JPH0722536Y2 - カセット式メカニカルシール - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は渦巻ポンプ，水中ポンプ，農耕用エンジン付自
吸式ポンプ等の軸封部に適用されるカセット式メカニカ
ルシールに関する。

（従来の技術） 従来、例えば第４図に示すように、うず巻ポンプ（被軸
封機器）において、ケーシングＡに回転自在に収納され
ている羽根車Ｂを先端に取付けた回転軸Ｃは、ケーシン
グカバーＤと羽根車Ｂのボス部の間に介装されているメ
カニカルシールＭによって軸封され、羽根車Ｂの回転に
よりケーシングＡの吸込口a1から吸込まれて吐出口（図
示せず）より吐出される流体が軸受箱Ｅに浸入するのを
封止している。

メカニカルシールＭは、第５図に示すように、環状パッ
キンM1を介してケーシングカバーＤに回転不能に保持さ
れている静止密封環M2と、環状パッキンM3を介して回転
軸Ｃと同時回転可能に取付けられた回転ケースM4に回転
不能に保持されている回転密封環M5を有し、回転ケース
M4と羽根車Ｂにおけるボス部背面に設けられている座金
Ｆの間に介装したコイルスプリングＧのばね力によっ
て、回転密封環M5を静止密封環M2側に付勢し、それぞれ
の密封端面同志を摺接させて軸封している。

（考案が解決しようとする課題） 前記従来のメカニカルシールＭでは、 静止密封環M2が保持されている環状パッキンM1をケ
ーシングカバーＤに嵌合固定して静止密封環M2および環
状パッキンM1を回転軸Ｃに外嵌する。

環状パッキンM3に回転軸Ｃを圧入嵌合して、回転ケ
ースM4および回転密封環M5を回転軸Ｃに同時回転可能に
外嵌させて、回転密封環M5を静止密封環M2に対向接近さ
せる。

コイルスプリングＧの一端を回転ケースM4に当接さ
せる。

座金Ｆを回転軸Ｃに外嵌したのち、キーＨを介し
て、羽根車Ｂを回転軸Ｃの先端部に取付け、さらに、回
転軸Ｃの先端部に突出形成した螺軸部C1にナットＩ（袋
ナットでもよい）を螺合させることで、座金Ｆを介して
コイルスプリングＧを軸方向に圧縮し、付勢反力を増大
させる。これによって、回転密封環M5を静止密封環M2側
に付勢し、それぞれの密封端面同志を摺接させて軸封す
る。

以上〜の手順によってメカニカルシールＭが組付け
られる。

この種従来のメカニカルシールＭでは、回転軸Ｃを環状
パッキンM3に圧入嵌合させることで、回転ケースM4およ
び回転密封環M5を回転軸Ｃに同時回転可能に外嵌させて
いる。このように、環状パッキンM3に対して回転軸Ｃを
圧入嵌合させるのには相当強い力を作用させ、しかも慎
重に行う必要があるため組付作業が煩わしく組付作業性
に劣る。しかも組付に際して熟練した技術が要求される
のにもかかわらず組付ミスを生じ易い。また、メンテナ
ンス等の分解時にも強い引抜力が必要であり、分解作業
性低下の要因になっている。

本考案は上記のような実情に鑑みてなされたもので、組
付および分解作業性を著しく向上することができるとと
もに、熟練した技術を要することなく、組付ミスを回避
して確実な密封性を確保することができ、また自動化に
よる機器への組付も可能にすることができるカセット式
メカニカルシールを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案に係るカセット式メ
カニカルシールは、金属製ケースを介して背面に硬質ゴ
ムからなる環状パッキンが固着保持されてなり、被軸封
機器の回転部材と同時回転可能に取付けられている回転
密封環を設けた回転側シール要素と、被軸封機器のケー
シング側に硬質ゴムからなる環状パッキンを介して嵌合
固定される静止密封環を設けた固定側シール要素とを有
し、前記回転密封環と静止密封環の密封端面を摺接させ
て軸封部を形成するメカニカルシールにおいて、前記回
転側シール要素が前記環状パッキンを介して同時回転可
能かつ液密に外嵌される薄肉スリーブを設け、この薄肉
スリーブが前記回転部材に形成した径大部との境界段差
部と回転部材側の拡径端面とにより軸方向から挟着され
て前記回転部材に同時回転および着脱可能に隙間を存し
て遊嵌されるとともに、該薄肉スリーブの軸方向端部に
形成した径外方向への拡径部とこれに軸方向で対向する
前記回転部材の一部とで密封部材封入空間を形成し、こ
の密封部材封入空間に前記隙間への流体浸入封止用密封
部材が封入されているものである。

