軸密封裝置及使用該軸密封裝置的泵裝置的製作方法

2023-12-05 20:22:06 2

專利名稱：軸密封裝置及使用該軸密封裝置的泵裝置的製作方法
技術領域：
本公開涉及一種對旋轉軸外周的空隙進行密封的軸密封裝置以及使用該軸密封裝置的泵裝置，並且更具體地，涉及防止異物或劣化潤滑劑滯留以改善密封構件的潤滑和保護性能的軸密封裝置，以及使用該密封裝置以改善軸密封部分的耐久性的旋轉泵裝置，例如齒輪泵、葉片泵、葉輪泵等。
背景技術：
例如，日本申請2007-278084公開了一種用於制動液壓控制裝置的、動力驅動的
泵裝置。日本申請2007-278084中公開的泵裝置具有眾所周知的內齒輪泵，該內部齒輪泵具有組合在一起的內部轉子(外齒輪)及外部轉子(內齒輪)，並且具有設置在同一軸線上並且由同一旋轉軸驅動的兩組泵。而且，在兩組泵之間設置有密封構件，該密封構件對用於驅動的旋轉軸的外周進行密封以將兩組泵液壓地分開。而且，容置密封構件的殼體設置有分隔壁，該分隔壁防止密封構件朝向一個泵移動。在另一泵與密封構件之間設置有軸承，並且該軸承防止密封構件朝向所述另一泵移動。因此，分隔壁僅設置在密封構件容置室與所述一個泵之間，並且用於對泵進行驅動的旋轉軸穿過形成在分隔壁中的軸孔。同時，設置在殼體中的泵容置室的端面形成有與泵的腔室(泵室)連通的液體室(吸入口或排出口)，並且液體室和密封構件容置室被分隔壁隔開。

發明內容
在日本申請2007-278084的泵裝置中，密封構件容置室與和一個泵的腔室連通的液體室被分隔壁隔開。因此，潤滑劑(由泵泵送的制動流體)被約束並且會容易滯留在密封構件容置室的與液體室分離的一側處。由於滯留，潤滑劑會劣化並且密封構件會老化，從而將縮短密封構件的壽命。如果解決了上述擔憂，則能夠改善軸密封部件的潤滑性能和保護性能。因此，日本申請2007-278084中的泵裝置有改進的餘地。而且，潤滑劑的滯留與異物(密封構件等的磨損粉末)的滯留相關聯。因此，考慮到避免密封構件的由於滯留異物而造成的損害，也有改進的餘地。本公開至少提供了軸密封裝置和旋轉泵裝置，其中，所述軸密封裝置對旋轉軸外周的間隙進行密封，並且能有效防止異物或劣化潤滑劑滯留以便提高密封構件的潤滑性能和保護性能，所述旋轉泵裝置通過使用改進的軸密封裝置而能夠改善軸密封部件的耐久性。根據以上所述，本公開改進了這樣的一種軸密封裝置該軸密封裝置包括旋轉軸；密封構件，所述密封構件設置在所述旋轉軸的外周上；液體室，所述液體室填充有油；以及密封構件容置室，所述密封構件容置室中容置有所述密封構件，其中，所述液體室和所述密封構件容置室被分隔壁隔開，其中，所述旋轉軸穿過所述分隔壁中形成的軸孔並且所述旋轉軸的外周被所述密封構件密封。特別地，在本公開的軸密封裝置中，所述分隔壁形成有貫穿所述分隔壁的通孔，在所述通孔中安裝有中空構件，所述中空構件的突出部分朝向所述密封構件容置室突出以與所述密封構件接合，並且其中，所述液體室與所述密封構件容置室通過所述中空構件的孔彼此連通。另外，上述軸密封裝置應用於這樣的一種旋轉泵裝置該旋轉泵裝置包括泵送液體的旋轉泵；驅動所述泵的旋轉軸；以及密封構件，所述密封構件設置在所述旋轉軸的外周上；其中，所述密封構件容置在所述旋轉軸的所述外周上形成的密封構件容置室中，其中，所述密封構件容置室與連接至所述泵的腔室的液體室被分隔壁隔開，並且其中，所述旋轉軸穿過所述分隔壁中形成的軸孔。