专利名称：水泵的密封装置、水泵的旋转支承装置及水泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水泵的密封装置、水泵的旋转支承装置及水泵，具体而言，本发明涉及到对水泵密封装置的改进，这种水泵可用于汽车发动机上并能够使冷却水循环流动。
背景技术：
用于汽车发动机上并能够使冷却水循环流动的水泵已经在日本专利公报特开平8-254213中公开，而且这种水泵按照图6所示的方式制成。一个圆筒形的壳体1设置有一个安装凸缘2，该安装凸缘形成于位于其轴向内端的外周面上(轴向方向上的内侧就是最靠近发动机的那侧，而且在所有附图中均位于右侧)，该圆筒形壳体1通过安装凸缘2被固定到发动机的汽缸体上。在壳体的径向内侧设置有一个滚动轴承组件6，该滚动轴承组件6包括一个位于轴向内端上的滚珠轴承4和一个位于轴向外端上的滚柱轴承5(轴向方向上的外侧就是距离发动机最远的那侧，而且该外侧在所有附图均位于左侧)，滚珠轴承4和滚柱轴承5组合在一起支承着转轴3，以使其能够在壳体的径向内侧自由转动。在该滚动轴承组件6的轴向方向(图6中的左右方向)的两端上设置有密封圈7、7，该密封圈用于防止装在轴承组件内部的润滑脂产生泄漏并防止外界的异物(例如灰尘或蒸气)进入到轴承组件内。此外，一个皮带轮8被固定到位于上述转轴3之外端的一个部分上，而转轴3则从位于壳体1之外端上的孔内伸出。
当被安装在发动机内时，一根皮带(未在图中示出)被装在该皮带轮8上，该皮带轮可通过发动机的曲轴而旋转并驱动上述的转轴3。另外，一个叶轮9被固定到位于转轴3之内端的一个部分上，其中转轴3从位于安装凸缘2之内端的表面上伸出。当该安装凸缘2被固定到发动机的汽缸体上时，上述叶轮9就位于水套内，而该水套又被安装在该汽缸体内。当转轴3旋转时，水套内的冷却水就会循环流向散热器(未在附图中示出)或类似部件和从该散热器或类似部件流出。
此外，在转轴3的外周面和壳体1的内周面之间还设置有一个机械密封件10。当发动机工作时，该机械密封件10允许转轴3转动，同时还可防止蒸气或在水套内流动的冷却水产生泄漏。但是，利用上述的机械式密封件10很难得到良好的密封效果，而且当在该机械式密封件10的密封表面上产生摩擦热时，含有化学物质(例如防冻剂或防锈剂)的冷却水就会蒸发，而且会变成蒸气，朝向滚动轴承组件6泄漏，同时，由于冷却水的蒸发还会使上述化学物质浓缩，而且也会朝向滚动轴承组件6泄漏。因此，在转轴3的中部上，就有一个挡油圈11位于机械式密封件10和内部密封圈7之间的位置上，而且在壳体1的中部上，在面向挡油圈11之外周缘的那部分上设置有一个进-排孔(未在图中示出)，该进-排孔能够将由机械式密封件10漏出的蒸气或热水自由排向壳体10的外部。换言之，上述的进-排孔用于沿轴向在外部与介于机械密封件10和内部密封圈7间的空间之间形成联通，以起到蒸气腔的作用，这样就能够将该空间内的蒸气和热水排向外部。
在图6所示的现有技术的第一实例中，内部密封圈7上的一对密封唇12、12的内周缘与位于转轴3之中部上的外周面始终保持滑动接触。该内部密封圈7和上述挡油圈11没有相互连接在一起，而是相互独立的。
就此而言，如图7所示，日本专利公报特开平11-153096公开了一种通过将密封圈7a和挡油圈a设置在使其能够互相连接在一起的位置上来提高密封性能的结构。在这种结构中，密封圈7a的三个唇缘12a、12b和12c，尤其是密封唇12a和12b始终与转轴3a的外周面保持滑动接触。另一方面，另外那个密封唇12c的边缘始终与挡油圈11a的外表面滑动接触。通过这种结构，就可以提高图6所示的现有技术的第一实例的密封性能，而且还可以更加有效地防止异物例如蒸气或热水进入到支承着转轴3a的滚珠轴承组件内部。
