JPWO2019194154A1 - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

ボルトに対して回転力が伝わり難く、かつボルトの緩みを防止することができるメカニカルシールを提供する。回転軸２とともに回転する回転密封環２０，２１と、固定密封環３０，３１と、固定密封環３０，３１を保持するアダプタ５と、を備え、ボルト１１によりアダプタ５がシールカバー３に固定されるメカニカルシール１であって、アダプタ５に軸方向に当接し、シールカバー３のネジ孔３ｆに対して螺挿されるボルト１１の胴部１１ａが貫通する貫通孔９ｄが設けられているホルダ９を備え、ホルダ９は、回転軸２を取り囲むように複数配置されている。

Description

本発明は、メカニカルシール、特にボルトによりアダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールに関する。

従来、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸とシールカバーとの間に設けられるメカニカルシールは、回転軸に固定される回転密封環に対して固定密封環を付勢手段によって付勢し、回転密封環と固定密封環の摺動面を互いに密接させた状態で相対回転させることにより、被密封流体を軸封している。また、固定密封環のシールカバーへの固定には、アダプタを用い、アダプタに固定密封環を保持させるとともにアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入して固定することで、組み立てが簡単になっている。

例えば、特許文献１のメカニカルシールにあっては、外周にＯリングを装着したアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入した状態で、環状薄板をアダプタの側端とシールカバーの側端にそれぞれ当接させて、頭部付きのボルトを環状薄板の貫通孔に挿通しシールカバーの軸方向に延びる雌ネジ部に螺合させて環状薄板をシールカバーに固定し、アダプタを軸方向に位置決め固定している。しかし、シールカバーの内周とアダプタの外周との間には、Ｏリングが介在しているだけであるため、シールカバーに対してアダプタが回転しやすく、シール性が低いものであった。

一方、特許文献２のメカニカルシールにあっては、シールカバーの凹部の側端にＯリングを装着した後、外周にＯリングを装着したアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入した状態で、皿ネジをシールカバーの軸方向に延びる雌ネジ部に螺合させ該皿ネジの頭部の一部でアダプタを軸方向に押し込むことでシールカバーの凹部の側端のＯリングを潰した状態で位置決め固定し、アダプタの回転を抑制しつつシールカバーとアダプタとのシール性を高めている。

特許第４６８４４２１号公報（第４頁、第１図〜第４図） 特許第６１９６７２７号公報（第４頁、第２図）

しかしながら、特許文献２にあっては、皿ネジはアダプタに直接接触する構成であって、アダプタに回転軸からの回転力が加わると、シールカバーに対してアダプタが相対回転することにより、アダプタに当接している皿ネジの頭部に対して回転力が直接伝わってしまうため、皿ネジに緩みが生じやすいという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ボルトに対して回転力が伝わり難く、かつボルトの緩みを防止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する。

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
回転軸とともに回転する回転密封環と、固定密封環と、前記固定密封環を保持するアダプタと、を備え、ボルトにより前記アダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールであって、
前記アダプタに軸方向に当接し、前記シールカバーのネジ孔に対して螺挿される前記ボルトの胴部が貫通する貫通孔が設けられているホルダを備え、前記ホルダは、前記回転軸を取り囲むように複数配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、アダプタが複数のホルダのそれぞれの貫通孔を貫通するボルトによりシールカバーに固定されるため、シールカバーに対するアダプタの回転が抑制されるとともに、アダプタに回転力が加わってもホルダが回転力を受けるため、ボルトに対して回転力が伝わり難く、ボルトの緩みを防止することができる。

好適には、前記ホルダは、前記貫通孔の周りに前記ボルトの頭部の底部が当接する内鍔部が形成されている。
これによれば、ボルトの頭部とシールカバーとの間に内鍔部が挟まれた状態で、ホルダをシールカバーに対して押さえつけて固定するため、ホルダの軸方向の位置決め精度がよく、かつホルダをシールカバーに強固に固定することができる。

好適には、前記アダプタに対する前記ホルダの当接部は、外径側に延びる外鍔部である。
これによれば、外鍔部によりアダプタをシールカバーに対して押さえつけて固定するため、アダプタをシールカバーに強固に固定することができる。

