JP2003314702A - メカニカルシール装置 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 メカニカルシール装置用の密封環を保持する
カップガスケットの耐久性と密封能力を向上させること
にある。 【解決手段】 密封環２の接合面２Ｂと段状取付面５０
Ａとの間にゴム状弾性材製のカップガスケット１０を有
し、カップガスケット１０には１体に支持板１３を有す
ると共に支持板１３の支持面１３Ａが対向する密封環２
の接合面２Ｂとほぼ平行に配置されているものである。
カップガスケットの耐久性と密封能力を向上させること
にある。 【解決手段】 密封環２の接合面２Ｂと段状取付面５０
Ａとの間にゴム状弾性材製のカップガスケット１０を有
し、カップガスケット１０には１体に支持板１３を有す
ると共に支持板１３の支持面１３Ａが対向する密封環２
の接合面２Ｂとほぼ平行に配置されているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ポンプな
どに用いられるシール能力と耐久性を有するメカニカル
シール装置に関する。更に詳しくは、高圧の被密封流体
を確実にシールすると共に、耐久能力を有するメカニカ
ルシール装置に係わるものである。
どに用いられるシール能力と耐久性を有するメカニカル
シール装置に関する。更に詳しくは、高圧の被密封流体
を確実にシールすると共に、耐久能力を有するメカニカ
ルシール装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の関連技術として図６に示すメカ
ニカルシール装置１００が存在する。図６は、ポンプに
用いられているメカニカルシール装置１００の半断面図
である。図６に於いて、機内側Ｆは水等を処理する被密
封流体領域である。また、反対の外部側Ｔは潤滑油又は
大気領域である。
ニカルシール装置１００が存在する。図６は、ポンプに
用いられているメカニカルシール装置１００の半断面図
である。図６に於いて、機内側Ｆは水等を処理する被密
封流体領域である。また、反対の外部側Ｔは潤滑油又は
大気領域である。
【０００３】このメカニカルシール装置１００は、ハウ
ジング１０２と回転軸１０３との間に装着される。回転
軸１０３に連結された回転体１０４には段部１０４Ａが
設けられている。この段部１０４Ａは、回転体１０４の
内周面１０４Ｂ側の端部１０４Ｃに形成されている。こ
の内周面１０４Ｂは大きくしなければならないので、段
部１０４Ａの径方向面１０４Ｄを大きく形成することが
困難である。この段部１０４Ａにカップガスケット１０
５を介して回転密封環１０６が装着されている。カップ
ガスケット１０５の内径面１０５Ａは、回転密封環１０
６の大きさから、回転体１０４の内周面１０４Ｂより小
径に形成されている。
ジング１０２と回転軸１０３との間に装着される。回転
軸１０３に連結された回転体１０４には段部１０４Ａが
設けられている。この段部１０４Ａは、回転体１０４の
内周面１０４Ｂ側の端部１０４Ｃに形成されている。こ
の内周面１０４Ｂは大きくしなければならないので、段
部１０４Ａの径方向面１０４Ｄを大きく形成することが
困難である。この段部１０４Ａにカップガスケット１０
５を介して回転密封環１０６が装着されている。カップ
ガスケット１０５の内径面１０５Ａは、回転密封環１０
６の大きさから、回転体１０４の内周面１０４Ｂより小
径に形成されている。
【０００４】回転密封環１０６と密接する固定密封環１
０７は、図６に示すように、ケース１０８に移動自在に
嵌合してる。又、このケース１０８はハウジング１０２
に嵌着している。そして、回転密封環１０６は、スプリ
ング１１１により回転密封環１０６へ押圧されている。
このスプリング１１１は、断面がＵ形状の底部に更にＵ
形状に折曲げた形状で全体が円筒状のダイヤフラム１０
９と、断面がＬ形状で全体が環状のばね座１１０、１１
０をダイヤフラム１０９の両端に設た間に両端のばね座
１１０、１１０に支持された状態で配置されている。
０７は、図６に示すように、ケース１０８に移動自在に
嵌合してる。又、このケース１０８はハウジング１０２
に嵌着している。そして、回転密封環１０６は、スプリ
ング１１１により回転密封環１０６へ押圧されている。
このスプリング１１１は、断面がＵ形状の底部に更にＵ
形状に折曲げた形状で全体が円筒状のダイヤフラム１０
９と、断面がＬ形状で全体が環状のばね座１１０、１１
０をダイヤフラム１０９の両端に設た間に両端のばね座
１１０、１１０に支持された状態で配置されている。
【０００５】このように構成されたメカニカルシール装
置１００は、機内側Ｆから被密封流体の圧力を受ける
と、カップガスケット１０５はシール能力が発揮され
る。更に、カップガスケット１０５により弾性的に回転
密封環１０６を支持するのでシール面１０６Ａの密接が
優れることになる。しかし、被密封流体の圧力によりカ
ップガスケット１０５は、硬質の回転密封環１０６と回
転体１０４とにより圧着されるので、図７の破断面１０
５Ｘに示すように損傷することになる。このようにカッ
プガスケット１０５が損傷すると回転密封環１０６は支
持面が不安定になるから、シール面１０６Ａは密接でき
なくなり、被密封流体が漏洩することになる。
置１００は、機内側Ｆから被密封流体の圧力を受ける
と、カップガスケット１０５はシール能力が発揮され
る。更に、カップガスケット１０５により弾性的に回転
密封環１０６を支持するのでシール面１０６Ａの密接が
優れることになる。しかし、被密封流体の圧力によりカ
ップガスケット１０５は、硬質の回転密封環１０６と回
転体１０４とにより圧着されるので、図７の破断面１０
５Ｘに示すように損傷することになる。このようにカッ
