JPH06265025A - 軸封装置の摺動環の製造方法 - Google Patents
軸封装置の摺動環の製造方法Info
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- JPH06265025A JPH06265025A JP7505093A JP7505093A JPH06265025A JP H06265025 A JPH06265025 A JP H06265025A JP 7505093 A JP7505093 A JP 7505093A JP 7505093 A JP7505093 A JP 7505093A JP H06265025 A JPH06265025 A JP H06265025A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 潤滑性あるいはポンピング作用を得るための
微細な溝を摺動面に容易に形成する。 【構成】 熱膨張係数の異なる複数種類の材料２，３の
粉末を型内に円周方向交互に配置して環状に焼結し、こ
の工程で得られた摺動環１の端面１ａを常温よりも低い
温度雰囲気中で平滑に仕上加工し、その後摺動環１を常
温に戻す。
微細な溝を摺動面に容易に形成する。 【構成】 熱膨張係数の異なる複数種類の材料２，３の
粉末を型内に円周方向交互に配置して環状に焼結し、こ
の工程で得られた摺動環１の端面１ａを常温よりも低い
温度雰囲気中で平滑に仕上加工し、その後摺動環１を常
温に戻す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転機器の軸封部に装
着されるメカニカルシール等の軸封装置の摺動環の製造
方法に関する。
着されるメカニカルシール等の軸封装置の摺動環の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】メカニカルシール等の軸封装置の摺動環
としては、従来から炭素材料あるいはＳｉＣ等のセラミ
ックス材料が広く使用されている。これは、炭素材料が
自己潤滑性及び耐摩耗性に優れており、セラミックス材
料が耐摩耗性、耐薬品性及び耐熱性に優れているからで
ある。
としては、従来から炭素材料あるいはＳｉＣ等のセラミ
ックス材料が広く使用されている。これは、炭素材料が
自己潤滑性及び耐摩耗性に優れており、セラミックス材
料が耐摩耗性、耐薬品性及び耐熱性に優れているからで
ある。
【０００３】しかし、このような摺動材料をもってして
も、高速回転や、密封流体が高温である場合などの過酷
な条件の下で使用された場合には、摺動面の温度が潤滑
不足によって異常に上昇し、焼き付き、熱歪によるクラ
ック、チッピングなどの表面損傷や、異常摩耗が起こ
る。このような不具合の発生を防止するには、摺動面
に、ショットブラスト等の加工を施すことによって深さ
が数μｍのスパイラル状あるいは放射状の方向性を有す
る多数の微細な溝を形成することが極めて有効である。
また、この溝は、回転によるポンピング作用を利用し
て、密封性の向上を図ることにも有効であることが知ら
れている。
も、高速回転や、密封流体が高温である場合などの過酷
な条件の下で使用された場合には、摺動面の温度が潤滑
不足によって異常に上昇し、焼き付き、熱歪によるクラ
ック、チッピングなどの表面損傷や、異常摩耗が起こ
る。このような不具合の発生を防止するには、摺動面
に、ショットブラスト等の加工を施すことによって深さ
が数μｍのスパイラル状あるいは放射状の方向性を有す
る多数の微細な溝を形成することが極めて有効である。
また、この溝は、回転によるポンピング作用を利用し
て、密封性の向上を図ることにも有効であることが知ら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】摺動面に上述のような
溝を形成する場合、溝深さが深すぎると、停止時に溝を
介しての漏れが増大してしまうことが避けられず、ま
た、浅すぎると、十分な潤滑効果やポンピング効果が得
られないので、溝深さは高精度で加工する必要がある
が、ショットブラスト等の機械的な加工方法では、溝深
さを高精度に制御することが難しいといった問題があ
る。また、砥粒のショットの途中でマスキングが剥離し
たりすることがあるので、正確な溝の形成が困難である
といった問題もあり、容易な溝形成方法が求められてい
た。
溝を形成する場合、溝深さが深すぎると、停止時に溝を
介しての漏れが増大してしまうことが避けられず、ま
た、浅すぎると、十分な潤滑効果やポンピング効果が得
られないので、溝深さは高精度で加工する必要がある
が、ショットブラスト等の機械的な加工方法では、溝深
さを高精度に制御することが難しいといった問題があ
る。また、砥粒のショットの途中でマスキングが剥離し
たりすることがあるので、正確な溝の形成が困難である
といった問題もあり、容易な溝形成方法が求められてい
た。
【０００５】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、摺動面に
潤滑性や密封性を向上させるための微細な溝を容易に形
成することができる方法を提供することにある。
れたもので、その技術的課題とするところは、摺動面に
潤滑性や密封性を向上させるための微細な溝を容易に形
成することができる方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る軸封装置の摺動環の製造方法は、熱膨張係
数の異なる複数種類の材料粉末を型内に円周方向交互に
配置して環状に焼結し、前記工程で得られた摺動環の端
面を常温よりも低い温度雰囲気中で平滑に仕上加工し、
その後前記摺動環を常温に戻すことを特徴とするもので
ある。
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る軸封装置の摺動環の製造方法は、熱膨張係
数の異なる複数種類の材料粉末を型内に円周方向交互に
配置して環状に焼結し、前記工程で得られた摺動環の端
面を常温よりも低い温度雰囲気中で平滑に仕上加工し、
