| 【発明の名称】 |
メカニカルシール |
| 【発明者】 |
【氏名】藤永 繁行
|
| 【要約】 |
【課題】２つ割り構造のシールリングの各分割部品間に軸方向のズレが生じるのを抑えて、安定したシールが維持されるメカニカルシールを提供する。
【解決手段】２つ割り構造の回転環１２に径大部１２ａを設け、この径大部１２ａの軸方向両側にＯリング２６・２７を巻装し、かつ、回転環１２が収納保持されるリングリテーナ１３の開口端側にアダプタリング２５を取付けて、このアダプタリグ２５と、リングリテーナ１３の底壁部１３ａとの間で、Ｏリング２６・２７を介して回転環１２の径大部１２ａを軸方向に挟持して固定する。回転環１２の各分割部品に軸方向のズレが生じることが抑えられ、これによって、より安定したシール性が維持される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 軸方向に相対向するシール面が相互に接するように被軸封機器の回転軸とハウジングとに各々取付けられる一対のシールリングを備え、これらシールリングの少なくとも一方の特定シールリングを周方向に複数に分割形成すると共に、この特定シールリングを径方向外方から囲う囲壁部と、特定シールリングの反シール面側の端面に軸方向に対面する底壁部とを有するリング保持体を設け、リング保持体の上記囲壁部の内周面とこの囲壁部内に挿入された特定シールリングの外周面との間に弾性体から成る環状の第１シール部材を介装させることによって特定シールリングを環状に保持して成るメカニカルシールであって、特定シールリングに第１シール部材の内径よりも外径が大きな径大部を第１シール部材の介装位置よりも反シール面側に設けると共に、第１シール部材を上記径大部の端面に軸方向に当接させて押圧すべくリング保持体の囲壁部の開口端側に固定されるアダプタリングを設けていることを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】 特定シールリングにおける上記径大部よりも反シール面側に径大部よりも外径が小さな端部突出部を設け、この端部突出部の外周に弾性体から成る環状の第２シール部材を巻装し、上記アダプタリングをリング保持体に固定することによって、第２シール部材が径大部および端部突出部間の段差面とリング保持体の底壁部との間で軸方向に押圧されるように形成していることを特徴とする請求項１のメカニカルシール。
【請求項３】 アダプタリングにおける第１シール部材に接する側とは反対側の端面に、このアダプタリングを軸方向に引き出すための引き出し具が螺着されるネジ穴を形成していることを特徴とする請求項１又は２のメカニカルシール。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被軸封機器の回転軸とハウジングとに各々取付けられたシールリングの各端面を相互に摺動接触させて軸封を行うメカニカルシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなメカニカルシールの例が例えば実公平８−３７６５号公報に記載されている。その装置は、図３（ａ）に示すように、被軸封機器の回転軸５１の外周面に、軸方向に相対向する回転環５２と固定環５３との一対のシールリングを設けて構成され、回転環５２は、その機内Ｘ側を回転側リング保持体５４に挿入され保持されている。
【０００３】この回転側リング保持体５４よりも機内Ｘ側にはスプリングリテーナ５５が回転軸５１に固定され、このスプリングリテーナ５５と回転側リング保持体５４との間に縮装されたスプリング５６によって、回転側リング保持体５４および回転環５２は機外Ｙ側に押圧付勢されている。
【０００４】一方、被軸封機器のハウジング５７に取付けられたフランジ部材５８の内面に、Ｏリング５９を介して固定側リング保持体６０が固定されている。この固定側リング保持体６０に、前記固定環５３が機内Ｘ側から挿入されて保持されている。この固定環５３と、回転環５２との軸方向に相互に対面するシール面５３ｓ・５２ｓが、上記スプリング５６によって相互に当接した状態で保持され、回転軸５１が駆動されるときには、上記シール面５３ｓ・５２ｓが相互に密着した状態で摺動することによって軸封される。
