JPH0536145Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、回転軸に保持されるユニツト構造の
回転側アツセンブリとケーシングに保持される静
止密封環とからなるベローズシールであつて、回
転側アツセンブリにおける二次シールとして弗素
樹脂製のベローズを用いた外向き流れメカニカル
シールに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、従来のベローズシールは、第４図に示
す如く、ケーシング２′に保持された静止密封環
１′と回転軸４′に保持されたユニツト構造の回転
側アツセンブリ３′とからなり、回転側アツセン
ブリ３′が、回転密封環５′と、回転密封環５′を
相対回転不能に係合保持する保持環７′と、前端
部８′ａを静止密封環５′及び保持環７′に嵌合密
着された弗素樹脂製のベローズ８′と、ベローズ
８′の後端部８′ｂを回転軸４′に緊締固定する分
割環状のベローズ固定環１０′と、保持環７′とベ
ローズ固定環１０′との介挿されたスプリング
９′とを具備してなる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、かかるベローズシールにあつては、ス
プリング９′をベローズ８′の前端部８′ａを固着
した保持環７′とその後端部８′ｂに係合させたベ
ローズ固定環１０′との間に介挿しているため、
回転側アツセンブリ３′を回転軸４′に組込まない
保管状態では、第５図に示す如く、スプリング
９′の張力が常にベローズ８′したがつて蛇腹状の
伸縮部８′ｃに作用して、この伸縮部８′ｃが不均
一に伸長したり、ベローズ８′の一部に応力集中
が生じることになり、ベローズ８′の保管状態が
頗る悪い。

しかも、回転側アツセンブリ３′を回転軸４′に
組み込む場合、ベローズ８′の内径寸法が伸長の
ため窄められていることから、回転軸４′への挿
入を良好に行ない得ない。特に、当該シールは硫
酸等の腐食流体をシールさせる場合に使用される
ことが多く、一般に回転軸４′の表面にはセラミ
ツク，ガラス等のライニングが施されているた
め、かかる回転軸４′への挿入、組込みが更に困
難となつている。

また、ベローズ８′がベローズ固定環１０′の締
付力のみによつて回転軸４′に緊締固定されてい
ること、ベローズ８′が摩擦係数の低い弗素樹脂
製のものであること、及び外向き流れメカニカル
シールでは流体圧が分割状のベローズ固定環１
０′を押し広げる方向に作用することから、ベロ
ーズ８′の回転軸４′への保持力が小さく、したが
つてシール耐圧力が低い。このことは、上述した
如く、回転軸４′の表面に低摩擦材たるセラミツ
ク，ガラス等のライニングが施されていることに
よつてより顕著となつている。なお、第４図に示
す如く、回転軸４′にベローズ保持用のストツパ
１６を固定して、ベローズ８′の保持力を増大さ
せることも行なわれてはいるが、このようなスト
ツパ１６を別途設けておくことは、回転側アツセ
ンブリ３′のユニツト化を妨げ、その組込作業及
び保管を困難とする。

本考案の目的は、回転側アツセンブリを、ベロ
ーズを自由長に保持させたユニツト状態で保管し
ておくことができ、回転軸に容易に組込みうるベ
ローズシールを提供することにある。

また、本考案の他の目的は、ベローズ保持力を
増大させ、シール耐圧力の大幅な向上を図りうる
ベローズシールを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決した本考案のベローズシール
は、特に、ケーシングに保持される静止密封環と
回転軸に保持されるユニツト構造の回転側アツセ
ンブリとからなるベローズシールであつて、回転
側アツセンブリが、静止密封環に摺接しうる回転
密封環と、回転軸に固定されるアツセンブリ固定
環と、回転密封環を相対回転不能に係合保持する
保持環と、回転密封環とアツセンブリ固定環との
間に介装されており、前端部を回転密封環及び保
持環に嵌合密着させた弗素樹脂製のベローズと、
アツセンブリ固定環に軸線方向に延びる連結ボル
トを介して連結されており、保持環を相対回転不
能に且つ軸線方向相対移動可能に係合保持すると
共にベローズの後端部を回転軸に緊締固定するベ
ローズ固定環と、アツセンブリ固定環と保持環と
の間に介挿されて、回転密封環を静止密封環に押
圧させるスプリングとを具備し、アツセンブリ固
定環を、ベローズ及びスプリングを自由長に保持
させた状態で、連結ボルトによりベローズ固定環
に仮止しうるように構成したものである。なお、
本考案にいう回転軸とは、回転軸及びこれに外嵌
されるスリーブの総称である。

