JPS62165069A

JPS62165069A - ユニツト式面シ−ル装置

Info

Publication number: JPS62165069A
Application number: JP61271656A
Authority: JP
Inventors: マイケル・ポール・ハリー・バーンズ
Original assignee: G N BAAJIESU ENG Ltd
Current assignee: G N BAAJIESU ENG Ltd
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1987-07-21
Also published as: US4754981A; EP0227282B1; EP0227282A1; GB8528261D0; DE3670143D1

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】産業上の利用分野本発明はハウジングやケーシングに回転軸を封着するた
めに使用されるユニット式面シール装置に関する。前記
シール装置は、例えば水ポンプの回転軸をシールして液
体が軸受にまで達するのを阻止するために使用される。

国際特許出願ＷＯ８０１００３６６号明細書は、道路工
事用機械の軸受を保護するためのユニット式面シール装
置を開示している。このシール装置においては、１対の
シールリングがエラストマー製の弾性シールリングによ
って対面係合状態に保持されており、前記シールリング
同士を整列させ且つ圧接させるユニット式ハウジングが
設けられている。また、前記シール装置は、軸受装置の
全長に亘って軸方向に延びる内方基壁を備えた内方ハウ
ジングシェルを有する。エラストマー材料でできた積層
体は、前記内方基壁の軸側に接着されて、軸に対する前
記内方基壁の回転を防止している。

発明が解決しようとする問題点この種のシール装置を位置合わせして固定するための前
記方法は、水ポンプ等には不適当で、軸と接触する表面
積が長い場合にのみ適用可能であって、各部材同士を締
まり嵌めしたものと同程度の強度で固定できるものでは
ない。しかしなから、前記国際出願明細書に開示されて
いる装置は、前記内方基壁の軸方向長さが長く、組み立
て作業が容易でないため、締まり嵌めするのが困難であ
るという問題点を有する。。

さらに、前記装置においては、前記弾性シールリングと
面シールリングとを位置ずれしないように確実に固定す
るのが難しく、前記弾性シールリングが損傷してシール
面間のシール効果が減少するという問題点がある。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するため、本発明によるユニット式面
シール装置は、相対的に回転可能であって、互いに係合
するシール面を有し、ユニット用ケーシング内に配設さ
れた第１、第２面シールリングと、該面シールリングの
一方と前記ケーシングとの間で作用して前記シール面同
士を軸方向に圧接させるための弾性手段と、前記第２シ
ールリングを前記ケーシングに封着するための手段とか
ら成り、前記第１シールリングは軸に締まり嵌めできる
ようになっている環状支持体に取り付けられており、該
環状支持体は、前記第２シールリングから軸方向に離隔
し、前記ケーシングによって保持されて軸方向に固定さ
れているものである。

また、本発明においては、前記第２シールリングが前記
ケーシングに対して回転するのを確実に阻止するための
手段が設けられているのが好ましい。

さらに、第１シールリングと該シールリングが取り付け
られている前記支持体との間に伝動手段を設けてもよい
。

前記支持体は前記第１シールリングを放射方向および軸
方向に固定できるようにしてもよく、前記伝動手段を形
成するため、前記第１シールリングと前記支持体との間
に延びる伝動突起を設けてもよい。

前記ケーシングは、ハウジングに締まり嵌めできるよう
にしてもよく、クリンプ等によって相互固着される２つ
の環状シェルから成るものが好ましい。

前記支持体は、ハウジングの軸方向長さの２／３以下、
特に、半分以下の軸方向長さのものが好ましい。また、
前記環状支持体は、その内径の２／３以下、特に半分以
下の軸方向長さのものが好ましい。

さらに、前記ユニット式面シール装置は、ハウジングの
ボアの一端に外方ケーシングを取り付け、前記ボアが軸
を支持した軸受を有し、前記軸の一端部が前記シール装
置を貫通して自由端となり、軸の他端部が前記ハウジン
グの他端から自由突出するようにしてもよい。

