(57)【要約】  分割型メカニカルシールは、径方向に二分割された第一及び第二シールリング保持体（３，５）と、径方向に二分割された第一及び第二シールリング（４，５）とを具備するもので、第一シールリング保持体（３）の分割部分（３Ａ，３Ｂ）と第一シールリング（４）の分割部分（４Ａ，４Ｂ）とが第一弾性部材（１８Ａ，１８Ｂ）及び第一係止手段（１９Ａ，１９Ｂ）により軸方向の相対位置を一定とする状態で連結されると共に、第二シールリング保持体（５）の分割部分（５Ａ，５Ｂ）と第二シールリング（６）の分割部分（６Ａ，６Ｂ）とが第二弾性部材（２０Ａ，２０Ｂ）及び第二係止手段（２１Ａ，２１Ｂ）により軸方向の相対位置を一定とする状態で連結されている。
2019043891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に分割されており、分割部分がリング状に締結された状態で回転機器のハウジングに取り付けられる第一シールリング保持体と、
径方向に分割されており、分割部分がリング状に締結された状態で前記回転機器の回転軸に取り付けられる第二シールリング保持体と、
径方向に分割されており、分割部分がリング状をなして第一シールリング保持体内に保持される第一シールリングと、
径方向に分割されており、分割部分がリング状をなして第二シールリング保持体内に保持される第二シールリングと、
第一シールリングの分割部分を、第一シールリング保持体の分割部分に対して、軸方向に押圧する第一弾性部材と、
第二シールリングの分割部分を、第二シールリング保持体の分割部分に対して、軸方向に押圧する第二弾性部材と、
第一シールリングの分割部分を、第一シールリング保持体の分割部分に対する一定位置に、第一弾性部材の押圧力に抗して係止する第一係止手段と、
第二シールリングの分割部分を、第二シールリング保持体の分割部分に対する一定位置に、第二弾性部材の押圧力に抗して係止する第二係止手段と、
を具備するメカニカルシール。
【請求項２】
前記各係止手段が、各シールリングの分割部分に形成された被係止部と、
各シールリング保持体の分割部分に形成されて、前記被係止部を各弾性部材による押圧力に抗して係止する係止部と、を具備する請求項１のメカニカルシール。
【請求項３】
前記第一係止手段は、第一シールリングが第二シールリングと接触した状態で、前記第一弾性部材の押圧力に抗して第一シールリングの分割部分の係止作用を解除して、前記第一シールリングを第一弾性部材の押圧力に抗して軸方向への移動を所定の範囲で許容する請求項１記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記第二係止手段は、第二シールリングが第一シールリングと接触した状態で、前記第二弾性部材の押圧力に抗して第二シールリングの分割部分の係止作用を解除して、前記第二シールリングを第二弾性部材の押圧力に抗して軸方向への移動を所定の範囲で許容する請求項１記載のメカニカルシール。
【請求項５】
前記第一弾性部材が、板バネで構成された請求項１のメカニカルシール。
【請求項６】
前記第二弾性部材が、板バネで構成された請求項１のメカニカルシール。
【請求項７】
前記第一弾性部材が、コイルスプリングで構成された請求項１のメカニカルシール。
【請求項８】
前記第二弾性部材が、コイルスプリングで構成された請求項１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、ポンプ、ブロアやコンプレッサ等の回転機器に装備されるメカニカルシールであって、特に、シールリング等のシール構成部材を径方向に分割した分割型のメカニカルシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のメカニカルシールとして、特許文献１に開示される如く、回転機器のハウジングに取り付けられる第一シールリング保持体及びこれに保持される第一シールリングと、当該回転機器の回転軸に取り付けられる第二シールリング保持体及びこれに保持される第二シールリングとを夫々径方向に二分割した分割型のメカニカルシール（以下「従来シール」という）が知られている。【０００３】
このような従来シールは、分割された各シールリング及び各シールリング保持体を回転軸の両側からリング状に組み立てることによって、前記ハウジングと回転軸との間に装着することができ、回転軸の軸受等の回転機器部材を分解したり取り外したりすることなく、組み立て作業及びメンテナンス作業を含む分解作業を容易に行うことができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２０８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のメカニカルシールでは、各シールリングの両分割部分を人為的作業によりリング状に保持した状態で締結させて組み立てられることから、かかる組み立て作業において、各シールリングの両分割部分に軸方向のズレが生じ易い。【０００６】
