JPS6145405Y2

JPS6145405Y2 -

Info

Publication number: JPS6145405Y2
Application number: JP3964781U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1986-12-20
Also published as: JPS57153854U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、密封端面で摺接される静止密封環と
回転密封環のうち、一方の密封環を保持するシー
ルリングリテーナを、ベーロズリテーナに支持さ
れて軸方向に延在されるベローズに保持させたメ
カニカルシール用ベローズの防振装置に関するも
のである。

従来、この種のメカニカルシール用ベローズ
は、高温、低温、腐食性液等で広範囲に利用され
ている。しかしながら、このベローズ形のメカニ
カルシールの致命的欠点は、取付機器との共振あ
るいは密封端面におけるステイツクスリツプによ
る自励振動によつてベローズが破損に至ることで
あり、その事例は少くない。従来、このベローズ
用防振装置として、板ばね、フインガースプリン
グなどが一般に使用されてきたが、シール系の振
動モードが多様でかつ未解明な部分もあり、充分
な防振効果を発揮していないとともに、その構造
が複雑であつた。

メカニカルシール用ベローズの振動は、軸方
向、回転方向、半径方向のベクトル（加振力）に
よつて起り、それぞれの固有値によつて振動状態
が異る。実験によると、メカニカルシール用ベロ
ーズの固有振動数は、軸方向に50〜150Hz、回転
方向に10000〜20000Hz、半径方向に300〜500Hzで
あり、また、メカニカルシールの静止密封環と回
転密封環とは常に液圧による推力とベローズのば
ね力で軸方向に押し付けられて密着しており、こ
のため、メカニカルシール用ベローズは、回転方
向すなわち捩りに対しては極めて剛であるととも
に、軸方向には強制支持されていることにより、
ベローズの破損は主として自由な半径方向の振動
によつて起ることになる。

本考案は上述した実情に鑑みなされたものでそ
の目的とするところは、上述した半径方向の振動
を強制的に阻止し、しかも軸方向および半径方向
には追随微動して密封端面における密封に悪影響
を及ぼすことがないようにしたメカニカルシール
用ベローズ防振装置を提供しようとするものであ
る。

以下、本考案を図面に示す一実施例にもとづい
て説明する。

第１図中、Ｘは大気側を示し、Ｙは密封液側を
示している。そして、図中１はシールケースであ
り、このシールケース１内の中心にたとえばポン
プのインペラに連結される回転軸２が挿通され、
この回転軸２とシールケース１との環状空間部３
に本考案を適用したメカニカルシールが装着され
る。

以下、このメカニカルシールを詳述すると、４
は静止密封環であり、５は回転密封環であり、こ
れら静止密封環４と回転密封環５とは密封端面４
ａ，５ａで摺接される。そして、それら密封環
４，５のうち、一方の密封環たとえば静止密封環
４は、その外周および外端を被うようにしてたと
えば焼きばめにより被着されたシールリングリテ
ーナ６に保持されており、このシールリングリテ
ーナ６は、ベーロズリテーナ７に支持されて軸方
向に延在されるベローズ８に保持される。このベ
ローズ８は、板面方向に波をうつ環状の金属製波
板を多数並置し、その隣接するもの同士の内，外
周縁を互に溶着したもの、金属製筒状体より一体
成形したもの、あるいはゴム製、４フツ化樹脂製
のものが使用され、本実施例では金属製ベローズ
を使用している。そして、このベローズ８の内端
周縁８ａはシールリングリテーナ６の外端に突出
する鍔状部６ａに溶着され、また、ベローズ８の
外端周縁８ｂはベローズリテーナ７の内端に突出
する鍔状部７ａに溶着されている。また、このベ
ーロズリテーナ７は、前記シールケース１にガス
ケツト９を介在してボルト１０にて取付け固定さ
れた固定部材１１に、ボルト１２によつて固定さ
れる。さらに、回転密封環５は、その外周および
内端を被うようにしてたとえば焼きばめにより被
着されたシールリングリテーナ１３に保持されて
おり、このシールリングリテーナ１３は、その円
筒状部１３ａを前記回転軸２の小径部２ａ外周に
キー１４を介在して嵌着して固定される。なお、
このシールリングリテーナ１３の円筒状部１３ａ
は、回転軸２の小径部２ａによつて形成される段
部２ｂと、回転軸２に螺着したナツト１５との間
に締付け固定されて、軸方向に抜けないようにな
つている。

