CN101652588B - 油封件 - Google Patents
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Abstract
一种油封件,设置有滑动自如地紧密接触于配合部件的周面的密封唇(6),在密封唇上设置密封流体侧斜面(7)以及反密封流体侧斜面(8),在反密封流体侧斜面上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体压回的作用的螺纹部(9),通过增厚滑动面中的油膜,基于流体润滑来实现低转矩化。为了实现该目的,在密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面之间设置中间面(10),在该中间面上设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆向螺纹部(11)。并且,设置在中间面上的逆向螺纹部,被设置成没有到达中间面与反密封流体侧斜面的边界部(13),在螺纹部与边界部之间,贯穿全周设定与配合部件的周面紧密接触的螺纹不存在区域。
Description
技术领域
本发明涉及作为密封装置的一种的油封件。本发明的油封件,在例如与汽车相关的领域中使用,或者在通用机械等领域中使用。
背景技术
在油封件中,一般为了抑制密封唇的滑动磨耗,要求低转矩化。作为低转矩化的手法,虽然研究由于密封唇的小截面化等而造成紧迫力减小、材料改变、表面改质(例如氟树脂涂布)等的低摩擦系数化,但是为了进一步实现低转矩化,考虑到通过增厚滑动面中的油膜,而基于流体润滑来实现低转矩化。
作为现有技术,如图6所示,开发了在密封唇51的密封流体侧斜面52以及反密封流体侧斜面53上分别设置螺纹部54、55,并且通过该螺纹部54、55产生的抽吸作用,将密封流体压回密封流体侧的技术(参照专利文献1)。
专利文献1:日本实开平3-29768号公报
但是,利用该现有技术时,通过螺纹部54、55产生的抽吸作用,将密封流体压回密封流体侧,虽然提高了密封性能,但是,对于滑动面中的油膜,其厚度必须变薄,因此不能基于流体润滑来实现低转矩化。
并且,虽然在密封流体侧斜面与反密封流体侧斜面之间设置中间面的技术记载在下面的专利文献2中,但是该现有技术没有在中间面上设置逆螺纹部。
专利文献2:日本特开2003-254439号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
本发明鉴于上述问题,目的在于如上所述通过增厚滑动面中的油膜,而基于流体润滑来实现低转矩化。
(解决技术问题的技术方案)
为了实现上述目的,本发明第1方面的油封件,设置有滑动自如地紧密接触于轴等配合部件的周面的密封唇,在上述密封唇上设置密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面,在上述反密封流体侧斜面上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体压回的作用的螺纹部,上述油封件的特征为,在上述密封流体侧斜面以及上述反密封流体侧斜面之间设置中间面,在上述中间面上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆向螺纹部,设置在上述中间面上的上述逆向螺纹部,被设置成没有到达上述中间面与上述反密封流体侧斜面的边界部,在上述螺纹部与上述边界部之间,贯穿全周设定与配合部件的周面紧密接触的螺纹不存在区域。
并且,本发明第2方面的油封件的特征为,在上述第1方面的油封件中,上述中间面成为在安装状态下在密封流体侧具有角度的倾斜面状。
(发明的效果)
