機械密封的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機械密封。
【背景技術】
[0002]現有技術中已知，在汽車用水栗中，安裝有用于密閉殼體和軸之間的環狀間隙的機械密封。利用安裝機械密封，將殼體內劃分為，對密封對象流體密封的密封對象流體側(栗室)和大氣側(軸承室)。
[0003]近年由于引擎的熱效率提高，而使最適合的運轉溫度區域高于以前，或由于水栗的小型化、高性能化的高速轉動化等，而有使密封對象流體側(栗室)的壓力增高的傾向。
[0004]因密封對象流體側的壓力升高，使得施加于機械密封的轉動側和固定側的壓力平衡產生壓差，導致在轉動側密閉襯套和接合環(mating ring，轉動環)之間的環狀間隙的杯形墊圈(cup gasket)沿軸向移動。在杯形墊圈移動時，會導致密封性不穩定。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:特開2011-74966號公報
[0008]發明要解決的課題
[0009]因此，在專利文獻I中公開有以下結構，轉動側的接合環和固定側的密封圈相互滑動的機械密封中，接合環120的內徑R2在橡膠制波紋管的外徑的最小徑R3以上，由此，沿軸線方向對接合環120施加的來自密封對象流體側的壓力變小。
[0010]此時，使用圖6，與現有技術的機械密封的結構進行比較且對專利文獻I的機械密封的結構的詳細進行說明。圖6(a)是表示現有技術的機械密封的結構的截面示意圖，圖6(b)是表示專利文獻I的機械密封的結構的截面示意圖。
[0011]機械密封是利用隨著軸200的轉動接合環120轉動，使在軸200側固定的作為轉動環的接合環120和在殼體300側固定的作為固定環的密封圈110而相互滑動的結構。此時，將接合環120的端面和密封圈110的端面中相互滑動的部分定義為滑動面。另外，如圖6所示，將滑動面的最大徑定義為R1、將接合環120的內徑定義為R2、將橡膠波紋管170的外徑的最小徑定義為R3。
[0012]如專利文獻I的記載，通過將R2設定為R3以上，能夠減少施加于機械密封的轉動側和固定側的壓力平衡之差。這是因為，通過將R2設定為R3以上，在密封對象流體的液壓作用下，即使將接合環120向軸線方向的固定側推壓的多余的力為最大，也僅是杯形墊圈40的內徑及接合環120的內徑間的圓環狀的面積這樣很少的量。
[0013]然而，在將R2設定為R3以上時，與現有技術例的圖6(a)所示的結構比較，由于需要增大接合環120的直徑(參照圖6(b))、接合環120的直徑增大時導致圓周速度變快，從而容易在滑動面產生磨損，而使耐用性降低。
【發明內容】
[0014]因此，本發明的目的在于提供一種保持耐用性且使密封性穩定的機械密封。
[0015]用于解決課題的方式
[0016]為了解決上述課題，本發明采用以下的手段。
[0017]S卩，本發明的機械密封，
[0018]其用于密閉轉動軸和殼體之間的環狀間隙，并將所述殼體內劃分為密封有密封對象流體的流體側和大氣側，其特征在于，具有:轉動環，其與所述轉動軸一起轉動；固定環，其固定于所述殼體，并設置在比所述轉動環靠近所述轉動軸的軸線方向的所述大氣側;環狀的襯套，其具有內周面固定于所述轉動軸的外周面的筒狀的軸固定部、從所述軸固定部的端部中所述軸線方向的所述流體側的端部向徑向外側延伸的法蘭部、和保持所述轉動環的轉動環保持部;環狀的第I密封部件，其密閉所述轉動環和所述襯套之間的環狀間隙；環狀的管筒，其具有外周面固定于所述殼體的內周面的筒狀的殼體固定部、從所述殼體固定部的端部中所述軸線方向的所述大氣側的端部向徑向內側延伸的法蘭部、和從所述法蘭部的徑向內側的端部向軸線方向的所述流體側延伸，并保持所述固定環的固定環保持部；以及環狀的第2密封部件，其密閉所述固定環和所述固定環保持部之間的環狀間隙，具有從所述軸線方向的所述大氣側承受向所述殼體固定部的內部流入的密封對象流體的液壓，并將該液壓傳遞給所述固定環的受壓部，所述轉動環具有:滑動部，其在所述軸線方向的所述大氣側的端面具有與所述固定環滑動的滑動面;和被保持部，其從所述滑動部的徑向外側的端部向所述軸線方向的所述流體側延伸，并被所述轉動環保持部保持，該機械密封還具有環狀的壓力承受部件，其固定于所述襯套，或與所述襯套設置為一體，用于承受來自第I密封部件的壓力，該第I密封部件從所述軸線方向的所述流體側，承受流入到由所述襯套的法蘭部和所述被保持部形成的空間的密封對象流體的液壓。
