專利名稱：軸承裝置及使用該軸承裝置的液體泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸承裝置，尤其涉及適用于吸取液體的泵的葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸滑動部分的軸承裝置。本發(fā)明還涉及使用該軸承裝置的液體泵。
過去在軸承裝置的軸與滑動軸承之間留有極小的間隙，在該間隙內(nèi)裝入潤滑油等以使軸與軸承能順利地相對旋轉(zhuǎn)。然而，有一種軸承裝置是用于向冰箱制冰機供水用的泵和電熱水瓶用的泵等所用的葉輪(攪拌液體用的葉片構(gòu)件)中心軸的滑動部分，而這種泵吸取的是供人飲用的液體，故這種軸承裝置從產(chǎn)品的性質(zhì)出發(fā)不能使用潤滑油。為此，在用于這類泵的軸承裝置中通常不用潤滑油。另外，這類泵即使不用潤滑油，在液體進入并充滿泵內(nèi)時，液體可以取代滑動部分的潤滑油，可以使葉輪無噪音地順利旋轉(zhuǎn)。
然而，向冰箱制冰機供水用的泵有時盡管供水罐內(nèi)無水供給、泵內(nèi)未充滿液體，也會由于冰箱本身的控制而使泵啟動工作，即對葉輪進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。而如果在未充滿液體的狀態(tài)下使葉輪空轉(zhuǎn)，由于軸承裝置的滑動部分沒有潤滑材料，軸與軸承就不能順利地相對旋轉(zhuǎn)，而且，由于存在極小的間隙，在泵的軸承裝置上，軸與軸承之間的碰撞會導(dǎo)致接觸噪音、即機械噪音發(fā)生。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種即使沒有潤滑油也能使軸和滑動軸承順利地滑動、不會產(chǎn)生接觸噪音的軸承裝置及使用該軸承裝置的液體泵。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案1的軸承裝置由軸、可滑動地與該軸對向設(shè)置且可與軸之間相對旋轉(zhuǎn)的滑動軸承構(gòu)成，其特點是，使軸和軸承中的一方在與另一方壓接的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。因此，可以消除軸與滑動軸承之間的間隙，軸與滑動軸承之間不會產(chǎn)生碰撞。
本發(fā)明技術(shù)方案2是將軸做成圓柱形狀，在滑動軸承上設(shè)置與軸的外周面間滑動的內(nèi)周面，同時將滑動軸承內(nèi)周面的內(nèi)徑做成小于軸的外徑，故能實現(xiàn)軸與軸承之間可靠的壓接。
本發(fā)明技術(shù)方案3是在方案1的軸承裝置上，軸與滑動軸承能相對地向軸向移動，同時在軸或前述軸承中的一方形成錐形面，在該錐形面的中途部分使軸或滑動軸承中的另一方壓接。因此，軸和滑動軸承既能穩(wěn)定地壓接，又能順利地相對旋轉(zhuǎn)。而且，如果通過錐形面的傾斜度來減少兩者的滑動接觸程度，則可減少軸承與軸之間的磨擦力產(chǎn)生的負荷，能更加順利的相對旋轉(zhuǎn)。
為了實現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案4的液體泵設(shè)置具有導(dǎo)入液體的導(dǎo)入口和導(dǎo)出液體用的導(dǎo)出口的殼體、裝在該殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如的葉輪、驅(qū)動該葉輪旋轉(zhuǎn)用的驅(qū)動源，同時形成使設(shè)置在上述葉輪的旋轉(zhuǎn)中心的軸或支承該軸的滑動軸承中的一方在與另一方壓接的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。因此，即使在殼體內(nèi)沒有液體的狀態(tài)下使葉輪空轉(zhuǎn)，軸承裝置的軸和滑動軸承也能一邊可靠地壓接一邊相對旋轉(zhuǎn)，故不會發(fā)生軸與軸承之間的碰撞。
