CN101675278B

CN101675278B - 密封结构

Info

Publication number: CN101675278B
Application number: CN2008800149752A
Authority: CN
Inventors: 松尾武志
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-05-09
Also published as: US8783694B2; WO2008140031A1; JP5151241B2; GB0919949D0; GB2461483A8; GB2461483B; JP2008281110A; US20100140881A1; GB2461483B8; CN101675278A; GB2461483A

Abstract

一种密封结构，即使在安装槽尺寸公差大时，也能将衬垫稳定地安装在安装槽内并以低成本制造。衬垫(30)安装在设于一个部件(10)上的安装槽(11)内，包括在安装槽(11)宽度方向上的尺寸比安装槽(11)的槽宽小的主体部(31)。主体部(31)在安装槽(11)深度方向上的相反两端设置了分别与另一部件(20)的表面(21)及安装槽(11)的槽底面紧密接触的一对密封面(34，35)。安装槽(11)的槽底面被形成为在槽宽方向的中央部槽深最深的曲面。在衬垫主体部(31)上靠近安装槽(11)槽底一侧，形成一对夹着密封面(35)沿衬垫(30)的纵长方向延伸的槽底侧突出部(32，33)，突出部(32，33)从相反两侧沿主体部(31)的宽度方向突出并与安装槽(11)的表面接触。

Description

密封结构

技术领域

本发明涉及一种由衬垫(垫圈，gasket)密封两个部件之间的间隙的密封结构。

背景技术

作为密封两个部件之间间隙的密封装置，诸如衬垫和填充物(填料，packing)的多种密封装置是众所周知的。它们已被形成为多种形状，而且，具有多种应用了所述密封装置的密封结构。

例如专利文献1介绍了一种密封结构，通过使安装槽的底部弯曲，遏制衬垫的底侧向安装槽的横向(侧面侧)滑动，从而阻止衬垫歪倒，另外，通过将衬垫形成得在横截面内形状对称，无论使用衬垫正面还是反面，衬垫均可安装。

另外，专利文献2介绍了一种用于喷射器的填充物，多个突出部沿轴向被形成在所述填充物的内周面和外周面的两侧上，另外，有压缩余量的部位和没有压缩余量的部位被形成在喷射器的外周面上以及壳体的内周面上。采用这种方式，无论施加在填充物上的压力大小，均能展示密封性能，另外，能够遏制填充物在安装空间内的填充率的增大，因此，可以阻止该填充物延伸到间隙内。

另外，专利文献3介绍了一种位于发动机气缸盖和气缸盖罩之间的衬垫，在衬垫被装紧之前，在衬垫容纳槽的底部和衬垫之间形成有间隙，从而在衬垫被装紧期间，衬垫的一部分以填充衬垫容纳槽的槽底和衬垫之间所形成的间隙的方式变形，从而遏制衬垫的露出部分延伸进入到发动机气缸盖和气缸盖罩之间的间隙内。

专利文献1：日本特开2006-200649号公报

专利文献2：日本特开2002-340191号公报

专利文献3：日本实开平2-124371号公报

近些年来，为了降低制造成本，会通过压制加工(pressing)将用于衬垫的安装槽形成于金属壳体。当通过压制加工形成安装槽时，通常很难在横截面上将安装槽形成为矩形形状。安装槽的侧面和槽底之间或安装槽内开口的角部无法预期地被形成为曲面形状，与采用其他方法制造安装槽相比，安装槽的尺寸公差增大。

另一方面，随着缩小装置的要求，一直希望具有更小结构的密封装置，当采用压制加工形成安装槽时，大尺寸公差已成为减少装置尺寸的巨大障碍。

在此情况下，安装槽形状的尺寸公差很大，上述现有技术不能令人满意地阻止衬垫脱落或歪倒，换句话说，上述现有技术具有下述前提，也就是衬垫或安装槽被精密地形成为预定形状。然而，当通过压制加工将安装槽形成于金属壳体时，难以严格地限制安装槽的形状。

