JPH0619882Y2

JPH0619882Y2 - セグメントシール

Info

Publication number: JPH0619882Y2
Application number: JP1988142550U
Authority: JP
Inventors: 秀則小笠原
Original assignee: イーグル・イージーアンドジー・エアロスペース株式会社
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2003-10-31
Also published as: JPH0262168U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、周方向に分割したシールリングの内周面が回
転体の外周面と気密摺接して軸封機能を発揮するセグメ
ントシールに関する。

〔従来の技術〕

セグメントシールには、従来から第５図および第６図に
示すような構造のものがある。

すなわちこのセグメントシールは、ハウジング(1)の内
周に形成された環状の収容部(2)内に、周方向に複数箇
所で分割されるとともに、図示しない段差構造に形成さ
れたその割面(4)が互いに摺り合わされてなるシールリ
ング(3)が収容された構造を有する。このシールリング
(3)は外周からエキステンションスプリング(7)によって
環状に結束されるとともに、シールリング(3)の各分割
片における高圧空間(A)側の端面(3c)に形成したスプリ
ング保持穴(9)と、ハウジング(1)内周に固定されて前記
端面(3c)と対向するスプリング押え(11)との間に弾装さ
れた図示しないコンプレッションスプリングによって、
軸方向における低圧空間(B)側へ押圧されており、さら
に前記各分割片に形成された穴(14)と、ハウジング(1)
の端面に軸線と平行な方向に植え込まれたローテーショ
ンロックピン(10)を嵌め合うことによって非回転状態に
保持されている。そしてシールリング(3)が、その内周
面(3a)において回転体(12)の外周面と気密摺接するとと
もに、その低圧空間(B)側の端面(3b)がハウジング(1)の
端面と気密接触することによって、軸封機能をなすよう
になっている。(5)(6)は、シールリング(3)に径方向お
よび軸線方向に作用する高圧空間(A)の圧力をバランス
させて、この圧力による負荷の軽減を図るための圧力バ
ランス溝、(8)は割面(4)による径方向の漏れ経路を遮断
するカバー片である。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のセグメントシールによると、
以下のような問題があった。

すなわち、問題の第１は、シールリング(3)には圧力バ
ランス溝(5)(6)が設けられているものの、これによって
圧力が完全にバランスするわけではなく、圧力バランス
による負荷の軽減には限界があることである。

また、問題の第２は、とくに、密封対象流体がガスであ
る場合に、使用条件の圧力または周速（ＰＶ値）が一定
の基準値より大きいと、シールリング(3)と回転体(12)
の摺動部の摺動発熱量が増大し、短寿命となるため、冷
却システムを必要とするケースがしばしばあることであ
る。

そして問題の第３は、とくに、密封対象流体が液体であ
る場合に、回転時、その液体の有する粘度の高さによっ
てシールリング(3)が回転体(12)外周面から浮いた状態
となって、漏れが発生してしまうことである。

本考案は、以上の問題に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、流体圧力によるシールリングへの負
荷を軽減して、摩耗量、摺動発熱量および動力損失の軽
減を図り、また、シール性の向上を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る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、周方向に複数に分割され
その割面が密閉状に摺り合わされるとともにエキステン
ションスプリングで結束された非回転のシールリングを
収容し、該シールリングが、その一端面で対向するハウ
ジングの端面と密接し、かつその内周面で回転体の外周
面と摺接するセグメントシールであって、シールリング
の各分割片とこれに対応するハウジングの端面のうちの
いずれか一方に、そのいずれか他方に軸線と平行な方向
に植え込まれたローテーションロックピンと遊嵌する長
孔を設け、この長孔は、前記ローテーションロックピン
との接触面が回転体の回転方向に対して傾斜しているこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

シールリングは、その内周面が回転体と接触しているこ
とにより回転方向への力を受ける。このため、シールリ
ングまたはハウジングに植え込まれたローテーションロ
ックピンと、該ピンに遊嵌状態にあってハウジングまた
はシールリングに形成された長孔は、相対的に変位しよ
うとする。ここで、長孔は前記ローテーションロックピ
ンとの接触面が回転体の回転方向に対して傾斜している
ので、前記相対変位によってローテーションロックピン
と長孔との接触部に掛かる力は、回転方向に対する長孔
の傾斜方向によって、シールリングに回転体から半径方
向外側へ浮上させる方向または回転体を締め付ける方向
に働く。つまり、長孔が回転方向に向かって径方向外側
となるように傾斜していれば、摺動負荷を緩和すること
ができ、また、逆に回転方向に向かって径方向内側とな
るように傾斜していれば、高粘性の密封対象流体の動圧
によるシールリングの浮上を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の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。

まず第１図に示す実施例は、ハウジング(1)の端面に軸
線と平行に植え込まれたローテーションロックピン(10)
と遊嵌する長孔(13)を、シールリング(3)の各分割片に
形成したもので、この長孔(13)は、回転体(12)の回転方
向(R)に向かって径方向外側へ延びるように傾斜してい
る。他の部分の構成は、第５図および第６図に示す従来
のものと同様である。

