CN101446352B - 唇式密封 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种唇式密封，唇式密封结构部件的每一材质很容易分离/分类，而且能够满足循环使用的要求，同时结构部件相互组装保持性良好，安装操作性也良好。本发明唇式密封具有：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件，设置有嵌合在机壳的轴孔内周的圆筒部分和配置在密封流体侧(A)并与轴压紧接触的第一密封唇；树脂制第二唇密封部件，设置有配置在大气侧(B)并与轴压紧接触的第二密封唇；金属制的间隔环，配置在第二唇密封部件的密封流体侧(A)；金属制的保持环，用来保持间隔环和第二唇密封部件。保持环的外周面连接嵌合于第一唇密封部件的内周面，所述各个部件都是非粘接地组装。

Description

唇式密封

技术领域

本发明涉及一种作为密封装置的唇式密封。本发明的唇式密封作为例如汽车车辆用的水泵密封使用，或者用于其它的一般通用水泵密封。

背景技术

现有如在图3中所示，安装在机壳71的轴孔72内周中，并在插通于上述轴孔72的轴73周面上自由滑动地紧密接触的唇式密封74是已知的，此唇式密封74具有：由配置在密封流体侧A的橡胶状弹性体制造的第一密封唇75、配置在大气侧B的树脂制的第二密封唇76(参见专利文献1)。

上述现有的唇式密封74，由于具有多个密封唇75、76，分别都起着密封的作用，所以能够发挥优异的密封效果，但是在以下各点会发生不便。

这就是说，由于近年来基于环境问题对循环利用的要求，需要将唇式密封的各结构部件在材质分类之后再处理，在上述现有的唇式密封74中，橡胶状弹性体制造的第一密封唇75硫化粘结于金属制的补强环77上，两者75、77成型为一个整体的硫化成型品。从而，在处理两者75、77时不能很容易地进行分离和分类，由此就不能满足上述循环利用的要求。

因此，本申请的申请人曾经提出过如图4中所示的唇式密封81，该密封具有：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件82，设置有配置于密封流体侧A的第一密封唇83；树脂制的第二唇密封部件84，设置有配置于大气侧B的第二密封唇85；两个金属制的保持环86、87，从轴方向两侧夹持住两个唇密封部件82、84；结构为将这四个部件以非粘结的方式组装起来(参照专利文献2)，按照此现有技术，由于各部件都是非粘结的，各部件能够很容易地分离、分类，由此就能够满足上述循环利用的要求。但是，此现有技术还是有以下改进的余地。

(1)结构部件互相组装的保持性

这就是说，在上述唇式密封81中，两个保持环86、87分别具有用来从轴方向两侧夹住两个唇式密封部件82、84的环状平面部分86a、87a，在该平面部分86a、87a一体成型有筒状部分86b、87b。筒状部分86b、87b为，在密封流体侧A的保持环86嵌合在第一唇密封部件82的圆筒部分82a的内周侧，而在大气侧B的保持环87压入固定在设置于第一唇密封部件82的圆筒部分82a的插入孔82b中。从而，各个部件，通过这些伴随着嵌合或压入的嵌合方式或压入方式的设定而保持组装的状态，但并没有特别设置用来在各个部件受到轴方向力作用的情况下防止各部件相互之间在轴方向分离的配合结构。从而，当要想取下在机壳71的轴孔72内周安装状态的唇式密封81时，沿轴方向(箭头C的方向)牵引拉伸密封流体侧A的保持环86，只能拉出该保持环86，其它部件仍然留于被安装的状态(或者说只有保持环86和第一唇密封部件82被拉出，而第二唇密封部件84和大气侧B的保持环87被留下)，这是因为部件之间组装的保持力仅依存于摩擦力。

(2)安装操作性

另外，在上述唇式密封81中，两个保持环86、87没有特别规定相互之间在轴方向间隔的结构，另外当夹在两者之间的橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件82不在被轴方向压缩的状态下使用时，不能充分发挥密封作用，即与树脂制的第二唇密封部件84或大气侧B的保持环87之间恐怕会发生密封流体泄漏问题。从而在安装上述唇式密封81时，要使该唇式密封81突出抵接在设置于机壳71的轴孔72内周的台阶部分88，用以施加在轴方向的压缩负荷，同时使用弹性挡圈(スナツプリング)89进行安装，由此，将该唇式密封81整体在台阶部分88与弹性挡圈89之间的轴方向压缩的状态下进行安装。但是，这种在轴方向施加压缩负荷同时用弹性挡圈89的安装操作可谓极其复杂和不便。

