CN109973380A - 流体压设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体压设备。流体压设备(1)包括：壳体(4)，其用于收纳工作部(2、3)；盖(5、6)，其用于封闭壳体的开口部，并与壳体一同划定工作流体室(7、8)；以及密封构件(39)，其能够弹性变形，设于壳体与盖之间，用于将工作流体室的工作流体密封，在壳体和盖中的一者设有供密封构件嵌入的密封槽(160)，密封构件具有：主体部(131)，其呈环状，划分高压侧和低压侧；以及突出部(132)，其从主体部向高压侧突出，密封构件的形成有突出部的部位的宽度(W2)大于密封槽的宽度(W0)，突出部的沿着主体部的周向的长度(L1)大于突出部的突出长度(W1)。

Description

流体压设备

技术领域

本发明涉及一种流体压设备。

背景技术

在日本JP1980－93758U中公开了这样的构造：通过将在预定部位设有凸部的O形密封圈嵌入齿轮泵的盖的槽，将O形密封圈保持于槽。

发明内容

但是，在日本JP1980－93758U所记载的构造中，凸部的长度(沿着O形密封圈的周向的长度)较短，凸部与槽的接触面积较小。因而，在日本JP1980－93758U所记载的构造中，为了防止O形密封圈自槽脱落，需要将O形密封圈的形成有凸部的部位的宽度与槽的宽度之差即过盈量取得较大。因此，在日本JP1980－93758U所记载的构造中，在将O形密封圈向槽嵌入时，局部地需要较大的力，因此存在难以嵌入槽这样的问题。此外，在凸部未嵌入至槽的内部的情况下，也有可能导致凸部在流体压设备的制造过程中自槽脱离。

本发明的目的在于，提供一种具备易于嵌入密封槽而且不易自密封槽脱离的密封构件的流体压设备。

根据本发明的一个技术方案，提供一种流体压设备，其中，该流体压设备包括：壳体，其用于收纳工作部；盖，其用于封闭所述壳体的开口部，并与所述壳体一同划定工作流体室；以及密封构件，其能够弹性变形，设于所述壳体与所述盖之间，用于将所述工作流体室的工作流体密封，在所述壳体和所述盖中的一者设有供所述密封构件嵌入的密封槽，所述密封构件具有：主体部，其呈环状，划分高压侧和低压侧；以及突出部，其从所述主体部向所述高压侧突出，所述密封构件的形成有所述突出部的部位的宽度大于所述密封槽的宽度，所述突出部的沿着所述主体部的周向的长度大于所述突出部的突出长度。

附图说明

图1是表示齿轮泵的纵剖视图。

图2是沿着图1的II－II线的剖视图。

图3是沿着图1的III－III线的剖视图。

图4是沿着图1的IV－IV线的剖视图。

图5是表示一对齿轮的剖视图。

图6是油封的俯视图，表示嵌入密封槽前的状态。

图7是沿着图6的VII－VII线的剖视图。

图8是图6的B部详细视图和B部详细视图的F向视图。

图9是嵌入密封槽的油封的剖视示意图。

图10是本实施方式的变形例的油封的局部放大俯视图。

图11是本实施方式的另一个变形例的油封的局部放大俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

作为本实施方式的流体压设备的齿轮泵1通过一对齿轮啮合地旋转而排出工作流体。如图1所示，齿轮泵1包括用于装入作为一对齿轮(工作部)的驱动齿轮2和从动齿轮3的泵体4和隔着泵体4配置的一对泵壳5、6。

泵体4具有分别用于装入驱动齿轮2和从动齿轮3的一对齿轮室7、8。泵体4作为用于收纳一对齿轮(工作部)的壳体发挥功能。

泵壳5与泵体4的一个端面4a接触地配置，泵壳5用于封闭齿轮室7、8的一侧的开口部。泵壳5安装固定于支承构件(未图示)，泵壳5作为法兰盘发挥功能。泵壳5也可以与泵体4一体地形成。

