CN100392293C - 唇型密封 - Google Patents
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Abstract
本发明的唇型密封,是将支承在规定的外壳(H)上的旋转轴(S)的外周进行密封的唇型密封。该唇型密封,由有将通过旋转轴(S)的圆孔进行划定的壁面部(11a)和从壁面部(11a)的外缘弯曲地形成的圆筒部(11b)的环状的第1加强构件(11);有与外壳(H)结合的环状的基部(12a)、从基部(12a)向径向内侧延伸成大致圆锥状且能与旋转轴(S)抵接的第1唇部(12b)、形成于可插脱自如地与圆筒部(11b)嵌合的基部(12a)上的环状的凹部(11c)的第1密封构件(12)。由此,能确保所需的密封性能,并容易地进行组装及分解作业,且能进行再循环。
Description
技术领域
本发明涉及将使用于汽车等的空调系统中的空气压缩机等的旋转轴与外壳之间进行密封的唇型密封,尤其涉及能进行再循环处理的唇型密封。
背景技术
近年来,作为环境污染对策的一环,进行了将使用后的唇型密封再循环的技术开发。作为考虑再循环的以往的唇型密封,如图1所示,已知其结构具有金属制的芯环1、收容芯环1并形成为大致圆锥状的橡胶制的第1密封构件2、与第1密封构件2邻接地配置且形成为大致圆锥状的树脂制的第2密封构件3、与第2密封构件3邻接地配置的金属制的支承环4(例如参照日本专利特开2002-364759号公报)。
在该唇型密封中,第1密封构件2包括与空气压缩机等的外壳H结合的环状的基部2a、将与转动自如地支承在外壳H上的旋转轴S抵接的内缘进行划定的唇部2b、在基部2a上为了嵌入芯环1而形成的环状的收容部2c和切入部2d等,第2密封构件3由大致平坦的外缘部3a和将与旋转轴S抵接的内缘进行划定的唇部3b等形成,支承环4由与基部2a的内侧嵌合的圆筒部4a和将通过旋转轴S的圆孔进行划定的壁面部4b等形成。
并且,在组装这些构成零件时,将第1密封构件2的切入部2d较大地扩张,并将芯环1向收容部2c插入,接着,将第2密封构件3向第1密封构件2的内侧插入,另外,以夹入第2密封构件3的状态,将圆筒部4a与基部2a的内侧嵌合地组装支承环4。
但是,在上述唇型密封的组装中,在将芯环1向收容部2c插入时,需要将切入部2d较大地扩张并维持使基部2a变形后的状态,组装的作业性非常差。另一方面,在长时间使用该唇型密封后,即使要将芯环1取下,也由于芯环1被完全埋没在收容部2c中而无抓住的部位、且在长时间的使用中成为压接的状态,故难以将其取下。
另外,在上述唇型密封的组装状态下,第2密封构件3成为被第1密封构件2与支承环4夹持的状态,并由于第1密封构件2是橡胶制的,通过其弹性变形或长时间变化等,故有可能成为不能可靠地对第2密封构件3进行夹持。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术中的情况而作成的,其目的在于,提供能一边确保原来的密封性能、一边容易进行构成零件的组装作业、并能容易进行其分解及分别作业、且能再循环的唇型密封。
为了达到上述目的,本发明提供一种唇型密封,对支承在规定外壳上的旋转轴的外周进行密封,该唇型密封具有:环状的第1加强构件,其具有构成旋转轴穿过的孔的壁面部和从所述壁面部的外缘弯曲的圆筒部;第1密封构件,其具有与外壳结合的环状的基部、从所述基部径向朝内延伸成大致圆锥状且能与旋转轴抵接的第1唇部、和形成于所述基部上并沿所述旋转轴的轴向延伸的以便沿所述旋转轴的轴向可插脱自如地与所述圆筒部嵌合的环状凹部。
采用该结构,仅将第1加强构件的圆筒部嵌入于在第1密封构件的基部上所形成的环状的凹部中(不使用铆接加工或粘接剂等)就完成两者的组装,另一方面,仅将圆筒部从环状的凹部进行拉拔,就能进行两者的分离及分别。这里,第1加强构件,对呈嵌入地埋入于第1密封构件的凹部中的状态的圆筒部,由于与成为露出状态的壁面部一体地形成,故通过将壁面部(将手指进入该孔中、或通过工具等)抓住,能容易地将第1环状构件从第1密封构件进行拉拔。这样,能容易地进行组装作业和分解作业。
