JP3824278B2

JP3824278B2 - メカニカルシール

Info

Publication number: JP3824278B2
Application number: JP05265196A
Authority: JP
Inventors: 内祐二山; 島英之北
Original assignee: Tanken Seal Seiko Co Ltd
Current assignee: Tanken Seal Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH09222170A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はメカニカルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メカニカルシールはシールリングどうしが摺動接触してシール面を形成して、回転軸のシールを行うものとして、種々の分野に利用されている。このメカニカルシールのシールリングは摺動することから必然的に摩耗が生じ、所定の限度まで摩耗を生ずると交換が必要となる。
シールリングは回転軸に嵌装されているため、これを交換するためにはメカニカルシールの解体と場合によっては回転軸側の機器を解体する必要がある問題があり、これを避けるためにシールリングを２つ割りとした構成のものが従来より知られている。
このような２つ割りメカニカルシールの中、図６に示すように２つ割りシールリング９０を２本のＯリング９２を介してバックメタルリング９１に嵌装したタイプのものが本願出願人により実開平４−１１９６９号などにて提案済みである。この構成によれば、シール面に歪みを生じず、シール性能の優れたメカニカルシールを得ることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成の場合、バックメタルリング９１に組み込む前は２つ割りシールリング９０が一体形状を成しておらず、しかもＯリング９２の締代により２つ割りシールリング９０を締結するため、Ｏリング９２の締代をきつく設定してあり、そのためＯリング９２と共に２つ割りシールリング９０をバックメタルリング９１へ嵌装するのが難しく、従来は特殊な治具を用いていた。また、交換などのために２つ割りシールリング９０を取り外すさいにも手掛かりがなにもなく、取り外しが難しい欠点があった。
本発明は上記した問題点を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、少なくとも１つの２つ割りシールリングと、該２つ割りシールリングの外径より径大の内径を有し、一端が開口するバックリングと、前記外径と内径の径差の１／２以上の肉径を有するＯリングと、を有し、前記２つ割りシールリングの外周に前記Ｏリングを装着し、該２つ割りシールリングをＯリングと共に前記開口からバックリング内へ押し込んで、該Ｏリングの締代により２つ割りシールリングを締結した、メカニカルシールにおいて；前記２つ割りシールリングの外周側に装脱可能に嵌装して該２つ割りシールリングをリング形状に保持し、且つ前記バックリングの内周側に嵌装可能なアダプタリングと、該アダプタリングの端面に中心方向に向かうように形成され、２つ割りシールリングをバックリングへ押し込む際に前記Ｏリングを係止するためのテーパ面と、前記アダプタリングに設けられ、前記バックリングの端面に係止する半径方向に突出する円環状の突出部と、前記２つ割りシールリングに設けられ前記アダプタリングに係止する円環状の突出部と、前記アダプタリングの突出部と前記２つ割りシールリングの突出部との間に形成された溝とを有することを特徴とする。
以上の構成において、アダプタリングにより２つ割りシールリングを一体形状に維持した状態で嵌装作業を行えるから、組み上げ作業が簡単になる。また、アダプタリングはテーパ面を備えているため、締代のきついＯリングの挿入も簡単に行え、Ｏリングのはみ出し等が生ずることがない。また、このアダプタリングが手掛かりとなって、２つ割りシールリングの取り外し作業も効率的に行える。更に前記バックリングの端面に係止する突起部により２つ割りシールリングをバックリングから取り外す作業が容易になる。特に前記アダプタリングの突出部と前記２つ割りシールリングの突出部との間に形成された溝により、該取り外し作業を更に簡単化できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、軸Ｊ上に非回転リングＡ、回転リングＢが装着され、シール面Ｓを形成して図面上左側の機器内部のシールを行っている。
