本發(fā)明涉及一種使用游動環(huán)的機(jī)械密封。

背景技術(shù)：

以往，對于機(jī)械密封，已知一種在與旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)和被固定在軸殼上的固定環(huán)之間具備游動環(huán)的結(jié)構(gòu)。游動環(huán)具有：突出部(滑動部)，其具有在旋轉(zhuǎn)環(huán)上滑動的滑動面；以及突出部(抵接部)，其具有被擠壓在固定環(huán)上的被擠壓面。對于這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封，通過滑動面和被擠壓面對密封對象流體進(jìn)行密封，在對密封對象流體進(jìn)行密封一側(cè)，游動環(huán)受到流體壓力。為了不使游動環(huán)向旋轉(zhuǎn)軸的軸向傾斜，突出部(滑動部、抵接部)被設(shè)于游動環(huán)的端面，使從旋轉(zhuǎn)軸的軸向兩側(cè)作用于游動環(huán)的流體壓力產(chǎn)生的力相等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-249131號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題

然而，在游動環(huán)不向旋轉(zhuǎn)軸的軸向傾斜地維持其位置的情況下，游動環(huán)的被擠壓面與固定環(huán)的擠壓面保持相互平行的狀態(tài)，因此使被擠壓面與擠壓面抵接的面積增大。若被擠壓面與擠壓面的抵接面積增大，則使表面壓力降低，導(dǎo)致游動環(huán)與固定環(huán)之間的密封性下降。

對此，在專利文獻(xiàn)1中公開了通過在游動環(huán)8與靜止環(huán)(固定環(huán))4之間設(shè)置作為密封部件的O形環(huán)25，對游動環(huán)8與靜止環(huán)4之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封的結(jié)構(gòu)。這樣，通過設(shè)置O形環(huán)25，可以提高游動環(huán)8與靜止環(huán)4之間的密封性，但是增加了零件數(shù)量，導(dǎo)致伴隨有制造工序的增加、成本的增加。

并且，設(shè)置O形環(huán)25時(shí)還存在如下所述的問題。由于O形環(huán)25受到流體壓力，因此會有其形狀發(fā)生變形，而使靜止環(huán)4與O形環(huán)25之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)軸在軸向上的間隙的情況。尤其在高壓條件下，O形環(huán)25的形狀容易發(fā)生變形，而有游動環(huán)8與靜止環(huán)4之間的密封性下降的問題。另外，若因流體壓力的影響而使O形環(huán)25的形狀變形，則相對于游動環(huán)8在軸向上從靜止環(huán)4一側(cè)作用于旋轉(zhuǎn)環(huán)6一側(cè)的流體壓力產(chǎn)生的力的大小發(fā)生改變，使游動環(huán)8的定位控制變難。

對此，本發(fā)明的目的在于，在游動環(huán)與固定環(huán)之間沒有設(shè)置密封部件而提高密封性。

用于解決課題的手段

本發(fā)明為了解決上述問題而采用了以下手段。

即，本發(fā)明的機(jī)械密封用于密封旋轉(zhuǎn)軸與軸殼之間的環(huán)狀間隙，所述機(jī)械密封的特征在于具備：

旋轉(zhuǎn)環(huán)，其與所述旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)；

固定環(huán)，其被固定于所述軸殼；以及

游動環(huán)，其在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向上被設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)之間，并具有在所述軸向上向所述旋轉(zhuǎn)環(huán)突出，并且該突出方向的前端面與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)滑動的環(huán)狀的滑動部；以及在所述軸向上向所述固定環(huán)突出，并且該突出方向的前端面與所述固定環(huán)抵接的環(huán)狀的抵接部；通過所述滑動部的前端面和所述抵接部的前端面對密封對象流體進(jìn)行密封，

在所述游動環(huán)的所述軸向上的端面中，沿所述軸向受到所述密封對象流體從所述固定環(huán)側(cè)向所述旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)的方向的流體壓力的面的面積大小，與沿所述軸向受到從所述旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向所述固定環(huán)側(cè)的方向的所述流體壓力的面的面積大小不同。

另外，優(yōu)選當(dāng)密封對象流體處于滑動部的外徑側(cè)時(shí)，滑動部的前端面的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑與抵接部的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑的大小不同，當(dāng)密封對象流體處于滑動部的內(nèi)徑側(cè)時(shí)，滑動部的前端面的最外側(cè)外徑與抵接部的最外側(cè)外徑的大小不同。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，密封對象流體的流體壓力產(chǎn)生的力對游動環(huán)在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上從固定環(huán)側(cè)向旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)作用的力的大小與從旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向固定環(huán)側(cè)對游動環(huán)作用的力的大小不同。因此，利用扭矩的作用使游動環(huán)相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸向傾斜。