在上述结构中,第1加强构件具有与圆筒部配合、并从内侧夹持基部的内侧圆筒部,第1加强构件的壁面部,能采用从内侧圆筒部延伸地形成的结构。
采用该结构,当将第1加强构件的圆筒部向第1密封构件的凹部嵌入时,第1加强构件的内侧圆筒部与位于外侧的圆筒部配合地在径向将基部(被凹部和内周面所划定的部分)进行夹持,能更可靠地进行两者的组装。
在上述结构中,第1加强构件的壁面部,能采用在旋转轴的轴线方向形成为与第1唇部的根部区域邻接的状态的结构。
采用该结构,第1加强构件的壁面部就对第1唇部的根部区域支承,能防止第1唇部超过规定范围地进行变形的情况。又,由于只要将壁面部与第1唇部的根部区域邻接配置,就能无任何问题地容易地进行两者的分离。
在上述结构中,采用以下结构,即还具有:被夹持在第1加强构件与第1密封构件之间的第2密封构件;在与第1加强构件的相反侧、与第1密封构件嵌合的环状的第2加强构件,第2密封构件具有:被壁面部与第1唇部的根部区域夹持的被夹持部;从被夹持部向径向内侧延伸成大致圆锥状、并能与旋转轴抵接的第2唇部,第2加强构件具有:在轴线方向上与基部抵接的环状壁面部;从环状壁面部的内缘弯曲地形成、且与基部的内侧嵌合的圆筒部。
采用该结构,在将第2密封构件的被夹持部夹入的状态下,将第1加强构件的圆筒部嵌入第1密封构件的凹部,另外,仅将第2加强构件的圆筒部与基部的内侧嵌合,就能完成第1加强构件、第1密封构件、第2密封构件和第2加强构件的组装,另一方面,仅将第1加强构件的圆筒部从凹部拉拔、并将第2加强构件的圆筒部从基部的内侧拉拔,就能进行各个零件的分离及分别。这里,由于利用第1加强构件的圆筒部和第2加强构件的圆筒部将第1密封构件的基部进行夹持,故能更可靠地对各个零件进行组装。
在上述结构中,能采用第1密封构件由橡胶材料形成、第2密封构件由树脂材料形成的结构。
采用该结构,如上所述,由于能容易地将第1密封构件与第2密封构件分离,故即使是种类不同的零件,在再循环时也能容易地进行分别作业。
在上述结构中,第2加强构件的圆筒部,能采用在旋转轴的轴线方向上具有与第1唇部的根部区域抵接的抵接部的结构。
采用该结构,通过组装第2加强构件,位于其圆筒部前端的抵接部对第1唇部的根部区域的变形进行限制,并与第1加强构件的壁面部配合,能可靠地将第2密封构件(被夹持部)进行夹持,能更可靠地组装第2密封构件。
在上述结构中,能采用在第1加强构件的壁面部上设有对第2密封构件的旋转进行限制的止转部的结构。
采用该结构,仅第2密封构件被第1加强构件与第1密封构件夹持,而能利用止转部防止第2密封构件旋转的情况。
在上述结构中,能采用第2加强构件具有从圆筒部向其内侧弯曲而形成为圆筒状、并将第1唇部的向径向外侧的变形限制在规定的范围的限制部的结构。
采用该结构,在第1唇部的径向外侧,由于以将其周围围住的状态设有圆筒状的限制部,故能防止第1唇部超过容许范围而向外变形的情况,能确保所需的密封性能。
在上述结构中,在第1密封构件上,能采用在第1唇部的外周区域装拆自如地安装着向其径向内侧赋予施力的环状弹簧的结构。
采用该结构,由于在第1唇部的外周区域上设有环状弹簧,故能防止第1唇部超过容许范围而向外变形的情况,能确保所需的密封性能。又,由于该弹簧能装拆自如,故能容易地进行组装及分解。
在上述结构中,能采用在第1密封构件与第2密封构件之间夹持将第1唇部的向径向内侧的变形限制在规定范围的环状的第3加强构件的结构。
采用该结构,利用第3加强构件,能防止第1唇部超过容许范围地向外变形的情况,能确保所需的密封性能。又,第3加强构件,由于被简单地夹持在第1密封构件与第2密封构件之间,故能容易地进行其组装及分解。
