(57)【要約】  シールカバーの内周側にベローズを介して軸方向に移動自在に配置される固定側の密封環の焼嵌めによる破損の防止、ベローズの応力による破損の防止及び密封性の向上を同時に成立できるようにしたベローズシールを提供する。                      シールカバー３の内周側に取り付けられ、シールカバー３と第１密封環８との間に軸方向伸縮自在に取り付けられるベローズ１１と、シールカバー３の内周側に配置され、第１密封環８を第２密封環９の方向に押圧するスプリング１３と、を具備し、第１密封環８は、ベローズ１１に固定されるリテーナ１２の端面とラップジョイントをもって密封的に連結されると共に、第１密封環８とリテーナ１２とはノックピン１７によりシールカバー３側に回り止めされることを特徴としている。
2014061543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと回転軸との間に形成され軸封部に装着されるシールカバーと、
前記シールカバーの内周側に軸方向移動自在に配置される第１密封環と、
前記回転軸に固定される第２密封環と、
前記シールカバーの内周側に取り付けられ、前記シールカバーと前記第１密封環との間に軸方向伸縮自在に取り付けられるベローズと、
前記シールカバーの内周側に配置され、前記第１密封環を前記第２密封環の方向に押圧するスプリングと、を具備し、
前記第１密封環は、前記ベローズに固定されるリテーナの端面とラップジョイントをもって密封的に連結されると共に、前記第１密封環と前記リテーナとはノックピンにより前記シールカバー側に回り止めされることを特徴とするベローズシール。
【請求項２】
前記第１密封環は、リテーナ側に突出する段部を備え、前記リテーナ側に突出する段部の内径は前記ベローズの中心径以上に設定されることを特徴とする請求項１記載のベローズシール。
【請求項３】
前記第１密封環は、軸方向の断面における図心が前記第２密封環とリテーナとの間の中間より前記第２密封環と反対側に位置するように設定されることを特徴とする請求項１又は２記載のベローズシール。
【請求項４】
前記第１密封環は、その本体部が前記図心に対して略対称な形状に形成され、前記本体部から第２密封環側に突出する段部を備え、前記第２密封環側に突出する段部の高さが前記リテーナ側に突出する段部の高さより大きく設定されることを特徴とする請求項２又は３記載のベローズシール。
【請求項５】
前記第１密封環の前記リテーナ側に突出する段部の径方向の幅は前記第２密封環側に突出する段部の径方向の幅より小さく設定されることを特徴とする請求項４記載のベローズシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において２００℃を越えるような高温・高圧液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱う高圧ポンプ、コンプレッサ等のシールに用いられるベローズシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学薬品等の特殊な液体をシールすることができ、しかも、装置への取り付けが容易でコンパクトなメカニカルシール装置として、図３に示すように、回転軸５１が挿通する内周を持つ装置本体５０における回転軸５１の軸方向外面に取り付けられるシールカバー５２と、シールカバー５２の内周側に軸方向移動自在に配置される第１密封環５３と、回転軸５１に固着される第２密封環５４と、シールカバー５２の内周側に配置され、第１密封環５３を第２密封環５４の方向に押圧するスプリング５５と、シールカバー５２の内周側に取り付けられ、シールカバー５２と第１密封環５３との間に軸方向伸縮自在に取り付けられるベローズ５６、アダプタ５７及びリテーナ５８と、を具備し、ベローズ５６が伸縮する軸方向に沿って、スプリング５５がシールカバーに取り付けられ、リテーナ５８に第１密封環５３が焼嵌めにより固定され、第１密封環５３及びリテーナ５８がノックピン５９によりシールカバー５２に回り止めされるようにしたメカニカルシール装置の発明が知られている（以下、「従来技術１」という。特許文献１参照。）。【０００３】
また、上記第１密封環５３がリテーナ５８に焼嵌めにより固定された場合の問題点を解消するため、第１密封環５３とリテーナ５８との当接面をラッピング加工し、これらラッピング面を当接させて密封するラップジョイント構造（以下、「従来技術２」という。）は、例えば、特許文献２に記載のように、既に知られている。【０００４】
しかしながら、従来技術１のメカニカルシールは、スプリングをシールカバーに取り付けることで第１密封環に対する押圧力をスプリングの押圧力で確保することができ、ベローズを自由長近傍でメカニカルシール装置内に配置することができることから、従来のベローズよりも軸方向の寸法を小さくすることができるという効果を有するものであるが、リテーナに第１密封環が焼嵌めにより固定される構造のため、第１密封環には焼嵌めによる圧縮応力が常に作用しており、第１密封環の破損が懸念されるという問題があった。【０００５】
また、従来技術２のメカニカルシールは、従来技術１の有する第１密封環のリテーナへの焼嵌めの問題を解消するものであるが、第１密封環とリテーナとをラップジョイント構造にした場合の第１密封環の被密封流体圧力に対する対策がなされていないため、第１密封環と第２密封環とのシール面の密封性及び第１密封環とリテーナとのラップ面の密封性が不十分であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再公表ＷＯ２０１０／００４８０９号公報
