(57)【要約】【課題】摩耗や破損の発生を抑制して耐久性の高い摺動部品用の回り止め機構を提供する。【解決手段】回転軸２に取り付けられる回転側要素Ｒとともに周方向に回転する回転摺動環４と、静止側要素Ｓに固定される静止摺動環６とが相対摺動する摺動部品１に用いられ、回転摺動環４を回転側要素Ｒに対し回り止めし、若しくは静止摺動環６を静止側要素Ｓに対し回り止めする回り止め機構であって、回り止め機構は、凹部６ｂと、凹部６ｂ内に嵌入される嵌入部１７と、から構成されており、凹部６ｂの内面若しくは嵌入部１７の外面に、流体を導入する溝部６ｆが設けられている。【選択図】図４
2020190311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられる回転側要素とともに周方向に回転する回転摺動環と、静止側要素に固定される静止摺動環とが相対摺動する摺動部品に用いられ、前記回転摺動環を前記回転側要素に対し回り止めし、若しくは前記静止摺動環を前記静止側要素に対し回り止めする回り止め機構であって、
前記回り止め機構は、凹部と、前記凹部内に嵌入される嵌入部と、から構成されており、前記凹部の内面若しくは前記嵌入部の外面に、流体を導入する溝部が設けられている回り止め機構。
【請求項２】
前記溝部は、前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて延設されている請求項１に記載の回り止め機構。
【請求項３】
前記溝部は、前記嵌入部の軸方向の両端にかけて延設されている請求項１または２に記載の回り止め機構。
【請求項４】
前記溝部の端部は、前記嵌入部の軸方向に開放されている請求項３に記載の回り止め機構。
【請求項５】
前記溝部は、流路を分岐する分岐部を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の回り止め機構。
【請求項６】
前記溝部は、前記凹部に流体を供給する連通路と対向する位置に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の周り止め機構。
【請求項７】
前記溝部は、流体を導入する入口側から出口側に向けて幅狭に形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の回り止め機構。
【請求項８】
前記溝部は、前記嵌入部の全周に亘り延設されている請求項１ないし７のいずれかに記載の回り止め機構。
【請求項９】
前記溝部は、前記摺動環の径方向に閉塞されている請求項１ないし７のいずれかに記載の回り止め機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を軸封するメカニカルシール等の摺動部品に適用される回り止め機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動部品は、流体機器のハウジングと該ハウジングを貫通するように配置される回転軸との間に装着して使用されるものであり、ハウジング等により構成される静止側要素に固定される静止摺動環の摺動面と、回転軸等の回転側要素とともに回転する回転摺動環の摺動面とを周方向に摺接させて、被密封流体の漏れを防ぐものである。
【０００３】
このような摺動部品にあっては、回転軸に固定されるカラー等の回転側要素に軸方向に突設されたドライブピンが回転環の背面に形成される凹部に嵌合することで、この回転摺動環は回転側要素に対し回り止めされ、回転軸とともに回転する構造となっている。同様にハウジング等の静止側要素に突設されたノックピンが静止摺動環の背面の凹部に嵌合することで、この静止摺動環は静止側要素に対し回り止めされ、静止状態を維持する構造となっている。すなわちこれらの摺動環の背面の凹部と、この凹部に嵌入されるドライブピンやノックピン等の回り止め部材の嵌入部とによって構成される回り止め機構は、摺動面を介し互いに摺動する摺動環の摺動トルクを受けて、摺動環の供回りを規制するように機能している（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２０７１４７号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような摺動部品に適用される回り止め機構にあっては、摺動環同士の回転摺動により、摺動環の背面側の凹部内面と嵌入部外面との当接箇所に発生する振動等を原因として、嵌入部や凹部に摩耗や破損が生じ易く、回り止め機構の耐久性に乏しかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摩耗や破損の発生を抑制して耐久性の高い摺動部品用の回り止め機構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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の回り止め機構は、
