(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸側に装着された回転リングユニットおよび当該回転リングユニットに保持された回転密封リングを有する回転側密封部と、シールハウジング側に配備された固定側密封部と、前記回転密封リングと前記固定側密封部の固定密封リングとを摺動自在に圧接させる接面圧付与部材と、を備えて成り、前記回転密封リングと前記固定密封リングとの圧接摺動面における外周から内周方向への被密封液の漏れを防ぐようにしたインサイド型のメカニカルシールであって、
前記回転リングユニットの液側壁面と、前記回転軸または当該回転軸に固定されたポンプ部材の大気側壁面との間に、前記回転軸に対して前記回転リングユニットをリング周方向に固定する回り止め部材が配備され、前記回転リングユニットの液側壁面と前記回転軸または当該回転軸に固定されたポンプ部材の大気側壁面との間であって且つ前記回り止め部材よりも半径方向外方位置に、半径方向内方への被密封液の漏れを防ぐ第１シールリングが配備され、前記回転リングユニットにおける前記回転軸を通される軸穴の内周面に、大気側部分を大径とし液側部分を小径とする穴側段部が形成され、前記回転リングユニットの穴側段部と係合して前記回転リングユニットが固定密封リング方向へ移動することを阻止する軸側段部が、前記回転軸の外周面に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】
前記回転リングユニットが、回転軸に装着されたストッパリングと、前記ストッパリングの大気側端部にリング軸心方向移動自在に装着されていて前記回転密封リングを保持する保持用リングと、前記ストッパリングと前記保持用リングの間に介装されてリング軸心方向の被密封液の漏れを防ぐ第２シールリングと、前記接面圧付与部材と、から構成されている請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記ストッパリングに形成されている軸穴の内周面と前記回転軸の外周面との間に、被密封液の軸心方向の漏れを防ぐ第３シールリングが配備されている請求項２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
互いに非接触で螺合して回転する一対のポンプスクリューと、前記一対のポンプスクリューを非接触で収容するとともに前記一対のポンプスクリューとの間でポンプ室を形成するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングに連結されていて前記一対のポンプスクリューの片端部を片持ち状で回動自在に支承する軸受部とを備え、ポンプ室が形成された領域のポンプケーシングには被密封液をポンプ室に取り入れるための取入口が設けられ、一対のポンプスクリューの遊動端側のポンプケーシングにはポンプ室から移送された被密封液を吐出するための吐出口が設けられていて、取入口からポンプ室に取り入れられた被密封液を、一対のポンプスクリューの回転駆動により移送し吐出口から吐出する２軸スクリューポンプにおいて、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のメカニカルシールが、前記軸受部と前記ポンプケーシングとの境目部に配備されるとともに、前記メカニカルシールの回転リングユニットの液側壁面と、前記回転軸または当該回転軸に固定されたポンプスクリューの大気側壁面とが、前記回り止め部材を介してリング周方向に固定されていることを特徴とする２軸スクリューポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性液状の食品や医薬品などを搬送するサニタリー性重視のポンプに用いられるメカニカルシール、およびこのメカニカルシールを用いた２軸スクリューポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のポンプに用いられるメカニカルシールとしては、回転密封リングの圧接摺動面と固定密封リングの圧接摺動面との間で、液側である内周から大気側である外周への被密封液の漏れを防ぐようにされたアウトサイド型のものが、慣例的にロータリーポンプに多用されている。
斯かるアウトサイド型のメカニカルシールを図８および円Ｅ内の拡大図に示す。図示のメカニカルシール５１は、ポンプ部材Ｔの軸穴ＴＡに装着されて固定された回転軸Ｒの外方に配置されたシールハウジング５２と、シールハウジング５２の筒内にＯリング５３を介して取り付けられた固定密封リング３と、固定密封リング３よりも大気側Ｖで回転軸Ｒの外周面に装着されたシートリング４と、シートリング４の内周面４Ａと回転軸Ｒの外周面の間に介装されたシャフトパッキン５４と、から構成されている。シートリング４は、その圧接摺動面２５が図外のコイルバネなどにより固定密封リング３の圧接摺動面２５に摺動自在に押し付けられることによりシール作用を生じさせている。
