JPH071555Y2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はメカニカルシールに関し、特に、使用してい
るシールリングを改良したメカニカルシールに関するも
のである。

〔従来技術および解決しようとする課題〕

一般に、メカニカルシールにあっては、回転側である回
転軸と一体に回転するシールリングと、固定側であるシ
ールカバーに設けられたフローティングシートとの間
を、前記回転軸の回転軸線に対して垂直方向の面で密着
させて、それらの間をシールするようになっている。

このために、前記シールリングと前記フローティングシ
ートとの間には密着性（シール性）が必要であるが、そ
れらの間の密着性を向上させるためには、両者を所定の
押圧力で押圧し続ける必要があり、一方、あまり押圧力
が大きい場合には前記回転軸に大きな回転トルクが必要
となるとともに、前記シールリングと前記フローティン
グシートとの間に焼き付け等の不具合が生じる恐れがあ
る。

したがって、前記シールリングと前記フローティングシ
ートとの間の密封性を向上させることと、それらの間の
焼き付け等の不具合をなくすこと、および、前記回転軸
の回転トルクを低減することは、互いに反する関係にあ
り、それらのすべてを満足するメカニカルシールの出現
が要望されている。

この考案は前記のような要望に応えるものであって、シ
ールリングを改良することにより、シールリングとフロ
ーティングシートとの間に良好な密封性を確保できると
ともに、両者間の焼き付け等の不具合を防止し、しか
も、回転トルクを低減することの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〕

上記の目的を達成するためにこの考案は、回転軸に一体
に取付けられる付勢部材、およびこの付勢部材で軸線方
向に付勢されるとともに、前記軸線方向と直交する方向
の密封面を有するシールリングと、前記回転軸が貫通し
た状態で固定部に取付けられて前記シールリングの密封
面と当接する密封面を有するフローティングシートとを
具え、前記付勢部材が前記シールリングを前記フローテ
ィングシートに押圧当接し、両密封面間でシールするよ
うにしたメカニカルシールにおいて、前記シールリング
を、カーボンを基材料として内周部側のみにグラスファ
イバーが混入した状態で成形し、こののち、フッ酸処理
して前記グラスファイバーを溶解して多孔質に形成した
構成を有している。

〔作用〕

この考案は上記の手段を採用したことにより、回転軸の
回転時に一体に回転して、固定部に固定されているフロ
ーティングシートに摺動するシールリングは、その内周
部側が多孔質に形成されているので、スポンジ効果を発
揮して全面に渡ってフローティングシートに当接するこ
となく密封性能を向上することとなり、しかも、密封性
能の向上はトルク低減の目標に合致させた状態で達成す
ることができることとなる。

〔実施例〕

以下、図面に示すこの考案の実施例について説明する。

第１図にはこの考案によるメカニカルシールが示されて
いる。

このメカニカルシールは、中空状のハウジング１の内部
に、回転可能に回転軸２が配設され、この回転軸２に、
カラー３と、このカラー３の内部に保持されるばね４
と、このばね４で前記回転軸２の回転軸線方向に押圧さ
れるコンプレッションリング５と、このコンプレッショ
ンリング５で押圧されるとともに、前記回転軸２の軸線
と直交する方向の密封面６を有するシールリング７とが
設けられ、前記回転軸２の回転時に、前記カラー３、ば
ね４、コンプレッションリング５およびシールリング７
が一体に回転するようになっている。

一方、前記ハウジング１の端面にはシールカバー８が取
付けられ、このシールカバー８の内部には、前記シール
リング７の密封面６と摺動する密封面９を有するフロー
ティングシート10が設けられており、前記回転軸２が、
このフローティングシート10を貫通した状態となってい
て、前記回転軸２の回転時には一体に回転しないように
なっている。

また、前記フローティングシート10と前記シールカバー
８との間には緩衝リング11が配設されている。

なお、12は前記コンプレッションリング５と、シールリ
ング７と、回転軸２との間をシールするパッキンであ
る。

第２図には、第１図に示すものに使用されているシール
リング７の要部が示されていて、このシールリング７
は、その内周部側にのみ複数のポット13、13、……が形
成されている。

このようなシールリング７を製造する場合には、カーボ
ン14を主材料として、内周部側にのみグラスファイバー
を混入させて、シールリング７の形状に成形し、このの
ち、フッ酸水溶液に浸漬して、前記グラスファイバーを
溶解し、これによって、シールリング７の内周部にのみ
ポット13、13、……を形成する。