當(dāng)游動環(huán)的徑向外側(cè)從固定環(huán)側(cè)向旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)傾斜時(shí)，(即，當(dāng)游動環(huán)的外周面向旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)傾斜時(shí)，)游動環(huán)的滑動部前端面的內(nèi)徑側(cè)離開旋轉(zhuǎn)環(huán)，外徑側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)滑動，游動環(huán)的抵接部前端面的外徑側(cè)離開固定環(huán)，游動環(huán)的抵接部前端面的內(nèi)徑側(cè)與固定環(huán)抵接。

另一方面，當(dāng)游動環(huán)的徑向外側(cè)從旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向固定環(huán)側(cè)傾斜時(shí)，(即，當(dāng)游動環(huán)的外周面向固定環(huán)側(cè)傾斜時(shí)，)游動環(huán)的滑動部前端面的外徑側(cè)離開旋轉(zhuǎn)環(huán)，游動環(huán)的滑動部前端面的內(nèi)徑側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)滑動，游動環(huán)的抵接部前端面的內(nèi)徑側(cè)離開固定環(huán)，游動環(huán)的抵接部前端面的外徑側(cè)與固定環(huán)抵接。

這樣，游動環(huán)相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸向傾斜，游動環(huán)的抵接部前端面的一部分離開固定環(huán)，由此，游動環(huán)與固定環(huán)的抵接面積減小，游動環(huán)相對于固定環(huán)局部抵接。因此，游動環(huán)與固定環(huán)之間的抵接壓力增大，而提高游動環(huán)與固定環(huán)之間的密封性。因此，不需要在游動環(huán)與固定環(huán)之間設(shè)置密封部件。

另外，游動環(huán)相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸向傾斜，當(dāng)游動環(huán)的滑動部前端面中對密封對象流體進(jìn)行密封一側(cè)離開旋轉(zhuǎn)環(huán)時(shí)，密封對象流體進(jìn)入至因離開而形成的空間，促進(jìn)了密封對象流體的循環(huán)，易于使游動環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的堆積物流出，并且，因流體進(jìn)入而使滑動面的潤滑性也提高。另一方面，當(dāng)游動環(huán)的滑動部的前端面中沒有對密封對象流體進(jìn)行密封一側(cè)離開旋轉(zhuǎn)環(huán)時(shí)，大氣等外部流體進(jìn)入至因離開而形成的空間，易于使旋轉(zhuǎn)環(huán)與游動環(huán)的滑動部分冷卻。

另外，優(yōu)選具備：環(huán)狀的套筒，其具有內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸的外周面固定的筒狀的軸固定部，和從軸固定部向徑向外側(cè)延伸，用于保持旋轉(zhuǎn)環(huán)的保持部；以及環(huán)狀的密封部件，其對旋轉(zhuǎn)環(huán)與保持部之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，密封部件與旋轉(zhuǎn)環(huán)抵接的部位相比滑動部位于在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)(例如，密封對象流體位于滑動部的外徑側(cè)時(shí)，為其相反側(cè)即內(nèi)徑側(cè))。由于密封部件與旋轉(zhuǎn)環(huán)抵接的部位相比滑動部處在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)，即旋轉(zhuǎn)環(huán)與套筒的密封部位相比滑動部處在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)，因此可以增大旋轉(zhuǎn)環(huán)在軸向上端面受到流體壓力的面積中密封部件所在一側(cè)。因此，對于旋轉(zhuǎn)環(huán)，在軸向上從旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向固定環(huán)側(cè)作用的力增大，使旋轉(zhuǎn)環(huán)與游動環(huán)的滑動部的前端面的抵接壓力增大，而提高旋轉(zhuǎn)環(huán)與游動環(huán)的密封性。

發(fā)明效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在游動環(huán)與固定環(huán)之間沒有設(shè)置密封部件，也可以提高密封性。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械密封的整體結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。

圖2是用于說明作用于本發(fā)明的機(jī)械密封的力的示意剖視圖。

圖3是表示本發(fā)明的機(jī)械密封具備的游動環(huán)利用扭矩而呈傾斜狀態(tài)的剖視圖。

圖4是表示不呈傾斜狀態(tài)的游動環(huán)和呈傾斜狀態(tài)的游動環(huán)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，基于實(shí)施例以例示詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，在該實(shí)施例中記載的結(jié)構(gòu)元件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等，只要沒有特別地特定性的記載，則本發(fā)明的范圍不僅僅限定于此。

