CN113874622A - 密封结构以及液压旋转机 - Google Patents

Abstract

对被设置于的壳体(12)的开口端面(12a)、与被设置于盖(13)并与开口端面(12a)对置的端面(13a)之间进行封闭的密封结构(100)具备：O形环(22)，其以被压缩的状态而被设置于壳体(12)与盖(13)之间；环状的收容部(23)，其被形成于开口端面(12a)，并收容O形环(22)，收容部(23)具有：底部(23a)，其与盖(13)的端面(13a)一起压缩O形环(22)；侧壁部(23b)，其从底部(23a)朝向端面(13a)与底部(23a)垂直地延伸；倾斜部(23c)，其从底部(23a)朝向端面(13a)以从侧壁部(23b)分离的方式而延伸，以底部(23a)作为基准的倾斜部(23c)的端部的高度(H1)低于侧壁部(23b)的端部的高度(H2)。

Description

密封结构以及液压旋转机

技术领域

本发明涉及密封结构以及液压旋转机。

背景技术

日本专利特开JP2012-57589A所记载的液压马达具备：马达外壳，其被安装于对象方部件的上侧；液压马达轴，其下端侧从该马达外壳突出并与对象方部件连结；旋转机构，其位于马达外壳内，被安装于液压马达轴，并通过被供给工作油从而使该液压马达轴旋转。在该液压马达中，在马达外壳的下凸缘部与马达外壳的盖部之间与马达外壳的轴插通孔同心状地设置有环状密封件。

发明内容

马达外壳的密封面有时通过在刃顶部具有倾斜的刃具而被表面加工。在该情况下，为了容易制造液压马达，可考虑，使用同一刃具，一次性地实施马达外壳的表面加工和供环状密封件设置的槽的加工。

然而，在日本专利特开JP2012-57589A所记载的液压马达中，供环状密封件设置的槽的截面为矩形。在利用于刃顶部具有倾斜的刃具而对该槽进行加工的情况下，因刃顶部的倾斜的影响而难以将两处角部两方一次性地形成为直角。为了将槽的底部的两处角部形成为直角，并将槽的截面设为矩形，需要使用其他刃具来实施多次加工，并改变刃具的朝向而实施多次加工。这样，难以利用在刃顶部具有倾斜的刃具，并通过一次加工容易地实施马达外壳的密封面的表面加工和供环状密封件设置的矩形截面的槽的加工。

另一方面，为了利用在刃顶部具有倾斜的刃具一次性地对供环状密封件设置的槽进行加工，可考虑以与壳体内周面相连的方式而加工槽。借此，由于只要通过一处角部的加工即可，就能够仅通过由刃具实施的一次加工而形成槽，因此，能够省略上述工具更换等，容易加工槽。

然而，由于在该结构中，没有从内侧支承环状密封件的装置，因此，当因液压马达的内部的压力暂时性地降低等而使向内侧的力施加于环状密封件时，环状密封件可能向液压马达的内部脱落。

本发明的目的在于，提供一种能够防止密封部件的脱落、并容易地制造的密封结构以及液压旋转机。

根据本发明的某一方式，一种密封结构对被设置于第一部件的第一密封面与被设置于第二部件并和第一密封面对置的第二密封面之间进行封闭，其中，密封结构具备：密封部件，其以被压缩的状态而被设置于第一部件与第二部件之间；收容部，其被形成于第一密封面，并收容密封部件，收容部具有：底部，其与第二密封面一起压缩密封部件；侧壁部，其从底部朝向第二密封面与第一密封面垂直地延伸；倾斜部，其从底部朝向第二密封面以从侧壁部分离的方式而延伸，以底部作为基准的倾斜部的端部的高度低于侧壁部的端部的高度。

附图说明

图1为表示应用本发明的实施方式所涉及的密封结构的液压马达的壳体与盖的接合后的整体结构的剖视图。

图2为本发明的实施方式所涉及的壳体和盖的图1中的接合部A的局部放大图。

图3为表示本发明的实施方式所涉及的由刃具实施的密封结构的加工方法的壳体的局部放大图。

图4为本发明的实施方式的第一变形例所涉及的密封结构的局部放大图。

图5为本发明的实施方式的第二变形例所涉及的密封结构的局部放大图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的密封结构100进行说明。

