JP2024003623A - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

【課題】弾性密封体とケースとの間の密封性を保つことができるメカニカルシールを提供すること。【解決手段】回転機器の回転軸を包囲するハウジング３と、径方向に延びる径方向壁１０ｂを有し、ハウジング３に取り付けられる静止側ケース１０と、静止側ケース１０にスプリング１３を介して保持される静止密封環１１と、静止密封環１１と対向し回転軸２に取り付けられる回転密封環２１と、静止密封環１１と静止側ケース１１との間を密封するベローズ１２と、ベローズ１２を静止側ケース１１に向かって径方向に押圧するバンド６０を備え、ベローズ１２は径方向壁１０ｂと当接する当接面１５７を有し、径方向において、バンド６０とベローズ１２が接触する最も反被密封流体側（内径側）の位置（例えば、外周面５６ｄの位置）が、当接面１５７の最も反被密封流体側の位置（境界部１５８の位置）よりも反被密封流体側（内径側）に位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸を軸封するメカニカルシールに関する。

メカニカルシールは、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、ハウジングに取付けられる静止側ケースに固定される静止密封環の摺動面と、回転軸に取付けられる回転側ケースに固定され回転する回転密封環の摺動面とを周方向に摺接させて、摺動面に生じる摩擦を低減するとともに被密封流体の漏れを防ぐ機能を有している。

この種のメカニカルシールには、密封環の取付け箇所からの漏れを防ぐＯリングやベローズ等の二次シールが用いられており、長手方向に伸縮性を有するベローズを用いることで密封環の軸方向移動を円滑になされる。例えば、特許文献１に示されるメカニカルシールは、静止密封環の内周面に沿って軸方向に延びる軸方向壁及び静止密封環から離れた位置で静止密封環の背面に沿って径方向に延びる径方向壁を有するケースと、軸方向の一端側の押え部が静止密封環に外径側から取付けられるとともに、軸方向の他端側の押圧部がケースの軸方向壁に向けて押圧され、ケースと静止密封環との間を密封するベローズと、ベローズの押圧部を外径側から押圧する固定部材と、を備えている。詳しくは、ベローズの押圧部は、ケースの軸方向壁に沿って延びる軸方向部位と、ケースの径方向壁に沿って延びる径方向部位と、を有し、ベローズの押圧部における軸方向部位が前記固定部材によりケースに対して内径方向に向けて押圧されている。

実用新案登録第３２１０６８８号（第７－８頁、第２図）

上記特許文献１に記載のメカニカルシールにあっては、ベローズの押圧部における軸方向部位が固定部材により内径方向に向けて押圧される構造であって、被密封流体の高圧によって径方向部位がケースの径方向壁から離れる方向に引っ張られ、径方向部位と径方向壁との間に生じた隙間に被密封流体が進入しやすくなるため、径方向部位とケースの径方向壁との間の密封性が低減するという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ベローズとケースとの間の密封性を保つことができるメカニカルシールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
回転機器の回転軸を包囲するハウジングと、
径方向に延びる径方向壁を有し前記ハウジングに取り付けられるケースと、
前記ケースに付勢手段を介して保持される一方の密封環と、
前記回転軸に取り付けられ、前記一方の密封環と接触し被密封流体を密封する他方の密封環と、
前記一方の密封環と前記ケースとの間を密封する弾性部材と、
前記弾性部材を前記ケースに向かって径方向に押圧する固定部材と、を備えるメカニカルシールであって、
前記弾性部材は前記径方向壁と当接する当接部を有し、
径方向において、前記固定部材と前記弾性部材が接触する最も反被密封流体側の位置が、前記当接部の最も反被密封流体側の位置よりも反被密封流体側に位置する。
これによれば、被密封流体の圧力が作用した際に弾性部材の当接部にはケース側への力が働くため、弾性部材とケースとの間の密封性を保つことができる。

前記弾性部材の被密封流体側には、前記固定部材が配置されていてもよい。
これによれば、弾性部材がケースから離れる方向への変形を規制できる。

前記固定部材は、軸方向に沿って延びる第１部位と、径方向に沿って延びる第２部位と、を有していてもよい。
これによれば、弾性部材を径方向にも、軸方向にも押し付けることができる。

