本發(fā)明涉及機械密封，尤其涉及零件個數(shù)少且小型廉價的適于電動水泵等的機械密封。

背景技術(shù)：

以往，機械驅(qū)動式水泵通常構(gòu)成為具備機械密封、唇式密封并以球軸承支承旋轉(zhuǎn)軸(例如參照專利文獻1及2)。

近年來，在混合動力車、電動車中為了節(jié)省燃料消耗而采用與機械帶驅(qū)動式相比能夠更加精密地進行熱管理的電動泵，可以預(yù)料今后普通汽車用的水泵也會逐漸采用電動泵。

電動泵有兩種類型：被稱為封閉型(cannedtype)的無密封構(gòu)造(例如參照專利文獻3)；以及與機械帶驅(qū)動式水泵同樣地具備密封機構(gòu)的類型(例如參照專利文獻4及5)。

封閉型因無密封而不必擔(dān)心漏水，但是會由于采用將定子和轉(zhuǎn)子以隔板(專利文獻3的罐26)分隔的構(gòu)造而導(dǎo)致電力損失增大，在使用永久磁鐵的情況下會導(dǎo)致成本高昂。

與此對照，具備密封機構(gòu)的類型，如圖3所示，由于使用密封機構(gòu)而存在漏水的風(fēng)險，但是感應(yīng)線圈(定子側(cè))與磁體(轉(zhuǎn)子側(cè))之間的電力損失小，能夠使用小型的磁鐵，與封閉型相比成本低，今后具有逐漸普及的可能性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2013－53693號公報

專利文獻1:日本特開2005－188651號公報

專利文獻1:日本特開2006－207513號公報

專利文獻1:日本特開2005－188393號公報

專利文獻1:日本特開2005－207310號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)，在配設(shè)于殼50內(nèi)的主軸51的一端側(cè)形成泵部52并在另一端側(cè)形成馬達部53且具備殼基體56，該殼基體56劃分出收納馬達部53的馬達殼54和收納泵部52的泵殼55殼，在該殼基體56上形成使主軸51插入貫通的貫通孔56a，在主軸51的馬達部53側(cè)形成有支承磁體58的大徑部51a，并且由該大徑部51a和磁體58形成馬達的轉(zhuǎn)子部57，主軸51通過在馬達殼54的底部59配設(shè)的球軸承60和軸承套筒61而被旋轉(zhuǎn)自如地支承，套筒61構(gòu)成支承主軸51的旋轉(zhuǎn)的滑動軸承，同時構(gòu)成為對殼基體56的貫通孔56a進行軸封的機械密封的固定側(cè)密封環(huán)，其經(jīng)由o型圈62嵌入殼基體56的貫通孔56a的內(nèi)周，并利用墊圈63將在其端部設(shè)置的凸部61a按壓于構(gòu)成轉(zhuǎn)子部57的大徑部51a，而主軸51的大徑部51a則兼用作旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)，因此在大徑部51a因滑動而磨損的情況下，就必須對主軸51進行更換而更換并不容易，另外，大徑部51a要求具備作為滑動件的特性，但是當主軸51整體由適于滑動件的材料形成的情況下，則會導(dǎo)致成本升高。

此外，該現(xiàn)有技術(shù)由于兼用作滑動軸承和固定側(cè)密封環(huán)的套筒61是構(gòu)成為在軸向上移動自如的類型(反彈按壓密封環(huán)的推壓部件被設(shè)置在靜止側(cè)的構(gòu)造即所謂“靜止型”)，因此還有需要將套筒61的軸承面的徑向間隙設(shè)定為較大的程度，主軸51會在軸承面上晃動而導(dǎo)致軸承面破損的問題。此外還需要另設(shè)球軸承60，會導(dǎo)致成本增加等而存在較多需要改進的方面。

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其目的是提供一種機械密封，能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)進行旋轉(zhuǎn)軸的支承，由此不必另設(shè)軸承而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化及低成本化，并且不需要固定側(cè)密封環(huán)在軸向上移動，從而能夠作為軸承發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

用于解決課題的方案

為了達成上述目的，本發(fā)明的機械密封的第一方案為，

其裝設(shè)于形成在殼與旋轉(zhuǎn)軸之間的軸封部而對殼與旋轉(zhuǎn)軸之間進行密封，上述機械密封的特征在于，

具備：固定側(cè)密封環(huán)；以及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)，其與該固定側(cè)密封環(huán)相對滑動接觸，