その後前記摺動環を常温に戻すことを特徴とするもので
ある。
【０００７】
【作用】焼結された摺動環は、熱膨張係数が相対的に低
い材料からなる部分と、熱膨張係数が相対的に高い部分
が円周方向交互に接合した構造を有するため、これを冷
却すると、その端面には、熱膨張係数が相対的に高い材
料からなる部分は熱膨張係数が相対的に低い材料からな
る部分よりも熱収縮量が大きいことによる凹凸が形成さ
れる。したがって、前記摺動環の端面を常温よりも低い
温度雰囲気中で平滑に仕上加工すると、熱膨張係数が相
対的に低い材料からなる突出した表面において、より多
く摩滅されることになり、加工後、常温に戻せば、前記
端面に、熱膨張係数の相違によって、相対的に低い材料
からなる部分に対応した溝が形成される。
い材料からなる部分と、熱膨張係数が相対的に高い部分
が円周方向交互に接合した構造を有するため、これを冷
却すると、その端面には、熱膨張係数が相対的に高い材
料からなる部分は熱膨張係数が相対的に低い材料からな
る部分よりも熱収縮量が大きいことによる凹凸が形成さ
れる。したがって、前記摺動環の端面を常温よりも低い
温度雰囲気中で平滑に仕上加工すると、熱膨張係数が相
対的に低い材料からなる突出した表面において、より多
く摩滅されることになり、加工後、常温に戻せば、前記
端面に、熱膨張係数の相違によって、相対的に低い材料
からなる部分に対応した溝が形成される。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明すると、まず図１は焼結された摺動環１を示す斜
視図である。すなわち、この摺動環１は、熱膨張係数の
異なるセラミックス粉末、例えば熱膨張係数が０．５×
１０-6のコージェライト２の粉末と、熱膨張係数が０．
６５×１０-6のアルミナ３の粉末を、図示しない円形型
内に、放射状の仕切板を介して円周方向交互に充填し、
前記仕切板を取り去ってからこの粉末を加圧して環状に
成形した後、温度１，８００℃で５時間加熱することに
よって焼結したもので、コージェライト２からなる部分
と、アルミナ３からなる部分が円周方向交互に接合され
た構造を有する。また、コージェライト２からなる部分
は、摺動面の溝形成位置と対応するものであり、すなわ
ち、焼結された摺動環１の端面には、コージェライト２
からなる部分の表面が放射方向へ細い帯状に現れてい
る。
ら説明すると、まず図１は焼結された摺動環１を示す斜
視図である。すなわち、この摺動環１は、熱膨張係数の
異なるセラミックス粉末、例えば熱膨張係数が０．５×
１０-6のコージェライト２の粉末と、熱膨張係数が０．
６５×１０-6のアルミナ３の粉末を、図示しない円形型
内に、放射状の仕切板を介して円周方向交互に充填し、
前記仕切板を取り去ってからこの粉末を加圧して環状に
成形した後、温度１，８００℃で５時間加熱することに
よって焼結したもので、コージェライト２からなる部分
と、アルミナ３からなる部分が円周方向交互に接合され
た構造を有する。また、コージェライト２からなる部分
は、摺動面の溝形成位置と対応するものであり、すなわ
ち、焼結された摺動環１の端面には、コージェライト２
からなる部分の表面が放射方向へ細い帯状に現れてい
る。
【０００９】図２は、摺動環１の焼結後の加工工程を示
す説明図である。すなわち、焼結後の冷却の際の熱収縮
量は、コージェライト２からなる部分よりもアルミナ３
からなる部分のほうが大きいことから、図２（Ａ）に示
すように、冷却の過程で、摺動環１の端面１ａは、コー
ジェライト２からなる部分が隆起した形状となる。そこ
で、この摺動環１を常温よりも低い温度に冷却し、図中
一点鎖線で示すように、この低温雰囲気内において、図
中一点鎖線で示すように、端面１ａに研削又はラッピン
グを施して、図２（Ｂ）に示すように、平滑な摺動面１
ｂを形成する。この平滑加工工程においては、図２
（Ａ）において表面の隆起したコージェライト２からな
る部分がアルミナ３からなる部分よりも多く摩滅される
ことになる。したがって、平滑加工後、摺動環１を常温
雰囲気中に戻すと、昇温の過程における摺動環１の熱膨
張量は、アルミナ３からなる部分よりもコージェライト
２からなる部分のほうが小さいことから、図２（Ｃ）に
示すように、コージェライト２からなる部分の表面が相
対的に陥没して行き、これによって、摺動面１ｂに微小
な深さの放射状の溝４が形成される。
す説明図である。すなわち、焼結後の冷却の際の熱収縮
量は、コージェライト２からなる部分よりもアルミナ３
からなる部分のほうが大きいことから、図２（Ａ）に示
すように、冷却の過程で、摺動環１の端面１ａは、コー
ジェライト２からなる部分が隆起した形状となる。そこ
で、この摺動環１を常温よりも低い温度に冷却し、図中
一点鎖線で示すように、この低温雰囲気内において、図
中一点鎖線で示すように、端面１ａに研削又はラッピン
グを施して、図２（Ｂ）に示すように、平滑な摺動面１
ｂを形成する。この平滑加工工程においては、図２
（Ａ）において表面の隆起したコージェライト２からな
る部分がアルミナ３からなる部分よりも多く摩滅される
ことになる。したがって、平滑加工後、摺動環１を常温
雰囲気中に戻すと、昇温の過程における摺動環１の熱膨
張量は、アルミナ３からなる部分よりもコージェライト
２からなる部分のほうが小さいことから、図２（Ｃ）に
示すように、コージェライト２からなる部分の表面が相
対的に陥没して行き、これによって、摺動面１ｂに微小
な深さの放射状の溝４が形成される。
【００１０】実際に上述の材料で摺動環１を試作したと
ころ、−１００℃の低温雰囲気中で端面１ａの平滑加工
を行い、その後常温に戻すことによって、深さＤが３μ
ｍの溝４を形成することができた。
ころ、−１００℃の低温雰囲気中で端面１ａの平滑加工
を行い、その後常温に戻すことによって、深さＤが３μ
ｍの溝４を形成することができた。
【００１１】なお、本発明は図示の実施例に限定される
ものではない。材料粉末としては、コージェライト２と
アルミナ３の組み合わせ以外のセラミック材料や炭素系
材料の組み合わせであっても良く、また、材料の配置は
