JPH02212681A - メカニカルシール構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメカニカルシール構造体に関し、特に回転環が
モータ側に設けられ外部に露出しているアウトサイド型
メカニカルシールに適用可能なメカニカルシール構造体
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のアウトサイド型メカニカルシール構造体
は、例えば第４図に示すようなものがある。すなわち、
同図に示すメカニカルシール構造体１００は、ポンプの
本体ハウジング１０１中心部に嵌着された固定環１０２
の被摺動面１０２ａと回転環１０３の摺動面１０３ａと
を面接触させてメカニカルシール面を形成し、また回転
環１０３の摺動面１０３ａの反対側であるモータ１０４
側の端部をシール部材であるベローズ１０５等の一端で
挟み込んで固定し、その他端をクランプリング１０６を
ボルト１０７で締め付けることにより固定している。

そして、クランプリング１０６のモータ１０４側の回転
軸１０８にはカラー１０９をセットボルト１１０にて固
定している。ここで、上記ポンプは塩素化合物等を含む
腐食性流体を汲み出すためセラミックポンプが使用され
、回転軸１０８にグラススリーブ（図示せず）をコーテ
ィングして回転軸１０８を上記腐食性流体から保護しで
いる。

そのため、クランプリング１０６にセットボルトを取付
（プた場合には、締付時に上記グラススリーブが破損づ
−る危険性があるので、先ずポル１−１０７でクランブ
リング１０（３を周方向に締めイ」す、これだ（プでは
回転軸１０８の回転中にずれる可能性があるのぐ、カラ
ー１０９をセットポル１へ１１０で回転軸１０８に完全
に固定している。この場合、セラ１〜ボルト１１０は回
転軸１０８上にａ３いてグラススリーブ上でなく金属の
軸に位置している。また、ベローズ１０５の外周側に設
けられたリテーナ１１１で圧縮スプリング１１２を保持
し、この圧縮スプリング１１２によって回転環１０３の
摺動面１０３ａを固定環１０２の被摺動面１０２ａに押
し付り、所望の面圧に保持している。

ところで、回転環１０３の摺動面１０３　ａ　８３　Ｊ
：び固定環１０２の被摺動面１０２ａが摩耗するにつれ
て圧縮スプリング１１２は伸長して、遂に相対回転する
固定環１０２および回転環１０３が互いにシール状態を
保持するのに不十分となる。この場合には、先ずセラ１
ヘボルト１１０を緩め、次いでカラー１０９どモータ１
０４への流体の浸入を防止する水切板１１３との間にハ
ンマーの柄やドライバの先端１１４（第４図においては
ドライバの先端）等を差し込んで「でこ１の原理でカラ
ー１０９を図中左方向に移動させて前記メツコニ力ルシ
ール面が所定の接触面圧になるように調整した後、セラ
１〜ボルト１１０を締め付ＧＪて固定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、斯かる従来例にあっては、メツＪ二カル
シール面を所定の面圧にセットする場合、作業者がドラ
イバの先端でカラー１０９を押しく＝Ｊけてその位置を
調整し、仙の作業者かセラ１〜ポル＋−１１０を締め付
【プることにより行なっており、１人の作業者では上記
レフ１ル作業は非常に困難であって、常に少なくとも２
人で行なわねばならないため、極めて作業性が悪い問題
がある。

また、上記セラ１〜作業では、ドライバにて局部的にカ
ラー１０９を押圧するため、固定環１０２の被摺動面１
０２ａに対して回転環１０３の摺動面１０３ａが周方向
に均一に押圧されず、この状態でセットした場合には＋
！！ｉ動面の片べりとなり、その結果、メカニカルシー
ルの寿命が短くなって回転環１０３の交換周期が短縮さ
れ、交換作業工数が増加する問題点がある。

さらに、摺動面圧の調整作業も上記セット作業と同様の
方法にて行なうため、時間がかかり、１人で作業を行な
うことかできず、作業効率が低い問題点がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
イの目的とするところは、メカニカルシール面を１人で
も短時間、かつ容易に所望の面圧に調整でき、また調整
後のメカニカルシール面は周方向に均一な面圧が得られ
るメカニカルシール構造体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明にあっては、固定
環と、この固定環の被摺動面と面接触してメカニカルシ
ール面を形成Ｊる摺動面を右する回転環と、この回転環
と回転軸どの間をシールするシール部材と、前記回転環
の摺動面を前記固定環の被摺動面に押圧する方向に伺勢
するスプリング部材とを備えたメカニカルシール構造体
であって、前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に設（
）られ前記スプリング部材の押圧力を調整する多重カラ
ーを有し、この多重カラーは互いに螺合し相対的に回転
スライドする構成としたことを特徴とする 〔作用〕 上記の構成を有する本発明においては、多重カラーを回
転軸の軸方向に沿って移動可能に設け、多重カラーは互
いに螺合し相対的に回転スライドしてスプリング部材に
にるメカニカルシール面への押圧力を調整するので、メ
カニカルシール面を所望の血圧にセラ１〜する時、ある
いは血圧調整作業時にあっては、多重カラーを回転スラ
イドさせることによって、スプリング部材のメカニカル
シール面への押圧力か１人で容易に調整できる。また、
多重カラーの回転スライドによって血圧が調整されるた
め、多重カラーはその軸方向にずれて移動することなく
、回転環の摺動面が固定環の被摺動向の周方向に対して
均一に押圧されることになる。

