具有防水功能的機動車轉動軸結構的製作方法

2023-06-10 14:51:11

專利名稱：具有防水功能的機動車轉動軸結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種能具有防水功能的機動車轉動軸結構，可廣泛適用於機動車輛中的轉動軸部件在常規用途下的防水密封。
背景技術：
機動車輛中的電動機等許多具有轉動軸的設備，其工作狀態下的轉軸運行頻率和/或轉速一般較高，在一般用途下為防止在各種工況下的外界襲水(如來自外部的雨水、濺水、衝洗水等)可能沿轉軸進入設備內部導致不良、甚至嚴重的後果，通常採用的防水密封手段是使用接觸式的靜密封元件，如密封膠圈、動密封圈等，這些方式都會因增加摩擦阻力而影響動力軸的傳遞，並造成較高的維護的頻率及費用。因此，作為機動車輛上一般用途的電機轉動軸等結構部分都是沒有設置軸防水機構的，因而也就無法預防電機來自外界襲水的情況。
公開號為CN 1573024A的中國專利說明書公開了一種涉及軸密封機構以及軸密封機構的組裝結構在大型流體機械上的應用機構，主要涉及應用於大型流體機械軸類的密封。該機構在轉動軸的外圓周側分布著數量眾多薄片密封機構，並將其與定子採用了一定的組合結構，使薄片組的兩側在轉動軸外圓周面形成高壓和低壓兩個區域，絮擾和阻抗進入的液體或氣體的流向，減小流體沿軸線從高壓側區域到低壓側區域的溢流量。由於其機構的組合附件過多，結構及裝配形式複雜，而且其軸密封方式在方法上也不夠完善，只能在一定程度上減少液體的洩漏量，為保證效果必須與其它密封機構組成多級密封。
公開號為CN 1271403A的中國專利文獻公開了一種用於葉片機械的軸密封的構件，構件不複雜且密封性能較好，主要用於水下工作機構的軸密封。其構件是由上下殼體並沿轉軸軸線定位裝配組成，在內壁的局部開有兩排並列的射流導槽，導槽與射流管道導通。射流導槽與射流管道通過循環不間斷的輸入和排出壓力蒸汽來對轉軸密封，與之類似的軸密封機構則採用了在環形導槽輸入壓縮的空氣或惰性氣體阻斷沿軸與殼體間隙進入的液體，並且促使壓力氣體在通過並列的導槽時型腔截面的驟變更加增強射流的壓力，該原理對潛水電機的軸密封早已成功運用。該機構在原理上採用大於外界液體壓力的射流氣體，沿外界液體的侵入方向反方向流動阻斷液體的通道，同時對工作條件要求很高，必須配備用於密封的氣體介質的產生、供壓等外圍輔助設備。
公告號為CN 2612335Y的中國專利公開了一種電機軸的密封結構，採用使電機軸穿過孔徑大小剛好與軸達到密封配合的密封環。為減小電機軸與密封環內壁接觸面的磨損，其密封環的環形內壁面設置成截面呈半圓形的凸部，通過面接觸轉化為線接觸來減少摩擦阻力和磨損。由於該密封屬於動密封形式，結構原理雖簡單，但卻無法避免軸與密封環的接觸帶來的磨損，密封效果隨著使用次數的增加而變差，仍不能滿足電機在工業中的運用。
實用新型內容鑑於上述情況，本實用新型將提供一種新結構形式的具有防水功能的機動車轉動軸結構，使其能在滿足電機等運轉部件正常運行和不損耗轉動軸傳遞動力的前提下，為電機等設備的轉動軸提供一種非接觸式的密封方式，其結構簡單且能具有滿意的防水性能，可廣泛適用於機動車輛中的轉動軸部件在常規用途下的防水密封。
本實用新型具有防水功能的機動車轉動軸結構的結構，是在以動配合方式工作的轉軸和軸套的配合部位處設置有至少一個呈徑向內凹形式的集水環槽，並在與集水環槽相適應的集水部位處設有與外界相通的排水通道。
本實用新型上述結構的工作原理是，根據流體力學的特性可知，轉動軸外周面與軸套內壁面在以保持小間隙配合的工作狀態下，在外界有水衝刷時，分布在軸套的內壁上的內凹集水環槽可以把轉動軸和軸套之間的間隙分隔成高壓側的外區域和低壓側的內區域，且該型腔截面的驟變使壓力液體無法在侷促空間內形成射流。此外，在高壓側區域和低壓側的內區域之間增加了適應配合分布的環凸結構和集水環槽結構，也可阻隔、改變液體侵入的途徑，使得被吸附併集匯在集水環槽內的液體則可首先經位於其底部的相應排水通道而排出到設備外，從而可在一定程度上有效地遏制了外界的壓力液體沿轉軸與軸套配合間隙的進入。
基於此可以理解，本實用新型上述結構中用於吸附和集匯液體的集水環槽是一種非接觸式的結構，因此可以在滿足轉動設備的正常運行和不損耗電機軸的傳遞動力的前提下，能具有滿意防水性能和效果的簡單防水結構。
上述結構中，對所說的集水環槽在轉軸和軸套配合部位處的具體設置形式，可以有不同方式的選擇。在一種實施例中，所說該集水環槽採用的是設置在軸套一側的配合內壁面處，與之相應的排水通道可以沿環周設置多個，但至少在位於所說集水環槽下方的凹底集水部位處應設置有所說的排水通道，以利被集匯的水能順利地自然排出。
