JPH02283971A - シールリングおよびその製造方法 - 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〕 この発明はシールリングおよびその製造方法に関し、特
に、シール性を良好にすることのできるシールリングお
よびその製造方法に関するものである。

〔従来技術および解決しようとする課題〕一般に、シー
ルリングにあっては、それを使用したもの、たとえば、
メカニカルシールにおいては、回転側である回転軸と一
体に回転するシールリングと、固定側であるシールカバ
ーに設けられたフローティングシートとの間を、前記回
転軸の回転軸線に対して垂直方向の面で密着させて、そ
れらの間をシールするようになっている。

このために、前記シールリングと前記フローティングシ
ートとの間には密着性（シール性）が必要であるが、そ
れらの間の密着性を向上させるためには、両者を所定の
押圧力で押圧し続ける必要があり、一方、あまり押圧力
が大きい場合には前記回転軸に大きな回転トルクが必要
となるとともに、前記シールリングと前記フローティン
グシートとの間に焼き付は等の不具合が生じる恐れがあ
る。

したがって、前記シールリングと相手部材である前記フ
ローティングシートとの間の密封性を向上させることと
、相手部材との間の焼き付は等の不具合をなくすこと、
および、前記回転軸の回転トルクを低減すること、すな
わち、摺動抵抗を小さくするということは、互いに反す
る関係にあり、そられのすべてを満足するシールリング
の出現が要望されている。

この発明は前記のような要望に応えるものであって、摺
動する相手部材に対して大きな押圧力を必要とすること
なり、確実にシール機能を発揮することのできるシール
リングおよびその製造方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するためにこの発明は、移動側または
固定側のうちのいずれか一方に設けられ、いずれか他方
に設けられた相手部材に押圧摺動し、それとの間をシー
ルするシールリングであって、該シールリングは、前記
相手部材と摺動するシール面のうちの一部に複数の凹部
を形成した構成を有している。

また、この発明は、カーボンにグラスファイバーを混入
して所望の形状のカーボンシールリングを成形し、シー
ル面のうちの凹部を必要としない部分をマスキングし、
こののち、フッ酸水溶液に浸漬して、グラスファイバー
を溶解し、このグラスファイバーの溶解によって凹部を
形成するものであり、この場合、前記フッ酸水溶液は４
６％フッ酸水溶液を使用し、また、浸漬時間を５〜１０
分で行う手段を採用したものである。

〔作用］ この発明は上記の手段を採用したことにより、相手部材
に対するシール面のうちの一部に複数の凹部が形成され
ているので摺動抵抗が小さくなるとともに、密着性は低
下する恐れがないこととなる。

〔実施例〕

以下、図面に示すこの発明の実施例について説明する。

第１図にはこの発明によるシールリングの第１の実施例
の概略断面斜視図が、また、第２図には製造過程の状態
を示す概略断面図がそれぞれ示されており、この実施例
に示すシールリング１にあっては、環状をなすとともに
、シール面２のうちの内周部側に複数の凹部であるボッ
ト３．３１．・・・・・・が形成されている。

上記のようなシールリングｌを製造する場合には、まず
、基材となるカーボン４にグラスファイバー５を混入し
てカーボン製シールリングを成形する。

そして、前記複数のボンド３を形成する部分以外の部分
、すなわち、シール面２のうらの外周部側に、たとえば
、テフロン等の樹脂でマスキング６を施し、こののち、
フッ酸水溶液に浸漬して、フッ酸水７８液に接した部分
の前記グラスファイバーを溶解し、これによって、カー
ボンシールリングの内周部側にのみボンド３．３、・・
・・・・が形成されるものである。

この場合、前記フッ酸水溶液として４６％をものを用い
て、前記ボンドを１０〜１００μｍに形成した。

上記のようにして製造したシールリングを使用したメカ
ニカルシールが第３図に示されていて、このメカニカル
シールは、中空状のハウジング１）の内部に、回転可能
に回転軸１２が配設され、この回転軸１２に、カラー１
３と、このカラー１３の内部に保持されるばね１４と、
このばね１４で前記回転軸１２の回転軸線方向に押圧さ
れるコンプレッションリング１５と、このコンプレッシ
ョンリング１５で押圧されるとともに、前記回転軸１２
の軸線と直交する方向の密封面（シール面）２を有する
この発明によるシールリング１とが設けられ、前記回転
軸１２の回転時に、前記カラー１３、ばね１４、コンプ
レッションリング１５およびシールリングｌが一体に回
転するようになっている。

一方、前記ハウジング１）の端面にはシールカバー１８
が取付けられ、このシールカバー１８の内部には、前記
シールリングｌの密封面２と摺動する密封面１９を有す
るフローティングシート２０が設けられており、前記回
転軸１２が、このフローティングシート２０を貫通した
状態となっていて、前記回転軸１２の回転時には一体に
回転しないようになっている。

また、前記フローティングシート２０と前記シールカバ
ー１８との間には緩ｆＪｉリング２１が配設されている
。

なお、２２は前記コンブレノソヨンリング１５と、シー
ルリング１と、回転軸１２との間をシールするパツキン
である。

つぎに、上記のようなメカニカルシールの作用について
説明する。

まず、前記回転軸１２が回転すると、前記カラー１３、
ばね１４、コンプレッションリング１５およびシールリ
ング１が一体に回転し、方、前記フローティングシート
２０はシールカバー１８に設けられているので、前記回
転軸１２とは一体に回転することはなく、したがって、
前記シールリングｌの密封面２と前記フローティングシ
ート２０の密封面１９との間が摺動することとなる。

