(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面を有するハウジングと前記ハウジングの内周面内に配置された回転軸との間の被密封流体の流出をシールするメカニカルシール装置であって、
前記回転軸を内嵌する内周面を有すると共に一端にシール面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する回転用密封環と、
前記回転用密封環の外周に有して前記シール面側へ発散する形の第１外テーパ面と、
前記第１外テーパ面に対向する第１内テーパ面を有すると共に周方向が分割可能にされた分割面を有し且つ互いの前記分割面を締め付けできる締付外周面を有して環状に組み立てられる第１ホルダと、
前記第１ホルダの締付外周面と嵌合して前記第１ホルダの分割面を密接させる嵌合面を有すると共に前記回転軸に嵌着する内周面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する第１締付リングと、
前記回転用密封環とほぼ同形状を成して前記シール面と密接する相対シール面を有すると共に前記回転軸を嵌設する内周面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する静止用密封環と、
前記静止用密封環の外周に有する前記相対シール面側へ発散する形の第２外テーパ面と、
前記第２外テーパ面に対向する第２内テーパ面を有すると共に周方向が分割可能にされた分割面を有し且つ互いの前記分割面を締め付けできる締付外周面を有する環状に組み立てられる第２ホルダとを具備し、
前記第１ホルダと前記第２ホルダとがほぼ同一形状に形成され、
前記第１内テーパ面と第１外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製の第１Ｏリングを有すると共に、前記第２内テーパ面と第２外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製の第２Ｏリングを有することを特徴とするメカニカルシール装置。
【請求項２】
前記第１内テーパ面と第１外テーパ面との間が前記シール面側に向かって縮小されていると共に、前記第２内テーパ面と第２外テーパ面との間が前記シール面側に向かって縮小されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルシール装置。
【請求項３】
前記回転用密封環の分割面と、前記静止用密封環の分割面と、前記第１ホルダの分割面と、前記第２ホルダの分割面は互いの分割面が接合可能な破断面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメカニカルシール装置。
【請求項４】
前記回転用密封環の分割面と、前記静止用密封環の分割面と、前記第１ホルダの分割面と、前記第２ホルダの分割面とにゴム状弾性材のシール層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のメカニカルシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ポンプ、攪拌機、研磨機、ロータリージョイント等に用いられるメカニカルシール装置に関する。特に、スラリ−を含む流体をシールするのに適したメカニカルシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の先行技術に関し、実公平１−２９３２５号公報の図３に記載の従来例１のメカニカルシールが存在する。図５はこの公報に開示されたメカニカルシール１００の半断面図である。
【０００３】
図５に於いて、メカニカルシール１００は、ハウジング１６０内の被密封流体をシールするために、ハウジング１６０と回転軸１３０との間に配置されている。このメカニカルシール１００は、分割された静止用密封環１０５の相対シール面１０６と分割された回転用密封環１０２のシール面１０３が接面してシールする。
【０００４】
静止用密封環１０５の外周面は、図示省略のＯリングを介してハウジング１６０に固着されている。同時に、静止用密封環１０５の分割面間は分割面を合わせてシールしている。
この静止用密封環１０５はカーボン材製である。そして、一端に突出した面に相対シール面１０６が形成されている。又、静止用密封環１０５の内周面はスリーブ１３１との間に間隙が形成されている。
【０００５】
一方、静止用密封環１０５に対向する回転用密封環１０２には、対向面にシール面１０３が形成されており、このシール面１０３が相対シール面１０６と密接している。この回転用密封環１０２も２分割されている分割面が接合してシールされている。又、回転用密封環１０２のシール面１０３と反対側にはテーパ面１０４が形成されている。
