JPH1162890A - ウォータポンプのメカニカルシール - Google Patents

ウォータポンプのメカニカルシール

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JPH1162890A
JPH1162890A JP23190097A JP23190097A JPH1162890A JP H1162890 A JPH1162890 A JP H1162890A JP 23190097 A JP23190097 A JP 23190097A JP 23190097 A JP23190097 A JP 23190097A JP H1162890 A JPH1162890 A JP H1162890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal ring
fixed
side seal
retainer
leaf spring
Prior art date
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Pending
Application number
JP23190097A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunari Matsumoto
克成 松本
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム材が硬化しても、固定側シールリングと
回転側シールリングとの接触を維持して、冷却水の漏れ
を防止することのできるウォーターポンプのメカニカル
シールの提供。 【解決手段】 固定側のリテーナ1と、リテーナ1に軸
方向に可動に支持された固定側シールリング2と、回転
軸3とともに回転し、固定側シールリング2が押しつけ
られる面4aを有する回転側シールリング4と、リテー
ナ1と固定側シールリング2との間をシールするように
設けられ、固定側シールリング2に接触する第1の部分
5aと、リテーナ1に接触する第2の部分5bと、第1
の部分5aと第2の部分5bを連結し圧力が加わる側に
突出する連結部5cと、を有するシールゴム5と、連結
部5cの一面に沿わせて設けられた板ばね6と、を設け
たウォータポンプのメカニカルシール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータポンプの
メカニカルシールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関におけるウォーターポー
ンプのメカニカルシールは、図2に示すように、固定側
のリテーナ21と固定側シールリング22の間に配置し
たベローズゴム25およびコイルスプリング26によっ
て、固定側シールリング22を回転側シールリング24
に押圧している。上記により、固定側シールリング22
と回転側シールリング24の間Aはほぼ密着され、固定
側シールリング半径方向外方に満たされている冷却水
w’の漏れが防止される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関は暖機後に
は、冷却水路内の内圧が上昇するためにウォーターポン
プのメカニカルシールには強力なシール力がとくに必要
となる。しかし、従来のウォーターポンプのメカニカル
シールにおいて、ベローズゴム25が老化し、硬化して
いる場合は、コイルスプリング26の張力が硬化したベ
ローズゴム25を押し広げようとする力に奪われるた
め、固定側シールリング22と回転側シールリング24
との間A’の面圧が低下しており、固定側シールリング
22と回転側シールリング24の間A’から冷却水が漏
れる。本発明の課題は、ゴム材が硬化しても、固定側シ
ールリングと回転側シールリングとの接触を維持して、
冷却水の漏れを防止することのできるウォーターポンプ
のメカニカルシールを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明は、つぎの通りである。 (1) 固定側のリテーナと、該リテーナに軸方向に可
動に支持された固定側シールリングと、回転軸とともに
回転し、前記固定側シールリングが押しつけられる面を
有する回転側シールリングと、前記リテーナと前記固定
側シールリングとの間をシールするように設けられ、前
記固定側シールリングに接触する第1の部分と、前記リ
テーナに接触する第2の部分と、前記第1の部分と前記
第2の部分を連結し圧力が加わる側に突出する連結部
と、を有するシールゴムと、前記連結部の一面に沿わせ
て設けられた板ばねと、を設けたウォータポンプのメカ
