WO2014168013A1 - メカニカルシール - Google Patents

メカニカルシール Download PDF

Info

Publication number
WO2014168013A1
WO2014168013A1 PCT/JP2014/058833 JP2014058833W WO2014168013A1 WO 2014168013 A1 WO2014168013 A1 WO 2014168013A1 JP 2014058833 W JP2014058833 W JP 2014058833W WO 2014168013 A1 WO2014168013 A1 WO 2014168013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ring
divided bodies
seal
mechanical seal
annular member
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/058833
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　秀和
Original Assignee
イーグルブルグマンジャパン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグルブルグマンジャパン株式会社 filed Critical イーグルブルグマンジャパン株式会社
Priority to JP2015511199A priority Critical patent/JP6283023B2/ja
Priority to CN201480003324.9A priority patent/CN104838187A/zh
Priority to US14/650,000 priority patent/US9383019B2/en
Priority to EP14783465.9A priority patent/EP2985496A4/en
Publication of WO2014168013A1 publication Critical patent/WO2014168013A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/3488—Split-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal provided with a split seal ring.
  • the seal ring is divided from the viewpoint of wearability and the like, and a technique for forming an annular seal ring by combining these divided parts when attaching to the attachment location is known.
  • the seal ring in the mechanical seal is often made of ceramics (plastic material) such as SiC or alumina.
  • the divided bodies cannot be fixed using a fastener such as a bolt. Therefore, a structure is adopted in which the plurality of divided bodies are fixed while being positioned by tightening the outer peripheral surface with a clamping ring in a state in which the plurality of divided bodies are combined (see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a mechanical seal capable of simplifying and downsizing a structure for fixing a plurality of divided bodies constituting a seal ring.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the mechanical seal of the present invention is A mechanical seal that seals an annular gap between the rotating shaft and the housing,
  • a mechanical seal including a split type seal ring in which an annular seal ring is configured by combining a plurality of divided parts.
  • a metal band for fixing the plurality of divided bodies is provided by tightening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies.
  • the plurality of divided bodies are fixed by fastening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies with a metal band. Therefore, the structure can be simplified and downsized as compared with the structure in which the plurality of divided bodies are fixed by the clamping ring. Further, the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies can be tightened with a substantially uniform tightening force over the entire circumference.
  • the seal ring may be provided with a spring hole in which a spring for urging the seal ring in the axial direction is mounted.
  • the structure can be reduced in size as compared with the case where the spring hole is provided in the clamping ring.
  • the seal ring may be formed with an engaged portion to which a rotation preventing portion provided on the rotating shaft side or the housing side is engaged.
  • the structure can be reduced in size compared to the case where the engaged portion is provided in the clamping ring.
  • annular groove is formed on the outer periphery of the seal ring, By being fitted into the annular groove, an annular member for positioning in the axial direction between a plurality of divided bodies is provided, In a state where the plurality of divided bodies are positioned in the axial direction by the annular member, the plurality of divided bodies may be fixed by fastening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies with the metal band. .
  • the plurality of divided bodies are positioned in the axial direction.
  • the plurality of divided bodies are fixed by tightening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies with a metal band. Thereby, it is possible to accurately perform both the positioning in the axial direction and the positioning in the radial direction of the plurality of divided bodies.
  • the annular member may be formed with a spring hole in which a spring for urging the seal ring in the axial direction is mounted.
  • annular member This allows the annular member to have both the function of positioning the plurality of divided bodies in the axial direction and the function of supporting the spring.
  • FIG. 1 is a plan view showing a main configuration (seal ring and annular member) of a mechanical seal according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the mechanical seal according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the hose band.
  • FIG. 4 is a front view of the hose band.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the mechanical seal according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the mechanical seal according to the third embodiment of the present invention.
  • Example 1 A mechanical seal according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a plan view showing a seal ring and an annular member, which are the main components of a mechanical seal according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the mechanical seal according to the first embodiment of the present invention.
  • the mechanical seal in FIG. 2 has shown the cross section cut
  • FIG. 3 is a side view of the hose band
  • FIG. 4 is a front view of the hose band. 4 is a view of the hose band in FIG.
  • the mechanical seal 100 is an outside seal provided with a fixed ring unit 200 and a rotary ring unit 300, and plays a role of sealing an annular gap between the rotary shaft 500 and the housing 600. That is, in the mechanical seal 100, the sealing target fluid on the sealing target fluid side (A) sealed in the annular gap between the rotating shaft 500 and the housing 600 leaks from the inner peripheral side to the outer peripheral side (B). Used to prevent. Further, the mechanical seal 100 according to the present embodiment is a stationary seal, and an operating portion such as a spring 240 is provided on the stationary ring unit 200 side.
  • the fixed ring unit 200 is an annular member that performs positioning in the axial direction of a fixed ring 210 as an annular seal ring and a plurality of divided bodies (hereinafter referred to as divided bodies 210A and 210B) constituting the fixed ring 210, as appropriate.
  • 220 and a hose band 230 as a fixing member for fixing the plurality of divided bodies 210A and 210B by fastening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies 210A and 210B.
  • the hose band 130 is generally used to fix the hose to a faucet or the like, and is also called a hose clip.
  • the “axial direction” means the axial direction of the rotating shaft 500. The same applies hereinafter.
  • FIG. 1 corresponds to a view of the fixed ring 210 and the annular member 220 viewed from the right side in the axial direction in FIG.
  • the fixed ring 210 and the annular member 220 in FIG. 2 correspond to the AA cross-sectional view in FIG.
  • the fixed ring unit 200 configured in this way is attached to the housing 600. That is, the fixed ring unit 200 is attached to the housing 600 by inserting the pin 610 attached to the end surface of the housing 600 into the through hole 221 provided in the annular member 220.
  • An annular groove 212 is formed on the outer peripheral side of the fixed ring 210. By mounting the O-ring O1 in the annular groove 212, the annular gap between the inner peripheral surface of the housing 600 and the outer peripheral surface of the fixed ring 210 is sealed.
  • the annular member 220 is provided with a plurality of spring holes 222 in which the springs 240 are attached, and the springs 240 are attached to the plurality of spring holes 222, respectively.
  • the fixed ring unit 200 is urged toward the rotating ring unit 300 side. That is, the fixed ring unit 200 is configured so as not to move with respect to the housing 600 by the pin 610 in the rotational direction, but is configured to be movable in the axial direction.
  • the annular member 220 is also provided with a pin that engages with a hole or notch formed in the stationary ring 210, and the stationary ring 210 moves in the rotational direction with respect to the annular member 220. It is configured not to.
  • the rotary ring unit 300 also tightens the rotary ring 310 as an annular seal ring, the annular member 320 that positions the plurality of divided members constituting the rotary ring 310 in the axial direction, and the outer peripheral surfaces of the plurality of divided members.
  • a hose band 330 as a fixing member for fixing the plurality of divided bodies is provided.
  • the stationary ring 210, the annular member 220 and the hose band 230 constituting the stationary ring unit 200, and the rotating ring 310, the annular member 320 and the hose band 330 constituting the rotating ring unit 300 are respectively It consists of the same parts. Therefore, the plan view shown in FIG. 1 is the same as the plan view of the rotary ring unit 300. That is, FIG. 1 corresponds to a view of the rotary ring 310 and the annular member 320 viewed from the left side in the axial direction in FIG. Further, the rotating ring 310 and the annular member 320 in FIG. 2 correspond to the BB cross-sectional view in FIG.
