JPH0235877B2 - - Google Patents

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JPH0235877B2
JPH0235877B2 JP59199750A JP19975084A JPH0235877B2 JP H0235877 B2 JPH0235877 B2 JP H0235877B2 JP 59199750 A JP59199750 A JP 59199750A JP 19975084 A JP19975084 A JP 19975084A JP H0235877 B2 JPH0235877 B2 JP H0235877B2
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JP
Japan
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rear edge
ring
rotating shaft
driven ring
mechanical seal
Prior art date
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JP59199750A
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English (en)
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JPS6176797A (ja
Inventor
Akira Takenaka
Masanori Hatanaka
Kuniharu Suzuki
Junichi Ito
Yoshifumi Yamada
Hironori Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiho Kogyo Co Ltd
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Taiho Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Taiho Kogyo Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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Priority to US06/779,913 priority patent/US4733873A/en
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Publication of JPH0235877B2 publication Critical patent/JPH0235877B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F16J15/3408Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
    • F16J15/3412Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シートリングと従動リングとの摺接
によつてシール作用を得るようにしたウオータポ
ンプ用メカニカルシールに関する。
[従来の技術] 自動車用エンジンのウオータポンプ用メカニカ
ルシールは、通常、ハウジングに固定して回転軸
を挿通させた従動リングと、上記回転軸とともに
回転してその従動リングに摺接されるシートリン
グとを備えており、それら従動リングとシートリ
ングとの摺接により半径方向外方から上記回転軸
側へ流体が漏洩するのを防止するようにしてい
る。
そして従来、第6図に示すように、上記従動リ
ング1とシートリングの各摺接面の少なくともい
ずれか一方に、外端部を閉止して内端部を上記摺
接面の内側に開口させた糸条溝31を形成し、か
つその糸条溝31の外端部を従動リング1とシー
トリングとの相対回転方向の後方側に傾斜させた
メカニカルシールが知られている。
[発明が解決しようとする課題] 上記糸条溝31を設けたメカニカルシールは従
来一般のメカニカルシールに比較して良好なシー
ル効果が得られるが、特にそのメカニカルシール
を自動車用のウオータポンプに用いた場合には、
従来一般のメカニカルシールに比して接触面積は
糸条溝31の分だけ減少するにも拘らず、摺動ト
ルクが増大する結果となつていた。
その原因について種々の実験を行なつた結果、
ウオータポンプ用メカニカルシールにおいては潤
滑剤が水であり、しかもその水は通常は80℃以上
なので摺接面30は更に高温状態で使用されるよ
うになり、したがつて特に上記糸条溝31とこれ
を開口させた内周面32とのなす角度が鋭角とな
る摺接面上の鋭角部分33が熱によつて変形を生
じ易く、その鋭角部分33が相手の摺接面に固体
接触して摺動トルクを増大させていることが判明
した。
したがつて本発明は、上記糸条溝とこれを開口
させた内周面とのなす角度が鋭角となる摺接面上
の鋭角部分を除去し、これにより鋭角部分が摺接
面に固体接触することを防止して摺動トルクを低
減させるものである。
[課題を解決するための手段] すなわち本発明は、回転軸を挿通させた従動リ
