(57)【要約】本発明は、メカニカルシール１の分割断面におけるズレを低減するものであって、回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリング３と、ロータリーリング３と回転軸の軸方向にて当接するシールリング４と、当該シールリング４とシール状態にてその外側を覆うグランドカバー５とを少なくとも備えるメカニカルシール１であって、少なくともロータリーリング３、シールリング４およびグランドカバー５をその径方向に分割し、少なくともグランドカバー５の分割面５８の一方の面に、分割面５８の他方の面に向かって突出する凸部８０〜８３を備えると共に、他方の面に、上記凸部と嵌合する凹部７０〜７３を備えるメカニカルシール１に関する。
2012056650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリングと、
上記ロータリーリングと上記回転軸の軸方向にて当接するシールリングと、
当該シールリングとシール状態にてその外側を覆うグランドカバーと、
を少なくとも備えるメカニカルシールであって、
少なくとも上記ロータリーリング、上記シールリングおよび上記グランドカバーをその径方向に分割し、
少なくとも上記グランドカバーの分割面の一方の面に、上記分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、上記他方の面に、上記凸部と嵌合する凹部を備えることを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
前記回転軸に従動して回転すると共に前記ロータリーリングとシール状態にてその外側を覆うスリーブをさらに備え、
上記スリーブの分割面の一方の面に、上記分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、上記他方の面に、上記凸部と嵌合する凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記凸部は、前記分割面の面内のいずれかの方向に長く延びる異方形状であり、
前記凹部は、異方形状の前記凸部と嵌合する異方形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記異方形状の前記凸部を複数備え、
複数の前記凸部は、
前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凸部と、
前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凸部と、
を含み、
前記異方形状の前記凹部は、
上記第一凸部と嵌合し、前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凹部と、
上記第二凸部と嵌合し、前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凹部と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項５】
互いに対向する前記分割面に、それぞれ同じ一つの方向に長く延びる２つの前記凹部を備え、
当該２つの前記凹部の内の一方の凹部は、前記凸部を形成するピンを埋設し、
当該２つの前記凹部の内の他方の凹部は、前記分割面を合わせた際に上記ピンの露出面と嵌合することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項６】
前記ピンは、その半分を超える体積を、前記一方の凹部内に埋設される状態で固定されていることを特徴とする請求項５に記載のメカニカルシール。
【請求項７】
少なくとも、前記ロータリーリング、前記シールリングおよび前記グランドカバーを、それぞれ前記径方向に分割した半割ロータリーリング、半割シールリングおよび半割グランドカバーから２つのプレアセンブリを構成していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項８】
前記分割面の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有し、前記分割面の他方の面に上記コート層、さらにその上に弾性接着層を積層し、前記分割面を合わせた際に、上記弾性接着層が上記コート層の間に挟まれる状態にする構成であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシールに関し、特に、それを取り付ける回転機器の径方向に分割可能なメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
メカニカルシールは、従来から、ポンプあるいは攪拌機等の回転機器の軸封手段として広く使用されている。メカニカルシールは、複数の環状部材から構成されている。このため、メカニカルシールを回転機器に取り付ける際あるいは回転機器から取り外す際、回転機器の一部を分解する必要から、取り付けや取り外しに多大な労力を要していた。このような取り付けや取り外しの作業労力を軽減するために、回転機器の径方向に構成部品を分割した分割型メカニカルシールが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０４８２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メカニカルシールの構成部品をその径方向に分割した場合、その分割面における軸方向のズレやそれと直交する径方向のズレがわずかに生じても、軸封が不完全となり、オイルや水等の漏洩が生じやすい。上記特許文献１に開示されるメカニカルシールの場合、アライメントピンと称するピンを、スリーブやグランドカバーの各分割断面に垂直に形成される孔に挿入することにより、当該各分割断面における軸方向および径方向のズレを防止している。しかし、ピンと孔との間にクリアランスを要するため、そのクリアランスの分だけ、当該各分割断面におけるズレが生じ、スリーブやグランドカバーに取り付けられる２分割の摺動部材にも同等のズレが生じ、この結果、漏洩が生じるという問題がある。【０００５】
本発明は、かかる課題を解決すること、すなわち、メカニカルシールの分割断面におけるズレを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態は、回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリングと、ロータリーリングと回転軸の軸方向にて当接するシールリングと、当該シールリングとシール状態にてその外側を覆うグランドカバーとを少なくとも備えるメカニカルシールであって、少なくともロータリーリング、シールリングおよびグランドカバーをその径方向に分割し、少なくともグランドカバーの分割面の一方の面に、分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、他方の面に、凸部と嵌合する凹部を備えるメカニカルシールである。【０００７】
別の本発明の一実施形態は、回転軸に従動して回転すると共にロータリーリングとシール状態にてその外側を覆うスリーブをさらに備え、スリーブの分割面の一方の面に、分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、他方の面に、凸部と嵌合する凹部を備えるメカニカルシールである。【０００８】
