JPH0440044Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0440044Y2 JPH0440044Y2 JP15831588U JP15831588U JPH0440044Y2 JP H0440044 Y2 JPH0440044 Y2 JP H0440044Y2 JP 15831588 U JP15831588 U JP 15831588U JP 15831588 U JP15831588 U JP 15831588U JP H0440044 Y2 JPH0440044 Y2 JP H0440044Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circumferential surface
- segment
- seal
- rotating body
- inner circumferential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、回転体の外周面との間に微小なクリ
アランスを介在させた状態で軸封機能を営むフロ
ート型セグメントシールに関する。
アランスを介在させた状態で軸封機能を営むフロ
ート型セグメントシールに関する。
回転体（回転軸または回転軸に外装したスリー
ブなど）の外周面に非回転の環状体を配置し、該
環状体を回転体外周面から僅かにフロートさせた
状態で軸封を行なう軸封装置の一種として、フロ
ート型セグメントシールがある。
ブなど）の外周面に非回転の環状体を配置し、該
環状体を回転体外周面から僅かにフロートさせた
状態で軸封を行なう軸封装置の一種として、フロ
ート型セグメントシールがある。
第５図および第６図はこのフロート型セグメン
トシールの一例を概略的に示すもので、ハウジン
グ１０１の内周に形成された環状の収容部１０２
内に、内周方向に複数のセグメント１０３′に分
割されその分割部１０４が密閉状に互いに合接す
るとともに外周のエキステンシヨンスプリング１
０５で円周方向に結束された環状体１０３が収容
されている。この環状体１０３は、一端がハウジ
ング１０１内周の端盤１０７に支持されたコンプ
レツシヨンスプリング１０６によつて低圧空間Ｂ
側へ押圧されて、一端面１０３ｂがハウジング１
０１の端面１０１ａと密接し、また、内周面１０
３ａが微小なクリアランスＣを介して回転体１０
８の外周面１０８ａと対向している。１１０は、
前記環状体１０３の一端面１０３ｂに形成した穴
１１１と係合して該環状体１０３の回り止めをな
すピンで、前記ハウジング１０１の端面１０１ａ
に植え込まれている。
トシールの一例を概略的に示すもので、ハウジン
グ１０１の内周に形成された環状の収容部１０２
内に、内周方向に複数のセグメント１０３′に分
割されその分割部１０４が密閉状に互いに合接す
るとともに外周のエキステンシヨンスプリング１
０５で円周方向に結束された環状体１０３が収容
されている。この環状体１０３は、一端がハウジ
ング１０１内周の端盤１０７に支持されたコンプ
レツシヨンスプリング１０６によつて低圧空間Ｂ
側へ押圧されて、一端面１０３ｂがハウジング１
０１の端面１０１ａと密接し、また、内周面１０
３ａが微小なクリアランスＣを介して回転体１０
８の外周面１０８ａと対向している。１１０は、
前記環状体１０３の一端面１０３ｂに形成した穴
１１１と係合して該環状体１０３の回り止めをな
すピンで、前記ハウジング１０１の端面１０１ａ
に植え込まれている。
上記セグメントシールは、環状体１０３が、回
転している回転体１０８の外周面１０８ａから流
体の動圧により僅かにフロートした状態で軸封を
行なうもので、環状体１０３の内周面１０３ａと
回転体１０８の外周面１０８ａとの間のクリアラ
ンスＣは、環状体１０３の内径を回転体１０８の
外径よりも僅かに大きくすることによつて形成さ
れる。そして、シール性を向上する観点から、こ
のクリアランスＣはその径方向幅C1を極力小さ
くすることが望ましい。
転している回転体１０８の外周面１０８ａから流
体の動圧により僅かにフロートした状態で軸封を
行なうもので、環状体１０３の内周面１０３ａと
回転体１０８の外周面１０８ａとの間のクリアラ
ンスＣは、環状体１０３の内径を回転体１０８の
外径よりも僅かに大きくすることによつて形成さ
れる。そして、シール性を向上する観点から、こ
のクリアランスＣはその径方向幅C1を極力小さ
