JP2003278919A

JP2003278919A - 軸封装置

Info

Publication number: JP2003278919A
Application number: JP2002084168A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takahashi; 秀和高橋
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: US6811155B2; JP4030329B2; US20030178780A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】軸封装置において、減圧するフローティング
リングによりシール部の個数を少なくして全体をユニッ
ト化し、構造簡単にして組立を容易にすることにある。【解決手段】第１スリーブ５１Ａと第２スリーブ５１
Ｂの内周面に嵌着する外周面を有すると共に回転軸５０
に嵌着可能な固定スリーブ５３とを具備し、固定スリー
ブ５３と第２スリーブ５１Ｂとに互いに係止して連結す
る結合手段を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸封装置の組立構
造に係わる。更に詳しくは、例えば、攪拌機などの高圧
又は超高圧撹拌流体をシールするのに適した軸封装置の
組立構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する関連技術として図３に示
すメカニカルシールが存在する。図３は、高圧用メカニ
カルシールの断面図である。図３に於いて、攪拌機１５
０に於けるケーシング１５１に設けられた軸受部に回転
軸１７５が回転自在に支持されている。そして、回転軸
１７５がケーシング１５１の内部と外部に貫通状態に配
置されている。この撹拌機１５０内は高圧の被密封流体
（揚液）Ａが充填されている。

【０００３】この回転軸１７５が貫通したケーシング１
５１との間は、３つの空室１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２
Ｃに区画されている。この空室１５２は被密封流体Ａ側
から順に第１空室１５２Ａ、第２空室１５２Ｂ及び第３
空室１５２Ｃに形成されている。この第１空室１５２Ａ
には、例えば、被密封流体Ａの圧力が２０ＭＰａの場合
には、この被密封流体Ａの圧力より１段下げた１５ＭＰ
ａの圧力流体を第１配管１５３Ａを介して供給されてい
る。次に、第２空室１５２Ｂには第１空室１５２Ａ内の
圧力より更に１段下げた１０ＭＰａの圧力流体を第２配
管１５３Ｂを介して供給している。更に、第３空室１５
２Ｃには、第２空室１５２Ｂ内の圧力より更に１段下げ
た５ＭＰａの圧力流体を第３配管１５３Ｃを介して供給
している。このように被密封流体Ａの高圧力に応じて段
階的に圧力を一定圧づつ降下させるように多段階の空室
に構成される。このような手段を講じないと、高圧力に
より第１メカニカルシール装置１１０が破損することに
なる。

【０００４】この第１空室１５２Ａ、第２空室１５２Ｂ
及び第３空室１５２Ｃには、各々メカニカルシール装置
１１０、１２０、１３０が内在し、この各メカニカルシ
ール装置１１０、１２０、１３０は、被密封流体Ａ側か
ら外部に向かって順に第１メカニカルシール装置１１０
と、第２メカニカルシール装置１２０と、第３メカニカ
ルシール装置１３０とが配置されている。第１メカニカ
ルシール装置１１０は、被密封流体Ａが高圧であるため
に高圧用のメカニカルシール装置である。更に、第２メ
カニカルシール装置１２０、第３メカニカルシール装置
１３０も圧力に応じて高圧用メカニカルシール装置１２
０、１３０が用いられている。

【０００５】攪拌機１５０等の被密封流体Ａは、高圧流
体であるために、メカニカルシール装置１１０、１２
０、１３０が用いられているものであって、ゴム状弾性
材製のパッキンでは耐圧能力に問題が生じるので採用で
きない。このメカニカルシール装置１１０、１２０、１
３０は、高圧流体用であり、その構成は、回転軸１７５
にＯリングを介してスリーブ１１１が嵌着されている。
又、スリーブ１１１の段部には、ばね座用の支持部１１
２が嵌着されている。又、スリーブ１１１の端部側に回
転密封環１１３がＯリングを介して移動自在に嵌合して
いる。そして、支持部１１２に保持されたコイルスプリ
ング１１４が回転密封環１１３を押圧するように装着さ
れている。一方、回転密封環１１３の摺動シール面に密
接する対向シール面を設けた静止用密封環１１５が、Ｏ
リングを介してケース１５１の保持部に嵌着している。

【０００６】第２メカニカルシール装置１２０及び第３
メカニカルシール装置１３０も、第１メカニカルシール
装置１１０の符号の１部は省略してあるが、第１メカニ
カルシール装置１１０と同様に構成されている。この第
１メカニカルシール装置１１０は、第１空室１５２Ａ内
の被密封流体Ａの圧力より１段低くされた圧力と協働し
て高圧の被密封流体Ａを効果的にシールしている。又、
第２メカニカルシール装置１２０も同様にして、第２空
室１５２Ｂ内の２段階に低圧にされた流体圧力と協働し
て第１空室１５２Ａ内の圧力流体をシールしている。

【０００７】更に、第３メカニカルシール装置１３０も
同様にして３段階に引き下げられた第３空室１５２Ｃ内
の流体圧力と協働して第２空室１５２Ｂ内の圧力流体を
シールしている。このように、段階的に低圧にされた各
空室内で高性能のメカニカルシール装置により段階的に
シールすることにより初めて高圧の被密封流体Ａをシー
ルすることが可能になる。つまり、高圧力の流体に対し
ては、その高圧力に対し段階的に圧力に対応しない限
り、１個のメカニカルシール装置で対応しようとして
も、高圧流体に耐られずに、メカニカルシール装置が早
期に摩耗・損傷することになる。