別の本発明の一実施形態は、さらに、凸部を、分割面の面内のいずれかの方向に長く延びる異方形状とし、凹部を、異方形状の凸部と嵌合する異方形状とするメカニカルシールである。【０００９】
別の本発明の一実施形態は、さらに、異方形状の凸部を複数備え、複数の凸部は、回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凸部と、回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凸部とを含み、異方形状の凹部は、第一凸部と嵌合し、回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凹部と、第二凸部と嵌合し、回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凹部とを含むメカニカルシールである。【００１０】
別の本発明の一実施形態は、さらに、互いに対向する分割面に、それぞれ同じ一つの方向に長く延びる２つの凹部を備え、２つの凹部の内の一方の凹部は、凸部を形成するピンを埋設し、２つの凹部の内の他方の凹部は、分割面を合わせた際にピンの露出面と嵌合するメカニカルシールである。【００１１】
別の本発明の一実施形態は、さらに、ピンを、その半分を超える体積が一方の凹部内に埋設される状態で固定するメカニカルシールである。【００１２】
別の本発明の一実施形態は、さらに、少なくとも、ロータリーリング、シールリングおよびグランドカバーを、それぞれの径方向に分割した半割ロータリーリング、半割シールリングおよび半割グランドカバーから２つのプレアセンブリを構成したメカニカルシールである。【００１３】
別の本発明の一実施形態は、さらに、分割面の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有し、分割面の他方の面に当該コート層、さらにその上に弾性接着層を積層し、分割面を合わせた際に、弾性接着層がコート層の間に挟まれる状態にする構成としたメカニカルシールである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、メカニカルシールの分割断面におけるズレを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一の実施の形態に係るメカニカルシールを部分的に分解して示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すメカニカルシールを構成するプレアセンブリの一つを分解して示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すプレアセンブリの一つを分割面側から見た側面図である。
【図４】図４は、図１に示すメカニカルシールを、大気側から機器側に向かって見た正面図である。
【図５】図５は、図２に示す半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す凸部の近傍を機器側から見た図である。
【図７】図７は、メカニカルシールの組み込み作業中に、セットスクリューを大気側に移動する前後およびプリセットチップの取り外し前後の状態を示す図である。
【図８】図８は、第二の実施の形態に係るメカニカルシールの半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。
【図９】図９は、第三の実施の形態に係るメカニカルシールの半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１          メカニカルシール
１ａ，１ｂ  プレアセンブリ
２          スリーブ
２ａ，２ｂ  半割スリーブ
３          ロータリーリング
３ａ，３ｂ  半割ロータリーリング
４          シールリング
４ａ，４ｂ  半割シールリング
５          グランドカバー
５ａ，５ｂ  半割グランドカバー
１８        分割面
４０，４２  第二凹部（凹部）
４１，４３  第一凹部（凹部）
５０，５２  第二凸部（凸部）
５１，５３  第一凸部（凸部）
５８        分割面
７０，７２  第二凹部（凹部）
７１，７３  第一凹部（凹部）
８０，８２  第二凸部（凸部）
８１，８３  第一凸部（凸部）
１５０      ドレープピン（ピン）
１５１      ドレープピン（ピン）
１７０      凹部
１７１      凸部
１８０      凸部
Ｂ          回転軸
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係るメカニカルシールの各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜第一の実施の形態＞
図１は、本発明の第一の実施の形態に係るメカニカルシールを部分的に分解して示す分解斜視図である。図２は、図１に示すメカニカルシールを構成するプレアセンブリの一つを分解して示す分解斜視図である。図３は、図１に示すプレアセンブリの一つを分割面側から見た側面図である。図４は、図１に示すメカニカルシールを、大気側から機器側に向かって見た正面図である。
【００１９】
１．メカニカルシールの概略的な全体構成
第一の実施の形態に係るメカニカルシール１は、回転機器（以後、単に、「機器」ともいう）の回転軸Ｂに従動して回転するロータリーリング３と、回転軸Ｂに従動して回転すると共にロータリーリング３とシール状態にてその外側を覆うスリーブ２と、ロータリーリング３と回転軸Ｂの軸方向にて当接するシールリング４と、シールリング４とシール状態にてその外側を覆うグランドカバー５とを少なくとも備え、少なくともロータリーリング３、スリーブ２、シールリング４およびグランドカバー５を回転軸Ｂの径方向に分割した２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂを備える。メカニカルシール１を構成する２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂは、ともに、回転軸Ｂに取り付ける際に組み合わせ可能な分割面を有する。メカニカルシール１は、スリーブ２、ロータリーリング３、シールリング４、グランドカバー５以外に、Ｏリング６〜９を備える。Ｏリング６〜９も、その径方向に分割されている。この結果、プレアセンブリ１ａは、半割スリーブ２ａと、半割ロータリーリング３ａと、半割シールリング４ａと、半割グランドカバー５ａと、半割Ｏリング６ａ〜９ａとを備え、プレアセンブリ１ｂは、半割スリーブ２ｂと、半割ロータリーリング３ｂと、半割シールリング４ｂと、半割グランドカバー５ｂと、半割Ｏリング６ｂ〜９ｂとを、それぞれ備える。なお、プレアセンブリ１ａ，１ｂは必須の構成ではなく、半割スリーブ２ａ、半割ロータリーリング３ａ、半割シールリング４ａ、半割グランドカバー５ａを、また、半割スリーブ２ｂ、半割ロータリーリング３ｂ、半割シールリング４ｂ、半割グランドカバー５ｂを、それぞれ一体化していなくても良い。
【００２０】
２．各構成部材の概要
２．１  スリーブ（半割スリーブ２ａ＋半割スリーブ２ｂ）