技術(shù)方案5是在方案4的液體泵上，把軸作為固定在殼體內(nèi)的固定軸，把滑動軸承一體地安裝在葉輪上，并在殼體的外側(cè)在與葉輪對向的位置上設(shè)置受驅(qū)動源驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)磁鐵，同時在葉輪上設(shè)置跟蹤感應(yīng)磁鐵的從動磁鐵。因此，殼體的內(nèi)部空間就與驅(qū)動源完全隔離，可防止液體流入驅(qū)動源一側(cè)。另外，由于葉輪被感應(yīng)磁鐵沿軸向吸引，故可利用該葉輪向軸向的力實現(xiàn)軸與滑動軸承之間的可靠壓接。
技術(shù)方案6是在技術(shù)方案5的液體泵上，將軸做成圓柱形狀，在滑動軸承上設(shè)置在錐形面的中途部分容納軸的外周面端部的內(nèi)周面，且使葉輪可沿軸向移動，同時在殼體內(nèi)沒有液體的狀態(tài)下，軸的端部與滑動軸承的內(nèi)周面滑動接觸，同時葉輪旋轉(zhuǎn)，而在殼體內(nèi)有液體存在的狀態(tài)下，軸的端部脫離滑動軸承的內(nèi)周面且葉輪旋轉(zhuǎn)。因此，在有液體存在的狀態(tài)下，在軸與滑動軸承之間產(chǎn)生間隙，葉輪在沒有壓接產(chǎn)生的阻力的狀態(tài)下順利旋轉(zhuǎn)，故可確保液體泵的泵性能。
對附圖的簡單說明

圖1是表示使用本發(fā)明軸承裝置的液體泵及其周圍部分的縱向剖視圖。
圖2是從圖1中箭頭Ⅱ方向看液體泵的俯視圖。
圖3是圖2的Ⅲ-Ⅲ剖視圖。
圖4是從圖3中箭頭Ⅳ方向看液體泵的俯視圖。
圖5是圖4的Ⅴ-Ⅴ剖視圖。
圖6是從圖3中箭頭Ⅳ方向看液體泵的滑動軸承的軸狀構(gòu)件的俯視圖。
圖7是圖6的Ⅶ-Ⅶ剖視圖。
圖8是圖7的Ⅷ-Ⅷ剖視圖。
圖9是從圖3中箭頭Ⅳ方向看液體泵的滑動軸承的杯狀構(gòu)件的俯視圖。
圖10是圖9的Ⅹ-Ⅹ剖視圖。
圖11是圖10的箭頭Ⅺ部分的放大圖。
圖12表示容納給水罐的給水罐容納部的又一示例，該給水罐使用本發(fā)明實施形態(tài)的液體泵。
以下結(jié)合圖1到圖12說明本發(fā)明實施形態(tài)的軸承裝置及使用該軸承裝置的液體泵。該軸承裝置是用于向冰箱的制冰機供水用的液體泵，但并不限于本實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)，也可用于其他的泵，同時還可適用于泵以外的裝置。
如圖1所示，在作為冰箱殼體的冰箱主體1上設(shè)有給水罐容納部1a。在給給水罐容納部1a中容納著給水罐2，該給水罐2中貯存著向制冰機(未圖示)供給的水。
將該給水罐2內(nèi)的水向制冰機輸送用的液體泵3如圖1到圖3所示，設(shè)置具有將給水罐2內(nèi)的液體導(dǎo)入的導(dǎo)入口4以及將導(dǎo)入的液體向制冰機導(dǎo)出的導(dǎo)出口5的殼體6、裝在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如的葉輪7、設(shè)置在葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心部分的軸承裝置8、作為驅(qū)動葉輪7旋轉(zhuǎn)用的驅(qū)動源的DC電動機9。液體泵3用DC電動機9的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力在殼體6內(nèi)對葉輪7作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，以將給水罐2內(nèi)的液體吸取到制冰機一方。
另外，容納葉輪7的殼體6和驅(qū)動葉輪7旋轉(zhuǎn)用的DC電動機9設(shè)置在相互隔絕的空間內(nèi)。即，殼體6設(shè)置在給水罐2的內(nèi)側(cè)。另一方面，DC電動機9設(shè)置在內(nèi)側(cè)裝有給水罐2的給水罐容納部1a的外側(cè)。即，殼體6和DC電動機9分別隔著給水罐2的壁及給水罐容納部1a的壁設(shè)置。
在殼體6的外側(cè)，在上述2個壁外側(cè)的與葉輪7對向的位置，設(shè)置被DC電動機9驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)磁鐵10。另一方面，葉輪7成為跟蹤該感應(yīng)磁鐵10的從動磁鐵，一旦感應(yīng)磁鐵10受到DC電動機9驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)它就旋轉(zhuǎn)。另外，DC電動機9嵌合固定于在給水罐容納部1a的局部形成的筒狀電動機固定部1b。
