CN101317029B - 唇型密封 - Google Patents

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Abstract

提供一种密封装置，在具有朝向第一密封对象流体侧开口的凹入部分、并与设置在该凹入部分的内外周上的动作部件和固定部件滑动接触的第一内周密封唇和第一外周密封唇，以及设置在第二密封对象流体侧的第二内周密封唇成形为一个整体的树脂制唇型密封中，第二内周密封唇不会被强制地弯曲，而且能够补偿由于蠕变造成的过盈量降低。为了实现该目的，将第二内周密封唇14制成朝向第二密封对象流体侧B并在内周方向上斜向延伸，其内周侧前端部分15与轴2滑动接触的板状密封唇，使外周侧前端部分16与在壳体3或嵌合于壳体3的安装部件5上形成的锥形面52相接触，使得内周方向上的接触面压力作用在内周侧的前端部分15上。

Description

唇型密封
技术领域
本发明涉及作为燃料泵往复动作用密封，用于汽油直喷式发动机用燃料喷射泵以及在其它油压、空压、水压设备中使用的唇型密封。
背景技术
汽油直喷式发动机，是近年来为了限制排气或降低燃料费用等，在气缸内直接喷射高压燃料进行燃烧的发动机，伴随着为了将该高压燃料直接喷射而使用的燃料喷射泵的高性能化，应用于燃料喷射泵中的密封的使用环境有日益严格的倾向。
过去，作为在该燃料喷射泵中使用的密封，已知有用橡胶状弹性体制造的油密封(参照如下所述的专利文献1)，其一体形成有：第一密封唇，其在第一密封流体一侧密封作为第一密封对象流体的汽油等形成高压的物质；以及第二密封唇，其密封与第一密封流体一侧轴向相反的第二密封对象流体一侧存在的以冷却或润滑为目的的油。但是，由于其材质是橡胶状弹性体，所以有由于第一密封对象流体的高压而造成耐压性不足以及与低劣燃料相对应的耐药品性不佳而无法充分满足密封功能的可能。因此，近来广泛地使用了材质的耐压性和耐药品性都优异的PTFE等树脂制造的唇型密封。
如在图3中所示，以往的唇型密封101包括密封本体107和内置于圆筒形凹入部分102的弹性体111，其中，该密封本体107由树脂成形为一个整体，包括：具有朝向第一密封对象流体侧A开口大致呈圆筒状的凹入部分102、并与设置在该圆筒状凹入部分102的内外周的轴和壳体滑动接触的第一内周密封唇103和第一外周密封唇104；具有在第二密封对象流体侧B朝向轴开口大致楔状的凹入部分105、并设置于楔状的凹入部分105的第二密封对象流体侧B的板状的第二内周密封唇106。该第二内周密封唇106如在图4中所示，当将轴108从第一密封对象流体侧A朝向内周侧插入到第二密封对象流体侧B时(粗箭头X方向)，如点划线所示以楔状凹入部分105的前端M点为支点，向着箭头Y的方向产生很大的弯曲变形，由恢复原状的反作用力确保过盈量。但是，由于密封本体107是由树脂成形的，第二内周密封唇106会由于蠕变致使过盈量降低而产生密封性能降低的问题。此外，第二内周密封唇106，由于是以M点为支点而产生弯曲变形，并利用其反作用力进行密封，所以会在M点应力集中而造成耐久性降低的危险。再有，由于第二内周密封唇106产生很大的弯曲变形，因此在装入到环状间隙时密封本体107会不稳定，需要在密封本体107上形成外周边缘109，因而提高了制造成本。
专利文献1：特开平8-68370号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了解决以上的课题，以此为目的，本发明提供一种唇型密封，在具有朝向第一密封对象流体侧开口的大致呈圆筒状的凹入部分、并与设置在该凹入部分的内外周上的动作部件和固定部件滑动接触的第一内周密封唇和第一外周密封唇，以及设置在第二密封对象流体侧的第二内周密封唇形成一个整体的树脂制唇型密封中，无需使第二内周密封唇产生强制性弯曲变形，而能够补偿由第二内周密封唇的蠕变造成的过盈量降低，从而能够防止密封性能降低。