在具有上述构成的本发明的油封件中,由于在密封唇的密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面之间,设置具有规定的轴向宽度并且与配合部件的周面接触的中间面,因此抑制了密封唇的滑动磨耗,并且使密封唇对配合部件的接触状态稳定,并且,由于在中间面上设置利用轴旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆向螺纹部(以下称为逆螺纹部),因此,通过该逆螺纹部所产生的抽吸作用,密封流体被积极地导入到中间面上,在中间面上产生动压,油膜被设定得较厚。中间面被设定成与油封件的中心轴线平行,或者相对于油封件的中心轴线的倾斜角度比密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面小。因此,利用该油封件,由于油膜较厚的部分贯穿较宽广的区域,因此,通过本发明期望的目的,能够基于流体润滑来实现低转矩化。并且,被导入到中间面上的密封流体,通过设置在反密封流体侧斜面上的螺纹部(以下称为正螺纹部)所实现的抽吸作用而被压回,因此不会向反密封流体侧泄漏。
并且,通过在中间面的逆螺纹部的反密封流体侧设定螺纹不存在 区域,能够防止发生所谓的静止泄露。
并且,如上所述,中间面被设定成与油封件的中心轴线平行,或者相对于油封件的中心轴线的倾斜角度比密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面小,因此,作为中间面的样式,在安装状态下具有(1)相对于油封件的中心轴线平行、(2)在反密封流体侧具有角度的倾斜面状、(3)在密封流体侧具有角度的倾斜面状这3种,本发明包含其全部。
但是,在其中的(3)中,具有以下的作用效果。
即,在(3)中,由于中间面成为在密封流体侧具有角度的倾斜面状,因此,密封唇的滑动在反密封流体侧斜面与中间面之间的线路上进行,另一方面,通过设置在反密封流体侧斜面上的正螺纹部产生的抽吸作用、与设置在中间面上的逆螺纹部产生的抽吸作用,该线路是密封流体最聚集的部位。因此,密封唇的滑动在密封流体最聚集的部位进行,与(1)和(2)相比,进一步增厚了滑动部的油膜,进一步实现了低转矩化。
因此,在本发明第2方面中,由于中间面成为在密封流体侧具有角度的倾斜面状,因此能够获得上述作用效果。
图1是本发明实施例的油封件的主要部分截面图。
图2是同一油封件的主要部分说明图
图3是本发明另一实施例的油封件的主要部分说明图。
附图说明
图4是本发明又一实施例的油封件的主要部分说明图。
图5A、图5B、以及图5C是中间面的倾斜角度的说明图。
图6是现有例的油封件的主要部分截面图。
符号说明
1油封件
2金属环
3橡胶状弹性体
4外周密封部
5防尘唇
6密封唇
7密封流体侧斜面
8反密封流体侧斜面
9螺纹部
10中间面
11、11A、11B逆向螺纹部(逆螺纹部)
12、13边界部
14螺纹不存在区域
在本发明中,包含以下实施方式。
权利要求1涉及
(1)通过对唇部赋予几何形状并且增厚油膜,实现低转矩化。
具体实施方式
(2)为了增厚唇滑动面内的油膜,确保密封性,在平坦唇形状的平坦部(中间面)上设置例如逆向螺纹,在大气侧部(反密封流体侧斜面)上形成具有像现有技术那样的螺纹的唇形状。
(3)利用逆螺纹,从而泄漏方便,因此通过在滑动面内产生动压,并且增厚油膜,能够期望实现低转矩化。
(4)通过使唇形状成为平坦形状,能够增大逆螺纹部的接触宽度,也能够将滑动面的油膜的较厚的部分扩大。
(5)为了防止唇部中全部泄露,将设置于大气侧部的螺纹的抽吸力(吐出力)设定为比设置于平坦部的逆螺纹的抽吸力(吸入力)大。
(6)虽然通过对平坦唇部分赋予逆螺纹,能够增厚滑动面的油膜并且能够实现低转矩化,但是当螺纹部贯通滑动宽度全部时,担心会产生静止泄露。因此,通过将螺纹部停止在滑动宽度的中途来防止静止泄露的产生,并且通过其非贯通区域没有到达相对于滑动宽度相同的部分,能够兼具油膜增加效果和静止泄露防止效果。
权利要求2涉及
(7)先前以来,中间面的角度,在大气侧(反密封流体侧)具有角度,滑动是在中间面与油侧面(密封流体侧斜面)之间的线路上进行的。因此,由于螺纹的作用仅与大气侧没有很大的差别,并且滑动 部的油膜较薄,因此存在转矩较高的缺点。
(8)因此,在油侧面(密封流体侧斜面)与大气侧面(反密封流体侧斜面)之间安装的状态下,在油侧设置具有角度(超过0度并且在25度以下,更优选的是在0.1度以上20度以下)的中间面,并且在该中间面上设置逆螺纹。
