特許 6606685 船尾管シール装置及び船尾管密封構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6606685

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】船尾管シール装置及び船尾管密封構造

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3212 20160101AFI20191111BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20191111BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20191111BHJP

   F16J 15/3268 20160101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/3212

   F16J15/3204 201

   F16J15/18 C

   F16J15/3268

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-78280(P2016-78280)

(22)【出願日】2016年4月8日

(65)【公開番号】特開2017-187151(P2017-187151A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2018年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085006

【弁理士】

【氏名又は名称】世良 和信

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100096873

【弁理士】

【氏名又は名称】金井 廣泰

(74)【代理人】

【識別番号】100131532

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 浩一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155871

【弁理士】

【氏名又は名称】森廣 亮太

(72)【発明者】

【氏名】古田 清隆

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１９００６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１０６２６２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／３２１２

Ｆ１６Ｊ １５／３２０４

Ｆ１６Ｊ １５／１８

Ｆ１６Ｊ １５／３２６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロペラ軸の外周に設けられたライナと、前記プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を封止する船尾管シール装置において、
前記船尾管に対して固定される環状のケースと、
前記ケースに対して固定されるゴム状弾性体製のシールリングと、
を備える船尾管シール装置であって、
前記シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側に延びる屈曲部と、
を備え、
前記ケースは、
前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向他方側に延びる部分を支持する第１支持領域と、
前記第１支持領域よりも径方向内側に延びる、前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる部分を径方向内側から支持する内側支持部が周方向に複数形成された第２支持領域と、を周方向に備えることを特徴とする船尾管シール装置。

【請求項2】

プロペラ軸の外周に設けられたライナと、
前記プロペラ軸が挿通された船尾管と、
前記ライナと前記船尾管との間の環状隙間を封止する船尾管シール装置と、
を備える船尾管密封構造において、
前記船尾管シール装置は、
前記船尾管に対して固定される環状のケースと、
前記ケースに対して固定されるゴム状弾性体製のシールリングと、
を備え、
前記シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側に延びる屈曲部と、
を備え、
前記ケースは、
前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向他方側に延びる部分を支持する第１支持領域と、
前記第１支持領域よりも径方向内側に延びる、前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる部分を径方向内側から支持する内側支持部が周方向に複数形成された第２支持領域と、を周方向に備えることを特徴とする船尾管密封構造。

【請求項3】

前記第１支持領域が、前記ケースにおける鉛直最下方の位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の船尾管密封構造。

【請求項4】

前記第１支持領域を複数備え、前記ケースにおける鉛直最下方の位置に配置されている前記第１支持領域とは異なる第１支持領域が、前記ケースにおける鉛直最上方の位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の船尾管密封構造。

【請求項5】

前記内側支持部は、周方向に一定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の船尾管密封構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶の船尾管に用いられる船尾管シール装置及び船尾管密封構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、船舶のプロペラ軸の外周に設けられたライナと、プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を封止するために、ゴム状弾性体製のシールリングを備えた船尾管シール装置が用いられている（特許文献１参照）。この種のシールリングは、ライナの外周面に対して摺動するリップ部を備えており、潤滑液によってリップ部の摺動面が潤滑される。潤滑液の粘性によっては、摺動面に形成される潤滑液膜が相対的に薄くなることがあるため、摺動抵抗の増大や摺動による発熱によって摺動面が過度に摩耗するおそれがある。リップ部の摩耗が過度に進行した場合には、シールリングの締め代が減少することによって密封能力が損なわれるおそれがあるために好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１９００６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、シールリングに形成されたリップ部の摺動面の摩耗を抑制することのできる船尾管シール装置及び船尾管密封構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明に係る船尾管シール装置は、
プロペラ軸の外周に設けられたライナと、前記プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を封止する船尾管シール装置において、
前記船尾管に対して固定される環状のケースと、
前記ケースに対して固定されるゴム状弾性体製のシールリングと、
を備える船尾管シール装置であって、
前記シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側に延びる屈曲部と、
を備え、
前記ケースは、
前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向他方側に延びる部分を支持する第１支持領域と、
前記第１支持領域よりも径方向内側に延びる、前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる部分を径方向内側から支持する内側支持部が周方向に複数形成された第２支持領域と、を周方向に備えることを特徴とする。