而して、このように各シールリングの両分割部分に軸方向のズレが生じていると、相手シールリングとの接触が適正に行われないため、適正なシール機能を発揮することができないおそれがある。【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、各シールリングの両分割部分に軸方向のズレが生じることなく、容易に組み立てることができるメカニカルシールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成すべく、径方向に分割されており、分割部分がリング状に締結された状態で回転機器のハウジングに取り付けられる第一シールリング保持体と、径方向に分割されており、分割部分がリング状に締結された状態で前記回転機器の回転軸に取り付けられる第二シールリング保持体と、
径方向に分割されており、分割部分がリング状をなして第一シールリング保持体内に保持される第一シールリングと、径方向に分割されており、分割部分がリング状をなして第二シールリング保持体内に保持される第二シールリングと、
第一シールリングの分割部分を、第一シールリング保持体の分割部分に対して、軸方向に押圧する第一弾性部材と、第二シールリングの分割部分を、第二シールリング保持体の分割部分に対して、軸方向に押圧する第二弾性部材と、第一シールリングの分割部分を、第一シールリング保持体の分割部分に対する一定位置に、第一弾性部材の押圧力に抗して係止する第一係止手段と、第二シールリングの分割部分を、第二シールリング保持体の分割部分に対する一定位置に、第二弾性部材の押圧力に抗して係止する第二係止手段と、を具備するメカニカルシールを提案する。【０００９】
かかるメカニカルシールの好ましい実施の形態にあっては、前記各係止手段が、シールリングの分割部分に形成された被被係止部と、シールリング保持体の分割部分に形成されて、当該被被係止部を前記押圧部材による押圧力に抗して係止する係止部と、を具備する。【００１０】
また、前記第一係止手段及び第二係止手段の一方は、次のように構成しておくことができる。すなわち、前記第一係止手段は、第一シールリングが第二シールリングと接触した状態では、前記第一弾性部材の押圧力に抗しての第一シールリングの分割部分の係止作用を解除して、前記第一シールリングを第一弾性部材の押圧力に抗して軸方向への移動を所定の範囲で許容するものに構成しておくことができる。また前記第二係止手段は、第二シールリングが第一シールリングと接触した状態では、前記第二弾性部材の押圧力に抗しての第二シールリングの分割部分の係止作用を解除して、前記第二シールリングを第二弾性部材の押圧力に抗して軸方向への移動を所定の範囲で許容するものに構成しておくことができる。【００１１】
また、前記各第一弾性部材又は各第二弾性部材は、板バネ又はコイルスプリングで構成される。また、両第一弾性部材又は両第二弾性部材は、弾性材製のＯリングを径方向に二分割してなるものに構成され、その分割端同士は第一シールリング保持体の両分割部分又は第二シールリング保持体の両分割部分をリング状に締結することにより弾性的に衝合する（弾性的に付き合わされる）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のメカニカルシールは、第一シールリング保持体及び第二シールリング保持体を、夫々、第一弾性部材及び第一係止手段又は第二弾性部材及び第二係止手段により、シールリング保持体の分割部分とシールリングの分割部分とが軸方向における相対位置を一定とする状態に連結された形態で、リング状に締結するように、構成されているから、当該メカニカルシールを、未熟練者でも、各シールリングの両分割部分に軸方向のズレを生じることなく、効率良く容易に組み立てることができる。また、シールリングを連結した状態で各シールリング保持体を回転機器のハウジング又は回転軸から取り外すことができるから、メンテナンス作業を含む当該メカニカルシールの分解作業も効率良く容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るメカニカルシールの一例を示す断面図である。
【図２】図１と異なる断面を示すメカニカルシールの断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図６】メカニカルシールの組み立て開始状態を示す図３対応の断面図である。
【図７】メカニカルシールの組み立て完了前の状態を示す図２対応の断面図である。
【図８】本発明に係るメカニカルシールの変形例を示す図２対応の断面図である。