  • the rotating ring unit 300 configured in this way is attached to the rotating shaft 500. That is, the pin 253 attached to the collar 250 fixed to the rotating shaft 500 is inserted into the through hole 321 provided in the annular member 320, so that the rotating ring unit 300 is attached to the rotating shaft 500. That is, the rotary ring unit 300 is restricted from moving in the rotation direction by the pin 253 with respect to the collar 250.
  • the annular member 320 is also provided with a pin that engages with a hole or notch formed in the rotating ring 310, and the rotating ring 310 moves in the rotational direction with respect to the annular member 320. It is configured not to.
  • a stepped portion 312 is formed on the inner peripheral side of the rotating ring 310, and an O-ring O 2 is attached to the stepped portion 312, so that the outer peripheral surface of the rotating shaft 500 and the inner peripheral surface of the rotating ring 310 are The annular gap between is sealed.
  • An annular groove 313 is formed on the outer peripheral side of the rotary ring 310, and an O-ring O 3 is attached to the annular groove 313, so that the space between the inner peripheral surface of the collar 250 and the outer peripheral surface of the rotary ring 310 is set.
  • the annular gap is also sealed.
  • the collar 250 is also composed of a divided body divided into two, and these two divided bodies are fixed by bolts 251. Thus, the annular collar 250 is configured by fixing the divided bodies.
  • the collar 250 is fixed to the rotating shaft 500 by a set screw 252.
  • the fixed ring unit 200 is urged toward the rotating ring unit 300 by the plurality of springs 240, so that the seal end surface 213 of the fixed ring 210 and the seal end surface 314 of the rotating ring 310 are separated. There is nothing. Note that both the seal end surface 213 of the fixed ring 210 and the seal end surface 314 of the rotating ring 310 are configured to taper toward the tip.
  • the rotating ring unit 300 also rotates as the rotating shaft 500 rotates, and the seal end surface 314 of the rotating ring 310 and the seal end surface 213 of the stationary ring 210 are in close contact with each other. Slide while keeping Accordingly, leakage of the fluid to be sealed to the outer peripheral side (B) can be suppressed.
  • the member which comprises the mechanical seal 100 is demonstrated in detail.
  • the seal ring (fixed ring 210 and rotating ring 310) and the annular member (annular members 220 and 320) constituting the mechanical seal 100 according to the present embodiment are both divided into two parts from the viewpoint of mounting properties (necessity). It is a half structure which becomes an annular member by combining. That is, the mechanical seal 100 according to the present embodiment employs a split seal ring in which an annular seal ring is formed by combining a plurality of split bodies.
  • the basic configuration of the fixed ring unit 200 and the rotary ring unit 300 is the same.
  • the stationary ring 210, the annular member 220, and the hose band 230 that constitute the stationary ring unit 200, and the rotating ring 310, the annular member 320, and the hose band 330 that constitute the rotary ring unit 300 are These are composed of the same parts.
  • the mechanical seal 100 according to the present embodiment is a stationary seal
  • the springs 240 are respectively attached to the plurality of spring holes 222 provided in the annular member 220 on the stationary ring unit 200 side.
  • the plurality of spring holes 322 provided in the annular member 320 on the rotating ring 310 side are empty. As shown in FIGS.
  • the hose bands 230 and 330 include metal bands 231 and 331 and tightening bolts 232 and 332 for tightening the metal bands 231 and 331.
  • the hose band (also referred to as a hose clip as described above) is a known technique and will not be described in detail.
  • a metal band can be tightened or loosened by tightening or loosening a bolt. It is configured to be able to.
  • the stationary ring 210 is made of ceramics (plastic material) such as SiC or alumina. And this fixed ring 210 is comprised from two division body 210A, 210B divided
  • two notches 214 are provided on the inner peripheral side in order to make it easier to divide the annular member into two (see FIG. 1). Accordingly, by pulling the annular member in the left-right direction in FIG. 1, the portion provided with the notch 214 is broken, and two divided bodies 210A and 210B are obtained.
  • channel 211 is formed in the outer periphery of the stationary ring 210 comprised by combining two division body 210A, 210B.
  • the rotating ring 310 has the same configuration, and an annular groove 311 is formed on the outer periphery thereof.
  • the annular member 220 is a metal or resin member, and an annular member is configured by combining two divided bodies (hereinafter, appropriately referred to as divided bodies 220A and 220B). These divided bodies 220 ⁇ / b> A and 220 ⁇ / b> B are fixed by bolts 223. Further, as described above, the annular member 220 is provided with a through hole 221 into which the pin 610 is inserted and a plurality of spring holes 222 into which the spring 240 is mounted.
  • the annular member 320 has the same configuration.
  • the annular stationary ring 210 is formed by combining the two divided bodies 210A and 210B. Then, the divided body 220 ⁇ / b> A and the divided body 220 ⁇ / b> B constituting the annular member 220 are fitted into the annular groove 211 formed in the fixed ring 210. At this time, it is desirable that the divided surfaces of the divided bodies 210A and 210B constituting the stationary ring 210 and the divided surfaces of the divided bodies 220A and 220B constituting the annular member 220 are shifted by 90 °. Then, the divided body 220A and the divided body 220B are fixed by bolts 223.
  • the groove width of the annular groove 211 formed in the fixed ring 210 and the width (length in the axial direction) of the annular member 220 are designed to have the same dimension. Therefore, when the annular member 220 is fitted into the annular groove 211 formed in the fixed ring 210, the divided body 210A and the divided body 210B constituting the fixed ring 210 are positioned in the axial direction.
  • the outer peripheral surfaces of the divided body 210A and the divided body 210B are tightened by the hose band 230.
  • the divided body 210A and the divided body 210B are fixed.
  • the fastening bolt 232 in the hose band 230 the outer peripheral surface of the stationary ring 210 composed of the divided body 210A and the divided body 210B is tightened, so that the outer peripheral surface of the stationary ring 210 is substantially uniform over the entire circumference. It can be tightened with a sufficient tightening force.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface of the portion fastened by the hose band 230 is larger than the outer diameter of the portion of the annular member 220 where the metal band 231 of the hose band 230 can contact. Designed. Accordingly, it is possible to suppress the tightening force by the metal band 231 from acting on the annular member 220. That is, the fastening force by the metal band 231 is designed to act only on the fixed ring 210.
  • the assembly of the rotating ring unit 300 is the same as that of the fixed ring unit 200.
  • the plurality of divided bodies are fixed by tightening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies with a metal band. That is, in the fixed ring unit 200, the plurality of divided bodies 210A and 210B are fixed by tightening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies 210A and 210B with the metal band 231. The same applies to the rotating ring unit 300. Therefore, the structure can be simplified and downsized as compared with the structure in which the plurality of divided bodies are fixed by the clamping ring.
  • a general clamping ring is comprised from two members which become cyclic
  • the tightening force near 90 ° from the position where the bolt is tightened becomes the highest, and the tightening force is not uniform in the circumferential direction. In connection with this, there exists a possibility that sealing performance may fall.
  • the annular member is fitted into the annular groove formed on the outer periphery of the seal ring, thereby positioning the plurality of divided bodies in the axial direction.
  • the annular member 220 is fitted into the annular groove 211 formed on the outer periphery of the fixed ring 210, whereby the plurality of divided bodies 210A and 210B are positioned in the axial direction.
  • the rotating ring unit 300 The same applies to the rotating ring unit 300.
  • the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies are tightened by the metal band, thereby fixing the plurality of divided bodies. That is, in the fixed ring unit 200, the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B are tightened by the metal band 231 in a state where the plurality of divided bodies 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B are positioned in the axial direction by the annular member 220. As a result, the plurality of divided bodies 210A and 210B are fixed. The same applies to the rotating ring unit 300.
  • the divided surfaces of the divided bodies 210A and 210B constituting the stationary ring 210 and the divided surfaces of the divided bodies 220A and 220B constituting the annular member 220 may be shifted in the circumferential direction (for example, 90 ° shifted) (FIG. 1). reference). The same applies to the rotating ring 310.