また、前記シールリングリテーナ６の同軸上に
は筒状防振体１６が配設される。この筒状防振体
１６は、たとえば４フツ化樹脂製または摩擦係数
の小さい硬質ゴム等低弾性高分子材料製のもの
で、前記ベローズリテーナ７と一体的すなわちシ
ールケース１と固定部材１１との間に基部１６ａ
を挟着して支持して軸方向に延出されている。す
なわち、この筒状防振体１６は、シールケース１
とベローズ８との間を軸方向に延出され、その延
出端部１６ｂをシールリングリテーナ６の外周に
臨ませている。そして、この筒状防振体１６の延
出端部１６ｂ側には、軸方向に沿うスリツト１７
を周方向に90゜の間隔で切込み形成した弾圧保持
部１８が設けられている。この弾圧保持部１８の
内周面には周方向に沿う突条１９が形成され、こ
の突条１９が前記シールリングリテーナ６の外周
に臨んでいる。そして、この突条１９の内径D₁
はシールリングリテーナ６の外径D₂より所定寸
法（たとえば２δ）小さくしてあり、これによ
り、弾圧保持部１８は、第３図に示すように半径
寸法δだけ拡径された状態でシールリングリテー
ナ６の外周に嵌め込まれ、そのシールリングリテ
ーナ６の外周を弾圧保持するようになつている。
そして、シールリングリテーナ６の外周を弾圧保
持した弾圧保持部１８の防振力は、弾圧保持部１
８における肉厚寸法Ｔ、スリツト１７……の長さ
Ｌ、スリツト１７，１７間の寸法Ｓを適宜に選ぶ
ことで設定される。また、この場合の弾圧保持部
１８のばね定数Ｋは、突条１９の内径D₁をシー
ルリングリテーナ６の外径D₂より２δだけ小さ
く製作することで設定されるので、弾圧保持部１
８をシールリングリテーナ６の外周に嵌め込んだ
ときの半径方向の荷重Ｗは、Ｗ＝Ｋδで与えられ
る。この荷重Ｗは、筒状防振体１６に４フツ化樹
脂などの摩擦係数の極めて小さい材料を用い、か
つシールリングリテーナ６との接触部に突条１９
によるアールを設けることで、シールリングリテ
ーナ６の軸方向および半径方向の追随微動に支障
をもたらすことなく、十分な振動減衰効果を得る
ように設定可能である。

また、前記シールケース１には、両密封環４，
５の密封端面４ａ，５ａに臨んで冷却液流入通路
２０が形成され、この冷却液流入通路２０からシ
ールケース１内に流入した冷却液Ａによつて前記
密封環４，５を外周側から冷却するようになつて
いる。

なお、第１図中、２１は各部材間に介在されて
シール作用をするＯリングである。

上記のようにして構成されたメカニカルシール
において、回転軸２の回転によつて回転密封環５
はシールリングリテーナ１３と一体に回転し、ま
た、静止密封環４はシールリングリテーナ６、ベ
ローズ８、ベローズリテーナ７および固定部材１
１を介してシールケース１に固定された静止状態
にあり、静止密封環４と回転密封環５とは密封端
面４ａ，５ａで摺接されて密封作用をすることに
より密封液側Ｙからの液漏れを防止する。このと
き、静止密封環４と回転密封環５とは密封端面４
ａ，５ａで摺接することにより摺動熱を発生する
が、この熱は冷却液流入通路２０からシールケー
ス１内に流入された冷却液Ａによつて冷却され
る。

しかして、本考案は上述したように、シールリ
ングリテーナ６の同軸上に、ベローズリテーナ７
と一体的に支持されて軸方向に延出されかつその
延出端部１６ｂ側に軸方向に沿うスリツト１７…
…を形成した弾圧保持部１８を有する筒状防振体
１６を配設し、前記シールリングリテーナ６の外
周を、前記筒状防振体１６の、D₁からD₂に拡径
された弾圧保持部１８で弾圧保持させてなるか
ら、筒状防振体１６がシールリングリテーナ６の
半径方向の運動を規制し、もつて、このシールリ
ングリテーナ６を保持しているベローズ８の半径
方向の振動を強制的に阻止し、ベローズ８の破損
を防止できる。しかも、筒状防振体１６の弾圧保
持部１８は、筒状防振体１６の延出端部１６ｂ側
に軸方向に沿うスリツト１７……を形成してなる
ので、弾圧保持部１８がシールリングリテーナ６
の外周を拡径により弾圧保持している状態におい
ても、シールリングリテーナ６は静止密封環４の
密封動作に応じて軸方向および半径方向に追随微
動でき、密封端面４ａ，５ａにおける密封に悪影
響を及ぼすことがない。

また、上記実施例において、筒状防振体１６の
弾圧保持部１８の外径を、シールリングリテーナ
６の内径より所定寸法大きくしておき、このシー
ルリングリテーナ６の内径より大きな外径とした
弾圧保持部を縮径させた状態でシールリングリテ
ーナ６の内周に嵌め込んで、そのシールリングリ
テーナ６の内周を弾圧保持させても、本考案を実
施できる。

なお、本考案は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば回転密封環を保持するシールリ
ングリテーナをベローズで保持させるタイプのメ
カニカルシール用ベローズにも適用できることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は縦断
面図、第２図は第１図の−線に沿つて断面し
て見た斜視図、第３図は本考案に用いる筒状防振
体の作用状態を示す説明図である。１……シールケース、２……回転軸、４……静
止密封環（一方の密封環）、４ａ……静止密封環
の密封端面、５……回転密封環、５ａ……回転密
封環の密封端面、６……シールリングリテーナ、
７……ベローズリテーナ、８……ベローズ、１１
……固定部材、１６……筒状防振体、１６ｂ……
筒状防振体の延出端部、１７……スリツト、１８
……弾圧保持部、Ａ……冷却液、Ｘ……大気側、
Ｙ……密封液側。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

密封端面で摺接される静止密封環と回転密封環
のうち、一方の密封環を保持するシールリングリ
テーナを、ベローズリテーナに支持されて軸方向
に延在されるベローズに保持させたメカニカルシ
ールにおいて、前記シールリングリテーナの同軸
上に、前記ベローズリテーナと一体的に支持され
て軸方向に延出されかつその延出端部側に軸方向
に沿うスリツトを形成した弾圧保持部を有する筒
状防振体を配設し、前記シールリングリテーナの
外周または内周を、前記筒状防振体の、拡径また
は縮径された弾圧保持部で弾圧保持させてなるメ
カニカルシール用ベローズ防振装置。