在另外的實施例中，上述所說該集水環槽則採用的是將集水環槽設置在轉動軸的配合外周面處，相應則應在軸套側與該集水環槽相對應的部位處、至少應在軸套側的下方與該集水環槽相對應的部位處相應設置有所說的該排水通道，同樣可以實現將被集水環槽所集匯的水順利排出的目的。
進一步，上述集水環槽的設置部位無論是在軸套一側，還是在轉軸一側，對該集水環槽的設置形式同樣可以有多種選擇。例如，其可以採用沿轉動軸和軸套的徑向平面方向設置；或是採用沿與轉動軸和軸套軸向方向斜交的斜平面方向設置；還可以採用為在轉軸和軸套配合部位處以螺旋方式設置、且至少應設置成一個螺旋周的形式等。
在上述結構中，如果在一個集水環槽的不同部位和/或因設置有多個獨立的集水環槽而設置有兩個或更多個排水通道時，所設置的各排水通道，既可以採用為各自相互獨立與外界連通的形式，也可以採用為經各自設置的排水口與匯總式的排水通道相連通的形式。
根據上述結構和工作原理，另一種變化的結構形式同樣可以實現本實用新型防水目的。這種變形結構是在以動配合方式工作的轉動軸和軸套的配合部位處的軸套內壁處設置有至少一個環繞式的連續徑向伸凸結構，在徑向伸凸結構的內側方軸套部位處設置有排水通道。這裡所說的該徑向伸凸結構同樣也可以如上述，採用為在徑向平面方向上設置的至少一個環凸結構，或是採用為在與軸套軸向方向斜交的斜平面方向上設置的至少一個環凸結構。在採用後者和/或設置有多個斜交形式的凸環時，各凸環同樣也可如上述那樣，既可以是各自獨立的斜交凸環，或是為以螺旋方式設置的至少一個螺旋周的形式。
以下通過由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本實用新型上述主題的範圍僅限於以下的實例。在不脫離本實用新型上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本實用新型的範圍內。


圖1是本實用新型中一種具有防水功能的機動車轉動軸結構的示意圖。
圖2是本實用新型中另一種具有防水功能的機動車轉動軸結構的示意圖。
圖3是本實用新型中又一種具有防水功能的機動車轉動軸結構的示意圖。
圖4是本實用新型中再一種具有防水功能的機動車轉動軸結構的示意圖。
圖5是本實用新型中另外的一種具有防水功能的機動車轉動軸結構的示意圖。
圖6是圖1結構中的集水環槽局部結構的示意圖。
具體實施方式
在圖1所示的是以應用於機動車電機為例的防水軸結構。其中的電機轉動軸1裝配於固定在電機殼體5上的軸套4中，在軸套4的配合內壁處設置有集水環槽2，並與轉動軸1的對應表面間形成一變化的型腔，在位於集水環槽2下方的凹槽底部處設有可與外界連通的排水通道3的開口。該集水環槽2的設置方式，可以為沿轉動軸1的徑向平面或斜面等方向設置，也可以為在軸套4的配合面上以螺旋方式設置的一個螺旋周的形式。該集水環槽2可以在軸套4的內壁與轉動軸1的配合表面之間形成一變化的型腔，從而達到防水功能。
圖2所示的是在圖1的基礎上，沿軸向平行排列設置有兩個集水環槽2的結構形式，並在各集水環槽2的下方分別設置有相互獨立的排水通道3。設置有兩個或是更多個集水環槽2後，可以在軸套4的內壁與轉動軸1的配合表面之間形成多個變化的型腔，從而可以成為具有多級密封環節的防水功能的結構。
圖3所示的是在圖1或圖2所示結構的基礎上，在與軸套4配合面處的該集水環槽2相對應的轉動軸1的配合周面部位，還設置有能與該集水環槽2作適應配合的環凸6的結構形式。該環凸6能阻礙和擾亂進入的水液沿轉軸與軸套之間狹縫的流動方向，並引導液體進入集水凹槽2。
圖4是另一種能實現本實用新型防水目的和功能的轉動軸結構，其結構形式是在軸套4的內壁處設置有與轉動軸1作適應配合的環凸6，並在靠近環凸6內側方的軸套部位處設置有排水通道3。此結構同樣可阻隔水液沿轉軸軸面與內壁之間吸附進入的途徑，同時，該結構還能使侵入的壓力水液形成負壓。此結構也能在滿足裝配和運轉的前提下，組成具有多級密封環節的結構，防水性能更為理想。
圖5所示的是將集水環槽2設置在轉動軸1配合外周面處的一種結構形式，對的排水通道3則設置在軸套4的配合壁面下方與該集水環槽2相對應的部位處。該結構同樣可以使轉動軸1表面的該集水環槽2與軸套4的內壁面之間形成有變化的型腔，使浸入的液體被集匯並排出。以此結構為基礎，同樣也可以在不削弱轉軸強度的前提下，組成具有多級密封效果的結構。
圖6所示的是在圖1所示結構中分布在軸套4的配合內壁上的集水環槽2的立體結構示意，該環槽能使壓力流體在變化的型腔中釋壓，達到減壓、阻隔和匯聚液體的功能。