スリーブ２は、略円筒形状を有する。スリーブ２は、その長さ方向の両端側を径方向に大きく構成し、軸方向略中央領域に、ロータリーリング３、シールリング４およびグランドカバー５を配置するための空間１０を備える。スリーブ２は、回転軸Ｂに取り付けた状態で、回転軸Ｂに従動して回転する回転環の一つである。スリーブ２は、この実施の形態では、金属（好ましくは、ＳＵＳ）から成る構成部材である。スリーブ２は、両分割面１８，１８の一方の面に、当該両分割面１８，１８の他方の面に向かって突出する凸部５０〜５３を備えると共に、両分割面１８，１８の他方の面に、凸部５０〜５３と嵌合する凹部４０〜４３を備える。ここで、「嵌合」とは、クリアランスがほとんど無く、密着状態となる係合状態をいう。具体的な数値を例示すれば、凸部５０〜５３と凹部４０〜４３との間のクリアランスは、５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは０μｍである。
【００２１】
２．２  ロータリーリング（半割ロータリーリング３ａ＋半割ロータリーリング３ｂ）
ロータリーリング３は、略円筒形状を有する。ロータリーリング３は、スリーブ２の空間１０であって機器側に最も近い位置に取り付けられ、回転軸Ｂに従動して回転する回転環の一つである。ロータリーリング３は、この実施の形態では、例えば炭化珪素から成る構成部材である。
【００２２】
２．３  シールリング（半割シールリング４ａ＋半割シールリング４ｂ）
シールリング４は、一方を大径に構成するフランジ付きの円筒形状を有する。シールリング４は、空間１０のロータリーリング３に接する位置に取り付けられ、回転軸Ｂに従動しない遊動環である。シールリング４は、この実施の形態では、例えばカーボンから成る構成部材である。また、この実施の形態では、シールリング４は、ロータリーリング３より小さいが、大きく形成しても良い。
【００２３】
２．４  グランドカバー（半割グランドカバー５ａ＋半割グランドカバー５ｂ）
グランドカバー５は、長さ方向に短い略円筒形状を有する。グランドカバー５は、空間１０に一部を挿入して、Ｏリング８を介してシールリング４と隣接状態にて機器に固定される。グランドカバー５は、この実施の形態では、金属（好ましくは、ＳＵＳ）から成る構成部材である。グランドカバー５は、両分割面５８，５８の一方の面に、当該両分割面５８，５８の他方の面に向かって突出する凸部８０〜８３を備えると共に、両分割面５８，５８の他方の面に、凸部８０〜８３と嵌合する凹部７０〜７３を備える。凸部８０〜８３と凹部７０〜７３との間のクリアランスは、１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは０μｍである。
【００２４】
２．５  Ｏリング（半割Ｏリング６ａ〜９ａ＋半割Ｏリング６ｂ〜９ｂ）
Ｏリング６は、スリーブ２の内面と回転軸Ｂとの間に配置されるシール用リングである。Ｏリング７は、ロータリーリング３の外面と、スリーブ２のロータリーリング３を覆う外壁部の内面との間に配置されるシール用リングであって、ロータリーリング３の長さ方向に沿って、２本配置される。Ｏリング７は、ロータリーリング３がスリーブ２内で回るのを防止する回り止めとして機能する。２本のＯリング７を用いることにより、金属製のピン等を用いて回り止めを行うのと比較し、加工工数を減らすことができる効果が得られる。なお、Ｏリング７を１本として、かつロータリーリング３とスリーブ２とをピンで廻り止めを行うこともできる。Ｏリング８は、シールリング４の外面と、グランドカバー５との間に配置されるシール用リングである。Ｏリング９は、グランドカバー５と機器との間に配置されるシール用リングである。Ｏリング６〜９は、この実施の形態では、例えばフッ素系エラストマーから成る。
【００２５】
以上の構成部材からメカニカルシール１を組み立てて、機器の回転軸Ｂに取り付けると、回転軸Ｂとともに、スリーブ２とロータリーリング３が回転する。グランドカバー５は、機器に固定されているので、動かない。シールリング４は、グランドカバー５とロータリーリング３との間に挟まれた状態にあり、ロータリーリング３やスリーブ２に固定されていないので、ロータリーリング３に対して摺動状態にて軸方向に遊動する。
【００２６】
３．メカニカルシールの詳細な構成
３．１  スリーブの構造
図１に示すように、半割スリーブ２ａは、大気側において、分割面１８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部１１を備える。半割スリーブ２ｂも、スリーブ２の中心に対して上記の切欠部１１と面内対称の位置に、同様の切欠部１１を備える。切欠部１１は、スリーブ２の分割面１８に向かって貫通する貫通孔１２を備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、一方の分割面１８において、他方の分割面１８側の貫通孔１２，１２と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔１３，１３を備える。さらに、半割スリーブ２ａは、機器側において、分割面１８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部１５を備える。半割スリーブ２ｂも、スリーブ２の中心に対して上記の切欠部１５と面内対称の位置に、同様の切欠部１５を備える。切欠部１５は、スリーブ２の分割面１８に向かって貫通する貫通孔１６を備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、一方の分割面１８において、他方の分割面１８側の貫通孔１６，１６と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔１７，１７を備える。半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂは、ボルト２０を貫通孔１２，１２からねじ孔１３，１３に、貫通孔１６，１６からねじ孔１７，１７にそれぞれねじ入れることにより、組み立てられる。
【００２７】
半割スリーブ２ａ，２ｂは、切欠部１１，１１から外周に沿って、それぞれ２個のねじ孔２１，２１を備える。それぞれのねじ孔２１は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各内面側まで貫通形成されており、スクリュー２５を回転軸Ｂに当接可能な位置までねじ入れ可能な構成である。スクリュー２５を回転軸Ｂに当接するまでねじ孔２１にねじ入れることによって、スリーブ２を、回転軸Ｂに固定することができる。ねじ孔２１の円周方向隣に、別のねじ孔２８も形成されている。ねじ孔２８は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各内面にまで到達しない孔であって、プレアセンブリ１ａ，１ｂを組み立てる際に、プリセットチップ１２０を仮固定するために用いるものである。プリセットチップ１２０は、スリーブ２とグランドカバー５との中心を合わせるための調整部材であり、この実施の形態では、４個設けられている。プリセットチップ１２０は、貫通孔１２１を有しており、その貫通孔１２１にボルト１３０を入れ、ねじ孔２８にボルト１３０をねじ込むことにより、中心合わせの機能を持つ。
【００２８】
半割スリーブ２ａ，２ｂは、大気側に形成される大径のフランジ部において、その厚み方向に貫通する貫通孔３２を、それぞれ３個備える。また、半割スリーブ２ａ，２ｂは、その内面に、周状に形成される溝２６，２６を備える。溝２６，２６は、半割Ｏリング６ａ，６ｂを固定するためのものであり、回転軸Ｂ側に開口する。