下文将参照图6介绍这一点。图6是示意性显示现有技术的密封结构的横截面视图。

图6所示密封结构利用衬垫300对要通过未示措施(手段，装置，means)被组装在一起的两个部件(一个部件100和另一部件200)之间的间隙进行密封。横截面形状大致为矩形的安装槽101形成在部件100上。衬垫300设置在安装槽101内。

衬垫300包括主体部301以及一对分别沿宽度方向在主体部31的两侧突出的突出部302和303。主体部301具有细长的横截面，并被形成得其横向宽度比安装槽101的横向宽度小，从而衬垫300可以被良好地设置在安装槽101内。

衬垫300被设置在安装槽101内，然后通过对部件100和另一部件200进行组装，衬垫300被压缩。主体部301在垂直方向的两端与安装槽101的底面102以及另一部件200的表面201紧密接触，从而形成密封面304和305。

如上所述，衬垫300的主体部301具有细长的横截面，从而衬垫300易于在安装槽101内部歪斜。考虑到此种因素，从主体部301的两侧延伸的突出部302和303与安装槽101的两个侧面接触(抵接)从而阻止衬垫300歪斜。

另外，为了增强了可安装性，衬垫300具有对称的正面和反面，因此，突出部302和303被形成在主体部301的侧面的中部。

然而，对于上述结构来说，如图6中实线所示，在压制安装槽101时，安装槽101的底部102以及底部102和侧面103之间的交界被很大地弯曲，从而在安装槽101的侧面103上形成了狭小的平坦区域。

突出部302和303被设计得在安装槽101被形成为图6中虚线所示的大致矩形形状横截面的前提下，与安装槽101的平面侧面103接触。从而在安装槽101侧面103上的平坦区域很小时，在靠近安装槽101的底部的位置，在突出部302和303与安装槽101之间形成了所不期望的压缩余量I。

因该压缩余量，衬垫300不能被容纳在安装槽101内，或在安装期间，由安装槽101施加在衬垫300上的反作用力变大。从而衬垫300处于不稳定的姿势，可能掉落。

发明内容

本发明致力于解决现有技术的问题。本发明的目的是提供一种密封结构，其中即使安装槽具有很大的尺寸公差，衬垫也可以被稳定地安装。

本发明的另一目的是提供一种密封结构，其中不管安装槽的尺寸公差如何，衬垫仍可以被稳定地安装，从而降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明的密封结构利用衬垫密封两个部件之间的间隙，其中：所述衬垫安装于在所述两个部件中的一个部件上所形成的安装槽内，所述衬垫包括主体部和一对密封面，所述主体部在所述安装槽的宽度方向的尺寸比所述安装槽的槽宽度小，在所述主体部的沿所述安装槽的深度方向的两端，所述一对密封面分别与所述两个部件中的另一部件的表面以及所述安装槽的底面紧密接触。所述安装槽被形成为底面(槽底面)在槽宽度方向的中央部最深的曲面。此外，沿着所述衬垫的纵长方向，在所述衬垫的主体部上靠近所述安装槽的槽底的位置上，形成了一对从主体部朝向宽度方的两侧突出并与所述安装槽的表面接触的槽底侧突出部，与所述安装槽的槽底紧密接触的密封面位于所述突出部之间。

根据本发明，安装在安装槽内的衬垫被支持于靠近槽底的3点，也就是主体部与安装槽的槽底紧密接触的端部、以及在所述端部的两侧与靠近安装槽的槽底的表面接触的一对突起部。从而，细长的衬垫能够以稳定姿势被安装。

另外，根据安装槽制造期间的尺寸误差，安装槽的槽底的曲面曲率会发生变化，从而，根据该曲率，在突起部和安装槽之间可能产生压缩余量(squeeze margin)。在此情况下，所述突起部以倒向安装槽的开口的方向的方式变形，以吸收来自安装槽的反作用力，从而抑止衬垫以不稳定姿势安装在安装槽内。换句话说，即使因安装槽的较大尺寸公差导致安装槽侧面上被形成的平坦区域变小，衬垫也可以吸收安装槽的尺寸误差，因此，衬垫可以保持着姿势被安装在安装槽内，从而阻止衬垫从安装槽内脱落。