好適には、前記ホルダには、前記ボルトの頭部を収容する収容凹部が設けられている。
これによれば、ボルトの頭部がホルダよりも外側に張り出す量が少ない、または外側に張り出さない。

好適には、前記シールカバーには、前記ホルダを収容する収容凹部が設けられている。
これによれば、ホルダがシールカバーよりも外側に張り出す量が少ない、または外側に張り出さない。

好適には、前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視円形に形成されており、かつ嵌合されている。
これによれば、シールカバーの収容凹部に対するホルダの組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。

好適には、前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されている。
これによれば、ホルダがシールカバーの収容凹部に嵌合された状態でアダプタに回転力が加わってもホルダの回転力が規制されるため、ボルトに対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルトの緩みを防止することができる。

好適には、前記外鍔部の内径側と前記シールカバーとの間には、前記アダプタが挟まれ、
前記外鍔部の外径側と前記シールカバーとの間には、間隙が形成されている。
これによれば、ボルトを締め付けたときに、シールカバーとの間でアダプタを挟圧するための押圧力をホルダの外鍔部の内径側に集中させることができる。

好適には、前記ボルトの螺挿方向における前記ホルダと前記シールカバーとの間には、スクイズパッキンが配置されている。
これによれば、ホルダにより押圧されるアダプタによってスクイズパッキンがボルトの螺挿方向に圧縮されるため、シール性が高い。

本発明の実施例１におけるメカニカルシールの構造を示す断面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの固定構造を示す機内側から見た平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１におけるホルダの構造を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じく下面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの取付手順を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ａ，Ｂのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ａ，Ｂのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｃ，Ｄのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｃ，Ｄのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｅ，Ｆのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｅ，Ｆのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｇ，Ｈのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｇ，Ｈのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｉ，Ｊのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｉ，Ｊのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｋ，Ｍのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｋ，Ｍのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 本発明の実施例２におけるメカニカルシールの構造を示す断面図である。

本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るメカニカルシールにつき、図１から図５を参照して説明する。尚、本実施例においては、紙面右側を大気側、紙面左側を機内側として説明する。

図１に示されるように、本実施例のメカニカルシール１は、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸２とシールカバー３との間に設けられており、スリーブ４を介して回転軸２に固定される円環状の回転密封環２０，２１と、シールカバー３およびアダプタ５に固定された円環状の固定密封環３０，３１と、から主に構成され、金属製のベローズ部材６０，６１によって固定密封環３０，３１がそれぞれ軸方向に付勢されることにより、回転密封環２０，２１の摺動面２０ａ，２１ａと固定密封環３０，３１の摺動面３０ａ，３１ａとを互いに密接摺動させ、機内の被密封流体を軸封できるようになっている。尚、本実施のメカニカルシール１は、大気側の回転密封環２０および固定密封環３０と、機内側の回転密封環２１および固定密封環３１が反対方向を向く、いわゆるダブル形メカニカルシールとして構成されている。

回転密封環２０，２１および固定密封環３０，３１は、代表的にはＳｉＣ（硬質材料）同士またはＳｉＣ（硬質材料）とカーボン（軟質材料）の組み合わせで形成されるが、これに限らず、摺動材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば適用可能である。尚、ＳｉＣとしては、ボロン、アルミニウム、カーボン等を焼結助剤とした焼結体をはじめ、成分、組成の異なる２種類以上の相からなる材料、例えば、黒鉛粒子の分散したＳｉＣ、ＳｉＣとＳｉからなる反応焼結ＳｉＣ、ＳｉＣ−ＴｉＣ、ＳｉＣ−ＴｉＮ等があり、カーボンとしては、炭素質と黒鉛質の混合したカーボンをはじめ、樹脂成形カーボン、焼結カーボン等が利用できる。また、上記摺動材料以外では、金属材料、樹脂材料、表面改質材料（コーティング材料）、複合材料等も適用可能である。

