(57)【要約】【課題】固定環に設けられた溝が、固定環の回り止めを行うためのピンから外れてしまうことを抑制することのできるメカニカルシールを提供する。【解決手段】固定環１４０には、径方向に伸びるピンＰ２に係合されることによって、ハウジングに対する回り止めがなされる溝１４１が設けられると共に、溝１４１は、固定環１４０における軸線方向の両端面のうち、押圧部材が配置される側とは反対側の端面から該押圧部材に向けて軸線方向に伸びる第１溝１４１ａと、第１溝１４１ａにおける前記押圧部材が配置される側の先端から周方向に向けて伸びる第２溝１４１ｂと、を備えていることを特徴とする。【選択図】図３
2019116941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するメカニカルシールにおいて、
前記ハウジングに対して設けられる固定環と、
前記固定環に対して摺動自在に設けられ、前記回転軸と共に回転する回転環と、
前記回転環を前記固定環に向けて押圧する押圧部材と、
を備え、
前記固定環には、径方向に伸びるピンに係合されることによって、前記ハウジングに対する回り止めがなされる溝が設けられると共に、
前記溝は、
前記固定環における軸線方向の両端面のうち、前記押圧部材が配置される側とは反対側の端面から該押圧部材に向けて軸線方向に伸びる第１溝と、
第１溝における前記押圧部材が配置される側の先端から周方向に向けて伸びる第２溝と、を備えていることを特徴とするメカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定環と回転環とを備えるメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するメカニカルシールにおいては、ハウジングに対して設けられる固定環と、回転軸と共に回転する回転環とが設けられている。そして、固定環はハウジングに対して回転してしまわないように回り止めがなされている。固定環は、ＳｉＣやカーボンなどの脆性材料で構成されることが多い。この場合には、ネジやボルトなどで固定環を固定することができないため、一般的に、固定環に設けられた溝等に、ハウジングなどに設けられたピンを係合させることで、固定環の回り止めがなされる。
【０００３】
例えば、回転環を固定環に向けて押圧する押圧部材が備えられるメカニカルシールの場合には、固定環における軸線方向の両端面のうち、押圧部材が配置されている側とは反対側の端面から押圧部材に向けて軸線方向に伸びる溝に対してピンが係合される（特許文献１，２参照）。このように構成されるメカニカルシールにおいては、固定環は回転環を介して押圧部材によって押圧されるため、通常、ピンから溝が外れてしまうことはない。
【０００４】
しかしながら、何らかの影響によって、固定環に対して、押圧部材による押圧方向とは反対側から圧力が加わってしまう虞もある。この場合には、押圧部材による押圧力に抗して固定環が押圧部材側に向かって移動してしまい、ピンから溝が外れてしまう虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１６６６４３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、固定環に設けられた溝が、固定環の回り止めを行うためのピンから外れてしまうことを抑制することのできるメカニカルシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【０００８】
すなわち、本発明のメカニカルシールは、
回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するメカニカルシールにおいて、
前記ハウジングに対して設けられる固定環と、
前記固定環に対して摺動自在に設けられ、前記回転軸と共に回転する回転環と、
前記回転環を前記固定環に向けて押圧する押圧部材と、
を備え、
前記固定環には、径方向に伸びるピンに係合されることによって、前記ハウジングに対する回り止めがなされる溝が設けられると共に、
前記溝は、
前記固定環における軸線方向の両端面のうち、前記押圧部材が配置される側とは反対側の端面から該押圧部材に向けて軸線方向に伸びる第１溝と、
第１溝における前記押圧部材が配置される側の先端から周方向に向けて伸びる第２溝と
