JPH0652102B2 - Seal parts - Google Patents

Seal parts

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JPH0652102B2
JPH0652102B2 JP2323903A JP32390390A JPH0652102B2 JP H0652102 B2 JPH0652102 B2 JP H0652102B2 JP 2323903 A JP2323903 A JP 2323903A JP 32390390 A JP32390390 A JP 32390390A JP H0652102 B2 JPH0652102 B2 JP H0652102B2
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JP
Japan
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sheet
porous
seal
ring
ptfe
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JP2323903A
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隆久 上田
猛 三吉
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ポンプ装置などのような摺動面を有する流
体機械のシールに使用されるシール部品に関するもので
ある。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a seal part used for a seal of a fluid machine having a sliding surface such as a pump device.

[従来の技術] 従来この種のシール部品として、摺動抵抗の減少させる
ために第12図に示すようにリング状弾性シール本体1
01の内周面で構成される摺動面に4弗化エチレン樹脂
(以下、PTFEと称す)シート102を接合したOリ
ング103が知られている。
[Prior Art] Conventionally, as a seal component of this type, as shown in FIG. 12, a ring-shaped elastic seal body 1 is used to reduce sliding resistance.
There is known an O-ring 103 in which a tetrafluoroethylene resin (hereinafter referred to as PTFE) sheet 102 is joined to a sliding surface constituted by the inner peripheral surface of 01.

また、従来、シール流体による自己潤滑特性を付与する
ことを目的として、第13図に示すようにガータスプリ
ング104が装着されるリップ部105aを有するリン
グ状弾性シール本体105の摺動面に、部分的に切欠溝
106が形成されているPTFEシート107を接合し
たオイルシール108、あるいは、第14図に示すよう
に弾性シール本体109の摺動面を構成する端面の複数
個所に切欠もしくは凹部110を形成したメカニカルシ
ールリング111が知られている。
Further, conventionally, for the purpose of imparting a self-lubricating property by a sealing fluid, as shown in FIG. 13, a sliding surface of a ring-shaped elastic seal body 105 having a lip portion 105a to which a garter spring 104 is mounted is partially Notched grooves 110 are formed at a plurality of positions on an oil seal 108 to which a PTFE sheet 107 having a notch groove 106 is joined, or as shown in FIG. The formed mechanical seal ring 111 is known.

[発明が解決しようとする課題] 上記した従来のシール部品のうち、第12図に示すPT
FEシート102を貼着したものでは、一般にPTFE
シート102が耐荷重特性に劣っているので、耐磨耗性
に難点があり、とくに摺動熱によって120℃〜180℃程度
にまで昇温すると、PTFEシート102が軟化して摩
耗が促進されやすい。
[Problems to be Solved by the Invention] Of the above-mentioned conventional seal parts, the PT shown in FIG.
If the FE sheet 102 is attached, it is generally PTFE.
Since the sheet 102 is inferior in load bearing property, it has a difficulty in abrasion resistance, and particularly when the temperature is raised to about 120 ° C. to 180 ° C. by sliding heat, the PTFE sheet 102 is softened and wear is easily promoted. .

この点につき、親油性を有する未焼成PTFEも存在す
るが、これは機械的強度が低く、耐圧性の点で不安があ
る。また、機械的強度の高い焼成PTFEも存在する
が、これは逆に親油性がないので、潤滑特性に劣り、摩
耗しやすい欠点があった。
In this regard, there is also an unsintered PTFE having lipophilicity, but this has low mechanical strength and is uneasy in terms of pressure resistance. In addition, there is a fired PTFE having high mechanical strength, but on the contrary, since it has no lipophilicity, it has a drawback that it is inferior in lubricating property and is easily worn.

また、第13図のように切欠溝106を設けたり、第1
4図に示すような放射状に凹部110を形成したもので
は、本来のシール性能の低下をもたらすおそれがある。
Further, as shown in FIG. 13, a notch groove 106 may be provided,
In the case where the recesses 110 are radially formed as shown in FIG. 4, the original sealing performance may be deteriorated.