(9)唇部的滑动形成在具有正螺纹的大气侧面(反密封流体侧斜面)与具有逆螺纹的中间面之间。油(密封流体)通过大气侧正螺纹与中间面逆螺纹的作用,聚集在滑动线路上,滑动部的油膜变厚,造成低转距。密封性由大气侧正螺纹的抽吸作用保持,兼具密封性与低转距特性。
(10)在油侧面(密封流体侧斜面)与大气侧面(反密封流体侧斜面)之间安装的状态下,在油侧设置具有角度(超过0度并且在25度以下,更优选的是在0.1度以上20度以下)的中间面,在大气侧面上设置正螺纹,在中间面上设置逆螺纹。不管螺纹的方式(例如,正螺纹为船底形状,逆螺纹为平行形状)。唇部的滑动形成在具有正螺纹的大气侧面与具有逆螺纹的中间面之间的线路上。油(密封流体)通过大气侧正螺纹与中间面逆螺纹的作用,聚集在滑动线路上,滑动部的油膜变厚,造成低转距。密封性由大气侧正螺纹的抽吸作用保持,兼具密封性与低转距特性。此外,由于具有低转距,滑动发热小,油膜较厚,因此摩耗也减少了,具有较长寿命。
实施例
下面,根据附图对本发明的实施例进行说明。
图1示出本发明实施例的油封件1的主要部分截面图,本实施例的油封件1构成如下。
即,首先,设置密封唇6,该密封唇6通过附着(硫化粘结)在金属环2上的橡胶状弹性体3,与外周密封部4以及防尘唇5一起滑动自如地紧密接触于轴(配合部件,未示出)的周面,在该密封唇6的前端滑动部上设置密封流体侧斜面7以及反密封流体侧斜面8,在后者反密封流体侧斜面8上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体压回的作用的螺纹部(正螺纹部)9。螺纹部9由设置在圆周上的多个螺旋状突起群组成,在图中,其形状为船底形状。螺纹牙的高度的实际尺寸为180-240μm。
并且,在密封流体侧斜面7以及反密封流体侧斜面8之间,设置跨越规定的轴向宽度L与轴的周面面接触的圆筒状的中间面(平坦面)10,在该中间面10上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆向螺纹部(逆螺纹部)11。逆螺纹部11由设置在圆周上的多个螺旋状突起群组成,在图中,其厚度较细,因此用一根线画出。螺纹牙的高度的实际尺寸为20-35μm。并且,中间面10的轴向宽度L的实际尺寸为0.5mm(0.1-1.0mm)。
关于螺旋的方向,螺纹部9被设定在从其反密封流体侧端部向密封流体侧端部,朝向轴旋转方向(参照图2的箭头)的前方倾斜的方向上,相反,逆螺纹部11被设定在从其反密封流体侧端部向密封流体侧端部,朝向轴旋转方向的后方倾斜的方向上。
在上述构成的油封件1中,由于在密封唇6的密封流体侧斜面7以及反密封流体侧斜面8之间,设置具有规定的轴向宽度L并且与轴的周面面接触的中间面10,因此抑制了密封唇6的滑动磨耗,并且使密封唇6对轴的接触状态稳定。并且,由于在中间面10上设置利用轴旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆螺纹部11,因此,通过该逆螺纹部11所产生的抽吸作用,密封流体被积极地导入到中间面10上,在中间面10上产生动压,油膜被设定得较厚。因此,由于油膜的较厚的部分贯穿较宽的区域,从而能够基于流体润滑来实现低 转矩化。并且,被导入到中间面10上的密封流体,通过设置在反密封流体侧斜面8上的螺纹部9所产生的抽吸作用而被压回,因此不会产生向反密封流体侧的泄露,为了完成该密封作用,螺纹部9的抽吸力被设定得比逆螺纹部11的抽吸力大。
上述实施例的油封件1,可以考虑对其构成进行如下添加/改变。
在上述实施例中,如图2放大示出,逆螺纹部11由设置在圆周上的多个螺旋状突起组成,取而代之,如图3所示,逆螺纹部11由设置在圆周上的多个螺旋状槽(凹槽)构成。逆螺纹部11即使为槽,也能够与突起的情况相同,发挥抽吸的作用。并且,如果为槽,由于密封流体(油)被保持在槽内,因此,即使在密封流体的供应较少的情况下,也能够确保滑动面的润滑,即使在这样的缺乏润滑的情况下,也具有能够减少密封的摩擦损失的效果。