  • a part of the fixing member (hose band 230, 330) is configured to wrap around the outer peripheral side of the annular member 220, 320 (see FIG. 2). Thereby, it can suppress that annular member 220,320 remove
  • it is comprised so that the fastening force by the metal bands 231 and 331 in the hose bands 230 and 330 may not act on the annular members 220 and 320.
  • the stationary ring 210, the annular member 220 and the hose band 230 constituting the stationary ring unit 200, and the rotating ring 310, the annular member 320 and the hose band 330 constituting the rotating ring unit 300 are the same. It consists of parts. Thereby, the cost of the mechanical seal 100 whole can be reduced.
  • the annular member 220 is formed with a spring hole 222 in which a spring 240 for urging the stationary ring 210 in the axial direction is mounted.
  • the annular member 220 can have both a function of positioning the plurality of divided bodies 210 ⁇ / b> A and 210 ⁇ / b> B in the axial direction and a function of supporting the spring 240. Thereby, the increase in a number of parts can be suppressed.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
  • Example 1 the case where a stationary ring and a rotating ring were comprised with the same component was shown.
  • this embodiment in order to make the mechanical seal compact, a case will be described in which the stationary ring and the rotating ring are composed of different parts. Since other basic configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the configuration of the rotary ring 310a as a seal ring constituting the rotary ring unit 300a is different from the configuration of the rotary ring 310 of the first embodiment.
  • the rotating ring 310a according to the present example has the end opposite to the seal end surface 314 cut by cutting with respect to the rotating ring 310 in Example 1 in order to shorten the dimension in the axial direction. It has a configuration. Accordingly, the O-ring O3 is not provided in the present embodiment. Accordingly, the structure of the collar 250a is also simpler than that of the collar 250 in the first embodiment.
  • the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained. Further, in the case of the present embodiment, the axial length of the rotary ring 310a can be shortened compared to the case of the first embodiment, and the axial length of the entire mechanical seal 100 can be shortened. It becomes possible.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
  • the structure in the case where an annular member is provided was shown.
  • an annular member is not provided in order to make the mechanical seal compact.
  • symbol is attached
  • the mechanical seal 100 is also an outside seal provided with a fixed ring unit 200b and a rotary ring unit 300b as in the case of the above embodiments, and an annular gap between the rotary shaft 500 and the housing 600. It plays a role of sealing.
  • the fixed ring unit 200b according to the present embodiment also includes a fixed ring 210b as an annular seal ring, as in the case of each of the above embodiments.
  • the point that the fixed ring 210b is composed of a plurality of divided bodies is the same as in the case of each of the above embodiments.
  • the stationary ring 210b can be configured by two divided bodies obtained by natural halving.
  • the hose band 230 for fixing the plurality of divided bodies is provided is the same as in the above embodiments.
  • annular member which performs the positioning of the axial direction of several division bodies is not provided. Accordingly, an annular groove for fitting the annular member is not provided on the outer periphery of the fixed ring 210b.
  • the stationary ring unit 200b is also attached to the housing 600 in the same manner as in the above embodiments.
  • a pin 620 as a detent portion attached to the end face of the housing 600 is inserted into an attachment hole 215 as an engaged portion provided in the fixed ring 210b itself (engagement). )
  • the stationary ring unit 200b is attached to the housing 600.
  • An annular groove 212 is formed on the outer peripheral side of the fixed ring 210b.
  • a plurality of spring holes 216 in which the springs 240 are mounted are provided in the stationary ring 210b itself, and the springs 240 are mounted in the plurality of spring holes 216, respectively.
  • the stationary ring unit 200b is urged toward the rotating ring unit 300b. That is, the fixed ring unit 200b is restricted from moving with respect to the housing 600 by the pin 620 in the rotational direction, but is configured to be movable in the axial direction.
  • the rotary ring unit 300b is also provided with a rotary ring 310b as an annular seal ring. And about the point by which this rotary ring 310b is comprised from several division body, it is the same as that of the case of said each Example. Moreover, it is the same as that of the said each Example also about the point provided with the hose band 330 which fixes these some division body. And in the case of a present Example, unlike the case of said each Example, the cyclic
  • the rotary ring unit 300b configured in this way is attached to the rotary shaft 500. That is, the pin 253 serving as a detent portion attached to the collar 250a fixed to the rotating shaft 500 is inserted into (engaged with) the attachment hole 315 serving as the engaged portion provided in the rotating ring 310b itself. ) Thereby, the rotary ring unit 300b is attached to the rotary shaft 500. That is, the rotary ring unit 300b is restricted from moving in the rotation direction by the pin 253 with respect to the collar 250a.
  • the fixed ring unit 200b is biased toward the rotating ring unit 300b by the plurality of springs 240, so that the seal end surface 213 of the fixed ring 210b and the seal end surface 314 of the rotating ring 310b are separated. There is nothing.
  • the rotating ring unit 300b also rotates with the rotation of the rotating shaft 500, and the seal end surface 314 of the rotating ring 310b and the seal end surface 213 of the fixed ring 210b are in close contact with each other. Slide while keeping. Accordingly, leakage of the fluid to be sealed to the outer peripheral side (B) can be suppressed.
  • the seal rings (fixed ring 210b and rotating ring 310b) constituting the mechanical seal 100 according to the present embodiment are also two in view of the mounting property (necessity) as in the case of each of the above embodiments. It is a two-part structure that becomes an annular member by combining the divided bodies. That is, the mechanical seal 100 according to the present embodiment also employs a split seal ring in which an annular seal ring is formed by combining a plurality of split parts.
  • the basic configuration of the fixed ring unit 200b and the rotary ring unit 300b is the same. Therefore, in the following description, in order to simplify the description, only the components on the stationary ring unit 200b side will be described in detail.
  • the stationary ring 210b is made of ceramics (plastic material) such as SiC or alumina.
  • the fixed ring 210b includes two divided bodies that are divided into two by pulling an annular member. And when assembling the stationary ring unit 200b, after combining the two divided bodies to form the annular stationary ring 210b, the outer peripheral surfaces of these two divided bodies are tightened by the metal band 231 in the hose band 230. Thereby, two division bodies are fixed. It should be noted that by tightening the fastening bolt 232 in the hose band 230, the outer peripheral surface of the stationary ring 210b composed of the two divided bodies is tightened by the metal band 231 so that the outer peripheral surface of the stationary ring 210b extends over the entire circumference. It can be tightened with almost uniform tightening force.
  • the assembly of the rotating ring unit 300b is the same as that of the fixed ring unit 200b.
  • the plurality of divided bodies are fixed by fastening the outer peripheral surfaces of the plurality of divided bodies with metal bands. Therefore, the structure can be simplified and downsized as compared with the structure in which the plurality of divided bodies are fixed by the clamping ring. Further, by fixing with the metal bands 231 and 331, there is also an advantage that the outer peripheral surface of the fixed ring 210b and the outer peripheral surface of the rotary ring 310b can be tightened with a substantially uniform tightening force over the entire circumference. Along with this, the sealing performance also increases.
  • a spring hole 216 in which the spring 240 is mounted is formed in the stationary ring 210b itself. Therefore, in the conventional structure in which the plurality of divided bodies are fixed by the clamping ring, the structure can be reduced in size as compared with the case where the spring hole is provided in the clamping ring.
  • an attachment hole 315 as an engaged portion with which the pin 253 provided on the rotating shaft 500 side (more specifically, the collar 250a fixed to the rotating shaft 500) is engaged.
  • the rotating ring 310b is provided.
  • An attachment hole 215 as an engaged portion with which the pin 620 provided on the housing 600 side is engaged is provided in the stationary ring 210b. Therefore, in the conventional structure in which a plurality of divided bodies are fixed by the clamping ring, the structure can be reduced in size as compared with the case where the engaged portion is provided in the clamping ring.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

