特許 6674320 メカニカルシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6674320

(24)【登録日】2020年3月10日

(45)【発行日】2020年4月1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 20060101AFI20200323BHJP

   F16J 15/38 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/34 Z

   F16J15/34 F

   F16J15/38

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-100443(P2016-100443)

(22)【出願日】2016年5月19日

(65)【公開番号】特開2017-207147(P2017-207147A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2018年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 優司

(72)【発明者】

【氏名】西 崇伺

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０５０６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００７２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７７９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平５−２７４３３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／３４

Ｆ１６Ｊ １５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシング側に取り付けられ、シール面を有する静止密封環と、
前記ケーシングを貫通する回転軸側に一体回転可能に取り付けられ、軸方向の一端面に環状の溝部が形成されたリテーナと、
前記リテーナの溝部に嵌め込まれ、前記静止密封環のシール面に摺接するシール面を有する回転密封環と、を備えたメカニカルシールであって、
前記回転密封環は、そのシール面の反対側となる背面と、当該背面に対向する前記溝部の底面との間に環状の第１弾性部材を介在させた状態で、前記溝部に緩く嵌め込まれており、
前記回転密封環が前記リテーナに対して回転するのを規制する回り止め機構を備え、
前記静止密封環のシール面の外周縁には、当該シール面から軸方向内側へ向かうに従って漸次拡径するテーパ面が、前記静止密封環の周方向に所定間隔をあけて複数形成されている、メカニカルシール。

【請求項2】

前記回転密封環の外周面と、当該外周面に対向する前記溝部の周面との間に環状の第２弾性部材が介在している、請求項１に記載のメカニカルシール。

【請求項3】

前記回転密封環の少なくともシール面にダイヤモンド膜が形成されている、請求項１又は請求項２に記載のメカニカルシール。

【請求項4】

前記第１弾性部材は、熱伝導性を有するガスケットである、請求項１〜請求項３のいずれか１項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、メカニカルシールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、回転流体機器の内部の被密封流体をシールするものとして、図６に示すように、ケーシング１０１側に固定された静止密封環１０３と、回転軸１０２側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環１０４とを備え、静止密封環１０３に形成されたシール面１０３ａと回転密封環１０４に形成されたシール面１０４ａとが摺接するメカニカルシールが知られている。

【0003】

このようなメカニカルシールでは、回転軸１０２に外嵌されているリテーナ１０５の軸方向の一端面に溝部１０５ａが形成されており、この溝部１０５ａに回転密封環１０４が焼嵌めにより固定されている。このため、回転密封環１０４のシール面１０４ａの反対側となる背面１０４ｂは溝部１０５ａの底面１０５ｂに接触している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１７７９１４号公報（図４参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記メカニカルシールの回転密封環１０４は焼嵌めによりリテーナ１０５の溝部１０５ａに固定されているため、その焼嵌めによる残留応力によって回転密封環１０４のシール面１０４ａに歪が発生し易い。その結果、シール面１０４ａの平坦度に悪影響が及ぶことになる。
また、回転密封環１０４の背面１０４ｂは、焼嵌めによって溝部１０５ａの底面１０５ｂに金属接触しているため、背面１０４ｂの平坦度が低い場合には、その平坦度を溝部１０５ａの底面１０５ｂにより補正することができず、回転密封環１０４が回転軸１０２に対して傾き易い。その結果、シール面１０４ａの回転軸１０２に対する直角度に悪影響が及ぶことになる。

【0006】

このように、上記メカニカルシールにあっては、回転密封環１０４が溝部１０５ａに焼嵌めにより固定されることで、シール面１０４ａに歪が発生してシール面１０４ａの平坦度が低下したり、シール面１０４ａの背面１０４ｂが溝部１０５ａに金属接触して回転密封環１０４が回転軸１０２に対して傾き、シール面１０４ａの回転軸１０２に対する直角度が損なわれたりすることで、被密封流体のシール性能が低下するという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回転密封環のシール面の平坦度が低下したり、当該シール面の回転軸に対する直角度が損なわれたりするのを抑制することができる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】

本発明のメカニカルシールは、ケーシング側に取り付けられ、シール面を有する静止密封環と、前記ケーシングを貫通する回転軸側に一体回転可能に取り付けられ、軸方向の一端面に環状の溝部が形成されたリテーナと、前記リテーナの溝部に嵌め込まれ、前記静止密封環のシール面に摺接するシール面を有する回転密封環と、を備えたメカニカルシールであって、前記回転密封環は、そのシール面の反対側となる背面と、当該背面に対向する前記溝部の底面との間に環状の第１弾性部材を介在させた状態で、前記溝部に緩く嵌め込まれており、前記回転密封環が前記リテーナに対して回転するのを規制する回り止め機構を備える。