權利要求1.具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是在以動配合方式工作的轉動軸(1)和軸套(4)的配合部位處設置有至少一個呈徑向內凹形式的集水環槽(2)，並在與集水環槽(2)相適應的集水部位處設有與外界相通的排水通道(3)。
2.如權利要求1所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)設置在軸套(4)的配合內壁面處，至少在位於所說集水環槽(2)下方的凹底集水部位設置有所說的排水通道(3)。
3.如權利要求2所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是在與軸套(4)配合面處設置的集水環槽(2)相對應的轉動軸(1)配合周面部位設置有能與所對應的集水環槽(2)作適應配合的環凸結構(6)。
4.如權利要求1所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)設置在轉動軸(1)的配合外周面處，至少在軸套(4)的下方與該集水環槽(2)相對應的部位處設置有所說的排水通道(3)。
5.如權利要求1所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)以沿轉動軸(1)和軸套(4)的徑向平面方向設置。
6.如權利要求1所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)沿與轉動軸(1)和軸套(4)軸向方向斜交的斜平面方向設置。
7.如權利要求6所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)為在轉動軸(1)和軸套(4)配合部位處以螺旋方式設置的至少一個螺旋周。
8.如權利要求1至6之一所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)為沿軸向平行排列的至少兩個，在各集水環槽(2)和/或環槽不同部位處分別設置相互獨立的排水通道(3)。
9.如權利要求1至6之一所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的集水環槽(2)為沿軸向平行排列的兩個，在各集水環槽(2)和/或環槽不同部位處分別設置有與匯總式的排水通道(3)相連通的排水口。
10.如權利要求7所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是在集水環槽(2)不同部位處分別設置有相互獨立的排水通道(3)。
11.如權利要求7所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是在環槽不同部位處分別設置有與匯總式的排水通道(3)相連通的排水口。
12.具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是在以動配合方式工作的轉動軸(1)和軸套(4)的配合部位處的軸套(4)內壁處設置有至少一個環繞式的連續徑向伸凸結構(7)，在徑向伸凸結構(7)的內側方軸套部位處設置有排水通道(3)。
13.如權利要求12所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的徑向伸凸結構(7)為在徑向平面方向上設置的至少一個環凸結構。
14.如權利要求12所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的徑向伸凸結構(7)為在與軸套(4)軸向方向斜交的斜平面方向上設置的至少一個環凸結構。
15.如權利要求14所述的具有防水功能的機動車轉動軸結構，其特徵是所說的徑向伸凸結構(7)為以螺旋方式設置的至少一個螺旋周。
專利摘要具有防水功能的機動車轉動軸結構，在以動配合方式工作的轉軸和軸套的配合部位處設置有至少一個呈徑向內凹形式的集水環槽，並在與集水環槽相適應的集水部位處設有與外界相通的排水通道。該結構能在滿足電機等運轉部件正常運行和不損耗轉動軸傳遞動力的前提下，為電機等設備的轉動軸提供一種非接觸式的密封方式，其結構簡單且能具有滿意的防水性能，可廣泛適用於機動車輛中的轉動軸部件在常規用途下的防水密封。
文檔編號F16J15/16GK2811686SQ20052003461
公開日2006年8月30日 申請日期2005年6月27日 優先權日2005年6月27日
發明者趙濟威, 袁躍強 申請人:成都依姆特高科技有限責任公司