回転軸に取り付けられる回転側要素とともに周方向に回転する回転摺動環と、静止側要素に固定される静止摺動環とが相対摺動する摺動部品に用いられ、前記回転摺動環を前記回転側要素に対し回り止めし、若しくは前記静止摺動環を前記静止側要素に対し回り止めする回り止め機構であって、
前記回り止め機構は、凹部と、前記凹部内に嵌入される嵌入部と、から構成されており、前記凹部の内面若しくは前記嵌入部の外面に、流体を導入する溝部が設けられている。
これによれば、凹部の内面若しくは凹部内に嵌入された嵌入部の外面に設けられた溝部を通じて、周囲の流体が導入されることで、嵌入部の外面と凹部の内面との間に、流体膜を生成できるため、この流体膜によって嵌入部と凹部との接触個所を良好な潤滑状態にして、回り止め機構の摩耗や破損の発生を抑制することができる。
【０００８】
前記溝部は、前記嵌入部の外面と前記凹部の内面との接触領域と、前記接触領域を除く非接触領域とにかけて延設されていてもよい。
これによれば、凹部の内面と嵌入部の外面との非接触領域から接触領域に向けて流体を導入し易く、この接触領域に流体膜を確実に生成できる。
【０００９】
前記溝部は、前記嵌入部の軸方向の両端にかけて延設されていてもよい。
これによれば、流体を凹部内の軸方向により広い領域で流体膜を得ることができるばかりか、摺動環の軸方向の移動の際に引っ掛りが生じない。
【００１０】
前記溝部の端部は、前記嵌入部の軸方向に開放されていてもよい。
これによれば、溝部の軸方向に開放された端部を通じて流体を導入し易く、また摩耗粉を溝部から排出し易い。
【００１１】
前記溝部は、流路を分岐する分岐部を有していてもよい。
これによれば、溝部に導入した流体を分岐することで流体膜の形成領域を広範囲に拡げることができる。
【００１２】
前記溝部は、前記凹部に流体を供給する連通路と対向する位置に形成されていてもよい。
これによれば、連通路を介し凹部に供給される流体の流れを利用して、溝部に流体を導入し易い。
【００１３】
前記溝部は、流体を導入する入口側から出口側に向けて幅狭に形成されていてもよい。
これによれば、溝部の入口側の間口を広げて流体を導入し易くできるうえに、出口側に向けて流体の圧力を増大させて潤滑性を高めることができる。
【００１４】
前記溝部は、前記嵌入部の全周に亘り延設されていてもよい。
これによれば、凹部の内面と嵌入部の外面との接触領域に流体を確実に導入することができる。
【００１５】
前記溝部は、前記摺動環の径方向に閉塞されていてもよい。
これによれば、摺動環に軸方向に作用する振動を利用して、動圧の発生効果を得ることができる。
【００１６】
前記溝部は、流体を滞留させる幅広部を有していてもよい。
これによれば、幅広部にて滞留した流体が凹部の内面または嵌入部の外面に接することで、流体膜の形成領域を確保できる。
【００１７】
前記溝部は、前記嵌入部の外面に複数条設けられてもよい。
これによれば、凹部内の潤滑性を高めることができる。
【００１８】
前記複数条の溝部は、同一ピッチに離間していてもよい。
これによれば、凹部内に均質な流体膜を生成することができる。
【００１９】
前記複数条の溝部は、同一幅及び同一深さで延設されていてもよい。
これによれば、凹部内に均質な流体膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例のメカニカルシールの構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施例１のメカニカルシールに被密封流体とバリア液が充填されている態様を示す図である。
【図４】実施例１の回り止め機構の嵌合態様を示し、流体膜が形成されている態様を示す要部断面図である。
【図５】実施例１の変形例における回り止め機構の嵌合態様を示す斜視図である。
【図６】実施例２の回り止め機構の嵌合態様を示し、流体膜が形成されている態様を示す斜視図である。
【図７】実施例２の変形例１における回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。