【０００５】ところで、上記のようなシール面５３ｓ・５２ｓは運転時間の経過に伴って徐々に磨耗する。したがって、所定の限度まで磨耗を生じると、回転環５２や固定環５３を交換する作業が必要となる。このような交換作業を容易にするために、上記装置では、回転環５２と固定環５３とを２つ割り構造とし、回転側リング保持体５４や固定側リング保持体６０の各円筒部５４ａ・６０ａの内周面と、回転環５２・固定環５３の各外周面との間に、それぞれ一対のＯリング６１・６１、６２・６２を巻装して、これらＯリングの径方向内方への締付け力によって、２つ割り構造の各回転環５２・固定環５３が各々環状に保持されるように構成されている。
【０００６】この構成によれば、同図（ｂ）に示すように、フランジ部材５８を固定側リング保持体６０および固定環５３と共に機外Ｙ側に移動させ、回転環５２と固定環５３との間に、これらを各リング保持体５４・６０から軸方向に引き抜けるだけの作業空間を形成すれば、２つ割り構造の回転環５２や固定環５３は上記作業空間領域で径方向外方に取り外すことが可能となる。
【０００７】すなわち、回転環５２や固定環５３が環状に一体形成されたものでは、これを回転軸５１から外すためには回転軸１の軸端まで移動させることが必要となり、このためには被軸封機器の解体作業等を伴うものとなる。これに対し、上記ではこのような煩雑な作業を行うことなく、２つ割り構造の回転環５２および固定環５３を容易に交換し得るようになっている。なお、Ｏリング６１・６２の交換も併せて行う場合には、これらＯリングとして１箇所がカットされたものが使用され、装着組立の際にこれらＯリングはカット面を連結させたのみの状態で組付けられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公報記載のメカニカルシールにおいては、２つ割り構造の例えば回転環５２を構成する２つの分割部品は、軸方向には相互に固定された構造にはなっていない。このため、例えばシール面５２ｓでの磨耗の進行に伴い、回転環５２が回転側リング保持体５４と共にスプリング５６により押動されて軸方向に変位する際等に、２つの分割部品間に軸方向のズレが生じるおそれがある。これに伴って、回転環５２と固定環５３との各シール面５２ｓ・５３ｓでの全周にわたる一様な押圧接触状態が損なわれ、この結果、安定したシール性を必ずしも充分には確保し難いという問題を有している。
【０００９】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、より簡素な構成で安定したシール性を確保し得るメカニカルシールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１のメカニカルシールは、軸方向に相対向するシール面が相互に接するように被軸封機器の回転軸とハウジングとに各々取付けられる一対のシールリングを備え、これらシールリングの少なくとも一方の特定シールリングを周方向に複数に分割形成すると共に、この特定シールリングを径方向外方から囲う囲壁部と、特定シールリングの反シール面側の端面に軸方向に対面する底壁部とを有するリング保持体を設け、リング保持体の上記囲壁部の内周面とこの囲壁部内に挿入された特定シールリングの外周面との間に弾性体から成る環状の第１シール部材を介装させることによって特定シールリングを環状に保持して成るメカニカルシールであって、特定シールリングに第１シール部材の内径よりも外径が大きな径大部を第１シール部材の介装位置よりも反シール面側に設けると共に、第１シール部材を上記径大部の端面に軸方向に当接させて押圧すべくリング保持体の囲壁部の開口端側に固定されるアダプタリングを設けていることを特徴としている。
【００１１】このような構成によれば、第１シール部材が、特定シールリングの外周面と共に、径大部の端面にも全周にわたって軸方向から当接し、これによって、複数に分割形成されている特定シールリングの各分割部品は、第１シール部材が軸方向に当接する端面が相互に面一状になるように保持される。すなわち、各分割部品の軸方向位置が第１シール部材によって規制されて軸方向にズレが生じることが抑えられるので、より安定したシール性が維持される。