【0006】

本発明によれば、シールリングの屈曲部は、その形状から、径方向と軸方向に弾性的に変形することができる。したがって、プロペラ軸の回転中においても、ライナの外周面に対するリップ部の接触状態が好適に維持されることによって、ライナと船尾管との間の環状隙間が封止される。ここで、ケースは、シールリングの屈曲部における径方向外側かつ軸方向他方側に延びる部分（つまり、屈曲部の径方向外側の部分）を支持する第１支持領
域と、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる部分（つまり、屈曲部の径方向内側の部分）を径方向内側から支持する内側支持部が周方向に複数形成された第２支持領域と、を周方向に備えている。そのため、船尾管シール装置の使用時において、環状隙間における高圧側から低圧側に向かう軸方向の流体圧力が、シールリングの屈曲部に対して軸方向の他方側（屈曲部の開いた側）から作用したときは、これら複数の内側支持部に支持されている部位は、他の部位に比べて弾性的な変形が抑制される。つまり、シールリングの屈曲部において、ケースの内側支持部によって支持された部位における軸方向の変形が、他の部位における軸方向の変形よりも小さくなるため、シールリングのリップ部においても、ケースの内側支持部近傍の部位と他の部位との間で、軸方向の変形量に差が出る（内側支持部近傍の部位の変形が相対的に小さくなる）。そのため、ライナの外周面上に形成されるリップ部のシールラインは概ね波形形状となる。シールラインの波形における谷から山に遷移する部分には、プロペラ軸の回転によって高圧側の領域内の流体が周方向の流れとなって導かれるため、当該部分において動圧が発生する。このようにして発生した動圧は、リップ部の摺動面を押し上げるように作用するため、リップ部の緊迫力が低減される。その結果、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。

【0007】

なお、流体圧力によってシールリングの屈曲部が変形した際に、変形した屈曲部における内側支持部に当接している部位はそれ以上の変形が規制される。したがって、高い流体圧力が作用した場合であっても、シールリングの変形量を規制することができるため、摺動面が過大になることを抑制でき、ひいてはリップ部の摩耗を抑制することができる。

【0008】

また、本発明に係る船尾管密封構造は、
プロペラ軸の外周に設けられたライナと、
前記プロペラ軸が挿通された船尾管と、
前記ライナと前記船尾管との間の環状隙間を封止する船尾管シール装置と、
を備える船尾管密封構造において、
前記船尾管シール装置は、
前記船尾管に対して固定される環状のケースと、
前記ケースに対して固定されるゴム状弾性体製のシールリングと、
を備え、
前記シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側に延びる屈曲部と、
を備え、
前記ケースは、
前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向他方側に延びる部分を支持する第１支持領域と、
前記第１支持領域よりも径方向内側に延びる、前記屈曲部における径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる部分を径方向内側から支持する内側支持部が周方向に複数形成された第２支持領域と、を周方向に備えることを特徴とする。

【0009】

この船尾管密封構造においても、上記の船尾管シール装置と同様の作用が生じるため、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。