図１に示されるように、シールカバー３は、ステンレス鋼からなり、略円筒状に形成され、円筒部３ａの内側に回転軸２およびスリーブ４を挿通可能な貫通孔３ｂが形成されている。シールカバー３の内径側には、大気側にベローズ部材６０の一端が固定される第１環状取付部３ｇと、第１環状取付部３ｇよりも機内側かつ外径側にフランジ付き円筒状のバッフル８が取り付けられる第２環状取付部３ｈが形成されており、シールカバー３の内側は段付き状に構成されている。

図１および図２に示されるように、円筒部３ａの機内側の端面部３ｃには、貫通孔３ｂの周りに大気側へ凹む環状凹部３ｄが設けられ、この環状凹部３ｄの径方向に延びる底面の内径側には、円環状のスクイズパッキン７が挿嵌される環状溝部３ｅが設けられている。尚、スクイズパッキン７は、弾性体からなるものであればよく、素材はゴム、樹脂、黒鉛等であってもよい。また、環状凹部３ｄの径方向に延びる底面の外径側、すなわち環状溝部３ｅよりも外径側には、大気側に向けて軸方向に延びるネジ孔としての雌ネジ孔３ｆが設けられている。尚、雌ネジ孔３ｆには、シールカバー３に対してアダプタ５を固定するためのボルト１１の胴部１１ａが螺合される。

また、図２および図３に示されるように、円筒部３ａの機内側の端面部３ｃには、雌ネジ孔３ｆを中心にホルダ９が挿嵌される収容凹部１０、いわゆる座ぐり穴が形成されている。収容凹部１０は、雌ネジ孔３ｆの開口端部、すなわち機内側端部から外径方向に直交して連なる環状の底面部１０ａと、底面部１０ａの外径側端部から機内側へ延びる第１側面部１０ｂと、第１側面部１０ｂの機内側端部の外径側から直交する方向に延びて連なる外縁面部１０ｃと、外縁面部１０ｃの外径側端部から機内側へ延びる第２側面部１０ｄとにより区画されることにより、段付き円筒状の空間として構成されている。また、第１側面部１０ｂの機内側端部の内径側、すなわち貫通孔３ｂ側は、内径方向において環状凹部３ｄの径方向に延びる底面と直交して連なっている。尚、収容凹部１０は、雌ネジ孔３ｆとともにシールカバー３の周方向に４等配されている（特に図３参照）。

図１に示されるように、アダプタ５は、ステンレス鋼からなり、フランジ付き円筒状に形成され、円筒部５ａと、円筒部５ａの大気側端部において外径方向に延びる環状のフランジ部５ｂから構成され、円筒部５ａの内側に回転軸２を挿通可能な貫通孔５ｃが形成されている。アダプタ５の内径側には、機内側にベローズ部材６１の一端が固定される環状取付部５ｋが形成されている。

図１および図２に示されるように、アダプタ５の大気側端部には、円筒部５ａよりも大径の取付部５ｄが設けられ、取付部５ｄの外周寸法は、シールカバー３の貫通孔３ｂの開口端部、すなわち機内側端部における内周寸法と略同一に構成されている。また、フランジ部５ｂの外径部には、大気側の第１外周面５ｅと、第１外周面５ｅの機内側端部から内径方向に延び直交して連なる機内側の環状面部５ｆと、環状面部５ｆの内径側端部から機内側へ延びる第２外周面５ｇと、から環状段部５ｈが形成されている。

また、シールカバー３の貫通孔３ｂに対してアダプタ５の取付部５ｄが挿嵌された状態では、シールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面に対してアダプタ５のフランジ部５ｂの大気側の環状面部５ｍが軸方向に当接している。このとき、アダプタ５のフランジ部５ｂの外径部に形成される環状段部５ｈ、すなわち第１外周面５ｅは、シールカバー３の収容凹部１０の第１側面部１０ｂと軸方向に連続するように構成されている。また、アダプタ５の環状段部５ｈを構成する機内側の環状面部５ｆは、シールカバー３の収容凹部１０を構成する外径側の外縁面部１０ｃよりも間隙Δだけ軸方向位置が機内側となるように形成されている。