前記ハウジングは略円筒状であって、前記ケーシングは
前記ハウジング内に締まり嵌めできるようにしてもよい
。

また、前記ハウジングの前記シール装置から離隔した方
の端部に弾性リップシールを設けてもよい。

実施例以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図で示すユニット式面シール装置は、相対的に回転
可能であって、互いに係合するシール面（３，４）を有
する第１、第２シールリング（１，２）から成る。前記
第１シールリング（１）は、前記第２シールリング（２
）から軸方向に離隔した環状支持体（５）に取り付けら
れている。前記支持体（５）は、″ユニタイザー″と称
されるものであって、軸（６）に締まり嵌めされるよう
になっている。

前記第１、第２シールリング（１，２）はケーシング（
７）内に配設されており、波動スプリングからなる付勢
手段（８）は、前記ケーシング（７）と第２シールリン
グ（２）との間で作用して、前記シール面（３，４）同
士を軸方向に押圧している。

０リングシール（９）は、第２シールリング（２）をケ
ーシング（７）に封着している。

前記ユニット式面シール装置は、水ポンプハウジング内
に設けた軸受をシールするために使用されるものであっ
て、１２．０２５ｍｍ〜１２．０３８１１Ｉ１１の直径
を有する軸（６）に取り付けられている。水力エンジン
冷却システム用の水ポンプの羽根車は、破線（１０）で
示されており、破線（１２）で示されたハウジング内の
軸受（１１）によって支持された前記軸（６）の一端に
取り付けられている。前記ユニット式面シール装置は、
ハウジング（１２）のボア（１３）の開口端部に配設さ
れており、水が前記ボア（１３）および軸受（１１）に
進入するのを阻止する。

ケーシング（７）は２つのカップ状部すなわちシェル（
１４，１５）から成り、該シェル（１４，１５）同士は
、一方のシェル（１５）の延長フランジ部（１Ｇ）を他
方のシェル（１４）の放射方向フランジ（１７）の周囲
に折曲することによって、相互固着されている。前記他
方のシェル（１４）は、前記ハウジング（１２）内に締
まり嵌めされるように、図示例において３０．０２３ｍ
ｍ〜３０．０４８ｍｍの外径を有する。前記一方のシェ
ル（１５）は、後述するように前記第２シールリング（
２）と係合する内方突出タブ（１８）を有する。

前述のように軸（６）に締まり嵌めされる環状支持体（
５）は、特に機械加工することなく正確につくることが
できるように焼結金属扮装であって、第１シールリング
（１）を収容するための円周フランジ（１８）を有する
。該フランジ（１８）には直径方向に離隔して突出する
突起（１９）が設けられており、該突起（１９）は、第
１シールリング（１）および支持体（５）が確実に軸（
６）とともに回転するように、第１シールリング（１）
に形成された切欠部（２０）に係止される。

前記支持体（５）の前記軸（６）と平行する軸方向の長
さは、図示例においては５．０５ｍｍ〜５゜２５ｍｍで
あって、１４　ｍｍ〜１４．１０ｍｍ＋であるケーシン
グ（７）の軸方向長さの半分以下である。

さらに、前記支持体（５）の前記軸方向長さは、その内
径の半分以下である。このようにして、支持体（５）す
なわちユニタイザー〇軸（６）と係合する部分の長さは
、従来のユニタイザーのものより相当短くなっている。

従来のユニタイザーは、シール装置の軸方向全長に亘っ
て延びている。本発明によるシール装置においては、支
持体（５）の長さが短いため、シール装置を軸（６）に
嵌挿するのが容易となる。

この種の装置において“カウンターフェイス゛と称され
る第１シールリング（１）は、焼結金属粉またはセラミ
ック材料でできており、シール面（３）がラップ仕上げ
されている。環状弾性シールスペーサー（２１）は、前
記支持体（５）と第１シールリング（１）との間に配設
されており、突起（１９）が回転しないように該突起（
１９）を係止する切欠部（２２）を有し、支持体（５）
と第１シールリング（１）との間のクッションとしても
機能する。