【０００８】このように多段の軸封装置１００では、ケ
ーシング１５１の静止用密封環１１５を取り付ける段部
１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃの内周面の内径が静止用
密封環１１５及び回転用密封環１１３、更には支持部１
１２の外形より大径に形成されている。このために、図
３に示す構造ではメカニカルシール装置１１０、１２
０、１３０を各空室１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃに装
着することが困難になる。

【０００９】そこで、メカニカルシール装置１１０、１
２０、１３０を各空室１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃに
装着する為には、ケーシング１５１を回転軸１７５の軸
方向に２分割しなければならない。そして、各空室１５
２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃに回転軸１７５の軸方向から
メカニカルシール装置１１０、１２０、１３０を挿入し
て組み立てなければならない。しかし、ケーシング１５
１を回転軸１７５の軸方向に分割したのでは、Ｏリング
等を利用できないので、分割面のシールが困難になる。
特に、高圧被密封流体をシールする場合には分割面に被
密封流体の圧力により隙間が発生するので、問題となっ
ている。

【００１０】更に、ケーシング１５１を軸方向へ分割し
たのでは、静止用密封環１１５を回転軸１７５に対して
芯出しすることも困難になる。このために静止用密封環
１１３のシール能力に問題が生じる。特に、これらの問
題は、メカニカルシール装置１１０、１２０、１３０が
多段になればなるほど大きな問題となってくる。更に、
多段のメカニカルシール装置１１０、１２０、１３０
は、メカニカルシール装置の組立作業と共に、その取付
のための加工が極めて困難であり、コスト高に成ってい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決し
ようとする課題は、高価なメカニカルシール装置を多数
個配列しなければならないので、軸封装置全体が高価に
成る問題があるが、この問題を解決してシール装置を安
価にすることにある。又、軸封装置を簡単に組立できる
ようにして、軸封装置の組立コストを低減することにあ
る。更に、高圧被密封流体をシールするためには、多段
階に多数のシール装置を取り付けなければならないの
で、構造が大型になる問題があるが、軸封装置の取り付
ける場所を小さくして軸封装置を小型にすることにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
技術的課題を解決するために成されたものであって、そ
の技術的解決手段は以下のように構成されている。

【００１３】請求項１に係わる本発明のシール装置は、
ハウジングと回転軸との間で被密封流体をシールする軸
封装置であって、前記被密封流体が介在する機内側に設
けられて被密封流体をシールするためにハウジングに保
持される静止用密封環と静止用密封環と密接する回転用
密封環を有する第１シール部と、前記回転用密封環が保
持される大径部を有する第１スリーブと、前記第１スリ
ーブの外部側端部に配置されて大径部を有する第２スリ
ーブと、前記第２スリーブの大径部に保持される回転用
密封環と回転用密封環と密接する静止用密封環とを有す
る第２シール部と、前記第１スリーブと前記第２スリー
ブの内周面に嵌着する外周面を有すると共に内周面が前
記回転軸に嵌着可能な固定スリーブとを具備し、前記固
定スリーブと前記第２スリーブには互いに係止して連結
する結合手段を有するものである。

【００１４】この請求項１に係わる本発明の軸封装置で
は、第１スリーブと第１ハウジングとの間に第１シール
部を組み込んで第１スリーブが固定スリーブに嵌着され
る。次に、第２スリーブと第２ハウジングとの間に第２
シール部を組み込んで第２スリーブを固定スリーブに嵌
着すると共に固定スリーブと第２スリーブとを結合手段
を介して連結する。このため、第１スリーブと第２スリ
ーブは固定スリーブを介して保持されると共に、第１シ
ール部と第２シール部とは各スリーブと各ハウジングと
の間に組み立てられて軸封装置として一体化する。そし
て、この軸封装置の固定スリーブの内周面を回転軸に嵌
着すれば、装置に軸封装置は簡単に組み立てられる。こ
のために、軸封装置はユニット化できて小型になり、し
かも、全体の組立が容易で組立コストを低減できる。

【００１５】更に、軸封装置の故障、修理等で、軸封装
置を分解するときでも結合手段を解除すれば第１シール
部と第２シール部とを分解することが可能になる。又、
第１シール部と第２シール部との取付構造を単純にする
ことが可能になる。

【００１６】請求項２に係わる本発明の軸封装置は、ハ
ウジングと回転軸との間で被密封流体をシールする軸封
装置であって、前記被密封流体が介在する機内側に設け
られて被密封流体をシールするために前記ハウジングに
保持される静止用密封環と静止用密封環と密接する回転
用密封環とを有する第１シール部と、前記回転用密封環
が保持される大径部を有する第１スリーブと、前記第１
スリーブの外部側端面に配置されて大径部を有する第２
スリーブと、前記第２スリーブの大径部に保持される回
転用密封環と回転用密封環と密接する静止用密封環とを
有する第２シール部と、前記第１シール部と前記第２シ
ール部との間の流体室に配置されて減圧するフローティ
ングリングと、前記第２スリーブの外部側端面に配置さ
れて軸受ユニットを支持する第３スリーブと、前記第１
スリーブと前記第２スリーブと前記第３スリーブの内周
面に嵌着する外周面を有すると共に内周面が前記回転軸
に嵌着可能な固定スリーブとを具備し、前記固定スリー
ブと前記第３スリーブには互いに係止して連結する結合
手段を有するものである。

