专利名称：具有防水功能的机动车转动轴结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种能具有防水功能的机动车转动轴结构，可广泛适用于机动车辆中的转动轴部件在常规用途下的防水密封。
背景技术：
机动车辆中的电动机等许多具有转动轴的设备，其工作状态下的转轴运行频率和/或转速一般较高，在一般用途下为防止在各种工况下的外界袭水(如来自外部的雨水、溅水、冲洗水等)可能沿转轴进入设备内部导致不良、甚至严重的后果，通常采用的防水密封手段是使用接触式的静密封元件，如密封胶圈、动密封圈等，这些方式都会因增加摩擦阻力而影响动力轴的传递，并造成较高的维护的频率及费用。因此，作为机动车辆上一般用途的电机转动轴等结构部分都是没有设置轴防水机构的，因而也就无法预防电机来自外界袭水的情况。
公开号为CN 1573024A的中国专利说明书公开了一种涉及轴密封机构以及轴密封机构的组装结构在大型流体机械上的应用机构，主要涉及应用于大型流体机械轴类的密封。该机构在转动轴的外圆周侧分布着数量众多薄片密封机构，并将其与定子采用了一定的组合结构，使薄片组的两侧在转动轴外圆周面形成高压和低压两个区域，絮扰和阻抗进入的液体或气体的流向，减小流体沿轴线从高压侧区域到低压侧区域的溢流量。由于其机构的组合附件过多，结构及装配形式复杂，而且其轴密封方式在方法上也不够完善，只能在一定程度上减少液体的泄漏量，为保证效果必须与其它密封机构组成多级密封。
公开号为CN 1271403A的中国专利文献公开了一种用于叶片机械的轴密封的构件，构件不复杂且密封性能较好，主要用于水下工作机构的轴密封。其构件是由上下壳体并沿转轴轴线定位装配组成，在内壁的局部开有两排并列的射流导槽，导槽与射流管道导通。射流导槽与射流管道通过循环不间断的输入和排出压力蒸汽来对转轴密封，与之类似的轴密封机构则采用了在环形导槽输入压缩的空气或惰性气体阻断沿轴与壳体间隙进入的液体，并且促使压力气体在通过并列的导槽时型腔截面的骤变更加增强射流的压力，该原理对潜水电机的轴密封早已成功运用。该机构在原理上采用大于外界液体压力的射流气体，沿外界液体的侵入方向反方向流动阻断液体的通道，同时对工作条件要求很高，必须配备用于密封的气体介质的产生、供压等外围辅助设备。
公告号为CN 2612335Y的中国专利公开了一种电机轴的密封结构，采用使电机轴穿过孔径大小刚好与轴达到密封配合的密封环。为减小电机轴与密封环内壁接触面的磨损，其密封环的环形内壁面设置成截面呈半圆形的凸部，通过面接触转化为线接触来减少摩擦阻力和磨损。由于该密封属于动密封形式，结构原理虽简单，但却无法避免轴与密封环的接触带来的磨损，密封效果随着使用次数的增加而变差，仍不能满足电机在工业中的运用。
发明内容
鉴于上述情况，本发明将提供一种新结构形式的具有防水功能的机动车转动轴结构，使其能在满足电机等运转部件正常运行和不损耗转动轴传递动力的前提下，为电机等设备的转动轴提供一种非接触式的密封方式，其结构简单且能具有满意的防水性能，可广泛适用于机动车辆中的转动轴部件在常规用途下的防水密封。
本发明具有防水功能的机动车转动轴结构的结构，是在以动配合方式工作的转轴和轴套的配合部位处设置有至少一个呈径向内凹形式的集水环槽，并在与集水环槽相适应的集水部位处设有与外界相通的排水通道。
本发明上述结构的工作原理是，根据流体力学的特性可知，转动轴外周面与轴套内壁面在以保持小间隙配合的工作状态下，在外界有水冲刷时，分布在轴套的内壁上的内凹集水环槽可以把转动轴和轴套之间的间隙分隔成高压侧的外区域和低压侧的内区域，且该型腔截面的骤变使压力液体无法在局促空间内形成射流。此外，在高压侧区域和低压侧的内区域之间增加了适应配合分布的环凸结构和集水环槽结构，也可阻隔、改变液体侵入的途径，使得被吸附并集汇在集水环槽内的液体则可首先经位于其底部的相应排水通道而排出到设备外，从而可在一定程度上有效地遏制了外界的压力液体沿转轴与轴套配合间隙的进入。
基于此可以理解，本发明上述结构中用于吸附和集汇液体的集水环槽是一种非接触式的结构，因此可以在满足转动设备的正常运行和不损耗电机轴的传递动力的前提下，能具有满意防水性能和效果的简单防水结构。
上述结构中，对所说的集水环槽在转轴和轴套配合部位处的具体设置形式，可以有不同方式的选择。在一种实施例中，所说该集水环槽采用的是设置在轴套一侧的配合内壁面处，与之相应的排水通道可以沿环周设置多个，但至少在位于所说集水环槽下方的凹底集水部位处应设置有所说的排水通道，以利被集汇的水能顺利地自然排出。