この分割された回転用密封環１０２を外周側から保持するためにテーパ面１０３にスリーブ１３１が移動自在に嵌合したリテーナ１１０のテーパ嵌合面１１１が接合している。このテーパ嵌合面１１１は、リテーナ１１０の先端内周面に設けられている。
【０００６】
リテーナ１１０はスプリング１１５により押圧されて回転用密封環１０２のテーパ面１０４を締め付けるように構成されている。又、スプリング１１５は回転軸１３０に嵌着したフランジ部により支持されている。尚、リテーナ１１０とスリーブ１１６の内周面は嵌合面との間をＯリングによりシールしている。
【０００７】
このように構成されたメカニカルシール１００は、回転用密封環１０２および静止用密封環１０５が分割されているが、リテーナ１１０とスプリング１１５等は分割されていない。このためにメカニカルシール１００を装着する場合には、回転軸１３０やスリーブ１３１を装置から取り出して装着しなければならない問題が存する。
【０００８】
又、被密封流体がスラリを含む場合には、回転用密封環１０２のテーパ面１０４とリテーナ１１０のテーパ嵌合面１１１との間にすラリーが介在すると、このテーパ面の嵌合間に間隙が生じ、この間隙間から被密封流体が漏洩することになる。
更には、スプリング１１５やリテーナ１１０の内周面等にスラリーや高粘度の被密封流体が付着して回転用密封環１０２の作動を悪化させてシール面１０３のシール能力を悪化させることになる。
【０００９】
次に、他の先行技術として特開平７−１９８０４３号公報の図２に示す従来例２のメカニカルシールが存在する。この公報には図６に示すメカニカルシールが開示されている。
【００１０】
図６に於いて、回転軸１３０の外周には、２分割された回転用密封環１２２のシール面１２３と２分割された静止用密封環１２５の相対シール面１２６とが対向して接面状態に配置されている。
２分割の回転用密封環１２２はホルダ１２７により一体に保持されている。このホルダ１２７も２分割されており、分割面に直交する方向へ図示省略のボルトにより締結されている。更に、このホルダ１２７にはＯリング用環状溝１３３が形成されており、この環状溝１３３にＯリング１３４を配置して回転軸１３０との嵌合間をシールしている。このため、ホルダ１２７は大型に形成されている。
【００１１】
そして、ホルダ１２７の一端内周側にはドライブピン１２８の一端が結合されており、回転用密封環１２２の溝１３２に係合させて両者を１体に回動する。更に、ホルダ１２７と回転用密封環１２２との嵌合間の断面角状の台形状空間部１３０にはＯリング１２９が配置されて両者間をシールしている。
又、このホルダ１２７と回転用密封環１２２は、ハウジング１６０に取り付けられたグランド組立体１６０Ａの空室１６２内に配置されている。そして、ホルダ１２７の外周面１３６は空室１６２の内周面との間が間隔に形成されて機器内部と連通して被密封流体が流入する。
【００１２】
次に、静止用密封環１２５は回転軸１３０との間に間隙を設けた内周面を設けると共に、外周面がグラント組立体１６０Ａの内周面と摺動自在に嵌合している。又、一端にシール面１２６が設けられている。更に、シール面１２６と反対面には周方向に沿って等配に設けられた板ばね１３５により弾発に押圧されている。更に又、静止用密封環１２５の外周面とグランド組立体１６０Ａの内周面との間隙は断面軸方向へ平行な長手状空間部１６１に形成されている。そして、長手状空間部１６１には移動Ｏリング１３１が設けられている。この移動Ｏリング１３１は、被密封流体の圧力を受けると軸方向へ移動可能に配置されている。
【００１３】
このように構成された従来例２のメカニカルシール１５０は、移動Ｏリング１３１が固定用密封環１２５とグランド組立体１６０Ａとの間をシールする状態で被密封流体の圧力により移動するように構成されているから、被密封流体が高粘度又はスラリを含む場合には、Ｏリング１３１とその対向面との間に被密封流体の不純物が介在してＯリング１３１を一端側に固着した状態にし、静止用密封環１２５が板ばね１３５の押圧力では移動しないようになる。その結果、相対シール面１２６の密封接触が不完全になり、シール面１２３と相対シール面１２６との間にスラリが介在して摩耗を促進させると共に、シール能力を悪化させる。
【００１４】
又、静止用密封環１２５は、移動Ｏリング１３１で保持されているのみであるから、軸方向に長い静止用密封環１２５の分割面における密封接触が不完全になり、分割面から被密封流体が漏洩することになる。
更に、ホルダ１２７にドライブピン１２８を結合したり、静止用密封環１２５を板ばね１３５により押圧する構造のために、ホルダ１２７，回転用密封環１２２、静止用密封環１２５、板ばね１３５の取り付け構造、分割されたグランド組立体１６０Ａの形状が複雑になり加工コストを上昇させることになる。更には、これらの部品の組立が複雑で、組み立て作業を困難にしている
