CN103238012B - 密封装置和密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现滑动性能稳定化的密封装置和密封结构。其特征在于，第1密封唇（120）的前端，具有向密封对象流体侧（L）径向扩大的第1锥面（123a），和向密封对象流体侧的相反侧（A）径向扩大的第2锥面（123b），第2锥面（123b）上，设置有伴随旋转轴（21）的相对转动使润滑剂（170）沿轴向移动的多个螺纹突起（或螺纹槽）（124），该多个螺纹突起（或螺纹槽）（124），均被配置为使润滑剂（170）向密封对象流体侧的相反侧（A）移动。

Description

密封装置和密封结构

技术领域

本发明涉及一种密封装置和密封结构，其密封相对转动的轴与壳体之间的环状间隙。

背景技术

以往，公知的密封装置具有相对于轴滑动的2个密封唇，为提高密封对象流体侧的密封唇的滑动性，在该2个密封唇之间填充有润滑剂（参照专利文献1）。

参照图6，对现有技术例的密封装置进行说明。图6（a）为表示现有技术例的密封装置的使用状态的截面图。图6（b）表示从图6（a）中Z方向观察的旋转轴的旋转方向（图中箭头R）。该密封装置200具有设置于密封对象流体侧（L）的橡胶制第1密封唇210，及设置于密封对象流体侧的相反侧（A）的树脂制第2密封唇220。并且，为提高第1密封唇210相对于轴300的滑动性，在第1密封唇210与第2密封唇220之间，填充有润滑剂230。

此外，在比第1密封唇210的唇前端靠与密封对象流体侧相反一侧（A）的锥面上，设置有起到螺旋泵功能的螺纹突起（或螺纹槽）211。由此，在第1密封唇210相对于轴300旋转时，利用唇前端与轴300表面的滑动，能够使得泄露到唇前端的与密封对象流体侧相反一侧（A）的密封对象流体返回至密封对象流体侧（L）。

但是，在该现有技术例中，因螺纹突起（或螺纹槽）211产生的螺旋泵效果，造成润滑剂230也移动至密封对象流体侧（L）（参考图中箭头X）。由此造成第1密封唇210的滑动性能下降。其结果是，当第1密封唇210在轴300表面滑动时产生异响（鸣叫），加剧滑动损耗。因此成为密封装置的耐久寿命下降的原因。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平10-73165号公报

发明内容

本发明的目的，在于提供一种可使滑动性能稳定的密封装置和密封结构。

本发明为解决上述技术问题采用了以下技术手段。

即，本发明的密封装置的特征在于，

一种密封装置，其密封相对转动的轴与壳体之间的环状间隙，其特征在于，包括，

第1密封唇，其在所述轴表面滑动，及

第2密封唇，其与第1密封唇相比设置于密封对象流体侧的相反侧，并在所述轴表面滑动，及

填充于第1密封唇与第2密封唇之间的润滑剂，

第1密封唇的前端具有朝向密封对象流体侧径向扩大的第1锥面，以及朝向密封对象流体侧的相反侧径向扩大的第2锥面；

在第2锥面设有多个使所述润滑剂随着与所述轴相对转动而沿轴向移动的螺纹突起或螺纹槽（在仅有螺纹突起和仅有螺纹槽的情况之外，也包括螺纹突起和螺纹槽混合存在的情况），该多个螺纹突起或螺纹槽均设置为使所述润滑剂向与密封对象流体侧的相反侧移动。

另外，本发明的密封结构的特征在于，

一种密封结构，其特征在于，包括，

具有轴孔的壳体，

穿过所述轴孔，并与所述壳体相对转动的轴，及

密封所述轴与所述壳体之间的环状间隙的密封装置，

所述密封装置具备，

第1密封唇，其在所述轴表面滑动，及

第2密封唇，其与第1密封唇相比设置于密封对象流体侧的相反侧，并在所述轴表面滑动，及

填充于第1密封唇与第2密封唇之间的润滑剂，

第1密封唇的前端具有朝向密封对象流体侧径向扩大的第1锥面，以及朝向密封对象流体侧的相反侧径向扩大的第2锥面；

在第2锥面设有多个使所述润滑剂随着与所述轴相对转动而沿轴向移动的螺纹突起或螺纹槽，该多个螺纹突起或螺纹槽均设置为使所述润滑剂向与密封对象流体侧的相反侧移动。

根据上述发明，螺纹突起或螺纹槽，起到使润滑剂向第1密封唇的唇前端的与密封对象流体侧相反一侧方向移动的功能。因此，能够稳定地维持在第1密封唇与第2密封唇之间填充有润滑剂的状态，从而能够长期维持第1密封唇的滑动性。

