JPS5983869A - シ−ルリング - Google Patents
シ−ルリングInfo
- Publication number
- JPS5983869A JPS5983869A JP19179882A JP19179882A JPS5983869A JP S5983869 A JPS5983869 A JP S5983869A JP 19179882 A JP19179882 A JP 19179882A JP 19179882 A JP19179882 A JP 19179882A JP S5983869 A JPS5983869 A JP S5983869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal ring
- ceramic layer
- elastic modulus
- ceramics layer
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/28—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction of non-metals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無潤滑油条件下で使用される往復動圧ｌｌ１ｉ
！！！のシールリングに係るものである。
！！！のシールリングに係るものである。
従来、ト１ｅ 、 Ｈ２、Ｎａ 、エチレン等の圧縮機
に於いては、ガスの性状の点からシールリングは無潤滑
油条ｆ１下で作動せざるを冑ず、そのため、シールリン
グの材質は無潤滑油条件下に於いて摺動特性の良好なも
のが選択され使用に供されていた。例λば、四弗化エチ
レン樹脂やポリイミド樹脂を主成分としこれにカーボン
、金属繊維、二硫化モリブデン等の充填材を混合し成形
した所謂合成樹脂製シールリングがある。
に於いては、ガスの性状の点からシールリングは無潤滑
油条ｆ１下で作動せざるを冑ず、そのため、シールリン
グの材質は無潤滑油条件下に於いて摺動特性の良好なも
のが選択され使用に供されていた。例λば、四弗化エチ
レン樹脂やポリイミド樹脂を主成分としこれにカーボン
、金属繊維、二硫化モリブデン等の充填材を混合し成形
した所謂合成樹脂製シールリングがある。
しかしながら、前記合成樹脂製シールリングは耐熱性、
耐摩耗性について、いまだ充分とは言い得ず、特に四弗
化エチレン樹脂、ポリイミド樹脂を主成分とするシール
リンクにあっては、使用温度限界が２００℃以下、２５
０℃以下とされており耐熱性に於いて多くの問題点を有
していた。
耐摩耗性について、いまだ充分とは言い得ず、特に四弗
化エチレン樹脂、ポリイミド樹脂を主成分とするシール
リンクにあっては、使用温度限界が２００℃以下、２５
０℃以下とされており耐熱性に於いて多くの問題点を有
していた。
本発明は、上述状況に鑑みて、耐熱性及び耐摩耗性に優
れた無潤滑油条件下で使用されるシールリングを提供す
るものである。
れた無潤滑油条件下で使用されるシールリングを提供す
るものである。
即ち本発明は、無潤滑油条ｆ［で１１［動するシールリ
ングに於いて、該シールリングのｆＪ） ４Ｊを金属又
はセラミックス月利となし、しかも外周面には５〜３０
％の空孔率有づるセラミックス層が設りられ、前記セラ
ミックス層の空孔には、自己潤滑性材料が充填され、且
つ前記セラミックス層の半径方向の厚さをシールリング
の半径方向の厚さの１・〜・３０％の範囲内に設定し、
しかも、シールリング母材の弾性率とセラミックス層の
弾性率との複合弾性率である見掛りの弾性率を５ ｘ
１Ｑ”ｋｇ／ ｍｍ’となしたことを特徴とするシール
リングである。
ングに於いて、該シールリングのｆＪ） ４Ｊを金属又
はセラミックス月利となし、しかも外周面には５〜３０
％の空孔率有づるセラミックス層が設りられ、前記セラ
ミックス層の空孔には、自己潤滑性材料が充填され、且
つ前記セラミックス層の半径方向の厚さをシールリング
の半径方向の厚さの１・〜・３０％の範囲内に設定し、
しかも、シールリング母材の弾性率とセラミックス層の
弾性率との複合弾性率である見掛りの弾性率を５ ｘ
１Ｑ”ｋｇ／ ｍｍ’となしたことを特徴とするシール
リングである。
以上、本発明シールリングを添付図面に）０つて詳細に
説明づる。
説明づる。
第１図は、本発明シールリングの正面図であり、第２図
は第１図のへ一へ拡大断面図を示Ｊ０シールリング母月
１は、耐熱性を右づる金属月利（例えばスチール、鋳鉄
）やしラミックスより形成される。
は第１図のへ一へ拡大断面図を示Ｊ０シールリング母月