此外，与下文所述的本发明的结构相似，可以考虑在挡油圈的外周缘上以使其与转轴同心的方式设置一个外径侧的圆筒形部分；在一个密封唇上设置有一个顶缘，以使该密封唇沿径向向里的方向朝该顶缘倾斜；该顶缘与该外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触。通过这种结构，由于异物被收集在上述外径侧圆筒形部分的外周面上，而该外周面由于直径较大而具有较大的离心力，因此就可以通过该离心力将异物抛掷出去。因此，就可以更加有效地防止异物例如蒸气或热水进入滚动轴承的内部。
在图7所示的已有结构的第二实例中和使密封唇的顶缘与设置在挡油圈之外周缘周围的外径侧圆筒形部分的外周面保持滑动接触的结构中，密封性能要优于图6所示的已有结构的第一实例。但是，为能够长期有效地防止异物进入轴承组件内，就需要进一步提高密封性能。换言之，如图7所示，在日本专利公报特开平11-153096公开的那种结构中，在密封圈7a的三个密封唇12a、12b和12c中，仅有一个密封唇即密封唇12c的边缘与上述挡油圈11a的外表面滑动接触，但没有给出详细的说明。
就此而言，为能够长期有效地防止异物进入到轴承组件内，就需要满足下述条件(1)和(2)。
(1)密封唇12c的顶缘必须始终以足够的压力、无间隙地与挡油圈11a的外表面滑动接触。
(2)必须使由于与挡油圈11a的外表面相互摩擦而在密封唇12c的顶缘上产生的磨损程度最小。
在仅满足上述条件(1)的情况下，就可以增加密封唇12c的弹性变形量并增加将密封唇12c的顶缘推压在挡油圈11a之外表面上的力。另一方面，在仅满足上述条件(2)的情况下，可减小密封唇12c的弹性变形量并降低将密封唇12c的顶缘推压在挡油圈11a之外表面上的力。
由于用于确保密封性能的上述条件(1)与用于保证耐用性的上述条件(2)相互矛盾，因此用于长期、有效地防止异物进入轴承组件内的实际结构就显得非常重要。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种能够解决上述问题的水泵密封装置、水泵的旋转支承装置和一种水泵。
在本发明的水泵密封装置、水泵的旋转支承装置和水泵中，如权利要求1所述的水泵密封装置包括一个密封圈和一个装配在转轴上的挡油圈，其中该密封圈用于将介于一个不可转动部件的内周面和穿过该不可转动部件的水泵转轴的外周面之间的空间挡住，而且该密封圈的外周缘被固定到不可转动部件的内周面上。此外，还设置有一个外径侧圆筒形部分，该外径侧圆筒形部分以与转轴同心的方式设置在挡油圈的外周缘周围。而且，该密封圈还包括一个第一密封唇和一个第二密封唇，其中第一密封唇与转轴的外周面滑动接触或与随转轴一起旋转的挡油圈之外周面滑动接触；而第二密封唇则与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触并沿径向向里的方向朝顶缘倾斜。
此外，如权利要求2所述的水泵的旋转支承装置，包括一个外环，在该外环的内周面上设置有一个外环滚道；一个水泵转轴，在其外周面上设置有一个内环滚道；多个滚动元件，这些滚动元件以能够自由转动的方式设置在外环滚道和内环滚道之间；一个密封圈，该密封圈的外周缘被固定到位于外环端部的内周面上；和一个装配在转轴上的挡油圈。此外，还设置有一个外径侧的圆筒形部分，该部分以与转轴同心的方式设置在挡油圈的外周缘上。该密封圈还包括一个第一密封唇和一个第二密封唇，其中第一密封唇与转轴的外周面或与随转轴一起转动的挡油圈之外周面滑动接触，第二密封唇与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触并沿径向向里的方向朝顶缘倾斜。