【0010】

また、本発明に係る船尾管密封構造は、前記第１支持領域が、前記ケースにおける鉛直最下方の位置に配置されているようにしてもよい。

【0011】

第１支持領域が配置されている位置においては、シールリングの屈曲部の変形が抑制されない（阻害されない）ため、変形の自由度が確保される。したがって、プロペラ軸が船
尾管の軸孔内で偏心しても（軸心が径方向に移動しても）、ライナの外周面に対するリップ部の追随性が高くなる。ここで、船舶のプロペラ軸は、船舶のサイズによっては重量が大きくなるため、プロペラ軸を軸支する軸受けが経時的に摩耗して、プロペラ軸が降下する（傾く）ことがある。そこで、ケースにおける鉛直方向下方の位置に第１支持領域を配置すること、つまり、内側支持部を形成しないことによって、シールリングの屈曲部の下方の部位の変形の自由度を確保すれば、プロペラ軸が降下した場合であっても、ライナの外周面と、内側支持部とが接触しなくなるため、シールリングの密封性に影響を与えることがない。これにより、本発明に係る船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。

【0012】

また、本発明に係る船尾管密封構造は、前記第１支持領域を複数備え、前記ケースにおける鉛直最下方の位置に配置されている前記第１支持領域とは異なる第１支持領域が、前記ケースにおける鉛直最上方の位置に配置されているようにしてもよい。

【0013】

これにより、シールリングの屈曲部における鉛直方向上方の部位の変形の自由度も確保されるため、ライナの外周面に対するリップ部の追随性を保つことができる。これにより、本発明に係る船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。

【0014】

また、前記内側支持部は、周方向に一定の間隔で配置されているようにしてもよい。

【0015】

これにより、ライナの外周面上に形成されるシールラインの山と谷が一定の間隔で形成されるようになるため、動圧効果を周方向において一定の間隔で発生させることができる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明によれば、リップ部の摺動面の摩耗を抑制することのできる船尾管シール装置及び船尾管密封構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例に係る船尾管シール装置が取り付けられた船尾管密封構造を示す模式的断面図である。

【図2】実施例に係るケースが備える中間リングの正面図である。

【図3】実施例に係る船尾管シール装置の使用時における部分断面図である。

【図4】実施例に係る船尾管シール装置の使用時における部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0019】

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る船尾管シール装置及び船尾管密封構造について説明する。

【0020】

＜船尾管密封構造の全体構成＞
図１を参照して、本発明の実施例に係る船尾管密封構造の全体構成について説明する。この船尾管密封構造には、本発明の実施例に係る船尾管シール装置が用いられている。図１は、実施例に係る船尾管密封構造の構成を示す模式的断面図である。

【0021】

船尾管シール装置１００は、船舶のプロペラ軸２１０の外周に設けられたライナ２２０と、プロペラ軸２１０が挿通された船尾管３００との間の環状隙間を封止する。これにより、図中左側の領域Ｗ内にある海水が船内に浸入することが防止されると共に、図中右側の領域Ｌ内にある潤滑液が船外に漏出することが防止される。プロペラ軸２１０にはプロペラ２３０が取り付けられており、プロペラ軸２１０と共に回転する。円筒状の部材から構成されるライナ２２０は、ボルトによってプロペラ２３０に固定されており、プロペラ軸２１０の外周を覆っている。プロペラ２３０の内周側には環状の切り欠き２３１が設けられており、この切り欠き２３１に密封部材２４０が装着されている。この密封部材２４０によって、プロペラ軸２１０とライナ２２０との間に海水等が浸入してしまうことが抑制される。なお、ライナ２２０と、船尾管３００と、船尾管シール１００とが、本実施例に係る船尾管密封構造１０を構成する。

【0022】

プロペラ軸２１０は軸受け２５０によって軸支されている。本実施例においては、潤滑液としては、水、または水溶性の潤滑剤が溶解した水を主成分とする潤滑液が用いられているため、ゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けが軸受け２５０として用いられている。一般に、水または水溶性潤滑剤が用いられた潤滑液は、漏出したとしても海洋を汚染しにくいため、環境性に優れている。なお、水等に替えて、潤滑液として油（潤滑油）が用いられる場合には、金属製の軸受けが軸受け２５０に用いられる。