在另外的实施例中，上述所说该集水环槽则采用的是将集水环槽设置在转动轴的配合外周面处，相应则应在轴套侧与该集水环槽相对应的部位处、至少应在轴套侧的下方与该集水环槽相对应的部位处相应设置有所说的该排水通道，同样可以实现将被集水环槽所集汇的水顺利排出的目的。
进一步，上述集水环槽的设置部位无论是在轴套一侧，还是在转轴一侧，对该集水环槽的设置形式同样可以有多种选择。例如，其可以采用沿转动轴和轴套的径向平面方向设置；或是采用沿与转动轴和轴套轴向方向斜交的斜平面方向设置；还可以采用为在转轴和轴套配合部位处以螺旋方式设置、且至少应设置成一个螺旋周的形式等。
在上述结构中，如果在一个集水环槽的不同部位和/或因设置有多个独立的集水环槽而设置有两个或更多个排水通道时，所设置的各排水通道，既可以采用为各自相互独立与外界连通的形式，也可以采用为经各自设置的排水口与汇总式的排水通道相连通的形式。
根据上述结构和工作原理，另一种变化的结构形式同样可以实现本发明防水目的。这种变形结构是在以动配合方式工作的转动轴和轴套的配合部位处的轴套内壁处设置有至少一个环绕式的连续径向伸凸结构，在径向伸凸结构的内侧方轴套部位处设置有排水通道。这里所说的该径向伸凸结构同样也可以如上述，采用为在径向平面方向上设置的至少一个环凸结构，或是采用为在与轴套轴向方向斜交的斜平面方向上设置的至少一个环凸结构。在采用后者和/或设置有多个斜交形式的凸环时，各凸环同样也可如上述那样，既可以是各自独立的斜交凸环，或是为以螺旋方式设置的至少一个螺旋周的形式。
以下通过由附图所示实施例的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
图1是本发明中一种具有防水功能的机动车转动轴结构的示意图。
图2是本发明中另一种具有防水功能的机动车转动轴结构的示意图。
图3是本发明中又一种具有防水功能的机动车转动轴结构的示意图。
图4是本发明中再一种具有防水功能的机动车转动轴结构的示意图。
图5是本发明中另外的一种具有防水功能的机动车转动轴结构的示意图。
图6是图1结构中的集水环槽局部结构的示意图。
具体实施例方式
在图1所示的是以应用于机动车电机为例的防水轴结构。其中的电机转动轴1装配于固定在电机壳体5上的轴套4中，在轴套4的配合内壁处设置有集水环槽2，并与转动轴1的对应表面间形成一变化的型腔，在位于集水环槽2下方的凹槽底部处设有可与外界连通的排水通道3的开口。该集水环槽2的设置方式，可以为沿转动轴1的径向平面或斜面等方向设置，也可以为在轴套4的配合面上以螺旋方式设置的一个螺旋周的形式。该集水环槽2可以在轴套4的内壁与转动轴1的配合表面之间形成一变化的型腔，从而达到防水功能。
图2所示的是在图1的基础上，沿轴向平行排列设置有两个集水环槽2的结构形式，并在各集水环槽2的下方分别设置有相互独立的排水通道3。设置有两个或是更多个集水环槽2后，可以在轴套4的内壁与转动轴1的配合表面之间形成多个变化的型腔，从而可以成为具有多级密封环节的防水功能的结构。
图3所示的是在图1或图2所示结构的基础上，在与轴套4配合面处的该集水环槽2相对应的转动轴1的配合周面部位，还设置有能与该集水环槽2作适应配合的环凸6的结构形式。该环凸6能阻碍和扰乱进入的水液沿转轴与轴套之间狭缝的流动方向，并引导液体进入集水凹槽2。
图4是另一种能实现本发明防水目的和功能的转动轴结构，其结构形式是在轴套4的内壁处设置有与转动轴1作适应配合的环凸6，并在靠近环凸6内侧方的轴套部位处设置有排水通道3。此结构同样可阻隔水液沿转轴轴面与内壁之间吸附进入的途径，同时，该结构还能使侵入的压力水液形成负压。此结构也能在满足装配和运转的前提下，组成具有多级密封环节的结构，防水性能更为理想。
图5所示的是将集水环槽2设置在转动轴1配合外周面处的一种结构形式，对的排水通道3则设置在轴套4的配合壁面下方与该集水环槽2相对应的部位处。该结构同样可以使转动轴1表面的该集水环槽2与轴套4的内壁面之间形成有变化的型腔，使浸入的液体被集汇并排出。以此结构为基础，同样也可以在不削弱转轴强度的前提下，组成具有多级密封效果的结构。
图6所示的是在图1所示结构中分布在轴套4的配合内壁上的集水环槽2的立体结构示意，该环槽能使压力流体在变化的型腔中释压，达到减压、阻隔和汇聚液体的功能。
权利要求