設(shè)置在給水罐2內(nèi)的殼體6由有底的、大致圓筒狀構(gòu)件形成的杯狀構(gòu)件11與覆蓋該杯狀構(gòu)件11敞開端的蓋狀構(gòu)件12卡合成一體形成。即，杯狀構(gòu)件11具有圓形的底面13a和從底面13a的外周豎立的圓筒狀壁面13b，在壁面13b外側(cè)的敞開端附近設(shè)有2個與蓋狀構(gòu)件12卡合用的卡合凸起14a、14a。
另一方面，蓋狀構(gòu)件12具有比杯狀構(gòu)件11的壁面13b的外徑略大的外徑，同時具有圓形部15和筒部16，該圓形部15具有中心一側(cè)上升的傾斜面，該筒部16從圓形部15的外周邊緣向帽構(gòu)件13a一側(cè)延伸，在筒部16上設(shè)有與杯狀構(gòu)件11卡合用的2個L字形卡合片17、17。
杯狀構(gòu)件11和蓋狀構(gòu)件12通過在規(guī)定的位置上使卡合凸起14a、14a與卡合片17、17抵接并使兩個構(gòu)件11和12相對旋轉(zhuǎn)，而使卡合片17、17嵌入卡合凸起14a、14a中卡合固定。在蓋狀構(gòu)件12上，為了保持結(jié)合固定位置，在卡合片17、17的前端設(shè)有止動凸起17a、17a。這樣，殼體6的內(nèi)部就形成設(shè)置葉輪7的內(nèi)部空間。
蓋狀構(gòu)件12在嵌入杯狀構(gòu)件11后，只要使之向與嵌入相反的方向相對旋轉(zhuǎn)，就可將其取下。即，在杯狀構(gòu)件11的壁面13b上設(shè)有在使蓋狀構(gòu)件12向相反方向旋轉(zhuǎn)時與卡合片17的傾斜面17a抵接的引導(dǎo)部18。因此，一旦握住設(shè)在蓋狀構(gòu)件12的圓形部作為旋鈕用的肋19、19、同時使蓋狀部12向相反方向旋轉(zhuǎn)，傾斜面17a就與引導(dǎo)部18抵接。如果使蓋狀構(gòu)件12進一步旋轉(zhuǎn)，傾斜面17a就與引導(dǎo)部18抵接并滑動，自然地將蓋狀構(gòu)件12從杯狀構(gòu)件11上取下。
在上述的將2個構(gòu)件卡合固定為一體而形成的殼體6上，設(shè)有導(dǎo)入液體用的導(dǎo)入口4、導(dǎo)出液體用的導(dǎo)出口5、及將殼體6固定在給水罐2內(nèi)用的卡合片21。而且，通過將卡合片21與設(shè)在給水罐2內(nèi)的泵固定部22卡合固定，殼體6就被設(shè)置在給水罐2內(nèi)的底部2a一側(cè)，且此時杯狀構(gòu)件11的底面13a與給水罐2的側(cè)壁2b抵接。另外，在殼體6的底面13a上豎立固定著作為軸承裝置8的一部分、且作為設(shè)置在葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心位置上的軸的圓柱形固定軸20。
導(dǎo)入口4是用于將給水罐2內(nèi)的液體導(dǎo)入殼體6內(nèi)部用的，在成為葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心的圓形部15中央形成。該導(dǎo)入口4由將殼體6外側(cè)的給水罐2的內(nèi)部空間與殼體6內(nèi)部連通的圓形口部23、橫跨口部23內(nèi)肋24、以及從口部23的邊緣部分向殼體6的外側(cè)方向伸出的圓筒部25構(gòu)成。
在葉輪7由于液體的推動而向?qū)肟?的方向移動時，軸承裝置8與葉輪7一體移動，這時肋24就成為與滑動軸承40抵接的推力擋蓋。另外，在圓筒部25的端部設(shè)有2個切口部26、26。該切口部26、26是為了便于給水罐2內(nèi)的液體進入圓筒部25內(nèi)。而在圓筒部25端部的未設(shè)有切口部26、26的部分，一體地連接著作為旋鈕用的肋19、19。
導(dǎo)出口5用于將導(dǎo)入殼體6內(nèi)部的液體向制冰機(未圖示)一側(cè)導(dǎo)出，在葉輪7旋轉(zhuǎn)軌道外側(cè)的壁面13b上形成。導(dǎo)出口5由在壁面13b上形成的口部27、從該口部27的邊緣部分向殼體6的外側(cè)伸出的筒狀管道部28、以及將管道部28的前端與連接在制冰機(未圖示)上的配水管29連接用的接頭部30構(gòu)成。而且，在葉輪7旋轉(zhuǎn)時，已從導(dǎo)入口4進入殼體6內(nèi)的液體就隨著葉輪7的旋轉(zhuǎn)而向葉輪7的外周一側(cè)移動，從導(dǎo)出口5向制冰機一側(cè)導(dǎo)出。另外，管道部28的根基部通過增強肋31而與殼體6的杯狀構(gòu)件11的壁面13b連接。