【0023】

船尾管シール装置１００は、船尾管３００に対して固定される環状のケース１１０と、ケース１１０に対して固定されるゴム状弾性体製のシールリング１２１，１２２，１２３，１２４とを備えている。ケース１１０は、船尾管３００に対してボルトによって固定された金属製のフランジリング１１１と、複数の金属製の中間リング１１２，１１３，１１４と、金属製のカバーリング１１５とから構成される。これらの金属製の５つのリングは、軸方向に挿通される不図示のボルトによって組み合わされている。そして、４つのシールリングは、それぞれの外周側がこれら５つのリングの間に締め付けられた状態で固定されている。

【0024】

シールリング１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれは、ライナ２２０の外周面に対して摺動するリップ部を備えており、リップ部の摺動面によって隔てられた２つの領域間を封止している。また、４つのシールリングのそれぞれは、リップ部よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側に延びる屈曲部を備えている。本実施例においては、これら４つのシールリングは同一の形状を有している。そして、これら４つのシールリングによって隔てられた環状の空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内には、潤滑液が封入（充填）されている。ここで、領域Ｌ、領域Ｗ、及び３つの空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内の流体圧力を、それぞれＰ_Ｌ，Ｐ_Ｗ，Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｓ３とすると、本実施例においては、Ｐ_Ｌ＞Ｐ_Ｓ１＞Ｐ_Ｓ２、及び、Ｐ_Ｗ＞Ｐ_Ｓ３＞Ｐ_Ｓ２が成立している。なお、これら３つの空間内には、潤滑液に替えて他の液体や空気などの気体が封入されていてもよい。この場合であっても、各流体圧力は上記の２つの関係を満たすように設定される。

【0025】

＜シールリング及びケースの構成＞
図２〜図４を参照して、本発明の実施例に係るシールリング及びケースの構成について説明する。図２は、実施例に係るケースが備える中間リングの正面図である（固定用ボルトの挿通孔は省略されている）。ここで正面図とは、船尾管シール装置が装着された際において、中間リングをその高圧側から軸方向に見たときの図である。図３は、実施例に係る船尾管シール装置の使用時（装着時）における部分断面図であって、中間リングについては図２におけるＡＡ断面が示されている。なお、ＡＡ線は、船尾管シール装置の使用時（船尾管密封構造への装着時）には水平方向の線となるため、シールリング等も使用時における水平面で切断したときの断面が示されている。図４は、実施例に係る船尾管シール
装置の使用時における部分断面図であって、中間リングについては図２におけるＢＢ断面が示されている。なお、ＢＢ線は、船尾管シール装置の使用時には鉛直方向の線となるため、シールリング等も使用時における鉛直方向の面で切断したときの断面が示されている。なお、図３、４では、説明のために切断端面のみが描かれている。なお、本実施例においては、中間リング１１２，１１３，１１４は、特徴的な部分については（特に高圧側から見たときには）、概ね同様の形状を有するため、以下においては中間リング１１４を例にして説明する。また、本実施例においては、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４は全て同一の形状を有するため、以下においてはシールリング１２４を例にして説明する。

【0026】

シールリング１２４は、ライナ２２０の外周面に対して摺動するリップ部１２４０と、リップ部１２４０よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側（図３、４中の右側、すなわち低圧側）へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側（図３、４中の左側、すなわち高圧側）に延びる屈曲部１２４１と、中間リング１１４とカバーリング１１５とによって締め付けられる固定部１２４２とを備えている。つまり、屈曲部１２４１は、径方向外側かつ軸方向一方側へ向かって延びる径方向内側部１２４１ａと、径方向外側かつ軸方向他方側へ向かって延びる径方向外側部１２４１ｂとから構成される、断面がＶ字型になる部分である。そして、シールリング１２４は、リップ部１２４０が高圧側に配置されるように、すなわち、屈曲部１２４１の開いた側（径方向内側部１２４１ａと径方向外側部１２４１ｂとの間の角度が小さい側）が高圧側となるように、ケース１１０に対して固定される。なお、リップ部１２４０の外周側には、環状溝が形成されており、リップ部１２４０をライナ２２０の外周面に対して押圧するためのガータースプリング１３０が装着されている。