（作用） 本考案によれば、回転側シール要素が同時回転可能かつ
液密に外嵌された薄肉スリーブを、回転部材に対して隙
間を存して遊嵌させ、この遊嵌させた薄肉スリーブを回
転部材に形成した径大部との境界段差部と回転部材側の
拡径端面とにより軸方向から挟着して前記回転部材に同
時回転および着脱可能に組付けるといった簡単な作業に
より、回転側シール要素を回転部材に対して、強い力お
よび熟練を要することなく、容易かつ迅速に組付け、か
つ、分解することが可能である。その上、前記薄肉スリ
ーブの軸方向端部に形成した径外方向への拡径部とこれ
に軸方向で対向する前記回転部材の一部とで形成された
密封部材封入空間には流体浸入封止用密封部材が封入さ
れているので、組付後において、前記隙間への流体の浸
入を封止して、確実な密封性を確保することができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本考案の第１の実施例を示す半截断面図であ
り、図において、カセット式メカニカルシール１は、う
ず巻ポンプ等の被軸封機器の回転部材２と同時回転する
回転側シール要素10と、被軸封機器のケーシング（本実
施例ではケーシングカバー）３側に固定される固定側シ
ール要素20を有している。回転部材２は、回転軸2Aとこ
の回転軸2Aにキー４を介して同時回転可能に取付けられ
た羽根車2Bとから構成されている。

回転側シール要素10は、例えばステンレス鋼等の非発錆
性金属によってなり、肉厚が0.5mm〜2mmの薄肉スリーブ
５に同時回転可能かつ液密に外嵌され、固定側シール要
素20はケーシング３に液密に嵌合固定されている。そし
て、回転側シール要素10は、例えばSiC系の硬質材で形
成された回転密封環11と、硬質ゴムによってなる環状パ
ッキン12および金属製ケース13とから構成され、バンド
14によって薄肉スリーブ５に外嵌固定された環状パッキ
ン12を介して、金属製ケース13が薄肉スリーブ５に同時
回転可能に取付けられ、この金属製ケース13に回転密封
環11が回転不能に保持されている。固定側シール要素20
は、例えばSiC系の硬質材で形成された静止密封環21お
よび硬質ゴムによってなる環状パッキン22とから構成さ
れ、ケーシング３に嵌合固定された環状パッキン22に静
止密封環21が回転不能かつ液密に嵌合保持されている。

回転側シール要素10を同時回転可能かつ液密に外嵌して
いる薄肉スリーブ５は、挾着機構30によって軸方向から
挾着されて、回転軸2Aに同時回転および着脱可能に隙間
６を存して遊嵌されている。挾着機構30は回転軸2Aにお
ける薄肉スリーブ遊嵌部2a₁の後部に連続形成された径
大部2a₂との境界段差部30Aと、前記薄肉スリーブ遊嵌部
2a₁の前部に連続形成された径小部2a₃に着脱可能に取付
けられている前記羽根車2Bにおけるボス部2bの後端面と
薄肉スリーブ５の先端面との間に介設される環状の座金
30Bおよび回転軸2Aの先端螺軸部2a₄に螺合されて羽根車
2Bを後方に押圧するナット（袋ナットでもよい）30Cと
から構成されている。

薄肉スリーブ５の先端部には、回転軸2Aの軸線に直交し
て拡径する張出部5a₁と、この張出部5a₁の径外端から前
記軸線に平行かつ前方に折曲した延出部5a₂とからなる
隆起部5Aが形成されており、この隆起部5Aの内面と回転
軸2Aの薄肉スリーブ遊嵌部2a₁の外面および羽根車2Bに
おけるボス部2bの後面（詳しくは環状の座金30Bの後
面）とで環状の密封部材封入空間７を形成し、この密封
部材封入空間７に弾性体によってなる環状の密封部材
（Ｏリング）８を封入して、羽根車2B背面に存在する液
体（水）が前記隙間６に浸入して、ここから外部（例え
ば従来例で示す軸受箱Ｅ）に漏洩するのを封止してい
る。

回転側シール要素10の金属製ケース13と、挾着機構30を
構成している環状の座金30Bとの間にコイルスプリング
９が軸方向に圧縮して介装される。したがって、このコ
イルスプリング９のばね力によって回転密封環11を静止
密封環21側に付勢し、それぞれの密封端面同志を摺接さ
せて軸封部40を形成している。

前記構成において、回転軸２が回転し、その先端に取付
けられている羽根車2Bにより流動する流体は、従来のメ
カニカルシールＭと同様、軸封部40の密封力によって軸
受箱（図示せず）に浸入されるのが封止されるととも
に、回転軸２における薄肉スリーブ遊嵌部2a₁と薄肉ス
リーブ５間のシール性は密封部材封入空間７に封入され
ている密封部材８によって確保される。したがって、渦
巻ポンプ，水中ポンプ，エンジン付自吸式ポンプおよび
家庭用井戸ポンプ等の軸封部のメカニカルシールとして
適用可能である。

