JPS6353399B2 - - Google Patents
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- JPS6353399B2 JPS6353399B2 JP59151751A JP15175184A JPS6353399B2 JP S6353399 B2 JPS6353399 B2 JP S6353399B2 JP 59151751 A JP59151751 A JP 59151751A JP 15175184 A JP15175184 A JP 15175184A JP S6353399 B2 JPS6353399 B2 JP S6353399B2
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、主として内燃機関に冷却水を循環供
給するためのウオータポンプのシヤフトシール機
構に関するものである。
(従来の技術)
従来より、この種のウオータポンプとしては、
インレツトポート及びアウトレツトポートを有す
るポンプボデイの内部で回転可能に支持されたポ
ンプシヤフトに対し、このシヤフトと共に回転す
るようにロータが固定され、このロータの回転に
よつて上記のインレツトポートからアウトレツト
ポートへ水(冷却水)を連続的に送るように構成
されている(例えば特開昭58−82096号公報参
照)。
そして、従来のウオータポンプのシヤフトシー
ル構造としては、第5図で示すようにポンプシヤ
フト6に固定された金属製のロータ8に対し、緩
衝ゴム30を介してセラミツク製などのフローテ
イングシート31を、このポンプシヤフト6の外
周面から僅かに浮かせた状態で装着している。一
方、ポンプボデイ1の内壁1aに固定された外筒
13には、上記のフローテイングシート31と対
向する端部にカーボン製などのシールリング32
を備えたパツキング33が組みつけられており、
このシールリング32はスプリング34の力によ
つて上記フローテイングシート31に常に押しつ
けられている。これによつて上記のフローテイン
グシート31とシールリング32とは常に摺動接
触しており、もつてポンプボデイ1内のポンプ室
5からポンプシヤフト6を支持しているベアリン
グ7側への水漏れを防止するシール機構が構成さ
れている。
また、従来よりガス等の気体に対処するための
シヤフトシール機構として磁性流体を使用したも
のが知られている(例えば実公昭57−41504号公
報参照)。この磁性流体シールの一般的な構造は、
第6図で示すようにケーシング40の内部におい
てベアリング42により、回転自在に支持された
シヤフト41の外周に、Oリング43を介して軸
カバー44が組みつけられている。また、上記ケ
ーシング40の内周面に対し、Oリング45を介
して固定された一対の環状ブロツク46の相互間
には環状の磁石47が組みつけられている。そし
て、これらの各環状ブロツク46と対向する上記
軸カバー44の外周には複数条の還状微小突起4
8が形成されていて、この還状微小突起48の部
位と、上記各還状ブロツク46内周面との間には
磁性流体49が設けられている。これによつて、
磁性流体49が前記磁石47によつて形成される
磁気回路の一部となり、周知のようにシヤフト4
1側の軸カバー44外周とケーシング40側の還
状ブロツク46内周との間のガスシール等がなさ
れるのである。
(発明が解決しようとする問題点)
第5図で示すシヤフトシール機構においては、
上記のフローテイングシート31とシールリング
32との摩擦摺動面において互いの摩擦熱によ
り、水蒸気を発生し、この水蒸気はポンプボデイ
1のドレン孔4を通つて外部へ放出されることと
なる。このように水蒸気が、ポンプシヤフト6を
支持しているベアリング7側のドレン孔4から外
部へ放出されるということは、結果的にはフロー
テイングシート31とシールリング32との間に
おいて水漏れが生じたのとほぼ同じような結果を
招き、かつこの水蒸気の発生そのものがシヤフト
シール機構としては好ましくない現象である。ま
た、上記のドレン孔4からポンプボデイ1の内部
に塵埃が侵入し、これが上記フローテイングシー
ト31とシールリング32との摩擦摺動面に噛み
込んだ場合、これら相互間のシール不良を引き起
こすおそれもあつた。
上記の第6図で示す磁性流体シールについて
は、ガス等の気体に対処するためのシヤフトシー
ル機構としては比較的良好なシール機能が得られ
るものの、これをそのままウオータポンプのシヤ
フトシール機構として採用するには困難がある。
すなわち、第6図で示す磁性流体49にウオータ
ポンプの水が接すると、これらは互いに溶け合つ
て一種のエマルジヨンを作り、磁性流体シールと
しての機能を保持し得なくなる問題があつた。
(問題点を解決するための手段)
上記の問題点を解決するために、本発明は次の
ように構成している。すなわち、第1図において
ポンプボデイ1の内部でポンプシヤフト6と共に
回転するロータ8には、フローテイングシート1
1がこのシヤフト6の外周面から浮かせた状態
で、かつこのロータ8と共に回転するように装着
されている。このフローテイングシート11と対
向するボデイ1の内壁1aには、同じくポンプシ
ヤフト6の外周面から浮かせた状態でシールリン
グ16が組みつけられており、このシールリング
16はスプリング15の力を受けて所定の圧接力
でフローテイングシート11に常時押しつけられ
ている。
上記のフローテイングシート11とシールリン
グ16との少なくとも一方に磁石を用い、しかも