首先，参照图1，对应用密封结构100的作为液压旋转机的液压马达1的整体结构进行说明。图1为液压马达1的剖视图。

液压马达1为在例如建设机械等的行驶装置、回旋装置中被使用的斜板式的液压马达。

如图1所示，液压马达1具备：轴2，其与作为负载的未图示的被驱动体连结；缸体3，其与轴2连结，并与轴2一体旋转；外壳11，其收容缸体3。外壳11具有：有底筒状的壳体12，其一端开口，并收容缸体3；盖13，其经由未图示的螺栓而与壳体12结合，并堵塞壳体12的开口。轴2通过分别被设置于壳体12和盖13的轴承14、15而被支承成旋转自如。

在缸体3上，与轴2平行地设置有在以轴2的轴心O1作为中心的同心圆上所配置的多个缸4。缸4在缸体3的一端面开口，在各个缸4中，以往复滑动自如的方式插入有在缸4内划分容积室5的活塞6。另外，在缸体3的内周设置有沿着轴2的轴心O1而被形成的花键。缸体3和轴2通过花键而被结合。

在活塞6的顶端隔着球面座6a而连结有滑履9。滑履9与被固定于壳体12的斜板7面接触。各活塞6以与各滑履9所滑动接触的斜板7的倾侧角度相应的行程量而在缸4内进行往复移动。

在盖13与缸体3之间安装有缸体3的基端面所滑动接触的阀板8。阀板8具有与未图示的液压供给源连通的未图示的供给端口、和与流体箱侧连通的未图示的排出端口。工作油经由供给端口而被引导至各容积室5，并且，经由排出端口而排出各容积室5的工作油。通过利用从液压供给源经由供给端口被引导至各容积室5的液压而使各活塞6从缸4突出，并且，各活塞6经由滑履9按压斜板7，从而使缸体3旋转。缸体3的旋转经由轴2而向被驱动体被传递，从而驱动被驱动体。

在外壳11上，设置有对壳体12的开口端面12a和盖13的与开口端面12a对置的端面13a之间进行封闭的密封结构100。在本实施方式中，壳体12相当于“第一部件”，壳体12的开口端面12a相当于“第一密封面”，盖13相当于“第二部件”，盖13的端面13a相当于“第二密封面”。

以下，参照图2，对密封装置100的结构进行说明。图2为图1中的壳体12与盖13的接合部A的剖视图。

如图2所示，密封结构100具备：作为密封部件的O形环22，其以被压缩的状态而被设置于壳体12与盖13之间；环状的收容部23，其被形成于壳体12的开口端面12a，并收容O形环22。壳体12的开口端面12a和盖13的端面13a均为环状的平坦面，并与轴2的轴心O1垂直。

收容部23具有：底部23a，其与盖13的端面13a一起压缩O形环22；侧壁部23b，其从底部23a朝向端面13a与底部23a垂直地延伸；倾斜部23c，其从底部23a朝向端面13a以从侧壁部23b分离的方式延伸。侧壁部23b和倾斜部23c以隔着底部23a的方式而对置。侧壁部23b和壳体12的开口端面12a彼此垂直。底部23a为环状的平坦面，并与开口端面12a平行。在本实施方式中，侧壁部23b与底部23a相比被形成于收容部23的外周侧(轴2的径向外侧)，倾斜部23c与底部23a相比被形成于收容部23的内周侧(轴2的径向内侧)。另外，侧壁部23b和壳体12的开口端面12a连续，倾斜部23c被形成为锥状。

在壳体12上，形成有与倾斜部23c连续并与底部23a平行地延伸的平坦部24。平坦部24与壳体12的内周面连续。即，在壳体12上，包括倾斜部23c和平坦部24的突出部25从底部23a突出。在与底部23a垂直的方向上，底部23a与平坦部24之间的尺寸H1小于底部23a与壳体12的开口端面12a之间的尺寸H2。即，以底部23a作为基准的倾斜部23c的端部的高度H1低于侧壁部23b的端部的高度H2。进一步而言，突出部25(倾斜部23c)以未超过壳体12的开口端面12a的方式被设置成从底部23a朝向盖13的端面13a突出。