１は、耐熱性を右づる金属月利（例えばスチール、鋳鉄
）やしラミックスより形成される。
ぞして、外周面１１にはセラミックス層２が設けられ′
Ｃおり、このセラミックス層は例えばＡｊ２０１Ｓ ｉ
Ｃ、Ｓ １３ Ｎ４Ｗよりなるものであって、５〜３
０％の空孔率を有り−る。しかも、前記空孔には自己潤
滑性に優れた四弗化エチレン樹脂やポリインド樹脂、カ
ーボン等の材料３が充１眞されているものである。
Ｃおり、このセラミックス層は例えばＡｊ２０１Ｓ ｉ
Ｃ、Ｓ １３ Ｎ４Ｗよりなるものであって、５〜３
０％の空孔率を有り−る。しかも、前記空孔には自己潤
滑性に優れた四弗化エチレン樹脂やポリインド樹脂、カ
ーボン等の材料３が充１眞されているものである。
このようにセラミックス層２には自己潤滑性付与のため
の自己潤滑性材料の充填が行なわれるため空孔率を５〜
３０％に設定しである。
の自己潤滑性材料の充填が行なわれるため空孔率を５〜
３０％に設定しである。
即ち、５％未満の空孔率では充填が不充分となり、無潤
滑油条イ！１下で作動りるにたりる自己潤滑性が得られ
ず、一方３０％超となるとセラミックス層自体の強疫が
（Ｌ（１’ Ｌ使用に供せられないため、セラミックス
層の空孔率は５〜３０％の範囲内に設定覆る必要がある
。
滑油条イ！１下で作動りるにたりる自己潤滑性が得られ
ず、一方３０％超となるとセラミックス層自体の強疫が
（Ｌ（１’ Ｌ使用に供せられないため、セラミックス
層の空孔率は５〜３０％の範囲内に設定覆る必要がある
。
なお、セラミックス層２を設置〕るに当っては、溶躬払
や焼成したセラミックス層を金属溶へ法等の手段によっ
て固着してもよいものである。
や焼成したセラミックス層を金属溶へ法等の手段によっ
て固着してもよいものである。
また、本発明シールリングにあっては、セラミックス１
！２の半径方向厚さｔｉｔｔｔ、シールリングの半径方
向片さｌの１〜３０％の範囲内に設定覆ることが必要ひ
ある。
！２の半径方向厚さｔｉｔｔｔ、シールリングの半径方
向片さｌの１〜３０％の範囲内に設定覆ることが必要ひ
ある。
即ち、シールリングとして使用に耐える自己張力を得る
ためにシールリング母材１による自己張力を生ずる弾性
係数Ｆ、とセラミックスｎ２の弾１１係数Ｅ２との複合
による見掛（）の弾性係数Ｅ８を５×１０’ ｋ ｇ
／ ｍ−以上となることが必要であり、このＪ：うに設
定づるためにはＡＩをＡの３０％以下設定することが必
要であり、また１％未満ではシールリングの寿命が短命
となることヤ】製造が極めて困難となるために、烏はｌ
の１へ・３０％の範囲内に設置する必要がある。
ためにシールリング母材１による自己張力を生ずる弾性
係数Ｆ、とセラミックスｎ２の弾１１係数Ｅ２との複合
による見掛（）の弾性係数Ｅ８を５×１０’ ｋ ｇ
／ ｍ−以上となることが必要であり、このＪ：うに設
定づるためにはＡＩをＡの３０％以下設定することが必
要であり、また１％未満ではシールリングの寿命が短命
となることヤ】製造が極めて困難となるために、烏はｌ
の１へ・３０％の範囲内に設置する必要がある。
なｉｌｊ、本発明シールリングを製作覆るに当−〕でシ
ールリング１１月１とセラミックス層２の熱膨服係数の
差は、その膨張係数の比が３を越えないＪ、うに選定す
ることが、セラミックス層の剥離を防ＪＶするうえから
１ましいことである。
ールリング１１月１とセラミックス層２の熱膨服係数の
差は、その膨張係数の比が３を越えないＪ、うに選定す
ることが、セラミックス層の剥離を防ＪＶするうえから
１ましいことである。
以」二説明から明らかな如（、本発明シールリングは、
シールリング母材を金属ｂｂ＜はセラミックスに設定す
ることによって、耐熱性を著しく、向上させ、しかも、
最も苛酷なｌＪ７動条（’Ｉ下にある外周面に（，１、
空孔を有するセラミックス層が設（」られ且つイの空孔
に白己潤消材オ′１を充填づることにＪζつて、自己潤
滑性を付与し、無潤滑条件下に於いても使用可能とした
ものであり、耐熱１４１及び耐摩耗性に於いて極めて優
れたシールリングである。
シールリング母材を金属ｂｂ＜はセラミックスに設定す
ることによって、耐熱性を著しく、向上させ、しかも、
最も苛酷なｌＪ７動条（’Ｉ下にある外周面に（，１、
空孔を有するセラミックス層が設（」られ且つイの空孔
に白己潤消材オ′１を充填づることにＪζつて、自己潤
滑性を付与し、無潤滑条件下に於いても使用可能とした
ものであり、耐熱１４１及び耐摩耗性に於いて極めて優
れたシールリングである。
以下、本発明の優秀性を立証覆るため、従来材と本発明
との耐摩耗性比較試験を行った。
との耐摩耗性比較試験を行った。