プガスケット１０５が損傷すると回転密封環１０６は支
持面が不安定になるから、シール面１０６Ａは密接でき
なくなり、被密封流体が漏洩することになる。
【０００６】このカップガスケット１０５は強度を有す
るゴム材質に構成しても、常に高圧力を回転密封環１０
６に受けると耐久性を失い破損することになる。このカ
ップガスケット１０５をＯリングに変更した従来技術も
存在するが、回転密封環１０６と回転体１０４との取付
面間のシール能力に問題が存する。更に、回転密封環１
０６が弾性的に支持されないから、シール面１０６Ａの
シール能力が低下する。更に、弾性的に支持されない回
転密封環１０６の取付精度によっては、シール面１０６
Ａが偏芯して偏摩耗を惹起し、シール能力が低下する。
るゴム材質に構成しても、常に高圧力を回転密封環１０
６に受けると耐久性を失い破損することになる。このカ
ップガスケット１０５をＯリングに変更した従来技術も
存在するが、回転密封環１０６と回転体１０４との取付
面間のシール能力に問題が存する。更に、回転密封環１
０６が弾性的に支持されないから、シール面１０６Ａの
シール能力が低下する。更に、弾性的に支持されない回
転密封環１０６の取付精度によっては、シール面１０６
Ａが偏芯して偏摩耗を惹起し、シール能力が低下する。
【０００７】
【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
ようとする技術的課題は、密封環を支持するカップガス
ケットの耐久性を向上させることにある。又、密封環の
シール面の密封能力をカップガスケットの支持により発
揮させることにある。更に、カップガスケット及び密封
環の装着を容易にすることにある。
問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決し
ようとする技術的課題は、密封環を支持するカップガス
ケットの耐久性を向上させることにある。又、密封環の
シール面の密封能力をカップガスケットの支持により発
揮させることにある。更に、カップガスケット及び密封
環の装着を容易にすることにある。
【０００８】
【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。
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。
【０００９】請求項１に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、回転体に取り付けられる第１密封環とシール
ハウジングに取り付けられる第２密封環のシール面が互
いに密接して高圧被密封流体側と低圧側とをシールする
メカニカルシール装置であって、前記密封環の内１方の
密封環は取り付けられる段状取付面に固定される接合面
を有すると共に前記接合面と反対側にシール面を有し、
前記密封環の接合面と前記段状取付面との間にゴム状弾
性材製のカップガスケットを有し、前記カップガスケッ
トには１体に支持板を有すると共に前記支持板の支持面
が対向する前記密封環の接合面とほぼ平行に配置されて
いるものである。
ル装置は、回転体に取り付けられる第１密封環とシール
ハウジングに取り付けられる第２密封環のシール面が互
いに密接して高圧被密封流体側と低圧側とをシールする
メカニカルシール装置であって、前記密封環の内１方の
密封環は取り付けられる段状取付面に固定される接合面
を有すると共に前記接合面と反対側にシール面を有し、
前記密封環の接合面と前記段状取付面との間にゴム状弾
性材製のカップガスケットを有し、前記カップガスケッ
トには１体に支持板を有すると共に前記支持板の支持面
が対向する前記密封環の接合面とほぼ平行に配置されて
いるものである。
【００１０】この請求項１に係わる本発明のシール装置
では、ゴム状弾性材製のカップガスケットは弾力性があ
るために、カップガスケット単体では段状取付面に嵌着
することが困難であるが、カップガスケットに支持板が
１体に形成されているから、段状取付面に接合面を嵌着
することが容易になる。そして、カップガスケットに設
けられた支持板により密封環が被密封流体の圧力を受け
ても被密封流体の圧力に対抗して密封環を支持するか
ら、カップガスケットのゴム材質に損傷が発生するのを
効果的に防止する。しかも、カップガスケットの外周部
には支持板が介在していないから、弾力性を有して段状
取付面の外周面と密接してシール能力を発揮する。
では、ゴム状弾性材製のカップガスケットは弾力性があ
るために、カップガスケット単体では段状取付面に嵌着
することが困難であるが、カップガスケットに支持板が
１体に形成されているから、段状取付面に接合面を嵌着
することが容易になる。そして、カップガスケットに設
けられた支持板により密封環が被密封流体の圧力を受け
ても被密封流体の圧力に対抗して密封環を支持するか
ら、カップガスケットのゴム材質に損傷が発生するのを
効果的に防止する。しかも、カップガスケットの外周部
には支持板が介在していないから、弾力性を有して段状
取付面の外周面と密接してシール能力を発揮する。
【００１１】この請求項２に係わる本発明のメカニカル
シール装置は、前記カップガスケットの支持板の内径が
前記段状取付面を貫通する内周面の内径寸法以下である
と共に前記密封環の内径より大きな寸法に形成されてい
るものである。
シール装置は、前記カップガスケットの支持板の内径が
前記段状取付面を貫通する内周面の内径寸法以下である
と共に前記密封環の内径より大きな寸法に形成されてい
るものである。
【００１２】この請求項２に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、カップガスケットに１体化された支持