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、シール性
能の低下を来すことなく、良好な摺動性が確保される信
頼性の高いシール部品を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly reliable seal component in which good slidability is ensured without deteriorating the sealing performance.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、この発明は、多孔質のPT
FE基材を部分的に加熱・加圧して部分的に多孔質部を
残存させてなるPTFEシートを、シール本体の摺動面
に接合したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a porous PT.
A PTFE sheet obtained by partially heating and pressurizing an FE base material and leaving a porous part partially is joined to the sliding surface of the seal body.

[作用] このような構成によれば、上記PTFEシートにおける
多孔質部に流体が溜められるので、潤滑性が良くなり、
しかもPTFEの基材を加熱したことによって摺動熱の
影響も受けにくくなって耐久性が向上し、また、上記多
孔質部が部分的に形成されているので、それ以外の不浸
透部によって流体の漏洩が抑制されて本来のシール機能
が有効に確保される。
[Operation] According to such a configuration, since the fluid is stored in the porous portion of the PTFE sheet, the lubricity is improved,
Moreover, since the PTFE base material is heated, it is less likely to be affected by sliding heat and durability is improved. Moreover, since the porous portion is partially formed, the other impervious portion causes fluid to flow. Leakage is suppressed and the original sealing function is effectively secured.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1a図および第1b図はそれぞれこの発明に係るシー
ル部品が適用されたグランドパッキンを示す断面図およ
び半截側面図である。
1a and 1b are a sectional view and a side view, respectively, showing a gland packing to which a sealing component according to the present invention is applied.

同図において、1はシール本体を構成するリング状であ
り、たとえばグラファイト、ワックスおよび石綿ないし
はアラミドを混練したものから形成され、潤滑油を含有
させたものであるが、要すれば、炭素繊維やアラミド繊
維等を編組した紐状体に微粒子状のPTFEと油を含有
させたものであってもよい。2は横断面L形のリング状
に形成されたPTFEシートであり、このシート2に
は、部分的、たとえば円筒部2aが多孔質部として構成
され、鍔部2bが内部空隙のない不浸透部として構成さ
れており、これを上記シール本体1の摺動面に嵌合する
ことにより、グランドパッキン3を構成している。
In the figure, reference numeral 1 denotes a ring-shaped member that constitutes the seal body, which is formed of, for example, a mixture of graphite, wax and asbestos or aramid, and contains a lubricating oil. It is also possible to use fine particles of PTFE and oil contained in a cord-like body in which aramid fibers or the like are braided. Reference numeral 2 is a PTFE sheet formed in a ring shape having an L-shaped cross section. In this sheet 2, a cylindrical portion 2a is partially formed, for example, as a porous portion, and a collar portion 2b is an impermeable portion having no internal void. The gland packing 3 is configured by fitting the sliding surface of the seal body 1 to the gland packing 3.

上記多孔質部2aを有するPTFEシート2はつぎのよ
うにして製造される。
The PTFE sheet 2 having the porous portion 2a is manufactured as follows.

すなわち、PTFEの粉末に液状潤滑剤や溶剤を混和し
たものをシート状にした後、加熱延伸するとともに、液
状潤滑剤や溶剤を除去することで多孔質材化した四弗化
エチレン樹脂基材である。たとえばゴアテックスシート
(商品名:ジャパンゴアテックス社製)を用意し、これ
を部分的に孔を有する加熱板を用いて、200kg/cm2程度
で加圧するとともに、370℃程度で加熱する。これによ
り、上記加熱板の孔なし部位に対応して上記多孔質基材
が溶融状態となって空隙がつぶれて充実化して不浸透部
2bが形成される。換言すれば、多孔質部2aと不浸透
部2bを有するPTFEシート2が形成される。
That is, a tetrafluoroethylene resin base material made into a porous material by removing the liquid lubricant or solvent while making a sheet by mixing PTFE powder with a liquid lubricant or solvent is there. For example, a GORE-TEX sheet (trade name: manufactured by Japan GORE-TEX Co., Ltd.) is prepared, and this is heated at about 370 ° C. while being pressurized at about 200 kg / cm 2 using a heating plate partially having holes. As a result, the porous base material is brought into a molten state corresponding to the non-perforated portion of the heating plate, and the voids are crushed and solidified to form the impermeable portion 2b. In other words, the PTFE sheet 2 having the porous portion 2a and the impermeable portion 2b is formed.

