JPH0227717Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は例えばターボドリル用上部シールな
どのように、バランスピストンとして使用される
ところの、比較的軸方向移動量の大きいメカニカ
ルシールの改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来例でのこの種のターボドリル用上部シール
などのバランスピストンとして使用されるメカニ
カルシールは、一般的に非回転側の各シール部材
と回転側の各シール部材とからなり、これらの両
者相互間にシール面を配して構成したシール機構
を設け、このシール機構を、固定側であるケーシ
ングと、回動側である回転軸との間に、軸方向移
動自在なように介装させて、圧力変動を伴なうと
ころの、例えば潤滑油室側とマツド泥水側とを密
封シールさせると共に、これらの両室相互の圧力
差に従動して、所期のシール作用をなし得るよう
にしている。

そしてこの従来例構成の場合、前記した固定側
ケーシングと非回転側の各シール部材、および回
動側回転軸と回転側の各シール部材のそれぞれ相
互間は、各シール部材に保持させた密封用Ｏリン
グなどを相手面にそれぞれ圧接させ、その圧縮代
を変化させることにより、適当する緊迫力、摩擦
力を得て、回転周方向の回り止め機能を果すよう
にしているのである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記従来例構成によるときは、圧
接させた密封用Ｏリングなどにより回り止め機能
としての緊迫力、摩擦力を得ているために、この
回り止め機能が効果的に作用しないという不都合
があつた。

すなわち、この種の密封用Ｏリングなどによる
緊迫力、摩擦力は、本来、極めて不安定なもので
あつて、この介在される密封用Ｏリングなどの摩
損、劣化とか、シール面のトルク変動などに伴つ
て、簡単に回り止め機能が喪失され、固定、回動
側のケーシング、回転軸と、非回転、回転側の各
シール部材、こゝでは密封用Ｏリングとの間にス
リツプ回転を生ずると、この密封用Ｏリングが直
ちに損傷を受け、かつ急速に摩耗して、シール漏
洩を招くに至る場合があつて好ましくないもので
あつた。

また、従来におけるこの種のメカニカルシール
では、例えば実開昭48−6452号公報において開示
されるようにシールリングを軸方向移動可能とす
ることで、前述したようなシール機構の軸方向の
移動に対応するようにしていたが、このような構
成では、シールリングを押圧するシール用バネが
潤滑油室側及び泥水側の圧力変動を吸収しきれな
い場合における、シール機構の軸方向への大幅な
変動に対応することができないという問題もあつ
た。

この考案は上記のような事情に鑑みなされたも
のであつて、シール機構全体を軸方向に大幅に移
動させることができ、同時にシール機構の固定側
部材をケーシング側に対して回り止めするととも
にシール機構の回動側部材を回転軸側に対して回
り止めするようにしたメカニカルシールを提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案によるメカニカルシールは上記目的を
達成するために、固定側となるケーシングと回動
側となる回転軸との間に軸方向移動自在に介装さ
れ、圧力変動のある例えば潤滑油室側とマツド泥
水室側とを密封シールするメカニカルシールにお
いて、周方向に間隙を隔てて積層した複数段の固
定側、回動側の各円筒列を、各段の相互に隣接す
る円筒間を軸方向にのみ移動可能なようにピンま
たはキーを用いて抱束させると共に、これらの固
定側、回動側の各初段および各最終段円筒の、い
ずれか一方を前記ケーシング側、回転軸側に、他
方を前記固定側部材、回動側部材にそれぞれ適宜
係着させて設けてあることを特徴としている。

〔実施例〕

以下この考案に係るメカニカルシールの一実施
例につき、第１図ないし第３図を参照して詳細に
説明する。

第１図はこの実施例バランスピストン型メカニ
カルシールの概要構成を、また第２図、第３図は
同上矢印，部での詳細構成をそれぞれに示し
ている。

これらの各図において、符号１は内壁に固定ス
リーブ２を設けたケーシング、３はこのケーシン
グ１内に軸装され、軸上に回動スリーブ４を設け
た回転軸、５はこれらの固定スリーブ２と回動ス
リーブ４との間に、軸方向移動自在なように介装
させたバランスピストン型のメカニカルシール機
構であつて、このメカニカルシール機構５によつ
て、ケーシング１内を潤滑油室側Ａとマツド泥水
側Ｂとに密封シールするようになつている。ま
た、このメカニカルシール機構５は、その回転方
向の回り止め作用を得るために設けられる回り止
め機構２０を備えている。

