JPS5855388B2 - 密封摺動環の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、メカニカルシールの密封摺動環を分割した密
封摺動環に係り、分割した分割面が不規則面である密封
摺動環の製造方法に関する。

従来、回転機器の軸封装置に於て、回転機器を分解せず
に密封摺動環が交換できる分割型メカニカルシールは産
業界において重宝がられている。

そして、この分割型メカニカルシールの分割された密封
摺動環に用いられる材料は、普通、メカニカルシール分
野において軟質材料と呼ばれているカーボン類や銅合金
等の比較的容易に切削加工が出来る材料から選らばれる
。

このような軟質材料からなる分割された密封摺動環は非
常に繁雑な工程で製作されている。

即ち、のこ歯やナイフ状バイトにて切削加工をすること
によって密封摺動環を切断する。

そして分割面（切断面）を平坦な鏡面状態になるまで、
研磨、超仕上げを行ない、その後、分割面と分割面を合
せて環状となして固定し、ズレを無くすための加工仕上
げがなされている。

従って製造コストが高いのは熱論として、このようにし
て得られた密封摺動環は、性能面においても、分割面が
平坦なため回転機器に組込まれた場合、どうしても相互
のズレが生じやすく密封摺動環の密封端面に段差が出来
、密封性能は一体物の密封摺動環を用いた一般のメカニ
カルシールに比べて、大巾に低下するのが常であった。

またいわゆる硬質材料と呼ばれているＡｌ２Ｏ３等のセ
ラミック或いはＷＣ，ＴｉＣ等の超硬質合金等からなる
密封摺動環の分割は、前述したような従来技術では困難
であり、非常に有用視されながらこれ迄実施されていな
い状態である。

その理由は、硬質材料が切削加工が出来ない等の事情が
あった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、軟質材
料或いは要すれば硬質材料からなる密封摺動環を分割す
るのに好適な製造方法を提供しようとするもので前述し
た繁雑な工程を一挙に解決することが出来、極めて簡単
、かつ安価に、しかも高性能の分割型メカニカルシール
の分割密封摺動環を得ることができるものである。

以下、本発明を好適に実施した例図に基づき詳細に説明
する。

第１図は、本発明に係る密封摺動環を用いた分割型メカ
ニカルシールを示す。

１は固定密封摺動環、２は回転密封摺動環、３は密封端
面、４は回転軸、５は機器のケーシングである。

そして、固定密封摺動環１と回転密封摺動環２は、何れ
も分割されており、各々のその分割面は、比較的曲率半
径が大きく滑らかな不規面であり、かつ分割面を相互に
係合した状態にあっては密着嵌合され、流体を封鎖する
。

そして係る固定密封摺動環１と回転密封摺動環２は以下
で説明する方法によって得られる。

即ち第２図で示すように固定側の密封摺動環を分割する
場合で説明する。

第２図において固定密封摺動環１の内周部に切欠部６，
６′を設ける。

モして治具７を固定密封摺動環１の内周部に沿って挿入
する。

この場合、治具７の材料は固定密封摺動環１の材料より
も熱膨張係数の大きい材料でなければならない。

例えばカーボンからなる固定密封摺動環１であれば治具
７の材料はアルミニウム（Ａｌ）、５ＵＳ３０４等のス
テンレス鋼、ふっ素樹脂等の耐熱性樹脂等から選らばれ
る。

この状態で治具７または治具Ｉと固定密封摺動環１との
全体を加熱して昇温することによって固定密封摺動環１
を分割する。

そして第３図に分割した後の固定密封摺動＠１を示す。

尚、第３図は、第２図における矢視Ａ−Ａ′方向の断面
図である。

この第３図において８，８′は固定密封摺動環１が分割
された後の分割面の分割線を示す。

つまり分割線８，８′は各々の切欠部６，６′を起点と
して径方向に割れた不規則面を有する分割面の割れ線を
示す。

そしてこの分割線８，８′からも理解されるように、分
割面（分割面の形状は図示せず）は空間的（３次元的）
に不規則な凹凸面を有しており、かつこの不規則な凹凸
面は、非常に滑めらかで、比較的曲率半径の大きい波状
になっている。

