JPH0220872B2 - - Google Patents
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- JPH0220872B2 JPH0220872B2 JP59128749A JP12874984A JPH0220872B2 JP H0220872 B2 JPH0220872 B2 JP H0220872B2 JP 59128749 A JP59128749 A JP 59128749A JP 12874984 A JP12874984 A JP 12874984A JP H0220872 B2 JPH0220872 B2 JP H0220872B2
- Authority
- JP
- Japan
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- ring
- pressure fluid
- sliding
- rotating ring
- rotating
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Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/3468—Means for controlling the deformations of the contacting faces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、常に安定なシール機能を発揮させる
ようにしたメカニカルシールに関する。
ようにしたメカニカルシールに関する。
回転軸を有する外部駆動方式の装置では、密封
された装置内部の高圧流体が回転軸に沿つて外部
へ流出するのを防止しなければならないが、この
ような場合、一般にメカニカルシールが用いられ
る。
された装置内部の高圧流体が回転軸に沿つて外部
へ流出するのを防止しなければならないが、この
ような場合、一般にメカニカルシールが用いられ
る。
周知の如くメカニカルシールは、回転軸に固定
された回転環と、固定部に固定された固定環とを
摺接させて、この摺接部でシール機能を発揮させ
るようにしたものであり、たとえば、第５図に示
すように構成されている。
された回転環と、固定部に固定された固定環とを
摺接させて、この摺接部でシール機能を発揮させ
るようにしたものであり、たとえば、第５図に示
すように構成されている。
すなわち、第５図において１は、図示しない駆
動装置に連結された回転軸であり、この回転軸１
は、ケーシング２の内部からケーシング２の孔３
を非接触に貫通してケーシング２の外部に延出し
ている。そして、ケーシング２の内部で上記貫通
孔３の近傍部分には、ケーシング２の内部に充填
された高圧流体Ｐがケーシング２の外部に流出す
るのを防止するためのメカニカルシール４が装着
されている。
動装置に連結された回転軸であり、この回転軸１
は、ケーシング２の内部からケーシング２の孔３
を非接触に貫通してケーシング２の外部に延出し
ている。そして、ケーシング２の内部で上記貫通
孔３の近傍部分には、ケーシング２の内部に充填
された高圧流体Ｐがケーシング２の外部に流出す
るのを防止するためのメカニカルシール４が装着
されている。
メカニカルシール４は、次のように構成されて
いる。すなわち、回転軸１には、回転環５が装着
されている。回転環５は、ケーシング２の内部側
の端面内周部に切欠部６を有している。上記切欠
部６の内面と回転軸１との間にはシールリング７
が介装されており、高圧流体Ｐが回転軸１に沿つ
てケーシング２の外部に流出するのを防止するよ
うにしている。回転環５は、その外周部をサポー
ト８によつて軸方向に移動自在に支持されるとと
もに、このサポート８によつて周方向の位置を規
制されている。
いる。すなわち、回転軸１には、回転環５が装着
されている。回転環５は、ケーシング２の内部側
の端面内周部に切欠部６を有している。上記切欠
部６の内面と回転軸１との間にはシールリング７
が介装されており、高圧流体Ｐが回転軸１に沿つ
てケーシング２の外部に流出するのを防止するよ
うにしている。回転環５は、その外周部をサポー
ト８によつて軸方向に移動自在に支持されるとと
もに、このサポート８によつて周方向の位置を規
制されている。
上記回転環５とケーシング２との間には、固定
環９が介装されている。固定環９は、回転軸１に
非接触に嵌合するようにケーシング２の内面に固
定されている。そして、固定環９は、回転環５と
の摺接による損失を最少限度に抑制するため、回
転環５と対向する端面に軸方向に僅か突出した突