另外，为了在第一唇密封部件82的圆筒部分82a上设置向大气侧B开口的环状插入孔82b，在圆筒部分82a上比插入孔82b更外周侧的部位，其在大气侧的端部82c还是呈圆筒状的终端形状。从而，当将第一唇密封部件82插入机壳71的轴孔72内周时，由于大气侧的端部82c与轴孔72的内周面摩擦，会在该大气侧的端部82c上产生卷边。

专利文献1：日本特开平10-318377号公报

专利文献2：WO2004/076894A1公报

再有，在如上述图3中所示的将橡胶状弹性体制造的密封唇75硫化粘接于金属制的补强环77而成的粘接型唇式密封中，被指出有起泡的问题。这就是说，近年来伴随着发动机的高速、高温化，用于冷却发动机的水泵冷却水也有高温和高压化的倾向，使得密封部分的工作环境也过分苛刻。在这样的使用条件和上述粘接型唇式密封中，由于将橡胶状弹性体制造的密封唇75和金属制的补强环77粘接在一起，在强负荷条件下使用时，在密封唇75中有时会出现起泡的现象，成为密封性能降低的主要原因。

发明内容

发明要解决的课题

鉴于以上各点，本发明的目的是提供一种唇式密封，能够很容易地将唇式密封的结构部件按材质进行分离、分类，能够满足循环利用的要求，同时结构部件相互的组装保持性良好，安装的操作性也良好。同时还提供能够使耐起泡性能良好，使密封性能稳定化的唇式密封。

解决课题的手段

为了实现上述目的，按照本发明的唇式密封具有：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件，设置有嵌合在机壳的轴孔内周的圆筒部分和配置在密封流体侧并与轴压紧接触的第一密封唇；树脂制的第二唇密封部件，设置有配置在大气侧并与轴压紧接触的第二密封唇；金属制的间隔环，配置在上述第二唇密封部件的密封流体侧；金属制的保持环，用来保持上述间隔环和第二唇密封部件。上述保持环的外周面接触嵌合在上述第一唇密封部件的内周面，上述各个部件都是非粘接组装。该唇式密封特征在于，上述保持环一体化具有：筒状部分、设置在上述筒状部分的密封流体侧端部的第一向内突缘部分、与上述筒状部分的大气侧端部相连设置的折返部分、以及与上述折返部分连接设置的第二向内突缘部分，在上述第一向内突缘部分与第二向内突缘部分之间铆接(カシメ)固定上述间隔环及第二唇密封部件。上述第一唇密封部件一体化具有：配置在上述保持环的筒状部分外周侧的上述圆筒部分、设置在上述圆筒部分的密封流体侧端部的径方向部分、设置在上述径方向部分的内周端部的上述第一密封唇、以及设置在上述圆筒部分的大气侧端部上的向内锷部分，同时设有用来嵌入上述保持环的嵌入凹陷部分，上述嵌入凹陷部分的底面与上述保持环的第一向内突缘部分、筒状部分及折返部分的各个外周面相接触而形成，铆接固定上述间隔环及第二唇密封部件的上述保持环，非粘接地嵌合于上述嵌入凹陷部分中。

按照本发明的唇式密封，其特征在于，在上述的唇式密封当中，间隔环在其内周端部一体化具有从大气侧支持第一密封唇的支撑部分(バツクアツプ)。

包括上述结构的本发明唇式密封安装在机壳的轴孔内周上，用来对密封流体进行密封，具有四个部件：由橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件，设置有嵌合于机壳的轴孔内周的圆筒部分和配置于密封流体侧并与轴压紧接触的第一密封唇；由树脂制造的第二唇密封部件，设置有配置在大气侧并与轴压紧接触的第二密封唇；由金属制造的间隔环，配置在第二唇密封部件的密封流体侧；由金属制造的保持环，用来保持间隔环以及第二唇密封部件。其中在保持环将间隔环以及第二唇密封部件铆接固定的同时，将保持环嵌合在第一唇密封部件的内周侧。从而由于各个部件都是非粘接地组装，在分解时各个部件就能够很容易地分离/分类。

另外，由于间隔环以及第二唇密封部件是被保持环铆接固定的，所以这三个部件即使非粘接的，也能够牢固地组装在一起，在轴方向不会发生相对位置改变。由于保持环嵌合在作为第一唇密封部件的圆筒部分的内周侧的径方向部分和向内锷部分之间(嵌入凹陷部分)，所以这两个部件即使是非粘接的，也能够互相牢固地组装在一起，在轴方向上没有相对的位置变化。从而由于四个部件彼此都牢固地组装在一起，就能够增大部件之间的组装保持力。