【0027】

中間リング１１４は、カバーリング１１５と中間リング１１３との間で固定される固定部１１４０と、シールリング１２４の固定部１２４０が装着されて、カバーリング１１５との間でこの固定部１２４０を締め付ける環状溝１１４１とを備えている。また、中間リング１１４は、屈曲部１２４１の径方向外側部１２４１ｂを低圧側（図３、４中の右側）から支持する環状支持部１１４２と、屈曲部１２４１の径方向内側部１２４１ａを径方向内側かつ低圧側から支持する、環状支持部１１４２から径方向内側に延びる複数の内側支持部１１４３ａ，１１４３ｂ，１１４３ｃ，１１４３ｄ，１１４３ｅ，１１４３ｆを周方向に備えている。つまり、ケース１１０を構成する中間リング１１４は、屈曲部１２４１における径方向外側部１２４１ｂを支持する第１支持領域１１４２Ａ，１１４２Ｂと、屈曲部１２４１における径方向内側部１２４１ａを支持する内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｆが形成された第２支持領域１１４３Ａ，１１４３Ｄを周方向に備えている。第１支持領域１１４２Ａと１１４２Ｂは、中間リング１１４における鉛直最上方の位置と鉛直最下方の位置にそれぞれ配置されている。また、第２支持領域１１４３Ａ，１１４３Ｄは、径方向において対向する位置に形成されており、第２支持領域１１４３Ａ内に内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｃが形成されると共に、第２支持領域１１４３Ｄ内に内側支持部１１４３ｄ〜１１４３ｆが形成されている。これら６つの内側支持部は、図２に示されるように、左右に３つずつ一定の間隔で形成されており、中間リング１１４における鉛直方向（ＢＢ線方向）の上方と下方の部位（つまり、第１支持領域１１４２Ａ，１１４２Ｂ内）には形成されていない。なお、水平方向（ＡＡ線方向）の一方側に配置された３つの内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｃの各々の間に形成された切り欠き１１４４ａ，１１４４ｂと、水平方向の他方側に配置された内側支持部１１４３ｄ〜１１４３ｆの各々の間に形成された切り欠き１１４４ｃ，１１４４ｄは、周方向寸法（周方向長さ）が、第１支持領域１１４２Ａ，１１４２Ｂよりも小さく形成されている。なお、切り欠き１１４４ａ〜１１４４ｄの周方向寸法、すなわち、内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｃの各々の間の間隔と内側支持部１１４３ｄ〜１１４３ｆの各々の間の間隔は、既に述べたように一定（同一）である。本実施例においては、これら６つの内側支持部は同一の形状を有しており、それぞ
れが径方向の幅を一定にして周方向に延びるように、かつ、環状支持部１１４２から高圧側（図３、４中の左側）且つ径方向内側へ向かって突出するように形成されている。なお、切り欠き１１４４ａ〜１１４４ｄの軸方向寸法は屈曲部１２４１近傍まで届くように形成され、周方向寸法は適宜設定される。内側支持部１１４３ｂを例にして詳細に説明すると、図３に示されるように、内側支持部１１４３ｂは、屈曲部１２４１の径方向内側部１２４１ａの一部を径方向内側から支持しているため、屈曲部１２４１における当該部位は、内側支持部によって支持されていない他の部位（第１支持領域１１４２Ａ，１１４２Ｂや切り欠き１１４４ａ〜１１４４ｄが形成された位置に対応する屈曲部１２４１における部位）に比べて弾性的な変形が抑制される。これに対し、内側支持部によって支持されていない屈曲部１２４１の部位、つまり、屈曲部１２４１における鉛直方向の上方と下方の部位（図４参照）は、内側支持部が形成された位置に対応する屈曲部１２４１における箇所に比べて変形の自由度が確保されている。
また、屈曲部１２４１における内側支持部によって支持されている部位と、内側支持部によって支持されていない他の部位（切り欠きが形成された位置に対応する部位）は、密封流体の圧力によりシール箇所がそれぞれ軸方向で異なるため、シール箇所が周方向において軸方向に前後する（全周で直線状になるのではなく、波形のように軸方向に前後する）。