【図９】本発明に係るメカニカルシールの他の変形例を示す図２対応の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る分割型のメカニカルシールの一例を示す断面図（断面は図３のＡ−Ａ線に沿う）であり、図２は図１と異なる断面を示す当該メカニカルシールの断面図（断面は図５のＢ−Ｂ線に沿う）であり、図３は図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図４は図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図５は図１のＥ−Ｅ線に沿う断面図であり、図６は当該メカニカルシールの組み立て開始状態を示す図３対応の断面図であり、図７は当該メカニカルシールの組み立て完了前の状態を示す図２対応の断面図である。
【００１６】
図１に示す分割型のメカニカルシールは、ポンプ等の回転機器のハウジング（ポンプハウジング等）１と当該回転機器の回転軸（インぺラ軸等）２との間に設置されるものである。分割型メカニカルシールは、ハウジング１に取り付けられた第一シールリング保持体３と、第一シールリング保持体３に保持された第一シールリング４と、回転軸２に取り付けられた第二シールリング保持体５と、第二シールリング保持体５に保持された第二シールリング６とを具備しており、第一シールリング４の先端面である第一シール面７と、第二シールリング６の先端面である第二シール面８との摺接作用により当該回転機器の機内領域Ｈと機外領域Ｌとの間をシールするものである。なお、この例では、機外領域Ｌは大気領域であり、機内領域Ｈは大気より高圧の液体領域である。
【００１７】
第一シールリング保持体３は、図１〜図５に示す如く、径方向に二分割された金属製（例えば、ステンレス）の円筒体であり、二つの分割部分（以下「第一保持体部分」という）３Ａ，３Ｂをその周方向端部同士がつき合わされた状態で複数個のボルト９及び位置決めピン１０（図１参照）により締結することによって、リング状に組み立てられる。
【００１８】
各第一保持体部分３Ａ，３Ｂは、図２〜図５に示す如く、ハウジング１に当接する先端部分３ａと、先端部分３ａに連なる中間部分３ｂと、中間部分３ｂに連なる基端部分３ｃとからなる半円筒形状をなしている。中間部分３ｂの内径は、先端部分３ａの内径より小さく設定されており、基端部分３ｃの内径は中間部分３ｂの内径より小さく設定されている。
【００１９】
第一シールリング保持体３は、図２に示す如く、第一保持体部分３Ａ，３Ｂをリング状に締結した状態で、複数個のボルト１１によりハウジング１に取り付けられる。第一保持体部分３Ａ，３Ｂの先端部分３ａの端面には、半円状のＯリング部１２Ａ，１２Ｂが保持されていて、第一保持体部分３Ａ，３Ｂを締結した場合に両Ｏリング部１２Ａ，１２Ｂが第一シールリング保持体３とハウジング１との接触面間をシールする１本のＯリングに組み立てられる。なお、第一シールリング保持体３は、図２、図５及び図７に鎖線で示す如く、各第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃの端面に取り付けられた複数個の芯出しプレート１３ａを回転軸２に当接させた状態でハウジング１に取り付けることにより、回転軸２と同心をなしてハウジング１に取り付けられる。
【００２０】
第一シールリング４は、図４に示す如く、径方向に二分割されたリング体であり、二つの分割部分（以下「第一リング部分」という）４Ａ，４Ｂは第一保持体部分３Ａ，３Ｂを締結することより、リング状に組み立てられる。この例では、第一シールリング４が炭化ケイ素やカーボン等の材料で構成されている。第一リング部分４Ａ，４Ｂは、リング状に製作された第一シールリング４に対して径方向の剪断力を作用させて二分割すること（以下「自然割」という）により得られたものである。
【００２１】
各第一リング部分４Ａ，４Ｂは、第一リング部分４Ａ，４Ｂをリング状に組み立てたときに、端面が第一シール面７を構成する先端部分４ａと、先端部分４ａに連なる中間部分４ｂと、中間部分４ｂに連なる基端部分４ｃとからなる。先端部分４ａ及び中間部分４ｂの外径は同一であり、先端部分４ａの内径は中間部分４ｂの内径より大きく設定されている。基端部分４ｃの内径は中間部分４ｂの内径と同一であり、基端部分４ｃの外径は、先端部分４ａ及び中間部分４ｂの外径より小さく、且つ第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃの内径より若干小さく設定されている。
【００２２】