并且,在上述实施例中,如图2放大示出,逆螺纹部11被设定成从中间面10与密封流体侧斜面7的边界部12到达中间面10与反密封流体侧斜面8的边界部13,但是取而代之,如图3所示,将逆螺纹部11设定成没有到达中间面10与反密封流体侧斜面8的边界部13,在逆螺纹部11与边界部13之间,贯穿全周设定与轴的周面紧密接触的带状螺纹不存在区域14。当像这样设定贯穿全周的螺纹不存在区域14时,由于将该螺纹不存在区域14用作密封障碍,因此具有能够防止轴旋转停止时发生所谓的静止泄露的效果。
此外,如图4所示,被设置成没有到达中间面10与反密封流体侧斜面8的边界部13的逆螺纹部11A、与被设置成没有到达中间面10与密封流体侧斜面7的边界部12的逆螺纹部11B,在圆周上交替设置。当像这样在圆周上交替设置螺纹不存在区域14时,由于兼具增厚油膜的作用与防止静止泄露的作用,因此具有能够提供低转距的密封性较好的油封件的效果。并且,逆螺纹部11A到达中间面10与密封流体侧斜面7的边界部12,逆螺纹部11B到达中间面10与反密封流体侧斜面8的边界部13。
并且,上述中间面10被设定成与环状体的油封件1的中心轴线(未示出)平行,或者相对于油封件1的中心轴线的倾斜角度比密封流体侧斜面7以及反密封流体侧斜面8小。因此,作为上述中间面10的样 式,在安装状态(轴插入时)下具有:
(1)如图5A所示,相对于油封件1的中心轴线平行的圆筒面状
(2)如图5B所示,在反密封流体侧E具有角度θ1的倾斜面状(圆锥面状)(内径大小从密封流体侧D向反密封流体侧E扩大)
(3)如图5C所示,在密封流体侧D具有角度θ2的倾斜面状(圆锥面状)(内径大小从反密封流体侧E向密封流体侧D扩大)这3种,本发明包含其全部。
在其中的(3)中,具有以下的作用效果。
即,在上述(3)中,由于中间面10成为在密封流体侧D具有角度θ2的倾斜面状,因此,密封唇6的滑动在反密封流体侧斜面8与中间面10之间的线路(边界部13)上进行,另一方面,通过设置在反密封流体侧斜面8上的螺纹部9产生的抽吸作用、与设置在中间面10上的逆螺纹部11产生的抽吸作用,该线路也是密封流体最聚集的部位。因此,密封唇6的滑动在密封流体最聚集的部位进行,与(1)和(2)相比,进一步增厚了滑动部的油膜,进一步实现了低转矩化。
在安装状态下,中间面10向密封流体侧D的倾斜角度θ2的大小优选是0<θ2≤25度,更优选的是0.1≤θ2≤20度。
因此,在安装状态下,中间面10向反密封流体侧E的倾斜角度θ1的大小也优选是0<θ1≤25度,密封流体侧斜面7的倾斜角度的大小优选是50±10度,反密封流体侧斜面8的倾斜角度的大小优选是20±10度。
Claims (3)
1.一种油封件,设置有滑动自如地紧密接触于配合部件的周面的密封唇,在所述密封唇上设置密封流体侧斜面以及反密封流体侧斜面,在所述反密封流体侧斜面上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体压回的作用的螺纹部,所述油封件的特征在于,
在所述密封流体侧斜面以及所述反密封流体侧斜面之间设置中间面,在所述中间面上,设置利用旋转时的抽吸作用来实现将密封流体吸入的作用的逆向螺纹部,
设置在所述中间面上的所述逆向螺纹部,被设置成没有到达所述中间面与所述反密封流体侧斜面的边界部,在所述逆向螺纹部与所述边界部之间,贯穿全周设定与配合部件的周面紧密接触的螺纹不存在区域,所述螺纹不存在区域形成在所述中间面上,所述螺纹部与所述逆向螺纹部设置在所述边界部的两侧并且方向相反,
所述中间面成为内径大小从反密封流体侧(E)向密封流体侧(D)扩大的倾斜面状。
2.根据权利要求1所述的油封件,其特征在于,
在安装状态下,所述中间面向密封流体侧(D)的倾斜角度θ的大小是0<θ≤25度。
3.根据权利要求1所述的油封件,其特征在于,
在安装状态下,所述中间面向密封流体侧(D)的倾斜角度θ的大小是0.1≤θ≤20度。
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