(本實(shí)施例)

＜本實(shí)施例的機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)＞

參照圖1，對本發(fā)明的實(shí)施例(以下，稱為本實(shí)施例)的機(jī)械密封的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施例的機(jī)械密封的整體結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。在本實(shí)施例中，針對使用一個(gè)機(jī)械密封的單密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也適用于使用兩個(gè)機(jī)械密封的雙密封結(jié)構(gòu)。機(jī)械密封用于密封(封閉)旋轉(zhuǎn)軸與軸殼之間的環(huán)狀間隙。

如圖1所示，本實(shí)施例的機(jī)械密封100具有：旋轉(zhuǎn)環(huán)110，其與旋轉(zhuǎn)軸200一同旋轉(zhuǎn)；固定環(huán)(靜止環(huán))120，其被與軸殼300固定；以及游動環(huán)130，其設(shè)于旋轉(zhuǎn)環(huán)110與固定環(huán)120之間。機(jī)械密封100還具有套筒140，該套筒140具備內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸200的外周面固定的筒狀的軸固定部141和從軸固定部141向旋轉(zhuǎn)軸200的徑向外側(cè)延伸來保持旋轉(zhuǎn)環(huán)110的保持部142。機(jī)械密封100還具有彈簧150，其作為施力部件使固定環(huán)120對游動環(huán)130進(jìn)行施力。

旋轉(zhuǎn)環(huán)110在與旋轉(zhuǎn)軸200平行方向(以下，稱為軸向)的端面一側(cè)具有相對于游動環(huán)130滑動的滑動面110a。固定環(huán)120在軸向上端面一側(cè)具有抵接于游動環(huán)130并對其向旋轉(zhuǎn)環(huán)110一側(cè)進(jìn)行擠壓的擠壓面120a。

游動環(huán)130在軸向上設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)110與固定環(huán)120之間，且沒有與其它部件固定。需要說明的是，游動環(huán)130相對于旋轉(zhuǎn)環(huán)110滑動，但被突出軸殼300而設(shè)置的銷301限制了向旋轉(zhuǎn)軸200旋轉(zhuǎn)方向的移動。另外，游動環(huán)130具有滑動部131，其向旋轉(zhuǎn)環(huán)110突出，在其突出方向的前端面(以下，稱為滑動面131a)處相對于旋轉(zhuǎn)環(huán)110的滑動面110a滑動。另外，游動環(huán)130具有作為抵接部的被擠壓部132，其向固定環(huán)120突出，在其突出方向的前端面(以下，稱為被擠壓面132a)處向固定環(huán)120的擠壓面120a擠壓。

機(jī)械密封100通過游動環(huán)130的滑動面131a和被擠壓面132a對密封對象流體進(jìn)行密封。即，軸殼300內(nèi)部由滑動面131a和被擠壓面132a分為密封有密封對象流體的流體側(cè)L和沒密封有密封對象流體的大氣側(cè)(非流體側(cè))A。在本實(shí)施例中，如圖1所示，流體側(cè)L為滑動面131a、被擠壓面132a的旋轉(zhuǎn)軸200的徑向外側(cè)，大氣側(cè)A為滑動面131a、被擠壓面132a的旋轉(zhuǎn)軸200的徑向內(nèi)側(cè)。

＜作用于機(jī)械密封的各部件的力＞

接著，參照圖2，針對作用于本實(shí)施例的機(jī)械密封各部件的力進(jìn)行說明。圖2是用于說明作用于本實(shí)施例的機(jī)械密封各部件的力的示意剖視圖。需要說明的是，在圖2中省略套筒140等一部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖示。雖然還省略了旋轉(zhuǎn)軸200，但僅對旋轉(zhuǎn)軸200的軸中心O進(jìn)行圖示。需要說明的是，以下將軸向上旋轉(zhuǎn)環(huán)所在的一側(cè)(圖中左側(cè))設(shè)為旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)，固定環(huán)所在的一側(cè)(圖中右側(cè))設(shè)為固定環(huán)側(cè)。

