JPS58207580A - メカニカルシ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメカニカルシールの改良に関するものでめる。

従来、ハウジングに固定されるシートリングと、該シー
トリングに挿趙される回転軸にＬｉ８ｉＪ足され、駅回
転軸に従動する従動リングの摺嵌によって公邸もしくは
内部から加圧する流体の洩れを阻止するメカニカルクー
ルにおいて、慣動材である前記シートリングもしくは従
動リングには、募Ｈ気温度、圧力、軸回転数、シールす
べき流体の特性さらには該流体内に混入が予想される異
物等を考慮して、各櫨材料の中から最適のものｔｓ択使
用するのが通常であり、たとえばカークーラーコンプレ
ッサシールの制圧シール材料としては餉鉄または炭素−
にカーボンを組み合わせるのが一収的である。またその
他一般に使用されるｍ動材料には、タングステンカーバ
イド、谷魂セラミック、炭素鋼、仕並鋼、焼祠金鵜なら
びにｑ！ｒ槌樹脂がめ９、とくにシール機器の性格上メ
カニカルシール摩俤トルクを偲小に抑える必要がめる勘
合ｆシール愼播の閥滑宋件が思く績麺による発熱を傷小
に抑える必要かめる場合には、厚捺係畝がきわめて小さ
い弗素勇鮪′ｔ−便用するのが望ましいＯしかし、この
弗素要庸會そのｔま摺動′ｉＫ科とし■該弗帽１旨の機
械的強度、とくに硬度が上記した他の％摺動材料に比較
して低く、拍眠メカニカルシールの芥囲気条件の変動に
対して充分なる追随性を有しない。この機械的強度を補
強するために、該弗素１肩脂中に、グラスファイバ、金
属粉、耐熱＠脂４Ｌ＜はカーボン等を１〜５０％程度充
填した場合も同体である０ ＠該弗素傅脂は、上記した他の各摺動部材に比較してＳ
慣候面の面１１度を向上さセることかできない〇−成に
メカニカルクール債依面の面鞘反は尾冨０．５μ、ｌだ
場合によっては０．１μ以下に加工処理するのがシール
性の安定のために必貴とされるが１弗素衝刀ぽの動電に
は、上記加工法に改良を試みても、１．０μ以下に製作
することは困難である、 などの理田から礁洩童の増大ｆｔ招くという致命的な欠
点を有している。

したがって従来、弗Ｘ＆ｆ脂は、他の谷材料に比較して
￥擦＊畝がきわめて小さい特性をＭするに拘わらず、シ
ートリングまたは従動りングの材料としてあｉ多使用さ
れず、これヲ製用する場合にも多少のシール性は犠牲に
する外なく、代粂として個の材料中比較的屡鰻係畝の小
さなカーボン材を使用したすしてきた。

本発明は以上の魚に麺み、弗素樹脂の有する上記特性を
充分に活用すると同時に優れたシール法ｔ−５６ｆ車し
得るメカニカルタールを提供せんとするもので、そのた
めの基不的な構成を、上部シートリングまたは従動リン
グのいずれか一方の個−面に流体シールを主目的とした
方向性を有する所安数の細銹を形成するとともに他方の
ｔａ［−面の工材を上記弗素樹脂材にて構成するもので
ある。

以下、本発明の一笑ゐ例を図面にしたがって説明すると
、（１）はカークーラーコンプレッサに便用される外部
加圧域メカニカルシールであって、ハウジング（２）に
回定されたシートリング（３）と、■シートリング（３
）に弾遡されたＬｇ］転帽（４）に回定式れるとともに
、該回転軸（４）とともに回転するｆ：！ｖＩリング（
５）のＮｉ接によって、尚賦メカニカルシール（１）の
外周に封入された流体（Ａ）の殖洩を阻止ぜんとするも
のでめシ、削記従鯛リング（５）は郵船１ぽ材上土材と
してその中にカーボン、グラスファイバ、金属粉もしく
はｑ＝Ｂぼ等の一打を光項してなる。一方向比シートリ
ング（３）の摺接面（６）には、第２図に拡大して示す
ごとく、該シートリング（３）の従動りング（５）に対
する相対的回転方向（矢印Ｂ）に対して摺接面（６）直
径方向の内方に傾斜するＭｔＨ？１（７）・・・・およ
び同じく前方に傾斜する細溝（８）・・・・が、その６
谷の両端を上記摺接面（６）の外周端（６ａ）ならびに
内周端（６ｋ）に主列するとともに、相互に交叉するよ
うに設けられている。また該＃ａ（７）・・・−（８）
・・＠−はそのうち後方に傾斜する＃ｌ碍（７）・・・
・が、後記のごとくその流量において支配的になるべく
設定されてなる。