【００２９】
図２および図３に示すように、半割スリーブ２ａは、回転軸Ｂを挟む機器側の一方の面に、凹部４２，４３を備える。凹部４３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ａの機器側端面から半割ロータリーリング３ａ側に向かって、凹部４２と直交する方向に細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部４３を個別に示す場合には、特に、「第一凹部４３」と称する。凹部４２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ａの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部４２を個別に示す場合には、特に、「第二凹部４２」と称する。第一凹部４３と第二凹部４２とは、互いに接触しないように、形成されている。
【００３０】
一方、半割スリーブ２ａは、回転軸Ｂを挟む機器側の他方の面に、凸部５０，５１を備える。凸部５１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ａの機器側端面から半割ロータリーリング３ａ側に向かって、凸部５０と直交する方向に細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部５１を個別に示す場合には、特に、「第一凸部５１」と称する。凸部５０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ａの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部５０を個別に示す場合には、特に、「第二凸部５０」と称する。第一凸部５１と第二凸部５０とは、互いに接触しないように形成されている。
【００３１】
図１に示すように、半割スリーブ２ｂは、半割スリーブ２ａの第一凸部５１および第二凸部５０と嵌合可能な形態と位置に、それぞれ凹部４１および凹部４０を備える。凹部４１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ｂの機器側端面から半割ロータリーリング３ｂ側に向かって、凹部４０と直交する方向に細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部４１を個別に示す場合には、特に、「第一凹部４１」と称する。凹部４０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部４０を個別に示す場合には、特に、「第二凹部４０」と称する。第一凹部４１と第二凹部４０とは、互いに接触しないように、形成されている。
【００３２】
また、半割スリーブ２ｂは、半割スリーブ２ａの第一凹部４３および第二凹部４２と嵌合可能な形態と位置に、それぞれ凸部５３および凸部５２を備える。凸部５３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ｂの機器側端面から半割ロータリーリング３ｂ側に向かって、凸部５２と直交する方向に細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部５３を個別に示す場合には、特に、「第一凸部５３」と称する。凸部５２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割スリーブ２ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部５２を個別に示す場合には、特に、「第二凸部５２」と称する。第一凸部５３と第二凸部５２とは、互いに接触しないように形成されている。
【００３３】
この実施の形態では、凸部５０〜５３を全て同じ形態とし、凹部４０〜４３を全て同じ形態としているが、必ずしも同じ形態としなくても良い。凸部５０〜５３がそれと対向位置にある凹部４０〜４３に嵌合可能であれば、凸部５０〜５３同士、あるいは凹部４０〜４３同士を同じ形態にする必要はない。
【００３４】
凸部５０〜５３と凹部４０〜４３の組み合わせを、回転軸Ｂを挟んでスリーブ２の両側に備えるのが好ましいが、凸部５０，５１と凹部４０，４１のセットのみをスリーブ２の両分割面１８，１８に形成し、凸部５２，５３と凹部４２，４３のセットを形成しなくても良い。さらに、凸部５０と凹部４０のセット、凸部５３と凹部４３のセットのみをスリーブ２の両分割面１８，１８に形成しても良い。また、凸部５１と凹部４１のセット、凸部５２と凹部４２のセットのみをスリーブ２の両分割面１８，１８に形成しても良い。すなわち、半割スリーブ２ａ，２ｂが回転軸Ｂの軸方向と径方向の両方にずれるのを防止可能なように、軸方向と径方向の両方に対してストッパーを形成できれば、凸部と凹部の組み合わせは、自由である。このように、半割スリーブ２ａ，２ｂの両分割面１８，１８間にピン等を挿脱可能な構成と比べて、凸部５０〜５３と凹部４０〜４３との間のクリアランスをほぼゼロにすることができるので、当該分割面１８，１８間でのズレをより確実に低減できる。
【００３５】
３．２  グランドカバーの構造
図１に示すように、半割グランドカバー５ａは、その円周側面上であって分割面５８に近い位置に、円周方向の一部を角型に切り欠いた切欠部６０を備える。半割グランドカバー５ｂも、グランドカバー５の中心に対して上記の切欠部６０と対称の位置に、同様の切欠部６０を備える。切欠部６０は、グランドカバー５の分割面５８に向かって貫通する貫通孔６１を備える。また、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、一方の分割面５８において、他方の分割面５８側の貫通孔６１，６１と一致する位置に、内面にねじ溝を有するねじ孔６２，６２を備える。半割グランドカバー５ａと半割グランドカバー５ｂは、ボルト６５，６５を貫通孔６１，６１からねじ孔６２，６２にそれぞれねじ入れることにより、組み立てられる。
【００３６】
図２および図３に示すように、半割グランドカバー５ａは、回転軸Ｂを挟む分割面５８の一方であって貫通孔６１よりも大気側に近い位置に、凹部７０，７１を備える。凹部７１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ａの大気側の端面から機器側に向かって、凹部７０と直交する方向に細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部７１を個別に示す場合には、特に、「第一凹部７１」と称する。凹部７０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ａの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部７０を個別に示す場合には、特に、「第二凹部７０」と称する。第一凹部７１と第二凹部７０とは、互いに接触しないように、形成されている。
【００３７】