【図８】実施例２の変形例２における回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。
【図９】実施例３の回り止め機構の嵌合態様を示す斜視図である。
【図１０】実施例３の変形例１における回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。
【図１１】実施例４の回り止め機構の嵌合態様を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る回り止め機構を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
実施例１に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図１から図５を参照して説明する。以下、図１の紙面右側を大気領域である機外側、紙面左側を機内側として説明する。
【００２３】
図１に示されるように、実施例１の摺動部品としてのメカニカルシール１は、回転軸２とともに回転する回転摺動環としての回転密封環４と、シールカバー１０に配設されたコイルスプリング８により付勢されているリテーナ１８から押圧される静止摺動環としての静止密封環６と、を備えた静止形のメカニカルシール１である。また、本実施例のメカニカルシール１は、機外側のシールカバー１０と機内側のシールカバー１０’に対し回り止めされる円環状の静止密封環６，６’と、回転軸２に固定されたスリーブ３に対し回り止めされる回転密封環４，４’とが、軸方向に同一方向を向いて配設されているタンデム型のメカニカルシール１である。このメカニカルシール１は、シールカバー１０，１０’に回り止めピンとしてのノックピン７，７’を介して固定された円環状のケース９に回り止めされている静止密封環６，６’を有する静止側要素Ｓと、回転軸２とともに回転する回転密封環４，４’を有する回転側要素Ｒとで主に構成されている。
【００２４】
図１を用いて、回転側要素Ｒ及び静止側要素Ｓをより詳しく説明する。図１に示されるように回転側要素Ｒは、回転軸２に固定状態で取付けられたスリーブ３と、該スリーブ３に固定された回転環保持部材２０，２０’と、該回転環保持部材２０，２０’から機外側にそれぞれ略水平に延出する回り止めピンとしてのドライブピン５，５’と、該ドライブピン５，５’を介して回転軸２から伝えられる回転力によって周方向に回転する円環状の回転密封環４，４’と、から主に構成されている。
【００２５】
静止側要素Ｓは、シールカバー１０，１０’が軸方向に隣接するように配置され、連結ボルト１１をシールカバー１０，１０’の軸方向に挿通させて機器本体Ｍに固定されている。また、シールカバー１０，１０’には、リテーナ１８，１８’を背面側から軸方向に向けて付勢するコイルスプリング８，８’と、回転密封環４，４’と摺接される静止密封環６，６’の供回りを防止するノックピン７，７’とが取り付けられている。ノックピン７，７’は、ケース９，９’の背面側から軸方向に向けて係合するようになっており、ケース９，９’は、シールカバー１０，１０’内において、静止密封環６，６’の外径側に内嵌されている。
【００２６】
また、図１に示されるようにシールカバー１０は、径方向に形成されたバリア液流入口１９とクエンチング液流入口４９を有し、またシールカバー１０’は径方向に形成されたフラッシング液流入口３９とバリア液流出口２９を有している。バリア液流入口１９から流入されたバリア液Ｂは、ケース９によって径方向に連通されている連通路Ｌ１を通過し、後述する空間Ｚに流入され、空間Ｚからバリア液流出口２９へ流動するようになっている。また、バリア液Ｂは、被密封流体Ｈよりも高圧になるように流体圧は管理されている。本実施例のメカニカルシール１は、上述したようにタンデム型であり、軸方向に同様に配置された構成を有しているため、以下は機外側の静止密封環６、回転密封環４等の構成について説明し、機内側の構成については説明を省略する。
【００２７】
図１に示されるように、シールカバー１０は、軸方向視環状に形成されており、リテーナ１８を軸方向に向けて付勢するようにコイルスプリング８が周方向に等配に複数配設されている。このようにコイルスプリング８が複数等配に配設されていることで、リテーナ１８が静止密封環６の背面６ａを均等な面圧で、回転密封環４に向けた付勢力を軸方向に伝達するように構成されている。また、シールカバー１０には、周方向に等配されているコイルスプリング８よりも外周側に穴部１０ａが同様に周方向に等配に形成されており、この穴部１０ａに後述するノックピン７の圧入部２７が圧入固定されるようになっている。