上述固定側(cè)密封環(huán)配設(shè)為比上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)靠高壓流體側(cè)，并固定于上述殼且具備在徑向上對上述旋轉(zhuǎn)軸進行支承的滑動面，

上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)利用裝設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)軸的施力單元而移動自如地裝設(shè)在軸向上，

上述旋轉(zhuǎn)軸具備與上述固定側(cè)密封環(huán)的徑向的滑動面進行接觸滑動而在徑向上被支承的外周面，

在上述固定側(cè)密封環(huán)與上述旋轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有在推力方向上對上述旋轉(zhuǎn)軸進行支承的推力環(huán)。

根據(jù)該特征，能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)進行旋轉(zhuǎn)軸的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠促進裝置的小型化及低成本化。另外，由于將固定側(cè)密封環(huán)固定于殼而不必在軸向上移動，因此能夠作為軸承發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

另外，本發(fā)明的機械密封的第二方案為，在第一方案中，其特征在于，上述推力環(huán)設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)軸，在上述固定側(cè)密封環(huán)的側(cè)面設(shè)置與上述推力環(huán)進行滑動的推力方向的滑動面。

根據(jù)該特征，能夠確保推力環(huán)的滑動面的面積，并且能夠簡化其安裝構(gòu)造。

另外，本發(fā)明的機械密封的第三方案為，在第一或第二方案中，其特征在于，上述推力環(huán)至少設(shè)置在上述固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)。

根據(jù)該特征，至少能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸向固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)分離的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的密封面的密封功能受損。另外，在推力環(huán)設(shè)置在固定側(cè)密封環(huán)的兩側(cè)的情況下，還能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸向固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)接近的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的密封面的過度的緊貼而防止密封面的破損。

另外，本發(fā)明的機械密封的第四方案為，在第一至第三的任一方案中，其特征在于，在設(shè)置于上述固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)的推力環(huán)的滑動面以及與該滑動面進行相對滑動的對象側(cè)的滑動面中的至少任一個滑動面上設(shè)置流體導(dǎo)入單元，該流體導(dǎo)入單元用于使上述滑動面的摩擦減小并且將流體導(dǎo)入至上述固定側(cè)密封環(huán)和上述旋轉(zhuǎn)軸的上述徑向的滑動面。

根據(jù)該特征，能夠使固定側(cè)密封環(huán)和在固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)的滑動面、及固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸的徑向的滑動面上的摩擦減小，并促進裝置的省電化、穩(wěn)定性及高壽命化。

另外，本發(fā)明的機械密封的第五方案為，在第四方案中，其特征在于，上述流體導(dǎo)入單元至少具備流體循環(huán)槽、正壓發(fā)生機構(gòu)或螺旋槽中的任一個。

根據(jù)該特征，能夠使流體向滑動面的導(dǎo)入切實可靠，從而使滑動面的摩擦進一步減小。

另外，本發(fā)明的機械密封的第六方案為，第一至第五的任一方案中，其特征在于，上述殼是電動水泵的殼，其構(gòu)成為：在該殼內(nèi)的一端配設(shè)馬達裝置，并在另一端配設(shè)經(jīng)由上述旋轉(zhuǎn)軸而通過上述馬達裝置進行驅(qū)動的泵裝置，在上述馬達裝置與上述泵裝置之間配設(shè)上述機械密封，上述固定側(cè)密封環(huán)被上述殼固定地支承，上述旋轉(zhuǎn)軸被上述固定側(cè)密封環(huán)支承，上述馬達裝置的轉(zhuǎn)子部、上述泵裝置的旋轉(zhuǎn)葉片及上述旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)被上述旋轉(zhuǎn)軸支承。

根據(jù)該特征，在具備密封機構(gòu)的電動水泵中，能夠減小感應(yīng)線圈(定子側(cè))與磁體(轉(zhuǎn)子側(cè))之間的電力損失，并且能夠使用小型的磁體。另外，能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)進行旋轉(zhuǎn)軸的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動水泵的小型化及低成本化。

發(fā)明效果

本發(fā)明具有以下這樣的優(yōu)異效果。

(1)由于能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)進行旋轉(zhuǎn)軸的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠促進裝置的小型化及低成本化。另外，由于將固定側(cè)密封環(huán)固定于殼而不必在軸向上移動，因此能夠作為軸承發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

