JPH0222268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメカニカルシール組立体に関する。

米国特許第3042414号明細書に記載した如き従
来技術のメカニカルシールでは、この特許でいう
エラストマのＵカツプまたはパツキングリングが
軸スリーブを包囲しているシールリングの一つに
設けた座部に収容されている。ばね負荷されたエ
キスパンダリングがＵカツプを、その外面がその
座部に順応しまた軸スリーブに十分接触するよう
に拡げる。ばねのため、Ｕカツプは軸スリーブに
相対的に当然摺動しまた十分な面積で接触する
と、摩擦力はきわめて高い、シールの唇状部はま
たエラストマのＵカツプを剪断しシールを早期に
破損させる比較的にするどい縁部を有している。

本発明の目的は、Ｕカツプ部材の形状及びその
Ｕカツプ部材を受けるシールリングのくぼみの形
状を改良することによつてメカニカルシール組立
体の寿命の増大を図ることである。

本発明は、回転可能な軸に取り付けられるメカ
ニカルシール組立体であつて、対向する面を有す
る非回転シールリング及び回転シールリングと、
前記シールリングを支持する装置と、前記シール
リングの一方に形成された空洞と、前記空洞内に
受けられたエラストマ材料のＵカツプ部材と、前
記Ｕカツプ部材を前記空洞内に偏倚する装置と、
前記Ｕカツプ部材を前記空洞内に偏倚する圧力を
付与するための装置とを備えた、メカニカルシー
ル組立体において、前記空洞が一対の相互に垂直
な面と前記面に接続する凹面とによつて限定さ
れ、前記垂直な面の一つが軸方向に伸びかつ前記
軸とほぼ平行であり、前記垂直な面の他方がほぼ
半径方向に伸びかつ前記軸に実質的に垂直であ
り、前記Ｕカツプ部材が、前記垂直な面及び前記
凹面と全体で接する一つの面と前記支持装置と接
する他の円筒状の面とを有し、前記円筒状の面が
前記メカニカルシール組立体の全運転条件に対し
てほぼ一定の長さを保ち、前記円筒状の面が、前
記一方のシールリングの前記垂直な面の一つ及び
垂直な面の前記一方と接するＵカツプ部材の前記
一つの面の一つの部分とほぼ垂直であり、前記圧
力を付与する装置が、前記偏倚装置に形成されて
いて前記Ｕカツプ部材と前記偏倚装置との間に限
定された〓間に流体圧力を通して前記メカニカル
シール組立体の全運転条件に対して全面と連続的
に接触させるための通路を有して構成されてい
る。

Ｕカツプおよび座部の形状を改良することによ
り、Ｕカツプとそれ自体に沿い運動が生じる回転
部材との間の摩擦力が制御されかつ比較的に小さ
い値になるように接触面積が制御され、更に比較
的するどい座部の唇状部を除去することによりシ
ールの耐用寿命を延ばすことになる。

本発明の実施する一つの方法を唯一の特定の具
体例を示した添付図面を参照して以下に詳細に説
明する。

第１図にはハウジング１２と、軸で良いが一般
には軸を包囲している回転部材１４とハウジング
１２にキー止めされた固定のシールリング１６と
回転シールリング１８とを備えているメカニカル
シール組立体１０が示されており、回転シールリ
ング１８は回転部材１４と共に回転する。シール
リング１６，１８は互いに接触するシール面１６
Ａ，１８Ａをそれぞれ有している。

シールリング１８にはエラストマのＵカツプシ
ール部材（以下Ｕカツプ部材）２２を収容するく
ぼみ２０が設けてある。くぼみ２０は、一方が軸
方向にしかも前記軸にほぼ平行に伸びかつ他方が
ほぼ半径方向にしかも前記軸に実質的に垂直に伸
びる一対の互いに垂直な面と、その一対の面に連
続する凹面とで限定されている。エキスパンダリ
ング２４がＵカツプ部材２２の面３０，３２にそ
れぞれ接触している一対の環状面２６，２８が設
けてある終端部を有している。エキスパンダリン
グ２４はポケツト３６に収容されたばね３４によ
り固定のリング１６に向け弾性的に押圧されてい
る。エキスパンダリング２４は回転シールリング
１８をＵカツプ部材２２を介して固定のシールリ
ング１６に向け押圧している。エキスパンダリン
グ２４はＵカツプ部材に圧力を与える装置を構成
する。