泵壳6与泵体4的另一个端面4b接触地配置，泵壳6用于封闭齿轮室7、8的另一侧的开口部。泵壳5、6作为用于封闭泵体4的开口部并与泵体4一同在内部划定工作流体室(空间)的盖发挥功能。

在驱动齿轮2的两端连结有旋转轴11、12。旋转轴11、12分别借助轴承13、14旋转自如地支承于泵壳5、6。旋转轴11延伸向泵体4的外部，连结于动力源(未图示)。这样，驱动齿轮2被外部的动力源向图5中的箭头所示的旋转方向旋转驱动。在从动齿轮3的两端连结有旋转轴15、16。旋转轴15、16分别借助轴承17、18旋转自如地支承于泵壳5、6。从动齿轮3通过与驱动齿轮2啮合而从动于驱动齿轮2，向图5中的箭头所示的旋转方向旋转。

如图2～图4所示，泵体4和泵壳5、6在利用定位销21a、21b、22a、22b定位的状态下利用作为连结构件的4根螺栓31、32、33、34连结在一起。定位销21a、21b***在泵壳5形成的定位孔5a、5b，定位销22a、22b***在泵壳6形成的定位孔6a、6b。螺栓31～34利用各自的轴向力将泵壳5、6按压于泵体4的两端面4a、4b。

如图1所示，在驱动齿轮2和从动齿轮3的两端面与泵壳5、6之间安装有侧板36、37。在泵体4的两端面4a、4b与泵壳5、6之间安装有油封39，利用油封39密封齿轮室(工作流体室)7、8。也就是说，油封39是用于密封齿轮室(工作流体室)7、8的工作流体的密封构件。油封39的结构的详细说明见后述。

如图2和图5所示，在泵体4的齿轮室7、8的低压侧形成有低压室41，在泵体4的齿轮室7、8的高压侧形成有高压室42。低压室41和高压室42隔着驱动齿轮2和从动齿轮3的齿轮啮合部形成。

如图4所示，在泵壳6形成有用于将工作流体吸入并引导至低压室41的低压口43和用于将高压室42的工作流体向齿轮泵1的外部排出的高压口44。这样，低压口43将工作流体引导至齿轮室7、8的低压侧，高压口44将齿轮室7、8的高压侧的工作流体排出。

在齿轮室7、8中，驱动齿轮2和从动齿轮3啮合地旋转，从而沿着齿轮室7、8各自的内周面输送从低压口43吸入的工作流体，并经由高压口44排出。作为工作流体，例如使用工作油。

主要参照图6～图9说明油封39。设于泵体4和泵壳5之间的油封39与设于泵体4和泵壳6之间的油封39结构相同。

油封39由橡胶等可弹性变形的构件形成。如图6所示，油封39具有环状的外侧环状部130、在外侧环状部130的内侧设置的环状的内侧环状部140以及将外侧环状部130和内侧环状部140连结起来的连结部150。

油封39嵌入在泵壳5、6设置的截面呈矩形的密封槽160，密封槽160的开口部被泵体4的端面4a、4b封闭(参照图9)。

如图3和图4所示，外侧环状部130划分齿轮泵1的外部和压力比齿轮泵1的外部的压力(大气压)高的高压区域HA。对于外侧环状部130，作用于内侧侧面的压力比作用于外侧侧面的压力高，因此外侧侧面被按压于密封槽160的侧面。由此，将高压区域HA的工作油密封，防止工作油从高压区域HA向齿轮泵1的外部泄漏。

内侧环状部140划分高压区域HA和压力比高压区域HA的压力低的低压区域LA。对于内侧环状部140，作用于外侧侧面的力比作用于内侧侧面的压力高，因此内侧侧面被按压于密封槽160的侧面，将高压区域HA的工作油密封。由此，阻断工作油的从高压区域HA向低压区域LA的流动，防止压力从高压侧向低压侧释放。高压区域HA与高压室42或者高压口44连通，高压流体导入高压区域HA。另一方面，低压区域LA与低压室41或者低压口43连通，低压流体导入低压区域LA。在导入高压区域HA和低压区域LA的工作流体的压力的作用下，侧板36、37压接于驱动齿轮2和从动齿轮3的侧面。由此，维持侧板36、37的齿轮侧侧面与齿轮的侧面之间的压迫力，将驱动齿轮2和从动齿轮3的齿槽金属密封。

