JP3187396U - メカニカルシール用コンプリング - Google Patents

Abstract

【課題】厳しい使用環境においても、高い耐久性を確保できるメカニカルシール用コンプリングを提供する。
【解決手段】回転軸Ｊに固定された回転環と、静止側部材２０に固定され回転環と摺動接触してシール面を形成する非回転環１４とを備えているメカニカルシールに用いられ、非回転環を回転方向に係止すると共に非回転環に回転環方向への押し付け力を伝達する環状のコンプリング２２であって、静止側部材２０に形成された凹部４０に収容される突出部２４を外縁部に備え、突出部は、突出部の外周部が凹部の内周部と接触する際、面接触となる形状を備えている。好ましくは、凹部が略矩形形状を有し、突出部が凹部と相補的な形状と、凹部に所定のクリアランスをもって収容される寸法とを有している。
【選択図】図３

Description

本願考案は、メカニカルシール用コンプリングに関し、詳細には、軸封止部に使用されるメカニカルシール用コンプリングに関する。

メカニカルシールは、回転環と非回転環の端面を摺動接触させてシールを行うシール装置として種々の分野に広く用いられている。

メカニカルシールは、回転環がモータの回転軸等の回転軸に装着されて回転軸と共に回転し、非回転環がモータケーシング等の静止側部材に装着され回転しない構造を有している。この非回転環は回転環と摺動接触し摩擦抵抗による回転力を受けるため、非回転環の回転を防止する廻り止めが必要となる。また、摺動端面の摩耗や振動などに対処するため、さらに摺動端面の接触圧を維持するために、非回転環か回転環の一方を軸線方向に従動可能とし、スプリングにより摺動端面方向に押圧しておく必要がある。

このような要請に応じ、非回転環を回転方向に係止すると共に非回転環に回転環方向への押し付け力を伝達するコンプリングを設け、さらにこのコンプリングの外縁に回転防止手段を設けることにより、コンプリングおよび非回転環の回転防止等を図るメカニカルシールが知られている（特許文献１）。

特開平２００１−２５４８４２号公報

上記特許文献１のメカニカルシールでは、コンプリング５０の外縁から突出した回転防止手段である略半円形状の突出部５２が、コンプリングが収容される円形開口５４の外縁に形成された略半円形状の凹部５６に所定のクリアランスをとって収容される構成であった（図１）。

このような構成では、回転方向の力が作用しコンプリング５０が回転しようとすると、コンプリング５０の略半円形状の突出部５２の側壁が、円形開口５４の略半円形状の凹部５６の側壁に接触し、コンプリング５０の回転が阻止されることになる。

このときコンプリング５０の突出部５２の側壁は、図１に示されているように、点接触に近い状態で、凹部５６と接触する。この結果、使用状況によっては、コンプリング５０の突出部５２の側壁に摩耗が生じ易くなる場合があった。特に、取付ける機械の精度が高くない場合（例えば、直角度不良、振動が大きい等）には、非回転環がこれらの精度不良に対応して軸方向に追従するため、摩耗が生じ易くなっていた。

本考案はこのような点に鑑みてなされたものであり、厳しい使用環境においても、高い耐久性を確保できるメカニカルシール用コンプリングを提供することを目的とする。

本考案によれば、
回転軸に固定された回転環と、静止側部材に固定され前記回転環と摺動接触してシール面を形成する非回転環とを備えているメカニカルシールに用いられ、前記非回転環を回転方向に係止すると共に該非回転環に回転環方向への押し付け力を伝達する環状のコンプリングであって、
前記静止側部材に形成された凹部に収容される突出部を外縁部に備え、前記突出部は、該突出部の外周部が前記凹部の内周部と接触する際、面接触となる形状を備えている、
ことを特徴とするコンプリングが提供される。

