JPS6322379Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、軸封技術に係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〕

従来から、メカニカルシールの一種として、第
７図に示すように、各種回転機器のハウジング１
の軸孔２内周にＯリング４，５等のシール部材を
介して固定側密封要素３を気密的に嵌着する一
方、前記軸孔２内に回転自在に挿通された回転軸
６に対し回転側密封要素７を軸方向移動自在、か
つＶパツキン８等のシール部材を介して気密的に
外挿し、非回転の前記固定側密封要素３と、回転
軸６に従動回転する前記回転側密封要素７との両
者対向端面の摺接により被シール流体Ａの洩れを
阻止するように構成されたものが知られている。
９は、回り止め部材１０により回転軸６外周に、
直接、嵌着されたケース部材、１１は回転側密封
要素７とケース部材９の間に介挿されたコンプレ
ツシヨンリングであり、該両者９，１１間に縮設
されたバネ１２の弾発力によつて前記両密封要素
３，７に対し適切な接触面圧が付与される。ケー
ス部材９とコンプレツシヨンリング１１の間およ
び該リング１１と回転側密封要素７の間には、該
密封要素７を回転軸６に従動回転させるため、ノ
ツクピン１３，１４等によるトルク伝達部が設け
られている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構成の従来シールは、突発的な原因で固定
側密封要素３と回転側密封要素７の密封摺動面相
互の当たりが強くなり、過剰摺動トルクを生ずる
場合に、固定側密封要素３がハウジング１の軸孔
２内周に嵌着固定されており、まつたく回転する
ことがないために、密封摺動面間に、発熱、焼付
き、ヒートクラツクもしくは異常摩耗などを生
じ、両密封要素３，７に潜傷を生じて安定したシ
ール性能を得ることができないという問題点を有
している。

〔問題点を解決するための手段ならびにその作用〕

本考案は上記問題点を鑑み、ハウジングの軸孔
内周に気密的に取り付けられる固定側密封要素
と、前記軸孔に挿通された回転軸外周に気密的に
取り付けられる回転側密封要素の両者対向端面の
摺接により被シール流体の洩れを阻止するメカニ
カルシールにおいて、前記固定側密封要素の外周
面に適宜凹凸を周設し、同密封要素の外周に径方
向に進退するストツパを配し、かつ該ストツパを
内径方向に向けて押圧付勢して前記凹部の一に係
合せしめ、固定側密封要素に過剰摺動トルクが掛
かつたときに前記ストツパが前記凹部から外れて
固定側密封要素を回転せしめるように構成してな
り、過剰摺動トルクに対し、該固定側密封要素を
回転させることによる一種の“逃げ”を設け、密
封要素の破損を未然に防止するメカニカルシール
を提供せんとするものである。

〔実施例〕

以下、本考案メカニカルシールの実施例を図面
にしたがつて説明する。

第１図において、ハウジング１の軸孔２内周に
取り付けられた固定側密封要素３の外周部には、
環状を呈する突段部３ａが設けられ、該突段部３
ａの外周面に、第２図に示すごとく、複数の凹部
３ｂと凸部３ｃを交互に等配したカム部が周設さ
れている。ハウジング１の軸孔２内周壁におけ
る、固定側密封要素３外周には、室１５が凹設さ
れており、該室１５内に、略ピン状を呈し、周面
に鍔１６ａを備えたストツパ１６が、径方向（第
１図において上下方向）に進退するように配設さ
れている。１７は、該ストツパ１６の動きを規制
すべく室１５内に嵌着された有底筒状の案内部材
であつて、底部に設けた孔１７ａからストツパ１
６の先端（第１図において下端）を突出させてお
り、ストツパ１６が内径方向に移動して鍔１６ａ
を底部に当接させた状態で、それ以上、ストツパ
１６が周方向へ移動しないようにストツパ１６の
移動ストロークを規制する。１８は、ストツパ１
６を内径方向に向けて弾性付勢するコイルバネで
あり、これによりストツパ１６の先端は、定常
時、前記固定側密封要素３に形成した凹部３ｂの
一に係合している。またハウジング１の軸孔２内
周壁と固定側密封要素３の前端外周肩部間には、
両者１，３間の気密を維持すべくＶパツキン１９
等のシール部材が介装されている。その他の構成
は、上記従来例（第７図）と同様であるため、同
一の符号を付して説明を省略する。

上記構成のメカニカルシールは、前記したよう
に、コイルバネ１８に押圧されたストツパ１６の
先端が、固定側密封要素３の凹部３ｂの一に係合
しているため該部に一種の廻り止め機構が構成さ
れることになり、定常回転時、固定側密封要素３
は、従来どうり、非回転の状態に維持されるが、
例えばハウジング１に対して回転軸６が軸方向に
移動する等して突発的に過剰摺動トルクが生じる
と、固定側密封要素３が、コイルバネ１８の弾性
に抗してストツパ１６を外径方向へ押し上げて一
の凸部３ｃ分だけ回転するようになる。すなわ
ち、第２図に示したように、凹部３ｂは、隣接す
る凸部３ｃに対してなだらかな曲面をもつて連な
り、漸次、その高さを等しくするように形成され
ている。したがつて固定側密封要素３が過剰摺動
トルクにより回転し出すと、ストツパ１６は、そ
の先端が前記曲面にもつて押し上げられ、遂には
一の凸部３ｃを乗り越えてつぎの凹部３ｂに係合
する。前記コイルバネ１８のバネ荷重は、設計限
界の摺動トルクが生じたときに、ストツパ１６が
凸部３ｃ頂点に位置するように、これを設定す
る。

