JPS6060372A - 流体圧力作用式回転軸シ−ル組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体圧力作用式回転軸シール、特にラビリン
ス型予備シールを備え、減摩軸受レースを取付け、かつ
同転軸シール用の摩耗を受ける廉価な交換可能な挿入カ
ートリッジを提供する簡単な構造のシールに関する。

１９８１年３月３日付、本願と共通の融受入に譲渡され
た米国特許第４，２５３，７１３号には、ハウジング内
孔を通って突出しかつ減摩軸受によって内孔内で軸を回
転支持する流体圧力作用式の高い性能をもつ回転シール
が開示されている。この組立体は、端面を当接させた静
止シールレースと回転シールレースを含む。この特許の
回転軸シールは広範囲の工業用の使用目的において特定
の寸法と材料に対する要求事項を満足しかつ砂を含んだ
液体、汚水、泥、腐食性かつ摩擦性の環境においても容
易に適用できる。この特許による回転軸シールは、軸と
ともに回転する環状ブッシング、環状静止シールレース
、環状ネオプレンブーツ、環状回転シールレース、回転
クールレースニ担持すした環状炭素挿入リング、及び環
状弾性シールスリーブを含むことを特徴とする。これら
種々の部品は摩耗し、それらの交換を必要とする。摩耗
を受けるこれらの部品としては、主軸受及びシールハウ
ジング構成部品である。保守のだめの休止時間は比較的
大きく、かつ部品の交換を実施するには成る程度の困難
を伴う。

故に、本発明の目的は改良型回転軸シールを提供するに
あシ、該シールは、部品数を最小限に減らした交換可能
なカートリッジスリーブを設け、該スリーブは、軸シー
ルとして用いられる間その摩耗に耐えるように特に設計
され、かつ回転軸シールを収容する装置の保守のだめの
休止時間を最小にするように容易にかつ効率よく交換で
きるものである。

本発明の他の目的は、交換可能な摩耗スリーブカートリ
ッジが２ビリンス予備シールブツシングと協働して、環
状静止シールレース、環状回転７−ルレース、交換式摩
耗スリーブカートリッジ及びラビリンス予備シールシツ
シングによって形成された圧力作用式確動流体シールを
構成するラビリンス予備シールを提供する。

本発明は、軸とハウジング内孔間に配置された減摩軸受
によってハウジング内孔内で、その軸線まわシに回転支
持された軸を密封するための流体圧力作用式回転軸シー
ル組立体に関する。この減摩軸受は、ハウジングに固定
された軸受外レースと、軸に固定されかつ軸と共に回転
する軸受内レースをもつ。このシール組立体は、減摩軸
受に隣接しかつハウジングの高圧側において軸に固定さ
れた環状シツシングを含む。さらにこのシール組立体は
、軸受と、ハウジングに作動的に固定されかつハウジン
グと減摩軸受内で軸方向に配置されかつ軸方向に対向す
る末端面を有するブッシング間の環状静止シールを含む
。回転式環状シールレースは、ブッシングに作用的に結
合され、シツシングと減摩軸受間で軸方向に固定されか
つ軸方向に対向する末端面をもつブッシングとの間の実
際には必ずしもそのとおシではない環状静止シールレー
スｔ−含ｔｒ。回転ｉ状ゾールレースは、ブッシングに
作用的に固定されかつ静止シールレースの対向する末端
面と密封的に係合する末端面をもつ。

本発明の特徴は、ハウジング内孔に密封固定的に取付け
られた交換可能な摩耗スリーブキャリッジを含み、かつ
環状ブッシングは、軸に固定されかつ前記ラビリンス予
備シールブッシングと交換可能な摩耗スリーブキャリッ
ジ間のラビリンス予備シールをもつ。

好ましくは、前記ハウジングに前記環状静止シールレー
スと当接して対向する回転シールレースの末端面と弾性
的に結合した抑圧密閉くさびを有する。密閉くさびは環
状回転シールレースに偏倚力を作用して当接するシール
レース末端面間に正確に閉鎖力を発生する。密閉くさび
は、粘着を起さないゴム駆動型はねとして作用しかつ回
転シールレースの内側に流入する液体及び異質材料を防
止する。よって、密閉くさびは、ブッシングから回転シ
ールレースへの主要または緊急駆動機能を実施すること
ができる。

ラビリンス予備シールの下流に確動的な流体シールを保
証するために、変換可能な摩耗スリーブとハウジング間
、ラビリンス予備シールハウジングと回転環状シールレ
ース間、及び静止シールレースとキャリッジ間に０リン
グが配設される。