くすることが望ましい。
しかし、環状体１０３の内周面１０３ａおよび
回転体１０８の外周面１０８ａの機械加工の精度
の限界等から、前記クリアランスＣの径方向幅
C1を微小に設定することはきわめて困難であつ
た。また、クリアランスＣの軸方向幅C2を大き
くすることもシール性の向上には有効であるが、
この場合は、シールの装着スペースが大きくなつ
てしまい、また、回転体１０８の振動の増大を惹
き起こすといつた問題があつた。
回転体１０８の外周面１０８ａの機械加工の精度
の限界等から、前記クリアランスＣの径方向幅
C1を微小に設定することはきわめて困難であつ
た。また、クリアランスＣの軸方向幅C2を大き
くすることもシール性の向上には有効であるが、
この場合は、シールの装着スペースが大きくなつ
てしまい、また、回転体１０８の振動の増大を惹
き起こすといつた問題があつた。
本考案は、以上のような問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、環状体の内周
面の摺動による初期摩耗を利用して、該環状体の
内周面と回転体の外周面の間に介在させるクリア
ランスの径方向幅をきわめて小さく形成し、シー
ル性の向上を図ることにある。
もので、その目的とするところは、環状体の内周
面の摺動による初期摩耗を利用して、該環状体の
内周面と回転体の外周面の間に介在させるクリア
ランスの径方向幅をきわめて小さく形成し、シー
ル性の向上を図ることにある。
本考案によるフロート型セグメントシールは、
ハウジングの内周に形成された環状の収容部内
に、円周方向に複数のセグメントに分割されると
ともにエキステンシヨンスプリングで円周方向に
結束された非回転の環状体が収容され、該環状体
の一端面をハウジングの端面と密接し、該環状体
の内周面を微小なクリアランスを介して回転体の
外周面と対向させるフロート型セグメントシール
において、前記各セグメントの内周面の曲率半径
を前記回転体の外周面の半径よりも僅かに小径と
し、かつ前記各分割部に、前記各セグメントの内
周面が摩耗により前記回転体の外周面と同芯の円
筒面となつたときに消滅する僅かな隙間を形成し
たことを特徴とするものである。
ハウジングの内周に形成された環状の収容部内
に、円周方向に複数のセグメントに分割されると
ともにエキステンシヨンスプリングで円周方向に
結束された非回転の環状体が収容され、該環状体
の一端面をハウジングの端面と密接し、該環状体
の内周面を微小なクリアランスを介して回転体の
外周面と対向させるフロート型セグメントシール
において、前記各セグメントの内周面の曲率半径
を前記回転体の外周面の半径よりも僅かに小径と
し、かつ前記各分割部に、前記各セグメントの内
周面が摩耗により前記回転体の外周面と同芯の円
筒面となつたときに消滅する僅かな隙間を形成し
たことを特徴とするものである。
本考案のフロート型セグメントシールによる
と、使用初期において、環状体の分割部には僅か
な隙間が形成されていて、該環状体を構成する各
セグメントは、エキステンシヨンスプリングの張
力により径方向内側へ向けて、かつ前記隙間を円
周方向に縮小するように締め付けられているの
で、曲率半径が回転体外周面の半径よりも僅かに
小径である各セグメントの内周面は、その円周方
向両端部分において回転体外周面と接触する。こ
のため、各セグメントの内周面は、円周方向両端
部分から急速に初期摩耗してゆき、前記エキステ
ンシヨンスプリングの張力により、前記摩耗に追
随して各セグメントが径方向内側へ変位するとと
もに、前記分割部の隙間が縮小してゆく。そして
各セグメントの内周面が回転体の外周面と同芯の
円筒面となるまで初期摩耗が進行すると、前記分
割部の隙間が消滅して各セグメントが円周方向に
互いに密接した状態となるので、それ以後は前記
摩耗も殆ど起こらなくなり、前記内周面と回転体
の外周面との間には前記摩耗によるきわめて微小
なクリアランスが形成される。
と、使用初期において、環状体の分割部には僅か
な隙間が形成されていて、該環状体を構成する各
セグメントは、エキステンシヨンスプリングの張
力により径方向内側へ向けて、かつ前記隙間を円
周方向に縮小するように締め付けられているの
で、曲率半径が回転体外周面の半径よりも僅かに
小径である各セグメントの内周面は、その円周方
向両端部分において回転体外周面と接触する。こ
のため、各セグメントの内周面は、円周方向両端
部分から急速に初期摩耗してゆき、前記エキステ
