JPH11315935A - メカニカルシール - Google Patents

メカニカルシール

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JPH11315935A
JPH11315935A JP13609198A JP13609198A JPH11315935A JP H11315935 A JPH11315935 A JP H11315935A JP 13609198 A JP13609198 A JP 13609198A JP 13609198 A JP13609198 A JP 13609198A JP H11315935 A JPH11315935 A JP H11315935A
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JP
Japan
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mating ring
ring
inner peripheral
cartridge
seal
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Withdrawn
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JP13609198A
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English (en)
Inventor
Shigeki Maeda
茂樹 前田
Keiichi Tsuchiya
恵一 土谷
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Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メイティングリングの容積が小さく、かつ、軸
の回転力を効率よくメイティングリングに伝達するメカ
ニカルシールを提供する。 【解決手段】スリーブ端面突出部を斜めに突き出た形状
とし、その突き出た部分がメイティングリング背面外径
コーナー部に少なくとも1個所以上設けた切り欠き部と
係合することにより、軸の回転力をメイティングリング
に与えることを特徴とする、メカニカルシール。この
際、ベローズのシールリング側の端部と断面略コ字状の
カートリッジの中間壁部との間に、細幅薄板を螺旋状に
巻回したコイルドウェーブスプリングが圧縮状態で介装
し、ベローズの他端部は、コイルドウェーブスプリング
の内周側で、断面略コ字状のカートリッジの内周側筒部
に取り付け止端してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エン
ジンの冷却水ポンプに用いられ、外筒を有するメカニカ
ルシールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来からメカニカルシールの一種とし
て、図2に示すように、外筒を有する形式のメカニカル
シールが知られている(実公平1−18931号公報参
照)。このメカニカルシールは、大略的には、駆動機構
例えば自動車エンジンの冷却水ポンプの枢軸に固定され
て枢軸と共に回転される内周側筒部と、ポンプのハウジ
ングに固定される外周側筒部とからなっている。内周側
筒部には、枢軸と共に回転する摺動部材としてのメイテ
ィングリング1が設けられ、このメイティングリング1
の内周側及び背面側は、カップガスケット2を介してス
リーブ3の断面略コ字状の端部3aに圧入固定されてい
る。
【0003】外周側筒部には、メイティングリング1に
対向して摺動するシールリング4と、このシールリング
4を軸方向に付勢するためのベローズ5とが隣接して配
置され、断面略コ字状のカートリッジ6内に嵌装されて
いる。ベローズ5の両端部5a、5bは、スプリングホ
ルダー7を介してコイルスプリング8により軸方向に付
勢されていると共に、シールリング4とカートリッジ6
とに接着固定されている。
【0004】上述した内周側筒部において、メイティン
グリング1がカップガスケット2を介してスリーブ3の
断面略コ字状の端部3aに圧入固定される一方、外周側
筒部において、シールリング4がベローズ5、スプリン
グホルダー7及びベローズ5を介してカートリッジ6に
嵌装された後、カートリッジ6の内筒部6bの内側に、
スリーブ3の内筒部3bが挿入され、このスリーブ3の