これらフローテイングシート11及びシールリン
グ16の内周面と、上記ポンプシヤフト6外周面
との間に、磁石によつて形成される磁気回路を利
用した磁性流体シール19を構成している。
(作用)
上記の構成において、フローテイングシート1
1とシールリング16との摩擦摺動面の摩擦熱に
よつて発生する水蒸気は、これらフローテイング
シート11及びシールリング16の内周面と、ポ
ンプシヤフト6外周面との間に構成された磁性流
体シール19によつてシールされることとなる。
この磁性流体シール19は、前にも述べたように
水に対してはそのシールが困難であるものの、水
蒸気に対しては充分にシールすることができ、も
つて水蒸気がフローテイングシート11及びシー
ルリング16の内周面とシヤフト6の外周面との
間を通つて第1図の左方向へ侵入するといつたこ
とが防止される。
また、フローテイングシート11とシールリン
グ16との摩擦摺動面で発生する摩擦熱は、上記
磁性流体シール19の箇所を通じてポンプシヤフ
ト6側へ効率よく放熱され、これらフローテイン
グシート11とシールリング16との摩擦摺動面
での水蒸気の発生が低減される。
(実施例)
以下、本発明の実施例を第1図〜第4図に従つ
て具体的に説明する。
まず、ウオータポンプの一部を断面で表した第
2図において、ポンプボデイ1の内部に貫通して
設けられたポンプシヤフト6のほぼ中間部分は、
このポンプボデイ1の内部に圧入して固定された
ベアリング7によつて回転自在に支持されてい
る。このポンプシヤフト6の端部はポンプボデイ
1内のポンプ室5に位置しており、ここには鉄な
どの磁性素材からなるロータ8が圧入などの手段
によつてこのシヤフト6と共に回転し得るように
固定されている。すなわち、このポンプシヤフト
6を通じてロータ8が回転駆動されると、ポンプ
ボデイ1のインレツトポート2からポンプ室5内
に吸いこまれた冷却水がアウトレツトポート3か
ら例えば内燃機関の冷却水循環経路に送り出され
るのである。
上記ロータ8の左側面には、第2図の要部を拡
大して示した第1図から明らかなように、このロ
ータ8の回転軸芯(シヤフト6の軸芯)と同芯の
凹部9が形成されている。そして、この凹部9内
には磁石よりなるフローテイングシート11が、
このロータ8との間にシール用のOリング10を
介在した状態で圧入されている。一方、上記ポン
プボデイ1の内壁1aには外筒13が固定されて
いて、この外筒13には第1図及び第2図の左右
方向へ伸縮可能なゴムなどの素材よりなるパツキ
ング14が組みつけられている。このパツキング
14の先端部には、鉄などの磁性素材よりなるシ
ールリング16が固定されていて、このシールリ
ング16における上記フローテイングシート11
との対向面には、カーボンあるいはフエノール樹
脂などからなる摺動プレート17が焼きつけなど
の手段によつてコーテイングされている。
また、上記の外筒13にはシールリング16に
対し、その摺動プレート17側の端面を前記フロ
ーテイングシート11に常時押しつけるように作
用するスプリング15が組みつけられている。こ
れにより、ロータ8と共にフローテイングシート
11が回転している状態においても、シールリン
グ16はこのフローテイングシート11に対して
常に摺動接触することとなり、この摩擦摺動面に
おいて前記ポンプ室5の冷却水に対するシールが
なされるのである。
なお、上記のフローテイングシート11及びシ
ールリング16(外筒13を含む)は共に上記ポ
ンプシヤフト6の外周面に対し、第1図で示すよ
うに隙間tをもつて浮かせた状態で配設されてい
る。また、上記のベアリング7が組み込まれてい
る側のポンプボデイ1内は、このボデイ1に形成
された複数個のドレン孔4によつて外気に通じて
いる。
上記のフローテイングシート11及びシールリ
ング16のそれぞれの内周面と対向するポンプシ
ヤフト6の外周部には、その軸方向に沿つて複数
条の微小突起20が形成されている。これらの微
小突起20は、具体的には上記ポンプシヤフト6
の外周に複数本の環状溝を形成することによつて
構成されている。そして、このようにポンプシヤ
フト6の外周部に形成された微少突起20と、上
記フローテイングシート11及びシールリング1
6の内周面との間の上記隙間tには磁性流体21
が注入されている。これによつて、上述したよう
に磁石よりなるフローテイングシート11の磁気
回路は、このフローテイングシート11自体、シ
ールリング16、磁性流体21、ポンプシヤフト
6及びロータ8によつて形成される。このとき、
磁性流体21は上記の隙間tにおいてポンプシヤ
フト6外周の微小突起20先端に集中し、もつて
この隙間tには磁性流体シール19が構成される
のである。
なお、上記の微小突起20を複数条形成したの
は、隙間tにおける磁性流体シール19のシール
圧力を高めるためである。また、上記のロータ8
とフローテイングシート11との間のシールを、
第5図で示す従来の緩衝ゴム30に代えてOリン
グ10を用いたのは、磁性流体シール19を構成
する磁気回路のうち、ロータ8とフローテイング
シート11との間の磁気抵抗をでき得る限り低減
させるためである。
前記の磁性流体21は、強磁性微粉末を液相媒
体中に安定に分散させたもので、重力や通常の磁
界のもとでは沈降や凝集による固液分離が起ら
ず、液体が磁性をもつているように振舞うという
周知の性質を備えている。ここで、上記の強磁性
微粉末とはFe2O3、Fe、Coなどの粉末であり、