如图6所示，外侧环状部130具有环状的主体部131和从主体部131向内侧即高压区域HA侧突出的多个突出部132。突出部132是用于在油封39嵌入密封槽160时利用弹性力保持油封39的部位。突出部132沿着环状的主体部131的周向设置。如图7和图9所示，主体部131的截面形状是圆形，其直径D1小于密封槽160的宽度W0(D1＜W0)。

如图6所示，主体部131具有多个弯曲部135和将相邻的弯曲部135彼此连接起来的直线部136。多个弯曲部135具有位于图示左侧的第1弯曲部135a、位于图示上侧和下侧的一对第2弯曲部135b、位于图示右侧的第3弯曲部135c以及位于第2弯曲部135b和第3弯曲部135c之间的一对第4弯曲部135d。

第1弯曲部135a、第2弯曲部135b、第3弯曲部135c分别形成为向外侧鼓出地弯曲的圆弧状，第4弯曲部135d形成为向内侧鼓出地弯曲的圆弧状。

如图所示，突出部132分别设于将第1弯曲部135a和图示上侧的第2弯曲部135b连接起来的直线部136以及将第1弯曲部135a和图示下侧的第2弯曲部135b连接起来的直线部136(共计两个部位)。在直线部136设置突出部132，因此与在弯曲部135设置突出部132的情况相比，能够容易地制造油封39。因此，能够谋求油封39的制造成本的降低。

一对突出部132与设于内侧环状部140的大致数字3形的数字3形弯曲部141的圆弧部141a相对地配置。另外，外侧环状部130的第3弯曲部135c借助连结部150连结于内侧环状部140，因此不必在比数字3形弯曲部141靠第3弯曲部135c侧的部位设置突出部132。

如图7和图8所示，突出部132呈大致长方体状，其自主体部131向侧方突出。突出部132的顶端面132a形成为平坦的形状。突出部132的突出长度W1小于主体部131的直径D1且大于主体部131的半径(D1)/2((D1)/2＜W1＜D1)。

突出部132的高度(厚度)H1设定为小于主体部131的直径D1(H1＜D1)。突出部132形成为突出部132的高度方向上的中心面和主体部131的中心轴线位于同一平面内。因此，如图9所示，在油封39收纳于密封槽160内的状态下，在突出部132和泵体4的端面4a、4b之间以及突出部132和密封槽160的底面160a之间分别形成有供工作流体导入的空间S1、S2。

突出部132呈大致长方体状，因此突出部132的图示上表面的受压面积与突出部132的图示下表面的受压面积相同。此外，突出部132的空间S1的压力与空间S2的压力相同。因此，对突出部132向图示上下方向均等地作用有载荷，因此突出部132不会向图示上下方向倾斜(变形)，能够将突出部132保持在适当的位置。因而，能够使突出部132稳定地抵接于密封槽160的侧面。

此外，由于设有空间S1、S2，因此防止了密封槽160内的工作油的沿着周向的流动被突出部132阻碍。因此，能够防止因压力在突出部132局部地升高而在油封39产生拉伸力。也就是说，能够防止油封39在齿轮泵1的工作过程中发生损伤。

如图7所示，弹性变形前的油封39的形成有突出部132的部位(以下记作“宽幅部位”)的宽度W2大于密封槽160的宽度W0(参照图9)(W2＞W0、W2＝W1+D1)。因此，如图9所示，在宽幅部位嵌入密封槽160时，宽幅部位以在密封槽160的宽度方向上收缩的状态保持于密封槽160的侧面。

如图6所示，突出部132的沿着主体部131的周向的长度(以下记作突出部132的长度)L1需要设定为能够将油封39稳定地保持于密封槽160的长度。在此，突出部132的长度L1是指在油封39嵌入密封槽160时与密封槽160的侧面接触的部位的长度。

