JP2020190313A - Rotation preventive mechanism - Google Patents

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雅和 喜藤
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雅和 喜藤
寛志 田中
Hiroshi Tanaka
寛志 田中
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Yudai Negishi
雄大 根岸
宜昭 瀧ヶ平
Noriaki Takigahira
宜昭 瀧ヶ平
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Abstract

To provide a rotation preventive mechanism for a slide component developing high durability by suppressing the occurrence of wear and breakage.SOLUTION: The rotation preventive mechanism is used for a slide component 1 where a rotational slide ring 4 to be rotated in the peripheral direction together with a rotation side element R mounted to a rotary shaft 2 and a stationary slide ring 6 fixed to a stationary side element S slide against each other, to prevent the rotation of the rotational slide ring 4 relative to the rotation side element R or the stationary slide ring 6 relative to the stationary side element S. The rotation preventive mechanism includes a recessed part 6b, and a fitted part 17 fitted into the recessed part 6b. In the inner face of the recessed part 6b or in the outer face of the fitted part 17, dimple parts 14 are provided having recessed shapes.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、回転軸を軸封するメカニカルシール等の摺動部品に適用される回り止め機構に関する。 The present invention relates to a detent mechanism applied to a sliding component such as a mechanical seal that seals a rotating shaft.

摺動部品は、流体機器のハウジングと該ハウジングを貫通するように配置される回転軸との間に装着して使用されるものであり、ハウジング等により構成される静止側要素に固定される静止摺動環の摺動面と、回転軸等の回転側要素とともに回転する回転摺動環の摺動面とを周方向に摺接させて、被密封流体の漏れを防ぐものである。 The sliding component is used by being mounted between the housing of the fluid device and the rotating shaft arranged so as to penetrate the housing, and is fixed to a stationary side element composed of the housing or the like. The sliding surface of the sliding ring and the sliding surface of the rotating sliding ring that rotates together with the rotating side element such as the rotating shaft are brought into sliding contact with each other in the circumferential direction to prevent leakage of the sealed fluid.

このような摺動部品にあっては、回転軸に固定されるカラー等の回転側要素に軸方向に突設されたドライブピンが回転摺動環の背面に形成される凹部に嵌合することで、この回転摺動環は回転側要素に対し回り止めされ、回転軸とともに回転する構造となっている。同様にハウジング等の静止側要素に突設されたノックピンが静止摺動環の背面の凹部に嵌合することで、この静止摺動環は静止側要素に対し回り止めされ、静止状態を維持する構造となっている。すなわちこれらの摺動環の背面の凹部と、この凹部に嵌入されるドライブピンやノックピン等の回り止め部材の嵌入部とによって構成される回り止め機構は、摺動面を介し互いに摺動する摺動環の摺動トルクを受けて、摺動環の供回りを規制するように機能している(例えば、特許文献1)。 In such a sliding component, a drive pin projecting in the axial direction from a rotating side element such as a collar fixed to the rotating shaft is fitted into a recess formed on the back surface of the rotating sliding ring. The rotating sliding ring is prevented from rotating with respect to the element on the rotating side, and has a structure that rotates together with the rotating shaft. Similarly, a knock pin projecting from a stationary side element such as a housing is fitted into a recess on the back surface of the stationary sliding ring, so that the stationary sliding ring is prevented from rotating with respect to the stationary element and maintains a stationary state. It has a structure. That is, the detent mechanism composed of the recesses on the back surface of these sliding rings and the fitting portions of the detent members such as drive pins and knock pins fitted in the recesses slides with each other via the sliding surface. It functions to regulate the rotation of the sliding ring by receiving the sliding torque of the driving ring (for example, Patent Document 1).

特開2017−207147号公報(第2頁、第1図)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-207147 (Page 2, Fig. 1)

しかしながら、このような摺動部品に適用される回り止め機構にあっては、摺動環同士の回転摺動により、摺動環の背面側の凹部内面と嵌入部外面との当接箇所に発生する振動等を原因として、嵌入部や凹部に摩耗や破損が生じ易く、回り止め機構の耐久性に乏しかった。 However, in the detent mechanism applied to such sliding parts, due to the rotational sliding between the sliding rings, it occurs at the contact point between the inner surface of the recess on the back surface side of the sliding ring and the outer surface of the fitting portion. Due to the vibration and the like, the fitting portion and the recess are liable to be worn or damaged, and the durability of the detent mechanism is poor.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摩耗や破損の発生を抑制して耐久性の高い摺動部品用の回り止め機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a detent mechanism for sliding parts having high durability by suppressing the occurrence of wear and breakage.

前記課題を解決するために、本発明の回り止め機構は、
回転軸に取り付けられる回転側要素とともに周方向に回転する回転摺動環と、静止側要素に固定される静止摺動環とが相対摺動する摺動部品に用いられ、前記回転摺動環を前記回転側要素に対し回り止めし、若しくは前記静止摺動環を前記静止側要素に対し回り止めする回り止め機構であって、
前記回り止め機構は、凹部と、前記凹部内に嵌入される嵌入部と、から構成されており、前記凹部の内面若しくは前記嵌入部の外面に、凹形状を成すディンプル部が設けられている。
これによれば、凹部の内面若しくは凹部内に嵌入された嵌入部の外面に設けられたディンプル部に、周囲の流体が導入されることで、嵌入部の外面と凹部の内面との間に、流体膜を生成できるため、この流体膜によって嵌入部と凹部との接触個所を良好な潤滑状態にして、回り止め機構の摩耗や破損の発生を抑制することができる。
In order to solve the above problems, the detent mechanism of the present invention is used.
The rotating sliding ring is used for a sliding component in which a rotating sliding ring that rotates in the circumferential direction together with a rotating side element attached to the rotating shaft and a stationary sliding ring fixed to the stationary side element slide relative to each other. A detent mechanism that detents the rotating side element or detents the resting sliding ring from the resting side element.
The detent mechanism is composed of a recess and a fitting portion fitted into the recess, and a concave dimple portion is provided on the inner surface of the recess or the outer surface of the fitting portion.
According to this, the surrounding fluid is introduced into the dimple portion provided on the inner surface of the recess or the outer surface of the fitting portion fitted in the recess, so that the fluid is introduced between the outer surface of the fitting portion and the inner surface of the recess. Since a fluid film can be formed, the contact point between the fitting portion and the recess can be brought into a good lubrication state by this fluid film, and the occurrence of wear and breakage of the detent mechanism can be suppressed.