内筒部3bの先端部3cが拡張されて、メカニカルシー
ルが一体的に製造されている。
【0005】また、ベローズ5及びコイルスプリング8
が軸方向に圧縮された状態で発揮する付勢力によって、
シールリング4の摺動面4aがメイティングリング1に
対して押圧され、適切な面圧力が与えられるようになっ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図2に示したメカニカルシールにあっては、スリーブ
端面は軸の回転力をメイティングリングに与えるため、
図2(b)に示したように、メイティングリングに回り
止め機構を持たせるべく小判形形状にする必要があっ
た。その結果、メイティングリングの最外径部Dはシー
ルリング摺動面外径部Cよりもかなり大きい寸法に設定
する必要があり、メイティングリング摺動材の容積が大
きいものとなっていた。特に最近に於いては、メイティ
ングリング摺動材に耐摩耗性、高強度が強く求められる
ようになり、メイティングリング摺動材は、従来広く使
用されてきたアルミナセラミックからシリコンカーバイ
ト等の高価な摺動材料へと代わってきている。これは、
メカニカルシールのコストを押し上げる原因となってい
る。本発明は、メイティングリング摺動材の容積を小さ
くし、メカニカルシールのコストの低減を図るものであ
る。
【0007】メイティングリングの容積を小さくする際
に問題となるのは、スリーブ端面から軸の回転力をいか
にメイティングリングに伝達するかというものである。
この問題を解決する方法として、反摺動面側の端面に溝
を設けて、これに相対した突起をスリーブに設け、該突
起を該溝に嵌装し、軸の回転力を伝える方法が考えられ
る。しかしながら、この方法では、メイティングリング
反摺動面側端面に設けた溝に起因して、メイティングリ
ングに割れが発生したり、組織の不均一を発生させる問
題がある。
【0008】本発明の目的は、容積の小さいメイティン
グリングに於いて、効率的に軸からの回転力をメイティ
ングリングに与え、且つ、メイティングリングの端面割
れ等の問題を発生させないメカニカルシールを提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、駆動
機構の枢軸に固定されて枢軸と共に回転される内周側筒
部と、前記駆動機構のハウジングに固定される外周側筒
部とを備え、前記内周側筒部には、枢軸と共に回転する
摺動部材としてのメイティングリングが設けられ、この
メイティングリングの内周側及び背面側がカップガスケ
ットを介してスリーブの端部に圧入固定され、前記外周
側筒部には、メイティングリングに対向して摺動するシ
ールリングと、このシールリングを軸方向に付勢するた
めのベローズスとプリングとが隣接して配置されて、断
面略コ字状のカートリッジ内に嵌装されたメカニカルシ
ールにおいて、スリーブ端面突出部を斜めに突き出た形
状とし、その突き出た部分がメイティングリング背面外
径コーナー部に設けた少なくとも1個所以上設けた切り
欠き部と係合することにより、軸の回転力をメイティン
グリングに与えることを特徴とする、メカニカルシール
である。
【0010】請求項2の発明は、駆動機構の枢軸に固定
されて枢軸と共に回転される内周側筒部と、前記駆動機
構のハウジングに固定される外周側筒部とを備え、前記
内周側筒部には、枢軸と共に回転する摺動部材としての
メイティングリングが設けられ、このメイティングリン
グの内周側及び背面側がカップガスケットを介してスリ
ーブの端部に圧入固定され、前記外周側筒部には、メイ
ティングリングに対向して摺動するシールリングと、こ
のシールリングを軸方向に付勢するためのベローズとが
隣接して配置されて、断面略コ字状のカートリッジ内に
嵌装されたメカニカルシールにおいて、前記ベローズの
シールリング側の端部と前記断面略コ字状のカートリッ
ジの中間壁部との間に、細幅薄板を螺旋状に巻回したコ
イルドウェーブスプリングが圧縮状態で介装され、前記
ベローズの他端部は、前記コイルドウェーブスプリング
の内周側で、前記断面略コ字状のカートリッジの内周側
筒部に取り付けられ、且つ、スリーブ端面突出部を斜め
に突き出た形状とし、その突き出た部分がメイティング
リング背面外径コーナー部に少なくとも1個所以上設け
た切り欠き部と係合することにより、軸の回転力をメイ
ティングリングに与えることを特徴とする、メカニカル
シールである。
【0011】このように、請求項1の発明によれば、ス