かかるベローズシールにあつては、ベローズ固
定環が、アツセンブリ固定環に連結ボルトを介し
て連結される環状の本体と、該本体に内嵌され且
つベローズの後端部に外嵌係合された、アツセン
ブリ固定環方向に漸次拡径するテーパ状の外周面
を有する分割環状の緊締体とからなり、連結ボル
トにより本体をアツセンブリ固定環方向に締付け
ることによつて、緊締体が縮径せしめられるよう
に構成されたものとしておくことが好ましい。

〔作用〕

回転側アツセンブリを回転軸に組込まない状態
では、アツセンブリ固定環をベローズの後端部に
係合するベローズ固定環に仮止めしておくことに
より、回転側アツセンブリの各構成部材を相互に
連結させておくことができ、回転側アツセンブリ
をユニツト化した状態で保管しておくことができ
る。

かかる保管状態にあつては、保持環はベローズ
を連結するが、アツセンブリ固定環はベローズと
は独立した部材であることから、保持体とアツセ
ンブリ固定環との間に介挿されたスプリングの張
力は、ベローズに直接作用しない。また、アツセ
ンブリ固定環をベローズ固定環に仮止めしておく
ことにより、スプリングの張力はベローズ固定環
したがつてこれが係合するベローズに間接的に作
用する虞れが生じるが、かかる虞れは、仮止によ
る両固定環の間隔を一定以上としておくことで確
実に回避できる。すなわち、両固定環の仮止間隔
を、ベローズ固定環がベローズを自由長に保持す
る位置にもたらされたときにおいてアツセンブリ
固定環が保持環からスプリング自由長に相当する
距離以上に離間せしめられるように、設定してお
けば、ベローズ及びスプリングを自由長に保持さ
せた状態で回転側アツセンブリをユニツト化して
おくことができるのである。

したがつて、回転側アツセンブリをベローズが
伸長しない状態で保管しておくことができる。そ
の結果、ベローズが保管時に変形したり応力集中
を受けたりする等の不都合を生じることがなく、
回転軸への挿入、組込も容易に行ないうる。

回転側アツセンブリは、回転軸に挿入後、アツ
センブリ固定環を回転軸に固定させた上、連結ボ
ルトを締付けてベローズ固定環とアツセンブリ固
定環とを一体連結すると共にベローズ固定環によ
りベローズを回転軸に緊締固定することによつ
て、回転軸に組込まれる。

ベローズ固定環を上記した如き環状の本体と分
割環状の緊締体とからなるものに構成した場合に
は、本体を連結ボルトによりアツセンブリ固定環
方向に締付けると、緊締体が縮径してベローズが
回転軸に緊締固定される。ベローズが緊締体を介
して非分割状の本体によつて緊締固定されるこ
と、及びアツセンブリ固定環がベローズ固定環に
一体連結されていてその回転軸への保持力もベロ
ーズ保持力の一部として作用することから、ベロ
ーズ保持力が従来シールに比して大幅に増大さ
れ、シール耐圧力が向上する。ところで、アツセ
ンブリ固定環は従来シールにおけるストツパ１６
と同様にベローズ保持力の増大機能を発揮するも
のではあるが、上述したようにストツパ１６と異
なつて回転側アツセンブリのユニツト化を何ら妨
げるものではない。

〔実施例〕 以下、本考案の構成を第１図〜第３図に示す実
施例に基づいて具体的に説明する。

第１図に示すベローズシールにおいて、１はケ
ーシング２に固定保持された静止密封環、３は回
転軸４に保持されたユニツト構造の回転側アツセ
ンブリであり、回転密封環５とアツセンブリ固定
環６と保持環７とベローズ８と複数のスプリング
９…とベローズ固定環１０とを具備する。