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例１で説明したように、回転用密封環１０２および静止用密封環１０５は分割されているが、リテーナ１１０とスプリング１１５等は分割されていないので、メカニカルシール１００を装着する場合には、回転軸１３０やスリーブ１３１を装置から取り出して装着しなければならないので、回転用密封環１０２や静止用密封環１０５を分割しても、組立状の効果が発揮されない欠点の問題が存する。
【００１６】
又、被密封流体がスラリを含む場合には、回転用密封環１０２のテーパ面１０４とリテーナ１１０のテーパ嵌合面１１１との間にすラリーが介在するので、このテーパ面の嵌合間に間隙が生じ、この間隙間から被密封流体が漏洩することになる問題が存する。
更には、スプリング１１５やリテーナ１１０の内周面等にスラリーや高粘度の被密封流体が付着して回転用密封環１０２のシール面に対する応答性の作動を悪化させてシール面１０３のシール能力が発揮できなくなる。
【００１７】
又、上述の従来例２では、被密封流体が高粘度又はスラリを含む場合には、Ｏリング１３１とその対向面との間に被密封流体の不純物が介在してＯリング１３１を一端側に固着した状態にし、静止用密封環１２５が板ばね１３５の押圧力では移動しないようになるので、相対シール面１２６の密封接触が不完全になり、シール面１２３と相対シール面１２６との間にスラリが介在して摩耗を促進させると共に、メカニカルシールのシール能力を悪化させることになる。
【００１８】
又、静止用密封環１２５は、移動Ｏリング１３１で保持されているのみであるから、軸方向に長い分割面の密封接触が完全に密接することができずに、分割面から被密封流体が漏洩することになる。
更に、ホルダ１２７にドライブピン１２８を結合したり、静止用密封環１２５を板ばね１３５により押圧する構造のために、ホルダ１２７，回転用密封環１２２、静止用密封環１２５、板ばね１３５の取り付け構造、分割されたグランド組立体１６０Ａの形状が複雑になり加工コストを上昇させることになる。更には、これらの部品の組立が複雑で、組立コストと共に、組み立て作業を困難にしている
【００１９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、メカニカルシールの密封環の共通化を可能にして部品点数を少なくし、部品コストを低減することにある。
更に、密封環を固定するドライブピンや密封環を押圧するスプリングのない構成にし、被密封流体の不純物がこれらの部品に付着して密封環のシール面に於ける相対シール面に対する密接応答性の悪化を防止することにある。
【００２０】
スラリを含む被密封流体や高粘度の被密封流体に対し、Ｏリングに不純物が付着してシール能力に問題を惹起することなく、効果的にシールできるようにすることにある。
又、分割された回転用密封環の分割面および分割された静止用密封環の分割面の接合に於けるシールを確実にすることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的手段は以下のように構成されている。
【００２２】
請求項１に係わる本発明のメカニカルシール装置は、内周面を有するハウジングと前記ハウジングの内周面内に配置された回転軸との間の被密封流体の流出をシールするメカニカルシール装置であって、前記回転軸を内嵌する内周面を有すると共に一端にシール面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する回転用密封環と、前記回転用密封環の外周に有する前記シール面側へ発散する形の第１外テーパ面と、前記第１外テーパ面に対向する第１内テーパ面を有すると共に周方向が分割可能にされた分割面を有し且つ互いの前記分割面を締め付けできる締付外周面を有する環状に組み立てられる第１ホルダと、前記第１ホルダの締付外周面と嵌合して前記第１ホルダの分割面を密接させる嵌合面を有すると共に前記回転軸に嵌着する内周面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する第１締付リングと、前記回転用密封環とほぼ同形状を成して前記シール面と密接する相対シール面を有すると共に前記回転軸を嵌設する内周面を有し且つ周方向が分割可能にされた分割面を有する静止用密封環と、前記静止用密封環の外周に有する前記相対シール面側へ発散する形の第２外テーパ面と、前記第２外テーパ面に対向する第２内テーパ面を有すると共に周方向が分割可能にされた分割面を有し且つ互いの前記分割面を接合させる締付外周面を有する環状に組み立てられる第２ホルダとを具備し、前記第１内テーパ面と前記第１外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製の第１Ｏリングを有すると共に、前記第２内テーパ面と前記第２外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製の第２Ｏリングを有するものである。