リーブ端面突出部を斜めに突き出た形状とし、その突き
出た部分がメイティングリング背面外径コーナー部に少
なくとも1個所設けた切り欠き部に係合し、この係合し
た部分で、軸の回転力をメイティングリングに与えるよ
うにしたものである。その結果、メイティングリングの
形状を小判形にする必要がなくなり、メイティングリン
グの最外径はシールリング摺動面外径より若干大きい寸
法に設定するだけでよく、メイティングリング摺動材の
容積を従来のものより小さくすることができ、コストの
低減を図ることができる。
【0012】上記構成をとることにより、高性能摺動材
を使用して、メイティングリングの容積を小さくし、安
定したシール性能を保持しつつ軸の回転力を伝達でき
る、メカニカルシールを得ることができる。
【0013】本発明者らは、先に特願平9−21801
4号でメカニカルシール小型化に関する特許を出願し
た。該発明は、ベローズのシールリング側の端部と断面
略コ字状のカートリッジの中間壁部との間に、細幅薄板
を螺旋状に巻回したコイルドウェーブスプリングが圧縮
状態で介装され、しかも、ベローズの他端部は、断面略
コ字状のカートリッジの内周側筒部に取り付けられて止
端するもので、メカニカルシールの軸方向寸法を大幅に
短縮することができ、その結果、駆動機構例えば冷却水
ポンプの小型化を図ることができ、ひいては、コストの
低減も図ることができる。
【0014】請求項2の発明は、ベローズのシールリン
グ側の端部と断面略コ字状のカートリッジの中間壁部と
の間に、細幅薄板を螺旋状に巻回したコイルドウェーブ
スプリングを圧縮状態で介装し、ベローズの他端部は、
コイルドウェーブスプリングの内周側で、断面略コ字状
のカートリッジの内周側筒部に取り付け止端し、且つ、
スリーブ端面突出部を斜めに突き出た形状とし、その突
き出た部分がメイティングリング背面外径コーナー部に
設けた少なくとも1個所切り欠き部に係合し、この係合
部分で、軸の回転力をメイティングリングに与えるよう
にしたものである。その結果、メイティングリングの形
状を小判形にする必要がなくなり、しかも、メカニカル
シール全体をコンパクトに組み立てることができ、性能
の優れた小型のメカニカルシールを低コストで提供でき
るようになった。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
メカニカルシールを図面を参照しつつ説明する。図3に
示す実施の形態は、請求項1の発明に係る実施形態の例
である。即ち、図3(a)は、本発明の実施の形態に係
るメカニカルシールの縦断面図であり、図3(b)は、
スリーブ端面突出部を拡大して示したものである。スリ
ーブ端面突出部23は、メイティングリング31背面外
径コーナー部28の少なくとも1個所以上設けた切り欠
き部24(図6参照)に係合されている。メイティング
リング31に於けるこの切り欠き部は、少なくとも1個
所あればよいが、複数個所設けても何ら差し支えはな
い。この係合部は、バランス上対称的に設けるのがよ
い。例えば、180度毎に2個所、120度毎に3個
所、或いは90度毎に4個所に設けることができる。ス
リーブ端面突出部23がメイティングリング31の背面
外径コーナー部28の少なくとも1個所以上設けた切り
欠き部に係合されていることにより、軸の回転力を確実
に伝達することができる。
【0016】スリーブ端面突出部を、図5(a)、図5
(b)に示した。図5(b)は、図5(a)のFF’矢
視図である。スリーブ33の端面突出部23は、スリー
ブ33の一部に設けられ、メイティングリング31背面
外径コーナー部28の少なくとも1個所以上設けられた
切り欠き部に係合される。
【0017】図6は、メイティングリングの切り欠き部
を示したものである。図6(a)切り欠き部の縦断面図
であり、図6(b)は切り欠き部の横断面図であり、図
6(c)は切り欠き部の平面図である。メイティングリ
ング31は、円環状の構造をしている。該メイティング
リング背面外径コーナーの一部分に、斜めに切り欠き部
24、25、26が設けられている。該切り欠き部は、
図6(b)では4個所設けられているが、4個所に限定
されない。該切り欠き部24等に、スリーブ端面突出部
23が係合されるのである。
【0018】図4(a)には従来のメイティングリング
の小判形の形状を、図4(b)には本発明のメイティン
グリングの形状を示した。従来のメイティングリングの
形状は、小判形をしているため、必然的にメイティング