(2)由于推力環(huán)在旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置并在固定側(cè)密封環(huán)的側(cè)面上設(shè)置與推力環(huán)進行滑動的推力方向的滑動面，從而能夠確保推力環(huán)的滑動面的面積，并且能夠簡化其安裝構(gòu)造。

(3)由于推力環(huán)在固定側(cè)密封環(huán)的兩側(cè)中至少在固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)設(shè)置，從而能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸向固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)分離的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的密封面的密封功能受損。另外，在推力環(huán)設(shè)置在固定側(cè)密封環(huán)的兩側(cè)的情況下，還能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸向固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)接近的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)的密封面的過度的緊貼而防止密封面的破損。

(4)由于在固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)的滑動面及與該滑動面進行相對滑動的對象側(cè)的滑動面中，至少在任一個滑動面上設(shè)置用于使滑動面的摩擦減小并且將流體向固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸的徑向的滑動面導(dǎo)入的流體導(dǎo)入單元，從而能夠使固定側(cè)密封環(huán)和在固定側(cè)密封環(huán)的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)的滑動面、及固定側(cè)密封環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸的徑向的滑動面上的摩擦減小，并促進裝置的省電化、穩(wěn)定性及高壽命化。

(5)由于流體導(dǎo)入單元至少具備流體循環(huán)槽、正壓發(fā)生機構(gòu)或螺旋槽中的任一個，從而能夠使流體向滑動面的導(dǎo)入切實可靠，使滑動面的摩擦進一步減小。

(6)由于殼是電動水泵的殼，構(gòu)成為：在該殼內(nèi)的一端配設(shè)馬達裝置并在另一端配設(shè)通過馬達裝置并經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸進行驅(qū)動的泵裝置，在馬達裝置與泵裝置之間配設(shè)機械密封，固定側(cè)密封環(huán)被殼固定地支承，旋轉(zhuǎn)軸被固定側(cè)密封環(huán)支承，馬達裝置的轉(zhuǎn)子部、泵裝置的旋轉(zhuǎn)葉片及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)被旋轉(zhuǎn)軸支承，從而在具備密封機構(gòu)的電動水泵中，能夠減小感應(yīng)線圈(定子側(cè))與磁體(轉(zhuǎn)子側(cè))之間的電力損失，并且能夠使用小型的磁體。另外，由于能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)進行旋轉(zhuǎn)軸的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動水泵的小型化及低成本化。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施例1的機械密封的縱剖視圖。

圖2是表示設(shè)置在推力環(huán)的滑動面上的液體導(dǎo)入單元的圖。

圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖。

具體實施方式

以下參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式基于實施例進行例示性的說明。但是，該實施例所記載的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等，只要沒有特別明示的記載，則本發(fā)明的范圍就并不僅限于這些例示。

實施例1

參照圖1及2對本發(fā)明的實施例1的機械密封進行說明。

圖1所示的實施例1示出了本發(fā)明的機械密封適用于壓送液體的泵室與空氣環(huán)境下的電動馬達室鄰接配置的小型的電動水泵的情況，作為機械密封是對具有從密封面的內(nèi)周朝向外周方向泄漏的趨勢的高壓流體側(cè)的被密封流體進行密封的形式的外側(cè)型的密封。

在圖1中，在配設(shè)于殼1內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸2的一端側(cè)(在圖1中為左側(cè))配設(shè)有泵裝置3并在另一端側(cè)(在圖1中為右側(cè))配設(shè)有馬達裝置4。

另外，殼1具備：主要收納泵裝置3的泵殼5、主要收納馬達裝置4的馬達殼6、對它們進行區(qū)劃的分隔構(gòu)件7。

在泵裝置3中，泵殼5由圓筒部5a和底部5b構(gòu)成而剖面呈有底杯狀，開口側(cè)與分隔構(gòu)件7的一個側(cè)面抵接，在內(nèi)部的收容空間中收容旋轉(zhuǎn)葉片8，并形成了泵室9。另外，旋轉(zhuǎn)葉片8經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2而利用馬達裝置4的驅(qū)動力進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而能夠?qū)⒁后w向預(yù)定的部位壓送。此外，在泵殼5與分隔構(gòu)件7之間裝設(shè)o型圈11進行密封以防止液體從泵室9向外部泄漏。