豎立固定在殼體6內(nèi)的固定軸20成為殼體6內(nèi)葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心。固定軸20用金屬制成，具體說是用SUS材料制作的軸，成為軸承裝置8的一部分。在本實施形態(tài)中，固定軸20是金屬制的軸，當然也可以用樹脂等其他材料做成。
該固定軸20為圓柱形狀，兩端的外周面角部20a為一定錐形面的形狀，豎立固定在殼體6的杯狀構(gòu)件11的底面13a的中心位置。即，在杯狀構(gòu)件11的底面13a的中央，設(shè)有從底面13a向蓋狀構(gòu)件12一側(cè)伸出的圓筒柱32，在圓筒柱32的中央設(shè)有圓形的嵌合固定孔33。而且，固定軸20通過將其一端壓入嵌合固定孔33內(nèi)而固定在殼體6的內(nèi)部。
在與該固定軸20的固定端相反的端部20b，滑動軸承40以壓接的狀態(tài)嵌入。一旦葉輪7旋轉(zhuǎn)，滑動軸承40就以與固定軸20的端部20b壓接的狀態(tài)與葉輪7一體地旋轉(zhuǎn)。而且葉輪7可沿推力方向移動，其旋轉(zhuǎn)位置根據(jù)殼體6內(nèi)有無液體而沿推力方向移動。
設(shè)在殼體6內(nèi)的葉輪7受作為驅(qū)動源的DC電動機9的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。而且葉輪7通過在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)而在殼體6內(nèi)產(chǎn)生負壓，并從給水罐2吸取液體，同時將吸取的液體向制冰機輸送。另外，葉輪7受軸承裝置8的支承而旋轉(zhuǎn)自如。
該葉輪7在殼體6內(nèi)無液體時，在軸承裝置8的固定軸20與滑動軸承40壓接的狀態(tài)下一邊滑動接觸一邊旋轉(zhuǎn)。而在殼體6內(nèi)有液體時，則由于液體的推力而使固定軸20與滑動軸承40分離，使葉輪7在向軸向的導(dǎo)入口4(圖3中箭頭A方向)移動的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。
如圖4和圖5所示，葉輪7由中心部分具有貫通孔34的圓盤狀底板35、具有豎立于底板35的中心部分且與貫通孔34連續(xù)的中空部分36a的筒狀軸部36、分別與筒狀軸部36及底板35雙方連接的十字形葉片部37構(gòu)成。在貫通孔34和筒狀軸部36的連續(xù)的中空部分36a內(nèi)，用軸部構(gòu)件38及帽狀構(gòu)件39這2個構(gòu)件構(gòu)成的滑動軸承40與葉輪7一體地安裝于其中(見圖3)。
如圖5所示，貫通孔34和筒狀軸部36在徑向的直徑不同，貫通孔34的直徑L大于筒狀軸部36的中空部分36a的直徑M。在貫通孔34與筒狀軸部36的中空部分36a連續(xù)的部分形成階梯部41和傾斜面42。階梯部41成為將軸狀構(gòu)件38安裝于葉輪7內(nèi)部空間內(nèi)時的推力方向擋接部。傾斜面42成為將軸狀構(gòu)件38插入筒狀軸部36內(nèi)時的引導(dǎo)部。在貫通孔34的圓周壁34a上還沿軸向形成4條切縫34b。該切縫34b在將軸狀構(gòu)件34插入貫通孔34內(nèi)時成為引導(dǎo)部，同時阻止軸狀構(gòu)件38在徑向的旋轉(zhuǎn)。
葉輪7全部用磁性構(gòu)件做成，底板35上沒有葉片根基部37形成的那一側(cè)的平面部分(圖5中下側(cè))磁化為N、S兩極。該葉輪7的磁化部分受被DC電動機9驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的兩極磁化感應(yīng)磁鐵10吸引，葉輪7由于磁力的作用，平時向底面13a一側(cè)(圖3中箭頭B方向)加力。因此，一旦受DC電動機9驅(qū)動的感應(yīng)磁鐵10旋轉(zhuǎn)，葉輪7的磁化部分就跟蹤感應(yīng)磁鐵10而使葉輪7旋轉(zhuǎn)。葉輪7成為跟蹤感應(yīng)磁鐵10的從動磁鐵。
