JP2015059601A - Shaft sealing device - Google Patents

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JP2015059601A JP2013193262A JP2013193262A JP2015059601A JP 2015059601 A JP2015059601 A JP 2015059601A JP 2013193262 A JP2013193262 A JP 2013193262A JP 2013193262 A JP2013193262 A JP 2013193262A JP 2015059601 A JP2015059601 A JP 2015059601A
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rotating
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公裕 谷
Kimihiro Tani
公裕 谷
恒雄 中塚
Tsuneo Nakatsuka
恒雄 中塚
勝裕 加藤
Katsuhiro Kato
勝裕 加藤
裕行 石原
Hiroyuki Ishihara
裕行 石原
茂樹 前田
Shigeki Maeda
茂樹 前田
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Eagle Industry Co Ltd
EagleBurgmann Japan Co Ltd
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Eagle Industry Co Ltd
EagleBurgmann Japan Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the occurrence of abnormal noise and damage of a seal member which are caused by a collar member moving independently of other members in a mechanical seal.SOLUTION: A shaft sealing device includes: a rubber seal member 140 including a cylindrical part 141 adhering to a peripheral surface of a rotary shaft 200 and a protruding part 142 extending from the cylindrical part 141 to the seal ring 120 side in an axis direction of the rotary shaft 200; a drive ring 150 which fastens the cylindrical part 141 to the rotary shaft 200; a case 160 which fixes a seal ring 120 to the protruding part 142 and is biased in the axis direction by a coil spring 170, the case 160 to which the drive ring 150 is attached; and a collar member 180 which regulates a deformation amount of the cylindrical part 141 deformed to the radial outer side and is positioned at the radial outer side relative to the cylindrical part 141. The collar member 180 protrudes from the atmosphere side to the sealed fluid side and is integrally provided with the drive ring 150.

Description

本発明は、軸封装置に関する。   The present invention relates to a shaft seal device.

軸封装置としてのメカニカルシールは、回転軸側に設けられることで回転軸と共に回転する回転環と、回転軸が挿通される軸孔を有するハウジング側に設けられる静止環とを備えている。そして、回転軸の回転によって、回転環と静止環とが摺動する。また、回転環が静止環に対して回転軸の軸線方向にコイルスプリング等によって付勢されることで、回転環と静止環との摺動面におけるシール性が確保される。   A mechanical seal as a shaft seal device includes a rotary ring that rotates with the rotary shaft by being provided on the rotary shaft side, and a stationary ring that is provided on the housing side having a shaft hole through which the rotary shaft is inserted. Then, the rotating ring and the stationary ring slide by the rotation of the rotating shaft. Further, the rotating ring is urged with respect to the stationary ring in the axial direction of the rotating shaft by a coil spring or the like, thereby ensuring the sealing performance on the sliding surface between the rotating ring and the stationary ring.

また、メカニカルシールにおいて、ゴムベローズ等のゴム製のシール部材を回転軸に密着して設けることにより、回転環と回転軸との間の隙間をシール(二次シール)するものが知られている。このような構成において、流体が密封される密封流体側の流体圧力の上昇を原因として、シール部材が径方向の外側に変形してしまう場合がある。シール部材が径方向の外側に変形すると、回転軸に対する密着性が低下し、シール性能が不安定になってしまう。そこで、特許文献1に示すように、シール部材の径方向の外側への変形量を規制するために規制部材としてのバックアップリング13を用いた構成が採用されている。   In addition, a mechanical seal is known that seals (secondary seal) a gap between the rotating ring and the rotating shaft by providing a rubber seal member such as a rubber bellows in close contact with the rotating shaft. . In such a configuration, the seal member may be deformed outward in the radial direction due to an increase in fluid pressure on the sealed fluid side where the fluid is sealed. When the seal member is deformed radially outward, the adhesion to the rotating shaft is reduced, and the sealing performance becomes unstable. Therefore, as shown in Patent Document 1, a configuration using a backup ring 13 as a regulating member is employed in order to regulate the amount of deformation of the sealing member in the radial direction.

実開平5−66373号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-66373

特許文献1のバックアップリング13は、締め付けリング7、押し金9、ゴムベローズ8に挟まれて設けられる部材であって、他の部材とは別体となっている。そのため、バックアップリング13は、回転軸の回転運動に伴って他の部材から独立して動いてしまう場合があり、その場合異音が生じてしまう虞がある。また、バックアップリングが動くと、その先端部がシール部材に接触し、シール部材に損傷を与えてしまう虞がある。   The backup ring 13 of Patent Document 1 is a member that is provided between the fastening ring 7, the pusher 9, and the rubber bellows 8, and is separate from other members. For this reason, the backup ring 13 may move independently of other members along with the rotational movement of the rotating shaft, and in that case, there is a possibility that abnormal noise may be generated. Further, when the backup ring moves, the tip portion thereof may come into contact with the seal member, and the seal member may be damaged.

