メカニカルシール
【課題】機外からシール部にダストやオイルが侵入しないようにする手段を、構造の複雑化やコストアップが極力なく、かつ、高速回転型でも対応できるように改善されたものとして装備されるメカニカルシールを提供する。
【解決手段】回転軸１に対して回転不能に支持される回転密封環４と、ハウジング２に対して回転不能に支持される静止密封環５と、回転密封環４と静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構６とを有して成るメカニカルシールであって、シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にシール用流体を供給するための取込口１７をハウジング２に形成し、回転軸１と一体回転する回転体７の周面７Ｓとハウジング２の周面２Ｓとが軸心Ｐ方向又は軸心Ｐに対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２が、取込口１７よりも機外側となる箇所に形成されている。
【解決手段】回転軸１に対して回転不能に支持される回転密封環４と、ハウジング２に対して回転不能に支持される静止密封環５と、回転密封環４と静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構６とを有して成るメカニカルシールであって、シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にシール用流体を供給するための取込口１７をハウジング２に形成し、回転軸１と一体回転する回転体７の周面７Ｓとハウジング２の周面２Ｓとが軸心Ｐ方向又は軸心Ｐに対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２が、取込口１７よりも機外側となる箇所に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、コンプレッサ、攪拌器等に用いられることの多い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、即ち、回転軸に対して回転不能に支持される回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能に支持される静止密封環と、回転密封環と静止密封環とを互いに回転軸の軸心方向に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して成るメカニカルシールとしては、特許文献１において開示されたものが知られている。
【０００３】
メカニカルシールでは構造上漏れを皆無にすることはできず、従って通常は極微量の漏れ（単位時間当たりの微量の漏れ量）を考慮した設計が為されるものであり、特許文献１にて開示されるアウトサイド型メカニカルシールのように、漏れ流体が飛散することによる不都合を防止するカバーが装備されている場合もある。
【０００４】
メカニカルシールは大気等の機外側と機内側とをシールするものであるから、機外側からシール部に塵埃等のダストが及んでシール部に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、シール対象流体が油等の高圧流体であって機内側が機外側よりも高圧となる場合には、漏れ油にゴミや埃が付着して硬化し、密封環の摺動の妨げとなって結果的シール機能が損なわれるおそれがある。また、シール対象流体が１気圧未満の蒸気等の負圧流体であって機内側が機外側よりも低圧となる場合には、機外から機内に空気が漏れ入ることからダストがシール部により一層及び易くなる不利がある、といった具合である。
【０００５】
そこで、従来では、ダスト対策として、シール部に対する機外側空間部を、オイルシール、ブッシュ、セグメントシール等の接触型シールを用いて塞ぐ手段や、前記機外側空間部を形成するハウジングと回転軸側の部材とを互いに近接配置してのラビリンスシール等による非接触型シールを用いて経路へのダスト侵入を規制する手段が企図されていた。
【０００６】
しかしながら、接触型シールを用いる手段では、ダスト侵入がまず生じないようにできる点は好ましいが高速回転する機器には対応できない場合がある。そして、非接触型シールを用いる手段では、高速回転する機器でも適合するが、非接触であるが故にダスト侵入のおそれが残るという根本的な問題がある。また、非接触型シールを用いる手段では、シール性を向上させるために外部からパージガス等のシール用流体を別途に供給しなければならない場合もあり、その場合には構造の複雑化やコストアップする問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３３６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、機外からシール部にダストが侵入しないようにする手段を、構造の複雑化やコストアップが極力なく、かつ、高速回転型でも対応できるように改善されたものとして装備されるメカニカルシールを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、回転軸１に対して回転不能に支持される回転密封環４と、シールハウジング２に対して回転不能に支持される静止密封環５と、前記回転密封環４と前記静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構６とを有して成るメカニカルシールであって、
前記シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にシール用流体を供給するための取込口１７を前記ハウジング２に形成し、前記回転軸１と一体回転する回転体７を設け、前記回転体７の周面７Ｓと前記ハウジング２の周面２Ｓとが前記軸心Ｐ方向又は前記軸心Ｐに対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２が、前記取込口１７よりも機外側となる箇所に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のメカニカルシールにおいて、前記機外側空間部ｗ１が前記シール部Ｓに対する径外側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のメカニカルシールにおいて、前記シール部Ｓに対する高圧側が前記機外側空間部ｗ１になる状態に設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記ハウジング２の内周面２ｃとで前記環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃを有する前記回転体７の前記外周面７ｃに、前記回転体７の回転に伴って前記シール部Ｓから離れる方向に螺進する排出用螺旋溝１６が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