Ｕカツプ部材には面３０，３２の他の軸又は軸
スリーブ１４に接触する面４２とくぼみ２０の壁
に接触する面４４とが形成されている。Ｕカツプ
部材２２が上記した構造を有しているので、円筒
状の面４２はほぼ一定のままである、すなわち、
円筒面４２は部材１４との制御された接触面と考
えることができる。

一つ又はそれ以上の数の通路４８（第３図も参
照）がエキスパンダリング２４を貫通して設けて
ありＵカツプ部材の後部に圧力を供給して表面４
２，４４を空所２０と軸または軸スリーブ１４に
それぞれ着座させる。

一つの変形構造として、Ｕ−カツプ部材の代り
にエキスパンダリングの面すなわち表面２６に一
つまたはそれ以上の数の通路すなわち溝４９を設
けることができる。この構造が第４図と第５図と
に示してある。

第２図を参照してＵカツプ部材２２を従来技術
のＵカツプ部材５０と比較できる。第２図から判
るように、Ｕカツプ５０がはまり込む空所５２が
後方に向いている唇状部５４により一部分が形成
されている。従つて、Ｕカツプ部材５０に圧力が
かけられると、軸に係合する表面は拡大して軸と
の摩擦関係を変える。唇状部５４は一般にＵカツ
プ部材５０を剪断する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るメカニカルシール組立体
の断面部分図、第２図は第１図に似ているが参考
のため従来技術を示すもの、第３図は一つの形式
のエキスパンダリングの端面図、第４図と第５図
とは別の型式のエキスパンダリングのそれぞれ端
面図と断面図とである。 １２：ハウジング、１４：回転部材、１６，１
８：シールリング、１６Ａ，１８Ａ：シール面、
２０：くぼみ、２２：Ｕカツプ部材、２４，３
４：押圧手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能な軸に取り付けられるメカニカルシ
   ール組立体であつて、対向する面を有する非回転
   シールリング及び回転シールリングと、前記シー
   ルリングを支持する装置と、前記シールリングの
   一方に形成された空洞と、前記空洞内に受けられ
   たエラストマ材料のＵカツプ部材と、前記Ｕカツ
   プ部材を前記空洞内に偏倚する装置と、前記Ｕカ
   ツプ部材を前記空洞内に偏倚する圧力を付与する
   ための装置とを備えた、メカニカルシール組立体
   において、 前記空洞が一対の相互に垂直な面と前記面に接
   続する凹面とによつて限定され、前記垂直な面の
   一つが軸方向に伸びかつ前記軸とほぼ平行であ
   り、前記垂直な面の他方がほぼ半径方向に伸びか
   つ前記軸に実質的に垂直であり、 前記Ｕカツプ部材が、前記垂直な面及び前記凹
   面と全体で接する一つの面と前記支持装置と接す
   る他の円筒状の面とを有し、前記円筒状の面が前
   記メカニカルシール組立体の全運転条件に対して
   ほぼ一定の長さを保ち、 前記円筒状の面が、前記一方のシールリングの
   前記垂直な面の一つ及び垂直な面の前記一方と接
   するＵカツプ部材の前記一つの面の一つの部分と
   ほぼ垂直であり、 前記圧力を付与する装置が、前記偏倚装置に形
   成されていて前記Ｕカツプ部材と前記偏倚装置と
   の間に限定された〓間に流体圧力を通して前記メ
   カニカルシール組立体の全運転条件に対して全面
   と連続的に接触させるための通路を有するメカニ
   カルシール組立体。