特開 2017-57873 メカニカルシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-57873(P2017-57873A)

(43)【公開日】2017年3月23日

(54)【発明の名称】メカニカルシール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20170303BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20170303BHJP

   F16J 15/48 20060101ALI20170303BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/34 Z

   F16J15/18 D

   F16J15/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-180745(P2015-180745)

(22)【出願日】2015年9月14日

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100163212

【弁理士】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100156535

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100116757

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 英雄

(74)【代理人】

【識別番号】100123216

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 祐一

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 浩二

(72)【発明者】

【氏名】瀧ヶ平 宜昭

(72)【発明者】

【氏名】金子 敦

【テーマコード（参考）】

3J041

3J043

【Ｆターム（参考）】

3J041AA03

3J041BA04

3J041BA09

3J041BD01

3J041DA12

3J041DA20

3J043AA02

3J043BA04

3J043CA01

3J043CA12

3J043CB13

3J043DA03

3J043DA20

3J043HA02

(57)【要約】

【課題】機内側と機外側の圧力が切り換わるときに摺動面間からの漏れが発生する虞の少ないメカニカルシールを提供する。
【解決手段】第１領域(B1)と第２領域(B2)との間を軸封するメカニカルシール(1)において、摺動面(2S)を有するメイティングリング(2)と、軸方向に移動可能に配置され、前記メイティングリングの摺動面に摺接する摺動面(4S)を有するシールリング(3)と、前記シールリングを軸方向にガイドするガイド部材(12)と、前記シールリングと前記ガイド部材との間を密封するＯリング(10)と、前記シールリングと前記ガイド部材により形成され、前記Ｏリングを軸方向に移動可能に保持するＯリング保持室(R)であって、少なくとも一方の軸方向の端面(7B)に、前記Ｏリングの軸方向における膨出頂部(10T)を超えて径方向に延びる溝(8,8‥)が設けられている前記Ｏリング保持室とを備えた。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１領域と第２領域との間を軸封するメカニカルシールにおいて、
摺動面を有するメイティングリングと、
軸方向に移動可能に配置され、前記メイティングリングの摺動面に摺接する摺動面を有するシールリングと、
前記シールリングを軸方向にガイドするガイド部材と、
前記シールリングと前記ガイド部材との間を密封するＯリングと、
前記シールリングと前記ガイド部材により形成され、前記Ｏリングを軸方向に移動可能に保持するＯリング保持室であって、少なくとも一方の軸方向の端面に、前記Ｏリングの軸方向における膨出頂部を超えて径方向に延びる溝が設けられている前記Ｏリング保持室とを備えたことを特徴とするメカニカルシール。

【請求項2】

前記Ｏリング保持室には、前記溝が周方向に複数設けら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。

【請求項3】

前記溝は、その断面積が、前記Ｏリング保持室の入口側よりも奥側が小さく形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のメカニカルシール。

【請求項4】

前記溝への前記Ｏリングの侵入を抑制する侵入抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のメカニカルシール。

【請求項5】

前記溝が浅溝と少なくとも前記浅溝に少なくとも一部が重畳する深溝により形成されていることを特徴とする請求項４に記載のメカニカルシール。

【請求項6】

前記侵入抑制手段は、前記端面と前記Ｏリングとの間に配置される介在部材であることを特徴とする請求項４に記載のメカニカルシール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メイティングリングとシールリングにより軸封するメカニカルシールに関する。

【背景技術】

【0002】

メカニカルシールは、流体機器のハウジングと、ハウジングを貫通するように配置される回転軸との間に装着して使用されるものであり、流体機器の内部から外部又は外部から内部への流体の漏れを防ぐものである。