先ず、ｉ ５ｍｍｘ ２ ｏｍｍｘ ７ｍｍの試験片を
従来材、本発明品として用意した。
従来材、本発明品として用意した。
従来Ｕ（１）：四弗化エチレン樹脂にカーボングラフア
イ［〜を充填したしの。
イ［〜を充填したしの。
従来材（２）：ポリイミド樹Ｈ１１にカーボングラフフ
ァイトを充填したもの。
ァイトを充填したもの。
本発明品 ニスチール材の外表面にＡＩよ０．の溶射
を０．２ｍｍ施し、８．６％ の空孔にカーボングラフアイ１〜 を充填したもの。
を０．２ｍｍ施し、８．６％ の空孔にカーボングラフアイ１〜 を充填したもの。
このＪ、うに形成した試料を回転式摩耗試験機を用い、
かかる試料をぞれぞれ固定ハとし、この固定片ヲ［１；
材（Ｃ：３．２％、Ｓ ｆ ： ２ 、０９（１、Ｍ
Ｉ）： ０ 、８９６、残「０）で製作された円板状
試料（硬度＋１ ＲＢ ９８ ） Ｊ：面にそれぞれ圧
接し、円板状試料を回転さけ運転後の摩耗量を測定した
、。
かかる試料をぞれぞれ固定ハとし、この固定片ヲ［１；
材（Ｃ：３．２％、Ｓ ｆ ： ２ 、０９（１、Ｍ
Ｉ）： ０ 、８９６、残「０）で製作された円板状
試料（硬度＋１ ＲＢ ９８ ） Ｊ：面にそれぞれ圧
接し、円板状試料を回転さけ運転後の摩耗量を測定した
、。
（試験条イ′１）
荷 ｍ ： １０ ｋｇ／ Ｃｍ’
摩耗速度：２ｍ／ｓｅｃ
走行圧１％ＩＩ：１０ｍ
雰囲気 ：１００’Ｃ，３００℃
この結果は第３図に示り゛如くＣあり、特にδｊ１１湿
条イ′１下に於いて、本発明は優れた性能を発揮づ°る
ことか（１イ「認された。
条イ′１下に於いて、本発明は優れた性能を発揮づ°る
ことか（１イ「認された。
第１図は本発明シールリングの正面図。第２図は第１図
のΔ−△拡大断面図。第３図は本発明と従来品との比較
試験結果を示づグラフである。 符号の説明 １・・・シールリング母１ １１・・・外周面 ２・・・セラミックス層 ３・・・充＋５１された自己潤滑１’ｌ材料特許出願人 口木ビス１−ンリング株式会社 第１図 第２図 従 従 本 来 来 発 品 品 明 （１） （２）品 第３図
のΔ−△拡大断面図。第３図は本発明と従来品との比較
試験結果を示づグラフである。 符号の説明 １・・・シールリング母１ １１・・・外周面 ２・・・セラミックス層 ３・・・充＋５１された自己潤滑１’ｌ材料特許出願人 口木ビス１−ンリング株式会社 第１図 第２図 従 従 本 来 来 発 品 品 明 （１） （２）品 第３図
Claims (3)
- （１）無潤滑油条件で作動するシールリングに於いて、
該シールリングの母材を金属又はしラミックス材料とな
し、しかも外周面には５〜３０％の空孔率布Ｊるセラミ
ックス層が段１ノられ、前記セラミックス層の空孔には
、自己潤滑性材料が充填され、且つ前記セラミックス層
“の半径り向の厚さをシールリングの半径方向の厚さの
１〜３０％の範囲内に設定し、しかも、シールリング母
材の弾性率とセラミック層の弾性率との複合弾性率であ
る見掛【プの弾性率を５×１♂ｋｇ／ｍｍｊ″以上とな
したことを特徴とするシールリング。 - （２）前記シールリングに於いてセラミックス層をＦＦ
１ｒＪＪに、Ｊ、って形成したことを特徴どする＋）ｒ
Ｊ記特許請求の範囲第１項記載のシールリング。 - （３）前記シールリングに於いて、セラミックス層を焼
成により形成しシールリング母材に固着したとを特徴と
するシールリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19179882A JPS5983869A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | シ−ルリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19179882A JPS5983869A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | シ−ルリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983869A true JPS5983869A (ja) | 1984-05-15 |