【００２３】
この請求項１に係わる本発明のメカニカルシール装置では、第１内テーパ面と前記第１外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製のＯリングを有すると共に、前記第２内テーパ面と前記第２外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製のＯリングを有するので、このＯリングにより回転用密封環のシール面と静止用密封環の相対シール面とを互いに圧接させるように作用する。このために、密封環を押圧するスプリングを必要としない。
又、Ｏリングは両テーパ面により強く圧着された構成であるから、ドライブピンも必要としない。更には、回転用密封環と静止用密封環とはほぼ同一形状であるから、部品が共通化でき、量産効果が期待できる。従って、メカニカルシール装置の部品点数を低減することが可能になる。
更に、このＯリングの圧着状態は、被密封流体のスラリや高粘度の不純物がＯリングの接合面に侵入するのが防止できるので、スラリを含む被密封流体又は高粘度の被密封流体をシールするのに適したメカニカルシール装置を得ることができる。
【００２４】
請求項２に係わる本発明のメカニカルシール装置は、前記第１内テーパ面と第１外テーパ面との間が前記シール面側に向かって縮小されていると共に、前記第２内テーパ面と第２外テーパ面との間が前記シール面側に向かって縮小されているものである。
【００２５】
この請求項２に係わる本発明のメカニカルシール装置では、回転用密封環の第１外テーパ面とホルダの第１内テーパ面との間隔寸法がシール面側へ向かって狭く構成されているから、シール面をＯリングの弾性力により相対シール面へ圧接させることが可能になる。
更に、静止用密封環と第２ホルダのテーパ面間も同様に構成されているから同様な作用効果を奏して相対シール面をシール面へ密接させることが可能になる。このため、密封環の構造を簡単にできると共に、両者とも同一形状を可能にして、量産化によるコストを低減できる。
【００２６】
請求項３に係わる本発明のメカニカルシール装置は、前記回転用密封環の分割面と、前記静止用密封環の分割面と、前記第１ホルダの分割面と、前記第２ホルダの分割面は、それらの環状体を接合可能に破断した断面に形成されているものである。
【００２７】
この請求項３に係わる本発明のメカニカルシール装置では、各分割面は、一体に形成したリング形状を軸方向に一直線に破断して分割面に接合可能な凹凸が形成されているから、この破断した分割面を接合すると、ずれることなく一体に接合することができる。このため、接合面が強固になる。
【００２８】
請求項４に係わる本発明のメカニカルシール装置は、前記回転用密封環の分割面と、前記静止用密封環の分割面と、前記第１ホルダの分割面と、前記第２ホルダの分割面とにゴム状弾性材のシール層を有するものである。
【００２９】
この請求項４に係わる本発明のメカニカルシール装置では、各分割面にゴム状弾性材をコーテングしてシール層が設けられているから、各分割面を圧接すればシール面は密封に接合するから、被密封流体が分割面から漏洩するのを防止することが可能になる。
【００３０】
請求項５に係わる本発明のメカニカルシール装置は、第１ホルダと第２ホルダとがほぼ同一形状に形成されているものである。
【００３１】
この請求項５に係わる本発明のメカニカルシール装置では、第一ホルダの第１内テーパ面と第２ホルダの第２内テーパ面とが、それぞれ回転用密封環の第１外テーパ面と静止用密封環の第２外テーパ面とに対応する形状であるために、第１ホルダと第２ホルダとを同一形状に形成することが可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るメカニカルシール装置の好ましい実施の形態を、図１から図４を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る第１実施の形態のメカニカルシール装置１の半断面図である。又、図２は、図１の回転用密封環２の平面図である。図３は、図１の第１ホルダの平面図である。図４は、締め付けリングの平面図である。
【００３３】
図１に於いて、１はメカニカルシール装置である。このメカニカルシール装置１は、スラリーを含む被密封流体又は高粘度の被密封流体用のポンプなどに取り付けられるメカニカルシール装置である。