前記第１部位と前記第２部位との間の角部における前記弾性部材側は曲面状に形成されていてもよい。
これによれば、弾性部材に固定部材を滑らかに接触させることができる。

前記弾性部材には、径方向に押圧された箇所から前記当接部にかけてテーパ形状が形成されていてもよい。
これによれば、ベローズの軸方向部位から径方向部位に至る曲折箇所に均質な応力を作用させることができる。

前記テーパ形状は複数のテーパ面からなっていてもよい。
これによれば、ケースと弾性部材との隙間を小さくしつつ、該隙間内で弾性部材が効率的に弾性変形可能となっている。

前記弾性部材には前記固定部材の軸方向移動を規制する凸部が形成されていてもよい。
これによれば、固定部材の軸方向移動が規制され、安定して弾性部材の径方向部位をケースの径方向壁に当接させてることができ、密封性を確保できる。

本発明に係る実施例のメカニカルシールを示す断面図である。 図１の要部を示す断面図である。 （ａ）はベローズを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の要部を示す断面図である。 （ａ）はメカニカルシールの組立状態において被密封流体の圧力が加わっていない状態を示す要部断面図、（ｂ）はバンドを示す断面図である。 メカニカルシールの組立状態において被密封流体の圧力が加わった状態を示す要部断面図である。 ベローズの変形について説明するための模式図である。 本発明の変形例としてのベローズを示す断面図である。 本発明の他の変形例としてのベローズを示す断面図である。

本発明に係るメカニカルシール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。

実施例１に係る回転機器の回転軸と回転軸を包囲するハウジングとの間に設けられるメカニカルシールにつき、図１～図６を参照して説明する。以下、図１の紙面左側を左側、紙面右側を右側として説明する。

図１に示されるように、メカニカルシール１は、外径側から内径側に向けて漏れようとする被密封流体Ｆを密封するインサイド型のメカニカルシールである。尚、静止密封環１１と回転密封環２１の内径側の空間を大気Ａ側、静止密封環１１と回転密封環２１の外径側の空間を被密封流体Ｆ側として説明する。

本実施例のメカニカルシール１は、回転側要素Ｒと、静止側要素Ｓと、から構成されており、互いに摺接する回転密封環２１と静止密封環１１とにより隔離された一方の被密封流体Ｆ側から他方の大気Ａ側に被密封流体が漏洩することを抑制する。

回転側要素Ｒは、回転軸２に固定される回転側ケース２０と、回転側ケース２０内に配置され、保持される回転密封環２１と、回転側ケース２０と回転密封環２１との間に圧縮状態で配置されるカップガスケット２２と、から主に構成されている。

回転側ケース２０は、右面側に向けて開口する断面略Ｊ字状の環状部材であり、金属薄板をプレス・曲げ加工によって形成されている。尚、回転側ケース２０は素材や加工法は限定されることなく、例えば樹脂成型品であってもよい。

回転側ケース２０は、軸方向に延びる円筒状の軸方向壁２０ａと、軸方向壁２０ａの左側端部から内径方向に延びる円環状の径方向壁２０ｂと、径方向壁２０ｂの内径端から回転軸２に沿って右側に延びる円筒状の軸方向壁２０ｃと、を備えている。尚、本実施例では軸方向壁２０ａと径方向壁２０ｂとは略９０度を成している。

回転密封環２１は、断面矩形状をなしており、その右面、すなわち回転密封環２１の正面が平坦な摺動面２１ａとなっている。尚、以下、回転密封環２１の右側を正面側、左側を背面側ということもある。

静止側要素Ｓは、ハウジング３に取り付けられ、固定される静止側ケース１０と、該静止側ケース１０に非回転状態かつ回転密封環２１と対向し相対回転可能かつ軸方向に移動可能な状態で設けられた環状の静止密封環１１と、静止側ケース１０と静止密封環１１との間を密封する弾性部材としてのベローズ１２と、静止側ケース１０に保持され、静止密封環１１を回転密封環２１に向けて付勢する付勢手段としてのスプリング１３と、ベローズ１２を静止側ケース１０に径方向に、或いは、径方向かつ軸方向に押圧して固定する固定部材としてのバンド６０と、静止側ケース１０内に配置される内ケース７０と、から主に構成されている。