液相媒体とは水、油、水銀などをいう。また、こ
の磁性流体21は次表に示すように空気と比べて
その熱伝導率が高い。
(Industrial Application Field) The present invention mainly relates to a shaft seal mechanism of a water pump for circulating and supplying cooling water to an internal combustion engine. (Conventional technology) Conventionally, this type of water pump has:
A rotor is fixed to a pump shaft rotatably supported inside a pump body having an inlet port and an outlet port so as to rotate together with the shaft, and the rotation of the rotor causes the pump to move out from the inlet port. It is configured to continuously send water (cooling water) to the let port (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 82096/1982). In the shaft seal structure of a conventional water pump, as shown in FIG. , is mounted in a state slightly lifted from the outer peripheral surface of the pump shaft 6. On the other hand, the outer cylinder 13 fixed to the inner wall 1a of the pump body 1 has a seal ring 32 made of carbon or the like at the end facing the floating seat 31.
Packing 33 equipped with is assembled,
This seal ring 32 is constantly pressed against the floating seat 31 by the force of a spring 34. As a result, the floating seat 31 and the seal ring 32 are always in sliding contact, thereby preventing water from leaking from the pump chamber 5 in the pump body 1 to the bearing 7 side that supports the pump shaft 6. A sealing mechanism is configured to prevent this. Furthermore, shaft seal mechanisms that use magnetic fluid as shaft seal mechanisms for dealing with gases have been known (see, for example, Japanese Utility Model Publication No. 57-41504). The general structure of this magnetic fluid seal is
As shown in FIG. 6, a shaft cover 44 is assembled via an O-ring 43 to the outer periphery of a shaft 41 which is rotatably supported by a bearing 42 inside a casing 40. Further, an annular magnet 47 is assembled between a pair of annular blocks 46 fixed to the inner peripheral surface of the casing 40 via an O-ring 45. A plurality of annular minute protrusions 4 are provided on the outer periphery of the shaft cover 44 facing each of these annular blocks 46.
A magnetic fluid 49 is provided between the annular microprotrusion 48 and the inner peripheral surface of each annular block 46. By this,
A magnetic fluid 49 becomes part of the magnetic circuit formed by the magnet 47 and is connected to the shaft 4 as is well known.