接着，参照图3，对使用在刃顶部具有倾斜的刃具30来加工密封结构100的加工方法进行说明。图3为表示由刃部30实施的密封结构100的加工方法的壳体12的局部放大图。

当加工密封结构100时，同时实施壳体12的开口端面12a的表面加工和收容部23的加工。具体而言，在使缸体3绕着轴心O1旋转、并使刃具30的刃顶部的倾斜朝向壳体12的中空部侧的状态下，如图3所示，使刃具30从壳体12的外周朝向中空部相对于壳体12的轴垂直地移动。借此，壳体12的开口端面12a作为平坦面而被加工(图3中的箭头a)。接着，使刃具30沿着壳体12的轴向朝向底面侧移动，从而对与开口端面12a垂直的侧壁部23b进行加工(图3中的箭头b)。接着，使刃具30朝向壳体12的中空部而相对于壳体12的轴垂直地移动，从而对作为平坦面的底部23a进行加工(图3中的箭头c)。接着，使刃具30朝向壳体12的中空部且在从壳体12的底面分离的方向上移动，从而对倾斜部23c进行加工(图3中的箭头d)。接着，使刃具30相对于壳体12的轴垂直地移动，直至壳体12的中空部为止，从而对平坦部24进行加工(图3中的箭头e)。这样，不用实施工具更换等，就一次性实施壳体12的开口端面12a的表面加工和收容部23的加工，从而形成密封结构100。

在形成了密封结构100之后，O形环22被收容于收容部23中。然后，通过一边压缩O形环22，一边将盖13安装于壳体12，并经由未图示的螺栓而使壳体12和盖13结合，从而构成外壳11。

此处，收容部23具备从底部23a朝向盖13的端面13a以从侧壁部23b分离的方式而延伸的倾斜部23c。借此，底部23a和倾斜部23c所成的角也可以大于直角，不将收容部23的倾斜部23c侧的角部加工为直角。因此，通过与倾斜部23c的倾斜相配合地使刃具30移动，从而能够通过一次加工形成收容部23。由此，能够削减加工工时和制造成本。

另外，在本实施方式的密封结构100中，以底部23a作为基准的平坦部24的高度H1低于壳体12的开口端面12a的高度H2。一般而言，关于突出部，在突出部的宽度相同的情况下，高度越高，则强度越是降低，因此，通过使突出部25的高度H1低于开口端面12a，从而能够提高突出部25的强度。

另外，在通过于刃顶部具有倾斜的刃具30而形成倾斜部23c的情况下，倾斜部23c的倾斜角因刃具30的刃顶部的角度和刃具30向壳体12的插入角而受到限制。更具体而言，如图3所示，底部23a的垂线和倾斜部23c所成的锐角的角度α被设定为刃具30的刃顶部的角度β、与底部23a的垂线和刃具30所成的锐角的角度γ之和以上(α≥β+γ)。

刃具30的刃顶部的角度β根据例如JIS的规定而被设定。例如，在以β＝55°、γ＝3°的条件而实施加工的情况下，角度α被设定为58以上。°另外，刃顶部的角度β并未被限于上述情况。

接着，参照图2，对密封装置100的作用进行说明。

如上所述，在收容部23中收容O形环22而接合壳体12和盖13时，O形环22被压缩在盖13的端面13a与收容部23的底部23a之间。借此，如图2所示，O形环22变形，O形环22与端面13a、底部23a、侧壁部23b、以及倾斜部23c抵接。由此，壳体12的开口端面12a与盖13的端面13a之间被封闭。另外，O形环22也可以在被压缩时不与倾斜部23c以及侧壁部23b抵接。

