JPH0625744Y2

JPH0625744Y2 - メカニカルシール

Info

Publication number: JPH0625744Y2
Application number: JP10173689U
Authority: JP
Inventors: 哲夫岩沢; 隆司澁木
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2004-07-06
Also published as: JPH0341269U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、攪拌機，洗濯機，ポンプ等の軸封部に用い
られるメカニカルシールであって、特に、回転軸の軸方
向移動に対する追随性を備えたメカニカルシールに関す
る。

（従来の技術）従来のこの種のメカニカルシールの代表例を第２図〜第
５図に示す。

第２図は第一の従来例を示し、図において、１００はハ
ウジング１０１の軸孔１０２内に固定したシートリング
である。軸孔１０２内の回転軸１０３には、図示しない
セットスクリューによって固定されたリング状のストッ
パ１０４，コンプレッションリング１０５，圧縮バネ１
０６等の押圧手段Ａが装着されており、従動リング１０
７をシートリング１００側に押圧して密封端面１０８を
形成している。

このメカニカルシール１０９においては、予め回転軸１
０３の軸方向の移動量に対応してコンプレッションリン
グ１０５とストッパ１０４との隙間ｌ_１、及びコンプレ
ッションリング１０５とストッパ１０４とを連結したド
ライブピン１１０の、挿入孔１０４ａ内における軸方向
の移動許容隙間ｌ_２を設定するとともに、バネ定数の小
さい圧縮バネ１０６を用いることにより、回転軸１０３
が軸方向に移動してもシートリング１００に対する従動
リング１０７の押圧力を一定に維持し、安定した密封性
能を発揮できるようになっている。

第３図〜第５図は第二の従来例を示す。図において、２
００はハウジングで、ハウジング２００の軸孔２０１に
は一対のシートリング２０２が対向配置されている。ま
た、回転軸２０３には、一対のシートリング２０２に密
接する一対の従動リング２０４が装着されている。Ｂは
一対の従動リング２０４をそれぞれシートリング２０２
側に押圧する押圧手段で、軸方向に沿ってガイド孔２０
５（第５図参照）を有するリテーナ２０６と、従動リン
グ２０４の背面に配置したワッシャー２０７と、圧縮バ
ネ２０８、及び回転軸２０３に螺着され、その頭部がガ
イド孔２０５の外部に露出した止めボルト２０９（第４
図参照）とから構成されている。リテーナ２０６は一対
の従動リング２０４を保持している。なお、２１０は座
金，２１１はバネ座金、２１２はシール部材である。

この第二従来例においては、回転軸２０３が回転すると
止めボルト２０９，リテーナ２０６を介して従動リング
２０４に回転トルクが伝達される。また、回転軸２０３
が軸方向に移動した際には止めボルト２０９がガイド孔
２０５内を第５図矢印のように滑り、回転軸２０３とリ
テーナ２０６，従動リング２０４，ワッシャー２０７と
の間にも軸方向の滑りが生じる。

従って、一対の従動リング２０４は軸方向には移動せ
ず、一対のシートリング２０２に対する密封端面２１３
の接触圧力は圧縮バネ２０４によって一定に保たれ、安
定した密封性能を発揮できる。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記第一の従来例においては、回転軸１
０３の軸方向の移動時に滑り（摺動）を生じるドライブ
ピン１１０の軸部と挿入孔104aとの作動部が徐々に摩耗
してスティックスリップを生じ、滑りが悪くなってい
た。その結果、圧縮バネ１０６による押圧力が回転軸１
０３の軸方向の移動に対応できずに大きく変化してしま
い、密封端面１０８から密封流体が洩れる虞れがあっ
た。

また、第二の従来例においては、回転軸２０３の軸方向
の移動を許容するためにリテーナ２０６を特別に構成・
装着しなければならないため、標準的なメカニカルシー
ル用の部品を使用できない。更に、装着長さが極端に大
きいため、使用できる機器が限定されてしまうという欠
点があった。

