JPS59117958A - ウオ−タ−ポンプ用メカニカルシ−ル - Google Patents

ウオ−タ−ポンプ用メカニカルシ−ル

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JPS59117958A
JPS59117958A JP22550882A JP22550882A JPS59117958A JP S59117958 A JPS59117958 A JP S59117958A JP 22550882 A JP22550882 A JP 22550882A JP 22550882 A JP22550882 A JP 22550882A JP S59117958 A JPS59117958 A JP S59117958A
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JP
Japan
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string
seat ring
mechanical seal
water
thread groove
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JP22550882A
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JPS6343625B2 (ja
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Kuniharu Suzuki
鈴木 国治
Masanori Hatanaka
畑中 雅憲
Akira Takenaka
章 竹中
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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Publication of JPS6343625B2 publication Critical patent/JPS6343625B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウォーターポンプ用メカニカルシールに関する
一般にエンジンの冷却系に設けられたウォーターポンプ
用のメカニカルシールは、シートリングと従動リングと
を摺接させてその摺接面により外周側の水が内周側の大
気に漏洩するのを防止している。ウォーターポンプ用の
メカニカルシールにおいては、上記摺接面の潤滑流体が
水となることから、カークーラーのコンプレッサ用メカ
ニカルシール等のように油が潤滑流体となるメカニカル
シールに対して上記摺動面の摺動条件が悪く、ステッキ
ングを発生させ易いため騒音を発生していた。従来、こ
の隷留は他のエンジン等の駁首に対して相対的に小さい
ことからさけと問題とされていなかったが、エンジン等
の騒音の低減化が果されるにつれて特に周囲の騒音が小
さいエンジン低回転域において聞届になるようになって
きた。
本発明はこのような事情に鑑み、’HJJの低減を図る
ことができるウォーターポンプ用メカニカルシールを提
供するものである。
以下図示実施例について本発明を説明すると、第11×
1に才3いて、(1)はウォーターポンプのケーシング
、(2)はこのケーシング(1)の筒状部(la)内に
11[1通してその筒状部(1a)内に設けた図示しな
いi4b受によって回転自在に軸支した回転軸で、この
回転軸(2)の左部1,1部は図示しないプーリおよび
ベルトを介して駆動αJIとしてのエンジンに連動させ
ている。
」二面面状r?1(lla)の右11ニアi部にはメカ
ニカルシールに3)を設けてあり、このメツコニ力ルシ
ール(3)は回転軸(2)の軸方向に変位可能な従動リ
ンク(4)と回転軸(2)と一体に回転するが軸方向に
は1M1%されているシートリング(5)とを備えてい
る。上記従動リング(4)は支持部月【6)の一部を溝
成する内側筒状f’tlI lらa)の先端外周部にそ
の軸方向に沿って?−i:復動1−iJ能に嵌装してあ
り、かっ従動リング(4)の内周部に設けた軸方向溝(
4a)に上記内側筒状部(6a)の外周部に設けた軸方
向突部(6b)を係合きせることにより、両者が相対回
転しないようにしている。上記支持部月(6)は内側筒
状部(6a)の左端部から半径方向外力に延びる壁部(
6c)、この壁部(6C)の外周より右側に折返した外
側筒状部16d) 、およびこの外側筒状部(6d)よ
り半径方向外方に折曲げたフランジ部(6e)を有して
おり、上記外側筒状部(6d)をシール部側(7)を介
して上記ケーシング(1)の筒状部(la)内に嵌着す
ることにより、その部分の密封性を保つとともに上記従
動リンク(4)を回転方向に対して固定している。
上記支持部拐(6)の壁部(6C)右端面にはシール部
劇(8)の一端部を接着剤により接着してあり、このシ
ール部劇(8)の他端部を、中間部を湾曲させた状態で
従動リング(4)の左端面に接着することにより、支持
部材(6)とシートリング(4)間の密封性を保ってい
る。そしてこのシール部劇(8)の両端部間にはね(9
)を弾装することにより、−上記従動リング(4)をシ
ートリング(5)に弾接させている。このシートリング