このポンプのハウジング６０の内周面には、回転可能且つ軸方向の相対移動が阻止された状態に配置されて外周面５６のある回転軸５０とが嵌装ている。
このハウジング６０の内周面と回転軸５０の外周面５６との間の嵌合間にこのメカニカルシール装置１が配置されている。
【００３４】
メカニカルシール装置１は、シール面３を対称に同一形状の回転用密封環２と静止用密封環１０とが対向するように配置されている。
この回転用密封環２は、図２に示すように回転軸５０に間隙を設けて嵌合する第１内周面５が形成されている。又、回転用密封環２の一端にはシール面３を設けていると共に、外周面にはシール面３側へ向かって発散する形の第１外テーパ面４が設けられている。
更に、この回転用密封環２は炭化珪素の材料によりリング状に焼結して形成される。そして、回転用密封環２の円周上を２等分に破断して破断面を分割面２Ａに形成している。この分割面２Ａは、ほぼ軸方向へ直線上を成しているが、破断面は凹凸に形成されている。このため、この凹凸した分割面２Ａを接合すれば破断面は元の状態に接合するから、分割面２Ａは力を受けてもずれることなく、完全なリング状に保持される。
そして、分割面２Ａにはゴムをコーテングしたシール層３０が設けられている。このシール層３０は、ニトリルゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、樹脂材などの材料を被密封流体の適性に応じて用いられ、コーテングや接着などにより分割面２Ａに一体に形成される。尚、分割面２Ａは、破断だけでなく、機械加工により切断して分割することもできる。
【００３５】
この回転用密封環２を内周面で囲むようにして環状を成す第１ホルダ６が配置されている。この第１ホルダ６は図３に示すように形成されている。第１ホルダ６には、回転用密封環２の第１外テーパ面４と所定の間隙Ｋを設けて対向する第１内テーパ面７が設けられている。この第１内テーパ面７は、第１外テーパ面４に対してシール面３側に向かって間隙Ｋを縮小するように形成されている。この間隙Ｋは、設計に応じて、両テーパ面を平行にしたり、シール面３側の間隙Ｋを広くしたり種々に選択される。
又、第１ホルダ６の第１内テーパ面７と軸方向の反対側には、締付外周面８が設けられており、締め付け外周面８を締め付けることにより、後述する分割面６Ａを接合してリング状に形成される。従って、第１内テーパ面７側の外方の外周面８Ａを締め付けても、締付外周面８と同様に、２つの分割された第１ホルダ６をリング状に結合することができる。
【００３６】
回転用密封環２と第１ホルダ６との第１内・外テーパ面４、７間の間隙Ｋには第１Ｏリング３６が配置されている。この第１Ｏリング３６は、断面円形で環状に形成されている。第１Ｏリング３６は、一端が分割された分割面に形成されており、回転軸５０の側方から分割面を開いて装着できるように構成されている。この分割面は互いに係止する凹凸部に形成されている。又、分割面は中心を通る径方向面に対して傾斜した面に切断されており、装着後に分割面を接着して一体の第一Ｏリング３６に形成している。
この第１Ｏリング３６は、第１外テーパ面４と第１内テーパ面７との間で図１に示すように圧接状態に取り付けられている。そして、第１Ｏリング３６の弾性力により回転用密封環２をシール面３側に押圧している。又、回転用密封環２は空回りしないように第１Ｏリング３６の摩擦力により第１ホルダ６に保持している。このため、ドライブピン等を設けて、回転用密封環２を第１ホルダ６に固定しなくともよいので、回転用密封環２を小型に形成できる。
更に、第２Ｏリング３７も同様な形状に形成されている。
この第１Ｏリング３６および第２Ｏリング３７の材質は、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチロールゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等の弾性ゴムが必要に応じて用いられる。
【００３７】
更に、第１ホルダ６の内周には、回転軸５０と間隙を設けただい１嵌合内周面９が設けられている。そして、第１ホルダ６が外周側から締め付けられても第１嵌合内周面９が回転軸５０と接触しないように間隙が形成される。
この第１ホルダ６にも回転用密封環２の分割面２Ａと同様に、２等分に破断した分割面６Ａが形成されている。そして、分割面６Ａにはゴムをコーテングしたシール層３０が設けられている。このシール層３０は、ニトリルゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、樹脂材などの被密封流体の適性に応じたゴムをコーテングや接着などにより形成される。尚、被密封流体によってはシール層を設けることなく分割面６Ａを直接密接させることもできる。更に、分割面は機械加工により切断する場合もある。