ニカルシール。 (2) 前記板ばねは切り欠き部を有する、(1)記載
のウォーターポンプのメカニカルシール。
【0005】上記(1)のウォータポンプのメカニカル
シールでは、固定側シールリングに接触する第1の部分
と、リテーナに接触する第2の部分と、第1の部分と第
2の部分を連結し圧力が加わる側に突出する連結部と、
を有するシールゴムがリテーナと固定側シールリングの
間をシールするように設けられ、さらに板ばねがシール
ゴムの連結部の一面に沿わせて設けられている。そのた
め、連結部に圧力が加わると、連結部に沿って設けられ
た板ばねが軸方向に伸び、シールゴムの第1の部分を固
定側シールリングに押しつけ、第2の部分をリテーナに
押しつける。リテーナは固定されているため移動しない
が、固定側シールリングはリテーナに可動に支持されて
いるため第1の部分に押しつけられると回転側シールリ
ング側に動き、回転側シールリングを押しつけるため、
固定側シールリングと回転側シールリングの間の摺動接
触部のシール性が向上する。上記(2)のウォータポン
プのメカニカルシールでは、板ばねに切り欠き部を設け
ることにより、板ばねの張力を任意の値に調整すること
ができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明実施例の内燃機関に
おけるウォータポンプのメカニカルシールを示してい
る。図1に示すように、本発明実施例のウォータポンプ
のメカニカルシールは、固定側のリテーナ1と、リテー
ナ1に軸方向に可動に支持された固定側シールリング2
と、回転軸3とともに回転し、固定側シールリング2が
押しつけられる面4aを有する回転側シールリング4
と、リテーナ1と固定側シールリング2との間をシール
するように設けられ、固定側シールリング2に接触する
第1の部分5aと、リテーナ1に接触する第2の部分5
bと、第1の部分5aと第2の部分5bを連結し圧力が
加わる側に湾曲(屈曲を含む)して突出する連結部5c
と、を有するシールゴム5と、連結部5cの一面に沿わ
せて設けられた板ばね6と、を有する。固定側シールリ
ング2とシールゴム5の半径方向外方には冷却水wが満
たされる。回転軸3にはスリーブ7を介して図示しない
インペラが取り付けられており、インペラは回転軸3と
一体に回転してポンプ作用をする。
【0007】リテーナ1はポンプボディ8に取り付けら
れて固定されている。固定側シールリング2は、たとえ
ばカーボン材からなり、リテーナ1に沿って軸方向に移
動可能とされている。回転側シールリング4は、たとえ
ば硬質セラミック材からなり、スリーブ7にカップガス
ケット9を介して取り付けられ回転軸3と一体に回転す
る。固定側シールリング2と回転側シールリング4とは
回転摺動接触し、固定側シールリング2が回転側シール
リング4に削られることにより、適度な位置関係が得ら
れ、適度な面圧で接触されている。
【0008】シールゴム5は、ゴム材からなり、第1の
部分5a、第2の部分5bおよび連結部5cは互いに一
体に形成されている。第1の部分5aと第2の部分5b
の回転軸側に伸びている端部は、図1に示すように、板
ばね6を確実に保持するために互いに接近する方に延び
ていてもよい。連結部5cは冷却水wに露出し、冷却水
wからの圧力(図1に矢印で示す方向からの圧力)を受
ける。連結部5cは薄膜であることが望ましく、冷却水
からの圧力が板ばね6に伝わりやすくなり、また、板ば
ね6の張力がシールゴム5に作用しやすくなる。
【0009】板ばね6は、金属材からなり、連結部5c
の形状に沿って圧力を受ける側に湾曲(屈曲を含む)し
て突出した面を有し、両端部はそれぞれが近接する方向
に折り曲げられて延び、シールゴム5の連結部5cの圧
力がかかる側の反対側に配置され、連結部5cを支持し
ている。板ばね6は、連結部5cを支持している面に圧
力がかかったときに、その圧力を軸方向の力に変換して
力を増幅する。また、板ばね6のシールゴム5に作用す
る力を調整する(弱くする)場合は、板ばね6に切り欠
き部6aを設けてもよい。
【0010】つぎに作用を説明する。シールゴム5の連
結部5cに圧力が加えられていない状態では、板ばね6
の張力およびシールゴム5のシール性により、シールゴ
ム5の第1の部分5aは固定側シールリング2に、第2
の部分5bは固定されたリテーナ1に接触されている。
第1の部分5aが接触された固定側シールリング2は、
リテーナ1に軸方向に可動に支持されているため、第1
の部分5aに押しつけられると、軸方向(図1では左方
向)に移動し、回転側シールリング4(4a)を押しつ
ける。その結果、固定側シールリング2と回転側シール