【特許文献２】実公平６−３１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において２００℃を越えるような高温・高圧液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱う高圧ポンプ、コンプレッサ等のシールに用いられるベローズシールにおいて、シールカバーの内周側にベローズを介して軸方向に移動自在に配置される固定側の密封環の焼嵌めによる破損の防止、ベローズの応力による破損の防止及び密封性の向上を同時に成立できるようにしたベローズシールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明のベローズシールは、第１に、ハウジングと回転軸との間に形成され軸封部に装着されるシールカバーと、前記シールカバーの内周側に軸方向移動自在に配置される第１密封環と、前記回転軸に固定される第２密封環と、前記シールカバーの内周側に取り付けられ、前記シールカバーと前記第１密封環との間に軸方向伸縮自在に取り付けられるベローズと、前記シールカバーの内周側に配置され、前記第１密封環を前記第２密封環の方向に押圧するスプリングと、を具備し、
前記第１密封環は、前記ベローズに固定されるリテーナの端面とラップジョイントをもって密封的に連結されると共に、前記第１密封環と前記リテーナとはノックピンにより前記シールカバー側に回り止めされることを特徴としている。
この特徴によれば、スプリングが第１密封環に対して十分な押圧力を有するために、ベローズは、第１密封環に対する押圧力をほどんど有する必要がなく、ベローズを自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズの圧縮による内部応力を極小とすることができ、ベローズの山数を少なくすることができるためベローズの生産コストを低減することができ、また、ベローズシールをコンパクトにすることができる。
また、第１密封環の摺動に伴うトルクはノックピンが受け持ち、ベローズに作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズは影響を受けないため、ベローズには、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
また、第１密封環は、リテーナとラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、第１密封環には従来技術１のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、第１密封環は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。【０００９】
また、本発明のベローズシールは、第２に、第１の特徴において、前記第１密封環は、リテーナ側に突出する段部を備え、前記リテーナ側に突出する段部の内径は前記ベローズの中心径以上に設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、ベローズを介してリテーナ側に突出する段部の内周側の接触部に圧力による押し付け力が付与されるので、第１密封環とリテーナとの密封性を十分に保持することができる。【００１０】
また、本発明のベローズシールは、第３に、第１又は第２の特徴において、前記第１密封環は、軸方向の断面における図心が前記第２密封環とリテーナとの間の中間より前記第２密封環と反対側に位置するように設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、第１密封環は第２密封環に対して外周高で摺接し、第１密封環と第２密封環との摺動面の密封性を向上することができる。【００１１】
また、本発明のベローズシールは、第４に、第２又は第３の特徴において、前記第１密封環は、その本体部が前記図心に対して略対称な形状に形成され、前記本体部から第２密封環側に突出する段部を備え、前記第２密封環側に突出する段部の高さが前記リテーナ側に突出する段部の高さより大きく設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、第１密封環の図心の第２密封環と反対側へのずれを、第１密封環の機能を損なうことなく達成することができる。【００１２】
また、本発明のベローズシールは、第５に、第４の特徴において、前記第１密封環の前記リテーナ側に突出する段部の径方向の幅は前記第２密封環側に突出する段部の径方向の幅より小さく設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、リテーナ側に突出する段部とリテーナとの面圧が第１密封環と第２密封環との面圧より大きくなるため、第１密封環とリテーナとの密封性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
（１）スプリングが第１密封環に対して十分な押圧力を有するために、ベローズは、第１密封環に対する押圧力をほどんど有する必要がなく、ベローズを自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズの圧縮による内部応力を極小とすることができ、ベローズの山数を少なくすることができるためベローズの生産コストを低減することができ、また、ベローズシールをコンパクトにすることができる。
