JPH0227726Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種機器の回転軸を軸封するメカニ
カルシールの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来より、第２図ないし第４図に示すように、
回転軸ａに気密的に外挿固定されて、該回転軸ａ
とともに回転する回転側密封要素ｂと、機器ハウ
ジングｃの軸孔段部ｄ内周にＯリングｅを介して
嵌着固定されるカーボン材製の固定側密封要素ｆ
とよりなり、該両密封要素ｂ，ｆが互いに密接摺
動することにより被シール流体を密封するメカニ
カルシールが各種の機器に広く使用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

これらのメカニカルシールのうち、第２図に示
すように、後背面ｇがハウジングｃ軸孔段部ｄの
径方向立上り面d′により全面的に支承されるごと
くなる、ブロツクタイプの固定側密封要素ｆ１
は、該固定側密封要素ｆ１の前面ｈおよび後背面
ｇに対してスラスト方向に作用する流体の圧力
Ｐ，P′が摺動面ｉもしくはＯリングｅの外径側に
おいてバランスするため、高圧条件および圧力変
動の大きな条件においては安定した密封性能を維
持し得るが、回転軸ａが円錐状に偏芯しながら回
転する、いわゆるミソスリ運動をする場合におい
ては、後背面ｇが前記ハウジング軸孔段部ｄの径
方向立上り面d′に全面的に支持されているため、
前記回転軸ａの揺動回転に伴う固定側密封要素ｂ
の摺動面の傾倒に対して十分に追随することがで
きず、したがつて漏洩事故等が生じ易い問題点を
有している。

また、第３図に示すように、後背面ｇの外径側
に形成された段部g′をもつて、Ｏリングｅおよび
バツクアツプリングｊを介してハウジングｃ軸孔
段部ｄの径方向立上り面d′に支承されるごとくな
る、フロートタイプの固定側密封要素ｆ２は、回
転軸ａの揺動回転に伴う回転側密封要素ｂの摺動
面の傾倒に対して十分に追随し得るが、流体の圧
力Ｐが後背面ｇにまつたく作用しない構造である
ため、スラスト荷重は高圧になるほど増大し、し
たがつてＯリングｅおよびバツクアツプリングｊ
の変形やはみ出しが生じ、また漏洩事故も発生し
易くなる問題点を有している。

さらに、第４図は、フロートタイプの固定側密
封要素ｆ３を、既述第２図に示したブロツクタイ
プの固定側密封要素ｆ１と、後背面ｇに流体の圧
力Ｐを導入してバランスさせ、高圧条件下におけ
るスラスト荷重の低減を図つたものであるが、こ
の場合には、後背面ｇの内径側のスカート部g″の
肉厚が薄くなり、破損し易くなる問題が新たに発
生することとなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案メカニカルシールは、以上列挙したよう
な諸問題点に鑑み、高圧条件、圧力変動の大きな
条件および回転軸が円錐状に偏芯しながら回転す
る条件のいずれの場合においても安定した密封性
能を得ることを目的としてなされたもので、ハウ
ジング軸孔段部内周に、剛性の大なる材料にて製
せられ内径部に後方に突出したスカート部を有す
る断面略Ｌ字形状の保持環が遊嵌されて、前記ス
カート部から外径側へ鍔状に延びる保持環の後背
面と、これに軸方向に対向する前記軸孔段部の径
方向立上り面との間が、その内径側においてＯリ
ング等パツキンにより気密保持されるとともに、
前記保持環の前面に、回転側密封要素と摺接する
固定側密封要素がＯリング等パツキンを介して軸
方向に衝合せしめられてなるものである。

〔作用〕

上記構成によれば、保持環後背面におけるＯリ
ング等パツキンの外径側に流体の圧力が導入さ
れ、固定側密封要素前面における摺動部の外径側
に作用する流体の圧力とバランスするため、高圧
および圧力変動の大きな条件において安定した密
封性能が維持される。また、固定側密封要素と保
持環との組み合わせ形状が、全体としてフロート
タイプとなるため、回転軸が円錐状に偏芯しなが
ら回転する場合、該偏芯運動に伴う回転側密封要
素の摺動面の傾倒に対しても十分に追随すること
ができる。さらに保持環が剛性の大きな材料にて
製せられているため、軸孔段部の内径側において
後方へ突出するごとくなる部分（スカート部）の
強度が大となつている。