在馬達裝置4中，馬達殼6由圓筒部6a和底部6b構(gòu)成并形成為一側(cè)開口的有底杯狀，開口側(cè)抵接于分隔構(gòu)件7的與泵裝置3相反的側(cè)面，在內(nèi)部的收容空間中收容有構(gòu)成馬達的定子部12及轉(zhuǎn)子部13。

旋轉(zhuǎn)軸2通過以還具有作為軸承的功能的方式配設(shè)的固定側(cè)密封環(huán)20而被旋轉(zhuǎn)自如地支承。對于這一點將在后面進行詳細說明。

在旋轉(zhuǎn)軸2的馬達裝置4側(cè)(圖1中的右側(cè))形成有支承磁鐵15的大徑部2a，由大徑部2a和磁鐵15構(gòu)成了馬達的轉(zhuǎn)子部13。磁鐵15具有與定子部12大致相同的軸向?qū)挾?，裝設(shè)磁鐵15的大徑部2a的外徑側(cè)也具有與定子部12大致相同的軸向?qū)挾龋⒃趦?nèi)徑側(cè)的泵裝置3側(cè)形成有收容空間2b，該收容空間2b用于配設(shè)后述的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21。

此外，大徑部2a不限于圖1所示那樣的與旋轉(zhuǎn)軸2一體的方式，只要是在外徑側(cè)支承磁鐵15并將驅(qū)動力向旋轉(zhuǎn)軸2傳遞且能夠在內(nèi)徑側(cè)收容密封環(huán)等的方式即可，例如也可以由與旋轉(zhuǎn)軸2分體獨立的部件構(gòu)成。

分隔構(gòu)件7對泵殼5和馬達殼6進行區(qū)劃，并在對它們進行保持的同時經(jīng)由固定側(cè)密封環(huán)20支承旋轉(zhuǎn)軸2，由于需要具備一定的強度而具有預(yù)定的厚度。因此，在分隔構(gòu)件7的徑向中心形成用于對固定側(cè)密封環(huán)20進行固定的貫通孔7a。貫通孔7a構(gòu)成為具有小徑部和大徑部，在固定側(cè)密封環(huán)20的外周面和徑向及軸向這兩個方向上切實地卡合，能夠牢固地保持固定側(cè)密封環(huán)20。此外，在分隔構(gòu)件7與固定側(cè)密封環(huán)20之間還形成有未圖示的止轉(zhuǎn)機構(gòu)，從而使分隔構(gòu)件與固定側(cè)密封環(huán)20不會相對地轉(zhuǎn)動。另外，在分隔構(gòu)件7設(shè)有對貫通孔7a和固定側(cè)密封環(huán)20的外周面進行密封的o型圈22。

此外，關(guān)于固定側(cè)密封環(huán)20的保持，也可以相對于分隔構(gòu)件7經(jīng)由將其與分隔構(gòu)件7的整個間隙面埋沒的彈性體或易于在分隔構(gòu)件7上設(shè)置的部件來進行設(shè)置。

在分隔構(gòu)件7與旋轉(zhuǎn)軸2之間配設(shè)以還發(fā)揮滑動軸承的功能的方式形成的固定側(cè)密封環(huán)20。固定側(cè)密封環(huán)20除了具有機械強度以外還具備自潤滑性、耐磨損性等特性，例如由從碳(carbon)、sic或超硬合金等中選定的一種材料形成。并且，在固定側(cè)密封環(huán)20的內(nèi)周面20a形成用于將旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)自如地支承的滑動軸承部。固定側(cè)密封環(huán)20的內(nèi)周面20a的滑動軸承部與旋轉(zhuǎn)軸外周之間的間隙，需考慮使用溫度或材料等來決定，并依據(jù)在普通的滑動軸承中設(shè)定的間隙來決定。

在固定側(cè)密封環(huán)20的與泵裝置3側(cè)(被密封流體側(cè))相反的一側(cè)，配設(shè)與固定側(cè)密封環(huán)20的密封面20b相對滑動接觸的旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21。旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21與固定側(cè)密封環(huán)20同樣地除了具有機械強度以外還具備自潤滑性、耐磨損性等特性，例如考慮與對象部件的適應(yīng)性等從碳、sic或超硬合金等中選定。

在旋轉(zhuǎn)軸2裝設(shè)用于使旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21在軸向上朝向固定側(cè)密封環(huán)20側(cè)施力的施力單元25，從而將旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面21a向固定側(cè)密封環(huán)20的密封面20b推壓。