この考案は上記課題を解決するためのもので、回転軸の
軸方向の移動時に、シールリングに対する従動リングの
接触圧力の変動を抑制して安定した密封性能を維持でき
ることは勿論、押圧手段の摩耗によるスティックスリッ
プや作動不良が発生せず、しかも、一般的な構成部品を
そのまま適用することができるメカニカルシールを提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためこの考案は、ハウジングの軸孔
に固定したシートリングと、このシートリングに密接
し、かつ、軸孔内の回転軸と一体的に回転する従動リン
グと、この従動リングをシートリング側に押圧する手段
とを有するメカニカルシールにおいて、前記従動リング
と押圧手段とを、回転軸に対して軸方向にのみ移動自在
に嵌合したスリーブの外周に装着するとともに、スリー
ブと回転軸との間に運動用シールを設け、かつ、スリー
ブの外周に軸受を装着し、この軸受の外輪をハウジング
側に固定したものである。

（作用）上記構成に基づいて、回転軸の回転トルクはスリーブを
介して従動リングに伝達される。この際、スリーブは軸
受によりハウジング内に保持されている。また、回転軸
が軸方向に移動すると、スリーブに装着した押圧手段は
軸方向に動かず、軸だけがスリーブ内を移動する。

（実施例）次に、この考案を第１図の実施例に基づいて説明する。

図はこの考案のメカニカルシール１の正面断面図であ
る。図において、２はハウジングで、このハウジング２
は機器本体２ａ，スタッフィングボックス２ｂ，グラン
ドカバー２ｃとから構成されている。また、軸孔３の入
口側には、軸方向には移動しないシートリング４が固定
されている。なお、グランドカバー２ｃとシートリング
４との間にはＯリング５が装着されている。

６は軸孔３内に配置された回転軸で、この回転軸６は機
器本体２ａ側の軸受（図示せず）等により保持されてい
る。７は回転軸６に装着したスリーブで、このスリーブ
７と回転軸６とは、回転軸６のキー溝６ａ内に嵌合した
キー８が、スリーブ７側に軸方向に設けたガイド溝７ａ
内に挿入されることにより、軸方向にのみ相対移動可能
に結合されている。また、スリーブ７側にキーを嵌合
し、回転軸６側にガイド溝を設けてもよい。ガイド溝７
ａはキー８の長さに比べて軸方向（図中左右）に所定量
の隙間Ｌがある。この隙間Ｌは回転軸６の移動量に対応
して設計される。

また、密封対象流体（図示せず）側であって、スリーブ
７と回転軸６との間には運動用シール９が設けられ、ス
リーブ７と回転軸６との間を流体密な状態に維持してい
る。ここで、運動用シール９は図面上オイルシールが示
されているが、回転軸６の軸方向の移動に対して密封性
能を有するものであればＵ，Ｖ，Ｌ，Ｊの各リップパッ
キンやグランドパッキンを用いてもよい。

１０はスリーブ７とスタッフィングボックス２ｂとの対
向面間に装着した軸受で、この軸受１０の外輪１０ａは
環状のホルダー１１によってスタッフィングボックス２
ｂに固定されるとともに、内輪１０ｂはスリーブ７の段
部１２と止め金１３とによって固定されている。なお、
軸受１０は図示実施例においては玉軸受が示されている
が、円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受等で
あってもよい。

１４はスリーブ７の外周に配置した従動リングで、この
従動リング１４がシートリング４に密接して密封端面α
を構成している。また、１５はスリーブ７の外周に装着
した押圧手段で、この押圧手段１５は従動リング１４を
シートリング４に対して一定の圧力で押圧するためのも
のである。押圧手段１５は図示しないセットスクリュー
によりスリーブ７に固定した環状のストッパ１６と、こ
のストッパ１６に対して図示しないドライブピンによっ
て連結され、かつ、軸方向に移動可能なコンプレッショ
ンリング１７と、コンプレッションリング１７とストッ
パ１６との間に装着した圧縮バネ１８とにより構成され
ている。更に、コンプレッションリング１７の係止溝１
７ａ内には、従動リング１４の係止爪１４ａが係止され
ており、両者は一体的に回転する。従動リング１４の内
周面とスリーブ７の外周面とは非接触の状態にあり、作
動中における径方向の熱膨張に対応できるようになって
いる。１９は従動リング１４とコンプレッションリング
１７との間に装着したシール部材で、図示実施例ではＯ
リングが示されているが、リップパッキン，ベローズ等
を採用してもよい。

