CN103291895B - 发动机的传动箱的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制油封的内周侧的唇部及轴套的磨耗的发动机的传动箱的密封装置。在传动箱内的旋转传动轴的外周嵌合有内部传动轮，在传动箱的箱壁上形成有传动轴插通孔，在传动箱外的旋转传动轴的突出部的外周嵌合有外部传动轮，在传动轴插通孔内的旋转传动轴的外周侧设置有唇部抵接面，在传动轴插通孔的内周嵌合有油封，油封的内周侧的唇部与旋转传动轴的外周侧的唇部抵接面抵接，并且，在外部传动轮和油封之间设置有环状的油封罩，该油封罩从油封的前侧覆盖油封，在油封上设置有前侧的唇部，该前侧的唇部与油封罩的后表面相抵接。

Description

发动机的传动箱的密封装置
技术领域
本发明涉及发动机的传动箱的密封装置，详细地讲，涉及能够抑制油封（oilseal）的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗的发动机的传动箱的密封装置。
背景技术
以往，作为发动机的传动箱的密封装置，存在如下的装置，在该装置中，在传动箱内插通有旋转传动轴，在传动箱内的旋转传动轴的外周嵌合有内部传动轮，在传动箱的箱壁上形成有传动轴插通孔，旋转传动轴经由传动轴插通孔突出到传动箱外，在传动箱外的旋转传动轴的突出部的外周嵌合有外部传动轮，在传动轴插通孔内的旋转传动轴的外周侧设置有唇部抵接面，在传动轴插通孔的内周嵌合有油封，油封的内周侧的唇部与旋转传动轴的外周侧的唇部抵接面相抵接（例如，参照专利文献1）。
根据这种密封装置，具有能够利用油封的内周侧的唇部来防止传动箱内的油从传动轴插通孔露出到传动箱外的优点。
但是，在该以往的密封装置中，由于没有防止尘埃及泥水接近到油封的内周侧的唇部及唇部抵接面上的手段，因而存在问题。
专利文献1：日本实开平6-22552号公报（参照图1）
《问题》
油封的内周侧的唇部及唇部抵接面容易产生磨耗。
由于没有防止尘埃及泥水接近油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的手段，因此，因尘埃及泥等异物的咬入而导致油封的内周侧的唇部及唇部抵接面容易产生磨耗。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗的发动机的传动箱的密封装置。
技术方案1的发明的特定事项如下。
如图2或图3中例示那样，一种发动机的传动箱的密封装置，在传动箱1内插通有旋转传动轴2，在传动箱1内的旋转传动轴2的外周嵌合有内部传动轮4，在传动箱1的箱壁3上形成有传动轴插通孔5，旋转传动轴2经由传动轴插通孔5突出到传动箱1外，在传动箱1外的旋转传动轴2的突出部6的外周嵌合有外部传动轮7，在传动轴插通孔5内的旋转传动轴2的外周侧设置有唇部抵接面2a，在传动轴插通孔5的内周嵌入有油封9，油封9的内周侧的唇部9a、9b与旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a相抵接，其特征在于，
如图2或图3中例示那样，在将旋转传动轴2的轴长方向作为前后方向，并将旋转传动轴2的突出方向侧作为前侧时，
在外部传动轮7和油封9之间设置有环状的油封罩10，该油封罩10从油封9的前侧覆盖油封9；
在油封9上设置有前侧的唇部9c，该前侧的唇部9c与油封罩10的后表面10a相抵接。
技术方案1的发明起到如下的效果。
《效果》
能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗。
如图2或图3中例示那样，在将旋转传动轴2的轴长方向作为前后方向，并将旋转传动轴2的突出方向侧作为前侧时，在外部传动轮7和油封9之间设置有环状的油封罩10，该油封罩10从油封9的前侧覆盖油封9，在油封9上设置有前侧的唇部9c，该前侧的唇部9c与油封罩10的后表面10a相抵接，因此，能够利用油封罩10和前侧的唇部9c来防止尘埃及泥水接近油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a，从而能够抑制因尘埃及泥等异物的咬入引起的油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的磨耗。