記ハウジング２の内周面２ｃとで前記環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃを有する前記回転体７の前記外周面７ｃに、径内側方向に凹入する窪み２５が一又は複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のメカニカルシールにおいて、前記窪み２５が、前記シール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠い側の端面２１に開口するように軸心Ｐ方向で偏らせて形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記回転体７がフッ素樹脂製のものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、回転体とハウジングとで成る環状狭小経路がシール部に対する機外側空間部に存在することにより、オイルミスト、ゴミ、塵等のダストが機外からシール部に及ぶことを抑制又は規制する非接触シールのような機能を生むようになる。加えて、機外側が機内側よりも低圧となる場合には、シール部に侵入しようとするダストを機外側へ押出す作用が生じ、機外側が機内側よりも高圧となる場合には、シール部から機内側に漏れる流体をシール用流体とすることができてダスト侵入を阻む作用が生じるといった具合に、取込口から機外側空間部に供給されるシール用流体によっても機外からダストがシール部に及ぼうとすることを抑制又は規制できるようになる。その結果、機外からシール部にダストが侵入しないようにする手段を、構造の複雑化やコストアップが極力なく、かつ、高速回転型でも対応できるように改善されたものとして装備されるメカニカルシールを提供することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、機外側空間部がシール部に対する径外側に配置されているので、ハウジングから機外側空間部にシール用流体を供給するための取込口や経路を、構造簡単で容易に配置レイアウトすることが可能となる利点がある。
【００１８】
請求項３の発明によれば、シール部に対する高圧側が機外側空間部であって、シール部の漏れ状況としては機外側から機内側に流体が流れるようになるが、ダストの機外からの侵入経路よりも取込口がシール部に近いことから、機内側に流れ込む流体は完全なまでにシール用流体とすることが可能になとともに、供給されるシール用流体の存在により、機外から侵入してこようとするダストを物理的に阻止する作用も期待できる。従って、機内側が低圧となる不利な条件でも、機外側からのダスト侵入防止がよく機能する好ましいメカニカルシールを提供することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、回転に伴ってシール部から離れる方向に螺進する排出用螺旋溝が回転体の外周面に形成されているから、回転軸と一体回転する回転体が排出用螺旋溝によって狭小経路にシール部から遠ざかる方向の流れを生起させるようになり、機外からシール部へのダスト侵入を阻む作用が推進補強されるので、請求項１〜３の発明による効果がより強化される利点がある。
【００２０】
請求項５の発明によれば、回転体の外周面に径内側方向に凹入する窪みを一又は複数設けられているから、回転軸が回転しているときには、窪みを持つ外周部の回転に伴って狭小経路は乱気流等による流動状態となり、それによって機外からのダスト侵入防止作用が期待でき、請求項４の発明による前記効果と同等の効果を得ることが可能になる。この場合、請求項６のように、シール部から軸心方向で遠い側の端面に開口するように軸心方向で偏らせて窪みを形成すれば、機外側からのダスト侵入がより効果的に規制可能となる利点がある。
【００２１】
請求項７の発明によれば、耐薬品性や耐熱性、そして撥水性にも優れるフッ素樹脂で回転体、即ち流動促進部を構成すれば、ダストや水分や油分を弾いて請求項１〜６の発明による効果がより強化されて好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】メカニカルシールの全体構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１の要部を示す断面図
【図３】図２における移送促進部を示す要部の平面図
【図４】メカニカルシールの全体構造を示す断面図（実施例２）
【図５】図４の要部を示す断面図
【図６】図５における移送促進部を示す要部の平面図
【図７】別構造の移送促進部の要部を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図（実施例３）
【図８】他の別構造による移送促進部を示す要部の平面図（実施例４）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明によるメカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
〔実施例１〕
図１，図２に、負圧である機内側と大気である機外側とをシールするメカニカルシールＡが示されている。１は軸心Ｐを持つ回転軸１、２は回転軸１を囲繞するハウジング、３は回転軸１に外嵌固定されるスリーブ、４はスリーブに支持される回転密封環、５は弾性機構６を介してハウジング２に支持される静止密封環、７はスリーブ３に外嵌固定される回転体である。
【００２５】
略筒状のスリーブ３はＯリング８を用いて回転軸１にシール外嵌され、かつ、軸ボルト９を用いて軸心方向移動及び相対回動移動不能に回転軸１に固定されている。Ｓｉｃ（他の材料でも良い）製でリング状の回転密封環４は、Ｏリング１０を用いてのシール状態で、かつ、スリーブ３に植設されるピン１３を用いて相対回動不能に、かつ、スリーブ３の内向きフランジ３ａに密内嵌されることで軸心Ｐ方向に移動しての取出し及び組付けが可能にスリーブ３に嵌装されている。つまり、回転密封環４、スリーブ３を介して相対回転不能に（一体回転状態に）回転軸１に外嵌支持されている。
【００２６】
ハウジング２には、軸心Ｐに関する径方向に明確な隙間を持ってスリーブ３に外嵌するフランジ部２ａが形成されており、そのフランジ部２ａには横向きで奥止り状の凹入リング溝１１が形成されている。凹入リング溝１１には、Ｏリング１４を用いて溝外周面１１ａにシールされ、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能なリング状のリテーナ１２、及びリテーナ１２を回転密封環側（図１の紙面左側）へ押圧付勢する複数のコイルスプリング６が配備されている。そして、溝外周面１１ａの先端部にはカーボン（他の材料でも良い）製の静止密封環５が軸心Ｐ方向に相対移動可能に密外嵌されており、Ｏリング１４を介して又は直接にリテーナ１２に軸心Ｐ方向で当接可能である。
【００２７】