另外，如权利要求3所述的水泵，包括一个壳体；一个外环滚道，该外环滚动直接形成于该壳体的内周面上或设置在一个环绕在该壳体的内周面上的独立外环上；一个转轴，该转轴设置有一个内环滚道，该内环滚道设置在转轴的外周面上；多个滚动元件，这些滚动元件以能够自由滚动的方式设置在外环滚道和内环滚道之间；一个密封圈，该密封圈的外周缘被固定到位于外环端部的内周面上；一个挡油圈，该挡油圈被装配在转轴上；一个皮带轮，该皮带轮被固定到转轴的外端上；一个叶轮，该叶轮被固定到转轴的内端上；一个机械式密封件，该密封件设置在壳体的内周面和转轴的外周面之间并沿轴向定位在介于叶轮和挡油圈之间的一个部分上；和一个空间，该空间沿轴向定位于机械式密封件和密封圈之间。此外，还设置有一个外径侧圆筒形部分，该部分以与转轴同轴的方式设置在挡油圈的外周缘上。另外，密封圈还包括一个第一密封唇和一个第二密封唇，该第一密封唇与转轴的外周面或与随转轴一起转动的挡油圈之外周面滑动接触，该第二密封唇与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触并沿径向向里的方向朝顶缘倾斜。
具体而言，在采用本发明的水泵密封装置、水泵的旋转支承装置和水泵的情况下，当第二密封唇的顶缘与上述外径侧圆筒形部分的外周面相互接触时，第二密封唇产生的弹性变形量至少等于该第二密封唇在自由状态下的高度的1/10，最大为7/10。此外，外径侧圆筒形部分的外周面上的一个部分与第二密封唇的顶缘滑动接触，该接触部分的粗糙度的算术平均值Ra为0.2μm至2.0μm，或者其最大高度Ry为从0.8μm至8.0μm。
第二密封唇的弹性变形量最好至少为该第二密封唇在自由状态下的高度的2/10，最大为该高度的5/10；而且在更好的情况下，其弹性变形量至少为其在自由状态下的高度的2/10，最大为该高度的3/10。
另外，第二密封唇的横截面形状最好为楔形，即其宽度(厚度)沿着从底部到顶端的方向逐渐变小。同时，该第二密封唇的长度至少为该第二密封唇的平均厚度尺寸的两倍，而且最好至少为2.5倍。
采用按照上述方式构造的本发明之水泵密封装置、水泵的旋转支承装置及水泵，就可以长期、有效地防止异物进入到用于支承水泵转轴的滚动轴承组件内。
图1为一个局部剖视图，图中按照与图6中的部分A相对应的方式示出了本发明第一实施例；图2为图1的部分B的视图；图3为与图2中的部分C相对应的另一种形状的第二密封唇的视图；图4为一个局部剖视图，图中示出了与图1中的部分D相对应的本发明的第二实施例；图5为一个与图4相似的视图，图中示出了本发明的第三实施例；图6为传统型已有水泵的第一实例的剖视图；图7为一个局部剖视图，图中示出了传统型已有水泵的第二实例。
具体实施例方式
图1和2示出了本发明的第一实施例。该实施例的特征在于通过适当调节密封圈13和挡油圈14的形状和尺寸，而使穿过机械式密封件10的蒸气或热水很难进入到包括有多个滚动元件(滚珠)的滚动轴承组件6内，其中挡油圈14设置在转轴3a的中部，而且距外部的距离比距机械密封件10的距离更远(见图6)。水泵的整体结构和其它部分的结构和功能与包括图6所示之结构在内的传统水泵的结构和功能基本相同，因此省略或简化了对这些相同部分的说明和图示，而且本文仅对本发明的特征部分或以前没有详细阐述过的部分加以说明。
为制成作为上述滚动轴承组件6a的一部分的滚珠轴承4a，多个滚动元件15被一个保持器(未在附图中示出)可转动地保持在一个较深的槽形外环滚道17和一个较深的槽形内环滚道18之间，其中外环滚道形成于外环16的内周面上，而内环滚道则形成于转轴3a的外周面上。密封圈13的外周缘被固定到一个连接沟槽19内，而该连接沟槽19又一直设置在位于外环内端的内周面上。该密封圈13包括一个由弹性材料(例如橡胶)制成的弹性部件21，可用一个环形的金属芯20对该弹性部件21进行加固。在图示的实例中，该弹性部件21的外周缘沿径向向外伸出的量大于金属芯20的外周缘沿径向向外伸出的量，而且该弹性部件21的外周缘被固定到连接沟槽19内。但是，也可以在上述密封圈20的外周缘上将金属芯20露出并将该金属芯20固定到上述的连接沟槽19内。