另外，由于当安装该唇式密封时，各个部件相互之间已经被固定/一体化，组装完成就变成马上能够使用的状态，所以就能够省略如现有的非粘接唇式密封在安装工序中所必需的为了维持轴方向组装长度所进行的调节工序等。

另外，由于在第一唇密封部件的圆筒部分的大气侧端部一体成型，该向内锷部分与保持环配合，所以当插入机壳的轴孔内周时，在圆筒部分的大气侧端部不会产生卷边。

另外，在该唇式密封被安装的状态下，保持环的筒状部分通过嵌合在机壳的轴孔内周而被固定在机壳。在保持环的筒状部分与机壳的轴孔内周面之间夹持存在有第一唇密封部件的圆筒部分，但由于该圆筒部分是橡胶状弹性体，在径方向被压缩，所以在保持环筒状部分与机壳的轴孔内周面之间起着密封的作用。当处于此种状况时，由于在该唇式密封中，筒状部分的大气侧端部连续设置有折返部分，所以与没有折返部分的情况相比，筒状部分在轴方向长度实质上被延长了。从而对机壳的嵌合面就设定得更宽。

另外，由于橡胶状弹性体和金属不是通过粘接而构成的，所以即使在高负荷的条件下使用，在密封唇(橡胶状弹性体)中也不会出现起泡的现象。

再有，在间隔环的内周端部，一体化设置的从大气侧支持第一密封唇的支撑部分的情况下，由于此支撑部分的支持作用能够使橡胶状弹性体制造的第一密封唇的动作稳定化。

发明的效果

本发明起到了如下的效果。

这就是说，在本发明中如上所述的唇式密封，具有橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件、树脂制的第二唇密封部件、金属制的间隔环和保持环，在保持环铆接固定间隔环及第二唇密封部件的同时，保持环被嵌合在第一唇密封部件的内周侧，所以在将此密封分解时，能够很容易地将各个部件分离/分类。从而可根据循环利用的处理要求对唇式密封的结构部件按材质的分类进行处置。

另外，由于间隔环及第二唇密封部件被保持环铆接固定，这三个部件被非粘接地牢固组装。由于保持环被嵌合在第一唇密封部件的圆筒部分内周侧即径方向部分与向内锷部分之间(嵌入凹陷部分)，这两个部件被非粘接地牢固组装。从而由于四个部件都被牢固地组装，所以就能够增大部件之间的组装保持力。从而就能够防止如上述现有技术那样不便，即从机壳中取出唇式密封时只取下一部分部件。

另外，由于在安装唇式密封时，各个部件被完全组装，所以就省略了如现有的非粘结安装唇式密封工序中所必需的，为了维持轴方向组装长度的精度而进行的调节工序。

另外，由于向内锷部分与第一唇密封部件的圆筒部分的大气侧端部一体成型，该向内锷部分与保持环配合，所以当插入机壳的轴孔内周时能够防止在圆筒部分的大气侧端部出现卷边。

另外，由于在保持环的筒状部分的大气侧端部连续地设有折返部分，所以与不设折返部分的情况相比，实质上延长了筒状部分的轴方向长度。从而使得扩大了相对于机壳的嵌合面，牢固地固定在机壳上。

另外，由于橡胶状弹性体和金属不是靠粘接构成的，所以在高负荷条件下使用时，在密封唇(橡胶状弹性体)中不会出现起泡现象。从而提高了唇式密封的耐起泡性能，可使密封性能稳定化。

再有，在间隔环的内周端部一体化设有从大气侧支持第一密封唇的支撑部分的情况下，由于此支撑部分的支持作用，可使橡胶状弹性体制造的第一密封唇的动作稳定化。

附图说明

图1是涉及本发明实施例的唇式密封的主要部分剖面图。

图2是涉及本发明另一个实施例的唇式密封的主要部分剖面图。

图3是涉及现有例子的唇式密封的半个剖面图。

图4是涉及另一个现有例子的唇式密封的半个剖面图。

符号的说明

1  唇式密封

11 第一唇密封部件

12 圆筒部分

13 径方向部分

14 第一密封唇

15 螺纹密封

16 向内锷部分

17 嵌入凹陷部分

21 第二唇密封部件

22 平面部分

23 第二密封唇

31 间隔环

32 支撑部分

41 保持环

42 筒状部分

43 第一向内突缘部分

44 折返部分

45 第二向内突缘部分

71 机壳

72 轴孔

73 轴

具体实施方式

实施发明的最佳形态

下面参照附图说明本发明的实施例。

图1表示涉及本发明实施例的唇式密封1的剖面，该唇式密封1的结构如下。并且，该唇式密封1是作为汽车用水泵密封，用来对冷却水进行密封。在图的右侧是冷却水，即密封流体侧A，在图的左侧是大气侧B。