このように構成されたグランドパッキン3は、たとえば
第2図に示すように軸封装置における回転軸21に外嵌
されて固定リング22に対して可動リング23で弾性的
に押圧される。
The gland packing 3 configured as described above is fitted onto the rotary shaft 21 of the shaft sealing device and elastically pressed against the fixed ring 22 by the movable ring 23 as shown in FIG.

上記PTFEシート2の摺動面の耐荷重特性に劣る点に
ついては、円筒部を構成している多孔質部2aに潤滑油
が溜められるので、潤滑性が良好となり、摩耗が抑制さ
れる。とくに、グランドパッキング3の通常の使用温度
が100℃であって、摺動熱によって120〜180℃まで昇温
したとしても、上記PTFEシート2を,多孔質部2a
を残す加熱工程によって327℃以上に加熱してあるの
で、上記PTFEシート2が軟化するおそれもないう
え、機械的強度も強化され、したがって、耐摩耗性が著
しく向上する。
Regarding the point that the sliding surface of the PTFE sheet 2 is inferior in load bearing characteristics, since lubricating oil is stored in the porous portion 2a forming the cylindrical portion, lubricity is improved and wear is suppressed. In particular, even if the normal use temperature of the gland packing 3 is 100 ° C. and the temperature is raised to 120 to 180 ° C. by sliding heat, the PTFE sheet 2 still has the porous portion 2a.
Since the PTFE sheet 2 is heated to 327 ° C. or higher in the heating step for leaving, the PTFE sheet 2 is not likely to be softened, and the mechanical strength is strengthened, so that the abrasion resistance is remarkably improved.

また、上記PTFEシート2の鍔部2bは加熱によって
焼成充実された不浸透部2bとして構成されているの
で、側面からの浸透漏れが防止され、シール性能を良好
に維持させることができる。
Further, since the collar portion 2b of the PTFE sheet 2 is configured as the impermeable portion 2b which is baked and solidified by heating, permeation leakage from the side surface is prevented, and good sealing performance can be maintained.

上記PTFEシート2を用いた軸封装置の運転状態にお
ける運転時間・漏洩量特性を第3図に、また漏洩量・動
トルク特性を第4図に示す。
FIG. 3 shows the operating time / leakage amount characteristics in the operating state of the shaft sealing device using the PTFE sheet 2, and FIG. 4 shows the leakage amount / dynamic torque characteristics.

測定条件は、流体として水が3kg/cm2、回転軸21の
回転数が3600RPM、サンプル数が4である。
The measurement conditions are as follows: water as the fluid is 3 kg / cm 2 , the rotation speed of the rotating shaft 21 is 3600 RPM, and the number of samples is 4.

この測定結果によっても、上記グランドパッキン3にお
けるシール本体1の油分がPTFEシート2の多孔質部
2aに移行して潤滑性の優れたシール性が確保されるこ
とが判った。
This measurement result also revealed that the oil content of the seal body 1 in the gland packing 3 was transferred to the porous portion 2a of the PTFE sheet 2 to ensure the sealability with excellent lubricity.

また、漏れが減少して安定したことによって、動トルク
も増大することがなく、GPの約1/10程度の漏れにて
運転を続行することができた。
In addition, since the leakage decreased and became stable, the dynamic torque did not increase, and the operation could be continued with a leakage of about 1/10 of GP.