【００３８】
第１ホルダ６の締付外周面８に嵌合して第１ホルダ６をリング状に締め付ける締付リング１５は、リングが２等分に分割にされて分割面１５Ａに形成されている。この締付リング１５の平面図は図４に示すように形成されている。図４に示すように、締め付けリング１５は回転軸５０に嵌着する嵌着内周面１６が形成されている。  更に、嵌着内周面１６の一端側にはテーパ面が設けられており、このテーパ面と第１ホルダ６との間にＯリング４０が設けられて嵌着内周面１６と第１嵌合内周面９との間をシールしている。この嵌着内周面１６は、分割面１５Ａを結合状態に締め付けるボルト１７により回転軸５０に締め付けて締付リング１５を回転軸５０に固定することもできる。更に、２カ所に設けられたねじ部１８に止めねじ１９を螺合してねじ込み回転軸５０に固定してもよい。
又、締付リング１５の一端部に設けられた嵌合面２０は、第１締付外周面８と嵌合する。そして、ボルト１７をねじ部２１に螺合して分割された締付リング１５をリング状になるように一体に結合する。又、ねじ部２１が設けられていない一方の分割された締付リング１５にはボルト用孔２２が設けられていると共に、ボルト頭部が着座する座ぐり２９も設けられている。そして、締付けリング１５の分割面にはゴムをコーテングしてある。しかし、分割面にゴムをコーテングしていなくとも機能上問題にはならないので、分割面をそのまま接合することもできる。
【００３９】
回転用密封環２と対向に配置された静止用密封環１０は、シール面３と密接する相対シール面１１が設けられている。そして、静止用密封環１０も図２に示すような形状に形成されており、その形状は回転用密封環２とほぼ同一を成している。このために、回転用密封環２として製作した回転用密封環２を静止用密封環１０として兼用できる。又、静止用密封環１０の第２内周面２５は回転軸５０に対して回転用密封環２と同様に間隙を設けて嵌合している。又、外周面には、第２外テーパ面２４が第１外テーパ面４と同形状に形成されている。
【００４０】
静止用密封環２を保持する第２ホルダ２６は、図３に示すように第１ホルダ６とほぼ同一形状に形成されている。つまり、回転軸５０と間隙を形成した第２嵌合内周面２９が形成されていると共に、内周には第２内テーパ面２７が形成されている。又、第１ホルダ６の外周面８Ａと同じ第２ホルダ２６の外周面にはＯリング溝が形成されており、このＯリング溝に装着したＯリング３８を介してハウジング６０の内周面に嵌着されている。この嵌着により分割された第２ホルダ２６は、リング状に保持されている。
【００４１】
更に、第２ホルダ２６を締め付け保持するために、第２ホルダ２６の第２締付外周面２８に嵌着した保持リング３１が設けられている。この保持リング３１は、２等分に分割されており、外周両側から図４に示すと同様に、この分割面を貫通する２本のボルト３２を介して締め付けられ、リング状に形成すると共に第２嵌合面３５が第２締付外周面２８と嵌着して分割された第２ホルダ２６を一体のリング状に保持する。この保持リング３１にはドライブピン３３が設けられており、ハウジング６０に設けられた穴に係止して回動しないように構成されている。
この保持リング３１は、外周面８Ａの補助締め付け用として設けることもできる。又、第２ホルダ２６がハウジング６０の内周面にＯリング３８の圧接により強く嵌着して回動しないように保持されていれば、保持リング３１は設けなくともよい。このためには外周面に複数のＯリング３８を並列に設けて両者を強固に嵌着することもできる。
【００４２】
このように構成された、メカニカルシール装置１は、回転用密封環２と静止用密封環１０とがほぼ同一形状に形成されており、又、第１ホルダ６と第２ホルダ２６とがほぼ同一に形成されている。このために全体を小型に形成することが可能になる。
又、第１Ｏリング３６により回転用密封環２をシール面３側へ弾発に押圧すると共に、第２Ｏリング３７により静止用密封環１０を相対シール面１１側へ弾発に押圧する構成のために、この弾発に押圧するスプリングの取り付けも必要がなく、更には、各Ｏリング３６，３７によりそれぞれ回転用密封環２と静止用密封環１０とを回動不能に強く保持しているために、ドライブピン等を設けて係止する必要もない。このために、構造が極めて簡素化されて組立が容易になると共に、分解も簡単になる。更に、高粘度の被密封流体をシールする場合でも、不純物が付着した場合には、簡単に分解掃除することが可能になる。
更に、密封環２、１０、ホルダ６、２６、締付リング１５、Ｏリング３６、３７等は分割されているから回転軸５０をハウジング６０から分解することなく、回転軸５０の径方向からメカニカルシール装置１を装着することが可能になる。このため、メカニカルシール装置１の装着および分解並びに再装着等が極めて容易になる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係わるメカニカルシール装置によれば、以下のような優れた効果を奏する。