技术方案2为如技术方案1所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在比油封9的前侧的唇部9c更靠旋转传动轴2的一侧，从油封罩10起向后突出有阻挡突条10b，并且该阻挡突条10b沿前侧的唇部9c的内周面延伸，由此在前侧的唇部9c要向旋转传动轴2侧扭曲的情况下，能够用阻挡突条10b挡住前侧的唇部9c。
技术方案2的发明除了技术方案1的发明效果之外，还起到如下的效果。
《效果》
能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗。
如图2或图3中例示那样，在比油封9的前侧的唇部9c更靠旋转传动轴2侧，从油封罩10向后突出有阻挡突条10b，该阻挡突条10b沿前侧的唇部9c的内周面延伸，由此能够利用阻挡突条10b来防止尘埃及泥水接近油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的情况，并能够抑制因尘埃及泥等异物的咬入引起的油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的磨耗。
《效果》
能够防止前侧的唇部的偏磨耗及损伤。
如图2或图3中例示那样，在前侧的唇部9c要向旋转传动轴2侧扭曲的情况下，能够用阻挡突条10b来挡住前侧的唇部9c，因而能够防止前侧的唇部9c朝向旋转传动轴2侧扭曲的不良情况，从而能够方式前侧的唇部9c的偏磨耗及损伤。
此外，若前侧的唇部9c朝向旋转传动轴2侧扭曲，则会引起如下情况等，即，在安装油封罩10时前侧的唇部9c的位置向旋转传动轴2侧偏移，从而会在发动机运行中前侧的唇部9c被旋转的油封罩10拖拽的情况；或者，发动机运行中油封罩10浸入到泥水中，从而因浸入到油封罩10内的泥水而将前侧的唇部9c压向旋转传动轴2侧的情况。
技术方案3是如技术方案1或2所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在油封9的前侧的唇部9c和内周侧的唇部9b之间填充有润滑剂12。
技术方案3的发明除了技术方案1或2的发明效果之外，还起到如下效果。
《效果》
能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗。
如图2或图3中例示那样，在油封9的前侧的唇部9c和内周侧的唇部9b之间填充有润滑剂12，因而还能够利用润滑剂12来防止尘埃及泥水接近油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的情况，从而能够抑制因尘埃及泥等异物的咬入引起的油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的磨耗。
技术方案4是如技术方案1至3中任一项所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
从传动箱1的箱壁3向前侧突出有传动轴插通孔5的毂部11，在该毂部11内嵌入有油封9，油封罩10的外周缘部10c沿毂部11的外周面11a向后导出。
技术方案4的发明除了技术方案1至3中任一项发明的效果之外，还起到如下效果。
《效果》
能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗。
如图2或图3中例示那样，从传动箱1的箱壁3向前侧突出有传动轴插通孔5的毂部11，在该毂部11内嵌入有油封9，油封罩10的外周缘部10c沿毂部11的外周面11a向后导出，因此，油封罩10的外周的入口沿着毂部11的外周面11a和前端面11b弯曲，由此能够防止尘埃及泥水进入油封罩10内，从而能够抑制因尘埃及泥等异物的咬入引起的油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的磨耗。