附图说明
图1是表示以往的唇型密封的部分剖视图。
图2是应用本发明的唇型密封的空气压缩机的概略的部分剖视图。
图3是表示本发明的唇型密封的一实施形态的分解立体图。
图4是图3所示的唇型密封的部分剖视图。
图5是表示本发明的唇型密封的另一实施形态的分解立体图。
图6是图5所示的唇型密封的部分剖视图。
图7是表示图5所示的唇型密封的另一安装方法的部分剖视图。
图8是表示本发明的唇型密封的又一实施形态的分解立体图。
图9是图8所示的唇型密封的部分剖视图。
图10是表示本发明的唇型密封的又一实施形态的分解立体图。
图11是图10所示的唇型密封的部分剖视图。
图12是表示本发明的唇型密封的又一实施形态的分解立体图。
图13是图12所示的唇型密封的部分剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的最佳实施形态进行说明。另外,这里,对将本发明的唇型密封应用于作成汽车等空调系统一部分的空气压缩机C的情况进行说明。
即如图2所示,空气压缩机C,由划定外轮廓的外壳H、收容在外壳H内并将旋转驱动力从外部向压缩机构传递的旋转轴S、在旋转轴S的外周面与外壳H之间进行密封并将大气A与内部空间B遮断用的唇型密封10等形成。
唇型密封10如图3和图4所示,由环状的第1加强构件11和环状的第1密封构件12构成。
第1加强构件11,例如是将冷轧钢带、不锈钢板等的金属板进行冲压加工而成的构件,如图3和图4所示,具有:划定使旋转轴S通过的圆孔11a’的壁面部11a;从壁面部11a的外缘弯曲地形成、并向轴线方向L伸长的圆筒部11b;夹在壁面部11a与圆筒部11b之间、并在圆筒部11b的内侧同轴地形成的内侧圆筒部11c等。
第1密封构件12,例如是使用H-NBR等的橡胶材料进行模具成形后的构件,如图3和图4所示,具有:与外壳H的壁面H1结合、并向轴线方向L伸长的环状(圆筒状)的基部12a;从基部12a向径向内侧延伸成大致圆锥状、并能与旋转轴S抵接的划定圆形的内缘12b’的第1唇部12b;在基部12a上(大气A侧)的端面上有开口12c’、并可收容圆筒部11b地形成的环状(圆筒状)的凹部12c等。
又,第1加强构件11,壁面部11a形成为在轴线方向L上与第1密封部12b的根部区域12b’’邻接(密接)的状态,第1密封部12b成为防止超过容许范围地向径向内方进行变形的结构。另外,第1加强构件11,其内侧圆筒部11c与基部12a的内侧嵌合并与圆筒部11b配合地形成为在径向将基部12a的一部分12a’’(被凹部12c与基部12a的内周面划定的部分)夹持的状态,而可靠地与第1密封构件12组装着。
另外,在第1密封构件12上,在基部12a的外周面上形成有向径向外侧突出成环状的2个突条部12a’,以提高与壁面H1的密接性。
接着,对该唇型密封10的组装和分解作业进行说明。
首先,在组装时,如图3所示,将第1加强构件11与第1密封构件12排列在轴线方向L上,将第1加强构件11的圆筒部11b嵌入第1密封构件12的基部12a上所形成的环状的凹部12c中。在该嵌入作业中,不使用铆接加工或粘接剂等,容易完成两者的组装。在该组装状态下,利用圆筒部11b和内侧圆筒部11c可靠地夹持基部12a而能可靠地进行两者的组装。
另一方面,在分解时,仅将圆筒部11b从环状的凹部12c拉拔,就能可靠地将第1加强构件11与第1密封构件12分离。这里,第1加强构件11,对于向第1密封构件12的凹部12c嵌入而成为埋入状态的圆筒部11b,由于与成为露出状态的壁面部11a一体地形成,故例如通过将手指放入圆孔11a’或通过工具等将壁面部11a抓住而能容易地进行分解。
另外,在将该唇型密封10安装在空气压缩机C上时,如图4所示,使第1唇部12b内缘12b’与旋转轴S外周面抵接(接触)地通过旋转轴S,并使第1密封构件12基部12a与壁面H1嵌合,在第1加强构件11端面与壁面H2抵接的状态下,将弹性挡圈R安装成与第1密封构件12接触的状态。