【００２８】
次に、ケース９について詳しく説明する。図２に示されるようにケース９は、軸方向視円環の筒状に形成された筒部９０と、該筒部９０から内径側に突出して軸方向に延設された柱状の嵌入部としての突出部９１と、該筒部９０に径方向に貫通形成された連通路Ｌ１と、から主に形成されている。突出部９１は連通路Ｌ１と同位相、すなわち周方向及び径方向に対向する位置に配置されている。突出部９１は、周方向に面して配置される一対の平面からなる側壁部９１ａと、内径方向に面する平面からなる底部９１ｂとから構成された角柱状に形成されており、側壁部９１ａには、複数条の溝からなる溝部９３が形成されている（図４参照。）。詳しくは溝部９３は、断面視略矩形状の溝底を有し軸方向にかけて貫通する溝からなり、径方向に所定ピッチで離間して平行に独立して複数条形成されている。また、静止密封環６の外周面６ｃには、軸方向に亘って矩形状の凹部６ｄが形成されており、先述したケース９の突出部９１が遊嵌するように大形に形成されている。これによりケース９の突出部９１が静止密封環６の凹部６ｄ内に径方向若しくは軸方向から挿入され、周方向に嵌合するようになっており、回転密封環４と摺接される静止密封環６の供回りを防止することができるようになっている。すなわち凹部６ｄと突出部９１とにより回り止め機構が構成されている。
【００２９】
次に図３を用いて、本実施例のメカニカルシール１稼働時において、被密封流体Ｈと、被密封液体としてのバリア液Ｂと、漏れ側である大気Ａとが占有する領域を説明する。図３に示されるように、機内側である紙面左方側には、被密封流体Ｈが回転密封環４’と静止密封環６’との摺動部Ｅ’によって密封されている。機外側である紙面右方側には、大気Ａが回転密封環４と静止密封環６との摺動部Ｅによって区画されている。また、回転密封環４’と静止密封環６’との摺動部Ｅ’と、回転密封環４と静止密封環６との摺動部Ｅとの間に形成されている空間Ｚには、バリア液流入口１９から流入されたバリア液Ｂが密封されている。
【００３０】
また、バリア液流入口１９から流入されたバリア液Ｂは、回転密封環４と静止密封環６との摺動部Ｅと、回転密封環４’と静止密封環６’との摺動部Ｅ’と、シールカバー１０，１０’とから形成される空間Ｚに充填され、バリア液流出口２９から流出されるようになっている。また、バリア液Ｂは被密封流体Ｈより高圧になるように管理されているので、摺動部Ｅ’の摺動不良により異常が発生したとしても、被密封流体Ｈが空間Ｚ側へ流入することを抑えるように構成されている。
【００３１】
図４を用いて、本実施例のメカニカルシール１稼働時における、ケース９と静止密封環６との嵌合態様について詳しく説明する。リテーナ１８（図１参照）を介してコイルスプリング８に付勢された静止密封環６に対向する回転密封環４が周方向に回転すると、この静止密封環６の凹部６ｄ内に遊嵌状態で嵌入された突出部９１の側壁部９１ａが、凹部６ｄの一方の内壁面６ｅに周方向に押圧状態で当接することで、静止密封環６の供回りを規制する。ケース９の突出部９１における側壁部９１ａには、軸方向に延びる溝部９３が両端にかけて形成されているので、空間Ｚ内に流入されるバリア液Ｂを溝部９３を通じて凹部６ｄ内に導入するようになっている。尚、ケース９’と静止密封環６’については、被密封流体Ｈを凹部６ｄ’内に導入するようになっている。
【００３２】
溝部９３は、突出部９１の側壁部９１ａにおいて軸方向に亘って形成されているので、溝部９３を通じて導入されたバリア液Ｂは、側壁部９１ａと、静止密封環６の外周面６ｃにおける凹部６ｄとの間、より詳しくは、突出部９１の側壁部９１ａと、この側壁部９１ａに押圧状態で当接する凹部６ｄの径方向かつ軸方向に延びる平坦な内壁面６ｅとの当接箇所に、流体膜Ｆを形成させるようになっている。流体膜Ｆは、バリア液Ｂが突出部９１の溝部９３を通じて側壁部９１ａの平坦なランド部９１ｃに漏出することで、前述した当接箇所の全面に亘り形成される。
【００３３】
また、突出部９１における側壁部９１ａの溝部９３は、軸方向に亘って端部９３ａまで形成されているので、凹部６ｄとの接触領域Ｓ１と、凹部６ｄとの非接触領域Ｓ２とにかけて延設されることとなり、バリア液流入口１９から流入されたバリア液Ｂを、非接触領域Ｓ２から接触領域Ｓ１に向けて導入させ易くなっている。よって、バリア液Ｂを凹部６ｄの軸方向の内奥まで導入させ、より広い領域で流体膜Ｆを得ることができるばかりか、コイルスプリング８による静止密封環６の軸方向の移動の際に引っ掛りが生じないようになっている。