在本例中，施力單元25由波紋管構(gòu)成，波紋管25的一端與軸環(huán)23連結(jié)，并且另一端與軸承保持架24連結(jié)，旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21被熱壓配合或壓入于軸承保持架24的端面。

此外，作為施力單元當然不限于波紋管而也可以使用螺旋彈簧。

軸環(huán)23由金屬形成而呈環(huán)狀，并經(jīng)由o型圈26在旋轉(zhuǎn)軸2的外周面上固定。

波紋管25是將多張通過沖切加工等形成為波形環(huán)狀的金屬制的隔膜板排成一列并在鄰接的隔膜板的外徑部之間及內(nèi)徑部之間利用氣焊等交替地連結(jié)而使整體形成為折皺筒狀，并使得一端在軸環(huán)23側(cè)利用氣焊等一體地連結(jié)。

軸承保持架24由金屬形成而呈筒狀，并使得波紋管25的另一端利用氣焊等一體地連結(jié)。軸承保持架24的材料與波紋管25的材料相同，或者是由熱膨脹系數(shù)大致近似的不同材料制成。

通常是利用焊接將軸承保持架24、波紋管25及軸環(huán)23作為一體件來制作。

在本例中，旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21、施力單元即波紋管25、軸環(huán)23及軸承保持架24，在旋轉(zhuǎn)軸2的大徑部2a上形成的收容空間2b內(nèi)配設(shè)，考慮到了使電動水泵的軸向尺寸縮短。

在旋轉(zhuǎn)軸2上，除了與固定側(cè)密封環(huán)20的徑向的滑動面即內(nèi)周面20a進行接觸滑動而在徑向上被支承的外周面2c以外，還設(shè)有與固定側(cè)密封環(huán)20的推力方向的滑動面即兩側(cè)面20c及20d進行接觸滑動而支撐推力方向的載荷的泵裝置側(cè)的推力環(huán)10a及馬達裝置側(cè)的推力環(huán)10b。與這些推力環(huán)10a及10b進行接觸滑動的固定側(cè)密封環(huán)20的兩側(cè)面20c及20d構(gòu)成了推力滑動面。

推力環(huán)10a及10b與旋轉(zhuǎn)軸2一體地形成，或者經(jīng)由在推力環(huán)10a及10b的孔部和旋轉(zhuǎn)軸2的表面上形成的螺紋部緊固于旋轉(zhuǎn)軸2，或者與旋轉(zhuǎn)軸2以過盈配合進行嵌合，或者是在旋轉(zhuǎn)軸2上形成臺階部，并通過利用旋轉(zhuǎn)葉片8進行按壓等手段在旋轉(zhuǎn)軸2上牢固地固定。

在圖1中，泵裝置側(cè)的推力環(huán)10a經(jīng)由螺紋部27緊固于旋轉(zhuǎn)軸2，另外，馬達裝置側(cè)的推力環(huán)10b利用過盈配合在旋轉(zhuǎn)軸2上固定。

此外，上述的推力環(huán)也可以設(shè)置在固定側(cè)密封環(huán)20上，在此情況下，在旋轉(zhuǎn)軸2上設(shè)置與推力環(huán)卡合的臺階部。

與固定側(cè)密封環(huán)20的泵裝置3側(cè)的側(cè)面20c進行接觸滑動的推力環(huán)10a，用于防止旋轉(zhuǎn)軸2向馬達裝置4側(cè)的方向移動、固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面分離而發(fā)生泄漏的情況。

與此對照，與固定側(cè)密封環(huán)20的馬達裝置4側(cè)的側(cè)面20d進行接觸滑動的推力環(huán)10b，用于防止旋轉(zhuǎn)軸2向泵裝置3側(cè)的方向移動、固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面過度地緊貼以至密封面破損的情況。

因此，推力環(huán)10a是必須的，而推力環(huán)10b則是根據(jù)需要設(shè)置即可。

在固定側(cè)密封環(huán)20的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)10a的滑動面及與該滑動面進行相對滑動的固定側(cè)密封環(huán)20的推力方向的滑動面20c中的至少任一個滑動面上，設(shè)置用于使滑動面的摩擦減小并且將流體向固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)軸2的徑向的滑動面20a、20a導(dǎo)入的流體導(dǎo)入單元30。