第２シールリング（２）は、焼結グラファイトでできて
いる。前記第２シールリング（２）の−刃側はラップ仕
上げされて前記シール面（４）を形成しており、他方側
は、前記ハウジング（１２）が該第２シールリング（２
）の回転を阻止できるように、前記突起（１９）を収容
する切欠部（２３）を有する。前記Ｏリングシール（９
）は、第２シールリング（２）とハウジング（１２）の
内壁との間で圧縮されている。

前記シール面（３，４）は、前記波動ばね（８）によっ
て付勢されて互いに接している。前記゛波動ばね（８）
には内方突出部（２４）が設けられていて、前記波動ば
ね（８）は前記タブ（１８）に固定されている。

使用時において、前記羽根車（１ｏ）によって発生させ
られた圧力下の水は、軸（６）に沿ってケーシング（７
）に進入し、前記シール面（３，４）に接近して該シー
ル面（３，４）を滑らかにする。

前述のように水が軸（６）に沿ってケーシング（７）に
進入する際、水中の固体粒子がケーシング（７）に進入
して前記−シール面（３，４）を損傷することはない。

というのは、前記固体粒子は、ケーシング（７）に進入
する前に、外方に遠心分離されるからである。

本発明によるユニット式面シール装置は、完全ユニット
として組立可能であって、支持体（５）を軸（６）に締
まり嵌めできるようになっており、前記支持体（５）の
短い軸方向長さによって前述のような締まり嵌め作業が
容易となる。取り付けられた状態において、ケーシング
（７）のシェル（１４）の放射方向に延びる内方壁部は
、支持体（５）に固定され、支持体（５）の放射方向内
方壁部に図面で示す以上に近接する。

前記シール装置を組立てる時、ケーシング（７）のシェ
ル（１４，１５）同士は、適当に位置合わせされ、フラ
ンジ（１６）がフランジ（１７）上に折曲されることに
よってクリンプ固着される。このようにして、ケーシン
グ（７）は強固なものとなる。

ケーシング（７）は他の方法によっても組立可能である
が、前記のような構造、すなわちクリンプされた前記フ
ランジ（１８，１７）によって外方突出フランジが形成
され、該外方突出フランジは、前記シール装置をハウジ
ング（１２）に挿入する時のストッパーとして機能する
。

第２図および第３図で示すシール装置は、第１図のもの
と類似しており、軸および軸受を有するハウジングに組
み込まれて、車輌水ポンプ等にユニットとして取り付け
られる完全集合体を形成している。

前記シール装置は、第１図のものと反対方向でハウジン
グ（１２）に配設されている。すなわち、ケーシング（
７）のシェル（１５）はハウジング（１２）のボア（１
３）に挿入されている。前記ボア（１３）は、挟小部（
３０）と、前記シール装置が位置する幅広部（３１）と
を有し段状となっている。

付加リング（３２）はシェル（１５）内に設けられてお
り、水圧によって圧縮されＯリングシール（９）を支持
するのを補助している。合成プラスチック材料製のシー
ルリング（３３）は、ハウジング（１２）の外表面（３
４）と、ハウジング（１２）が締まり嵌めされる水ポン
プハウジング（３７）のボア（３６）の表面（３５）と
の間をシールしている。さらに、このシールリング（３
３）は、ハウジング内において前記シール装置を適当な
位置に固定する働きをする。環状リップシール（３８，
３９）は、軸受（１１）をシールするのを補助し、異物
の進入を阻止する。

水がシール装置に進入してシール面（３，４）を滑らか
にすることができるように、シェル（１４）には入口（
４０）が形成されており、軸受装置を越えて進入する水
や凝縮物はハウジング（１２）の出口（４１）およびポ
ンプケーシング（３７）の出口（４２）から排出される
。