| JPH0319421B2 JPH0319421B2 (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=16280710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19179882A Granted JPS5983869A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | シ−ルリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983869A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114158U (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-18 | ||
| JPS6392869A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Isuzu Motors Ltd | セラミツクピストンリング |
| JPS6392868A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Isuzu Motors Ltd | セラミツクピストンリング及びその製造方法 |
| JP2009085051A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | 摺動材及び流体圧縮機械 |
| JP2020530544A (ja) * | 2017-08-09 | 2020-10-22 | メインスプリング エナジー， インコーポレイテッド | 補強シールリング |
| US11746904B2 (en) | 2017-08-09 | 2023-09-05 | Mainspring Energy, Inc. | Reinforced sealing rings |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544510A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-28 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Sliding member for internal combustion engine |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP19179882A patent/JPS5983869A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544510A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-28 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Sliding member for internal combustion engine |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114158U (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-18 | ||
| JPH0324940Y2 (ja) * | 1984-12-27 | 1991-05-30 | ||
| JPS6392869A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Isuzu Motors Ltd | セラミツクピストンリング |
| JPS6392868A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Isuzu Motors Ltd | セラミツクピストンリング及びその製造方法 |
| JP2009085051A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | 摺動材及び流体圧縮機械 |
| JP2020530544A (ja) * | 2017-08-09 | 2020-10-22 | メインスプリング エナジー， インコーポレイテッド | 補強シールリング |
| US11746904B2 (en) | 2017-08-09 | 2023-09-05 | Mainspring Energy, Inc. | Reinforced sealing rings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0319421B2 (ja) | 1991-03-15 |
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