【0003】

このようなメカニカルシールの例として、特許文献１に示される流体機器の軸封に用いられるメカニカルシールについて説明する。このメカニカルシールは、シールリングの摺動面とメイティングリングの摺動面の摺接により、機内側と機外側で異なる流体をシールしている。この流体機器は、通常は機内側が機外側よりも高圧である「正圧」により運転されているが、運転状況によっては、機内側が機外側よりも低圧である「逆圧」により運転されることもある。逆圧から正圧に移行するときに、２次シールであるＯリングは、高圧の機外側の流体の圧力を受け、機内側に移動する。このＯリングの移動により、シールリングの背面側に高圧の機外側の流体が供給され、シールリングをメイティングリングに付勢する力が作用し、摺動面間を所望の押し付け力に維持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−５７３５３号公報（段落００３３、図２、図３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されたメカニカルシールは、Ｏリングを流体の圧力差によって移動させることにより、正圧及び逆圧のいずれの状態においても、摺動面間を所望の押し付け力に維持している。図１４に示されるように、Ｏリング１０はＯリング保持室Ｒに軸方向に移動可能に保持されている。逆圧の状態においてＯリング１０は、その側面の軸方向に突出する膨出頂部１０Ｔがシールリング保持環側の端面９３Ｂに接触した状態とされている。この状態で、機内側の圧力P1と機外側の圧力P2が逆転し正圧となった場合、Ｏリング１０の機内側の側面にはその全面に低圧の圧力P1が作用するのに対し、機外側は膨出頂部１０Ｔが端面９３Ｂに接触し環状のシール部を形成するため、高圧の圧力P2はＯリング保持室Ｒの入口側のみに作用し、膨出頂部１０Ｔを超えた奥側の領域Ｃ１には作用しない。そのため、Ｏリング１０に作用する機内側と機外側の流体の圧力差がそれぞれの流体が作用する面積の逆比となるまではＯリング１０は移動しない。すなわち、逆圧の状態から正圧の状態になった直後は機外側の流体から十分な力がＯリング１０に加わらずＯリング１０の初動が遅くなり、さらにＯリング１０の移動中は高圧の流体の圧力P2によってシールリングをメイティングリング側に押圧する力が十分に発揮されないため、シールリングとメイティングリングの摺動面間から漏れが発生する虞があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、機内側と機外側の圧力が切り換わるときに摺動面間からの漏れが発生する虞の少ないメカニカルシールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
第１領域と第２領域との間を軸封するメカニカルシールにおいて、
摺動面を有するメイティングリングと、
軸方向に移動可能に配置され、前記メイティングリングの摺動面に摺接する摺動面を有するシールリングと、
前記シールリングを軸方向にガイドするガイド部材と、
前記シールリングと前記ガイド部材との間を密封するＯリングと、
前記シールリングと前記ガイド部材により形成され、前記Ｏリングを軸方向に移動可能に保持するＯリング保持室であって、少なくとも一方の軸方向の端面に、前記Ｏリングの軸方向における膨出頂部を超えて径方向に延びる溝が設けられている前記Ｏリング保持室とを備えたことを特徴としている。
この特徴によれば、第１領域の流体と第２領域の流体の圧力が逆圧から正圧に移行するときに、正圧に移行した際に流体の圧力の高い領域の流体の圧力はＯリング保持室の入口側のみならず膨出頂部を越えて径方向に延びる溝を介してＯリング保持室の奥側の領域にも作用するため、迅速かつ確実にＯリングを端面から離れる方向に移動させることができる。そのため、高い圧力の流体をＯリングに迅速に作用させることができ、摺動面間の押し付け力が低下することに起因する漏れを低減することができる。

【0008】

前記Ｏリング保持室には、前記溝が周方向に複数設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数の溝により、逆圧の状態において、Ｏリングの膨出頂部の内、端面に接触する箇所が周方向おいて分断されるため、逆圧から正圧に移行するときに、Ｏリングを迅速に端面から離すことができる。

【0009】

前記溝は、その断面積が、Ｏリング保持室の入口側よりも奥側が小さく形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、逆圧から正圧に移行するときに、過渡的に、溝を流れる流体によって圧力が高まり、Ｏリングを迅速に端面から離すことができる。