若突出部132的长度L1过短，则在齿轮泵1的制造过程中，油封39自密封槽160脱落，油封39的自密封槽160突出的局部夹在泵壳5、6与泵体4之间，有可能产生不良现象。

例如，对将突出部形成为半球状而使突出部的顶端的一点与密封槽160接触的情况进行说明。在该情况下，在使安装有油封的密封槽160朝向下侧时，自突出部向周向两侧延伸的部位在其自重的作用下下垂，有可能因其自重作用于突出部而导致突出部自密封槽160脱离。若一个突出部自密封槽160脱离，则仅利用另一个突出部无法保持油封，油封会自密封槽160落下。在该情况下，需要进行将油封重新安装于密封槽160的作业，因此相应地组装作业需要时间。此外，若油封在即将使泵壳5、6重叠于泵体4之前自密封槽160脱落，则也有可能导致会以油封夹在泵壳5、6与泵体4之间的状态组装齿轮泵1。

因此，在本实施方式中，突出部132的长度L1设定为至少大于突出部132的突出长度W1(L1＞W1)。另外，一对突出部132之间的周向上的长度设定为长于突出部132的长度L1。通过在外侧环状部130空开预定的间隔地设置突出部132，从而与在外侧环状部130的整体设置突出部132的情况相比，能够简单地将油封39嵌入到密封槽160。

突出部132的长度L1大于突出部132的突出长度W1，因此充分地确保了突出部132与密封槽160的接触面积。因此，能够利用密封槽160稳定地保持油封39。

例如，在使安装有油封39的密封槽160朝向下侧时，即使从突出部132向周向两侧延伸的部位在其自重的作用下下垂，其自重也会分散地作用于突出部132的周向一端侧和另一端侧。因此，即使使密封槽160朝向下侧，也能防止突出部132自密封槽160脱离。此外，即使突出部132的端部自密封槽160脱离，也不会使突出部132的整体自密封槽160脱离。也就是说，即使突出部132的局部自密封槽160脱离，也能维持保持力，其原因在于，该突出部132的剩余的部分与密封槽160接触。因此，即使突出部132的端部自密封槽160脱离，也能防止油封30立即自密封槽160落下。

这样，在本实施方式中，突出部132嵌入密封槽160，从而将突出部132的顶端面132a与密封槽160的一个侧面的表面压力以及主体部131的靠与顶端面132a相反的那一侧的面与密封槽160的另一个侧面的表面压力作为保持力，防止油封39的脱落。在本实施方式中，使突出部132的长度L1大于突出部132的突出长度W1而确保了充足的接触面积，因此能够产生充足的保持力。由此，即使减小每单位面积的载荷(表面压力)，也能够确保用于防止油封39脱落的保持力。因此，在本实施方式中，能够将弹性变形前的油封39的宽幅部位的宽度W2(参照图7)与密封槽160的宽度W0(参照图9)之差(W2－W0)即过盈量设定得较小。

通过将过盈量设定得较小，能够减小在将宽幅部位嵌入密封槽160时对图6所示的外侧环状部130的周向上的每单位长度施加的载荷。因此，作业人员例如通过在用手指等将预定的突出部132的周向一端压入密封槽160之后使手指等从突出部132的周向一端朝向周向另一端滑移，能够容易地将突出部132的整体嵌入至密封槽160的内部。

另外，在本实施方式中，突出部132的长度L1设定为大于密封槽160的宽度W0(参照图9)以及弹性变形前的油封39的宽幅部位的宽度W2(参照图7)(L1＞W2＞W0)，与长度L1设定为小于宽度W0、W2的情况相比，能够将过盈量设定得更小。

突出部132形成为突出长度L1在从突出部132的周向一端到周向另一端的范围内均等，其顶端面132a平坦。因此，在本实施方式中，与突出部132的顶端面形成为波状等突出长度L1在从突出部132的周向一端到周向另一端的范围内不均等的情况相比，能够将油封39稳定地保持于密封槽160。