板の内径が段状取付面を貫通する内周面の直径より小径
に形成されているからカップガスケットのゴム材を補強
して密封環の外周面から段状取付面内の内周面にかけて
亀裂が発生するのを効果的に防止する。
シール装置では、カップガスケットに１体化された支持
板の内径が段状取付面を貫通する内周面の直径より小径
に形成されているからカップガスケットのゴム材を補強
して密封環の外周面から段状取付面内の内周面にかけて
亀裂が発生するのを効果的に防止する。
【００１３】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記支持板は円板状の外周に筒状部を有し、
前記筒状部の長さが前記密封環の外周角部の面取りされ
た軸方向長さ以内に形成されているものである。
ル装置は、前記支持板は円板状の外周に筒状部を有し、
前記筒状部の長さが前記密封環の外周角部の面取りされ
た軸方向長さ以内に形成されているものである。
【００１４】この請求項３に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、支持板に筒状部が設けられているか
ら、カップガスケットを段状取付面に挿入するのが容易
になる。このために、段状取付面と密接するカップガス
ケットの外周面が正常に密接した状態になるので、カッ
プガスケットの密封能力を向上できる効果がある。更
に、被密封流体の圧力がカップガスケットの外周面に作
用しても外周部が筒状部により支持されるから、外周面
の密封能力が向上する。更には、筒状部によりカップガ
スケット全体を支持するから、耐圧性を発揮すると共
に、密封環のシール面を対向シール面に対応させること
が可能になる。
シール装置では、支持板に筒状部が設けられているか
ら、カップガスケットを段状取付面に挿入するのが容易
になる。このために、段状取付面と密接するカップガス
ケットの外周面が正常に密接した状態になるので、カッ
プガスケットの密封能力を向上できる効果がある。更
に、被密封流体の圧力がカップガスケットの外周面に作
用しても外周部が筒状部により支持されるから、外周面
の密封能力が向上する。更には、筒状部によりカップガ
スケット全体を支持するから、耐圧性を発揮すると共
に、密封環のシール面を対向シール面に対応させること
が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる好ましい実
施の形態のメカニカルシール装置を、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、特許用の概
念図ではなく、実施した正確な設計図である。図１は、
本発明に係わる第１実施の形態のメカニカルシール装置
の断面図である。図２は、本発明に係わる第２実施の形
態のメカニカルシール装置の１部を示す半断面図であ
る。又、図３は、図２のカップガスケットと密封環との
組み合わせの半断面図である。図４は、本発明に係わる
第３実施の形態のカップガスケットと密封環との組み合
わせの半断面図である。図５は、本発明に係わる第４実
施の形態のカップガスケットと密封環との組み合わせの
半断面図である。
施の形態のメカニカルシール装置を、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、特許用の概
念図ではなく、実施した正確な設計図である。図１は、
本発明に係わる第１実施の形態のメカニカルシール装置
の断面図である。図２は、本発明に係わる第２実施の形
態のメカニカルシール装置の１部を示す半断面図であ
る。又、図３は、図２のカップガスケットと密封環との
組み合わせの半断面図である。図４は、本発明に係わる
第３実施の形態のカップガスケットと密封環との組み合
わせの半断面図である。図５は、本発明に係わる第４実
施の形態のカップガスケットと密封環との組み合わせの
半断面図である。
【００１６】図１に於いて、メカニカルシール装置１
は、第１密封環２に取り付けたカップガスケット１０を
中心にして第１密封環２と、第２密封環３と、ベローズ
４とばね７を組み合わせた弾発手段９と、第２密封環３
とベローズ４とを結合する連結環５とが設けられてい
る。
は、第１密封環２に取り付けたカップガスケット１０を
中心にして第１密封環２と、第２密封環３と、ベローズ
４とばね７を組み合わせた弾発手段９と、第２密封環３
とベローズ４とを結合する連結環５とが設けられてい
る。
【００１７】第１密封環２は、断面が方形状で環状体を
成している。この環状体の先端面には第１シール面２Ａ
が形成されている。又、第１密封環２に於ける第１シー
ル面２Ａと反対の背面２Ｂ１と外周面２Ｂ２とは、Ｌ形
の接合面２Ｂに形成されている。更に、第１密封環２の
内周面２Ｃは、回転軸６０の外径よりも大径に形成され
ており、回転軸６０との間に間隙が形成されている。こ
の第１密封環２は、硬質材で構成されている。例えば、
炭化珪素、セラミック、超硬合金、カーボン材等で形成
されている。
成している。この環状体の先端面には第１シール面２Ａ
が形成されている。又、第１密封環２に於ける第１シー
ル面２Ａと反対の背面２Ｂ１と外周面２Ｂ２とは、Ｌ形
の接合面２Ｂに形成されている。更に、第１密封環２の
内周面２Ｃは、回転軸６０の外径よりも大径に形成され
ており、回転軸６０との間に間隙が形成されている。こ
の第１密封環２は、硬質材で構成されている。例えば、
炭化珪素、セラミック、超硬合金、カーボン材等で形成
されている。
【００１８】ハウジング５０には、第１密封環２を取り
付ける段状取付面５０Ａが形成されている。この段状取
付面５０Ａは、径方向面と軸方向面を成す段面で環状に
形成されている。この段状取付面５０Ａの径方向面に
は、段状取付面５０Ａの軸心を中心にして軸方向に貫通
又は凹部状の通孔５１が形成されている。