【００１７】この請求項２に係わる本発明の軸封装置で
は、第１スリーブと第１ハウジングとの間に第１シール
部を組み込んで第１スリーブが固定スリーブに嵌着され
る。又、第３ハウジングと第４ハウジングとの間の流体
室に減圧用フローティングリングを装着すると共に、第
１スリーブにフローティングリングとフローティングリ
ングを装着した各ハウジングを嵌合する。更に、第２ス
リーブと第２ハウジングとの間に第２シール部を組み込
んで第２スリーブを固定スリーブに嵌着する。又、第３
スリーブに対しベアリングユニットを組み込んだ第５及
び第６ハウジングを装着して第３スリーブを固定スリー
ブに嵌合すると共に、結合手段を介して第３スリーブと
固定スリーブとを連結する。このため、第１スリーブと
第２スリーブは固定スリーブを介して嵌着されて保持さ
れると共に、第１シール部と第２シール部とは各スリー
ブと各ハウジングとの間に組み立てられて軸封装置とし
てユニット化された１部品に構成される。そして、この
軸封装置の固定スリーブの内周面を回転軸に嵌着すれ
ば、機械装置に軸封装置は簡単に組み立てられる。その
結果、軸封装置全体がユニット化できて小型化が可能に
なる。更に、軸封装置の組立が容易で、しかも、組立を
分解するときには結合手段を解除すれば良く、全体の組
立コストを低減できる。

【００１８】しかも、減圧するフローティングリングを
設けることにより、第１シール部と第２シール部との少
ないでシールで被密封流体をシールする構造に構成でき
る。このためにシール部の個数は少なくなり、軸封装置
の構造が簡単になると共に、軸封装置全体の組立が容易
になる。そして、軸封装置全体が１部品としてユニット
化できる。

【００１９】請求項３に係わる本発明の軸封装置は、前
記結合手段が前記第３スリーブ又は固定スリーブに取り
付けられた係止ピンと前記固定スリーブ又は第３スリー
ブに設けられた回り止め状の係止穴とに構成されている
ものである。

【００２０】この請求項３に係わる本発明の軸封装置で
は、結合手段が１方のスリーブに係止ピンを設けると共
に、他方のスリーブに係止穴を設けた構成にできるの
で、この係止ピンと係止穴とを係合して係止すれば、軸
封装置は簡単に結合可能になる効果が期待できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる好ましい実
施の形態の軸封装置を、その図面に基づいて詳述する。
尚、以下に説明する各図面は、所謂、特許用の概念図で
はなく、寸法関係が正確な設計図である。

【００２２】図１は本発明に係わる好ましい実施の形態
を示す軸封装置１の断面図である。図１（及び図２も参
照）に於いて、ハウジング６０には回転軸５０が貫通す
る貫通孔６１が設けられている。ハウジング６０は、シ
ールする部分が第１ハウジング６０Ａと第２ハウジング
６０Ｂと第３ハウジング６０Ｃと第４ハウジング６０Ｄ
とに分割されている。そして、第３ハウジング６０Ｃと
第４ハウジング６０Ｄとはボルト６２Ｂで結合されてい
る。更に、この第３ハウジング６０Ｃと第４ハウジング
６０Ｄとは、第１ハウジング６０Ａと共に、ボルト６２
Ｄを介して第２ハウジング６０Ｂに一体に結合されてい
る。

【００２３】更に、図示右側には、円筒状の第５ハウジ
ング６０Ｅと、エンドカバー状の第６ハウジング６０Ｆ
が設けられている。この第５ハウジング６０Ｅと、第６
ハウジング６０Ｆはボルト６２Ｃを介して第２ハウジン
グ６０Ｂに取り付けられている。更に、支持リング６０
Ｆ１はボルト６２Ｆにより第６ハウジング６０Ｆに結合
されている。又、第５ハウジング６０Ｅはボルト６２Ｅ
により第２ハウジング６０Ｂに結合されている。

【００２４】そして、これらの全体のハウジング６０
（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ）
は、ボルト６２Ａを介して装置本体のハウジング６０Ｇ
に取り付けられる。この第１ハウジング６０Ａと第２ハ
ウジング６０Ｂと第３ハウジング６０Ｃと第４ハウジン
グ６０Ｄを含めてシール装置を組み込めるシール用ハウ
ジング４０Ａを構成する。又、第５ハウジング６０Ｅと
第６ハウジング６０Ｆは軸受ユニットを組み込める軸受
用ハウジング４０Ｂを構成する。このシール用ハウジン
グ４０Ａ（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ）と軸受用
ハウジング４０Ｂ（６０Ｅ、６０Ｆ）を含めて全体がハ
ウジング６０である。