また、第１密封環の摺動に伴うトルクはノックピンが受け持ち、ベローズに作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズは影響を受けないため、ベローズには、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
また、第１密封環は、リテーナとラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、第１密封環には従来技術１のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、第１密封環は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。【００１４】
（２）第１密封環は、リテーナ側に突出する段部を備え、リテーナ側に突出する段部の内径は前記ベローズの中心径以上に設定されることにより、ベローズを介してリテーナ側に突出する段部の内周側の接触部に圧力による押し付け力が付与されるので、第１密封環とリテーナとの密封性を十分に保持することができる。【００１５】
（３）第１密封環の軸方向の断面における図心が第２密封環と反対側に位置するように設定されているため、第１密封環は第２密封環に対して外周高で摺接し、第１密封環と第２密封環との摺動面の密封性を向上することができる。【００１６】
（４）第２密封環側に突出する段部の高さがリテーナ側に突出する段部の高さより大きく設定されることにより、第１密封環の図心の第２密封環と反対側へのずれを、第１密封環の機能を損なうことなく達成することができる。【００１７】
（５）第１密封環のリテーナ側に突出する段部の径方向の幅が動面側に突出する段部の径方向の幅より小さく設定されることにより、リテーナ側に突出する段部とリテーナとの面圧が第１密封環と第２密封環との面圧より大きくなるため、第１密封環とリテーナとの密封性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るベローズシールの全体を説明する縦断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るベローズシールの全体を説明する縦断面図である。
【図４】図２のＡ矢視図である。
【図５】従来技術１のベローズシールの全体を説明する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るベローズシールを実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。  
【００２０】
〔実施の形態１〕
図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態１に係るベローズシールを説明する。
図１において、参照符号１は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において２００℃を越えるような高圧・高温液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱うポンプ等のハンジング２の機内側を機外側に対して密封するためのベローズシールである。なお、図中右側が機内側（高圧流体側）、図中左側が機外側（大気側）である。
【００２１】
ベローズシール１は、ハウジング２と回転軸４との間に形成された軸封部においてハウジング２に装着されるシールカバー３と、回転軸４に嵌着されるスリーブカラー５及びスリーブ６を有する。シールカバー３は、図示しないボルトなどの固定手段により、Ｏリング７を介してハウジング２に密封的に取り付けられる。
【００２２】
シールカバー３の内周側には、第１密封環を構成するシールリング８、第２密封環を構成するメイティングリング９、アダプタ１０、ベローズ１１、リテーナ１２及びスプリング１３が配設される。
【００２３】
ベローズ１１は、アダプタ１０とリテーナ１２との間に、回転軸４の軸方向に沿って伸縮自在に取り付けられている。ベローズ１１を構成する金属は、ステンレス、インコネル、ハステロイ、カーペンター等の合金及びチタン等のいずれかの材料から製作される。ベローズ１１とアダプタ１０及びリテーナ１２とは、たとえば、溶接などにより固定される。
【００２４】
スプリング１３は、ベローズ１１の半径方向外側であって、シールカバー３の内周に円周方向に複数個配置されている。スプリング１３の個数は特に限定されないが４〜２４個である。
【００２５】
メイティングリング９は、一端がスリーブ６の端面にＯリング１４を介して当接すると共に、他端がスリーブカラー５にＯリング１５を介して当接し、スリーブ６とスリーブカラー５との間に挟着されて回転軸４に固定され、回転軸４の回転に伴い回転する。メイティングリング９のシールリング８側に面する側面には摺動面９Ｓが形成され、シールリング８の摺動面８Ｓと密接されて回転摺動する。メイティングリング９は、超硬質材料であるＳｉＣ（シリコンカーバイド）あるいはＷＣ（タングステンカーバイト）、カーボン、その他のセラミックスなどいずれかの材料から製作される。
【００２６】
シールカバー３の内周には、半径方向内側に向けて突出する突起部３Ａが形成されている。突起部３Ａの内周面と突起部３Ａの機内側の側面には、ベローズ１１の一端を保持するアダプタ１０が嵌合され、溶接により固定されている。また、シールカバー３の内周には、軸方向機内側に向けて延び、シールリング８の外周面を覆う円筒部３Ｂが形成されている。