这就是说，此唇式密封1安装在机壳(泵壳体)71的轴孔72的内周中，能够自由滑动地与穿过上述轴孔72的轴73的周面紧密接触，由四个部件构成：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件11，设置有嵌合在机壳71的轴孔72内周面的圆筒部分12以及配置在密封流体侧A并与轴73压紧接触的第一密封唇14；树脂制的第二唇密封部件21，设置有配置在大气侧B并与轴73压紧接触的第二密封唇23；金属制的间隔环31，配置在第二唇密封部件21的密封流体侧A；金属制的保持环41，用来保持间隔环31及第二唇密封部件21；保持环41的外周面与第一唇密封部件11的内周面相接触，在嵌合的状态下，各个部件11、21、31、41被非粘接地组装在一起。

首先，保持环41由金属板的冲压制品构成，一体化具有；筒状部分42、在此筒状部分42的密封流体侧端部设置的第一向内突缘部分43、在筒状部分42大气侧端部连续设置的折返部分44、以及在折返部分44连续设置的第二向内突缘部分45，在第一向内突缘部分43与第二向内突缘部分45之间，将间隔环31及第二唇密封部件21铆接固定。折返部分44是剖面呈U字形的双筒状结构，由于在其内周筒的密封流体侧端部一体形成径方向向内的第二向内突缘部分45，所以折返部分44整体上比第二向内突缘部分45更向大气侧B突出。

第二唇密封部件21由既定的树脂材料(PTFE等)构成，在环状的平面部分22的内周端部一体形成向密封流体侧A倾斜的密封唇(第二密封唇)23。由于第二密封唇23配置在第一密封唇14的大气侧B，所以构成二次密封。

间隔环31由与保持环41同样的金属板冲压制品构成，成型为环形的平面状。由于此间隔环31配置在保持环41的第一向内突缘部分43与第二唇密封部件21之间，在通过将第一向内突缘部分43折曲进行的铆接工序中，防止第一向内突缘部分43直接接触第二唇密封部件21而造成损伤。另外，由于间隔环31的内径尺寸设定为小于第一向内突缘部分43的内径尺寸，在铆接之后能够牢固地保持住第二唇密封部件21。

第一唇密封部件11由既定的橡胶状弹性体组成，一体化具有：在保持环41的筒状部分42的外周侧配置的圆筒部分12、从圆筒部分12的密封流体侧端部沿径方向向内一体成型的径方向部分13、与径方向部分13的内周端部一体成型的第一密封唇14、以及在圆筒部分12的大气侧端部一体成型的向内锷部分16。第一密封唇14形成为向密封流体侧A延伸的形状，在其前端内周面设有起着泵送(ポンピング)作用的螺纹密封15。在位于圆筒部分12的内周侧即径方向部分13与向内突缘部分16之间形成沿着径方向向内开口的环状嵌入凹陷部分17。在此嵌入固定(嵌合)使间隔环31及第二唇密封部件21处于铆接固定状态的保持环41。此嵌入凹陷部分17的底面(圆筒部分12的内周面)形成为，与保持环41的第一向内突缘部分43、筒状部分42以及折返部分44各外周面接触。

在如上结构的唇式密封1中，由四个部件组成：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件11，设置有嵌合在机壳71的轴孔72内周的圆筒部分12及配置在密封流体侧A并与轴73压紧接触的第一密封唇14；树脂制的第二唇密封部件21，配置在大气侧B并与轴73压紧接触的第二密封唇23；金属制的间隔环31，配置在第二唇密封部件21的密封流体侧A；以及同一种金属制的保持环41，用来保持间隔环31及第二唇密封部件21；通过用保持环41铆接固定间隔环31和第二唇密封部件21的同时，将保持环41嵌合在第一唇密封部件11的内周侧而实现非粘接地组装。从而由于各个部件是非粘接地组装的，所以在分解时能够很容易地将各个部件分离/分类。从而，可以满足将部件按照材质分别处理循环利用的要求。

另外，由于间隔环31和第二唇密封部件21被保持环41铆接固定，这三个部件21、31、41被非粘接地互相牢固地组装。由于保持环41被嵌合在位于第一唇密封部件11的圆筒部分12内周侧即径方向部分13与向内锷部分16之间，即嵌合于嵌入凹陷部分17当中，所以这两个部件11、41被非粘接牢固地组装在一起。从而四个部件全部相互牢固的组装在一起，能够增大部件之间的组装保持力。从而能够预先防止如上述现有技术那样在从机壳中取出唇式密封时只取出一部分部件的缺点。

