【手続補正書】
【提出日】平成15年6月20日(2003.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回動する軸とハウジングとの間に配置されるダブルメカニカルシールであって、前記軸に並んで配置されて互いの反対端面に密封摺動面を有する第１摺動環と第２摺動環と、前記ハウジングに保持されて前記第１摺動環の密封摺動面と密接する第３摺動環と前記第２摺動環の密封摺動面に密接する第４摺動環とを備え、前記第１摺動環と前記第２摺動環の間に配置されて前記第１摺動環と前記第２摺動環とを軸方向へ弾発可能に保持するとともに前記第１摺動環と前記第２摺動環を密封に保持するケース環及び前記ケース環の内周面に設けられて前記軸と弾力状態に嵌着可能な嵌着面を有する環状着座部を具備することを特徴とするダブルメカニカルシール。
【請求項２】
前記環状着座部がエラストマ材製のリングに形成されて前記ケース環の内周面に保持されることを特徴とする請求項１に記載のダブルメカニカルシール。
【請求項３】
前記ケース環は断面コの字形を背面合わせに結合して内周面を形成する内周円筒部と前記内周円筒部に遊合する前記第１摺動環と前記第２摺動環を軸方向へ弾発可能な移動範囲内に規制する外周円筒部とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダブルメカニカルシール。
【請求項４】
バネが前記第１摺動環と前記第２摺動環の共有であって、前記第１摺動環と前記第２摺動環の間に配置されると共に、前記ケース環に開設された開口部を通じて軸方向移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のダブルメカニカルシール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば水中ポンプに装着される軸封装置としては、典型的には図２に示すように、モータの駆動力によってインペラを回転させるシャフト１の軸周を、インペラ室Ａとモータ室Ｂとの間で軸方向に配列した二組のメカニカルシール１０Ａ，１０Ｂによって軸封するダブルメカニカルシールがある。各メカニカルシール１０Ａ，１０Ｂは、それぞれインペラ側ハウジング２及びモータ側ハウジング３に取り付けられた固定摺動環１１Ａ，１１Ｂと、シャフト１側に取り付けられて前記固定摺動環１１Ａ，１１Ｂに摺接することにより密封摺動面ＳＡ，ＳＢを形成する回転摺動環１３Ａ，１３Ｂとを有する。インペラ側のメカニカルシール１０Ａは、インペラ室Ａとモータ室Ｂとの間にハウジング２，３によって画成されたオイル室Ｃ内の潤滑油がシャフト１の軸周からインペラ室Ａへ漏出するのを防止すると共に、インペラ室Ａの流体（水）がオイル室Ｃへ侵入するのを防止するものであり、モータ側のメカニカルシール１０Ｂは、オイル室Ｃの潤滑油がシャフト１の軸周からモータ室Ｂへ漏れるのを防止するものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち、本発明に係わるダブルメカニカルシールは、相対回動する軸とハウジングとの間に配置されるダブルメカニカルシールであって、軸に並列に配置されて互いの反対端面に密封摺動面を有する第１摺動環と第２摺動環と、ハウジングに保持されて第１摺動環の密封摺動面と密接する第３摺動環と第２摺動環の密封摺動面に密接する第４摺動環とを備え、第１摺動環と第２摺動環の間に配置されて第１摺動環と第２摺動環とを軸方向へ弾発可能に保持するとともに前記第１摺動環と前記第２摺動環を密封に保持するケース環及びケース環の内周面に設けられて軸と弾力状態に嵌着可能な嵌着面を有する環状着座部を具備するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この構成によれば、双方のメカニカルシールの回転環と、その間に介在するバネと、環状着座部が、前記両回転環に係合したケース環を介してひとつの回転側組立体をなすものである。また、相対回動する軸の回転力をケース環を介して回転環側へ伝達する環状着座部が、従来構造におけるベローズのように回転環と連結されるものではないので、ケース環及び回転環ごと軸外周から引き抜く際に破損する恐れがない。なお、ここでいう「固定環」とは、密封要素としての第３摺動環と第４摺動環のほか、これをハウジングに固定するための環状部材を有する場合はこの環状部材を含めて総称するものであり、「回転環」とは、前記第３摺動環と第４摺動環と密接摺動する密封要素としての第１摺動環と第２摺動環のほか、これに一体的に設けられる環状リテーナ等を有する場合は、これら環状リテーナ等を含めて総称するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明において一層好ましい構成としては、環状着座部がエラストマ材製のリングに形成されてケース環の内周面に保持されているものである。