【０００３】
このメカニカルシール５１において、ポンプ部材Ｔのポンプ作用により圧力を高められた非密封液Ｊは、液側Ｌである固定密封リング３の液側壁面３Ａに面しており、シャフトパッキン５４で止められる。ところが、このアウトサイド型のメカニカルシール５１は、シールハウジング５２および固定密封リング３がポンプ部材Ｔ近くの液側Ｌに配置されているので、固定密封リング３の内周面３Ｂおよびシートリング４の内周面４Ａと回転軸Ｒの外周面との間に、比較的容量の大きな隙間５５を持たざるを得ない。そのため、シャフトパッキン５４までの長い隙間５５に、非密封液Ｊが入り込めば、いったん入り込んだ非密封液ＪはＣＩＰ洗浄（定置洗浄）などによっても洗い切れず、サニタリー性を損ないやすかったのである。
【０００４】
一方で、回転密封リングの圧接摺動面と固定密封リングの圧接摺動面との間において、大気側である外周から液側である内周への被密封液の漏れを防ぐようにしたインサイド型のメカニカルシールが知られており、２軸スクリューポンプなどに多用されている。斯かるインサイド型のメカニカルシールを図９に示す。図示のメカニカルシール６１は、回転軸Ｒの外方に配置される円筒状のシールハウジング２内に配備されるものである。すなわち、このメカニカルシール６１は、シールハウジング２側に配備されて固定密封リング３を有する固定側密封部２３と、回動軸Ｒ側に配備されて回転密封リング７を有する回転側密封部２１と、回転密封リング７と固定密封リング３を摺動自在に圧接させる接面圧付与部材１３と、を備えて構成されている。前記の回転軸Ｒは、ポンプ部材Ｔに形成されている軸穴ＴＡに装入されてボルトなどの螺止により一体的にポンプ部材Ｔに固定されている。
【０００５】
前記の回転側密封部２１は、回転軸Ｒに装着されたストッパリング１０ｃと、ストッパリング１０ｃの大気Ｖ側端部にリング軸心Ｓに沿う方向に移動自在に装着された保持用リング８と、保持用リング８とストッパリング１０ｃとの間に介装された第２シールリング９と、シャフトパッキン１１と、ストッパリング１０ｃの雌ネジ孔６３に螺止された固定用ネジ６２と、を備えて構成されている。固定用ネジ６２は、ストッパリング１０ｃを回転軸Ｒに直に固定するためのものである。ストッパリング１０ｃが装着される部位の回転軸Ｒは、軸心Ｓ方向の全体に直径が同径にされている。
前記の固定側密封部２３は、シールハウジング２内に装着された円筒状のシートケース５と、シートケース５内に装着された円形リング状のシートリング４と、シートリング４の外周面とシールハウジング２の内周面との間に装着されたＯリング１２と、シートリング４の液側Ｌ端面に固着された円形リング状の固定密封リング３と、を備えて構成されている。
このようなサニタリー性重視でインサイド型のメカニカルシールとしては、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】登録実用新案第３１５５５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記したインサイド型のメカニカルシール６１では、液側Ｌの被密封液Ｊが、ストッパリング１０ｃの液側壁面１０Ｆとポンプ部材Ｔの大気側壁面ＴＣとの間からストッパリング１０ｃの内周面１０Ｇと回転軸Ｒの外周面との間の隙間に入り込み、シャフトパッキン１１まで浸入して洗浄を困難にするという不具合がある。但し、インサイド型のメカニカルシール６１は、ストッパリング１０ｃの液側壁面１０Ｆからシャフトパッキン１１までの内周面１０Ｇがアウトサイド型のものと比べて短いことから、回転軸Ｒの外周面との隙間の容量が比較的小さいという利点はある。