付ける段状取付面５０Ａが形成されている。この段状取
付面５０Ａは、径方向面と軸方向面を成す段面で環状に
形成されている。この段状取付面５０Ａの径方向面に
は、段状取付面５０Ａの軸心を中心にして軸方向に貫通
又は凹部状の通孔５１が形成されている。
【００１９】この段状取付面５０Ａと第１密封環２との
間にはカップガスケット１０が設けられている。このカ
ップガスケット１０はゴム状弾性体の本体１１と、硬質
板の支持板１３とから構成されている。この本体１１は
断面Ｌ形で孔付き有底部１１Ａと筒部１１Ｂとから成る
孔付有底筒体に形成されている。この本体１１のＬ形内
外周面は対向する段状取付面５０Ａと密接する外周密接
面１１Ｃと、第１密封環２の接合面２Ｂと密接する内周
密接面１１Ｄに形成されている。そして、本体１１の外
周密接面１１Ｃの軸方向面には環状に突起した複数のシ
ール部１２、１２、１２が形成されており、このシール
部１２、１２、１２は段状取付面５０Ａと密接してシー
ルするようになされている。本体１１の孔付き有底部１
１Ａの内周面１１Ａ１の直径Ｘ１は、通孔５１の直径Ｄ
３より小径に成る寸法に形成されている。又、筒部１１
Ｂの外直径Ｘ２は、シール部１２が段状取付面５０Ａに
弾性変形して密接する寸法に形成されている。つまり、
筒部１１Ｂの外直径Ｘ２は、段状取付面５０Ａの内径Ｘ
２と同一である。この本体１１の材質は、ＦＫＭ、ＮＢ
Ｒ、ＩＩＲ、Ｕ、Ｑ、ＣＲ等が好んで用いられる。
間にはカップガスケット１０が設けられている。このカ
ップガスケット１０はゴム状弾性体の本体１１と、硬質
板の支持板１３とから構成されている。この本体１１は
断面Ｌ形で孔付き有底部１１Ａと筒部１１Ｂとから成る
孔付有底筒体に形成されている。この本体１１のＬ形内
外周面は対向する段状取付面５０Ａと密接する外周密接
面１１Ｃと、第１密封環２の接合面２Ｂと密接する内周
密接面１１Ｄに形成されている。そして、本体１１の外
周密接面１１Ｃの軸方向面には環状に突起した複数のシ
ール部１２、１２、１２が形成されており、このシール
部１２、１２、１２は段状取付面５０Ａと密接してシー
ルするようになされている。本体１１の孔付き有底部１
１Ａの内周面１１Ａ１の直径Ｘ１は、通孔５１の直径Ｄ
３より小径に成る寸法に形成されている。又、筒部１１
Ｂの外直径Ｘ２は、シール部１２が段状取付面５０Ａに
弾性変形して密接する寸法に形成されている。つまり、
筒部１１Ｂの外直径Ｘ２は、段状取付面５０Ａの内径Ｘ
２と同一である。この本体１１の材質は、ＦＫＭ、ＮＢ
Ｒ、ＩＩＲ、Ｕ、Ｑ、ＣＲ等が好んで用いられる。
【００２０】この本体１１の孔付き有底部１１Ａには、
支持板１３が内部に埋設されている。この支持板１３は
円盤状を成しており、この内外周は内径面１３Ｂと外径
面１３Ｃとに形成されている。この支持板１３の平面形
状は、六角形、楕円形、又はリングの内周部又は外周部
にスリットを入れたもの等種々のものが存する。そし
て、図２に示すように、この内径面１３Ｂの直径はＤ１
であり、外径面１３Ｃの直径はＤ２である。又、支持板
１３の側面は、被密封流体等の圧力を受けたときに第１
密封環２と平行度を有して支持できるような支持面１３
Ｃに形成されている。更に、支持板１３には貫通孔を設
けて孔付き有底部１３Ａを成形するときに貫通孔を孔付
き有底部１３Ａが連結して強力に１体化できるように構
成されている。尚、この本体１１の内周面１１Ａ１の直
径Ｘ１と支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１とはほぼ
同一径に形成されている。しかし、この両部品の寸法関
係では、支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１は、通孔
５１の直径Ｄ３以下であり第１密封環２の内周面２Ｃの
直径以上の寸法範囲に形成される。この支持板１３の材
質は、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニュウム、樹脂等
から形成される。
支持板１３が内部に埋設されている。この支持板１３は
円盤状を成しており、この内外周は内径面１３Ｂと外径
面１３Ｃとに形成されている。この支持板１３の平面形
状は、六角形、楕円形、又はリングの内周部又は外周部
にスリットを入れたもの等種々のものが存する。そし
て、図２に示すように、この内径面１３Ｂの直径はＤ１
であり、外径面１３Ｃの直径はＤ２である。又、支持板
１３の側面は、被密封流体等の圧力を受けたときに第１
密封環２と平行度を有して支持できるような支持面１３
Ｃに形成されている。更に、支持板１３には貫通孔を設
けて孔付き有底部１３Ａを成形するときに貫通孔を孔付
き有底部１３Ａが連結して強力に１体化できるように構
成されている。尚、この本体１１の内周面１１Ａ１の直
径Ｘ１と支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１とはほぼ
同一径に形成されている。しかし、この両部品の寸法関
係では、支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１は、通孔
５１の直径Ｄ３以下であり第１密封環２の内周面２Ｃの
直径以上の寸法範囲に形成される。この支持板１３の材
質は、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニュウム、樹脂等
から形成される。
【００２１】第２密封環３は、断面軸方向へ凸状に形成
されており、この凸部に第１密封環２の第１シール面２
Ａと密接する第２シール面３Ａが形成されている。又、
第２密封環３は、内周面が回転軸６０と摺動自在に嵌合
るると共に、外周面には係止用溝３Ｂが複数設けられて