【0010】

前記溝への前記Ｏリングの侵入を抑制する侵入抑制手段が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１領域と第２領域との圧力差が大きい場合であって、Ｏリングが端面側に押圧されて変形しても、Ｏリングが溝を塞ぐことを回避できる。

【0011】

前記溝が浅溝と少なくとも前記浅溝に少なくとも一部が重畳する深溝により形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、浅溝が侵入抑制手段となって、第１領域と第２領域の流体の圧力差が大きい場合であって、Ｏリングが端面に押圧されて変形しても、浅溝をＯリングの変形を吸収し、深溝を閉塞することを回避できる。

【0012】

前記侵入抑制手段は、前記端面と前記Ｏリングとの間に配置される介在部材であることを特徴としている。
この特徴によれば、第１領域と第２領域の流体の圧力差が大きい場合であって、Ｏリングが端面に押圧されて変形しても、溝の手前に介在部材が存在するため、Ｏリングが溝を閉塞することを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１のタンデム型のメカニカルシール装置の上半分を示す断面図である。

【図2】実施例１のシールリングの側面の一部を示す図である。

【図3】実施例１の正圧におけるメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【図4】実施例１の逆圧におけるメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【図5】実施例１の正圧におけるメカニカルシールの二次シール周りの拡大図であり、二次シールが移動する前の状態を示す図である。

【図6】図５の要部を示す拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はＯリングの右側面図である。

【図7】実施例１の変形例１のシールリングを示す図であり、（ａ）は側面の一部を示す図、（ｂ）は内側面の一部を示す図である。

【図8】実施例１の変形例２の径方向溝を示す図である。

【図9】実施例１の変形例３の径方向溝を示す図である。

【図10】実施例２のメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【図11】実施例２のシールリングの側面の一部を示す図である。

【図12】実施例３のメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【図13】実施例４のメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【図14】従来のメカニカルシールの二次シール周りの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例1】

【0015】

実施例１に係るメカニカルシールをタンデム型のメカニカルシール装置として用いる例として、図１から図９を参照して説明する。

【0016】

主に図１を参照して、タンデム型のメカニカルシール装置は、二組のメカニカルシール１、２１により、機内領域Ｂ１と機外領域Ｂ３との間の回転軸５０を軸封するものである。メカニカルシール１、２１の間に形成された中間領域Ｂ２には、ハウジング４０，４３の連通孔４１，４４を介して外部から、バリア液を流出入可能となっている。機内側のメカニカルシール１は、メイティングリング２、シールリング３、二次シールであるＯリング１０、スプリング１４，１４・・、回り止めピン（図示しない）から主に構成されている。機外側のメカニカルシール２１は、メイティングリング２２、シールリング２３、二次シールであるＯリング３０、スプリング（図示しない）、回り止めピン２８，２８・・から主に構成されている。

【0017】

タンデム型のメカニカルシール装置を組み込んだ流体機器の運転時には、スリーブ１６、スプリングホルダ１２、３２、シールリング３、２３が回転軸５０と共に回転する。シールリング３の摺動面４Ｓ（図３）とメイティングリング２の摺動面２Ｓ（図３）による密封作用と、二次シールであるＯリング１０等による密封作用により、機内領域Ｂ１と中間領域Ｂ２との間が密封される。また、シールリング２３の摺動面とメイティングリング２２の摺動面による密封作用と、二次シールであるＯリング３０等による密封作用により、中間領域Ｂ２と機外領域Ｂ３との間が密封される。以下、メカニカルシール１、２１はほぼ同様の構成であるため、主に、メカニカルシール１について説明する。