前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて、前記ディンプル部が延設されている。
これによれば、凹部の内面と嵌入部の外面との非接触領域から導入した流体を接触領域に向けて排出し易く、この接触領域に流体膜を確実に生成できる。
The dimple portion extends from a contact region between the outer surface of the fitting portion and the inner surface of the recess and a non-contact region excluding the contact region.
According to this, the fluid introduced from the non-contact region between the inner surface of the recess and the outer surface of the fitting portion can be easily discharged toward the contact region, and a fluid film can be reliably formed in this contact region.

前記ディンプル部は、前記摺動環の軸方向に延設されている。
これによれば、摺動環に軸方向に作用する振動を利用して、ディンプル部の全面に流体を導入し易い。
The dimple portion extends in the axial direction of the sliding ring.
According to this, it is easy to introduce the fluid to the entire surface of the dimple portion by utilizing the vibration acting on the sliding ring in the axial direction.

前記ディンプル部は、前記摺動環の軸方向に長径の楕円状に形成されている。
これによれば、楕円状に形成されたディンプルの端部まで流体を導入し易い。
The dimple portion is formed in an elliptical shape having a major axis in the axial direction of the sliding ring.
According to this, it is easy to introduce the fluid to the end of the dimple formed in an elliptical shape.

前記ディンプル部は、前記嵌入部の外面に複数設けられている。
これによれば、凹部内の潤滑性を高めることができる。
A plurality of dimple portions are provided on the outer surface of the fitting portion.
According to this, the lubricity in the recess can be improved.

前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて、前記複数のディンプル部を備えたディンプル形成領域が形成されている。
これによれば、凹部の内面と嵌入部の外面との非接触領域に溜めた流体を接触領域に導入することができる。
A dimple-forming region having the plurality of dimple portions is formed over a contact region between the outer surface of the fitting portion and the inner surface of the recess and a non-contact region excluding the contact region.
According to this, the fluid accumulated in the non-contact region between the inner surface of the recess and the outer surface of the fitting portion can be introduced into the contact region.

前記複数のディンプル部同士を連通する連通溝が設けられている。
これによれば、各ディンプル部に常に流体が供給され、潤滑性を維持することができる。
A communication groove is provided to communicate the plurality of dimple portions with each other.
According to this, the fluid is always supplied to each dimple portion, and the lubricity can be maintained.

前記複数のディンプル部は、同一ピッチに離間している。
これによれば、凹部内に均質な流体膜を生成することができる。
The plurality of dimple portions are separated from each other at the same pitch.
According to this, a homogeneous fluid film can be formed in the recess.

前記複数のディンプル部は、同一形状に設けられている。
これによれば、凹部内に均質な流体膜を生成することができる。
The plurality of dimple portions are provided in the same shape.
According to this, a homogeneous fluid film can be formed in the recess.

本発明の実施例のメカニカルシールの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the mechanical seal of the Example of this invention. 図1のA−A断面図である。It is sectional drawing of AA of FIG. 実施例1のメカニカルシールに被密封流体とバリア液が充填されている態様を示す図である。It is a figure which shows the mode in which the sealed fluid and the barrier liquid are filled in the mechanical seal of Example 1. 実施例1の回り止め機構の嵌合態様を示し、流体膜が形成されている態様を示す要部断面図である。It is sectional drawing of the main part which shows the fitting mode of the detent mechanism of Example 1, and shows the mode in which a fluid film is formed. 実施例1の変形例における回り止め機構の嵌合態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fitting mode of the detent mechanism in the modification of Example 1. FIG. 実施例2の回り止め機構の嵌合態様を示し、流体膜が形成されている態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fitting mode of the detent mechanism of Example 2, and shows the mode in which a fluid film is formed. 実施例2の変形例1における回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。It is sectional drawing of the main part which shows the fitting mode of the detent mechanism in the modification 1 of the second embodiment. 実施例2の変形例2における回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。It is sectional drawing of the main part which shows the fitting mode of the detent mechanism in the modification 2 of the second embodiment.

本発明に係る回り止め機構を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 A mode for carrying out the detent mechanism according to the present invention will be described below based on examples.

実施例1に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図1から図5を参照して説明する。以下、図1の紙面右側を大気領域である機外側、紙面左側を機内側として説明する。 The detent mechanism for mechanical sealing according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Hereinafter, the right side of the paper surface of FIG. 1 will be described as the outside of the machine, which is the atmospheric region, and the left side of the paper surface will be described as the inside of the machine.

図1に示されるように、実施例1の摺動部品としてのメカニカルシール1は、回転軸2とともに回転する回転摺動環としての回転密封環4と、シールカバー10に配設されたコイルスプリング8により付勢されているリテーナ18から押圧される静止摺動環としての静止密封環6と、を備えた静止形のメカニカルシール1である。また、本実施例のメカニカルシール1は、機外側のシールカバー10と機内側のシールカバー10’に対し回り止めされる円環状の静止密封環6,6’と、回転軸2に固定されたスリーブ3に対し回り止めされる回転密封環4,4’とが、軸方向に同一方向を向いて配設されているタンデム型のメカニカルシール1である。このメカニカルシール1は、シールカバー10,10’に回り止めピンとしてのノックピン7,7’を介して固定された円環状のケース9に回り止めされている静止密封環6,6’を有する静止側要素Sと、回転軸2とともに回転する回転密封環4,4’を有する回転側要素Rとで主に構成されている。 As shown in FIG. 1, the mechanical seal 1 as a sliding component of the first embodiment includes a rotary seal ring 4 as a rotary sliding ring that rotates together with a rotary shaft 2, and a coil spring arranged on the seal cover 10. It is a static mechanical seal 1 including a static sealing ring 6 as a static sliding ring pressed by a retainer 18 urged by 8. Further, the mechanical seal 1 of this embodiment is fixed to the rotary shaft 2 with an annular static sealing ring 6 or 6'that is prevented from rotating with respect to the seal cover 10 on the outside of the machine and the seal cover 10'on the inside of the machine. The rotary sealing rings 4 and 4'that are prevented from rotating with respect to the sleeve 3 are tandem type mechanical seals 1 that are arranged so as to face the same direction in the axial direction. The mechanical seal 1 is stationary having a static sealing ring 6, 6'which is detented to an annular case 9 fixed to the seal covers 10, 10'via knock pins 7, 7'as detent pins. It is mainly composed of a side element S and a rotating side element R having a rotating sealing ring 4, 4'that rotates together with the rotating shaft 2.