上記メカニカルシールは、以上の一連のサイク
ルを、必要に応じた回数繰り返させることによ
り、固定側と回転側の両密封要素３，７間の摩擦
力を緩和せしめ、摺動面に、発熱、焼付き、ヒー
トクラツク、異常摩耗等の不具合を生じさせない
ようになる。なお、上記実施例に対しては、つぎ
のように、その構成を変更してもよい。

固定側密封要素３の外周面に凹部３ｂと凸部
３ｃよりなるカム部（第２図）を周設したのに
代えて、その形状を第３図および第４図に示す
ように変更し、ストツパ案内溝（第３図）また
はストツパ案内穴（第４図）とする。

前記Ｖパツキン１９等のシール部材に代え
て、第５図および第６図に示すように、固定側
密封要素３の先端面に環状を呈する摺接突起３
ｄを一体形成し、該突起３ｄ端面とハウジング
１のフランジ１ａ端面とによつて接触シール部
を構成する。この構造によると、該部シール能
力を一段と高め、かつ焼付きを防止できる外、
前記シール部材を介装するスペースが不要とな
つて固定側密封要素３とハウジング１間の隙間
を少なくすることができるため、過乗摺動トル
クの発生に伴なう該密封要素３の振動や変形を
防止し得る。

前記ストツパ１６を略ピン状に形成し、案内
部材１７とコイルバネ１８を併設したのに対
し、第６図に示すように、ハウジング１に貫通
孔２０を穿ち、該孔２０内に、径方向に伸縮す
るベローズブーツ２１を内挿し、先端にストツ
パ２２を固着するとともに、内部に高圧側吐出
流体を供給する、この供給配管２３には、圧力
ゲージ２４と流量調整バルブ２５とを設け、ベ
ローズブーツ２１内に供給する流体量を調節し
て、設計値限界摺動トルクを制御できるように
する。

また前記凹凸部３ｂ，３ｃは、固定側密封要
素３を超硬合金やシリコンカーバイトなどの硬
質摺動材により製するときは、前述したよう
に、該密封要素３の外周面に、直接、一体形成
する。これに対し、該密封要素３をカーボン等
の摩耗側摺動材によつて製する場合は、あらか
じめ凹凸部を形成した硬質材を、該密封要素３
外周に、後付けする。

〔考案の効果〕

本考案のメカニカルシールは以上説明したよう
な構成になり、第１に、過剰摺動トルクを安定さ
せることができ、密封摺動面の破損を防止してそ
の耐久性、ひいてはシール性能を向上させること
ができる。第２に、特殊な機器を別途設ける必要
がないため、構造が簡単である。さらに、ストツ
パの荷重を適宜調節することにより、適量の被シ
ール流体を漏洩させつつシールする等、微妙なシ
ール制御が可能となり、本考案の実用的効果はき
わめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るメカニカルシー
ルの取付状態を示す半裁断面図、第２図ないし第
４図は第１図にＸ−Ｘ線で示す固定側密封要素の
断面図、第５図および第６図は同変形例に係るメ
カニカルシールの取付状態を示す半裁断面図、第
７図は従来のメカニカルシールの一例を示す取付
状態の断面図である。なお、第１図、第５図およ
び第６図において、ストツパは固定側密封要素の
外周面に形成した凸部を乗り越える瞬間を示して
いる。 １……ハウジング、２……軸孔、３……固定側
密封要素、３ｂ……凹部、３ｃ……凸部、６……
回転軸、７……回転側密封要素、１５……室、１
６，２２……ストツパ、１６ａ……鍔、１７……
案内部材、１７ａ……孔、１８……コイルバネ、
１９……Ｖパツキン、２１……ベローズブーツ、
２３……供給排管、２５……流量調整バルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングの軸孔内周に気密的に取り付けられ
   る固定側密封要素と、前記軸孔に挿通された回転
   軸外周に気密的に取り付けられる回転側密封要素
   の両者対向端面の摺接により被シール流体の洩れ
   を阻止するメカニカルシールにおいて、前記固定
   側密封要素の外周面に適宜凹凸を周設するととも
   に前記固定側密封要素の外周に径方向に進退する
   ストツパを配し、かつ該ストツパを内径方向に向
   けて押圧付勢して前記固定側密封要素の外周面に
   周設した凹部の一に係合せしめ、前記固定側密封
   要素に過剰摺動トルクが掛かつたときに前記スト
   ツパが前記凹部から外れて前記固定側密封要素を
   回転せしめることを特徴とするメカニカルシー
   ル。