【００３４】
先述したように溝部９３は、複数条の溝からなり、各溝は径方向に同一ピッチに離間して溝部９３が形成されている。加えて、各溝は、同一幅及び同一深さで延設されており、凹部６ｄ内において流体膜Ｆを均一形成させることができるようになっている。
【００３５】
ここで図５に示されるように、溝部の変形例として、静止密封環６の凹部６ｄの内壁面６ｅに、同一幅及び同一深さ、同一ピッチの溝部６ｆを形成してもよい。また、内壁面６ｅの両端にかけて溝部６ｆを形成することで、流体を導入し易く、摩耗粉を溝部６ｆから排出し易い。また、溝部を凹部６ｄと突出部９１との両方に設けてもよい。
【００３６】
以上、実施例１及び変形例と説明したように、回転軸２に取り付けられる回転側要素Ｒとともに周方向に回転する回転密封環４と、静止側要素Ｓに固定される静止密封環６とが相対摺動する摺動部品に用いられ、回転密封環４を回転側要素Ｒに対し回り止めし、若しくは静止密封環６を静止側要素Ｓに対し回り止めする回り止め機構であって、回り止め機構は、凹部６ｄと、凹部６ｄ内に嵌入される嵌入部としての突出部９１と、から構成されており、凹部６ｄの内壁面６ｅに接する突出部９１の側壁部９１ａに溝部９３が設けられていることから、摺動環の凹部６ｄ内に嵌入した突出部９１の溝部９３を通じて、周囲の流体が導入されることで、突出部９１の側壁部９１ａと摺動環の凹部６ｄの内壁面６ｅとの間に、流体膜Ｆを生成できるため、この流体膜Ｆによって突出部９１と凹部６ｄとの接触個所を良好な潤滑状態にして、回り止め機構の摩耗や破損の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、溝部９３は、突出部９１の側壁部９１ａと凹部６ｄの内壁面６ｅとの接触領域Ｓ１と、接触領域を除く非接触領域Ｓ２とにかけて延設されていることから、凹部６ｄの内壁面６ｅと突出部９１の側壁部９１ａとの非接触領域Ｓ２から接触領域Ｓ１に向けて流体を導入し易く、この接触領域に流体膜Ｆを確実に生成できる。
【００３８】
また、溝部９３は、突出部９１の軸方向の両端にかけて延設されていることから、流体を凹部６ｄ内の軸方向により広い領域で流体膜Ｆを得ることができるばかりか、摺動環の軸方向の移動の際に引っ掛りが生じない。
【００３９】
また、溝部９３の端部９３ａは、突出部９１の軸方向に開放されていることから、溝部９３の軸方向に開放された端部９３ａを通じて流体を導入し易く、また摩耗粉を溝部９３から排出し易い。
【００４０】
また、溝部９３は、突出部９１の外面に複数条設けられることから、凹部６ｄ内の潤滑性を高めることができる。
【００４１】
また、複数条の溝から形成されている溝部９３は、同一ピッチに離間していることから、凹部６ｄ内に均質な流体膜Ｆを生成することができる。
【００４２】
また、複数条の溝部９３は、同一幅及び同一深さで延設されていることから、凹部６ｄ内に均質な流体膜Ｆを生成することができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図６ないし図８を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４４】
実施例２におけるメカニカルシール用回り止め機構について説明する。図６に示されるように、本実施例においては、リテーナ１８を省略しコイルスプリング８が静止密封環６の背面に接して付勢するものであり、静止密封環６の背面６ａに径方向に切欠かれた切欠き部６ｂが形成され、シールカバー１０の側面に形成された穴部１０ｂに圧入された水平方向に延びるノックピン７Ａが切欠き部６ｂに嵌入されることにより、静止密封環６が回転密封環４との摺動による供回りを規制させるものである。
【００４５】
図６に示されるように、ノックピン７Ａは、シールカバー１０の穴部１０ｂと略同径に形成され、穴部１０ｂに圧入固定可能な固定部としての圧入部２７と、この圧入部２７よりも大径に形成され、シールカバー１０から略水平に突出される嵌入部１７と、から主に構成されている。
【００４６】
また、ノックピン７Ａの嵌入部１７は、静止密封環６の背面６ａ側にノックピン７Ａの配置に対応して形成された凹部としての切欠き部６ｂ内に、軸方向に遊嵌状態で嵌入するように配設され、回転密封環４との摺動による静止密封環６の周方向の移動を規制しつつ、軸方向への移動を許容されるようになっている。この切欠き部６ｂは、ノックピン７Ａの嵌入部１７よりも大径且つ軸方向に長寸に形成されている。
【００４７】