ンシヨンスプリングの張力により、前記摩耗に追
随して各セグメントが径方向内側へ変位するとと
もに、前記分割部の隙間が縮小してゆく。そして
各セグメントの内周面が回転体の外周面と同芯の
円筒面となるまで初期摩耗が進行すると、前記分
割部の隙間が消滅して各セグメントが円周方向に
互いに密接した状態となるので、それ以後は前記
摩耗も殆ど起こらなくなり、前記内周面と回転体
の外周面との間には前記摩耗によるきわめて微小
なクリアランスが形成される。
以下、本考案のフロート型セグメントシール
を、図示の実施例を参照しながら説明する。
を、図示の実施例を参照しながら説明する。
第１図に示す実施例において、１はハウジング
で、その内周に形成された環状の収容部２内には
環状体としてのシールリング３が収容されてい
る。このシールリング３は、カーボン等の摺動材
料からなり、円周方向に複数のセグメント３′に
分割されるとともに、その外周面に巻装したエキ
ステンシヨンスプリング４で円周方向に結束され
ており、さらに、図示しないコンプレツシヨンス
プリングの押圧力によつて、第５図に示す従来の
ものと同様、一端面３ｂが前記収容部２を囲むハ
ウジング１の端面と密接している。また、各セグ
メント３′における前記一端面３ｂには係合穴５
が形成されていて、この係合穴５と、ハウジング
１の前記端面に突設したピン６とを遊嵌すること
によつてシールリング３の回り止めがなされてい
る。
で、その内周に形成された環状の収容部２内には
環状体としてのシールリング３が収容されてい
る。このシールリング３は、カーボン等の摺動材
料からなり、円周方向に複数のセグメント３′に
分割されるとともに、その外周面に巻装したエキ
ステンシヨンスプリング４で円周方向に結束され
ており、さらに、図示しないコンプレツシヨンス
プリングの押圧力によつて、第５図に示す従来の
ものと同様、一端面３ｂが前記収容部２を囲むハ
ウジング１の端面と密接している。また、各セグ
メント３′における前記一端面３ｂには係合穴５
が形成されていて、この係合穴５と、ハウジング
１の前記端面に突設したピン６とを遊嵌すること
によつてシールリング３の回り止めがなされてい
る。
各セグメント３′の内周面３ａの曲率半径r1は、
回転軸または回転軸に外装されたスリーブなど回
転体８の外周面８ａの半径r2よりも僅かに小さく
設定されており、また、この回転体８外周に装着
した図示の状態において、シールリング３の分割
部７、すなわち隣り合うセグメント３′，３′同士
の間には僅かな隙間δ1が形成されている。
回転軸または回転軸に外装されたスリーブなど回
転体８の外周面８ａの半径r2よりも僅かに小さく
設定されており、また、この回転体８外周に装着
した図示の状態において、シールリング３の分割
部７、すなわち隣り合うセグメント３′，３′同士
の間には僅かな隙間δ1が形成されている。
上記構成によると、使用初期の段階では、エキ
ステンシヨンスプリング４により外周側から締め
付けられている各セグメント３′の内周面３ａは、
その円周方向両端部分３a′においてのみ回転体８
の外周面８ａと接触することとなるので、前記両
周面３ａ，８ａ間には三日月状態間δ2が形成さ
れ、かつ前記分割部７には隙間δ1が形成されてい
る。そして、回転体８が回転することによつて、
各セグメント３′の内周面３ａは、接触負荷が集
中している前記両端部分３a′から急速に初期摩耗
が進行し、エキステンシヨンスプリング４の張力
により、該摩耗に追随して各セグメント３′が径
方向内側へ変位し、前記三日月状隙間δ2が次第に
縮小して行くとともに、分割部７の隙間δ1も円周
方向に次第に縮小して行く。分割部７は、前記摩
耗の進行によつて前記三日月状隙間δ2がほぼ消滅
した時点で隣り合うセグメント３′，３′同士が密
接状態となるように、その隙間δ1の大きさが設定
されている。そして、各セグメント３′同士が円
周方向に互いに密接して、シールリング３が単一
のリング状となることによつて、それ以後は、前
記初期摩耗の進行が殆ど起こらなくなる。このと
き、理論的にはシールリング３の内径と回転体８
の外径が一致することになるが、実際には回転に
伴なう振動等の影響により、シールリング３の内
周面３ａと回転体８の外周面８ａとの間に径方向
幅が数十μｍ程度の微小なクリアランスが介在す
るスロート型シールとなる。
ステンシヨンスプリング４により外周側から締め
付けられている各セグメント３′の内周面３ａは、