図面を参照しつつ以下に本発明を説明する。

本発明がそれを改良する上記のシールである米国特許第
４，２５３，７１３号によれば、軸１０は、減摩軸受１
４によシハウジング１２内でその軸線まわシに回転支持
される。軸は、六角形断面部分１０αと、減摩軸受１４
によりその支持部の区域内の第１小直径円筒形部分１０
ｈを含み、それにより、肩部１８を形成する。回転軸シ
ール組立体１６は、軸の小直径部分１０ｂとハウジング
１２間に配置される。従来の発明に係る装置とは異なシ
、回転シール組立体１６は、その中に配設された減摩軸
受１４を含む。すなわち、回転軸シール組立体１６は、
多数の基本構成部品から成る。これらの部品は、交換可
能摩耗スリーブ２ｏと、ラビリンス予備シールブッシン
グ２２と、シールくさびと、確動駆動環状回転シールレ
ース２６と、確動固定環状静止シールレース２８である
。

ハウジング１２は、その一端に末端横壁３ｏを含み、該
横壁内に内孔３２と穴ぐシ３４が形成され、内孔３２と
穴ぐり３４とは、肩部３６を形成する。交換可能な摩耗
スリーブカートリッジ２゜がハウジング内孔３２と穴ぐ
シ３４間に固定取付けられる。交換可能な摩耗スリーブ
カートリッジ２０は、円筒形であって、カー１−　’）
ツジは、小直径部分２ＯＡから半径方向に偏位した部分
２０αを含む。部分２０αは、穴ぐシに押しはめられる
ように、穴ぐシ３４の直径のオーダの外径をもつ。

部分２０αは、減摩軸受１４の外レース３８が２０α内
に押しはめられるように外レース３８の外径と同じサイ
ズをもつ。このようにして、部分２０αは減雄軸受の外
レース３８を固定取付けられる。交換可能な摩耗スリー
ブカートリッジの偏心部分２０αと２０ｈは半径方向肩
部４０を形成しこれに減摩軸受１４の外レース３８が当
接する。

カートリッジ２０の小直径部分２（ｌは内孔３２の直径
よシも僅かに小さくかつこれにはめ合う外径をもつ。

不都合な流体媒体がケーシング１２の内部に入シ減摩軸
受１４に影響するのを防ぐ、ラビリンス予備シールと効
果的な動的流体シールの適正作用として重要なことは、
交換可能な摩耗スリーブ２０の内孔４２と第１穴ぐシ４
４の適正なサイズ決定である。内孔４２はカートリッジ
２００部分２０αと２０ｈ間の接合部で短い距離にわた
って延び、かつ穴ぐ）４４とで肩部または止め部４６を
形成し、この肩部に静止シールレース２８の内側末端面
２８αが当接する。環状静止シールレース２８はＬ形の
半径方向断面をもち、シールレース２８はリング形状を
もちかつさらに外側軸方向末端２８Ａをもち、この面は
回転環状シール面２６の対向する軸方向末端面２６αと
当接する。

さらに、金属で造られるこの部材はその外周面２８ｄに
、０リングシール５０を受入れる環状溝４８をもつ。環
状静止シニルレース２８の外径は穴ぐシ４４の直径より
もわずかに小さいが、ｏリングシール５０の直径は、環
状静止シールレース２８と交換可能な摩耗スリーブカー
トリッジ２０との間で確動的な流体圧力シールを有効に
形成するため弾性的に変形されかつ環状静止シールレー
ス２８をそれにＸ／ｉ擦的に固定するように機能するよ
うに定められる。第１図から明瞭なように、静止シール
レース２８は、第１図の直径上で対向する半径方向溝ま
たは溝孔５２を有し、この中に減摩軸受の外レース３８
がはめあわされる。これらの溝孔は、交換可能な摩耗ス
リーブカートリッジ２０の肩部４６を越えて軸方向に突
出する固定用タゾ５４を受入れる。固定用タブ５４は、
それと適合する溝５２と係合することによシ、静止シー
ルレース２８が該レールと、接触する回転シールレース
２６との間に発生した力によって回転する可能性を最小
にする。カー）　Ｉ）ツジ部分２０．６の外周辺は環状
溝５６と当接し、この溝内に０リングシール５８が配置
され、このシールはカートリッジとハウジング１２の内
孔３２との間で圧縮され、有効な確動流体シールを形成
して圧力のある外部流体媒体がその点でハウジング１２
の内部に入るのを防ぐ。カートリッジ２ｏは、内孔３２
及び穴ぐり３４に取付けられかつねじ孔６３においてケ
ーシング１２内にねじ込まれる一連のねじ６０とそれに
用いるワッシャ６２によって所定位置に固定される。ワ
ッシャ６２の外縁は減摩軸受１４の固定された外レース
３８の上に位置してこのレースをカートリッジ２０の大
直径部分２ｏα内の所定位置に維持する。