技术方案5是如技术方案1至4中任一项所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在传动轴插通孔5内的旋转传动轴2的外周嵌合有轴套8，该轴套8的外周面8a为所述旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a；
夹在外部传动轮7和轴套8之间的油封罩10的中心部分10d的壁厚，比与前侧的唇部9c抵接的部分10e的壁厚更薄。
技术方案5的发明除了技术方案1至4中任一项发明的效果之外，还起到如下效果。
《效果》
不容易引起油封罩的晃动。
如图2或图3中例示那样，在传动轴插通孔5内在旋转传动轴2的外周嵌合有轴套8，该轴套8的外周面8a为所述旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a，并且，夹在外部传动轮7和轴套8之间的油封罩10的中心部分10d的壁厚，比与前侧的唇部9c抵接的部分10e的壁厚更薄，因此，与厚的情况相比，不容易因夹住而引起壁的压坏，从而不容易发生由此引起的油封罩10的晃动。
《效果》
能够将油封罩的耐用寿命维持得更长。
如图2或图3中例示那样，能够使与前侧的唇部9c抵接的部分10e的壁厚更厚，因此，能够抑制因磨耗引起的油封罩10的刚性的下降，从能够将油封罩10的耐用寿命维持得更长。
技术方案6是如技术方案1至5中任一项所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在油封9上设置有多个前侧的唇部9c，所述多个前侧的唇部9c分别与油封罩10的后表面10a相抵接。
技术方案6的发明除了技术方案1至5中任一项发明的效果之外，还起到如下效果。
《效果》
能够抑制油封的内周侧的唇部及唇部抵接面的磨耗。
如图3例示那样，在油封9上设置有多个前侧的唇部9c，使多个前侧的唇部9c、9c分别与油封罩10的后表面10a相抵接，因此，能够利用前侧的多个唇部9c、9c来防止尘埃及泥水接近油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a，从而能够抑制因尘埃及泥等异物的咬入引起的油封9的内周侧的唇部9a、9b及唇部抵接面2a的磨耗。
附图说明
图1A、图1B是说明本发明的第一实施方式的发动机的传动箱的密封装置的图，图1A是纵向侧视图，图1B是从后侧观察油封罩（oil seal cover）时的后视图。
图2是图1A中的II部分的放大剖视图。
图3是说明本发明的第二实施方式的发动机的传动箱的密封装置的与图2相当的图。
附图标记的说明
1 传动箱
2 旋转传动轴
2a 唇部抵接面
3 箱壁
4 内部传动轮
5 传动轴插通孔
6 突出部
7 外部传动轮
8 轴套
8a 外周面
9 油封
9a 内周侧的唇部
9b 内周侧的唇部
9c 前侧的唇部
10 油封罩
10a 后表面
10b 阻挡突条
10c 外周缘部
10d 中心部分
10e 与前侧的唇部抵接的部分
11 毂部（boss）
11a 外周面
12 润滑剂
具体实施方式
图1A、图1B和图2是说明本发明的第一实施方式的发动机的传动箱的密封装置的图，图3是说明本发明的第二实施方式的发动机的传动箱的密封装置的图。在各实施方式中，说明柴油发动机的定时传动齿轮箱的密封装置。
图1A、图1B所示的第一实施方式的结构如下。
如图1A所示，在传动箱1内插通有旋转传动轴2，在传动箱1内的旋转传动轴2的外周嵌合有内部传动轮4，在传动箱1的箱壁3上形成有传动轴插通孔5，旋转传动轴2经由传动轴插通孔5突出到传动箱1外，在传动箱1外的旋转传动轴2的突出部6的外周嵌合有外部传动轮7，在传动轴插通孔5内的旋转传动轴2的外周侧设置有唇部抵接面2a，在传动轴插通孔5的内周嵌合有油封9，如图2所示，油封9的内周侧的唇部9a、9b与旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a抵接。
如图1A所示，传动箱1是定时传动齿轮箱13，在定时传动齿轮箱13内收容有定时传动齿轮系统。
旋转传动轴2是曲轴14。