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明权利要求1所述的唇型密封为一种包括密封本体和内置于上述圆筒状凹入部分内部的弹性体的唇型密封，上述密封本体由树脂制造成一个整体，包括设置在动作部件和固定部件之间的环状间隙中，具有朝向第一密封对象流体侧开口大致呈圆筒状的凹入部分，与设置在上述圆筒状凹入部分内外周的上述动作部件和固定部件滑动接触的第一内周密封唇和第一外周密封唇，以及与第一密封对象流体侧在轴向相反侧的第二密封对象流体侧，朝向第二密封对象流体侧在内周方向上斜向延伸的板状的第二内周密封唇，其特征在于，当压力从第一密封对象流体侧作用时，上述第二内周密封唇的外周侧前端部，与在上述固定部件上或嵌合于上述固定部件的安装部件上形成的锥形面相接触，内周方向上的接触面压力作用于与上述动作部件滑动接触的上述第二内周密封唇的内周侧前端部分上。
发明的效果
本发明取得如下的效果。
即，具有上述结构的本发明权利要求1所述的唇型密封，由于第二内周密封唇与朝向第二密封对象流体侧在内周方向上斜向延伸的动作部件滑动接触，而在第二密封对象流体侧没有较大的弯曲变形，因此没有应力集中的场所，从而能够提高唇型密封的耐久性。
另外，当压力从第一密封对象流体侧作用时，第二内周密封唇的外周侧前端部分与固定部件或嵌合于固定部件的安装部件上形成的锥形面相接触，其反作用力作为与内周方向的接触面压力而作用在与动作部件滑动接触的内周侧前端部分上，所以即使在由于第二内周密封唇蠕变而使过盈量降低的情况下，也能够确保接触面的压力，可确保稳定的密封性。
再有，当将唇型密封装入环状间隙中时，由于第二内周密封唇不会弯曲，所以密封本体稳定地固定在环状间隙中，无需在密封本体上形成外周边缘，能够降低制造成本。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所述的唇型密封的剖视图。
图2是本发明第二实施方式所述的唇型密封的剖视图。
图3是以往例子所述的唇型密封的剖视图。
图4是以往例子所述的唇型密封安装状态的说明图。
符号说明
1唇型密封
10密封本体
11、22凹入部分
12、13、14、21密封唇
15、16、23、24前端部分
2轴(动作部件)
3壳体(固定部件)
4弹性体
5安装部件
51端面
52、62锥形面
61凸起部分
P1、P2、P3、P4、P5压力
A第一密封对象流体侧
B第二密封对象流体侧
具体实施方式
下面参照附图举例说明本发明优选的实施方式。
第一实施方式
图1是表示将本发明第一实施方式所述的唇型密封1，安装在高压燃料喷射泵内由作为往复动作的动作部件的轴2和作为固定部件的壳体3形成的环状空间中状态的剖视图。
唇型密封1应用于汽油直喷式发动机用燃料喷射泵，具有对第一密封对象流体A一侧存在的汽油等高压燃料进行密封的功能和对存在于第二密封对象流体B一侧以冷却或润滑为目的的油进行密封的功能。
在图1中，唇型密封1包括密封本体10和内置于密封本体10上所形成的凹入部分11的弹性体4。
密封本体10是由PTFE树脂形成的，具有朝向第一密封对象流体侧A开口大致呈圆筒状的凹入部分11，在该凹入部分11的外周侧设有与壳体3滑动接触的截面大致呈三角形的第一外周密封唇12，同时，在内周侧一体成形地设有与轴2滑动接触且截面大致呈三角形的第一内周密封唇13。
与第一密封对象流体侧A在轴向相反侧的第二密封对象流体侧B，通过与密封本体10成形为一体而设有朝向第二密封对象流体B方向，在内周方向上斜向延伸且截面呈板状，内周侧前端部分15与轴2滑动接触的第二内周密封唇14。此外，第二内周密封唇14的外周侧前端部分16，与下面叙述的安装部件5的第一密封对象流体侧端面51上形成的锥形面52相接触。