【0018】

主に図２から図５を参照して、メイティングリング２は、ＳｉＣ（炭化珪素）により形成され、ノックピン４２によりハウジング４０に対して回転不能に規制され、かつハウジング４０の端面と当接し軸方向に移動不能に規制されて取り付けられている。シールリング３は、カーボンにより形成され、回り止めピン（図示しないがメカニカルシール２１の回り止めピン２８、２８・・と同様である。）によりスプリングホルダ（ガイド部材）１２に対して回転不能に規制され、スプリング１４，１４・・により付勢され、軸方向に移動可能に取り付けられている。なお、メイティングリング２、シールリング３の材質として、ＳｉＣ、カーボンを例について説明したが、他の材質であってもよい。

【0019】

シールリング３は、メイティングリング２側に突出する環状の摺動凸部４、摺動凸部４の軸方向反対側に設けられた環状の被押圧凸部６、被押圧凸部６側及び内径側に開放する環状溝７、径方向溝（溝）８，８・・・（例えば周方向に均等に５箇所）、上述した回り止めピンが嵌合するスリット９（図２、スリット２９（図１）と同様の構成。）から主に構成されている。環状溝７は、内周面７Ａと、軸に直交する端面７Ｂとから構成され、平面状の内周面７Ａと平面状の端面７Ｂの角部は断面が略四分円の環状面により接続されている。この断面が略四分円の環状面は必須ではないが、この環状面を有する形状とするとシールリング３の製造が簡単となる。

【0020】

端面７Ｂには、その内径側から外径側に延びる側面視略半円形状の径方向溝８（図２）が形成されている。径方向溝８の径方向長さは、端面７Ｂの径方向長さの略８割である。ここで、径方向溝８の径方向長さは、端面７ＢにＯリング１０が押し付けられた状態（図４）で、径方向溝８の外径側の先端が、領域Ｃ１に臨む位置まで延びていることが好ましい。加えて、径方向溝８の形状は、Ｏリング１０が押し付けられて変形しても径方向溝８を塞がない形状とすることが好ましい。なお、領域Ｃ１は、Ｏリング１０の外周面と環状溝７とにより形成される空間であり、具体的には、図４の状態で、Ｏリング１０の外径側部分と内周面７Ａとの環状接触部分と、Ｏリング１０の軸方向の膨出頂部と端面７Ｂとの環状接触部分とを境界とする空間を意味する。なお、Ｏリング１０の軸方向の膨出頂部１０Ｔ（図６（ａ））は、圧縮前の断面が円形のＯリング１０の場合には径方向厚さ方向の略中心に位置する。

【0021】

シールリング３は、押圧プレート１５を介して周方向に複数配置されたスプリング１４，１４・・により軸方向に付勢されている。スプリングホルダ１２は、スプリング１４，１４・・を保持する保持部が形成されるとともに、スリーブ１６に図示しないボルトにより一体に固定されている。また、スリーブ１６は図示しないボルトにより回転軸５０に一体に固定され、回転軸５０とともに回転する。

【0022】

また、スプリングホルダ１２には、シールリング３側に環状溝１３が形成されており、環状溝７とともにＯリング１０を保持する環状の保持空間を形成している。環状溝１３は、外周面１３Ａと、軸に直交する平面状の端面１３Ｂとにより形成されている。環状溝７と環状溝１３によりＯリング１０を軸方向に保持するＯリング保持室Ｒが形成されている。

【0023】

ここで、Ｏリング１０は、ゴム材で形成され、かつその自然状態で断面円形に形成され、その直径が内周面７Ａと外周面１３Ａとの距離よりも長く形成されている。Ｏリング１０をＯリング保持室Ｒに保持状態、すなわちシールリング３とスプリングホルダ１２との間に装着した状態では、径方向に圧縮変形して、径方向内外でそれぞれ内周面７Ａと外周面１３Ａと環状に接触し、シール面を形成している。また、Ｏリング１０は、機内圧P1とバリア液圧P2の差圧PLにより軸方向に移動可能な程度の接圧でＯリング保持室Ｒに配置されている。なお、Ｏリング保持室Ｒは、径方向内外でそれぞれＯリング１０を密封するシール面を形成し、かつ、上記差圧PLによりＯリング１０を軸方向に移動可能に保持するものであればよい。また、Ｏリング１０はその断面形状は円形に限らない。

