JPH0229312Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えばウオーターポンプなどの機体
の回転軸部を軸封するメカニカルシールの改良に
関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、ウオターポンプなどに用いられるメカ
ニカルシールの作動不安定現象は、回転環である
フローテイングシートと、固定環であるシールリ
ングとの間の摺動面間の自励振動（ステイツク・
スリツプ運動）に起因する場合が多い。

従来、この種のメカニカルシールにおいては、
フローテイングシートにシールリングを弾性的に
押圧付勢して摺接させる手段として、通常、機体
のハウジング側に固定してなるケーシングでバツ
クアツプされたゴムベローズからなるパツキン及
びスプリング抑え部材を介してコイルスプリング
の付勢力を利用するとともに、前記シールリング
の内周部に、前記ハウジング側に固定されたケー
シングの一部を係合させて廻り止め機構を施して
なる構成を有している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来構造におけるシ
ールリングの廻り止め機構は、本来、前記フロー
テイングシートとシールリングとの摺動トルク
（摩擦トルク）によるゴムベローズの捩れ破断を
防止することを目的としていることから、その廻
り止め機構部分におけるクリアランスについては
明確には規定されていないのが現状であり、この
ため、低トルクを示すメカニカルシールの場合、
シールリングが自由度をもつ不安定な状態になつ
ており、ステイツク・スリツプ運動が発生し易
く、作動が不安定であるといつた問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、上記の事情のもとになされたもの
で、その目的とするところは、ステイツク・スリ
ツプ運動の発生を防止して、作動を安定化させる
ことができるようにしたメカニカルシールを提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した問題点を解決するために、本考案は、
次式を満足するメカニカルシールを提供するもの
である。

Ｏ≦θmax＜Tmin／Ｋ ここで、 θmax：固定環とケーシングとの廻り止め機構
の円周方向の最大クリアランス（rad） Ｋ：静止側シール機構のスプリングとパツキン
による捩りバネ定数（Kg・cm／rad） Tmin：実使用条件における回転環と固定環の
摺動面の最小摩擦トルク（Kg・cm）。

〔作用〕

上記式において、Tmin／Ｋは、固定環とケー
シングとの廻り止め機構を設けない場合の、回転
環との最小の摩擦トルクによる固定環の変位量を
表わす。すなわち、回転環との摺動による摩擦ト
ルクを受けて、固定環は回転環の回転方向へ変位
するが、該変位に伴つて、固定環とケーシングの
間で捩りを受けるスプリングおよびパツキンの反
力も増大するので、前記廻り止め機構がない場合
の固定環の変位量は、摺動面における摩擦トルク
Ｔと、静止側シール機構の捩りバネ定数Ｋの比に
よつて決まる。

本考案によると、固定環とケーシングとの廻り
止め機構の円周方向の最大クリアランスθmaxを
前記変位量Tmin／Ｋよりも小さく設定してなる
ことから、ケーシングと、摩擦トルクにより回転
方向へ変位する固定環との互いの廻り止め機構同
士が接触状態となり、固定環に対する反回転方向
への復帰力として作用する前記スプリングおよび
パツキンの捩り反力の増大が規制されるので、前
記接触状態が維持される。したがつて、振動源で
ある固定環の捩れ方向の挙動を拘束することがで
き、これによつて、自励振動の発生を確実に防止
することができ、作動の安定化を図ることが可能
になる。

〔実施例〕

以下、本考案を図示の一実施例を参照しながら
詳細に説明する。

第１図に示すように、図中１はポンプ本体であ
る機体で、そのハウジング２内に挿通させた回転
軸３には、インペラー４が装着され、かつこのイ
ンペラー４には、緩衝ゴム５を介して回転環であ
るフローテイングシート６が固定されているとと
もに、このフローテイングシート６には、後述す
る静止側シール機構７が摺接されて、前記回転軸
３の軸周を軸封してなる構成を有している。