ここで、静止側ケース１０と静止密封環１１とはキー嵌合しており、軸方向に相対移動可能、回転方向に移動規制されている。尚、回転方向への移動規制の手段は、係合ピンの利用等他の方法であってもよい。

静止側ケース１０は、左側に向けて開口する断面略Ｕ字状の環状部材であり、内ケース７０は、左側及び右側に向けて開口する環状部材であり、金属薄板をプレス・曲げ加工によって形成されている。尚、静止側ケース１０及び内ケース７０は素材や加工法は限定されることなく、例えば、樹脂成型品であってもよい。

静止側ケース１０は、ハウジング３の内周面に沿って軸方向に延びる筒状の軸方向壁１０ａと、軸方向壁１０ａの正面側端部から内径方向に延びる円環状の径方向壁１０ｂと、径方向壁１０ｂの内径端から左側に延びる筒状の軸方向壁１０ｃと、を主に備えている。

静止密封環１１は、基部１１ａと、基部１１ａの内径側かつ左面側から軸方向に突出する環状の凸部１１ｂと、を備えている。凸部１１ｂにおける左面である回転密封環２１との対向面が摺動面１１ｄとなっている。

図２及び図３（ａ）に示されるように、ベローズ１２は、弾性変形可能な合成樹脂材ないしゴム材から構成された環状部材であり、静止密封環１１の背面側で軸方向に離れて配置される押圧部５１と、静止密封環１１の外径側に配置される取付部５２と、押圧部５１と取付部５２とを連結する連結部５３と、を有している。

尚、図３に示されるベローズ１２は、静止側ケース１０に組立けられる前の自然状態（すなわち非変形状態）での形状である。また、ベローズ１２は軸方向の両端面が開口する略筒状のシール部材である。

取付部５２は、軸方向延在部５２Ａと径方向延在部５２Ｂとを有し、断面視略Ｌ字状に形成されている。取付部５２は、組立状態で静止密封環１１の外周面や背面に当接する取付部位５５を有している。取付部位５５は、軸方向延在部５２Ａから内径側に突出する突条５５ａと、径方向延在部５２Ｂの内壁５５ｂと、を有している。突条５５ａは、静止密封環１１の外周面１１ｃに外径側から押し付けられる。

押圧部５１は、軸方向部位５６Ａと径方向部位５６Ｂとを有し、断面視略Ｌ字形に形成されている。軸方向部位５６Ａは、静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに沿って軸方向に延びており、径方向部位５６Ｂは軸方向部位５６Ａの右端部から静止側ケース１０の径方向壁１０ｂに沿って径方向に延びている。押圧部５１は静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに外嵌着される。

軸方向部位５６Ａの内周には、左側の連結部５３の内端部５３ｃよりも内径側に向けて突出する環状の内凸条５６ｃが形成されている（図３参照）。図２に示す組立状態では、静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃの外周面１０ｄと接触している。軸方向部位５６Ａは固定部材としてのバンド６０により静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに固定される。これにより、軸方向部位５６Ａは内径方向に押圧されることで、軸方向部位５６Ａの内凸条５６ｃは弾性変形して外周面１０ｄに外径側から押し付けられる。

軸方向部位５６Ａと径方向部位５６Ｂとの内径側の角部には、軸方向右側に向けて先細りするようにテーパ形状部１５６が形成されている。尚、先細りする形状とすることは必須ではない。このテーパ形状部１５６は、軸方向部位５６Ａの内凸条５６ｃから右側に向けて平坦なテーパ面としての第１傾斜面１５６ａと、第１傾斜面１５６ａの右側端部から後述する当接部としての当接面１５７に向けて延びる平坦なテーパ面としての第２傾斜面１５６ｂと、から構成されている。

図３（ｂ）を参照し、第２傾斜面１５６ｂと、径方向部位５６Ｂにおける径方向に延びる平坦な当接面１５７との境界を境界部１５８と呼ぶ。この境界部１５８は軸方向部位５６Ａの外周面５６ｄよりも外径側に配置されている（一点鎖線を参照。）。