リング自身が大きくなるが、本発明のメイティングリン
グに於いては、小判形形状をとる必要がないので、円形
状をしており、従って、メイティングリング自身の大き
さが、従来のメイティングリングよりも小さいものとす
ることができる。
【0019】次に、図1は請求項2に係る発明の実施形
態の例を示すものである。即ち、図1(a)は、本発明
の実施の形態に係るメカニカルシールの縦断面図であ
り、図1(b)は、スリーブ端面突出部を拡大して示し
たものである。スリーブ13の端面突出部23が斜めに
突出している。スリーブ端面突出部23は、メイティン
グリング11背面外径コーナー部28の少なくとも1個
所以上設けた切り欠き部に係合されている。メイティン
グリング11に於けるこの切り欠き部は、少なくとも1
個所あればよいが、複数個所設けても何ら差し支えはな
い。この係合部は、バランス上対称的に設けるのがよ
い。例えば、180度毎に2個所、120度毎に3個
所、或いは90度毎に4個所に設けることができる。ス
リーブ端面突出部23がメイティングリング11の背面
外径コーナー部28の少なくとも1個所以上設けられた
切り欠き部に係合されていることにより、軸の回転力を
確実に伝達することができる。
【0020】更に、図1(a)に於いて、ベローズ15
のシールリング14側の端部15aと断面略コ字状のカ
ートリッジ16の中間壁部16bとの間に、細幅薄板を
螺旋状に巻回したコイルドウェーブスプリング18が圧
縮状態で介装され、加えて、ベローズ15の他端部15
bは、カートリッジ16の内周側筒部16aに取り付け
られて止端され、さらに、ベローズ15の他端部15b
は、断面略コ字状のカートリッジ16の内周側筒部16
aにガータスプリング19により取り付けられて止端さ
れている。
【0021】また、ガータスプリング19の緊迫力によ
ってベローズ15の他端部15b(リップ部)に締代を
与え、カートリッジ16に装着する際には、治具により
内周を拡げておいてカートリッジ16の廻り止め部16
cを通過させ、所定位置で治具を外して位置決めをす
る。このため、接着剤を使用しなくてもすむ。
【0022】図1に示した本実施形態に於いては、軸方
向の寸法短縮・小型化が図れると共に、メイティングリ
ングの容積を小さくすることができ、小型でシール性能
の安定した、メカニカルシールを低コストで提供するこ
とができるのである。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、メカニカルシール
のスリーブ端面突出部を斜めに突き出た形状とし、その
突き出た部分がメイティングリング背面外径コーナー部
の少なくとも1個所以上設けられた切り欠き部と係合
し、軸の回転力を効率的にメイティングリングに与える
ことにより、メイティングリングの容積を小さくするこ
とができる。
【0024】更に、ベローズのシールリング側の端部と
断面略コ字状のカートリッジの中間壁部との間に、細幅
薄板を螺旋状に巻回したコイルドウェーブスプリングが
圧縮状態で介装し、しかも、ベローズの他端部は、断面
略コ字状のカートリッジの内周側筒部に取り付けられて
止端したメカニカルシールに、スリーブ端面外径部を斜
めに突き出た形状とし、その突き出た部分がメイティン
グリング背面外径コーナー部と係合させることにより、
メイティングリングの容積を小さくすると共に軸方向寸
法を大幅に短縮することができ、その結果、駆動機構例
えば冷却水ポンプの小型化を図ることができ、ひいて
は、コストの低減も図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態に係るメカニ
カルシールの縦断面図である。
【図1】(b)は、本発明の一実施の形態に係るメカニ
カルシールのスリーブ端面突出部がメイティングリング
に係合されている状態を示す図である。
【図2】(a)は、従来のメカニカルシールの縦断面図
である。
【図2】(b)は、メイティングリング摺動部分を示す
図である。
【図3】(a)は、本発明の他の実施の形態に係るメカ
ニカルシールの縦断面図である。
【図3】(b)は、本発明の他の実施の形態に係るメカ
ニカルシールのスリーブ端面突出部がメイティングリン
グに係合されている状態を示す図である。
【図4】(a)は、従来のメイティングリングの形状を
示す図である。
【図4】(b)は、本発明のメイティングリングの形状
を示す図である。
【図5】(a)は、スリーブ端面突出部の構造を示す図
である。
