JPH0239083Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はメカニカルシールに関し、特に空気、
熱媒あるいは作動油等の流体を圧送するための流
体ポンプの軸受部に適したメカニカルシールに関
するものである。

（従来の技術） 従来より、流体ポンプの軸受部に使用されるメ
カニカルシールについては種々なものが提案され
てきており、特に耐摩耗性に優れた材料としての
所謂セラミツクスを使用したメカニカルシールも
種々提案されてきている。

例えば酸化アルミニウム焼結体及び炭素からな
るセラミツクスの組み合わせによつて、流体ポン
プ用メカニカルシールのシートリングと従動リン
グを構成したものが提案されている。しかしなが
ら、この場合には両者の長期に亙る摺接によつて
炭素粉が離脱し、この離脱した炭素粉が両者の面
間や他の稼動部分に介在することになるため、こ
の種の流体ポンプにとつて絶対的に必要なポンプ
機能やシール機能を低下させてしまうという不具
合があつた。

これに対して、流体ポンプ用メカニカルシール
のシートリングあるいは従動リングのいずれか一
方を酸化アルミニウム焼結体によつて構成し、他
方のリングを摺動特性に優れたフツ素系樹脂によ
つて構成したものも考えられる。しかしながら、
このようにした場合は、そのフツ素系樹脂によつ
て摺動特性は向上するが、このフツ素系樹脂は80
〜90℃でその耐摩耗性が劣化してしまうので、こ
の温度以下で使用しなければならないものであ
る。ところで、近年のこの種の流体ポンプは、高
速度あるいは高負荷で使用できるものであること
が要求されてきているが、このような過酷な条件
下にあつては、フツ素樹脂の上記使用可能な温度
範囲を超えることは頻繁にあることであり、また
酸化アルミニウム焼結体はその熱伝導性がそれ程
良好ではなく熱放散性にも劣るため、このような
酸化アルミニウム焼結体とフツ素系樹脂とをシー
トリングあるいは従動リングとして使用した流体
ポンプ用メカニカルシールは十分なものではなか
つたのである。

要するに、近年のように高温度下や高負荷が要
求される等の過酷な条件下で使用される流体ポン
プ用メカニカルシールは未だ十分なものが提案さ
れていないのである。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は以上のような実状に鑑みてなされたも
ので、その解決しようとする問題点は、特に過酷
な条件下で使用される従来の流体ポンプ用のメカ
ニカルシールのシール効果・耐久性における不十
分さである。

そして、本考案が目的とするところは、耐摩耗
性に優れてシール効果が十分であることは勿論の
こと、高温下あるいは高負荷で使用されるという
過酷な条件下にあつても十分な機能を発揮するこ
とができ、かつ摺動面で発生する摩擦熱の放散効
率が良好で乾式使用及び耐久性に極めて優れた流
体ポンプ用のメカニカルシールを提供しようとす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために本考案が採つた
手段は、第１図に示した実施例に対応させて説明
すると、 シートリング１１と従動リング１２とが摺接し
ながらシールを行なうメカニカルシールにおい
て、 前記シートリング１１または従動リング１２の
いずれか一方のリングの少なくとも摺接面を炭化
珪素焼結体によつて構成するとともに、 他方のリングの少なくとも摺接面をフツ素樹脂
系材料によつて構成したことを特徴とする流体ポ
ンプ用メカニカルシール１０ である。

すなわち、本考案においては、流体ポンプ用メ
カニカルシール１０を構成するシートリング１１
と従動リング１２のいずれか一方が炭化珪素焼結
体によつて構成されるとともに、他方がフツ素樹
脂系材料によつて形成されたものであることが必
要である。その理由は、このように形成したシー
トリング１１または従動リング１２の一方に炭化
珪素焼結体を使用することによつて良好な放熱特
性を付与するとともに、他方の従動リング１２ま
たはシートリング１１にフツ素樹脂系材料を使用
することにより優れた摺動特性を利用するためで
あり、これによつて両者が互いに摺接する場合に
必要な諸特性を向上させるためである。

（考案の作用） 以上のように構成することによつて、例えば流
体ポンプに適用した本考案に係るメカニカルシー
ル１０においては次のような作用がある。

すなわち、この流体ポンプ用のメカニカルシー
ル１０を構成するシートリング１１及び従動リン
グ１２のいずれか一方の少なくとも摺接面を熱伝
導率の高い炭化珪素焼結体によつて構成したか
ら、その熱放散性は極めて優れたものとなつてお
り、高温度下や高負荷が要求される等の過酷な条
件下においても、それ程の耐熱性を有しないフツ
素樹脂系材料を相手材として使用することができ
る。

以上のことを、実験によつて得られた結果によ
つて考察すると次の通りである。第２図には、本
考案によるシートリング１１及び従動リング１２
を使用して摩擦係数を測定した結果が示してあ
る。図中、メカニカルシールＡは酸化アルミニウ
ム焼結体をシートリングに、フツ素樹脂系材料で
ある四フツ化エチレン・エチレン共重合体樹脂を
従動リングとして適用して構成したものである。
一方、メカニカルシールＢは、密度が3.15ｇ／cm³
の炭化珪素焼結体をシートリングに、四フツ化エ
チレン・エチレン共重合体樹脂を従動リングに適
用したものである。