ングと、上記回転軸とともに回転してその従動リ
ングに摺接され、半径方向外方から上記回転軸側
への流体の漏れを阻止するシートリングとを備え
たウオータポンプ用メカニカルシールにおいて、 上記従動リングとシートリングの各摺接面の少
なくともいずれか一方に、外周部と後縁部と更に
それら外周部と後縁部とを接続する外端部とに囲
まれた凹部を上記摺接面の内周面側のみに開口し
て設けると共に、上記外周部は内周面から従動リ
ングとシートリングとの相対回転方向の後方側に
傾斜して形成されており、上記後縁部は上記外端
部から上記回転軸の略軸心方向に延びて形成され
るとともに、上記後縁部における摺接面の内周面
と接続される端部は、上記外端部と回転軸の軸心
とを結ぶ仮想直線と上記摺接面の内周面とが交差
する付近に位置していることを特徴とするウオー
タポンプ用メカニカルシールを提供するものであ
る。
[作用] 上記上記構成によれば、上記後縁部は上記外端
部から上記回転軸の略軸心方向に延びて形成さ
れ、かつその後縁部における摺接面の内周面と接
続される端部は、上記外端部と回転軸の軸心とを
結ぶ仮想直線と上記摺接面の内周面とが交差する
付近に位置しているので、上述した鋭角部分33
が存在することはなく、したがつてその鋭角部分
33が相手の摺接面に固体接触して摺動トルクを
増大させることがない。
ただし上記後縁部を直線に形成する必要はな
く、従動リングとシートリングとの相対回転方向
の前方側に熱変形を起さない程度に僅かに膨出さ
せることができ、また上記外端部を滑らかな曲面
とすることが望ましく、更に上記後縁部と内周面
も滑らかな曲面で接続することが望ましい。
[実施例] 以下図示実施例について本発明を説明すると、
第2図、第3図において、従動リング1を摺動自
在に設けたケース2は、その軸部の筒状部3とこ
の筒状部3に連続して半径方向外方に延びる壁部
4と、この壁部4の外周から上記筒状部3の方向
に延びる外方筒状部5と、この外方筒状部5に連
続して半径方向外方に延びるフランジ部6とから
成つている。そして上記外方筒状部5の外周にシ
ール部材7としてゴムをコーテイングしてあり、
その外方筒状部5をハウジング8に嵌合してその
部分の液密をシール部材7によつて保持してい
る。
上記従動リング1はケース2の筒状部3の外周
に軸方向に摺動自在に嵌装してあり、その筒状部
3の先端部等間隔位置に2つの半径方向外方に突
出する突起10(第2図参照)を形成するととも
に、従動リング1の内周面に各突起10のそれぞ
れに係合する係合溝11を形成してそれらを相互
に係合させることにより、ケース2に対する従動
リング1の摺動は許容するが両者が相対的に回転
するのは阻止するようにしている。そして上記従
動リング1の右端面とケース2の壁部4の左端面
との間にシール部材12を配設してこれを各端面
に接着することにより、従動リング1とケース2
との間の液密を保持している。
上記筒状部3の軸部には回転軸15を貫通させ
てその先端部にウオータポンプを構成するインペ
ラー16を取付けてあり、このインペラー16に
シートパツキン17を介してシートリング18を
取付けている。そして、このシートリング18に
上記従動リング1をばね19によつて弾接させ、
そのシートリング18と従動リング1との摺接に
よつて水がその摺接面の外周から内周へ漏れるの
を防止するようにしている。
然して、第1図および第3図に示すように、上
記従動リング1のシートリング18との摺接面2
0に、外端部24を閉止して内端部をその摺接面
20の内周面22に開口させた凹部21を等間隔
位置6箇所に形成し、かつ各凹部21の外端部2
4をシートリング18と従動リング1との相対回
転方向の後方側に配置形成している。
すなわち、上記シートリング18は回転軸15
とともに第3図の矢印Aと反対方向に回転するよ
うになつており、したがつてハウジング8にケー
ス2を介して支持される従動リング1は、シート
リング18に対して上記矢印A方向に相対的に回
転するようになる。そして上記凹部21は、外周
部25と後縁部26と更に外周部25と後縁部2
6とを接続する外端部24とに囲まれて摺接面2
0の内周面22側に開口しており、上記外周部2
5は内周面22からシートリング18と従動リン
グ1との相対回転方向の後方側に傾斜し、また後
縁部26は外周部25の外端部24から回転軸1
5の略軸心O方向に延びている。更に本実施例で
は、上記内周面22に開口した凹部21の開口部
の円周方向における幅は上記外端部24から内周
面22までの最短となる半径方向寸法よりも大き
くなるように設定している。このとき、略軸心O
方向に延びる後縁部26は直線でも曲線であつて
もよく、後縁部26が熱変形によりシートリング
18と固体接触を起さない範囲であれば、厳密に
軸心O方向でなくて矢印A方向に延びていてもよ
いし、凹部21によりポンプ作用が期待できる範
囲であれば矢印Aとは逆方向に延びていてもよ
い。
更に、上記外周部25と外端部24と後縁部2
6および後縁部26と内周面22との接続部は、
各々の箇所で割れや欠け、或いは乱流に起因する
キヤビテーシヨンエロージヨンを防止するため滑
らかな曲面で接続している。また、上記凹部21
を形成する後縁部26の深さ方向においても上記
と同様な理由で滑らかな曲面で接続しており、さ
らに外周部25の深さ方向についても滑らかな曲