该弹性部件21包括一个第一密封唇22和一个第二密封唇23。其中，第一密封唇22设置在密封圈13的内周缘上，以能够始终与转轴3a之中部的外周面滑动接触。换言之，第一密封唇22在自由状态下的内径略小于转轴3a的中间部分的外径，而且当将转轴3a插装到第一密封唇22的内径侧中时，第一密封唇22的内周缘始终与转轴3a之中间部分的外周面弹性接触。
第二密封唇23在下述方式从弹性部件21的一个侧面延伸到内部使其沿径向向里的方向朝向其顶缘倾斜。该第二密封唇23的横截面形状为楔形，即其宽度(厚度)沿着从底部朝向顶端的方向逐渐变小。同时，第二密封唇23的长度至少为其平均厚度的两倍，而且最好为其平均厚度的2.5倍。该第二密封唇23的顶缘始终与外径侧圆筒形部分26的外周面滑动接触并与转轴3a同轴，而该外径侧圆筒形部分26设置在挡油圈14的外周缘上，具体如下所述。在该状态下，第二密封唇23以能够使其横截面为圆弧形的方式弯曲(卷曲)。
上述的挡油圈14被装配并固定在转轴3a的中间部分上，而且该挡油圈14位于邻近密封圈13之内部的部分上并由耐腐蚀性的金属板制成，例如由不锈钢板或受到过耐腐蚀性表面处理的钢板制成，从而至少使与第二密封唇23的顶缘相接触的那个表面不腐蚀，另外该挡油圈是通过将耐腐蚀性的金属板弯成横截面形状为曲柄状的环形而制成。换言之，该挡油圈14包括一个内径侧圆筒形部分25，该部分是通过沿轴向将环形部分24的内周缘向里弯曲90度形成的；一个外径侧圆筒形部分26，该部分是通过类似的方式将外周缘沿轴向向外弯曲90度形成的，而且与内径侧圆筒形部分25同轴。通过将内径侧圆筒形部分25以干涉配合紧紧装配到转轴3a的中间部分上，就可以将挡油圈14固定到转轴3a之中间部分的外周面上。在这种状态下，外径侧的圆筒形部分26以与转轴3a同轴的方式支承并固定在该转轴3a上。而且，第二密封唇23的顶端始终与外径侧圆筒形部分26的外周面滑动接触。该外径侧圆筒形部分26按照上述方式得到支承，而且其外周面始终与第二密封唇23的顶缘滑动接触，该外周面的粗糙度按照下述方式设置算术平均粗糙度Ra从0.2μm至2.0μm，或者最大高度Ry从0.8μm至8.0μm。
在本发明的情况下，通过适当调节第二密封唇23的顶缘在自由状态下的直径(内径)和外径侧圆筒形部分26的外径，就可以在装配状态下使第二密封唇2 3的弹性变形量(相对自由状态的径向弹性压缩量，如图1和2中的虚线所示)至少为第二密封唇23在自由状态下的高度H的1/10，最大可达到该高度H的7/10，如图中的实线所示(H/10≤δ≤7H/10)。该弹性变形量δ最好至少为第二密封唇2 3在自由状态下的高度H的2/10，最大为该高度H的5/10，如图中的实线所示(2H/10≤δ≤5H/10)；在更好的情况下，该弹性变形量至少为高度H的2/10，最大为该高度的3/10(2H/10≤δ≤3H/10)。在将外径侧圆筒形部分26的底部与环形部分24的外周缘连接起来的那部分上设置有一个横截面为圆弧形的弯曲部分27，而且密封圈13和挡油圈14的轴向位置可按照下述方式进行调整使第二密封唇23的顶缘不与弯曲部分27相接触。这样，就可以根据需要调节弹性变形量δ。
利用按照上述方式制成的实例，就能够长期、有效地防止异物(例如蒸汽或热水)进入滚动轴承组件6a的内部，而该滚动轴承就支承着水泵的转轴3a。
下面将对能够改善密封性能、从而防止异物进入到轴承组件内部的原因加以说明。