由于即使安装槽的尺寸公差很大，也不会以不稳定姿势安装衬垫，因此，能够降低安装槽的机加工精度，从而降低制造成本。

优选采用压制(冲压)方式形成安装槽。

即使通过产生很大的尺寸公差的压制方式形成安装槽，也不会以不稳定姿势安装衬垫，因此，能够降低制造成本。

最好沿着所述衬垫的纵长方向，在沿所述衬垫的主体部上靠近所述安装槽的开口的位置上，形成一对从主体部朝向宽度方向的两侧突出并与所述安装槽的侧面接触的开口侧突出部。

采用这种方式，上述突出部稳定了衬垫主体部在靠近安装槽开口侧部位的安装姿势，从而抑制衬垫脱落。

优选所述衬垫的横断面具有相对于所述一对密封面之间的中线对称的形状。

采用这种方式，无论使用衬垫的正面和反面，均可将衬垫安装在安装槽内。从而在安装衬垫时，无需确认衬垫的正面和反面，增强了安装性能。

顺便提及一句，上述结构可以被组合。

如上所述，根据本发明，即使安装槽具有很大的尺寸公差，衬垫仍可以被稳定地安装。另外，无论安装槽的尺寸公差的大小，衬垫可以被稳定地安装，从而降低了制造成本。

附图说明

图1是示意性显示本发明第一实施例的密封结构的横截面视图；

图2是显示本发明第一实施例的衬垫的平面视图；

图3是示意性显示本发明第一实施例的衬垫的透视图；

图4是示意性显示本发明第二实施例的密封结构的横截面视图；

图5是示意性显示本发明第三实施例的密封结构的横截面视图；

图6是示意性显示现有技术的密封结构的横截面视图。

附图标记说明

10一个部件(一方的部件) 11安装槽 12槽底 13侧面

20另一部件(另一方的部件)21表面 30衬垫 31主体部

32，33突出部 34，35密封面 36，37突出部

具体实施方式

下文将参照附图通过实施例例示性地介绍本发明的最佳实施方式。除非特别声明，该实施例所介绍的组成部件的尺寸、材料、形状和相对布置并不限制本发明的范围。

(第一实施例)

下文将参照图1～3详细介绍本发明第一实施例的密封结构。图1是示意性显示本发明第一实施例的密封结构的横截面视图。图2是显示本发明第一实施例的衬垫的平面视图。图3是示意性显示本发明第一实施例的衬垫的透视图。

<密封结构的轮廓>

本实施例的密封结构是一种利用衬垫30对两个部件(一个部件10和另一部件20)之间所限定的间隙进行密封的密封结构。利用未示手段(例如，诸如装配、螺纹连接或粘接的公知手段)，该一个部件10和另一部件20将被彼此组装在一起。图1显示一个部件10和另一部件20被组装在一起之前的状态。

虽然未特别显示部件被彼此组装在一起的状态，但是根据目标产品，以封闭一个部件10上所形成的安装槽11的方式，一个部件10的表面和另一部件20的表面可以紧密接触，从而一个部件10和另一部件20可以被彼此组装在一起。另外，可以通过采用两个部件之间存在一定程度间隙的方式，将一个部件10和另一部件20彼此组装在一起。

<安装槽的结构>

内部用于放置衬垫30的安装槽11被形成在一个部件10上与另一部件20相向的表面上。安装槽11具有形成为曲面的槽底12，在宽度方向中心(中央部)安装槽11的深度最深。安装槽11在槽底12和侧面13之间具有弯曲边界，在槽的开口和部件10的表面之间具有弯曲边界。通过成本较低的压制方式，安装槽11被形成为上述形状。

安装槽的形成方法并不局限于压制加工。例如安装槽可以通过切削加工形成。在此情况下，因降低加工精度，槽底可以形成为弯曲的。换句话说，不需要足以将安装槽形成为大致矩形形状横截面的高机加工精度。

<衬垫结构>

衬垫30包括主体部31、在靠近安装槽11的槽底位置从主体部31的侧面向宽度方向两侧突出的一对突出部32和33。

在垂直方向(也就是安装槽11的深度方向)两端，主体部31包括一对密封表面34和35。密封表面34和35中的一个密封表面与形成在部件10上的安装槽11的槽底12紧密接触，反之，另一个密封表面与另一部件20的表面21紧密接触。采用这种方式，这两个部件之间的间隙被紧紧地密封。