【0028】

なお、既に述べたように、中間リング１１２，１１３，１１４は、特徴的な部分については概ね同様の形状を有する。つまり、図１に示されるように、中間リング１１２は、その高圧側（図１中の右側）に、シールリング１２１の径方向内側部を径方向内側から支持する６つの内側支持部を備える。そのため、中間リング１１２をその高圧側から見たときの形状は、概ね図２に示される形状になる。また、図１に示されるように、中間リング１１３は、軸方向の両側（図１中の左右両側）が、その高圧側になる。つまり、軸方向の両側が、中間リング１１３内の空間Ｓ２に対する高圧側となる。そのため、中間リング１１３は、その右側に、シールリング１２２の径方向内側部を径方向内側から支持する６つの内側支持部を備えると共に、その左側に、シールリング１２３の径方向内側部を径方向内側から支持する６つの内側支持部を備える。ゆえに、中間リング１１３をその左右両側から見たときの形状は、何れも概ね図２に示される形状になる。

【0029】

そして、フランジリング１１１と、中間リング１１２，１１３，１１４と、カバーリング１１５とが固定されてケース１１０が構成されるときには、ケース１１０における鉛直方向の上方と下方の部位に、３つの中間リングの内側支持部が配置されないように、つまり、それぞれの中間リングの第１支持領域が鉛直方向における上方と下方に配置されるように固定される。このようにしてケース１１０が構成されることで、ケース１１０における鉛直方向の上方と下方の部位に第１支持領域が配置される構成を得ることができる。なお、本実施例においては、中間リングの各部分は切削加工によって形成される。

【0030】

＜船尾管シール装置の使用時のメカニズム＞
特に図３、４を参照して、本実施例に係る船尾管シール装置の使用時のメカニズムについて説明する。上述したように、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４は、それぞれのリップ部が高圧側と低圧側とをシールするようにしてケース１１０に対して固定されているため、これら４つのシールリングのそれぞれに対して、流体の差圧による力が、高圧側から低圧側に向かって軸方向に作用する。シールリング１２４を例にすると、流体圧力は、屈曲部１２４１に対して図３、４中の左側から作用する。そのため、屈曲部１２４１は、全体として軸方向右側に向かって弾性的に変形するが、６つの内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｆによって支持された部位における軸方向の変形量は、支持部によって支持されていない他の部位（第１支持領域１１４２Ａ，１１４２Ｂや切り欠き１１４４ａ〜１１４４ｄが形成された位置に対応する部位）における変形量よりも小さくなる。これにより、リップ部１２４０においても、これら６つの内側支持部近傍の部位における変形量
が、他の部位における変形量より小さくなる。したがって、リップ部１２４０の摺動面がライナ２２０の外周面上に形成するシールラインＳＬ（リップ部１２４０とライナ２２０との接触面の高圧側の端縁全周に相当）は、図３、４に示されるように概ね波形形状となる。

【0031】

詳細には、リップ部１２４０における、６つの支持部１１４３ａ〜１１４３ｆの内径方向箇所が、シールラインＳＬの波形形状の高圧側に突出する山を形成する。つまり、これら６つの支持部は、対応する中間リングの左右に分かれて３つずつ間隔を詰めて形成されているため、シールラインＳＬは、左右に３つの山が間隔を詰めて形成された波形となる（図４参照）。ここで、点Ｘは、リップ部１２４０における支持部１１４３ｂの内径方向箇所が形成する山の位置を示している。一方、屈曲部１２４１における鉛直方向の上方と下方の部位は、支持部によって支持されていないため、リップ部１２４０における鉛直方向の上方と下方の部位が、シールラインＳＬにおける最も深い谷を形成する（図３、４における点Ｙ参照）。ただし、これは鉛直方向の上方と下方の部位にかかる圧力が同圧の場合であり、プロペラ軸が大径で上方と下方の部位において鉛直方向の上方と下方の部位にかかる圧力が無視できないほど大きい場合は、下方の部位がシールラインＳＬにおける最も深い谷を形成する。