【００２５】ハウジング６０の貫通孔６１には装置本体
の機内Ａ側に機内部６６が形成されている。この機内部
６６側の第１ハウジング６０Ａには、内周に内周溝状の
第１シール部取付室２６が形成されており、第１シール
部取付室２６は機内部６６と間隙を介して連通してい
る。この第１シール部取付室２６には、第１シール部１
４が配置されている。この第１シール部１４はメカニカ
ルシールに構成されている。このメカニカルシールの代
わりにセグメントシール等の複数の部品の組み合わせた
シール装置を用いることもできる。

【００２６】第１シール部１４のメカニカルシールは静
止用密封環１４Ａと回転用密封環１４Ｂから構成されて
いる。静止用密封環１４Ａはハウジング６０の内周凸部
に密封に嵌合して回動不能に保持されている。一方、回
転用密封環１４Ｂは、第１スリーブ５１Ａに設けられた
大径部５１Ａ３に回動は不能で軸方向へは押圧可能に保
持されている。そして、静止用密封環１４Ａと回転用密
封環１４Ｂとの各シール面である摺動面１４Ｃが密接し
て被密封流体をシールする。

【００２７】第１シール部取付室２６の第１シール部１
４より外部Ｂ側には、流入通路２０が連通している。こ
の流入通路２０は第１シール部取付室２６と流体室６３
との間の連通路２２に直接に連通させることも可能であ
る。又、連通路２２の流体室６３側は、回転軸５０とハ
ウジング６０の貫通孔６１との間が連通路２２より狭い
間隙２３に形成されている。この流入通路２０から、サ
ラダ油等の作動油であるシーラントＳが供給される。こ
の作動油の圧力は被密封流体の圧力とほぼ同じ圧力か、
又は若干低圧（数字的には被密封流体の圧力より０．０
５から０．８ＭＰａの低い圧力）の圧力に構成されてい
る。この被密封流体の圧力より低圧にしたその圧力差
は、第１シール部１４の特有の耐圧機能範囲内にする必
要がある。この耐圧機能範囲に保持すれば、被密封流体
の圧力により第１シール部１４のシール機能低下が防止
できるからである。

【００２８】更に、連通路２２より外部Ｂ側には、流体
室６３が形成されている。この流体室６３には機内部６
６側の端面に第１固定ピン６５Ａが固着されていると共
に、外部Ｂ側の端面に第２固定ピン６５Ｂが固着されて
いる。更に、流体室６３より外部Ｂ側の内周には溝状の
第２シール部取付室６９が設けられている。

【００２９】更に、ハウジング６０には第２シール部取
付溝６９に連通する流出通路６７が形成されている。こ
の流出通路６７は、ハウジング６０に連結された外方の
第２配管に連通している。この第２配管の下流にはバル
ブＶ２を介して図示省略の貯蔵タンクが設けられてい
る。更に、貯蔵タンクに第２配管により連通してポンプ
が設けられている。そして、後に詳述するフローティン
グリング２により減圧されたシーラントＳは、流出通路
６７と第２配管を介して貯蔵タンクに戻されて１時に収
容される。

【００３０】更に、このシーラントＳは、貯蔵タンクか
らポンプの作動により、Ｐ１の圧力に変換されて第１配
管を介して流入通路２０に戻される。

【００３１】このようにして、シーラントＳは流体室６
３を通過するときに減圧されるが、このシーラントＳの
圧力は、４０ＭＰａの圧力で流入通路２０から第１シー
ル部取付室２６に流入し、次の連通路２２を通って流体
室６３に流入する。この連通路２２の間隙２３でもシー
ラントＳの圧力は減圧される。例えば、シーラントＳ
は、次の流体室６３を通過するときに後述するフローテ
ィングリング２により４０ＭＰａの圧力Ｐ１が０．１Ｍ
Ｐａから３ＭＰａの圧力Ｐ２に減圧される。このシーラ
ントＳの粘度は高粘度であれば、その粘度の高度に応じ
て減圧効果が大きくなる。このために高粘度であれば、
シーラントＳの流量を少なくすることも可能になる。
又、フローティングリング２と回転軸５０との減圧間隙
７の寸法を小さくすると粘度による減圧効果が大きくな
る。

【００３２】流体室６３には、上述したフローティング
リング２が配置されている。フローティングリング２
は、内周面が減圧内面３に形成されている。そして、フ
ローティングリング２の減圧内面３と回転軸５０に嵌着
された第１スリーブ５１Ａの外周面５１Ａ１との間が減
圧間隙７に形成されている。この減圧間隙７は、シーラ
ントＳの粘度及び流量、並びにフローティングリング２
の軸方向の長さに関係して減圧効果が生じる。

【００３３】この減圧内面３には更に、後述する実施例
のごとくラビリンスシールを設けて減圧効果を向上させ
ることができる。減圧内面３にラビリンスシールを設け
ることにより、フローティングリング２の軸方向長さが
短縮でき、軸封装置全体も小型化が可能となる。更に、
後述するように減圧内面３をテーパ面に形成して減圧効
果を発揮させることも可能である。又、フローティング
リング２の径の大きさにも減圧効果が関係する。これら
のデータを考慮してフローティングリング２は設計され
る。このフローティングリング２と回転軸５０との減圧
間隙７の寸法は０．０１から０．５mmの範囲に形成され
ている。更に好ましくは、減圧間隙７を０．０５から
０．２mmにすると良い。