放射状に限らず、例えば内径に対する接線方向や、スパ
イラル状とすることも、溝による摺動面の潤滑あるいは
漏れ防止効果を高める上で極めて有効である。
ものではない。材料粉末としては、コージェライト２と
アルミナ３の組み合わせ以外のセラミック材料や炭素系
材料の組み合わせであっても良く、また、材料の配置は
放射状に限らず、例えば内径に対する接線方向や、スパ
イラル状とすることも、溝による摺動面の潤滑あるいは
漏れ防止効果を高める上で極めて有効である。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係る摺動環の製造方法による
と、摺動面の溝深さが、焼結された材料の熱膨張係数の
差及び摺動面の平滑加工の際に常温よりも低温とする冷
却温度によって決定されるため、微妙な溝深さの設定が
容易であり、しかもショットブラストによる溝加工の場
合のようなマスキングの必要がなく、製品の品質を向上
することができる。
と、摺動面の溝深さが、焼結された材料の熱膨張係数の
差及び摺動面の平滑加工の際に常温よりも低温とする冷
却温度によって決定されるため、微妙な溝深さの設定が
容易であり、しかもショットブラストによる溝加工の場
合のようなマスキングの必要がなく、製品の品質を向上
することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る製造方法において焼結
された摺動環１を示す斜視図である。
された摺動環１を示す斜視図である。
【図２】上記実施例における摺動環１の焼結後の加工工
程を示すもので、（Ａ）は焼結後の冷却時の端面１ａを
示す説明図、（Ｂ）は常温より低温の雰囲気中で平滑な
摺動面１ｂを形成した状態を示す説明図、（Ｃ）は常温
に戻した状態を示す説明図である。
程を示すもので、（Ａ）は焼結後の冷却時の端面１ａを
示す説明図、（Ｂ）は常温より低温の雰囲気中で平滑な
摺動面１ｂを形成した状態を示す説明図、（Ｃ）は常温
に戻した状態を示す説明図である。
１ 摺動環 １ａ 端面 １ｂ 摺動面 ２ コージェライト（熱膨張係数が相対的に低い材料） ３ アルミナ（熱膨張係数が相対的に高い材料） ４ 溝
Claims (1)
- 【請求項１】 熱膨張係数の異なる複数種類の材料粉末
を型内に円周方向交互に配置して環状に焼結する焼結工
程と、 前記工程で得られた摺動環の端面を常温よりも低い温度
雰囲気中で平滑に仕上加工する平滑加工工程と、 平滑仕上加工後前記摺動環を常温に戻す工程と、を含む
ことを特徴とする軸封装置の摺動環の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07505093A JP3205949B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 軸封装置の摺動環の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07505093A JP3205949B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 軸封装置の摺動環の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265025A true JPH06265025A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3205949B2 JP3205949B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=13564992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07505093A Expired - Fee Related JP3205949B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 軸封装置の摺動環の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3205949B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104797867A (zh) * | 2012-11-15 | 2015-07-22 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 密封环和具有至少一个此密封环的压力测量换能器 |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP07505093A patent/JP3205949B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104797867A (zh) * | 2012-11-15 | 2015-07-22 | 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 | 密封环和具有至少一个此密封环的压力测量换能器 |
| US10030775B2 (en) | 2012-11-15 | 2018-07-24 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Sealing ring and pressure measuring transducer having at least one such sealing ring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3205949B2 (ja) | 2001-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010516 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
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