上記ＭＨのメカニカルクール（１）にめって回転ＩＰＩ
Ｂ（４）の駆動に従動リング（５）が従動すると、駅従
動リング（５）のｂｉｇ面（９）とシートリング（３）
のｆｍ鋏而面６）が摺回動して匹体（Ａ）の円周・開へ
の漏洩を阻止すゐが、前記従動リング（５）は摩擦係数
のきわめて小さい弗素樹脂材を主材として成形されてい
るため、上記摺回動によフ発工する摩擦発熱を世減し、
座れを防止することができるＯｌた、上記シートリング
（３）の債−ｇ？、面（６）に形成されｆｃ＃１ｍ（７
）・・・・（８）・・・・は、当■箔依面（６）の従動
リング（５）に対する相対「りな回転と流体（Ａ）の粘
性作用によって画情１面（６）　（９）間において上記
流体（Ａ）を、を図的に誘導する割き全なすもので、す
なわち、まず前方傾斜の＃ｌ溝（８）によって、該流体
（Ａ）　ｔ？当σメカニカルシール（１）の外周から一
慣＊　ｍ　（６）　（９）間に瑣惚的に導入して収部の
詞滑を暢夷ならしめるとともに、その恢、ＦＩＩＦＢｌ
叢（７）・・・−（８）・・・・の父叉点において、瞑
九体（Ａ　　　・）を波力Ｑ４糾の＃ｌ鍔（７）・−・
に移行せしめてａ導し、摺接面（６）の内周端（６３）
に至らせることなく、該流体（Ａ）を吸入側（外周端（
６α）側）へ排出するようになる。したがって、上記前
方傾斜の幽纒（８）・・・・と波力傾斜の細ｍ（７）・
・・・は、両者の流量能力において恢万傾糾の細線（７
）・・・・の方を大とし、さらに上記前方傾斜のｊ＃ｉ
Ｈ？１（８）・・・・以外から浸入−する流電分をも含
めてこれを没入［（外周端（６４）１１ｊ）へ研出でき
るように設定することで、従動リング（５）の摺接面（
９）の主材として使用される弗素樹脂材の上記特性（―
洩童犬）に狗わらず、充分なシール性を発弾し侍るもの
となる。該廁縛（７）・・・・（８）・・・・は７オト
エツヂ法、レーザー加工法、電屏刀ロエ紙もしくは特休
ラップ伝等によって形成され、第２図に示した四騰吠の
外、Ｋｉ−状に形成することもでさる。