对作业人员组装齿轮泵1的步骤的一个例子进行说明。如图1所示，对于齿轮泵1而言，将多个构件层叠并利用螺栓31～34将各构件以层叠的状态连结起来。

首先，使密封槽160朝向上侧地配置泵壳5。接着，将油封39和支承环(未图示)嵌入泵壳5的密封槽160，将泵体4层叠于泵壳5。然后，在泵体4内依次层叠侧板36、驱动齿轮2以及从动齿轮3、侧板37。

接着，使密封槽160朝向上侧地配置泵壳6。将油封39和支承环(未图示)嵌入泵壳6的密封槽160。然后，使泵壳6旋转180度以使密封槽160朝向下侧，将泵壳6层叠于泵体4。最后，安装螺栓31～34，完成齿轮泵1。

根据上述的实施方式，起到以下的作用效果。

(1)突出部132的长度L1大于突出部132的突出长度W2，因此充分地确保了突出部132与密封槽160的接触面积。由此，能够产生充足的保持力，因此例如在将油封39嵌入泵壳6的密封槽160之后，在使泵壳6旋转180度时油封39也不会自密封槽160脱落。此外，即使在使泵壳6抵接于泵体4时产生冲击，油封39也不会自密封槽160脱落。这样，根据本实施方式，能够防止油封39自密封槽160脱落，防止因油封39的咬入而导致的工作油的泄漏。

(2)通过将突出部132的长度L1设定为大于突出部132的突出长度W2，从而充分地确保了突出部132与密封槽160的接触面积，因此能够将油封39的宽幅部位的宽度W2与密封槽160的宽度W0之差(W2－W0)即过盈量设定得较小。过盈量越小，则越能够减小在将宽幅部位嵌入密封槽160时对外侧环状部130的周向上的每单位长度施加的载荷。因而，根据本实施方式，能够容易地将突出部132的整体嵌入至密封槽160的内部，组装作业性较佳。

如上述(1)、(2)所述，根据本实施方式，能够提供一种具备易于嵌入密封槽160而且不易自密封槽160脱离的油封39的齿轮泵1。

以下的变形例也在本发明的范围内，也能够将变形例所示的结构和在上述的实施方式中说明的结构组合起来，或者将在以下的不同的变形例中说明的结构彼此组合起来。

(变形例1)

在上述实施方式中，对在泵壳5、6设置密封槽160的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。也可以在泵体4的端面4a、4b设置供油封39嵌入的密封槽160来替代在泵壳5、6设置密封槽160。

(变形例2)

在上述实施方式中，对在直线部136设置突出部132的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。也可以在弯曲部135设置突出部132来替代在直线部136设置突出部132。

(变形例3)

在上述实施方式中，对在外侧环状部130设置突出部132的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。也可以在内侧环状部140设置突出部。在该情况下，突出部设为从内侧环状部140的主体部向外侧即高压区域HA侧突出。

(变形例4)

在上述实施方式中，对本发明应用于由外侧环状部130和内侧环状部140连结而成的油封39的例子进行了说明，但本发明并不限定于此，能够将本发明应用于各种环状的油封。例如，也可以将本发明应用于不具备内侧环状部140和连结部150的油封。在该情况下，优选的是，在将配置于上下左右的弯曲部135之间连接起来的直线部(共计4个部位)分别设置突出部132。

(变形例5)

突出部132的形状并不限定于上述实施方式。既可以如图10所示将突出部132的端部形成为阶梯状，也可以如图11所示将突出部132的顶端面132a形成为交替地设有凹部和凸部的波状。在本变形例中，也是突出部132的长度(与密封槽160的侧面接触的部位的长度)L1至少大于突出长度W1。此外，优选的是，突出部132的长度L1设定为大于密封槽160的宽度W0和油封39的宽幅部位的宽度W2。另外，如图11所示，在突出部132的突出长度不均等的情况下，突出部132的长度L1设定为至少大于突出长度的最大值W1max。

(变形例6)

在上述实施方式中，对将本发明应用于作为使用工作油的液压设备的齿轮泵1的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。能够将本发明应用于各种泵、马达、缸等液压设备的密封构造。并且，也能够将本发明应用于使用水代替工作油作为工作流体的流体压设备的密封构造。