いる。又、第２密封環３の第２シール面３Ａに対する背
面は、接触面３Ｃに形成されており、この接触面３Ｃに
ベローズ４の一端が圧接するように構成されている。
されており、この凸部に第１密封環２の第１シール面２
Ａと密接する第２シール面３Ａが形成されている。又、
第２密封環３は、内周面が回転軸６０と摺動自在に嵌合
るると共に、外周面には係止用溝３Ｂが複数設けられて
いる。又、第２密封環３の第２シール面３Ａに対する背
面は、接触面３Ｃに形成されており、この接触面３Ｃに
ベローズ４の一端が圧接するように構成されている。
【００２２】更に、ベローズ４は、断面が図に示すよう
にＺ形に折曲げられて先端部が第２密封環３の接触面３
Ｃに圧接している。また、ベローズ４の内周側の円筒部
４Ａが回転軸６０に嵌合している。この円筒部４Ａの外
周には保持環６が１体化しており、この保持環６には軸
方向を成す係止凹部６Ａが形成されている。
にＺ形に折曲げられて先端部が第２密封環３の接触面３
Ｃに圧接している。また、ベローズ４の内周側の円筒部
４Ａが回転軸６０に嵌合している。この円筒部４Ａの外
周には保持環６が１体化しており、この保持環６には軸
方向を成す係止凹部６Ａが形成されている。
【００２３】第２密封環３の接触面３Ｃにベローズ４の
先端部を接触させると共に、第２密封環３とベローズ４
とを１体回動するように連結する連結環５が第２密封環
３とベローズ４の外周面に嵌着している。この連結環５
は、第２密封環３の接触面３Ｃにベローズ４の先端部を
密接状態に保持するように両端がカシメられていると共
に、第２密封環３の外周側の連結環５の１部に形成した
凸部５Ａを係止用溝３Ｂに係止させている。又、連結環
５の後端部には周方向に等配に複数形成された突出板５
Ｂが保持環６の係止凹部６Ａに係止している。
先端部を接触させると共に、第２密封環３とベローズ４
とを１体回動するように連結する連結環５が第２密封環
３とベローズ４の外周面に嵌着している。この連結環５
は、第２密封環３の接触面３Ｃにベローズ４の先端部を
密接状態に保持するように両端がカシメられていると共
に、第２密封環３の外周側の連結環５の１部に形成した
凸部５Ａを係止用溝３Ｂに係止させている。又、連結環
５の後端部には周方向に等配に複数形成された突出板５
Ｂが保持環６の係止凹部６Ａに係止している。
【００２４】又、回転軸６０に嵌着した回転体６０Ａの
段部には、断面Ｌ形のばね支持環８が嵌着されており、
このばね支持環８に支持されたばね７が連結環５のカシ
メ部のばね受け面を弾発に押圧する状態に配置されてい
る。
段部には、断面Ｌ形のばね支持環８が嵌着されており、
このばね支持環８に支持されたばね７が連結環５のカシ
メ部のばね受け面を弾発に押圧する状態に配置されてい
る。
【００２５】このように構成されたメカニカルシール装
置１は、弾発手段９により弾発して押圧された第２密封
環３の第２シール面３Ａがカップガスケット１０の支持
板１３に支持された孔付き有底部１１Ａを介して第１密
封環２の第１シール面２Ａと対向して密接し、このシー
ル面２Ａ、３Ａにより被密封流体をシールする。更に、
第１密封環２は、機内被密封流体側Ａの被密封流体の圧
力Ｆを受けてカップガスケット１０を押圧する。このと
き、カップガスケット１０の本体１１はゴム状弾性材で
あるために第１密封環２の圧力を受けるとその圧力に対
応して接合面２Ｂに密接し、被密封流体をシールする。
同時に、カップガスケット１０には支持板１３が設けら
れているから、第１密封環２からの圧力を受けてもカッ
プガスケット１０の本体１１は、支持板１３により剪断
応力を分散させて損傷するのが防止される。
置１は、弾発手段９により弾発して押圧された第２密封
環３の第２シール面３Ａがカップガスケット１０の支持
板１３に支持された孔付き有底部１１Ａを介して第１密
封環２の第１シール面２Ａと対向して密接し、このシー
ル面２Ａ、３Ａにより被密封流体をシールする。更に、
第１密封環２は、機内被密封流体側Ａの被密封流体の圧
力Ｆを受けてカップガスケット１０を押圧する。このと
き、カップガスケット１０の本体１１はゴム状弾性材で
あるために第１密封環２の圧力を受けるとその圧力に対
応して接合面２Ｂに密接し、被密封流体をシールする。
同時に、カップガスケット１０には支持板１３が設けら
れているから、第１密封環２からの圧力を受けてもカッ
プガスケット１０の本体１１は、支持板１３により剪断
応力を分散させて損傷するのが防止される。
【００２６】そして、カップガスケット１０に設けられ
た支持板１３は、被密封流体の圧力が筒部１１Ｂに作用
したときには、筒部１１Ｂの弾性変形を支持して筒部１
１Ｂのシール能力を発揮させる。特に、筒部１１Ｂにシ
ール部１２が設けられているときには、支持板１３がシ
ール部１２の変形を防止してシール部１２のシール効果
を発揮させる。更に、カップガスケット１０に設けられ
た支持板１３により孔付き有底部１１Ａのゴム状弾性材
を介して第１密封環２の第１シール面２Ａを第２シール
面３Ａに平行に密接させることが可能になる。このため
に、第１シール面２Ａの偏摩耗等が防止できる。
た支持板１３は、被密封流体の圧力が筒部１１Ｂに作用
したときには、筒部１１Ｂの弾性変形を支持して筒部１
１Ｂのシール能力を発揮させる。特に、筒部１１Ｂにシ
ール部１２が設けられているときには、支持板１３がシ
ール部１２の変形を防止してシール部１２のシール効果
を発揮させる。更に、カップガスケット１０に設けられ
た支持板１３により孔付き有底部１１Ａのゴム状弾性材
を介して第１密封環２の第１シール面２Ａを第２シール
面３Ａに平行に密接させることが可能になる。このため
に、第１シール面２Ａの偏摩耗等が防止できる。
【００２７】次に、図２と図３に示す第２実施の形態の