【００１２】しかも上記では、特定シールリングの外周に巻装されてこのリングを環状に保持する機能を有する第１シール部材に、各分割部品の軸方向のズレを規制する機能を兼用させた構成で、このような軸方向位置を規制するための専用の部材を別途設ける必要がないので、全体の構成がより簡素なものとなる。
【００１３】請求項２のメカニカルシールは、請求項１のメカニカルシールにおいて、特定シールリングにおける上記径大部よりも反シール面側に径大部よりも外径が小さな端部突出部を設け、この端部突出部の外周に弾性体から成る環状の第２シール部材を巻装し、上記アダプタリングをリング保持体に固定することによって、第２シール部材が径大部および端部突出部間の段差面とリング保持体の底壁部との間で軸方向に押圧されるように形成していることを特徴としている。
【００１４】この場合には、径大部を軸方向に挟む両側に巻装された第１・第２シール部材が、さらに、径大部の両側の各軸方向端面にそれぞれ当接して軸方向の位置を規制するので、特定シールリングの各分割部品間の軸方向のズレがさらに確実に抑えられ、これによって、さらに安定したシール性を維持することができる。
【００１５】請求項３のメカニカルシールは、請求項１又は２のメカニカルシールにおいて、アダプタリングにおける第１シール部材に接する側とは反対側の端面に、このアダプタリングを軸方向に引き出すための引き出し具が螺着されるネジ穴を形成していることを特徴としている。
【００１６】この構成によれば、特定シールリングが保持されているリング保持体が、例えば被軸封機器のハウジングに囲われる奥まった位置で回転軸に外嵌されているような構成の場合でも、アダプタリングのネジ穴に機外側から例えばボルトなどから成る引き出し具の先端を螺着させて引くことで、アダプタリングと共にリング保持体をハウジング内から機外側へ引き出すことが可能となる。そして、機外側の位置で、リング保持体からアダプタリングを外し、次いで、特定シールリングを外すことによって、この特定シールリングの交換を容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図２に、本実施形態に係るメカニカルシールの全体構成を示している。同図において、１は被軸封機器の回転軸で、２はハウジングである。このハウジング２の端面に、回転軸１を囲う環状のフランジ部材３がボルト・ナット４ａ・４ｂによって固定され、このフランジ部材３の内周面に、後述する固定環１１が取付けられている。
【００１８】回転軸１の外周面には、フランジ部材３を貫通して機外Ａ側から機内Ｂ側に向かって延びるスリーブ５が外嵌されている。このスリーブ５における機外Ａ側の端部内周面と、回転軸１の外周面との間にキー６が介装されて、このスリーブ５は回転軸１と一体的に回転するようになっている。なお、回転軸１の外周面には、スリーブ５よりも機外Ａ側にストッパリング７がさらに螺着されている。スリーブ５は、機外Ａ側の端面をこのストッパリング７に当接させて、このストッパリング７に止めネジ８によって固定されている。
【００１９】フランジ部材３における機外Ａ側の端部内周面には、例えばカーボン製の環状ブッシュ９が嵌着されている。そして、この環状ブッシュ９よりも機内Ｂ側におけるフランジ部材３及びハウジング２の各内周面と、スリーブ５の外周面との間に、機外Ａ側から順次、固定環（シールリング）１１・回転環（特定シールリング）１２・リングリテーナ（リング保持体）１３・ドライブカラー１４・スプリングリテーナ１５が配置されている。これらは、それぞれスリーブ５を囲うリング状に形成されているが、このうち固定環１１と回転環１２とは、それぞれ、半円状の２部材を相互に当接させて全体としてリング状となるような２つ割り構造で形成されている。
【００２０】次に、これら各部品の取付け構造について、図１を参照して説明する。同図（ａ）（ｂ）は、図２における回転軸１を挟んで上部側の断面図と下部側の断面図との各拡大図である。