、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第２溝にピンが係合されることで、固定環が軸線方向に移動しようとしても、ピンが第２溝の側面に突き当たるため、固定環は軸線方向に移動することはできない。そのため、何らかの影響によって、固定環に対して押圧部材による押圧方向とは反対側から圧力が加わったとしても、固定環は軸線方向に移動することはできない。従って、固定環に設けられた溝がピンから外れてしまうことが抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、固定環に設けられた溝が、固定環の回り止めを行うためのピンから外れてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施例に係るメカニカルシールの使用状態を示す模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係る固定環の正面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る固定環の取付手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係るメカニカルシールについて説明する。図１は本発明の実施例に係るメカニカルシールの使用状態を示す模式的断面図である。なお、図１においては、メカニカルシールの中心軸線を含む面でメカニカルシールを切断した断面図を示しており、説明の便宜上、特徴的な部分を示すため切断位置の位相（周方向の位相）は適宜異なっている。また、図１においては、奥行き線を適宜省略している。図２は本発明の実施例に係る固定環の正面図である。図３は本発明の実施例に係る固定環の取付手順を示す説明図である。なお、図３中の固定環は図２中のＣＣ断面に相当する。以下の説明において、「軸線方向」とは、メカニカルシールにおける中心軸線が伸びる方向を意味する。
【００１４】
＜メカニカルシール＞
本実施例に係るメカニカルシール１００の全体構成について説明する。メカニカルシール１００は、回転軸５００と、回転軸５００の軸孔を有するハウジング６００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。図１に示すように、メカニカルシール１００によって、回転軸５００とハウジング６００との間の環状隙間が封止されて、ハウジング内部の領域（Ａ）とハウジング外部の領域（Ｂ）とが隔てられる。これにより、ハウジング内部の領域（Ａ）内の密封対象流体が、ハウジングの外部の領域（Ｂ）に漏れてしまうことが抑制される。
【００１５】
本実施例に係るメカニカルシール１００においては、回転軸５００に固定されるスリーブ１１０と、ハウジング６００に固定されるハウジングケース１２０とが備えられている。そして、これらスリーブ１１０とハウジングケース１２０との間の環状隙間を、メカニカルシール１００の主要構成である回転環１３０と固定環１４０とによって封止することで、回転軸５００とハウジング６００の間の環状隙間が封止される。また、本実施例に係るメカニカルシール１００においては、スリーブ１１０に対して軸線方向にスライド自在
に設けられ、かつ回転環１３０を保持するための環状の保持部材１５０が設けられている。また、本実施例に係るメカニカルシール１００においては、スリーブ１１０に対して固定される環状部材１６０も設けられている。更に、本実施例に係るメカニカルシール１００においては、回転環１３０を固定環１４０に向けて押圧する押圧部材１７０も設けられている。
【００１６】
スリーブ１１０は円筒状の部材により構成される。このスリーブ１１０に回転軸５００が挿入された状態で、スリーブ１１０は回転軸５００に固定される。ハウジングケース１２０は、環状の部材により構成され、ハウジング６００の端面に固定される。なお、ハウジング６００とハウジングケース１２０との間にはガスケットＧが設けられており、これらハウジング６００とハウジングケース１２０との間の隙間から領域（Ａ）内の密封対象流体が漏れないように構成されている。また、ハウジングケース１２０とスリーブ１１０との間の環状隙間には密封装置Ｍが設けられており、ハウジングケース１２０の内部に異物が混入しないように構成されている。更に、ハウジングケース１２０には、洗浄液を流し込むための第１流路１２１と、漏れた流体を排出するための第２流路１２２とが形成されている。
【００１７】
回転環１３０は、ＳｉＣやカーボンなどの材料により構成される。また、この回転環１３０には、保持部材１５０に取り付けられたピンＰ１が係合される係合穴１３１が設けられている。これにより、回転環１３０は回転軸５００に対して回り止めがなされる。従って、回転軸５００が回転すると、スリーブ１１０と保持部材１５０と共に回転環１３０は回転する。
【００１８】
固定環１４０は、ＳｉＣやカーボンなどの材料により構成される。また、この固定環１４０には、ハウジングケース１２０に取り付けられたピンＰ２（径方向に伸びるピンＰ２）が係合される溝１４１が設けられている。これにより、固定環１４０はハウジングケース１２０及びハウジング６００に対して回り止めがなされる。従って、回転軸５００と共に回転環１３０が回転しても、固定環１４０が回転してしまうことはなく、回転環１３０と固定環１４０との間で摺動する。