静止密封環５は、シールハウジング２に対して回転不能で、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能（スライド移動可能）に支持されており、リテーナ１２を介して複数のコイルスプリング６よる押圧付勢力を受ける。従って、静止密封環５における軸心Ｐに直交する端面（側周面）であるシール面５ａと、回転密封環４のシール面４ａとが軸心Ｐ方向で押圧接触されてシール部Ｓが形成される構成となっている。つまり、複数のコイルスプリング６は、回転密封環４と静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構として機能する。尚、１５は、静止密封環５の溝外周面１１ａからの抜け出しを防止するためのスナップリングである。
【００２８】
上記シール部Ｓの存在により、機外側からの大気が負圧の機内側に入り込まないようにシールするメカニカルシールＡが構成されている。そして、メカニカルシールＡにおいては、機外側からオイルミスト、ゴミ、塵等のダストがシール部Ｓに及び難くするための工夫が為されている。即ち、図１，図２に示すように、シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にクリーンエアである空気（シール用流体の一例）を供給するための取込口１７をハウジング２に形成し、回転軸１と一体回転する回転体７を設け、回転体７の外周面７ｃ（周面７Ｓの一例）とハウジング２の内周面２ｃ（周面２Ｓの一例）とが軸心Ｐ方向に対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２を、取込口１７よりも機外側となる箇所に形成してある。
【００２９】
回転体７は、図１〜図３に示すように、回転軸１と一体回転する状態にスリーブ３の機外側端部に外嵌されており、スリーブ３に外嵌する環状部７Ａと、スリーブ３に軸心Ｐ方向で当接してボルト止めされる本体部７Ｂと、本体部７Ｂから大気側に突設される環状のテーパ翼部７Ｃとを有して断面形状が略Ｔ字状を呈するリング状のものに形成されている。回転体７には、ハウジング２の中間側周面２ｂと対を為して略ドーナツ状の機外側空間部ｗ１を形成するための環状の内側周面７ａと、ハウジング２の内周面２ｃと対を為して軸心Ｐ方向に沿い、かつ、径方向幅の至極小さい膜状空間部である環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃとを有している。テーパ翼部７Ｃは、軸心Ｐ方向で機外側に行くほど径が大となるテーパ内周面７ｂを有して断面形状が先尖り形状に設定されており、その形状によって機外側から環状狭小経路ｗ２にダストが入り難いようにされている。
【００３０】
機外側空間部ｗ１は、主にハウジング２の中間側周面２ｂと内周面２ｃ、及び回転体７の内側周面７ａとで囲まれてシール部Ｓの径外側に臨む状態に形成される環状の空間部分であり、その径外側部分に環状狭小経路ｗ２が連通されている。そして、ハウジング２の内周面２ｃにおける最も中間側周面２ｂ寄り（機内側寄り）の位置、即ち、環状狭小経路ｗ２の最機内側端の位置にて機外側空間部ｗ１に開口するように空気の取込口１７が形成されている。また、ハウジング２の内周面２ｃにおけるテーパ翼部７Ｃの径外側に相当する箇所にシール用流体の出口としての排出口１８が形成されている。
【００３１】
つまり、実施例１によるメカニカルシールＡにおいては、機外側空間部ｗ１がシール部Ｓに対する径外側に配置され、かつ、シール部Ｓに対する高圧側が機外側空間部ｗ１になる状態に設定されている。そして、回転体７の回転に伴って環状狭小経路ｗ２を流動状態にする流動促進部Ｒが回転体７に形成されている。即ち、図２，図３に示すように、流動促進部Ｒは、回転体７の回転に伴ってシール部Ｓから軸心Ｐ方向で離れる方向に螺進する排出用螺旋溝１６を外周面７ｃに形成することで構成されている。回転体７の材料としてはフッ素樹脂等の合成樹脂材、ステンレス等の金属、或はその他でも良い。排出用螺旋溝１６が外周面７ｃに形成されることにより、環状狭小経路ｗ２の径方向幅に広い狭いが生じるので、ラビリンスシールのような機能も発揮可能である。
【００３２】
しかして、流動促進部Ｒにより、回転体７（回転軸１）の矢印イ方向（図１参照）への回転によって環状狭小経路ｗ２にシール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠ざかる方向（矢印ロ）の流れを生起させるように構成されている。従って、回転軸１が回転しているときには、環状狭小経路ｗ２には機外側空間部ｗ１から機外側に向かう排出方向の流れ（流動状態の一例）が発生していることになり、機外側（大気側）からオイルミスト、ゴミ、塵等のダストがシール部Ｓに及ぶべく環状狭小経路ｗ２にまず侵入できないように機能し、シール部Ｓの機外側（径外側）をクリーンな環境に維持することができる。
【００３３】
図１，図２において、ハウジング２の内周面２ｃには空気（パージ流体）の取込口１７と排出口（ドレン）１８とが設けられ、機外側空間部ｗ１に供給される空気は、その極一部はシール部Ｓからの漏れ流体として、静止密封環５及びフランジ部２Ａとスリーブ３との間に形成される機内側空間部（シール部Ｓに対する機内側空間部）ｗ３を通って機内側に流れて行く。そして、供給されてくる空気の殆どは、流動促進部Ｒによる排出作用と相俟って、矢印ロ（図２参照）の向き、即ち環状狭小経路ｗ２を機外側に向かう方向に流れて行き、一部は機外側に排出されるが大部分が排出口１８に流れるようになる。排出用螺旋溝１６は、軸心Ｐ方向において取込口１７から排出口１８までの間隔をカバーするように、回転体７の全幅（軸心Ｐ方向の全幅）に亘って形成されている。
【００３４】
従って、機内側が負圧であってシール部Ｓの漏れにより機外側から機内側に空気が流れる状態となる実施例１のメカニカルシールＡにおいては、たとえ機外側からシール部Ｓに向かってダストが侵入しようとすることがあっても、径方向幅の小さい感情狭小経路ｗ２に入り込むこと自体が困難で取込口１７から供給されるシール用流体（空気）の自然な機外側へ向かうながれ、及び流動促進部Ｒによるシール用流体の機外側への押出し方向流れにより、ダストが機外側に強制移送されてシール部Ｓに及ぶことが完全なまでに防止されるようになる。従って、機外側空間部ｗ１、即ちシール部Ｓの機外側がクリーンな状況に維持され、良好なシール性能を長期に亘って発揮可能となる。
【００３５】
図１，図２に示すメカニカルシールＡは、回転密封環４のシール面４ａに溝（グルーブ）２６を設けて、回転に伴って静止密封環５から軸心Ｐ方向で離れようとする圧力を生じる非接触型のメカニカルシールに構成しても良い。非接触型メカニカルシールである場合には機外側から負圧である機内側へのシール部Ｓからの漏れ量（単位時間当りの侵入量）が多くなるが、その漏れる流体はクリーンエア等のシール用流体であるから、機内側へダストが侵入することはまず生じない。また、取込口１７から排出口１８へ向かうシール用流体の流れと流動促進部Ｒによる空気の強制排出作用とが有効に機能し、非接触型においてもダストがシール部Ｓに及ばない好ましいものとなる。