そこで、本発明は、軸封装置において、規制部材が他の部材から独立して動くことによる異音の発生及びシール部材の損傷を抑制することを目的とする。   Then, an object of this invention is to suppress generation | occurrence | production of the abnormal noise and damage to a sealing member by a control member moving independently from another member in a shaft seal device.

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。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明の軸封装置は、
回転軸と、前記回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間に設けられ、前記ハウジング内の流体を封じる軸封装置において、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸と共に回転する回転環と、
前記ハウジング側に設けられ、前記回転環と摺動する静止環と、
前記回転環を前記静止環に対して前記回転軸の軸線方向に付勢する付勢部材と、
前記回転環に対し前記静止環とは前記軸線方向の反対側に設けられ、前記回転軸の周面に密着する筒状部と、前記筒状部から前記軸線方向における前記回転環側に延びる突出部とを有する、ゴム製のシール部材と、
前記筒状部を前記回転軸に対して締め付ける締め付け部材と、
前記軸線方向の一端側において前記回転環と前記突出部とを固定し、他端側において前
記締め付け部材が固定される固定部材であって、前記付勢部材によって前記軸線方向に付勢される固定部材と、
前記筒状部の径方向の外側への変形量を規制する規制部材であって、前記筒状部よりも前記径方向の外側に位置する規制部材と、
を備え、
前記規制部材は、前記軸線方向の前記他端側から前記一端側に向けて突出して前記締め付け部材と一体に設けられていることを特徴とする。
That is, the shaft seal device of the present invention is
In a shaft sealing device that is provided between a rotating shaft and a housing having a shaft hole through which the rotating shaft is inserted, and seals fluid in the housing.
A rotating ring provided on the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A stationary ring provided on the housing side and sliding with the rotating ring;
A biasing member that biases the rotating ring in the axial direction of the rotating shaft with respect to the stationary ring;
The stationary ring is provided on the opposite side of the axial direction with respect to the rotating ring, a cylindrical portion that is in close contact with the peripheral surface of the rotating shaft, and a protrusion that extends from the cylindrical portion toward the rotating ring in the axial direction. A rubber seal member having a portion;
A fastening member for fastening the tubular portion to the rotation shaft;
A fixing member that fixes the rotating ring and the projecting portion on one end side in the axial direction and that fixes the fastening member on the other end side, and is fixed to be urged in the axial direction by the urging member. Members,
A restricting member that restricts the amount of deformation of the tubular portion toward the outside in the radial direction, the restricting member positioned outside the tubular portion in the radial direction;
With
The restriction member protrudes from the other end side in the axial direction toward the one end side and is provided integrally with the tightening member.

この構成によれば、シール部材の筒状部よりも径方向の外側に位置する規制部材によって、シール部材の径方向の外側への変形量が規制される。シール部材の径方向の外側への変形量が規制されると、シール部材の筒状部と回転軸の周面との密着性が維持され、シール部材のシール性が安定する。   According to this configuration, the amount of deformation of the seal member toward the outside in the radial direction is restricted by the restriction member positioned on the outside in the radial direction with respect to the cylindrical portion of the seal member. When the amount of deformation of the seal member in the radial direction is restricted, the adhesion between the cylindrical portion of the seal member and the peripheral surface of the rotating shaft is maintained, and the sealability of the seal member is stabilized.

締め付け部材は、回転環とシール部材の突出部とを固定する固定部材に取り付けられているため、回転環と共に回転する。そして、規制部材は、回転環と共に回転する締め付け部材に一体に設けられているため、回転環、締め付け部材、シール部材など他の部材から独立して動くことはない。そのため、回転軸の回転に伴って、規制部材が他の部材から独立して動くことによる異音の発生や、シール部材の損傷を抑制することができる。   Since the fastening member is attached to a fixing member that fixes the rotating ring and the protruding portion of the seal member, the fastening member rotates together with the rotating ring. Since the restricting member is provided integrally with the fastening member that rotates together with the rotating ring, it does not move independently of other members such as the rotating ring, the fastening member, and the seal member. Therefore, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and damage to the seal member due to the restriction member moving independently of the other members as the rotation shaft rotates.

また、固定部材に設けられた軸線方向に延びる取り付け部と、締め付け部材に設けられた切欠きとが嵌り合うことにより、固定部材と締め付け部材とが固定され、規制部材は締め付け部材の切欠きよりも回転軸の径方向内側に設けられると好適である。このような構成により、シール部材の膨出部分が締め付け部材の切欠きに接触することがなく、シール部材の損傷を防止することができる。   In addition, the fixing member and the fastening member are fixed by fitting the mounting portion provided in the fixing member extending in the axial direction and the notch provided in the fastening member, and the regulating member is more than the notch of the fastening member. Is also preferably provided on the radially inner side of the rotating shaft. With such a configuration, the bulging portion of the seal member does not contact the notch of the fastening member, and damage to the seal member can be prevented.