　シールリングを構成する複数の分割体の位置決め精度の向上を図ったメカニカルシールを提供する。　回転軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止するメカニカルシール１００であって、分割された複数の分割体を組み合わせることにより環状のシールリングが構成される分割型シールリングを備えるメカニカルシール１００において、複数の分割体の外周面を締め付けることで、これら複数の分割体を固定する金属製バンド２３１，３３１を備えることを特徴とする。

Description

メカニカルシール
　本発明は、分割型シールリングを備えたメカニカルシールに関する。
　メカニカルシールにおいては、装着性等の観点から、シールリングが分割されており、取り付け箇所に取り付ける際に、これら分割された分割体を組み合わせることによって、環状のシールリングを構成する技術が知られている。ここで、メカニカルシールにおけるシールリングはＳｉＣやアルミナなどのセラミックス（塑性材料）で構成される場合が多い。この場合には分割体同士をボルトなどの締結具を用いて固定させることはできない。そのため、複数の分割体を組み合わせた状態で、クランピングリングにより外周面を締め付けることで、これら複数の分割体を位置決めさせつつ固定する構造が採用されている（特許文献１参照）。
　しかしながら、クランピングリングによって複数の分割体を固定する構造では、構造が複雑化したり、大型化したりしてしまう問題がある。
特開２００３－１６６６５１号公報
　本発明の目的は、シールリングを構成する複数の分割体を固定させる構造の簡易化と小型化を可能とするメカニカルシールを提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明のメカニカルシールは、
　回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するメカニカルシールであって、
　分割された複数の分割体を組み合わせることにより環状のシールリングが構成される分割型シールリングを備えるメカニカルシールにおいて、
　複数の分割体の外周面を締め付けることで、これら複数の分割体を固定する金属製バンドを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、複数の分割体の外周面を金属製バンドにより締め付けることで、これら複数の分割体が固定される。従って、クランピングリングによって複数の分割体が固定される構造に比べて、構造の簡易化と小型化を可能とすることができる。また、複数の分割体の外周面を全周に亘ってほぼ均一な締め付け力で締め付けることができる。
　前記シールリングには、該シールリングを軸線方向に付勢するスプリングが装着されるスプリング孔が形成されているとよい。
　これにより、クランピングリングによって複数の分割体が固定される従来構造において、クランピングリングにスプリング孔を設ける場合に比べて、構造を小型化することができる。
　また、前記シールリングには、回転軸側またはハウジング側に設けられる回り止め部が係合される被係合部が形成されているとよい。
　これにより、クランピングリングによって複数の分割体が固定される従来構造において、クランピングリングに被係合部を設ける場合に比べて、構造を小型化することができる。
　前記シールリングの外周には環状溝が形成されると共に、
　前記環状溝に嵌合されることにより、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材を備え、
　該環状部材によって複数の分割体同士の軸線方向の位置決めがなされた状態で、これら複数の分割体の外周面が前記金属製バンドにより締め付けられることで、これら複数の分割体が固定されるとよい。
　これにより、シールリングの外周に形成された環状溝に環状部材を嵌合させることで、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めがなされる。そして、この状態で、金属製バンドによって複数の分割体の外周面が締め付けられることで、これら複数の分割体が固定される。これにより、複数の分割体の軸線方向の位置決めと、径方向の位置決めの両方を精度よく行うことが可能となる。
　前記環状部材には、前記シールリングを軸線方向に付勢するスプリングが装着されるスプリング孔が形成されているとよい。
　これにより、環状部材に対して、複数の分割体の軸線方向の位置決めを行う機能と、スプリングを支持するための機能を兼ね備えさせることができる。
　以上説明したように、本発明によれば、シールリングを構成する複数の分割体を固定させる構造の簡易化と小型化を図ることができる。
図１は本発明の実施例１に係るメカニカルシールの主要構成（シールリング及び環状部材）を示す平面図である。 図２は本発明の実施例１に係るメカニカルシールの装着状態を示す模式的断面図である。 図３はホースバンドの側面図である。 図４はホースバンドの正面図である。 図５は本発明の実施例２に係るメカニカルシールの装着状態を示す模式的断面図である。 図６は本発明の実施例３に係るメカニカルシールの装着状態を示す模式的断面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（実施例１）
　図１～図４を参照して、本発明の実施例１に係るメカニカルシールについて説明する。
　＜メカニカルシール＞
　本発明の実施例１に係るメカニカルシールの全体構成等について説明する。図１は本発明の実施例１に係るメカニカルシールの主要構成であるシールリング及び環状部材を示す平面図である。図２は本発明の実施例１に係るメカニカルシールの装着状態を示す模式的断面図である。なお、図２中のメカニカルシールは、回転軸の中心軸線を含む面で切断した断面を示している。また、図３はホースバンドの側面図であり、図４はホースバンドの正面図である。なお、図４は図３中のホースバンドを矢印Ｖ方向に見た図である。
　本実施例に係るメカニカルシール１００は、固定環ユニット２００と回転環ユニット３００を備えたアウトサイドシールであり、回転軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。すなわち、メカニカルシール１００は、回転軸５００とハウジング６００との間の環状隙間に封止されている密封対象流体側（Ａ）の密封対象流体が、内周側から外周側（Ｂ）に漏れることを防止するために用いられる。また、本実施例に係るメカニカルシール１００は静止形のシールであり、固定環ユニット２００側にスプリング２４０などの作動部が備えられている。
　固定環ユニット２００は、環状のシールリングとしての固定環２１０と、固定環２１０を構成する複数の分割体（以下、適宜、分割体２１０Ａ，２１０Ｂと称する）同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材２２０と、複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂの外周面を締め付けることで、これら複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂを固定する固定部材としてのホースバンド２３０とを備えている。ここで、ホースバンド１３０は、一般的に、ホースを蛇口等に固定するために用いられるもので、ホースクリップとも呼ばれる。なお、「軸線方向」とは、回転軸５００の軸線方向を意味する。以下、同様である。
　なお、図１においては、この固定環ユニット２００のうち、固定環２１０と環状部材２２０の平面図を示している。この図１は、図２において、右側から軸線方向に固定環２１０及び環状部材２２０を見た図に相当する。また、図２中の固定環２１０及び環状部材２２０は、図１におけるＡＡ断面図に相当する。
　このように構成される固定環ユニット２００は、ハウジング６００に取付けられる。すなわち、ハウジング６００の端面に取り付けられたピン６１０が、環状部材２２０に設けられている貫通孔２２１に挿入されることによって、固定環ユニット２００はハウジング６００に取り付けられる。なお、固定環２１０の外周側には環状溝２１２が形成されている。この環状溝２１２にＯリングＯ１が装着されることで、ハウジング６００の内周面と固定環２１０の外周面との間の環状隙間が封止される。