【００３６】
〔実施例２〕
実施例２によるメカニカルシールＡは、図４，図５に示すように、シール部Ｓの基本構成については実施例１のものと同等であり、同じ機能の部材には同じ符号を付けてその説明がなされたものとする。例えば、機内側のシール対象流体として真空又は真空に近い超低圧流体が挙げられる。
【００３７】
ハウジング２は、凹入リング溝１１を有する内周部２Ａと、これに外嵌する本体部２Ｂとを有して構成されているが、仮想線で示すカバー部２Ｃを持つ構造を採っても良い。本体部２Ｂには、回転体７の外周面７ｃ（周面７Ｓの一例）との間に環状狭小経路ｗ２を形成する内周面１９（周面２Ｓの一例）が形成されるとともに、機外側空間部ｗ１に開口するシール用流体（クリーンエア）の取込口１７が形成されている。
【００３８】
カバー部２Ｃは、本体部２Ｂの内周面１９よりも大径の大径内周面２０を有しており、その大径内周面２０と回転体７の外周面７ｃとの間に明確な径方向間隔を持つ飛散空間部ｗ４が形成されている。大径内周面２０に続く内向き突出フランジ２７がカバー部２Ｃに形成されており、その内周面２２と回転軸１の外周面１ａとによって環状間隙経路２３が形成されている。また、内向き突出フランジ２７の内側周面２４と回転体７とは軸心Ｐ方向で比較的接近するように構成されており、それによって回転体７やそのテーパ内周面７ｂや回転体１の外周面１ａ、及び内側周面２４等によって滞留空間部ｗ５が形成されているちお好都合である。
【００３９】
図５，図６に示すように、フッ素樹脂製の回転体７の外周面７ｃはフラットな平面に仕上げられている。フッ素樹脂は水分、油分等の流体成分を弾く性質があるので、機外側から環状間隙経路２３及び滞留空間部ｗ５を経て飛散空間部ｗ４に侵入して来るオイルミスト、ゴミ、埃等のダストは、外周面７ｃで弾かれて飛散空間部ｗ４内で飛散して攪拌され、完全なまでに排出口１８から排出（回収）されるようになる。フッ素樹脂製の外周面７ｃと飛散空間部ｗ４とで流動促進部Ｒが構成されている。また、環状狭小経路ｗ２には機内側から機外側に向かうシール用流体の流れが生じているので、そのいわば排出流によるダスト押出し作用と、もともと小なる径方向間隙によってダストの侵入が抑制される作用とにより、機外側からシール部Ｓにダストが及ぶことが防止され、シール部Ｓの環境がクリーンに維持されるようになる。
【００４０】
また、隙間寸法を小さくするという物理的な手段によってダスト侵入を抑制又は規制する環状狭小経路ｗ２の径方向寸法をさらに小さくすれば、ダスト侵入作用を強化できて好都合である。尚、実施例２のメカニカルシールＡにおいても、回転密封環４のシール面４ａに溝(グルーブ、動圧溝)２６（図５参照）を形成することにより、前述した非接触型のメカニカルシールとして構成しても良い。
【００４１】
〔実施例３〕
回転体７としては、図７（ａ），（ｂ）に示すように、非テーパ形状の環状突設部７Ｃを有し、その環状突設部７Ｃに周方向に等間隔（不等間隔でも良い）で複数の凹球面状の窪み２５が形成されて成るものでも良い。つまり、回転体７の外周面７ｃに径内側方向に凹入する窪み２５を一又は複数設けることで流動促進部Ｒが構成され、それら窪み２５が、シール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠い側の端面２１に開口するように軸心Ｐ方向で偏らせて配置される状態で形成されている。
【００４２】
窪み２５の存在により、環状狭小経路ｗ２や飛散空間部ｗ４を攪拌させることができ、それによってダストがシール部Ｓに向かおうとする動きの抑制や規制、並びに飛散されたり攪拌されたりするダストの排出口１８からの回収促進作用を得ることが可能となる。尚、窪み２５は、外周面７ｃにおける軸心Ｐ方向でシール部Ｓから近い側や、中間の位置に設けても良い。
【００４３】
〔実施例４〕
回転体７としては、図８に示すように、環状部７Ａと対象で同等形状の環状突設部７Ｃを持つ断面Ｔ字形状のものにおいて、その環状突設部７Ｃに等間隔（不等間隔でも）で複数の円柱穴（窪みの一例）２５が形成されて成るものでも良い。つまり、外周面７ｃに一又は複数設けられる円柱穴２５によって流動促進部Ｒが構成されており、それによる作用効果は、実施例３による流動促進部Ｒのものと同等と考えられる。
【００４４】
〔別実施例〕
実施例１，２は、静止密封環５を軸心Ｐ方向に押圧付勢してシール部Ｓを構成させる構造であるが、回転密封環４を軸心Ｐ方向に押圧付勢してシール部Ｓを構成する構造や、機内側が機外側よりも高圧となる構造のメカニカルシールでも本発明の適用は可能である。そして、例えば、図２において、回転体７の内側周面７ａとハウジング２の中間側周面２ｂとを軸心Ｐ方向で極めて接近させることで環状狭小経路ｗ２を構成する、という構造を採ることも可能であり、それら側周面２ｂ，７ａ、内周面２ｃ，１９、外周面７ｃ等を総称して周面２Ｓ，７Ｓと呼ぶものとする。また、流動促進部Ｒは、環状狭小経路ｗ２を掻き混ぜ（攪拌）たり、シール部Ｓから遠ざかる方向の流れを生じさせたり、回転体７で流体を弾け飛ばしたり、といった現象を起こす構成の総称であるとする。
【００４５】
また、テーパ翼部７Ｃを攪拌翼として、その攪拌翼の回転により、周辺流体に流れや圧力が発生し、メカニカルシールにとって有害なダストをシール部Ｓの近傍に寄せ付けない効果を発揮することができる、と見ることもできる。また回転力によりバリア（流れ）が作られるので特別な外部流体なしでも実施可能。
【符号の説明】
【００４６】
１ 回転軸
２ ハウジング
２ｃ 内周面
２Ｓ 周面
４ 回転密封環
５ 静止密封環
６ 弾性機構
７ 回転体
７ｃ 外周面
７Ｓ 周面
１６ 排出用螺旋溝
１７ 取込口
２１ 軸心方向で遠い側の端面
２５ 窪み
Ｐ 軸心
Ｓ シール部
ｗ１ 機外側空間部
ｗ２ 環状狭小経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、コンプレッサ、攪拌器等に用いられることの多い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、即ち、回転軸に対して回転不能に支持される回転密封環と、シールハウジングに対して回転不能に支持される静止密封環と、回転密封環と静止密封環とを互いに回転軸の軸心方向に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して成るメカニカルシールとしては、特許文献１において開示されたものが知られている。
【０００３】
メカニカルシールでは構造上漏れを皆無にすることはできず、従って通常は極微量の漏れ（単位時間当たりの微量の漏れ量）を考慮した設計が為されるものであり、特許文献１にて開示されるアウトサイド型メカニカルシールのように、漏れ流体が飛散することによる不都合を防止するカバーが装備されている場合もある。
【０００４】