ところで、上記の例では、グランドパッキン3を例に説
明したが、第5図に示すOリング31にも適用すること
ができる。すなわち、これは、前記ゴアテックスシート
を基材とし、これを部分的に加熱して多孔質部32aと
不浸透部32bとをもったPTFEシート32を、ゴム
製のリング状シール本体33の摺動面(内周面)に、4
弗化エチレン・6弗化プロピレン重合体(FEP)を介
して加硫成形により一体化したものである。
By the way, although the gland packing 3 has been described as an example in the above example, the present invention can also be applied to the O-ring 31 shown in FIG. That is, the GORE-TEX sheet is used as a base material, and the PTFE sheet 32 having the porous portion 32a and the impermeable portion 32b is partially heated to slide the rubber ring-shaped seal body 33 on the PTFE sheet 32. 4 on the moving surface (inner surface)
It is integrated by vulcanization molding through a fluoroethylene / hexafluoropropylene polymer (FEP).

第6図はさらに他の実施例を示し、角形リング41に適
用したものである。これは、たとえば多孔質部42aと
不浸透部43との境界が軸方向でゆるやかに変化するよ
うに成形したPTFEシート42を、ゴム製リング状シ
ール本体43の摺動面に一体化したものである。このよ
うな角リング41は、たとえば第7図に示すような回転
軸44の軸封装置に使用することで、前記のようなシー
ル性能を損なうことなく、優れた摺動性を発揮させるこ
とが可能となる。
FIG. 6 shows still another embodiment, which is applied to the rectangular ring 41. For example, a PTFE sheet 42 formed so that the boundary between the porous portion 42a and the impermeable portion 43 changes gently in the axial direction is integrated with the sliding surface of the rubber ring-shaped seal body 43. is there. By using such a square ring 41 in a shaft sealing device for a rotary shaft 44 as shown in FIG. 7, for example, excellent slidability can be exhibited without impairing the sealing performance as described above. It will be possible.

第8図は別の実施例として、オイルシール51への適用
例を示し、前述のゴアテックスシートからなる多孔質基
材を用いて、中央部分に複数の三角形状の多孔質部52
aを残存させ、その他の部位は不浸透部52bとしたP
TFEシート52をリップシール53の内周面に一体成
形したものであり、上記実施例と同様の効果を奏する。
図中、54はガータスプリングである。
FIG. 8 shows another example of application to the oil seal 51, in which a plurality of triangular porous parts 52 are formed in the central part by using the porous base material made of the Gore-tex sheet described above.
a is left, and the other parts are made into impermeable parts 52b. P
The TFE sheet 52 is integrally formed on the inner peripheral surface of the lip seal 53, and has the same effect as that of the above embodiment.
In the figure, 54 is a garter spring.

第9a図および第9b図はさらに別の実施例として、メ
カニカルシール61への適用例を示し、外周側の複数個
所に形成された多孔質部62aと不浸透部62bを有す
るリング状のPTFEシート62をSUS製のリング状
シール本体63にFEPを介して接着固定したものであ
る。
As another embodiment, FIGS. 9a and 9b show an example of application to a mechanical seal 61, which is a ring-shaped PTFE sheet having porous portions 62a and impermeable portions 62b formed at a plurality of locations on the outer peripheral side. 62 is adhered and fixed to a ring-shaped seal body 63 made of SUS via FEP.

また、第10a図および第10b図は別のメカニカルシ
ール71への適用例を示し、周方向に等配されて形成さ
れた複数の多孔質部72aと不浸透部72bを有するP
TFEシート72を上記SUS製リング本体73に対し
て多孔質部72aがガス封入孔74に対応するように接
着したものである。
Further, FIGS. 10a and 10b show an application example to another mechanical seal 71, which has a plurality of porous portions 72a and impermeable portions 72b which are formed by being equally arranged in the circumferential direction.
The TFE sheet 72 is adhered to the SUS ring body 73 so that the porous portion 72 a corresponds to the gas filling hole 74.

このようなメカニカルシール71は第11図に示すよう
に軸封装置の回転軸75に外嵌し、可動リング76で固
定リング77側へ弾性的に押圧させるようにすることに
より、適確な封液効果と耐摩耗性が発揮される。
Such a mechanical seal 71 is fitted onto the rotary shaft 75 of the shaft sealing device as shown in FIG. 11, and is elastically pressed toward the fixed ring 77 side by the movable ring 76, so that an appropriate sealing is achieved. Liquid effect and abrasion resistance are exhibited.

