JPH04300470A - カートリッジ式メカニカルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中ポンプのように、
水中（液中）に浸漬した状態で駆動される機器類の軸封
部に使用されるカートリッジ式メカニカルシールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水中ポンプのように、水中（液中）に浸
漬した状態で駆動される機器類の軸封部に使用されるメ
カニカルシールとして、軸封部に対する着脱作業性を向
上させるように構成したカートリッジ式メカニカルシー
ルは、本発明出願人によってすでに提案されている（特
開平１ー２６１５６８号公報参照）。このカートリッジ
式メカニカルシールは、図４にも示すように、軸方向に
離間して対向する１対の静止密封環２０Ａ，２０Ｂを有
する固定側シ−ル要素２０が、被軸封機器の回転軸２１
を挿通してハウジングなどの固定側部材２２Ａ，２２Ｂ
に着脱可能に固着されるカートリッジケース２３に回転
不能に収納されるとともに、スプリング２４によって前
記静止密封環２０Ａ，２０Ｂ側に付勢されて密封部２５
，２５を形成する１対の回転密封環２６Ａ，２６Ｂと、
これら回転密封環２６Ａ，２６Ｂを密着固定した１対の
筒状パッキン２６Ｃ，２６Ｄを備えた回転側シ−ル要素
２６が、前記カートリッジケース２３に回転可能に収納
された構造になっている。このように構成されたカート
リッジ式メカニカルシールは、カートリッジケース２３
を被軸封機器の回転軸２１および固定側部材２１Ａ，２
１Ｂに対して挿入または引抜く簡単な作業によって、被
軸封機器の軸封部に対するメカニカルシールの装着およ
び軸封部からの取外しを行うことができるので、着脱作
業性が著しく向上することになる。

【０００３】しかし、１対の筒状パッキン２６Ｃ，２６
Ｄには、回転側部材に密着させるための密着部を、所定
の軸方向長さを有して形成しなければならないので、そ
れだけカートリッジ式メカニカルシールの軸方向寸法が
長くなる。また、たとえば回転軸２１を筒状パッキン２
６Ｃ，２６Ｄに直接圧入して密着させようとしても、筒
状パッキン２６Ｃ，２６Ｄそれぞれの密着部と回転軸２
１との２箇所の摩擦力によって大きい圧入抵抗が生じる
。したがって、カートリッジケース２３を外筒２３Ａ、
内筒２３Ｂおよびキヤップ２３Ｃの３部材によって構成
し、筒状パッキン２６Ｃ，２６Ｄの密着部を内筒２３Ｂ
に密着させるようにしている。つまり、従来のカートリ
ッジ式メカニカルシールのように、１対の筒状パッキン
２６Ｃ，２６Ｄ使用していると、軸方向寸法が長くなっ
てメカニカルシールを大型にするとともに、内筒２３Ｂ
付きのカートリッジケース２３が必要であるから、部品
点数と組立工数が多くなって、コストアップを招くこと
になるなどの難点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、１対の筒状パッキンを使用しているために、メカ
ニカルシールが大型化されるとともに、カートリッジケ
ースに内筒を設ける必要があるので、部品点数と組立工
数が多くなってコストアップを招くことなどである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、静止密封環を
有する固定側シ−ル要素が、被軸封機器の固定側部材に
着脱可能に固着される軸方向両端部開口型のカートリッ
ジケースに回転不能に収納され、スプリングによって前
記静止密封環側に付勢されて密封部を形成する回転密封
環と、この回転密封環を密着固定するとともに、被軸封
機器の回転軸に挿脱可能に密着外嵌される１つの筒状パ
ッキンを備えた回転側シ−ル要素が、回転可能に前記カ
ートリッジケースに収納されていることを特徴とし、筒
状パッキンの単一使用によって、メカニカルシールの小
型化を図るとともに、内筒を省略したカートリッジケー
スの使用による構造の簡略化によって、部品点数と組立
工数を削減する目的を実現した。

【０００６】

【作用】本発明によれば、カートリッジケースに収納さ
れている回転側シ−ル要素の１つの筒状パッキンに回転
軸を圧入しながら、カートリッジケースを被軸封機器の
固定側部材に対して挿入する作業によって、被軸封機器
の軸封部に対するメカニカルシールの装着がなされ、カ
ートリッジケースを前記固定側部材から引抜く作業に同
伴して前記筒状パッキンを回転軸から引抜くことによっ
て、軸封部からメカニカルシールを取外すことができる
。

