JPH081335Y2

JPH081335Y2 - メカニカルシール

Info

Publication number: JPH081335Y2
Application number: JP1991017421U
Authority: JP
Inventors: 豊山添
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2006-01-17
Also published as: JPH0635741U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ビデオテープ用の磁性
塗料の粉砕、水性塗料や接着剤の微細化等に使用される
攪拌機等の、回転機械の軸封部に組み付けられるメカニ
カルシールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図８に示すように、回転軸９０に
固定された２組の回転密封環９１，９１と、フランジ等
の固定部材９２に固定された２組の静止密封環９３，９
３の、それぞれの密封端部同士を圧縮ばね９６，９６の
押圧力によって密接させて密封を行うとともに、上記２
組の回転密封環９１，９１、静止密封環９３，９３によ
る２か所の密封部分Ｓ，Ｓの間に、冷却液を封入した冷
却流路９４（図中一点鎖線で示す）を形成したメカニカ
ルシールがある。上記冷却流路９４は、軸９０の回転時
に摩擦熱によって高温になる上記密封部分Ｓ，Ｓを、封
入された冷却液によって冷却するためのもので、冷却液
は、冷却流路９４の途中に設けたポンプ９５によって、
当該冷却流路９４内を循環されるようになっている。

【０００３】また、上記メカニカルシールにおいては、
冷却流路９４の途中に設けた加圧タンク９７によって冷
却流路９４内の冷却液を加圧して、当該冷却流路９４の
内圧を、メカニカルシールによってシールされる装置の
内圧と、装置の外圧との差の中間値に設定し、それによ
って２か所の密封部分Ｓ，Ｓにおける圧力差を半減させ
ることで、各密封部分Ｓ，Ｓの耐圧性を高めることなし
に、メカニカルシールを高耐圧化することも行われてい
る。

【０００４】しかし、上記のように、従来のメカニカル
シールにおいては、冷却液循環のためのポンプ９５等が
必要で、複雑かつ大掛かりになるという問題があった。
そこで近時、回転密封環の、上記冷却流路に臨む面に、
ポンプの羽根に相当する羽根溝を設け、この回転密封環
の回転により冷却液をポンピングして、冷却流路内で循
環させるようにしたメカニカルシールが提案された（特
開昭６２−１０８６６６号公報参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記メカニ
カルシールでは、高い寸法精度が要求される回転密封環
に、加工歪みや熱歪み発生の原因となる、肉厚の異なる
部分（羽根溝）を形成しているので、当該回転密封環の
寸法精度が悪化して、密封部分における、静止密封環と
の密接精度が低下し、液もれ等の問題を生じるおそれが
あった。

【０００６】本考案は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、ポンプ等の機械部品を必要とせず、しか
も、液もれ等の問題を生じるおそれのないメカニカルシ
ールを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本考案のメカニカルシールは、静止密封環および回
転密封環を冷却液によって冷却するための冷却流路を設
けているとともに、回転軸に一体回転可能に固定された
スプリングリテーナの、上記冷却流路に臨む面に、当該
スプリングリテーナの回転により、冷却液をメカニカル
シールの外部から冷却流路内に導入して循環させた後、
メカニカルシールの外部に排出する羽根溝を形成したこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成からなる、本考案のメカニカルシール
においては、回転密封環とともに回転軸の回転によって
回転し、しかも、上記回転密封環のようにシールの精度
に関係がないスプリングリテーナに、冷却液をメカニカ
ルシールの外部から冷却流路内に導入して循環させた
後、メカニカルシールの外部に排出する羽根溝を設けて
いるので、ポンプ等の機械部品を必要とせず、かつ、液
もれ等の問題を生じるおそれがない。

【０００９】

【実施例】以下に、本考案のメカニカルシールを、実施
例を示す図面を参照しつつ説明する。図３に示すよう
に、この実施例のメカニカルシールは、２組の回転密封
環３１，３２、静止密封環５１，５２による２か所の密
封部分Ｓ１，Ｓ２によって、回転軸Ａと固定フランジＦ
との間をシールするためのもので、上記両密封部分Ｓ
１，Ｓ２の間には、図中一点鎖線で示すように、冷却液
を封入した冷却流路Ｒが形成されている。

【００１０】なお、図中符号Ｒ１は、前述したように、
冷却流路Ｒの内圧を、メカニカルシールによってシール
される装置の内圧と、装置の外圧（大気圧）との差の中
間値に設定し、それによって２か所の密封部分Ｓ１，Ｓ
２における圧力差を半減させることで、各密封部分Ｓ
１，Ｓ２の耐圧性を高めることなしに、メカニカルシー
ルを高耐圧化するための加圧タンクを示している。