このような構成によれば、静止側部材の凹部に収容された突出部は、凹部の内周面とは面接触で接触することになるので、凹部の内周面との接触による摩耗が減少し、耐久性が向上する。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記突出部が、前記コンプリングの外縁の複数箇所に形成されている。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記突出部が、径方向に対向する２カ所の位置に形成されている。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記突出部が、前記凹部と相補的な形状と、前記凹部に所定のクリアランスをもって収容される寸法とを有している。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記凹部が、略矩形形状を有し、
前記突出部が、前記凹部と相補的な形状と、前記凹部に所定のクリアランスをもって収容される寸法とを有している。

本考案によれば、厳しい使用環境においても、高い耐久性を確保できるメカニカルシール用コンプリングが提供される。

従来技術のコンプリングの突出部とケーシング側部材の凹部との関係を示す図面である。 本考案のコンプリングが組み込まれたメカニカルシールの、回転軸Ｊに装着された状態を示す断面図である。 図２のII-II断面図である。 本実施形態のコンプリングの平面図である。 回転防止用凹部に収容された本実施形態のコンプリングの外方突出部が、回転防止用凹部の内周面に接触している状態を示す図面である。

以下、本考案の実施形態のコンプリングについて図面に沿って説明する。図２は、本考案のコンプリングが組み込まれたメカニカルシールの、回転軸Ｊに装着された状態を示す断面図である。Ｃは、回転軸Ｊを備えた機器本体のケーシングである。

メカニカルシールは、回転環ユニット１と静止環ユニット２とを備えている。回転環ユニット１は、Ｏリング４を介して回転軸Ｊに固定されたスリーブ６と、スリーブ６にＯリング８を介して固定され、回転軸Ｊと一体的に回転する回転リング（回転環）１０と、を備えている。さらに、回転環の供回りを防止するためのピン１４（ピン１２）が設けられている。

静止側部材に固定された静止環ユニット２は、回転リング１０の端面と摺動接触してシール面Ｓを形成する端面を有するシールリング（非回転環）１４と、シールリング１４にＯリング１６を介して連結されたリテーナ１８を備えている。

シールリング１４は、リテーナ１８に対して軸線方向に移動可能に構成され、回転軸Ｊの軸方向の移動やシール面Ｓの摩耗に応じて追従できる。リテーナ１８は更にフランジ２０に支持されている。

シールリング１４には、コンプリング２２が装着されている。コンプリング２２は、図３に示すように、外縁から径方向外方に突出する外方突出部２４と、内縁から径方向内方に突出する内方突出部２６とを有している。

フランジ２０には、円周方向に所定数のスプリング２８が装着され、その先端がコンプリング２２のスプリング受け部３０に当接している。このスプリング２８の押し付け力はコンプリング２２を介してシールリング１４に伝達され、シールリング１４を回転リング１０方向に押圧するようになっている。

フランジ２０のケーシングＣ側には、コンプリング２２の外径より大径の開口が形成され、ここにリテーナ１８が装着されている。組立の際には、この開口からスプリング２８とコンプリング２２を装着し、その後、リテーナ１８を装着する。この構成により、フランジ２０を１枚とすることができる。

フランジ２０はボルトなどによりケーシングＣに固定されている。固定の際はプリセットリング３２を介してセットスクリュウ３４に対して軸心位置を規定し、固定後にプリセットリング３２を取外す。さらに、ブッシュ３６が設けられている。

シールリング１４の外周には、コンプリング２２の内方突出部２６と対応し、相補的な形状を有する嵌合用凹部３８が形成されている。本実施態様では、内方突出部２６は、略矩形形状を有し、９０度の角度間隔で、４つ設けられている。

内方突出部２６が、この嵌合用凹部３８に嵌合することにより、コンプリング２２の回転方向及び軸線方向に係止されるようになっている。なお、内方突出部２６の形状は、本実施形態では矩形状であり、数も４個であるが、任意の形状、数とすることができる。