【００２１】図１（ａ）に示すように、固定環１１はフランジ部材３の内面に２個のＯリング１６・１７を介して固定されている。すなわち、フランジ部材３の内周面に各Ｏリング１６・１７を装着した状態で、これらＯリング１６・１７に所定の弾性変形（以下、締代という）を与えながら、これらＯリング１６・１７を通して固定環１１を機内Ｂ側から挿入することにより、この固定環１１がフランジ部材３に組付けられている。これによって、固定環１１が両Ｏリング１６・１７の締代によってフランジ部材３内面に固定されると共に、２つ割り構造のこの固定環１１が全体として環状の組付状態で保持されている。
【００２２】なお、固定環１１は、機外Ａ側の端部に、機内Ｂ側の嵌挿主部１１ａよりも外径を径小にした小径部１１ｂを設けて形成されている。一方、フランジ部材３の内面も、機内Ｂ側から、上記嵌挿主部１１ａが嵌合する第１周面３ａと、小径部１１ｂが嵌合する第２周面３ｂとが段差状に連なる形状に形成されている。図において右側のＯリング１７は、第１周面３ａに形成されている環状溝に装着されている。一方、図において左側のＯリング１６は、第１周面３ａと固定環１１における小径部１１ｂの外周面との間に介装され、このＯリング１６は、軸方向には第１・第２周面３ａ・３ｂ間の段差面と、嵌挿主部１１ａおよび小径部１１ｂ間の段差面とで挟まれた組付状態となっている。
【００２３】この構造においては、固定環１１を機内Ｂ側からフランジ部材３内に挿入して組付ける際、固定環１１とフランジ部材３との上記した各段差面が、Ｏリング１６の軸方向両側にそれぞれ当接した状態になるまで固定環１１が挿入され、この軸方向位置で固定環１１が固定保持される。
【００２４】なお、固定環１１は、例えば超硬合金または炭化珪素で形成されている。このような固定環１１に対し、フランジ部材３内面とは軸方向にも弾性体からなるＯリング１６を介在させた構成することで、固定環１１に例えば機外Ａ側に向けて衝撃力が作用する場合でもこの衝撃力は上記Ｏリング１６で緩和され、これによって、固定環１１に欠け等が生じることが防止される。上記固定環１１における嵌挿主部１１ａの外周面には、フランジ部材３における第１周面３ａが開口する端面よりも機内Ｂ側に、固定環取出し用の環状溝１１ｃが形成されている。
【００２５】一方、上記のように固定された固定環１１から、所定寸法だけ機内Ｂ側に離れた位置に、前記したスプリングリテーナ１５が、止めネジ２１によってスリーブ５の外周に固定されている。このスプリングリテーナ１５と固定環１１との間に、機外Ａ側から、前記した回転環１２とリングリテーナ１３とドライブカラー１４とが、軸方向移動可能に配置されている。ドライブカラー１４とスプリングリテーナ１５との間には、回転軸１の回りに複数の圧縮コイルバネ（付勢手段）２２がそれぞれ軸方向に縮装されている。
【００２６】これらコイルバネ２２のバネ力によって、ドライブカラー１４とリングリテーナ１３とを介して回転環１２が機外Ａ側に押圧され、これによって、この回転環１２の機外Ａ側端面と、固定環１１の機内Ｂ側端面との各シール面１２ｓ・１１ｓが相互に密着した状態で保持されるように構成されている。
【００２７】ドライブカラー１４には、リングリテーナ１３における機内Ｂ側端面に植設された係合ピン２３が嵌入する係合孔１４ａと、同図（ｂ）に示すように、スプリングリテーナ１５を軸方向に貫通して延びるドライブピン２４の機外Ａ側端部が螺着される雌ネジ１４ｂとが形成されている。これにより、回転軸１が駆動されると、これと一体的に回転するスプリングリテーナ１５から、ドライブピン２４・ドライブカラー１４・係合ピン２３を介してリングリテーナ１３に回転力が順次伝達されて、これらドライブカラー１４およびリングリテーナ１３も回転軸１と一体的に回転する。