その円周方向両端部分３a′においてのみ回転体８
の外周面８ａと接触することとなるので、前記両
周面３ａ，８ａ間には三日月状態間δ2が形成さ
れ、かつ前記分割部７には隙間δ1が形成されてい
る。そして、回転体８が回転することによつて、
各セグメント３′の内周面３ａは、接触負荷が集
中している前記両端部分３a′から急速に初期摩耗
が進行し、エキステンシヨンスプリング４の張力
により、該摩耗に追随して各セグメント３′が径
方向内側へ変位し、前記三日月状隙間δ2が次第に
縮小して行くとともに、分割部７の隙間δ1も円周
方向に次第に縮小して行く。分割部７は、前記摩
耗の進行によつて前記三日月状隙間δ2がほぼ消滅
した時点で隣り合うセグメント３′，３′同士が密
接状態となるように、その隙間δ1の大きさが設定
されている。そして、各セグメント３′同士が円
周方向に互いに密接して、シールリング３が単一
のリング状となることによつて、それ以後は、前
記初期摩耗の進行が殆ど起こらなくなる。このと
き、理論的にはシールリング３の内径と回転体８
の外径が一致することになるが、実際には回転に
伴なう振動等の影響により、シールリング３の内
周面３ａと回転体８の外周面８ａとの間に径方向
幅が数十μｍ程度の微小なクリアランスが介在す
るスロート型シールとなる。
次に、第２図は、上記実施例のフロート型セグ
メントシールと、従来のフロート型セグメントシ
ールの静止エアリーク試験の結果を表わすグラフ
である。このうち、実施例タイプのセグメントシ
ールとしては、1800r.p.m.で150時間運転するこ
とにより、シールリングの内周面に初期摩耗を与
えたものを用い、また、従来例タイプのセグメン
トシールとしては、あらかじめ機械加工によりシ
ールリングの内周面と回転体の外周面の間に径方
向幅が約0.05mmのクリアランスを設けたものを用
い、その他の試験条件は以下のとおりである。
メントシールと、従来のフロート型セグメントシ
ールの静止エアリーク試験の結果を表わすグラフ
である。このうち、実施例タイプのセグメントシ
ールとしては、1800r.p.m.で150時間運転するこ
とにより、シールリングの内周面に初期摩耗を与
えたものを用い、また、従来例タイプのセグメン
トシールとしては、あらかじめ機械加工によりシ
ールリングの内周面と回転体の外周面の間に径方
向幅が約0.05mmのクリアランスを設けたものを用
い、その他の試験条件は以下のとおりである。
シールリングのサイズ：内径100mm
軸方向幅12mm
密封対象流体 ：エア
温 度 ：20℃
シール外部の圧力 ：大気圧
回 転 体 ：停止状態
第２図のグラフから明らかなように、上記試験
の結果、加工によつてあらかじめシールリングと
回転体の間にクリアランスを設けた従来のフロー
ト型セグメントシールに比較し、実施例のフロー
ト型セグメントシールはエアリーク量が少量に抑
えられることが確認された。
の結果、加工によつてあらかじめシールリングと
回転体の間にクリアランスを設けた従来のフロー
ト型セグメントシールに比較し、実施例のフロー
ト型セグメントシールはエアリーク量が少量に抑
えられることが確認された。
なお、上記実施例は、ハウジング１の収容部２
内に収容された環状体がシールリング３のみから
なる、所謂１−リング構造となつているが、第３
図に示すように、前記環状体がシールリング９と
その外周面に密接させたカバーリング１０からな
る（両リング９，１０は互いに異なる位相で円周
方向に分割されている）、所謂２−リング構造の
ものについても、シールリング９を第１図のシー
ルリング３と同様に構成することができ、さら
に、第４図に示すように、シールリング９および
カバーリング１０のほか、該両リング９，１０と
軸方向に対接し円周方向に分割されたバツクリン
グ１１を有する、所謂３−リング構造のものにつ
いても、シールリング９とバツクリング１１のう
ちの少なくとも一方を第１図におけるシールリン
グ３と同様に構成することができる。
内に収容された環状体がシールリング３のみから
なる、所謂１−リング構造となつているが、第３
図に示すように、前記環状体がシールリング９と
その外周面に密接させたカバーリング１０からな
る（両リング９，１０は互いに異なる位相で円周
方向に分割されている）、所謂２−リング構造の
ものについても、シールリング９を第１図のシー
ルリング３と同様に構成することができ、さら
に、第４図に示すように、シールリング９および