この第２図のグラフによると、シートリング１
１または従動リング１２の一方を炭化珪素焼結体
によつて構成し、他方をフツ素樹脂系材料によつ
て構成したメカニカルシールＢの方が、これとは
異なるメカニカルシールＡよりも長期間に亙つて
所望の摺動特性を維持することが理解できる。す
なわち、シートリング１１または従動リング１２
を前述したように構成することによつて流体ポン
プ用メカニカルシール１０として十分な摺動を行
なうことができるものとすることができたのであ
る。

（実施例） 次に本考案に係る実施例について第１図を参照
して説明する。第１図には本考案に係るシートリ
ング１１及び従動リング１２を使用した流体ポン
プ用メカニカルシール１０の縦断面図が示してあ
る。この流体ポンプ用メカニカルシール１０のシ
ートリング１１及び従動リング１２はその間に何
も挟まないで直接接触した状態に置かれている。
これら各シートリング１１または従動リング１２
のいずれか一方が炭化珪素焼結体により一体的に
構成してあるのであり、また他方の各シートリン
グ１１または従動リング１２がフツ素樹脂系材料
によつて構成してあるのである。

なお、シートリング１１または従動リング１２
の全体を炭化珪素焼結体によつて製造することが
好ましいが、必ずしもそのように形成する必要は
なく、その少なくとも摺接面部分に炭化珪素焼結
体を使用するようにしてもよい。

本実施例において、前記炭化珪素焼結体として
は、できるかぎり緻密質のものであることが好適
であるが、気孔率がそれ程高くなく、熱伝導性に
優れたものであれば有利に使用することができ、
多孔質炭化珪素焼結体の気孔中に金属シリコンが
含浸された複合体を使用することもできる。

また、前記フツ素樹脂系材料としては、例えば
四フツ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエ
ーテル共重合樹脂、四フツ化エチレン・六フツ化
プロピレン共重合樹脂、四フツ化エチレン・エチ
レン共重合体樹脂、三フツ化エチレン・エチレン
共重合体樹脂、四フツ化エチレン樹脂、三フツ化
エチレン樹脂、フツ化ビニリデン樹脂、フツ化ビ
ニル樹脂等を使用することができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案に係るシートリン
グ１１及び従動リング１２を有する流体ポンプ用
メカニカルシール１０にあつては、 シートリング１１と従動リング１２とが摺接し
ながらシールを行なうメカニカルシールにおい
て、 前記シートリング１１または従動リング１２の
いずれか一方のリングの少なくとも摺接面を炭化
珪素焼結体によつて構成するとともに、 他方のリングの少なくとも摺接面をフツ素樹脂
系材料によつて形成したこと にその特徴があり、これにより、高温の下であつ
て、しかも高速度・高負荷が懸けられるような過
酷な条件下であつても、その能力を十分発揮する
流体ポンプ用メカニカルシール１０を提供するこ
とができる。

すなわち、この流体ポンプ用メカニカルシール
１０にあつては、そのシートリング１１または従
動リング１２の一方に使用される炭化珪素焼結体
の耐熱性及び耐摩耗性が十分生かされるととも
に、他方に使用されているフツ素樹脂系材料との
共働によつて十分な摺動特性を揺するものとする
ことができたのである。

この流体ポンプ用メカニカルシール１０にあつ
ては、そのシートリング１１または従動リング１
２の一方に使用されている炭化珪素焼結体が熱伝
導性に優れたものであるから、結果としてこの流
体ポンプ用メカニカルシール１０は極めて熱伝導
性に優れたものとなつている。従つて、高温下で
使用される場合であつても、当該流体ポンプ用メ
カニカルシール１０はその熱放散を良好に行なう
ことができ、一方のリング部材として摺動特性に
優れたフツ素樹脂系材料を好適に使用することが
でき、その摺動特性を長期にわたつて維持し得る
のである。

このように本考案に係る流体ポンプ用メカニカ
ルシール１０は十分な耐摩耗性、良好な熱伝導性
及び耐熱性を有するとともに、それが有する優れ
た摺動特性によつて、特に潤滑液や潤滑油を使用
することができないようなメカニカルシールに適
したものであり、冷却（水冷）が困難でしかも空
冷が要求される自動車のエアコン用コンプレツサ
等の流体ポンプのメカニカルシールにもつとも適
したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るメカニカルシールの部分
縦断面図、第２図は本考案に係るメカニカルシー
ルにおける摩擦係数の測定結果を示すグラフであ
る。 符号の説明、１０……流体ポンプ用メカニカル
シール、１１……シートリング、１２……従動リ
ング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シートリングと従動リングとが摺接しながらシ
   ールを行なうメカニカルシールにおいて、 前記シートリングまたは従動リングのいずれか
   一方のリングの少なくとも摺接面を炭化珪素焼結
   体によつて構成するとともに、 他方のリングの少なくとも摺接面をフツ素樹脂
   系材料によつて構成したことを特徴とするメカニ
   カルシール。