〔実施例〕

つぎに、本考案メカニカルシールの具体的な構
成および作用を、第１図に示す実施例にもとづき
詳細に説明する。

図において符号１は、機器のハウジング２の軸
孔３に回転自在に遊挿された回転軸、４は該回転
軸１に気密的に外挿固着されて従回転する回転側
密封要素、５はハウジング２の軸孔３に形設され
た段部６に遊嵌され、内径部に後方へ突出するご
とくなるスカート部７を有する断面略Ｌ字形状に
なり、金属もしくはセラミツク、超硬合金等機械
的強度の大きな材料をもつて製せられた保持環、
８は該保持環５の後背面５ａと該後背面５ａに対
向する前記軸孔段部６の径方向立上り面６ａとの
間の気密を保持する目的で、該立上り面６ａの内
径部に形成された環状溝６ｂにバツクアツプリン
グ９を介して嵌着されたＯリング、１０は前記保
持環５の前面５ｂに、後背面１０ａがＯリング１
１を介して気密的に衝合固定されるとともに、前
面１０ｂに形成された摺動面１０ｃにおいて前記
回転側密封要素４と密接摺動するカーボン材製の
固定側密封要素である。

以上構成された本実施例によれば、流体Ａの圧
力P′が、保持環５の後背面５ａの、Ｏリング８と
の密接面の外径側に導入されて、固定側密封要素
１０前面１０ｂの摺動面１０ｃ外径側に掛かる圧
力Ｐとバランスするようになるため、高圧および
圧力変動の大きな条件下でも安定した密封性能を
維持し、かつスラスト荷重が軽減されるため、Ｏ
リング８、バツクアツプリング９および固定側密
封要素１０の過度の変形や、該変形による前記Ｏ
リング８およびバツクアツプリング９の「はみ出
し現象」等が防止される。また、保持環５と固定
側密封要素１０とを組み合わせた形状が、既述第
４図に示したフロートタイプの固定側密封要素ｆ
３に近似するため、フロートタイプとしての機能
を併せ持ち、すなわち回転軸１が円錐状に偏芯し
ながら回転する場合、該偏芯に伴う回転側密封要
素４の摺動面４′の傾倒に対して十分に追随し得、
安定した密封性能を維持することができる。さら
に、保持環５が剛性の大なる金属、セラミツク等
にて製せられているため、高圧によりスカート部
７に変形や破損をきたすこともない。そして固定
側密封要素１０は、その平坦な後背面１０ａにお
いて単に保持環５の前面５ｂと衝合しているだけ
であつて、保持環５に焼き嵌め等により拘束され
たものではないので、組み込みが簡単であり、使
用により固定側密封要素１０が損傷を受けたり或
は摩耗したような場合は、固定側密封要素１０の
みを交換するだけでよい。

〔考案の効果〕

以上述べたとおり、本考案は、固定側密封要素
の後背面に、断面形状が略Ｌ字形を呈し、剛性の
大なる支持環を設けたことにより、ブロツクタイ
プとしての圧力バランス機能およびフロートタイ
プとしての回転軸偏芯揺動に対する追随機能を併
せ持ち、安定した密封性能を維持し、また、強度
的にも優れた構造のメカニカルシールを提供する
もので、しかも、固定側密封要素は、保持環の前
面に軸方向に衝合しているだけであつて、保持環
に一体化されたものではないので、組み込みが簡
単なばかりでなく、経年使用により交換の必要が
生じた場合は固定側密封要素のみを交換すればよ
く、したがつて交換時のコスト上昇を招かないと
いつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るメカニカルシールの一実
施例を示す要部半裁断面図、第２図ないし第４図
はそれぞれ従来例に係るメカニカルシールの要部
半裁断面図である。 １……回転軸、２……ハウジング、５……保持
環、５ａ……後背面、６……段部、６ａ……立上
り面、８，１１……Ｏリング、１０……固定側密
封要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジング軸孔段部内周に、剛性の大なる材料
   にて製せられ内径部に後方に突出したスカート部
   を有する断面略Ｌ字形状の保持環が遊嵌されて、
   前記スカート部から外径側へ鍔状に延びる保持環
   の後背面と、これに軸方向に対向する前記軸孔段
   部の径方向立上り面との間が、その内径側におい
   てＯリング等パツキンにより気密保持されるとと
   もに、前記保持環の前面に、回転側密封要素と摺
   接する固定側密封要素がＯリング等パツキンを介
   して軸方向に衝合せしめられてなることを特徴と
   するメカニカルシール。