各第一リング部分４Ａ，４Ｂは、図２及び図５に示す如く、その基端部分４ｃの外周面と、第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃの内周面との間に半円状のＯリング部１４Ａ，１４Ｂが介在した状態で、第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃに軸方向に移動可能に嵌合されている。両Ｏリング部１４Ａ，１４Ｂは、Ｏリングを径方向に二分割して得られるものであって、第一保持体部分３Ａ，３Ｂを締結したときに、周方向の端部同士が弾性的に付き合わされて一つのＯリングを構成する。第一リング部分４Ａ，４Ｂは、Ｏリング部１４Ａ，１４ＢからなるＯリングを介して、第一保持体部分３Ａ，３Ｂを締結してなる第一シールリング保持体３により、リング状の第一シールリング４に組み立てられる。第一シールリング４は、Ｏリング部１４Ａ，１４ＢからなるＯリングにより、第一シールリング保持体３にこれとの間をシールされた状態で軸方向に移動可能に保持される。
【００２３】
第二シールリング保持体５は、図３に示す如く、径方向に二分割された金属製（例えば、ステンレス）の円筒体であり、二つの分割部分（以下「第二保持体部分」という）５Ａ，５Ｂをその周方向端部同士がつき合わされた状態で複数個のボルト１５及び位置決めピン１６（図１参照）により締結することにより、リング状に組み立てられる。
【００２４】
各第二保持体部分５Ａ，５Ｂは、図２及び図３に示す如く、リング状に締結されることにより回転軸２に固定される基端部分５ａと、基端部分５ａの外周部から軸方向に突出する先端部分５ｂとからなる半円筒形状をなしている。基端部分５ａの内径は、回転軸２の外径に一致しており、先端部分５ｂの内径は基端部分５ａの内径より大きく設定されている。
【００２５】
第二シールリング保持体５は、図２及び図３に示す如く、第二保持体部分５Ａ，５Ｂをリング状に締結することにより回転軸２の所定位置に固定される。第二シールリング保持体５の固定位置は、図７に鎖線で示す如く、ハウジング１と第二保持体部分５Ａ，５Ｂの基端部分５ａとの対向端面間に所定厚さのセットプレート１３ｂを介在させることにより決定される。
【００２６】
第二シールリング６は、図３に示す如く、径方向に二分割されたリング体であり、二つの分割部分（以下「第二リング部分」という）６Ａ，６Ｂは第一保持体部分３Ａ，３Ｂをリング状に締結することにより、リング状に組み立てられる。この例では、第二シールリング６が炭化ケイ素やカーボン等の材料で構成されている。第二リング部分６Ａ，６Ｂは、リング状に製作された第二シールリング６を前記した自然割により径方向に二分割することによって得られる。
【００２７】
各第二リング部分６Ａ，６Ｂは、第二リング部分６Ａ，６Ｂをリング状に組み立てたときに、端面が第二シール面８を構成する先端部分６ａと、先端部分６ａに連なる中間部分６ｂと、中間部分６ｂに連なる基端部分６ｃとからなる。先端部分６ａ、中間部分６ｂ及び基端部分６ｃの内径は、同一であり、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの基端部分５ａの内径より大きく設定されている。中間部分６ｂの外径は、先端部分６ａ及び基端部分６ｃの外径より大きく、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ｂの内径と略同一に設定されている。各第二リング部分６Ａ，６Ｂは、図２に示す如く、後述する第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂを介して、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ｂの内周空間に保持される。第二保持体部分５Ａ，５Ｂの基端部分５ａの内周面には、半円状のＯリング部１７Ａ，１７Ｂが保持されている。Ｏリング部１７Ａ，１７Ｂは、第二保持体部分５Ａ，５Ｂがリング状に締結されて回転軸２に固定された状態において、第二シールリング保持体５と回転軸２との対向周面間をシールする一つのＯリングに組み立てられる。
【００２８】
而して、第一保持体部分３Ａ，３Ｂと第一リング部分４Ａ，４Ｂとの間には、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂ及び第一係止手段１９Ａ，１９Ｂが設けられている。
【００２９】