環状ラビリンス予備シールズッ／７３ｆ２２は、軸１０
に固定取付けられる。これに関して、円筒形状の環状ブ
ッシングは、それが取付けられる軸１０の第１小直径部
分１０ｂの直径のオーダーの内孔６４をもつ。シツシン
グ２２は、軸１０の六角部分１０αより大きいサイズの
一端内に六角断面の軸方向四部６６を有し、このように
して肩部６８を形成し、該肩部は軸の肩部とその中に挿
入されるとき当接する。四部６６は正方形断面とするこ
とかでき、その機能は、シツシングを軸にキー止めにす
ることである。ブッシング２２０反対端７０は減摩軸受
内レース７２の一末端面と当接する。軸受内レース７２
は、それが取囲む軸部分１０Ａの直径とほぼ同じ内径を
もつ。軸１０は、コツタービン７７によってキー止めさ
れた六角ナツト７４と当接する別の小直径ねじ山部分１
０Ｃ内にその末端を置く。ワッシャ７６は、六角ナツト
７４と減摩軸受内レース７２の末端面間で軸上に配置さ
れる。よって、ラビリンス予備シールブッシングは、減
摩軸受内レース７２と軸層部１８間で軸方向に固定され
る。

ラビリンス予備７−ルプツシング２２はラビリンス予備
シールの軸方向外方及び半径方向内方部材として機能す
る。ラビリンス予備シールシツシング２２は第１図に示
すように半径方向に拡大された頭部またはカラー２２α
と、第１小直径部分２２ｂと、別の小直径部分２２Ｃと
、最後の小直径部分２２ｄを含む。カラー２２αは末端
面２２ｇ内に環状溝７８を含み、末端面２２ｇは、交換
可能な摩耗スリーブカートリッジ２０の軸方向に突出す
る先端部分２０Ｃの半径方向幅よりも大きい半径方向幅
をもつ末端面２２ｅ内に環状溝７８を含む。さらに、カ
ートリッジの軸方向突出部分２０Ｃは、溝７８の底部よ
シ手前を末端とするような長さをもつ。さらに、ラビリ
ンス予備シールブッシング２２の小直径部分２２ｈの直
径は、交換可能な摩耗スリーブカートリッジの穴ぐり４
４の直径よシも幾分率さい。円環状のラビリンス予備シ
ール通路８０は、従って、圧力の下で、汚損流体媒体が
ハウジング１２の内部に到達することに対して設けられ
る。ラビリンス予備シール８１は、ハウジング１２の内
部から流動上流にあってケーシング１２の軸方向手前の
Ｏリング５０を末端とすることが判る。カートリッジ２
０の穴クシ４４及び小直径部分２２Ｃと２２ｄは、互い
に隔たシかつそれらの間に動的シール空胴７９を部分的
に形成するように寸法づけられる。

本発明の簡単化されしかも高度に効果的な回転軸シール
組立体１６の重要な点は、環状回転シールレース２６の
構造と取付状態にある。環状回転シールレース２６は、
くさび空胴をもつリング状シール要素であ）かつ金属類
で形成されたＬ形断面をもつ。その外径は環状静止シー
ルレース２８の外径のオーダーの大きさであり、かつ２
６ｈにおける軸方向外側端面は軸方向内側末端面２６α
よりも小さい半径方向の幅をもつ。末端面２６αは、環
状静止シールレース２８の軸方向外方の半径方向に狭い
環状末端面２８ｈと当接しこれをこする。静止シールレ
ース２８は、凹部２９を有し狭い環状末端面２８ｂを形
成し、この凹部は、回転シールレース２６の末端面２６
αに内部流体圧力を加えさせ、この内部圧力は、シール
くさび２４０半径方向外側に位置する軸方向外側末端面
２６ｂの小部分に加えられる外部流体圧力を補償する。

そのうえ、これによって回転シールレースと静止シール
レース間の面接触面積を減する。従来は、このような回
転軸シール組立体のシールレースは、意図して炭化タン
グステンで造られ、かつそれらの接触面は極めて平滑で
あった。これによって、可成９の摩擦接触面積を密封作
用に対して不都合にさせる。本発明におけるシールレー
ス２６及び２８も、炭化タングステ／で造られるが、環
状静止シール２８の軸方向外側末端面２８ｂが極めて狭
くかつ回転シールレース２６の対向する接触末端面２６
ａに関して制限された表面面積をもつことに加えて、こ
れらの接触末端面の一方はつや消し仕上げされ、一方、
他方の末端は、鏡仕上げされる。当接末端面２６ａと２
８ｈの間の接触面積を増大することにより、回転シール
レース２６の軸方向外側末端面２６ｂに作用する外部か
ら作用する圧力に打勝つのに用いられる回転シールレー
ス２６への逆向き圧力面積を減することが考えられる。