嵌入部１７は円柱状に形成され、その外周面１７ｂには、複数条の溝からなる環状溝部１７ａが形成されている。より詳しくは環状溝部１７ａは、断面視略矩形状の溝底を有し嵌入部１７における周方向に亘り形成された溝からなり、嵌入部１７の軸方向の基端側（圧入部２７側）から先端側にかけて、軸方向に平行に離間して複数条形成されている。環状溝部１７ａは、本実施例では嵌入部１７の外周面１７ｂにおける基端側から先端側に、同一ピッチ、同一幅、及び同一深さで形成されている。
【００４８】
また、環状溝部１７ａは、嵌入部１７の全周に亘り延設されており、上方から導入されるバリア液Ｂを嵌入部１７と切欠き部６ｂとの当接面に導入させ易くなっている。このことから図６に示されるように、流体膜Ｆを嵌入部１７と切欠き部６ｂとの当接面の全面に亘り形成させることができるようになっている。
【００４９】
また、特に図示しないが、回転密封環４をスリーブ３に対し回り止めするドライブピン５の外周面に、上述したノックピン７と同様に環状溝部が形成されていてもよい。
【００５０】
図７に示されるように、嵌入部１７に形成された溝部の変形例１として、ノックピン７Ｂの外周面に複数の格子状の溝が形成された格子状溝部３７ａを形成してもよい。より詳しくは格子状溝部３７ａは、断面視略矩形状の溝底を有し周方向に亘り形成された溝からなり、嵌入部１７の軸方向の基端側から先端側にかけて延びる螺旋状の溝が周方向に位相を異にして複数延設され、これらの溝同士の格子状に交差する部分が流体の分岐部Ｎとして機能している。すなわち、嵌入部１７の上方側に形成されているケース９のバリア液流入口１９と連通する連通路Ｌ１から流出されるバリア液Ｂを、格子状溝部３７ａの分岐部Ｎにおいて分岐させるようになっている。
【００５１】
分岐部Ｎは、環状溝部１７ａを構成する上溝口３７ｂから侵入したバリア液Ｂが、分岐部Ｎを通過し下溝口３７ｃまたは下溝口３７ｄもしくは双方の溝を通過するようになるため、流体膜Ｆの形成領域を広範囲に拡げることができるようになっている。
【００５２】
また、格子状溝部３７ａは、流体を導入する入口側から出口側に向けて流路を分岐する分岐部Ｎを有していることから、格子状溝部３７ａに導入した流体を分岐することで流体膜Ｆの形成領域を広範囲に拡げることができる。
【００５３】
図８に示されるように、嵌入部１７に形成された溝部の変形例２として、ノックピン７Ｃの外周面に、略鉛直方向に対し傾斜させた傾斜溝部４７ａを形成してもよい。このようにすることで、バリア液Ｂを、周方向のみでなく軸方向に導入することができる。
【００５４】
以上、実施例２及び変形例１，２において説明したように、環状溝部１７ａ，格子状溝部３７ａ，傾斜溝部４７ａは、嵌入部１７の全周に亘り延設されていることから、凹部としての切欠き部６ｂの内面と嵌入部１７の外面との接触領域に流体を確実に導入することができる。
【実施例３】
【００５５】
次に、実施例３に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図９ないし図１０を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
実施例３におけるメカニカルシール用回り止め機構について説明する。図９に示されるように、本実施例においては、ノックピン７Ｄの嵌入部１１７が略角柱形状に形成されている。これに伴い、静止密封環６には、略矩形状に切欠かれた切欠き部１６ｂが形成されている。嵌入部１１７と切欠き部１６ｂは、遊嵌状態で嵌合するようになっており、静止密封環６が回転密封環４との摺動による供回りを規制させることとして説明する。
【００５７】
図９に示されるように、ノックピン７Ｄは、シールカバー１０の穴部１０ｂと略同径に形成され穴部１０ｂに圧入固定可能な固定部としての圧入部２７と、この圧入部２７よりも大径に形成され、シールカバー１０から略水平に突出される略四角柱形状の嵌入部１１７と、から主に構成されている。嵌入部１１７は、軸方向視で正方形状でもよいし、径方向に幅広若しくは幅狭の長方形状であってもよい。
【００５８】
ノックピン７Ｄの嵌入部１１７は、静止密封環６の背面６ａ側にノックピン７Ｄの配置に対応して略矩形状に切欠形成された凹部としての略矩形状の切欠き部１６ｂ内に、軸方向に遊嵌状態で嵌入するように配設され、回転密封環４との摺動による静止密封環６の周方向の移動を規制しつつ、軸方向への移動を許容されるようになっている。この切欠き部１６ｂは、ノックピン７Ｄの嵌入部１１７よりも大径且つ軸方向に長寸に形成されている。また、切欠き部１６ｂ上方に配設されている連通路Ｌ１は、切欠き部１６ｂと周方向及び軸方向において同位相の位置、すなわち対向位置に配設されている。