【0032】

そして、プロペラ軸２１０の回転中には、矢印Ｒで示される回転方向と同一方向、すなわち、図３、４における上方から下方へ向かう流れが発生する。したがって、シールラインＳＬの波形における谷から山に遷移する部分には、高圧側の流体が、図３、４中の矢印Ｆで示される流れとなって導かれるため、当該部分において動圧が発生する。このようにして発生した動圧は、リップ部１２４０の摺動面を押し上げるように作用するため、リップ部１２４０の緊迫力が低減される。このような効果は、４つのシールリング１２１，１２２，１２３，１２４において同様に発揮される。

【0033】

なお、流体圧力によって屈曲部１２４１が変形した際には、径方向内側部１２４１ａにおける内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｆに当接している部位はそれ以上の変形が規制される。したがって、高い流体圧力が作用した場合であっても、屈曲部１２４１の変形量を規制することができるため、リップ部１２４０摺動面が過大になることを抑制でき、ひいてはリップ部１２４０の摩耗を抑制することができる。また、この効果を生じる切り欠き１１４４ａ〜１１４４ｄの各々の周方向寸法、つまり、内側支持部１１４３ａ〜１１４３ｃの各々の間隔（ピッチ）と、内側支持部１１４３ｄ〜１１４３ｆの各々の間隔としては、５０〜２００ｍｍとするとよい。このような間隔とした場合には、良好な結果を得ることができた。

【0034】

なお、一般に、船舶のプロペラ軸は、船舶のサイズによっては重量が大きくなるため、プロペラ軸を軸支する軸受けが経時的に摩耗して、プロペラ軸が降下する（軸受け近傍のプロペラ軸の降下量に比べ、プロペラ近傍のプロペラ軸の降下量が大きくなるように傾く）ことがある。特に、本実施例のように、軸受け２５０としてゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けが採用されている場合には、摩耗が進行しやすいため、プロペラ軸２１０の降下（下方への傾き）が生じやすい。ただし、船尾管密封構造１０においては、ケース１１０（中間リング１１２，１１３，１１４）における鉛直方向の上方と下方の部位には内側支持部が形成されていない（第１支持領域が設けられている）ため、４つのシールリングのそれぞれにおける上方と下方の部位は内側支持部によって支持されていない。つまり、４つのシールリングのそれぞれの屈曲部における上方と下方の部位は、変形が阻害されにくい。シールリング１２４を例にすると、プロペラ軸２１０が降下しても、屈曲部１２４１における上方及び下方の部位の変形の自由度は高いため、上方の部位が伸び、下方の部位が縮むことによって、ライナ２２０の外周面に対するリップ部１２４０の追随性が確保される。

【0035】

なお、中間リング１１２〜１１４の各々について、中間リングの上方と下方における部位、つまり、第１支持領域が設けられている箇所は、下方においては、プロペラ軸２１０が降下した際に、プロペラ軸２１０と内側支持部とが接触するおそれがある。そのため、第１支持領域の周方向寸法は、下方においては、軸降下が生じても接触しない程度の寸法、つまり、最下方から周方向両側に３０度ずつ（併せて６０度）以上の角度寸法が必要であり、上方においては、プロペラ軸２１０が降下した際に、シールリングがその弾性によりプロペラ軸２１０に追随してシール可能な程度の寸法、つまり、最上方から周方向両側に４０度ずつ（併せて８０度）以上の角度寸法であるとよい。