静止側部材であるフランジ２０の内周面には、コンプリング２２の外方突出部２４に対応する位置に回転防止用凹部４０が設けられている。

コンプリング２２の平面図である図４に示されているように、本実施態様コンプリング２２では、外縁から径方向外方に突出する外方突出部２４が、コンプリング２２の直径方向に対向した位置に１個づつ、合計２個形成されている。一方、回転防止用凹部４０もこれに対応し、直径方向に対向した位置に１個づつ、合計２個形成されていている。

また、本実施形態のコンプリング２２では、外方突出部２４が略矩形形状を有し、回転防止用凹部４０は、矩形形状の外方突出部２４が、周囲に１ｍｍ程度のクリアランスをもって収容される寸法を有する矩形形状とされている。

即ち、回転防止用凹部４０（静止側部材の凹部）に収容された外方突出部２４は、コンプリング２２が回転しようとして回転防止用凹部４０の内周面と接触する際には、図５に示されているように、直線状の側壁部が、回転防止用凹部４０の直線状の側壁部（内周面）と面接触（線接触）の関係で接触するように構成されている。

回転防止用凹部４０は、図２に示されているように軸線方向に所定の長さを有しており、外方突出部２４が回転防止用凹部４０に収容されることにより、回転方向の動きは規制されるが、軸線方向には回転防止用凹部４０の長さ分だけ移動可能になっている。従って、コンプリング２２はシールリング１４の動き追従できるように構成されている。

このように構成せれた本実施形態のコンプリング２２では、コンプリング２２は外方突出部２４が回転防止用凹部４０に収容されることにより回転が規制されて廻り止めされている。さらに、コンプリング２２は、内方突出部２６が、シールリング１４の嵌合用凹部３８に嵌合することにより、回転が規制され、廻り止めされる。この結果、コンプリング２２が、シールリング１４の廻り止め機能を果たしている。

同時に、スプリング受け部３０でスプリング２８の荷重を受け、シールリング１４に押し付け力を伝達するスプリング受けの機能も果たしている。そのため、従来の廻り止めピン等を必要とせず、軸線方向の長さを短くでき、組立作業も容易になる。

さらに、図５に示されているように、回転防止用凹部４０（静止側部材の凹部）に収容された外方突出部２４は、回転防止用凹部４０の内周面とは面接触（線接触）で接触することになるので、回転防止用凹部４０の内周面との接触による摩耗が減少し、耐久性が向上する。

本考案の前記実施形態に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

Ｊ：回転軸を備えた機器本体のケーシングである。
１：回転環ユニット
２：静止環ユニット
１０：回転リング
１４：シールリング（非回転環）
２０：フランジ
２２：コンプリング
２４：外方突出部
２６：内方突出部
２８：スプリング
３８：嵌合用凹部
４０：回転防止用凹部

Claims (6)

1. 回転軸に固定された回転環と、静止側部材に固定され前記回転環と摺動接触してシール面を形成する非回転環とを備えているメカニカルシールに用いられ、前記非回転環を回転方向に係止すると共に該非回転環に回転環方向への押し付け力を伝達する環状のコンプリングであって、
   前記静止側部材に形成された凹部に収容される突出部を外縁部に備え、前記突出部は、該突出部の外周部が前記凹部の内周部と接触する際、面接触となる形状を備えている、
   ことを特徴とするメカニカルシール用コンプリング。
2. 前記突出部が、前記コンプリングの外縁の複数箇所に形成されている、
   請求項１に記載のメカニカルシール用コンプリング。
3. 前記突出部が、径方向に対向する２カ所の位置に形成されている、
   請求項１に記載のメカニカルシール用コンプリング。
4. 前記突出部が、前記凹部と相補的な形状と、前記凹部に所定のクリアランスをもって収容される寸法とを有している、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のメカニカルシール用コンプリング。
5. 前記凹部が、略矩形形状を有し、
   前記突出部が、前記凹部と相補的な形状と、前記凹部に所定のクリアランスをもって収容される寸法とを有している、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のメカニカルシール用コンプリング。
6. 請求項１ないし６に記載のメカニカルシール用コンプリングを備えていることを特徴とするメカニカルシール。

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