JPS6047907B2 - メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法 - Google Patents

メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法

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JPS6047907B2
JPS6047907B2 JP3045081A JP3045081A JPS6047907B2 JP S6047907 B2 JPS6047907 B2 JP S6047907B2 JP 3045081 A JP3045081 A JP 3045081A JP 3045081 A JP3045081 A JP 3045081A JP S6047907 B2 JPS6047907 B2 JP S6047907B2
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JP
Japan
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sliding contact
seal
ring
sliding
seat ring
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JP3045081A
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義夫 亀山
孝夫 下村
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IIGURU KOGYO KK
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IIGURU KOGYO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメカニカルシールにおけるシートリングもしく
はシールリングの摺接面形成方法に係り、さらに詳しく
は上記摺接面に所要の方向性を有する密封用ならびに潤
滑用の細溝を形成するシートリングもしくはシールリン
グの摺接面形成方法に関する。
従来、メカニカルシールにおいてその漏洩量を減少させ
るため、該メカニカルシールを構成するシートリングお
よびシールリングの摺接面に関しては、該摺接面の面精
度を向上させ、摺接面間に介在する流体膜を薄くする方
法、また該摺接面にスパイラル溝を形成してそのポンピ
ング効果によつて流体膜を薄くする方法が広く知られて
いる。
しかしながら上記従来技術は両法とも漏洩量を改善する
ことによつて摺動発熱が増大し、摺接面に熱変形、摩耗
等の熱劣化が発生し、さらには該摺接面がクラック、発
泡等密封破壊を生ずる場合もあり、結果的に耐久密封性
が低下する欠点を有している。したがつてこの相反する
密封性と摺動発熱を制御することは従来極めて困難とさ
れ、上フ記シートリングおよびシールリングに耐熱摺動
材を採用して安全率を高めるか、または漏洩量の多少の
増加を許容して対処してきたのが現状である。またこれ
ら従来のメカニカルゾールにおけるシートリングもしく
はシールリングの摺接面製作5方法としては、従来、ラ
ッピングによる方法、研削による方法、施削による方法
および型成形による方法が広く採られており、さらに上
記各方法を施こした後、ポリシング、バフ、機械的また
は仕学的面荒らしなどが施こされている。しかしながら
かかる従来方法は何れもその目的、すなわち耐久密封性
の維持に対してある程度の効果は奏するものの、摺接面
における密封作用面と潤滑作用面の分担比まては明確に
できず、漏洩量と発熱量の制御を自在とするには至つて
いない。本発明は以上の点に鑑み、メカニカルシールを
構成するシートリングもしくはシールリングの摺接面に
その両端を上記摺接面の外周端および内周端に至到させ
、かつその方向を相対的回転方向の前方ならびに後方に
傾斜させる所要数の密封用ならびに潤滑用の細溝を、あ
らかじめ感光剤を塗布した上面摺接面に感光印画させ、
または上記摺接面にインク類をもつてスタンプもしくは
印刷し、その後、該細溝をエッチング処理することによ
つて上記摺接面に上記細溝を形成する方法によつて密封
性と摺動発熱双方の制御を可能とし、耐久密封性に優れ
たメカニカルシールを製作できるメカニカルシールにお
けるシートリングもしくはシールリングの摺接面形成方