こゝで、一つの具体例としての前記メカニカル
シール機構５は、前記固定スリーブ２の内周面に
Ｏリング７，７′を介して圧接させたシールリン
グリテーナ６と、前記回動スリーブ４の内周面に
Ｏリング９，９′を介して圧接させたピストンス
リーブ８とを有している。

そして前記リテーナ６の内周面には、潤滑油室
側Ａにあつて、主にスラストベアリングとしての
機能を果すスラストリング１０が固定され、かつ
マツド泥水側Ｂにあつて、密封シールのための静
止シールリング１１が、シール用バネ１２を介し
て弾性的に保持されており、また前記スリーブ８
の外周面両端部には、前記各リング１０，１１を
接圧、受止するフローテイングシート１３と回転
シールリング１４とが、それぞれ支持リング１
５，１６により支持されている。

従つて前記一つの具体例構成によるメカニカル
シール機構５の場合は、シール用バネ１２に与え
られている弾圧力により、静止シールリング１１
が回転シールリング１４に所定圧力で圧接され、
所期の潤滑油室側Ａ、マツド泥水側Ｂ間の密封シ
ールをなすと共に、併せてスラストリング１０が
フローテイングシート１３に圧接され、受圧面で
のスラストベアリングとして働くことになる。

またこゝで、前記リング１０とシート１３との
間には連通溝１７、リテーナ６およびスリーブ８
には連通孔１８，１９をそれぞれ形成させ、これ
らの各連通溝１７、連通孔１８，１９を通して、
潤滑油室側Ａの潤滑油を前記各Ｏリング７，７′
間ならびに９，９′間に供給させることにより、
前記したように潤滑油圧、マツド泥水圧相互の圧
力差に従動しての、シール機構５自体の軸方向移
動作用が円滑に行なわれるようになつている。

しかして前記実施例のメカニカルシール機構５
が備える回り止め機構２０は、前記潤滑油室側Ａ
内で、固定スリーブ２と固定側のシールリングリ
テーナ６間、ならびに回動スリーブ４と回動側の
ピストンスリーブ８間に、それぞれ周方向に僅か
づゝの間隙を距てゝ積層した状態に介装される複
数段、こゝでは各々３段づゝの多層からなる固定
側の円筒２１〜２３列、ならびに回動側の円筒２
７〜２９列を有している。

そして前記固定側の第１段（初段）ないし第３
段（最終段）の円筒２１，２２，２３には、相互
に重複しないようにするために、所定の角度θ
づゝの角間隔を距てゝ複数箇所（図では１箇所の
み示してある）に、それぞれ軸方向に平行するキ
ー孔（もしくはキー溝）２１ａ，２２ａ，２３ａ
を形成させると共に、前記固定スリーブ２に固定
された保持部材２ａに植設したピン（もしくはキ
ー）２４を、第１段円筒２１のキー孔２１ａに、
第１段円筒２１に植設したピン２５を、第２段円
筒２２のキー孔２２ａに、第２段円筒２２に植設
したピン２６を、第３段円筒２３のキー孔２３ａ
にそれぞれ順次に緩挿、係合させ、かつ第３段円
筒２３の端部を、前記シールリングリテーナ６に
適宜固定させる。また前記回動側についても同様
に、第１段（初段）ないし第３段（最終段）の各
円筒２７，２８，２９にキー孔２７ａ，２８ａ，
２９ａを形成させると共に、前記回動スリーブ４
に固定された保持部材４ａのピン３０をキー孔２
７ａに、円筒２７のピン３１をキー孔２８ａに、
円筒２８のピン３２をキー孔２９ａにそれぞれ順
次に緩挿、係合させ、かつ円筒２９の端部を前記
ピストンスリーブ８の支持リング１５に適宜固定
させたものである。