【００３４】更に、フローティングリング２は、シーラ
ントＳが流入する流入口側が流体室６３の端面と近接す
る対向端面４に形成されている。又、外部Ｂ側がシール
面５に形成されている。このシール面５は、流体室６３
の端面と対向端面４との間に周方向へ複数に配置された
コイルスプリング１０により押圧されて静止環１１の対
向シール面１２と密接している。更に、対向端面４には
第１係止凹部６が形成されており、この第１係止凹部６
に第１固定ピン６５Ａが係合してフローティングリング
２が回転軸５０と共に、回動不能に保持されている。そ
して、フローティングリング２は、第１スリーブ５１Ａ
に対して径方向へフリー状態に保持されている。

【００３５】静止環１１は、フローティングリング２の
外部Ｂ側に配置されている。この静止環１１は対向シー
ル１２と反対の端面に第２係止凹部が形成されており、
この第２係止凹部に第２固定ピン６５Ｂが係止してい
る。尚、静止環１１は、フローティングリング２の１部
品であり、第１スリーブ５１Ａとの間隙がフローティン
グリング２の減圧間隙７とほぼ同一に構成されている。
このフローティングリング２と静止環１１は耐圧強度を
有する金属材料であれば良く、例えば、ＳｉＣセラミッ
ク、超硬合金等より製作される。尚、シール面５は対向
シール面１２に対しては回動はせずに径方向へ微少な揺
動が生じるだけである。

【００３６】フローティングリング２の外部Ｂ側の第２
シール部取付室６９には、第２シール部１５が設けられ
ている。第２シール部１５は、メカニカルシールに構成
されている。このメカニカルシール１５は、回転用密封
環１６のシール面１６Ａと、静止密封環１７の対向シー
ル面１７Ａとを密接させてシーラントＳをシールする。
又、この第２シール部取付溝６９の外周面には、シール
面１６Ａと対向シール面１７Ａとの相対摺動面を冷却す
る堰２５が設けられている。そして、フローティングリ
ング２側から流入したシーラントＳを堰２５を介してメ
カニカルシール１５側に乱流近接させ、シール面１６Ａ
と相対シール面１７Ａとの摺動発熱を冷却する。

【００３７】又、第２シール部１５の他の実施例とし
て、長方形断面のカーボン材製シールリングと、このシ
ールリングの外周面と結合するカバーリングと、カバー
リングの外周面にガタースプリングを嵌合した構成の一
般にセグメントシールと言われているシール装置を第２
スリーブ５１Ｂに配置することもできる。そして、第２
シール部１５により、フローティングリング２で減圧さ
れたシーラントＣを第２シール部より外部Ｂ側へ漏洩し
ないようにシールする。

【００３８】更に、回転軸５０にはスリーブ５１が嵌着
されている。このスリーブ５１は、３個の第１スリーブ
５１Ａ、第２スリーブ５１Ｂ、第３スリーブ５１Ｃから
構成されている。この内の第１スリーブ５１Ａの外周面
５１Ａ１は、樹脂、表面焼き入れ又は金属のコーテング
が施されて表面処理されている。この第１スリーブ５１
Ａの表面処理された被覆層５１Ａ２は、フローティング
リング２との摺動に対応して耐久性を発揮するようにさ
れている。

【００３９】第１スリーブ５１Ａの端面の外部Ｂ側に
は、回転用密封環１６を回転軸５０と共に回転可能に保
持する第２スリーブ５１Ｂが設けられている。更に、第
２スリーブ５１Ｂの端面の外部Ｂ側には、軸受用の第３
スリーブ５１Ｃが回転軸５０に嵌着している。更に、第
１スリーブ５１Ａと第２スリーブ５１Ｂと第３スリーブ
５１Ｃの１部の内周面１８に固定スリーブ５３の外周面
が嵌着すると共に、内周面が回転軸５０に嵌着してい
る。尚、第３スリーブ５１Ｃの内周面１８の軸方向半分
以上に渡り固定スリーブ５３が嵌着するように、固定ス
リーブ５３の長さを長くしても良い。

【００４０】そして、第１スリーブ５１Ａの端面に設け
られた複数個の凹部と第２スリーブの対向端面に設けら
れたドライブピン５５Ａとが係止して結合している。更
に、第２スリーブ５１Ｂの端面にも同様に凹部が設けら
れて第３スリーブの対向端面に設けられたドライブピン
５５Ａを介して係合し、両部品が連結されている。この
ドライブピン５５Ａは第１スリーブ５１Ａの端面に設け
ると共に、凹部は第２スリーブの端面に設けるように形
成位置関係を反対にしても良い。又、第１、第２、第３
スリーブ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの内周面にはＯリング
用の溝が設けられており、この溝にＯリングがはめ込ま
れて固定スリーブ５３又は回転軸５０との接合面をシー
ルしている。

