JPS6065960A - メカニカルシ−ル - 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】 この発明は、メカニカルシール、特にそのリングの摺動
部の材質をセラミックスとしたものの改良に関するもの
である。

水中ポンプ回転軸の外殻とモータの水の絶縁摺扁　２ 動部などに使用されるメカニカルシールには、従来、超
合金を使用しているが耐摩耗性において満足できるよう
なものはない。セラミックス工業の発達に伴ない、耐摩
耗性に優れたセラミックス殊にシリコン系セラミックス
が入手容易となったことから、メカニカルシールのリン
グの摺動部材にセラミックスを使用すれば優れたメカニ
カルシールが得られることは誰もが着目するところであ
る。

しかしながら、このためにリング全体をセラミックスと
することは、その加工性の悪い点およびコストが高い点
からみて不利であるため、金属の合金にセラミックスを
水密に固着してメカニカルシールのリングを構成するこ
とが種々、試みられている。しかしながら、接合に非常
に手間を要する。

強固な接合が得られ難いなど欠点があり、実用になり得
るものはなかった。

この発明は、このような点に着目して行われたものであ
り、金属の合金とセラミックスの摺動材との強固な接合
が簡素な工程で得られるようなメカニカルシールを提供
することを目的とする。

Ａ３ この発明は、前述のようなメカニカルシールにおける金
属の合金とセラミックスの摺動材の接合面にテーパ状の
傾斜部を設けるかまたは凹凸部を含む段状部を設けては
んだ付けを行うことにより接合することを特徴とする。

以下、その実施例について図面を用いて説明する。

第１図はメカニカルシールの断面図であり、第１図にお
いて １は金属の合金であり、その材質はＳＵＳ　３０４のス
テンレス鋼である。

２はセラミックスの摺動材であり、その材質はシリコン
カーバイド（ＳｉＣ）である。

ａ　、ｂ　、１１１、ｈ２はそれぞれの内径、外径およ
び高さであり、θはこれらの接合面の傾斜角である。

それらの数値は第１表に示す通りである。

音波はんだ付けしたものである。

特開昭６Ｏ−６５９ＧＯ（２） ４は台金１に摺動材２をはんだ付け３してがるシートリ
ングであり、５は従動リングである。

このようなシートリング４のはんだ層３に横方向の力Ｆ
を加えて接合面の剪断強度を測定した結果もまた第１表
に示す。

（注）　最大出力５　ｔｏｙｔの引張試験機を用いて試
験し、その最大出力では剪断しなかった。

第　１　表 屋　５ ところで、鋼−鉛合金層−シリコンカーバイドえられた
としてもこれらの接合が剥がれることは容易に予測され
る。

ところで、このようなはんだ付けにおいては、はんだ層
３の厚さは通常０．２覇程度であり、最も厚い場合でも
０．４ｆｉを超えることはない。また、摺動材として使
用されるセラミックスは、小さい度である。そこで、摺
動材幅が最小すなわ’ｔ％８ｍｍ＜はんだ層３の厚さが
最大す々わち０．４　ｔｅａである場合が最も剪断に弱
い場合であると考えられるので、３１Ｘ　ｔａ　ｎθ〉
０．４■ なる傾斜角θを接合面１ａ、２ａに与えるならば、前述
の鋼−鉛合金層−シリコンカーバイド接合面の剪断強度
２　ｋｆ　／　ｍｊ程度の力が加わったとしても、摺動
材２は台金１に与えられるのでその接合面において簡単
に剥がれることはないと考えられる。

煮　に のような考えに基き、種々の傾斜角θ等を与えて実施し
た。この傾斜角θの値は計算上約８度になるが、実施例
の数値からみて１５度以上の傾斜を与えるのが適切であ
ると言える。ただし、接合面の傾斜を２０度以上にして
も、横方向の力に対する剪断強度にほとんど影響はなく
、むしろ加工上の困難さがあり、傾斜角θの上限は８５
度程度である。

このように、非常に耐食性に優れたはんだを使用し、は
んだ付けという簡素な工程で、ステンレス鋼の合金とシ
リコンカーバイドの摺動材を強固に接合したメカニカル
シールが得られると言う顕著な効果がある。

その他の実施例として、金属の合金を他のステンレス鋼
、ステンレス鋼以外の鋼材とすることができる。また、
摺動材を酸化硅素、窒化硅素、硼化酸素など他のセラミ
ックスとすることもできる０ただし、この場合は耐摩耗
性はシリコンカーバイドに比べてやや劣るが、この発明
の作用、効果に蔦　７ 金と摺動材の接合面に与える傾斜部の形状は、第２図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）などのようにす
ることができ、更に接合面の形状は傾斜ではなく、同図
（ｆ）のような凹凸部を設けたもの、同図（ｇ）のよう
に段状部としたものまたは同図（ｈ）、（ｉ）のような
凹凸状としたものなどとすることができる。そして、こ
れら他の実施例の作用効果は前述実施例と同じである。

以上、述べた通り、この発明は、金属の合金とセラミッ
クスの摺動材とを簡素な工程で強固に接合したメカニカ
ルシールが得られると言う顕著な効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであって、第１図お
よび第２図とも断面図である。第１図および第２図にお
いて １・・・金属の合金、２・・・セラミックスの摺動材、
３・・・はんだ層。 出願人　新明和工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属の合金にセラミックスの摺動材を接合してな
   るメカニカルシールであって、前記接合ははんだ付けを
   もって行うことを特徴とするメカニカルシール。 （２）前記はんだ付けによって接合する接合面には前記
   メカニカルシールの軸を中心としたテーパ状の傾斜部を
   設けてなる特許請求の範囲第１項記載のメカニカルシー
   ル。 （８）前記はんだ付けによって接合する接合面には凹凸
   部を含む段状部を設けてなる特許請求の範囲第１項記載
   のメカニカルシール。