また、規制部材のうちシール部材の筒状部に対向する面は、規制部材の先端に向かうにつれて、シール部材の筒状部から離れるように傾斜する傾斜面であると好適である。このような構成により、規制部材の先端が鈍角を有する形状となるため、規制部材の先端がシール部材に接触したとしても、シール部材に局所的に加わる力が小さく、シール部材を損傷しにくい。   Further, it is preferable that the surface of the restricting member that faces the tubular portion of the seal member is an inclined surface that is inclined so as to be separated from the tubular portion of the seal member toward the tip of the restricting member. With such a configuration, since the tip of the regulating member has an obtuse angle, even if the tip of the regulating member comes into contact with the seal member, the force locally applied to the seal member is small and the seal member is hardly damaged.

さらに、規制部材の傾斜面は、締め付け部材のうちシール部材の筒状部に当接する締め付け面から延びると好適である。このような構成により、締め付け面のうちシール部材の筒状部に接触する角部が鈍角となるため、シール部材の筒状部に局所的に加わる力が小さく、シール部材を損傷しにくい。   Furthermore, it is preferable that the inclined surface of the restricting member extends from a tightening surface that contacts the tubular portion of the seal member among the tightening members. With such a configuration, the corner portion of the tightening surface that contacts the cylindrical portion of the seal member becomes an obtuse angle, so that the force locally applied to the cylindrical portion of the seal member is small and the seal member is hardly damaged.

以上説明したように、本発明によれば、軸封装置において、規制部材が動くことによる異音の発生及びシール部材の損傷を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, in the shaft seal device, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and damage to the seal member due to the movement of the regulating member.

図1は、実施例1に係るメカニカルシールの全体構成を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the mechanical seal according to the first embodiment. 図2は、実施例1に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the first embodiment. 図3は、比較例に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a seal member of a mechanical seal according to a comparative example. 図4は、実施例2に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the second embodiment. 図5は、実施例3に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the third embodiment.

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、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

(実施例1)
<実施例1に係るメカニカルシールの構成>
図1を参照して、実施例1に係る軸封装置としてのメカニカルシールの構成について説明する。図1は、実施例1に係るメカニカルシールの全体構成を示す模式的断面図である。実施例1においては、メカニカルシールを1つ用いたシングルシールについて説明する。しかし、これに限らず、2つのメカニカルシールを用いたダブルシールにも本発明を適用することができる。
Example 1
<Configuration of Mechanical Seal According to Example 1>
With reference to FIG. 1, the structure of the mechanical seal as a shaft seal apparatus which concerns on Example 1 is demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the mechanical seal according to the first embodiment. In the first embodiment, a single seal using one mechanical seal will be described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a double seal using two mechanical seals.

実施例1に係るメカニカルシール100は、回転軸200と、回転軸200が挿通される軸孔を有するハウジング300との間に設けられ、ハウジング300内の流体を封じる軸封装置である。   The mechanical seal 100 according to the first embodiment is a shaft seal device that is provided between a rotating shaft 200 and a housing 300 having a shaft hole through which the rotating shaft 200 is inserted, and seals fluid in the housing 300.

実施例1に係るメカニカルシール100は、ハウジング300側に設けられる静止環としてのメイティングリング110と、回転軸200に設けられて回転軸200と共に回転する回転環としてのシールリング120とを備えている。なお、シールリング120は、回転軸200に直接取り付けられる構成でも良いし、円筒状のスリーブなどを介して回転軸200に取り付けられる構成でも良い。   The mechanical seal 100 according to the first embodiment includes a mating ring 110 as a stationary ring provided on the housing 300 side, and a seal ring 120 as a rotary ring that is provided on the rotary shaft 200 and rotates together with the rotary shaft 200. Yes. The seal ring 120 may be directly attached to the rotating shaft 200 or may be attached to the rotating shaft 200 via a cylindrical sleeve or the like.

シールリング120は大気側(図1中のB側)に設けられており、メイティングリング110は大気よりも圧力が高い流体が密封される密封流体側(図1中のA側)に設けられている。回転軸200が回転することにより、メイティングリング110の端面110aと、シールリング120の端面120aとが摺動する。このように互いに摺動する端面110aと端面120aとにより、密封流体側に密封される流体をシール(1次シール)する。   The seal ring 120 is provided on the atmosphere side (B side in FIG. 1), and the mating ring 110 is provided on the sealed fluid side (A side in FIG. 1) where a fluid having a higher pressure than the atmosphere is sealed. ing. As the rotating shaft 200 rotates, the end surface 110a of the mating ring 110 and the end surface 120a of the seal ring 120 slide. Thus, the end surface 110a and the end surface 120a that slide with each other seal the fluid sealed to the sealing fluid side (primary seal).