【００２８】なお、ドライブピン２４には、その機内Ｂ側の端部に、やや径大な頭部２４ａが設けられている。後述するように、固定環１１と回転環１２との各シール面１１ｓ・１２ｓとが相互に摺接する状態で回転軸１が回転駆動されると、その運転時間の経過に伴って回転環１２のシール面１２ｓが次第に磨耗し、その磨耗量に応じてこの回転環１２の軸方向長が短くなる。これに伴い、圧縮コイルバネ２２によって機外Ａ側に押圧されているドライブカラー１４がドライブピン２４と共に機外Ａ側に移動する。そして、回転環１２のシール面１２ｓの磨耗量が所定の限界量に達した時には、ドライブカラー１４の頭部１４ａがスプリングリテーナ１５のストッパ座１５ａに当接し、これによって、回転環１２やリングリテーナ１３・ドライブカラー１４の機外Ａ側への移動がそれ以上は生じないようになっている。
【００２９】上記リングリテーナ１３は、同図（ａ）に示すように、ドライブカラー１４が機内Ｂ側から密着する外周円形状の底壁部１３ａと、この底壁部１３ａにおける径方向外方端から機外Ａ側に延びる円筒状の囲壁部１３ｂとを有する略カップ状に形成されている。回転環１２は、機内Ｂ側に、外径寸法をリングリテーナ１３の囲壁部１３ｂに内嵌される寸法として形成された嵌合部（径大部）１２ａが、所定の軸方向長にわたって形成されている。
【００３０】また、この嵌合部１２ａの軸方向両側には、嵌合部１２ａよりも後述する第1-Ｏリング（第１シール部材）２６・第2-Ｏリング（第２シール部材）２７の各太さ寸法に応じて外径寸法を径小にし、かつ、軸方向長も各Ｏリング２６・２７の太さ寸法に見合う長さで形成された第1-・第2-Ｏリング巻装部１２ｂ・１２ｃが設けられている。そして、図において左側の第1-Ｏリング巻装部１２ｂよりも機外Ａ側には、外径寸法をさらに径小としたシール部１２ｄが設けられて、このシール部１２ｄの機外Ａ側端面が前記シール面１２ｓとして形成されている。
【００３１】一方、リングリテーナ１３の囲壁部１３ｂにおける機外Ａ側の端部領域内面に、アダプタリング２５がさらに取付けられている。回転環１２は、嵌合部１２ａを挟んで機外Ａ側の第1-Ｏリング巻装部１２ｂと、第2-Ｏリング巻装部（端部突出部）１２ｃとに、それぞれ第1-Ｏリング２６・第2-Ｏリング２７を巻装し、第2-Ｏリング２７がリングリテーナ１３の底壁部１３に当接するまで機外Ａ側から囲壁部１３ｂ内に挿入することで、このリングリテーナ１３に組付けられる。その後、上記アダプタリング２５がリングリテーナ１３の囲壁部１３ｂ内に機外Ａ側から挿入され、そして、このアダプタリング２５の機外Ａ側の端面がリングリテーナ１３の端面とほぼ面一状になる位置で、囲壁部１３ｂを通して皿小ネジ２８がアダプタリング２５に螺着されて、このアダプタリング２５がリングリテーナ１３に固定されている。
【００３２】このような組立状態において、各Ｏリング２６・２７はその内外面が回転環１２の各Ｏリング巻装部１２ｂ・１２ｃの外面と囲壁部１３ｂの内面とに密着し、また、軸方向にも、第1-Ｏリング２６はアダプタリング２５と嵌合部１２ａとの各端面に、第2-Ｏリング２７は嵌合部１２ａと底壁部１３ａとの各端面にそれぞれ密着して、径方向と共に軸方向にも所定の締代が付与された介装状態となっている。
【００３３】これにより、回転環１２はこれらＯリング２６・２７の締代によって環状に保持されてリングリテーナ１３内に固定され、このリングリテーナ１３が前記のように回転軸１と共に回転するときには、この回転環１２も一体的に回転する。なお、上記アダプタリング２５には、同図（ｂ）に示すように、機外Ａ側の端面から軸方向に延びる引き出し用ネジ穴（係合部）２５ａが、周方向に適当な間隔で複数穿設されている。
【００３４】回転環１２は例えばＳｉＣ，超硬合金またはカーボン製であり、これが、前記した超硬合金、または炭化珪素から成る固定環１１に、圧縮コイルバネ２２のばね力と、被軸封機器内に導入される流体の液圧とが作用して強く押し付けられ、回転軸１の回転駆動時にも、両シール面１１ｓ・１２ｓとが相互に密着した状態を保持して各シール面１１ｓ・１２ｓが相対的に摺接することで、軸封が達成される。
【００３５】なお、機内Ｂ側の二次シールとして、上記した各Ｏリング１６・１７・２６・２７以外にも、回転軸１とスリーブ５との間、スリーブ５とリングリテーナ１３の底壁部１３ａ内面との間、ハウジング２とフランジ部材３との間にそれぞれＯリング３１〜３３が介装されている。