【0008】

上記のように構成されたメカニカルシールによれば、回転密封環はリテーナの溝部に緩く嵌め込まれるので、その嵌め込みによって回転密封環に残留応力が生じるのを低減することができ、その結果、回転密封環のシール面に歪が発生するのを抑制することができる。また、回転密封環の背面と溝部の底面との間に第１弾性部材が介在しているので、前記背面の平坦度が低い場合であっても、その平坦度を第１弾性部材により補正することができ、その結果、回転密封環のシール面が回転軸に対して傾くのを抑制することができる。

【0009】

したがって、回転密封環のシール面に歪が発生してシール面の平坦度が低下したり、背面の平坦度が低い場合に回転密封環が傾いてシール面の回転軸に対する直角度が損なわれたりするのを抑制することができるので、メカニカルシールのシール性能が低下するのを抑制することができる。
また、メカニカルシールは回転密封環がリテーナに対して回転するのを規制する回り止め機構を備えているので、回転密封環がリテーナに緩く嵌め込まれても、回転密封環がリテーナに対して回転するのを防止することができる。

【0010】

前記回転密封環の外周面と、当該外周面に対向する前記溝部の周面との間に環状の第２弾性部材が介在しているのが好ましい。
この場合、回転密封環の外周面の平坦度が低い場合であっても、その平坦度を第２弾性部材により補正することができるので、回転密封環が回転軸に対して傾いてシール面の回転軸に対する直角度に悪影響を及ぼすのをさらに抑制することができる。

【0011】

前記回転密封環の少なくともシール面にダイヤモンド膜が形成されているのが好ましい。この場合、ダイヤモンド膜は大きな熱伝導率を有しているため、回転密封環のシール面で発生した摩擦熱を効率良く逃がすことができる。これにより、シール面に熱歪が発生するのを抑制することができるので、シール面の平坦面が低下するのをさらに抑制することができる。

【0012】

前記静止密封環のシール面の外周縁には、当該シール面から軸方向内側へ向かうに従って漸次拡径するテーパ面が形成されているのが好ましい。
この場合、静止密封環のシール面の外周縁に形成されたテーパ面により、回転密封環のシール面におけるフラッシング流体との接液面積が増加するので、回転密封環のシール面を効率良く冷却することができる。その結果、シール面に熱歪が発生するのをさらに抑制することができる。

【0013】

前記第１弾性部材は、熱伝導性を有するガスケットであるのが好ましい。この場合、回転密封環のシール面で発生した摩擦熱を、回転密封環の背面からガスケットを介してリテーナに逃がすことができるので、シール面に熱歪が発生するのをさらに抑制することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のメカニカルシールによれば、回転密封環のシール面の平坦度が低下したり、当該シール面の回転軸に対する直角度が損なわれたりするのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。

【図2】回転密封環の取り付け構造を示す拡大断面図である。

【図3】リテーナを機外側から見た正面図である。

【図4】静止密封環を機内側から見た正面図である。

【図5】第１弾性部材の変形例を示す拡大断面図である。

【図6】従来のメカニカルシールを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。図１において、このメカニカルシール１は、各種産業用ポンプ、撹拌機、コンプレッサ、ブロワ等の回転流体機器の軸封装置として用いられ、回転流体機器のケーシングＣと、当該ケーシングＣの開口ｃ１を貫通する回転軸Ｓとの間に配置されている。なお、本明細書において、図１の左側を機外側、図１の右側を機内側という（図２及び図５についても同様）。

【0017】

図１に示すように、メカニカルシール１は、静止側ユニットとして、ケーシングＣに固定された環状のシールケース２と、このシールケース２の内周面に嵌合して固定された環状の静止密封環３とを備えている。シールケース２には、フラッシング流体をシールケース２内に供給する供給路２２と、シールケース２内のフラッシング流体を排出する排出路２３とが形成されている。

【0018】

静止密封環３は、カーボン、又はその他の材料を主成分として形成された部材であり、その機内側の端部にシール面３ａが形成されている。静止密封環３の外周には、その軸方向の二箇所にシールケース２の内周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング１５，１６が設けられている。