そして分割面とおしく分割することにより、その筒部に
対応する２つの分割面が形成される）を係合した状態に
おいては、相互に密着嵌合できる。

尚、切欠部６，６′は、切欠部６，６′以外の筒部に割
れを発生させないためであると共に、切欠部６，６′に
応力集中をさせ、割れを促進するためでもある。

さらに切欠部は密封摺動環の外周部に設けてもよい。

また、第２図で示した治具７の環状外周面７′を先端部
が細く、次第に太くしたいわゆるすり林状の傾斜面にし
ておくこともよく、このような状態にした治具７を固定
密封摺動環１の内周部へ挿入することによって、環状外
周面７′を固定密封摺動環１の内周部に当接させ、固定
密封摺動環１の分割を促進するか、或いは要すれば環状
外周面７′の傾斜程度をやや大きくしておき、単に強制
的挿入することによって機械的に分割してもよい。

具体的には、次の実験例で確認した。

実験例 外径５０關、内径３５間のカーボン製の密封摺動環を用
いて、その内周部に巾１山、深さ０．５ ｍｒｎの■字
形切欠部を２箇処、１８０°離間して設けた。

そして外径３４．５ｍｍの四弗化エチレン樹脂製の治具
を密封摺動環の内周部に沿って挿入した。

この状態にて電気炉に入れて加熱した。

結果を下表に示す。

さらに本発明に係る分割された密封摺動環を製造する他
の方法として第４図に示す如く、加圧することによって
も可能である。

第４図において固定密封摺動環１の密封端面３とその背
面９に各々プレート１０，１０’を押しあて、プレート
１０とプレート１０′をボルト等で連結する。

そしてプレー）１０．１０’および固定密封摺動環１の
内周部とによって構成される室１１へ、プレート１０に
形成した圧力導入孔１２より圧力を導入する。

熱論、室１１は外気と封鎖されており、圧力像（図示せ
ず）と圧力導入孔１２とは連結している。

これによって室１１が所望する圧力にまで加圧される。

モして切欠部６，６′に応力を集中させ固定密封摺動環
１を分割する。

分割された固定密封摺動環１の分割面は前述した治具と
昇温による方法によって分割した分割面とは、性状およ
び外観においで同程度であった。

以上詳述したところの本発明に係る製造方法によって得
られる密封摺動環を用いた分割型メカニカルシールは、
その密封性、寿命とも、一体物の一般メカニカルシール
に比して伺んら遜色のない性能を有するものである。

そして本発明に係る製造方法では、熱または圧力にて均
一にしかも静的な力を作用させるので、例えば、衝撃力
が伴なう機械的な分割方法に較べると分割面以外の部分
を損傷することがなく極めて自然に割ることができ、そ
の成功率はほぼ１００φであった。

また、本発明では、分割の起点となる切欠部を密封摺動
環の内周部若しくは外周部でよいので、密封摺動環のよ
うに端面部分にシール面を備えるものでは、その部分に
切欠部を形成する必要がなく全く便利な方法である。

（もつとも、本発明の場合、密封摺動環の端面に切欠部
を設けても分割はできる。

）尚、本発明は要すれば、軸受等への適用も可能であり
、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様と変形が
可能であることは無滴である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る密封摺動環を用いた分割型メカ
ニカルシールの一例を示す概略断面図、第２図、第３図
および第４図は各々本発明に係る密封摺動環を製造する
ための説明図であり、何れも断面図である。 １・・・・・・固定密封摺動環、２・・・・・・回転密
封摺動環、６．６′・・・・・・切欠部、７・・・・・
・治具、８・・・・・・分割線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定密封摺動環および回転密封摺動環の双方または
   何れか一方を径方向に分割した分割型メカニカルシール
   において、該密封摺動環に相互に比較的曲率半径が大き
   く、滑らかで、不規則な分割面を形成すべく、密封摺動
   環の内周部、若しくは要すれば外周部に切欠部を設け、
   さらに密封摺動環よりも熱膨張係数の大きな治具を密封
   摺動環の内周部に沿って挿入し、適宜に加熱することに
   より、治具を膨張させ、前記切欠部に応力を集中させて
   分割せしめることを特徴とする密封摺動環の製造方法。 ２ 固定密封摺動環および回転密封摺動環の双方または
   倒れか一方を径方向に分割した分割型メカニカルシール
   において、該密封摺動環に相互に比較的曲率半径が大き
   く、滑らかで不規則な分割面を形成すべく、密封摺動環
   の内周部、若しくは要すれば外周部に切欠部を設け、さ
   らに密封摺動環の厚さ方向の両端面を適宜な治具にて封
   鎖し、これによって密封摺動環の内径部分に形成される
   空間部を加圧することにより、前記切欠部に応力を集中
   させて分割せしめることを特徴とする密封摺動環の製造
   方法。