【００１９】
環状部材１６０は固定具Ｋ（図示の例ではセットスクリュ）によって、スリーブ１１０に固定されている。この環状部材１６０と保持部材１５０との間に押圧部材１７０が設けられている。本実施例に係る押圧部材１７０は、コイルスプリングであり、環状部材１６０と保持部材１５０との間に圧縮された状態で設けられている。これにより、保持部材１５０が押圧部材１７０により押圧されて、回転環１３０が固定環１４０に向けて押圧される。従って、回転環１３０と固定環１４０が摺動自在に密着された状態が維持される。
【００２０】
更に、本実施例に係るメカニカルシール１００においては、スリーブ１１０と保持部材１５０との間の環状隙間を封止するシールリングＳ１と、回転環１３０と保持部材１５０との間の環状隙間を封止するシールリングＳ２と、固定環１４０とハウジングケース１２０との間の環状隙間を封止するシールリングＳ３とを備えている。
【００２１】
＜固定環の回り止め機構＞
本実施例に係る固定環１４０の回り止め機構について説明する。上記の通り、本実施例に係る固定環１４０には溝１４１が設けられている。そして、この溝１４１にピンＰ２が係合されることによって、固定環１４０はハウジングケース１２０及びハウジング６００に対して回り止めがなされている。つまり、固定環１４０がハウジング６００に対して相対的に回転しないように構成されている。
【００２２】
そして、本実施例に係る固定環１４０に設けられている溝１４１は、第１溝１４１ａと
第２溝１４１ｂとから構成される。第１溝１４１ａは、固定環１４０における軸線方向の両端面のうち、押圧部材１７０が配置される側とは反対側（図１及び図３において右側）の端面から押圧部材１７０に向けて軸線方向に伸びるように構成される。また、第２溝１４１ｂは、第１溝１４１ａにおける押圧部材１７０が配置される側（図１及び図３において左側）の先端から周方向に向けて伸びるように構成される。
【００２３】
以上のように構成される固定環１４０においては、まず、第１溝１４１ａにピンＰ２が挿入されるように、固定環１４０がハウジングケース１２０に装着される。すなわち、図３の左側の図に示すように、固定環１４０は矢印Ｘ方向に装着される。次に、固定環１４０はハウジングケース１２０に対して回転されて、ピンＰ２が第２溝１４１ｂに係合される。すなわち、図３中の真ん中の図に示すように、固定環１４０は矢印Ｒ方向に回転される。これにより、ピンＰ２は第２溝１４１ｂに係合された状態となる（図３の右側の図参照）。なお、回転軸５００及び回転環１４０の回転方向が上記の矢印Ｒ方向となるように、第２溝１４１ｂを設定するのが望ましい。つまり、第１溝１４１ａから第２溝１４１ｂが伸びる方向は、回転軸５００及び回転環１４０が回転する方向（矢印Ｒ方向）と逆向きとなるように設定するのが望ましい。これにより、回転軸５００及び回転環１４０の回転時に、固定環１４０には、摺動抵抗によって矢印Ｒ方向に回転させようとする力が作用するものの、固定環１４０が回転してしまうことはない。
【００２４】
＜本実施例に係るメカニカルシールの優れた点＞
本実施例に係るメカニカルシール１００によれば、第２溝１４１ｂにピンＰ２が係合されることで、固定環１４０が軸線方向に移動しようとしても、ピンＰ２が第２溝１４１ｂの側面に突き当たる。そのため、固定環１４０は軸線方向に移動することはできない。これにより、何らかの影響によって、固定環１４０に対して押圧部材１７０による押圧方向とは反対側から圧力が加わったとしても、固定環１４０は軸線方向に移動することはできない。従って、固定環１４０に設けられた溝１４１がピンＰ２から外れてしまうことが抑制される。
【００２５】
（その他）
上記実施例においては、第１溝１４１ａの先端から周方向の一方側に第２溝１４１ｂが伸びるように構成されることで、溝１４１がＬ字形状となるように構成される場合を示した。しかしながら、第１溝の先端から周方向の両側に第２溝が伸びるように構成されることで、溝がＴ字形状となるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１００  メカニカルシール
１１０  スリーブ
１２０  ハウジングケース
１２１  第１流路
１２２  第２流路
１３０  回転環
１３１  係合穴
１４０  固定環
１４１  溝
１４１ａ  第１溝
１４１ｂ  第２溝
１５０  保持部材
１６０  環状部材
１７０  押圧部材
５００  回転軸
６００  ハウジング
Ｇ  ガスケット
Ｋ  固定具
Ｍ  密封装置
Ｐ１，Ｐ２  ピン
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  シールリング
【図１】
2019116941.tif 000003
【図２】
2019116941.tif 000004
【図３】
2019116941.tif 000005