【0019】

メカニカルシール１は、回転側ユニットとして、回転軸Ｓに一体回転可能に取り付けられたスリーブ４と、スリーブ４の外周に一体回転可能に取り付けられた環状のドライブカラー５と、ドライブカラー５と連係してスリーブ４の外周に一体回転可能に取り付けられた環状のリテーナ６と、リテーナ６に取り付けられた回転密封環７と、ドライブカラー５を機外側に付勢する複数の付勢部材８と、これらの付勢部材８を保持する環状の保持部材９とを備えている。

【0020】

スリーブ４は、ステンレス鋼等の金属材（例えば、ＳＵＳ３０４等）からなり、回転軸Ｓの外周面に嵌合されている。スリーブ４の機外側の端部はシールケース２よりも機外側に配置され、機内側の端部はケーシングＣ内に配置されている。また、スリーブ４の軸方向中央部の内周には、回転軸Ｓの外周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング１７が設けられている。

【0021】

スリーブ４の機外側の端部には、円環部１０ａと円筒部１０ｂとを有するストッパリング１０が配置されている。円環部１０ａの内周面は回転軸Ｓの外周面に嵌合して固定されており、円筒部１０ｂの内周面はスリーブ４の外周面に嵌合されている。円環部１０ａの機内側の端面１０ｃは、スリーブ４の機外側の端面に当接している。

【0022】

円筒部１０ｂには、径方向に貫通するネジ孔１０ｄが周方向に所定間隔をあけて複数形成されている。ネジ孔１０ｄには、セットスクリュー（押さえネジ）１１が螺合されており、このセットスクリュー１１を締め付けることで、その先端部がスリーブ４の外周面を押し付けている。これにより、スリーブ４は、ストッパリング１０とセットスクリュー１１によって、回転軸Ｓに強固に固定されている。

【0023】

ドライブカラー５は、ステンレス鋼等の金属材（例えば、ＳＵＳ３０４等）からなり、スリーブ４の外周面に対して軸方向に摺動可能に取り付けられている。ドライブカラー５には、複数（本実施形態では３個）のドライブピン１３の機外側の端部がそれぞれ固定されている。具体的には、ドライブカラー５には、軸方向に貫通するネジ孔５ａが周方向に所定間隔をあけて複数形成されており、各ネジ孔５ａには各ドライブピン１３の一端部に形成された雄ネジ部１３ａがそれぞれ螺合されている。

【0024】

保持部材９は、ステンレス鋼等の金属材（例えば、ＳＵＳ３０４等）からなり、ドライブカラー５よりも機内側においてスリーブ４の外周面に嵌合されている。保持部材９には、径方向に貫通するネジ孔９ａが周方向に所定間隔をあけて複数形成されており、各ネジ孔９ａにはセットスクリュー１２が螺合されており、このセットスクリュー１２を締め付けることで、その先端部がスリーブ４の外周面を押し付けている。これにより、保持部材９は、セットスクリュー１２によってスリーブ４に固定されている。

【0025】

保持部材９には、軸方向に貫通する複数の保持孔９ｂが周方向に所定間隔をあけて形成されている。この保持孔９ｂには、前記ドライブピン１３が挿入された状態で軸方向に所定範囲で移動自在に保持されている。
保持部材９は、周方向に所定間隔をあけて複数の付勢部材８の機内側の端部を保持している。付勢部材８は、例えば圧縮コイルばねからなり、その機外側の端部はドライブカラー５の機内側の端面に当接している。これにより、ドライブカラー５は、付勢部材８の付勢力によって機外側に付勢されている。

【0026】

リテーナ６は、ステンレス鋼等の金属材（例えば、ＳＵＳ３０４等）からなり、スリーブ４の外周面に対して軸方向に摺動可能に取り付けられている。リテーナ６の内周にはスリーブ４の外周面との間をシール（二次シール）するゴム製のＯリング１８が設けられている。リテーナ６の機内側の端面には複数の突起部６１が周方向に所定間隔をあけて形成されており、各突起部６１は、ドライブカラー５に形成された複数の係合孔５ｂにそれぞれ係合されている。

【0027】

回転密封環７は、例えば、耐摩耗性及びシール性能に優れたＳｉＣ焼結体からなり、リテーナ６の機外側の端部に取り付けられている。回転密封環７の機外側の端面は、静止密封環３のシール面３ａに摺接するシール面７ａとされている。回転密封環７のシール面７ａと静止密封環３のシール面３ａとの摺接部分は、供給路２２から供給されるフラッシング流体によって冷却及び潤滑されるようになっている。

