JPH1162890A - Mechanical seal of water pump - Google Patents
Mechanical seal of water pumpInfo
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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
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Abstract
Description
【０００１】[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。The present invention relates to a mechanical seal for a water pump.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 2, a mechanical seal of a water pump in a conventional internal combustion engine is provided by a bellows rubber 25 and a coil spring 26 disposed between a fixed-side retainer 21 and a fixed-side seal ring 22. The fixed side seal ring 22 is replaced with the rotation side seal ring 24.
Is pressed. By the above, the fixed side seal ring 22
And the rotation side seal ring 24 is substantially in close contact with each other, and leakage of the cooling water w ′ filled radially outward of the fixed side seal ring is prevented.
【０００３】[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。After the internal combustion engine is warmed up, the internal pressure in the cooling water passage increases, so that the mechanical seal of the water pump requires a particularly strong sealing force. However, in the mechanical seal of the conventional water pump, when the bellows rubber 25 is aged and hardened, the tension of the coil spring 26 is deprived of the force to push out the hardened bellows rubber 25. Seal ring 22 and rotating side seal ring 24
Between the fixed side seal ring 22 and the rotary side seal ring 24, the cooling water leaks. The object of the present invention is to maintain the contact between the fixed side seal ring and the rotating side seal ring even when the rubber material is cured,
An object of the present invention is to provide a mechanical seal of a water pump that can prevent leakage of cooling water.
【０００４】[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。The present invention to achieve the above object is as follows. (1) a fixed-side retainer, a fixed-side seal ring movably supported in the axial direction by the retainer, a rotary-side seal ring that rotates with a rotating shaft and has a surface against which the fixed-side seal ring is pressed; A first portion contacting the fixed side seal ring, a second portion contacting the retainer, the first portion, A mechanical seal for a water pump, comprising: a sealing rubber having a connecting portion connecting the second portion and protruding to a side to which pressure is applied; and a leaf spring provided along one surface of the connecting portion. (2) The mechanical seal of the water pump according to (1), wherein the leaf spring has a notch.
【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。[0005] In the mechanical seal of the water pump of the above (1), the first portion contacting the fixed side seal ring, the second portion contacting the retainer, and the first portion and the second portion are connected. A connecting portion projecting to the side where pressure is applied,
Is provided so as to seal between the retainer and the fixed-side seal ring, and a leaf spring is provided along one surface of the connection portion of the seal rubber. Therefore, when pressure is applied to the connecting portion, the plate spring provided along the connecting portion extends in the axial direction, and presses the first portion of the seal rubber against the stationary side seal ring and presses the second portion against the retainer. Since the retainer is fixed, it does not move, but since the fixed-side seal ring is movably supported by the retainer, when it is pressed against the first portion, it moves toward the rotary-side seal ring, and presses the rotary-side seal ring.
The sealing property of the sliding contact portion between the fixed side seal ring and the rotating side seal ring is improved. In the mechanical seal of the water pump of the above (2), by providing a notch in the leaf spring, the tension of the leaf spring can be adjusted to an arbitrary value.
【０００６】[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。FIG. 1 shows a mechanical seal of a water pump in an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a mechanical seal of a water pump according to an embodiment of the present invention includes a fixed-side retainer 1 and a fixed-side seal ring 2 movably supported in the axial direction by the retainer 1.
And a rotating side seal ring 4 having a surface 4a which rotates together with the rotating shaft 3 and against which the fixed side sealing ring 2 is pressed.
And a first portion 5 a that is provided to seal between the retainer 1 and the fixed-side seal ring 2 and contacts the fixed-side seal ring 2, and a second portion 5 that contacts the retainer 1.
b, a connecting portion 5c connecting the first portion 5a and the second portion 5b and projecting by bending (including bending) to the side to which pressure is applied
And a leaf spring 6 provided along one surface of the connecting portion 5c. Cooling water w is filled radially outward of the fixed-side seal ring 2 and the seal rubber 5. An impeller (not shown) is attached to the rotating shaft 3 via a sleeve 7, and the impeller rotates integrally with the rotating shaft 3 to perform a pump action.
【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。The retainer 1 is fixedly attached to a pump body 8. The fixed-side seal ring 2 is made of, for example, a carbon material, and is movable in the axial direction along the retainer 1. The rotation-side seal ring 4 is made of, for example, a hard ceramic material, is attached to the sleeve 7 via a cup gasket 9, and rotates integrally with the rotation shaft 3. The fixed-side seal ring 2 and the rotating-side seal ring 4 come into rotational sliding contact with each other, and the fixed-side seal ring 2 is cut into the rotating-side seal ring 4 so that an appropriate positional relationship is obtained and the contact is made with an appropriate surface pressure. Have been.
【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。The seal rubber 5 is made of a rubber material, and the first portion 5a, the second portion 5b and the connecting portion 5c are formed integrally with each other. First part 5a and second part 5b
As shown in FIG. 1, the ends extending toward the rotation shaft may extend toward each other to securely hold the leaf spring 6. The connecting portion 5c is exposed to the cooling water w and receives a pressure from the cooling water w (a pressure in a direction indicated by an arrow in FIG. 1). The connecting portion 5c is desirably a thin film, so that the pressure from the cooling water is easily transmitted to the leaf spring 6, and the tension of the leaf spring 6 easily acts on the seal rubber 5.
【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。The leaf spring 6 is made of a metal material and has a connecting portion 5c.