この構成によれば、両メカニカルシールの回転側構成部品を保持するケース環がエラストマ材製から成る環状着座部の圧縮反力によって軸に固定され、セットスクリュ等を用いないので、装着の際の煩雑さがない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明において一層好ましい他の構成としては、ケース環は断面コの字形を背面合わせに結合して内周面を形成する内周円筒部と内周円筒部に遊合する第１摺動環と第２摺動環を軸方向へ弾発可能な移動範囲内に規制する外周円筒部とを有するものである。この構成によれば、両メカニカルシールの回転側構成部品がケース環によって一体化されているので、前記回転側構成部品の軸への装着や取り外しを一度に行うことができ、作業性がよいし、両メカニカルシールの回転側構成部品を軸に装着する際に部品の脱落が生じない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明において一層好ましい更に他の構成としては、バネが前記第１摺動環と前記第２摺動環の共有であって、前記第１摺動環と前記第２摺動環の間に配置されると共に、前記ケース環に開設された開口部を通じて軸方向移動可能に設けられる。このようにすれば、軸方向における前記ケースの装着位置に誤差があっても第１摺動環，第２摺動環と第３摺動環，第４摺動環との摺動面圧が変化しない。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るダブルメカニカルシールを水中ポンプの軸封手段として装着した好ましい一実施形態を示すもので、参照符号１０１はインペラ室Ａ内に配置されたインペラ（図示省略）をモータ室Ｂ内に設置されたモータ（図示省略）の駆動力によって回転させるシャフト、１０２はインペラ室Ａとオイル室Ｃとを区画するインペラ側ハウジング、１０３はオイル室Ｃとモータ室Ｂとを区画するモータ側ハウジングである。この実施形態によるダブルメカニカルシールは、シャフト１０１の軸周に、両ハウジング１０２，１０３の間で軸方向に並んだ二組のメカニカルシール２０，３０を備え、これらのメカニカルシール２０，３０は、それぞれ例えば硬質摺動材料であるＳｉＣからなる第３摺動環，第４摺動環（以下、固定摺動環という）２１，３１と、同じくＳｉＣ製であって前記固定摺動環２１，３１の間に配列した第１摺動環，第２摺動環（以下、回転摺動環という）２３，３３と、この回転摺動環２３，３３を軸方向における相反する方向へ付勢して前記固定摺動環２１，３１に押し付けるコイルスプリング４１を有する。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
モータ側メカニカルシール３０における固定摺動環３１は、モータ側ハウジング１０３の内周部にオイル室Ｃ側へ向けて形成された環状凹部１０３ａ内にカップガスケット３２を介して圧入嵌着されている。そしてこの固定摺動環３１に軸方向に衝合され密封摺動面Ｓ３０を形成する回転摺動環３３と、インペラ側メカニカルシール２０における回転摺動環２３と一体の環状リテーナ２４は軸方向における相反する方向を向き、金属製のケース環（以下、ケースという）４２に収容されている。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ケース４２の第一及び第二の内周円筒部４２２，４２４の内周にはエラストマからなる環状着座部（以下、環状シートと言う）４３が配置されており、この環状シート４３は、シャフト１０１の外周面と前記内周円筒部４２２，４２４の内周面との間で径方向に適当な締め代を与えられた状態で介在している。前記内周円筒部４２２，４２４の相反する方向の端部には、径方向に圧縮された環状シート４３が軸方向へ伸長変形するのを規制する内向き鍔部４２２ａ，４２４ａが形成されている。このため、環状シート４３には図示の装着状態において大きな圧縮応力を発生するので、ケース４２がシャフト１０１の外周面にしっかりと固定される。また、第二の内周円筒部４２４側の内向き鍔部４２４ａは、シャフト１０１の外周面にモータ側が大径となるように形成された環状段差部１０１ａに衝合し、これによってケース４２の装着位置が規定されている。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
２０，３０  メカニカルシール
２１  第１摺動環（回転摺動環）
３１  第２摺動環（回転摺動環）
２３  第３摺動環（固定摺動環）
３３  第４摺動環（固定摺動環）
２４  環状リテーナ（回転環）
４１  コイルスプリング（バネ）
４２  ケース環（ケース）
４２２  第一の円筒部（円筒部）
４２２ａ，４２４ａ  内向き鍔部
４２４  第二の円筒部（円筒部）
４３  環状着座部（環状シート）
１０１  シャフト
１０２，１０３  ハウジング