【００１１】上記メカニカルシールは、回転軸Ａととも
に回転する部材と、固定フランジＦに取り付けられた部
材とで構成されており、回転軸Ａとともに回転する部材
としては、当該回転軸Ａに固定された筒状のスリーブ１
と、このスリーブ１の外周面に、回転軸Ａの軸線方向に
摺動自在に外挿されたスプリングリテーナ２および第１
の回転密封環３１と、上記スリーブ１の、高圧側（図に
おいて右側）の端部に固定された第２の回転密封環３２
と、スリーブ１の、大気圧側（図において左側）の端部
に固定された内リング３３とがある。

【００１２】一方、固定フランジＦに取り付けられた部
材としては、当該固定フランジＦにボルトｎ１によって
固定された、略筒状の第１および第２の取り付け部材４
１，４２と、第１の取り付け部材４１の筒内に取り付け
られた第１の静止密封環５１および外リング５３と、第
２の取り付け部材４２の筒内に取り付けられた第２の静
止密封環５２とがある。

【００１３】回転軸Ａとともに回転する部材のうち、ス
プリングリテーナ２は、図７に示すように、大気圧側、
すなわち第１の静止密封環５１の方向へ回転密封環３１
を押圧する圧縮ばねＢ１を、一方の側面２ａに形成され
た凹部２１（図６(b) 参照）に収容した状態で保持する
ためのもので、図５に示すように、８つの凹部２１，２
１…が、上記側面２ａに、等間隔に形成されている。

【００１４】また、上記スプリングリテーナ２には、図
４〜図６（ａ）に示すように、その外周面２ｂから、上
記凹部２１，２１…が形成された側と反対側の側面２ｃ
にかけて、冷却液を加圧タンクＲ１から冷却流路Ｒ内に
導入して循環させた後、冷却流路Ｒから排出して、再び
加圧タンクＲ１に送給するための１６個の羽根溝２２，
２２…が、等間隔に形成されている。上記羽根溝２２
は、回転軸Ａの回転にともなってスプリングリテーナ２
を回転させた際に、遠心力によって、図６（ａ）に一点
鎖線の矢印で示すように、冷却液を側面２ｃ側から外周
面２ｂ側へ導くことで、冷却液を加圧してポンピングを
行うもので、その底面２２ａが、冷却液をスムーズに導
くために、外周面２ｂから側面２ｃにかけて滑らかな曲
面に形成されている。

【００１５】さらに、上記スプリングリテーナ２には、
図６(c) に示すように、側面２ａから側面２ｃへ貫通す
る４つの通孔２３，２３…が形成されている。この通孔
２３，２３…には、図２に示すように、先端が回転密封
環３１に螺着されるねじｎ２の頭部が、回転軸Ａの軸線
方向に摺動自在に挿通されるようになっている。また、
上記スプリングリテーナ２の内周面２ｄには、図４、図
５に示すように、キー溝２４が形成されている。

【００１６】上記スプリングリテーナ２は、上記キー溝
２４に、図１に示すように、スリーブ１の外周面に固定
したキー６０を係合することで、当該スリーブ１と一体
回転可能で、かつ、回転軸Ａの軸線方向に摺動可能に取
り付けられている。また、上記スリーブ１の、キー６０
より高圧側には、図７に示すように、スプリングリテー
ナ２の、高圧側への摺動を規制する環状の突起１１が形
成されている。

【００１７】回転密封環３１は、図１、図２に示すよう
に、環状の本体３１ａと、この本体３１ａの一端部に固
定された環状のシール部材３１ｂと、上記本体３１ａの
他端部に固定された環状の受圧部材３１ｃとからなり、
スリーブ１に、Ｏリングｒ１を介して、回転軸Ａの軸線
方向に摺動自在に外挿されている。シール部材３１ｂ
は、全体が超硬合金等からなり、その一方の端面が鏡面
に仕上げられて、第１の静止密封環５１の密封端部とと
もに第１の密封部分Ｓ１を構成する密封端部になってい
る。

【００１８】受圧部材３１ｃは、前記スプリングリテー
ナ２によって保持された圧縮ばねＢ１の押圧力を受ける
ためのもので（図７参照）、この受圧部材３１ｃに、前
記スプリングリテーナ２の通孔２３に挿通されたねじｎ
２の先端が螺着されている。そして、上記回転密封環３
１は、上記ねじｎ２によって、スプリングリテーナ２と
一体回転可能で、かつ、回転軸Ａの軸線方向に摺動可能
な状態で、スリーブ１に外挿されているとともに、圧縮
ばねＢ１によって、第１の静止密封環５１の方向へ、常
時押圧されて、シール部材３１ｂの密封端部を、第１の
静止密封環５１の密封端部に密接させることで、密第１
の封部分Ｓ１を構成している。

【００１９】第２の回転密封環３２は、全体が超硬合金
等からなり、その一方の端面が鏡面に仕上げられて、第
２の静止密封環５２の密封端部とともに、第２の密封部
分Ｓ２を構成する密封端部になっている。上記第２の回
転密封環３２は、スリーブ１の、高圧側の端部に形成さ
れたフランジ１２に、断面Ｔ字状の環状のアダプタ６２
を介して固定されている。このアダプタ６２は、上記フ
ランジ１２に、ねじｎ３によって固定されている。な
お、上記フランジ１２の外縁部には、当該フランジ１２
とアダプタ６２との間をシールするＯリングｒ３が嵌合
されており、スリーブ１の、上記フランジ１２が形成さ
れた部分の内周面には、スリーブ１と回転軸Ａとをシー
ルするＯリングｒ２が嵌合されている。

【００２０】内リング３３は、その外周面に形成された
溝３３ａに、フランジＦ側の外リング５３を、円周方向
に摺動自在に嵌合することで、回転軸Ａの固定フランジ
Ｆに対する中心位置を維持するためのもので、スリーブ
１の、大気圧側の端部に、ねじｎ４によって固定されて
いる。固定フランジＦに固定される第１の取り付け部材
４１は、前記のように筒状に形成されており、その外周
から内周にかけて、前記冷却流路Ｒの一部を構成する冷
却液の取入口４１ｃと吐出口４１ｄとが貫通形成されて
いる。

【００２１】また、前記ボルトｎ１が挿通される通孔４
１ａと、第２の取り付け部材４２に螺着されるボルトｎ
６が挿通される通孔４１ｂとが、上記筒の軸線と平行に
形成されている。第２の取り付け部材４２は、外方へ突
設された鍔部４２ｃを備え、この鍔部４２ｃに、前記ボ
ルトｎ１が挿通される通孔４２ａと、ボルトｎ６が螺着
されるねじ孔４２ｂとが形成されている。

【００２２】上記第２の取り付け部材４２は、上記鍔部
４２ｃを、第１の取り付け部材４１と、固定フランジＦ
との間に介装した状態で、上記ボルトｎ１，ｎ６によっ
て固定フランジＦに固定されるもので、上記固定時に
は、鍔部４２ｃより大気圧側の部分が、上記第１の取り
付け部材４１の筒内に嵌合され、鍔部４２ｃより高圧側
の部分が、固定フランジＦの孔内に嵌合される。

【００２３】また、上記第２の取り付け部材４２の鍔部
４２ｃの両面には、上記固定時に、第１の取り付け部材
４１との間、および、固定フランジＦとの間をシールす
るＯリングｒ６，ｒ７が設けられている。上記第２の取
り付け部材４２の、第１の取り付け部材４１の筒内に嵌
合された部分の外周面には、前述した第１の取り付け部
材４１の取入口４１ｃ、吐出口４１ｄとともに冷却流路
Ｒの一部を構成すべく、上記取入口４１ｃと連通する環
状の溝４２ｄと、この溝４２ｄから、図１に一点鎖線で
示すように、第２の密封部分Ｓ２へ冷却液を導く通孔４
２ｅとが形成されている。

【００２４】また、上記通孔４２ｅを通って第２の密封
部分Ｓ２へ供給された冷却液を、図１、図２に一点鎖線
で示すように、スプリングリテーナ２および第２の密封
部分Ｓ２を通して、前記第１の取り付け部材４１の吐出
口４１ｄに導くために、第１および第２の取り付け部材
４１，４２と、スリーブ１との間には、冷却流路Ｒの一
部を構成する隙間Ｖ１，Ｖ２が形成されている。第１の
取り付け部材４１との隙間Ｖ１は、なお、図中符号４２
ｆは、スプリングリテーナ２の回転によってポンピング
された冷却液を、第１の取り付け部材４１との隙間Ｖ１
へ導くための、冷却流路Ｒの一部を構成する溝を示して
いる。

【００２５】第１の静止密封環５１は、Ｏリングｒ４を
介して、第１の取り付け部材４１の筒内に嵌合されてい
るとともに、上記第１の取り付け部材４１の筒内に突出
したピンｐ１を、静止密封環５１に設けた凹部５１ａに
係合させることで、回転が規制されている。第２の静止
密封環５２は、Ｏリングｒ５を介して、第２の取り付け
部材４２の筒内に嵌合されているとともに、上記第２の
取り付け部材４２の筒内に突出したピンｐ２を、静止密
封環５２に設けた凹部５２ａに係合させることで、回転
が規制されている。

【００２６】また、上記第２の静止密封環５２は、第２
の取り付け部材４２の筒内に配置された圧縮ばねＢ２に
よって、第２の回転密封環３２の方向へ、常時押圧され
て、密封端部を、第２の回転密封環３２の密封端部に密
接させることで、第２の密封部分Ｓ２を構成している。
外リング５３は、第１の取り付け部材４１の、大気圧側
の先端部に、ねじｎ５によって固定されている。

【００２７】上記各部からなる、この実施例のメカニカ
ルシールにおいては、回転軸Ａを回転させると、この回
転軸Ａに固定されたスリーブ１に外挿されたスプリング
リテーナ２が回転する。そして、このスプリングリテー
ナ２に形成された羽根溝２２の部分で、遠心力によって
冷却液に圧力がかけられて、図１〜図３に一点鎖線の矢
印で示すように、冷却液が、メカニカルシールの外部の
加圧タンクＲ１から冷却流路Ｒ内に連続的に導入され
て、当該冷却流路Ｒを循環した後、冷却流路Ｒから排出
されて、再び加圧タンクＲ１に送給される。

【００２８】したがって、上記実施例のメカニカルシー
ルによれば、ポンプ等の機械部品を必要とせずに、より
簡単な構造で、冷却流路Ｒ内に冷却液を循環させること
が可能となる。しかも、上記のように、冷却流路Ｒ内に
冷却液を循環させるための羽根溝２２は、シールの精度
に関係がないスプリングリテーナ２に形成されており、
シールの精度に関係する回転密封環３１，３２、静止密
封環５１，５２は、通常のメカニカルシールと同じく、
高精度を維持できるので、液もれ等が発生するおそれが
ない。

【００２９】なお、本考案のメカニカルシールの構成
は、上記実施例のものには限定されない。たとえば、上
記実施例のメカニカルシールは、２組の回転密封環３
１，３２、静止密封環５１，５２による２か所の密封部
分Ｓ１，Ｓ２を備えたタイプのものであったが、本考案
の構成は、１組の回転密封環および静止密封環による１
か所の密封部分を備えたタイプのメカニカルシールに適
用することも、もちろん可能である。

【００３０】その他、本考案の要旨を変更しない範囲
で、種々の設計変更を施すことができる。

【００３１】

【考案の効果】本考案のメカニカルシールは、以上のよ
うに構成されており、回転密封環とともに回転軸の回転
によって回転し、しかも、上記回転密封環のようにシー
ルの精度に関係がないスプリングリテーナに、冷却液の
吸入、循環、及び排出のためのポンピングを行う羽根溝
を設けているので、ポンプ等の機械部品を必要とせず、
かつ、液もれ等の問題を生じるおそれがない。

【００３２】したがって、上記構成からなる、本考案の
メカニカルシールよれば、ポンプ等の機械部品を必要と
しない簡単な構造で、しかも、回転密封環と静止密封環
による密封部分の発熱を、確実に防止することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のメカニカルシールの一実施例におけ
る、要部を拡大した断面図である。

【図２】上記実施例のメカニカルシールの、他の部分を
拡大した断面図である。

【図３】上記実施例のメカニカルシールの全体を示す断
面図である。

【図４】上記実施例に使用されている、スプリングリテ
ーナの斜視図である。

【図５】上記スプリングリテーナの側面図である。

【図６】同図(a) は図５のａ−ａ線断面図、同図(b) は
図５のｂ−ｂ線断面図、同図(c) は図５のｃ−ｃ線断面
図である。

【図７】上記実施例における、スプリングリテーナ近傍
の拡大断面図である。

【図８】従来のメカニカルシールの一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２スプリングリテーナ２２羽根溝３１回転密封環５１静止密封環Ａ回転軸Ｂ１圧縮ばねＲ冷却流路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転軸に外挿された静止密封環および回転
密封環のそれぞれの密封端部同士を密接させているとと
もに、上記回転密封環の一端部と、回転軸に一体回転可
能に固定されたスプリングリテーナとの間に、回転密封
環を静止密封環方向へ押圧する圧縮ばねを介在させたメ
カニカルシールにおいて、上記静止密封環および回転密
封環を冷却液によって冷却するための冷却流路を設けて
いるとともに、スプリングリテーナの、上記冷却流路に
臨む面に、当該スプリングリテーナの回転により、冷却
液をメカニカルシールの外部から冷却流路内に導入して
循環させた後、メカニカルシールの外部に排出する羽根
溝を形成したことを特徴とするメカニカルシール。