Has a surface that bends (including bends) and protrudes toward the pressure receiving side in accordance with the shape of, and both ends are bent and extended in directions approaching each other, and the side of the sealing rubber 5 where the pressure of the connecting portion 5c is applied. And supports the connecting portion 5c. When pressure is applied to the surface supporting the connecting portion 5c, the leaf spring 6 converts the pressure into an axial force and amplifies the force. When the force acting on the seal rubber 5 of the leaf spring 6 is adjusted (weakened), the leaf spring 6 may be provided with a notch 6a.
【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。Next, the operation will be described. When no pressure is applied to the connecting portion 5c of the seal rubber 5, the leaf spring 6
Due to the tension of the seal rubber 5 and the sealing property of the seal rubber 5, the first portion 5a of the seal rubber 5 is
5b is in contact with the fixed retainer 1.
The fixed side seal ring 2 with which the first portion 5a is in contact is
Since the retainer 1 is movably supported in the axial direction, the first
When pressed against the portion 5a, it moves in the axial direction (to the left in FIG. 1) and presses the rotating side seal ring 4 (4a). As a result, the sliding contact portion A between the fixed-side seal ring 2 and the rotary-side seal ring 4 is brought into contact, and leakage of cooling water can be prevented.
【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。In a state where pressure is applied to the protruding side of the connecting portion 5c of the seal rubber 5 from the direction shown by the arrow in FIG. 1 (for example, a state where the internal pressure in the cooling water channel increases after warm-up),
The leaf spring 6 provided along the connecting portion 5c is connected to the connecting portion 5c.
Under pressure from the, it extends in the axial direction and amplifies the axial force. The first portion 5a of the seal rubber 5 is fixed to the fixed side seal ring 2 and the second portion 5b is fixed to the fixed retainer 1 by the leaf spring 6 with the amplified axial force.
The protruding side of the connecting portion 5c is strongly contacted compared to a state in which no pressure is applied. Then, the fixed-side seal ring 2 with which the first portion 5a is in contact is
(4a) is pressed strongly. As a result, the sliding contact portion A between the fixed-side seal ring 2 and the rotary-side seal ring 4 is in stronger contact than the state where no pressure is applied to the protruding side of the connecting portion 5c. Can be improved.
【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。Even if the seal rubber 5 is hardened by use for a long time, the first portion of the seal rubber 5 is fixed to the fixed side seal ring 2 by the amplifying action of the axial force by the leaf spring 6.
The second portion presses the retainer, so that the sliding contact portion A between the fixed side seal ring 2 and the rotating side seal ring 4 can maintain the contact without reducing the surface pressure. Further, when the seal rubber 5 is hardened, the thinner the connecting portion 5c of the seal rubber 5 is, the more easily the seal rubber 5 is affected by the leaf spring 6, so that the fixed side seal ring 2 and the rotating side seal ring 4 It is easier to maintain contact. Since the connecting portion 5c is supported by the leaf spring 6 from the side opposite to the side to which the pressure is applied, even if the connecting portion 5c is formed into a thin film, the thin film portion is prevented from being broken by water pressure. When the tension of the leaf spring 6 is too strong, the notch 6a is provided at an arbitrary position of the leaf spring 6,
The tension can be reduced to adjust the sealing effect.
【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。Since the conventional coil spring has a wound end portion and a portion where the surface pressure is zero, it is necessary to interpose a holder between the seal rubber and the seal rubber. Contact on a flat surface (on the circumference) and there is no part where the surface pressure is zero.
It only needs to be fitted in, it is low cost and has excellent productivity.
【００１４】[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。According to the mechanical seal of the first aspect,
A leaf spring provided along a connecting portion of a seal rubber having a connecting portion that connects a first portion that contacts the fixed side seal ring and a second portion that contacts the retainer and protrudes to the side where pressure is applied, When pressure is applied through the connecting portion, the leaf spring extends in the axial direction, presses the first portion of the seal rubber against the fixed side seal ring, and further presses the rotating side seal ring. Since the portion is pressed against the fixed retainer, the sealing performance of the sliding contact portion between the fixed side seal ring and the rotating side seal ring can be improved. According to the mechanical seal of claim 2,
By providing the notch in the leaf spring, the tension of the leaf spring can be arbitrarily adjusted.
【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。FIG. 1 is a schematic sectional view of a mechanical seal according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来のメカニカルシールの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional mechanical seal.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Retainer 2 Fixed side seal ring 3 Rotation shaft 4 Rotation side seal ring 4a Surface on which fixed side seal ring is pressed 5 Seal rubber 5a First part 5b Second part 5c Connecting part 6 Leaf spring 6a Notch
Claims (2)
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。1. A fixed-side retainer, a fixed-side seal ring movably supported in the axial direction by the retainer, and a rotary-side seal ring that rotates with a rotating shaft and has a surface against which the fixed-side seal ring is pressed. A first portion that is provided to seal between the retainer and the fixed-side seal ring and contacts the fixed-side seal ring; a second portion that contacts the retainer; and the first portion A mechanical seal for a water pump, comprising: a seal rubber having a connecting portion connecting the second portion and the second portion and projecting to a side to which pressure is applied; and a leaf spring provided along one surface of the connecting portion.
項１記載のウォーターポンプのメカニカルシール。2. The mechanical seal according to claim 1, wherein the leaf spring has a notch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23190097A JPH1162890A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Mechanical seal of water pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23190097A JPH1162890A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Mechanical seal of water pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1162890A true JPH1162890A (en) | 1999-03-05 |
Family
ID=16930812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23190097A Pending JPH1162890A (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Mechanical seal of water pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1162890A (en) |
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-
1997
- 1997-08-28 JP JP23190097A patent/JPH1162890A/en active Pending
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