線で接続することができる。
次に、第4図は本発明の他の実施例で、凹部2
1の後縁部26は曲線で回転軸15の略軸心O方
向に延びており、かつ、後縁部26が熱変形によ
りシートリング18と固体接触を起こさない程度
に、シートリング18と従動リング1との相対回
転の前方側に膨出している。他の部分は第1図の
実施例と同様なので説明は省略する。
このように本発明に係る凹部21は、第6図の
想像線で示されるように、糸条溝31とこれを開
口させた従動リング1の内周面32とのなす角度
が鋭角となる摺接面上の鋭角部分33を除去した
概略三角形状を呈することとなる。そして、鋭角
部分33を除去した形状の凹部21を有するウオ
ータポンプ用メカニカルシールにおいては、第6
図で示す鋭角部分33を有する糸条溝31を形成
したメカニカルシールよりは若干シール性が低下
する結果となるが、それでも従来一般の平滑な摺
接面を有するメカニカルシールよりは良好なシー
ル性が確保できる。
加えて、上記実施例のウオータポンプ用メカニ
カルシールにおいては、熱変形が生じ易く、熱変
形が生じると他方のシートリング1の摺接面に接
触して摺動トルクを増大させる上記鋭角部分33
を除去しているので、鋭角部分33を有するもの
よりも摺動トルクを低減することができる。
第5図は上記鋭角部分33を除去した形状の凹
部21を有するメカニカルシールと鋭角部分33
を残した糸条溝31を有するメカニカルシールと
について、下記の試験条件で摺動トルクを計測し
た実験結果を示したものである。同図において、
●印は第1図に示す本発明の従動リングを、〇印
は第6図に示す従来の従動リングを使用した結果
を示している。
(試験条件) 試験機:トルクテスタ シール液:清水 液温:50℃ 液圧:2Kg/cm2 上記実験結果に示されるように、鋭角部分33
を除去した形状の凹部21を有する本発明のもの
はそれを有する従来のものよりも摺動トルクが低
下しており、上記鋭角部分33を除去すれば、そ
の鋭角部分33が熱変形して相手の摺接面に接触
して摺動トルクを増大させることが防止できるよ
うになる。
なお、上記シートリング18の摺接面に上記凹
部21を形成しても上述と同等の作用効果を得る
ことができる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、従来の糸条溝
を形成したウオータポンプ用メカニカルシールに
比して摺動トルクを低減させることができるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示
し、第1図は第3図の要部の拡大正面図、第2図
は断面図、第3図は第2図の要部の正面図であ
る。また、第4図は本発明の他の実施例を示す第
1図と同様な平面図、第5図は摺動トルクを計測
した実験結果を示す図、第6図は従来例を示す第
1図、第4図と同様な平面図である。 1……従動リング、2……ケース、15……回
転軸、18……シートリング、20……摺接面、
21……凹部、22……内周面、24……外端
部、25……外周部、26……後縁部、33……
鋭角部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転軸を挿通させた従動リングと、上記回転
    軸とともに回転してその従動リングに摺接され、
    半径方向外方から上記回転軸側への流体の漏れを
    阻止するシートリングとを備えたウオータポンプ
    用メカニカルシールにおいて、 上記従動リングとシートリングの各摺接面の少
    なくともいずれか一方に、外周部と後縁部と更に
    それら外周部と後縁部とを接続する外端部とに囲
    まれた凹部を上記摺接面の内周面側のみに開口し
    て設けると共に、上記外周部は内周面から従動リ
    ングとシートリングとの相対回転方向の後方側に
    傾斜して形成されており、上記後縁部は上記外端
    部から上記回転軸の略軸心方向に延びて形成され
    るとともに、上記後縁部における摺接面の内周面
    と接続される端部は、上記外端部と回転軸の軸心
    とを結ぶ仮想直線と上記摺接面の内周面とが交差
    する付近に位置していることを特徴とするウオー
    タポンプ用メカニカルシール。 2 上記後縁部は従動リングとシートリングとの
    相対回転方向の前方側に熱変形を起さない程度に
    僅かに膨出していることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載のウオータポンプ用メカニカル
    シール。 3 上記外端部は滑らかな曲面で形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項に記載のウオータポンプ用メカニカルシー
    ル。 4 上記後縁部と内周面とを滑らかな曲面で接続
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第3項のいずれかに記載のウオータポンプ用メ
    カニカルシール。
JP59199750A 1984-09-25 1984-09-25 ウオ−タポンプ用メカニカルシ−ル Granted JPS6176797A (ja)

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