各第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂは、図２に示す如く、第一リング部分４Ａ，４Ｂを第一保持体部分３Ａ，３Ｂの先端部分３ａ方向に押圧するものであって、複数個の板バネで構成されている。すなわち、各第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂは、周方向に等間隔を隔てて配置された複数個の帯板状の板バネで構成されており、各板バネの基端部が第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃの端面に取り付けられると共に、各板バネの先端部が第一リング部分４Ａ，４Ｂの基端部分４ｃの端面に弾性的に当接される。この例では、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂを構成する全ての板バネの基端部が、図５に示す如く、半円状の帯板１８ａにより相互に連結して構成される。また、第一リング部分４Ａ，４Ｂの基端部分４ｃの端面は、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの板バネの先端部との接触面積が大きくなるように、板バネの弾性変形形状に応じた傾斜面４ｄに形成されている。また、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂを構成する全て板バネから選択された複数個の板バネ１８ｂは、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂとして機能せず、図２及び図５に示す如く、第一リング部分４Ａ，４Ｂの基端部分４ｃに形成された凹部４ｅに係合させることにより、第一リング部分４Ａ，４Ｂの第一保持体部分３Ａ，３Ｂに対する相対回転を阻止する回転阻止手段として機能させてもよい。
【００３０】
各第一係止手段１９Ａ，１９Ｂは、図２及び図７に示す如く、第一リング部分４Ａ，４Ｂに形成されており、第一保持体部分３Ａ，３Ｂに接触することなく所定範囲で軸方向に移動可能な第一被係止部１９ａと、第一保持体部分３Ａ，３Ｂに形成されており、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂである板バネによる押圧力に抗して当該第一被係止部１９ａを係止する第一係止部１９ｂとを具備する。第一被係止部１９ａは、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力によって、第一係止部１９ｂに係止された状態に保持され、これによって第一リング部分４Ａ，４Ｂと第一保持体部分３Ａ，３Ｂとは軸方向の相対位置を一定とする状態に連結される。
【００３１】
この例では、図２及び図７に示す如く、第一被係止部１９ａが第一リング部分４Ａ，４Ｂにおける中間部分４ｂと基端部分４ｃとの境界部の外周面に形成された突起で構成されており、第一係止部１９ｂが第一保持体部分３Ａ，３Ｂの先端部分３ａと中間部分３ｂとの境界部の内周面に形成された突起で構成されている。第一リング部分４Ａ，４Ｂの各第一被係止部１９ａ，１９ａ及び第一保持体部分３Ａ，３Ｂの各第一係止部１９ｂ，１９ｂは、図４に示す如く、第一リング部分４Ａ，４Ｂ及び第一保持体部分３Ａ，３Ｂをリング状に組み立てた状態では、円環状となるものである。第一被係止部１９ａの外径は第一保持体部分３Ａの中間部分３ｂの内径より小さく設定されており、第一係止部１９ｂの内径は、第一リング部分４Ａ，４Ｂの先端部分４ａ及び中間部４ｂの外径より大きく且つ第一被係止部１９ａの外径より小さく設定されている。
【００３２】
第一係止手段１９Ａ，１９Ｂは、図２図に示す如く、第一シールリング４が第二シールリング６と接触した状態では、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力に抗しての第一リング部分４Ａ，４Ｂの係止状態（係止作用）を解除して、第一シールリング４を第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力に抗して軸方向への移動を所定の範囲で許容するものである。
【００３３】
すなわち、図６に示す如く、保持体部分３Ａ，３Ｂが締結されていない状態、及び図７に示す如く、第一保持体部分３Ａ，３Ｂをリング状に締結しているが、第一シールリング保持体３がハウジング１に取り付けられておらず、第一シールリング４が回転軸２に固定された第二シールリング６に接触していない状態では、第一リング部分４Ａ，４Ｂは、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂ（板バネ）の押圧力により第一被係止部１９ａが第一係止部１９ｂに係止された位置に保持され、第一リング部分４Ａ，４Ｂと第一保持体部分３Ａ，３Ｂとが、それぞれ、軸方向の相対位置を同一とした状態に連結される。この状態から、第一保持体部分３Ａ，３Ｂがリング状に締結されて、回転軸２に固定された第二シールリング６に第一シールリング４を接触させた後、第一シールリング保持体３を、第一シールリング４を当該第二シールリング６に押し付ける方向に移動させると、図２に示す如く、第一シールリング４が第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力に抗して軸方向に移動して、第一被係止部１９ａ，１９ａが第一係止部１９ｂ，１９ｂから離れていく。