また、上記英施例にあって従動リング（５）は、その全
体を弗素樹脂材を主材として、これに副材であるカーボ
ン等を光項して成形したが、ｍ１面（９）のみを弗素樹
脂材に傅成することも可能でるる。この場合、 ■金属、セラミック、質月旨もしくはカーボン等になる
従動リング（５）本体の摺接面（９）を傳成すべき狭面
に、弗帽１ぼ材を接層し、るるいは言漫、浸透させる、 ■セラミック、焼結金属またはカーボン寺になる従動リ
ング（５）本体のポーラス穴に、弗素１可刀Ｗ材を元部
する、 などの方沃かめる。なお、上記笑廁例に運べた便勤リン
グ（５）全体を弗素・両腹材を主材として成形する場合
、および上記■、■のいずれの嬌せにめつても、摺接面
（９）（摩擦表面）における主材でるる弗素樹脂の取分
占Ｍ率はとくに限定されず、第３図のグラフに示すごと
く、常時、４俸トルクをはく抑える効果を奏し侍る０ １だ上配夫腫例にあっては、２個の摺動材のうちハウジ
ング（２）　［に固定されるシートリング（３）に方間
１！３：を有する＃ｉ鍔（７）・・・・（８）・・・・
全形成し、回転＠（４）に従動する従動リング（５）に
弗累倒Ｂぽ材を配置したが、これを逆にすることも何ら
量し支えなく、′この場合は従動リング（５）の回転方
図に対し仮方項糾のＦＦｔ１１鍔（７）・・・・が支配
的になるべく設定する０このようにシートリング（３）
と従動り／グ（５）のいずれか−万の摺接面に細？４（
□ ７）・・・・（８）・・・ｅを形成し、他方のｉ縁面に
邦索傳Ｂぼ材を自Ｕ、直しにのは、別記ｈ−鍔（７）拳
・・・（８）・・・・のＭするｍ　接ｍ　（６）　（９
）に対する潤滑作用によって、弗累便脂材を工材とする
摺接面（６）もしくは（９）の敵出熱麓金増加し、結果
的に尚Ｐｖ価値下の反相を可能にするためでめる。

さらに上ｉｒ２笑厖例にあっては外部加圧型メカニカル
シールを示したが、これ′ｊｔＶ′３ｓ加圧型メカニカ
ルシールとすることも、もちろん可能であシ、シートリ
ングと従動リングのｂずれか一方の摺寮囲に方向性ｔ″
Ｍする牌喪叙の＃Ｉ纒を形成し、他方の摺接面の主材を
弗巣両脂材とすることで、上記央り也例と同様な効果を
奏することができる。ただしこの＠会は、前方頂糾の細
碑が王にシール効未七Ｍするため、これをその流電にお
いて支配的になるべく設定する。

本発明は、以上説明したように、便米菊洩薦の増大を初
発する故に便用が敬遠されていた弗素樹脂材を、光分な
シール性を発揮する細溝を併設することによって摺動材
料として使用可能とし、４蝉係数が小さく、屡斃殆熱を
低減し侍る咳弗素樹８ｄ材の特性を如何なく発揮せしめ
るものである。

したがって本発明の利用範囲はきわめて広く、方向性を
肩する所要数の癲碍の形状、本数等を適亘変史すること
によってその軛−はさらに拡大するものでめる０

【図面の簡単な説明】

図面は本禿明メカニカルシールの一実施例を示Ｌ、ｇｌ
Ｚはメカニカルシールの柩付状態を示す半叔正萌向凶、
第２図はシートリングの摺接面の正面図、第３図は摩捺
六面での弗＄Ｉ政層占有軍と厚僚トルクの関係を示す臥
嵌グラフでめる０（１）　メカニカルシール　　（２）
ノ蔦つジング（３）シートリング　　（４）回転軸 （５）従動リング　　（６）（９）摺接面（７）（８）
　ｄ鍔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングに固定されたシートリングと、該シー
   トリングに挿通される回転軸に固定され、かつ該回転軸
   とともに回転する従動リングの摺接によって流体の洩れ
   を阻止するメカニカルクールにおいて、上記シートリン
   グもしくは従動リングのいずれか一方の摺接面にガロ性
   ｔ−Ｎする所要数の細溝を形成するとともに、悔方の債
   舷凹の主材ｔ−弗累傅腹材にて樗成したことを脣似とす
   るメカニカルシール。
2. （２）上記Ｉ−ｙｒ喪畝の綱隣の両端を上記シートリン
   グもしくは従動リングのいずれか一方の省接面の外周端
   ならびに内周端に主列させ、かつその方向を相対的回転
   方向の前方ならびに後方に傾斜させるとともに、該細溝
   のうちシール作用をなさしめる方向の細溝を支配的に設
   けたことｔ−特許とする嵜許請求の範囲第１塊記載のメ
   カニカルシール。