メカニカルシールは大気等の機外側と機内側とをシールするものであるから、機外側からシール部に塵埃等のダストが及んでシール部に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、シール対象流体が油等の高圧流体であって機内側が機外側よりも高圧となる場合には、漏れ油にゴミや埃が付着して硬化し、密封環の摺動の妨げとなって結果的シール機能が損なわれるおそれがある。また、シール対象流体が１気圧未満の蒸気等の負圧流体であって機内側が機外側よりも低圧となる場合には、機外から機内に空気が漏れ入ることからダストがシール部により一層及び易くなる不利がある、といった具合である。
【０００５】
そこで、従来では、ダスト対策として、シール部に対する機外側空間部を、オイルシール、ブッシュ、セグメントシール等の接触型シールを用いて塞ぐ手段や、前記機外側空間部を形成するハウジングと回転軸側の部材とを互いに近接配置してのラビリンスシール等による非接触型シールを用いて経路へのダスト侵入を規制する手段が企図されていた。
【０００６】
しかしながら、接触型シールを用いる手段では、ダスト侵入がまず生じないようにできる点は好ましいが高速回転する機器には対応できない場合がある。そして、非接触型シールを用いる手段では、高速回転する機器でも適合するが、非接触であるが故にダスト侵入のおそれが残るという根本的な問題がある。また、非接触型シールを用いる手段では、シール性を向上させるために外部からパージガス等のシール用流体を別途に供給しなければならない場合もあり、その場合には構造の複雑化やコストアップする問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３３６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、機外からシール部にダストが侵入しないようにする手段を、構造の複雑化やコストアップが極力なく、かつ、高速回転型でも対応できるように改善されたものとして装備されるメカニカルシールを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、回転軸１に対して回転不能に支持される回転密封環４と、シールハウジング２に対して回転不能に支持される静止密封環５と、前記回転密封環４と前記静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構６とを有して成るメカニカルシールであって、
前記シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にシール用流体を供給するための取込口１７を前記ハウジング２に形成し、前記回転軸１と一体回転する回転体７を設け、前記回転体７の周面７Ｓと前記ハウジング２の周面２Ｓとが前記軸心Ｐ方向又は前記軸心Ｐに対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２が、前記取込口１７よりも機外側となる箇所に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のメカニカルシールにおいて、前記機外側空間部ｗ１が前記シール部Ｓに対する径外側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のメカニカルシールにおいて、前記シール部Ｓに対する高圧側が前記機外側空間部ｗ１になる状態に設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記ハウジング２の内周面２ｃとで前記環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃを有する前記回転体７の前記外周面７ｃに、前記回転体７の回転に伴って前記シール部Ｓから離れる方向に螺進する排出用螺旋溝１６が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記ハウジング２の内周面２ｃとで前記環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃを有する前記回転体７の前記外周面７ｃに、径内側方向に凹入する窪み２５が一又は複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のメカニカルシールにおいて、前記窪み２５が、前記シール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠い側の端面２１に開口するように軸心Ｐ方向で偏らせて形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記回転体７がフッ素樹脂製のものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、回転体とハウジングとで成る環状狭小経路がシール部に対する機外側空間部に存在することにより、オイルミスト、ゴミ、塵等のダストが機外からシール部に及ぶことを抑制又は規制する非接触シールのような機能を生むようになる。加えて、機外側が機内側よりも低圧となる場合には、シール部に侵入しようとするダストを機外側へ押出す作用が生じ、機外側が機内側よりも高圧となる場合には、シール部から機内側に漏れる流体をシール用流体とすることができてダスト侵入を阻む作用が生じるといった具合に、取込口から機外側空間部に供給されるシール用流体によっても機外からダストがシール部に及ぼうとすることを抑制又は規制できるようになる。その結果、機外からシール部にダストが侵入しないようにする手段を、構造の複雑化やコストアップが極力なく、かつ、高速回転型でも対応できるように改善されたものとして装備されるメカニカルシールを提供することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、機外側空間部がシール部に対する径外側に配置されているので、ハウジングから機外側空間部にシール用流体を供給するための取込口や経路を、構造簡単で容易に配置レイアウトすることが可能となる利点がある。
【００１８】
請求項３の発明によれば、シール部に対する高圧側が機外側空間部であって、シール部の漏れ状況としては機外側から機内側に流体が流れるようになるが、ダストの機外からの侵入経路よりも取込口がシール部に近いことから、機内側に流れ込む流体は完全なまでにシール用流体とすることが可能になとともに、供給されるシール用流体の存在により、機外から侵入してこようとするダストを物理的に阻止する作用も期待できる。従って、機内側が低圧となる不利な条件でも、機外側からのダスト侵入防止がよく機能する好ましいメカニカルシールを提供することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、回転に伴ってシール部から離れる方向に螺進する排出用螺旋溝が回転体の外周面に形成されているから、回転軸と一体回転する回転体が排出用螺旋溝によって狭小経路にシール部から遠ざかる方向の流れを生起させるようになり、機外からシール部へのダスト侵入を阻む作用が推進補強されるので、請求項１〜３の発明による効果がより強化される利点がある。