弹性挡圈R形成为具有作成约10度~20度、最好约15度的角度θ的倾斜面的状态,通过向与在外壳H上形成为具有同样倾斜面的环状槽H3嵌入,成为将唇型密封10向壁面H2推压的状态。
在该实施形态中,表示了在第1加强构件11上设有内侧圆筒部11c的情况,但不限定于此,也可以去除内侧圆筒部11c而作成直接设置从壁面部11a的外缘弯曲的圆筒部11b。
图5和图6是表示本发明的唇型密封的另一实施形态,是对上述的实施形态、增加了第2密封构件和第2加强构件的形态。另外,对与实施形态相同的结构标上相同的符号并省略其说明。
如图5和图6所示,唇型密封20由环状的第1加强构件21、环状第1密封构件22、在第1加强构件21与第1密封构件22之间所夹持的第2密封构件23、在与第1加强构件21的相反侧与第1密封构件22嵌合的第2加强构件24构成。
第1加强构件21,例如是将冷轧钢带、不锈钢板等的金属板进行冲压加工而成的构件,如图5和图6所示,具有:划定使旋转轴S通过的圆孔21a’的壁面部21a;从壁面部21a的外缘弯曲地形成、并向轴线方向L伸长的圆筒部21b;在壁面部21a与圆筒部21b的弯曲区域上扩径地形成的凸缘部21c等。
在壁面部21a上,在与第2密封构件23结合的面上,形成有排列在圆周方向上所形成的作为止转部的多个突起21a’’。利用该突起21a’’,即使仅夹持第2密封构件23,也能有效地限制其旋转。
第1密封构件22,例如是使用H-NBR等橡胶材料进行模具成形后的构件,如图5和图6所示,具有:与外壳H的壁面H1结合、并向轴线方向L伸长的环状(圆筒状)的基部22a;从基部22a向径向内侧延伸成大致圆锥状、并能与旋转轴S抵接的划定圆形的内缘22b’的第1唇部22b;在基部22a上(大气A侧)的端面上有开口22c’、并可收容圆筒部21b地形成的环状(圆筒状)的凹部22c等。
另外,在基部22a的外周面上,形成有向径向外侧环状地突出的2个突条部22a’,与上述的实施形态同样,能使与壁面H1的密接性提高。
第2密封构件23,例如是使用四氟乙烯树脂等树脂材料进行模具成形的构件,如图5和图6所示,具有:被壁面部21a与第1密封部22b的根部区域22b’’夹持的圆形的外轮廓平坦地形成的被夹持部23a;从被夹持部23a向径向内侧延伸成大致圆锥状、并能与旋转轴S抵接的划定圆形的内缘23b’的第2唇部23b等。
如图5和图6所示,第2加强构件24与第1加强构件21同样,是将冷轧钢带、不锈钢板等的金属板进行冲压加工而成的构件,具有:在轴线方向L上与基部22a的(内部空间B侧的)端面抵接的平坦的环状壁面部24a;从环状壁面部24a的内缘弯曲、并向轴线方向L伸长地形成、且与基部22a的内侧嵌合的圆筒部24b;在圆筒部24b的前端垂直地弯曲形成、并与第1密封部22b的根部区域22b’’抵接的抵接部24b’等。
接着,对该唇型密封20的组装和分解作业进行说明。
首先,如图5所示,在组装时,将第1加强构件21、第2密封构件23、第1密封构件22、第2加强构件24排列在轴线方向L上,将第2密封构件23的被夹持部23a夹入,并将第1加强构件21的圆筒部21b嵌入第1密封构件22的凹部22a,再将第2加强构件24b嵌入基部22a的内侧。不使用铆接加工或粘接剂等,仅以这些嵌入作业,完成第1加强构件21、第1密封构件22、第2密封构件23和第2加强构件24的组装。
在该组装状态下,第2加强构件24的抵接部24b’对第1唇部22b的根部区域22b’’的变形进行限制,并与第1加强构件21的壁面部21a配合,可靠地将第2密封构件23(被夹持部23a)夹持,又,壁面部21a的突起21a’’对第2密封构件23(被夹持部23a)的旋转进行限制,将第2密封构件23可靠地组装在规定的位置。