図1を用いて、回転側要素R及び静止側要素Sをより詳しく説明する。図1に示されるように回転側要素Rは、回転軸2に固定状態で取付けられたスリーブ3と、該スリーブ3に固定された回転環保持部材20,20’と、該回転環保持部材20,20’から機外側にそれぞれ略水平に延出する回り止めピンとしてのドライブピン5,5’と、該ドライブピン5,5’を介して回転軸2から伝えられる回転力によって周方向に回転する円環状の回転密封環4,4’と、から主に構成されている。 The rotating side element R and the stationary side element S will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the rotating side element R includes a sleeve 3 fixed to the rotating shaft 2, rotating ring holding members 20, 20'fixed to the sleeve 3, and the rotating ring holding member 20. , 20', drive pins 5, 5'as detent pins extending substantially horizontally to the outside of the machine, and rotational force transmitted from the rotation shaft 2 via the drive pins 5, 5'rotate in the circumferential direction. It is mainly composed of an annular rotary sealing ring 4, 4'.

静止側要素Sは、シールカバー10,10’が軸方向に隣接するように配置され、連結ボルト11をシールカバー10,10’の軸方向に挿通させて機器本体Mに固定されている。また、シールカバー10,10’には、リテーナ18,18’を背面側から軸方向に向けて付勢するコイルスプリング8,8’と、回転密封環4,4’と摺接される静止密封環6,6’の供回りを防止するノックピン7,7’とが取り付けられている。ノックピン7,7’は、ケース9,9’の背面側から軸方向に向けて係合するようになっており、ケース9,9’は、シールカバー10,10’内において、静止密封環6,6’の外径側に内嵌されている。 The stationary side elements S are arranged so that the seal covers 10 and 10'are adjacent to each other in the axial direction, and the connecting bolts 11 are inserted through the seal covers 10 and 10'in the axial direction and fixed to the device main body M. Further, the seal covers 10 and 10'are statically sealed by sliding contact with the coil springs 8 and 8'that urge the retainers 18 and 18' from the back side in the axial direction and the rotary sealing rings 4 and 4'. Knock pins 7, 7'to prevent the rings 6, 6'from rotating are attached. The knock pins 7, 7'are engaged in the axial direction from the back side of the cases 9, 9', and the cases 9, 9'are in the seal covers 10, 10', and the static sealing ring 6 is provided. , 6'is fitted inward on the outer diameter side.

また、図1に示されるようにシールカバー10は、径方向に形成されたバリア液流入口19とクエンチング液流入口49を有し、またシールカバー10’は径方向に形成されたフラッシング液流入口39とバリア液流出口29を有している。バリア液流入口19から流入されたバリア液Bは、ケース9によって径方向に連通されている連通路L1を通過し、後述する空間Zに流入され、空間Zからバリア液流出口29へ流動するようになっている。また、バリア液Bは、被密封流体Hよりも高圧になるように流体圧は管理されている。本実施例のメカニカルシール1は、上述したようにタンデム型であり、軸方向に同様に配置された構成を有しているため、以下は機外側の静止密封環6、回転密封環4等の構成について説明し、機内側の構成については説明を省略する。 Further, as shown in FIG. 1, the seal cover 10 has a barrier liquid inflow port 19 and a quenching liquid inflow port 49 formed in the radial direction, and the seal cover 10'has a flushing liquid formed in the radial direction. It has an inflow port 39 and a barrier liquid outflow port 29. The barrier liquid B flowing in from the barrier liquid inflow port 19 passes through the communication passage L1 communicating in the radial direction by the case 9, flows into the space Z described later, and flows from the space Z to the barrier liquid outflow port 29. It has become like. Further, the fluid pressure of the barrier liquid B is controlled so as to be higher than that of the sealed fluid H. Since the mechanical seal 1 of this embodiment is a tandem type as described above and has a configuration similarly arranged in the axial direction, the following are the static sealing ring 6 and the rotary sealing ring 4 on the outside of the machine. The configuration will be described, and the description of the internal configuration will be omitted.

図1に示されるように、シールカバー10は、軸方向視環状に形成されており、リテーナ18を軸方向に向けて付勢するようにコイルスプリング8が周方向に等配に複数配設されている。このようにコイルスプリング8が複数等配に配設されていることで、リテーナ18が静止密封環6の背面6aを均等な面圧で、回転密封環4に向けた付勢力を軸方向に伝達するように構成されている。また、シールカバー10には、周方向に等配されているコイルスプリング8よりも外周側に穴部10aが同様に周方向に等配に形成されており、この穴部10aに後述するノックピン7の圧入部27が圧入固定されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the seal cover 10 is formed in an axially axially annular shape, and a plurality of coil springs 8 are evenly arranged in the circumferential direction so as to urge the retainer 18 in the axial direction. ing. By arranging the coil springs 8 in a plurality of equal arrangements in this way, the retainer 18 transmits the urging force toward the rotary sealing ring 4 in the axial direction with the uniform surface pressure on the back surface 6a of the static sealing ring 6. It is configured to do. Further, the seal cover 10 is similarly formed with holes 10a on the outer peripheral side of the coil springs 8 evenly arranged in the circumferential direction, and the knock pins 7 described later are formed in the holes 10a. The press-fitting portion 27 of the above is press-fitted and fixed.