メカニカルシール装置１について詳述する。メカニカル
シール装置１の全体の構成は、図１のメカニカルシール
装置１とほぼ同様である。図１のメカニカルシール装置
１と図２のメカニカルシール装置１の相違する点は、カ
ップガスケット１０の構成である。図２に於いて、支持
板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１が本体１１の内周面１
１Ａ１の直径Ｘ１より小径に形成されている。又、支持
板１３は、本体１１の孔付き有底部１１Ａの低圧側Ｂの
径方向面とほぼ同一面に成るように露出している。更
に、通孔５１の直径Ｄ３に対して支持板３の内径面１３
Ｂの直径Ｄ１を第１密封環２の内周面２Ｃの直径に近い
小径に形成したものである。そして、支持板１３により
孔付き有底部１１Ａが支持されて段状取付面５０Ａによ
り直接に孔付き有底部１１Ａが支持されないように構成
されている。このようにすることにより、ハウジング５
０の通孔５１の直径Ｄ３を大径にすることが可能になる
ので、処理機械の構造を機能的に設計することができる
ことになる。又、シール部１２は筒部１１Ｂに２個形成
されている。そして、段状取付面５０Ａに取り付けられ
たシール部１２は図２に示すようにほぼ１／３位圧縮さ
れる。更に、支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１は、
通孔５１の直径以下で第１密封環２の内周面２Ｃの直径
以上の寸法範囲にすることが好ましい。
メカニカルシール装置１について詳述する。メカニカル
シール装置１の全体の構成は、図１のメカニカルシール
装置１とほぼ同様である。図１のメカニカルシール装置
１と図２のメカニカルシール装置１の相違する点は、カ
ップガスケット１０の構成である。図２に於いて、支持
板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１が本体１１の内周面１
１Ａ１の直径Ｘ１より小径に形成されている。又、支持
板１３は、本体１１の孔付き有底部１１Ａの低圧側Ｂの
径方向面とほぼ同一面に成るように露出している。更
に、通孔５１の直径Ｄ３に対して支持板３の内径面１３
Ｂの直径Ｄ１を第１密封環２の内周面２Ｃの直径に近い
小径に形成したものである。そして、支持板１３により
孔付き有底部１１Ａが支持されて段状取付面５０Ａによ
り直接に孔付き有底部１１Ａが支持されないように構成
されている。このようにすることにより、ハウジング５
０の通孔５１の直径Ｄ３を大径にすることが可能になる
ので、処理機械の構造を機能的に設計することができる
ことになる。又、シール部１２は筒部１１Ｂに２個形成
されている。そして、段状取付面５０Ａに取り付けられ
たシール部１２は図２に示すようにほぼ１／３位圧縮さ
れる。更に、支持板１３の内径面１３Ｂの直径Ｄ１は、
通孔５１の直径以下で第１密封環２の内周面２Ｃの直径
以上の寸法範囲にすることが好ましい。
【００２８】このカップガスケット１０のように構成す
ることにより、孔付き有底部１１Ａを確実に支持してカ
ップガスケット１０の耐久能力を向上させることが可能
になる。更に、孔付き有底部１１Ａの内周面の直径Ｘ２
−通孔５１の直径Ｄ３との寸法差が小さくともメカニカ
ルシール装置１を取り付けることが可能になり、結果的
にメカニカルシール装置１の小型化が可能になる。
ることにより、孔付き有底部１１Ａを確実に支持してカ
ップガスケット１０の耐久能力を向上させることが可能
になる。更に、孔付き有底部１１Ａの内周面の直径Ｘ２
−通孔５１の直径Ｄ３との寸法差が小さくともメカニカ
ルシール装置１を取り付けることが可能になり、結果的
にメカニカルシール装置１の小型化が可能になる。
【００２９】図４は、本発明に係わる第３実施の形態の
カップガスケット１０である。このカップガスケット１
０は、図３とほぼ同様な構成であるが、支持板１３が孔
付き有底部１１Ａの内部で低圧側Ｂに近接して埋設され
ている。このようにすると、支持板１３を成型時に孔付
き有底部１１Ａに１体化が可能になる。又、支持板１３
をアルミニュウム、合成樹脂材にすることも可能であ
る。このカップガスケット１０に於ける支持板１３の内
径面１３Ｂの寸法は、通孔５１の直径Ｄ３以下で第１密
封環２の内周面２Ｃの直径以上にした寸法範囲にするこ
とが好ましい。
カップガスケット１０である。このカップガスケット１
０は、図３とほぼ同様な構成であるが、支持板１３が孔
付き有底部１１Ａの内部で低圧側Ｂに近接して埋設され
ている。このようにすると、支持板１３を成型時に孔付
き有底部１１Ａに１体化が可能になる。又、支持板１３
をアルミニュウム、合成樹脂材にすることも可能であ
る。このカップガスケット１０に於ける支持板１３の内
径面１３Ｂの寸法は、通孔５１の直径Ｄ３以下で第１密
封環２の内周面２Ｃの直径以上にした寸法範囲にするこ
とが好ましい。
【００３０】図５は、本発明に係わる第４実施の形態の
カップガスケット１０である。図５に於いて、図３と相
違する点は、支持板１３の外周部が円筒部１３Ｄに形成
されているものである。この円筒部１３Ｄの端面Ｌａま
での長さＬは第１密封環２の外周面の角を面取２Ｄした
軸方向の長さ寸法以下にすると良い。この円筒部１３Ｄ
の形成はカップガスケット１０の挿入を容易にする。
又、支持板１３は筒部１１Ｂを支持して筒部１１Ｂの段
状取付面５０Ａに対するシール能力を向上させるもので
ある。更に、カップガスケット１０により第１密封環２
を保持する能力が向上する。
カップガスケット１０である。図５に於いて、図３と相
違する点は、支持板１３の外周部が円筒部１３Ｄに形成
されているものである。この円筒部１３Ｄの端面Ｌａま
での長さＬは第１密封環２の外周面の角を面取２Ｄした
軸方向の長さ寸法以下にすると良い。この円筒部１３Ｄ