周壁１０を設け、この突周壁１０の先端面を上記
回転環５の端面との摺接面としている。固定環９
の外周面には、周方向に延びる溝１１が形成さ
れ、この溝１１の内面と、ケーシング２の内面と
の間にシールリング１２を介装し、ケーシング２
の内面に沿つて高圧流体Ｐがケーシング２の外部
に流出するのを防止するようにしている。一方、
サポート８と回転環５との間には、コイルバネ１
３が介装されており、回転環５に常時固定環９側
への押圧力を付与するようにしている。したがつ
て、回転環５と固定環９との摺接面の密着性は、
上記押圧力及び高圧流体Ｐの圧力によつて確保さ
れ、高圧流体Ｐの外部へ漏れ出しが防止されてい
る。
環９が介装されている。固定環９は、回転軸１に
非接触に嵌合するようにケーシング２の内面に固
定されている。そして、固定環９は、回転環５と
の摺接による損失を最少限度に抑制するため、回
転環５と対向する端面に軸方向に僅か突出した突
周壁１０を設け、この突周壁１０の先端面を上記
回転環５の端面との摺接面としている。固定環９
の外周面には、周方向に延びる溝１１が形成さ
れ、この溝１１の内面と、ケーシング２の内面と
の間にシールリング１２を介装し、ケーシング２
の内面に沿つて高圧流体Ｐがケーシング２の外部
に流出するのを防止するようにしている。一方、
サポート８と回転環５との間には、コイルバネ１
３が介装されており、回転環５に常時固定環９側
への押圧力を付与するようにしている。したがつ
て、回転環５と固定環９との摺接面の密着性は、
上記押圧力及び高圧流体Ｐの圧力によつて確保さ
れ、高圧流体Ｐの外部へ漏れ出しが防止されてい
る。
このように構成されたメカニカルシール４で
は、回転軸１の回転によつて、固定環９と回転環
５とに摩擦熱が発生し、回転環５および固定環９
の内部に第６図に示すような温度分布を発生させ
る。つまり、この温度分布は、回転環５と固定環
９との摺接面の内周側の温度ｔ１が、同外周側の
温度ｔ２よりも高くなるような分布となる。これ
は、摺接面の外周側が高圧流体によつて冷却され
るのに対し、内周側には高圧流体が存在しないた
め十分な冷却を行なえないことによる。ところ
が、摺接面にこのような温度分布が生ずると、摺
接部の内周側の熱膨張量が同外周側の熱膨張量よ
りも大きくなり、第６図に示すように、摺接部に
広がり隙間Ｇを生じることになる。通常、このよ
うな広がり隙間Ｇは、数μｍ程度の微小なもので
あるが、高圧流体Ｐがこの隙間Ｇに流入すると、
高圧流体Ｐはコイルバネ１３のばね圧に抗して回
転環５と固定環９とを押し広げる向きの力Ｆを発
生させ、結局、摺接面での高圧流体Ｐの漏れを発
生させることになる。このように、摺動摩擦に起
因した流体の漏れが発生すると、装置の損傷、保
守性能の低下、環境汚染等をもたらす要因の一つ
となる。このため、従来は、固定環および回転環
の温度分布を均一にするための冷却装置を特別に
付加しなければならず、装置の複雑化を招くとい
う欠点があつた。
は、回転軸１の回転によつて、固定環９と回転環
５とに摩擦熱が発生し、回転環５および固定環９
の内部に第６図に示すような温度分布を発生させ
る。つまり、この温度分布は、回転環５と固定環
９との摺接面の内周側の温度ｔ１が、同外周側の
温度ｔ２よりも高くなるような分布となる。これ
は、摺接面の外周側が高圧流体によつて冷却され
るのに対し、内周側には高圧流体が存在しないた
め十分な冷却を行なえないことによる。ところ
が、摺接面にこのような温度分布が生ずると、摺
接部の内周側の熱膨張量が同外周側の熱膨張量よ
りも大きくなり、第６図に示すように、摺接部に
広がり隙間Ｇを生じることになる。通常、このよ
うな広がり隙間Ｇは、数μｍ程度の微小なもので
あるが、高圧流体Ｐがこの隙間Ｇに流入すると、
高圧流体Ｐはコイルバネ１３のばね圧に抗して回
転環５と固定環９とを押し広げる向きの力Ｆを発
生させ、結局、摺接面での高圧流体Ｐの漏れを発
生させることになる。このように、摺動摩擦に起
因した流体の漏れが発生すると、装置の損傷、保
守性能の低下、環境汚染等をもたらす要因の一つ
となる。このため、従来は、固定環および回転環
の温度分布を均一にするための冷却装置を特別に
付加しなければならず、装置の複雑化を招くとい
う欠点があつた。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、特別な装置
を付加することなしに、摺動部の摺動摩擦による
変形を自動的に修正し、常に安定したシール性能
を発揮させ得るメカニカルシール装置を提供する
ことにある。
のであり、その目的とするところは、特別な装置