次に、ケース9について詳しく説明する。図2に示されるようにケース9は、軸方向視円環の筒状に形成された筒部90と、該筒部90から内径側に突出して軸方向に延設された柱状の嵌入部としての突出部91と、該筒部90に径方向に貫通形成された連通路L1と、から主に形成されている。突出部91は連通路L1と同位相、すなわち周方向及び径方向に対向する位置に配置されている。突出部91は、周方向に面して配置される一対の平面からなる側壁部91aと、内径方向に面する平面からなる底部91bとから構成された角柱状に形成されており、側壁部91aには、側面視楕円状で底部が断面視湾曲状に形成された側壁部91aの面よりも窪んだ凹部であるディンプル部14が複数形成されている。また、静止密封環6の外周面6cには、軸方向に亘って矩形状の凹部6dが形成されており、先述したケース9の突出部91が遊嵌するように大形に形成されている。これによりケース9の突出部91が静止密封環6の凹部6d内に径方向若しくは軸方向から挿入され、周方向に嵌合するようになっており、回転密封環4と摺接される静止密封環6の供回りを防止することができるようになっている。すなわち凹部6dと突出部91とにより回り止め機構が構成されている。 Next, the case 9 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the case 9 has a tubular portion 90 formed in a tubular shape of an axially-viewing ring and a columnar fitting portion extending axially from the tubular portion 90 so as to project toward the inner diameter side. It is mainly formed from the protruding portion 91 of the above and the communication passage L1 formed through the tubular portion 90 in the radial direction. The protruding portion 91 is arranged in the same phase as the communication passage L1, that is, at a position facing the circumferential direction and the radial direction. The projecting portion 91 is formed in a prismatic shape composed of a side wall portion 91a formed of a pair of planes arranged facing the circumferential direction and a bottom portion 91b formed of a plane facing the inner diameter direction, and the side wall portion 91a is formed. Is formed with a plurality of dimple portions 14 which are recesses recessed from the surface of the side wall portion 91a having an elliptical side view and a curved bottom portion. Further, a rectangular recess 6d is formed on the outer peripheral surface 6c of the static sealing ring 6 in the axial direction, and the protrusion 91 of the case 9 described above is formed in a large shape so as to be loosely fitted. .. As a result, the protruding portion 91 of the case 9 is inserted into the recess 6d of the static sealing ring 6 from the radial direction or the axial direction and is fitted in the circumferential direction, and is statically sealed in sliding contact with the rotary sealing ring 4. It is possible to prevent the ring 6 from rotating. That is, a detent mechanism is formed by the recess 6d and the protrusion 91.

次に図3を用いて、本実施例のメカニカルシール1稼働時において、被密封流体Hと、被密封液体としてのバリア液Bと、漏れ側である大気Aとが占有する領域を説明する。図3に示されるように、機内側である紙面左方側には、被密封流体Hが回転密封環4’と静止密封環6’との摺動部E’によって密封されている。機外側である紙面右方側には、大気Aが回転密封環4と静止密封環6との摺動部Eによって区画されている。また、回転密封環4’と静止密封環6’との摺動部E’と、回転密封環4と静止密封環6との摺動部Eとの間に形成されている空間Zには、バリア液流入口19から流入されたバリア液Bが密封されている。 Next, with reference to FIG. 3, a region occupied by the sealed fluid H, the barrier liquid B as the sealed liquid, and the air A on the leak side during the operation of the mechanical seal 1 of this embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the fluid H to be sealed is sealed by the sliding portion E'between the rotary sealing ring 4'and the static sealing ring 6'on the left side of the paper surface inside the machine. Atmosphere A is partitioned by a sliding portion E of a rotary sealing ring 4 and a static sealing ring 6 on the right side of the paper surface on the outside of the machine. Further, in the space Z formed between the sliding portion E'between the rotary sealing ring 4'and the static sealing ring 6'and the sliding portion E between the rotary sealing ring 4 and the static sealing ring 6, The barrier liquid B flowing in from the barrier liquid inflow port 19 is sealed.

また、バリア液流入口19から流入されたバリア液Bは、回転密封環4と静止密封環6との摺動部Eと、回転密封環4’と静止密封環6’との摺動部E’と、シールカバー10,10’とから形成される空間Zに充填され、バリア液流出口29から流出されるようになっている。また、バリア液Bは被密封流体Hより高圧になるように管理されているので、摺動部E’の摺動不良により異常が発生したとしても、被密封流体Hが空間Z側へ流入することを抑えるように構成されている。 Further, the barrier liquid B flowing in from the barrier liquid inflow port 19 has a sliding portion E between the rotary sealing ring 4 and the static sealing ring 6 and a sliding portion E between the rotary sealing ring 4'and the static sealing ring 6'. The space Z formed from the'and the seal covers 10 and 10'is filled and flows out from the barrier liquid outlet 29. Further, since the barrier liquid B is controlled to have a higher pressure than the sealed fluid H, the sealed fluid H flows into the space Z side even if an abnormality occurs due to a sliding defect of the sliding portion E'. It is configured to keep things down.