另外，在将该唇式密封1装入机壳71的轴孔72的内周时，由于各个部件是完全组装的，所以不会像上述现有技术那样在插入机壳时，第一唇密封部件11嵌合部位(圆筒部分12的大气侧端部)出现卷边，就没有必要使用为了维持组装的精度而使用的弹性挡圈。从而使得唇式密封的安装操作更加容易，提高安装操作的性能。

另外，该唇式密封1，在被装入机壳71的轴孔72内周的状态下，保持环41的筒状部分42通过嵌合在机壳71的轴孔72内周而被固定在机壳71，由于在筒状部分42的大气侧端部连续设置有剖面呈U字形的折返部分44，与没有设置折返部分44的情况相比，使筒状部分42的轴方向长度实质上被延长。从而对机壳71设置了更宽的嵌合面，使得在机壳71的固定更加牢固。

另外，由于在橡胶状弹性体与金属之间是非粘结构成的，所以即使在高负荷条件下使用，在第一密封唇14(橡胶状弹性体)中也不会出现起泡的现象。从而提高了唇式密封的耐起泡性，可使密封性能稳定化。

在上述实施例中，间隔环31是单纯的环形平板状部件，而如在图2中所示，是在间隔环31的内周端部一体成型从大气侧B支持第一密封唇14的支撑部分32也是可以的，在此情况下，通过支撑部分32的支持作用(支撑作用)可使橡胶状弹性体制造的第一密封唇14的动作稳定化。支撑部分32向着密封流体的侧A呈圆弧状较大弯曲，能够以较大的面积保持第一密封唇14.

另外，当用这样的支撑部分32支持第一密封唇14时，即使高压作用，第一密封唇14也不会发生大的弹性变形，所以能够预先防止如下缺点：由于第一密封唇14压入第二密封唇23而造成第二密封唇23的磨耗，进而难以进行对第一密封唇14的姿势控制，从而成为密封性能下降主要原因。

另外在上述实施例中，唇式密封1将第一唇密封部件11的圆筒部分12直接嵌合在机壳71的轴孔72的内周，但经由一个卡盘(カ—トリツジ)(图中未显示)将其装入机壳71的轴孔72的内周也是可以的。

Claims (2)

1.一种唇式密封，是具有：橡胶状弹性体制造的第一唇密封部件(11)，设置有嵌合在机壳(71)的轴孔(72)内周的圆筒部分(12)和配置在密封流体侧(A)并与轴(73)压紧接触的第一密封唇(14)；树脂制的第二唇密封部件(21)，设置有配置在大气侧(B)并与轴(73)压紧接触的第二密封唇(23)；金属制的间隔环(31)，配置在上述第二唇密封部件(21)的密封流体侧(A)；以及金属制的保持环(41)，用来保持上述间隔环(31)及第二唇密封部件(21)；上述保持环(41)的外周面接触嵌合在上述第一唇密封部件(11)的内周面，上述各个部件都是非粘接组装的唇式密封(1)，其特征在于，

上述保持环(41)一体化具有：筒状部分(42)、设置在上述筒状部分(42)的密封流体侧端部的第一向内突缘部分(43)、与上述筒状部分(42)的大气侧端部相连设置的折返部分(44)、以及与上述折返部分(44)连接设置的第二向内突缘部分(45)，在上述第一向内突缘部分(43)与第二向内突缘部分(45)之间铆接固定上述间隔环(31)和第二唇密封部件(21)；

上述第一唇密封部件(11)一体化具有：在上述保持环(41)的筒状部分(42)的外周侧配置的上述圆筒部分(12)、在上述圆筒部分(12)的密封流体侧端部设置的径方向部分(13)、在上述径方向部分(13)的内周端部设置的上述第一密封唇(14)、以及在上述圆筒部分(12)的大气侧端部设置的向内锷部分(16)，同时设有用来嵌入上述保持环(41)的嵌入凹陷部分(17)；

上述嵌入凹陷部分(17)的底面形成为，与上述保持环(41)的第一向内突缘部分(43)、筒状部分(42)以及折返部分(44)的各外周面相接触；

铆接固定上述间隔环(31)和第二唇密封部件(21)的上述保持环(41)，非粘接地嵌合在上述嵌入凹陷部分(17)。

2.如权利要求1所述的唇式密封，其特征在于，

间隔环(31)，在其内周端部一体化具有，从大气侧(B)支持第一密封唇(14)的支撑部分(32)。

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