(5)は、」二面回転軸(2)に固定したポンプ作用を
行なうためのロータ(lO)に形成した四部110a)
内にフローティングパツキン111)を介して取付けて
あり、これにより回転軸(2)とともに一体重に回転す
るようにしている。なお、図示実施例とは逆に、回転軸
(2)に対して軸方向に液位可能な従動リング(4)を
回転軸(2)に設けてこれと一体回転可能とするととも
に、シーl−リング(5)をケーシング(1)に取付け
て固定するようにしてもよい。
以上の4i14成を何するウォーターポンプにおいては
、図示しないエンジンによって回転軸(2)が回転駆動
されると、これと一体のロータ(10)が回転して水を
エンジン内の各冷却部に供給する。そしてこの際、水は
シール部iA’(7)および(8)によってシールされ
るとともに、メカニカルシール(3)の従動リンク(4
)とシートリング(5)との摺擦面によってシールされ
るようになる。
然して上記シートリング(5)の摺擦面には、第2図に
示すように、その外周部と内周部とに交互に第1糸条溝
(12)と第2糸条溝(13)とを設けている。各第1
糸条溝(12)の内側部は上記摺接面内で閉止し、その
外側部はT44止部からシートリング(5)の回転方向
後方側に延びて外周側に開口連通している。他方、各第
2糸条溝(13)の内側部はシートリング(5)の内周
側に開口連通し、その第2系条溝(13)の外側部はシ
ートリンク(5)の回転方向後方側に延びて上記摺接面
内で閉止している。
そして上記第1糸条溝(12)の閉止部分と第2糸条溝
(13)の閉止部分は、シートリングの半径方向に所要
UHL)だけオーバーラツプさせている。
本実施例においては、シートリング(5)の外周側に開
口連通している第1糸条溝い2)内に潤滑相の水が充満
されるようになり、他力、この第1糸条溝(12)の内
側閉止部からシートリング(5)の内周側に洩れようと
する水は第2糸条溝(13)内に捕捉され、かつこの捕
捉された水はシートリング(5)の回転時に第2糸条溝
(13)によるポンプ作用でシートリングの外周側に押
戻されるようになり、その結果、上記各糸条溝112L
 [13)のオーバーラツプした部分に水が流動しなが
ら滞溜されるようになる。そしてこのオーバーラツプ部
分すなわち摺動面の中間部分に水が滞溜されることから
、上記各糸条溝[12)、T13)のない従来装置に比
して潤ri’1条件かJJ−好となり、同時にその滞溜
した水が摺接面の冷J、lj作用を果すようになる。
また−上記各県条溝(t2)、fta)は、摺接面間に
存在する水に対して作用するだけではなく、相手材であ
る従動リング(4)の摺接面に対しても作用する。すな
わち、従動リング(4)とシートリング(5)との潤滑
条件が悪いことから両リングの摺接によって凝着が発生
しステッキングを若起して異音を発生させるが、上記糸
条r7ζ自2)、(ia)は凝着状態の発生ないしは成
長を抑制して異音の発生を防止するものと考えられる。
また糸条溝(12)、(13)はシ゛4物や摩耗粉を収
納し、摺畏面間に異物や摩耗粉が介在することによる面
荒れや摺動抵抗の増大を防止するとともに、而荒れによ
って凝着が発生し易くなることを防止して、この点から
も箕音の発生を防止するように綴能する。
第3図は本発明の他の実施例を示したもので、第」糸条
γ77j(12A )と第2糸条溝1taA)とをそれ
ぞれシートリング(5A)の半径方向に形成したもので
ある。上述の第1糸条溝(12)においても第2糸条溝
(13)と同様にポンプ作用が認められ、このポンプ作
用は内部の水を外周側に押出すように作用するが、本実
施例のように半径方向に第1糸条溝(12A)を形成す
れば上記実施例に比して水の潤別状態をより良好なもの
とすることが可能となり、更に第21図の実施例とは逆
方向の傾斜とすれば、上記ポンプ作用を逆の方向の作用
として利用することができる。
これに対し、第2糸条溝(13)、(13A )は必ず
水をシートリング+5)、f5A)の外周側に押返すポ
ンプ作用を有していなければならないが、第2糸条溝[
13)、113A )内に捕捉された水には遠心力が作
用するので第3図の実施例のように、第2糸条YM(1
3A)を半径方向ないしは若干これを越えて逆方向に傾
斜する程度とすることが可能である。
次に、第4図はメカニカルシールの騒箭試験を行なった
結果を示したもので、同図18)は第2図の実施例のも
の、同図1b)は第3図に示す実施例のもの、同図(C
)は比較のために糸条溝のない従来のもの、さらに同図
(d)はメカニカルシール自体をIりf略したものの各
実験結果を示してl/罵る。
この実験は、ケーシング(1)にメカニカルシールを組
込んだ状態で、又は組込まない状態で回転11仙(2)
をモータで′回+Im駆動させ(286rpm)、メカ
ニカルシールをX41込んだものではウォーターポンプ
として実際に水を吐出させた状態において、約150m
m訓した位ii?J、にセットした騒音用で音圧を測定
し、これを周波数解析したものである。また同時にそれ
ぞれの全体としての騒音を測疋してその結果を各図の4
1 &i、fに網目の棒グラフとして示している。
第4図fa)〜ld)の実験結果から理解されるように
、メツコニカルシールが関与する音圧は第4図fa)〜
tc)の斜線部分て示され、この結果並びに上記騒ン?