特別地，在本公開的旋轉泵裝置中，所述分隔壁形成有貫穿所述分隔壁的通孔，在所述通孔中安裝有中空構件，所述中空構件的突出部分朝向所述密封構件容置室突出以與所述密封構件接合，並且其中，所述液體室與密封構件容置室通過所述中空構件的孔彼此連通。在本公開的上述旋轉泵裝置中，在所述密封構件容置室的兩側可設置有由所述旋轉軸驅動的兩組旋轉泵，使得這些泵之間的吸入和排出的相位差為180度，所述密封構件可形成為能夠在所述密封構件容置室中軸向移動，所述密封構件容置室的被所述密封構件隔開的兩側分別與兩個液體室連通，所述兩個液體室分別連接至兩側的泵的腔室，並且所述分隔壁可設置在所述液體室中的至少一個與所述密封構件容置室之間處，且所述中空構件安裝至所述分隔壁。在本公開的上述旋轉泵裝置中，所述中空構件可設置在這樣的位置在該位置處所述中空構件的所述孔的開口與所述密封構件容置室的豎直方向上的上側空間重疊，或者所述分隔壁可形成有多個所述通孔並且所述中空構件可安裝在所述多個通孔中的至少一個通孔中。在密封構件容置室的被密封構件隔開的兩側中的另一側與一側的液體室通過軸承等彼此連通的情況下，如日本申請2007-278084中描述的那樣，中空構件可以安裝到設置在一側的液體室與密封構件容置室之間的分隔壁上。根據本公開的軸密封裝置及使用根據本公開的該軸密封裝置的泵裝置，中空構件貫穿將液體室與密封構件容置室分隔的分隔壁，並且密封構件容置室與液體室通過中空構件的孔彼此連通。因此，在密封構件容置室與液體室之間形成引入到兩個腔室中的油的循環路徑。在只設置了一個中空構件的情況下，循環路徑由中空構件的孔及形成在分隔壁與旋轉軸之間的間隙構成。而且，在分隔壁上形成有多個通孔的情況下，循環路徑由中空構件的孔、沒有安裝中空構件的通孔及間隙構成。
在本公開應用於泵裝置的情況下，與密封構件容置室連通的液體室引起壓力變化。由於壓力變化，在循環路徑中產生油的流動。油的流動可以由因液體室的壓力變化造成的密封構件(橡膠圈)的壓縮及恢復、因泵的驅動和停止造成吸力的產生和消失、旋轉軸的旋轉、密封構件的軸向運動(軸向方向的往復運動)及類似原因造成。根據油的流動，防止異物及劣化的油滯留在密封構件容置室中。因此，抑制了密封構件的由於劣化油造成的老化，並且抑制了密封構件的由於異物造成的磨損。而且，接合至密封構件的中空構件用作防轉鍵並且因而防止密封構件轉動。因此，抑制了密封構件的軸孔側密封部分(橡膠圈的外周)的滑動，並且因此抑制了橡膠由於滑動而引起的磨損或撕裂，從而提高了密封構件的耐久性。而且，形成了循環路徑，從而有助於去除密封構件容置室中的空氣。同時，在密封構件容置室的兩側設置有兩組泵——這兩組泵的吸入和排出之間的相位差為180度一的泵裝置中，一個泵的液體室和另一個泵的液體室中的壓力交替地增加及減小。因此，密封構件的兩端交替地施加有在軸向方向上推拉密封構件的力，使得因該力引起的密封構件的軸向運動產生泵的操作。因此，進一步改進了循環路徑中的油循環。而且，中空構件設置在這樣的位置在該位置處中空構件的開口與密封構件容置室的豎直方向上的上側空間重疊。因此，能夠通過中空構件的孔(其用作空氣去除通道)充分地抽取密封構件容置室中的空氣。而且，分隔壁形成有多個通孔並且中空構件安裝在至少一個通孔中。因此，能夠構造出油能夠更容易地在其中流動的循環路徑。