一方、半割グランドカバー５ａは、回転軸Ｂを挟む分割面５８の他方であってねじ孔６２よりも大気側に近い位置に、凸部８３，８２を備える。凸部８３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ａの大気側の端面から機器側に向かって、凸部８２と直交する方向に細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部８３を個別に示す場合には、特に、「第一凸部８３」と称する。凸部８２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ａの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部８２を個別に示す場合には、特に、「第二凸部８２」と称する。第一凸部８３と第二凸部８２とは、互いに接触しないように形成されている。
【００３８】
図１に示すように、半割グランドカバー５ｂは、回転軸Ｂを挟む分割面５８の一方であって貫通孔６１よりも大気側に近い位置に、凹部７２，７３を備える。凹部７３は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ｂの大気側の端面から機器側に向かって、凹部７２と直交する方向に細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部７３を個別に示す場合には、特に、「第一凹部７３」と称する。凹部７２は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円筒形状（異方形状の一例）を有する。以後、凹部７２を個別に示す場合には、特に、「第二凹部７２」と称する。第一凹部７３と第二凹部７２とは、互いに接触しないように、形成されている。
【００３９】
一方、半割グランドカバー５ｂは、回転軸Ｂを挟む分割面５８の他方であってねじ孔６２よりも大気側に近い位置に、凸部８０，８１を備える。凸部８１は、回転軸Ｂの軸方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ｂの大気側の端面から機器側に向かって、凸部８０と直交する方向に細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部８１を個別に示す場合には、特に、「第一凸部８１」と称する。凸部８０は、回転軸Ｂの径方向に沿って長く延び、半割グランドカバー５ｂの外面から回転軸Ｂの径方向内側に向かって細長く形成される半円柱形状（異方形状の一例）を有する。以後、凸部８０を個別に示す場合には、特に、「第二凸部８０」と称する。第一凸部８１と第二凸部８０とは、互いに接触しないように形成されている。
【００４０】
この実施の形態では、凸部８０〜８３、凹部７０〜７３を、それぞれ同じ形態としているが、必ずしも同じ形態としなくても良い。凸部８０〜８３がそれと対向位置にある凹部７０〜７３に嵌合可能であれば、凸部８０〜８３同士、あるいは凹部７０〜７３同士を同じ形態にする必要はない。
【００４１】
凸部８０〜８３と凹部７０〜７３の組み合わせを、回転軸Ｂを挟んでグランドカバー５の両側に備えるのが好ましいが、凸部８２，８３と凹部７２，７３のセットのみをグランドカバー５の両分割面５８，５８に形成し、凸部８０，８１と凹部７０，７１のセットを形成しなくても良い。さらに、凸部８２と凹部７２のセット、凸部８１と凹部７１のセットのみをグランドカバー５の両分割面５８，５８に形成しても良い。また、凸部８３と凹部７３のセット、凸部８０と凹部７０のセットのみをグランドカバー５の両分割面５８，５８に形成しても良い。すなわち、半割グランドカバー５ａ，５ｂが回転軸Ｂの軸方向と径方向の両方にズレが生じるのを防止できるように、軸方向と径方向の両方に対してストッパーを形成できれば、凸部と凹部の組み合わせは、自由である。このように、半割グランドカバー５ａ，５ｂの両分割面５８，５８間にピン等を挿脱可能な構成と比べて、凸部８０〜８３と凹部７０〜７３との間のクリアランスをほぼゼロにすることができるので、当該分割面５８，５８間でのズレをより確実に低減できる。
【００４２】
半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その厚み方向に貫通する貫通孔９０を、それぞれ２個備える。貫通孔９０は、図４に示すボルト９６を挿入し、機器のスタッフィングボックスＴにグランドカバー５を固定するために必要な孔である。半割グランドカバー５ｂ（５ａでも良い）は、機器と反対側の面からシールリング４ｂの方向に向かって斜めに貫通するドレーン孔（約４ｍｍ径）９５を有する。ドレーン孔９５は、漏洩する水やオイル等を外部に排出するための貫通孔である。
【００４３】
図２に示すように、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その機器側の面に、回転軸Ｂの周方向に沿って形成される溝６６，６６を備える。溝６６，６６は、半割Ｏリング９ａ，９ｂを固定するためのものであり、機器側に開口する。また、半割グランドカバー５ａ，５ｂは、その回転軸Ｂ側の面に、回転軸Ｂの周方向に沿って形成される溝６８，６８を備える。溝６８，６８は、半割Ｏリング８ａ，８ｂを固定するためのものであり、回転軸Ｂ側に開口する。
【００４４】
半割グランドカバー５ａ，５ｂは、貫通孔９０よりも径方向内側において、周方向に３個のねじ孔１３２を備える。ねじ孔１３２は、半割グランドカバー５ａ，５ｂの厚さ方向に貫通する。ねじ孔１３２は、その内面にねじ溝を形成しており、セットスクリュー１４０を挿脱両方向に移動可能にする孔である。セットスクリュー１４０は、ロータリーリング３をスリーブ２に密着させるために、シールリング４側からロータリーリング３を押すために使用される。セットスクリュー１４０は、ロータリーリング３およびシールリング４の平面度不良を防止すると共に、プレアセンブリ１ａ，１ｂを分割した際に各構成部材の脱落を防止する機能を有する。セットスクリュー１４０は、メカニカルシール１を機器に組み込んだ後、抜くか、あるいはシールリング４への押圧を解除すべく引き抜き方向に移動される。セットスクリュー１４０は、主にＳＵＳから成り、シールリング４に接する側の先端のみをＳＵＳより軟質の金属（例えば、銅）から構成される。このため、セットスクリュー１４０がシールリング４に接しても、シールリング４が破損しにくい。
【００４５】
グランドカバー５は、シールリング４との隙間に、シールリング４をロータリーリング３側に付勢するための２本のピン１４５および１２本のスプリング１４６を備える。
【００４６】
３．３  ロータリーリングの構造
半割ロータリーリング３ａは、図２に示すように、その外周に沿って形成される２本の溝１０１，１０１を、厚さ方向に並べて備える。各溝１０１は、各半割Ｏリング７ａ，７ｂを固定するための溝であって、半割スリーブ２ａ，２ｂ側に開口する。また、半割ロータリーリング３ａ，３ｂは、半割シールリング４ａ，４ｂ側の端面に、半割シールリング４ａ，４ｂ側に突出する突出面１０２を備える。突出面１０２と半割シールリング４ａ，４ｂとの間は、互いに接しており、摺動部Ｓとなる（図３参照）。
【００４７】
３．４  シールリングの構造
半割シールリング４ａ，４ｂは、図２に示すように、略Ｌ字状の断面を有する構成部材であって、半割ロータリーリング３ａ，３ｂ側に、より大径のフランジ部１１１を備えると共に、当該フランジ部１１１に連接して、半割グランドカバー５ａ，５ｂ側に延出するスリーブ部１１２を備える。スリーブ部１１２の半割グランドカバー５ａ，５ｂ側の端面は、先に説明したピン１４５およびセットスクリュー１４０の先端部が接する部分である。また、スリーブ部１１２は、その内面に、半割グランドカバー５ａ，５ｂ側の端面を開口する半円筒形状の溝１１５を有する。先に説明したピン１４５は、当該溝１１５に接し、シールリング４の回り止めの機能を有する。