【００５９】
嵌入部１１７は四角柱状に形成され、その外径側を向く上面１１７ｂから切欠き部１６ｂと当接する一方側面１１７ｃにかけて、図示下方へ向けられて漸次幅狭のテーパ状に形成され、径方向視で周方向に開放された半円形状を成すテーパ溝１１７ａが形成されている。つまり、テーパ溝１１７ａは、円錐形状を底面から頂点に向かって切り欠いた形状であって、その先端を図示下方に向けたような形状を成す溝を形成している。なお、テーパ溝１１７ａは円錐形状を切り欠いたような形状だけでなく、三角錐や、四角推を底面から頂点に向かって切り欠いた形状でもよく、図示下方に向かって溝断面が小さくなっていればよい。また、テーパ溝１１７ａは、本実施例では軸方向に沿って離間して形成された３つの溝からなり、これらの溝は、同一方向、同一深さで形成されている。
【００６０】
また、テーパ溝１１７ａの一方側面１１７ｃの上方側には、流体を滞留させる幅広部１１７ｄが形成されており、幅広部１１７ｄにて滞留した流体が凹部の内面に接することで、流体膜の形成領域を確保できるようになっている。幅広部１１７ｄから下方に向かうにつれて幅狭となり、下方側に向けてバリア液Ｂの圧力を増大させて潤滑性を高めることができるようになっている。
【００６１】
また、特に図示しないが、静止密封環６をスリーブ３に対し回り止めするドライブピン５の外周面にも、上述したノックピン７Ｄと同様にテーパ溝が形成されていてもよい。
【００６２】
図１０に示されるように、テーパ溝１１７ａが形成された嵌入部１１７の変形例１として、切欠き部１６ｂと当接するノックピン７Ｅの一方側面１１７ｃにのみテーパ状のテーパ溝１１８ａを形成してもよい。この場合、上面１１８ｂには溝が形成されておらず平面状であり、幅広部１１８ｄ及び幅狭部１１８ｅが一方側面１１７ｃに形成される。また、一方側面１１７ｃと切欠き部１６ｂとが当接した際に、上面１１７ｂに形成されるテーパ溝１１８ａの溝深さによる開口からバリア液Ｂを下方に向けて導入させることができる。
【００６３】
以上、実施例３及び変形例１において説明したように、ノックピン７Ｄのテーパ溝１１７ａ及びノックピン７Ｅのテーパ溝１１８ａは、凹部としての切欠き部１６ｂに流体を供給する供給口としての連通路Ｌ１と対向する位置に形成されていることから、連通路Ｌ１を介し切欠き部１６ｂに供給される流体の流れを利用して、テーパ溝１１７ａ及びテーパ溝１１８ａに流体を導入し易い。
【００６４】
また、テーパ溝１１７ａ及びテーパ溝１１８ａは、流体を導入する入口側から出口側に向けて幅狭に形成されていることから、テーパ溝１１７ａ及びテーパ溝１１８ａの入口側の間口を広げて流体を導入し易くできるうえに、出口側に向けて流体の圧力を増大させて潤滑性を高めることができる。
【００６５】
また、テーパ溝１１７ａ及びテーパ溝１１８ａは、流体を滞留させる幅広部を有していることから、幅広部１１７ｄ，１１８ｄにて滞留した流体が切欠き部１６ｄの内面に接することで、流体膜Ｆの形成領域を確保できる。
【実施例４】
【００６６】
次に、実施例４に係るメカニカルシール用回り止め機構につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６７】
実施例４におけるメカニカルシール用回り止め機構について説明する。図１１に示されるように、本実施例においては、ノックピン７Ｆの嵌入部２１７に、軸直交方向に延びるスパイラル状の複数のスパイラル溝２１７ａ，２１７ｂが形成されている。
【００６８】
図１１に示されるように、ノックピン７Ｆは、シールカバー１０の穴部１０ｂと略同径に形成され穴部１０ｂに圧入固定可能な固定部としての圧入部２７と、この圧入部２７よりも大径に形成され、シールカバー１０から略水平に突出される略四角柱形状の嵌入部２１７と、から主に構成されている。
【００６９】
嵌入部２１７には、軸直交方向に延びるスパイラル状の複数のスパイラル溝２１７ａ，２１７ｂが径方向に対向して形成されており、連通路Ｌ１から導入されたバリア液Ｂをスパイラル溝２１７ａ，２１７ｂ内に保持させることができる。スパイラル溝２１７ａは、その先端が切欠き部１６ｂの内奥部（図示右側）に向けて閉塞されており、またスパイラル溝２１７ｂは、その先端が切欠き部１６ｂの入口部（図示左側）に向けて閉塞されている。このようにすることで、静止密封環６と回転密封環４の摺動により軸方向の両方向に発生する微振動を利用して、嵌入部２１７と切欠き部１６ａとの面間に形成される流体膜Ｆに動圧を発生させることができるようになっている。より詳しくは、嵌入部２１７がより嵌入される方向に振動した場合、スパイラル溝２１７ａに動圧が発生し、また嵌入部２１７が脱嵌される方向に振動した場合、スパイラル溝２１７ｂに動圧が発生するようになっている。