軸承裝置8由固定軸20、與固定軸20滑動地對向設(shè)置的滑動軸承40構(gòu)成?；瑒虞S承40由軸狀構(gòu)件38和帽狀構(gòu)件39構(gòu)成，這2個構(gòu)件從成為葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心部分的筒狀軸部36的軸向兩側(cè)夾入筒狀軸部36而一體地安裝到葉輪7上。
軸狀構(gòu)件38從葉輪7的貫通孔34插入葉輪7的內(nèi)部空間，直到與階梯部41抵接，這樣安裝到葉輪7上。軸狀構(gòu)件38的前端部分從葉輪7的筒狀軸部36伸出。另一方面，帽狀構(gòu)件39嵌入軸狀構(gòu)件38的前端部分，這樣與軸狀構(gòu)件38協(xié)同夾入葉輪7的筒狀軸部36。采用這種結(jié)構(gòu)，滑動軸承40就一體地安裝到葉輪7上。
軸狀構(gòu)件38如圖6到圖8所示，具有圓盤狀的臺部43、在該臺部43的外周端形成的2個凸部44、44、在臺部43的中央形成的貫通孔45、從貫通孔45的邊緣部分沿軸向豎立的2個滑動片46、46、在臺部43的一側(cè)平面分別豎立在滑動片46、46的半徑方向外側(cè)的2個圓弧狀筒部47、47、在臺部43的一側(cè)平面分別豎立于筒部47、47的裂縫部分且向內(nèi)周彎曲的彈性卡合片48、48。
臺部43用直徑略小于葉輪7的貫通孔34的內(nèi)徑L、且大于筒狀軸部36的內(nèi)徑M的圓盤狀構(gòu)件做成。而且在將軸狀構(gòu)件38插入葉輪7的內(nèi)部空間后，臺部43的外周邊緣部分與階梯部41抵接。
在將軸狀構(gòu)件38插入葉輪7的貫通孔34內(nèi)時，臺部43的凸部44、44與形成于貫通孔34內(nèi)的4個切縫34b中位于對角上的2個嵌合。通過這種嵌合，凸部44、44就被切縫34b引導(dǎo)，可使軸狀構(gòu)件38進入到貫通孔34的深部。設(shè)在軸狀構(gòu)件38上且阻止軸狀構(gòu)件38沿徑向旋轉(zhuǎn)的貫通孔45成為供固定軸20貫通的孔。滑動片46、46的前端部分略向內(nèi)側(cè)凸出，該凸出部分46a、46a略與固定軸20滑動接觸。筒部47、47的外周面與葉輪7的筒狀軸部36的內(nèi)周面抵接。
如圖3所示，彈性卡合片48、48貫通葉輪7的筒狀軸部36內(nèi)，其前端部分從筒狀軸部36伸出。在圖8所示的彈性卡合片48、48的前端部分設(shè)有嵌合部50、50，與圖10所示的在帽狀構(gòu)件39上形成的嵌合孔部49、49嵌合。在該嵌合部50、50上，在其外周部形成卡合凸起50a，而且彈性卡合片48、48如圖3的虛線所示，是一邊向內(nèi)側(cè)彎曲一邊插入葉輪7的筒狀軸部36內(nèi)，并從筒狀部36的端部向外伸出。另外，在嵌合部50、50上分別設(shè)有傾斜面51、51，以在將彈性卡合片48從葉輪7的貫通孔34插入筒狀軸部36內(nèi)時與設(shè)在葉輪7內(nèi)部的傾斜面42抵接，并便于將彈性卡合片48、48向內(nèi)側(cè)彎曲。
另一方面，帽狀構(gòu)件39通過將軸狀構(gòu)件38的彈性卡合片48、48嵌合，與軸狀構(gòu)件38協(xié)同夾入葉輪7的筒狀軸部36，能與葉輪7一體旋轉(zhuǎn)。即，如圖10所示，帽狀構(gòu)件39具有在壓接的狀態(tài)下可滑動地容納固定軸20的端部20b的具有錐形內(nèi)周面52a的杯狀軸承部52、在軸承部52的外周面上與該軸承部52形成一體且與軸狀構(gòu)件38的臺部43協(xié)同夾入葉輪7的筒狀軸部36的傘形部53、在軸承部52與傘形部53之間的分界部分形成的嵌合孔49、49。
而且，在將軸狀構(gòu)件38插入葉輪7內(nèi)之后，通過將圖9的嵌合孔部49、49與從葉輪7的筒狀軸部36伸出的彈性卡合片48、48的嵌合部50、50嵌合，帽狀構(gòu)件39就與軸狀構(gòu)件38及葉輪7形成一體。這時，軸承部52的外周面嵌入軸狀構(gòu)件38的筒部47、47以及彈性卡合片48、48的內(nèi)側(cè)。
另外，軸承部52的內(nèi)周面52a如圖11所示，形成錐形面，具有越向深處內(nèi)徑越小的錐角α。比該錐形面的中途位于更深處的內(nèi)徑W1小于固定軸20的外徑W2。