回転密封環５は、その外周面に形成した凹溝５
ａに保持環７の前端部に形成した突部７ａを係合
させることによつて、保持環７に相対回転不能に
且つ軸線方向移動可能に係合保持されている。

アツセンブリ固定環６は、第１図及び第３図に
示す如く、径方向に２分割されていて、締付ボル
ト１１，１１により回転軸４に緊締固定されてい
る。

ベローズ８は、第１図及び第３図に示す如く、
環状の前後端部８ａ，８ｂと蛇腹状の伸縮部８ｃ
とを備えた軸線方向に伸縮自在な弗素樹脂製のも
ので、前端部８ａが押圧環１２を介して回転密封
環５の後端部及び保持環７の前端部に嵌合密着さ
れると共に後端部８ｂがベローズ固定環１０によ
り回転軸４に緊締固定されて、回転密封環５の軸
線方向移動を許容しつつこれと回転軸４との間を
二次シールする。

スプリング９…は、アツセンブリ固定環６と保
持環７との間に介挿されていて、回転密封環５を
静止密封環１に押圧させている。スプリング９…
は、その一端部が保持環７の後端部に形成した保
持孔７ｂ…に保持されていて、回転軸４の回りに
一定間隔を隔てて配置されている。

ベローズ固定環１０は、第１図及び第３図に示
す如く、環状の本体１３と分割環状の緊締体１４
とからなる。

この本体１３は、軸線方向に延びる複数の連結
ボルト１５…によりアツセンブリ固定環６に連結
されている。本体１３の前端部には複数のドライ
ブピン１３ａ…が突設されていて、各ドライブピ
ン１３ａを保持環７の後端部に形成した各係合孔
７ｃに突入係合させることにより、保持環７を相
対回転不能に且つ軸線方向移動可能に係合連結し
ている。また、本体１３には各スプリング９が挿
通する挿通孔１３ｂ…が形成されていて、スプリ
ング９…の張力がベローズ固定環１０に直接及ぶ
ことのないように工夫してある。なお、スプリン
グ群９…がベローズ固定環１０つまり本体１３の
外径より大径の環状領域に配置される場合には、
かかる挿通孔１３ｂ…はこれを設けておく必要が
ない。さらに、本体１３の内周部には後方に漸次
拡径する縮径作用部１３ｃが形成されている。

一方、緊締体１４は、外周面を後方に漸次拡径
するテーパ面１４ａに形成した分割構造のもので
あり、その内周部にはベローズ８の後端部８ｂに
外嵌係合する係合段部１４ｂが形成されている。
この緊締体１４は、その後端部をアツセンブリ固
定環６に当接させた状態で、本体１３を後方つま
りアツセンブリ固定環６方向に移動操作させて、
テーパ面１４ａに対する縮径作用部１３ｃの接触
位置を後方に移動させることによつて、漸次縮径
されてベローズ８の後端部８ｂを回転軸４に緊締
固定されるようになつている。この実施例では、
テーパ面１４ａの勾配θを10°程度に設定してあ
る。一般に、この勾配θは、5°≦θ≦45°（より好
ましくは5°≦θ≦20°）の範囲においてベローズ
８の摩擦係数μ等の諸条件に応じて適宜に設定さ
れる。

回転側アツセンブリ３は、回転軸４に組込まな
い状態では第２図に示す如きユニツト化された状
態に保持されている。

すなわち、アツセンブリ固定環６を連結ボルト
１５…によりベローズ固定環１０の本体１３に仮
止してある。この仮止による両固定環６，１０の
間隔は、ベローズ固定環１０がベローズ８を自由
長に保持する位置にもたらされたときにおいてア
ツセンブリ固定環６が保持環７からスプリング９
の自由長に相当する距離以上に離間せしめられる
ように、設定されている。したがつて、回転側ア
ツセンブリ３は、ベローズ８及びスプリング９…
を自由長に保持させたユニツト状態で保管され
る。このため、保管時にベローズ８に応力集中等
の不都合を生じることがない。