【0024】

次いで、動作について説明する。
図３に示される標準モードでは機内圧P1がバリア液圧P2よりも低圧である「正圧」（P1<P2）により運転されているが、運転状況によっては、図４に示される機内圧P1がバリア液圧P2よりも高圧である「逆圧」（P1>P2）により運転されることもある。このように、実施例１では機内圧P1とバリア液圧P2の関係が、P1<P2のときを正圧、P1>P2のときを逆圧と呼ぶ。運転状況によらず、メカニカルシール１の摺動面間は離間することなく密封性能を維持することが望ましい。

【0025】

逆圧から正圧に移行する場合、高圧になったバリア液圧P2は径方向溝８を通って領域Ｃ１（図６（ａ））に作用する。すなわち、高圧のバリア液圧P2がＯリング１０のメイティングリング２側の側面の内、端面７Ｂとの接触部分を除く膨出頂部１０Ｔに作用する（図６（ｂ））。当該バリア液圧P2が作用する面積は狭いため、Ｏリング１０は差圧PLにより、当該端面７Ｂから離れる軸方向に迅速かつ確実に移動を開始する。その後、Ｏリング１０の一部が当該端面７Ｂから離れるとさらにＯリング１０にバリア液圧P2が作用する面積が増え、Ｏリング１０を迅速に移動させ、最終的に図３に示す正圧の状態となる。したがって、逆圧から正圧に移行した直後、つまり、差圧PLが小さいときからバリア液圧P2による摺動面間を押し付ける所望の力を確保できるため、摺動面間から漏れが発生することを抑制できる。

【0026】

一方、図１４に示す径方向溝を設けない場合（特許文献１に例示される場合。）には、領域Ｃ１にバリア液圧P2が作用しておらず、機内圧P1が作用する面積はバリア液圧P2が作用する面積の略２倍であるため、バリア液圧P2が機内圧P1の略２倍になるまでＯリング１０は移動せず、摺動面間から漏れが発生する虞がある。

【0027】

上述に加え、径方向溝８は径方向に延在しており、逆圧の状態において、径方向溝８がＯリング１０の径方向に切れ目なく対向している。そのため、逆圧から正圧に移行するときに、径方向溝８内のバリア液の圧力が高まる（短い時間で圧力が急激に高まる）ことにより、Ｏリング１０は径方向溝８に対向する箇所において径方向に切れ目なく圧力を受けるため端面７Ｂから離れやすい。さらに、周方向に離れた一部の箇所にバリア液が入り込み当該箇所を基点として、複数の箇所にバリア液の圧力が作用し、Ｏリング１０は端面７Ｂから離れやすく、Ｏリング１０を確実かつ迅速に端面７Ｂから離すことができる。
また、径方向溝８は周方向に複数設けられているため、Ｏリング１０の膨出頂部１０Ｔの内、端面７Ｂに接触する箇所が周方向おいて分断される（図６（ｂ））。そのため、逆圧から正圧に移行するときに、Ｏリング１０を迅速に端面７Ｂから離すことができる。

【0028】

また、径方向溝８は径方向に延在するため、この溝を設けることによって摺動面を有するシールリング３自体が長くなることや、機械的な強度が低下することがない。シールリング３自体がＯリング保持室Ｒの一部を形成し、その端面７Ｂに径方向溝８を設けこの形状が溝であるため、構造が単純かつ加工が容易である。セラミックス等により形成されるシールリング３であっても溝を設けても設計の自由度に大きな影響はない。