根據參照附圖考慮的以下詳細描述，本公開的上述及另外的特徵和特點將會更加明顯，其中圖1為剖視圖，其示出了本公開的軸密封裝置及使用該軸密封裝置的泵的說明性的實施方式；圖2為圖1中所示的泵裝置的主要部分的放大剖視圖；圖3示出了密封構件的防轉結構；圖4為主要部分的剖視圖，其示出了分隔壁形成有多個通孔的的示例；以及圖5為主要部分的剖視圖，其示出了中空構件設置成在徑向方向上貫穿分隔壁的示例。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖的圖1至圖5描述本公開的軸密封裝置及泵裝置的說明性的實施方式。圖1示出了泵裝置I的示例的概要。圖1中的附圖標記「2」表示用於制動裝置的液壓單元的殼體，其中包括有泵裝置I。殼體2具有外部殼體2a和內部殼體2b，2b這三個構件，內部殼體2b，2b以在外徑側處液密地密封的方式被包括在外部殼體2a中。在內部殼體2b、2c的中央處包括有旋轉軸3。旋轉軸3由安裝於內部殼體2b、2c的軸承4_p4_2 (下文中，為了方便區分部件，增加附圖標記和_2)支撐，使得旋轉軸3能夠在特定位置處旋轉。旋轉軸3聯接到馬達(未示出)的輸出軸並且由馬達的動力驅動著旋轉。在殼體2中，間隔開地包括有由旋轉軸3驅動的兩組泵泵5_ρ5_2為內齒輪泵，其中偏心地設置有齒數相差I (一)的內轉子和外轉子。泵5_1、5_2容置在內部殼體2b、2c中形成的泵容置室6_p6_2中。泵的內轉子被旋轉軸3旋轉並且外轉子相應地被旋轉，使得在內轉子和外轉子的齒之間形成的腔室的容積增加和減小。當腔室的容積增加和減小時，液體(制動流體)被吸入和排出。同時，泵5_ρ5_2設置成使得這些泵之間的吸入和排出的相位差為180度。
圖1的附圖標記「7_1、7_2」表示泵的吸入路徑，圖1的附圖標記「S+Sj」表示泵的排出路徑。各個泵的轉子的一個端面面向分別與吸入路徑7_p7_2連通的液體室(在圖中，與各泵的腔室連通的吸入口)制動流體由液體室9_p9_2被吸入到各泵的腔室。在泵5_ρ5_2之間設置有密封構件容置室10，並且在密封構件容置室10中容置有對旋轉軸的外周進行密封的密封構件11。密封構件11通過組合環形件Ila和橡膠環Ilb而構成，其中，環形件Ila滑動地裝配到旋轉軸3上並且對旋轉軸3與密封構件之間的間隙進行密封，橡膠環Ilb容納在環形件的外周上形成的環形凹部中。環形件Ila由具有優良的滑動特性的樹脂形成，並且通過設置於殼體2的中空構件14防止環形件Ila旋轉。橡膠環Ilb在形成於殼體中的軸孔的孔表面與環形構件Ila之間徑向幹涉地設置，並且因而在殼體的軸孔與環形件Ila之間進行密封。形成在環形件Ila的外周上的環形凹部為在凹部與橡膠環Ilb之間具有軸向遊隙的凹部，並且環形件Ilb和橡膠環Ilb能夠在軸向遊隙的範圍內沿軸向方向相對移動。軸承4_2設置在泵5_2與密封構件容置室10之間。密封構件容置室10的比圖1中的密封構件11更左邊的部分通過軸承4_2的內部間隙與泵5_2的液體室9_2連通。另一方面，泵5_i的液體室I1通過設置在密封構件容置室10與液體室I1之間的分隔壁12而與密封構件容置室10隔開。分隔壁12形成有軸孔12a並且旋轉軸3穿過軸孔 12a。在軸孔12a與旋轉軸3之間形成有避免接觸旋轉軸所必要的間隙。根據已知的泵裝置，密封構件容置室10的比圖1中的密封構件更右邊的部分與泵5_i的液體室9_i相連通的部分僅由間隙構成。因此，潤滑劑或異物會容易滯留在密封構件容置室10的比圖1中的密封構件11更右邊的部分。為了防止這樣的滯留，根據本公開，分隔壁12形成有在軸向方向上貫穿分隔壁的通孔13，並且中空構件(中空銷)14插入到通孔13中。密封構件容置室10設置成通過中空構件14的孔與液體室I1連通。