また、実施例1に係るメカニカルシール100は、メイティングリング110とハウジング300との隙間をシールする円筒状のカップガスケット130を備えている。カップガスケット130は、内周面側においてメイティングリング110に当接し、外周面側のカップガスケット変形部130aにおいてハウジング300に当接している。図1中のカップガスケット130近傍の点線は、カップガスケット130をハウジング300に対して当接させる前のカップガスケット変形部130aの形状を表している。   The mechanical seal 100 according to the first embodiment includes a cylindrical cup gasket 130 that seals a gap between the mating ring 110 and the housing 300. The cup gasket 130 is in contact with the mating ring 110 on the inner peripheral surface side, and is in contact with the housing 300 at the cup gasket deformed portion 130a on the outer peripheral surface side. A dotted line in the vicinity of the cup gasket 130 in FIG. 1 represents the shape of the cup gasket deformed portion 130 a before the cup gasket 130 is brought into contact with the housing 300.

さらに、実施例1に係るメカニカルシール100は、シール部材140と、シール部材140を回転軸200に対して締め付ける(抱かせる)締め付け部材としてのドライブリング150と、シールリング120とシール部材140とを固定する固定部材としてのケース160と、を備えている。これらの各部材は一体となって、回転軸200の回転に伴って回転する。   Furthermore, the mechanical seal 100 according to the first embodiment includes a seal member 140, a drive ring 150 as a tightening member that tightens (holds) the seal member 140 with respect to the rotating shaft 200, and the seal ring 120 and the seal member 140. And a case 160 as a fixing member to be fixed. These members are integrated and rotate as the rotating shaft 200 rotates.

シール部材140は、ゴム製の部材から成る。なお、シール部材140としては、蛇腹状で伸縮性に優れたベローズを用いるのが好適である。図1に示すように、シール部材140は、回転環120に対し静止環110とは反対側に設けられ、回転軸200の周面に密着する筒状部141と、筒状部141から回転軸200の軸線方向の回転環側(機内側
)に延びる突出部142とを有する。図1中のシール部材140近傍の点線は、シール部材140の筒状部141を回転軸200に対して密着させる前のシール部材変形部141aの形状を表している。ゴム製の部材から成るシール部材140は、回転軸200の変位を許容しつつ、シールリング120と回転軸200との隙間を封止(2次シール)している。
The seal member 140 is made of a rubber member. In addition, as the sealing member 140, it is preferable to use a bellows having a bellows shape and excellent elasticity. As shown in FIG. 1, the seal member 140 is provided on the opposite side of the rotary ring 120 from the stationary ring 110, and has a cylindrical portion 141 that is in close contact with the peripheral surface of the rotary shaft 200, and the cylindrical portion 141 is connected to the rotary shaft. 200 and a projecting portion 142 extending toward the rotary ring side (inner side) in the axial direction. A dotted line in the vicinity of the seal member 140 in FIG. 1 represents the shape of the seal member deformed portion 141 a before the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is brought into close contact with the rotating shaft 200. The seal member 140 made of a rubber member seals (secondary seal) the gap between the seal ring 120 and the rotary shaft 200 while allowing the displacement of the rotary shaft 200.

ドライブリング150は、シール部材140の筒状部141を回転軸200に対して締め付けている。なお、ドライブリング150は、金属等から成るが、応力に耐え得る部材であればそれに限られるものではない。   The drive ring 150 fastens the cylindrical portion 141 of the seal member 140 with respect to the rotation shaft 200. The drive ring 150 is made of metal or the like, but is not limited thereto as long as it can withstand stress.

ケース160は、回転軸200の軸線方向の一端側(図1中のA側)において、シールリング120とシール部材140の突出部142とを固定し、これら部材間の隙間を封止している。シールリング120とシール部材140の突出部142が接触した状態で、ケース160の一端を折り曲げる加工を行うことにより折り曲げ部161が形成され、シールリング120とシール部材140の突出部142とが固定される。また、シールリング120には外径側の一部に切欠き121があり、この切欠き121にケース160の嵌合部162が嵌合している。そのため、シールリング120がケース160に対して相対的に回転しないように固定されている。   The case 160 fixes the seal ring 120 and the protruding portion 142 of the seal member 140 at one end side in the axial direction of the rotary shaft 200 (A side in FIG. 1), and seals the gap between these members. . In a state where the seal ring 120 and the protruding portion 142 of the seal member 140 are in contact with each other, a bending portion 161 is formed by bending one end of the case 160, and the seal ring 120 and the protruding portion 142 of the seal member 140 are fixed. The Further, the seal ring 120 has a notch 121 in a part on the outer diameter side, and the fitting portion 162 of the case 160 is fitted in the notch 121. Therefore, the seal ring 120 is fixed so as not to rotate relative to the case 160.

また、ケース160に設けられた回転軸200の軸線方向に延びる取り付け部163と、ドライブリング150に設けられた切欠き151とが嵌り合うことにより、ケース160とドライブリング150は固定されている。なお、ケース160は、金属等から成るが、応力に耐え得る部材であればそれに限られるものではない。また、この取り付け部163と切欠き151は周方向に複数設けられていてもよい。   In addition, the case 160 and the drive ring 150 are fixed by fitting the mounting portion 163 provided in the case 160 extending in the axial direction of the rotary shaft 200 and the notch 151 provided in the drive ring 150. The case 160 is made of metal or the like, but is not limited thereto as long as it can withstand stress. Further, a plurality of the attaching portions 163 and the notches 151 may be provided in the circumferential direction.