弹性体4是截面大致呈U字形的金属制弹簧片，内置于朝向密封本体10的第一密封对象流体侧A开口的凹入部分11，对第一外周密封唇12和第一内周密封唇13施加径向的接触面压力。
在位于唇型密封1的第二密封对象流体侧B，壳体3的内周侧嵌入安装部件5，在该安装部件5的第一密封对象流体侧的端面51上，形成朝向第二密封对象流体侧，在内周方向上倾斜的锥形面52。
从而，在将上述结构的唇型密封1安装入壳体3之后，即使从第一密封对象流体侧A的方向插入轴2，第二内周密封唇14也不会弯曲，所以不会产生应力集中的场所，这样就能够提高唇型密封1的耐久性。
此外，当从第一密封对象流体侧A作用压力P1时，第二内周密封唇14的外周侧前端部分15与安装部件5的锥形面52相接触，通过其反作用产生的压力P2，形成内周方向的接触面压力P3而作用于与轴2滑动接触的内周侧前端部分15上，所以即使由于树脂特有的蠕变特性恶化致使第二内周密封唇14的过盈量降低，也能够确保接触面的压力。
再有，由于第二内周密封唇14没有弯曲，在环状间隙中装入唇型密封1时，密封本体10能够稳定地固定，无需在密封本体10上设置外周边缘，就能够降低制造成本。
第二实施方式
图2是本发明第二实施方式2所述的唇型密封1主要部分的剖视图。图2的唇型密封1，与第一实施方式不同，在第二密封对象流体侧B设置的第二内周密封唇14的外周侧，进一步设置有第二外周密封唇21。即，除了朝向第一密封对象流体侧A方向开口的凹入部分11以外，还具有朝向第二密封对象流体侧B的方向开口大致呈圆筒状的第二凹入部分22，除了在该第二凹入部分22的内周侧设置与轴2滑动接触的板状第二内周密封唇14以外，第二内周侧前端部分23与下面叙述的第二锥形面62相接触，第二外周侧前端部分24还设有与壳体3滑动接触的板状第二外周密封唇21。
在嵌入壳体3的安装部件5的第一密封对象流体面侧的端面51上形成凸起部分61，除了在该凸起部分61的内外周侧形成与第二内周密封唇14接触的锥形面52以外，还在外周侧形成与第二外周密封唇21接触的第二锥形面62。
从而，由于当压力P1从第一密封对象流体侧A的方向作用到安装在壳体3和轴2之间环状间隙中的唇型密封1上时，第二内周密封唇14在外周上的前端部分16与安装部件5的锥形面52相接触，由其反作用产生的压力P2形成内周方向的接触面压力P3，而作用于与轴2滑动接触的内周侧前端部分15上，同时，第二外周密封唇21的第二内周侧前端部分23与安装部件5的第二锥形面62相接触，由其反作用产生的压力P4形成外周方向的接触面压力P5，而作用在与壳体3滑动接触的第二外周侧前端部分24上，所以即使由于树脂特有的蠕变特性恶化导致第二内周密封唇14和第二外周密封唇21的过盈量降低，也能够确保接触面的压力。
在本实施方式中说明了在嵌入壳体3的安装部件5上形成锥形面(52、62)的情况，但在没有嵌入安装部件5而在壳体3上形成锥形面(52、62)的情况也是可以的。

Claims (1)

1.一种唇型密封，其被设置在动作部件和固定部件之间的环状间隙中，其特征在于，所述唇型密封对相对高压的第一密封对象流体和相对低压的第二密封对象流体进行密封，其包括：
树脂制的密封本体，其一体形成有，具有朝向第一密封对象流体侧开口的大致呈圆筒状的凹入部分、并与设置在上述圆筒状凹入部分内外周上的与上述动作部件和固定部件滑动接触的第一内周密封唇和第一外周密封唇，以及位于与第一密封对象流体侧轴向相反侧的第二密封对象流体侧、朝向第二密封对象流体侧并在内周方向上斜向延伸的板状的第二内周密封唇；以及
内置于上述圆筒状凹入部分中的弹性体；
当压力从第一密封对象流体侧作用时，上述第二内周密封唇的外周侧前端部分与在上述固定部件或嵌合于上述固定部件的安装部件上形成的锥形面相接触，内周方向上的接触面压力作用在与上述动作部件滑动接触的上述第二内周密封唇在内周侧的前端部分上。
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