此外，為了向固定側(cè)密封環(huán)20的徑向的滑動面20a導(dǎo)入流體，除了流體導(dǎo)入單元30以外還可以在推力環(huán)10a上設(shè)置虛線所示的流體導(dǎo)入孔28。

圖2示出了推力環(huán)10a的推力方向的滑動面，在該滑動面上設(shè)有流體導(dǎo)入單元30。

在圖2中，推力環(huán)10a的滑動面的外周側(cè)是高壓流體側(cè)而內(nèi)周側(cè)是低壓流體側(cè)，對象滑動面向逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

在推力環(huán)10a的滑動面上將與高壓流體側(cè)連通且與低壓流體側(cè)利用滑動面的平滑部r(在本發(fā)明中有時稱為“紋脊部”)隔離的流體循環(huán)槽31在周向上以四等分配置。

流體循環(huán)槽31由從高壓流體側(cè)進入的入口部31a、向高壓流體側(cè)脫出的出口部31b以及在周向上將入口部31a及出口部31b連通的連通部31c構(gòu)成，并且與低壓流體側(cè)利用紋脊部r隔離。流體循環(huán)槽31為了防止包含腐蝕生成物等的流體在滑動面上濃縮而積極地發(fā)揮將被密封流體從高壓流體側(cè)導(dǎo)入到滑動面上并排出這樣的作用，以容易與對象滑動面的旋轉(zhuǎn)方向一致地將被密封流體引入到滑動面上且易于排出的方式形成入口部31a及出口部31b，另一方面，為了減小泄漏而與低壓流體側(cè)利用紋脊部r隔離。

在設(shè)置有流體循環(huán)槽31的滑動面上，在被流體循環(huán)槽31和高壓流體側(cè)包圍的部分上設(shè)置有正壓發(fā)生機構(gòu)32，該正壓發(fā)生機構(gòu)32具備比流體循環(huán)槽31淺的正壓發(fā)生槽32a。正壓發(fā)生機構(gòu)32通過發(fā)生正壓(動壓)而使滑動面間的流體膜增加并使?jié)櫥阅芴岣摺?/p>

正壓發(fā)生槽32a與流體循環(huán)槽31的入口部連通，并與出口部31b及高壓流體側(cè)利用紋脊部r隔離。

在本例中，正壓發(fā)生機構(gòu)32由具備與流體循環(huán)槽31的入口部31a連通的正壓發(fā)生槽32a及瑞利臺階32b的瑞利臺階(rayleighstep)機構(gòu)構(gòu)成，但是并不限定于此，例如也可以由帶隔墻的毫微微(femto)槽構(gòu)成，總之只要是發(fā)生正壓的機構(gòu)即可。

另外，在推力環(huán)10a的滑動面的除了流體循環(huán)槽31及正壓發(fā)生槽32a以外的部分上沿周向設(shè)置有多個螺旋槽33。螺旋槽33利用與對象滑動面的相對滑動，積極地將流體從高壓流體側(cè)導(dǎo)入低壓流體側(cè)，并將被導(dǎo)入的流體向固定側(cè)密封環(huán)20的內(nèi)周面20a與旋轉(zhuǎn)軸2的外周面2c之間供給。

當如上所述構(gòu)成的電動水泵工作時，則泵裝置3的旋轉(zhuǎn)葉片8經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2并利用馬達裝置4的驅(qū)動力進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將液體向預(yù)定的部位壓送。此時，泵室9內(nèi)的高壓液體通過在固定側(cè)密封環(huán)20的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)10a的滑動面與固定側(cè)密封環(huán)20的推力方向的滑動面20c之間或者是流體導(dǎo)入孔28而向固定側(cè)密封環(huán)20的內(nèi)周20a和旋轉(zhuǎn)軸2的外周面2c的徑向滑動軸承部進入。進入徑向滑動軸承部的液體會通過固定側(cè)密封環(huán)20的馬達裝置4側(cè)的推力滑動面20d與推力環(huán)10b之間，到達由固定側(cè)密封環(huán)20的密封面20b和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面21a形成的密封部的附近，但是由于被該密封部密封，因此不會從密封部向外徑側(cè)泄漏。另外，軸環(huán)23經(jīng)由o型圈26在旋轉(zhuǎn)軸2的外周面上固定，因此也防止了從旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21、軸承保持架24、波紋管25及軸環(huán)23的內(nèi)徑側(cè)向外側(cè)泄漏。