ドライブリング150からシール部材側に突出する規制部材としてのツバ部材180が備えられている。このツバ部材180は、シール部材140の径方向の外側への変形量を規制する部材である。ツバ部材180は、シール部材140の筒状部141よりも径方向の外側に位置し、また、ドライブリング150の切欠き151よりも径方向内側、詳細に述べると、切欠き151の外周面よりも径方向内側に設けられている。   A flange member 180 is provided as a restricting member protruding from the drive ring 150 toward the seal member. The flange member 180 is a member that regulates the amount of deformation of the seal member 140 in the radial direction. The flange member 180 is located on the radially outer side than the cylindrical portion 141 of the seal member 140, and on the radially inner side of the notch 151 of the drive ring 150, more specifically, from the outer peripheral surface of the notch 151. Is also provided on the radially inner side.

以上のような構成により、回転環側において、ケース160によって、シールリング120と、シール部材140と、ドライブリング150とが固定されている。そして、回転軸200の回転力が、シール部材140、ドライブリング150、及びケース160を介して、シールリング120へと伝わり、シールリング120がメイティングリング110に摺動しながら回転する。   With the above configuration, the seal ring 120, the seal member 140, and the drive ring 150 are fixed by the case 160 on the rotating ring side. Then, the rotational force of the rotary shaft 200 is transmitted to the seal ring 120 via the seal member 140, the drive ring 150, and the case 160, and the seal ring 120 rotates while sliding on the mating ring 110.

また、図1に示すように、実施例1に係るメカニカルシール100は、付勢部材としてのコイルスプリング170を備えている。コイルスプリング170は、ケース160を介して、シールリング120に付勢力を加えるように設けられている。コイルスプリング170の付勢力によって、シールリング120の端面120aとメイティングリング110の端面110aとの面圧が確保され、シール性を確保することができる。また、シールリング120の端面120aとメイティングリング110の端面110aとの摺動によってそれら端面に摩耗が生じても、コイルスプリング170の付勢力により、シールリング120がメイティングリング110に対して軸線方向に追随するため、シール性が確保される。   As shown in FIG. 1, the mechanical seal 100 according to the first embodiment includes a coil spring 170 as an urging member. The coil spring 170 is provided so as to apply a biasing force to the seal ring 120 via the case 160. Due to the urging force of the coil spring 170, the surface pressure between the end surface 120a of the seal ring 120 and the end surface 110a of the mating ring 110 is secured, and the sealing performance can be secured. Even if the end surface 120 a of the seal ring 120 and the end surface 110 a of the mating ring 110 are worn by sliding, the seal ring 120 has an axial line with respect to the mating ring 110 by the biasing force of the coil spring 170. Since it follows the direction, sealing performance is ensured.

<実施例1に係るメカニカルシールの優れた点>
次に、図2、図3を参照して、実施例1に係るメカニカルシール100の優れた点について説明する。図2は、実施例1に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断
面図であって、密封流体側の圧力が高くなった状態を示す図である。図3は、比較例であるツバ部材を有しないメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図であって、密封流体側の圧力が高くなった状態を示す図である。図3によりツバ部材の効果を説明する。尚、図3に示す比較例のメカニカルシールは、ツバ部材を有していないことを除いて実施例1のメカニカルシールと同様の構成のため、同一の符号を用いてその説明は省略する。
<The outstanding point of the mechanical seal which concerns on Example 1>
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the excellent point of the mechanical seal 100 which concerns on Example 1 is demonstrated. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the first embodiment, and shows a state in which the pressure on the sealing fluid side is increased. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a seal member of a mechanical seal that does not have a brim member as a comparative example, and shows a state in which the pressure on the sealed fluid side is increased. The effect of the brim member will be described with reference to FIG. Since the mechanical seal of the comparative example shown in FIG. 3 has the same configuration as the mechanical seal of Example 1 except that it does not have a brim member, the description thereof is omitted using the same reference numerals.

流体が密封される密封流体側(図中のA側)領域の高圧化により、シール部材140の筒状部141が径方向の外側に浮き上がるように弾性変形してしまう場合がある。このような場合、図3に示すように、シール部材140が径方向外側に膨出し、シール部材140が移動したり、内部流体が漏れたりする恐れがある。   There is a case where the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is elastically deformed so as to be lifted to the outside in the radial direction due to the high pressure in the sealed fluid side (A side in the drawing) region where the fluid is sealed. In such a case, as shown in FIG. 3, the seal member 140 may bulge outward in the radial direction, and the seal member 140 may move or the internal fluid may leak.

そこで、実施例1に係るメカニカルシール100は、規制部材としてのツバ部材180を備えている。ツバ部材180は、シール部材140の径方向の外側への変形量を規制する部材である。ツバ部材180は、シール部材140の筒状部141よりも径方向の外側に位置している。   Therefore, the mechanical seal 100 according to the first embodiment includes a brim member 180 as a regulating member. The flange member 180 is a member that regulates the amount of deformation of the seal member 140 in the radial direction. The flange member 180 is located on the outer side in the radial direction from the cylindrical portion 141 of the seal member 140.

