JP2011074966A - メカニカルシール及び液体ポンプ - Google Patents
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【解決手段】メカニカルシール15は、ハウジング11の内周上に液密的に保持される環状のケーシング25と、ケーシング25の内周側でハウジング11に回転自在に支持されるシャフト12の外周上に液密的に保持される環状のスリーブ21と、スリーブ21とケーシング25の間にカップガスケット22、メイティングリング23、シールリング24、パッキン26及び軸方向一側に押圧するスプリング31を備え、ベアリング室16とポンプ室17を区画する。パッキン26が軸方向に水圧を受ける受圧部の最短の半径である最内径R3が、メイティングリング23の内径R2以下(R3≦R2)である。
【選択図】図2
Description
同構成によれば、前記パッキンの前記最内径が、前記カップガスケットの内径以下であることで、仮に前記付勢手段の付勢力が零であっても、軸方向への押圧力に係る液圧を構成部品間(カップガスケット−パッキン間)で相殺することができる。この場合、前記付勢手段の付勢力の制約が解消される分、設計の自由度を向上することができる。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図面に従って説明する。
図1は、本発明が適用される液体ポンプとしてのウォータポンプ10を示す断面図である。同図に示すように、ウォータポンプ10の筐体をなす筒状のウォータポンプハウジング11にはシャフト12がベアリング13を介して回転自在に支承されている。このシャフト12の図示左端にはインペラ14が固設され、図示右端には図示しないプーリが固設されて図示しない外部駆動源より駆動力を得ている。ウォータポンプハウジング11とシャフト12との間に配設されたメカニカルシール15によって、ベアリング13が位置する大気室としてのベアリング室16とインペラ14が位置する液室としてのポンプ室17とが区画されている。ウォータポンプ10は、インペラ14の回転によりポンプ室17に満たされる冷却水を吐出して外部駆動源を冷却する。
(1)本実施形態では、パッキン26の最内径R3が、メイティングリング23の内径R2以下であることで、液圧によりカップガスケット22が軸方向にパッキン26側(固定部品側)に余分に押圧される力は、最大であってもカップガスケット22の内径R1及びメイティングリング23の内径R2間の円環状の面積分の僅少なものとなり、スプリング31の付勢力によって吸収することができる。このように、軸方向への押圧力に係る液圧が、構成部品間(カップガスケット22−パッキン26間)で概ね相殺され、少なくともスプリング31の付勢力Fの範囲で吸収されることで、カップガスケット22及びメイティングリング23が軸方向にパッキン26側(固定部品側)に移動することを抑制することができ、ひいては、メカニカルシール15のシール機能をより安定化することができる。
以下、本発明を具体化した第2の実施形態について図面に従って説明する。なお、第2の実施形態は、カップガスケット22の内径R11とパッキン26の最内径R13との関係を変更したことが前記第1の実施形態とは異なる構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(1)本実施形態では、パッキン26の最内径R13が、カップガスケット22の内径R11に等しいことで、スプリング31の付勢力Fが零のときに、軸方向への押圧力に係る水圧を構成部品間(カップガスケット22−パッキン26間)で相殺することができる。この場合、スプリング31の付勢力Fの制約が解消される分、設計の自由度を向上することができる。
・前記各実施形態において、メカニカルシール15は、水(冷却水)以外に、例えば、オイル等、他の液体にも適用してもよい。
(イ)請求項1又は2に記載のメカニカルシールにおいて、
前記カップガスケット外周側が、前記メイティングリングの内周側と摺接していることを特徴とするメカニカルシール。
前記流体ポンプは、冷却水循環に適用されることを特徴とするウォータポンプであることを特徴とする。
Claims (3)
- ハウジングの内周上に液密的に保持される環状のケーシングと、
前記ケーシングの内周側で前記ハウジングに回転自在に支持されるシャフトの外周上に液密的に保持される環状のスリーブと、
前記ケーシングの外周上に保持され、外周側で液室に開放される環状のパッキンと、
前記ケーシングの外周側で前記パッキンを介して保持され、外周側で前記液室に開放される環状のシールリングと、
前記スリーブの外周上に装着され、前記シールリングの反対側である軸方向一側において内周面をシール面とし、外周側で前記液室に開放される環状のカップガスケットと、
前記カップガスケットの外周上に液密的に装着され、軸方向他側で対向する前記シールリングとの摺接面をシール面とし、外周側で前記液室に開放される環状のメイティングリングと、
前記パッキンの外周部に配設され、前記シールリングを前記メイティングリング側である軸方向一側に押圧する付勢手段とを備え、前記パッキン、前記シールリング及び前記メイティングリングのそれぞれの内周側で大気室に開放されるメカニカルシールにおいて、
前記パッキンが軸方向に液圧を受ける受圧部の最短の半径である最内径が、前記メイティングリングの内径以下であることを特徴とするメカニカルシール。 - 請求項1に記載のメカニカルシールにおいて、
前記パッキンの前記最内径が、前記カップガスケットの内径以下であることを特徴とするメカニカルシール。 - 駆動源の出力軸に駆動連結されたプーリを介して前記シャフトが回転駆動され、該シャフトに設けられたインペラを通じて前記駆動源の冷却水を循環させる液体ポンプにおいて、
前記液室としてのポンプ室及び前記大気室を区画する請求項1又は2に記載のメカニカルシールを備えることを特徴とする液体ポンプ。
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