他方で、ストッパリング１０ｃは固定用ネジ６２により回転軸Ｒの外周面に固定されているので、被密封液Ｊが雌ネジ孔６３と固定用ネジ６２との微小隙間を通ってストッパリング１０ｃの内周面１０Ｇと回転軸Ｒの外周面との間に浸入することもある。更には、経時使用や運転時の振動により固定用ネジ６２が弛んで、被密封液Ｊの一層の浸入を許したりストッパリング１０ｃの固定が効かなくなったりするおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、不具合の多い固定用ネジを省略するとともに、被密封液が回転リングユニットとポンプ部材との間から回転リングユニットの内周面と回転軸の外周面との間の隙間に浸入することを防止することのできるメカニカルシール、およびこれを用いた２軸スクリューポンプの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るインサイド型のメカニカルシールは、回動軸側に装着された回転リングユニットおよび当該回転リングユニットに保持された回転密封リングを有する回転側密封部と、シールハウジング側に配備された固定側密封部と、回転密封リングと固定側密封部の固定密封リングとを摺動自在に圧接させる接面圧付与部材と、を備えて成り、回転密封リングと固定密封リングとの圧接摺動面における外周から内周方向への被密封液の漏れを防ぐようにしたインサイド型のメカニカルシールであって、回転リングユニットの液側壁面と、回転軸または当該回転軸に固定されたポンプ部材の大気側壁面との間に、回転軸に対して回転リングユニットをリング周方向に固定する回り止め部材が配備され、回転リングユニットの液側壁面と回転軸または当該回転軸に固定されたポンプ部材の大気側壁面との間であって且つ回り止め部材よりも半径方向外方位置に、半径方向内方への被密封液の漏れを防ぐ第１シールリングが配備され、回転リングユニットにおける回転軸を通される軸穴の内周面に、大気側部分を大径とし液側部分を小径とする穴側段部が形成され、回転リングユニットの穴側段部と係合して回転リングユニットが固定密封リング方向へ移動することを阻止する軸側段部が、回転軸の外周面に形成されていることを特徴とする構成にしてある。
【００１０】
また、前記構成において、回転リングユニットが、回転軸に装着されたストッパリングと、ストッパリングの大気側端部にリング軸心方向移動自在に装着されていて回転密封リングを保持する保持用リングと、ストッパリングと保持用リングの間に介装されてリング軸心方向の被密封液の漏れを防ぐ第２シールリングと、接面圧付与部材と、から構成されているものである。
【００１１】
そして、前記構成において、ストッパリングに形成されている軸穴の内周面と回転軸の外周面との間に、被密封液の軸心方向の漏れを防ぐ第３シールリングが配備されているものである。
【００１２】
更に、本発明に係る２軸スクリューポンプは、互いに非接触で螺合して回転する一対のポンプスクリューと、一対のポンプスクリューを非接触で収容するとともに一対のポンプスクリューとの間でポンプ室を形成するポンプケーシングと、ポンプケーシングに連結されていて一対のポンプスクリューの片端部を片持ち状で回動自在に支承する軸受部とを備え、ポンプ室が形成された領域のポンプケーシングには被密封液をポンプ室に取り入れるための取入口が設けられ、一対のポンプスクリューの遊動端側のポンプケーシングにはポンプ室から移送された被密封液を吐出するための吐出口が設けられていて、取入口からポンプ室に取り入れられた被密封液を、一対のポンプスクリューの回転駆動により移送し吐出口から吐出するポンプにおいて、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のメカニカルシールが、軸受部とポンプケーシングとの境目部に配備されるとともに、メカニカルシールの回転リングユニットの液側壁面と、回転軸または当該回転軸に固定されたポンプスクリューの大気側壁面とが、回り止め部材を介してリング周方向に固定されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るメカニカルシールによれば、回転リングユニットは回り止め部材により回転軸に対してリング周方向に固定されるので、液漏れなど不具合の多かった従来の固定用ネジを省略することができる。また、回転リングユニットの液側壁面と回転軸または当該回転軸に固定されたポンプ部材の大気側壁面との間であって且つ回り止め部材よりも半径方向外方位置に第１シールリングが配備されているので、被密封液が回転リングユニットとポンプ部材との間から回転リングユニットの内周面と回転軸の外周面との間の隙間に浸入することを防止することができる。このとき、回転リングユニットは第１シールリングにより大気側に向けて弾性的に押されるが、穴側段部が回転軸の軸側段部に係止され得る。
【００１４】
また、回転リングユニットとして、回転軸に装着されたストッパリングと、回転密封リングを保持する保持用リングと、ストッパリングと保持用リングの間に介装された第２シールリングと、接面圧付与部材と、から構成されているものを用いることができる。
【００１５】