の結果から本発明装置においては実質的な騨??は生じ
ていないと判断される。
第5図は上述の3種のメカニカルシールについて上記の
実験条件で水の洩れ量を測定したものである。この実験
は各メカニカルシール毎に7回の測定を行なった結果を
示している。
(実験条件) ○試験機 :実体試験機 0回転数 : 700rpm 0時 間 :200時間 ○密封流体:水(80°C) O密肘圧カニ s、2+<g/cd 第5図の実験結果に示されるように、本発明に係るメカ
ニカルシールは従来のメカニカルシールに比して最大の
洩れ量、平均の洩れ1it並びに洩れ量の最大値と最小
値との範囲ともに小さく、優れたシール性能が得られて
いる。
なお、第1糸条溝(12)、112A)と第2糸条溝1
13)、(+3A )とは上記した傾斜角度の範囲内の
ものを適宜に組合せることができることは勿論であり、
また第1糸条溝と第2糸条溝とで深さ、幅、本数等を異
ならせて設定できることも勿論である。
特にシール性に関与する第2糸条溝113)、(13Δ
)については、摺接面積の広狭等に応じて変動するが、
−例として溝の深さを約0.05mm以上、幅を0.2
〜Q、6mm程度とすることによって艮好なシール性が
得られた。また、上記実施例においては第1糸条Y、゛
1°i112)、(+2A)と第2糸条溝(I3)、+
13A)とをオーバーラツプさせているが、必ずしもオ
ーバーラツプさせなくても従来に比して良好な結果が得
られているつさらに、上記実施例においては第1糸条溝
と第2糸条溝とを共にシートリング(5)側のみに形成
しているが、従動リング(4)側のみに或いは両リング
に設けてもよく、第1糸条溝と第2糸条γ114とを別
個のリングに設けるようにしてもよい。ただし、シール
性に関与する第2糸条溝は、遠心力を積極的に利用でき
るので、シートリング側とすることが望ましい、また、
従動リング側に糸条溝を傾斜させて設ける場合には、シ
ートリングに対する従動リングの相対回転方向を基準と
すれはよく、シートリングとは逆方向の傾斜となる、 以上のように、本発明によればウォーターポンプ用メカ
ニカルシールの&ffi ffを低減することができる
と同時に、洩れ量を低減す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図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は第1
図のシートリングの正面図、第3図は他の実施例におけ
るシートリングの正面図、第4図F8)〜fd)はそれ
ぞれ音圧並びに騒音を測定した結果を示す図、第5図は
洩れ量を測定した結果を示す図である。 (1)・・ケーシング  (2)・・回転軸(3)・・
メカニカルシール (4)・・従動リング(5)・・シ
ートリング (12)、(12A )・・第1糸条溝(13)、[1
3A)・・第2糸条溝 特許出願人  大豊工業株式会社 第  1  図 p 31 1112図 第  4  図  (a) s  4  図  (b) 第  4  図  (C) 第  4  図 (d)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) シートリンクとこのシートリングに摺接される
    省し!助リンクとを備え、それらシートリンクと従動リ
    ンクとの摺接R+iでその外周側の水が内周側の人気に
    1AjJ 四するのを防止するウォーターポンプ用メカ
    ニカルシールにおいて、上記摺接面に、内1i!II 
    +jl+が閉止して外側部が外周側に開口連通した第J
    糸条溝と、内側部が内周側に開口連通ずるとともに外側
    コIXが+++a半径方向ないしは両リングの相対1r
    11転方1cd後力側に延びて1閉止する第2糸条溝と
    を形成したことを特徴とするウォーターポンプ用メカニ
    カルシール。
  2. (2)第1糸条溝の閉止部分と第2糸条溝の閉止部分と
    が半径方向においてオーバーラツプしていることを特徴
    とする特11請求の範囲第1項に記載のウォーターポン
    プ用メカ二ノJルシール。
JP22550882A 1982-12-22 1982-12-22 ウオ−タ−ポンプ用メカニカルシ−ル Granted JPS59117958A (ja)

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Cited By (4)

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