本発明のシールに作用する逆向き圧力は、表面面積をこ
の圧力にさらすのを防止して回転軸シール組立体に匹敵
するのに負圧の平衡を要しない制御された正圧を発生す
る特徴をもつように設計加工することによっておおむね
無くすことができる。

他のシールとは異なり、本発明による設計は、シール平
衡を維持するために外部逆方向圧力面積によるものでは
ない。しかし、静止シールレース２８内の四部２９（ま
たは回転シールレース２６の対向面内の同様な凹部）に
よって形成された内部逆方向圧力面積を図のように加え
ることもでき、高圧作用時の平衡を維持する。外部逆向
き圧力面積を無くすことは、また細かい砂などの収集区
域を無くすことができ、これによシ埃っぽい環境におけ
る過早なシールの故障を無くすことができる。

このような外部逆方向圧力面積は通常、静止シール面と
当接する部材の末端面から軸方向に開口する回転シール
レースの外周内の環状凹部によって形成される。これは
、静止及び回転レースの外径を同一寸法に保ち、かつ回
転レース面上の凹形シール面を無くすことによυ達成さ
れる。これは、さらに、回転シールレースに対してシー
ルくさび２４を半径方向に位置させ、外部流体圧力にさ
らされる平方インチの表面積を無くすことによって回転
シールレース２６の背部に発生した過剰圧力を防止して
達成される。ゆえに、本発明は、回転シールレース２６
と静止シールレース２８間の軸方向の当接接触を介して
達成される動的シールの平衡点を変える極めて効果的な
構造を提供する。

カートリッジ２０の穴ぐシ４４と回転環状シールレース
２６間のスキまハ、シールレース２６と２８の対向する
接触末端面によシ得られる動的シールを導くラビリンス
圧力通路８０の一部を形成する。環状回転シールレース
２６の内径は、ラビリンス予備シールブッシング２２の
凹形部分２２Ｃの外径よりも幾分大きく、かつそれから
隔てられている。さらに、ラビリンス予備シールブッシ
ング２２は、その部材の小直径部分２２Ｃ内に環状溝８
２を有し、溝８２はＯリングシール８４を含み、その直
径は、流体媒体がこの点でケーシング１２の内部に進入
するのを防ぐ確動圧力流体シールを形成するために回転
環状シールレース２６の内周に対して圧縮されるように
定められる。

回転環状シールレース２６の軸方向長さは、回転環状シ
ールレースの外側末端面と、ラビリンス予備ブッシング
２２の小直径部分２２ｈと２２０によって形成された軸
方向末端面８８との間に可成シ大きい軸方向すきまが形
成されるように定められる。回転環状シールレース２６
は、シール〈さび２４によってラビリンス予備ブッシン
グ２０に弾性的に連結される。ゴムあるいは同様なエラ
ストマ材料で造るのが好適なシールくさび２４は環状で
かつ長円形またはダイヤモンド形の断面形状をもつ。ブ
ッシング２２の肩部８８は■形断面の環状溝９０を有し
かつ回転環状シールレース２６の外側末端面２６ｂは同
様な大きさのＶ形溝９２をもつ。シールくさび２４の両
軸方向末端は７−ルくさびを圧縮変形させて各溝９０，
９２内にはめ合わされる。シールくさびは、軸とともに
回転するように軸に締付けられた予備ブッシング２２に
回転環状シールレース２６を圧縮取付ける機能をもつ。

クールくさびはゴム製の粘着しないばねとして機能し、
かっばねまたはベローズによりかつ砕片で衝撃を受ける
標準シールとは著しく異なる。この衝撃は、ばね張力効
果を阻害するのに反し、シールくさびは、その弾性偏倚
力を維持しつつすきま８６を維持しかつ環状静止シール
レース２８の外側末端面２８Ａに対して環状回転シール
レース２６の軸方向内側末端面２６αを偏倚しようとす
るその弾性偏倚力を維持する。しかし、シールくさびは
、回転クールレース２６を介してブッシング２２から駆
動機能を実施するが、本発明は回転シールレースを駆動
するため、第１図に示すように金属駆動ローブ９４を用
いている。ローブ９４は、第１図において、ラビリンス
予備シールブッシング２２の軸方向ＪＮ部８８から軸方
向に突出しかつ互いに円周方向に１２０°ずつ隔たる。