を付加することなしに、摺動部の摺動摩擦による
変形を自動的に修正し、常に安定したシール性能
を発揮させ得るメカニカルシール装置を提供する
ことにある。
本発明は、回転軸の外周に密着装着されて上記
回転軸と共に回転する回転環と、上記回転軸とは
非接触に嵌合した状態で固定部に固定されるとと
もに端面が上記回転環の端面と摺接する固定環
と、上記固定環と前記回転環との摺接面で高圧流
体のシール部を形成するメカニカルシールにおい
て、前記固定環は、前記摺接面の前記高圧流体の
存在する第１の側に対し、同流体の存在しない第
２の側とは反対側に弾性変形の支点を有し、前記
高圧流体の圧力によつて前記摺接面の前記第２の
側が前記第１の側よりも前記回転環から遠ざかる
ように弾性変形し、且つ前記第１の側と第２の側
の前記摺接面に直交する方向の弾性変形量の差
が、前記第１の側と第２の側の前記摺接面に直交
する方向の熱膨張による変形量の差以上となるよ
うに弾性変形するものであることを特徴としてい
る。
回転軸と共に回転する回転環と、上記回転軸とは
非接触に嵌合した状態で固定部に固定されるとと
もに端面が上記回転環の端面と摺接する固定環
と、上記固定環と前記回転環との摺接面で高圧流
体のシール部を形成するメカニカルシールにおい
て、前記固定環は、前記摺接面の前記高圧流体の
存在する第１の側に対し、同流体の存在しない第
２の側とは反対側に弾性変形の支点を有し、前記
高圧流体の圧力によつて前記摺接面の前記第２の
側が前記第１の側よりも前記回転環から遠ざかる
ように弾性変形し、且つ前記第１の側と第２の側
の前記摺接面に直交する方向の弾性変形量の差
が、前記第１の側と第２の側の前記摺接面に直交
する方向の熱膨張による変形量の差以上となるよ
うに弾性変形するものであることを特徴としてい
る。
本発明によれば、前記固定環の弾性変形によつ
て、前記摺接面の前記流体の存在しない側が同流
体の存在する側よりも回転環から遠ざかるので、
丁度摺動熱による変形を修正させることができ
る。つまり、この発明においては、何等特別の装
置を付加することなしに固定環と回転環とを面接
触状態にさせることができるので、常に安定した
シール機能を発揮させることができる。
て、前記摺接面の前記流体の存在しない側が同流
体の存在する側よりも回転環から遠ざかるので、
丁度摺動熱による変形を修正させることができ
る。つまり、この発明においては、何等特別の装
置を付加することなしに固定環と回転環とを面接
触状態にさせることができるので、常に安定した
シール機能を発揮させることができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の代表的実施例を示すもの
で、第６図と同一部分には同一符号を付してあ
る。したがつて、重複する部分の説明は省くこと
にする。
で、第６図と同一部分には同一符号を付してあ
る。したがつて、重複する部分の説明は省くこと
にする。
この実施例のメカニカルシールは、たとえば、
コンプレツサや各種ポンプ等のシール部等に用い
られる。この実施例が、従来例と異なる点は、固
定環２１の形状にある。すなわち、この固定環２
１は、その内周部に周方向に延びる肉逃げ部２２
を設けたものとなつている。固定環２１は、たと
えばカーボン系材料、銅合金、樹脂等によつて形
成される。
コンプレツサや各種ポンプ等のシール部等に用い
られる。この実施例が、従来例と異なる点は、固
定環２１の形状にある。すなわち、この固定環２
１は、その内周部に周方向に延びる肉逃げ部２２
を設けたものとなつている。固定環２１は、たと
えばカーボン系材料、銅合金、樹脂等によつて形
成される。
固定環２１に上記のような肉逃げ部２２を設け
ると、固定環２１と回転環５の摺接面の高圧流体
Ｐの存在する外周側（第１の側）に対し、高圧流
体Ｐの存在しない内周側（第２の側）とは反対
側、即ち外周側に弾性変形の支点を形成すること
ができる。このように形成すると、上記支点部と
上記摺接面との間に第２図中矢印で示すような高
圧流体Ｐの圧力が加わり、固定環２１の特に内周
側が外周側よりも回転環５から遠ざかるように弾
性変形する。したがつて、この固定環２１の材
質、肉逃げ部２２の容積、高圧流体Ｐの圧力等を
適当に設定することによつて、固定環２１に第２
図の実線で示すように、所望の量だけ弾性変形を
生じさせることができる。このため、固定環２１
と回転環５との間の摺動摩擦熱で、第２図中点線
で示すように摺接面の高圧流体Ｐの存在しない内
周側（第２の側）が高圧流体のＰの存在する外周
側（第１の側）より余計に熱膨張しても、固定環
２１は摺接面の内周側が同外周側よりも摺接面か