根据使用衬垫的目标产品，衬垫30具有多种平面形状(也就是从顶部观看时的形状)。图2显示了一种形状示例。衬垫的其他形状例如可以是圆形、多边形和复杂形状。相反，虽然没有特别显示。但是，安装槽11的平面形状与衬垫30的形状类似。

当衬垫30没有在两个部件之间被压缩时，主体部31的横断面是垂直细长的(也就是密封表面34和35的顶端之间的距离比宽度方向尺寸大)，而且主体部31的横向宽度比安装槽11的槽宽小。此时，所谓的横断面表示一个与衬垫30的纵长方向垂直的横截面，以沿着图2中A-A线的平面为例。

如上所述，主体部31的横断面是垂直(上下)细长的，从而即使尺寸较小，仍能实现足以满足密封性能的压缩率或填充率。此外，主体部31的横向宽度比安装槽11的槽宽小，因此，增强了衬垫30在安装槽11内的安装性能。

一对密封表面34和35中的与槽底12紧密接触的密封表面35与安装槽11槽底12的最深部位接触。在密封表面35两侧，一对突出部32和33与安装槽11的靠近槽底12的表面接触。从而主体部31在靠近槽底12的3个点被支持在安装槽11内，从而衬垫30能够以稳定的姿势安装在安装槽11内。

如图3所示，沿着衬垫30的纵长方向，一对突出部32和33被分别形成在主体部31的靠近安装槽11的槽底12的两个侧面上。因此，衬垫30整体上能够以稳定的姿势被安装。

一对突出部32和33被形成得它们的顶端之间宽度大致与安装槽11的槽宽相同。该一对突出部32和33被设计得基本上与安装槽11的侧面13接触。

然而，因安装槽11加工期间的尺寸误差，一对突出部32和33也可能与位于槽底12和侧面13之间交界的如图1中虚线14所示那样的倾斜面接触。由于安装槽11槽底侧的槽宽从开口侧朝向槽底侧逐渐减少，因此，在突出部32和33的顶端相对于安装槽11产生压缩余量。在此情况下，如图1中虚线32a和33a所示那样，突出部32和33以倒向安装槽11的开口侧的方式变形，并与安装槽11的表面接触。

<本实施例的有益效果>

如图1中虚线所示，如果因安装槽11加工期间的尺寸误差，突出部32和33的顶端和安装槽11之间产生压缩余量，则突出部32和33以朝向安装槽11开口侧脱落(fall down，歪倒)的方式变形，从而吸收安装槽11的尺寸误差。

也就是说，突出部32和33脱落，从而安装槽11所施加的反作用力可以在某种程度上被减轻，从而能够抑制衬垫以不稳定姿势被安装在安装槽11内。

从而，当将衬垫30安装在安装槽11内，或在衬垫30被安装之后将两个部件彼此组装在一起时，可以遏制衬垫30从安装槽11脱落。

另外，由于突出部32和33脱落，可以吸收来自安装槽11的反作用力。从而当两个部件被彼此组装在一起时，密封表面34和35所产生的表面压力的变动可以被遏制，从而稳定了密封性能。

另外，如上所述，即使因安装槽11的尺寸误差在安装槽11侧面上形成为平面的区域减少，由于衬垫30不会被安装在不稳定的姿势下，因此，即使安装槽11存在较大尺寸公差，本实施例的密封装置仍能良好地应用。

另外，即使使用成本虽低但尺寸误差大的压制方法来制造安装槽11，仍能遏制衬垫30安装性能的下降，因此能够降低制造成本。

<第二实施例>

下文将参照图4介绍本发明第二实施例。图4是示意性显示本发明第二实施例的密封结构的横截面视图。在本实施例的密封结构中，一对用于阻止衬垫30脱落的突出部36和37被形成在第一实施例衬垫30的靠近安装槽11开口的位置上。其他结构和功能与第一实施例的相同。使用相同的附图标记表示相同的元件，对此不再进行重复介绍。