（実施例） 以下に本発明を腐食性の液体の送液に適用する場合の実
施例を示した第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係るメカニカルシール構
造体を組み込んだ軸部を示し、同図において、メカニカ
ルシール構造体１はポンプの本体ハウジング２の中心部
に２枚の４フツ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のガスク
ーラｉ〜３を介してアルミナ磁器製の固定環４が嵌着さ
れ、この固定環４の被摺動面４ａどカーボン製の回転環
５の摺動向５ａとを面接触させてメカニカルシール面を
形成し、このシール面に本体ハウジング２のフラッシン
グボート２ａから冷却水を注入して同シール面の冷却と
洗浄を図っている。

また、回転ｆｆ１５のモータ６側の端部近傍にお（づる
回転軸７には、リボ−１〜リング８が嵌着されるととも
に、４フツ化エヂレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のシール部材
であるベローズ９の左側がザボートリング８とスプリン
グリテーナ１０によって保持されている。そして、ベロ
ーズ９の右側はステンレス（ＳＵＳ３１６）製のクラン
プリング１１をボルト１２で締め付けて回転軸７に固定
し、これにより、ポンプからの流体を後述する二重カラ
ー１３側に漏洩しないようにしている。このように、本
実施例では、リボ−１〜リング８およびベローズ９によ
ってシール部材が構成されている。

ここで、上記ポンプは塩素化合物を含む腐食性流体を汲
み出すためにセラミックポンプが使用され、回転軸７に
図示しないグラス（セラミック）スリーブをコーティン
グして回転軸７を上記腐食性流体から保護している。そ
のため、クランプリング１１にセットボルトを取付けた
場合には、締付時に上記グラススリーブが破損する危険
性があるので、先ずポル１〜１２でクランプリング１１
を周方向に締め付（プ、しかしこれだ（〕では回転軸７
の回転中にずれることがあるので、多重カラーどじでの
ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の二重カラー１３をセッ
トポルト１４で回転軸７に締め付【ｊで完全に固定して
いる。ぞして、上記ガラススリブは回転軸７０同上にお
いて二重カラー１３内に設置′ｊたＯリング１５まで延
びており、このＯリング１５にＪ：リガラススリーブと
ステンレス製の二重カラー１３とが接触しガラススリー
ブが破損するのを防止している。したがって、セットポ
ル］・１４は回転軸７上にｄ３いてグラススリーブ上で
なく金属上に位置している。

また、クランプリング１１のポンプ側には、スプリング
用のアダプタ１６が固定されるとともに、このアダプタ
１６に所定間隔をａ３いてノックピン１７が植設され、
このノックピン１７にスプリング部材としての圧縮スプ
リング１８が円周方向に複数個挿通されている。複数個
の圧縮スプリング１８は一端がアダプタ１６に固着され
、他端がスプリングリテーナ１０によって保持され、こ
のスプリングリテーナ１０およびノックピン１７により
付勢方向が案内されている。しかして、圧縮スプリング
１８はスプリングリテーナ１０を介して回転環５の摺動
向５ａを固定環４の被摺動向４ａに押圧する方向に付勢
し、かつベローズ９の伸長する押圧力とが相俟ってメカ
ニカルシール面を所望の接触面圧に保持している。

さらに、二重カラー１３は回転軸７の軸方向に沿って移
動可能に設けられ、この移動に伴って固定環４に対する
クランプリング１１の間隔が変化して圧縮スプリング１
８の押圧力を調整することができる。すなわち、二重カ
ラー１３は径方向に２分割して内側カラー１３ａおよび
外側ノＪラー１３ｂとなし、内側カラー１３ａの外周面
に形成したねじと外側カラー１３ｂの内周面に形成した
ねじとが螺合し、内側カラー１３ａに対しで外側カラー
１３ｂが回転スライドして回転軸７の軸方向に沿って移
動可能となっている。そしで、内側カラー１３８はセッ
トボルト１４にて回転軸７に固定され、外側カラー１３
ｂを内側カラー１３ａに対して回転スライドさせて圧縮
スプリング１８の押圧力を調整した後、外側カラー１３
ｂの周方向に１〜２箇所設（プられた固定ねじ１９にて
外側カラーｉ３ｂを内側カラー１３ａに固定している。

他方、スタッドポルｉ〜２０は本体ハウジング２に形成
された孔に挿通され、ワッシャー２１を介してナツト２
２を締付（〕ることにより、固定している。なお、２３
ばモータ６への流体の浸入を防止する水切板である。

