JP2016020714A - mechanical seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メカニカルシールに関する。 The present invention relates to a mechanical seal.
従来、回転軸が挿通されるハウジングに対して、回転軸の中心軸線方向への移動が許容された状態で固定された固定環を備えるメカニカルシールが知られている。この種のメカニカルシールにおいては、固定環を回転環に向けて回転軸の中心軸線方向に押圧しつつ、ハウジングと固定環との間の隙間を封止するために、特殊な形状を有するゴム状弾性体製のパッキンが使用されることがある(特許文献1、2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a mechanical seal is known that includes a stationary ring that is fixed in a state in which movement in the central axis direction of a rotating shaft is allowed with respect to a housing through which the rotating shaft is inserted. In this type of mechanical seal, a rubber shape having a special shape is used to seal the gap between the housing and the fixed ring while pressing the fixed ring toward the rotary ring in the direction of the central axis of the rotary shaft. An elastic packing may be used (see Patent Documents 1 and 2).
上述の特許文献に開示されたパッキンによれば、固定環の押圧と、ハウジングと固定環との間の隙間の封止の両立が好適に図られる。しかしながら、このようなパッキンは、特殊な形状を有するため、一般に製造コストが高い。 According to the packing disclosed in the above-mentioned patent document, both pressing of the fixed ring and sealing of the gap between the housing and the fixed ring can be suitably achieved. However, since such a packing has a special shape, the manufacturing cost is generally high.
本発明の目的は、回転軸の中心軸線方向への移動が許容された状態でハウジングに対して固定された固定環を備えるメカニカルシールにおいて、固定環を回転環に向けて押圧しつつ、ハウジングと固定環との間の隙間を封止することができる密封構造を低コストで提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mechanical seal including a fixed ring fixed to a housing in a state in which movement of the rotary shaft in the central axis direction is permitted, while pressing the fixed ring toward the rotary ring, An object of the present invention is to provide a sealing structure that can seal a gap between the stationary ring and the fixing ring at a low cost.
本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明に係るメカニカルシールは、
回転軸に対して固定された回転環と、
前記回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングに対して固定された、前記回転環における前記回転軸の中心軸線方向を向いた端面に対して摺動する固定環と、
を備えるメカニカルシールであって、
前記固定環は、前記中心軸線方向への移動が許容されつつ、回転移動が規制された状態で前記ハウジングに対して固定されているメカニカルシールにおいて、
前記固定環を前記回転環に向けて押圧しつつ、前記ハウジングと前記固定環との間の隙間を封止する密封構造を備え、
前記密封構造は、
互いに径の異なる、ゴム状弾性体製の複数のOリングと、
隣り合うOリングの間に一つずつ設けられる少なくとも一つの環状部材とから構成されており、
前記複数のOリングの何れもが、圧縮変形による復元力を前記中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態で配置されていることを特徴とする。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
That is, the mechanical seal according to the present invention is
A rotating ring fixed to the rotation axis;
A fixed ring that is fixed to a housing having a shaft hole through which the rotary shaft is inserted, and that slides on an end surface of the rotary ring that faces the central axis direction of the rotary shaft;
A mechanical seal comprising:
In the mechanical seal that is fixed to the housing in a state in which the stationary ring is allowed to move in the direction of the central axis and is restricted in rotational movement,
A sealing structure that seals a gap between the housing and the stationary ring while pressing the stationary ring toward the rotating ring;
The sealing structure is
A plurality of O-rings made of rubber-like elastic bodies having different diameters,
Composed of at least one annular member provided one by one between adjacent O-rings,
Each of the plurality of O-rings is arranged in a state in which a restoring force due to compressive deformation is applied in both the central axis direction and the radial direction.