そして、通常はストッパリングの内周面と回転軸の外周面の間への被密封液の浸入が第１シールリングの存在により防止されているが、ストッパリングの内周面と回転軸の外周面の間に第３シールリングが配備されているものでは、経年劣化や摩損などにより第１シールリングのシール機能が低下した場合でも、この第３シールリングの存在により大気側への被密封液の浸入を確実に防ぐことができる。
【００１６】
更に、本発明に係る２軸スクリューポンプによれば、前記した第１シールリングを有するインサイド型のメカニカルシールが軸受部とポンプケーシングとの境目部の回転軸に配備されるとともに、回転リングユニットの液側壁面と、回転軸または当該回転軸に固定されたポンプスクリューの大気側壁面とが回り止め部材を介してリング周方向に固定されているので、被密封液としての食品などを大気側へ確実に漏らすことなく扱えるサニタリー用途向けの２軸スクリューポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るインサイド型のメカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図である。
【図２】前記メカニカルシールを示す図であって、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】前記メカニカルシールを用いた２軸スクリューポンプの内部を示す一部断面を含む平面図である。
【図４】前記２軸スクリューポンプの内部を示す一部断面を含む側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係るインサイド型のメカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図である。
【図６】前記別のメカニカルシールを示す図５におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るインサイド型のメカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図である。
【図８】従来のアウトサイド型メカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図である。
【図９】従来のインサイド型メカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係るインサイド型のメカニカルシールを示す一部断面を含む部分拡大側面図（円Ｃ内の拡大図含む）、図２は前記メカニカルシールを示す図であって、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図をそれぞれ示している。但し、図９に示した従来のインサイド型のメカニカルシールと同一の構成要素には、同一の符号を付すとともにその詳細な説明を省略することがある。
【００１９】
各図において、この実施形態に係るインサイド型のメカニカルシール１は、回転軸Ｒの外方に配置される円筒状のシールハウジング２内に配備されるものである。すなわち、このメカニカルシール１は、シールハウジング２側に配備されて固定密封リング３を有する固定側密封部２３と、回動軸Ｒ側に配備されて回転密封リング７を有する回転側密封部２１と、回転密封リング７と固定密封リング３を摺動自在に圧接させる接面圧付与部材１３と、を備えて構成されている。前記の回転軸Ｒは、例えばスクリューポンプのポンプスクリュー（ポンプ部材の例）Ｔに固定されている。具体的に、回転軸ＲはポンプスクリューＴに形成された軸穴ＴＡに装入されて固定用板１８およびボルト１７の螺止により一体的に固定されている。
【００２０】
前記の固定側密封部２３は、シールハウジング２内に装着された円筒状のシートケース５と、シートケース５内に装着された円形リング状のシートリング４と、シートケース５とシートリング４の間に配備されてシートリング４を周方向に固定する回り止めピン６と、シートリング４の外周面とシールハウジング２の内周面との間に装着されたＯリング１２と、シートリング４の液側Ｌ端面に固着された円形リング状の固定密封リング３と、から構成されている。
【００２１】
前記の回転側密封部２１は、回動軸Ｒ側に装着された回転リングユニット２２と、回転リングユニット２２の大気側Ｖ端部に配備された回転密封リング７と、から構成されている。前記の回転リングユニット２２は、回転軸Ｒに装着されたストッパリング１０と、ストッパリング１０の大気Ｖ側端部にリング軸心Ｓに沿う方向に移動自在に装着された保持用リング８と、保持用リング８の内周溝８Ｂに装着されていてストッパリング１０との間に介装された第２シールリング９と、を備えて構成されている。第２シールリング９は例えばＯリングなどで構成されていて、リング軸心Ｓに沿う方向の被密封液Ｊの漏れを防ぐようになっている。回転密封リング７は、保持用リング８の大気側Ｖ端面に固着されている。