ら離れる向きに余計に弾性変形するので、結果的
に、固定環２１と回転環５とは面接触になる。し
たがつて、この場合には、固定環２１と回転環５
との間に両者を押し広げる向きの力が発生しない
ので、常に良好なシール機能を発揮させることが
できる。
ると、固定環２１と回転環５の摺接面の高圧流体
Ｐの存在する外周側（第１の側）に対し、高圧流
体Ｐの存在しない内周側（第２の側）とは反対
側、即ち外周側に弾性変形の支点を形成すること
ができる。このように形成すると、上記支点部と
上記摺接面との間に第２図中矢印で示すような高
圧流体Ｐの圧力が加わり、固定環２１の特に内周
側が外周側よりも回転環５から遠ざかるように弾
性変形する。したがつて、この固定環２１の材
質、肉逃げ部２２の容積、高圧流体Ｐの圧力等を
適当に設定することによつて、固定環２１に第２
図の実線で示すように、所望の量だけ弾性変形を
生じさせることができる。このため、固定環２１
と回転環５との間の摺動摩擦熱で、第２図中点線
で示すように摺接面の高圧流体Ｐの存在しない内
周側（第２の側）が高圧流体のＰの存在する外周
側（第１の側）より余計に熱膨張しても、固定環
２１は摺接面の内周側が同外周側よりも摺接面か
ら離れる向きに余計に弾性変形するので、結果的
に、固定環２１と回転環５とは面接触になる。し
たがつて、この場合には、固定環２１と回転環５
との間に両者を押し広げる向きの力が発生しない
ので、常に良好なシール機能を発揮させることが
できる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではない。たとえば、第３図に示すように、
高圧流体Ｐと接する側の端面に周方向に延びる肉
逃げ部２４を設けた固定環２５を用いても、上述
のような所望の弾性変形を生起させることが可能
である。また、第４図に示すように、内周部から
高圧流体Ｐの接しない側の端面にかけて切欠部２
６を有した固定環２７を用いても上述と同様の効
果を得ることができる。
ものではない。たとえば、第３図に示すように、
高圧流体Ｐと接する側の端面に周方向に延びる肉
逃げ部２４を設けた固定環２５を用いても、上述
のような所望の弾性変形を生起させることが可能
である。また、第４図に示すように、内周部から
高圧流体Ｐの接しない側の端面にかけて切欠部２
６を有した固定環２７を用いても上述と同様の効
果を得ることができる。
要するに本発明は、回転環の摺接面の高圧流体
の存在する第１の側に対し、同流体の存在しない
第２の側とは反対側に固定環の弾性変形の支点を
設け、高圧流体の圧力によつて、前記摺接面の第
２の側が同第１の側よりも回転環から遠ざかるよ
うに弾性変形し、且つ第１の側と第２の側の摺接
面に直交する方向の弾性変形量の差が、第１の側
と第２の側の摺接面に直交する方向の熱膨張によ
る変形量の差以上となれば良く、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
の存在する第１の側に対し、同流体の存在しない
第２の側とは反対側に固定環の弾性変形の支点を
設け、高圧流体の圧力によつて、前記摺接面の第
２の側が同第１の側よりも回転環から遠ざかるよ
うに弾性変形し、且つ第１の側と第２の側の摺接
面に直交する方向の弾性変形量の差が、第１の側
と第２の側の摺接面に直交する方向の熱膨張によ
る変形量の差以上となれば良く、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
第１図は本発明の一実施例に係るメカニカルシ
ールとその周辺部を示す断面図、第２図は同メカ
ニカルシールの機能を説明するための一部拡大断
面図、第３図および第４図は本発明の他の実施例
に係るメカニカルシールの一部拡大断面図、第５
図は従来のメカニカルシールとその周辺部を示す
断面図、第６図は同メカニカルシールにおける回
転環と固定環の内部の温度分布と熱変形とを説明
するための図である。 １……回転軸、２……ケーシング、３……孔、
４……メカニカルシール、５……回転環、７，１
２……シールリング、８……サポート、９，２
１，２５，２７……固定環、１０……突周壁、１
３……コイルバネ、２２，２４……肉逃げ部、２
６……切欠部、Ｐ……高圧流体。
ールとその周辺部を示す断面図、第２図は同メカ
ニカルシールの機能を説明するための一部拡大断
面図、第３図および第４図は本発明の他の実施例
に係るメカニカルシールの一部拡大断面図、第５
図は従来のメカニカルシールとその周辺部を示す
断面図、第６図は同メカニカルシールにおける回
転環と固定環の内部の温度分布と熱変形とを説明
するための図である。 １……回転軸、２……ケーシング、３……孔、