このようにツバ部材180を備えることによって、密封流体側(図中のA側)の高圧化により、シール部材140の筒状部141が径方向の外側に浮き上がるように変形しようとしても、ツバ部材180がシール部材140の変形量を規制する。そのため、回転軸200とシール部材140の筒状部141との密着性が維持される。その結果、回転軸200とシール部材140間のシール性が安定し、密封流体側に密封される流体の漏れが抑制される。   By providing the flange member 180 in this way, even if the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is to be deformed so as to float outward in the radial direction by increasing the pressure on the sealed fluid side (A side in the figure), the flange member 180 180 regulates the deformation amount of the seal member 140. For this reason, the adhesion between the rotating shaft 200 and the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is maintained. As a result, the sealing performance between the rotating shaft 200 and the sealing member 140 is stabilized, and leakage of the fluid sealed on the sealing fluid side is suppressed.

また、ドライブリング150は、シールリング120とシール部材140とを固定するケース160に取り付けられているため、シールリング120と共に回転する。そして、実施例1において、ツバ部材180は、シールリング120と共に回転するドライブリング150と一体に設けられているため、シールリング120、ドライブリング150、シール部材140などの他の部材から独立して動くことはない。そのため、回転軸200の回転に伴って、ツバ部材180が他の部材から独立して動くことによる異音の発生や、シール部材140の損傷を抑制することができる。   Further, since the drive ring 150 is attached to the case 160 that fixes the seal ring 120 and the seal member 140, the drive ring 150 rotates together with the seal ring 120. In the first embodiment, the flange member 180 is provided integrally with the drive ring 150 that rotates together with the seal ring 120, so that it is independent from other members such as the seal ring 120, the drive ring 150, and the seal member 140. It doesn't move. Therefore, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and damage to the seal member 140 due to the flange member 180 moving independently of the other members as the rotation shaft 200 rotates.

また、ツバ部材180は、回転軸200の軸線方向において大気側(B側、他端側)から密封流体側(A側、一端側)に向けて突出している。そして、密封流体側の圧力が高くなると、シール部材140が大気側に移動する、又は大気側に形状が変形する場合がある。そのため、そのような移動や変形を原因として、シール部材140とツバ部材180の先端部180aとが接触してしまう可能性がある。ツバ部材180の先端部180aがシール部材140に接触すると、シール部材140が損傷し、シール性能が低下する虞がある。しかしながら、実施例1においては、ツバ部材の先端部180aは、面取りがされており丸みを帯びた形状となっている。そのため、仮にツバ部材180の先端部180aがシール部材140に接触したとしても、シール部材140は損傷しにくい。   Further, the flange member 180 protrudes from the atmosphere side (B side, the other end side) toward the sealed fluid side (A side, one end side) in the axial direction of the rotating shaft 200. When the pressure on the sealed fluid side increases, the seal member 140 may move to the atmosphere side or the shape may be deformed to the atmosphere side. Therefore, there is a possibility that the seal member 140 and the tip end portion 180a of the flange member 180 come into contact with each other due to such movement and deformation. When the front end portion 180a of the flange member 180 contacts the seal member 140, the seal member 140 may be damaged, and the sealing performance may be deteriorated. However, in Example 1, the tip portion 180a of the brim member is chamfered and has a rounded shape. Therefore, even if the tip end portion 180a of the brim member 180 contacts the seal member 140, the seal member 140 is not easily damaged.

更に、ツバ部材180は切欠き151よりも径方向内側に設けられているため、シール部材140の膨出部分が切欠き151に接触することなく、シール部材140の損傷を防止することが可能となる。   Furthermore, since the flange member 180 is provided radially inward from the notch 151, it is possible to prevent damage to the seal member 140 without the bulging portion of the seal member 140 contacting the notch 151. Become.

(実施例2)
図4は、実施例2に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。実施例2は、ツバ部材の形状が異なることを除いては、実施例1と同様であるため、同一の構成については同一の符号を用いてその説明は省略する。
(Example 2)
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the second embodiment. Since the second embodiment is the same as the first embodiment except that the shape of the flange member is different, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施例2に係るメカニカルシール100は、ドライブリング150と一体に設けられるツバ部材280を有する。このツバ部材280のうちシール部材140の筒状部141に対向する面は、ツバ部材280の先端に向かうにつれて、つまり、回転軸200の軸線方向の大気側(B側、他端側)から密封流体側(A側、一端側)に向かうにつれて、シール部材140の筒状部141から離れるように傾斜する傾斜面280bとなっている。   The mechanical seal 100 according to the second embodiment includes a flange member 280 provided integrally with the drive ring 150. The surface of the brim member 280 facing the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is sealed from the atmospheric side (B side, the other end side) in the axial direction of the rotary shaft 200 toward the tip of the brim member 280. As it goes to the fluid side (A side, one end side), an inclined surface 280b is formed so as to be inclined away from the cylindrical portion 141 of the seal member 140.