另外，如上所述，一體地裝有滑動軸承40的葉輪7被感應(yīng)磁鐵10吸引。因此，軸承部52的內(nèi)周面52a的錐形面中途部分成為與固定軸20的端部20b壓接的狀態(tài)。結(jié)果，在無液體的狀態(tài)下，滑動軸承40在對固定軸20壓接的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。而在殼體6內(nèi)有液體存在的狀態(tài)下，葉輪7由于液體被吸引時的負壓作用而向?qū)肟?一側(cè)移動，故這時軸承部52的內(nèi)周面52a和固定軸20分離。
又如圖11所示，在軸承部52的內(nèi)周面52a的更深處，形成容納固定軸20的端面的半球狀推力軸承52b。在軸承部52的外側(cè)端部又形成半球狀的推力軸承52c，它在葉輪7因負壓作用而向?qū)肟?方向移動時與設(shè)在導(dǎo)入口4內(nèi)的肋24抵接而限定葉輪7的位置。
以下說明使用上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明實施形態(tài)軸承裝置8的液體泵3的動作。
在該液體泵3上，葉輪7最初被吸引到感應(yīng)磁鐵10一側(cè)。因此，一體地安裝在葉輪7上的滑動軸承40也與葉輪7一同被吸引到感應(yīng)磁鐵10一側(cè)。在滑動軸承40的帽狀構(gòu)件39上形成的軸承部52的內(nèi)周面52a由于葉輪7被吸引到感應(yīng)10一側(cè)而與固定軸20的端部20b壓接。在無液體的場合，一旦DC電動機9的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力使感應(yīng)磁鐵10旋轉(zhuǎn)，葉輪7就跟蹤感應(yīng)磁鐵10而在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
這樣，在給水罐2內(nèi)沒有液體泵3要吸取的液體存在、葉輪7空轉(zhuǎn)的場合，是在與固定軸20的端部20b壓接的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，而在給水罐2內(nèi)有足夠的水貯存于其中、通過葉輪7的旋轉(zhuǎn)而將給水罐2內(nèi)的液體吸入殼體6內(nèi)的場合，葉輪7的旋轉(zhuǎn)位置就在推力方向發(fā)生變化。
即，在給水罐2內(nèi)無液體的場合，即使葉輪7在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)，液體也不會進入殼體6內(nèi)。因此，沒有液體被吸引時的負壓力作用于葉輪7，故不會產(chǎn)生向?qū)肟?一側(cè)移動的力。結(jié)果是，葉輪7就在同一場所、即在受感應(yīng)磁鐵10吸引、軸承部52的內(nèi)周面52a與固定軸20的端部20b壓接的位置上旋轉(zhuǎn)。因此，葉輪7就在感應(yīng)磁鐵10一側(cè)穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)，而不沿推力方向移動，故不會產(chǎn)生接觸噪音。
還有，這時由于軸承部52與固定軸20之間的磨擦力，在葉輪7上施加了負荷，但該負荷極小，對轉(zhuǎn)速和DC電動機9的驅(qū)動的影響很小。在本實施形態(tài)中，DC電動機9的驅(qū)動電流是從50mA增加10mA到60mA。
另外，在給水罐2內(nèi)有液體存在的場合，殼體6內(nèi)也有液體進入，其負荷雖大，但葉輪7最初是在軸承部52與固定軸20a滑動的同時進行旋轉(zhuǎn)。在本實施形態(tài)中，DC電動機9的驅(qū)動電流由于這一滑動而從90mA(無滑動接觸時的驅(qū)動電流)起增加數(shù)mA。然后，一旦葉輪7在殼體6內(nèi)旋轉(zhuǎn)，給水罐2的液體就從導(dǎo)入口4順利地流入殼體6的內(nèi)部。
這樣一來，在殼體6內(nèi)就產(chǎn)生液體受吸引時的負壓，葉輪7一邊旋轉(zhuǎn)一邊克服感應(yīng)磁鐵10的吸力而向?qū)肟?一側(cè)移動。結(jié)果，與固定軸20的端部20b壓接的滑動軸承40的內(nèi)周面52a就脫離固定軸20的端部20b，葉輪7在這一狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。