【００２２】
ストッパリング１０の大気側Ｖ端面には、例えば３つの案内穴１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂと、例えば３つの保持用穴１０Ｃ，１０Ｃ，１０Ｃと、が軸心Ｓ方向に陥入して形成されている。各保持用穴１０Ｃには、コイルバネなどから成る接面圧付与部材１３がそれぞれ装入されている。各接面圧付与部材１３の大気側Ｖ端部は、保持用リング８のリング内周面に形成された内周鍔部８Ａの液側Ｌ端面にそれぞれ当接している。各案内穴１０Ｂには、内周鍔部８Ａの液側Ｌ端面から突設されたドライブピン１４がそれぞれ装入されている。これらのドライブピン１４は、ストッパリング１０に対する保持用リング８の移動を周方向でなく軸心Ｓ方向に案内するためのものである。
【００２３】
回転軸Ｒを通されるストッパリング１０の軸穴２２Ａにおいて、軸心Ｓ方向の略中央部に在る内周面１０Ｇ２には、内周溝１０Ａが全周にわたって刻設されている。この内周溝１０Ａには、ストッパリング１０の内周面１０Ｇ２と回転軸Ｒの外周面との間をシールする第３シールリング１１が装着されている。この第３シールリング１１は例えばシャフトパッキンなどで構成され、液側Ｌ部分に在る被密封液Ｊが軸心Ｓに沿って大気側Ｖに向かう方向に漏れることを確実に防ぐための副次的なものとして機能する。
【００２４】
ストッパリング１０における軸穴２２Ａの内周面１０Ｇにおいて、大気側Ｖ部分である大径の内周面１０Ｇ２と、液側Ｌ部分である小径の内周面１０Ｇ１との境目に、穴側段部１０Ｈが形成されている。一方、ストッパリング１０の穴側段部１０Ｈと対面する位置の回転軸Ｒの外周面には、穴側段部１０Ｈと係脱自在に係合する軸側段部ＲＡが形成されている。この回転軸Ｒの軸側段部ＲＡは、ストッパリング１０の穴側段部１０Ｈと係合してストッパリング１０が固定密封リング３方向へ移動することを阻止するようになっている。
【００２５】
そして、ストッパリング１０の内周面１０Ｇ１の対角位置には、例えば軸心Ｓと平行して延びる２つの係止溝１０Ｋ，１０Ｋが形成されている。一方、ストッパリング１０の係止溝１０Ｋ，１０Ｋと対面する位置における、回転軸Ｒの外周面には、半径方向内向きに陥入する係止穴ＲＢ，ＲＢが形成されている。これらの係止穴ＲＢ，ＲＢには、ピン状の回り止め部材１５，１５が嵌め付けられている。回り止め１５，１５の先端部は回転軸Ｒの外周面から少し突出しており、これらの突出部分がストッパリング１０の係止溝１０Ｋ，１０Ｋ内に装入されて、軸心Ｓに沿う方向に移動自在となっている。すなわち、これらの回り止め部材１５，１５は、回転軸Ｒに対してストッパリング１０をリング周方向に関して固定している。そして、ストッパリング１０の液側Ｌ先端面における、回り止め部材１５よりも半径方向外方位置には、棚段状の側周溝１０Ｊが全周にわたって形成されている。この側周溝１０Ｊに、Ｏリングなどから成る第１シールリング１６が装着される。すなわち、第１シールリング１６は、側周溝１０Ｊ（液側壁面１０Ｆの一部）と、ポンプスクリューＴの大気側壁面ＴＣとに密着している。これにより、第１シールリング１６は、側周溝１０Ｊよりも内方の液側壁面１０Ｆへの被密封液Ｊの漏れを防止している。
【００２６】
上記のように構成されたメカニカルシール１の作用を次に説明する。このメカニカルシール１は、回転密封リング７の圧接摺動面２５と固定密封リング３の圧接摺動面２５との間において、液側Ｌである外周から大気側Ｖである内周への被密封液Ｊの漏れを防ぐようにしたインサイド型のものである。まず、回転軸Ｒが図外のモータの駆動により回転すると、ポンプスクリューＴがポンプ力を発生させて被密封液Ｊを搬送し、ポンプスクリューＴおよび回転軸Ｒの回転に伴って回転側密封部２１も回転する。このとき、回転リングユニット２２の保持用リング８は接面圧付与部材１３，１３，１３のバネ弾性力により固定側密封部２３に向かって弾力的に押圧され、回転密封リング７の圧接摺動面２５が固定密封リング３の圧接摺動面２５に摺動自在に圧接され、これによってシール作用を生じさせている。
【００２７】
ストッパリング１０は回転軸Ｒの外周面に遊動端側から装着されたのち、回転軸ＲがポンプスクリューＴの軸穴ＴＡに装着されて固定されている。一方で、ストッパリング１０はその側周溝１０Ｊに嵌め込まれた第１シールリング１６により大気側Ｖ向きに弾性的に付勢されるが、その穴側段部１０Ｈが軸側段部ＲＡに当接して止まる。このとき、回り止め部材１５はストッパリング１０をポンプスクリューＴに固定することにより、間接的に回転軸Ｒに対する周方向の固定を行なっている。