[0019]根據上述結構，由于向管筒(Cartridge)的筒狀的殼體固定部的內部流入的密封對象流體的液壓，使第2密封部件的受壓部受到從軸線方向的大氣側向密封對象流體側的方向的力。受壓部承受的液壓向固定環傳遞，使固定環從軸線方向的大氣側向密封對象流體側的方向施壓轉動環。
[0020]另一方面，由襯套的法蘭部和轉動環的被保持部形成空間，利用向該空間流入的密封對象流體的液壓，第I密封部件承受從軸線方向的密封流體側朝向大氣側方向的力。
[0021]此時，壓力承受部件固定于襯套，或與襯套一體設置，通過使第I密封部件承受液壓，使壓力承受部件承受來自第I密封部件的力。因此，利用密封對象流體的液壓，使第I密封部件承受的、從軸線方向的流體側向大氣側方向的力，不向轉動環傳遞。
[0022]因此，由于密封對象流體的液壓作用，使所述轉動環從軸線方向的流體側向大氣側對所述固定環施壓的力，只作用于滑動面的最大徑和轉動環的被保持部的內徑間的圓環狀的面積。因此，即使密封對象流體的液體壓力變大時，也能夠抑制轉動環對固定環推壓的力過大。
[0023]另外，根據上述結構，通過設置壓力承受部件，限制第I密封部件向軸線方向的移動，從而不會導致由于第I密封部件沿軸線方向移動而使密封性不穩定的問題。另外，根據上述結構，由于不需要如專利文獻I記載的結構那樣，增大轉動環的直徑，從而能夠抑制轉動環的圓周速度變大，而且能夠抑制與固定環的滑動面的摩擦損耗，而能夠保持耐用性。
[0024]另外，轉動環的被保持部的內周徑的長度，優選在第2密封部件的受壓部的最小徑的長度以上。根據該結構，不會因密封對象流體的液壓，使轉動環推壓固定環的力大于固定環推壓轉動環的力。
[0025]發明的效果
[0026]按照上述說明，根據本發明，能夠保持耐用性，且能夠提供穩定的密封性。
【附圖說明】
[0027]圖1是表示本發明的實施例的機械密封適用的水栗的截面示意圖。
[0028]圖2是表示本發明的實施例1的機械密封的安裝狀態的截面示意圖。
[0029 ]圖3是用于說明襯套和接合環接合的圖。
[0030]圖4是表示本發明的實施例2的機械密封的安裝狀態的截面示意圖。
[0031]圖5是表示本發明的實施例3的機械密封的安裝狀態的截面示意圖。
[0032]圖6是表示現有技術例的機械密封的安裝狀態的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，參照附圖，基于實施例對用于實施本發明的實施方式例示進行詳細說明。但是，除非有特定記載，否則本發明的范圍不限于該實施例中所記載的構成部件的尺寸、材質、形狀、及其相對配置等。
[0034](實施例)
[0035]參照圖1?5，對本發明的實施例的機械密封進行說明。
[0036]<機械密封的適用例>
[0037]首先，參照圖1，對本發明的實施例的機械密封100的適用例進行說明。圖1是表示作為本發明適用的作為液體栗的水栗10的截面示意圖。如圖1所示，在形成水栗10的框體的筒狀的水栗殼體(以下，簡稱為殼體)300，使作為轉動軸的軸200利用軸承13以可自由轉動的方式支承。在該軸200的圖1中左端，固定設置有葉輪14，在圖1中右端固定設置有皮帶輪18，并通過未圖示的外部驅動源得到驅動力。利用在殼體300和軸200之間設置的機械密封100，將軸承13所處位置的、作為大氣室的軸承室16(大氣(A)側)和葉輪14所處位置的、作為液室的栗室17(密封對象流體(F)側)劃分。水栗10利用葉輪14的轉動將充滿栗室17的冷卻水吐出，并冷卻外部驅動源。
[0038](實施例1)
[0039]<機械密封的結構>
[0040]下面參照圖2、圖3，對本發明的實施例1的機械密封進行說明。圖2是表示本發明的實施例1的機械密封的安裝狀態的截面示意圖。圖3是用于說明襯套和接合環的接合的圖，是從軸的軸線方向(以下，簡稱為軸線方向)所視的截面圖。
[0041 ]機械密封100密閉軸200