【００２０】
請求項５の発明によれば、回転体の外周面に径内側方向に凹入する窪みを一又は複数設けられているから、回転軸が回転しているときには、窪みを持つ外周部の回転に伴って狭小経路は乱気流等による流動状態となり、それによって機外からのダスト侵入防止作用が期待でき、請求項４の発明による前記効果と同等の効果を得ることが可能になる。この場合、請求項６のように、シール部から軸心方向で遠い側の端面に開口するように軸心方向で偏らせて窪みを形成すれば、機外側からのダスト侵入がより効果的に規制可能となる利点がある。
【００２１】
請求項７の発明によれば、耐薬品性や耐熱性、そして撥水性にも優れるフッ素樹脂で回転体、即ち流動促進部を構成すれば、ダストや水分や油分を弾いて請求項１〜６の発明による効果がより強化されて好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】メカニカルシールの全体構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１の要部を示す断面図
【図３】図２における移送促進部を示す要部の平面図
【図４】メカニカルシールの全体構造を示す断面図（実施例２）
【図５】図４の要部を示す断面図
【図６】図５における移送促進部を示す要部の平面図
【図７】別構造の移送促進部の要部を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図（実施例３）
【図８】他の別構造による移送促進部を示す要部の平面図（実施例４）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明によるメカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
〔実施例１〕
図１，図２に、負圧である機内側と大気である機外側とをシールするメカニカルシールＡが示されている。１は軸心Ｐを持つ回転軸１、２は回転軸１を囲繞するハウジング、３は回転軸１に外嵌固定されるスリーブ、４はスリーブに支持される回転密封環、５は弾性機構６を介してハウジング２に支持される静止密封環、７はスリーブ３に外嵌固定される回転体である。
【００２５】
略筒状のスリーブ３はＯリング８を用いて回転軸１にシール外嵌され、かつ、軸ボルト９を用いて軸心方向移動及び相対回動移動不能に回転軸１に固定されている。Ｓｉｃ（他の材料でも良い）製でリング状の回転密封環４は、Ｏリング１０を用いてのシール状態で、かつ、スリーブ３に植設されるピン１３を用いて相対回動不能に、かつ、スリーブ３の内向きフランジ３ａに密内嵌されることで軸心Ｐ方向に移動しての取出し及び組付けが可能にスリーブ３に嵌装されている。つまり、回転密封環４、スリーブ３を介して相対回転不能に（一体回転状態に）回転軸１に外嵌支持されている。
【００２６】
ハウジング２には、軸心Ｐに関する径方向に明確な隙間を持ってスリーブ３に外嵌するフランジ部２ａが形成されており、そのフランジ部２ａには横向きで奥止り状の凹入リング溝１１が形成されている。凹入リング溝１１には、Ｏリング１４を用いて溝外周面１１ａにシールされ、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能なリング状のリテーナ１２、及びリテーナ１２を回転密封環側（図１の紙面左側）へ押圧付勢する複数のコイルスプリング６が配備されている。そして、溝外周面１１ａの先端部にはカーボン（他の材料でも良い）製の静止密封環５が軸心Ｐ方向に相対移動可能に密外嵌されており、Ｏリング１４を介して又は直接にリテーナ１２に軸心Ｐ方向で当接可能である。
【００２７】
静止密封環５は、シールハウジング２に対して回転不能で、かつ、軸心Ｐ方向に移動可能（スライド移動可能）に支持されており、リテーナ１２を介して複数のコイルスプリング６よる押圧付勢力を受ける。従って、静止密封環５における軸心Ｐに直交する端面（側周面）であるシール面５ａと、回転密封環４のシール面４ａとが軸心Ｐ方向で押圧接触されてシール部Ｓが形成される構成となっている。つまり、複数のコイルスプリング６は、回転密封環４と静止密封環５とを互いに回転軸１の軸心Ｐ方向に押付けてシール部Ｓを形成するための弾性機構として機能する。尚、１５は、静止密封環５の溝外周面１１ａからの抜け出しを防止するためのスナップリングである。
【００２８】
上記シール部Ｓの存在により、機外側からの大気が負圧の機内側に入り込まないようにシールするメカニカルシールＡが構成されている。そして、メカニカルシールＡにおいては、機外側からオイルミスト、ゴミ、塵等のダストがシール部Ｓに及び難くするための工夫が為されている。即ち、図１，図２に示すように、シール部Ｓに対する機外側空間部ｗ１にクリーンエアである空気（シール用流体の一例）を供給するための取込口１７をハウジング２に形成し、回転軸１と一体回転する回転体７を設け、回転体７の外周面７ｃ（周面７Ｓの一例）とハウジング２の内周面２ｃ（周面２Ｓの一例）とが軸心Ｐ方向に対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路ｗ２を、取込口１７よりも機外側となる箇所に形成してある。
【００２９】
回転体７は、図１〜図３に示すように、回転軸１と一体回転する状態にスリーブ３の機外側端部に外嵌されており、スリーブ３に外嵌する環状部７Ａと、スリーブ３に軸心Ｐ方向で当接してボルト止めされる本体部７Ｂと、本体部７Ｂから大気側に突設される環状のテーパ翼部７Ｃとを有して断面形状が略Ｔ字状を呈するリング状のものに形成されている。回転体７には、ハウジング２の中間側周面２ｂと対を為して略ドーナツ状の機外側空間部ｗ１を形成するための環状の内側周面７ａと、ハウジング２の内周面２ｃと対を為して軸心Ｐ方向に沿い、かつ、径方向幅の至極小さい膜状空間部である環状狭小経路ｗ２を形成する外周面７ｃとを有している。テーパ翼部７Ｃは、軸心Ｐ方向で機外側に行くほど径が大となるテーパ内周面７ｂを有して断面形状が先尖り形状に設定されており、その形状によって機外側から環状狭小経路ｗ２にダストが入り難いようにされている。
【００３０】
機外側空間部ｗ１は、主にハウジング２の中間側周面２ｂと内周面２ｃ、及び回転体７の内側周面７ａとで囲まれてシール部Ｓの径外側に臨む状態に形成される環状の空間部分であり、その径外側部分に環状狭小経路ｗ２が連通されている。そして、ハウジング２の内周面２ｃにおける最も中間側周面２ｂ寄り（機内側寄り）の位置、即ち、環状狭小経路ｗ２の最機内側端の位置にて機外側空間部ｗ１に開口するように空気の取込口１７が形成されている。また、ハウジング２の内周面２ｃにおけるテーパ翼部７Ｃの径外側に相当する箇所にシール用流体の出口としての排出口１８が形成されている。
【００３１】