非回転リングＡはケーシングＣ側にＯリング５０を介して装着され、非回転であり且つ従動可能であって、スプリング５３により軸線方向に押圧されている。非回転リングＡは２つ割りシールリング２とこれを支持するバックメタルリング４及び２つ割りシールリング２とバックメタルリング４の間に介装された２本のＯリング３から構成されている。２つ割りシールリング２はＯリング３の締代により一体的に締結されており、そのためにＯリング３の肉径は２つ割りシールリング２とバックメタルリング４の半径の差よりも大きくなっている。Ｏリング３は装着時に接着剤などによりリング上に形成されるように構成されている。
２つ割りシールリング２には更にアダプタリング１が装着されており、２つ割りシールリング２及びＯリング３のバックメタルリング４への装脱着を容易にしている。
２つ割りシールリング２はこの実施態様では通常のシールリングと同様にカーボン製であり、他に耐摩耗性の大きなＳｉＣセラミック等を使用することが可能である。また、２つ割りとするには一度一体的に成形及び加工し、その後２つ割りとする”自然割れ”の構造とすることがシール性の面から望ましい。
【０００６】
回転リングＢはＯリング５１を介して軸Ｊに装着されており、軸Ｊと共に回転する回転環になっている。また非回転リングＡと同様に２つ割りシールリング２、Ｏリング３、バックメタルリング４及びアダプタリング１を備えており、同じ構成になっている。
以下の説明では非回転リングＡと回転リングＢの同一の構成部分については、一方の構成のみを説明し、他方の説明は省略する。
【０００７】
図２は非回転リングＡ又は回転リングＢの半断面拡大図であり、（Ａ）は装着前の状態、（Ｂ）は装着後の状態を示している。
アダプタリング１の内径は２つ割りシールリング２の外径とほぼ一致しており、内周面１３が２つ割りシールリング２の外周面２２と接触して嵌合するようになっている。またアダプタリング１のバックメタルリング４側の外周面１４はその径がバックメタルリング４の開口の内径とほぼ一致しており、外周面１４がバックメタルリング４の開口側の内周面４１と接触して嵌合するようになっている。
アダプタリング１のＯリング３側の端面はテーパ端面１０になっており、該テーパ端面１０は軸心方向（図面上下向き）を向いているテーパ面となっている。このテーパ端面１０によりＯリング３を押して２つ割りシールリング２と共にバックメタルリング４に押し込むようになっている。
【０００８】
アダプタリング１の中央部には半径方向に突出する円環状の突出部１１が設けられており、この突出部１１の当接面１５がバックメタルリング４の開口テーパ端面４０に当接するようになっている。図２の（Ｂ）に示すように突出部１１はバックメタルリング４の外周面より若干突出するようにし、取り外しの際にこの部分を掴むことができるように構成することが望ましい。
【０００９】
突出部１１のＯリング３と反対側は径小部１６になっている。一方２つ割りシールリング２には突出部２０が形成されており、該径小部１６と当接して溝１２を形成するように構成されている。この溝１２に治具等を差し込んで、２つ割りシールリング２の取り外し作業を容易に行えるように構成されている。
【００１０】
バックメタルリング４には内径の狭いシールリング嵌合面４２とこれに続く底面４３が形成されており、シールリング嵌合面４２に２つ割りシールリング２の外周面２２が密着嵌合し、また底面４３に底端面２１が密着嵌合して２つ割りシールリング２の位置合わせが行われるようになっている。
【００１１】
図３によりこのメカニカルシールの取り付け方法を説明する。摩耗などにより古い２つ割りシールリング２を取り外して新しい２つ割りシールリング２を取り付けるに際し、図３の（Ａ）に示すようにアダプタリング１を最初バックメタルリング４側に装着しておき、２つ割りシールリング２を軸Ｊ上で一体に組み合わせ、手で押さえながら、アダプタリング１に嵌装する。これにより２つ割りシールリング２はアダプタリング１により一体形状を維持された状態になり、この状態のまま（Ｂ）に示すようにバックメタルリング４から離す。次に、軸Ｊ上にＯリング３を掛け回して、接着剤などによりＯリング３をリング状にして、２つ割りシールリング２上に装着する。このＯリング３は前記したように内周面４１と外周面２２の隙間よりも肉厚が厚くなっており、このＯリング３の締代により２つ割りシールリング２を締結するようになっている。そのため、２つ割りシールリング２をバックメタルリング４に嵌装する際には、Ｏリング３を強い力で押し込む必要があるが、アダプタリング１のテーパ端面１０によりＯリング３は軸芯方向に押さえられながら（Ｃ）に示す様にバックメタルリング４内部に簡単に押し込まれる。