本発明によれば、密封構造を構成する複数のOリングの何れもが、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態で配置されている。したがって、中
心軸線方向の力によって固定環を回転環に向けて押圧しつつ、径方向の力によってハウジングと固定環との間の隙間を封止することが可能になる。ここで、Oリングは、広く流通している比較的に安価な汎用品であるため、複数のOリングを用いたとしても、中心軸線方向と径方向の両方向に対して弾性的な反力を発揮する密封構造を安価に得ることができる。ゆえに、本発明によれば、固定環を回転環に向けて押圧しつつ、ハウジングと固定環との間の隙間を封止する密封構造を、上述した特殊形状を有するパッキンよりも低コストで提供することが可能になる。
According to the present invention, all of the plurality of O-rings constituting the sealing structure are arranged in a state in which a restoring force due to compressive deformation acts in both the central axis direction and the radial direction. Therefore, it is possible to seal the gap between the housing and the fixed ring by the radial force while pressing the fixed ring toward the rotating ring by the force in the central axis direction. Here, since the O-ring is a relatively inexpensive general-purpose product that is widely distributed, even if a plurality of O-rings are used, an elastic reaction force is exerted in both the central axis direction and the radial direction. The sealing structure to be exhibited can be obtained at low cost. Therefore, according to the present invention, a sealing structure that seals the gap between the housing and the fixed ring while pressing the fixed ring toward the rotating ring is provided at a lower cost than the packing having the special shape described above. It becomes possible to do.
ここで、前記複数のOリングは、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって径の小さいものから順に配置されており、最も径の小さなOリングが前記固定環に密着した状態で設けられ、且つ、最も径の大きなOリングが前記ハウジングに対して密着した状態で設けられてもよい。 Here, the plurality of O-rings are arranged in order from the smallest diameter toward the direction opposite to the pressing direction of the stationary ring, and the smallest O-ring is provided in close contact with the stationary ring. In addition, an O-ring having the largest diameter may be provided in close contact with the housing.
そして、前記固定環には、前記最も径の小さなOリングが密着する、前記固定環の押圧方向に向かって拡径する傾斜面が設けられており、且つ、前記ハウジングには、前記最も径の大きなOリングが密着する、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって縮径する傾斜面が設けられていてもよい。 The stationary ring is provided with an inclined surface that is in close contact with the O-ring having the smallest diameter and expands in the pressing direction of the stationary ring, and the housing has the smallest diameter. There may be provided an inclined surface having a large O-ring in close contact, and having a diameter reduced in a direction opposite to the pressing direction of the stationary ring.
この構成によれば、固定環に密着している最も径の小さなOリングとハウジングに密着している最も径の大きなOリングの双方が、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮される。これにより、両Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。 According to this configuration, both the smallest diameter O-ring in close contact with the stationary ring and the largest diameter O-ring in close contact with the housing are not parallel to either the central axis direction or the radial direction. Compressed in the direction. Thereby, both O-rings can be brought into a state in which a restoring force due to compressive deformation acts in both the central axis direction and the radial direction.
更に、前記環状部材の外周側には、前記環状部材を介して隣り合う2つのOリングのうちの径の大きいOリングが密着する、前記固定環の押圧方向に向かって拡径する傾斜面が設けられており、且つ、前記環状部材の内周側には、前記隣り合う2つのOリングのうちの径の小さいOリングが密着する、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって縮径する傾斜面が設けられていてもよい。 Furthermore, on the outer peripheral side of the annular member, there is an inclined surface that expands in the pressing direction of the stationary ring, in which an O-ring having a large diameter out of two adjacent O-rings is in close contact with the annular member. The O-ring with a small diameter of the two adjacent O-rings is closely attached to the inner peripheral side of the annular member, and the diameter of the ring decreases toward the opposite direction of the pressing direction of the stationary ring. An inclined surface may be provided.
この構成によれば、環状部材に密着している2つのOリングの双方が、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮される。これにより、両Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。 According to this configuration, both of the two O-rings that are in close contact with the annular member are compressed in a direction that is not parallel to either the central axial direction or the radial direction. Thereby, both O-rings can be brought into a state in which a restoring force due to compressive deformation acts in both the central axis direction and the radial direction.