【００３６】また、フランジ部材３には、図２において回転軸１よりも下側の断面図に示しているように、外周面から前記環状ブッシュ９と固定環１１との間の空間に通ずる第１冷却用流体通路３ｃが形成されている。この通路３ｃを通して冷却液を循環させて、固定環１１と回転環１２とを冷却するようになっている。また、このフランジ部材３には、同図において回転軸１よりも上側の断面図に示しているように、固定環１１と回転環１２との外側の空間に通ずる第２冷却用流体通路３ｄがさらに設けられている。この通路３ｄを通して機内に供給される流体を循環させて、固定環１１と回転環１２との冷却を行えるようにもなっている。
【００３７】上記構成のメカニカルシールは、回転軸１の回転に伴い、固定環１１と回転環１２との各シール面１１ｓ・１２ｓとが次第に磨耗する。特に上記では、固定環１１は超硬合金または炭化珪素製、回転環１２はカーボン製であり、このような組合せにおいては、回転環１２のシール面１２ｓの磨耗が選択的に進行する。そして、この回転環１２の磨耗量が前記した限界量に達する前に、この回転環１２を交換する作業が行われる。この交換作業の手順について説明する。
【００３８】まず、ストッパリング７にスリーブ５を固定している止めネジ８を外し、次いで、回転軸１に螺着されているストッパリング７を緩めて回転軸１から外して、これを、機外Ａ側へと回転軸１に沿って移動させる。次いで、フランジ部材３をハウジング２に固定しているナット４ｂを外すことによって、フランジ部材３も、機外Ａ側へと回転軸１に沿って移動させる。このとき、固定環１１もフランジ部材３と一体的に移動する。これにより、固定環１１を回転環１２から離間させて、両者間に、回転環１２をリングリテーナ１３から機外Ａ側へと軸方向に引き出し得る作業空間を形成する。
【００３９】その後、皿小ネジ２８を外してアダプタリング２５をリングリテーナ１３から取り外すことで、このリングリテーナ１３から回転環１２を軸方向に引き出すことが可能となる。したがって、以降は、前記図３（ｂ）を参照して説明した従来例とほぼ同様に、回転環１２をリングリテーナ１３から引き出し、Ｏリング２６・２７を外せば、２つ割り構造のこの回転環１２は、上記の作業空間の領域で、回転軸１から径方向外方へと取り外すことができる。
【００４０】次いで、新たな２つ割り構造の回転環１２を回転軸１の回りに外嵌させる。そして、周方向１箇所がカットされている新たなＯリング２６・２７を上記回転環１２の各Ｏリング巻装部１２ｂ・１２ｃに各々巻き付けた状態として、この回転環１２をリングリテーナ１３内に軸方向に挿入する。そして、前述したように、アダプタリング２５をリングリテーナ１３の開口端に内嵌させ、このアダプタリング２５を所定の位置まで押し込んで、皿小ネジ２８でアダプタリング２５をリングリテーナ１３の開口端側に固定することで、新たな回転環１２のリングリテーナ１３への組付けが終了する。
【００４１】なお、図１（ａ）（ｂ）に示されているように、本実施形態では、皿小ネジ２８がハウジング２の端面近くに位置する構造となっている。この場合、アダプタリング２５の前記した引き出し用ネジ穴２５ａにボルト（図示せず）を螺着させ、このボルトを機外Ａ側に引くことで、アダプタリング２５と共にリングリテーナ１３・回転環１２をハウジング２内から機外Ａ側に移動させることができる。これにより、皿小ネジ２８に径方向外方からドライバを係合させてアダプタリング２５の取り外しや取付け作業を行う場合も、ハウジング２に干渉されることなく容易に行うことができる。
【００４２】さらに、例えばリングリテーナ１３と回転環１２との全体がハウジング２の端面よりも機内Ｂ側に位置するように構成されている場合でも、フランジ部材３をハウジング２から外して機外Ａ側へと移動させ、ハウジング２との間に作業空間を形成した後に、上記同様にアダプタリング２５の引き出し用ネジ穴２５ａにボルト等を螺着させて機外側に引くことで、リングリテーナ１３と回転環１２とを上記作業空間に引き出すことができるので、この場合も回転環１２の交換作業を容易に行うことができる。