令固定環(huán)120的軸向端面中，與游動環(huán)130對置一側(cè)的相反側(cè)的端面，即受到密封對象流體的流體壓力P的影響的端面121a的面積為S1。如圖2所示，在端面121a上作用有沿軸向向旋轉(zhuǎn)環(huán)110側(cè)的力F1＝P×S1。另外，令端面121a中離旋轉(zhuǎn)軸200的軸中心O最短部分的半徑(本實(shí)施例中為位于對密封對象流體進(jìn)行密封的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑即固定環(huán)120與二次密封401接觸部位的半徑)為R1。

令固定環(huán)120的軸向端面中，與游動環(huán)130對置一側(cè)的端面，即受到密封對象流體的流體壓力P的影響的端面121b的面積為S2。需要說明的是，在本實(shí)施例中，設(shè)定受到流體壓力P影響的端面121b包括在擠壓面120a上受到流體壓力P影響的面。如圖2所示，在端面121b上作用有軸向上向固定環(huán)120側(cè)的力F2＝P×S2。另外，令端面121b中離旋轉(zhuǎn)軸200的軸中心O最短部分的半徑(在本實(shí)施例中對應(yīng)于被擠壓面132a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑)為R2。

令游動環(huán)130的軸向端面中，與固定環(huán)120對置一側(cè)的端面，即受到密封對象流體的流體壓力P的影響的端面132b的面積為S3。需要說明的是，在本實(shí)施例中，設(shè)定受到流體壓力P影響的端面132b包括在被擠壓部132的面上受到流體壓力P的影響的面。如圖2所示，在端面132b上作用有軸向上向旋轉(zhuǎn)環(huán)110側(cè)的力F3＝P×S3。

令游動環(huán)130的軸向端面中，與旋轉(zhuǎn)環(huán)110對置一側(cè)的端面，即受到密封對象流體的流體壓力P的影響的端面131b的面積為S4。如圖2所示，在端面131b上作用有軸向上向固定環(huán)120側(cè)的力F4＝P×S4。另外，令端面131b中離旋轉(zhuǎn)軸200的軸中心O最短部分的半徑(在本實(shí)施例中與滑動面131a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑相對應(yīng))為R3。

在此，在軸向上作用于固定環(huán)120的力F1與力F2的關(guān)系為F2＞F1時(shí)，使固定環(huán)120離開游動環(huán)130，因此為了保持固定環(huán)120相對于游動環(huán)130抵接的狀態(tài)，由彈簧150向與F1動作相同的方向?qū)潭ōh(huán)120施加作用力Fsp。為了滿足F2＜F1+Fsp的關(guān)系，通過調(diào)整作用力Fsp，可以維持固定環(huán)120相對于游動環(huán)130抵接的狀態(tài)。但是，當(dāng)使用作用力Fsp大的彈簧150時(shí)，機(jī)械密封100的組裝作業(yè)變難。

因此，在本實(shí)施例中，設(shè)定滿足F2＜F1的關(guān)系。即，固定環(huán)120的端面121a的面積S1大于固定環(huán)120的端面121b的面積S2。換言之，從端面121a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R1至固定環(huán)120的外徑的寬度大于從被擠壓面132a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2至固定環(huán)120的外徑的寬度。即，滿足R2＞R1。

因此，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，與彈簧150產(chǎn)生的作用力Fsp的大小無關(guān)，始終使F2＜F1+Fsp的關(guān)系成立。通過如此設(shè)定作用于固定環(huán)120的力，可以保持固定環(huán)120相對于游動環(huán)130抵接的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，針對使旋轉(zhuǎn)環(huán)110的背面(旋轉(zhuǎn)環(huán)110上與游動環(huán)130相反側(cè)的面)利用壓力與套筒140的保持部142接觸的條件進(jìn)行說明。將固定環(huán)120對游動環(huán)130擠壓的力設(shè)為F，將在流體壓力P的影響下使旋轉(zhuǎn)環(huán)110對游動環(huán)130擠壓的力設(shè)為F5。旋轉(zhuǎn)環(huán)110的背面與保持部142接觸的條件為F+F3＞F4+F5。即使本結(jié)構(gòu)相對于軸向傾斜，也要求滿足保持固定環(huán)120抵接于游動環(huán)130的狀態(tài)的條件和旋轉(zhuǎn)環(huán)110的背面與保持部142接觸的條件。