【００２７】
ベローズ１１の他方の端部にはリテーナ１２が固定されている。リテーナ１２には、その半径方向外側に向けて延びる突起部１２Ａが形成してあり、突起部１２Ａとシールリング８とは、ノックピン１７によりシールカバー３の内側面に回り止めされている。また、突起部１２Ａと、シールカバー３の内側面との間にはスプリング１３が配置され、このスプリング１３により突起部１２Ａは、回転軸４の軸方向に沿ってメイティングリング９側に向けて押圧され、シールリング８は、突起部１２Ａを介して回転軸４の軸方向に沿ってメイティングリング９側に向けて押圧される。これによりシールリング８の摺動面８Ｓは、対向するメイティングリング９の摺動面９Ｓに密接し摺動する。
【００２８】
シールリング８は、本体部８Ａが図心に対して略対称な形状に形成され、本体部８Ａからメイティングリング９側に突出する段部８Ｂとリテーナ１２側に突出する段部８Ｃを備えている。段部８Ｂの先端は摺動面８Ｓを形成し、対向するメイティングリング９の摺動面９Ｓに密接し摺動する。また、段部８Ｃの先端はリテーナ１２に当接する。段部８Ｃの先端及び段部８Ｃの先端に当接するリテーナ１２の端面はラップ仕上げが施され、両者のラップ面はラップジョイントをもって密封的に連結される。シールリング８は、超硬質材料であるＳｉＣ（シリコンカーバイド）あるいはＷＣ（タングステンカーバイト）、カーボン、その他のセラミックスなどいずれかの材料から製作される。
【００２９】
シールリング８の外周とシールカバー３のシールリング８の外周面を覆う円筒部３Ｂの内周との間隙は最小の隙間となるように設定されており、シールリング８の径方向にずれる値を小さくしている。また、円筒部３Ｂの先端側の内周面にはスナップリング１８が装着されている。
【００３０】
図２に示すように、シールリング８は、軸方向の断面における図心が、メイティングリング９とリテーナ１２との間の中間よりリテーナ１２側、すなわち、メイティングリング９と反対側に位置するように設定されている。詳述すると、メイティングリング９側から図心までの距離をＬとし、メイティングリング９とリテーナ１２との間の距離をｂとした場合、Ｌ＞ｂ／２となるように設定されている。このような図心の反メイティングリング９側へのずれは、本例では、シールリング８の略対称な形状の本体部８Ａからメイティングリング９側に突出する段部８Ｂの方がリテーナ１２側に突出する段部８Ｃより突出高さが大きく設定されていることによるものである。本体部８Ａに比べ、段部８Ｂ及び段部８Ｃの断面積は十分に小さいので、段部８Ｂの高さが段部８Ｃの高さより大きく設定されることで本体部８Ａの図心がメイティングリング９と反対側にずれ、結局、シールリング８の軸方向の断面における全体の図心は、メイティングリング９とリテーナ１２との間の中間よりメイティングリング９と反対側にずれることになる。
【００３１】
また、図２に示すように、シールリング８のリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの内径ＤＬｉはベローズ１１の中心径Ｄｍ以上に設定される。さらに、シールリング８のリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの径方向の幅Ｗ２はメイティングリング９側に突出する段部８Ｂの径方向の幅Ｗ１より小さく設定される。
【００３２】
このように構成されたベローズシール１において、本実施の形態１では、ベローズ１１が伸縮する回転軸４の軸方向に沿って、スプリング１３をシールカバー３の内周側に取り付けてある。スプリング１３が、リテーナ１２を介してシールリング８に対して十分な押圧力を有するために、ベローズ１１は、シールリング８に対する押圧力をほどんど有する必要がない。そのため、ベローズ１１を自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズ１１の圧縮による内部応力を極小とすることができる。つまり、ベローズ１１の山数を少なくすることができるために、ベローズ１１の生産コストを低減することができる。また、ベローズシール１をコンパクトにすることができる。ベローズ１１の山数は、６山以下が望ましく、好適には４山である。
【００３３】
また、シールリング８は、リテーナ１２とラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、シールリング８には従来技術１のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、シールリング８は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。
【００３４】
また、リテーナ１２及びシールリング８は、ノックピン１７によりシールカバー３の内側面に回り止めされているため、シールリング８の摺動に伴うトルクはノックピン１７が受け持ち、ベローズ１１に作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズ１１には影響を与えることはない。したがって、ベローズ１１には、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
【００３５】