すなわち、上記した静止側シール機構７は、前
記フローテイングシート６に摺接されるシールリ
ング８と、このシールリング８を前記フローテイ
ングシート６側の摺接方向に向けゴムベローズ９
及びスプリング抑え部材１０を介して弾性的に押
圧付勢するコイルスプリング１１と、これらゴム
ベローズ９、スプリング抑え部材１０及びコイル
スプリング１１をバツクアツプする前記ハウジン
グ３側に固定した外筒体からなるケーシング１２
とから構成されているとともに、このケーシング
１２の先端部１２Ａは、前記シールリング８の内
周部に遊嵌状態で嵌合されている。また、前記シ
ールリング８の内周部には、凹部８Ａが形成され
ている一方、この凹部８Ａに対応させて前記ケー
シング１２の先端部１２Ａ外周の一部に凸部１２
Ｂが形成され、この凸部１２Ｂを前記シールリン
グ８の内周部の凹部８Ａに係合させることによ
り、廻り止め機構を構成してなるものである。

そして、上記シールリング８の廻り止め機構
は、第２図に示すように、シールリング８の内周
部とケーシング１２の先端部１２Ａ外周部との凹
凸係合部８Ａ，１２Ｂのクリアランスが、次式を
満足するように構成され； Ｏ≦Ｋ・θmax＜Tmin つまり、 Ｏ≦θmax＜Tmin／Ｋ ここで、 θmax：シールリング８とケーシング１２との
係合部の最大クリアランス（rad） Ｋ：コイルスプリング１１とゴムベローズ９に
よる静止側シール機構７の捩りバネ定数
（Kg・cm／rad） Tmin：実使用条件におけるフローテイングシ
ート６とシールリング８の摺動面間の最小
トルク（Kg・cm） これによつて、廻り止め機構を形成するシール
リング８とケーシング１２との間の係合部を、前
記フローテイングシート６とシールリング８との
摺動面間の摩擦力により常に接触維持可能にして
なるものである。

なお、本考案は、上記した実施例には何等限定
されないものであり、本考案の要旨を変えない範
囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、固定環とケーシングとの廻り止め機構の円周
方向の最大クリアランスθmaxを、固定環とケー
シングとの廻り止め機構を設けない場合の、回転
環との最小の摩擦トルクによる固定環の変位量
Tmin／Ｋよりも小さく設定してなることから、
運転時において、回転環との摩擦トルクにより回
転方向へ変位する固定環と、ケーシングの互いの
廻り止め機構同士が常に接触状態となり、振動減
である固定環の捩れ方向の挙動を拘束することが
できるため、自励振動の発生を確実に防止するこ
とができ、作動の安定化を図ることができるとい
うすぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るメカニカルシール一実施
例を示す概略的要部断面図、第２図は第１図−
線における要部断面図である。 １……機体、２……ハウジング、３……回転
軸、６……フローテイングシート、７……静止側
シール機構、８……シールリング、９……パツキ
ン（ゴムベローズ）、１０……スプリング抑え部
材、１１……コイルスプリング、１２……ケーシ
ング、８Ａ，１２Ｂ……廻り止め機構（凹凸係合
部）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 静止側シール機構が、回転軸とともに回転する
   回転環と密接摺動しハウジングにケーシングを介
   して担持される固定環と、前記ケーシングと固定
   環間をシールするパツキンと、前記固定環を回転
   環へ向けて押圧付勢するスプリングとからなり、
   前記ケーシングと固定環に円周方向にクリアラン
   スを残して互いに係合する凹凸による廻り止め機
   構を設けてなるメカニカルシールにおいて、次式
   を満足することを特徴とするメカニカルシール、 Ｏ≦θmax＜Tmin／Ｋ ここで、 θmax：固定環とケーシングとの廻り止め機構
   の円周方向の最大クリアランス（rad） Ｋ：静止側シール機構のスプリングとパツキン
   による捩りバネ定数（Kg・cm／rad） Tmin：実使用条件における回転環と固定環の
   摺動面の最小摩擦トルク（Kg・cm）。