法を提供せんとするものである。
以下、本発明メカニカルシールにおけるシートリングも
しくはシールリングの摺接面形成方法を説明するにその
前提となる細溝について第1図および第2図にしたがつ
て説明すると、図中1は要部を拡大して表わした外部加
圧型のメカニカルシールであつて、ハウジング2に固定
されたシートリング3と、該シートリング3に挿通され
る回転軸4に固定されるとともに、該回転軸4とともに
(回転するシールリング5の摺接によつて当該メカニカ
ルシール1の外周に密封された流体Aの漏洩を阻止せん
とするものであつて、上記シールリング5の摺接面5a
には、該シールリング5の回転方向(矢印B)に対して
摺接面5a直径方向の後3方に傾斜する細溝6,6・・
・ ・・・・および同じく前方に傾斜する細溝7,7
・・・ ・・・・が、その両端を上記摺接面5aの外
周端5bならびに内周端5cに至到するとともに相互に
交叉するように設けられる。
該細溝6,6・・・ ・・・7,7・・・ ・・・
4.・・・は前方に傾斜する細溝7,7・・・ ・・
・・が潤滑流体膜を形成する機能(潤滑用)を奏し、一
方、後方に傾斜する細溝6,6・・・ ・・・・がポ
ンピング作用によつて密封する機能(密封用)を奏する
もので、密封流体Aは摺接面5aの回転方向およびその
粘性作用によつて前方傾斜の細溝7,7・・・ ・・
・・内に吸入され、該細溝7,7・・・・・・・内に保
留されつつ移動し、潤滑流体膜を形成7して上記シール
リング5の摺接面5aとシートリング3の摺接面3a間
を潤滑する。しかして上記前方傾斜の細溝7,7・・・
・・・・に沿つて移動した密封流体Aは、該細溝7
,7・・・ ・・・・と上記後方傾斜の細溝6,6・
・・ ・・・・が交叉する個所クにおいて該後方傾斜
の細溝6,6・・・ ・・・・に移行し、摺接面5a
の内周端5cに至ることなく吸入側(外周端5b側)へ
排出される。したがつてシールリング5の摺接面5aに
形成される上記細溝6,6・・・ ・・・7,7・
・・ ・・・は摺接面37a,5a間に吸入された
流体量を上回る排出能力を有するように、すなわち後方
傾斜の細溝6,6・・・・の排出能力が前方傾斜の細溝
7,7・・・ ・・・・の吸入能力を上回るように形
成される。この場合、当該メカニカルシールの停止時に
おけ「る漏洩を完全に止めるためには細溝6,6・・・
・・・・7,7・・・ ・・・・からの流出を阻止す
る必要があり、そのためには該細溝6,6・・・7,7
・・・ ・・・・を0.2〜0.7μ以内に仕上げる
ことにより目的を達する。
またある程度の漏洩を許容する場合、または停止時間が
短い場合、機器において停止時、液がメカシール部に来
ない場合、停止時、圧力がなくなる楊合には細溝6,6
・・・ ・・・7,7・・・ ・・・・は1.0〜3
pまでは許容され、この範囲であれば通常のシール効果
を得ることができ、細溝6,6・・・ ・・・7,
7・・・・・・はその目的によつて0.2〜3μの範囲
にコントロールされる。本発明メカニカルシールにおけ
るシートリングもしくはシールリングの摺接面形成方法
は以上のようにコントロールを要する細溝の形成を容易
にするものであつて、あらかじめ感光剤を塗布した上記
シールリング5の摺接面5aに、あらかじめ使用条件に
応じて設計した上記細溝6,6・・・・・・7,7・・
・ ・・・・を感光印画させ、その後、該細溝6,6
・・・ ・・・7,7・・・ ・・・・をエッチ
ング処理することによつて上記摺接面5aに上記細溝6
,6・・・ ・・・7,7・・・ ・・を形成
する。
また今ひとつの方法は上記シールリング5の摺接面5a
にインク類をもつて上記のごとくあらかじめ使用条件に
応じて設計した細溝6,6・・・ ・・・7,7・・・
・・・・をスタンプもしくは印刷し、その後、該
細溝6,6・・・ ・・・7,7・・・ ・・・・
をエッチング処理することによつて上記摺接面5aに上
記細溝6,6・・・ ・・・7,7・・・ ・・を
形成するものである。したがつて本発明によれば設計図
に図示できる限り任意の形状(構成数を含む)の細溝6
,6・・・ ・・・7,7・・を極めて精度に形成
することができ、第3図および第4図に示すようにメカ
ニカルシール1に要求される漏洩量と耐久性のバランス
を、後方傾斜の細溝6,6・・・ ・・・・と前方傾
斜の細溝7,7・・・ ・・の構成数を適宜選択す
ることにより常時最良の耐久密封性を保持することが可
能てある。また第5図は上記細溝6,6・・・・・・7
,7・・・ ・・の構成数と漏洩量の実験グラフで