因此，在密封構件容置室10與液體室I1之間形成制動流體的循環路徑。圖1的泵裝置的循環路徑由中空構件14的中心孔14a、及分隔壁的軸孔12a的孔表面與旋轉軸3的外周之間形成的間隙構造而成。循環路徑形成為使得防止異物及劣化的制動液滯留在密封構件容置室10中。因此，提高了密封構件的潤滑及保護性能，並且提高了軸的密封部分的耐久性。而且，由於形成了循環路徑，所以能夠去除密封構件容置室10中的空氣。關於避免密封構件容置室10的空氣，如圖2所示，中空構件14優選設置在這樣的位置在該位置處中心孔14a的開口與密封構件容置室10的豎直方向上的頂面側(比旋轉軸3的中心軸線高的上側)空間重疊。因此，能夠有效地從密封構件容置室10的頂面側空間抽取空氣，並且因此能夠將泵裝置出廠(ship)，使得空氣被完全去除。如圖4所示，分隔壁12可以形成有多個通孔13。當形成多個通孔13時，能夠在密封構件容置室10與液體室9_i之間形成循環路徑，使得制動流體能夠更容易地流動。中空構件14設置成用作環形件Ila的防轉鍵。因此，即使當設置若干個通孔13時，僅一個中空構件14就足夠了。在設置了多個通孔13的情況下，沒有安裝中空構件14·的通孔設置這樣的位置在該位置處，其與密封構件容置室10的相對於高度水平而言的頂面側空間重疊，使得改善了去除空氣的效果。同時，根據圖1的泵裝置，由於泵5_ρ5_2的操作和停止，引起液體室9_p9_2中的壓力變化。因為在泵5_1、5_2中的吸入和排出之間存在180度的相位差，所以液體室9_p9_2的壓力變化以一個液體室壓力增大而另一液體室壓力減小的方式發生。因此，密封構件11的兩端被交替施加有在軸向方向上推拉密封構件的力。密封構件I的環形件Ila具有比橡膠環Ilb小的滑動阻力並且還具有軸向移動遊隙。因此，環形構件Ila被施加於兩端的力推拉，使得其軸向地前進及後退。因此，密封構件容置室10的與液體室I1連通的一側的容積變化以產生泵作用，從而引起泵作用並由此促進循環路徑中的油循環。而且，當泵5_ρ5_2操作時，液體室9_p9_2中的壓力變化，從而使得橡膠環Ilb被壓縮及恢復，因而能夠促進循環路徑中的油循環。中空構件14的一端突出到密封構件容置室10中。突出部分插入到環形件Ila中形成的鍵孔15 (參照圖3)中，使得中空構件14接合到環形件Ila中。因此，防止了環形件Ila被帶動及與旋轉軸3 —起旋轉。因此，橡膠環Ilb不會被帶動和滑動，並且因此，橡膠環Ilb不會因為磨損或撕裂而損壞。因而，提高了密封構件11的耐久性。同時，安裝有中空構件14的通孔13並不局限於上述軸向延伸式。例如，如圖5所示，通孔13可以形成為徑向延伸，中空構件14可以安裝在通孔中，並且密封構件11可以與中空構件14的突出部分接合。在這種情況下，例如，通孔13形成為從吸入路徑L1——其形成在分隔壁12上並且與液體室I1連通一的徑向延伸部分的內端部朝向徑向內側延伸，由此吸入路徑7—i通過安裝在通孔13內的中空構件14而與密封構件容置室10相互連通。即使在這種構型中，也能夠獲得與上面相同的效果。而且，由於中空構件14在徑向方向上延伸，所以與中空構件在軸向方向上延伸的構型相比較，能夠容易地減小安置中空構件14的空間。因而，能夠抑制泵裝置I的軸向長度。另外，在該示例中，吸入路徑L1的用作液體室。另外，本公開的軸密封裝置也能夠應用於軸密封部分，不僅僅是泵裝置。在以下裝置中能夠實現與本公開同樣的功能該裝置具有液體室，將用作潤滑劑的油被引入到該液體室；分隔壁，該分隔壁將液體室與設置在旋轉軸的外周的密封構件容置室這兩室隔開，只要密封構件容置室的面向分隔壁的小室被分隔壁密封即可。本公開應用的泵裝置不限於示例性內齒輪泵。由通過旋轉軸傳輸的動力驅動的旋轉泵包括外齒輪泵、葉片泵、葉輪泵等，並且它在這些泵裝置的軸密封部分中將會是有效的。
