JPH01281863A - メカニカルシール摺動面の加工方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転機器の軸封装置として用いられるメカニ
カルシールの摺動面の加工方法に関する。

〔従来の技術〕

第４図に示すように、ハウジング（５１）内周に気密的
に嵌着された非回転の摺動リング（５２）と、シャフト
（５３）内周に周方向に係合した状態で気密的に装着さ
れて回転する摺動リング（５４）が、バネ（５５）から
の軸方向荷重により互いに密接摺動して軸封作用をなす
メカニカルシールにおいて、摺動面（５２°）（５４°
）は摺動に伴ない発熱するが、シール外周空間（Ａ）の
シール対象液の存在により、前記摺動面（５２’）（５
４°）には熱的不均衡、すなわちシール対象液によって
冷却される外周側よりも冷却され難い内周側の方がより
高温となる状態が起こる。このため、摺動面（５２°）
（５４°）の双方が平坦に加工されている場合は、使用
初期において、熱膨ｆＩ礒の差により内岡部が凸となっ
て外周部に而開きが起こるため、シール外周空間（Ａ）
のシール対象液が摺動面（５２°）（５４°）間にクサ
ビのように侵入して多量の漏れが発生するおそれがある
。

このような初期漏洩を防止するには、前記熱膨張量の差
を考慮して、第５図に示すように、たとえば一方の摺動
リング（５２）の摺動面（５２°）をその軸方向高さが
外周側において僅かに高くなる。所謂昇高形状に加工す
ることが有効である。

ところで、摺動面をこのような昇高形状に加工するには
、従来、第６図に示すように、摺動リングとなる被加工
物としての環状体（ａ）の後背面（ｃ）内周部を台座（
ｅ）で支持するとともに、該環状体（ａ）の前面（ｄ）
外周部を治具ｍで前記台座（ｅ）側へ押し付けることに
よって、前記環状体（ａ）をその内周部が上方へ突出す
るように変形させ、この状態で摺動面となる端面（ｂ）
をラップ盤または砥石（８）でラッピングまたは研磨し
、その後前記台座（ｅ）および治具（Ｄによる環状体（
ａ）の変形を解除するといった方法が行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、一般にメカニカルシールの摺動材料としては、
焼結カーボン材やセラミック、特殊鋳鉄など比較的脆い
材料が用いられていることから。

従来の加工方法では、摺動材料である環状体（ａ）を強
制変形させたときに該環状体（ａ）に割れが生じたり、
また、環状体（ａ）の寸法に僅かでもバラツキがあると
、変形量が異なってくるため、摺動面の形状も製品毎に
バラツキを生じてしまうといった問題があった。

〔ＩＪ！題を解決するための手段〕

本発明のメカニカルシール摺動面の加工方法は、上記問
題点を解決するため、摺動面となる環状体の端面を、あ
らかじめ加熱したラップ盤または砥石で平坦に仕上加工
し、その後冷却するものである。

〔作　用〕

すなわち、あらかじめ加熱した平坦なラップ盤または砥
石で環状体の端面を研磨加工すると、環状体は、前記ラ
ップ盤または砥石から直接伝熱される前記端面の近傍部
分が最も高温となり、これに伴なう熱膨張量の差によっ
て前記端面の近傍部分が外側ヘテーパ状に開くように変
形する。したがってこの変形状態で研磨が進行するにつ
れて、前記端面ばその内周部でより多く摩滅されること
となるため、加工後冷却して環状体を元の非変形状態に
戻すと、前記変形状態では完全に平坦であった前記端面
は、その内周部が僅かに低い昇高形状となる。

〔実　施　例〕

つぎに本発明方法の一実施例を、第１図ないし第３図を
参照しながら、順を追って説明する。

各図において、符号（１）は一端に環状突起（３）が形
成された被加工物である環状体、（４）は該環状体（１
）を載置固定している台座、（５）は平坦な加工部（６
）を有し、内蔵されまたは外部に別設された図示しない
ヒータによってあらかじめ所定の温度に加熱されている
ラップ盤または砥石である。

このラップ盤または砥石（５）を、メカニカルシール摺
動面となる被加工面である前記環状突起（３）の端面（
２）に接触させ、研磨加工を開始すると、環状体（１）
にはラップ盤または砥石（５）の加工面（６）から直接
伝熱される端面（２）およびその近傍と、放熱等により
伝熱されにくい台座（４）側の部分との間に大きな温度
差が生じ、第１図に破線で示す等混線のように高温部（
Ｈ）と低温部（Ｌ）が分布する。

このため、環状体（］）は高温部（）Ｉ）すなわち端面
（２）近傍部分においてその熱膨張量が大きくなり、第
２図に誇張して示すように、前記端面（２）の近傍部分
が外周側へ開いた形状に変形し、この状態でラップ盤ま
たは砥石（５）による研磨が進行してゆく、前記したよ
うに、ラップ盤または砥石（５）の加工面（６）は平坦
であるが、環状体（りは上記変形状態にあることから、
被加工面である端面（２）は１図中−点鎖線で示すよう
に研磨による摩減量が外周部よりも内周部において大き
くなる。

したがって上記研磨加工後、この環状体（１）を常温に
まで冷却し、元の非変形状態に戻すと、第３図に示すよ
うに端面（２）は外商の摺動面（２゛）として形成され
る。

なお、摺動面（２゛）における外周部と内周部の高低差
は、環状体（１）の材質による熱伝導性や熱膨張率およ
び大きさ等を考慮し、ラップ盤または砥石（５）の温度
をｔＡＷＪすることにより任意に変えることができる。

〔発明の効果〕

以−Ｌ説明したように、本発明に係る摺動面の加工方法
は、あらかじめ加熱したラップ盤または砥石からの伝熱
によって、環状体の端面を熱変形させつつ研磨加工し、
外高形状の摺動面を有するメカニカルシールの摺動リン
グを得るもので、摺動リング（前記環状体）の大きさや
材質等を考慮してラップ盤または砥石の温度を適切に設
定しておくことにより、バラツキのない一定の高低差を
有する外高形状の摺動面を形成することができ、従来の
ように抑圧により環状体を強制変形させた状態で加工す
るものではないため、環状体の割れや欠は等も起こらな
いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は未発明方法の一実施例を順を追っ
て示す説明図、第４図はメカニカルシールの半裁断面図
、第５図は外高形状の摺動面を有する摺動リングの部分
的な断面図、第６図は従来の加工方法を示す説明図であ
る。 （１）環状体　　（２）端面　　（３）環状突起（４）
台座　　（５）ラップ盤または砥石（６）平坦な加工面 特許出願人　　イーグル工業株式会社 −・、、＜１筐； 第２図 第３図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、メカニカルシールの摺動リングの製造工程において
   、摺動面となる環状体の端面を、あらかじめ加熱したラ
   ップ盤または砥石で平坦に仕上加工し、その後冷却する
   ことを特徴とするメカニカルシール摺動面の加工方法。