の形成はカップガスケット１０の挿入を容易にする。
又、支持板１３は筒部１１Ｂを支持して筒部１１Ｂの段
状取付面５０Ａに対するシール能力を向上させるもので
ある。更に、カップガスケット１０により第１密封環２
を保持する能力が向上する。
【００３１】
【発明の効果】本発明に係わるメカニカルシール装置に
よれば、以下のような効果を奏する。すなわち、請求項
１に係わる本発明のメカニカルシール装置によれば、ゴ
ム状弾性材製のカップガスケットに支持板が１体に接着
されているから、段状取付面に密封環の接合面が密封能
力と弾性力を有する状態に支持されると共に、密封環の
シール面を対向するシール面とが密接できて偏摩耗を防
止できる効果を奏する。そして、カップガスケットに設
けられた支持板により密封環が被密封流体の圧力を受け
ても被密封流体の圧力に対抗して密封環を支持するか
ら、カップガスケットの本体に損傷が発生するのを効果
的に防止できる。しかも、カップガスケットの外周部に
は支持板が介在していないから、弾力性を有して段状取
付面の外周面と密接し、シール能力を発揮する効果を奏
する。
よれば、以下のような効果を奏する。すなわち、請求項
１に係わる本発明のメカニカルシール装置によれば、ゴ
ム状弾性材製のカップガスケットに支持板が１体に接着
されているから、段状取付面に密封環の接合面が密封能
力と弾性力を有する状態に支持されると共に、密封環の
シール面を対向するシール面とが密接できて偏摩耗を防
止できる効果を奏する。そして、カップガスケットに設
けられた支持板により密封環が被密封流体の圧力を受け
ても被密封流体の圧力に対抗して密封環を支持するか
ら、カップガスケットの本体に損傷が発生するのを効果
的に防止できる。しかも、カップガスケットの外周部に
は支持板が介在していないから、弾力性を有して段状取
付面の外周面と密接し、シール能力を発揮する効果を奏
する。
【００３２】請求項２に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、カップガスケットに１体化された支持
板の内径面が段状取付面を貫通する通孔の直径より小径
に形成されているからカップガスケットの本体を補強し
て密封環の外周面から段状取付面内の通孔にかけて亀裂
が発生するのを効果的に防止する。
ル装置によれば、カップガスケットに１体化された支持
板の内径面が段状取付面を貫通する通孔の直径より小径
に形成されているからカップガスケットの本体を補強し
て密封環の外周面から段状取付面内の通孔にかけて亀裂
が発生するのを効果的に防止する。
【００３３】請求項３に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、支持板に円筒部が設けられているか
ら、密封環をカップガスケットに嵌着すること及びこの
カップガスケットを損傷させることなく段状取付面に挿
入すること等が極めて容易になる。このために、段状取
付面と密接するカップガスケットの外周面が正常に密接
した状態になるので、カップガスケットの密封能力が向
上できる効奏を奏する。更に、被密封流体の圧力がカッ
プガスケットの筒部に作用しても筒部が円筒部により支
持されるから、筒部の密封能力が向上する。更には、円
筒部と支持面によりカップガスケット全体を支持するか
ら、カップガスケットの耐圧性を発揮させると共に密封
環のシール面を対向シール面に平行に対応させて密封
し、シール面の偏摩耗が防止できる効果を奏する。
ル装置によれば、支持板に円筒部が設けられているか
ら、密封環をカップガスケットに嵌着すること及びこの
カップガスケットを損傷させることなく段状取付面に挿
入すること等が極めて容易になる。このために、段状取
付面と密接するカップガスケットの外周面が正常に密接
した状態になるので、カップガスケットの密封能力が向
上できる効奏を奏する。更に、被密封流体の圧力がカッ
プガスケットの筒部に作用しても筒部が円筒部により支
持されるから、筒部の密封能力が向上する。更には、円
筒部と支持面によりカップガスケット全体を支持するか
ら、カップガスケットの耐圧性を発揮させると共に密封
環のシール面を対向シール面に平行に対応させて密封
し、シール面の偏摩耗が防止できる効果を奏する。
【図１】本発明に係わる第１実施の形態のメカニカルシ
ール装置の断面図である。
ール装置の断面図である。
【図２】本発明に係わる第２実施の形態のメカニカルシ
ール装置の１部断面図である。
ール装置の１部断面図である。
【図３】図２に示すメカニカルシール装置１に於ける第
１密封環２とカップガスケット１０とを組み合わせた取
付前の半断面図である。
１密封環２とカップガスケット１０とを組み合わせた取
付前の半断面図である。
【図４】本発明に係わる第３実施の形態の第１密封環２
とカップガスケット１０とを組み合わせた取付前の半断
面図である。
とカップガスケット１０とを組み合わせた取付前の半断
面図である。
【図５】本発明に係わる第３実施の形態の第１密封環２
とカップガスケット１０とを組み合わせた取付前の半断
面図である。
とカップガスケット１０とを組み合わせた取付前の半断
面図である。
【図６】従来のメカニカルシール装置の半断面図であ
る。
る。
【図７】従来の第１密封環２とカップガスケット１０と
の組み合わせの半断面図である。
の組み合わせの半断面図である。
１ メカニカルシール装置
２ 第１密封環
２Ａ 第１シール面
２Ｂ 接合面
２Ｂ１ 背面
２Ｂ２ 外周面
２Ｃ 内周面
２Ｄ 面取
３ 第２密封環
３Ａ 第２シール面
３Ｂ 係止用溝
３Ｃ 接触面
４ ベローズ
４Ａ 円筒部
５ 連結環
５Ａ 凸部
５Ｂ 突出板
６ 保持環
６Ａ 係止凹部
７ ばね
８ ばね支持環
９ 弾発手段
１０ カップガスケット