実施例2のツバ部材280は、傾斜面280bを有することにより、ツバ部材280の先端部280aの下部が鈍角の角部(エッジ部)Cを有する形状となっている。なお、本実施例においては、面取りがされているため、角部Cは丸みを帯びた形状となっており、また、先端部280aも面取りされ先端部280aは全体として丸みを帯びている。シール部材140の筒状部141が回転軸200の径方向の外側へ浮き上がるように変形した場合や、シール部材140が回転軸200の軸線方向に変形した場合、シール部材140は、先端部280aの下部に接触する恐れがあるが、シール部材140がツバ部材280に接触したとしても、局所的に加わる力は小さいため、シール部材140は損傷しにくい。   The brim member 280 of the second embodiment has an inclined surface 280b, so that the lower part of the distal end portion 280a of the brim member 280 has an obtuse angle portion (edge portion) C. In this embodiment, since the chamfer is chamfered, the corner portion C has a rounded shape, and the tip end portion 280a is also chamfered, and the tip end portion 280a is rounded as a whole. When the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is deformed so as to float outward in the radial direction of the rotary shaft 200, or when the seal member 140 is deformed in the axial direction of the rotary shaft 200, the seal member 140 Although there is a risk of contact with the lower portion, even if the seal member 140 comes into contact with the flange member 280, the locally applied force is small, so that the seal member 140 is not easily damaged.

なお、実施例2においては、ドライブリング150のうちシール部材140の筒状部141に当接する締め付け面150aとツバ部材280の傾斜面280bは、段差部280cを介して繋がっている。このように、段差部280cを有することにより、シール部材140とドライブリング150との回転軸200の軸線方向における位置ずれが抑制される。   In the second embodiment, the tightening surface 150a of the drive ring 150 that contacts the cylindrical portion 141 of the seal member 140 and the inclined surface 280b of the brim member 280 are connected via a step 280c. Thus, by having the step portion 280c, the positional deviation in the axial direction of the rotating shaft 200 between the seal member 140 and the drive ring 150 is suppressed.

(実施例3)
図5は、実施例3に係るメカニカルシールのシール部材付近を示す拡大断面図である。実施例3は、ツバ部材の形状が異なることを除いては、実施例1と同様であるため、同一の構成については同一の符号を用いてその説明は省略する。
(Example 3)
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of the seal member of the mechanical seal according to the third embodiment. Since Example 3 is the same as Example 1 except that the shape of the collar member is different, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施例3のツバ部材380は、実施例2と同様に、傾斜面380bを有することにより、ツバ部材380の先端部380aの下部が鈍角の角部Cを有する形状となっている。そして、実施例2と異なり、傾斜面380bは、ドライブリング150のうちシール部材140の筒状部141に当接する締め付け面150aから延びている。そのため、ドライブリング150の締め付け面150aとツバ部材380の傾斜面380bは段差部(図4中の280c)を介することなく繋がっている。実施例3においては、ツバ部材380の傾斜面380bとドライブリング150の締め付け面150aとで構成される鈍角の角部(エッジ部)Dが、シール部材140の筒状部141に接触することとなり、筒状部141に局所的に加わる力が小さいため、シール部材140の筒状部141が損傷しにくい。   Similar to the second embodiment, the brim member 380 of the third embodiment has an inclined surface 380b so that the lower portion of the tip portion 380a of the brim member 380 has an obtuse corner C. Unlike the second embodiment, the inclined surface 380 b extends from the tightening surface 150 a that contacts the cylindrical portion 141 of the seal member 140 in the drive ring 150. Therefore, the tightening surface 150a of the drive ring 150 and the inclined surface 380b of the brim member 380 are connected without a stepped portion (280c in FIG. 4). In the third embodiment, an obtuse corner portion (edge portion) D formed by the inclined surface 380b of the flange member 380 and the tightening surface 150a of the drive ring 150 comes into contact with the tubular portion 141 of the seal member 140. Since the force locally applied to the cylindrical portion 141 is small, the cylindrical portion 141 of the seal member 140 is hardly damaged.

上記実施例2、3においては、ツバ部材が傾斜面を有することにより、ツバ部材は回転軸200の径方向において肉厚になるので強度が高くなるという効果を得ることができる。また、ツバ部材が肉厚であるため、ツバ部材の先端部がシール部材140に接触してもシール部材140に局所的に加わる力が小さい。そのため、シール部材140が損傷しにくい。   In the said Example 2, 3, since a collar member becomes thick in the radial direction of the rotating shaft 200 because a collar member has an inclined surface, the effect that intensity | strength becomes high can be acquired. Further, since the brim member is thick, even if the tip of the brim member contacts the seal member 140, the force applied locally to the seal member 140 is small. Therefore, the seal member 140 is not easily damaged.