リング4の間の摺動接触部Aは接触され、冷却水の洩れ
を防止できる。
【0011】シールゴム5の連結部5cの突出側に、図
1に矢印で示す方向から圧力が加えられた状態(たとえ
ば、暖機後に冷却水路内の内圧が上昇した状態)では、
連結部5cに沿って設けられた板ばね6が、連結部5c
からの圧力を受けて、軸方向に延び、軸方向の力を増幅
する。軸方向力が増幅された板ばね6によって、シール
ゴム5の第1の部分5aは固定側シールリング2に、第
2の部分5bは固定されたリテーナ1に、シールゴム5
の連結部5cの突出側に圧力が加えられていない状態に
比べて強く接触される。そして、第1の部分5aが接触
された固定側シールリング2は、回転側シールリング4
(4a)を強く押しつける。その結果、固定側シールリ
ング2と回転側シールリング4の間の摺動接触部Aは連
結部5cの突出側に圧力が加えられていない状態に比べ
強く接触され、冷却水の洩れ防止作用を向上できる。
【0012】長期間の使用によりシールゴム5が硬化し
たとしても、板ばね6による軸方向力の増幅作用によっ
て、シールゴム5は第1の部分が固定側シールリング2
を、第2の部分がリテーナを押しつけ、その結果固定側
シールリング2と回転側シールリング4の間の摺動接触
部Aは面圧が低下されることなく接触を維持できる。ま
た、シールゴム5が硬化している場合には、シールゴム
5の連結部5cが薄膜であるほど、シールゴム5は板ば
ね6の作用を受けやすくなり、固定側シールリング2と
回転側シールリング4の接触を維持することが容易とな
る。連結部5cは、圧力がかかる側の反対側から板ばね
6に支持されているため、たとえ薄膜とされたとして
も、水圧によって薄膜部位が破られることは防止され
る。また、板ばね6の張力が強すぎる場合には、板ばね
6の任意の位置に切り欠き部6aを設けることにより、
張力を弱めシール効果を調整することができる。
【0013】従来のコイルスプリングでは巻き端部があ
り面圧ゼロの部位が存在することから、シールゴムとの
間にホルダーを介することが必要であるが、板ばね6の
場合は、シールゴム5に対して平面上(周上)で接触
し、面圧ゼロの部位はないことから、直接シールゴム5
にはめ込むだけでよく、低コストでかつ生産性に優れ
る。
【0014】
【発明の効果】請求項1のメカニカルシールによれば、
固定側シールリングに接触する第1の部分と、リテーナ
に接触する第2の部分とを連結し圧力が加わる側に突出
する連結部を有するシールゴムの連結部に沿って設けら
れた板ばねに、連結部を介して圧力が加えられると、板
ばねが軸方向に伸び、シールゴムの第1の部分を固定側
シールリングを押しつけたうえでさらに回転側シールリ
ングを押しつけ、また、シールゴムの第2の部分を固定
されているリテーナに押しつけるため、固定側シールリ
ングと回転側シールリングの間の摺動接触部のシール性
を向上できる。請求項2のメカニカルシールによれば、
板ばねに切り欠き部を設けることにより、板ばねの張力
を任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のメカニカルシールの概略断面
図である。
【図2】従来のメカニカルシールの概略断面図である。
【符号の説明】
1 リテーナ 2 固定側シールリング 3 回転軸 4 回転側シールリング 4a 固定側シールリングが押しつけられる面 5 シールゴム 5a 第1の部分 5b 第2の部分 5c 連結部 6 板ばね 6a 切り欠き部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定側のリテーナと、 該リテーナに軸方向に可動に支持された固定側シールリ
    ングと、 回転軸とともに回転し、前記固定側シールリングが押し
    つけられる面を有する回転側シールリングと、 前記リテーナと前記固定側シールリングとの間をシール
    するように設けられ、前記固定側シールリングに接触す
    る第1の部分と、前記リテーナに接触する第2の部分
    と、前記第1の部分と前記第2の部分を連結し圧力が加
    わる側に突出する連結部と、を有するシールゴムと、 前記連結部の一面に沿わせて設けられた板ばねと、を設
    けたウォータポンプのメカニカルシール。
  2. 【請求項2】 前記板ばねは切り欠き部を有する、請求
    項1記載のウォーターポンプのメカニカルシール。
JP23190097A 1997-08-28 1997-08-28 ウォータポンプのメカニカルシール Pending JPH1162890A (ja)

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