図4を用いて、本実施例のメカニカルシール1稼働時における、ケース9と静止密封環6との嵌合態様について詳しく説明する。リテーナ18(図1参照)を介してコイルスプリング8に付勢された静止密封環6に対向する回転密封環4が周方向に回転すると、この静止密封環6の凹部6d内に遊嵌状態で嵌入された突出部91の側壁部91aが、凹部6dの一方の内壁面6eに周方向に押圧状態で当接することで、静止密封環6の供回りを規制する。ケース9の突出部91における側壁部91aには、ディンプル部14が各々軸方向に長径に形成され、径方向及び軸方向に所定ピッチで離間してマトリックス状に整然と並設された状態で複数形成されている。このようにすることで、バリア液Bをディンプル部14内に滞留させることができ、突出部91の側壁部91aと凹部6dの一方の内壁面6e間に均一な流体膜Fが形成されるようになっている。尚、ケース9’と静止密封環6’については、被密封流体Hを凹部6d’内に導入するようになっている。 With reference to FIG. 4, the fitting mode of the case 9 and the static sealing ring 6 when the mechanical seal 1 of this embodiment is in operation will be described in detail. When the rotary sealing ring 4 facing the static sealing ring 6 urged by the coil spring 8 via the retainer 18 (see FIG. 1) rotates in the circumferential direction, it is loosely fitted in the recess 6d of the static sealing ring 6. The side wall portion 91a of the fitted protruding portion 91 abuts on one inner wall surface 6e of the recess 6d in a circumferential direction, thereby restricting the rotation of the static sealing ring 6. A plurality of dimple portions 14 are formed in the side wall portion 91a of the projecting portion 91 of the case 9 in a major axis in the axial direction, and are spaced apart from each other at a predetermined pitch in the radial direction and the axial direction and arranged in a matrix. Has been done. By doing so, the barrier liquid B can be retained in the dimple portion 14, and a uniform fluid film F is formed between the side wall portion 91a of the protrusion 91 and one inner wall surface 6e of the recess 6d. It has become. For the case 9'and the static sealing ring 6', the sealed fluid H is introduced into the recess 6d'.

図5(a)に示されるように、突出部91における側壁部91aのディンプル部14と、各ディンプル部14同士の間隙に形成される平坦なランド部15とからなり平面状に形成されるディンプル形成領域Dは、軸方向の両端側まで広く延設されている。すなわちディンプル形成領域Dは、側壁部91aと凹部6dの内壁面6eとの接触領域S1と、側壁部91aと凹部6dの内壁面6eとの非接触領域S2とにかけて延設されており、バリア液流入口19から流入されたバリア液Bを、非接触領域S2から接触領域S1に向けて導入させ易くなっている。よって、バリア液Bを凹部6dの軸方向及び径方向の内奥まで導入させ、より広い領域で流体膜Fを得ることができる。 As shown in FIG. 5A, the dimples formed in a plane are composed of the dimple portion 14 of the side wall portion 91a of the protruding portion 91 and the flat land portion 15 formed in the gap between the dimple portions 14. The formation region D extends widely to both ends in the axial direction. That is, the dimple forming region D extends over the contact region S1 between the side wall portion 91a and the inner wall surface 6e of the recess 6d and the non-contact region S2 between the side wall portion 91a and the inner wall surface 6e of the recess 6d, and is a barrier liquid. The barrier liquid B flowing in from the inflow port 19 is easily introduced from the non-contact region S2 toward the contact region S1. Therefore, the barrier liquid B can be introduced to the inner part of the concave portion 6d in the axial direction and the radial direction to obtain the fluid film F in a wider region.

また、図5(a)に示されるように、ディンプル部14は、軸方向に長径な楕円形状であることに加え、回転密封環4と静止密封環6との摺動による微振動により、接触領域S1近傍の非接触領域S2に形成されているディンプル部14a内に溜められている流体を接触領域S1側へ排出し易くなっている。また、図5(b)に示されるように、凹部6dの内壁面6eに対して、複数のディンプル部14のうち一部のディンプル部14bを横過するように突出部91を配置することとしてもよい。 Further, as shown in FIG. 5A, the dimple portion 14 has an elliptical shape having a major axis in the axial direction, and is in contact with the dimple portion 14 due to slight vibration due to sliding between the rotary sealing ring 4 and the static sealing ring 6. The fluid stored in the dimple portion 14a formed in the non-contact region S2 near the region S1 is easily discharged to the contact region S1 side. Further, as shown in FIG. 5B, the protruding portion 91 is arranged on the inner wall surface 6e of the recess 6d so as to cross a part of the dimple portions 14b among the plurality of dimple portions 14. May be good.

ここで図6に示されるように、上述した突出部91に形成されていた複数のディンプル部14の変形例として、静止密封環6の凹部6dの内壁面6eに、複数のディンプル部24を形成してもよい。また、内壁面6eの両端にかけて複数のディンプル部24を形成させることで、流体を導入し易い。 Here, as shown in FIG. 6, as a modification of the plurality of dimple portions 14 formed in the above-mentioned protruding portion 91, a plurality of dimple portions 24 are formed on the inner wall surface 6e of the recess 6d of the static sealing ring 6. You may. Further, by forming a plurality of dimple portions 24 over both ends of the inner wall surface 6e, it is easy to introduce a fluid.

以上、実施例1及び変形例において説明したように、回転軸2に取り付けられる回転側要素Rとともに周方向に回転する回転密封環4と、静止側要素Sに固定される静止密封環6とが相対摺動する摺動部品に用いられ、回転密封環6を回転側要素Rに対し回り止めし、若しくは静止密封環6を静止側要素Sに対し回り止めする回り止め機構であって、回り止め機構は、静止密封環6の背面に形成された凹部6dと、該凹部6d内に嵌入されるケース9の突出部91と、から構成されており、凹部6dの内面若しくは突出部91の外面に、凹形状を成すディンプル部14が設けられていることから、凹部6dの内面若しくは凹部内に嵌入された突出部91の外面に設けられたディンプル部14に、周囲の流体が導入されることで、突出部91の外面と凹部6dの内面との間に、流体膜Fを生成できるため、この流体膜Fによって突出部91と凹部6dとの接触個所を良好な潤滑状態にして、回り止め機構の摩耗や破損の発生を抑制することができる。 As described above, as described in the first embodiment and the modified example, the rotary sealing ring 4 that rotates in the circumferential direction together with the rotating side element R attached to the rotating shaft 2 and the static sealing ring 6 fixed to the stationary side element S are A detent mechanism used for sliding parts that slide relative to each other to prevent the rotary sealing ring 6 from rotating with respect to the rotating side element R or the static sealing ring 6 from rotating with respect to the stationary side element S. The mechanism is composed of a recess 6d formed on the back surface of the static sealing ring 6 and a protruding portion 91 of the case 9 fitted in the recess 6d, and is formed on the inner surface of the recess 6d or the outer surface of the protruding portion 91. Since the concave dimple portion 14 is provided, the surrounding fluid is introduced into the dimple portion 14 provided on the inner surface of the concave portion 6d or the outer surface of the protruding portion 91 fitted in the concave portion. Since a fluid film F can be formed between the outer surface of the protruding portion 91 and the inner surface of the recess 6d, the fluid film F keeps the contact point between the protruding portion 91 and the recess 6d in a good lubrication state to prevent rotation. It is possible to suppress the occurrence of wear and tear.