次に、本実施例の作用を説明する。

回転ｆｆ１５の摺ｆｌｌＩ面５ａが摩耗するにつれて圧
縮スプリング１８は伸長して、遂に固定環４の被摺動面
４ａに対して回転環５の摺動面５ａの面圧がシール状態
を保持するのに不十分となる。この場合には、外側カラ
ー１３ｂを固定している固定ボルト１９を緩めて外側カ
ラー１３ｂを作業壱が握持しくまたはバイプレンデをセ
ラ１へする。）、内側カラー１３８に対して回転スライ
ドさせて第１図において左方向に移動させる。次いで、
メカニカルシール面が所望の血圧に調整されたならば、
その位置で固定ねじ１９を締めイ」けることにＪ：す、
外側カラー１３ｂを固定する。

このＪ：うに、本実施例ではメカニカルシール面を所望
の血圧にセットする時、あるいは血圧調整作業時におい
て、外側カラー１３ｂを手でスライド回転さぜるだ（プ
で、圧縮スプリング１８のメカカルシール面への押圧力
を作業者１人で容易に調整できる。また、外側カラー１
３ｂは内側カラー１３ａと螺合状態で回転スライドさせ
ることで、軸方向にずれることなくメカニカルシール面
に対して垂直方向に微摺動するため、回転環５の摺動面
５ａが固定環４の被層動面４ａの周方向に対する押圧力
が均一化され、かつメカニカルシール面の血圧の微調整
を容易に行なうことができる。

第２図は本発明に係るメカニカルシール構造体の第２実
施例を組み込んだ軸受部を示し、前記第１実施例と同一
の部材または対応する部材には同一の符号を付して説明
すると、本実施例におけるメカニカルシール構造体１ａ
は、ベローズを排除し、Ｏリング２５のみでシール部材
を構成している。この実施例によれば、ベローズを設け
ずに０リングだ（づでシール機能を発揮するので、部品
点数を削減することができる。その他の構成および作用
は前記第１実施例とほぼ同一であるのでその説明を省略
する。そして、取り吸う液体が腐食性でない場合には第
２図のタイプの構造体を用い得る。

第３図は本発明に係るメカニカルシール構造体の第３実
施例を組み込んだ軸部を示し、前記第１実施例と同一の
部材または対応する部材には同一の符号を付して説明す
る。本実施例におりるメカニカルシール構造体１ｂは、
固定環４をポンプ３０と固定環押え３１どでガスケット
３を介して嵌着して固定し、またＯリング３２およびク
ツションリング３３でシール部材を構成しでいる。本実
施例でも前記第１、第２実施例と同様の効果が得られる
。その他の構成および作用は前記第１実施例とほぼ同一
であるのでその説明を省略する。

なお、上記各実施例では二重カラーを互いに螺合させ相
対的に回転スライドづる構成としたが、本発明では二重
カラーに限らず、同様の機能を有するものであれば、そ
の他の数の多重カラーであってもよい。

また、前記各実施例において、二重カラーを構成する外
側カラーの外周面にローレット加工や突起等を形成すれ
ば、外側カラーを握持し回転させる際に手が滑ることな
く操作性が向上することになる。

さらに、外側カラーの外周面における周方向に目盛等を
付りれば、メカニカルシール面の面圧を微調整する場合
に目視で′ｉＭ認しながら行なうことができるので好都
合である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、回転軸の軸方向
に沿って移動可能に設【ｊた多重カラーは互いに螺合し
回転スライドしてスプリング部材によるメカニカルシー
ル面への押圧力が調整できるので、メカニカルシール面
の血圧を作業者１人で短時間で容易に設定することがで
き、かつ増し締めもこれと同様に行うことが可能となる
。

また、メカニカルシール面の接触面圧は多重カラーの回
転スライドによって調整されるため、スプリング部材が
メカニカルシール面を均等に押圧することとなり、シー
ル面の片べりを防止することかできる。その結果、回転
環の交換周期が長くなり、交換作業工数を削減すること
ができる。

さらに、多重カラーは互いに螺合しつつ相対的に回転ス
ライドするため、メカニカルシール面の血圧の微調整を
容易に行なうことができるという効果を奏する。

第３図は本発明の第３実施例に係るメカニカルシール構
造体を組込んだ軸部を示す縦断面図、第４図は従来のメ
カニカルシール構造体の一例を組み込んだ軸部を示す縦
断面図である。

１・・・メカニカルシール構造体、４・・・固定環、４
ａ・・・被摺動面、５・・・回１Ｌ５ａ・・・摺動面、
７・・・回転軸、８・・・サボー１へリング、９・・・
ベローズ、１３・・・二重カラー（多重カラー）、１３
ａ・・・内側カラー、１３ｂ・・・外側カラー１４・・
・セットポル１〜．１５・・・０リング、１８・・・圧
縮スプリング（スプリング部材）。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定環と、この固定環の被摺動面と面接触してメカニカ
   ルシール面を形成する摺動面を有する回転環と、この回
   転環と回転軸との間をシールするシール部材と、前記回
   転環の摺動面を前記固定環の被摺動面に押圧する方向に
   付勢するスプリング部材とを備えたメカニカルシール構
   造体であつて、前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に
   設けられ前記スプリング部材の押圧力を調整する多重カ
   ラーを有し、この多重カラーは互いに螺合し相対的に回
   転スライドする構成としたことを特徴とするメカニカル
   シール構造体。