【００４８】
３．５  スリーブおよびグランドカバーの各分割面に形成される凸部および凹部の構成
【００４９】
図５は、図２に示す半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。図６は、図５に示す凸部の近傍を機器側から見た図である。
【００５０】
スリーブ２を構成する半割スリーブ２ａは、その分割面１８に、半割スリーブ２ｂと同じ第二凹部４０および第一凹部４１を備える。半割スリーブ２ａ側の第二凹部４０は、第二凸部５０を形成する略円柱形状のピン（例えば、ＳＵＳ製のピン、これを「ドレープピン」と称する）１５０を埋設しており、半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂとを組み合わせた際に、ドレープピン１５０の露出面は、半割スリーブ２ｂ側の第二凹部４０と嵌合する。同様に、半割スリーブ２ａ側の第一凹部４１は、第一凸部５１を形成するドレープピン１５１を埋設しており、半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂとを組み合わせた際に、ドレープピン１５１の露出面は、半割スリーブ２ｂ側の第一凹部４１と嵌合する。
【００５１】
ドレープピン１５０，１５１は、半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂとを組み合わせた際に２つの第二凹部４０から形成される孔（ドレープピン１５０の外径よりわずかに小径の孔）および２つの第一凹部４１から形成される孔（ドレープピン１５１の外径よりわずかに小径の孔）に、それぞれ打ち込まれる。その後、半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂとを分離すると、一方の半割スリーブ２ａにドレープピン１５０，１５１が残る。この結果、半割スリーブ２ａに残されたドレープピン１５０，１５１は、それぞれ、第二凸部５０および第一凸部５１を形成する。ここで、半割スリーブ２ａ側の第一凹部４１および第二凹部４０は、それぞれ、半割スリーブ２ｂ側の第一凹部４１および第二凹部４０よりも大きな容積にて形成されている。このため、図６に示すように、２つの第一凹部４１により形成される孔にドレープピン１５１を打ち込んだ際に、半分を超える体積を有する領域１５１ａが、半割スリーブ２ａ側の第一凹部４１内に埋設される。一方、ドレープピン１５１の半分未満の体積を有する領域１５１ｂは、半割スリーブ２ｂ側に埋設される。この結果、半割スリーブ２ａと半割スリーブ２ｂとを分離した際に、ドレープピン１５１が外れることなく、半割スリーブ２ａ側にドレープピン１５１を埋設した状態で確実に固定することが可能になる。これは、第二凹部４０にドレープピン１５０を打ち込んだ場合も同様である。なお、半割スリーブ２ｂ側に、より深い第一凹部４１あるいは第二凹部４０を形成し、半割スリーブ２ａ側により浅い第一凹部４１あるいは第二凹部４０を形成して、ドレープピン１５０，１５１を半割スリーブ２ｂ側に残しても良い。ドレープピン１５０，１５１により形成される第二凸部５０および第一凸部５１と、これらとそれぞれ合わさる第二凹部４０および第一凹部４１との間のクリアランスは、１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは０μｍである。
【００５２】
第二凹部４２、第一凹部４３についても、上記と同様である。また、第二凸部５２および第一凸部５３についても、上記と同様に形成される。さらに、グランドカバー５に形成される第一凹部７１，７３、第二凹部７０，７２、第一凸部８１，８３および第二凸部８０，８２についても、上記と同様である。なお、以後、ドレープピン１５０，１５１以外のドレープピンについては、逐一符号を付さず、「ドレープピン１５０等」と称する。
【００５３】
３．６  分割面のコート処理
スリーブ２およびグランドカバー５は、メカニカルシール１の分割面のシール特性を高めるために、その各分割面１８，５８の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有するのが好ましい。各分割面１８，５８の他方の面に上記コート層、さらにその上に弾性接着層を積層することにより、２つのプレアセンブリ１ａ，１ｂを組み合わせた際に、弾性接着層が両コート層に挟まれる状態にすることができる。弾性接着層は、プレアセンブリ１ａ，１ｂの分離と組み合わせを繰り返し行っても、長期間、接着機能を保持できる層であるのが好ましい。コート層の厚さは、好ましくは０．１〜４０μｍ、さらに好ましくは０．１〜３０μｍ、最も好ましくは０．１〜１０μｍである。弾性接着層は、好ましくは、ウレタン樹脂から成る接着層である。コート層と弾性接着層を用いることにより、従来から用いられるゴムパッキンとＯリングとの接触部を無くすことが可能になる。この結果、水等の漏洩は生じにくい。なお、コート層は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各分割面１８のみ、あるいは半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８のみに形成しても良い。このように、フッ素系樹脂からなるコート層を形成することにより、弾性接着層が剥がれやすく、何度でも使用できるメリットがある。
【００５４】
４．メカニカルシールの組み立て方法
次に、第一の実施の形態に係るメカニカルシール１の組み立て方法につき、プレアセンブリ１ａ，１ｂの組み立てと、その後の機器への組み込みとに分けて、説明する。
【００５５】
４．１  プレアセンブリの組み立て
組み立て手順は、以下の通りである。
１）半割スリーブ２ａ，２ｂの各分割面１８に、フッ素系樹脂を塗布してコート層を形成すると共に、半割スリーブ２ａ側のコート層の上に、ウレタン系接着剤を塗布し、弾性接着層を形成する。
２）ボルト２０を用いて、半割スリーブ２ａ，２ｂを一体化する。
３）凹部４０〜４３の各セットにより形成される孔に、ドレープピン１５０等を打ち込む。
４）半割Ｏリング６ａ，６ｂを、スリーブ２の溝２６に取り付ける。
５）２組の半割Ｏリング７ａ，７ｂを、半割ロータリーリング３ａ，３ｂの２つの溝１０１，１０１に取り付ける。
６）半割ロータリーリング３ａ，３ｂを、スリーブ２内に挿入して取り付ける。
ここまでの手順にて、回転環の組み立てが完了する。
【００５６】
７）半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８に、フッ素系樹脂を塗布してコート層を形成すると共に、半割グランドカバー５ａ側のコート層の上に、ウレタン系接着剤を塗布し、弾性接着層を形成する。
８）ボルト６５を用いて、半割グランドカバー５ａ，５ｂを一体化する。
９）凹部７０〜７３の各セットにより形成される孔に、ドレープピン１５０等を打ち込む。
１０）半割Ｏリング８ａ，８ｂを、グランドカバー５の溝６８に取り付ける。
１１）半割Ｏリング９ａ，９ｂを、グランドカバー５の溝６６に取り付ける。
１２）グランドカバー５に、スプリング１４６およびピン１４５を取り付ける。