次いで、ホルダ９について詳しく説明する。図１〜図４に示されるように、ホルダ９は、ステンレス鋼からなり、フランジ付き円筒状に形成され、円筒部９ａと、円筒部９ａの機内側端部において外径方向に延びる環状の外鍔部および当接部としてのフランジ部９ｂから構成され、円筒部９ａの大気側、すなわちシールカバー３側の内鍔部としての底部９ｃの径方向の中心には、軸方向に貫通する貫通孔９ｄが形成されている。また、ホルダ９は、シールカバー３の収容凹部１０に挿嵌されることにより、貫通孔９ｄにボルト１１の胴部１１ａを挿通させてボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆに対してボルト１１の胴部１１ａを螺合させることができるようになっている。

また、ホルダ９には、円筒部９ａと、底部９ｃの機内側端面とから収容凹部９ｅが形成され、収容凹部９ｅには、ボルト１１の頭部１１ｂが収容可能となっている。また、ボルト１１の頭部１１ｂの径は、胴部１１ａの径よりも大きく構成され、また、収容凹部９ｅの径は、貫通孔９ｄの径よりも大きく構成されている。そのため、ホルダ９によりボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆにボルト１１の胴部１１ａを螺合させることにより、収容凹部９ｅに収容されたボルト１１の頭部１１ｂの底部としての大気側端面をホルダ９の底部９ｃの機内側端面に対して軸方向に圧接させることができる。尚、ホルダ９の収容凹部９ｅは、円筒状の空間として形成されているが、これに限らず、ボルト１１の頭部１１ｂを収容できるものであれば、形状は自由に形成されてよい。

さらに、ホルダ９のフランジ部９ｂは、内径側、すなわち貫通孔３ｂ側がアダプタ５の環状段部５ｈと軸方向に重なる位置まで張り出しているため、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面とでアダプタ５のフランジ部５ｂの環状段部５ｈを軸方向に挟み込むことができる。このとき、シールカバー３の環状凹部３ｄの底部、すなわち環状溝部３ｅとアダプタ５のフランジ部５ｂとの間に配置されるスクイズパッキン７がボルト１１の螺挿方向に圧縮される。

次いで、メカニカルシール１の組立手順について説明する。図５に示されるように、先ず、シールカバー３の第１環状取付部３ｇにベローズ部材６０および固定密封環３０を固定するとともに、アダプタ５の環状取付部５ｋにベローズ部材６１および固定密封環３１を固定する。次に、シールカバー３の貫通孔３ｂに機内側からスリーブ４を挿通し、スリーブ４の保持部４ａに固定される回転密封環２０の摺動面２０ａを固定密封環３０の摺動面３０ａに当接させる。また、シールカバー３の環状溝部３ｅには、二硫化モリブデングリスを薄く塗布したスクイズパッキン７を挿嵌する。

次に、バッフル８を機内側からシールカバー３とスリーブ４との間の隙間に挿入する。このとき、バッフル８のフランジ部８ａに設けられる切欠部８ｂに対してシールカバー３の第２環状取付部３ｈに設けられる係止ピン３ｍを嵌入させることにより、シールカバー３に対するバッフル８の相対回転が規制される。

次に、アダプタ５の取付部５ｄをシールカバー３の貫通孔３ｂに挿嵌し、アダプタ５に固定される固定密封環３１の摺動面３１ａをスリーブ４の保持部４ａに固定される回転密封環２１の摺動面２１ａに当接させる。このとき、バッフル８の機内側端部に設けられる切欠部８ｃに対してアダプタ５の取付部５ｄに設けられる係止ピン５ｎを嵌入させることにより、シールカバー３に対するアダプタ５の相対回転が規制される。

最後に、シールカバー３の収容凹部１０およびアダプタ５の環状段部５ｈに対してホルダ９を挿嵌し、ホルダ９の貫通孔９ｄにボルト１１の胴部１１ａを挿通してホルダ９によりボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆに対してボルト１１の胴部１１ａを螺合させることにより、シールカバー３に対してアダプタ５が固定される。