【０００７】また、単一の筒状パッキンを使用するよう
に構成したことで、回転軸に密着させるために所定の軸
方向長さを有して形成される密着部は１つでよいことに
なる。そのために、２つの密着部を必要としていた従来
のカートリッジ式メカニカルシールよりも、軸方向寸法
を短縮することができる。

【０００８】さらに、回転軸を筒状パッキンに直接圧入
する場合の圧入抵抗および筒状パッキンを回転軸から引
抜く場合の引抜抵抗が、１つの密着部と回転軸との摩擦
力のみに軽減されるので、内筒を省略したカートリッジ
ケースであっても着脱が容易になされるから、それだけ
部品点数が少なくなって構造を簡単にするとともに、組
立工数を削減できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例を示す縦断面図である
。この図において、カートリッジ式メカニカルシール１
は、主として水中ポンプのように水中に浸漬した状態で
駆動される軸封被機器の固定側部材（たとえばハウジン
グ）２，２に着脱可能に固着されるカートリッジケース
３と、このカートリッジケース３に収納される固定側シ
−ル要素４と、回転側シ−ル要素５と、スプリング６と
を備えている。カートリッジケース３は、プレス加工さ
れたステンレス鋼板のような非発錆金属板によつてなる
ケース本体３０と、環状のリテーナ３１よって構成され
ている。ケース本体３０は、円筒状胴部３０Ａの軸方向
一端に半径方向内側に張出すフランジ部３０Ｂを設け、
軸方向他端に半径方向外側に大きく張出すフランジ部３
０Ｃを設けるとともに、胴部３０Ａに潤滑剤導入口３０
ａを貫通形成した構造になっており、胴部３０Ａの軸方
向他端側に環状のリテーナ３１が着脱可能に圧入固定さ
れる。固定側シ−ル要素４は、軸方向に離間して対向す
る１対の静止密封環４１，４１と、これら静止密封環４
１，４１を回転不能に密着保持する環状パッキン４２，
４２によって構成されている。静止密封環４１，４１は
、セラミックスのような硬質材料によって成型され、環
状パッキン４２，４２は、硬質ゴムのような比較的高強
度で封水性（封液性）にすぐれた弾性材料によって成型
されており、一方（上側）の環状パッキン４２が、ケー
ス本体３０のフランジ部３０Ｂの内面に圧接された状態
で胴部３０Ａの内周面に回転不能に密着保持され、他方
（下側）の環状パッキン４２が、環状のリテーナ３１に
よって回転不能に密着保持されている。回転側シ−ル要
素５は、１対の回転密封環５１，５１と、これら回転密
封環５１，５１を密着固定するとともに、被軸封機器の
回転軸７の軸封部８に挿脱可能に密着外嵌される１つの
筒状パッキン５２によって構成されている。回転密封環
５１，５１は、カ−ボンのような静止密封環より軟質の
材料によって成型され、筒状パッキン５２は、硬質ゴム
のような比較的高強度で封水性（封液性）にすぐれた弾
性材料によって成型されており、この筒状パッキン５２
の軸方向両端の保持部５２Ａ，５２Ａの内周に回転密封
環５１，５１が密着保持され、軸方向中央の基部５２Ｂ
と保持部５２Ａ，５２Ａは軸方向の伸縮を許容する頸部
５２Ｃ，５２Ｃを介して互いに連続している。 保持部５２Ａ，５２Ａの外周には、ステンレス鋼のよう
な非発錆金属板によつてなるドライブケース５３，５３
を一体成型によって取付けることで、保持部５２Ａ，５
２Ａによる回転密封環５１，５１の密着保持力を高め、
また基部５２Ｂの外周をステンレス鋼板のような非発錆
金属板によつてなるドライブリング５４で巻回すること
によって、基部５２Ｂによる回転軸７に対する密着力を
高めている。スプリング６は、ステンレス鋼のような非
発錆金属製の複数の圧縮板ばねによってなり、ドライブ
ケース５３，５３の間に介在されて筒状パッキン５２の
保持部５２Ａ，５２Ａを互いに離れる方向に付勢してい
る。したがって、回転密封環５１，５１の密封端面が静
止密封環４１，４１の密封端面に圧接され密封部９を形
成する。なお、１０，１０はＯリングを示す。