また、図４（ａ）に示されるように、第２傾斜面１５６ｂは、組立状態でバンド６０の右内径側の角部６２に形成された曲面６２ａと軸方向に重畳する位置まで延びている。

図３（ａ）に示されるように、押圧部５１の軸方向部位５６Ａの外周面５６ｄの左側には、外径方向に突出する環状のリブ５７が形成されている。これにより、図４（ａ）に示されるように、バンド６０は軸方向左方への移動が規制されている。

連結部５３は、断面視円弧状に形成、詳しくは径方向に延びる部位とこの部位に連なり四分円弧状の部位により形成されており、取付部５２に連なる外径端は径方向延在部５２Ｂよりも肉薄であり、押圧部５１に連なる内径端は軸方向部位５６Ａのリブ５７が形成された部位に連なっている。連結部５３は、ベローズ１２の主なる可撓部となっており、メカニカルシール１の使用状態において押圧部５１に対して取付部５２が軸方向に移動することが可能となっている。

次いで、バンド６０について説明する。

図４（ｂ）に示されるように、バンド６０は、例えば、金属材により環状に形成され、ベローズ１２の軸方向部位５６Ａに沿って延びる第１部位６１ａと、第１部位６１ａの右端から径方向部位５６Ｂに沿って延びる第２部位６１ｂと、第１部位６１ａの左端から外径側にて折り返すように形成される第３部位６１ｃと、を有し、断面視略Ｌ字形に形成されている。

第１部位６１ａと第２部位６１ｂとの間の右内径側の角部６２には、第１部位６１ａの内周面６３から第２部位６１ｂの右側面６４にかけて湾曲する略四分円状の曲面６２ａが形成されている。この曲面６２ａは、ベローズ１２の軸方向部位５６Ａと径方向部位５６Ｂとの間の左外径側の角部１５９の曲面とほぼ同形とされている。

静止側要素Ｓの組立てについて説明する。ベローズ１２にバンド６０と内ケース７０を取付ける。この状態で、ベローズ１２を軸方向に移動させて静止側ケース１０に外嵌する、その際、押圧部５１の当接面１５７が径方向壁１０ｂに当接するまでバンド６０を軸方向に移動させる。その後、静止密封環１１を軸方向に移動させて、静止側ケース１０とベローズ１２の取付部５２との間に取り付ける。尚、組立て手順はこの順に限られない。

次に、メカニカルシール１の使用状態について、図４～図６に基づいて説明する。尚、図４（ａ）は、被密封流体の圧力が加わっていない状態（以下、非加圧状態ともいう。）を示し、図５は、被密封流体の圧力が加わった状態（以下、加圧状態ともいう。）を示している。

図４（ａ）に示されるように、ベローズ１２の取付部５２は、内ケース７０の内周面と静止密封環１１の外周面１１ｃに挟持されて取付けられている。これにより取付部５２と静止密封環１１との間が密封される。

一方、ベローズ１２の押圧部５１は、バンド６０の第１部位６１ａの内周面６３と静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃの外周面１０ｄとの間に軸方向部位５６Ａが強い挟持力で挟持されている。軸方向部位５６Ａがバンド６０により内径方向に向けて押圧されている。これにより、軸方向部位５６Ａと静止側ケース１０との間が密封される。

また、ベローズ１２の径方向部位５６Ｂは、バンド６０の第２部位６１ｂの右側面６４と静止側ケース１０の径方向壁１０ｂの左側面１０ｅとの間に弱い挟持力で挟持されている。詳しくは、当接面１５７が静止側ケース１０の径方向壁１０ｂの左側面１０ｅに押し付けられて当接している。これにより、径方向部位５６Ｂと静止側ケース１０との間が密封される。尚、バンド６０の第２部位６１ｂは、ベローズ１２の径方向部位５６Ｂが静止密封環１１側に変形することを規制するいわゆるバックアップリングの機能を奏している。

この状態において、静止側ケース１０における径方向壁１０ｂと軸方向壁１０ｃとの間の角部と、ベローズ１２のテーパ形状部１５６と、の間には隙間Ｓ１が形成されている。

図５に示されるように、加圧状態では、ベローズ１２の連結部５３には、左内径方向に向けて被密封流体Ｆの圧力よる力Ｆ１が加わるとともに、取付部５２には、右内径方向に向けて被密封流体Ｆの圧力による力Ｆ２が加わる。