これらの金属駆動ロープ９４は、環状回転シールレース
２６の内周内で軸方向に延びる溝孔９６内に突出しかつ
軸１０の軸回転によって該レースを確動的に駆動するよ
うに機能する。くさび及びリテーナの形状変形は、密封
媒体の粘性または化学的性質により密封媒体との適合性
をもつように実施できることが考えられる。

回転軸シール部品が協働して構成した高度に優れた圧力
保持用の部品組立体は、第１図を参照して極めて明瞭に
理解できる。これに関し、最初の段階は、ブッシング２
２上でかつ環状溝８２内に０リング８４を配置すること
である。０リング８４は、まず、グリースを薄く塗られ
る。シールくさび２４は次にブツンング内で溝９０内に
軸方向に配置される。次いで回転環状シールレース２６
が、■形溝９２がシールくさび２４の他端を受け、０リ
ングシール８４が回転シールレース２６の内周と平たん
になりかつローブ９４が回転シールレースの各軸方向溝
孔９６内に突出するように、ブッシング２２の小直径末
端部上を滑動される。

次に、Ｑ　＋）ングシール４８は、静止レースの外周上
の溝４６内に配置され、０リングシール５８は、カー）
　ＩＪツジの小直径部分２０ｈ上の円周方向溝５６内に
配置される。０リングシール４８を取付けた静止レース
２８は、次に該レース内の連結用溝孔５２を交換可能な
摩耗スリーブカートリッジ２０の軸方向に突出するタゾ
５４と適合させて交換可能な摩耗スリーブカートリッジ
２０内に配置される。密封された減摩軸受１４は、カー
トリッジの半径方向拡大部分２ｏα内に装着される。

カートリッジ２０をハウジング１２内に装着したのちに
、六角ナツト７４とワッシャ７６がねじ山付き軸部分１
０Ｃに取付けられ、ねじ締められて回転軸シール組立体
１６の要素及び協働する減摩軸受１４を軸１０に固定す
る。スナップリングまたは他の類似の装置を用いること
もできる。ねじ６０とワッシャ６２がこれらを受けるハ
ウジング１２内のねじ穴６３にねじはめられて、交換可
能な摩耗スリーブカートリッジ２０を所定位置に固定す
る。分解については上記と逆の手順で行うことができる
。

重要なことは、ねじ６０とワッシャ６２と同様に六角ナ
ツト７４とワッシャ７６を除去すると、減摩軸受１４を
軸方向に取外すことにより交換可能な摩耗スリーノカー
トリッジ２０に直接接近できる。カートリッジ２０は、
予備シールブッシング２２、シールくさび２４及び確動
駆動回転レース２６を含む組立体１６の構成部品を妨げ
ずに取外すことができる。交換可能な摩耗スリーブカー
トリッジ２０は、交換を必要としない限り再使用できる
。これらの構成部品の予備組立体は容易でお）、かつ回
転軸シール１６を速かに再び完成することができる。

この改良された回転軸シールは、部品交換を容易Ｋかつ
効率よく貢献し、同時に保守のための休止時間を最小に
する多くの特色をもつ最小数の部品をもって構成できる
。この場合、交換可能な摩耗部材を構成する交換可能な
摩耗スリーブカートリッジは、適正な荷重の高さを保証
するために静止レース用の肩部をもつ。軸方向に突出す
るその固定用タブは、静止レースの下側のはめ合い溝と
係合する。スリーブの外径は、スリーブカートリッジと
ハウジング内孔との間の媒体の漏洩を防止するＯ　ＩＪ
ングを受入れるために溝が設けられている。主な重要性
としては、カートリッジの突出する小直径部分２０Ｃは
、ラビリンス予備シールブッシング２２の頭部２２α内
の環状溝７８と密接にはめ合うが、カー）　ＩＪツジの
小直径部分２０ｂの内周に対しブッシング２２の外周の
大部分の長さと同様にそれから隔たり、狭いすきまのラ
ビリンス予備シール通路８０を提供し、これによシ密封
された空胴内及び空胴の周囲から砂や汚染物を無くする
という事実である。好ましくは、カートリッジの大直径
部分２８の外周部に平たん部分９８が設けられ、これは
対向するカートリッジの平たん部分（図示せず）と適合
して、２つのカートリッジ２０が関連ハウジング内で回
転するのを防ぎ、ただし２つのカートリッジはこの機能
を果すのに必ずしも必要ではない。他の保持装置が、キ
ーみぞのような、この実施例におけるような単軸シール
目的に用いることができる。