另外，在利用流體導(dǎo)入單元30相對于推力環(huán)10a從泵裝置3側(cè)向徑向滑動軸承部側(cè)持續(xù)送入流體的情況下，液體可能因徑向滑動軸承部側(cè)的壓力為高壓而發(fā)生泄漏，因此也可以設(shè)置將泵室9和徑向滑動軸承部側(cè)相連的連通單元，例如可以在固定側(cè)密封環(huán)20設(shè)置貫通孔作為連通單元。

這樣，泵室9內(nèi)的高壓液體不會向馬達裝置4側(cè)泄漏。

即使由于電動水泵的運轉(zhuǎn)而例如在旋轉(zhuǎn)軸2上作用朝向馬達裝置4側(cè)的軸向推力，也能夠?qū)⒐潭▊?cè)密封環(huán)20在殼1的分隔構(gòu)件7上堅固地固定，并且由于固定側(cè)密封環(huán)20的泵裝置3側(cè)的推力滑動面20c與在旋轉(zhuǎn)軸2上固定的推力環(huán)10a進行接觸滑動，因此旋轉(zhuǎn)軸2不會向馬達裝置4側(cè)移動。因此，能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸2向固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21分離的方向的移動，并防止固定側(cè)密封環(huán)20及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面的密封功能受損。

反之，即使在泵裝置3的旋轉(zhuǎn)葉片8附近形成負壓而在旋轉(zhuǎn)軸2上作用朝向泵裝置3側(cè)的軸向推力，也能夠?qū)⒐潭▊?cè)密封環(huán)20在殼1的分隔構(gòu)件7堅固地固定，并且由于固定側(cè)密封環(huán)20的馬達裝置4側(cè)的推力滑動面20d與在旋轉(zhuǎn)軸2上固定的推力環(huán)10b進行接觸滑動，因此旋轉(zhuǎn)軸2不會向泵裝置3側(cè)移動。因此，能夠防止固定側(cè)密封環(huán)20及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面的過度的緊貼而防止密封面的破損。

在上述實施例1中具有以下這樣的效果。

(1)由于能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)20進行旋轉(zhuǎn)軸2的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠促進裝置的小型化及低成本化。另外，由于將固定側(cè)密封環(huán)20在殼1的分隔構(gòu)件7上固定而不必在軸向上移動，因此能夠作為軸承發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

(2)由于推力環(huán)10a、10b在旋轉(zhuǎn)軸2上設(shè)置并在固定側(cè)密封環(huán)20的側(cè)面20c、20d上設(shè)置與推力環(huán)10a、10b進行滑動的推力方向的滑動面，從而能夠確保推力環(huán)10a、10b的滑動面的面積，并且能夠簡化其安裝構(gòu)造。

(3)另外，由于固定側(cè)密封環(huán)20的推力方向的滑動面及旋轉(zhuǎn)軸2的推力環(huán)設(shè)置在固定側(cè)密封環(huán)20兩側(cè)中的至少高壓流體側(cè)，從而至少能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸2向固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21分離的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)20及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面的密封功能受損。另外，當推力環(huán)10a、10b在固定側(cè)密封環(huán)20的兩側(cè)設(shè)置的情況下，還能夠阻止旋轉(zhuǎn)軸2向固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21接近的方向的移動，因此能夠防止固定側(cè)密封環(huán)20及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21的密封面的過度的緊貼而防止密封面的破損。

(4)由于在固定側(cè)密封環(huán)20的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)10a的滑動面及與該滑動面進行相對滑動的固定側(cè)密封環(huán)20的滑動面中，至少在任一個滑動面上設(shè)置用于使滑動面的摩擦減小并且將流體向固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)軸2的徑向的滑動面導(dǎo)入的流體導(dǎo)入單元30，從而能夠使固定側(cè)密封環(huán)20和在固定側(cè)密封環(huán)20的高壓流體側(cè)設(shè)置的推力環(huán)10a的滑動面、以及固定側(cè)密封環(huán)20和旋轉(zhuǎn)軸2的徑向的滑動面上的摩擦減小，并促進裝置的省電化、穩(wěn)定性及高壽命化。

(5)由于流體導(dǎo)入單元30至少具備流體循環(huán)槽31、正壓發(fā)生機構(gòu)32或螺旋槽33中的任一個，從而能夠使流體向滑動面的導(dǎo)入切實可靠，使滑動面的摩擦進一步減小。