つまり、実施例１によるメカニカルシールＡにおいては、機外側空間部ｗ１がシール部Ｓに対する径外側に配置され、かつ、シール部Ｓに対する高圧側が機外側空間部ｗ１になる状態に設定されている。そして、回転体７の回転に伴って環状狭小経路ｗ２を流動状態にする流動促進部Ｒが回転体７に形成されている。即ち、図２，図３に示すように、流動促進部Ｒは、回転体７の回転に伴ってシール部Ｓから軸心Ｐ方向で離れる方向に螺進する排出用螺旋溝１６を外周面７ｃに形成することで構成されている。回転体７の材料としてはフッ素樹脂等の合成樹脂材、ステンレス等の金属、或はその他でも良い。排出用螺旋溝１６が外周面７ｃに形成されることにより、環状狭小経路ｗ２の径方向幅に広い狭いが生じるので、ラビリンスシールのような機能も発揮可能である。
【００３２】
しかして、流動促進部Ｒにより、回転体７（回転軸１）の矢印イ方向（図１参照）への回転によって環状狭小経路ｗ２にシール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠ざかる方向（矢印ロ）の流れを生起させるように構成されている。従って、回転軸１が回転しているときには、環状狭小経路ｗ２には機外側空間部ｗ１から機外側に向かう排出方向の流れ（流動状態の一例）が発生していることになり、機外側（大気側）からオイルミスト、ゴミ、塵等のダストがシール部Ｓに及ぶべく環状狭小経路ｗ２にまず侵入できないように機能し、シール部Ｓの機外側（径外側）をクリーンな環境に維持することができる。
【００３３】
図１，図２において、ハウジング２の内周面２ｃには空気（パージ流体）の取込口１７と排出口（ドレン）１８とが設けられ、機外側空間部ｗ１に供給される空気は、その極一部はシール部Ｓからの漏れ流体として、静止密封環５及びフランジ部２Ａとスリーブ３との間に形成される機内側空間部（シール部Ｓに対する機内側空間部）ｗ３を通って機内側に流れて行く。そして、供給されてくる空気の殆どは、流動促進部Ｒによる排出作用と相俟って、矢印ロ（図２参照）の向き、即ち環状狭小経路ｗ２を機外側に向かう方向に流れて行き、一部は機外側に排出されるが大部分が排出口１８に流れるようになる。排出用螺旋溝１６は、軸心Ｐ方向において取込口１７から排出口１８までの間隔をカバーするように、回転体７の全幅（軸心Ｐ方向の全幅）に亘って形成されている。
【００３４】
従って、機内側が負圧であってシール部Ｓの漏れにより機外側から機内側に空気が流れる状態となる実施例１のメカニカルシールＡにおいては、たとえ機外側からシール部Ｓに向かってダストが侵入しようとすることがあっても、径方向幅の小さい感情狭小経路ｗ２に入り込むこと自体が困難で取込口１７から供給されるシール用流体（空気）の自然な機外側へ向かうながれ、及び流動促進部Ｒによるシール用流体の機外側への押出し方向流れにより、ダストが機外側に強制移送されてシール部Ｓに及ぶことが完全なまでに防止されるようになる。従って、機外側空間部ｗ１、即ちシール部Ｓの機外側がクリーンな状況に維持され、良好なシール性能を長期に亘って発揮可能となる。
【００３５】
図１，図２に示すメカニカルシールＡは、回転密封環４のシール面４ａに溝（グルーブ）２６を設けて、回転に伴って静止密封環５から軸心Ｐ方向で離れようとする圧力を生じる非接触型のメカニカルシールに構成しても良い。非接触型メカニカルシールである場合には機外側から負圧である機内側へのシール部Ｓからの漏れ量（単位時間当りの侵入量）が多くなるが、その漏れる流体はクリーンエア等のシール用流体であるから、機内側へダストが侵入することはまず生じない。また、取込口１７から排出口１８へ向かうシール用流体の流れと流動促進部Ｒによる空気の強制排出作用とが有効に機能し、非接触型においてもダストがシール部Ｓに及ばない好ましいものとなる。
【００３６】
〔実施例２〕
実施例２によるメカニカルシールＡは、図４，図５に示すように、シール部Ｓの基本構成については実施例１のものと同等であり、同じ機能の部材には同じ符号を付けてその説明がなされたものとする。例えば、機内側のシール対象流体として真空又は真空に近い超低圧流体が挙げられる。
【００３７】
ハウジング２は、凹入リング溝１１を有する内周部２Ａと、これに外嵌する本体部２Ｂとを有して構成されているが、仮想線で示すカバー部２Ｃを持つ構造を採っても良い。本体部２Ｂには、回転体７の外周面７ｃ（周面７Ｓの一例）との間に環状狭小経路ｗ２を形成する内周面１９（周面２Ｓの一例）が形成されるとともに、機外側空間部ｗ１に開口するシール用流体（クリーンエア）の取込口１７が形成されている。
【００３８】
カバー部２Ｃは、本体部２Ｂの内周面１９よりも大径の大径内周面２０を有しており、その大径内周面２０と回転体７の外周面７ｃとの間に明確な径方向間隔を持つ飛散空間部ｗ４が形成されている。大径内周面２０に続く内向き突出フランジ２７がカバー部２Ｃに形成されており、その内周面２２と回転軸１の外周面１ａとによって環状間隙経路２３が形成されている。また、内向き突出フランジ２７の内側周面２４と回転体７とは軸心Ｐ方向で比較的接近するように構成されており、それによって回転体７やそのテーパ内周面７ｂや回転体１の外周面１ａ、及び内側周面２４等によって滞留空間部ｗ５が形成されているちお好都合である。
【００３９】
図５，図６に示すように、フッ素樹脂製の回転体７の外周面７ｃはフラットな平面に仕上げられている。フッ素樹脂は水分、油分等の流体成分を弾く性質があるので、機外側から環状間隙経路２３及び滞留空間部ｗ５を経て飛散空間部ｗ４に侵入して来るオイルミスト、ゴミ、埃等のダストは、外周面７ｃで弾かれて飛散空間部ｗ４内で飛散して攪拌され、完全なまでに排出口１８から排出（回収）されるようになる。フッ素樹脂製の外周面７ｃと飛散空間部ｗ４とで流動促進部Ｒが構成されている。また、環状狭小経路ｗ２には機内側から機外側に向かうシール用流体の流れが生じているので、そのいわば排出流によるダスト押出し作用と、もともと小なる径方向間隙によってダストの侵入が抑制される作用とにより、機外側からシール部Ｓにダストが及ぶことが防止され、シール部Ｓの環境がクリーンに維持されるようになる。
【００４０】
また、隙間寸法を小さくするという物理的な手段によってダスト侵入を抑制又は規制する環状狭小経路ｗ２の径方向寸法をさらに小さくすれば、ダスト侵入作用を強化できて好都合である。尚、実施例２のメカニカルシールＡにおいても、回転密封環４のシール面４ａに溝(グルーブ、動圧溝)２６（図５参照）を形成することにより、前述した非接触型のメカニカルシールとして構成しても良い。
【００４１】
〔実施例３〕
回転体７としては、図７（ａ），（ｂ）に示すように、非テーパ形状の環状突設部７Ｃを有し、その環状突設部７Ｃに周方向に等間隔（不等間隔でも良い）で複数の凹球面状の窪み２５が形成されて成るものでも良い。つまり、回転体７の外周面７ｃに径内側方向に凹入する窪み２５を一又は複数設けることで流動促進部Ｒが構成され、それら窪み２５が、シール部Ｓから軸心Ｐ方向で遠い側の端面２１に開口するように軸心Ｐ方向で偏らせて配置される状態で形成されている。
【００４２】