【0028】

以上の構成により、ドライブカラー５がドライブピン１３を介して保持部材９から駆動トルクを受けることによって、リテーナ６が突起部６１を介して回転駆動され、ドライブカラー５、リテーナ６及び回転密封環７は回転軸Ｓと一体回転する。その際、ドライブカラー５は、ドライブピン１３を介して保持部材９に対して軸方向へ移動可能に保持された状態で、付勢部材８によって機外側に付勢されている。これにより、回転密封環７のシール面７ａは、静止密封環３のシール面３ａに所定圧力で押し付けられた状態で摺接することで、軸封部を形成している。

【0029】

［回転密封環の取り付け構造］
図２は、回転密封環７の取り付け構造を示す拡大断面図である。図２において、リテーナ６の機外側の端面には、回転密封環７が嵌め込まれる環状の溝部６２が形成されている。この溝部６２の直径は、回転密封環７の外径よりも若干（０.２〜０．５％程度）大きく設定されており、これにより回転密封環７は溝部６２に緩く嵌め込まれている。

【0030】

回転密封環７のシール面７ａの反対側となる背面７ｃと、この背面７ｃに対向する溝部６２の底面６２ａとの間には環状の第１弾性部材３１が介在している。第１弾性部材３１は、溝部６２の底面６２ａに形成された環状の凹部６３に配置されており、前記底面６２ａと回転密封環７の背面７ｃとの間をシール（二次シール）している。また、第１弾性部材３１は、例えば耐食性に優れたフッ素ゴム等の弾性材料を用いて形成されたＯリングからなり、回転密封環７の背面７ｃが溝部６２の底面６２ａに接触しない程度のつぶし代に設定されている。

【0031】

回転密封環７の外周面７ｂと、この外周面７ｂに対向する溝部６２の周面６２ｂとの間には環状の第２弾性部材３２が介在している。第２弾性部材３２は、溝部６２の周面６２ｂに形成された凹部６４に配置されており、前記周面６２ｂと回転密封環７の外周面７ｂとの間をシール（二次シール）している。また、第２弾性部材３２は、例えば耐食性に優れたフッ素ゴム等の弾性材料を用いて形成されたＯリングからなり、回転密封環７の外周面７ｂが溝部６２の周面６２ｂに接触しない程度のつぶし代に設定されている。

【0032】

なお、本実施形態では、回転密封環７の背面７ｃ側と外周面７ｂ側に第１及び第２弾性部材３１，３２がそれぞれ設けられているが、少なくとも背面７ｃ側の第１弾性部材３１が設けられていればよい。その理由は、回転密封環７の背面７ｃの平坦度が、外周面７ｂの平坦度よりも、シール面７ａの回転軸Ｓに対する直角度に悪影響を及ぼす度合いが高いからである。但し、メカニカルシール１の性能（一次シールたる静止密封環３と回転密封環７との間のシール、及び二次シールの性能）をさらに安定させるという観点では、外周面７ｂ側にも第２弾性部材３２を設けるのが好ましい。

【0033】

図３は、リテーナ６を機外側から見た正面図である。図２及び図３に示すように、リテーナ６における溝部６２の底面６２ａの内周側には、機外側へ突出する複数（図例では３個）のピン４１が周方向に所定間隔をあけて形成されている。これらのピン４１は、例えばリテーナ６の機外側の端面をミーリング加工することで、リテーナ６に一体に形成されている。

【0034】

各ピン４１は、回転密封環７の背面７ｃにおいて周方向に所定間隔をあけて形成された複数の凹溝４２にそれぞれ挿入されている。この状態においてピン４１の先端面は、凹溝４２の底面４２ａに対して非接触とされている。そして、回転密封環７がリテーナ６に対して回転しようとすると、凹溝４２の側面４２ｂがピン４１の外周面に当接することで、その回転が規制される。したがって、本実施形態では、ピン４１及び凹溝４２が、回転密封環７がリテーナ６に対して回転するのを規制する回り止め機構４０を構成している。

【0035】

以上のように、回転密封環７はリテーナ６の溝部６２に緩く嵌め込まれるので、その嵌め込みによって回転密封環７に残留応力が生じるのを低減することができ、その結果、回転密封環７のシール面７ａに歪が発生するのを抑制することができる。
また、回転密封環７の背面７ｃと溝部６２の底面６２ａとの間に第１弾性部材３１が介在しているので、前記背面７ｃの平坦度が低い場合であっても、その平坦度を第１弾性部材３１により補正（吸収）することができる。さらに、回転密封環７の外周面７ｂと溝部６２の周面６２ｂとの間に第２弾性部材３２が介在しているので、前記外周面７ｂの平坦度が低い場合であっても、その平坦度を第２弾性部材３２により補正（吸収）することができる。これにより、前記背面７ｃ及び外周面７ｂの平坦度が低い場合に回転密封環７が回転軸Ｓに対して傾くのを抑制することができる。