1.具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是在以动配合方式工作的转动轴(1)和轴套(4)的配合部位处设置有至少一个呈径向内凹形式的集水环槽(2)，并在与集水环槽(2)相适应的集水部位处设有与外界相通的排水通道(3)。
2.如权利要求1所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)设置在轴套(4)的配合内壁面处，至少在位于所说集水环槽(2)下方的凹底集水部位设置有所说的排水通道(3)。
3.如权利要求2所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是在与轴套(4)配合面处设置的集水环槽(2)相对应的转动轴(1)配合周面部位设置有能与所对应的集水环槽(2)作适应配合的环凸结构(6)。
4.如权利要求1所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)设置在转动轴(1)的配合外周面处，至少在轴套(4)的下方与该集水环槽(2)相对应的部位处设置有所说的排水通道(3)。
5.如权利要求1所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)以沿转动轴(1)和轴套(4)的径向平面方向设置。
6.如权利要求1所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)沿与转动轴(1)和轴套(4)轴向方向斜交的斜平面方向设置。
7.如权利要求6所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)为在转动轴(1)和轴套(4)配合部位处以螺旋方式设置的至少一个螺旋周。
8.如权利要求1至6之一所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)为沿轴向平行排列的至少两个，在各集水环槽(2)和/或环槽不同部位处分别设置相互独立的排水通道(3)。
9.如权利要求1至6之一所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的集水环槽(2)为沿轴向平行排列的两个，在各集水环槽(2)和/或环槽不同部位处分别设置有与汇总式的排水通道(3)相连通的排水口。
10.如权利要求7所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是在集水环槽(2)不同部位处分别设置有相互独立的排水通道(3)。
11.如权利要求7所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是在环槽不同部位处分别设置有与汇总式的排水通道(3)相连通的排水口。
12.具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是在以动配合方式工作的转动轴(1)和轴套(4)的配合部位处的轴套(4)内壁处设置有至少一个环绕式的连续径向伸凸结构(7)，在径向伸凸结构(7)的内侧方轴套部位处设置有排水通道(3)。
13.如权利要求12所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的径向伸凸结构(7)为在径向平面方向上设置的至少一个环凸结构。
14.如权利要求12所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的径向伸凸结构(7)为在与轴套(4)轴向方向斜交的斜平面方向上设置的至少一个环凸结构。
15.如权利要求14所述的具有防水功能的机动车转动轴结构，其特征是所说的径向伸凸结构(7)为以螺旋方式设置的至少一个螺旋周。
全文摘要
具有防水功能的机动车转动轴结构，在以动配合方式工作的转轴和轴套的配合部位处设置有至少一个呈径向内凹形式的集水环槽，并在与集水环槽相适应的集水部位处设有与外界相通的排水通道。该结构能在满足电机等运转部件正常运行和不损耗转动轴传递动力的前提下，为电机等设备的转动轴提供一种非接触式的密封方式，其结构简单且能具有满意的防水性能，可广泛适用于机动车辆中的转动轴部件在常规用途下的防水密封。
文档编号F16J15/16GK1702358SQ20051002117
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者赵济威, 袁跃强 申请人:成都依姆特高科技有限责任公司