如上所述，在殼體6內(nèi)有液體存在的狀態(tài)下，一旦泵受到驅(qū)動，葉輪7就在滑動軸承40的內(nèi)周面52a脫離固定軸20的端部20b的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，故不會有滑動接觸形成的負荷。而且，已進入的液體發(fā)揮潤滑油的作用，使葉輪7順利地旋轉(zhuǎn)。因此，空轉(zhuǎn)的場合和最初旋轉(zhuǎn)時不會產(chǎn)生接觸音導(dǎo)致的噪音，在發(fā)揮一般的泵功能時，壓接形成的負荷不會施加給葉輪7的旋轉(zhuǎn)，不會降低泵性能。
本發(fā)明的軸承裝置的實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)如上所述，但并不受上述所限，可在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)作各種變換。譬如，上述的實施形態(tài)是在滑動軸承40的內(nèi)周面52a設(shè)置越往深處越窄的錐形面，但也可在內(nèi)周面52的中途部分或入口部分設(shè)置角度相反、即越往深處越寬且入口一側(cè)也寬的凸部。而且，也可使凸部所包圍的空間的內(nèi)徑小于固定軸20的外徑以得到壓接狀態(tài)。
另外，上述的實施形態(tài)是在形成于內(nèi)周面52a上的錐形面中途部分容納固定軸20的端部20b，但也可相反地在固定軸20的前端、中間或根基部設(shè)置錐形面或凸部。采用這種結(jié)構(gòu)時，滑動軸承40就與固定軸20的錐形面或凸部進行壓接。
還有，在如各實施形態(tài)那樣用于葉輪7的場合，為了能在對液體進行泵驅(qū)動時減少滑動軸承40和固定軸20之間的磨擦產(chǎn)生的負壓，最好設(shè)置錐形面的傾斜度。關(guān)于這一點，同樣適用于將其他實施形態(tài)的裝置用于液體泵的場合。
還有，也可以用旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成葉輪7的旋轉(zhuǎn)中心軸，且將滑動軸承固定。即，只要軸與滑動軸承是互為相對旋轉(zhuǎn)的，可以將其中的任一方作為固定方，而將另一方作為旋轉(zhuǎn)方。至少在將軸和軸承的一方與另一方壓接的狀態(tài)下使軸與滑動軸承相對旋轉(zhuǎn)即可。
在上述的實施形態(tài)中，采用葉輪7一邊被感應(yīng)磁鐵10吸引一邊旋轉(zhuǎn)的磁鐵耦合方式，但也可以將葉輪直接固定在電動機的輸出軸上。然而，從液體泵的性質(zhì)出發(fā)，為了防止液體泄漏，本實施形態(tài)的磁鐵耦合方式是將殼體6的內(nèi)部空間與作為驅(qū)動源的DC電動機9分別設(shè)置在各個空間。
還有，在上述實施形態(tài)中，是用磁鐵構(gòu)成葉輪7，并在葉輪7的平面部分進行NS的兩極磁化，但磁化也可以不是兩極。另外，也可用樹脂等其他材料構(gòu)成葉輪7，并將磁化后的從動磁鐵固定于其上。另外，給水罐容納部1a可以如圖12所示，將除了放置殼體6的部分以外的其他部分做成底部向上凸起的形狀。一旦這樣將底部抬高而使給水罐2的底部到達導(dǎo)入口4的中心的高度，就不會貯存多余的液體，對衛(wèi)生及節(jié)省空間都有利。
如上所述，采用本發(fā)明的軸承裝置時，由于沒有軸與軸承之間的間隙，且相互間不會晃動，故不會產(chǎn)生軸與軸承之間的接觸噪音，可以實現(xiàn)安穩(wěn)的軸承裝置以及液體泵裝置。采用技術(shù)方案2的發(fā)明時，軸與軸承之間的壓接狀態(tài)更好，可得到更安穩(wěn)的軸承裝置。采用技術(shù)方案3的發(fā)明時，盡管處于壓接狀態(tài)下，仍能順利地相對旋轉(zhuǎn)，同時結(jié)構(gòu)簡單，能降低制造成本。
另外，采用使用本發(fā)明的軸承裝置的液體泵時，即使在空轉(zhuǎn)時，也不會發(fā)生軸與軸承碰撞的情況，故不會發(fā)生接觸噪音，可實現(xiàn)安穩(wěn)的液體泵裝置。另外，由于殼體的內(nèi)部空間與驅(qū)動源完全隔離，成為無液體泄漏的液體泵，故可實現(xiàn)安全性高的液體泵。另外，利用葉輪被感應(yīng)磁鐵吸引這一點，能夠使軸承裝置的軸與滑動軸承之間可靠壓接，故可通過簡單的結(jié)構(gòu)可靠地防止噪音發(fā)生。