４……メカニカルシール、５……回転環、７，１
２……シールリング、８……サポート、９，２
１，２５，２７……固定環、１０……突周壁、１
３……コイルバネ、２２，２４……肉逃げ部、２
６……切欠部、Ｐ……高圧流体。
Claims (1)
- １ 回転軸の外周に密着装着されて上記回転軸と
共に回転する回転環と、上記回転軸とは非接触に
嵌合した状態で固定部に固定されるとともに端面
が上記回転環の端面と摺接する固定環とを備え、
上記固定環と前記回転環との摺接面で高圧流体の
シール部を形成するメカニカルシールにおいて、
前記固定環は、前記摺接面の前記高圧流体の存在
する第１の側に対し、同流体の存在しない第２の
側とは反対側に弾性変形の支点を有し、前記高圧
流体の圧力によつて前記摺接面の前記第２の側が
前記第１の側よりも前記回転環から遠ざかるよう
に弾性変形し、且つ前記第１の側と第２の側の前
記摺接面に直交する方向の弾性変形量の差が、前
記第１の側と第２の側の前記摺接面に直交する方
向の熱膨張による変形量の差以上となるように弾
性変形するものであることを特徴とするメカニカ
ルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12874984A JPS6110171A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | メカニカルシ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12874984A JPS6110171A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | メカニカルシ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110171A JPS6110171A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0220872B2 true JPH0220872B2 (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=14992508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12874984A Granted JPS6110171A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | メカニカルシ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110171A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05106744A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | メカニカルシール |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818160B2 (ja) * | 1975-09-17 | 1983-04-11 | 三菱化学株式会社 | サンセイスイヨウエキトアルカリセイスイヨウエキトオコウゴニチユウワシヨリスルホウホウ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51139890U (ja) * | 1975-05-02 | 1976-11-11 | ||
| JPS5818160U (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | 日産自動車株式会社 | タ−ボチヤ−ジヤの軸シ−ル装置 |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP12874984A patent/JPS6110171A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818160B2 (ja) * | 1975-09-17 | 1983-04-11 | 三菱化学株式会社 | サンセイスイヨウエキトアルカリセイスイヨウエキトオコウゴニチユウワシヨリスルホウホウ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110171A (ja) | 1986-01-17 |
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