【0029】

＜変形例１＞
図７に示されるように、径方向溝８を浅溝（侵入抑制手段）８Ａと深溝８Ｂから構成してもよい。差圧PLが大きい場合であって、Ｏリング１０が端面７Ｂに押圧されて変形しても、Ｏリング１０が浅溝８Ａを塞ぐことがあっても深溝８Ｂを塞ぐことはなく、領域Ｃ１への流路を閉塞することを回避できる。また、深溝８Ｂは浅溝８Ａに幅方向に重畳するように設ければよいが、その幅方向の位置を中央とすると、変形したＯリング１０がより侵入し難いためより好ましい。
なお、径方向溝８は、浅溝８Ａを省略し、深溝８Ｂのみとしても良い。この場合には、浅溝８ＡによるＯリング１０の変形を吸収する作用やバリア液圧がＯリング１０に広い面積で面する作用はないものの、変形したＯリング１０が深溝８Ｂを閉塞し難くなる。

【0030】

＜変形例２＞
図８に示されるように、径方向溝８の側面視（図２）の形状として、（ａ）のごとき略半円のものについて説明したが、（ｂ）のごとき略台形、（ｃ）のごとき略矩形であってもよく、その形状は問わない。（ａ）や（ｂ）のように、外径側に行くにつれて幅狭となるように形成されている（径方向溝８の断面積が、Ｏリング保持室Ｒの入口側よりも奥側が小さく形成されている）ことが好ましい。このような形状であると、逆圧から正圧に切り換わった直後、過渡的に径方向溝８に生じる流れによりいわゆる楔効果により中央及び外径側の圧力が高まり、迅速にＯリング１０を端面７Ｂから離間させることができる。

【0031】

＜変形例３＞
図９に示されるように、径方向溝８の断面（図３）の形状として、（ａ）のごとく略矩形のものについて説明したが、（ｂ）のごとき径方向溝８’はその断面が略直角三角形であってもよい。（ｂ）の場合、変形例２の（ａ）、（ｂ）と同様に楔効果を生じさせることができる。
なお、変形例１から変形例３の構造を組み合わせて採用してもよい。

【実施例2】

【0032】

次に、実施例２について、図１０から図１１を参照して説明する。なお、実施例１と同一構成で重複する説明を省略する。実施例１とは、リング部材（侵入抑制手段、介在部材）１８が追加されている点が主に相違する。リング部材１８は、金属又は樹脂により形成され、径方向溝８よりも径方向長さが少し短いものであり、Ｏリング１０と端面７Ｂとの間に配置されている。逆圧となって、Ｏリング１０が摺動面側に移動すると、Ｏリング１０はその膨出頂部１０Ｔがリング部材１８に当接する。リング部材１８よりも径方向溝８が長いため、径方向溝８の先端は領域Ｃ１に臨むようになっている。なお、リング部材１８は内径側が外周面１３Ａから離間するように環状溝７に設けられている。また、リング部材１８は必ずしも環状溝７に固定する必要はなく、軸方向に移動可能としてもよい。また、リング部材１８は網状であってもよい。

【0033】

このように構成したため、逆圧から正圧に移行したときにも、Ｏリング１０を迅速かつ確実にリング部材１８から離間させて、径方向溝８及び／又はリング部材１８にバリア液圧P2を作用させて、所望の摺動面を押す力を確保して、摺動面間から漏れが生じる虞はない。さらに、リング部材１８を設けたため、逆圧になった際に、Ｏリング１０が径方向溝８を閉塞することがない。
なお、その形状をリング以外とした介在部材を、Ｏリング１０と端面７Ｂとの間に介在させるものであっても同様の効果が得られる。

【実施例3】

【0034】

次に、実施例３について、図１２を参照して説明する。なお、実施例１、２と同一構成で重複する説明を省略する。実施例１、２では、径方向溝８をシールリング３に設ける場合について説明したが、スプリングホルダ１２に外径側の端から内径側に延びる径方向溝１２Ａを設けてもよい。このようにすることで、正圧から逆圧に移行した場合に、Ｏリング１０を確実かつ迅速に摺動面側に移動させることができる。