第３図は水ポンプに挿入できる状態にある完全集合体を
示し、該完全集合体は、ユニット式面シール装置と、軸
受を設けたハウジング（１２）と、軸（６）とから成り
、該軸（６）の一端部（５０）は前記シール装置を貫通
して自由端となっており、該軸（６）の他端部（５１）
はハウジング（１２）の他端から自由突出している。第
２図および第３図において、第１シールリング（１）は
、第１、第２シールリング（１，２＞によって形成され
るシールの圧力側に位置しているため、第２シールリン
グ（２）に対する水スラストによって該第２シールリン
グ（２）が第１シールリング（１）から分離しないよう
な部品直径を選択しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、車輌エンジン冷却システムポンプに取り付け
られた本発明によるユニット式面シール装置の断面図、第２図は、軸受と軸とを具備した軸受ハウジングに組み
込まれたユニット式面シール装置の一部断面図、第３図は、第２図で示した装置の側面図である。（１，２）　　：第１、第２面シールリング、（３，４
）：シール面、　　（５）：環状支持体、（６）二軸、
　　　　　　（７）二ケーシング、（８）二弾性手段。特許出願人　　　ジー・エヌ・バージニス・エンジニア
リング・リミテッド

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕相対的に回転可能であって、互いに係合するシー
ル面を有し、ユニット用ケーシング内に配設された第１
、第２面シールリングと、該面シールリングの一方と前
記ケーシングとの間で作用して前記シール面同士を軸方
向に圧接させるための弾性手段と、前記第２シールリン
グを前記ケーシングに封着するための手段とから成り、
前記第１シールリングは軸に締まり嵌めできるようにな
っている環状支持体に取り付けられており、該環状支持
体は、前記第２シールリングから軸方向に離隔し、前記
ケーシングによって保持されて軸方向に固定されている
ことを特徴とするユニット式面シール装置。〔２〕前記第２シールリングが前記ケーシングに対して
回転するのを確実に阻止するための手段が前記ケーシン
グ内に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の装置。〔３〕前記第１シールリングと該第１シールリングを取
り付けている前記環状支持体との間に伝動手段が設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
装置。〔４〕前記環状支持体は、前記第１シールリングを放射
方向および軸方向に固定することを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の装置。〔５〕前記第１シールリングと環状支持体との間に延び
る伝動突起が設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第３項または第４項記載の装置。〔６〕前記環状支持体と第１シールリングとの間に環状
弾性スペーサーが設けられていることを特徴とする特許
請求の範囲第３項から第５項までのいずれか１項に記載
の装置。〔７〕前記第２シールリングは、互いに係合する当接部
材によって保持され、前記ハウジングに対して回転しな
いようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
２項から第６項までのいずれか１項に記載の装置。〔８〕前記当接部材は前記弾性軸方向押圧手段を固定し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装
置。〔９〕前記弾性軸方向押圧手段は環状波動ばねによって
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
から第８項までのいずれか１項に記載の装置。〔１０〕前記第２シールリングは前記シール手段によっ
て放射方向に固定されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記載の装
置。〔１１〕前記ケーシングはハウジングに締まり嵌めされ
るようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項から第１０項までのいずれか１項に記載の装置。〔１２〕前記ケーシングは組立時に相互固着される２つ
の環状シェルから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第１項から第１１項までのいずれか１項に記載の装置。〔１３〕前記２つの環状シェル同士はクリンプ固着され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の
装置。〔１４〕前記環状支持体の軸方向長さは、前記ハウジン
グの軸方向長さの２／３以下、および該支持体の内径の
２／３以下のいずれか一方であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第１３項までのいずれか１項に記
載の装置。〔１５〕前記環状支持体の軸方向長さは、前記ハウジン
グの軸方向長さの半分以下、および該支持体の内径の半
分以下のいずれか一方であることを特徴とする特許請求
の範囲第１４項記載の装置。〔１６〕前記外方ケーシングがハウジングのボアの一端
に取り付けられており、前記ボアは軸を取り付けた軸受
を有し、前記軸の一端部は前記シール装置を貫通して自
由端を形成しており、前記軸の他端部は前記ハウジング
の他端から自由突出していることを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第１５項までのいずれか１項に記載の
装置。〔１７〕前記ハウジングは略円筒状であることを特徴と
する特許請求の範囲第１６項記載の装置。〔１８〕前記ケーシングは前記ハウジング内に締まり嵌
めされていることを特徴とする特許請求の範囲第１６項
または第１７項記載の装置。〔１９〕ハウジングの前記シール装置から離隔した方の
端部に弾性リップシールが設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１６項から第１８項までのいずれ
か１項に記載の装置。