A gas seal is established between the outer periphery of the shaft cover 44 on the first side and the inner periphery of the circular block 46 on the casing 40 side. (Problems to be solved by the invention) In the shaft seal mechanism shown in FIG.
Water vapor is generated by frictional heat between the floating sheet 31 and the seal ring 32 on their frictional sliding surfaces, and this water vapor is discharged to the outside through the drain hole 4 of the pump body 1. The fact that water vapor is released to the outside from the drain hole 4 on the side of the bearing 7 that supports the pump shaft 6 means that water leaks between the floating seat 31 and the seal ring 32. The result is almost the same as that which occurred, and the generation of water vapor itself is an undesirable phenomenon for a shaft seal mechanism. Further, if dust enters the inside of the pump body 1 through the drain hole 4 and gets caught in the frictional sliding surfaces of the floating seat 31 and the seal ring 32, there is a risk of causing a seal failure between them. It was hot. Although the magnetic fluid seal shown in Figure 6 above has a relatively good sealing function as a shaft seal mechanism for dealing with gas and other gases, it cannot be used as is as a shaft seal mechanism for water pumps. There are difficulties.
That is, when the water from the water pump comes into contact with the magnetic fluid 49 shown in FIG. 6, the fluid melts into one another and forms a kind of emulsion, causing the problem that the magnetic fluid cannot maintain its function as a seal. (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. That is, in FIG. 1, a floating seat 1 is attached to a rotor 8 that rotates together with a pump shaft 6 inside a pump body 1.
1 is mounted so as to be suspended from the outer peripheral surface of the shaft 6 and to rotate together with the rotor 8. A seal ring 16 is attached to the inner wall 1a of the body 1 facing the floating seat 11 while floating from the outer peripheral surface of the pump shaft 6, and this seal ring 16 receives the force of the spring 15. It is constantly pressed against the floating sheet 11 with a predetermined pressing force. A magnet is used for at least one of the floating seat 11 and the seal ring 16, and a magnet is used between the inner peripheral surfaces of the floating seat 11 and the seal ring 16 and the outer peripheral surface of the pump shaft 6. A magnetic fluid seal 19 is configured using the formed magnetic circuit. (Function) In the above configuration, the floating sheet 1
The water vapor generated by the frictional heat of the frictional sliding surface between the floating sheet 11 and the seal ring 16 is absorbed by the magnetic flux formed between the inner peripheral surfaces of the floating sheet 11 and the seal ring 16, and the outer peripheral surface of the pump shaft 6. It will be sealed by a fluid seal 19.
Although it is difficult for this magnetic fluid seal 19 to seal against water as described above, it can sufficiently seal against water vapor, and the water vapor can be effectively sealed against the floating sheet 11 and the seal. Intrusion to the left in FIG. 1 between the inner peripheral surface of the ring 16 and the outer peripheral surface of the shaft 6 is prevented. Further, the frictional heat generated on the frictional sliding surface between the floating sheet 11 and the seal ring 16 is efficiently radiated to the pump shaft 6 side through the magnetic fluid seal 19, and The generation of water vapor on the friction sliding surface is reduced. (Example) Examples of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 1 to 4. First, in FIG. 2, which shows a part of the water pump in cross section, the approximately middle portion of the pump shaft 6 that is provided penetrating inside the pump body 1 is as follows.
It is rotatably supported by a bearing 7 that is press-fitted and fixed inside the pump body 1. The end of the pump shaft 6 is located in the pump chamber 5 within the pump body 1, and a rotor 8 made of a magnetic material such as iron is fitted therein by means such as press fitting so that it can rotate together with the shaft 6. Fixed. That is, when the rotor 8 is rotationally driven through the pump shaft 6, the cooling water sucked into the pump chamber 5 from the inlet port 2 of the pump body 1 is sent out from the outlet port 3 to, for example, a cooling water circulation path of an internal combustion engine. It is. As is clear from FIG. 1, which is an enlarged view of the main part of FIG. is formed. Inside this recess 9 is a floating sheet 11 made of a magnet.