また、図２に示すように、シールリング８は、軸方向の断面における図心がメイティングリング９とリテーナ１２との間の中間よりリテーナ１２側、すなわち、メイティングリング９と反対側に位置するように設定されているため、被密封流体による圧力がシールリング８の外周面に等分布荷重として作用した際、リテーナ１２側を支点とする時計回りのモーメントＭ１と、メイティングリング９側を支点とする反時計回りのモーメントＭ２が発生するが、Ｍ１＞Ｍ２  となり、シールリング８のメイティングリング９側に突出する段部８Ｂは外周高（外周当たりあるいはＡ−ｇａｐともいう。）となり、また、シールリング８のリテーナ１２側に突出する段部８Ｃ側は内周高（内周当たりあるいはＶ−ｇａｐともいう。）となる。このため、シールリング８とメイティングリング９との摺動面の密封性を向上することができる。
シールリングの軸方向の断面における図心のメイティングリング９と反対側へのずれは、シールリング８の略対称な形状の本体部８Ａからメイティングリング９側に突出する段部８Ｂの高さがリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの高さより大きく設定されていることにより行われるため、シールリングの機能を損なうことなく達成することができる。
【００３６】
また、シールリング８のリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの内径ＤＬｉはベローズ１１の中心径Ｄｍ以上に設定されるため、ベローズ１１を介して段部８Ｃの内周側の接触部に圧力による押し付け力が付与されるので、シールリング８とリテーナ１２との密封性は十分に保持される。
【００３７】
また、シールリング８のリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの径方向の幅Ｗ２はメイティングリング９側に突出する段部８Ｂの径方向の幅Ｗ１より小さく設定されるため、段部８Ｃとリテーナ１２との面圧はシールリング８とメイティングリング９との面圧より大きくなり、シールリング８とリテーナ１２との密封性を向上することができる。
【００３８】
〔実施の形態２〕
図３及び図４を参照しながら、本発明の実施の形態２に係るベローズシールを説明する。
実施の形態２に係るベローズシールは、第１密封環を構成するシールリング及び第２密封環を構成するメイティングリングの形状・構造において実施の形態１と相違するが、その他は実施の形態１と同じであり、図３及び図４において、図１及び図２と同じ符号は同じ部材を指しており、重複する説明は省略する。
以下、実施の形態１と相違する部分について主に説明する。
【００３９】
図３において、シールリング２８は、本体部２８Ａの断面形状が略長方形に形成され、本体部８Ａのメイティングリング２９側の密封面２８Ｓは平面形状をなし、また、本体部２８Ａのリテーナ１２側の面には突出する段部２８Ｃを備えている。密封面２８Ｓは対向するメイティングリング２９の密封面２９Ｓに密接する。また、段部２８Ｃの先端はリテーナ１２に当接する。段部２８Ｃの先端及び段部２８Ｃの先端に当接するリテーナ１２の端面はラップ仕上げが施され、両者のラップ面はラップジョイントをもって密封的に連結される。
【００４０】
メイティングリング２９は、断面形状が略長方形に形成され、シールリング２８側の密封面２９Ｓがシールリング２８の面２８Ｓと略全面において密接可能な形状に形成されている。
【００４１】
図４に示すように、メイティングリング２９の密封面２９Ｓには、周方向に対して互いに対称な略Ｌ字型の屈曲形状を呈する動圧発生溝３０、３１が、周方向に交互に複数形成されている。この動圧発生溝３０、３１は、外周面から半径方向へ延びる部分３０ａ、３１ａと更に周方向へ延びる部分３０ｂ、３１ｂからなり、周方向へ延びる部分３０ｂ、３１ｂは、その溝底が、半径方向へ延びる部分３０ａ、３１ａと反対側の端部へ向けて漸次浅くなる傾斜面をなしている。
動圧発生溝３０、３１の深さは、μｍ単位の微細加工によって微小深さに形成されている。
なお、図４に示す動圧発生溝３０、３１は、一例に過ぎず、例えば、ディンプルあるいはレイリーステップでもよく、要はシールリングとの相対移動により動圧を発生する形状であればよい。
【００４２】
上述の構成を備える実施の形態２に係るベローズシールは、メイティングリング２９が回転軸４と共に回転すると、その密封面２９Ｓの動圧発生溝３０、３１によって、シールリング２８の密封面２８Ｓとの間に介在する流体（被密封流体）の動圧が発生する。詳しくは、動圧発生溝３０、３１は、その周方向へ延びる部分３０ｂ、３１ｂの溝底が、端部へ向けて漸次浅くなる傾斜面を有しているため、ここに入り込んだ機内流体がシールリング２８の密封面２８Ｓとの間で相対的な移動に伴い圧縮され、スラスト方向の動圧を発生する。
【００４３】
そして、この動圧によって、シールリング２８は、コイルスプリング１３によるメイティングリング２９への押し付け力に抗してメイティングリング２９の密封面２９Ｓから僅かに離れるので、メイティングリング２９とシールリング２８とは、その密封面２８Ｓ、２９Ｓ間に微小な隙間が形成され、この隙間において、被密封流体の僅かな漏洩を許容しながら軸封機能を奏するものである。
このように、実施の形態２のベローズシール１は、ラップジョイントの構造を非接触式シールに採用したものである。
【００４４】
上述のように構成された本実施の形態２のベローズシール１は、ラップジョイントの構造を非接触式シールに採用したものであって、実施の形態１の接触式シールに比べて、密封環の密封面の回転時における摩耗が防止できるものである。そして、本実施の形態２のベローズシール１は、実施の形態１と共通の以下の効果を奏するものである。