　また、環状部材２２０にはスプリング２４０が装着されるスプリング孔２２２が複数設けられており、これら複数のスプリング孔２２２にそれぞれスプリング２４０が装着される。これにより、固定環ユニット２００は回転環ユニット３００側に付勢されている。つまり、固定環ユニット２００は、ハウジング６００に対して、回転方向についてはピン６１０によって移動しないように規制されているが、軸方向については移動可能に構成されている。なお、特に図示はしないが、環状部材２２０にも、固定環２１０に形成された孔や切り欠きに係合するピンが設けられており、固定環２１０は環状部材２２０に対して回転方向に移動しないように構成されている。
　回転環ユニット３００も、環状のシールリングとしての回転環３１０と、回転環３１０を構成する複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材３２０と、複数の分割体の外周面を締め付けることで、これら複数の分割体を固定する固定部材としてのホースバンド３３０とを備えている。
　ここで、本実施例においては、固定環ユニット２００を構成する固定環２１０，環状部材２２０及びホースバンド２３０と、回転環ユニット３００を構成する回転環３１０，環状部材３２０及びホースバンド３３０は、それぞれ同一部品により構成されている。従って、図１に示す平面図は、回転環ユニット３００の平面図と同一である。つまり、図１は、図２において、左側から軸線方向に回転環３１０及び環状部材３２０を見た図にも相当する。また、図２中の回転環３１０及び環状部材３２０は、図１におけるＢＢ断面図に相当する。
　このように構成される回転環ユニット３００は、回転軸５００に取り付けられる。すなわち、回転軸５００に固定されたカラー２５０に取り付けられたピン２５３が、環状部材３２０に設けられている貫通孔３２１に挿入されることによって、回転環ユニット３００は回転軸５００に取り付けられる。つまり、回転環ユニット３００は、カラー２５０に対して、ピン２５３によって回転方向に移動しないように規制されている。なお、特に図示はしないが、環状部材３２０にも、回転環３１０に形成された孔や切り欠きに係合するピンが設けられており、回転環３１０は環状部材３２０に対して回転方向に移動しないように構成されている。
　なお、回転環３１０の内周側には段差部３１２が形成されており、この段差部３１２にＯリングＯ２が装着されることで、回転軸５００の外周面と回転環３１０の内周面との間の環状隙間が封止される。また、回転環３１０の外周側には環状溝３１３が形成されており、この環状溝３１３にＯリングＯ３が装着されることで、カラー２５０の内周面と回転環３１０の外周面との間の環状隙間も封止される。また、カラー２５０も２つに分割された分割体により構成されており、これら２つの分割体はボルト２５１によって固定される。これにより、分割体同士が固定されることで環状のカラー２５０が構成される。また、カラー２５０は、セットスクリュ２５２によって回転軸５００に固定される。
　そして、上記の通り、複数のスプリング２４０によって、固定環ユニット２００は回転環ユニット３００側に付勢されるので、固定環２１０のシール端面２１３と、回転環３１０のシール端面３１４とが離れてしまうことはない。なお、固定環２１０のシール端面２１３と回転環３１０のシール端面３１４とはいずれも先端に向かうにつれて先細りする構成となっている。
　以上のように構成されるメカニカルシール１００によれば、回転軸５００の回転に伴って回転環ユニット３００も回転し、回転環３１０のシール端面３１４と固定環２１０のシール端面２１３とが密着した状態を保ちながら摺動する。従って、密封対象流体の外周側（Ｂ）への漏れを抑制することができる。
　＜メカニカルシールの構成部材＞
　メカニカルシール１００を構成する部材について、より詳細に説明する。本実施例に係るメカニカルシール１００を構成するシールリング（固定環２１０及び回転環３１０）及び環状部材（環状部材２２０，３２０）は、装着性の観点（必要性）から、いずれも２つの分割体を組み合わせることによって環状の部材となる二つ割構造である。つまり、本実施例に係るメカニカルシール１００においては、分割された複数の分割体を組み合わせることにより環状のシールリングが構成される分割型シールリングを採用している。
　また、固定環ユニット２００と回転環ユニット３００は、基本的な構成は同一である。そして、上記の通り、本実施例では、固定環ユニット２００を構成する固定環２１０，環状部材２２０及びホースバンド２３０と、回転環ユニット３００を構成する回転環３１０，環状部材３２０及びホースバンド３３０は、それぞれ同一部品により構成されている。ただし、本実施例に係るメカニカルシール１００は静止形のシールであるため、固定環ユニット２００側の環状部材２２０に設けられた複数のスプリング孔２２２には、それぞれスプリング２４０が装着される。これに対して、回転環３１０側の環状部材３２０に設けられた複数のスプリング孔３２２は空になっている。そして、ホースバンド２３０，３３０は、図３及び図４に示すように、金属製バンド２３１，３３１と、金属製バンド２３１，３３１を締め付ける締め付けボルト２３２，３３２とを備えている。ホースバンド（上記の通りホースクリップとも呼ばれる）については、公知技術であるので詳細な説明は省略するが、ホースバンドにおいては、ボルトを締め付けたり緩めたりすることで、金属製バンドを締め付けたり緩めたりすることができるように構成されている。
　以上より、以下の説明においては、説明を簡略化するために、固定環ユニット２００側の構成部品についてのみ詳細に説明する。
　固定環２１０は、ＳｉＣやアルミナなどのセラミックス（塑性材料）によって構成される。そして、この固定環２１０は、例えば、環状の部材を引っ張ることによって２つに分割した２つの分割体２１０Ａ，２１０Ｂから構成される。本実施例においては、環状の部材を２つに分割し易くするために、内周側に２つの切欠き２１４が設けられている（図１参照）。従って、図１中左右方向に環状の部材を引っ張ることで、切欠き２１４が設けられた部分が割れて、２つの分割体２１０Ａ，２１０Ｂが得られる。そして、２つの分割体２１０Ａ、２１０Ｂを組み合わせることで構成される固定環２１０の外周には環状溝２１１が形成される。なお、回転環３１０についても同一の構成であり、その外周には環状溝３１１が形成される。
　環状部材２２０は金属又は樹脂製の部材であり、２つの分割体（以下、適宜、分割体２２０Ａ，２２０Ｂと称する）を組み合わせることによって環状の部材が構成される。これらの分割体２２０Ａと分割体２２０Ｂはボルト２２３によって固定される。また、環状部材２２０には、上記の通り、ピン６１０が挿入される貫通孔２２１と、スプリング２４０が装着される複数のスプリング孔２２２が設けられている。環状部材３２０についても同一の構成である。
　固定環ユニット２００を組み立てる場合、まず、２つの分割体２１０Ａ，２１０Ｂを組み合わせることで環状の固定環２１０を形成させる。そして、固定環２１０に形成された環状溝２１１に、環状部材２２０を構成する分割体２２０Ａ及び分割体２２０Ｂを嵌合させる。このとき、固定環２１０を構成する分割体２１０Ａ，２１０Ｂの分割面と環状部材２２０を構成する分割体２２０Ａ，２２０Ｂの分割面が９０°ずれるようにするのが望ましい。そして、分割体２２０Ａと分割体２２０Ｂとをボルト２２３によって固定する。ここで、固定環２１０に形成された環状溝２１１の溝幅と環状部材２２０の幅（軸線方向の長さ）は同一寸法となるように設計されている。そのため、固定環２１０に形成された環状溝２１１に環状部材２２０が嵌合されることによって、固定環２１０を構成する分割体２１０Ａ及び分割体２１０Ｂの軸線方向の位置決めがなされる。
　このように、環状部材２２０によって、分割体２１０Ａと分割体２１０Ｂの軸線方向の位置決めがなされた状態で、ホースバンド２３０によって、これら分割体２１０Ａと分割体２１０Ｂの外周面が締め付けられる。これにより、分割体２１０Ａと分割体２１０Ｂが固定される。なお、ホースバンド２３０における締め付けボルト２３２を締め付けることにより、分割体２１０Ａと分割体２１０Ｂから構成される固定環２１０の外周面を締め付けることで、固定環２１０の外周面を全周に亘ってほぼ均一な締め付け力で締め付けることができる。