この場合、グラスファイバーはシールリング７の内周部
側に種々の方向性をもって混入しているので、フッ酸水
溶液に対する浸漬時間に応じて前記ポットの深さを調節
することができる。

つぎに、上記のように構成されているメカニカルシール
の作用について説明する。

まず、前記回転軸２が回転すると、前記カラー３、ばね
４、コンプレッションリング５およびシールリング７が
一体に回転し、一方、前記フローティングシート10はシ
ールカバー８に設けられているので、前記回転軸２とは
一体に回転することはなく、したがって、前記シールリ
ング７の密封面６と前記フローティングシート10の密封
面９との間が摺動することとなる。

そして、前記シールリング７の密封面６と前記フローテ
ィングシート10の密封面９との摺動によって密封機能を
発揮するものである。

この時、従来のメカニカルシールの場合には、前記フロ
ーティングシート10に対するシールリングの摺動面であ
る密封面のうちの密封液と接する外周部側は潤滑性が確
保できるが、内周部側に関しては、回転時の遠心力が作
用することにより、充分なる潤滑性を確保することがで
きず、また、全面に渡って密着するので焼き付け等が生
じる恐れがあった。

しかしながら、この考案によるメカニカルシールに使用
しているシールリング７にあっては、摺動面である密封
面６の内周部側には複数のポット13、13、……が形成さ
れており、この複数のポット13、13、……がスポンジ効
果を発揮することとなって、全面に渡って密着すること
なく密封性能を向上させることができ、また、潤滑性も
確保することができることとなる。

したがって、従来と同一の密封性を確保した場合であっ
ても、前記回転軸の回転トルクを低減できるとともに、
潤滑性を確保してあるのでシールリング７とフローティ
ングシート10との摺動面である密封面６、９の間が焼き
付く恐れが無くなるものである。

これによって、密封性能を向上させることと、回転軸２
の回転トルクを低減することと、シールリング７および
フローティングシート10の密封面６、９の間、すなわ
ち、摺動面間の焼き付けを防止するということを同時に
達成することができるものである。

なお、この考案の考案者は、前記フッ酸水溶液として46
％のものを使用し、10〜100μｍの範囲でポットを形成
した結果、良好なる結果を得ることができた。

また、前記シールリングの内周部側に形成したポットの
数、および深さ等に関しては、基材となるカーボンの密
封性能と、トルク低減の目標とに合わせて、混入するグ
ラスファイバーの量、およびフッ酸水溶液に対する浸漬
時間を決定すれば、使用条件に合致した密封性能を有す
るメカニカルシールを製造することができることとな
る。

〔考案の効果〕

この考案は前記のように構成したことにより、グラスフ
ァイバーはシールリングの内周部側に種々の方向性をも
って混入しているのでフッ酸に対する浸漬時間に応じて
ポットの深さを調整することができ、また、ポットの数
および深さ等に関しては基材料となるカーボンの密封性
能と、トルク低減の目標とに合わせて、混入するグラス
ファイバーの量、およびフッ酸水溶液に対する浸漬時間
を決定して使用条件に合致した密封性能を有するメカニ
カルシールとすることができる。

したがって、フローティングシートに対するシールリン
グの押圧を高めて両者間の密封性能を向上させたとして
も、小さな回転トルクで回転軸の円滑なる回転を確保す
ることができる。

しかも、この密封時にシールリングとフローティングシ
ートとの間が焼き付く等の不具合も確実に防止できると
いうすぐれた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるメカニカルシールの全体を示す
概略断面図、第２図は第１図に示すものに使用している
シールリングの要部の概略図である。 １……ハウジング ２……回転軸 ３……カラー ４……ばね ５……コンプレッションリング ６、９……密封面 ７……シールリング ８……シールカバー 10……フローティングシート 11……緩衝リング 12……パッキン 13……ポット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に一体に取付けられる付勢部材、お
   よびこの付勢部材で軸線方向に付勢されるとともに、前
   記軸線方向と直交する方向の密封面を有するシールリン
   グと、前記回転軸が貫通した状態で固定部に取付けられ
   て前記シールリングの密封面と当接する密封面を有する
   フローティングシートとを具え、前記付勢部材が前記シ
   ールリングを前記フローティングシートに押圧当接し、
   両密封面間でシールするようにしたメカニカルシールに
   おいて、前記シールリングを、カーボンを基材料として
   内周部側のみにグラスファイバーが混入した状態で成形
   し、こののち、フッ酸処理して前記グラスファイバーを
   溶解して多孔質に形成したことを特徴とするメカニカル
   シール。