It is press-fitted into the rotor 8 with a sealing O-ring 10 interposed therebetween. On the other hand, an outer cylinder 13 is fixed to the inner wall 1a of the pump body 1, and a packing 14 made of a material such as rubber that can be expanded and contracted in the left and right directions in FIGS. 1 and 2 is assembled to the outer cylinder 13. It is being A seal ring 16 made of a magnetic material such as iron is fixed to the tip of this packing 14, and the floating sheet 11 in this seal ring 16
A sliding plate 17 made of carbon, phenolic resin, or the like is coated on the surface opposite to the sliding plate 17 by baking or other means. Further, a spring 15 is attached to the outer cylinder 13 and acts on the seal ring 16 so as to constantly press the end surface of the seal ring 16 on the sliding plate 17 side against the floating seat 11. As a result, even when the floating seat 11 is rotating together with the rotor 8, the seal ring 16 is always in sliding contact with the floating seat 11, and the pump chamber 5 is closed on this frictional sliding surface. This creates a seal against cooling water. The floating seat 11 and the seal ring 16 (including the outer cylinder 13) are both placed in a floating state with a gap t as shown in FIG. ing. Further, the inside of the pump body 1 on the side in which the bearing 7 is installed communicates with the outside air through a plurality of drain holes 4 formed in the body 1. A plurality of micro protrusions 20 are formed along the axial direction on the outer circumference of the pump shaft 6, which faces the inner circumferential surfaces of the floating seat 11 and the seal ring 16, respectively. Specifically, these microprotrusions 20 are attached to the pump shaft 6.
It is constructed by forming a plurality of annular grooves on the outer periphery of the groove. The minute protrusions 20 formed on the outer circumference of the pump shaft 6 in this way, the floating seat 11 and the seal ring 1
The magnetic fluid 21 is in the gap t between the inner peripheral surface of the
is injected. Thereby, as described above, the magnetic circuit of the floating sheet 11 made of magnets is formed by the floating sheet 11 itself, the seal ring 16, the magnetic fluid 21, the pump shaft 6, and the rotor 8. At this time,
The magnetic fluid 21 is concentrated at the tip of the minute protrusion 20 on the outer periphery of the pump shaft 6 in the above-mentioned gap t, and a magnetic fluid seal 19 is formed in this gap t. The reason why a plurality of the microprotrusions 20 are formed is to increase the sealing pressure of the magnetic fluid seal 19 in the gap t. In addition, the above rotor 8
and the floating sheet 11,
The reason why the O-ring 10 is used in place of the conventional buffer rubber 30 shown in FIG. 5 is to reduce the magnetic resistance between the rotor 8 and the floating sheet 11 in the magnetic circuit constituting the magnetic fluid seal 19. This is to reduce it as much as possible. The magnetic fluid 21 described above is made by stably dispersing ferromagnetic fine powder in a liquid phase medium, and solid-liquid separation due to sedimentation or aggregation does not occur under gravity or a normal magnetic field, and the liquid has no magnetic properties. It has the well-known property of behaving as if it were. Here, the above-mentioned ferromagnetic fine powder is powder such as Fe 2 O 3 , Fe, Co, etc.