また、図5(b)に示されるように、突出部91の外面と凹部6dの内面との接触領域S1と、該接触領域S1を除く非接触領域S2とにかけて、ディンプル部14bが延設されていることから、凹部6dの内面と突出部91の外面との非接触領域S2から導入した流体を接触領域S1に向けて排出し易く、この接触領域S1に流体膜Fを確実に生成できる。 Further, as shown in FIG. 5B, the dimple portion 14b extends from the contact region S1 between the outer surface of the protruding portion 91 and the inner surface of the recess 6d and the non-contact region S2 excluding the contact region S1. Therefore, the fluid introduced from the non-contact region S2 between the inner surface of the recess 6d and the outer surface of the protrusion 91 can be easily discharged toward the contact region S1, and the fluid film F can be reliably generated in the contact region S1.

また、ディンプル部14は、摺動環としての静止密封環6の軸方向に延設されていることから、静止密封環6に軸方向に作用する振動を利用して、ディンプル部14の全面に流体を導入し易い。 Further, since the dimple portion 14 extends in the axial direction of the static sealing ring 6 as a sliding ring, the vibration acting on the static sealing ring 6 in the axial direction is utilized to cover the entire surface of the dimple portion 14. Easy to introduce fluid.

また、ディンプル部14は、摺動環としての静止密封環6の軸方向に長径の楕円状に形成されていることから、楕円状に形成されたディンプルの端部まで流体を導入し易い。 Further, since the dimple portion 14 is formed in an elliptical shape having a major axis in the axial direction of the static sealing ring 6 as a sliding ring, it is easy to introduce the fluid to the end portion of the dimple formed in the elliptical shape.

また、ディンプル部14は、突出部91の側壁部91aに複数設けられていることから、凹部6d内の潤滑性を高めることができる。 Further, since a plurality of dimple portions 14 are provided on the side wall portion 91a of the protruding portion 91, the lubricity in the recess 6d can be improved.

また、複数のディンプル部14は、同一ピッチに離間していることから、凹部6d内に均質な流体膜Fを生成することができる。 Further, since the plurality of dimple portions 14 are separated from each other at the same pitch, a homogeneous fluid film F can be formed in the recess 6d.

また、複数のディンプル部14は、同一形状に設けられていることから、凹部6d内に均質な流体膜Fを生成することができる。 Further, since the plurality of dimple portions 14 are provided in the same shape, a homogeneous fluid film F can be generated in the recess 6d.

また、突出部91の外面と凹部6dの内面との接触領域S1と、該接触領域S1を除く非接触領域S2とにかけて、複数のディンプル部14を備えたディンプル形成領域Dが形成されていることから、凹部6dの内面と嵌入部の外面との非接触領域S2に溜めた流体を接触領域S1に導入することができる。 Further, a dimple forming region D having a plurality of dimple portions 14 is formed over the contact region S1 between the outer surface of the protruding portion 91 and the inner surface of the recess 6d and the non-contact region S2 excluding the contact region S1. Therefore, the fluid accumulated in the non-contact region S2 between the inner surface of the recess 6d and the outer surface of the fitting portion can be introduced into the contact region S1.

次に、実施例2に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図7および図8を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。 Next, the detent mechanism for mechanical sealing according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The same components as those shown in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

実施例2におけるメカニカルシール用回り止め機構について説明する。図7に示されるように、本実施例においては、リテーナ18を省略しコイルスプリング8が静止密封環6の背面に接して付勢するものであり、静止密封環6の背面6aに径方向且つ矩形に切欠かれた切欠き部6bが形成され、シールカバー10の側面に形成された穴部10bに圧入された水平方向に延びるノックピン7Aが切欠き部6bに嵌入されることにより、静止密封環6が回転密封環4との摺動による供回りを規制させるものである。 The detent mechanism for mechanical sealing in the second embodiment will be described. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the retainer 18 is omitted and the coil spring 8 is urged in contact with the back surface of the static sealing ring 6 in the radial direction and on the back surface 6a of the static sealing ring 6. A notch 6b notched in a rectangular shape is formed, and a horizontally extending knock pin 7A press-fitted into the hole 10b formed on the side surface of the seal cover 10 is fitted into the notch 6b to form a static sealing ring. 6 regulates the rotation due to sliding with the rotary sealing ring 4.

図7に示されるように、ノックピン7Aは、シールカバー10の穴部10bと略同径に形成され、穴部10bに圧入固定可能な固定部としての圧入部27と、この圧入部27よりも大径に形成され、シールカバー10から略水平に突出される嵌入部17と、から主に構成されている。 As shown in FIG. 7, the knock pin 7A is formed to have substantially the same diameter as the hole portion 10b of the seal cover 10, and has a press-fitting portion 27 as a fixing portion that can be press-fitted and fixed to the hole portion 10b, and the press-fitting portion 27. It is mainly composed of a fitting portion 17 which is formed to have a large diameter and projects substantially horizontally from the seal cover 10.

また、ノックピン7Aの嵌入部17は、静止密封環6の背面6a側にノックピン7Aの配置に対応して形成された凹部としての切欠き部6b内に、軸方向に遊嵌状態で嵌入するように配設され、回転密封環4との摺動による静止密封環6の周方向の移動を規制しつつ、軸方向への移動を許容されるようになっている。この切欠き部6bは、ノックピン7Aの嵌入部17よりも大形且つ軸方向に長寸に形成されている。 Further, the fitting portion 17 of the knock pin 7A is fitted in the notch portion 6b as a recess formed on the back surface 6a side of the static sealing ring 6 in a loosely fitted state in the axial direction so as to correspond to the arrangement of the knock pin 7A. The static sealing ring 6 is allowed to move in the axial direction while restricting the movement in the circumferential direction due to sliding with the rotary sealing ring 4. The notch portion 6b is formed to be larger than the fitting portion 17 of the knock pin 7A and to be longer in the axial direction.