カバーリング１０のほか、該両リング９，１０と
軸方向に対接し円周方向に分割されたバツクリン
グ１１を有する、所謂３−リング構造のものにつ
いても、シールリング９とバツクリング１１のう
ちの少なくとも一方を第１図におけるシールリン
グ３と同様に構成することができる。
以上、本考案のフロート型セグメントシールに
よると、環状体内周面の初期摩耗を利用して、該
内周面と回転体外周面との間のクリアランスをき
わめて微小に、かつ速やかに形成することができ
るため、軸方向における装着スペースを大きくす
ることなく優れたシール性を発揮することができ
る。
よると、環状体内周面の初期摩耗を利用して、該
内周面と回転体外周面との間のクリアランスをき
わめて微小に、かつ速やかに形成することができ
るため、軸方向における装着スペースを大きくす
ることなく優れたシール性を発揮することができ
る。
第１図は本考案フロート型セグメントシールの
一実施例を示す概略的な正面図、第２図は試験結
果を表わすグラフ、第３図は２−リング構造のフ
ロート型セグメントシールを示す部分断面図、第
４図は３−リング構造のフロート型セグメントシ
ールを示す部分断面図、第５図は従来のフロート
型セグメントシールを示す部分断面図、第６図は
同じく概略的な正面図である。 １……ハウジング、２……収容部、３，９……
シールリング（環状体）、３′……セグメント、３
ａ……内周面、４……エキステンシヨンスプリン
グ、７……分割部、８……回転体、１１……バツ
クリング（環状体）、δ1……隙間。
一実施例を示す概略的な正面図、第２図は試験結
果を表わすグラフ、第３図は２−リング構造のフ
ロート型セグメントシールを示す部分断面図、第
４図は３−リング構造のフロート型セグメントシ
ールを示す部分断面図、第５図は従来のフロート
型セグメントシールを示す部分断面図、第６図は
同じく概略的な正面図である。 １……ハウジング、２……収容部、３，９……
シールリング（環状体）、３′……セグメント、３
ａ……内周面、４……エキステンシヨンスプリン
グ、７……分割部、８……回転体、１１……バツ
クリング（環状体）、δ1……隙間。
Claims (1)
- ハウジングの内周に形成された環状の収容部内
に、円周方向に複数のセグメントに分割されると
ともにエキステンシヨンスプリングで円周方向に
結束された非回転の環状体が収容され、該環状体
の一端面をハウジングの端面と密接し、該環状体
の内周面を微小なクリアランスを介して回転体の
外周面と対向させるフロート型セグメントシール
において、前記各セグメントの内周面の曲率半径
を前記回転体の外周面の半径よりも僅かに小径と
し、かつ前記各分割部に、前記各セグメントの内
周面が摩耗により前記回転体の外周面と同芯の円
筒面となつたときに消滅する僅かな隙間を形成し
たことを特徴とするフロート型セグメントシー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15831588U JPH0440044Y2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15831588U JPH0440044Y2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278866U JPH0278866U (ja) | 1990-06-18 |
| JPH0440044Y2 true JPH0440044Y2 (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=31438530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15831588U Expired JPH0440044Y2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0440044Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP15831588U patent/JPH0440044Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0278866U (ja) | 1990-06-18 |
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