此外，优选所述多个螺纹突起或螺纹槽，设置为到达第1密封唇前端处、第1锥面和第2锥面之间的边缘部的位置。

这样，从尚未因滑动而磨损的初期阶段开始，螺纹突起等就能够起到使润滑剂向密封对象流体侧的相反侧移动的功能（螺旋泵功能）。

如上所述，根据本发明，能够实现使滑动性能稳定。

附图说明

图1是表示本发明实施例的密封装置的应用例的示意截面图。

图2是本发明实施例1的密封装置的示意截面图。

图3是表示本发明实施例1的密封装置的使用状态的示意截面图。

图4是表示本发明实施例1的密封装置的组装步骤的工序图。

图5是本发明实施例2的密封装置的示意截面图。

图6是表示现有技术例的密封装置的使用状态的示意截面图。

附图标记说明

10水泵

21旋转轴

22轴承

23皮带轮

24叶轮

30壳体

100、100a密封装置

110、110a衬套

120第1密封唇

121被固定部

122内向延伸部

123唇部

123a第1锥面

123b第2锥面

124螺纹突起

130收容环

131内向凸缘部

140第2密封唇

141被固定部

142唇部

150垫圈

160环座

170润滑剂

具体实施方式

以下参照附图，根据实施例以示例对本发明的具体实施方式进行详细说明。但是，除非有特别的说明，否则本发明的范围并不限定于实施例中所记载的组成部分的尺寸、材质、形状、其相对配置等。

（实施例1）

参照图1～图4，对本发明实施例1的密封装置进行说明。

<密封装置的应用例>

参照图1，对本发明的实施例的密封装置100的应用例进行说明。图1是汽车用水泵10的示意截面图。水泵10包括旋转轴21和壳体30，壳体30具有穿过旋转轴21的轴孔。旋转轴21上，安装有用于使旋转轴21顺畅旋转的轴承22。旋转轴21的一端安装有利用未图示的皮带等提供旋转驱动力的皮带轮23；另一端安装有用于泵送冷却水（LLC）的叶轮24。并且，为抑制该冷却水漏出至外部（即，密封对象流体侧（L）的相反侧（A）），本实施例的密封装置100配置于旋转轴21与壳体30之间的环状间隙。也就是说，在本实施例中，密封对象流体为冷却水。

<密封装置的结构>

参照图2及图3，对本发明实施例的密封装置100进行说明。此处，图2及图3（a）为通过旋转轴21的中心面剖开的截面图，图2表示密封装置100单体的截面，图3（a）表示在使用密封装置100的状态下的剖面。图3（b）表示图3（a）中由Z方向观看的旋转轴的旋转方向（图中箭头R）。而且，密封装置100为旋转对称形状。

密封装置100包括：金属制衬套110、橡胶制第1密封唇120、金属制收容环130、合成树脂制第2密封唇140、金属制垫圈150、金属制环座160、和为润滑脂的润滑剂170。

衬套110由环状部件构成，镶嵌于壳体30的轴孔内周面。第1密封唇120具有大致圆筒状的被固定部121，从被固定部121端部向内侧延伸的内向延伸部122，和唇部123，该唇部123从内向延伸部122内侧前端向密封对象流体侧（L）延伸，且进一步向内侧延伸。在第1密封唇120的被固定部121内侧嵌入环状的收容环130。这样，使被固定部121夹持于该收容环130外周面与衬套110内周面之间，由此，将第1密封唇120相对于衬套110径向定位。

第2密封唇140包括，板状的被固定部141，和唇部142构成，该唇部142从被固定部141的内侧前端进一步向内侧即密封对象流体侧（L）延伸。在该第2密封唇140的密封对象流体侧的相反侧（A），设置有环状的垫圈150。这样，使第2密封唇140的被固定部141夹持于垫圈150与收容环130的向内的凸缘部131之间，从而将第2密封唇140与衬套110固定。

并且，在第1密封唇120的被固定部121的密封对象流体侧（L），还设置有环状的环座160。这样，使第1密封唇120相对于衬套110在轴向上定位。

此外，在形成于第1密封唇120和第2密封唇140之间的空间区域内，填充有润滑剂170（参照图2）。这里，润滑剂170填充量设定为，在将旋转轴21安装于密封装置100的状态（图3所示状态）下，润滑剂170充满形成于第1密封唇120与第2密封唇140之间的空间。

这里，特别地，参照图4，对密封装置100的组装顺序进行说明。首先，在收容环130的内侧装入第2密封唇140的被固定部141。之后，嵌入垫圈150（参照图4（a））。接着，将收容环130的图中左侧的端部向内侧弯折（参照图中箭头）。然后，对将该收容环130、第2密封唇140、垫圈150形成为一体的组装体安装第1密封唇120（参照图4（b））。之后，将上述形成为一体的组装体沿衬套110的内周面轴向压入，将第1密封唇120的被固定部121嵌入到衬套110的内周面（参照图4（c））。接着，将环座160压入衬套110的内周面。在此状态下，在形成于第1密封唇120和第2密封唇140之间的空间区域填充润滑剂170。

根据上述结构，使上述各部件形成一体化而成集装型结构。即，可将具有衬套110、第1密封唇120、收容环130、第2密封唇140、垫圈150、环座160和润滑剂170的密封装置100，作为一个部件来使用。

并且，在本实施例的密封装置100中，第1密封唇120的唇部123，其前端具有朝向密封对象流体侧（L）直径扩大的第1锥面123a，和朝密封对象流体侧的相反侧（A）直径扩大的第2锥面123b。而且，在第1锥面123a与第2锥面123b之间形成有边缘部E。