内部传动轮4是曲轴齿轮15，是定时传动齿轮系统的结构要素之一。曲轴齿轮15借助键21和键槽22来相对于旋转传动轴2止转。
外部传动轮7是带轮16，经由传动带向发动机冷却风扇及冷却水泵传递动力。带轮16借助键17和键槽18相对于旋转传动轴2止转。
如图2所示，将旋转传动轴2的轴长方向作为前后方向，将旋转传动轴2的突出方向侧作为前侧时，油封9的内周侧的唇部9a、9b由后侧的油封唇部9a和前侧的防尘密封唇部9b构成。油封9是埋设有金属环23的圆环状的橡胶环，油封唇部9a从油封9朝向旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a并向斜后方向被导出，借助环状的螺旋弹簧24来被向中心方向按压，该油封唇部9a的前端压接在旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a上。防尘密封唇部9b从油封9朝向旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a并向斜前方向被导出，借助橡胶材料的弹性恢复力来将该防尘密封唇部9b的前端压接在旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a上。油封9的内周侧的唇部9a、9b均形成为沿油封9的周向的圆环状。
如图2所示，在外部传动轮7和油封9之间设置有环状的油封罩10，用该油封罩10从油封9的前侧覆盖该油封9，在油封9上设置有前侧的唇部9c，该前侧的唇部9c与油封罩10的后表面10a相抵接。
如图1B所示，油封罩10是圆环状，由不锈钢的金属板构成。如图2所示，前侧的唇部9c是防尘密封唇部，从油封9朝向油封罩10被导出，并且，该唇部9c的前端部朝向油封罩10的径向外侧并向斜前方向导出，借助橡胶材料的弹性恢复力来将前端压接在油封罩10上。前侧的唇部9c是沿油封9的周向的圆环状。
如图2所示，在比油封9的前侧的唇部9c更靠旋转传动轴2一侧，从油封罩10向其后突出有阻挡突条10b，并使该阻挡突条10b沿前侧的唇部9c的内周面延伸，能够在前侧的唇部9c要向旋转传动轴2侧扭曲的情况下，用阻挡突条10b挡住前侧的唇部9c。
如图1A所示，阻挡突条10b是沿油封罩10的周向的圆环状，如图2所示，通过使油封罩10的一部分弯曲来形成该阻挡突条10b。
如图2所示，在油封9的前侧的唇部9c和内周侧的唇部9b之间填充有润滑剂12。润滑剂12是润滑脂（grease），填充在被油封9的前侧的防尘密封唇部9c、内周侧的防尘密封唇部9b、油封罩10、旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a包围的空间内。
如图2所示，从传动箱1的箱壁3朝向前侧突出有传动轴插通孔5的毂部11，在该毂部11内嵌入油封9，使油封罩10的外周缘部10c沿毂部11的外周面11a向后导出。毂部11是圆筒形，其前端外周缘被倒角成圆弧状。
如图2所示，在传动轴插通孔5内在旋转传动轴2的外周嵌合有轴套（collar）8，该轴套8的外周面8a为所述旋转传动轴2的外周侧的唇部抵接面2a，在该轴套8的外周面8a形成有氮化处理层，在氮化处理层的外表面设置有渗硫处理层。
轴套8由圆筒形钢材构成。
氮化处理层形成在圆筒形钢材的外周面上，并且还形成在内周面上。
为了在圆筒形钢材的表面形成氮化处理层，进行如下处理。
将含有铝、铬、钼等氮化物形成元素的圆筒形钢材暴露在含有氨或氮的环境中，并在奥氏体化温度以下的温度范围加热，由此使氮渗透到圆筒形钢材的表面附近（1mm以下）并进行固化。轴套8的表面硬度是维氏硬度900HV以上。
渗硫处理层是通过气体渗硫氮化等来形成在氮化化合物层上的数微米的硫化物层。
这样，由于在轴套8的外周面8a形成了氮化处理层，因而轴套8的耐摩耗性优良，由此能够得到超过发动机的耐用年限的耐久性，从而不需要更换轴套8。另外，由于在氮化处理层的外表面设置了渗硫处理层，因而轴套8的润滑性高。