窪み２５の存在により、環状狭小経路ｗ２や飛散空間部ｗ４を攪拌させることができ、それによってダストがシール部Ｓに向かおうとする動きの抑制や規制、並びに飛散されたり攪拌されたりするダストの排出口１８からの回収促進作用を得ることが可能となる。尚、窪み２５は、外周面７ｃにおける軸心Ｐ方向でシール部Ｓから近い側や、中間の位置に設けても良い。
【００４３】
〔実施例４〕
回転体７としては、図８に示すように、環状部７Ａと対象で同等形状の環状突設部７Ｃを持つ断面Ｔ字形状のものにおいて、その環状突設部７Ｃに等間隔（不等間隔でも）で複数の円柱穴（窪みの一例）２５が形成されて成るものでも良い。つまり、外周面７ｃに一又は複数設けられる円柱穴２５によって流動促進部Ｒが構成されており、それによる作用効果は、実施例３による流動促進部Ｒのものと同等と考えられる。
【００４４】
〔別実施例〕
実施例１，２は、静止密封環５を軸心Ｐ方向に押圧付勢してシール部Ｓを構成させる構造であるが、回転密封環４を軸心Ｐ方向に押圧付勢してシール部Ｓを構成する構造や、機内側が機外側よりも高圧となる構造のメカニカルシールでも本発明の適用は可能である。そして、例えば、図２において、回転体７の内側周面７ａとハウジング２の中間側周面２ｂとを軸心Ｐ方向で極めて接近させることで環状狭小経路ｗ２を構成する、という構造を採ることも可能であり、それら側周面２ｂ，７ａ、内周面２ｃ，１９、外周面７ｃ等を総称して周面２Ｓ，７Ｓと呼ぶものとする。また、流動促進部Ｒは、環状狭小経路ｗ２を掻き混ぜ（攪拌）たり、シール部Ｓから遠ざかる方向の流れを生じさせたり、回転体７で流体を弾け飛ばしたり、といった現象を起こす構成の総称であるとする。
【００４５】
また、テーパ翼部７Ｃを攪拌翼として、その攪拌翼の回転により、周辺流体に流れや圧力が発生し、メカニカルシールにとって有害なダストをシール部Ｓの近傍に寄せ付けない効果を発揮することができる、と見ることもできる。また回転力によりバリア（流れ）が作られるので特別な外部流体なしでも実施可能。
【符号の説明】
【００４６】
１ 回転軸
２ ハウジング
２ｃ 内周面
２Ｓ 周面
４ 回転密封環
５ 静止密封環
６ 弾性機構
７ 回転体
７ｃ 外周面
７Ｓ 周面
１６ 排出用螺旋溝
１７ 取込口
２１ 軸心方向で遠い側の端面
２５ 窪み
Ｐ 軸心
Ｓ シール部
ｗ１ 機外側空間部
ｗ２ 環状狭小経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に相対回転不能に支持される回転密封環と、ハウジングに相対回転不能に支持される静止密封環と、前記回転密封環と前記静止密封環とを互いに回転軸の軸心方向に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して成るメカニカルシールであって、
前記シール部に対する機外側空間部にシール用流体を供給するための取込口を前記ハウジングに形成し、前記回転軸と一体回転する回転体を設け、前記回転体の周面と前記ハウジングの周面とが前記軸心方向又は前記軸心に対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路が、前記取込口よりも機外側となる箇所に形成されているメカニカルシール。
【請求項２】
前記機外側空間部が前記シール部に対する径外側に配置されている請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記シール部に対する高圧側が前記機外側空間部になる状態に設定されている請求項１又は２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記ハウジングの内周面とで前記環状狭小経路を形成する外周面を有する前記回転体の前記外周面に、前記回転体の回転に伴って前記シール部から離れる方向に螺進する排出用螺旋溝が形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【請求項５】
前記ハウジングの内周面とで前記環状狭小経路を形成する外周面を有する前記回転体の前記外周面に、径内側方向に凹入する窪みが一又は複数設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【請求項６】
前記窪みが、前記シール部から軸心方向で遠い側の端面に開口するように軸心方向で偏らせて形成されている請求項５に記載のメカニカルシール。
【請求項７】
前記回転体がフッ素樹脂製のものである請求項１〜６の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【請求項１】
回転軸に相対回転不能に支持される回転密封環と、ハウジングに相対回転不能に支持される静止密封環と、前記回転密封環と前記静止密封環とを互いに回転軸の軸心方向に押付けてシール部を形成するための弾性機構とを有して成るメカニカルシールであって、
前記シール部に対する機外側空間部にシール用流体を供給するための取込口を前記ハウジングに形成し、前記回転軸と一体回転する回転体を設け、前記回転体の周面と前記ハウジングの周面とが前記軸心方向又は前記軸心に対する径方向で近接配備されて成る環状狭小経路が、前記取込口よりも機外側となる箇所に形成されているメカニカルシール。
【請求項２】
前記機外側空間部が前記シール部に対する径外側に配置されている請求項１に記載のメカニカルシール。
【請求項３】
前記シール部に対する高圧側が前記機外側空間部になる状態に設定されている請求項１又は２に記載のメカニカルシール。
【請求項４】
前記ハウジングの内周面とで前記環状狭小経路を形成する外周面を有する前記回転体の前記外周面に、前記回転体の回転に伴って前記シール部から離れる方向に螺進する排出用螺旋溝が形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【請求項５】
前記ハウジングの内周面とで前記環状狭小経路を形成する外周面を有する前記回転体の前記外周面に、径内側方向に凹入する窪みが一又は複数設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【請求項６】
前記窪みが、前記シール部から軸心方向で遠い側の端面に開口するように軸心方向で偏らせて形成されている請求項５に記載のメカニカルシール。
【請求項７】
前記回転体がフッ素樹脂製のものである請求項１〜６の何れか一項に記載のメカニカルシール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４９４８９（Ｐ２０１１−１４９４８９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１７９（Ｐ２０１０−１１１７９）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００２２９７３７）日本ピラー工業株式会社 (337)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]