ラビリンス予備シールの第２部材を形成するラビリンス
予備シールゾツシンｌ　２２　ハ予備Ｖ−ルラビリンス
通路８０を形成する。肩部８８に９０において溝を設け
たブッシング２２は、回転環状シールレース２６を環状
静止レース２８に向けて偏倚するゴム駆動はねとして機
能するシールくさび２４の手部分を受入れる。２ビリン
ス予備シールブツシングの外周部には溝８２が設けられ
、この溝は回転環状シールレース２６と接触するバック
アップＱＩＪングシール８４を担持する。円周方向に等
間隔に配列された３つの駆動ロープ９４は、回転環状シ
ールレース２６に形成された適合する溝９６と係合して
、密封される媒体が、成る場合にノＺツクアップ駆動部
材として機能するシールくさび２４によって回転レース
に向けて多量の駆動力を必要とするチオキサントロピカ
ル性のものである場合に確動機構を保証する。好ましく
は、ラビリンス予備シールブッシング２２は、環状静止
シールレース２８に対し回転環状シールレース２６のシ
ール面への好適な負荷を与えるために精密な公差をもっ
て形成される。六角形凹部６６を含むラビリンス予備シ
ールブッシングのカラーまた拡頭部２２αは、軸１０の
同一サイズの六角形に形づけられた大直径部分１０ａを
受入れて、確動的なブッシング駆動力を発生する。

シールくさび２４の軸方向長さと同様に、５ビリンス予
備シールノツシンダ２２及び回転シールレース２６それ
ぞれ内の対向するＶ形溝９ｏ及び９２の形態と深さ線、
圧縮力を受けた状態で回転環状シールレース２６に適切
なばね張力を保証し、シールレース２８及び２６それぞ
れに動的シール面２８ｈ及び２６α間に適正な閉鎖力を
発生する。

さらに、既述のように、シールくさびは非粘着性ゴム駆
動ばねを形成し液体及び異物材料が回転レースの内側に
進入するのを防ぐ。さらに、シールくさびは、もしブッ
シング２２上の金属駆動ロープが不作動になると駆動機
能を行うことができ、または主駆動装置として機能する
。

ゴムのばね／シールくさび２４の他の半部に対しリテー
ナとして機能する確動駆動回転環状シールレースはラビ
リンスブッシング２２上の適合駆動目−プと係合する３
つの駆動溝孔を有している。

内周は副０リングシール８４用の内側シール面をもち、
その末端面は静止シール面への適合面として機能する。

確動固定環状静止シールレース２８は、カートリッジ２
０の穴ぐ）４４に当接する主０す／グシール４８を受入
れる溝をその外周に設ける。確動駆動は、１８０°離れ
かつシールくさび２４に加えられた圧縮力の下でカート
リッジ２０上の適合固定用タブを受ける静止レースの末
端面２８α上の２つの固定用溝孔によって達成される。

密封される流体媒体の化学的性質により、種々のＯリン
グとシールくさび２４をつくるのに広い範囲の異なる材
料が用いられることが考えられる。０リングは、この場
合シールくさび２４に用いるものとしてエジストマ材料
を用いることができる。残）の構成部品は交換可能な摩
耗スＩＪ−プカートリッジ２０及びラビリンス予備シー
ルブッシング２２を含み不銹鋼のような金属でつくるこ
とが好ましい。シールレース構成部品は炭化タングステ
ン、セラミック、炭化シリコン、炭素、不銹鋼、ニッケ
ルレジスト、鋳鉄またはこれらの任意の組合せ材料で造
られる。

改良型回転軸シールはシール平衡性を提供するように構
成され、密封媒体にさらされる表面はこのシステム内の
圧力を、圧縮されたシールくさび２４の偏倚作用によっ
て加えられる圧力でなく自動的に付加閉鎖圧力シール面
に作用させる。