本实施例的衬垫30’配备有一对突出部36和37，该突出部36和37从主体部31的靠近安装槽11开口的侧面沿宽度方向向两侧突出，采用这种方式，该一对突出部36和37在安装槽11内部支持衬垫30’，从而遏制衬垫30’脱落。

另外，像形成在靠近槽底的突出部32和33那样，该一对突出部36和37被分别形成在衬垫30’的整个纵长方向区域上。从而在安装期间，衬垫30’整体上可以以稳定姿势被安装。

靠近开口的突出部36和37以及靠近槽底的突出部32和33形成得隔开预定间距，从而允许靠近槽底形成的突出部32和33倒向开口(开口部)，从而如图4所示，衬垫30’的侧面在垂直方向中央部变窄。

从图4可知，衬垫30’的横断面被形成得相对于一对密封面34和35之间的中线(中心线)X(一条与密封面34顶端的切线和密封面35顶端的切线平行并位于上述两切线中间的直线)对称(也就是图4中垂直对称(上下对称))。

从而，即使衬垫30’的平面形状为圆形、椭圆或正多边形等衬垫30’的正面和反面为相同形状的形状，无论衬垫的正面和反面朝向如何，衬垫30’都可以被安装在安装槽11内。换句话说，即使是正面和反面形状相同的衬垫30’，当将衬垫30’安装在安装槽11内时，无需确认衬垫30’的正反面，从而增强了衬垫的安装性能。

<第三实施例>

下文将参照图5介绍本发明第三实施例。图5是示意性显示本发明第三实施例的密封结构的横截面视图。在本实施例的密封结构中，上述实施例中的侧面13倾斜，从而安装槽11的槽宽从槽底侧朝向开口侧增大。其他结构和功能与上述实施例的相同。因此使用相同的附图标记表示相同的元件，对此不再进行重复介绍。

如果为了降低制造成本而降低了安装槽的机加工精度，安装槽可以被形成为图5所示形状。具体地说，采用下述方式形成安装槽11’，从而槽宽从槽底侧朝向开口侧增大，侧面13’倾斜。

即使利用具有这种形状的安装槽11’，靠近槽底所形成的突出部32和33采用倒向安装槽11’的开口侧的方式变形，衬垫30’可以吸收来自安装槽11’的反作用力，从而衬垫30’能够以稳定的姿势被安装，因此，通过采用廉价方法，能够降低制造成本。

虽然通过使用第二实施例的衬垫30’介绍了本实施例中的衬垫，但是也可以使用第一实施例的衬垫30介绍本实施例中的衬垫。

Claims

1.一种密封结构，其利用衬垫密封两个部件之间的间隙，其特征在于：

所述衬垫安装于在所述两个部件中的一个部件上所形成的安装槽内，

所述衬垫包括主体部和一对密封面，所述主体部在所述安装槽的宽度方向的尺寸比所述安装槽的槽宽度小，在所述主体部的沿所述安装槽的深度方向的两端，所述一对密封面分别与所述两个部件中的另一部件的表面以及所述安装槽的槽底面紧密接触，

所述安装槽利用压制加工被形成为槽底面在槽宽度方向的中央部最深的曲面，

沿着所述衬垫的纵长方向，在所述衬垫的主体部上靠近所述安装槽的槽底的位置上，形成了一对从主体部朝向宽度方向的两侧突出且倒向所述安装槽的开口侧并与所述安装槽的表面接触的槽底侧突出部，与所述安装槽的槽底紧密接触的密封面位于所述突出部之间；

沿着所述衬垫的纵长方向，在所述衬垫的主体部上靠近所述安装槽的开口的位置上，形成了一对从主体部朝向宽度方向的两侧突出并与所述安装槽的侧面接触的开口侧突出部，所述开口侧突出部与所述槽底侧突出部形成得隔开预定间距，从而允许所述槽底侧突出部倒向所述开口；

所述衬垫的横断面具有相对于所述一对密封面之间的中线对称的形状，并且所述衬垫的侧面在垂直方向中央部变窄。