　ここで、固定環２１０において、ホースバンド２３０によって締め付けられる部分の外周面の外径は、環状部材２２０において、ホースバンド２３０の金属製バンド２３１が接触し得る部位の外径よりも大きくなるように設計されている。従って、金属製バンド２３１による締め付け力が環状部材２２０に作用してしまうことは抑制される。つまり、金属製バンド２３１による締め付け力は固定環２１０にのみ作用するように設計されている。なお、回転環ユニット３００の組み立てについても、固定環ユニット２００の場合と同様である。
　なお、本実施例においては、アウトサイドシールであることから、メカニカルシール１００を構成する各種部材は大気側に露出している。従って、メカニカルシール１００の設置（組立）が容易である。
　＜本実施例に係るメカニカルシールの優れた点＞
　本実施例に係るメカニカルシール１００によれば、複数の分割体の外周面が金属製バンドにより締め付けられることで、これら複数の分割体が固定される。すなわち、固定環ユニット２００においては、複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂの外周面が金属製バンド２３１により締め付けられることで、これら複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂが固定される。回転環ユニット３００においても同様である。従って、クランピングリングによって複数の分割体が固定される構造に比べて、構造の簡易化と小型化を可能とすることができる。また、金属製バンド２３１，３３１により固定することで、固定環２１０の外周面及び回転環３１０の外周面を全周に亘ってほぼ均一な締め付け力で締め付けることができるという利点もある。これに伴って、密封性も高くなる。なお、一般的なクランピングリングは、互いに組み合わせられることで環状になる２つの部材と、これら２つの部材を固定するボルトとから構成される。このように構成されるクランピングリングの場合、ボルトを締め付ける位置から９０°ずれた付近の締め付け力が最も高くなり、締め付け力は周方向に均一にはならない。これに伴って、密封性が低下してしまうおそれがある。
　また、本実施例に係るメカニカルシール１００によれば、シールリングの外周に形成された環状溝に環状部材を嵌合させることで、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めがなされる。すなわち、固定環ユニット２００においては、固定環２１０の外周に形成された環状溝２１１に環状部材２２０を嵌合させることで、複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂ同士の軸線方向の位置決めがなされる。回転環ユニット３００においても同様である。
　そして、環状部材によって、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めがなされた状態で、金属製バンドによって複数の分割体の外周面が締め付けられることで、これら複数の分割体が固定される。すなわち、固定環ユニット２００においては、環状部材２２０によって、複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂ同士の軸線方向の位置決めがなされた状態で、金属製バンド２３１によって複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂの外周面が締め付けられることで、これら複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂが固定される。回転環ユニット３００においても同様である。
　以上により、複数の分割体の軸線方向の位置決めと、径方向の位置決めの両方を精度よく行うことが可能となる。
　また、本実施例においては、環状部材によって、複数の分割体が仮固定された状態で、ホースバンドによる固定を行えば良いので組み立て作業が容易であるという利点もある。
　また、本実施例においては、シールリングを自然二つ割としているため、割面同士がかみ合って、ずれ難いという利点もある。
　なお、固定環２１０を構成する分割体２１０Ａ，２１０Ｂの分割面と環状部材２２０を構成する分割体２２０Ａ，２２０Ｂの分割面が周方向にずれる（例えば、９０°ずれる）ようにするとよい（図１参照）。回転環３１０についても同様である。
　また、本実施例においては、固定部材（ホースバンド２３０，３３０）の一部が環状部材２２０，３２０の外周側を巻付くように構成されている（図２参照）。これにより、環状部材２２０，３２０が何らかの影響で外れてしまうことを抑制できる。なお、上記の通り、環状部材２２０，３２０に対しては、ホースバンド２３０，３３０における金属製バンド２３１，３３１による締め付け力は作用しないように構成されている。
　更に、本実施例においては、固定環ユニット２００を構成する固定環２１０，環状部材２２０及びホースバンド２３０と、回転環ユニット３００を構成する回転環３１０，環状部材３２０及びホースバンド３３０は、それぞれ同一部品により構成されている。これにより、メカニカルシール１００全体のコストを削減することができる。
　また、本実施例においては、環状部材２２０に、固定環２１０を軸線方向に付勢するスプリング２４０が装着されるスプリング孔２２２が形成されている。これにより、環状部材２２０に対して、複数の分割体２１０Ａ，２１０Ｂの軸線方向の位置決めを行う機能と、スプリング２４０を支持するための機能を兼ね備えさせることができる。これにより、部品点数の増加を抑制することができる。
　（実施例２）
　図５には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、固定環と回転環が同一の部品にて構成される場合を示した。これに対して、本実施例ではメカニカルシールをコンパクトにするために、固定環と回転環が異なる部品で構成される場合を説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　本実施例に係るメカニカルシール１００においては、回転環ユニット３００ａを構成するシールリングとしての回転環３１０ａの構成が、上記実施例１の回転環３１０の構成と異なっている。すなわち、本実施例に係る回転環３１０ａは、軸線方向の寸法を短くするために、実施例１における回転環３１０に対して、シール端面３１４とは反対側の端部が切削加工により切削された構成となっている。これに伴って、本実施例の場合にはＯリングＯ３は備えられていない。また、これらに伴い、カラー２５０ａの構成も、実施例１におけるカラー２５０よりもシンプルな構造となっている。
　以上のように構成された本実施例に係るメカニカルシール１００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、実施例１の場合に比べて、回転環３１０ａの軸線方向の長さを短くすることができ、メカニカルシール１００全体の軸線方向の長さを短くすることが可能となる。
　（実施例３）
　図６には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１，２においては、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行うために、環状部材が設けられる場合の構成を示した。これに対して、本実施例ではメカニカルシールをコンパクトにするために、環状部材が備えられない場合を説明する。なお、上記実施例１または実施例２と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
　本実施例に係るメカニカルシール１００も、上記各実施例の場合と同様に、固定環ユニット２００ｂと回転環ユニット３００ｂを備えたアウトサイドシールであり、回転軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。