１３）グランドカバー５に、半割シールリング４ａ，４ｂを挿入する。
ここまでの手順にて、シールリング４とグランドカバーの組み立てが完了する。
【００５７】
１４）ボルト６５を取り外し、グランドカバー５を分割する。
１５）回転環の組み立て品の外周から、半割シールリング４ａ，４ｂと半割グランドカバー５ａ，５ｂとを挿入する。
１６）再び、ボルト６５を用いて、グランドカバー５を一体化する。
１７）ボルト１３０を用いて、プリセットチップ１２０をスリーブ２に固定する。
１８）セットスクリュー１４０をねじ込んで、シールリング４、ロータリーリング３をスリーブ２に押し付ける。
ここまでの手順にて、プレアセンブリ１ａ，１ｂのカートリッジ化が完了する。
【００５８】
４．２  機器へのメカニカルシールの組み込み
１）メカニカルシール１からボルト２０，６５を外して、プレアセンブリ１ａ，１ｂに分割する。
２）プレアセンブリ１ａ，１ｂを機器の回転軸Ｂにあてがい、ボルト２０を用いてスリーブ２を一体化する。
３）ボルト６５を用いて、グランドカバー５を一体化する。このとき、従来の完全二つ割シールでは、現場で多数の部品を１個ずつ組み込まなければならなかったため、多大な作業時間を要すると共に２つの摺動部材を精度良く組み立てることが困難であり、その結果、漏洩が生じることがあったが、このメカニカルシール１は、プレアセンブリを軸方向に沿って一体化しているので、全ての半割り部品の同時かつ高精度な一体化を実現する結果、漏洩のリスクを低減している。
４）ボルト９６を用いて、メカニカルシール１を機器（具体的には、機器のスタッフィングボックスＴ）に固定する。このとき、グランドカバー５とスリーブ２は、プリセットチップ１２０により既にそれぞれの同心が出されているため、改めて同心を出す作業が不要である。
５）スクリュー２５にてスリーブ２を回転軸Ｂに固定する。このとき、グランドカバー５とスリーブ２の軸方向の位置関係は、プリセットチップ１２０によって既に正しいセット位置に保持され、正規のスプリング圧縮長になっているため、従来のメカニカルシールで行われるようなセット位置の計測あるいは調整は不要である。
６）セットスクリュー１４０を大気側に移動し、シールリング４に対する押圧を解除する。７）ボルト１３０を取り外し、スリーブ２からプリセットチップ１２０を取り外す。
【００５９】
図７は、メカニカルシールの組み込み作業中に、セットスクリューを大気側に移動する前後およびプリセットチップの取り外し前後の状態を示す図である。
【００６０】
ハッチング部分は、セットスクリュー１４０、ボルト１３０およびプリセットチップ１２０である。図７に示すように、貫通孔３２から治具（Ｌ型六角レンチ等）を差し込んで、矢印方向（大気側方向）にセットスクリュー１４０を移動させることにより、シールリング４への押圧が解除される。また、プレアセンブリ１ａ，１ｂのカートリッジ化の段階では、プリセットチップ１２０がグランドカバー５とスリーブ２との隙間Ｗに、その一部を入れた状態にある。プリセットチップ１２０は、ボルト１３０を締めて、スリーブ２とグランドカバー５の同心を出すと共に隙間Ｗを確保する機能を有する。メカニカルシール１を機器に取り付けると、プリセットチップ１２０の役割は終了するため、機器の運転前に、これを取り外す。ここまでの手順にて、メカニカルシール１の組み込みが完了する。
【００６１】
＜第二の実施の形態＞
次に、本発明の第二の実施の形態に係るメカニカルシールについて、説明する。第二の実施の形態は、半割スリーブ２ａ，２ｂの各分割面１８に設けられる凸部５０〜５３および凹部４０〜４３、半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８に設けられる凸部８０〜８３および凹部７０〜７３を、別の形態の凸部および凹部に変えた以外、第一の実施の形態と同じ構成を有する。このため、当該同じ構成については、同じ符号を付すと共に、重複した説明を省略する。
【００６２】
図８は、第二の実施の形態に係るメカニカルシールの半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。
【００６３】
図８に示す凸部１７１は、２つの凹部１７０，１７０を合わせて形成される孔にドレープピン１５０等を打ち込むことにより形成される点で第一の実施の形態と共通するが、その打ち込み方向が異なる。第二の実施の形態では、ドレープピン１５０等を回転軸Ｂの軸方向および径方向のいずれでもなく、軸方向と径方向の間の方向（斜め方向）に打ち込まれる。このため、１本のドレープピン１５０等によって、半割スリーブ２ａ，２ｂは、軸方向と径方向のいずれの方向にもズレが生じにくくなる。この際、回転軸Ｂに対して対称となる側にも、斜め方向にドレープピン１５０等を打ち込むことが好ましく、さらには、そのドレープピン１５０等は、先に説明したドレープピン１５０等と異なる方向に打ち込むのが好ましい。互いに異なる方向にドレープピン１５０等を打ち込むことにより、半割スリーブ２ａ，２ｂの分割面１８，１８内でのズレを有効に防止できるからである。ドレープピン１５０等により形成される凸部１７１と、これと合わさる凹部１７０との間のクリアランスは、１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは０μｍである。なお、半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８も、図８に示す凸部１７１を備えるが、半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８に、第一の実施の形態にて説明した凸部８０〜８３と同じ方向に細長い凸部を備えても良い。
【００６４】
＜第三の実施の形態＞
次に、本発明の第三の実施の形態に係るメカニカルシールについて、説明する。第三の実施の形態は、第二の実施の形態と同様、第一の実施の形態と別の形態の凸部および凹部を用いた以外、第一の実施の形態と同じ構成を有する。このため、当該同じ構成については、同じ符号を付すと共に、重複した説明を省略する。
【００６５】
図９は、第三の実施の形態に係るメカニカルシールの半割スリーブに形成される凸部を拡大して示す斜視図である。
【００６６】
半割スリーブ２ａの分割面１８は、円柱状の凸部１８０を１個備え、半割スリーブ２ｂの分割面１８であって凸部１８０と対向する位置には、凸部を密着状態で嵌合可能な凹部（不図示）を備える。かかる円柱状の凸部１８０は、異方性の形状ではないが、半割スリーブ２ａ，２ｂの各分割面１８におけるズレを防止する機能を持つ。凸部１８０と、これと合わさる凹部との間のクリアランスは、１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは０μｍである。なお、半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８も、図９に示す凸部１８０を備えるが、半割グランドカバー５ａ，５ｂの各分割面５８に、第一の実施の形態にて説明した凸部８０〜８３あるいは第二の実施の形態にて説明した凸部１７１とそれぞれ同じ方向に細長い凸部を備えても良い。
【００６７】
＜第四の実施の形態＞