本発明の特定実施例についてその詳細を説明したがその
種々の変更が本発明の主旨及び範囲から逸脱することな
く本発明に含まれることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良型回転軸シール組立体の主要構
成部分の分解斜視図、第２図は、減摩軸受によってハウ
ジング内で回転する軸に適用した第１図の回転軸シール
組立体の部分破断斜視図、第３図は第１図の回転軸シー
ル組立体の断面図である。 図中の符号、１０・・・軸、１２・・・ハウジング、１
４・・・減摩軸受、１６・・・軸シール組立体、２０・
・・摩耗スリーブ、２２・・・ラビリンス予備シールプ
ラシン，／、２４・・・シールくさび、２６・・・回転
シールレース、２８゜・・静止シールレース、３０・・
・横方向末端面、３２・・・内孔、３４・・・穴ぐり、
３６・・・肩部、３８・・・外レース、４０・・・肩部
、４２・・・内孔、４４・・・穴ぐシ、４６・・・肩部
、４８・・・環状溝、５０・・・０リングシール、５２
・・・半径方向溝、５４・・・固定用タブ、５６・・・
環状溝、５８・・・Ｑｌ７ングシール、６０・・・ねじ
、６２・・・ワッシャ、６３・・・ねじ穴、６４・・・
内孔、６６・・・凹部、６８・・・肩部、７０・・・プ
ツシンク末端、７２・・・軸受内レース、７４・・・ナ
ツト、７６・・・ワッシャ、７７・・・コツタピン、７
８・・・環状溝、７９・・・空胴、８０・・・ラビリン
ス予備シール通路、８２・・・環状溝、８４・・・Ｏリ
ングシール、８８・・・肩部、９０・・・溝、９２・・
・溝、９４・・・ロープ、　を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸（１０）とハウジング内孔（３２）間に配置され
   た減摩軸受（１４）によってハウジング内孔（３２）内
   でその軸線まわシで回転するように支持された軸ＣＩＱ
   ＋を密封する流体圧力作用式回転軸シール組立体ａＱに
   おいて、前記軸受（１４）は、ハウジング（１２）に固
   定された外側軸受レース（３８）と軸（１０）に固定さ
   れかつそれと共に回転する内側軸受レース（７２）をも
   ち、前記シール組立体（１６）は、・・ウジング（１２
   ）の高圧側の減摩軸受（１４）に隣接する前記軸（１０
   ）に作動結合された環状ブッシング（２２）と前記ハウ
   ジングに作動結合されかつ軸方向に対向する末端面をも
   つ環状静止レールレース（２８）と、前記軸に作動連結
   されかつ前記静止シールレース（２８）とを含み、前記
   ハウジング内孔（３２）に固定取付けられかつその長さ
   の少くとも１つの部分にわたって前記環状ブッシング（
   ２２）と同心的に配置されかつブッシングから隔たシそ
   れとの間に環状空胴（８６）を前記減摩軸受の側に形成
   する交換可能な摩耗スリーブカートリッジ（２０）と、 前記静止シールレース（２８）が前記空胴（８６）内に
   取付けられかつ前記交換可能な摩耗スリーブカートリッ
   ジ（２０）に回転可能に固定され、前記回転シールレー
   ス（２６）を前記空胴内で前記ブッシング（２急にそれ
   と共に回転するように弾性的かつ圧縮的に連結する装置
   （２４）と、 前記ブッシングと前記カートリッジとを含み、前記ケー
   シング（１２）の外方にラビリンス予備シール（８１）
   を形成する装置と、 前記交換可能な摩耗スリーブカートリッジ（２ｏ）を含
   み、前記環状ブッシング（２２）と前記シールレース（
   ２６，２８）が前記空胴（８６）の内部に確動流体圧力
   シールを形成して外部の流体媒体が前記組立体（１６）
   を通ってケーシング内に浸入するのを防ぐ装置を含むこ
   とを特徴とする流体圧力作用式回転軸シール組立体。 ２、前記回転シールレースを前記ブッシングに弾性的に
   圧縮可能に連結する前記装置が前記ブッシング（２２）
   と前記回転シールレース（２６）間で軸方向に配置され
   たエラストマ製のシールくさび（２４）を含み、かつ前
   記空胴と前記シールレース（２６゜２８）と前記くさび
   （２４）の軸方向長さが、前記シールくさび（２４）が
   軸方向圧縮力を受けて配置され前記シールレースの向い
   合う末端面（２６α、２８ｈ）を相互間での接触を密封
   させる特許請求の範囲第１項記載の流体圧力作用式回転
   軸シール組立体。 ３、前記ブッシング（２２）が、前記空胴の半径方向末
   端壁として機能する半径方向に突出する肩部（８８）を
   有する小直径部分を含み、前記肩部（８８）がＶ形断面
   の環状溝（９０）を含み、前記回転シールレース（２６
   ）の軸方向末端面（２６ｈ）が前記肩部（８８）内の前
   記Ｖ形溝（９０）に面する対応するＶ形層状溝（９２）
   を有し、かつ前記シールくさび（２４）が前記ブッシン
   グ肩部（８８）及び前記回転シールレース（２６）それ
   ぞれの前記Ｖ形溝（９０，９２）内にそれぞれはめあわ
   され、これにより前記シールくさび（２４）が軸方向の
   圧縮力を受けて前記シールレース間の確動流体圧力シー
   ルとして機能する特許請求の範囲第２項記載の流体圧力