あつて、両者が相関関係にあることを明確に示している
。該実験は後方傾斜の細溝6,6・・・ ・・の構成数
を15本に一定し(第4図に示す)、前方傾斜の細溝7
,7・・・ ・・・・の構成数を変更したものであり
、軸回転数は5000rpm1液圧は6k9ノCmGで
あつた。なお上記説明においてはメカニカルシール1を
外部加圧型とし、また該メカニカルシール1のシールリ
ング5の摺接面5aに細溝6,6・・・ ・・・7
,7・・・ ・・・・を形成したが、本発明はこれ
に限らずメカニカルシール1を内部加圧型とし、またメ
カニカルシール1のシートリング3の摺接面3aに上記
細溝形成する場合も同様である。ただし前者の場合は前
方打斜の細溝7,7・・・ ・・・・が密封効果を奏
し、移方傾斜の細溝6,6・・・ ・・・・が潤滑効
果を奏Jるので、形成にあたつてその所要構成数は逆転
する。また図面において細溝6,6・・・ ・・・
7,7・・・ ・・・は直線状に示したが、該細溝
6,6・・・7,7・・・ ・・・は曲線状であつ
てもよく、さらに直線状および曲線状の混合としてもよ
い。以上のように本発明はメカニカルシールを構成する
シートリングもしくはシールリングの摺接面にその両端
を摺接面の外周端および内周端に至到させ、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所
要数の密封用ならびに潤滑用の細溝を、あらかじめ感光
剤を塗布した上記摺接面に感光印画させ、または上記摺
接面にインク類をもつてスタンプもしくは印刷し、その
後、該エッチング処理する方法であり、これによつて密
封性と摺動発熱双方の制御を自在とし、耐久密封性に優
れたメカニカルシールを製作することがてきる。
また本発明によれば同一形状の細溝を有するメカニカル
シールを容易かつ大量に製作でき、本発明の奏する効果
には極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る製作方法によつて製作されるメカニ
カルシールの一実施例を示すもので、第1図はメカニカ
ルシールの取り付け状態を示す要5部拡大正断面図、第
2図ないし第4図はシールリングの摺接面の正面図、第
5図は細溝の構成数と漏洩量の関係を示す実験グラフで
ある。 1・・・・・・メカニカルシール、2・・・・・・ハウ
ジング、3・・・・・・シートリング、3a,5a・・
・・・・摺接面、4iθ・・・・・・回転軸、5・・・
・・・シールリング、6,7・・・・・・細溝、A・・
・・・・密封流体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シートリングとシールリングの各摺接面の摺接によ
    つて密封流体の漏洩を阻止するメカニカルシールの上記
    シートリングもしくはシールリングの摺接面の製作にお
    いて、あらかじめ感光剤を塗布した上記摺接面にその両
    端を上記摺接面の外周端および内周端に至到させ、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
    せる所要数の密封用ならびに潤滑用の細溝を感光印画さ
    せ、その後、該細溝をエッヂング処理することによつて
    上記摺接面に上記細溝を形成することを特徴とするメカ
    ニカルシールにおけるシートリングもしくはシールリン
    グの摺接面形成方法。 2 シートリングとシールリングの各摺接面の摺接によ
    つて密封流体の漏洩を阻止するメカニカルシールの上記
    シートリングもしくはシールリングの摺接面の製作にお
    いて、該摺接面にインク類をもつてその両端を上記摺接
    面の外周端および内周端に至到させ、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所要数の
    密封用ならびに潤滑用の細溝をスタンプもしくは印刷し
    、その後、該細溝をエッヂング処理することによつて上
    記摺接面に上記細溝を形成することを特徴とするメカニ
    カルシールにおけるシートリングもしくはシールリング
    の摺接面形成方法。
JP3045081A 1980-11-04 1981-03-05 メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法 Expired JPS6047907B2 (ja)

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