なお、図中２０〜２２は六角穴付きの固定ボルト、２３
はスタッフィングボックス２ｂに設けたフラッシング孔
である。

次に、上記実施例の作用を説明する。

まず、回転軸６の回転トルクは、スリーブ７及びストッ
パ１６，コンプレッションリング１７を介して従動リン
グ１４に伝達されるとともに、圧縮バネ１８の弾性力と
相俟って従動リング１４は所定の接触圧力でシートリン
グ４に対して摺接回転する。このため、ハウジング２の
軸孔３の内部、即ち、機器本体２ａ内の密封対象流体
（図示せず）は密封端面αにより密封されており、ハウ
ジング２の外部に洩れることはない。一方、回転軸６と
スリーブ７との間は運動用シール９により密封されてい
る。ここで、スリーブ７と回転軸６とは一体的に回転す
るため、円周方向の摩耗は発生しない。

そして、機器本体２ａ側の軸受（図示せず）等が温度変
化によって隙間やガタが生じると、回転軸６が軸方向に
移動する。この際スリーブ７は軸受１０に保持された状
態で回転軸６と一体的に回転するが、軸受１０はスタッ
フィングボックス２ｂとスリーブ７とにそれぞれ固定さ
れているから軸方向へは移動しない、つまり、回転軸６
の軸方向の移動は押圧手段１５及び従動リング１４に伝
わることはない。従って、図示しないドライブピンとス
トッパ１６とのすべり作動部が摩耗してスティックスリ
ップが発生したり、圧縮バネ１８による押圧力が変化し
たりして、シートリング４に対する従動リング１４の接
触圧力が変動して密封端面αの密封性能が低下する事態
が起きることなく、常に安定した密封性能を保持するこ
とができる。

また、スリーブ７の軸方向の移動は通常メカニカルシー
ルの構成に使用される軸受１０によって確保され、回転
軸６とスリーブ７との回転トルクの伝達はキー８による
結合という簡単な構造によりなされているから、格別に
特殊な構成部品を調整する必要もないし、その装着長さ
も一般的なメカニカルシールと殆ど変わらず、あらゆる
機器に適用が可能である。

（考案の効果）この考案は以上のように構成したものであるから、回転
軸が軸方向に移動したとしても、従動リングをシートリ
ング側に押圧する押圧手段の作動部が摩耗してスティッ
クスリップ等の作動不良が発生したり、押圧力が変化し
たりして、シートリングに対する従動リングの接触圧力
が変動して密封端面の密封性能が低下する事態が起きる
ことなく、常に安定した密封性能を保持することができ
る。

また、スリーブの軸方向の移動は通常メカニカルシール
の構成に使用される手段によって確保され、回転軸とス
リーブとの回転トルクの伝達はキーによりなされている
から、格別に特殊な構成部品を調整する必要もないし、
その装着長さも一般的なメカニカルシールと殆ど変わら
ず、あらゆる機器に適用が可能であるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す正面断面図、第２図は
第一の従来例を示す正面断面図、第３図は第二の従来例
を示す正面断面図、第４図は第二の従来例の一部省略側
面断面図、第５図は第二の従来例の部分平面断面図であ
る。符号の説明１…メカニカルシール２…ハウジング、３…軸孔４…シートリング、６…回転軸７…スリーブ、８…キー９…運動用シール、１０…軸受１４…従動リング、１５…押圧手段

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ハウジングの軸孔に固定したシートリング
と、このシートリングに密接し、かつ、軸孔内の回転軸
と一体的に回転する従動リングと、この従動リングをシ
ートリング側に押圧する手段とを有するメカニカルシー
ルにおいて、前記従動リングと押圧手段とを、回転軸に対して軸方向
にのみ移動自在にキー結合したスリーブの外周に装着す
るとともに、スリーブと回転軸との間に運動用シールを
設け、かつ、スリーブの外周に軸受を装着し、この軸受
の外輪をハウジング側に固定したことを特徴とするメカ
ニカルシール。