尚、シールカバー３の貫通孔３ｂから露出するスリーブ４の大気側端部には、セットリング１２が外嵌されており、メカニカルシール１を組み立てた後、図１に示されるように、スリーブ４に回転軸２を挿通し、セットスクリュ１３により周方向に複数箇所で均等に締結することにより、回転軸２に対してメカニカルシール１が取り付けられる。

これによれば、本実施例のメカニカルシール１は、アダプタ５が複数のホルダ９のそれぞれの貫通孔９ｄを貫通するボルト１１によりシールカバー３に固定されるため、シールカバー３に対するアダプタ５の回転が抑制されるとともに、アダプタ５に回転力が加わってもホルダ９が回転力を受けるため、ボルト１１に対して回転力が伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。

また、ホルダ９は、貫通孔９ｄの周りにボルト１１の頭部１１ｂの底部としての大気側端面が当接する底部９ｃが形成されているため、ボルト１１の頭部１１ｂとシールカバー３の収容凹部１０の底面部１０ａとの間にホルダ９の底部９ｃが挟まれた状態で、ホルダ９をシールカバー３に対して押さえつけて固定するため、ホルダ９をシールカバー３に強固に固定することができる。

また、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側、すなわち貫通孔３ｂ側によりアダプタ５のフランジ部５ｂをシールカバー３の環状凹部３ｄに対して押さえつけて固定するため、アダプタ５をシールカバー３に強固に固定することができる。また、シールカバー３の収容凹部１０の底面部１０ａにホルダ９の底部９ｃが当接するまでボルト１１を締め付ければ、アダプタ５のフランジ部５ｂの機内側の環状面部５ｆに対するホルダ９のフランジ部９ｂの位置が所定の締め付け位置となるため、軸方向の位置決め精度がよく、組み付けが簡単である。

さらに、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面とには、アダプタ５のフランジ部５ｂが挟まれる一方で、ホルダ９のフランジ部９ｂの外径側とシールカバー３の収容凹部１０の外縁面部１０ｃとの間には、軸方向の間隙Δ（図２参照）が形成されているため、ボルト１１を締め付けたときに、ホルダ９をシールカバー３に対して押さえつけてシールカバー３との間でアダプタ５のフランジ部５ｂを挟圧するための押圧力をホルダ９のフランジ部９ｂの内径側に集中させることができる。尚、ホルダ９のフランジ部９ｂの外径側とシールカバー３の収容凹部１０の外縁面部１０ｃとは、軸方向に当接していてもよい、すなわち間隙Δを設けなくともよい。

また、ボルト１１の螺挿方向におけるホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの底部との間には、スクイズパッキン７が配置されているため、ボルト１１を締め付けたときのホルダ９の押圧力を受けたアダプタ５のフランジ部５ｂによってスクイズパッキン７がボルト１１の螺挿方向に圧縮され、シール性が高い。このことから、金属製のベローズ部材６０，６１を用いるような高圧の被密封流体の軸封を行うメカニカルシールを構成することが可能となる。また、アダプタ５とシールカバー３との間にスクイズパッキン７が介在することにより、アダプタ５とシールカバー３との間の摩擦が大きくなるため、シールカバー３に対するアダプタ５の相対回転を抑制することができる。

また、ホルダ９には、ボルト１１の頭部１１ｂを収容する収容凹部９ｅが設けられているため、ボルト１１の頭部１１ｂがホルダ９よりも外側、すなわち機内側に張り出さず、省スペース化することができる。尚、ホルダ９の収容凹部９ｅは、ボルト１１の頭部１１ｂがホルダ９よりも外側、すなわち機内側に僅かに張り出すように構成されていてもよい。

また、シールカバー３には、ホルダ９を収容する収容凹部１０が設けられているため、ホルダ９がシールカバー３の機内側の端面部３ｃよりも外側に張り出さず、省スペース化することができる。尚、シールカバー３の収容凹部１０は、ホルダ９の一部がシールカバー３の機内側の端面部３ｃよりも外側すなわち機内側に僅かに張り出すように構成されていてもよい。