なお、前記複数のOリングは、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって径の大きいものから順に配置されており、最も径の大きなOリングが前記固定環に密着した状態で設けられ、且つ、最も径の小さなOリングが前記ハウジングに対して密着した状態で設けられてもよい。 The plurality of O-rings are arranged in order from the largest in the direction opposite to the pressing direction of the stationary ring, and the largest O-ring is provided in close contact with the stationary ring, In addition, an O-ring having the smallest diameter may be provided in close contact with the housing.
そして、前記固定環には、前記最も径の大きなOリングが密着する、前記固定環の押圧方向に向かって縮径する傾斜面が設けられており、且つ、前記ハウジングには、前記最も径の小さなOリングが密着する、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって拡径する傾斜面が設けられていてもよい。 The stationary ring is provided with an inclined surface that is in close contact with the largest diameter O-ring and is reduced in diameter toward the pressing direction of the stationary ring, and the housing has the largest diameter. There may be provided an inclined surface with which a small O-ring is in close contact and whose diameter is increased in the opposite direction to the pressing direction of the stationary ring.
この構成によれば、固定環に密着している最も径の大きなOリングとハウジングに密着している最も径の小さなOリングの双方が、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮される。これにより、両Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。 According to this configuration, both the largest diameter O-ring that is in close contact with the stationary ring and the smallest diameter O-ring that is in close contact with the housing are not parallel to either the central axis direction or the radial direction. Compressed in the direction. Thereby, both O-rings can be brought into a state in which a restoring force due to compressive deformation acts in both the central axis direction and the radial direction.
更に、前記環状部材の外周側には、前記環状部材を介して隣り合う2つのOリングのう
ちの径の大きいOリングが密着する、前記固定環の押圧方向に向かって縮径する傾斜面が設けられており、且つ、前記環状部材の内周側には、前記隣り合う2つのOリングのうちの径の小さいOリングが密着する、前記固定環の押圧方向の反対方向に向かって拡径する傾斜面が設けられていてもよい。
Furthermore, on the outer peripheral side of the annular member, an inclined surface that decreases in diameter in the pressing direction of the stationary ring, in which an O-ring having a large diameter of two O-rings adjacent to each other through the annular member is in close contact. The diameter of the annular member is increased toward the direction opposite to the pressing direction of the stationary ring, and an O-ring having a small diameter of the two adjacent O-rings is in close contact with the inner peripheral side of the annular member. An inclined surface may be provided.
この構成によれば、環状部材に密着している2つのOリングの双方が、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮される。これにより、両Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。 According to this configuration, both of the two O-rings that are in close contact with the annular member are compressed in a direction that is not parallel to either the central axial direction or the radial direction. Thereby, both O-rings can be brought into a state in which a restoring force due to compressive deformation acts in both the central axis direction and the radial direction.
本発明によれば、回転軸の中心軸線方向への移動が許容された状態でハウジングに対して固定された固定環を備えるメカニカルシールにおいて、固定環を回転環に向けて押圧しつつ、ハウジングと固定環との間の隙間を封止することができる密封構造を低コストで提供することが可能になる。 According to the present invention, in a mechanical seal including a stationary ring fixed to a housing in a state in which movement of the rotating shaft in the central axis direction is allowed, the housing and the housing are pressed while pressing the stationary ring toward the rotating ring. It is possible to provide a sealing structure capable of sealing the gap between the stationary ring and the low cost.
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。 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. .