【００４１】第２スリーブ５１Ｂの大径部５１Ｂ１に固
定されたドライブピンは、回転用密封環１６の凹部と係
止し、回転用密封環１６を回転軸５０と共周りするよう
に作用する。又、回転用密封環１６は大径部５１Ｂ１に
取り付けられた複数のコイルばね１９により静止用密封
環１７方向へ押圧されている。そして、フローティング
リング２側から減圧されて流入するシーラントＳは、こ
の回転用密封環１６のシール面１６Ａと静止用密封環１
７の対向シール面１７Ａとの密接によりシールされる。

【００４２】第３スリーブ５３の外周段部５１Ｃ２には
取付リング４３が嵌着している。そして、取付リング４
３と支持リング６０Ｆ１によりベアリングケース４４を
介してスラストベアリング５５が取り付けられている。
このスラストベアリング５５は、被密封流体の高圧力又
はシーラントＳの高圧力が第１シール部１４、第２シー
ル部１５、フローティングリング２等に作用するので、
その作用力に対して第１シール部１４、第２シール部１
５、フローティングリング２等を強力に支持している。

【００４３】更に、外周段部５１Ｃ２の端面５１Ｃ３と
スナップリングに保持された軸受５６Ａは、第２ハウジ
ング６０Ｂと第３スリーブ５１Ｃの内周面１８とに嵌着
して回転軸５０を回動自在に支持している。又、軸受５
６Ｂも第６スリーブ５１Ｆの内周面と第３スリーブ５１
Ｃの外周面に嵌着して回転軸５０を回動自在に支持して
いる。

【００４４】一方、固定スリーブ５３の端部にはＬ型を
成す係止穴３１が設けられている。このＬ型の係止穴３
１は、Ｌ型とは限らずＯ型、三角型等に形成して係止ピ
ン３０と着脱自在に係止するものであればどのような形
状でも良い。又、この係止穴３１に係止する係止ピン３
０は、第３スリーブ５３Ｃの端部に設けられた孔に嵌着
している。係止ピン３０は係止穴３１と係合する部分が
係合部３０Ａに形成されている。そして、係止ピン３０
と係止穴３１とにより第２スリーブ５１Ｂと第３スリー
ブ５３Ｃとの結合手段３３を構成している。

【００４５】この結合手段３３は以下のようにして組み
立てられる。第１ハウジング６０Ａに静止用密封環１４
Ａを装着する。又、第１スリーブ５１Ａに回転用密封環
１４Ｂを装着する。次に、第３ハウジング６０Ｃと第４
ハウジング６０Ｄとの間の流体室６３にフローティング
リング２を装着する。そして、ボルト６２Ｂでこの両ハ
ウジング６０Ｃ、６０Ｄを結合する。又、第２スリーブ
５３Ｂに回転用密封環１６を装着する。更に、第２ハウ
ジング６０Ｂに静止用密封環１７を装着する。更に、第
３スリーブ５１Ｃの外周面と第２ハウジング６０Ｂの内
周面に軸受５６Ａを装着する。更に、第１スリーブ５１
Ａと第２スリーブ５１Ｂの内周面１８に固定スリーブ５
３を嵌着すると共に、第２スリーブ５１Ｂのドライブピ
ン５５Ａを第１スリーブ５１Ａの凹部５１Ｂ１に係止す
る。そして、第１ハウジング６０Ａと第３ハウジング６
０Ｃと第４ハウジング６０Ｄを第２ハウジング６０Ｂに
ボルト６２Ｄを介して結合する。この結合により、シー
ル用ハウジング４０Ａは組み立てられる。

【００４６】第２ハウジング６０Ｂに第５ハウジング６
０Ｅをボルト６２Ｅを介して結合する。又、取付リング
４３にスラストベアリング５５のベアリングケース４４
を嵌合すると共に、取付リング４３を第３スリーブ５１
Ｃに嵌着する。同時に、第６ハウジング６０Ｆには、内
周面に軸受５６Ｂが嵌着されると共に、側面に支持リン
グ６０Ｆ１がボルト６２Ｆにより取り付けられている。
そして、第６ハウジング６０Ｆは第５ハウジング６０Ｅ
と共に、スラストベアリング５５を内蔵してボルト６２
ｃにより第２ハウジング６０Ｂに取り付けられる。この
とき、固定スリーブ５３の係止穴３１に第３スリーブ５
１Ｃの係止ピン３０を軸方向へ挿入してから周方向へ回
して結合手段３３として結合する。

【００４７】このようにして、シール装置を組み込んだ
シール用ハウジング４０Ａとべアリングユニットを組み
込んだ軸受用ハウジング４０Ｂは全体のハウジング６０
として軸封装置１に組み立てられる。この軸封装置１
は、回転軸５０に嵌着されると共に、装置本体等のハウ
ジング６０Ｇにボルト６２Ａを介して取り付けられる。
そして、締め付けナット４５によりスリーブ５１と固定
スリーブ５３とを回転軸５０の段部との間で締め付け固
定する。