すなわち、第一係止手段１９Ａ，１９Ｂによる係止作用が解除される。この間においても、第一リング部分４Ａ，４Ｂに軸方向のズレは生じない。そして、第二シールリング保持体５が回転軸２に取り付けられると共に、第一シールリング保持体３がハウジング１に取り付けられると、つまり当該分割型メカニカルシールの組み立てが完了すると、図２に示す如く、第一シールリング４が、軸方向に移動可能な状態で且つ当該第一シールリング４の第一シール面７と第二シールリング６の第二シール面８との接触面圧が第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力により適正に確保された状態で、第二シールリング６に接触する。この間においても、第一リング部分４Ａ，４Ｂに軸方向のズレは生じない。
【００３４】
このように、第一リング部分４Ａ，４Ｂは、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂ及び第一係止手段１９Ａ，１９Ｂにより、第一保持体部分３Ａ，３Ｂに対する軸方向の相対位置を同一に保持した状態で当該第一保持体部分３Ａ，３Ｂに連結されている。すなわち、図７に示す如く、第一リング部分４Ａ，４Ｂの第一被係止部１９ａが板バネの弾性力により第一保持体部分３Ａ，３Ｂの第一係止部１９ｂに係止された状態に保持されることによって、第一保持体３Ａ，３Ｂに対する軸方向の相対位置を一定とする状態で、当該第一保持体３Ａ，３Ｂに保持される。したがって、第一保持体部分３Ａ，３Ｂをリング状に締結することにより、第一リング部分６Ａ，６Ｂが軸方向にズレを生じることなくリング状の第一シールリング５に組み立てられる。
【００３５】
第二保持体部分５Ａ，５Ｂと第二リング部分６Ａ，６Ｂとの間には、第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂ及び第二係止手段２１Ａ，２１Ｂが設けられている。
【００３６】
第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂは、第二リング部分６Ａ，６Ｂを第二保持体部分５Ａ，５Ｂに対して軸方向に押圧するものである。第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂは、図２及び図３に示す如く、ゴム等の弾性力を有する材料により製造されたＯリングを径方向に二分割してなるもので、その分割端同士が締結されることにより、第二シールリング保持体５に弾性力が付与される。
【００３７】
第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂは、図２に示す如く、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ａと第二リング部分６Ａ，６Ｂの中間部分６ｂとの対向端面、及び第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ｂと第二リング部分６Ａ，６Ｂの基端部分６ｃとの対向周面で囲繞された空間に軸方向及び径方向に圧縮された状態で装填されている。第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂは、軸方向に圧縮されることにより、第二リング部分６Ａ，６Ｂを第二保持体部分５Ａ，５Ｂに対して第二保持体部分５Ａ，５Ｂの基端部分５ａから軸方向に離れる方向に押圧する。第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂは、径方向に圧縮されることにより、第二リング部分６Ａ，６Ｂを第二保持体部分５Ａ，５Ｂにこれと同心をなす状態で保持する。
【００３８】
第二係止手段２１Ａ，２１Ｂは、図２に示す如く、第二リング部分６Ａ，６Ｂを、保持体部分５Ａ，５Ｂに対する軸方向の一定位置に、第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂの押圧力に抗して係止するものであり、第二リング部分６Ａ，６Ｂに形成された第二被係止部２１ａと、第二保持体部分５Ａ，５Ｂに形成されて、第二被係止部２１ａを第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂの押圧力に抗して第二被係止部２１ａを係止する第二係止部２１ｂとを具備する。この例では、図２に示す如く、第二被係止部２１ａが、第二リング部分６Ａ，６Ｂの中間部分６ｂにおける先端部分６ａから突出する部分の先端部分６ａ側の端面部で構成されており、第二係止部２１ｂが、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ｂの先端から内方に突出する突起で構成されている。第二係止部２１ｂ，２１ｂは、第二保持体部分５Ａ，５Ｂをリング状に締結した状態では、円環状をなすものであり、第二係止部２１ｂの内径は第二リング部分６Ａ，６Ｂの先端部分６ａの外径より大きく設定されている。