[実施例]
<メカニカルシールの構成>
図1を参照して、本発明の実施例に係るメカニカルシールの構成について説明する。本実施例に係るメカニカルシール100は、回転軸200と、回転軸200が挿通されるハウジング300との間の環状隙間を封止するために用いられるメカニカルシールである。メカニカルシール100は、高濃度スラリー流体、高粘度流体や析出付着してシールの作動性を阻害するような流体等を密封するために好適に用いられる。図1は、メカニカルシール100の概略構成を示す、回転軸200の中心軸線Cを含む平面による模式的断面図である。なお、説明の便宜上、特徴的な部分を示すために切断位置の位相は適宜変更させている。また、奥行きは基本的に省略されており、端面のみが図示されている。
[Example]
<Configuration of mechanical seal>
With reference to FIG. 1, the structure of the mechanical seal which concerns on the Example of this invention is demonstrated. The
メカニカルシール100は、回転軸200に固定されたスリーブ210と、回転軸200に対してスリーブ210を介して固定された回転環110とを備えている。回転環110は、カーボン等の摺動特性に優れる材料や、セラミック等の硬質材料から構成されている。回転環110は、スリーブ210の大径部211の外周側に、円筒部111を嵌合させることによって、回転軸200に対して固定される。なお、回転環110の内周側には切欠き溝112が設けられており、この切欠き溝112内に大径部211の大気側A(図1中の右側)から回転軸200の中心軸線方向(以下、単に「中心軸線方向」という)に突出するノックピン212が嵌ることによって、回転環110の回転が規制されている。
The
そして、メカニカルシール100は、回転軸200が挿通される軸孔310を有するハウジング300に対して固定された固定環120を備えている。この固定環120の密封領域側B(図1中の左側)の端面121が、回転環110における中心軸線方向(大気側A方向)を向いた端面113に対して摺動する。これにより、両端面間にシール面が形成されるため、回転軸200とハウジング300との間の環状隙間が封止される。なお、固定環120は、回転環110と同様にカーボンやセラミック等の硬質材料から構成されている。
The
ここで、ハウジング300は、本体部301と、本体部301の密封領域側Bに設けられた端部302とから構成されている。端部302における図中右側の端面にはピン穴303が設けられており、このピン穴303内に本体部301から中心軸線方向に突出するノックピン304が嵌ることによって、端部302の回転が規制されている。なお、本実施例においては、端部302は、本体部301とは別の部材から構成されているが、これらを一体的に構成してもよい。そして、端部302の密封領域B側を向いた端面305からは、中心軸線方向に突出するノックピン306が設けられており、このノックピン306が、固定環120に設けられた切欠き溝122に嵌っている。これにより、固定環120は、中心軸線方向への移動が許容されつつ、回転移動が規制された状態でハウジング300に対して固定されている。また、端部302の端面305には、固定環120を回転環110に向けて、図中の矢印Pで示す中心軸線方向に押圧するスプリング307が設けられている(以下、この方向を「押圧方向P」という)。スプリング307による押圧力により、回転軸200の回転時においても、回転環110と固定環120との間にシール面が安定的に形成される。なお、スプリング307は、回転対称な位置に複数個配置されている。ただし、後述するOリング411、412、413の復元力(弾性的な反力)によって、固定環120が押圧方向Pに十分に押圧されるのであれば、スプリング307は配置されなくてもよい。
Here, the
ここで、本実施例に係るメカニカルシール100は、固定環120を回転環110に向けて押圧しつつ、ハウジング300と固定環120との間の隙間を封止する密封構造400を備えている。密封構造400は、互いに径の異なる、ゴム状弾性体製のOリング411、412、413と、隣り合うOリングの間に一つずつ設けられる環状部材420、430とから構成されている。ここで、Oリングの「径」とは、Oリングの外径を意味している。つまり、Oリング411、412、413は、互いに異なる外径を有している。ただし、例えば、互いに異なる内径を有するOリングや、互いに異なる平均径を有するOリングを用いることも可能である。そして、これらのOリングは、固定環120の押圧方向Pの反対方向に向かって径の小さいものから順に配置されている。本実施例においては、Oリング411、412、413は、市場に広く流通している比較的に安価な汎用品であって、線径や材質が同一のものが用いられている。
Here, the
<密封構造の構成>
以下、図2を参照して密封構造400について詳細に説明する。図2は、密封構造400の構成を示す模式的な部分断面図であって、説明のために回転軸200の中心軸線Cの一方側の端面のみを示している。なお、密封構造400は回転対称な形状を有している。
<Configuration of sealing structure>
Hereinafter, the sealing