本考案においては、環状パッキン12を介して金属製ケー
ス13および回転密封環11を保持した薄肉スリーブ５を回
転軸2Aにおける薄肉スリーブ遊嵌部2a₁に遊嵌するきわ
めて簡単な作業を行うことによって、最も困難とされて
いた回転側シール要素10の組付を行うことができるの
で、メカニカルシールの組付作業性が大幅に向上する。
しかも、回転軸2Aから薄肉スリーブ５を引き抜くことに
よって回転側シール要素10の取外し、つまりメカニカル
シールの分解を行うことができるので、当然分解作業性
も向上する。即ち、メカニカルシールの組付および分解
作業を、高度な技術を要することなくきわめて簡単に行
うことができる。しかも組付ミスを生じるおそれがない
ので、確実な密封性を確保できるから信頼性が向上す
る。また、自動化による組付作業が可能になり、組付作
業性を一段と向上させることができる。

第２図は本考案の第２実施例を示す半截断面図であり、
前記第１実施例と同一もしくは相当部分に同一符号を付
し、その詳しい説明は省略する。

この実施例では、薄肉スリーブ５の先端を径外方向に折
曲してフランジ部5Bを形成し、羽根車2Bにおけるボス部
2bの後面に環状溝2b₁を形成し、フランジ部5Bの先端面
にボス部2bの後面を当接させることによって、フランジ
部5Bの先端面と環状溝2b₁とで環状の密封部材封入空間
７を形成し、この密封部材封入空間７に環状の密封部材
８を封入して隙間６のシール性を確保した構成としてい
る。

このように構成しても、前記第１実施例と同時の効果を
奏する。また、前記各実施例では、シングル軸封タイプ
のメカニカルシールについて説明しているが、第３図に
示すような２箇所に軸封部40,40を設けたダブル軸封タ
イプのメカニカルシールの場合は、２つの薄肉スリーブ
5,5を使用し、両薄肉スリーブ5,5の突き合せ端部側にそ
れぞれ隆起部5A,5Aを形成し、これら１対の隆起部5A,5A
の内面と回転軸2Aにおける薄肉スリーブ遊嵌部2a₁の外
面とで密封部材封入空間７を形成し、この空間７に密封
部材８を封入するように構成すればよい。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、被軸封機器の回転部材
と同時回転する回転密封環を設けた回転側シール要素を
薄肉スリーブに同時回転可能かつ液密に外嵌させ、この
薄肉スリーブを回転部材に形成した径大部との境界段差
部と回転部材側の拡径端面とにより軸方向から挟着して
前記回転部材に対して隙間を存して同時回転可能および
着脱可能に遊嵌させるものであるから、複数の部材から
なる回転側シール要素を薄肉スリーブを介して回転部材
に一括的に、かつ、強い力および熟練した技術を要する
ことなく、容易迅速に、かつミスなく組付けることがで
きるとともに分解も簡単で、組付および分解作業性を著
しく向上することができる。しかも、前記薄肉スリーブ
の軸方向端部に形成した径外方向への拡径部とこれに軸
方向で対向する前記回転部材の一部とで形成された密封
部材封入空間には流体浸入封止用密封部材が封入されて
いるので、組付後において、前記隙間への流体の浸入を
封止して、確実な密封性を確保することができる。ま
た、自動化による組付も可能であり、被軸封機器の生産
性向上にも寄与する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す半截断面図、第２図
は同第２実施例を示す半截断面図、第３図は第３実施例
を示す半截断面図、第４図は被軸封機器の一例を示す縦
断面図、第５図は従来のメカニカルシールの一例を示す
半截断面図である。 １…カセット式メカニカルシール ２…回転部材 ３…ケーシング ５…薄肉スリーブ ６…隙間 ７…密封部材封入空間 ８…密封部材 10…回転側シール要素 11…回転密封環 20…固定側シール要素 21…静止密封環 30…挾着機構 40…軸封部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製ケースを介して背面に硬質ゴムから
   なる環状パッキンが固着保持されてなり、被軸封機器の
   回転部材と同時回転可能に取付けられている回転密封環
   を設けた回転側シール要素と、被軸封機器のケーシング
   側に硬質ゴムからなる環状パッキンを介して嵌合固定さ
   れる静止密封環を設けた固定側シール要素とを有し、前
   記回転密封環と静止密封環の密封端面を摺接させて軸封
   部を形成するメカニカルシールにおいて、前記回転側シ
   ール要素が前記環状パッキンを介して同時回転可能かつ
   液密に外嵌される薄肉スリーブを設け、この薄肉スリー
   ブが前記回転部材に形成した径大部との境界段差部と回
   転部材側の拡径端面とにより軸方向から挟着されて前記
   回転部材に同時回転および着脱可能に隙間を存して遊嵌
   されるとともに、該薄肉スリーブの軸方向端部に形成し
   た径外方向への拡径部とこれに軸方向で対向する前記回
   転部材の一部とで密封部材封入空間を形成し、この密封
   部材封入空間に前記隙間への流体浸入封止用密封部材が
   封入されていることを特徴とするカセット式メカニカル
   シール。