   作用式回転軸シール組立体。 ４、前記ブッシング（２２）が、前記減摩軸受（１４）
   から遠い方の前記ブッシングの末端に半径方向に拡大さ
   れたカラー（２２α）を含み、前記カラー（２２α）が
   前記交換可能な摩耗スリーブカートリッジ（２０）に近
   い半径方向末端面に環状溝（７８）を含み、かつ前記交
   換可能な摩耗スリーブカートリッジ（２０）が減摩軸受
   から遠い方のその末端において前記カラー環状溝（７８
   ）内に配置されかつ前記カラー環状溝の半径方向幅より
   も小さい半径方向幅を有し、かつカラー環状溝の底部の
   手前の位置を末端とし、それにより相互間にラビリンス
   予備シール通路（８０）を形成し、かつ前記ブッシング
   （２２）及び前記カートリッジ（２０）はさらに前記カ
   ラー環状溝から前記静止シールレース（２８）及ヒ回転
   シールレース（２６）を受入れる前記空胴（７９）に通
   じる連続するラビリンス予備シール通路を形成する特許
   請求の範囲第３項記載の流体圧力作用式回転軸シール組
   立体。 ５、前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回転シー
   ルレース（２６）の内周に面する前記空胴（７９）にお
   いて前記ブッシング（２２）の外周部に環状溝（８２）
   と、骸環状溝（８２）内に取付けられかつ前記環状回転
   シール面（２６）の内周部と密封係合する第１０リング
   と、前記空胴（７９）において前記カートリッジ（２ｏ
   ）の内周に面する前記環状静止シールレース（２８）に
   形成された環状溝（４８）と、前記環状静止シールレー
   ス溝（４８）内に取付けられかつ前記静止シールレース
   （２８）に面する前記カートリッジ（２０）の内周部と
   密封係合する第２０９ンダ（５０）を含み、前記ラビリ
   ンス予備シール装置（８１）の下流において前記空胴（
   ７９）内に第１及び第２確動流体シールを提供する特許
   請求の範囲第２項記載の流体圧力作用式回転軸シール組
   立体。 ６、前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回転シー
   ルレース（２６）の内周に面する前記空胴（７９）　に
   おいて前記ブッシング（２２）の外周部に環状溝（８２
   ）と、該環状溝内に取付けられかつ前記環状回転シール
   レース（２６）の内周部と密封係合する第１０リングシ
   ール・（８４）と、前記空胴（７９）において前記カー
   トリッジ（２のの内周に面する前記環状静止シールレー
   ス（２８）の外周部に設けられた環状溝（４８）と、前
   記環状静止シールレース溝（４８）内に取付けられかつ
   前記カートリッジ（２０）の内周部と密封係合する第２
   ０リング（５０）を含み、それによフ前記シールレース
   が前記ラビリンス予備シール装置（８１）の下流におい
   て前記空胴（７９）内に第１及び第２確動流体シールを
   提供する特許請求の範囲第３項記載の流体圧力作用式回
   転軸シール組立体。 Ｌ　前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回転シー
   ルレース（２６）の内周と面する前記空胴（７９）内に
   形成された環状溝（８２）と核環状溝内に取付けられか
   つ前記環状回転シールレース（２６）の内周部と密封係
   合する第１０リングシール（８４）と、前記空胴（７９
   ）において前記カートリッジ（２０）の内局に面する前
   記環状静止シールレース（２８）の外周部の環状溝（４
   ８）と前記環状静止シールレース溝（４８）内に取付け
   られかつ前記カートリッジ（２のの内局部と密封係合す
   る第２０リング（５０）を含み、それによシ前記ラビリ
   ンス予備シール装置（８１）の下流において前記空胴（
   ７９）内に第１及び第２確動流体シールを提供する特許
   請求の範囲第４項記載の流体圧力作用式回転軸シール組
   立体。 ８、前記エラストマ族のシールくさび（２４）が前記回
   転シールレース（２６）に対し半径方向に配置され、前
   記回転シールレース（２６）の外周部が、前記エラスト
   マ族のシールくさび（２４）が前記シールレース（２６
   ，２８）の接触する末端面（２６α、２８ｂ）間で軸方
   向係合を維持する主要力を提供する状態で、前記回転シ
   ールレース（２６）　（！：　前記静止シールレース（
   ２８）間に平衡圧力シールが実現されるように凹形部が
   設けられていない特許請求の範囲第２項記載の流体圧力
   作用式回転軸シール組立体。 ９、前記環状回転シール（２６）と前記環状静止７−ル
   レース（２８）の一方が環状凹部（２９）を含み、末端
   面（２８ｈ）においてその半径の一部分にわたってその
   内周部上で前記他方のシールレースの対向末端面（２８
   α）と密封係合して、前記ラビリンス予備シール（８１
   ）を介して前記環状回転シールレース（２６）に作用す
   る外部流体圧力に抗する装置を形成する特許請求の範囲
   第１項記載の流体圧力作用式回転軸シール組立体。