＜本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)＞

進(jìn)一步地，參照圖3、圖4，針對本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。圖3是表示本實(shí)施例的機(jī)械密封具備的游動環(huán)利用扭矩而呈傾斜狀態(tài)的圖，圖3(a)表示向圖中R1方向(逆時(shí)針方向)傾斜的游動環(huán)。另外，圖3(b)表示向圖中R2方向(順時(shí)針方向)傾斜的游動環(huán)。需要說明的是，在圖3中，僅示出游動環(huán)剖面的一部分而省略了縱深。圖4是表示不呈傾斜狀態(tài)的游動環(huán)和呈傾斜狀態(tài)的游動環(huán)的剖視圖。圖4(a)表示圖3(a)所示結(jié)構(gòu)的游動環(huán)的不傾斜狀態(tài)，圖4(b)表示圖3(a)所示結(jié)構(gòu)的游動環(huán)的傾斜狀態(tài)。另外，圖4(c)表示圖3(b)所示結(jié)構(gòu)的游動環(huán)的傾斜狀態(tài)。

在本實(shí)施例中，由于滑動面131a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3的大小與被擠壓面132a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2的大小不同，因此向固定環(huán)120側(cè)受流體壓力P的端面131b的面積S4與向旋轉(zhuǎn)環(huán)110側(cè)受流體壓力P的端面132b的面積S3不同。因此，作用于端面131b的力F4與作用于端面132b的力F3的大小不同，利用扭矩的作用使沒有與其它部件固定的游動環(huán)130在軸向上傾斜。

若游動環(huán)130在軸向上傾斜，則游動環(huán)130的滑動面131a一部分離開旋轉(zhuǎn)環(huán)110的滑動面110a，游動環(huán)130的被擠壓面132a一部分離開固定環(huán)120的擠壓面120a。

這樣，在本實(shí)施例中，由于游動環(huán)130的被擠壓面132a一部分離開固定環(huán)120的擠壓面120a，使被擠壓面132a與擠壓面120a的抵接面積減小，成為被擠壓面132a與擠壓面120a局部地抵接。因此，擠壓面120a對被擠壓面132a的抵接壓力增大，使游動環(huán)130與固定環(huán)120之間的密封性提高。尤其在高壓條件下，更高的壓力作用于游動環(huán)130而作用大扭矩，并作用使其傾斜的更大的力，從而密封性提高。由此，對于本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，為了對游動環(huán)130與固定環(huán)120之間的間隙進(jìn)行密封(封閉)，而不需要設(shè)置O形環(huán)等密封部件。因此，也不會產(chǎn)生設(shè)置O形環(huán)而使游動環(huán)130在高壓條件下的定位控制變難這樣的問題。

進(jìn)一步地，針對采用圖3(a)、圖4(b)所示向R1方向傾斜的結(jié)構(gòu)以及采用圖3(b)、圖4(c)所示向R2方向傾斜的結(jié)構(gòu)作為游動環(huán)的結(jié)構(gòu)分別得到的效果進(jìn)行說明。

在此，在本實(shí)施例中，如圖4所示，游動環(huán)130的力矩中心(旋轉(zhuǎn)中心。詳細(xì)而言，圖4所示的各剖面部分的力矩中心。)Oy比滑動面131a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3和被擠壓面132a的最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2中較短一方的半徑靠徑向外側(cè)。具體而言，在最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3小于最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2的圖3(a)、圖4(b)所示的結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)中心Oy比最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3靠徑向外側(cè)。因此，在扭矩作用下，游動環(huán)130以旋轉(zhuǎn)中心Oy為中心向R1方向旋轉(zhuǎn)。相對于此，在最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2小于最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3的圖3(b)、圖4(c)所示的結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)中心Oy比最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2靠徑向外側(cè)。因此，利用扭矩，游動環(huán)130以旋轉(zhuǎn)中心Oy為中心向R2方向旋轉(zhuǎn)。

首先，參照圖3(a)和圖4(b)，針對最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3小于最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2的情況，即，面積S4大于面積S3的情況進(jìn)行說明。此時(shí)，作用于端面131b的力F4大于作用于端面132b的力F3，但旋轉(zhuǎn)中心Oy比最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3靠徑向外側(cè)，因此作用于端面131b的力F4與作用于端面132b的力F3的差值(即，合力F4-F3)作用于端面131b上比旋轉(zhuǎn)中心Oy靠徑向內(nèi)側(cè)的部分。其結(jié)果，游動環(huán)130向圖3(a)中的R1方向(逆時(shí)針方向)傾斜，因此使游動環(huán)130將其徑向外側(cè)向旋轉(zhuǎn)環(huán)110側(cè)傾斜。