Liquid phase medium refers to water, oil, mercury, etc. Further, as shown in the following table, this magnetic fluid 21 has a higher thermal conductivity than air.
【表】
上記のように構成したウオータポンプのシヤフ
トシール機構において、ポンプシヤフト6の回転
駆動により、ポンプボデイ1のポンプ室5内でロ
ータ8が連続的に回転し、これによつて冷却水が
インレツトポート2からアウトレツトポート3に
向けて連続的に送り出される。そして、ポンプ室
5と上記のドレン孔4を有する側とは、ロータ8
に固定されたフローテイングシート11と、これ
に対して常に押しつけられているシールリング1
6との相互の摩擦摺動面によつてシールされてい
る。なお、シールリング16の摩擦摺動面には、
上述したようにカーボン、フエノール樹脂などの
非磁性素材よりなる摺動プレート17がコーテイ
ングされているため、磁石を用いたフローテイン
グシート11と磁性素材よりなるシールリング1
6とが磁力によつて強力に吸着し合つて互いの摩
擦抵抗が増大するといつた事態を避けている。
上記ロータ8が連続的に回転することにより、
フローテイングシート11とシールリング16と
の摩擦摺動面では摩擦熱が生じ、これに伴つて冷
却水が加熱され、これらフローテイングシート1
1及びシールリング16の内周面と、ポンプシヤ
フト6外周面との間の前記隙間tにおいて水蒸気
が発生する。しかしながら、この水蒸気は先に述
べた磁性流体シール19のシール機能により、上
記のドレン孔4を有する側へ流動することは阻止
される。
また、上記磁性流体シール19を構成する磁性
流体21は、前記の表からも明らかなようにその
熱伝導率が空気よりもはるかに高いので、フロー
テイングシート11とシールリング16との摩擦
摺動面で発生した摩擦熱は、磁性流体21を通じ
てポンプシヤフト6に放熱され、この摩擦熱によ
る水蒸気の発生が著しく低減される。さらに、ポ
ンプボデイ1の外部から上記のドレン孔4を通じ
て塵埃などが内部に侵入した場合でも、この塵埃
は前記の磁性流体21によつて遮断され、フロー
テイングシート11とシールリング16との摩擦
摺動面に塵埃が噛みこんで水漏れなどの不都合を
生じるといつたおそれが防止される。
第3図で示す実施例は、フローテイングシート
11およびシールリング16ともに磁石を使用し
たものであつて、これらフローテイングシート1
とシールリング16との摩擦摺動面は共に同一極
性(いずれもN極あるいはS極)となるように設
定している。本実施例によれば、磁性流体シール
19を構成するための磁気回路の磁力が一段と増
大され、この磁性流体シール19のシール機能も
著しく増大する。なお、フローテイングシート1
1とシールリング16との摩擦摺動面は、上述し
たように相互に同一極性であることから反発力が
生じる。従つて、これらフローテイングシート1
1とシールリング16との間のシール性を保持す
るためには、上記の磁石による反発力に対応させ
てスプリング15の弾力を大きく設定することが
必要となる。
この第3図で示す実施例において、前記の第1
図及び第2図で示す実施例と同一もしくは均等構
成と考えられる部分には、図面に同一符号を記入
して重複する説明は省略する。なお、次に説明す
る第4図で示す実施例についても同様に重複する
説明は省略する。
第4図で示す実施例は、ポンプシヤフト6に非
磁性素材が用いられたときの実施例であつて、フ
ローテイングシート11及びシールリング16の
内周面と対応するポンプシヤフト6の外周には、
鉄などの磁性素材よりなる筒状の軸カバー22が
シヤフト6との間にOリング24を介在させて組
みつけられている。そして、この軸カバー22の
外周には前記磁性流体シール19を構成するため
の微小突起23が形成されており、これら微少突
起23とフローテイングシート11及びシールリ
ング16の各内周面との間には磁性流体21が注
入されている。本実施例の磁性流体シール19に
おいて、例えばフローテイングシート11に磁石
を使用した場合、この磁石の磁気回路はフローテ
イングシート11、シールリング16、磁性流体
21、軸カバー22及びロータ8によつて構成さ
れる。
(発明の効果)
以上のように本発明は、フローテイングシート
とシールリングとの摺動接触による水のシール構
造に加えて、これらフローテイングシート及びシ
ールリングの内周面とポンプシヤフトの外周面と
の間に磁性流体シールを構成したことにより、フ
ローテイングシートとシールリングとの摩擦摺動
面で発生する水蒸気を磁性流体シールによつてシ
ールすることができ、しかもこれらフローテイン
グシートとシールリングとの摩擦摺動面で発生す
る摩擦熱をポンプシヤフト側へ効果的に放熱する
ことができる。これによつて水蒸気そのものの発
生を極力抑えることができ、これらの相乗効果に
よつて信頼性の高いウオータポンプのシヤフトシ
ール機構を提供することができる。さらに、本発
明ではウオータポンプの外部からドレン孔などを
通じて塵埃が侵入した場合でも、この塵埃は上記
の磁性流体シールによつて遮断され、この塵埃が
フローテイングシートとシールリングとの摩擦摺
動面に噛みこんで水漏れなどの事態を引き起きす
といつたことが未然に回避される。[Table] In the water pump shaft seal mechanism configured as described above, the rotation of the pump shaft 6 causes the rotor 8 to continuously rotate within the pump chamber 5 of the pump body 1, thereby injecting cooling water. It is continuously sent out from the outlet port 2 to the outlet port 3. The side having the pump chamber 5 and the above-mentioned drain hole 4 is the rotor 8.