このように、力Ｆ１により、連結部５３は左方への力を受け僅かに左方かつ内径側に膨らむように変形する。力Ｆ２により、押圧部５１は右方への力を受け僅かに右方かつ内径側に膨らむように変形する。

図６を参照して模式的に説明すると、境界部１５８がバンド６０の第１部位６１ａの内周面６３よりも外径側に位置すること、径方向部位５６Ｂの第２傾斜面１５６ｂが形成された部位が内凸条５６ｃが軸方向部位５６Ａに形成された部位より肉薄であること、及び径方向部位５６Ｂと軸方向部位５６Ａが略９０度屈曲していることから、加圧状態において、境界部１５８が起点Ｏとなり、径方向部位５６Ｂは変形しやすくなっている。

また、力Ｆ１とＦ２の内径方向の成分の力Ｆｒ（＝Ｆ１ｒ＋Ｆ２ｒ）（Ｆ１ｒは図示していない。）により、ベローズ１２の軸方向部位５６Ａは静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに押し付けられ、軸方向部位５６Ａの軸方向壁１０ｃへの取付け力が大きくなる。力Ｆ１と力Ｆ２の軸方向の成分は合力である力Ｆａは軸方向左側に向かう力としてベローズ１２に作用する。

ここで、力Ｆ１と力Ｆ２の軸方向の成分の力は反対方向を向いているので軸方向の力Ｆａ（＝Ｆ１ａ－Ｆ２ａ）（Ｆ１ａは図示していない。）は小さい。また、力Ｆｒの分だけ軸方向部位５６Ａの軸方向壁１０ｃへの押圧力が大きくなっている。これらのことから、加圧状態においてもベローズ１２、特に軸方向部位５６Ａの軸方向位置は変わらず、内凸条５６ｃ及び当接面１５７による密封性を保つことができる。

このように、力Ｆ２は軸方向右側に向かう成分を有しているから、軸方向部位５６Ａは軸方向の左側に引っ張られて移動しにくくなる。そのため、当接面１５７が静止側ケース１０の径方向壁１０ｂから離れにくくなる。

また、径方向部位５６Ｂは被密封流体によって径方向壁１０ｂに向かう力を受けるととともに径方向部位５６Ｂと軸方向部位５６Ａが屈曲して連なりかつこの屈曲部位が薄肉で曲げ変形しやすいことから、当接面１５７が静止側ケース１０の径方向壁１０ｂから離れにくくなっている。

以上説明したように、本発明の実施例としてのメカニカルシール１にあっては、静止側ケース１０は、静止密封環１１の周面に沿って軸方向に延びる軸方向壁１０ｃと、静止密封環１１の右側面に沿って径方向に延びる径方向壁１０ｂと、を有する。

また、ベローズ１２は、静止密封環１１に取付けられる取付部５２と、静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに沿って延びる軸方向部位５６Ａと、静止側ケース１０の径方向壁１０ｂに沿って延びる径方向部位５６Ｂと、を有し、軸方向部位５６Ａはバンド６０により静止側ケース１０に向けて内径方向に向けて押圧されている。

そして、ベローズ１２の径方向部位５６Ｂは、静止側ケース１０の径方向壁１０ｂと当接する当接面１５７を有し、当接面１５７は、静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃよりも径方向のバンド６０側、つまり、外径側に位置する。

言い換えると、メカニカルシール１は、回転機器の回転軸を包囲するハウジング３と、径方向に延びる径方向壁１０ｂを有し、ハウジング３に取り付けられる静止側ケース１０と、静止側ケース１０にスプリング１３を介して保持される静止密封環１１と、静止密封環１１と対向し回転軸２に取り付けられる回転密封環２１と、静止密封環１１と静止側ケース１１との間を密封するベローズ１２と、ベローズ１２を静止側ケース１１に向かって径方向に押圧するバンド６０を備え、ベローズ１２は径方向壁１０ｂと当接する当接面１５７（本発明の当接部に対応する。）を有し、径方向において、バンド６０とベローズ１２が接触する最も反被密封流体側（すなわち、内径側）の位置（すなわち、外周面５６ｄの位置）が、当接面１５７の最も反被密封流体側の位置（すなわち、境界部１５８の位置）よりも反被密封流体側（すなわち、内径側）に位置する。