なお、実施例2、3においては、ツバ部材は、回転軸200の径方向の内側(締め付け面150a側)の面のみに傾斜面を有する構成であるが、これに限られるものではなく、径方向の外側の面にも傾斜面を有する構成でも良い。   In the second and third embodiments, the brim member is configured to have an inclined surface only on the radially inner side (the tightening surface 150a side) of the rotating shaft 200, but is not limited thereto. The structure which has an inclined surface also in the surface outside a direction may be sufficient.

100 メカニカルシール
110 メンティングリング
110a 端面(メンティングリング)
120 シールリング
120a 端面(シールリング)
121 切欠き
130 カップガスケット
130a カップガスケット変形部
140 シール部材
141 筒状部
141a シール部材変形部
142 突出部
150 ドライブリング
150a 締め付け面
151 切り欠き
160 ケース
161 折り曲げ部
162 嵌合部
163 取り付け部
170 コイルスプリング
180、280、380 ツバ部材
180a 先端部
280b、380b 傾斜面
200 回転軸
300 ハウジング
100 Mechanical seal 110 Menting ring 110a End face (menting ring)
120 Seal ring 120a End face (seal ring)
121 Notch 130 Cup gasket 130a Cup gasket deformed portion 140 Seal member 141 Tubular portion 141a Seal member deformed portion 142 Protruding portion 150 Drive ring 150a Tightening surface 151 Notch 160 Case 161 Bending portion 162 Fitting portion 163 Mounting portion 170 Coil spring 180, 280, 380 Collar member 180a Tip portion 280b, 380b Inclined surface 200 Rotating shaft 300 Housing

Claims (4)

回転軸と、前記回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間に設けられ、前記ハウジング内の流体を封じる軸封装置において、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸と共に回転する回転環と、
前記ハウジング側に設けられ、前記回転環と摺動する静止環と、
前記回転環を前記静止環に対して前記回転軸の軸線方向に付勢する付勢部材と、
前記回転環に対し前記静止環とは前記軸線方向の反対側に設けられ、前記回転軸の周面に密着する筒状部と、前記筒状部から前記軸線方向における前記回転環側に延びる突出部とを有する、ゴム製のシール部材と、
前記筒状部を前記回転軸に対して締め付ける締め付け部材と、
前記軸線方向の一端側において前記回転環と前記突出部とを固定し、他端側において前記締め付け部材が固定される固定部材であって、前記付勢部材によって前記軸線方向に付勢される固定部材と、
前記筒状部の径方向の外側への変形量を規制する規制部材であって、前記筒状部よりも前記径方向の外側に位置する規制部材と、
を備え、
前記規制部材は、前記軸線方向の前記他端側から前記一端側に向けて突出して前記締め付け部材と一体に設けられていることを特徴とする軸封装置。
In a shaft sealing device that is provided between a rotating shaft and a housing having a shaft hole through which the rotating shaft is inserted, and seals fluid in the housing.
A rotating ring provided on the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A stationary ring provided on the housing side and sliding with the rotating ring;
A biasing member that biases the rotating ring in the axial direction of the rotating shaft with respect to the stationary ring;
The stationary ring is provided on the opposite side of the axial direction with respect to the rotating ring, a cylindrical portion that is in close contact with the peripheral surface of the rotating shaft, and a protrusion that extends from the cylindrical portion toward the rotating ring in the axial direction. A rubber seal member having a portion;
A fastening member for fastening the tubular portion to the rotation shaft;
A fixing member that fixes the rotating ring and the projecting portion on one end side in the axial direction and that fixes the fastening member on the other end side, and is fixed to be urged in the axial direction by the urging member. Members,
A restricting member that restricts the amount of deformation of the tubular portion toward the outside in the radial direction, the restricting member positioned outside the tubular portion in the radial direction;
With
The shaft sealing device, wherein the restricting member protrudes from the other end side in the axial direction toward the one end side and is provided integrally with the tightening member.
前記固定部材に設けられた前記軸線方向に延びる取り付け部と、前記締め付け部材に設けられた切欠きとが嵌り合うことにより、前記固定部材と前記締め付け部材とが固定され、前記規制部材は前記切欠きよりも前記回転軸の径方向内側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の軸封装置。   The fixing member and the tightening member are fixed by fitting the mounting portion provided in the fixing member extending in the axial direction and the notch provided in the tightening member, and the regulating member is the cutting member. The shaft seal device according to claim 1, wherein the shaft seal device is provided on a radially inner side of the rotary shaft than a notch. 前記規制部材のうち前記筒状部に対向する面は、前記軸線方向の前記他端側から前記一端側に向かうにつれて、前記筒状部から離れるように傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸封装置。   The surface of the regulating member that faces the cylindrical portion is an inclined surface that is inclined so as to be separated from the cylindrical portion as it goes from the other end side in the axial direction toward the one end side. The shaft seal device according to claim 1 or 2. 前記傾斜面は、前記締め付け部材のうち前記筒状部に当接する締め付け面から延びることを特徴とする請求項3に記載の軸封装置。   The shaft sealing device according to claim 3, wherein the inclined surface extends from a tightening surface that contacts the tubular portion of the tightening member.
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