【００４８】更に、減圧手段を設けたフローティングリ
ング２を第１シール部１４と第２シール部１５との間に
設けることにより、多段シール手段ではなく、２個のシ
ール部で確実に被密封流体をシールできるので、小型化
が可能になり、組立コストを低減することが可能にな
る。又、軸封装置１全体がシール用ハウジング４０Ａと
軸受用ハウジング４０Ｂにブロック化でき、このシール
用ハウジング４０Ａと軸受用ハウジング４０Ｂとを結合
手段３３により簡単に組み立てられるので、軸封装置１
の組立が容易になると共に、小型化が可能になる。そし
て、低コストの軸封装置を得ることができる。

【００４９】図２は本発明に係わる第２実施の形態を示
す軸封装置として図１に示す軸封装置１の１部拡大断面
図である。つまり、図１に示す符号と図２に記載した符
号は同一であるので、図２の軸封装置のうち図１と同一
な点の詳細な説明は上述した通りである。図２に示す軸
封装置１に於いて、シール用ハウジング４０Ａと軸受用
ハウジング４０Ｂを連結する結合手段３３は、固定スリ
ーブ５３の端部に形成された係止穴３１と、第３スリー
ブ５１Ｃの端部に取り付けられた係止ピン３０により構
成されている。係止穴３１には係止ピン３０を挿入する
挿入口３１Ａが形成されている。又、係止ピン３０は、
係止穴３１と係合する頭が係合部３０Ａに形成されてい
る。そして、固定スリーブ５３の係止穴３１の挿入口３
１Ａから係止ピン３０を挿入してから第３スリーブ５１
Ｃを周方向に回して係止させる。

【００５０】この実施例では、第２スリーブ５１Ｂと第
３スリーブ５１Ｃとに結合手段３３を設けたが、第３ス
リーブ５１Ｃがない場合には、第１スリーブ５１Ａと第
２スリーブ５１Ｂとに結合手段を設ける。更に、第１ス
リーブ５１Ａと第２スリーブ５１Ｂと第３スリーブ５１
Ｃの他に装置の第４スリーブ５１Ｄ又は／及び第５スリ
ーブ５１Ｅが配列されている場合には、第３スリーブ５
１Ｄと第４スリーブ５１Ｅとの結合部、又は第４スリー
ブ５１Ｄと第５スリーブ５１Ｅとの係合部に結合手段３
３を設けて結合するものである。

【００５１】以上の構成におけるシール能力は以下の通
りである。フローティングリング２と第１スリーブ５１
Ａとの間に形成された減圧間隙７によりシーラントＳの
圧力は減圧される。このとき、１実施例として、シーラ
ントＳの圧力は６５ＭＰａである。又、その流量は１０
から１５ｌ／ｍｉｎである。一方、減圧間隙７の寸法は
０．０５から０．２mmに構成されている（この減圧間隙
７の寸法は、０．０２から０．５mmの範囲について良好
な結果が得られているが、シーラントＳの圧力、粘度、
流速と、フローティングリング２の軸方向の長さ、径の
大きさ及びラビリンスシール等の形状により決定され
る）。

【００５２】この状態で軸封装置１を実験した結果は、
流入通路２０内の６５ＭＰａ圧力が、流出通路６７内で
は３ＭＰａ圧力に減圧された。しかも、第２シール部１
５からのシーラントＳの漏れは認められない。更に、第
２シール部１５に変形や不具合は認められないし、シー
ル能力は良好であると認められる。

【００５３】第３スリーブ５１Ｃはハウジング６０に取
り付けられた軸受５６Ａ、５６Ｂにより回転可能に支持
されている。又、第３スリーブ５１Ｃはケース４４、４
４を介したスラストベアリング５５により軸方向の力を
回転可能に支持している。このスラストベアリング５５
は第３スリーブ５１Ｃに係止した取付リング４３と第６
ハウジング６０Ｆに取り付けられた支持リング６０Ｆ１
より保持されている。そして、被密封流体の圧力及びシ
ーラントＳの圧力に対して軸方向に支持している。又、
軸受５６Ａ、５６Ｂとスラストベアリング５５とを潤滑
する潤滑油Ｌは供給通路５７から供給される。この供給
通路５７は第２シール部取付室６９に於ける第２シール
部１５の外部Ｂ側に連通している。更に、ハウジング６
０には第２シール部取付室６９より軸受５６Ａ、５６Ｂ
とスラストベアリング５５とを通過して排出通路５９に
連通する循環通路５８が形成されている。排出通路５９
は図示省略の循環装置に流入して浄化され、再度、供給
通路５７へ圧送される。

【００５４】この供給通路５７から潤滑油を供給するこ
とにより第２シール部であるメカニカルシール１５や軸
受５６Ａ、５６Ｂ、スラストベアリング５５を潤滑する
と共に冷却する。同時に、第２シール部取付室６９に流
入した潤滑油Ｌの圧力により第２シール部１５を介して
シーラントＳの圧力に対抗し第２シール部１５に耐圧力
を付与すると共に、シーラントＳの漏洩を防止する。こ
のため、第２シール部１５は高度なシール機能を必要と
しないから、安価な製品にすることが可能になる。