また、ホルダ９は螺挿方向視円形に形成され、シールカバー３の収容凹部１０は、螺挿方向視略円形に形成されており、ホルダ９がシールカバー３の収容凹部１０に挿嵌された状態で、ホルダ９がシールカバー３およびアダプタ５に対して相対回転可能であるため、アダプタ５に回転力が加わってもホルダ９が回転力を受けて回転しやすく、ボルト１１に対して回転力がより伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。尚、ホルダ９は、シールカバー３の収容凹部１０に挿嵌された状態で回転可能であれば、例えば螺挿方向視で多角形状に構成されてもよい。また、シールカバー３の収容凹部１０に対するホルダ９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。

また、シールカバー３の周方向に複数設けられる収容凹部１０にそれぞれホルダ９を設けることにより、従来のようなシールカバー３の周方向に沿って連続する環状薄板に比べてホルダ９同士の間に周方向に空間を確保することができ、機内側からの伝熱を抑制することができる。また、シールカバー３、アダプタ５、ホルダ９は、同じステンレス鋼を素材としているため、熱膨張によって相対的に応力が作用し難くなっている。

次いで、実施例１におけるホルダ９の変形例について説明する。実施例１におけるホルダ９の変形例Ａとして、図６（ａ）に示されるホルダ１０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視円形に形成されている。また、シールカバー１０３は、環状凹部１０３ｂが外径側まで形成されている。また、アダプタ１０５は、フランジ部１０５ｂがシールカバー１０３の環状凹部１０３ｂの外径部まで延びており、アダプタ１０５のフランジ部１０５ｂとシールカバー１０３の環状凹部１０３ｂとにより、収容凹部１１０が形成されている。また、アダプタ１０５のフランジ部１０５ｂには、シールカバー１０３の雌ネジ孔１０３ｈに対応する位置に軸方向に貫通する貫通孔１０５ｋが形成されている（図６（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｂとして、図６（ｂ）に示されるホルダ２０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視スタジアム形に形成されている。また、ホルダ２０９は、シールカバー１０３の径方向と直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれており、収容凹部２０９ｅは、シールカバー１０３の径方向と直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｂのホルダ２０９が適用されるシールカバーおよびアダプタは、前述したシールカバー１０３およびアダプタ１０５と同一構成であるため、説明を省略する。また、「切り欠き」は実際に切り欠かれて製造される必要はなく切り欠かれた形状であればよいとう意味である。以下においても同様である。

これによれば、変形例Ａ，Ｂのホルダ１０９，２０９は螺挿方向視円形または螺挿方向視スタジアム形に形成され、ホルダ１０９，２０９がシールカバー１０３およびアダプタ１０５に対して相対回転可能であるため、アダプタ１０５に回転力が加わってもホルダ１０９，２０９が回転力を受けて回転しやすく、ボルト１１に対して回転力がより伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。また、シールカバー１０３の収容凹部１１０に対するホルダ９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｃとして、図７（ａ）に示されるホルダ３０９は、螺挿方向視円形に形成され、シールカバー３０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部３０９ｂがそれぞれ形成されている。また、シールカバー３０３の収容凹部３１０は、ホルダ３０９の形状に合わせて螺挿方向視円形に形成されている（図７（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｄとして、図７（ｂ）に示されるホルダ４０９は、螺挿方向視スタジアム形に形成され、シールカバー３０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部４０９ｂがそれぞれ形成されている。また、ホルダ４０９は、フランジ部４０９ｂと直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれるとともに、収容凹部４０９ｅは、フランジ部４０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｄのホルダ４０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー３０３と同一構成であるため、説明を省略する。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｅとして、図８（ａ）に示されるホルダ５０９は、螺挿方向視円形に形成され、シールカバー５０３の内径側に対応してフランジ部５０９ｂが形成されている。また、シールカバー５０３の収容凹部５１０は、ホルダ５０９の形状に合わせて螺挿方向視円形に形成されている（図８（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｆとして、図８（ｂ）に示されるホルダ６０９は、螺挿方向視スタジアム形に形成され、シールカバー５０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部６０９ｂがそれぞれ形成されている。また、ホルダ６０９は、フランジ部６０９ｂと直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれるとともに、収容凹部６０９ｅは、フランジ部６０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｆのホルダ６０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー５０３と同一構成であるため、説明を省略する。