　そして、本実施例に係る固定環ユニット２００ｂも、上記各実施例の場合と同様に、環状のシールリングとしての固定環２１０ｂを備えている。この固定環２１０ｂが複数の分割体から構成される点については、上記各実施例の場合と同様である。例えば、上記実施例１で説明したように、自然二つ割により得られた２つの分割体により固定環２１０ｂを構成することができる。また、これら複数の分割体を固定するホースバンド２３０が備えられる点についても、上記各実施例の場合と同様である。そして、本実施例の場合には、上記各実施例の場合とは異なり、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材は備えられていない。また、これに伴って、固定環２１０ｂの外周には、環状部材を嵌合させるための環状溝は設けられていない。
　本実施例に係る固定環ユニット２００ｂにおいても、上記各実施例の場合と同様に、ハウジング６００に取付けられる。本実施例の場合には、ハウジング６００の端面に取り付けられた回り止め部としてのピン６２０が、固定環２１０ｂ自体に設けられている被係合部としての取り付け孔２１５に挿入される（係合される）。これにより、固定環ユニット２００ｂはハウジング６００に取り付けられる。なお、固定環２１０ｂの外周側には環状溝２１２が形成されている。この環状溝２１２にＯリングＯ１が装着されることで、ハウジング６００の内周面と固定環２１０ｂの外周面との間の環状隙間が封止される。
　また、本実施例の場合には、固定環２１０ｂ自体に、スプリング２４０が装着されるスプリング孔２１６が複数設けられており、これら複数のスプリング孔２１６にそれぞれスプリング２４０が装着される。これにより、固定環ユニット２００ｂは回転環ユニット３００ｂ側に付勢されている。つまり、固定環ユニット２００ｂは、ハウジング６００に対して、回転方向についてはピン６２０によって移動しないように規制されているが、軸方向については移動可能に構成されている。
　回転環ユニット３００ｂも、環状のシールリングとしての回転環３１０ｂを備えている。そして、この回転環３１０ｂが複数の分割体から構成される点については、上記各実施例の場合と同様である。また、これら複数の分割体を固定するホースバンド３３０が備えられる点についても、上記各実施例の場合と同様である。そして、本実施例の場合には、上記各実施例の場合とは異なり、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材は備えられていない。また、これに伴って、回転環３１０ｂの外周には、環状部材を嵌合させるための環状溝は設けられていない。
　このように構成される回転環ユニット３００ｂは、回転軸５００に取り付けられる。すなわち、回転軸５００に固定されたカラー２５０ａに取り付けられた回り止め部としてのピン２５３が、回転環３１０ｂ自体に設けられている被係合部としての取り付け孔３１５に挿入される（係合される）。これにより、回転環ユニット３００ｂは回転軸５００に取り付けられる。つまり、回転環ユニット３００ｂは、カラー２５０ａに対して、ピン２５３によって回転方向に移動しないように規制されている。
　そして、上記の通り、複数のスプリング２４０によって、固定環ユニット２００ｂは回転環ユニット３００ｂ側に付勢されるので、固定環２１０ｂのシール端面２１３と、回転環３１０ｂのシール端面３１４とが離れてしまうことはない。
　以上のように構成されるメカニカルシール１００においても、回転軸５００の回転に伴って回転環ユニット３００ｂも回転し、回転環３１０ｂのシール端面３１４と固定環２１０ｂのシール端面２１３とが密着した状態を保ちながら摺動する。従って、密封対象流体の外周側（Ｂ）への漏れを抑制することができる。
　シールリングの構成について、より詳細に説明する。上記の通り、本実施例に係るメカニカルシール１００を構成するシールリング（固定環２１０ｂ及び回転環３１０ｂ）も、上記各実施例の場合と同様に、装着性の観点（必要性）から、２つの分割体を組み合わせることによって環状の部材となる二つ割構造である。つまり、本実施例に係るメカニカルシール１００においても、分割された複数の分割体を組み合わせることにより環状のシールリングが構成される分割型シールリングを採用している。そして、固定環ユニット２００ｂと回転環ユニット３００ｂは、基本的な構成は同一である。そのため、以下の説明においては、説明を簡略化するために、固定環ユニット２００ｂ側の構成部品についてのみ詳細に説明する。
　固定環２１０ｂは、ＳｉＣやアルミナなどのセラミックス（塑性材料）によって構成される。この固定環２１０ｂは、例えば、環状の部材を引っ張ることによって２つに分割した２つの分割体から構成される。そして、固定環ユニット２００ｂを組み立てる場合、２つの分割体を組み合わせることで環状の固定環２１０ｂを形成させた後に、ホースバンド２３０における金属製バンド２３１によって、これら２つの分割体の外周面を締め付ける。これにより、２つの分割体が固定される。なお、ホースバンド２３０における締め付けボルト２３２を締め付けることにより、２つの分割体から構成される固定環２１０ｂの外周面を金属製バンド２３１により締め付けることで、固定環２１０ｂの外周面を全周に亘ってほぼ均一な締め付け力で締め付けることができる。なお、回転環ユニット３００ｂの組み立てについても、固定環ユニット２００ｂの場合と同様である。
　以上のように構成される本実施例に係るメカニカルシール１００においても、複数の分割体の外周面が金属製バンドにより締め付けられることで、これら複数の分割体が固定される。従って、クランピングリングによって複数の分割体が固定される構造に比べて、構造の簡易化と小型化を可能とすることができる。また、金属製バンド２３１，３３１により固定することで、固定環２１０ｂの外周面及び回転環３１０ｂの外周面を全周に亘ってほぼ均一な締め付け力で締め付けることができるという利点もある。これに伴って、密封性も高くなる。
　また、本実施例においては、固定環２１０ｂ自体に、スプリング２４０が装着されるスプリング孔２１６が形成されている。従って、クランピングリングによって複数の分割体が固定される従来構造において、クランピングリングにスプリング孔を設ける場合に比べて、構造を小型化することができる。
　更に、本実施例においては、回転軸５００側（より具体的には、回転軸５００に固定されたカラー２５０ａ）に設けられたピン２５３が係合される被係合部としての取り付け孔３１５が、回転環３１０ｂに設けられている。そして、ハウジング６００側に設けられたピン６２０が係合される被係合部としての取り付け孔２１５が、固定環２１０ｂに設けられている。従って、クランピングリングによって複数の分割体が固定される従来構造において、クランピングリングに被係合部を設ける場合に比べて、構造を小型化することができる。
　（その他）
　上記各実施例においては、シールリング（固定環，回転環）が２つの分割体から構成される場合を示した。しかしながら、本発明は、シールリングが３つ以上の分割体から構成される場合にも適用可能である。
　１００　メカニカルシール
　２００，２００ｂ　固定環ユニット
　２１０，２１０ｂ　固定環
　２１０Ａ，２１０Ｂ　分割体
　２１１　環状溝
　２１２　環状溝
　２１３　シール端面
　２１５　取り付け孔
　２１６　スプリング孔
　２２０　環状部材
　２２０Ａ，２２０Ｂ　分割体
　２２１　貫通孔
　２２２　スプリング孔
　２２３　ボルト
　２３０　ホースバンド
　２３１　金属製バンド
　２３２　ボルト
　２４０　スプリング
　２５０，２５０ａ　カラー
　２５１　ボルト
　２５２　セットスクリュ
　２５３　ピン
　３００，３００ａ，３００ｂ　回転環ユニット
　３１０，３１０ａ　回転環
　３１１　環状溝
　３１２　段差部
　３１３　環状溝
　３１４　シール端面
　３１５　取り付け孔
　３２０　環状部材
　３２１　貫通孔
　３２２　スプリング孔
　３３０　ホースバンド
　３３１　金属製バンド
　３３２　ボルト
　５００　回転軸
　６００　ハウジング
　６１０　ピン
　Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３　Ｏリング