第一，由于第二密封唇23沿径向向里的方向朝顶缘倾斜，这样就可以有效地预防异物的侵入。换言之，当试图进入滚动轴承组件6a内部的异物到达位于滚动轴承组件6a和机械密封件10之间的空间28内时(见图6)，这些异物就会抵压在第二密封唇23的外周面上。这种压力作用于将第二密封唇23的顶缘推压到外径侧圆筒形部分26的外周面上的方向上。因此，在介于第二密封唇23的顶缘和外径侧圆筒形部分26的外周面之间的部分内很难形成间隙。
而且，当该部分暴露在含有浓缩化学物质(例如防冻剂或防腐蚀剂)的高温蒸汽和冷却水下(或被含有浓缩化学物质的高温蒸汽和冷却水撞击)时，第二密封唇23就会在这两种物质(蒸汽和冷却水)的共同作用下膨胀并沿圆周方向成波浪状变形，这样，即使在介于第二密封唇23的顶缘和外径侧圆筒形部分26的外周面之间的接触区域内，有几个地方出现了缝隙，而且异物试图通过这些缝隙进入滚动轴承组件6a内时，异物在能够进入该缝隙内之前就已经在离心力的作用下被向外抛出，而且离心力是通过使异物与随转轴3a一起转动的外径侧圆筒形部分26之外周面相互接触而作用于异物上的。外径侧圆筒形部分26的外径越大，那么作用于异物上的离心力也越大，这样就可以将异物有效排出，而且还可有效防止异物进入到滚动轴承组件6a的内部。
第二，由于第二密封唇23的压缩量δ被确定为至少等于第二密封唇23在自由状态下的高度H的1/10(δ≥H/10)，因此就能够通过第二密封唇23的弹性变形而保证在第二密封唇23的顶缘与外径侧圆筒形部分26的外周面之间的滑动接触区域内有(足够的)接触压力。因此，在滑动接触区域内很难形成缝隙，这样就可以提高密封性能。另外，可通过将第二密封唇23的压缩量δ确定为至少等于第二密封唇23在自由状态下的高度H的2/10(δ≥2H/10)，就能够更加有效地提高密封性能。
从图1中可以清楚地看到第二密封唇23在自由状态下的高度H就是从位于第二密封唇23之底部上的内周缘到第二密封唇23之顶缘的轴向距离。该距离越大，或者在自由状态下的高度H越大，那么第二密封唇23也就越容易产生弹性变形。当位于第二密封唇23之底部的内周缘上的部分就是如图3所示横截面为圆弧形的弯曲部分29时，其在自由状态下的高度H就是从该弯曲部分29的底部到第二密封唇23之顶缘的轴向距离。
下面，将对能够提高耐用性、从而可长期保持在防止异物进入的状态下的原因加以阐述。
第一，由于第二密封唇23的弹性变形量δ被保持为最大等于第二密封唇23在自由状态下的高度H的7/10(δ≤7H/10)，因此就可以防止第二密封唇23的顶缘与外径侧圆筒形部分26之间的滑动接触区域内由于第二密封唇23的弹性变形而产生的接触压力过大。因此，就可以防止在接触区域产生摩擦并保持第二密封唇23之顶缘的磨损最小。
第二，外径侧圆筒形部分26的外周面与第二密封唇23的顶缘相互接触，而且其外周面的算术平均粗糙度被调整至从0.2μm到2.0μm的范围内，或者将最大高度Ry调整至从0.8μm到8.0μm的范围内(通过将算术平均粗糙度Ra和最大高度Ry中的至少一个的数值保持在上述范围内，就能够使该外周面成为粗糙度很小的光滑表面)，这样，顶缘就不会被迫与该外周面相互摩擦，从而将顶缘的摩擦降至最小程度。当外周面的算术平均粗糙度Ra大于2.0μm，而且最大高度Ry大于8.0μm时，那么顶缘的摩擦就会很严重，而且也很难保证可靠的耐用性。相反，当外周面的算术平均粗糙度Ra小于0.2μm，或最大高度Ry小于0.8μm时，就可以在很大程度上提高加工成本，而且也不能对提高耐用性起到更多的作用。挡油圈14由耐腐蚀的金属板制成，这样，至少位于外径侧圆筒形部分26的外周面上并与第二密封唇23的顶缘滑动接触的那个部分的表面不会产生腐蚀，这样该外周面上的粗糙度也不会因为腐蚀而变大，因此就能够长时间地保持这种防磨损功能。