還有，當將上述液體泵裝置置于液體中時，在軸與滑動軸承之間會產(chǎn)生間隙，葉輪在無壓接阻力的狀態(tài)下順利地旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，不會因為壓接滑動而妨礙泵性能，可確保充分的泵性能。另外，即使軸空轉(zhuǎn)，由于葉輪在軸與滑動軸承壓接的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，故可防止葉輪晃動而產(chǎn)生接觸噪音。
權(quán)利要求
1．一種軸承裝置，由軸、以及可滑動地與該軸對向設(shè)置且可與軸之間相對旋轉(zhuǎn)的滑動軸承構(gòu)成，其特征在于，使所述軸和所述軸承中的一方在與另一方壓接的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述軸承裝置，其特征在于，將所述軸做成圓柱形狀，在所述滑動軸承上設(shè)置與所述軸的外周面間滑動的內(nèi)周面，同時將所述滑動軸承內(nèi)周面的內(nèi)徑做成小于所述軸的外徑。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承裝置，其特征在于，所述軸與所述滑動軸承能相對地向軸向移動，同時在所述軸或所述軸承中的一方形成錐形面，在該錐形面的中途部分使所述軸或所述滑動軸承中的另一方壓接。
4．一種液體泵，其特征在于，設(shè)置具有導(dǎo)入液體的導(dǎo)入口和導(dǎo)出液體用的導(dǎo)出口的殼體、裝在該殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如的葉輪、以及驅(qū)動該葉輪旋轉(zhuǎn)用的驅(qū)動源，同時使設(shè)置在所述葉輪旋轉(zhuǎn)中心的軸或支承該軸的滑動軸承中的一方在與另一方壓接的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體泵，其特征在于，把所述軸作為固定在所述殼體內(nèi)的固定軸，把所述滑動軸承一體地安裝在所述葉輪上，并在所述殼體的外側(cè)在與所述葉輪對向的位置上設(shè)置受所述驅(qū)動源驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)磁鐵，同時在所述葉輪上設(shè)置跟蹤所述感應(yīng)磁鐵的從動磁鐵。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體泵，其特征在于，將所述軸做成圓柱形狀，在所述滑動軸承上設(shè)置在錐形面的中途部分容納所述軸的外周面端部的內(nèi)周面，且所述葉輪可沿軸向移動，同時在所述殼體內(nèi)沒有液體的狀態(tài)下，所述軸的端部與所述滑動軸承的內(nèi)周面滑動接觸，同時所述葉輪旋轉(zhuǎn)，而在所述殼體內(nèi)有液體存在的狀態(tài)下，所述軸的外周面端部脫離所述滑動軸承的內(nèi)周面且所述葉輪旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種軸承裝置,由軸承裝置8、軸20、以及與該軸20對向設(shè)置且相對旋轉(zhuǎn)的滑動軸承40構(gòu)成。軸承裝置8的軸20與滑動軸承40中的一方在與另一方壓接的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。因此,相對旋轉(zhuǎn)時的軸20與滑動軸承40之間沒有間隙,可防止軸20與軸承40碰撞導(dǎo)致的接觸噪音。本發(fā)明即使不用潤滑油,軸與滑動軸承也能順利地滑動,可提供無接觸噪音的安穩(wěn)的軸承裝置及液體泵。
文檔編號F16C17/00GK1235249SQ9910672
公開日1999年11月17日 申請日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者吉川伸一, 中曾根毅 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所