環状部材420、430は、ステンレス等の剛体から構成される部材である。環状部材430は、環状部材420よりも大きい外径を有するが、本実施例においては、両環状部材の切断端面は同一の形状で形成されている。環状部材420の外周側には、押圧方向Pに向かって拡径する傾斜面422が形成されている。一方、環状部材420の内周側には、押圧方向Pの反対方向に向かって縮径する傾斜面421が設けられている。なお、本実施例においては、傾斜面421は、圧縮されたOリング411の外周面に概ね沿うように形成された曲面から構成されている。これにより、環状部材420に対するOリング41
1の位置決めがなされる。一方、傾斜面422は、テーパ面から構成されている。これにより、後述するOリング411の復元力の作用方向が規定される。なお、傾斜面422の両端縁には、Oリング412の脱落を防止するための側面423、424が形成されている。そして、環状部材430の内周側と外周側には、環状部材420と同様に、傾斜面431と傾斜面432が形成されている。また、傾斜面432の両端縁には、傾斜面422と同様に、Oリング413の脱落を防止するための側面433、434が形成されている。なお、環状部材420の厚さ(傾斜面421と傾斜面422との間の距離)及び環状部材430の厚さ(傾斜面431と傾斜面432との間の距離)は、密封構造400が固定環120と端部302との間の環状隙間内に装着されたときに、Oリング411、412、413の何れもが圧縮されるような厚さに定められている。
The
1 positioning is performed. On the other hand, the
なお、固定環120の外周側には、上述の傾斜面422及び側面423、424と同様の形状を有する傾斜面123及び側面124、125が形成されている。また、ハウジング300の端部302には、上述の傾斜面421と同様の形状を有する傾斜面311が形成されている。
An
以上のように構成される密封構造400においては、最も径の小さなOリング411は、固定環120の外周側の傾斜面123及び環状部材420の内周側の傾斜面421に密着した状態で設けられる。また、最も径の大きなOリング413は、環状部材430の外周側の傾斜面432及び端部302の傾斜面311に対して密着した状態で設けられる。そして、Oリング412は、環状部材420の外周側の傾斜面422及び環状部材430の内周側の傾斜面431に密着した状態で設けられる。以上により、Oリング411、412、413の何れもが、密着している各傾斜面によって、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮される。その結果、各Oリングの圧縮変形による復元力は、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に作用する。ここで、Oリング411を例にすると、図2中に示されるように、Oリング411の復元力Fは、傾斜面123に対して、傾斜面123の形状(例えば、図2中における傾斜面123の稜線の角度)に応じた方向である矢印Fの方向に作用する。これにより、固定環120に対して、復元力Fの中心軸線方向の分力F1(矢印F1)と径方向の分力F2(矢印F2)の両方が作用する状態となる。なお、Oリング411の復元力Fは、環状部材420に対しても、矢印Fの反対方向に作用する。そして、Oリング412、413の復元力も、同様に双方向に作用する。以上より、これらのOリングの何れもが、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態で配置されることになる。したがって、密封構造400によれば、各Oリングの中心軸線方向の力によって、固定環120が回転環110に向けて押圧される。また、各Oリングの径方向の力によって、固定環120、環状部材420、430及び端部302のそれぞれの間の環状隙間が安定的に密封される。
In the sealing
<本実施例に係るメカニカルシールの優れた点>
以上のように構成されるメカニカルシール100によれば、密封構造400が備えるOリング411、412、413の何れもが、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態で配置される。その結果、中心軸線方向の力によって固定環120を回転環110に向けて押圧しつつ、径方向の力によってハウジング300と固定環120との間の隙間を封止することが可能になる。ここで、これらのOリングは、広く流通している比較的に安価な汎用品であるため、複数のOリングを用いたとしても、中心軸線方向と径方向の両方向に対して弾性的な反力を発揮する密封構造を安価に得ることができる。ゆえに、本実施例によれば、上述の従来技術に係る特殊形状を有するパッキンよりも低コストで、このような密封構造を提供することが可能になる。
<Excellent points of mechanical seal according to this embodiment>
According to the
また、メカニカルシール100の密封構造400によれば、固定環120には、押圧方
向Pに向かって拡径する傾斜面123が設けられており、ハウジング300の端部302には、押圧方向Pの反対方向に向かって縮径する傾斜面311が設けられている。そして、環状部材420、430の外周側には、押圧方向Pに向かって拡径する傾斜面422、432がそれぞれ設けられており、両環状部材の内周側には、押圧方向Pの反対方向に向かって縮径する傾斜面421、431がそれぞれ設けられている。以上のような構成により、Oリング411、412、413の何れもが、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮されるため、各Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。