【0036】

したがって、回転密封環７のシール面７ａに歪が発生してシール面７ａの平坦度が低下したり、背面７ｃ及び外周面７ｂの平坦度が低い場合に回転密封環７が傾いてシール面７ａの回転軸Ｓに対する直角度が損なわれたりするのを抑制することができるので、メカニカルシール１のシール性能が低下するのを抑制することができる。

【0037】

また、メカニカルシール１は回転密封環７がリテーナ７に対して回転するのを規制する回り止め機構４０を備えているので、回転密封環７がリテーナ６に緩く嵌め込まれても回転密封環７がリテーナ６に対して回転するのを防止することができる。
また、回り止め機構４０を構成するリテーナ６側のピン４１の先端面は、回転密封環７側の凹溝４２の底面４２ａに対して非接触であるため、これらの接触に起因して回転密封環７が回転軸Ｓに対して傾くのも防止することができる。

【0038】

［回転密封環のダイヤモンド膜］
図２において、本実施形態の回転密封環７には、その全面にダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４が連続して形成されている。ダイヤモンド膜ｄ１は回転密封環７のシール面７ａに形成されており、ダイヤモンド膜ｄ２は回転密封環７の外周面７ｂに形成されている。ダイヤモンド膜ｄ３は回転密封環７の背面７ｃ（凹溝４２を含む）に形成されており、ダイヤモンド膜ｄ４は回転密封環７の内周面７ｄに形成されている。なお、図２では、分かりやすいようにダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４の膜厚を誇張して描いている。

【0039】

ダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４は、１０００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋという大きな熱伝導率を有している。このため、回転密封環７のシール面７ａの耐摩耗性を向上させるだけでなく、以下の作用効果を奏する。すなわち、回転密封環７のシール面７ａで発生した摩擦熱を、ダイヤモンド膜ｄ１から速やかにダイヤモンド膜ｄ２及びダイヤモンド膜ｄ３をそれぞれ経由して回転密封環７の背面７ｃに形成されたダイヤモンド膜ｄ３に伝えることができる。

【0040】

これにより、回転密封環７のシール面７ａと背面７ｃとの温度差を緩和し、この温度差に起因する熱歪がシール面７ａに発生するのを抑制することができる。その結果、シール面７ａの平坦度が低下するのを抑制することができるので、メカニカルシール１のシール性能が低下するのをさらに抑制することができる。

【0041】

ダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４は、例えばマイクロ波ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法等の一般的な製造技術を用いて作製することができる。ダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４の厚さは、本発明において特に限定されるものではないが、通常、３〜３０μｍ、好ましくは３〜１０μｍである。回転密封環７のシール面７ａで発生した摩擦熱が当該回転密封環７の母材であるＳｉＣ焼結体に移動する前に外周面７ｂ及び内周面７ｄに移動させるという観点からは、３μｍ以上の厚みであることが望ましい。また、ダイヤモンド膜が厚くなるほど膜の表面粗度も大きくなり、精密な機械部品であるメカニカルシールのシール面として使用するのが困難になるのに加えて、ダイヤモンド膜の残留応力を極力小さくするという観点からは、１０μｍ以下であることが望ましい。

【0042】

なお、ダイヤモンド膜ｄ１〜ｄ４の厚さは、同じ厚さであってもよいし、互いに異なる厚さであってもよい。回転密封環７のシール面７ａで発生した摩擦熱を速やかに外周面７ｂ及び内周面７ｄに移動させるという観点からは、外周面７ｂ及び内周面７ｄのダイヤモンド膜ｄ２，ｄ４の膜厚が、シール面７ａのダイヤモンド膜ｄ２の膜厚以上であることが望ましい。