他方で、保持用リング８およびストッパリング１０よりも外方位置の液側Ｌには非密封液Ｊが存在するが、第２シールリング９が在ることにより、非密封液Ｊがストッパリング１０と保持用リング８との間から大気側Ｖに浸入することはない。また、第１シールリング１６はストッパリング１０の側周溝１０ＪとポンプスクリューＴの大気側壁面ＴＣとに密着しているので、非密封液Ｊが半径方向内向きに入り込んでストッパリング１０の内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との間に浸入するという不具合を阻止する。
【００２８】
以上に述べたように、この実施形態のメカニカルシール１によれば、回転リングユニット２２のストッパリング１０は回り止め部材１５により回転軸Ｒに対しリング周方向に関して固定されるので、液漏れなど不具合の多かった従来の固定用ネジ（図９中の符号６２）を省略することができる。また、ストッパリング１０の側周溝１０Ｊとポンプ部材Ｔの大気側壁面ＴＣとの間であって且つ回り止め部材１５よりも半径方向外方位置に、第１シールリング１６が配備されているので、被密封液Ｊがストッパリング１０とポンプ部材Ｔとの間からストッパリング１０の内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との間の隙間に浸入することを防止することができる。このとき、ストッパリング１０は第１シールリング１６の弾性力により大気側Ｖへ向けて弾性的に押されるが、穴側段部１０Ｈが回転軸Ｒの軸側段部ＲＡに係止されその位置で停止され得る。
【００２９】
そして、第３シールリング１１がストッパリング１０の内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との隙間に配備されているので、その隙間への被密封液Ｊの浸入を防ぐ第１シールリング１６が経年劣化や摩損などによりシール機能が低下した場合でも、この第３シールリング１１の存在により大気側Ｖへの被密封液Ｊの浸入を確実に防ぐことができる。
【００３０】
引き続き、前記したメカニカルシール１を２軸スクリューポンプに適用した例につき図３および図４も用いて説明する。
この実施形態に係る２軸スクリューポンプ３１は、前後貫通した筒状のポンプケーシング３２と、ポンプケーシング３２の末端部に連結された軸受部５と、を備えている。ポンプ室３６が形成されている領域のポンプケーシング３２の上面には、被密封液Ｊをポンプ３６室に取り入れるための取入口４８が形成されている。ポンプケーシング３２の前端部には、吐出口４９を有する吐出側ケーシング３が連結されている。ポンプケーシング３２内には一対のポンプスクリューＴ，Ｔが収容される。各ポンプスクリューＴの基部は、軸穴ＴＡが軸心Ｓ方向に貫通して設けられた円筒状に形成されている。これらの軸穴ＴＡに回転軸Ｒが挿し通されたのち、回転軸Ｒの遊動端に固定用板１８があてがわれてボルト１７で螺止され回転軸Ｒに一体的に固定されている。また、各基部の外周面には螺旋状のスクリュー歯が形成されている。
【００３１】
前記の受部３５は軸受ケーシング３９と区画板４０とから箱体状に形成されており、区画板４０の端面にポンプケーシング３２の筒端面が連結されボルトなどで固定されている。軸受ケーシング３９内には円錐コロ軸受４１，４１とコロ軸受４２，４２が配備されている。これらのコロ軸受４１，４２は一方の回転軸Ｒの片端部を片持ち状に回動自在に支承しており、他方の回転軸Ｒの片端部も別の円錐コロ軸受４１とコロ軸受４２により片持ち状に回動自在に支承されている。すなわち、この軸受部３５は一対のポンプスクリューＴ，Ｔの片端部を片持ち状で回動自在に支承するようになっている。
【００３２】
そして、一方の回転軸Ｒに同期歯車４３が固着されており、この同期歯車４３と噛合する他方の同期歯車４３が他方の回転軸Ｒに固着されている。これら同期歯車４３，４３の同期噛合により、一対のポンプスクリューＴ，Ｔは互いに接触することなく噛み合うように回転し、ポンプケーシング３２の内周面３２Ａとも非接触である。この場合、一方の回転軸Ｒが駆動軸となり減速機構などの連結機構５０を介してモータＭに連結されている。尚、２軸スクリューポンプ３１が食品、医薬品、化粧料材料など移送用である場合は、サニタリー性、すなわち衛生面および性質保持面の観点から、被密封液Ｊが直に接する部品として、少なくともポンプケーシング３２、ポンプスクリューＴ，Ｔ、吐出側ケーシング３３および配管類には、ステンレス製の材料を用いることが望ましい。