【００３９】
第二リング部分６Ａ，６Ｂは、図２に示す如く、第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂの押圧力により、第二被係止部２１ａが第二係止部２１に係止された状態に保持される。すなわち、第二リング部分６Ａ，６Ｂは、第二保持体部分５Ａ，５Ｂに対する軸方向の相対位置を同一とする状態で、当該各第二保持体部分５Ａ，５Ｂに連結される。
【００４０】
なお、図２に示す如く、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの先端部分５ｂにドライブピン２２を取り付けると共に、第二リング部分６Ａ，６Ｂの中間部分６ｂにドライブピン２２に係合する凹部２３を形成して、ドライブピン２２及び凹部２３の係合作用により第二リング部分６Ａ，６Ｂの第二保持体部分５Ａ，５Ｂに対する相対回転を阻止する。
【００４１】
以上のように構成された分割型のメカニカルシールは、次のように組み立てられる。
【００４２】
まず、図６に示す如く、第二保持体部分５Ａ，５Ｂを回転軸２の径方向の両側に位置させた状態でリング状に締結して、図７に示す如く、第二シールリング保持体５を組み立てると共に回転軸２に固定する。
【００４３】
このとき、第二リング部分６Ａ，６Ｂが、上記した如く、第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂ及び第二係止手段２１Ａ，２１Ｂにより第二保持体部分５Ａ，５Ｂに対する軸方向の相対位置を同一とした状態で、当該第二保持体部分５Ａ，５Ｂに連結されているから、第二シールリング保持体５の組み立てを、第二リング部分６Ａ，６Ｂに軸方向のズレが生じることなく、効率良く容易に行うことができる。なお、第二保持体部分５Ａ，５Ｂの締結は、図１に示す如く、第二保持体部分５Ａ，５Ｂ間に第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂの両端同士が接触する部分と両Ｏリング部分１７Ａ，１７Ｂの両端同士が接触する部分とに亘るゴム等の弾性材製のガスケット２４，２４を介在した状態で行う。
【００４４】
次に、図６に示す如く、第一保持体部分３Ａ，３Ｂを回転軸２の径方向の両側に位置させた状態でリング状に締結して、図７に示す如く、第一シールリング保持体３を組み立てる。なお、第一保持体部分３Ａ，３Ｂの締結は、図１に示す如く、第一保持体部分３Ａ，３Ｂ間にＯリング部分１２Ａ，１２Ｂの両端同士が接触する部分とＯリング部分１４Ａ，１４Ｂの両端同士が接触する部分とに亘るゴム等の弾性材製のガスケット２５，２５を介在した状態で行われる。
【００４５】
このとき、第一リング部分４Ａ，４Ｂが、上記した如く、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂ及び第一係止手段１９Ａ，１９Ｂにより第一保持体部分３Ａ，３Ｂに対する軸方向の相対位置を同一とした状態で、当該第一保持体部分３Ａ，３Ｂに連結されているから、第一シールリング保持体３の組み立てを、未熟練者でも、第一リング部分４Ａ，４Ｂに軸方向のズレが生じることなく、効率良く容易に行うことができる。
【００４６】
そして、組み立てられた第一シールリング保持体３を、図２に示す如く、各ボルト１１によりハウジング１に取り付けることにより、分割型メカニカルシールの組み立てが完了する。
【００４７】
第一シールリング保持体３のハウジング１への取り付けは、各ボルト１１を締め付けていくことにより、第一シールリング４が第二シールリング５に当接した状態から第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力に抗して漸次軸方向に移動しつつ行われ、第一シールリング保持体３がハウジング１に取り付けられると、図１及び図２に示す如く、第一シールリング４の第一シール面７が第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂの押圧力によって第二シールリング６の第二シール面８も適正な接触面圧で接触した状態で且つ当該第一シールリング４が軸方向に移動可能な状態に、当該分割型メカニカルシールが組み立てられる。
【００４８】
この間においても、上記したように、第一リング部分４Ａ，４Ｂに軸方向のズレが生じず、第一シールリング４の第一シール面７が適正な平滑面となる。
【００４９】
このように、本発明の分割型メカニカルシールは、第一リング部分４Ａ，４Ｂ及び第二リング部分６Ａ，６Ｂを軸方向のズレを生じることなく、未熟練者でも、効率良く容易に行うことができる。