これによれば、ベローズ１２の径方向部位５６Ｂにおける当接面１５７が、静止側ケース１０の径方向壁１０ｂよりも径方向のバンド６０側、つまり、軸方向部位５６Ａの外周面５６ｄよりも外径側に位置することで、被密封流体の圧力が作用した際にベローズ１２の当接面１５７には径方向壁１０ｂ側への力が働くため、ベローズ１２と静止側ケース１０との間の密封性を保つことができる。

また、径方向部位５６Ｂにおける被密封流体Ｆ側、つまり、当接面１５７と反対の左側には、バンド６０の第２部位６１ｂが配置されていることで、径方向部位５６Ｂにバンド６０の第２部位６１ｂが当接するため、径方向部位５６Ｂが静止側ケース１０の径方向壁１０ｂから離れる方向への変形を規制できる。

また、バンド６０は、軸方向部位５６Ａに沿って延びる第１部位６１ａと、径方向部位５６Ｂに沿って延びる第２部位６１ｂと、を有することで、ベローズ１２の軸方向部位５６Ａを静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃに押し付けるだけでなく、径方向部位５６Ｂを径方向壁１０ｂに押し付けることができる。

また、第１部位６１ａと第２部位６１ｂとの間の角部６２における内径側には曲面６２ａが形成されていることで、ベローズ１２にバンド６０を滑らかに接触させることができる。

また、ベローズ１２には、径方向に押圧される軸方向部位５６Ａの内凸条５６ｃから当接面１５７にかけてテーパ形状部１５６が形成されていることで、ベローズ１２の軸方向部位５６Ａから径方向部位５６Ｂに至る曲折箇所に均質な応力を作用させることができる。

また、テーパ形状部１５６の起点は、バンド６０と反対側であることで、簡素な構造によって当接面１５７を静止側ケース１０の軸方向壁１０ｃよりも外径側に位置させることができる。

また、テーパ形状部１５６は複数のテーパ面（第１傾斜面１５６ａと第２傾斜面１５６ｂ）からなっていることで、静止側ケース１０とベローズ１２との隙間Ｓ１を小さくしつつ、該隙間Ｓ１内でベローズ１２が効率的に弾性変形可能となっている。

また、ベローズ１２には、バンド６０の軸方向移動を規制する凸部としてのリブ５７が形成されていることで、バンド６０の軸方向移動が規制され、安定してベローズ１２の径方向部位５６Ｂを静止側ケース１０の径方向壁１０ｂに当接させてることができ、密封性を確保できる。

以上、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。

例えば、前記実施例では、軸方向部位５６Ａの内凸条５６ｃが平坦状にて形成される形態を例示したが、例えば、図７に示されるように、断面曲面状にて形成されていてもよい。

静止側ケース１０にベローズ１２が組立けられてなる形態を例示したが、回転側ケース２０にベローズ１２が組立けられるようにしてもよい。

また、前記実施例では、ベローズ１２の当接面１５７は、軸方向部位５６Ａの外周面５６ｄよりも外径側に位置する形態を例示したが、当接面１５７は、バンド６０の第１部位６１ａの内周面６３よりも外径側に位置するものであってもよい。

また、前記実施例では、インサイド型のメカニカルシールを例に説明したがこれに限られず、アウトサイド型のメカニカルシールとしてもよい。この場合、ベローズ１２の外径側に密封環が設置されるようにし、当接部は、ケースの軸方向壁よりも径方向押圧部材側に位置する、つまり、軸方向部位の内周面よりも内径側に位置していればよい。

また、前記実施例では、テーパ形状部１５６が２つの第１傾斜面１５６ａおよび第２傾斜面１５６ｂにより構成されている形態を例示したが、第２傾斜面１５６ｂのみで構成されていてもよいし、３つ以上の傾斜面により構成されていてもよい。