これによれば、ホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の形状とシールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０とは、螺挿方向視円形または螺挿方向視スタジアム形に形成されており、かつ嵌合されているため、ホルダ３０９，４０９，５０９，６０９がシールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０に嵌合された状態でアダプタ５に回転力が加わってもホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の回転力が規制されるため、ボルト１１に対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルト１１の緩みを防止することができる。また、シールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０に対するホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｇとして、図９（ａ）に示されるホルダ７０９は、螺挿方向視正方形に形成され、シールカバー７０３の内径側および外径側に対応してフランジ部７０９ｂがそれぞれ形成されている。また、シールカバー７０３の収容凹部７１０は、ホルダ７０９の形状に合わせて螺挿方向視正方形に形成されている（図９（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｈとして、図９（ｂ）に示されるホルダ８０９は、螺挿方向視長方形に形成され、シールカバー７０３の内径側および外径側に対応してフランジ部８０９ｂがそれぞれ形成されている。尚、ホルダ８０９の収容凹部８０９ｅは、フランジ部８０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｈのホルダ８０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー７０３と同一構成であるため、説明を省略する。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｉとして、図１０（ａ）に示されるホルダ９０９は、螺挿方向視正方形に形成され、シールカバー９０３の内径側に対応してフランジ部９０９ｂが形成されている。また、シールカバー９０３の収容凹部９１０は、ホルダ９０９の形状に合わせて螺挿方向視正方形に形成されている（図１０（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｊとして、図１０（ｂ）に示されるホルダ１００９は、螺挿方向視長方形に形成され、シールカバー９０３の内径側に対応してフランジ部１００９ｂが形成されている。尚、ホルダ１００９の収容凹部１００９ｅは、フランジ部１００９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｊのホルダ１００９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー９０３と同一構成であるため、説明を省略する。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｋとして、図１１（ａ）に示されるホルダ１１０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視正方形に形成されている。また、シールカバー１１０３は、環状凹部１１０３ｂが外径側まで形成されている。また、アダプタ１１０５は、フランジ部１１０５ｂがシールカバー１１０３の環状凹部１１０３ｂの外径部まで延びており、アダプタ１０５のフランジ部１１０５ｂとシールカバー１１０３の環状凹部１１０３ｂとにより、収容凹部１１１０が形成されている。また、アダプタ１１０５のフランジ部１１０５ｂには、シールカバー１１０３の雌ネジ孔１１０３ｈに対応する位置に軸方向に貫通する貫通孔１１０５ｋが形成されている（図１１（ｃ）参照）。

また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｍとして、図１１（ｂ）に示されるホルダ１２０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視長方形に形成されている。尚、ホルダ１２０９の収容凹部１２０９ｅは、短手方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｍのホルダ１２０９が適用されるシールカバーおよびアダプタは、前述したシールカバー１１０３およびアダプタ１１０５と同一構成であるため、説明を省略する。

これによれば、ホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９とシールカバー７０３，９０３，１１０３の収容凹部７１０，９１０，１１１０とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されているため、ホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９がシールカバー７０３，９０３，１１０３の収容凹部７１０，９１０，１１１０に嵌合された状態でアダプタ５，１１０５に回転力が加わってもホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９の回転力が規制されるため、ボルト１１に対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルト１１の緩みを防止することができる。尚、螺挿方向視非円形に形成されるホルダおよびシールカバーの収容凹部の形状として四角形のものについて説明したが、これに限らず、例えば六角形、八角形等の多角形として形成されていてもよい。