Further, according to the sealing
また、密封構造400によれば、各Oリングの中心軸線方向の力によって、固定環120が周方向に一様に(全周的に)押圧される。そのため、固定環120と回転環110との間のシール面を安定的に形成することが可能になる。これにより、高濃度スラリー流体等の密封対象流体を安定的に密封することが可能になる。また、密封構造400によれば、複数のOリングと複数の環状部材が多段的に設けられている。そのため、固定環120とハウジング300との間の環状隙間が比較的に大きいものであっても、封止することが可能になる。
Further, according to the sealing
ここで、密封構造400においては、各Oリングの材質や線径は互いに同一であったが、これらを互いに異なるものにしてもよい。つまり、各Oリングの材質、線径等を適当に選ぶことにより、所望の密封特性や弾性特性を有する密封構造を容易且つ安価に得ることができる。また、密封構造400においては、各環状部材の切断端面の形状は同一であったが、これらを互いに異なるものにしてもよい。つまり、環状部材420、430の形状(Oリングに密着する傾斜面の傾きの角度や曲率、内周側と外周側の傾斜面との間の距離等)を適宜変更することにより、密封構造の密封特性や弾性特性を所望の値にすることが可能になる。
Here, in the sealing
<密封構造の他の例>
次に、図3から図6を参照して、本発明に係るメカニカルシールの密封構造の他の例について説明する。図3から図6は、密封構造の他の例の構成を示す模式的な部分断面図であって、説明のために回転軸200の中心軸線Cの一方側の端面のみを示している。なお、上述の実施例と同一の構成については、同一の符号を付してその説明は省略する。また、同一の構成の作用も実質的に同一である。
<Other examples of sealing structure>
Next, another example of the mechanical seal sealing structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 are schematic partial cross-sectional views showing configurations of other examples of the sealing structure, and only an end surface on one side of the central axis C of the
図3は、2つのOリングと1つの環状部材とから構成される密封構造の例を示している。密封構造401は、Oリング411、412と環状部材420を備えている。密封構造401においても、上述の密封構造400と同様の作用効果が発揮される。一方、図4は、4つのOリングと3つの環状部材とから構成される密封構造の例を示している。密封構造402は、Oリング413の外径よりも大きい外径を有するOリング414と、環状部材430の外径よりも大きい外径を有する環状部材440を更に備えている。密封構造402においても、上述の密封構造400と同様の作用効果が発揮される。そして、密封構造が備えるOリングの数と環状部材の数を更に増やしても(ただし、環状部材の数はOリングの数よりも1小さい)、上述の密封構造400と同様の作用効果が発揮される。このように、本発明によれば、固定環120と端部302との間の環状隙間の大きさや形状、あるいは密封構造に要求される特性に応じて、Oリングの数を増減させることができる。また、密封構造401、402のように、Oリングの数と環状部材の数を増減させた密封構造においても、密封構造400と同様に、各Oリングや各環状部材の材質、形状等を適宜変更することができる。
FIG. 3 shows an example of a sealing structure composed of two O-rings and one annular member. The sealing
図5は、3つのOリングが、固定環120の押圧方向Pの反対方向に向かって径の大きいものから順に配置された密封構造の例を示している。密封構造403は、上述のOリン
グ411、412、413と、環状部材450、460とから構成される。環状部450、460は、上述の環状部材420等と同様のものであり、環状部材450は、環状部材460よりも大きい外径を有している。密封構造403においては、Oリング411、412、413が回転環110側から外径の大きい順に配置されている。なお、固定環120には、Oリング413が密着する、押圧方向Pに向かって縮径する傾斜面1230が設けられており、ハウジング300の端部302には、Oリング411が密着する、押圧方向Pの反対方向に向かって拡径する傾斜面3110が設けられている。また、環状部材450、460の外周側には、環状部材を介して隣り合う2つのOリングのうちの径の大きいOリングが密着する、押圧方向Pに向かって縮径する傾斜面452、462がそれぞれ設けられている。そして、両環状部材の内周側には、隣り合う2つのOリングのうちの径の小さいOリングが密着する、押圧方向Pの反対方向に向かって拡径する傾斜面451、461がそれぞれ設けられている。なお、密封構造403においては、傾斜面452、462、3110は、圧縮されたOリングの外周面に概ね沿うように形成された曲面から構成されている。一方、傾斜面451、461、1230は、テーパ面から構成されている。これにより、上述の密封構造400における傾斜面と同様の機能が発揮される。また、密封構造403においては、スプリング307は、Oリング413よりも径方向外側に配置されている。ただし、Oリング411、412、413の復元力によって、固定環120が押圧方向Pに十分に押圧されるのであれば、スプリング307は配置されなくてもよい。