嵌入部17は角柱状に形成され、その外周面17bには、径方向に及び軸方向に複数のディンプル部34aがマトリックス状に整然と並設され、かつ複数のディンプル部34aを径方向に形成された矩形状の連結溝部34bによって連結させた連結ディンプル部34が軸方向に複数条形成されている。より詳しくは、連結ディンプル部34は、複数のディンプル部34aと連結溝部34bとから形成されており、複数のディンプル部34aは、側面視楕円状で底部が断面視湾曲状に形成されており、また、軸方向に長径部が形成され、軸方向に所定ピッチで離間している。連結溝部34bは、同一幅及び同一深さで断面視矩形状に穿設されており、径方向に並設された複数のディンプル部34aを連通させるように径方向に形成されている。このことから、各ディンプル部34aに常に流体が供給され、潤滑性を維持することができ、流体膜Fを嵌入部17の外周面17bと切欠き部6bとの当接面の全面に亘り形成させることができるようになっている。なお、連結溝部34bは、複数のディンプル部34aを径方向に連通させるものに限られず、複数のディンプル部34aを軸方向に連通させるものでもよいし、あるいは複数のディンプル部34aを径方向且つ軸方向に連通させるものであっても構わない。 The fitting portion 17 is formed in a prismatic shape, and a plurality of dimple portions 34a are arranged in a matrix in an orderly manner in the radial direction and the axial direction on the outer peripheral surface 17b thereof, and the plurality of dimple portions 34a are formed in the radial direction. A plurality of connecting dimple portions 34 connected by the rectangular connecting groove portions 34b are formed in the axial direction. More specifically, the connecting dimple portion 34 is formed of a plurality of dimple portions 34a and a connecting groove portion 34b, and the plurality of dimple portions 34a are formed in a lateral view elliptical shape and a bottom portion in a cross-sectional view curved shape. Further, a major axis portion is formed in the axial direction and is separated at a predetermined pitch in the axial direction. The connecting groove portion 34b is bored in a rectangular shape in a cross-sectional view with the same width and the same depth, and is formed in the radial direction so as to communicate a plurality of dimple portions 34a arranged side by side in the radial direction. From this, the fluid is always supplied to each dimple portion 34a, the lubricity can be maintained, and the fluid film F is formed over the entire surface of the contact surface between the outer peripheral surface 17b of the fitting portion 17 and the notch portion 6b. It is designed to be able to. The connecting groove portion 34b is not limited to one in which a plurality of dimple portions 34a are communicated in the radial direction, and may be one in which a plurality of dimple portions 34a are communicated in the axial direction, or a plurality of dimple portions 34a are radially and axially communicated with each other. It may be communicated in the direction.

図8に示されるように、嵌入部17に形成された連結ディンプル部34の変形例として、ノックピン7Bの径方向の外面17aと内面17cとに開放されて同一幅及び同一深さで断面視矩形状に穿設された連通溝部44bが形成されている連通ディンプル部44を配設することとしてもよい。このようにすることで、ノックピン7Bの外面17aから流体を導入させ、各ディンプル部44aに常に流体が供給させることができ、より潤滑性を維持させることができる。 As shown in FIG. 8, as a modification of the connecting dimple portion 34 formed in the fitting portion 17, the knock pin 7B is opened to the radial outer surface 17a and the inner surface 17c of the knock pin 7B and has the same width and depth in cross-sectional viewing. The communication dimple portion 44 in which the communication groove portion 44b bored in the shape is formed may be arranged. By doing so, the fluid can be introduced from the outer surface 17a of the knock pin 7B, and the fluid can be constantly supplied to each dimple portion 44a, and the lubricity can be further maintained.

また、特に図示しないが、回転密封環4をスリーブ3に対し回り止めするドライブピン5の外周面に、上述したノックピン7Aと同様に連結ディンプル部または連通ディンプル部が形成されていてもよい。 Further, although not particularly shown, a connecting dimple portion or a communicating dimple portion may be formed on the outer peripheral surface of the drive pin 5 that prevents the rotary sealing ring 4 from rotating with respect to the sleeve 3 as in the knock pin 7A described above.

以上、実施例2及び変形例において説明したように、複数のディンプル部34a同士を連通する連通溝部34bが設けられていることから、各ディンプル部34aに常に流体が供給され、潤滑性を維持することができる。 As described above in the second embodiment and the modified example, since the communication groove portion 34b for communicating the plurality of dimple portions 34a is provided, the fluid is always supplied to each dimple portion 34a to maintain the lubricity. be able to.

上述したように、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 As described above, examples of the present invention have been described with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these examples, and the present invention may be changed or added without departing from the gist of the present invention. Included in the invention.

例えば、前記実施例では、ノックピン7A、7Bの嵌入部17を角柱状と説明したが、これに限られず、円柱状や六角柱状としてもよい。 For example, in the above embodiment, the fitting portion 17 of the knock pins 7A and 7B has been described as being prismatic, but the present invention is not limited to this, and may be cylindrical or hexagonal columnar.

また、前記実施例では、突出部91にディンプル部14が形成されていたが、これに限られず、ドライブピン5にディンプル部が形成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the dimple portion 14 is formed on the protruding portion 91, but the present invention is not limited to this, and the dimple portion may be formed on the drive pin 5.