如图2所示，将旋转传动轴2的轴长方向作为前后方向时，轴套8是前后对称形状。即，通过对端部进行倒角或曲面加工等而使轴套8的形状成为前后对称。因此，即使将轴套8从旋转传动轴2的两个端部中的任意端部嵌在旋转传动轴2上，也不会发生轴套8的组装错误，从而能够防止因组装错误引起的从轴套8泄露油。另外，轴套8的组装工作变得简单。
如图2所示，夹在外部传动轮7和轴套8之间的油封罩10的中心部分10d的壁厚，比与前侧的唇部9c抵接的部分10e的壁厚更薄。
如图1所示，旋转传动轴2的支撑座19与内部传动轮4的后侧的端面接触，在内部传动轮4的前侧配置轴套8，在轴套8的前侧配置外部传动轮7，借助安装在旋转传动轴2上的紧固件20的紧固力来对外部传动轮7向后施压，在旋转传动轴2的支撑座19和外部传动轮7之间夹住轴套8及内部传动轮4等。紧固件20是紧固螺母。油封罩10和轴套8与旋转传动轴2以一体方式旋转。图1B所示的箭头25表示从后侧观察的油封罩10的旋转方向。油封罩10与旋转传动轴2一体旋转，其旋转方向在从前侧观察时是顺时针方向，从后侧观察时是逆时针方向。
在图3所示的第二实施方式中，在油封9上设置多个（两个）前侧的唇部9c，并使其前侧的多个唇部9c、9c分别与油封罩10的后表面10a抵接，其他结构与第一实施方式相同。在图3中，对与第一实施方式相同的要素标注与图2相同的附图标记。

Claims (5)

1.一种发动机的传动箱的密封装置，在该传动箱(1)内插通有旋转传动轴(2)，在传动箱(1)内的旋转传动轴(2)的外周嵌合有内部传动轮(4)，在传动箱(1)的箱壁(3)上形成有传动轴插通孔(5)，旋转传动轴(2)经由传动轴插通孔(5)突出到传动箱(1)外，在传动箱(1)外的旋转传动轴(2)的突出部(6)的外周嵌合有外部传动轮(7)，在传动轴插通孔(5)内的旋转传动轴(2)的外周侧设置有唇部抵接面(2a)，在传动轴插通孔(5)的内周嵌合有油封(9)，油封(9)的内周侧的唇部(9a、9b)与旋转传动轴(2)的外周侧的唇部抵接面(2a)相抵接，其特征在于，
在将旋转传动轴(2)的轴长方向作为前后方向，并将旋转传动轴(2)的突出方向侧作为前侧时，
在外部传动轮(7)和油封(9)之间设置有环状的油封罩(10)，该油封罩(10)从油封(9)的前侧覆盖油封(9)；
在油封(9)上设置有前侧的唇部(9c)，该前侧的唇部(9c)与油封罩(10)的被抵接面(10a)相抵接，该被抵接面(10a)由沿与前后方向垂直的方向的油封罩壁后表面构成，
在比油封(9)的前侧的唇部(9c)更靠旋转传动轴(2)的一侧，从油封罩(10)向后突出有阻挡突条(10b)，并且该阻挡突条(10b)在从前侧的唇部(9c)离开的位置沿前侧的唇部(9c)的内周面延伸，由此在前侧的唇部(9c)要向旋转传动轴(2)侧扭曲的情况下，能够利用阻挡突条(10b)来挡住前侧的唇部(9c)。
2.如权利要求1所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在油封(9)的前侧的唇部(9c)和内周侧的唇部(9b)之间填充有润滑剂(12)。
3.如权利要求1或2所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
从传动箱(1)的箱壁(3)向前侧突出有传动轴插通孔(5)的毂部(11)，在该毂部(11)内嵌入有油封(9)，油封罩(10)的外周缘部(10c)沿毂部(11)的外周面(11a)向后导出。
4.如权利要求1或2所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在传动轴插通孔(5)内的旋转传动轴(2)的外周嵌合有轴套(8)，该轴套(8)的外周面(8a)为所述旋转传动轴(2)的外周侧的唇部抵接面(2a)；
夹在外部传动轮(7)和轴套(8)之间的油封罩(10)的中心部分(10d)的壁厚，比与前侧的唇部(9c)抵接的部分(10e)的壁厚更薄。
5.如权利要求1或2所述的发动机的传动箱的密封装置，其特征在于，
在油封(9)上设置有多个前侧的唇部(9c)，所述多个前侧的唇部(9c、9c)分别与油封罩(10)的被抵接面(10a)相抵接。
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