以下，归纳说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

作为流体压设备的齿轮泵1包括：泵体4，其作为壳体，用于收纳作为工作部的一对齿轮2、3；泵壳5、6，其作为盖，用于封闭泵体4的开口部，并与泵体4一同划定工作流体室7、8；以及油封39，其作为能够弹性变形的密封构件，设于泵体4与泵壳5、6之间，用于将工作流体室7、8的作为工作流体的工作油密封，在泵体4和泵壳5、6中的一者设有供油封39嵌入的密封槽160，油封39具有：主体部131，其呈环状，划分高压侧和低压侧；以及突出部132，其从主体部131向高压侧突出，油封39的形成有突出部132的部位的宽度W2大于密封槽160的宽度W0，突出部132的沿着主体部131的周向的长度L1大于突出部132的突出长度W1。

在该结构的情况下，突出部132的沿着主体部131的周向的长度L1大于突出部132的突出长度W1，因此充分地确保了突出部132与密封槽160的接触面积。因此，能够将油封39的形成有突出部132的部位的宽度W2与密封槽160的宽度W0之差(W2－W0)即过盈量设定得较小。其结果，能够提供一种具备易于嵌入密封槽160而且不易自密封槽160脱离的密封构件(油封39)的流体压设备(齿轮泵1)。

在齿轮泵1中，突出部132的沿着主体部131的周向的长度L1大于密封槽160的宽度W0。

在齿轮泵1中，突出部132的沿着主体部131的周向的长度L1大于油封39的形成有突出部132的部位的宽度W2。

在这些结构的情况下，能够进一步增大突出部132与密封槽160的接触面积，因此能够将过盈量设定得更小。

在齿轮泵1中，在突出部132与密封槽160的底面160a之间以及突出部132与泵体4和泵壳5、6中的另一者之间分别形成有供工作油导入的空间S1、S2。

在该结构的情况下，在突出部132的两侧作用有工作流体压，因此能够将突出部132保持在适当的位置，使突出部132稳定地抵接于密封槽160的侧面。

在齿轮泵1中，突出部132形成为突出长度W1在从突出部132的周向一端到周向另一端的范围内均等。

在齿轮泵1中，突出部132的顶端面形成为平坦的形状。

在这些结构的情况下，能够将油封39更稳定地保持于密封槽160。

在齿轮泵1中，主体部131具有多个弯曲部135和将相邻的弯曲部135彼此连接起来的直线部136，突出部132设于直线部136。

在该结构的情况下，与在弯曲部135设置突出部132的情况相比，能够容易地制造油封39，因此能够谋求油封39的制造成本的降低。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

Claims (5)

1.一种流体压设备，其中，

该流体压设备包括：

壳体，其用于收纳工作部；

盖，其用于封闭所述壳体的开口部，并与所述壳体一同划定工作流体室；以及

密封构件，其能够弹性变形，设于所述壳体与所述盖之间，用于将所述工作流体室的工作流体密封，

在所述壳体和所述盖中的一者设有供所述密封构件嵌入的密封槽，

所述密封构件具有：

主体部，其呈环状，划分高压侧和低压侧；以及

突出部，其从所述主体部向所述高压侧突出，

所述密封构件的形成有所述突出部的部位的宽度大于所述密封槽的宽度，

所述突出部的沿着所述主体部的周向的长度大于所述突出部的突出长度。

2.根据权利要求1所述的流体压设备，其中，

在所述突出部与所述密封槽的底面之间以及所述突出部与所述壳体和所述盖中的另一者之间分别形成有供工作流体导入的空间。

3.根据权利要求1或2所述的流体压设备，其中，

所述突出部形成为所述突出长度在从所述突出部的周向一端到周向另一端的整个范围内均等。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的流体压设备，其中，

所述突出部的顶端面形成为平坦的形状。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的流体压设备，其中，

所述主体部具有：

多个弯曲部；以及

直线部，其将相邻的所述弯曲部彼此连接起来，

所述突出部设于所述直线部。