【００４３】しかも、上記のようなネジ穴２５ａは、例えばステンレス鋼等なら成るアダプタリング２５に容易に形成することができ、また、引き出し具として上記のようにボルト等を使用することが可能で、特殊な形状の引き出し具を別途作製する必要がないので、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００４４】前記のように回転環１２の交換が行われる際、固定環１１の交換も必要に応じて行われる。この固定環１１は、本実施形態においては、フランジ部材３の機内Ｂ側端面よりも奥まった位置に固定されていることから、例えば先端が鉤状に形成された引き出し用工具（図示せず）を用い、この引き出し用工具を固定環１１の機内Ｂ側端部外周に形成されている前記環状溝１１ｃに引っ掛けて、軸方向に引き出すことによって行われる。
【００４５】そして、新たな固定環１１への交換も終了すると、前記とは逆の手順で、被軸封機器のハウジング２へのフランジ部材３の固定、回転軸１の雄ねじ部へのストッパリング７の締め込み、ストッパリング７への止めネジ８によるスリーブ５の固定を順次行うことで、図１に示す組立状態に復帰される。
【００４６】このような組立状態において、前記したように、固定環１１と回転環１２との各シール面１１ｓ・１２ｓとが相互に当接し、回転軸１の駆動時にはこれらシール面１１ｓ・１２ｓが相互に摺動接触状態となって軸封が得られるが、特に上記では、２つ割り構造の回転環１２には、これに外周から径方向内方への締め付け力を作用させて環状に保持するための一対のＯリング２６・２７が、回転環１２の嵌挿部１２ａを軸方向両側から押圧する構成ともなっている。
【００４７】すなわち、２つ割り構造の回転環１２は、アダプタリング２５とリングリテーナ１３の底壁部１３ａとの軸方向に相対向する端面間でＯリング２６・２７を介して軸方向に挟持されて固定されているので、回転環１２のシール面１２ｓの磨耗が進行してこの回転環１２がリングリテーナ１３と共に軸方向に移動する場合でも、各分割部品間に軸方向のズレが生じるようなおそれがなく、これによって、シール面１２ｓでは固定環１１のシール面１１ｓ側への押圧力の作用状態が全周にわたって一様な状態が維持され、安定した軸封状態が確保される。
【００４８】さらに上記では、回転環１２を固定環１１と共回りさせることなく、リングリテーナ１３と一体回転させるためのいわゆる回り止めは、各Ｏリング２６・２７のリングリテーナ１３への接触面、および回転環１２への接触面での各摩擦力によって与えられるが、この摩擦力は、各Ｏリング２６・２７におけるリングリテーナ１３および回転環１２への各径方向の接触面に加え、軸方向の接触面でも生じるようになっているので、リングリテーナ１３への回転環１２の固定保持力がより大きなものとなる。
【００４９】この結果、回転環１２とリングリテーナ１３との間に、周方向に係合する係合ピンのような回り止めを別途設けて連結するような構成にせずとも、回転環１２とリングリテーナ１３との一体回転状態が確保される。これにより、全体の構成をより簡素にすることが可能となっている。また、上記のように係合ピンを設けて回り止めを行う構成では、シール面１２ｓに作用する固定環１１からの周方向の力が、各分割部品に係合ピン回りの回転モーメントとして作用し、これによって、各分割部品の割り部が相互に開くような挙動が生じてシール性の低下に繋がるおそれがある。これに対し、本実施例では、２本のＯリング２６・２７により、上記したように全周にわたって一様な回り止め力が付与されているので、分割部品が相互に開くような挙動も生じず、これによっても安定したシール性が維持される。
【００５０】以上にこの発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能である。例えば上記形態では、超硬合金や炭化珪素製の固定環１１とカーボン製の回転環１２とを設け、この場合に、選択的に磨耗が進行する回転環１２を特定シールリングとし、これを、開口端にアダプタリング２５が取付けられるリングリテーナ１３内に保持固定して分割部品の軸方向のズレを抑える構成としたが、例えば固定環１１側に磨耗が選択的に進行するような材質の組合せの場合には、この固定環１１を特定シールリングとして上記同様に構成することも可能である。また、回転環１２と固定環１１との両者が互いに同等に磨耗していくような場合等には、これら双方を特定シールリングとし、それぞれを、アダプタリングが取付けられるリングリテーナに保持固定するような構成とすることも可能である。