又,利用第1加强构件21的圆筒部21b和第2加强构件24的圆筒部24b,在径向可靠地夹持基部22a的一部分22a’’(被凹部22c和基部22a的内周面所划定的部分),能可靠地进行第1加强构件21、第1密封构件22、第2加强构件24相互的组装。
另一方面,在分解时,将第1加强构件21的圆筒部21b从凹部22c拉拔,仅通过从基部22a的内侧对第2加强构件24的圆筒部24b进行拉拔,就能可靠地将各个零件分离。这里,与前述同样,第1加强构件21,对于向凹部22c嵌入并成为埋入状态的圆筒部21b,由于与成为露出状态的壁面部21a一体地形成,故例如通过将手指放入圆孔21a’或通过工具等将壁面部21a抓住而能容易地进行分解。
另外,在将该唇型密封20安装在空气压缩机C上时,如图6所示,安装着与前述同样的弹性挡圈R。
又,作为另一安装方法,如图7所示,也可以作成使配置在外壳H内的另一构件(或外壳H的一部分)H’从轴线方向L与第2加强构件24的环状壁面部24a抵接、将唇型密封20向壁面H2推压的状态,来代替弹性挡圈R。
在该实施形态中,作为对第2密封构件23的旋转加以限制的止转部、在壁面部21a上设置了突起21a’’,但也可以在第1密封构件22的根部区域22b’’上一体地形成同样的突起。
又,在该实施形态中,在第2加强构件24上设置了抵接部24b’,但只要能可靠地夹持第2密封构件23,也可将圆筒部24b减短,并废除抵接部24b’,又,还可以作成使圆筒部24b相对基部22a的内侧稍微放松地嵌入的状态。
图8和图9是表示本发明的唇型密封的又一实施形态,是在前述的图5和图6所示的实施形态中对第2加强构件进行变更的形态。因此,对与前述实施形态相同的结构标上相同的符号并省略其说明。
即,在该唇型密封20’中,如图8和图9所示,第2加强构件24’,除了环状壁面部24a、圆筒部24b、抵接部24b’以外,还具有向内侧弯曲并向轴线方向L伸长地形成为圆筒状的限制部24c。
限制部24c如图9所示,在组装状态下,在第1唇部22b的径向外侧,形成为将第1唇部22b的周围围住的圆筒状,成为能防止第1唇部22b超过容许范围而向外变形的情况。因此,能不受到内部空间B内的流体的影响等、确保所需的密封性能。
在该唇型密封20’中,与前述同样,也能确保所需的密封性能,并能容易地进行组装作业及其分解作业。
图10和图11是表示本发明的唇型密封的又一实施形态,是在前述的图5和图6所示的实施形态中对第1密封构件的一部分进行变更且增加环状弹簧25的形态。因此,对与前述实施形态相同的结构标上相同的符号并省略其说明。
即,在该唇型密封20’’中,如图10和图11所示,第1密封构件22’,除了环状的基部22a、第1唇部22b、环状的凹部22c、开口22c’等以外,还具有形成在第1唇部22b外周面上的环状的槽22b’’’。
并且,在该槽22b’’’上,如图10和图11所示,装拆自如地安装着环状的弹簧25。弹簧25对第1唇部22b始终向径向内方施加规定的力,能防止上第1唇部22b超过容许范围而向外变形的情况。因此,能不受到内部空间B内的流体的影响等、确保所需的密封性能。在该唇型密封20’’中,也与前述同样,能确保所需的密封性能,并能容易地进行组装作业及其分解作业。
图12和图13是表示本发明唇型密封的又一实施形态,是在前述的图5和图6所示的实施形态中增加第3加强构件26后的形态。因此,对与前述实施形态相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
即,在该唇型密封20’’’中,如图12和图13所示,在第1密封构件22与第2密封构件23之间夹持有环状的第3加强构件26。
第3加强构件26,例如是将冷轧钢带、不锈钢板等金属板进行冲压加工而成的构件,如图12和图13所示,具有:被第2密封构件23的被夹持部23a与第1密封构件22的根部区域22b’’夹持的圆形的外轮廓平坦地形成的被夹持部26a;从被夹持部26a向径向内侧延伸成大致圆锥状、并对通过旋转轴S的圆孔26b’进行划定的斜面部26b等。