次に、本発明の第四の実施の形態に係るメカニカルシールについて、説明する。第四の実施の形態において、第一の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付して説明する。第四の実施の形態に係るメカニカルシール１は、回転機器の回転軸Ｂに従動して回転するロータリーリング３と、ロータリーリング３と回転軸Ｂの軸方向にて当接するシールリング４と、当該シールリング４とシール状態にてその外側を覆うグランドカバー５とを少なくとも備え、少なくともロータリーリング３、シールリング４およびグランドカバー５を径方向に分割し、少なくともグランドカバー５の分割面の一方の面に、分割面の他方の面に向かって突出する凸部８０〜８３を備えると共に、他方の面に、凸部８０〜８３と嵌合する凹部７０〜７３を備える。すなわち、第四の実施の形態に係るメカニカルシール１は、第一の実施の形態に係るメカニカルシール１と異なり、スリーブ２を備えていない、いわゆるノンスリーブタイプのメカニカルシールである。この場合、好適には、前述のスリーブ２の空間１０より回転軸Ｂ側のスリーブ部分と、それより大気側のフランジ部分を除いた形態、すなわち、Ｏリング６を備える機器側のフランジ部分のみを、メカニカルシール１の構成に加えるのが好ましい。機器側のフランジ部分は、半割り構成とするが、その分割面１８に凸部５０〜５３および凹部４０〜４３を備えなくても良く、少なくともグランドカバー５に凸部８０〜８３および凹部７０〜７３を備える。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、回転機器等の軸封に利用可能である。
【図１】
2012056650.tif 000003
【図２】
2012056650.tif 000004
【図３】
2012056650.tif 000005
【図４】
2012056650.tif 000006
【図５】
2012056650.tif 000007
【図６】
2012056650.tif 000008
【図７】
2012056650.tif 000009
【図８】
2012056650.tif 000010
【図９】
2012056650.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月19日(2013.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の回転軸に従動して回転するロータリーリングと、
前記ロータリーリングと前記回転軸の軸方向にて当接するシールリングと、
当該シールリングとシール状態にてその外側を覆うグランドカバーと、
を少なくとも備えるメカニカルシールであって、
少なくとも前記ロータリーリング、前記シールリングおよび前記グランドカバーをその径方向に分割し、
少なくとも前記グランドカバーの分割面の一方の面に、前記分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、前記他方の面に、前記凸部と嵌合する凹部を備え、
前記回転軸に従動して回転すると共に前記ロータリーリングとシール状態にてその外側を覆うスリーブをさらに備え、
前記スリーブの分割面の一方の面に、前記分割面の他方の面に向かって突出する凸部を備えると共に、前記他方の面に、前記凸部と嵌合する凹部を備え、
互いに対向する前記分割面に、それぞれ同じ一つの方向に長く延びる２つの前記凹部を備え、
当該２つの前記凹部の内の一方の凹部は、前記凸部を形成するピンを埋設し、
当該２つの前記凹部の内の他方の凹部は、前記分割面を合わせた際に前記ピンの露出面と嵌合し、
当該２つの前記凹部で形成される孔は、前記ピンが埋設される前の状態では、前記ピンの外径よりも小径であり、前記凸部は、前記孔に前記ピンを打ち込むことにより、前記一方の凹部に前記ピンを埋設して形成されていることを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
少なくとも、前記ロータリーリング、前記シールリング、前記グランドカバーおよび前記スリーブを、それぞれ前記径方向に分割した半割ロータリーリング、半割シールリング、半割グランドカバーおよび半割スリーブから２つのプレアセンブリを構成し、
前記グランドカバーの前記凹部は、前記回転機器とは反対側の大気側の端面から前記回転機器側に向かって延びて形成され、
前記スリーブの前記凹部は、前記回転機器側の端面から前記大気側に向かって延びて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記ピンは、その半分を超える体積を、前記一方の凹部内に埋設される状態で固定され、
前記スリーブの前記回転軸を挟む２つの分割面の一方において、一方の半割スリーブに前記凸部を備え、他方の半割スリーブに前記凹部を備え、前記２つの分割面の他方において、前記一方の半割スリーブに前記凹部を備え、前記他方の半割スリーブに前記凸部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記凸部は、前記分割面の面内のいずれかの方向に長く延びる異方形状であり、
前記凹部は、異方形状の前記凸部と嵌合する異方形状であり、
前記異方形状の前記凸部を複数備え、
複数の前記凸部は、
前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凸部と、
前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凸部と、
を含み、
前記異方形状の前記凹部は、
前記第一凸部と嵌合し、前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凹部と、
前記第二凸部と嵌合し、前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凹部と、
を含み、
前記第二凸部の延びる方向の延長線上に前記第一凸部が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項５】
異方形状の前記凸部を複数備え、
複数の前記凸部は、
前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凸部と、
前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凸部と、
を含み、
異方形状の前記凹部は、
前記第一凸部と嵌合し、前記回転軸の軸方向に沿って長く延びる第一凹部と、
前記第二凸部と嵌合し、前記回転軸の径方向に沿って長く延びる第二凹部と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【請求項６】
前記ピンは、その半分を超える体積を、前記一方の凹部内に埋設される状態で固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメカニカルシール。
【請求項７】
前記分割面の一方の面に、フッ素系樹脂からなるコート層を有し、前記分割面の他方の面に前記コート層、さらにその上に弾性接着層を積層し、前記分割面を合わせた際に、前記弾性接着層が前記コート層の間に挟まれる状態にする構成であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のメカニカルシール。
【国際調査報告】
2012056650.tif 000012
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