對于游動環(huán)130呈向R1方向傾斜的狀態(tài)，滑動面131a中大氣側(cè)A的面離開滑動面110a，滑動面131a中僅流體側(cè)L與滑動面110a抵接滑動。由此，大氣等外部流體進(jìn)入到因滑動面131a中大氣側(cè)A的面離開滑動面110a而形成的間隙H1，而可以得到易于冷卻旋轉(zhuǎn)環(huán)110與游動環(huán)130的滑動部分這樣的效果。

接著，參照圖3(b)和圖4(c)，針對最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2小于最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R3的情況，即，面積S3大于面積S4的情況進(jìn)行說明。此時(shí)，作用于端面132b的力F3大于作用于端面131b的力F4，但旋轉(zhuǎn)中心Oy比最內(nèi)側(cè)內(nèi)徑R2靠徑向外側(cè)，因此作用于端面132b的力F3與作用于端面131b的力F4的差值(即，合力F3-F4)作用于端面132b上比旋轉(zhuǎn)中心Oy靠徑向內(nèi)側(cè)的部分。其結(jié)果，游動環(huán)130向圖3(b)中的R2方向(順時(shí)針方向)傾斜，因此使游動環(huán)130將其徑向外側(cè)向固定環(huán)120側(cè)傾斜。

對于游動環(huán)130呈向R2方向傾斜的狀態(tài)，滑動面131a中流體側(cè)L的面離開滑動面110a，滑動面131a中僅大氣側(cè)A與滑動面110a抵接滑動。由此，密封對象流體進(jìn)入到因滑動面131a中流體側(cè)L的面離開滑動面110a而形成的間隙H2。其結(jié)果，促進(jìn)了密封對象流體的循環(huán)，還可以得到易于使游動環(huán)130與旋轉(zhuǎn)環(huán)110之間的堆積物流出這樣的效果。

O形環(huán)400作為對套筒140的保持部142與旋轉(zhuǎn)環(huán)110之間的間隙進(jìn)行密封的密封部件，被設(shè)置在保持部142所設(shè)的在徑向上凹陷的凹部中，在徑向上擠壓進(jìn)行密封。由此，不存在O形環(huán)400通過密封流體的壓力(即旋轉(zhuǎn)環(huán)進(jìn)行位移的方向)在軸向上擠壓進(jìn)行密封的情況，因此對旋轉(zhuǎn)環(huán)的變形不造成影響，并且，密封表面壓力依據(jù)密封流體壓力大小的變化少，可以始終以恒定的抵接壓力進(jìn)行密封，例如，與將O形環(huán)設(shè)為在軸向上與旋轉(zhuǎn)環(huán)110的端面111a抵接的結(jié)構(gòu)相比，可以更切實(shí)地進(jìn)行密封。并且，優(yōu)選密封部件與旋轉(zhuǎn)環(huán)抵接的部位相比滑動部在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)(例如，密封對象流體位于滑動部的外徑側(cè)時(shí)為其相反側(cè)，即內(nèi)徑側(cè))，由于密封部件與旋轉(zhuǎn)環(huán)抵接的部位相比滑動部在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)，(即旋轉(zhuǎn)環(huán)與套筒的密封部位相比滑動部在徑向上靠密封對象流體的相反側(cè)，)因此可以增大旋轉(zhuǎn)環(huán)在軸向上端面受到流體壓力的面積中密封部件所在的一側(cè)。因此，對于旋轉(zhuǎn)環(huán)，在軸向上從旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向固定環(huán)側(cè)作用的力增大，使旋轉(zhuǎn)環(huán)與游動環(huán)的滑動部的前端面的抵接壓力增大，而提高旋轉(zhuǎn)環(huán)與游動環(huán)的密封性。

需要說明的是，如圖2所示，為了使游動環(huán)130的滑動部131的根部131c(滑動部131與端面131b之間的部分)難以產(chǎn)生密封對象流體的流體積液，并且，為了難以對根部造成損害，因此優(yōu)選除直角以外的平緩曲面、錐狀的結(jié)構(gòu)(難以損壞根部并且難以產(chǎn)生流體積液的結(jié)構(gòu))。

附圖標(biāo)記說明

100 機(jī)械密封

110 旋轉(zhuǎn)環(huán)

110a 滑動面

120 固定環(huán)

120a 擠壓面

130 游動環(huán)

131 滑動部

131a 滑動面

132 被擠壓部

132a 被擠壓面

140 套筒

141 軸固定部

142 保持部

150 彈簧

200 旋轉(zhuǎn)軸

300 軸殼

301 銷

400 O形環(huán)