一般而言，液压马达的壳体内由工作油充满，壳体内的工作油被排出(泄水)至流体箱。在液压马达1的工作中，由工作油充满的壳体12的内部的压力(泄水压力)有时与壳体12的外部的压力(例如大气压力)相比是高压。因此，向径向外侧的力因壳体12的内外的压力差而施加于O形环22。对此，由于O形环22被支承于收容部23的侧壁部23b，因此，防止从收容部23起始的脱落。另外，在液压马达1的工作中，壳体12的内部的压力有时会暂时性地成为负压。在该情况下，壳体12的外部成为高压，壳体12的内部成为低压，向径向内侧的力因压力差而施加于O形环22。对此，由于O形环22被支承于收容部23的倾斜部23c，因此，防止从收容部23起始的脱落。这样，O形环22通过侧壁部23b、倾斜部23c而防止从收容部23起始的脱落。

另外，在突出部25的高度H1过小的情况下，当径向内侧的力施加于O形环22时，倾斜部23c无法支承O形环22，O形环22可能从收容部23脱落。因此，优选为，突出部25的高度H1被设定地较低，以达到在向径向内侧的力施加于O形环22时、倾斜部23c能够足够支承O形环22的程度。

根据以上的实施方式，起到了以下所示的效果。

密封结构100具备收容O形环22的环状的收容部23，收容部23具有从底部23a朝向盖13的端面13a以从侧壁部23b分离的方式而延伸的倾斜部23c。因此，底部23a和倾斜部23c所成的角也可以大于直角，不将收容部23的倾斜部23c侧的角部加工为直角。由此，通过与倾斜部23c的倾斜相配合地使刃具30移动，从而能够利用在刃顶部具有倾斜的刃具30形成收容部23。因此，能够通过一次加工而形成作为密封面的开口端面12a和收容O形环22的收容部23，从而能够削减加工时的费用和制造成本。此外，由于通过倾斜部23c从内侧支承O形环22，因此，能够防止O形环22从收容部23起始的脱落。

另外，关于密封结构100，以底部23a作为基准的倾斜部23c的端部的高度H1低于侧壁部23b的端部的高度H2。借此，和以底部23a作为基准的倾斜部23c的端部的高度H1与侧壁部23b的端部的高度H2相同的情况相比，能够提高突出部25的强度。

接着，对本实施方式的变形例进行说明。以下的变形例也在本发明的范围内，也能够将以下的变形例和上述实施方式的各结构组合或者将以下的变形例彼此组合。

(1)在上述实施方式中，在壳体12上形成有与倾斜部23c连续并与底部23a平行的平坦部24。也可以如图4所示，将平坦部124以从壳体12的开口端面12a在轴向上分离的方式倾斜地形成，以代替将平坦部24形成为与底部23a平行。即便在该结构中，由于与上述实施方式相同，突出部25的高度H1较低，因此，也提高了突出部25的强度。

(2)在上述实施方式中，密封结构100对作为平坦面的壳体12的开口端面12a和作为平坦面的盖13的端面13a进行封闭。作为替代，密封结构100也可以为对作为圆筒面的第一密封面和作为圆筒面的第二密封面之间进行封闭的结构。例如，如图5所示，也可以在对圆柱状的作为第一部件的内侧部件112、与具有供内侧部件112插入的插入孔的作为第二部件的外侧部件113之间进行封闭的结构中应用密封结构100。在图5所示的变形例中，在内侧部件112的圆筒面状的外周面(第一密封面)112a上设置有收容部23，内侧部件112的外周面112a与外侧部件113的圆筒状的内周面(第二密封面)113a之间由O形环22封闭。另外，也可以将外侧部件113的内周面113a设为第一密封面，并在外侧部件113的内周面113a上设置有收容部23。此外，内侧部件112和外侧部件113也可以为如活塞和缸那样进行滑动的结构。无论是哪个变形例，都起到了与上述实施方式相同的作用效果。另外，无论是哪个变形例，都优选为以利用侧壁部23b对因压力差而作用于O形环22的力进行支承的方式而构成。

(3)在上述实施方式中，倾斜部23c为锥状。作为替代，倾斜部23c也可以为具有曲面的倾斜面。另外，应用密封结构100的装置并不被限于液压马达1的外壳11，也可以被应用于具有泵等其他液压旋转机的外壳、以防止第一密封面与第二密封面之间的流体的流过的方式而封闭的封闭结构的装置。