【００１０】このような構成であれば、筒状パッキン５
２に回転軸７を圧入しながら、カートリッジケース３の
ケース本体３０を被軸封機器の固定側部材２，２に対し
て挿入したのち、複数のボルト（図示例では１つのボル
トのみを示している）１１によってフランジ部３０Ｃを
下側の固定側部材２に締結する作業によって、被軸封機
器の軸封部８に対してカートリッジ式メカニカルシール
１を簡単に装着することができる。特に、単一の筒状パ
ッキン５２を使用することによって、回転軸７に対して
所定の軸方向長さを有する軸方向中央の基部５２Ｂのみ
が密着することになる。つまり、密着部は１つに低減さ
れるので、２つの密着部を必要としていた従来のカート
リッジ式メカニカルシールよりも、軸方向寸法を短縮し
てカートリッジ式メカニカルシール１の小型化を達成で
きる。また、回転軸７を筒状パッキン５２に直接圧入す
る場合の圧入抵抗が、基部５２Ｂと回転軸７との摩擦力
のみに軽減されるので、カートリッジ式メカニカルシー
ル１の装着が容易になる。したがって、従来のカートリ
ッジ式メカニカルシールにおいて使用されていた内筒を
省略できるから、それだけ部品点数が少なくなって構造
を簡単にするとともに、組立工数を削減することができ
る。

【００１１】一方、複数のボルト１１を取外しして、固
定側部材２に対するフランジ部３０Ｃの締結を解除した
のち、カートリッジケース３のケース本体３０を固定側
部材２，２から引抜く作業に同伴して筒状パッキン５２
を回転軸７から引抜くことで、軸封部８からカートリッ
ジ式メカニカルシール１を取外すことができる。この場
合の引抜き抵抗も、基部５２Ｂと回転軸７との摩擦力の
みであるから、容易に取外すことができる。

【００１２】前記実施例では、カートリッジケース３を
プレス加工されたステンレス鋼板のような非発錆金属板
によつて形成して説明しているが、図２のように、樹脂
製のカートリッジケース２を使用して構成してもよい。 また、スプリング６は前記実施例で説明した板ばねに代
えてコイルスプリングを使用してもよい。ただし、板ば
ねを使用することによって、コイルスプリングよりも軸
方向寸法を短縮することができるから、カートリッジ式
メカニカルシール１を一層小型化できる。さらに、１対
の静止密封環４１，４１と、１対の回転密封環５１，５
１とを備えたダブルシール型メカニカルシールに代えて
、図３に示すような、１つの静止密封環４１と、１つの
回転密封環５１とを備えた、単一シール型メカニカルシ
ールに使用することも可能である。なお、図２および図
３において、図１の実施例と同一もしくは相当部分には
同一符号を付して、説明を省略する。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
一の筒状パッキンを使用することで、軸方向寸法を短縮
してメカニカルシールの小型化を図ることができるとと
もに、従来のように筒状パッキンに相対的な周方向のず
れを生じて、密封部の密封性能に悪影響をおよぼす不都
合も発生しない。また、回転軸を筒状パッキンに直接圧
入する場合の圧入抵抗および筒状パッキンを回転軸から
引抜く場合の引抜抵抗が、１つの密着部と回転軸との摩
擦力のみに軽減されるので、内筒を省略したカートリッ
ジケースであっても着脱が容易になされるから、それだ
け部品点数が少なくなって構造を簡単にするとともに、
組立工数を削減することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。

【図４】従来例の半截断面図である。

【符号の説明】

１　　カートリッジ式メカニカルシール２　　固定側部
材 ３　　カートリッジケース ４　　固定側シール要素 ５　　回転側シール要素 ６　　スプリング ７　　回転軸 ９　　密封部 ４１　　静止密封環 ５１　　回転密封環 ５２　　筒状パッキン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　静止密封環を有する固定側シ−ル要素
   が、被軸封機器の固定側部材に着脱可能に固着される軸
   方向両端部開口型のカートリッジケースに回転不能に収
   納され、スプリングによって前記静止密封環側に付勢さ
   れて密封部を形成する回転密封環と、この回転密封環を
   密着固定するとともに、被軸封機器の回転軸に挿脱可能
   に密着外嵌される１つの筒状パッキンを備えた回転側シ
   −ル要素が、回転可能に前記カートリッジケースに収納
   されていることを特徴とするカートリッジ式メカニカル
   シール。