従つて上記のような回り止め機構２０を備えた
メカニカルシール機構５では、各キー孔２１ａ，
２２ａ，２３ａと２７ａ，２８ａ，２９ａへの各
ピン２４，２５，２６と３０，３１，３２の緩
挿、係合によつて、固定側の各円筒２１，２２，
２３相互と回動側の各円筒２７，２８，３０相互
とが、それぞれに回転方向には抱束され、軸方向
にのみ移動して伸縮自在となり、このために前記
したメカニカルシール機構５の潤滑油圧、マツド
泥水圧相互の圧力差に従動する軸方向移動作用を
何等妨げずに、その周方向回転作動のみを効果的
に抱束して、回り止め機能を得ることができ、か
つ固定側、回動側の各円筒列は、潤滑油室側に配
されていることから、豊富な潤滑油の供給を受け
て、その軸方向作動が円滑になされるのである。

なお、前記実施例においては、回り止め機構２
０の固定側、回動側の各円筒列を３段構成とした
が、２段以上の複数段であれば良く、またその軸
方向移動可能、周方向回転抱束のための手段は、
必ずしもキー孔へのピンの緩挿、係合に限定され
ない。

〔考案の効果〕

以上詳述したようにこの考案によれば、軸方向
移動自在に密封シールをなすようにしたメカニカ
ルシール機構において、複数段からなる固定側、
回動側各円筒列を、ケーシング側、回転軸側と、
シール機構の固定側部材、回動側部材とに係着さ
せると共に、隣接する各円筒相互間を軸方向移動
可能としているから、シールリングを押圧するシ
ール用バネが潤滑油室側及び泥水側の圧力変動を
吸収しきれないときに、メカニカルシール機構全
体すなわち回転側、固定側の両方を軸方向へ大幅
に移動することができる。また、この軸方向の移
動をガイドするピン又はキーにより周方向回転作
動を確実かつ効果的に抱束でき、以て終始変るこ
とのない回り止め機能を果し得ると共に、Ｏリン
グなどの摩耗、損傷を可及的に抑制できて、耐用
性の向上を期待できるほか、構成も簡単で容易か
つ安価に提供し得るなどの実用上有益な諸効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る回り止め装置の一実施
例を適用したバランスピストン型メカニカルシー
ルの概要構成を示す半截断面図であり、また第２
図、第３図は同上矢印，部での断面図および
一部平面図であ。 １……ケーシング、２……ケーシングの固定ス
リーブ、３……回転軸、４……回転軸の回動スリ
ーブ、５……メカニカルシール機構、６……シー
ルリングリテーナ、８……ピストンスリーブ、１
０……スラストリング、１１……静止シールリン
グ、１２……シール用バネ、１３……フローテイ
ングシート、１５，１６……支持リング。２０…
…回り止め装置、２１〜２３および２７〜２９…
…多層からなる固定側および回動側の円筒、２１
ａ〜２３ａおよび２７ａ〜２９ａ……固定側およ
び回動側円筒のキー孔、（キー溝）、２４〜２６お
よび３０〜３２……固定側および回動側のピン
（キー）。Ａ……潤滑油室側、Ｂ……マツド泥水
側。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定側となるケーシングと回動側となる回転軸
   との間に軸方向移動自在に介装され、圧力変動に
   ある例えば潤滑油室側とマツド泥水室側とを密封
   シールするメカニカルシールにおいて、周方向に
   間隙を隔てて積層した複数段の固定側、回動側の
   各円筒列を、各段の相互に隣接する円筒間を軸方
   向にのみ移動可能なようにピンまたはキーを用い
   て抱束させると共に、これらの固定側、回動側の
   各初段および各最終段円筒の、いずれか一方を前
   記ケーシング側、回転軸側に、他方を前記固定側
   部材、回動側部材にそれぞれ適宜係着させて設け
   てあることを特徴とするメカニカルシール。