Floating seat 11 fixed to the floating seat 11 and seal ring 1 always pressed against the floating seat 11
6 and are sealed by mutual friction sliding surfaces. Note that the friction sliding surface of the seal ring 16 has
As described above, since the sliding plate 17 made of a non-magnetic material such as carbon or phenol resin is coated, the floating sheet 11 made of a magnet and the seal ring 1 made of a magnetic material are coated.
This avoids a situation in which the members 6 and 6 are strongly attracted to each other by magnetic force and their mutual frictional resistance increases. As the rotor 8 rotates continuously,
Frictional heat is generated on the frictional sliding surface between the floating sheet 11 and the seal ring 16, and the cooling water is accordingly heated.
Steam is generated in the gap t between the inner circumferential surfaces of the seal ring 1 and the seal ring 16 and the outer circumferential surface of the pump shaft 6. However, this water vapor is prevented from flowing toward the side having the drain hole 4 due to the sealing function of the magnetic fluid seal 19 described above. Furthermore, as is clear from the table above, the magnetic fluid 21 constituting the magnetic fluid seal 19 has a much higher thermal conductivity than air, so the frictional sliding between the floating sheet 11 and the seal ring 16 is The frictional heat generated on the surface is radiated to the pump shaft 6 through the magnetic fluid 21, and the generation of water vapor due to this frictional heat is significantly reduced. Furthermore, even if dust or the like enters the inside of the pump body 1 from the outside through the drain hole 4, this dust is blocked by the magnetic fluid 21, and the frictional sliding between the floating sheet 11 and the seal ring 16 is prevented. This prevents the risk of dust getting stuck on the surface and causing problems such as water leakage. In the embodiment shown in FIG. 3, magnets are used for both the floating sheet 11 and the seal ring 16.
The frictional sliding surfaces of the seal ring 16 and the seal ring 16 are set to have the same polarity (both are N pole or S pole). According to this embodiment, the magnetic force of the magnetic circuit for forming the magnetic fluid seal 19 is further increased, and the sealing function of the magnetic fluid seal 19 is also significantly increased. In addition, floating sheet 1
1 and the seal ring 16 have the same polarity as described above, so that a repulsive force is generated. Therefore, these floating sheets 1
In order to maintain the sealing performance between the seal ring 1 and the seal ring 16, it is necessary to set the elasticity of the spring 15 to be large enough to correspond to the repulsive force caused by the magnet. In the embodiment shown in FIG.
Components that are considered to have the same or equivalent configuration as those of the embodiment shown in FIG. 2 and FIG. Incidentally, redundant explanation will be similarly omitted regarding the embodiment shown in FIG. 4, which will be described next. The embodiment shown in FIG. 4 is an embodiment in which a non-magnetic material is used for the pump shaft 6, and the outer circumference of the pump shaft 6 corresponding to the inner circumference of the floating seat 11 and the seal ring 16 ,
A cylindrical shaft cover 22 made of a magnetic material such as iron is assembled to the shaft 6 with an O-ring 24 interposed therebetween. Microscopic protrusions 23 for forming the magnetic fluid seal 19 are formed on the outer periphery of the shaft cover 22, and between these microprotrusions 23 and the inner circumferential surfaces of the floating sheet 11 and the seal ring 16. A magnetic fluid 21 is injected into. In the magnetic fluid seal 19 of this embodiment, for example, when a magnet is used in the floating sheet 11, the magnetic circuit of this magnet is formed by the floating sheet 11, the seal ring 16, the magnetic fluid 21, the shaft cover 22, and the rotor 8. configured. (Effects of the Invention) As described above, the present invention provides a water sealing structure based on sliding contact between a floating seat and a seal ring, as well as a water sealing structure based on sliding contact between a floating seat and a seal ring. By configuring a magnetic fluid seal between the floating sheet and the seal ring, water vapor generated on the friction sliding surface between the floating sheet and the seal ring can be sealed by the magnetic fluid seal. It is possible to effectively radiate the frictional heat generated on the frictional sliding surface to the pump shaft side. This makes it possible to suppress the generation of water vapor itself as much as possible, and the synergistic effect of these makes it possible to provide a highly reliable water pump shaft seal mechanism. Furthermore, in the present invention, even if dust enters from the outside of the water pump through the drain hole, this dust is blocked by the above-mentioned magnetic fluid seal, and the dust is transferred to the friction sliding surface between the floating seat and the seal ring. This will prevent problems such as getting stuck in the water and causing water leaks.