这样，就可以防止第二密封唇23的顶缘产生磨损，因此即使水泵被长时间地使用，也能够在第二密封唇23的顶缘与外径侧圆筒形部分26的外周面之间的滑动接触区域内保持合适的接触，而且还可以保证该滑动接触区域内的密封性能。将算术平均粗糙度Ra的数值和最大高度Ry的数值中的至少一个保持在上述各个范围内是必须的，而且可通过将这两个数值保持在上述的范围内而使耐用性得以进一步提高。
接下来，图4和5示出了本发明的第二和第三实施例。在上述的本发明第一实施例中，仅有一个第一密封唇22与转轴3a的外周面滑动接触，但在本发明的第二和第三实施例中，设置有两个沿相反方向倾斜的第一密封唇22、22a。第一密封唇22在朝内径侧延伸的同时还沿轴向向外倾斜，而且该第一密封唇22能够正常工作并对防止滚动轴承组件内的润滑脂泄漏起到很好的作用。在图4所示的第二实施例中，两个密封唇22、22a与转轴3a的外周面滑动接触。另一方面，在图5所示的第三实施例中，两个密封唇22、22a与装配在转轴3a上的挡油圈14a的内径侧圆筒形部分25a的外周面滑动接触。用于该第三实施例中的挡油圈14a的横截面形状为槽形。其它结构和功能与第一实施例相同，因此省略了对这些相同部件的图示和详细说明。
在组装本发明的过程中，当将第二密封唇23的顶缘(见图1至3)安装到挡油圈14、14a的外径侧圆筒形部分26上时，必须注意不要使第二密封唇23卷起来。为此，可以采用下述的装配方法将第二密封唇23的顶缘装配在一个圆筒形的保持套管上，该保持套管的内径略大于外径侧圆筒形部分26的外径；接着，在将第二密封唇23的顶缘安装到外径侧圆筒形部分26上之后，将保持套管从第二密封唇23的内径侧取出。当然，也可以在外径侧圆筒形部分26的端部设置一个锥形的导向部分，而且该锥形导向部分的外径沿朝向尖端的方向逐渐变小，然后就可以利用该导向部分将第二密封唇23的顶缘装配到外径侧圆筒形部分26上。该导向部分的尖端部分的外径等于或小于第二密封唇23的顶缘在自由状态下的内径。在采用这种结构的情况下，在该导向部分与密封圈13的其余部分之间当然不存在干涉，而且当密封件已经被完全安装到位时，第二密封唇23的顶缘就应该不再与该导向部分的外周面相互接触。
工业实用性按照上述方式制成和操作的本发明能够在不增加成本和水泵体积的前提下提高水泵的耐用性。
权利要求
1.一种水泵的密封装置，该密封装置设置在一个具有一内周面的不可转动部件和一个水泵的转轴之间，该转轴被插装在该不可转动的部件内并具有一个外周面；该密封装置包括一个具有一外周缘的密封圈，其被固定到不可转动部件的内周面上；一个挡油圈，该挡油圈具有一个外周面并被装配到转轴上，以挡在不可转动部件的内周面与水泵转轴的外周面之间，该挡油圈具有一个外周缘，该外周缘设置有一个外径侧圆筒形部分，该部分与转轴同心并具有一个外周面；所述密封圈包括一个第一密封唇，该第一密封唇与转轴的外周面滑动接触或与随转轴一起转动的挡油圈之外周面滑动接触；一个第二密封唇，该第二密封唇具有一个与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触的顶缘，该第二密封唇沿径向向里的方向朝其顶缘倾斜，其中当第二密封唇的顶缘与外径侧圆筒形部分的外周面接触时，该第二密封唇所产生的弹性变形量至少等于第二密封唇在自由状态下的高度的1/10，而且该弹性变形量最大为该高度的7/10；位于外径侧圆筒形部分的外周面上并与第二密封唇的顶缘滑动接触的那个部分的粗糙度的算术平均值Ra为0.2μm至2.0μm，或者其最大高度Ry为从0.8μm至8.0μm。