Claims (5)

  1. 　回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するメカニカルシールであって、
    　分割された複数の分割体を組み合わせることにより環状のシールリングが構成される分割型シールリングを備えるメカニカルシールにおいて、
    　複数の分割体の外周面を締め付けることで、これら複数の分割体を固定する金属製バンドを備えることを特徴とするメカニカルシール。
  2. 　前記シールリングには、該シールリングを軸線方向に付勢するスプリングが装着されるスプリング孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
  3. 　前記シールリングには、回転軸側またはハウジング側に設けられる回り止め部が係合される被係合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
  4. 　前記シールリングの外周には環状溝が形成されると共に、
    　前記環状溝に嵌合されることにより、複数の分割体同士の軸線方向の位置決めを行う環状部材を備え、
    　該環状部材によって複数の分割体同士の軸線方向の位置決めがなされた状態で、これら複数の分割体の外周面が前記金属製バンドにより締め付けられることで、これら複数の分割体が固定されることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
  5. 　前記環状部材には、前記シールリングを軸線方向に付勢するスプリングが装着されるスプリング孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のメカニカルシール。
PCT/JP2014/058833 2013-04-08 2014-03-27 メカニカルシール WO2014168013A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015511199A JP6283023B2 (ja) 2013-04-08 2014-03-27 メカニカルシール
CN201480003324.9A CN104838187A (zh) 2013-04-08 2014-03-27 机械密封件
US14/650,000 US9383019B2 (en) 2013-04-08 2014-03-27 Mechanical seal
EP14783465.9A EP2985496A4 (en) 2013-04-08 2014-03-27 MECHANICAL SEAL

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-080684 2013-04-08
JP2013080684 2013-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014168013A1 true WO2014168013A1 (ja) 2014-10-16

Family

ID=51689425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/058833 WO2014168013A1 (ja) 2013-04-08 2014-03-27 メカニカルシール

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9383019B2 (ja)
EP (1) EP2985496A4 (ja)
JP (1) JP6283023B2 (ja)
CN (1) CN104838187A (ja)
WO (1) WO2014168013A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10619741B2 (en) 2017-09-12 2020-04-14 United Technologies Corporation Contacting dry face seal with tapered carbon nose
JP7111574B2 (ja) * 2018-09-28 2022-08-02 イーグル工業株式会社 メカニカルシール

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0854067A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Fukushiro Kogyo Kk 完全分割型メカニカルシール
JP2003166651A (ja) 2001-11-30 2003-06-13 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール装置
JP2005140258A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール装置
JP2013011325A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Nippon Pillar Packing Co Ltd メカニカルシール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5188377A (en) * 1989-12-05 1993-02-23 Nuraseal Company, Limited Externally-mounted, stationary-design, self-aligning rotary face seal
JPH071062B2 (ja) * 1990-11-20 1995-01-11 日本ピラー工業株式会社 軸封装置
US5662340A (en) * 1996-04-08 1997-09-02 Flex A Seal, Inc. Fully split cartridge mechanical seal assembly
US5913521A (en) * 1997-08-29 1999-06-22 John Crane Sealol Inc. Rotating seal ring component kit for a mechanical split seal
JP4271005B2 (ja) * 2003-10-24 2009-06-03 株式会社タンケンシールセーコウ 分割型環状体及び分割型メカニカルシール
WO2007058306A1 (ja) * 2005-11-17 2007-05-24 Eagle Industry Co., Ltd. メカニカルシール装置
JP5199342B2 (ja) * 2008-05-09 2013-05-15 イーグル工業株式会社 分割型メカニカルシール
US8616555B2 (en) * 2008-10-13 2013-12-31 Schlumberger Technology Corporation Packing assembly for reciprocating pumps
CN201443591U (zh) * 2009-07-30 2010-04-28 丹东市东升石化设备有限公司 一种节水机械密封装置
MX2012010455A (es) * 2010-03-15 2012-10-03 Crane John Inc Montaje y metodo de sello dividido.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0854067A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Fukushiro Kogyo Kk 完全分割型メカニカルシール
JP2003166651A (ja) 2001-11-30 2003-06-13 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール装置
JP2005140258A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール装置
JP2013011325A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Nippon Pillar Packing Co Ltd メカニカルシール

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2985496A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2985496A1 (en) 2016-02-17
US20150316153A1 (en) 2015-11-05
CN104838187A (zh) 2015-08-12
JPWO2014168013A1 (ja) 2017-02-16
EP2985496A4 (en) 2016-11-02
JP6283023B2 (ja) 2018-02-21
US9383019B2 (en) 2016-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6116575B2 (ja) メカニカルシール
CN111094814B (zh) 机械密封件
JP6283023B2 (ja) メカニカルシール
JP6577329B2 (ja) メカニカルシール
WO2014042085A1 (ja) メカニカルシール
JP5863810B2 (ja) メカニカルシール
JP5873502B2 (ja) 分割型メカニカルシール装置
JPWO2018012330A1 (ja) メカニカルシール
JP6333865B2 (ja) メカニカルシール
JP2015059601A (ja) 軸封装置
JP2017040327A (ja) 分割型メカニカルシール及び分割型メカニカルシールの製造方法
WO2018074395A1 (ja) 密封装置
JP6189154B2 (ja) 軸封装置
JP5839716B2 (ja) メカニカルシール
JP5999770B2 (ja) 分割型メカニカルシール
JP5701683B2 (ja) 軸封装置
EP4357645A1 (en) Sealing device
JP6884486B2 (ja) メカニカルシール
JP2018066398A (ja) 密封装置
JP6218556B2 (ja) メカニカルシール
JP6128600B2 (ja) メカニカルシール装置
JP2018066397A (ja) 密封装置
JP2010077988A (ja) 密封装置
JP3270952B2 (ja) 軸封装置
JP2017150614A (ja) メカニカルシール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14783465

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015511199

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14650000

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014783465

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014783465

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE