JPS6023675A

JPS6023675A - 軸移動用メカニカルシ−ル

Info

Publication number: JPS6023675A
Application number: JP13035183A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Takahashi; 秀和高橋
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1983-07-19
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1985-02-06
Also published as: JPS6325226B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は軸封装置として使用されるメカニカルシールに
係シ、さらに詳しくは各柚回転機器の回転軸が該回転軸
を軸装する機器本体に対して軸方向に移動するような場
合に、該様器本体と回転軸間の隙間をシールする軸移動
用メカニカルシールに関するものである。

従来からこの種メカニカルシールの一例として第１図に
示すようなメカニカルシールが知られている。図中（１
）は回転機器の本体の一部を示し、該機器本体（１）に
穿設された軸孔（２）に対して段差（４Ｘ５）を備えた
回転軸（３）が挿通されている。

該回転軸（３）には筒状を呈するスリーブ（６）が気密
的に外挿されている。（８）は回転軸（３）に対し牛埋
設状態に固着されたキーであって、スリーブ（６）内周
面に形成されたキー壽（７）に係合され、スリーブ（６
）を回転軸（３）に対して従動させるようになる。前記
機器本体（１）の前面にはフランジ（９）が固着されて
いる。該フランジ（９）の前端部には内面方向に向かう
鍔（１０）が形成され、該鍔（１０ンの内側にシールカ
バー（１１）が嵌着されている。

このシールカバー（１１）の略内径側には０リング（１
３）を介して７０−ティングシー）　（１２）が嵌着さ
れている。前記機器本体（１）の軸孔（２）開口部には
段部（２ａ）が形成され、該段部（２ａ）内に今ひとつ
のシールカバー（１４）が嵌着されている。このシール
カバー（１４）の略内径側には０リング（１６）を介し
てフローティングリテーナ（１５）が嵌着され、その前
端面に第２の７四−ティングシー）　（１７）が嵌着さ
れている。（１８）は前記７０−ティングシート（１２
）と７０−ティングリテーナ（１５）の間に介装された
メイテイングリテーナであって、その内周面を前記スリ
ーブ（６）に接触させるとともに径方向に貫通する六角
穴付ポル）（１９）を備えている。このポル）　（１９
）の先端にはガイドシュー（２０）が螺着されている。

このガイドシュー（２０）は前記スリーブ（６）の外周
面に形成されたガイド溝（２１）に係合され、゛前記メ
イテイングリテーナ（１８）をスリーブ（６）を介して
回転軸（３）の回転に従動させるようになる。

このガイドシュー（２０）の軸方向長さくｔｌ）は前記
ガ　□イド溝（２１）の長さくｔ２）よシも短かく形成
されている。前記メイテイングリテーナ（１８）の後端
面にはメイテイングリング（２２）が嵌着されている。

（２３）（２４）は回シ止め用のノックピン、（２５）
はスペーサ、（２６８２７Ｘ２８）ならびに（２９）は
０リングである。

上記構成になる従来のメカニカルシールは、前記７四−
ティングシート（１２）とメイテイングリテーナ（１８
）との対向面および該メイテイングリテーナ（１８）に
嵌着されたメイテイングリング（２２）と第２の７μｍ
ティングシー）　（１７）との対向面を密封摺動面（３
００３１）とするものであって、回転軸（３）とこれに
外挿されたスリーブ（６）が前記本体（１）に対して軸
方向に移動しても、前記メイテイングリテーナ（１８）
は２つの７四−ティングシート（１２）（１７）間に挾
まれて軸方向の移動を阻止され１スリーブ（６）がこの
メイテイングリテーナ（１８）の内周面に対して気密を
保ちつつ摺動するように構成されている。したがってこ
のメカニカルシールは、通常のメカニカルシール（軸移
動用に構成されていないもの）に対して軸移動が生じた
ときのように取伺長が変化し、スプリング（密刺摺動面
に血圧を付与するために付加されている）荷重が変化し
、密封摺動面に面圧不足や面圧過多が生じて、該メカニ
カルシールが破損するといった不具合を生起することは
ないが、メイテイングリテーナ（１８）が液圧バランス
をしていないため、常に液圧によるスラスト荷重が密封
摺動面（３０Ｘ３１）にかかつて面圧過多となる場合が
あフ、該密封摺動面（３ｔ））（３１）が破損する原因
となっていた。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものでるり、機器本
体に対して固着される７０−テイングシートとスラスト
受けを互いに対向配置し、この両者の間に前記回転軸に
対して従動回転はするが軸方向に移動自在に軽るシール
リングとスラストスリーブを配し、この両者の間にコイ
ルスプリング等の弾性手段を介装するとともに、前記ス
ラストスリーブに液圧によるスラスト力をかけないよう
に外径と内径を等しくする段差を設けてなり、前記７０
−ティングシートとシールリング、スラスト受けとスラ
ストスリーブの各対向面によって形成される密封摺動面
に対して前記弾性手段による荷重のみをかけるようｒｃ
構成した軸移動用メカニカルシールを提供せんとするも
のである。当該メカニカルシールは上記構成によって密
封摺動面罠対して液圧が作用せず、負荷が小さく摩耗を
少なく抑えることができるため、耐久性に優れたものと
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明すると
、第２図において、機器本体（１）の軸孔（２）開口周
縁部にはケース（４１）が嵌着され、該ケース（４１）
の前面にフランジ（４２）が六角ボルト（４３）の螺合
によって同層されている。このフランジ（４２）の内周
には０リング（４６）を介してフローティングシー）　
（４５）が嵌着されている。（４４）は前記フランジ（
４２）の内周面に内径方向に向がって突設されたノック
ピンであって、７０−ティングシート（４５）の前端に
形成した切欠に係合され、＃フローティングシー）　（
４５）の回）止めをなす。前記ケース（４１）の後端内
周には０リング（４８）を介してスラスト受け（４７）
が嵌着されている。（４９）は前記ケース（４１）の後
端内周面に対し内径方向に向かって突設されたノックピ
ンであって、スラスト受け（４７）の後端に形成した切
欠に係合され、該スラスト受け（４７）の回ル止めをな
す。前記フローティングシー）　（４５）とスラスト受
け（４７）の間にはシールリング（５０）とスラストス
リーブ（５４）が配設されている。

このシールリング（５０）は断面矩形の摺動材（５１）
と保持部材（５２）からなシ、該摺動材（５１）の前端
面と前記７０−ティングシー）　（４５）の後端面の接
触によって第１の密封摺動面（５３）が形成される。他
方のスラストスリーブ（５４）は摺動材（５５）と保持
部材（５６）とからなシ、該摺動材（５５）の後端面と
前記スラスト受け（４７）の前端面の接触によって氾２
の密封摺動面（５７）が形成される。このスラスト受け
（４７）の前端面には多数の放射状の切欠が設けられ、
該ＭＵ摺動面（５７）によって仕切られるＡ室とＢ室を
同圧にする作用をなす。前記スラストスリーブ（５４）
の保持部材（５６）の前端には、その外周面を前記シー
ルリング（５０）の保持部材（５２）の内周面に接触さ
せるとともに、その内周面を回転軸（３）の局面に接触
させる小径筒部（５８）が一体形成されておシ、該小径
筒部（５８）とシールリング（５０）側の保持部材（５
２）との間に気密保持用の０リング（５９）が介装され
ている。（６０）は回転軸（３）周面にセットスクリュ
ー（６１）によって固着されたカラーである。

該カラー（６０）には軸方向前方へ向けてノックビン（
６２）が突設され、該ノックピン（６２）の先端が前記
小径筒部（５８）に軸方向に向けて置設された係止孔（
６３）に嵌入されている。また、この小径筒部（５８）
の前端には軸方向前方へ向けてドライブピン（６４）が
突設されている。このドライブピン（６４）は前記シー
ルリング（５０）の摺動材（５１）と保持部材（５２）
の内周面に形成した係止溝（６５）（６６）に係合され
ている。（６７）は前記シールリング（５０）の保持部
材（５２）とスラストスリーブ（５４）の保持部材（５
６）（小径筒部（５８））間に弾装されたコイルスプリ
ングでおる。

このコイルスプリング（６７）は円周方向に等配状に複
数率差べられる。（６８Ｘ６９）は前記力、Ｆ　−（６
０）の内外周に嵌着された気密保持用の０リングである
。

上記構成のメカニカルクールにあって、スジストスリー
プ（５４）に設けられた小径前部（５８）の外径（ｄｌ
）は、該小径前部（５８）の直ぐ後ろで前記カラー（６
０）に接触する部分（７０）の内径（ｄりと同径に形成
され、またスラスト受け（４７）の最小内径（ｄりは力
？　−（６０）の最大外径（ｄりより大径に形成されて
いる。

つぎに上記メカニカルシールの作動を説明する。

回転軸（３）が回転すると、該回転軸（３）に直接嵌着
されたカラー（６０）、該カラー（６１３）にノックピ
ン（６２）を介して連結されたスラストスリーブ（５４
）、該スラストスリーブ（５４）にドライブピン（６４
）を介して連結されたシールリンク（５０）の各部材が
従動回転し、密封摺動面（５３Ｘ５７）の働きによって
被シール液を幣制する。

回転軸（３）が機器本体（１）に対して相対的に軸方向
に移動した場合、たとえは回転＠（３）が第２図上右方
向へ移動すると、該回転軸（３）に嵌着された力９−　
（６０）はこれに従動するが、シールリング（５０）と
スジストスリープ（５４）はフローティングシー）　（
４５）とスラスト受け（４７）間に挾まれた形となって
おシ、かつ力／’　−＜ｆ３０）に突設されたノックピ
ン（６２）が前記スラストスリーブ（５４）の小径筒部
（５８）に設けられた係止孔（６３）に軸方向に向けて
遊嵌された状態となっているため、この回転軸（３）の
動きに従動しない。すなわち、この場合、図上（ｔす、
（ｔｏで示す間隔が狭くなるとともに、カラー　（６０
）とスラストスリーブ（５４）の保持部材（５６）（部
分（７０））との接触面および該保持部材（５６）の小
径筒部（５８）と回転＠　（３）との接触面が摺接する
。

回転軸（３）が図上左方向へ移動したときは同様に間隔
（ｔ５）が狭くなる。したがって密封摺動面（５３）（
５７）に対しては、回転軸（３）の軸方向移動のいかん
にかかわらず、コイルスプリング（６７）による抑圧に
よって、常時、適切な面圧が付与され、かつ左側の密封
摺動向（５７）に放射状の切欠が設けられてＡ室とＢ室
を同圧に維持するとともに、スジストスリープ（５４）
の前記外径（ｄｌ）と内径（ｄ２）が等しく形成されて
液圧によるスラスト力を受けないように構成されている
ため、密封摺動面（５３）（５７）に対する負荷を小さ
く抑え（前記コイルスプリング（６７）によるもののみ
）、摩耗を少なくシ、当該シールの長寿命化を図ること
ができる。

また、前記カラー（６０）ＫはＯリング（６８に６９）
が嵌着されておシ、被シール液を封止するため、ノック
ピン（６２）やコイルスプリング（６７）が接液するこ
となく剛ス２リー性に優れた％徴を有する。また前記ス
ラスト受け（４７）の最小内径（ｄ３）を回転軸（３）
に直接嵌着されるカラー（６０）の最大外径（ｄ４）よ
フ太径に形成したことによシ、当該シールをケース（４
１）とフランジ（４２）によって包まれた、いわゆるカ
ートリッヂ（ユニット）とし、機外でこれを組み立て、
機器本体（１）に対して一挙に組み付けることができる
。さらに前記スラストスリーブ（５４）の小径前部（５
８）内周面にハードクロムメッキ等を施こすことによっ
て回転軸（３）との摺接抵抗を小さく抑えることができ
、軸移動に対する応答性を向上させることが可能となる
。

本発明の軸移動用メカニカルシールは以上説明したよう
に、従来品の欠点であった摺動面に対する液圧の作用を
排除し、安定したシール性能を長期間にわたって維持す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は従
来の軸移動用メカニカルシールの半裁断面図、第２図は
本発明に係る軸移動用メカニカルシールの半裁断面図で
ある。（１）機器本体　（２）軸孔　（３）回転軸（４１）ケ
ース　（４２）ン２ンジ　（４３）六角ボルト（４４０
４９Ｘ６２）ノックピン（４５）　７０−ティングシート

Claims

【特許請求の範囲】

機器本体（１）に軸装された回転軸（３）が前記機器本
体（１）に対して軸方向に相対移動する回転機器に装着
されるメカニカルシールにおいて、前記機器本体（１）
に対して固着される７四−ティングシー）　（４５）と
スラスト受け（４７）を互いに対向配置し、このフロー
ティングシー）　（４５）とスラスト受け（４７）の間
に前記回転軸（３）に従動回転するシールリング（５０
）とスラストスリーブ（５４）を前記回転軸（３）に対
して軸方向に移動自在に配設し、このシールリング（５
０）とスラストスリーブ（５４）の間にコイルスプリン
グ（６７）等の弾性手段を介装するとともに、前記スラ
ストスリーブ（５４）に液圧によるスラスト力をかけな
いように外径（ｄｌ）と内径（ｄ＋）を等しくする段差
を設けてなることを％徴とする軸移動用メカニカルシー
ル。