第２図に示すように、このセグメントシールにおいて、
回転体(12)が(R)方向へ回転することによりシールリン
グ(3)に作用する接線方向の力(F)の反力（Ｆ′）は、ロ
ーテーションロックピン(10)とシールリング(3)の長孔
(13)の内面(13a)との接触点(P)において、長孔(13)の傾
斜した前記内面(13a)に対して直角な方向の力(F1)とし
て作用し、この力(F1)の径方向の分力(F2)が、回転体(1
2)に対するシールリング(3)の締付荷重を緩和するよう
に働く。

したがって、とくに当該セグメントシールにより密封さ
れる流体がガスであるような場合には、上記作用によっ
てシールリング(3)と回転体(12)の摺動負荷を軽減し、
摩耗や摺動発熱の抑制がなされる。

また、第３図に示すように、長孔(13)の傾斜方向を上記
と逆にした場合、つまり回転方向(R)に向かって径方向
内側へ延びるように傾斜させた場合（上記第１図および
第２図において回転体(12)を(R)方向と逆の方向に回転
させた場合も同様）は、シールリング(3)に作用する接
線方向の力(F)は、ローテーションロックピン(10)とシ
ールリング(3)の長孔(13)との接触点（Ｐ′）におい
て、長孔(13)の傾斜した前記内面(13b)に対して直角な
方向の力（Ｆ１′）として作用し、この力（Ｆ１′）の
径方向の分力（Ｆ２′）が、回転(12)に対するシールリ
ング(3)の締付荷重を増大するように働く。

したがって、とくに当該セグメントシールにより密封さ
れる流体が液体であるような場合に、この液体の有する
粘性からもたらされる動圧によってシールリング(3)が
径方向外側へ浮上するのを防止し、シール性を良好に保
つことができる。なお、この場合は密封対象が液体であ
って、シールリング(3)の内周面(3a)と回転体(12)の外
周面の間が潤滑されるので、上記分力（Ｆ２′）による
摺動負荷の異常な増大はない。

さらに、他の実施例として第４図に示すように、ローテ
ーションロックピン(10)をシールリング(3)の各分割片
の端面に植え込み、該ピン(10)と遊嵌する長孔(13)をハ
ウジング(1)の端面に形成した場合も、長孔(13)の傾斜
方向によって、上記第２図および第３図において説明し
たのと全く同様の作用・効果が得られる。

なお、シールリング(3)の各分割片あたりの長孔(13)ま
たはローテーションロックピン(10)の数、およびこれに
対応するハウジング(1)のローテーションロックピン(1
0)または長孔(13)の数は任意である。

〔考案の効果〕

以上、本考案のセグメントシールによると、シールリン
グを非回転状態に保持するローテーションロックピン
を、回転方向に対して傾斜した長孔と遊嵌させ、該長孔
の傾斜方向によって、回転体に対応するシールリングの
締付荷重を緩和または増大させることができる構成とし
たので、長孔を、前記締付荷重が緩和する方向に傾斜さ
せることにより、当該シールの寿命の向上が図れる摺動発熱量が小さくなるため、無冷却限度の範囲を拡
大でき、冷却システムを不要とすることによる装置の小
型化および簡素化が図れる流体の圧力や回転体の周速（ＰＶ値）等、使用可能条
件の拡大が図れる動力損失を低減できるといった効果を奏する。また、長孔を、前記締付荷重が
増大する方向に傾斜させることにより、とくに密封対象流体が液体である場合の動圧によるシ
ールリングの浮上を防止し、シール性の向上が図れると
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す部分正面図、第２
図は同じく作用説明図、第３図は回転方向または長孔の
傾斜方向を第１図および第２図と逆にした場合の作用説
明図、第４図は他の実施例を示す側断面図、第５図は従
来例を示す側断面図、第６図は同じく部分正面図であ
る。 (1)ハウジング、(2)収容部 (3)シールリング、(4)割面 (7)エキステンションスプリング (10)ローテーションロックピン (12)回転体、(13)長孔

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ハウジングの内周に形成された環状の収容
部内に、周方向に複数に分割されその割面が密閉状に摺
り合わされるとともにエキステンションスプリングで結
束された非回転のシールリングを収容し、該シールリン
グが、その一端面で対向するハウジングの端面と密接
し、かつその内周面で回転体の外周面と摺接するセグメ
ントシールであって、シールリングの各分割片とこれに
対応するハウジングの端面のうちのいずれか一方に、そ
のいずれか他方に軸線と平行な方向に植え込まれたロー
テーションロックピンと遊嵌する長孔を設け、この長孔
は、前記ローテーションロックピンとの接触面が回転体
の回転方向に対して傾斜していることを特徴とするセグ
メントシール。