(6)由于殼1是電動水泵的殼，構(gòu)成為：在該殼1內(nèi)的一端配設(shè)馬達裝置4并在另一端配設(shè)通過上述馬達4裝置并經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸2進行驅(qū)動的泵裝置3，在馬達裝置4與泵裝置3之間配設(shè)機械密封，固定側(cè)密封環(huán)20被殼1固定地支承，旋轉(zhuǎn)軸2被固定側(cè)密封環(huán)20支承，馬達裝置4的轉(zhuǎn)子部13、泵裝置3的旋轉(zhuǎn)葉片8及旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)21被旋轉(zhuǎn)軸2支承，從而在具備密封機構(gòu)的電動水泵中，能夠減小定子部12側(cè)與轉(zhuǎn)子部13之間的電力損失，并且能夠使用小型的磁體。另外，由于能夠僅利用固定側(cè)密封環(huán)20進行旋轉(zhuǎn)軸2的支承而不必另設(shè)軸承，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動水泵的小型化及低成本化。

以上參照附圖對本發(fā)明的實施例進行了說明，但是具體的結(jié)構(gòu)并不限于這些實施例，不脫離本發(fā)明要點范圍的變更或追加也包含于本發(fā)明。

例如雖然在上述實施例中是對本發(fā)明的機械密封適用于電動水泵的情況進行了說明，但是并不限定于此，例如只要是機械帶驅(qū)動式水泵等具備密封機構(gòu)的類型即可適用。

另外，例如雖然在上述實施例中是對推力環(huán)10a及10b在固定側(cè)密封環(huán)20的推力方向的滑動面即兩側(cè)面20c及20d上進行接觸滑動的情況進行了說明，但是并不限定于此，只要構(gòu)成為至少在固定側(cè)密封環(huán)20的泵裝置3側(cè)進行接觸滑動即可。

另外，例如雖然在上述實施例中是對推力環(huán)10a及10b在旋轉(zhuǎn)軸2側(cè)設(shè)置的情況進行了說明，但是并不限定于此，也可以在固定側(cè)密封環(huán)20側(cè)設(shè)置，在此情況下，在旋轉(zhuǎn)軸2側(cè)設(shè)置與推力環(huán)10a及10b卡合的臺階部等。

另外，例如雖然在上述實施例中是對固定側(cè)密封環(huán)20的泵裝置3側(cè)的推力環(huán)10a與旋轉(zhuǎn)葉片8分體獨立地設(shè)置的情況進行了說明，但是并不限定于此，也可以使旋轉(zhuǎn)葉片8與推力環(huán)10a成為一體，在此情況下，以使旋轉(zhuǎn)葉片8的固定側(cè)密封環(huán)20側(cè)的面與固定側(cè)密封環(huán)20的推力滑動面20c進行滑動的方式設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片8。

另外，例如雖然在上述實施例中是將固定側(cè)密封環(huán)20的馬達裝置4側(cè)的推力環(huán)10b直接設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸2上，但是并不限定于此，也可以使旋轉(zhuǎn)軸在泵裝置3側(cè)和馬達裝置4側(cè)分體獨立，在馬達裝置4側(cè)設(shè)置與泵裝置3側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸的外徑嵌合的套筒，并使套筒與推力環(huán)10b成為一體。

符號說明

1—殼；2—旋轉(zhuǎn)軸；2a—大徑部；2b—收容空間；2c—在徑向上被支承的外周面；3—泵裝置；4—馬達裝置；5—泵殼；6—馬達殼；7—分隔構(gòu)件；7a—貫通孔；8—旋轉(zhuǎn)葉片；9—泵室；10a—推力環(huán)；10b—推力環(huán)；11—o型圈；12—定子部；13—轉(zhuǎn)子部；15—磁鐵；20—固定側(cè)密封環(huán)；20a—內(nèi)周面；20b—密封面；20c—滑動面即側(cè)面；20d—滑動面即側(cè)面；21—旋轉(zhuǎn)側(cè)密封環(huán)；21a—密封面；22—o型圈；23—軸環(huán)；24—軸承保持架；25—施力單元；26—o型圈；27—螺紋部；28—流體導(dǎo)入孔；30—流體導(dǎo)入單元；31—流體循環(huán)槽；32—正壓發(fā)生機構(gòu)；33—螺旋槽；r—紋脊部。