第1図〜第4図は本発明の実施例を示し、第1
図はウオータポンプのシヤフトシール機構を表し
た拡大断面図、第2図はウオータポンプの一部を
表した断面図、第3図は2番目の実施例を第1図
との対応によつて表した断面図、第4図は3番目
の実施例を同じく第1図との対応によつて表した
断面図、第5図は従来のウオータポンプ用シヤフ
トシール機構を表した断面図、第6図は従来の気
体用磁性流体シールの断面図である。
1……ポンプボデイ、2……インレツトポー
ト、3……アウトレツトポート、6……ポンプシ
ヤフト、8……ロータ、11……フローテイング
シート、15……スプリング、16……シールリ
ング、19……磁性流体シール。
1 to 4 show embodiments of the present invention;
The figure is an enlarged sectional view showing the shaft seal mechanism of the water pump, Figure 2 is a sectional view showing a part of the water pump, and Figure 3 shows the second embodiment in correspondence with Figure 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the third embodiment in correspondence with FIG. 1, FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional water pump shaft seal mechanism, and FIG. 1 is a sectional view of a conventional magnetic fluid seal for gas. 1... Pump body, 2... Inlet port, 3... Outlet port, 6... Pump shaft, 8... Rotor, 11... Floating seat, 15... Spring, 16... Seal ring, 19... ...Magnetic fluid seal.
Claims (1)
有するポンプボデイの内部で回転可能に支持され
たポンプシヤフトに対し、このシヤフトと共に回
転するように固定されたロータと、このロータに
対してポンプシヤフトの外周面から浮かせた状態
で装着されたフローテイングシートと、これに対
向するボデイ内壁に対して同じくポンプシヤフト
の外周面から浮かせた状態で装着され、かつ所定
のスプリング力を受けてフローテイングシートに
押しつけられたシールリングとを備えてなるウオ
ータポンプのシヤフトシール機構であつて、前記
フローテイングシートとシールリングとの少なく
とも一方に磁石を用い、かつこれらフローテイン
グシート及びシールリングの内周面と前記ポンプ
シヤフト外周面との間に、前記の磁石によつて形
成される磁気回路を利用した磁性流体シールを構
成したことを特徴とするウオータポンプのシヤフ
トシール機構。1. A pump shaft rotatably supported inside a pump body having an inlet port and an outlet port, a rotor fixed to rotate together with the shaft, and a rotor that is suspended from the outer circumferential surface of the pump shaft with respect to the rotor. A floating seat is attached to the inner wall of the body opposite to the floating seat, and a seal is also attached to the inner wall of the body while floating from the outer circumferential surface of the pump shaft, and is pressed against the floating seat by a predetermined spring force. A shaft seal mechanism for a water pump comprising a ring, wherein a magnet is used in at least one of the floating seat and the seal ring, and the inner circumferential surfaces of the floating seat and the seal ring and the outer circumferential surface of the pump shaft. A shaft seal mechanism for a water pump, comprising a magnetic fluid seal using a magnetic circuit formed by the magnet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15175184A JPS6128793A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Shaft sealing mechanism of water pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15175184A JPS6128793A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Shaft sealing mechanism of water pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128793A JPS6128793A (en) | 1986-02-08 |
| JPS6353399B2 true JPS6353399B2 (en) | 1988-10-24 |
Family
ID=15525489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15175184A Granted JPS6128793A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Shaft sealing mechanism of water pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128793A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104179719A (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 高涵文 | Structure-improved sealing ring |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2610662B1 (en) * | 1986-12-27 | 1990-07-06 | Scharwaechter Gmbh Co Kg | REMOVABLE DOOR HINGE |
| JPH0730360B2 (en) * | 1987-07-03 | 1995-04-05 | タイホ−工業株式会社 | Cleaning polish method |
| JP2500482Y2 (en) * | 1990-04-25 | 1996-06-05 | 日本フルハーフ株式会社 | Member of fixed side of hinge in double door |
| DE102011005108A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Mahle International Gmbh | Mechanical seal for use as shaft seal for water pump of motor car, has housing fixed at bearing housing of water pump over seal, where housing is made of plastic, and sealing ring and/or counter-ring made of ceramic |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP15175184A patent/JPS6128793A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104179719A (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 高涵文 | Structure-improved sealing ring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6128793A (en) | 1986-02-08 |
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