【００７０】
以上、実施例４において説明したように、スパイラル溝２１７ａ，２１７ｂは、摺動環の軸直交方向に延びるスパイラル状に形成されていることから、摺動環に軸方向に作用する振動を利用して、動圧の発生効果を得ることができる。
【００７１】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００７２】
例えば、前記実施例では、ノックピン７を円柱状と説明したが、これに限られず、四角柱や六角柱としてもよい。
【００７３】
また、前記実施例では、ノックピン７に環状溝部１７ａが形成されていたが、これに限られず、ドライブピン５に環状溝部１７ａが形成されていてもよい。
【００７４】
また、前記実施例では、静止密封環６若しくは回転密封環４に回り止め機構を構成する凹部が形成されているが、これに限らず例えば、メカニカルシールに静止密封環６をシールカバー１０に係止する係止体、若しくは回転密封環４をスリーブ３に係止するための係止体が構成されている場合、当該係止体に凹部が形成されてもよい。また例えば、シールカバー１０若しくはスリーブ３に凹部が形成されてもよく、該凹部に嵌入される嵌入部が静止密封環６若しくは回転密封環４に設けられても構わない。
【００７５】
また、前記実施例では、タンデム型のメカニカルシール１に回り止め機構が適用されているが、これに限らず本発明に係る回り止め機構は、シングル型、ダブル型のメカニカルシールに適用されてもよいし、スラスト軸受等の摺動部品に適用されてもよい。
【００７６】
また、前記実施例１の変形例で説明したように、凹部の内壁面に溝部を設ける事項を、実施例２〜４においても適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１                メカニカルシール（摺動部品）
２                回転軸
３                スリーブ
４，４’          回転密封環
５，５’          ドライブピン
６，６’          静止密封環
６ａ              背面
６ｂ              切欠き部（凹部）
６ｃ              外周面
６ｄ              凹部
６ｅ              内壁面
６ｆ              溝部
７，７’          ノックピン
８                コイルスプリング
９                ケース
１０              シールカバー
１０ａ            穴部
１１              連結ボルト
１７              嵌入部
１７ａ            環状溝部
１７ｂ            外周面
１７ｃ            端部
１９              バリア液流入口
２０              回転環保持部材
２７              圧入部
２９              バリア液流出口
３７ａ            格子状溝部
４７ａ            楕円状溝部
１１７            嵌入部
１１７ａ          テーパ溝
１１７ｄ          幅広部
１１８ａ          テーパ溝
１１８ｄ          幅広部
２１７            嵌入部
２１７ａ          スパイラル溝
Ｂ                バリア液
Ｅ                摺動部
Ｆ                流体膜
Ｈ                被密封流体
Ｍ                機械本体
Ｎ                分岐部
Ｌ１              連通路
Ｒ                回転側要素
Ｓ                静止側要素
Ｓ１              接触領域
Ｓ２              非接触領域
Ｚ                空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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