すなわち、ベローズ１１が伸縮する回転軸４の軸方向に沿ってスプリング１３がシールカバー３の内周側に取り付けられており、スプリング１３がリテーナ１２を介してシールリング８に対して十分な押圧力を有するため、ベローズ１１は、シールリング８に対する押圧力をほどんど有する必要がない。そのため、ベローズ１１を自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズ１１の圧縮による内部応力を極小とすることができる。つまり、ベローズ１１の山数を少なくすることができるために、ベローズ１１の生産コストを低減することができる。また、ベローズシール１をコンパクトにすることができる。ベローズ１１の山数は、６山以下が望ましく、好適には４山である。
【００４５】
また、シールリング２８は、リテーナ１２とラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、シールリング２８には従来技術１のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、シールリング２８は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。
【００４６】
また、リテーナ１２及びシールリング２８は、ノックピン１７によりシールカバー３の内側面に回り止めされているため、シールリング２８の摺動に伴うトルクはノックピン１７が受け持ち、ベローズ１１に作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズ１１には影響を与えることはない。したがって、ベローズ１１には、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態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形態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。
【００４８】
例えば、前記実施の形態１では接触式シールの場合を、また、前記実施の形態２では非接触式シールの場合を説明したように、本発明は接触式シール及び非接触式シールのいずれにも適用可能である。
その際、実施の形態１のように、接触式シールの場合は、シールリング８の軸方向の断面における図心がメイティングリング９と反対側に位置するように設定することにより、シールリング８とメイティングリング９との摺動面の密封性を向上することができるというものである。
【００４９】
また、例えば、前記実施の形態１では、シールリング８の軸方向の断面における図心の反メイティングリング側へのずれを、シールリング８の略対称な形状の本体部８Ａからメイティングリング９側に突出する段部８Ｂの高さがリテーナ１２側に突出する段部８Ｃの高さより大きく設定されることにより行なわれているが、これに限定されることはなく、例えば、本体部８Ａの形状をリテーナ１２側の断面積が大きい非対称にしてもよく、あるいは、段部８Ｃの断面積が段部８Ｂの断面積より大きくなるように、段部８Ｃの基部の断面積を大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１                ベローズシール
２                ハウジング
３                シールカバー
４                回転軸
５                スリーブカラー
６                スリーブ
７                Ｏリング
８、２８          シールリング（第１密封環）
８Ａ、２８Ａ      シールリングの本体部
８Ｂ              メイティングリング側に突出する段部
８Ｃ、２８Ｃ      リテーナ側に突出する段部
８Ｓ              シールリングの摺動面
２８Ｓ            シールリングの密封面
９、２９          メイティングリング（第２密封環）
９Ｓ              メイティングリングの摺動面
２９Ｓ            メイティングリングの密封面
１０               アダプタ
１１               ベローズ
１２               リテーナ
１３               スプリング
１４               Ｏリング
１５               Ｏリング
１７               ノックピン
１８               スナップリング
３０、３１         動圧発生溝
Ｌ                 メイティングリング側からシールリングの図心までの距離
ｂ                 メイティングリングとリテーナとの間の距離
ＤＬＩ               シールリングのリテーナ側に突出する段部の内径
Ｄｍ                ベローズの中心径
Ｗ１                シールリングのメイティングリング側に突出する段部の径方向の幅
Ｗ２                シールリングのリテーナ側に突出する段部の径方向の幅
【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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【国際調査報告】
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