[発明の効果] 以上述べたように、この発明によれば、多孔質のPTF
E基材を部分的に加熱・加圧することで部分的に多孔質
部を残存させてなるPTFEシートを、シール本体の摺
動面に接合したので、シール機能を有効に維持できるう
え、優れた潤滑性を発揮させて耐久性の向上を図ること
ができる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, porous PTF is used.
Since the PTFE sheet made by partially heating and pressurizing the E base material to partially leave the porous portion bonded to the sliding surface of the seal body, the sealing function can be effectively maintained and is excellent. Lubricity can be exhibited to improve durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1a図および第1b図はそれぞれこの発明に係るシー
ル部品が適用されたグランドパッキンを示す断面図およ
び半截側面図、第2図は第1図のグランドパッキンの使
用例の説明図、第3図は第2図のものの運転時間・漏洩
量の測定結果を示す特性図、第4図は第2図のものの漏
洩量・動トルクの測定結果を示す特性図、第5図はこの
発明の他の実施例であるOリングを示す断面図、第6図
はこの発明のさらに他の実施例である角リングを示す断
面図、第7図は第6図のものの使用例の説明図、第8図
はこの発明の別の実施例であるオイルシールを示す断面
図、第9a図および第9b図はそれぞれこの発明のさら
に別の実施例であるメカニカルシールを示す断面図およ
び半截側面図、第10a図および第10b図はそれぞれ
この発明の他の実施例であるメカニカルシールを示す断
面図および半截側面図、第11図は第10a図および第
10b図のものの使用例の説明図、第12図、第13図
および第14図はそれぞれ従来の異なるシール部品を示
す断面図である。 1、33、43、53、63、73……シール本体、
2、32、42、52、62、72……四弗化エチレン
樹脂シート、2a、32a、52a、62a、72a…
…多孔質部。
1a and 1b are a sectional view and a half-side view showing a gland packing to which a sealing component according to the present invention is applied, respectively, and FIG. 2 is an explanatory view of an example of use of the gland packing of FIG. 1, and FIG. Is a characteristic diagram showing the measurement results of the operating time and the leakage amount of the one shown in FIG. 2, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the measurement results of the leakage amount and the dynamic torque of the one shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 6 is a sectional view showing an O-ring which is an embodiment, FIG. 6 is a sectional view showing a square ring which is still another embodiment of the present invention, and FIG. Is a sectional view showing an oil seal according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 9a and 9b are sectional views showing a mechanical seal according to yet another embodiment of the present invention and a semi-cut side view, FIG. 10a. And FIG. 10b respectively show another embodiment of the present invention. FIG. 11 is an explanatory view of a usage example of the mechanical seal shown in FIG. 10a and FIG. 10b, FIG. 12, FIG. 13, FIG. 13 and FIG. 14 are different conventional seals. It is sectional drawing which shows a component. 1, 33, 43, 53, 63, 73 ... Seal body,
2, 32, 42, 52, 62, 72 ... Tetrafluoride ethylene resin sheet, 2a, 32a, 52a, 62a, 72a ...
… Porous part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多孔質の4弗化エチレン樹脂基材を部分的
に加熱・加圧して部分的に多孔質部を残存させてなる4
弗化エチレン樹脂シートを、シール本体の摺動面に接合
したこを特徴とするシール部品。
1. A porous tetrafluoroethylene resin substrate is partially heated and pressed to partially leave a porous portion.
A seal part characterized in that a fluoroethylene resin sheet is joined to the sliding surface of the seal body.
JP2323903A 1990-11-26 1990-11-26 Seal parts Expired - Lifetime JPH0652102B2 (en)

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JP5153576B2 (en) * 2008-11-01 2013-02-27 日本ピラー工業株式会社 Shaft seal device
JP6960638B2 (en) * 2019-01-25 2021-11-05 国立大学法人 熊本大学 Sealing material and rotating center using the same sealing material

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