此外，在第2锥面123b上，设置有多个使润滑剂170随着与旋转轴21相对转动而沿轴向移动的螺纹突起（螺纹槽亦可）124。并且，该多个螺纹突起124均设置为使润滑剂170向与密封对象流体侧的相反侧（A）移动。即，旋转轴21旋转（参照图3（b）），使唇部123相对于旋转轴21的表面滑动，利用螺纹突起124的螺旋泵作用，使润滑剂170向着相对于唇部123的顶端边缘部E的密封对象流体侧的相反侧（A）移动（参照图3中箭头Y）。这里，在第2锥面123b中，从密封对象流体侧的相反侧（A）到唇部123的前端边缘部E的位置设置螺纹突起124。从而，螺纹突起124从尚未因滑动而磨损的初期阶段开始，就可以发挥使润滑剂170向密封对象流体侧的相反侧（A）移动的功能。

<本实施例的密封装置100的优点>

根据本实施例的密封装置100，由螺纹突起（或螺纹槽）124起到使润滑剂170相对于第1密封唇120的唇部123的前端向密封对象流体侧的相反侧（A）移动的功能。因此，能够抑制润滑剂170向密封对象流体侧（L）泄漏。这样，能够稳定地维持在第1密封唇120和第2密封唇140之间填充有润滑剂170的状态，可以长期维持第1密封唇120的滑动性。随之，可以抑制异响（鸣音）发生，且通过降低滑动磨损，从而能够提高密封装置100的耐久寿命。

此外，由于在第1密封唇120与旋转轴21的表面之间稳定地形成有润滑剂170的膜，能够有效地抑制作为密封对象流体的冷却水（LLC）向密封对象流体侧的相反侧（A）泄漏。从而，设置有起到使流体向密封对象流体侧的相反侧（A）移动功能的螺纹突起（或螺纹槽）124，不会助长冷却水泄漏。

（实施例2）

图5表示本发明的实施例2。在本实施例中，对上述实施例1中的衬套的变形例进行说明。由于其他结构及作用与实施例1相同，对于相同结构部分使用相同的附图标记，并省略其说明。

根据轴（旋转轴21）直径，与壳体30的轴孔直径之间的关系，存在密封装置所密封的环状间隙大的情形。因此，在本实施例的密封装置100a中，通过对衬套110a设置截面呈字母S形的部位使其保持径向弹性，即使对于大环状间隙，也不会使安装性能恶化，可充分发挥密封性能。对于衬套110a之外的结构，由于与上述实施例1的说明相同，故省略其说明。

（其他）

在上述实施例中，作为密封装置的应用例，以在汽车用水泵10中加以使用的情形为例进行了说明，但本发明可应用于需要对相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙进行密封的各种装置。尤其是，本发明能够良好地作为家电用装置或低负荷的工业用水泵中的轴密封用的密封装置或密封结构来使用。

Claims (2)

1.一种密封装置，其密封相对转动的轴与壳体之间的环状间隙，其特征在于，包括，

第1密封唇，其在所述轴表面滑动，在轴转动时对密封对象流体进行密封，及

第2密封唇，其与第1密封唇相比设置于密封对象流体侧的相反侧，并在所述轴表面滑动，及

填充于第1密封唇与第2密封唇之间，在第1密封唇与轴表面之间形成膜的润滑剂，

第1密封唇的前端具有朝向密封对象流体侧径向扩大的第1锥面，以及朝向密封对象流体侧的相反侧径向扩大的第2锥面；

在第2锥面设有多个使所述润滑剂随着与所述轴相对转动而沿轴向移动的螺纹突起或螺纹槽，该多个螺纹突起或螺纹槽均设置为使所述润滑剂向与密封对象流体侧的相反侧移动，

所述多个螺纹突起或螺纹槽设置为到达第1密封唇前端处、第1锥面和第2锥面之间的边缘部的位置。

2.一种密封结构，其特征在于，包括，

具有轴孔的壳体，

穿过所述轴孔，并与所述壳体相对转动的轴，及

密封所述轴与所述壳体之间的环状间隙的密封装置，

所述密封装置包括，

第1密封唇，其在所述轴表面滑动，在轴转动时对密封对象流体进行密封，及

第2密封唇，其与第1密封唇相比设置于密封对象流体侧的相反侧，并在所述轴表面滑动，及

填充于第1密封唇与第2密封唇之间，在第1密封唇与轴表面之间形成膜的润滑剂，

第1密封唇的前端具有朝向密封对象流体侧径向扩大的第1锥面，以及朝向密封对象流体侧的相反侧径向扩大的第2锥面；

在第2锥面设有多个使所述润滑剂随着与所述轴相对转动而沿轴向移动的螺纹突起或螺纹槽，该多个螺纹突起或螺纹槽均设置为使所述润滑剂向与密封对象流体侧的相反侧移动，

所述多个螺纹突起或螺纹槽设置为到达第1密封唇前端处、第1锥面和第2锥面之间的边缘部的位置。