【0043】

回転密封環７のシール面７ａでは、ダイヤモンド膜ｄ１が形成されることで表面粗度が大きくなる。このため、シール面７ａとして必要な平坦度を確保するために、ダイヤモンド膜ｄ１の表面には仕上げ加工が施される。
また、回転密封環７の外周面７ｂ及び背面７ｃでも、ダイヤモンド膜ｄ２，ｄ３が形成されることで表面粗度が大きくなるが、外周面７ｂ及び背面７ｃの各平坦度のうねりを、第１及び第２弾性部材３１，３２によりそれぞれ吸収することができる。したがって、回転密封環７の外周面７ｂ及び背面７ｃにダイヤモンド膜ｄ２，ｄ３を形成することで、外周面７ｂ及び背面７ｃの平坦度が低下しても、回転密封環７が傾いてシール面７ａの回転軸Ｓに対する直角度が損なわれるのを効果的に抑制することができる。

【0044】

［静止密封環のテーパ面］
図２に示すように、静止密封環３のシール面３ａの外周縁には、当該シール面３ａから静止密封環３の軸方向内側（機外側）へ向かうに従って漸次拡径するテーパ面（ハイドロカット）３ｂが形成されている。
図４は、静止密封環３を機内側から見た正面図である。図４に示すように、静止密封環３のテーパ面３ｂは、シール面３ａの外周縁において周方向に所定間隔をあけて複数個所（図例では８箇所）に形成されている。

【0045】

これにより、供給路２２（図１参照）から供給されたフラッシング流体は、静止密封環３のテーパ面３ｂに沿って静止密封環３のシール面３ａと回転密封環７のシール面７ａとの摺接部分に入り込み易くなるので、前記摺接部分を効率的に冷却することができ、かつ前記摺接部分においてフラッシング流体による潤滑膜の膜厚を厚くすることができる。また、回転密封環７のテーパ面３ｂにより、シール面７ａにおけるフラッシング流体との接液面積が増加するので、当該シール面７ａをさらに効率的に冷却することができる。その結果、両シール面３ａ，７ａの耐摩耗性を向上させることができる。

【0046】

［変形例］
図５は、第１弾性部材３１の変形例を示す拡大断面図である。本変形例の第１弾性部材３１は、熱伝導性を有するガスケットからなる。ガスケットの熱伝導率及び硬度は、本発明において特に限定されるものではないが、好ましくは熱伝導率は５〜２００Ｗ／ｍ・ｋであり、硬度はＨｓ４０〜９０である。なお、本変形例では、第１弾性部材３１をガスケットとしているが、これに加えて第２弾性部材３２をガスケットとしてもよい。

【0047】

以上のように、第１弾性部材３１として熱伝導性を有するガスケットを用いることで、回転密封環７のシール面７ａで発生した摩擦熱は、ダイヤモンド膜ｄ１からダイヤモンド膜ｄ２（ダイヤモンド膜ｄ３）、ダイヤモンド膜ｄ３、及び第１弾性部材３１を経由してリテーナ６の溝部６２の底面６２ａに伝わる。これにより、前記摩擦熱をリテーナ６に逃がすことができるので、回転密封環７のシール面７ａと背面７ｃとの温度差をさらに緩和することができ、その結果、シール面７ａに熱歪が発生するのをさらに抑制することができる。

【0048】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、上記実施形態では、ダイヤモンド膜は、回転密封環７の全周に形成されているが、少なくともシール面７ａに形成されていればよい。

【符号の説明】

【0049】

１ メカニカルシール
２ シールケース
３ 静止密封環
３ａ シール面
３ｂ テーパ面
４ スリーブ
５ ドライブカラー
５ａ ネジ孔
５ｂ 係合孔
６ リテーナ
７ 回転密封環
７ａ シール面
７ｂ 外周面
７ｃ 背面
７ｄ 内周面
８ 付勢部材
９ 保持部材
９ａ ネジ孔
９ｂ 保持孔
１０ ストッパリング
１０ａ 円環部
１０ｂ 円筒部
１０ｃ 端面
１０ｄ ネジ孔
１１ セットスクリュー
１２ セットスクリュー
１３ ドライブピン
１３ａ 雄ネジ部
１５ Ｏリング
１６ Ｏリング
１７ Ｏリング
１８ Ｏリング
２２ 供給路
２３ 排出路
３１ 第１弾性部材
３２ 第２弾性部材
４０ 回り止め機構
４１ ピン
４２ 凹溝
４２ａ 底面
４２ｂ 側面
６１ 突起部
６２ 溝部
６２ａ 底面
６２ｂ 周面
６３ 凹部
６４ 凹部
Ｃ ケーシング
ｃ１ 開口
ｄ１ ダイヤモンド膜
ｄ２ ダイヤモンド膜
ｄ３ ダイヤモンド膜
ｄ４ ダイヤモンド膜
Ｓ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】