FIG. 5 shows an example of a sealing structure in which three O-rings are arranged in order from the largest in the direction opposite to the pressing direction P of the
以上のような構成により、密封構造403においても、Oリング411、412、413の何れもが、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮されるため、各Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態にすることができる。したがって、密封構造403においても、上述の密封構造400と同様の作用効果が発揮される。なお、密封構造403においても、密封構造401、402と同様に、Oリングと環状部材の数を増減させることができる。また、密封構造403においても、各Oリングや各環状部材の材質、形状等を適宜変更することができる。
With the above configuration, in the sealing
図6は、3つのOリングが、固定環120の押圧方向Pの反対方向に向かって径の大きいものから順に配置された他の密封構造の例を示している。密封構造404においては、上記の密封構造403と同様に、Oリング411、412、413が回転環110側から外径の大きい順に配置されている。なお、本実施例においては、固定環120は、スプリング307によって押圧される環状の固定環ケース130を備えており、固定環120と固定環ケース130とによって固定環が構成されている。そして、固定環ケース130には、Oリング413が密着する、押圧方向Pに向かって縮径する傾斜面131が設けられており、ハウジング300の端部302には、上記の密封構造403と同様に傾斜面3110が設けられている。そして、密封構造403と同様に、環状部材450、460の外周側には、傾斜面452、462がそれぞれ設けられており、両環状部材の内周側には、傾斜面451、461がそれぞれ設けられている。なお、本実施例においては、傾斜面131、451、461は、圧縮されたOリングの外周面に概ね沿うように形成された曲面から構成されている。一方、傾斜面452、462、3110は、テーパ面から構成されている。これにより、上述の密封構造400における傾斜面と同様の機能が発揮される。また、密封構造404においては、スプリング307は、Oリング411よりも径方向内側に配置されている。ただし、Oリング411、412、413の復元力によって、固定環120が押圧方向Pに十分に押圧されるのであれば、スプリング307は配置されなくてもよい。
FIG. 6 shows an example of another sealing structure in which three O-rings are arranged in order from the largest in the direction opposite to the pressing direction P of the
以上のような構成により、密封構造404においても、Oリング411、412、413の何れもが、中心軸線方向と径方向のいずれの方向にも平行でない方向に圧縮されるため、各Oリングを、圧縮変形による復元力を中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる
状態にすることができる。したがって、密封構造404においても、上述の密封構造400と同様の作用効果が発揮される。なお、密封構造404においても、上記の他の密封構造と同様に、Oリングと環状部材の数を増減させることができる。また、密封構造404においても、各Oリングや各環状部材の材質、形状等を適宜変更することができる。なお、固定環120と固定環ケース130は一体的に構成されてもよい。
With the above-described configuration, even in the sealing
ここで、密封構造404においては、密封構造400と同様に、回転環110と固定環120との間に形成されるシール面の外周側が密封領域側Bとなっている。そのため、密封構造404においては、各Oリングの外周面における図中右側の部分が密封領域側Bに露出している。したがって、密封流体の圧力は、各Oリングに対して図中右側から左側に向かって作用する。これにより、密封流体の圧力を用いて更に固定環120を押圧方向Pに押圧することが可能になるため、シール面をより安定的に形成することが可能になる。特に、密封流体の圧力が高い場合には、密封構造404を採用することによって、より安定的にシール面を形成することが可能になる。このように、本発明に係る密封構造における複数のOリングの配置は、密封流体の圧力の高低に応じて定めてもよい。また、複数のOリングの配置は、密封流体の種類・特性に応じて定めてもよい。
Here, in the sealing
100:メカニカルシール 110:回転環 120:固定環
200:回転軸 300:ハウジング
400、401、402、403、404:密封構造
411、412、413:Oリング
420、430、440、450、460:環状部材
C:中心軸線 F:復元力 P:押圧方向