１１ 本体
１１Ａ 孔付き有底部
１１Ａ１ 内周面
１１Ｂ 筒部
１１Ｃ 外周密接面
１１Ｄ 内周密接面
１２ シール部
１３ 支持板
１３Ａ 支持面
１３Ｂ 内径面
１３Ｃ 外径面
１３Ｄ 円筒部
５０ ハウジング
５０Ａ 段状取付面
５１ 通孔
６０ 回転軸
Ａ 機内被密封流体側
Ｂ 低圧側
Ｆ 被密封流体の圧力
Claims (3)
- 【請求項１】 回転体に取り付けられる第１密封環とシ
ールハウジングに取り付けられる第２密封環のシール面
が互いに密接して高圧被密封流体側と低圧側とをシール
するメカニカルシール装置であって、前記密封環の内１
方の密封環は取り付けられる段状取付面に固定される接
合面を有すると共に前記接合面と反対側にシール面を有
し、前記密封環の接合面と前記段状取付面との間にゴム
状弾性材製のカップガスケットを有し、前記カップガス
ケットには１体に支持板を有すると共に前記支持板の支
持面が対向する前記密封環の接合面とほぼ平行に配置さ
れていることことを特徴とするメカニカルシール装置。 - 【請求項２】 前記カップガスケットの支持板の内径が
前記段状取付面を貫通する内周面の内径寸法以下である
と共に前記密封環の内径より大きな寸法に形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール
装置。 - 【請求項３】 前記支持板は円板状の外周に筒状部を有
し、前記筒状部の長さが前記密封環の外周角部の面取り
された軸方向長さ以内に形成されていることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載のメカニカルシール装
置。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
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| CNB2006100840781A CN100540960C (zh) | 2002-04-24 | 2003-04-23 | 机械密封装置 |
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| EP03252592A EP1357319B1 (en) | 2002-04-24 | 2003-04-24 | Mechanical seal device |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002121784A JP4180832B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | メカニカルシール装置 |
Publications (3)
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002121784A Expired - Lifetime JP4180832B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | メカニカルシール装置 |
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| EP (1) | EP1357319B1 (ja) |
| JP (1) | JP4180832B2 (ja) |
| KR (1) | KR100949415B1 (ja) |
| CN (2) | CN1453488A (ja) |
| DE (1) | DE60304504T2 (ja) |
| HK (1) | HK1097031A1 (ja) |
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| US20060290067A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-28 | Freudenberg-Nok General Partnership | Unitized seal with integral spacer |
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| US7311307B2 (en) * | 2005-09-29 | 2007-12-25 | Freudenberg-Nok General Partnership | Seal seat assembly with specialized features |
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| SE531210C2 (sv) * | 2007-05-07 | 2009-01-20 | Roplan Internat Ab | Mekanisk tätningsanordning samt pump |
| GB0800509D0 (en) * | 2008-01-11 | 2008-02-20 | Crane John Uk Ltd | Seals |
| KR101426855B1 (ko) | 2008-05-09 | 2014-08-05 | 이구루코교 가부시기가이샤 | 분할형 메카니컬 씰 |
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| JP5839716B2 (ja) * | 2010-03-08 | 2016-01-06 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール |
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