以下，对本发明的实施方式的结构、作用、以及效果进行总结说明。

对被设置于作为第一部件的壳体12的作为第一密封面的开口端面12a、与被设置于作为第二部件的盖13并与开口端面12a对置的作为第二密封面的端面13a之间进行封闭的密封结构100具备：作为密封部件的O形环22，其以被压缩的状态而被设置于壳体12与盖13之间；收容部23，其被形成于开口端面12a，并收容O形环22，收容部23具有：底部23a，其与盖13的端面13a一起压缩O形环22；侧壁部23b，其从底部23a朝向端面13a与底部23a垂直地延伸；倾斜部23c，其从底部23a朝向端面13a以从侧壁部23b分离的方式而延伸，以底部23a作为基准的倾斜部23c的端部的高度H1低于侧壁部23b的端部的高度H2。

另外，液压马达1具备：缸体3，其与轴2一起旋转；壳体12，其一端开口，并收容缸体3；盖13，其堵塞壳体12的开口端；O形环22，其以被压缩的状态而被设置于壳体12与盖13之间，壳体12具有收容O形环22的收容部23，收容部23具有：底部23a，其和盖13的与壳体12的开口端面12a对置的端面13a一起压缩O形环22；侧壁部23b，其从底部23a朝向盖13的端面13a与壳体12的开口端面12a垂直地延伸；倾斜部23c，其从底部23a朝向盖13的端面13a以从侧壁部23b分离的方式而延伸，以底部23a作为基准的倾斜部23c的端部的高度H1低于侧壁部23b的端部的高度H2。

在上述结构中，收容部23具备从底部23a朝向端面13a以从侧壁部23b分离的方式而延伸的倾斜部23c。因此，底部23a和倾斜部23c所成的角也可以大于直角，未将收容部23的倾斜部23c侧的角部加工成直角，因此，通过与倾斜部23c的倾斜相配合地使刃具30移动，从而能够以一次加工形成收容部23。由此，能够削减加工工时和制造成本。此外，由于通过与侧壁部23b相比高度较低的倾斜部23c从内侧支承O形环22，因此，能够防止O形环22从收容部23起始的脱落。因此，能够容易地制造出防止密封部件的脱落的密封结构。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述实施方式仅仅表示本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。

另外，本说明书所记载的平行以及垂直也并不一定是指严格的平行以及垂直，也包括从严格的平行以及垂直起少许偏移的状态。

本申请要求基于在2019年3月26日向日本专利局提出的日本特愿2019-59160的优先权，并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

Claims (2)

1.一种密封结构，对被设置于第一部件的第一密封面与被设置于第二部件并和所述第一密封面对置的第二密封面之间进行封闭，其中，具备：

密封部件，其以被压缩的状态而被设置于所述第一部件与所述第二部件之间；

收容部，其被形成于所述第一密封面，并收容所述密封部件，

所述收容部具有：

底部，其与所述第二密封面一起压缩所述密封部件；

侧壁部，其从所述底部朝向所述第二密封面与所述第一密封面垂直地延伸；

倾斜部，其从所述底部朝向所述第二密封面以从所述侧壁部分离的方式而延伸，

以所述底部作为基准的所述倾斜部的端部的高度低于所述侧壁部的端部的高度。

2.一种液压旋转机，其中，具备：

缸体，其与轴一起旋转；

壳体，其一端开口，并收容所述缸体；

盖，其堵塞所述壳体的开口端；

密封部件，其以被压缩的状态而被设置于所述壳体与所述盖之间，

所述壳体具有被形成于所述壳体的开口端面并收容所述密封部件的收容部，

所述收容部具有：

底部，其和所述盖的与所述壳体的所述开口端面对置的端面一起压缩所述密封部件；

侧壁部，其从所述底部朝向所述盖的所述端面与所述壳体的所述开口端面垂直地延伸；

倾斜部，其从所述底部朝向所述盖的所述端面以从所述侧壁部分离的方式而延伸，

以所述底部作为基准的所述倾斜部的端部的高度低于所述侧壁部的端部的高度。

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