100: mechanical seal 110: rotating ring 120: fixed ring 200: rotating shaft 300:
Claims (7)
前記回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングに対して固定された、前記回転環における前記回転軸の中心軸線方向を向いた端面に対して摺動する固定環と、
を備えるメカニカルシールであって、
前記固定環は、前記中心軸線方向への移動が許容されつつ、回転移動が規制された状態で前記ハウジングに対して固定されているメカニカルシールにおいて、
前記固定環を前記回転環に向けて押圧しつつ、前記ハウジングと前記固定環との間の隙間を封止する密封構造を備え、
前記密封構造は、
互いに径の異なる、ゴム状弾性体製の複数のOリングと、
隣り合うOリングの間に一つずつ設けられる少なくとも一つの環状部材とから構成されており、
前記複数のOリングの何れもが、圧縮変形による復元力を前記中心軸線方向と径方向の両方向に作用させる状態で配置されていることを特徴とするメカニカルシール。 A rotating ring fixed to the rotation axis;
A fixed ring that is fixed to a housing having a shaft hole through which the rotary shaft is inserted, and that slides on an end surface of the rotary ring that faces the central axis direction of the rotary shaft;
A mechanical seal comprising:
In the mechanical seal that is fixed to the housing in a state in which the stationary ring is allowed to move in the direction of the central axis and is restricted in rotational movement,
A sealing structure that seals a gap between the housing and the stationary ring while pressing the stationary ring toward the rotating ring;
The sealing structure is
A plurality of O-rings made of rubber-like elastic bodies having different diameters,
Composed of at least one annular member provided one by one between adjacent O-rings,
All of the plurality of O-rings are arranged in a state in which a restoring force due to compressive deformation is applied in both the central axis direction and the radial direction.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5728077U (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | ||
JPS63183274U (en) * | 1987-05-12 | 1988-11-25 | ||
JP2008008318A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | Annular seal member and mechanical seal |
WO2009008289A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device |
WO2012169297A1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | イーグル工業株式会社 | Mechanical seal |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5728077U (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | ||
JPS63183274U (en) * | 1987-05-12 | 1988-11-25 | ||
JP2008008318A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | Annular seal member and mechanical seal |
WO2009008289A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device |
WO2012169297A1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | イーグル工業株式会社 | Mechanical seal |
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