【００４４】
請求項１の発明に係るメカニカルシール装置によれば、第１内テーパ面と第１外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製のＯリングを有すると共に、第２内テーパ面と前記第２外テーパ面との間に圧着されたゴム状弾性材製のＯリングを有するので、このＯリングにより回転用密封環のシール面と静止用密封環の相対シール面とを互いに圧接させるように作用する。このために、密封環を押圧するスプリング等を必要としない。
又、Ｏリングは両テーパ面により強く圧着された構成であるから、ドライブピンも必要としない。更には、回転用密封環と静止用密封環とはほぼ同一形状であるから、部品が共通化でき、量産効果が期待できる。従って、メカニカルシール装置の部品点数を低減することが可能になる効果を奏する。
更に、このＯリングの圧着状態は、被密封流体のスラリや高粘度の不純物がＯリングの接合面に侵入するのが防止できるので、スラリを含む被密封流体又は高粘度の被密封流体をシールする効果を奏する。
【００４５】
請求項２の発明に係るメカニカルシール装置によれば、回転用密封環の第１外テーパ面とホルダの第１内テーパ面との間隔寸法がシール面側へ向かって狭く構成されているから、シール面をＯリングの弾性力により相対シール面へ圧接させる効果を奏する。
更に、静止用密封環と第２ホルダのテーパ面間も同様に構成されているから同様な作用効果を奏して相対シール面をシール面へ密接させる効果を奏する。このため、シール面と相対シール面が対向するように均一に密接するから、従来のように一方側からのに押圧されるものに比較して優れたシール効果が発揮される。更に、密封環の構造を簡単にできると共に、両者とも同一形状を可能にして、量産化によるコストを低減できる効果を奏する。
【００４６】
請求項３の発明に係るメカニカルシール装置によれば、各分割面は、一体に形成したリング形状を軸方向に一直線に破断して分割面に接合可能な凹凸が形成されているから、この破断した分割面を接合すると、ずれることなく一体に接合することができる。このため、接合面が強固になると共に、シール面に段部を惹起することなく、均一にシール面が形成される効果を奏する。
【００４７】
請求項４の発明に係るメカニカルシール装置によれば、各分割面にゴム状弾性材をコーテングしてシール層が設けられているから、各分割面を圧接すればシール面は密封に接合するから、被密封流体が分割面から漏洩するのを防止する効果を奏する。
【００４８】
請求項５の発明に係るメカニカルシール装置によれば、第一ホルダの第１内テーパ面と第２ホルダの第２内テーパ面とが、互いに回転用密封環の第１外テーパ面と静止用密封環の第２外テーパ面とに対応する形状であるために、第１ホルダと第２ホルダとを同一形状に形成することができるので、一方のホルダを大量に生産してもどちらにでも用いられるから、量産効果が期待できて全体のコストが低減できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
【図２】図１の回転用密封環２および静止用密封環１０の平面図である。
【図３】図１の第１ホルダおよび第２ホルダの平面図である。
【図４】図１の締付リングの平面図である。
【図５】従来例のメカニカルシールの半断面図である。
【図６】他の従来例のメカニカルシールの半断面図である。
【符号の説明】
１  メカニカルシール装置
２  回転用密封環
２Ａ  分割面
３  シール面
４  第１外テーパ面
５  第１内周面
６  第１ホルダ
７  第１内テーパ面
８  第１締付外周面
８Ａ  外周面
９  第１嵌合内周面
１０  静止用密封環
１１  相対シール面
１５  締付リング
１５Ａ  分割面
１６  嵌着内周面
１７  ボルト
１８  ねじ部
１９  止めねじ
２０  嵌合面
２１  ねじ部
２２  ボルト用孔
２４  第２外テーパ面
２５  第２内周面
２６  第２ホルダ
２７  第２内テーパ面
２８  第２締付外周面
２９  第２嵌合内周面
３０  シール層
３１  保持リング
３２  ボルト
３３  ドライブピン
３５  第２嵌合面
３６  第１Ｏリング
３７  第２Ｏリング
３８  Ｏリング
３９  Ｏリング溝
４０  Ｏリング
５０  回転軸
６０  ハウジング
Ｋ  間隙
【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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