【実施例4】

【0035】

次に、実施例４について、図１３を参照して説明する。なお、実施例１−３と同一構成で重複する説明を省略する。実施例１−３では、シールリング３が回転軸５０と共に回転する例について説明したが、メイティングリングが回転軸と共に回転するものであってもよい。また、実施例１では、シールリング３の一部にＯリング１０が接する例について説明したが、Ｏリングはシールリング以外の他の部材のみに接するものであってもよい。

【0036】

メイティングリング５２は、回転軸５０に固定されたホルダ７３に保持固定され、回転軸５０と共に回転する構造である。シールリング５３は、スプリングホルダ５５を介してスプリング６４，６４・・からメイティングリング５２側に付勢力を受けている。スプリングホルダ５５とハウジング（ガイド部材）７０により形成される空間にＯリング６０が配置されている。Ｏリング６０は差圧PLにより正圧のときハウジング７０の端面に当接し、逆圧のときスプリングホルダ５５の端面に当接する。スプリングホルダ５５の端面には、径方向外側から内側に延びる径方向溝５８が設けられている。

【0037】

このように構成したため、正圧から逆圧に移行したときにも、Ｏリング６０を迅速かつ確実にスプリングホルダ５５の端面から離間させて、スプリングホルダ５５の端面にバリア液圧P2を作用させて、所望の摺動面を押す力を確保して、摺動面間から漏れが生じる虞はない。
なお、本発明におけるシールリングは、軸方向に移動可能に配置され、摺動面を有し、かつ端面等を備えるものであり、複数の部材によって構成されていてもよい。実施例４の場合には、シールリングは、シールリング５３及びスプリングホルダ５３により構成されている。

【0038】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0039】

上述の実施例では、タンデム型のメカニカルシール装置を例に説明したが、ダブル型であっても、シングル型であってもよい。要するに、メカニカルシールにより仕切られる機内側の領域と機外側の領域の流体の圧力の関係が、正圧と逆圧とを生じるものであれば本発明を採用することが可能である。

【0040】

また、周方向の長さ（幅）について、各径方向溝８，８・・の幅は、隣接する径方向溝８，８の距離に比べて十分に短いものについて説明したが、この長さ関係を逆にしてもよい。径方向溝１０Ａ、凸部１０Ｂについても同様である。

【0041】

また、径方向溝８，８・・が、周方向に均等に配置される例について説明したが、径方向溝８，８・・を不均等に配置してもよい。このようにすると、メカニカルシールにより仕切られる機内側の領域と機外側の領域の流体の圧力の関係が逆転した直後、過渡的に周方向に不均一にＯリング１０に液圧が作用するため、一部を基点としてＯリング１０をより迅速に端面７Ｂから隔離させることができる。径方向溝１０Ａ、凸部１０Ｂについても同様である。

【符号の説明】

【0042】

１ メカニカルシール
２ メイティングリング
３ シールリング
７ 環状溝
７Ａ 内周面
７Ｂ 端面
８、８’、１２ 径方向溝（溝）
８Ａ 浅溝（侵入抑制手段、溝）
８Ｂ 深溝（溝）
１０ Ｏリング
１０Ａ 径方向溝（流路）
１０Ｂ 突部（流路）
１０Ｔ 膨出頂部
１２ スプリングホルダ（ガイド部材）
１３ 環状溝
１４ スプリング
１８ リング部材（侵入抑制手段、介在手段）
５３ シールリング
５５ スプリングホルダ（シールリング）
６０ Ｏリング
７０ ハウジング（ガイド部材）
Ｂ１ 機内領域
Ｂ２ 中間領域
Ｐ１ 機内圧
Ｐ２ バリア液圧
Ｒ Ｏリング保持室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】