斜面部26b如图13所示,形成为与第1密封构件22的第1唇部22b邻接(密接)的状态,并能防止第1唇部22b超过容许范围而向内变形的情况。因此,能不受到内部空间B内的流体的影响等、确保所需的密封性能。在该唇型密封20’’’中,与前述同样,能确保所需的密封性能,并能容易地进行组装作业及其分解作业。
在上述的实施形态中,表示了将唇型密封10、20、20’、20’’、20’’’适用于作成汽车等空调系统的空气压缩机C的情况,但不限定于此,只要是具有旋转轴和支承旋转轴的外壳的机械或电气设备等,也能适用于任一种机械或电气设备。
[产业上的可利用性]
如上所述,本发明的唇型密封,能确保所需的密封性能并容易地进行组装,又,由于还能容易地进行其分解和分别,故能简单地进行再循环处理。因此,在需要对旋转轴的外周进行密封的机械、电气设备中是有用的。
Claims (10)
1.一种唇型密封,对支承在规定外壳上的旋转轴的外周进行密封,其特征在于,具有:
环状的第1加强构件,其具有构成旋转轴穿过的孔的壁面部和从所述壁面部的外缘弯曲的圆筒部;
第1密封构件,其具有与外壳结合的环状的基部、从所述基部径向朝内延伸成大致圆锥状且能与旋转轴抵接的第1唇部、和形成于所述基部上并沿所述旋转轴的轴向延伸的以便沿所述旋转轴的轴向可插脱自如地与所述圆筒部嵌合的环状凹部。
2.如权利要求1所述的唇型密封,其特征在于,
所述第1加强构件具有与所述圆筒部配合、并从内侧夹持所述基部的内侧圆筒部,
所述壁面部从所述内侧圆筒部延伸形成。
3.如权利要求2所述的唇型密封,其特征在于,所述壁面部,在旋转轴的轴线方向形成为与所述第1唇部的根部区域邻接的状态。
4.如权利要求1所述的唇型密封,其特征在于,还具有:
被夹持在所述第1加强构件与第1密封构件之间的第2密封构件;
在与所述第1加强构件的相反侧、与所述第1密封构件嵌合的环状的第2加强构件,
所述第2密封构件具有:被所述壁面部与所述第1唇部的根部区域夹持的被夹持部;从所述被夹持部向径向内侧延伸成大致圆锥状、并能与旋转轴抵接的第2唇部,
所述第2加强构件具有:在旋转轴的轴线方向上与所述基部抵接的环状壁面部;从所述环状壁面部的内缘弯曲地形成、且与所述基部的内侧嵌合的圆筒部。
5.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,所述第1密封构件由橡胶材料形成,所述第2密封构件由树脂材料形成。
6.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,所述第2加强构件的圆筒部,在旋转轴的轴线方向上具有与所述第1唇部的根部区域抵接的抵接部。
7.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,在所述第1加强构件的壁面部上,设有对所述第2密封构件的旋转进行限制的止转部。
8.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,所述第2加强构件,具有从所述圆筒部向其内侧弯曲而形成为圆筒状并将所述第1唇部的向径向外侧的变形限制在规定范围的限制部。
9.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,在所述第1密封构件上,在所述第1唇部的外周区域,装拆自如地安装着环状弹簧,所述弹簧对其径向内侧方向施加力。
10.如权利要求4所述的唇型密封,其特征在于,在所述第1密封构件与第2密封构件之间,夹持着将所述第1唇部的向径向内侧的变形限制在规定范围的环状的第3加强构件。
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