【００５１】また上記実施形態では、回転環１２側に圧縮コイルバネ２２を設けてこの回転環１２を軸方向移動可能にした回転形メカニカルシールを例に挙げて説明したが、固定環を軸方向移動可能に構成した静止形メカニカルシール等の他の形式のメカニカルシールにも本発明を適用することが可能である。
【００５２】また上記では、特定シールリングとしての回転環１２を２つ割り構造とした例を挙げたが、３つ以上に分割形成したシールリングを設けて構成することも可能である。また、回転環１２の外周に巻装するシール部材をＯリング２６・２７で形成した例を挙げたが、例えばＶリングなどのその他の弾性シール部材を用いて構成することも可能である。
【００５３】さらに上記では、回転環１２の嵌挿部（径大部）１２ａの軸方向両側にＯリング２６・２７を各々介装して、これらＯリング２６・２７で嵌挿部１２ａを軸方向に挟持する構成を例に挙げたが、請求項１の範囲では、例えば回転環１２の反シール面側の端面をシールリング１３の底壁部１３ａに直接接触させ、或いは弾性体から成るシートを介して接触させた状態とし、径大部１２ａの開口端側の端面とアダプタリング２５との間でのみ、シール部材を軸方向に押圧させた構成等とすることも可能である。
【００５４】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１のメカニカルシールにおいては、周方向に複数に分割形成された特定シールリングに径大部を設け、この特定シールリングの外周に巻装される第１シール部材を上記径大部の端面に軸方向に当接させて押圧すべく、リング保持体の開口端側に固定されるアダプタリングを設けているので、特定シールリングの各分割部品に軸方向のズレが生じることが抑えられ、これによって、より安定したシール性が維持される。しかも上記第１シール部材に、特定シールリングの各分割部品を環状に保持する機能と共に、軸方向のズレを規制する機能を兼用させた構成となっているので、このような軸方向位置を規制するための専用の部材を別途設ける必要がなく、これによって、全体の構成をより簡素なものとすることができる。
【００５５】請求項２のメカニカルシールにおいては、特定シールリングにおける上記径大部よりも反シール面側に径大部よりも外径が小さな端部突出部を設け、この端部突出部の外周に巻装される第２シール部材も、径大部および端部突出部間の段差面とリング保持体の底壁部との間で軸方向に押圧されるように構成されているので、特定シールリングの各分割部品間の軸方向のズレがさらに確実に抑えられ、これによって、さらに安定したシール性を維持することができる。
【００５６】請求項３のメカニカルシールにおいては、アダプタリングにおける第１シール部材に接する側とは反対側の端面に、このアダプタリングを軸方向に引き出すための引き出し具が螺着されるネジ穴が形成されているので、リング保持体が被軸封機器のハウジングに囲われる奥まった位置で回転軸に外嵌されているような構成の場合でも、上記ネジ穴に機外側から例えばボルトなど先端を螺着させて引くことで、アダプタリングと共にリング保持体をハウジング内から機外側へ引き出すことが可能となって、特定シールリングの交換を容易に行うことができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２９７３７
【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年９月１日（１９９９．９．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１６８３
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−６５７０６（Ｐ２００１−６５７０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４７６６８ |
|