【００３３】
そして、この２軸スクリューポンプ３１では、インサイド型のメカニカルシール１が、軸受部３５とポンプケーシング３２との境目部である区画板４０の近傍位置に配備されている。すなわち、軸受ケーシング３９内で区画板４０の近傍における、回転軸Ｒ，Ｒに、既述したメカニカルシール１，１がそれぞれ装着されている。この場合、各メカニカルシール１のシールハウジング２は、区画板４０の軸装着用穴の内周面に固定されている。また、回転リングユニット２２におけるストッパリング１０と、回転軸Ｒに固定されたポンプスクリューＴの大気側壁面ＴＣとが、回り止め部材１５を介してリング周方向に固定されている。
【００３４】
上記のように構成された２軸スクリューポンプ３１の作用を次に説明する。移送される高粘度の被密封液Ｊとしては、例えば味噌、水飴、バター、溶融チョコレートなどの食品、クリームなどの化粧料、溶融合成樹脂などの工業材料、あるいは医療用材料などが挙げられる。先ず、モータＭの回転駆動により、一方のポンプスクリューＴが一方向に回転すると、同期歯車１３ａ，１３ｂを介して動力伝達された他方のポンプスクリューＴが逆回りに同期回転する。そこで、被密封液Ｊを取入口４８に投入すると、その被密封液Ｊはポンプ室３６内へ取り込まれる。これにより、ポンプ室３６内の被密封液Ｊは、ポンプスクリューＴ，Ｔのポンプ作用により圧力が高まって吐出側ケーシング３３に向けて送られていき、吐出口１９から勢いよく送り出される。この場合、圧力が高まった被密封液Ｊは各メカニカルシール１の液側Ｌに到達しているが、第１シールリング１６の存在により、ストッパリング１０の内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との間に浸入できないのである。
【００３５】
以上に述べたように、この実施形態の２軸スクリューポンプ３１によれば、第１シールリング１６を有するインサイド型のメカニカルシール１が軸受部３５とポンプケーシング３２との境目部の回転軸Ｒに配備されるとともに、ストッパリング１０の液側Ｌと回転軸Ｒとが回り止め部材１５を介してリング周方向に固定されているので、被密封液Ｊとしての食品などを大気側Ｖへ確実に漏らすことなく扱えるポンプを提供できたのである。加えて、ポンプスクリューＴ，Ｔおよびポンプケーシング３２の内周面３２Ａが非接触なので、金属摩耗粉を発生させることなく、被密封液Ｊに剪断力を与えず変質させることがない。すなわち、食品、医療品などの移送に好適なサニタリー性の高いポンプを提供することができる。
【００３６】
尚、上記の実施形態では、ストッパリング１０における液側壁面１０Ｆに側周溝１０Ｊを形成し、この側周溝１０Ｊに第１シールリング１６を装着し、更にストッパリング１０における液側Ｌの内周面１０Ｇ１に係止溝１０Ｋ，１０Ｋを形成するとともに、回転軸Ｒには係止穴ＲＢを形成し、この係止穴ＲＢに回り止め部材１５が嵌め付けられたメカニカルシール１を例示したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、円Ｄ内の拡大図を含む図５および図６に示すように、ストッパリング１０ａの液側壁面１０Ｆに回り止め部材１５ａが取り付けられて成るメカニカルシール１ａも、本発明に含まれる。このメカニカルシール１ａにおいて、ストッパリング１０ａにおける軸穴２２Ａにおいて、大気側Ｖ部分である大径の内周面１０Ｇ２と、液側Ｌ部分である小径の内周面１０Ｇ１との境目に、穴側段部１０Ｈａが形成されている。一方、ストッパリング１０ａの穴側段部１０Ｈａと対面する位置の回転軸Ｒの外周面には、穴側段部１０Ｈａと係脱自在に係合する軸側段部ＲＡａが形成されている。
【００３７】
他方、ストッパリング１０ａにおける液側Ｌ先端面の対角位置には、例えば２つの係止穴１０Ｄ，１０Ｄが形成されている。これらの係止穴１０Ｄ，１０Ｄには、ピン状の回り止め部材１５ａ，１５ａが固定されている。回り止め部材１５ａ，１５ａは、ボルト１７などで回転軸Ｒに固定されたポンプスクリュー（ポンプ部材の例）Ｔの大気側壁面ＴＣに形成されている係合穴ＴＢ，ＴＢに出入り自在な遊嵌状に装入されている。すなわち、これらの回り止め部材１５ａ，１５ａは、回転軸Ｒに対してストッパリング１０ａをリング周方向に固定するようになっている。そして、液側Ｌ先端面における回り止め部材１５ａよりも半径方向外方位置のストッパリング１０ａには、棚段状のリング受け面１０Ｅが全周にわたって形成されている。このリング受け面１０Ｅに、Ｏリングなどから成る第１シールリング１６が装着される。すなわち、第１シールリング１６は、リング受け面１０Ｅと、リング受け面１０Ｅとつながるストッパリング１０ａの液側壁面１０Ｆと、ポンプスクリューＴの大気側壁面ＴＣと、に密着している。これにより、第１シールリング１６はリング半径方向内向きへの被密封液Ｊの漏れを防ぐようにしている。