以上により特別の治具を用いることなく、簡単に２つ割りシールリング２のバックメタルリング４への装着を行える。
なお、開口テーパ端面４０は、テーパ面となっているため、Ｏリング３の装着が更に容易になり、装着時にＯリングがはみ出すこと等を防止できる。
【００１２】
図４は、ケーシングＣ内部から２つ割りシールリング２を引っぱり出す際のアダプタリング１の利用方法を説明するものである。梃子Ｔの先端を溝１２に引っかけ、ケーシングＣの角部などを支点にして２つ割りシールリング２を簡単に動かすことが可能である。
図５はバックメタルリング４から２つ割りシールリング２を取り外す方法を示すものである。前記したように突出部１１を掴んで２つ割りシールリング２をバックメタルリング４から取り外すことも可能であるが、ロに示すように溝１２にドライバ等を差し込んで動かすことにより、簡単に２つ割りシールリング２をバックメタルリング４から取り外すことが可能である。なお、イに示すように当接面１５と開口テーパ端面４０の間に差し込むことも可能である。
【００１３】
以上説明したように、上記実施態様によればアダプタリング１により２つ割りシールリング２を一体形状に保持した状態で作業を行えるから、取り付け作業が簡単になる。またテーパ端面１０により効果的にＯリング３を押し込むことが可能である。また、突出部１１及び溝１２により２つ割りシールリング２の取り外し作業も容易になる。
更に、テーパ端面１０や突出部１１及び溝１２はアダプタリング１により形成され、２つ割りシールリング２に溝等を直接加工するという難しい作業が不要であり、且つ２つ割りシールリング２の加工に伴う歪みなどによるシール性の悪影響を防止できる。またアダプタリング１は摩耗による交換などの必要がないから、これらを２つ割りシールリング２に加工する場合に比較して、コスト低減を図ることができる等の効果がある。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のメカニカルシールによれば、２つ割りシールリングのバックリングへの装着及び取り外しを簡単に行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態の拡大半断面図。
【図３】本発明の一実施形態における組立方法の説明図。
【図４】本発明の一実施形態における解体方法の一例の説明図。
【図５】本発明の一実施形態における２つ割りシールリング２の取り外し方法の一例の説明図。
【図６】従来の２つ割りメカニカルシールの説明図。
【符号の説明】
１：アダプタリング、２：２つ割りシールリング、３：Ｏリング、４：バックメタルリング、１０：テーパ端面、１１：突出部、１２：溝、１３：内周面、１４：外周面、１５：当接面、１６：径小部、２０：突出部、２１：底端面、２２：外周面、４０：開口テーパ端面、４１：内周面、４２：シールリング嵌合面、４３：底面、５０：Ｏリング、５１：Ｏリング、５２：スリーブ、５３：スプリング、９０：２つ割りシールリング、９１：バックメタルリング、９２：Ｏリング。

Claims

少なくとも１つの２つ割りシールリングと、
該２つ割りシールリングの外径より径大の内径を有し、一端が開口するバックリングと、
前記外径と内径の径差の１／２以上の肉径を有するＯリングと、を有し、
前記２つ割りシールリングの外周に前記Ｏリングを装着し、
該２つ割りシールリングをＯリングと共に前記開口からバックリング内へ押し込んで、該Ｏリングの締代により２つ割りシールリングを締結した、
メカニカルシールにおいて；
前記２つ割りシールリングの外周側に装脱可能に嵌装して該２つ割りシールリングをリング形状に保持し、且つ前記バックリングの内周側に嵌装可能なアダプタリングと、
該アダプタリングの端面に中心方向に向かうように形成され、２つ割りシールリングをバックリングへ押し込む際に前記Ｏリングを係止するためのテーパ面と、
前記アダプタリングに設けられ、前記バックリングの端面に係止する半径方向に突出する円環状の突出部と、
前記２つ割りシールリングに設けられ前記アダプタリングに係止する円環状の突出部と、
前記アダプタリングの突出部と前記２つ割りシールリングの突出部との間に形成された溝と
を有することを特徴とするメカニカルシール。