そして、前記シールリング１の密封面２と前記フローテ
ィングシート２０の密封面１９との摺動によって密封機
能を発揮するものである。

この時、従来のシールリングを使用したメカニカルシー
ルの場合には、前記フローティングシート２０に対する
シールリングの摺動面である密封面のうちの密封液と接
する外周部側は潤滑性が確保できるが、内周部側に関し
ては、回転時の遠心力が作用することにより、充分なる
潤滑性を確保することができず、また、全面に渡って密
着するので焼き付は等が生じる恐れがあった。

しかしながら、この発明によるシールリング１を使用し
たメカニカルシールにあっては、シールリング１には、
その摺動面である密封面２の内周部側には複数のボット
３．３、・・・・・・が形成されており、この複数のポ
ット３．３、・・・・・・がスポンジ効果を発揮するこ
ととなって、全面に渡って密着することなく密封性能を
向上させることができ、また、潤滑性も確保することが
できることとなる。

したがって、従来と同一の密封性を確保した場合であっ
ても、前記回転軸の回転トルクを低減できるとともに、
潤滑性を確保しであるのでシールリン、グ１とフローテ
ィングシート２０との摺動面である密封面２．１９の間
が焼き付く恐れが無くなるものである。

したがって、この発明によるンール１によって密封性能
を向上させることと、回転軸１２の回転トルクを低減す
ることと、シールリング１およびフローティングシート
２０の密封面２．１９の間、すなわち、摺動面間の焼き
付けを防止するということとを同時に達成することがで
きるものである。

なお、前記シールリング１のシール面２の内周部側に形
成したボンド３．３、・・・・・・の数、および深さ等
に関しては、基材となるカーボン４の密封性能と、トル
ク低域の目標とに合わせて、混入するグラスファイバー
５の量、およびフッ酸水溶液に対する浸漬時間を決定す
れば、使用条件に合致した密封性能を有するシールリン
グｌを製造することができることとなる。

第４図および第５図にはこの発明によるシールリングの
他の実施例の概略断面図が、また、第５図には製造過程
を示す概略断面図がそれぞれ示されていて、この実施例
に示すものにあっては、前記実施例に示すものが環状の
マスキング６をシール面２の外周部側のみに施していた
のに対し、内周部側に所定のピッチをおいて切欠部７．
７、・・・・・・を形成したマスキング８を施したもの
であり、他の部分は前記実施例に示すものと同一なので
同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

そして、上記のようなマスキング８をシール面２の外周
部側に施してフッ酸水？８液に浸漬することにより、シ
ール面２にはスパイラルにボンド３．３、・・・・・・
が形成されることとなり、これによって、ボンピング効
果を存することとなる。

したがって、上記のようなシールリング１は前記実施例
のものと同様に作用するものである。

なお、前記各実施例においては、カーボンに混入したグ
ラスファイバーの量でポットの数を調整でき、また、フ
ッ酸水溶液に対する浸漬時間を変化させることで、グラ
スファイバーの溶解度を変更してポットの深さを調整で
き、さらに、マスキングを変更することでシール面（摺
動面）のうちのボンドが形成されている部分の位置を変
更することができるものである。

［発明の効果］ この発明は前記のように構成したことにより、シールし
つつ摺動する相手部材との摺動面のうちの一部にのみ所
望の数および深さの凹部が形成しであるので、相手部材
との間のシール性を確保する際には摺動抵抗が小さいの
で小さな押圧力で良く、すなわち、小さな押圧力で良好
なるシール性を確保でき、さらに摺動抵抗が小さいこと
により、相手部材との間に焼き付は等が発生する恐れが
ない。

また、製造する際にもグラスファイバーを混入して通常
のカーボンシールと同様に成形し、こののちマスキング
を施してフッ酸水溶液に侵（青するだけなので非常に簡
単であり、非常に安価に製造することができるなどのす
ぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明によるシールリングを示
し、第１図は概略断面図、第２図は製造過程を示す概略
断面図、第３図は第１図に示すシールリングを使用した
メカニカルシールを示す断面図、第４図および第５図は
この発明の他の実施例を示し、第４図は概略断面図、第
５図は製造過程を示す概略断面図である。 ４・・・・・・ばね ５・・・・・・コンプレッションリング８・・・・・・
シールカバー ９・・・・・・密封面 ０・・・・・・フローティングシート ト・・・・・緩衝リング ２・・・・・・パツキン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動側または固定側のうちのいずれか一方に設け
   られ、いずれか他方に設けられた相手部材に押圧摺動し
   、それとの間をシールするシールリングであって、該シ
   ールリングは、前記相手部材と摺動するシール面のうち
   の一部に複数の凹部が形成されていることを特徴とする
   シールリング。
2. （２）前記シールリングに形成された凹部は、シール面
   のうちの内周部側にのみ形成されている請求項１記載の
   シールリング。
3. （３）前記凹部の深さは１０〜１００μｍである請求項
   １記載のシールリング。
4. （４）カーボンにグラスファイバーを混入するとともに
   、所望の形状のカーボンシールリングを成形し、シール
   面のうちの凹部を必要としない部分をマスキングし、こ
   ののち、フッ酸水溶液に浸漬して、グラスファイバーを
   溶解し、このグラスファイバーの溶解によって凹部を形
   成することを特徴とするシールリングの製造方法。
5. （５）前記フッ酸水溶液は、４６％フッ酸水溶液を使用
   する請求項４記載のシールリングの製造方法。
6. （６）前記フッ酸水溶液への浸漬時間は５〜１０分であ
   る請求項４記載のシールリングの製造方法。