また、前記実施例では、テーパ形状部１５６は、前記実施例では平坦面にて構成される形態を例示したが、階段状をなす形態でもよいし、図８に示されるテーパ形状部１５６ｃのように、断面曲面状に形成されていてもよい。

また、前記実施例では、固定部材として、第１部位６１ａと第２部位６１ｂと第３部位６１ｃとから構成されるバンド６０を適用した形態を例示したが、軸方向部位５６Ａを径方向に押圧可能な部位を有していれば、必ずしも第２部位６１ｂや第３部位６１ｃを有していなくてもよい。

また、被密封流体Ｆは、気体、液体または気体と液体の混合状態のいずれであってもよい。また、漏れ側の流体は大気Ａに限られず、気体、液体または気体と液体の混合状態のいずれであってもよい。

また、前記実施例では、付勢手段の一例としてスプリングを適用した形態を例示したが、スプリングの種別は種々に変更可能であり、例えば、圧縮コイルバネや板バネなどでもよい。また、回転軸２の外周に挿入される環状のスプリングではなく、回転軸２の周方向に複数のスプリングを配置してもよい。

１ メカニカルシール
２ 回転軸
３ ハウジング
１０ 静止側ケース（ケース）
１０ａ 軸方向壁
１０ｂ 径方向壁（径方向壁）
１０ｃ 軸方向壁（軸方向壁）
１０ｄ 外周面
１０ｅ 左側面
１１ 静止密封環（密封環）
１１ｄ 摺動面
１２ ベローズ（弾性部材）
１３ スプリング（付勢手段）
２０ 回転側ケース
２１ 回転密封環（密封環）
２１ａ 摺動面
５１ 押圧部
５２ 取付部
５２Ａ 軸方向延在部
５２Ｂ 径方向延在部
５３ 連結部
５５ 取付部位
５６Ａ 軸方向部位
５６Ｂ 径方向部位
５６ｃ 内凸条
５６ｄ 外周面
５７ リブ（凸部）
６０ バンド（固定部材）
６１ａ 第１部位（第１部位）
６１ｂ 第２部位（第２部位）
６１ｃ 第３部位
６２ 角部
６２ａ 曲面
７０ 内ケース
１５６ テーパ形状部（テーパ形状）
１５６ａ 第１傾斜面（テーパ面）
１５６ｂ 第２傾斜面（テーパ面）
１５７ 当接面（当接部）
１５８ 境界部（当接部）
Ａ 大気
Ｆ 被密封流体
Ｏ 起点
Ｒ 回転側要素
Ｓ 静止側要素
Ｓ１ 隙間

Claims (7)

1. 回転機器の回転軸を包囲するハウジングと、
   径方向に延びる径方向壁を有し前記ハウジングに取り付けられるケースと、
   前記ケースに付勢手段を介して保持される一方の密封環と、
   前記回転軸に取り付けられ、前記一方の密封環と接触し被密封流体を密封する他方の密封環と、
   前記一方の密封環と前記ケースとの間を密封する弾性部材と、
   前記弾性部材を前記ケースに向かって径方向に押圧する固定部材と、を備えるメカニカルシールであって、
   前記弾性部材は前記径方向壁と当接する当接部を有し、
   径方向において、前記固定部材と前記弾性部材が接触する最も反被密封流体側の位置が、前記当接部の最も反被密封流体側の位置よりも反被密封流体側に位置するメカニカルシール。
2. 前記弾性部材の被密封流体側には、前記固定部材が配置されている請求項１に記載のメカニカルシール。
3. 前記固定部材は、軸方向に沿って延びる第１部位と、径方向に沿って延びる第２部位と、を有する請求項２に記載のメカニカルシール。
4. 前記第１部位と前記第２部位との間の角部における前記弾性部材側は曲面状に形成されている請求項３に記載のメカニカルシール。
5. 前記弾性部材には、径方向に押圧された箇所から前記当接部にかけてテーパ形状が形成されている請求項１～４のいずれかに記載のメカニカルシール。
6. 前記テーパ形状は複数のテーパ面からなっている請求項５に記載のメカニカルシール。
7. 前記弾性部材には前記固定部材の軸方向移動を規制する凸部が形成されている請求項１に記載のメカニカルシール。

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