權利要求
1.一種軸密封裝置，包括旋轉軸；密封構件，所述密封構件設置在所述旋轉軸的外周上；液體室，所述液體室填充有油；以及密封構件容置室，所述密封構件容置室中容置有所述密封構件，其中，所述液體室和所述密封構件容置室被分隔壁隔開，其中，所述旋轉軸穿過所述分隔壁中形成的軸孔並且所述旋轉軸的外周被所述密封構件密封，其中，所述分隔壁形成有貫穿所述分隔壁的通孔，在所述通孔中安裝有中空構件，所述中空構件的突出部分朝向所述密封構件容置室突出以與所述密封構件接合，並且其中，所述液體室與所述密封構件容置室通過所述中空構件的孔彼此連通。
2.一種旋轉泵裝置，包括泵送液體的旋轉泵；驅動所述泵的旋轉軸；以及密封構件，所述密封構件設置在所述旋轉軸的外周上；其中，所述密封構件容置在所述旋轉軸的所述外周上形成的密封構件容置室中，其中，所述密封構件容置室與連接至所述泵的腔室的液體室被分隔壁隔開，其中，所述旋轉軸穿過所述分隔壁中形成的軸孔，其中，所述分隔壁形成有貫穿所述分隔壁的通孔，在所述通孔中安裝有中空構件，所述中空構件的突出部分朝向所述密封構件容置室突出以與所述密封構件接合，並且其中，所述液體室與密封構件容置室通過所述中空構件的孔彼此連通。
3.根據權利要求2所述的旋轉泵裝置，其中，在所述密封構件容置室的兩側設置有由所述旋轉軸驅動的兩組旋轉泵，使得這些泵之間的吸入和排出的相位差為180度，其中，所述密封構件形成為能夠在所述密封構件容置室中軸向移動，所述密封構件容置室的被所述密封構件隔開的兩側分別與兩個液體室連通，所述兩個液體室分別連接至兩側的泵的腔室，並且其中，所述分隔壁設置在所述液體室中的至少一個與所述密封構件容置室之間處，並且所述中空構件安裝至所述分隔壁。
4.根據權利要求3所述的旋轉泵裝置，其中，所述分隔壁設置在所述液體室中的一個與所述密封構件容置室之間處，所述中空構件安裝至所述分隔壁，並且其中，另一液體室與所述密封構件容置室通過設置在它們之間的軸承的內部間隙而彼此連通。
5.根據權利要求2所述的旋轉泵裝置，其中，所述中空構件設置在這樣的位置在該位置處所述中空構件的所述孔的開口與所述密封構件容置室的豎直方向上的上側空間重疊。
6.根據權利要求2所述的旋轉泵裝置，其中，所述分隔壁形成有多個所述通孔並且所述中空構件安裝在所述多個通孔中的至少 一個通孔中。
全文摘要
一種軸密封裝置及使用該軸密封裝置的泵裝置。一種軸密封裝置包括旋轉軸；密封構件，該密封構件設置在旋轉軸的外周上；液體室；以及密封構件容置室，密封構件容置室中容置有密封構件，其中，液體室和密封構件容置室被分隔壁隔開，其中，旋轉軸穿過分隔壁中形成的軸孔並且旋轉軸的外周被密封構件密封，其中，分隔壁形成有貫穿分隔壁的通孔，中空構件安裝在通孔中，中空構件的突出部分朝向密封構件容置室突出以與密封構件接合，並且，液體室與密封構件容置室通過中空構件的孔彼此連通。
文檔編號F04D29/06GK103016339SQ20121036647
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者加藤大嗣, 安藤之人, 中村祐樹, 永沼貴寬, 川端倫明 申請人:株式會社愛德克斯, 株式會社電裝