【００５０】
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において、適宜に改良，変更することができ、例えば図８又は図９に示す如く構成することができる。なお、図８及び図９において、図１〜図７に示す部材に相当する部材については、同一の符合を付することにより、その説明を省略する。
【００５１】
上記した実施の形態では、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂを板バネで構成したが、図８に示す如く、第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂを複数個のコイルスプリング２６で構成してもよい。すなわち、第一保持体部分３Ａ，３Ｂの基端部分３ｃ，３ｃにスプリングリテーナ２７を取り付けて、このスプリングリテーナ２７と第一リング部分４Ａ，４Ｂの基端部分４ｃとの間に複数個のコイルスプリング２６（一個のみ図示）を周方向の適当間隔を隔てて装填する。
【００５２】
また、図９に示す如く、回転機器のハウジング１に取り付けられる第一シールリング保持体２８及びこれに保持される第一シールリング２９並びにこれらの分割部分である第一保持体部分２８Ａ，２８Ｂと第一リング部分２９Ａ，２９Ｂとの間に設けられる第一弾性部材３０Ａ，３０Ｂ及び第一係止手段３１Ａ，３１Ｂを、図８に示す第二シールリング保持体５及び第二シールリング６並びに第二弾性部材２０Ａ，２０Ｂ及び第二係止手段２１Ａ，２１Ｂと同様構成とすると共に、当該回転機器の回転軸２に取り付けられる第二シールリング保持体３２及びこれに保持される第二シールリング３３並びにこれらの分割部分である各第二保持体部分３２Ａ，３２Ｂと各第二リング部分３３Ａ，３３Ｂとの間に設けられる各第二弾性部材３４Ａ，３４Ｂ及び各第二係止手段３５Ａ，３５Ｂを、図８に示す第一シールリング保持体３及び第一シールリング４並びに各第一弾性部材１８Ａ，１８Ｂ及び各第一係止手段１９Ａ，１９Ｂと同様構成とすることも可能である。
【００５３】
また、図９に示す分割型のメカニカルシールにおいて、各第二弾性部材３４Ａ，３４Ｂを、コイルスプリングに代えて図２及び図５に示す板バネで構成することも可能である。
【００５４】
また、上記した実施の形態では、第一シールリング保持体３、第一シールリング４、第二シールリング保持体５及び第二シールリング６を、何れも径方向に二分割したが、三分割以上に分割することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１      ハウジング
２      回転軸
３      第一シールリング保持体
３Ａ    第一保持体部分
３Ｂ    第一保持体部分
４      第一シールリング
４Ａ    第一リング部分
４Ｂ    第一リング部分
５      第二シールリング保持体
５Ａ    第二保持体部分
５Ｂ    第二保持体部分
６      第二シールリング
６Ａ    第二リング部分
６Ｂ    第二リング部分
１８Ａ  第一弾性部材
１８Ｂ  第一弾性部材
１９Ａ  第一係止手段
１９Ｂ  第一係止手段
１９ａ  第一被係止部
１９ｂ  第一係止部
２０Ａ  第二弾性部材
２０Ｂ  第二弾性部材
２１Ａ  第二係止手段
２１Ｂ  第二係止手段
２１ａ  第二被係止部
２１ｂ  第二係止部
２６    コイルスプリング
２８    第一シールリング保持体
２８Ａ  第一保持体部分
２８Ｂ  第一保持体部分
２９    第一シールリング
２９Ａ  第一リング部分
２９Ｂ  第一リング部分
３０Ａ  第一弾性部材
３０Ｂ  第一弾性部材
３１Ａ  第一係止手段
３１Ｂ  第一係止手段
３２    第二シールリング保持体
３２    第二保持体部分
３２Ｂ  第二保持体部分
３３    第二シールリング
３３Ａ  第二リング部分
３３Ｂ  第二リング部分
３４Ａ  第二弾性部材
３４Ｂ  第二弾性部材
３５Ａ  第二係止手段
３５Ｂ  第二係止手段
【図１】
2019043891.tif 000003
【図２】
2019043891.tif 000004
【図３】
2019043891.tif 000005
【図４】
2019043891.tif 000006
【図５】
2019043891.tif 000007
【図６】
2019043891.tif 000008
【図７】
2019043891.tif 000009
【図８】
2019043891.tif 000010
【図９】
2019043891.tif 000011
【国際調査報告】
2019043891.tif 000012
2019043891.tif 000013