【００５５】

【発明の効果】本発明に係わる軸封装置によれば、第１
スリーブと第２スリーブの内周面を固定スリーブに嵌着
すると共に、第２スリーブを固定スリーブに結合手段を
介して連結すれば、固定スリーブと第１スリーブと第２
スリーブとが嵌着結合されると共に、第１シール部と第
２シール部とはスリーブとハウジングとの間に内蔵され
て１部品としてブロック化された軸封装置を得ることが
可能になる。そして、この軸封装置の固定スリーブの内
周面を回転軸に嵌着すれば、軸封装置は簡単に組み立て
られる。このために、軸封装置の組立が容易で、しか
も、組立コストを低減できる効果を奏する。

【００５６】更に、軸封装置の故障、修理等で、軸封装
置を分解するときでも結合手段を解除すれば第１スリー
ブと第２スリーブとを分離して第１シール部と第２シー
ル部とを分解することが可能になる。このため、結合構
造が簡単になるから、軸封装置を小型にできると共に、
製作コストを低減可能になる効果を奏する。

【００５７】又、軸封装置は、フローティングリングを
設けて減圧し、シール部個数を最小にした構成にできる
ので、高圧の被密封流体であってもシール能力に優れ、
しかも全体がコンパクトにできると共に、組立が容易に
なる効果を奏する。更に、シール用ユニットと、軸受用
ユニットを１部品として結合できるので、装置本体への
組立が容易になり、組み付けコストをが減できる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１実施の形態を示す軸封装置
の断面図である。

【図２】本発明に係わる第２実施の形態を示す軸封装置
の１部の断面図である。

【図３】従来例の軸封装置の断面図である。

【符号の説明】１軸封装置２フローティングリング３減圧内面４対向端面５シール面６第１係止凹部７減圧間隙１０コイルスプリング１１静止環１２対向シール１４第１シール部１４Ａ静止用密封環１４Ｂ回転用密封環１４Ｃ摺動面１５第２シール部１６回転用密封環１６Ａシール面１７静止用密封環１７Ａ対向シール面１８内周面１９コイルばね２０流入通路２２連通路２３間隙２５堰２６第１シール部取付室３０係止ピン３０Ａ係合部３１係止穴３１Ａ挿入口３３結合手段４０Ａシール用ハウジング４０Ｂ軸受用ハウジング４３取付リング４４ベアリングケース５０回転軸５１スリーブ５１Ａ第１スリーブ５１Ａ１外周面５１Ａ２被覆層５１Ａ３大径部５１Ｂ第２スリーブ５１Ｂ１大径部５１Ｃ第３スリーブ５１Ｃ２外周段部５１Ｃ３端面５３固定スリーブ５５スラストベアリング５５Ａドライブピン５６Ａ軸受５６Ｂ軸受５７供給通路５８循環通路５９排出通路６０ハウジング６０Ａ第１ハウジング６０Ｂ第２ハウジング６０Ｂ１ドライブピン６０Ｃ第３ハウジング６０Ｄ第４ハウジング６０Ｅ第５ハウジング６０Ｆ第６ハウジング６０Ｆ１支持リング６１貫通孔６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ、６２Ｅ、６２Ｆボ
ルト６３流体室６５Ａ第１固定ピン６５Ｂ第２固定ピン６６機内部６７流出通路６８Ｏリング６９第２シール部取付室Ａ機内Ｂ外部Ｓシーラント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと回転軸との間で被密封流体
をシールする軸封装置であって、前記被密封流体が介在
する機内側に設けられて前記ハウジングに保持される静
止用密封環と前記静止用密封環に密接する回転用密封環
とを有する第１シール部と、前記回転用密封環が取付ら
れる大径部を有する第１スリーブと、前記第１スリーブ
の外部側端面に配置されて大径部を有する第２スリーブ
と、前記第２スリーブの大径部に保持される回転用密封
環を有する第２シール部と、前記第１スリーブと前記第
２スリーブの内周面に嵌着する外周面を有すると共に前
記回転軸に嵌着可能な固定スリーブとを具備し、前記固
定スリーブと前記第２スリーブには互いに係止して連結
する結合手段を有することを特徴とする軸封装置。
【請求項２】ハウジングと回転軸との間で被密封流体
をシールする軸封装置であって、前記被密封流体が介在
する機内側に設けられて前記ハウジングに保持される静
止用密封環と前記静止用密封環に密接する回転用密封環
とを有する第１シール部と、前記回転用密封環が保持さ
れる大径部を有する第１スリーブと、前記第１スリーブ
の外部側端面に配置されて大径部を有する第２スリーブ
と、前記第２スリーブの大径部に保持される回転用密封
環を有する第２シール部と、前記第１シール部と前記第
２シール部との間の流体室に配置されて減圧するフロー
ティングリングと、前記第２スリーブの外部側端面に配
置されて軸受を支持する第３スリーブと、前記第１スリ
ーブと前記第２スリーブと前記第３スリーブの内周面に
嵌着する外周面を有すると共に内周面が前記回転軸に嵌
着可能な固定スリーブとを具備し、前記固定スリーブと
前記第３スリーブには互いに係止して連結される結合手
段を有することを特徴とする軸封装置。
【請求項３】前記結合手段が前記スリーブに取り付け
られた係止ピンと前記固定スリーブに設けられた回り止
め状の係止穴とに構成されていることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の軸封装置。