【００３８】
上記構成のメカニカルシール１ａによっても、従来の固定用ネジではなく回り止め部材１５ａにより、ストッパリング１０ａを回転軸Ｒに対しリング周方向に関して固定することができる。また、第１シールリング１６の配備により、被密封液Ｊがストッパリング１０ａの内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との間の隙間に浸入することを防止できる。
【００３９】
また、上記では、ストッパリング１０，１０ａと保持用リング８とに分割しそれらの間に第２シールリング９および接面圧付与部材１３を介在させた回転リングユニット２２を例示したが、本発明はそれらに限定されない。
例えば、図７に示すようなメカニカルシール１ｂも、本発明に含まれる。図７のメカニカルシール１ｂが、既述したメカニカルシール１（図１，２）の構成と異なるところは、回転リングユニットがストッパリング１０ｂと保持用リング８ｂとに分割されていることと、ストッパリング１０ｂの内周溝１０Ａ、案内穴１０Ｂおよび保持用穴１０Ｃならびに第２シールリング９が無いことと、保持用リング８ｂに形成された内周溝に第３シールリング１１ａが装着されていることと、ストッパリング１０ｂおよび保持用リング８ｂの外周を取り巻く大径コイルリング状の接面圧付与部材１３ａが３つの接面圧付与部材１３，１３，１３の替わりに配備されたことである。
このような接面圧付与部材１３ａを有するメカニカルシール１ｂであっても、ストッパリング１０ｂを回転軸Ｒに対しリング周方向に関して固定することができ、第１シールリング１６の配備により被密封液Ｊがストッパリング１０ｂの内周面１０Ｇ１と回転軸Ｒの外周面との間に浸入することを防止できることは言うまでもない。
【００４０】
そして、上記では、インサイド型のメカニカルシールとして、ストッパリング１０，１０ａと保持用リング８とに分割しそれらの間に第２シールリング９および接面圧付与部材１３を介在させた回転リングユニット２２を用いた例を示したが、本発明はそれに限定されるものでない。例えば、回転リングユニットを一体物に構成して回転軸に取り付けるとともに、固定側密封部のシートリングを２つの部材に分割して構成しそれらの間に接面圧付与部材を介在させるようにしたものも、本発明に含まれる。また、前記の接面圧付与部材としては、ストッパリング１０，１０ａに用いた複数のコイルバネ（１３）や、ストッパリング１０ｂに用いた大径のコイルバネ（１３ａ）の替わりに、例えば捻りリング状バネその他を用いることも可能である。
【００４１】
そして、上記では、メカニカルシール１，１ａ，１ｂを２軸スクリューポンプに適用した例を示したが、本発明のメカニカルシールはそれに限定されるものでない。例えば、ベーンポンプ、モーノポンプなどのような食品衛生に適したポンプについても、好ましく適用できる。
【００４２】
尚、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、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ，１ｂ  メカニカルシール
２  シールハウジング
３  固定密封リング
７  回転密封リング
８  保持用リング
９  第２シールリング
１０，１０ａ，１０ｂ  ストッパリング
１０Ｄ  係止穴
１０Ｅ  リング受け面
１０Ｆ  液側壁面
１０Ｇ，１０Ｇ１，１０Ｇ２  内周面
１０Ｈ，１０Ｈａ  穴側段部
１０Ｊ  側周溝（液側壁面）
１０Ｋ  係止溝
１１，１１ａ  第３シールリング
１３，１３ａ  接面圧付与部材
１５  回り止め部材
１６  第１シールリング
２１  回転側密封部
２２  回転リングユニット
２２Ａ  軸穴
２３  固定側密封部
２５  圧接摺動面
３１  ２軸スクリューポンプ
３２  ポンプケーシング
３５  軸受部
３６  ポンプ室
４０  区画板
４８  取入口
４９  吐出口
Ｊ  被密封液
Ｌ  液側
Ｓ  軸心
Ｔ  ポンプスクリュー（ポンプ部材）
ＴＢ  係合穴
ＴＣ  大気側壁面
Ｒ  回転軸
ＲＡ，ＲＡａ  軸側段部
ＲＢ  係止穴
Ｖ  大気側
【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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