また、回転側アツセンブリ３の回転軸４への組
込みは、次のようにして行なわれる。

まず、回転側アツセンブリ３を回転軸４に挿入
する。このとき、ベローズ８は自由長に保持され
ていて、内径寸法が窄まつていた不均一に変形し
たりしていないから、回転軸４への挿入は容易に
行ないうる。

そして、締付ボルト１１，１１を締付けてアツ
センブリ固定環６を回転軸４に緊締固定させた上
で、、ベローズ８を回転軸４に緊締保持させる。
すなわち、連結ボルト１５…を締付けてベローズ
固定環１０の本体１３をアツセンブリ固定環６方
向に引き寄せて、緊締体１４を縮径せしめ、ベロ
ーズ８の後端部８ｂを回転軸４に緊締固定させる
のである。

このように、ベローズ８が緊締体１４を介して
非分割状の本体１３によつて緊締固定されるこ
と、及びアツセンブリ固定環６がベローズ固定環
１０に一体連結されていてその回転軸４への保持
力もベローズ保持力の一部として作用することか
ら、ベローズ８の保持力が従来シールに比して大
幅に増大され、シール耐圧力が向上する。

〔考案の効果〕

請求項１のベローズシールにあつては、回転側
アツセンブリを、ベローズ及びスプリングを自由
長に保持させたユニツト状態で保管させておくこ
とができるから、保管時にベローズがスプリング
の張力によつて不均一に変形したり応力集中を生
じたりする等の不都合を生じることがなく、良好
な保管状態を確保できると共に回転軸への挿入，
組込みも容易に行ないうる。

また、請求項２のベローズシールにあつては、
ベローズの回転軸への保持力を増大させ得て、シ
ール耐圧力の大幅な向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るベローズシールの一実施
例を示す縦断側面図、第２図はその回転側アツセ
ンブリの保管状態を示す縦断側面図、第３図はそ
の回転側アツセンブリの分解斜視図であり、第４
図は従来のベローズシールを示す半截縦断側面
図、第５図はその回転側アツセンブリの保管状態
を示す半截縦断側面図である。 １……静止密封環、２……ケーシング、３……
回転側アツセンブリ、４……回転軸、５……回転
密封環、６……アツセンブリ固定環、７……保持
環、８……ベローズ、８ａ……ベローズの前端
部、８ｂ……ベローズの後端部、９……スプリン
グ、１０……ベローズ固定環、１３……本体、１
４……緊締体、１４ａ……テーパ面、１５……連
結ボルト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケーシングに保持される静止密封環と回転軸
   に保持されるユニツト構造の回転側アツセンブ
   リとからなるベローズシールであつて、回転側
   アツセンブリが、静止密封環に摺接しうる回転
   密封環と、回転軸に固定されるアツセンブリ固
   定環と、回転密封環を相対回転不能に係合保持
   する保持環と、回転密封環とアツセンブリ固定
   環との間に介挿されており、前端部を回転密封
   環及び保持環に嵌合密着させた弗素樹脂製のベ
   ローズと、アツセンブリ固定環に軸線方向に延
   びる連結ボルトを介して連結されており、保持
   環を相対回転不能に且つ軸線方向相対移動可能
   に係合保持すると共にベローズの後端部を回転
   軸に緊締固定するベローズ固定環と、アツセン
   ブリ固定環と保持環との間に介挿されて、回転
   密封環を静止密封環に押圧させるスプリングと
   を具備し、アツセンブリ固定環を、ベローズ及
   びスプリングを自由長に保持させた状態で、連
   結ボルトによりベローズ固定環に仮止しうるよ
   うに構成されていることを特徴とするベローズ
   シール。 (2) ベローズ固定環が、アツセンブリ固定環に連
   結ボルトを介して連結される環状の本体と、該
   本体に内嵌され且つベローズの後端部に外嵌係
   合された、アツセンブリ固定環方向に漸次拡径
   するテーパ状の外周面を有する分割環状の緊締
   体とからなり、連結ボルトにより本体をアツセ
   ンブリ固定環方向に締付けることによつて、緊
   締体が縮径せしめられるように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載するベロー
   ズシール。