【0036】

＜本実施例に係る船尾管シール装置及び船尾管密封構造の優れた点＞
以上のように、船尾管シール装置１００によれば、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４によってライナ２２０の外周面上に形成されるシールラインは、何れも波形形状となるため、プロペラ軸２１０の回転によって生じた高圧側流体の流れによって、リップ部の摺動面を押し上げるような動圧が発生する。これにより、ライナ２２０の外周面に対するリップ部の緊迫力が低減されるため、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。その結果、これら４つのシールリングの締め代の減少を防止することができるため、船尾管密封構造の密封能力を好適に維持することが可能になる。特に本実施例のように、潤滑液として、水や水を主成分としたものなどの粘性の低い液体を使用したとしても、摺動面の摩耗を抑制することが可能になる。

【0037】

また、船尾管シール装置１００によれば、流体圧力によってシールリングの屈曲部が変形した場合であっても、ケース１１０の内側支持部に当接した部位についてはそれ以上の変形が規制される。したがって、高い流体圧力が作用した場合であっても、シールリングの変形量を規制することができるため、リップ部の摺動面が過大になることを抑制でき、ひいてはリップ部の摩耗を抑制することができる。

【0038】

また、船尾管密封構造１０によれば、ケース１１０における鉛直方向の上方と下方の部位には内側支持部が形成されていない。そのため、各シールリングのリップ部における上方と下方の部位の変形が阻害されないため、ライナ２２０の外周面に対する追随性を確保することができる。したがって、プロペラ軸２１０が自重によって経時的に降下した場合であっても、船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。これにより、本実施例のように、軸受け２５０としてゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けを採用することが可能になるため、潤滑液として環境性に優れた水や水を主成分としたものを用いることが可能になる。

【0039】

（その他）
本発明では、ケースに設けられる内側支持部の個数や形状は、上記の実施例で説明した態様に限られず、その作用効果が発揮される限りにおいて、種々の態様を採用することができる。また、ケースを構成する中間リングの個数も上記の実施例で説明した数に限られない。そして、ケースが複数の中間リングを備える場合には、各中間リングに設けられる内側支持部の個数や形状を、中間リング毎に変更してもよい。

【0040】

なお、上記の実施例においては、ケース１１０における鉛直方向の上方と下方の部位に第１支持領域を設ける構成、つまり、内側支持部を設けない構成を採用したが、これに替えて、ケース１１０における鉛直方向の上方の部位のみに第１支持領域を設ける構成を採用してもよい。つまり、３つの中間リングの何れについても、鉛直方向の下方の部位には内側支持部を形成してもよい（第２支持領域を設けてもよい）。ここで、中間リングの下方の部位に内側支持部が形成されることによって、シールリングの屈曲部の下方の部位が支持されていたとしても、プロペラ軸２１０が降下した場合には、プロペラ軸２１０の重
量によって屈曲部の下方の部位はある程度変形し得る。したがって、少なくとも中間リングにおける鉛直方向の上方の部位に内側支持部を形成しなければ、プロペラ軸２１０の降下時におけるリップ部の追随性は確保される。

【符号の説明】

【0041】

１０：船尾管密封構造
１００：船尾管シール装置
１１０：ケース
１１２，１１３，１１４：中間リング
１２１，１２２，１２３，１２４：シールリング
２１０：プロペラ軸
２２０：ライナ
２３０：プロペラ
３００：船尾管
１２４０：リップ部
１２４１：屈曲部
１２４１ａ：径方向内側部
１２４１ｂ：径方向外側部
１１４０：固定部
１１４１：環状溝
１１４２：環状支持部
１１４２Ａ，１１４２Ｂ：第１支持領域
１１４３Ａ，１１４３Ｄ：第２支持領域
１１４３ａ，１１４３ｂ，１１４３ｃ，１１４３ｄ，１１４３ｅ，１１４３ｆ：内側支持部
１１４４ａ，１１４４ｂ，１１４４ｃ，１１４４ｄ：切り欠き
ＳＬ：シールライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】