【図5】(b)は、図5(a)のFF’矢視図である。
【図6】(a)は、メイティングリングの縦断面図であ
る。
【図6】(b)は、メイティングリングの横断面図であ
る。
【図6】(c)は、メイティングリングの平面図の一部
である。
【符号の説明】
1、11、31 メイティングリング 2、12、32 カップガスケット 3、13、33 スリーブ 3a スリーブ端部 3b スリーブ内筒部 3c スリーブ先端部 4、14、34 シールリング 4a、14a、34a シールリング摺動面 5、15、35 ベローズ 5a、35a ベローズ端部 5b、15b、35b ベローズ端部(リップ
部) 6、16、36 カートリッジ 6a、36a カートリッジ突起部 6b、36b カートリッジ内筒部 7、37 スプリングホルダー 8、38 コイルスプリング 13a、33a スリーブ端部 13b、33b スリーブ内筒部 13c、33c スリーブ先端部 15a ベローズ端部 16a カートリッジ内周側筒部 16b カートリッジ中間壁部 16c カートリッジ廻り止め部 17 ケース 18 コイルドウェーブスプリ
ング 19 ガータスプリング 23 スリーブ端面突出部 24、25、26、27 切り欠き部 28 メイティングリング背面
外径コーナー部 A 内周側筒部 B 外周側筒部 C メイティングリング摺動
部 D メイティングリング非摺
動部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動機構の枢軸に固定されて枢軸と共に回
    転される内周側筒部と、前記駆動機構のハウジングに固
    定される外周側筒部とを備え、 前記内周側筒部には、枢軸と共に回転する摺動部材とし
    てのメイティングリングが設けられ、このメイティング
    リングの内周側及び背面側がカップガスケットを介して
    スリーブの端部に圧入固定され、 前記外周側筒部には、メイティングリングに対向して摺
    動するシールリングと、このシールリングを軸方向に付
    勢するためのベローズとスプリングとが隣接して配置さ
    れて、断面略コ字状のカートリッジ内に嵌装されたメカ
    ニカルシールにおいて、 スリーブ端面突出部を斜めに突き出た形状とし、その突
    き出た部分がメイティングリング背面外径コーナー部に
    少なくとも1個所以上設けた切り欠き部と係合すること
    により、軸の回転力をメイティングリングに与えること
    を特徴とする、メカニカルシール。
  2. 【請求項2】駆動機構の枢軸に固定されて枢軸と共に回
    転される内周側筒部と、前記駆動機構のハウジングに固
    定される外周側筒部とを備え、 前記内周側筒部には、枢軸と共に回転する摺動部材とし
    てのメイティングリングが設けられ、このメイティング
    リングの内周側及び背面側がカップガスケットを介して
    スリーブの端部に圧入固定され、 前記外周側筒部には、メイティングリングに対向して摺
    動するシールリングと、このシールリングを軸方向に付
    勢するためのベローズとが隣接して配置されて、断面略
    コ字状のカートリッジ内に嵌装されたメカニカルシール
    において、 前記ベローズのシールリング側の端部と前記断面略コ字
    状のカートリッジの中間壁部との間に、細幅薄板を螺旋
    状に巻回したコイルドウェーブスプリングが圧縮状態で
    介装され、 前記ベローズの他端部は、前記コイルドウェーブスプリ
    ングの内周側で、前記断面略コ字状のカートリッジの内
    周側筒部に取り付け止端し、且つ、 スリーブ端面突出部を斜めに突き出た形状とし、その突
    き出た部分がメイティングリング背面外径コーナー部に
    少なくとも1個所以上設けた切り欠き部と係合すること
    により、軸の回転力をメイティングリングに与えること
    を特徴とする、メカニカルシール。
JP13609198A 1998-04-30 1998-04-30 メカニカルシール Withdrawn JPH11315935A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1855035A1 (en) 2006-05-10 2007-11-14 GMB Corporation Mechanical Seal
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