2.一种用于水泵上的旋转支承装置，其包括一个外环，该外环具有一个内周面，该内周面上形成有一个外环滚道；一个水泵转轴，该转轴具有一个外周面，该外周面上形成有一个内环滚道；多个滚动元件，可转动地设置在外环滚道与内环滚道之间；一个具有一外周缘的密封圈，所述外周缘被固定到外环的内周面上在其一端处；和一个挡油圈，该挡油圈具有一个外周面并被装配在转轴上，该挡油圈还具有一个外周缘，该外周缘上又形成有一个外径侧的圆筒形部分，该外径侧的圆筒形部分与转轴同心并具有一个外周面，所述密封圈包括一个第一密封唇，该第一密封唇与转轴的外周面滑动接触或与随转轴一起转动的挡油圈之外周面滑动接触；和一个第二密封唇，该第二密封唇具有一个与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触的顶缘，该第二密封唇沿径向向里的方向朝其顶缘倾斜，其中当第二密封唇的顶缘与外径侧圆筒形部分的外周面接触时，该第二密封唇所产生的弹性变形量至少等于第二密封唇在自由状态下的高度的1/10，而且该弹性变形量最大为该高度的7/10；位于外径侧圆筒形部分的外周面上并与第二密封唇的顶缘滑动接触的那个部分的粗糙度的算术平均值Ra为0.2μm至2.0μm，或者其最大高度Ry为从0.8μm至8.0μm。
3.一种水泵，其包括一个壳体，该壳体具有一个内周面；一个外环滚道，该外环滚道直接形成于该壳体的内周面上或形成在一个环绕该壳体内周面的独立外环上；一个转轴，该转轴具有一个外周面，在该外周面上形成有一个内环滚道；多个滚动元件，这些滚动元件可转动地设置在外环滚道与内环滚道之间；一个具有一外周缘的密封圈，所述外周缘被固定到外环的内周面上在其一端处；一个挡油圈，该挡油圈具有一个外周面并被装配在转轴上；一个皮带轮，该皮带轮被固定到转轴上在其外端处；一个叶轮，该叶轮被固定到转轴上在其内端处；一个机械式密封件，该密封件设置在壳体的内周面与转轴的外周面之间并沿轴向位于叶轮与挡油圈之间；一个沿轴向设置在机械式密封件与密封圈之间的空间；所述挡油圈还具有一个外周缘，该外周缘又形成有一个外径侧的圆筒形部分，该外径侧的圆筒形部分与转轴同轴并具有一个外周面，所述密封圈包括一个第一密封唇，该第一密封唇与转轴的外周面滑动接触或与随转轴一起转动的挡油圈之外周面滑动接触；和一个第二密封唇，该第二密封唇具有一个与外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触的顶缘，该第二密封唇沿径向向里的方向朝其顶缘倾斜，其中当第二密封唇的顶缘与外径侧圆筒形部分的外周面接触时，该第二密封唇所产生的弹性变形量至少等于第二密封唇在自由状态下的高度的1/10，而且该弹性变形量最大为该高度的7/10；外径侧圆筒形部分的外周面的、与第二密封唇的顶缘滑动接触的那个部分的粗糙度的算术平均值Ra为0.2μm至2.0μm，或者其最大高度Ry为从0.8μm至8.0μm。
全文摘要
本发明提供一种水泵结构，这种水泵能够在不增加成本或不增加体积的前提下提高其耐用性。一种密封装置由一个密封圈13和一个挡油圈14构成，密封圈13和挡油圈组合在一起防止异物进入到滚动轴承6a内。当密封圈13的第二密封唇23的顶缘与设置在挡油圈14的外周缘上的外径侧圆筒形部分的外周面滑动接触时，该第二密封唇23的弹性变形量δ至少等于第二密封唇在自由状态下的高度的1/10，而且该弹性变形量最大为该高度的7/10。此外，位于外径侧圆筒形部分26的外周面上并与第二密封唇23的顶缘滑动接触的那个部分，其粗糙度的算术平均值Ra为0.2μm至2.0μm，或者其最大高度Ry为从0.8μm至8.0μm。
文档编号F04D29/10GK1558991SQ01823700
公开日2004年12月29日 申请日期2001年9月6日 优先权日2001年9月4日
发明者池谷正道 申请人:日本精工株式会社