次に、実施例２に係るメカニカルシールにつき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

実施例２におけるメカニカルシール１３０１について説明する。図１２に示されるように、本実施例において、メカニカルシール１３０１は、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸２とシールカバー１３０３との間に設けられており、スリーブ１３０４を介して回転軸２に固定される円環状の回転密封環２０，２１と、シールカバー１３０３およびアダプタ１３０５に固定された円環状の固定密封環３０，３１と、から主に構成され、金属製のベローズ部材６０，６１によって固定密封環３０，３１がそれぞれ軸方向に付勢されることにより、回転密封環２０，２１の摺動面２０ａ，２１ａと固定密封環３０，３１の摺動面３０ａ，３１ａとを互いに密接摺動させ、被密封流体を軸封できるようになっている。尚、本実施のメカニカルシール１３０１は、大気側の回転密封環２０および固定密封環３０と、機内側の回転密封環２１および固定密封環３１が同じ方向を向く、いわゆるタンデム形メカニカルシールとして構成されている。

尚、図１２においては、ホルダによるシールカバー１３０３に対するアダプタ１３０５の固定に実施例１で説明したホルダ９が使用されているが、これに限らず、ホルダとしては、前述した実施例１のホルダ９の変形例Ａ〜Ｍの構成が適用されてもよい。また、適用されるホルダの構成に合わせてシールカバーおよびアダプタの形状も変更されることは言うまでもない。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではない。

例えば、前記実施例において、ホルダは、シールカバーに形成される収容凹部、またはシールカバーとアダプタのフランジ部により形成される収容凹部に対して挿嵌されるものとして説明したが、シールカバーまたはアダプタのフランジ部に収容凹部が設けられる必要はない。

また、ホルダは、４等配されるものに限らず、周方向に複数配置されていればよい。

また、アダプタは、大気側からシールカバーに対して固定されるものであってもよい。

また、前記実施例で説明したホルダによるアダプタの固定構造は、シングル形メカニカルシールに適用されてもよい。

１ メカニカルシール
２ 回転軸
３ シールカバー
３ｆ 雌ネジ孔（ネジ孔）
４ スリーブ
５ アダプタ
５ｂ フランジ部
５ｅ 第１外周面
５ｆ 環状面部
５ｇ 第２外周面
５ｈ 環状段部
７ スクイズパッキン
８ バッフル
９ ホルダ
９ａ 円筒部
９ｂ フランジ部（外鍔部，当接部）
９ｃ 底部（内鍔部）
９ｄ 貫通孔
９ｅ 収容凹部
１０ 収容凹部
１０ａ 底面部
１０ｂ 第１側面部
１０ｃ 外縁面部
１０ｄ 第２側面部
１１ ボルト
１１ａ 胴部
１１ｂ 頭部
２０，２１ 回転密封環
２０ａ，２１ａ 摺動面
３０，３１ 固定密封環
３０ａ，３１ａ 摺動面
６０，６１ ベローズ部材

Claims (9)

1. 回転軸とともに回転する回転密封環と、固定密封環と、前記固定密封環を保持するアダプタと、を備え、ボルトにより前記アダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールであって、
   前記アダプタに軸方向に当接し、前記シールカバーのネジ孔に対して螺挿される前記ボルトの胴部が貫通する貫通孔が設けられているホルダを備え、前記ホルダは、前記回転軸を取り囲むように複数配置されていることを特徴とするメカニカルシール。
2. 前記ホルダは、前記貫通孔の周りに前記ボルトの頭部の底部が当接する内鍔部が形成されている請求項１に記載のメカニカルシール。
3. 前記アダプタに対する前記ホルダの当接部は、外径側に延びる外鍔部である請求項１または２に記載のメカニカルシール。
4. 前記ホルダには、前記ボルトの頭部を収容する収容凹部が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のメカニカルシール。
5. 前記シールカバーには、前記ホルダを収容する収容凹部が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のメカニカルシール。
6. 前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視円形に形成されており、かつ嵌合されている請求項５に記載のメカニカルシール。
7. 前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されている請求項５に記載のメカニカルシール。
8. 前記外鍔部の内径側と前記シールカバーとの間には、前記アダプタが挟まれ、
   前記外鍔部の外径側と前記シールカバーとの間には、間隙が形成されている請求項３ないし７のいずれかに記載のメカニカルシール。
9. 前記ボルトの螺挿方向における前記ホルダと前記シールカバーとの間には、スクイズパッキンが配置されている請求項１ないし８のいずれかに記載のメカニカルシール。

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