また、前記実施例では、静止密封環6若しくは回転密封環4に回り止め機構を構成する凹部が形成されているが、これに限らず例えば、メカニカルシールに静止密封環6をシールカバー10に係止する係止体、若しくは回転密封環4をスリーブ3に係止するための係止体が構成されている場合、当該係止体に凹部が形成されてもよい。また例えば、シールカバー10若しくはスリーブ3に凹部が形成されてもよく、該凹部に嵌入される嵌入部が静止密封環6若しくは回転密封環4に設けられても構わない。 Further, in the above embodiment, the static sealing ring 6 or the rotary sealing ring 4 is formed with a recess constituting the detent mechanism, but the present invention is not limited to this. For example, the static sealing ring 6 is attached to the seal cover 10 for the mechanical seal. When a locking body for stopping or a locking body for locking the rotary sealing ring 4 to the sleeve 3 is configured, a recess may be formed in the locking body. Further, for example, a recess may be formed in the seal cover 10 or the sleeve 3, and the fitting portion fitted in the recess may be provided in the static sealing ring 6 or the rotary sealing ring 4.

また、前記実施例では、タンデム型のメカニカルシール1に回り止め機構が適用されているが、これに限らず本発明に係る回り止め機構は、シングル型、ダブル型のメカニカルシールに適用されてもよいし、スラスト軸受等の摺動部品に適用されてもよい。 Further, in the above embodiment, the detent mechanism is applied to the tandem type mechanical seal 1, but the detent mechanism according to the present invention is not limited to this, even if it is applied to the single type and double type mechanical seals. Alternatively, it may be applied to sliding parts such as thrust bearings.

また、前記実施例1の変形例で説明したように、凹部の内壁面にディンプル部を設ける事項を、実施例2等においても適用可能である。 Further, as described in the modified example of the first embodiment, the matter of providing the dimple portion on the inner wall surface of the recess can be applied to the second embodiment and the like.

1 メカニカルシール(摺動部品)
2 回転軸
3 スリーブ
4,4’ 回転密封環
5,5’ ドライブピン
6,6’ 静止密封環
6a 背面
6b 切欠き部(凹部)
6c 外周面
6d 凹部
6e 内壁面
7,7’ ノックピン
7A ノックピン
7B ノックピン
8 コイルスプリング
9 ケース
10 シールカバー
10a 穴部
10b 穴部
11 連結ボルト
14 ディンプル部
14a ディンプル部
14b ディンプル部
17 嵌入部
17b 外周面
19 バリア液流入口
20 回転環保持部材
27 圧入部
29 バリア液流出口
34 連結ディンプル部
34b 連結溝部
44 連通ディンプル部
44b 連通溝部
B バリア液
D ディンプル形成領域
E 摺動部
F 流体膜
H 被密封流体
M 機械本体
L1 連通路
R 回転側要素
S 静止側要素
S1 接触領域
S2 非接触領域
Z 空間
1 Mechanical seal (sliding parts)
2 Rotating shaft 3 Sleeve 4, 4'Rotating sealing ring 5, 5'Drive pin 6, 6'Resting sealing ring 6a Back surface 6b Notch (recess)
6c Outer surface 6d Recess 6e Inner wall surface 7,7' Knock pin 7A Knock pin 7B Knock pin 8 Coil spring 9 Case 10 Seal cover 10a Hole 10b Hole 11 Connecting bolt 14 Dimple 14a Dimple 14b Dimple 17 Fitting 17b Outer surface 19 Barrier liquid inflow port 20 Rotating ring holding member 27 Press-fitting part 29 Barrier liquid outflow port 34 Connecting dimple part 34b Connecting groove part 44 Communication dimple part 44b Communication groove part B Barrier liquid D Dimple forming area E Sliding part F Fluid film H Sealed fluid M Machine body L1 Communicating passage R Rotating side element S Resting side element S1 Contact area S2 Non-contact area Z Space

Claims (7)

回転軸に取り付けられる回転側要素とともに周方向に回転する回転摺動環と、静止側要素に固定される静止摺動環とが相対摺動する摺動部品に用いられ、前記回転摺動環を前記回転側要素に対し回り止めし、若しくは前記静止摺動環を前記静止側要素に対し回り止めする回り止め機構であって、
前記回り止め機構は、凹部と、前記凹部内に嵌入される嵌入部と、から構成されており、前記凹部の内面若しくは前記嵌入部の外面に、凹形状を成すディンプル部が設けられている回り止め機構。
The rotating sliding ring is used for a sliding component in which a rotating sliding ring that rotates in the circumferential direction together with a rotating side element attached to the rotating shaft and a stationary sliding ring fixed to the stationary side element slide relative to each other. A detent mechanism that detents the rotating side element or detents the resting sliding ring from the resting side element.
The detent mechanism is composed of a recess and an fitting portion to be fitted into the recess, and a dimple portion having a concave shape is provided on the inner surface of the recess or the outer surface of the fitting portion. Stop mechanism.
前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて、前記ディンプル部が延設されている請求項1に記載の回り止め機構。 The detent mechanism according to claim 1, wherein the dimple portion extends over a contact region between the outer surface of the fitting portion and the inner surface of the recess, and a non-contact region excluding the contact region. 前記ディンプル部は、前記摺動環の軸方向に延設されている請求項1または2に記載の回り止め機構。 The detent mechanism according to claim 1 or 2, wherein the dimple portion extends in the axial direction of the sliding ring. 前記ディンプル部は、前記摺動環の軸方向に長径の楕円状に形成されている請求項3に記載の回り止め機構。 The detent mechanism according to claim 3, wherein the dimple portion is formed in an elliptical shape having a major axis in the axial direction of the sliding ring. 前記ディンプル部は、前記嵌入部の外面に複数設けられている請求項1ないし4のいずれかに記載の回り止め機構。 The detent mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the dimple portion is provided on the outer surface of the fitting portion in plurality. 前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて、前記複数のディンプル部を備えたディンプル形成領域が形成されている請求項5に記載の回り止め機構。 The circumference according to claim 5, wherein a dimple forming region having the plurality of dimple portions is formed over a contact region between the outer surface of the fitting portion and the inner surface of the recess and a non-contact region excluding the contact region. Stop mechanism. 前記複数のディンプル部同士を連通する連通溝が設けられている請求項5または6に記載の回り止め機構。 The detent mechanism according to claim 5 or 6, wherein a communication groove for communicating the plurality of dimple portions is provided.
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