CN107110371B - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在将容易暴露于泥水等的轴周边等进行密封的密封装置中长时间保持稳定的密封性的密封装置。为了达到该目的，其具备：金属环(11、12)，其密封地固定于壳体(42)；主唇(21c)，其接合于金属环(11)，并且可滑动地紧贴于插穿壳体(42)的内周的旋转体(43)的外周面(43a)；环状弹性体(31)，其在主唇(21c)的外侧接合于金属环(12)，并且相对于轴向可伸缩；滑动环(51)，其设置在环状弹性体(31)中的金属环(12)的相反侧的端部，并且可滑动地紧贴于安装在旋转体(43)的外周的密封凸缘(41b)；以及施力单元(61)，其将滑动环(51)弹性地推压到密封凸缘(41b)。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及用于密封车辆的传送装置或变速器、差动齿轮等容易暴露于机外的泥水等的部分的密封装置。

背景技术

作为用于密封容易暴露于机外的泥水等的部分的轴周边的密封装置，以往已知有如图3所示的密封装置101。该密封装置101具有被粘附于金属环111的密封部件131，在密封部件131上形成有主唇132、侧唇133以及外周密封部134。在密封部件131中，形成在金属环111的外径侧的外周密封部134压入嵌合于壳体142的内周面，并且主唇132可滑动地紧贴于安装在旋转轴143的外周的套筒144的外周面从而密封机内B侧的油，侧唇133可滑动地紧贴于固定在套筒144的外周的防尘罩141，从而防止泥水等从机外A浸入，进而防止由于泥水等夹入主唇132中而密封性下降。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-14181号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，由于侧唇133由橡胶状弹性材料(橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料)构成，因此存在长时间老化导致应力松弛，对于防尘罩141的收紧量下降，对于来自机外A的泥水等的密封性下降的情况。另外，当防尘罩141比正常位置向机内B侧偏移而被组装时，由于侧唇133的腹部133b按压于防尘罩141，顶端部133a容易翘起，存在对泥水等的密封性下降的可能性。另外，当防尘罩141比正常位置向机内B侧的相反侧偏移而被组装时，只有侧唇133的顶端部133a与防尘罩141接触，因此接触面积变小的同时粘着力降低，所以在这种情况下也存在对泥水等的密封性下降的可能性。

本发明是鉴于以上的问题点提出的，其技术问题是，提供一种在将容易暴露于泥水等的轴周边等进行密封的密封装置中长时间保持稳定的密封性的密封装置。

解决技术问题的手段

本发明为了有效地解决上述技术问题，采用了以下的技术方案。

即，技术方案1的发明涉及的密封装置，其特征在于，具备：金属环，所述金属环密封地固定在壳体；主唇，所述主唇接合于所述金属环，并且可滑动地紧贴于插穿所述壳体的内周的旋转体的外周面；环状弹性体，所述环状弹性体在所述主唇的外侧接合于所述金属环，并且相对于轴向可伸缩；滑动环，所述滑动环设置在所述环状弹性体中的所述金属环的相反侧的端部，并且可滑动地紧贴于安装在所述旋转体的外周的密封凸缘；以及施力单元，所述施力单元将所述滑动环弹性地推压到所述密封凸缘。

根据上述结构，设置在环状弹性体的端部的滑动环被施力单元推压而与密封凸缘可滑动地紧贴，从而密封来自外部的泥水等，因此提高了滑动环对密封凸缘的轴向追随性，从而能够有效地防止来自外部的泥水等夹入主唇中而主唇的密封性能受损。

另外，本发明的技术方案2涉及的密封装置，其特征在于，在上述的技术方案1记载的密封装置中，滑动环具有与密封凸缘在平面上彼此可滑动地紧贴的密封面。

根据上述结构，由于滑动环与密封凸缘在平面上彼此紧贴，因此确保了大的密封面，从而提高对泥水等的密封性。

另外，本发明的技术方案3涉及的密封装置，其特征在于，在技术方案1或技术方案2记载的密封装置中，环状弹性体形成为波纹状。

根据上述结构，由于环状弹性体形成为波纹状，其伸缩自由度大，从而能够进一步提高滑动环对密封凸缘的轴向追随性。

发明的效果

根据本发明涉及的密封装置，由于具有通过施力单元使滑动环与密封凸缘可滑动地紧贴的结构，从而能够长期防止泥水等从外部浸入，保持稳定的密封性。

附图说明

图1是将本发明涉及的密封装置的第一实施方式由通过轴心的平面截断而示出的半截面图；

图2是将本发明涉及的密封装置的第二实施方式由通过轴心的平面截断而示出的半截面图；

图3是将现有技术涉及的密封装置的一例由通过轴心的平面截断而示出的半截面图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的密封装置。此外，在下面的说明以及附图中，参考符号A是暴露于泥水等的一侧，称为机外，参考符号B是密封对象的油存在的一侧，称为机内。

图1示出本发明涉及的密封装置的第一实施方式。密封装置1安装在壳体42与插穿该壳体42的内周的旋转轴43之间，其具备：第一金属环11，密封地固定于壳体42；主体部21，通过硫化粘接等接合于该第一金属环11，由橡胶状弹性材料(橡胶材料或具有橡胶状弹性的合成树脂材料)构成；第二金属环12，成一体地嵌合于第一金属环11；环状弹性体31，通过硫化粘接等接合于第二金属环12；滑动环51，配置在比主体部21更靠外侧(机外A侧)的位置，粘接在环状弹性体31的、与第二金属环12相反的一侧的端部；施力单元61，将滑动环51弹性地推压到一体嵌合在旋转轴43的外周面43a上的防尘罩41的密封凸缘41b。此外，第一金属环11以及第二金属环12相当于技术方案1中记载的金属环。

第一金属环11例如将金属板通过冲床冲压成型来制造，其包括：压入筒部11a，压入嵌合于壳体42的内周面42b；外周密封保持部11b，从压入筒部11a的机内B侧的端部朝向机内B侧直径逐渐变小地延伸；弹簧支承部11c，从外周密封保持部11b的机内B侧的端部向内径侧延伸；内周筒部11d，从弹簧支承部11c的内径侧的端部朝向机内B的相反侧折弯而延伸；内径凸缘部11e，从内周筒部11d的机内B的相反侧的端部向内径侧弯曲；外径凸缘部11f，从压入筒部11a的机内B的相反侧的端部向外径侧延伸；以及外周筒部11g，从外径凸缘部11f的外径侧的端部向壳体42的相反侧弯曲而延伸。

主体部21具备：外周密封部21a，设置在第一金属环11的外周密封保持部11b的外周，并且以适当的挤压量紧贴于壳体42的内周面42b；覆盖层21b，覆盖弹簧支承部11c的机内B侧和内周筒部11d的内径侧的面以及内径凸缘部11e；主唇21c，从覆盖内径凸缘部11e的覆盖层21b的内径端部朝向机内B侧延伸，并可滑动地紧贴于旋转轴43的外周面43a；以及防尘唇21d，从覆盖层21b的内径端部向主唇21c的相反侧延伸，并可滑动地紧贴于旋转轴43的外周面43a。在主唇21c安装有环状螺旋弹簧21e，该环状螺旋弹簧21e用于补偿对于旋转轴43的外周面43a的束紧力。

与第一金属环11同样地，第二金属环12例如将金属板通过冲床冲压成型来制造，其包括：外周筒部12a，压入嵌合于第一金属环11的外周筒部11g的内周面；凸缘部12b，从外周筒部12a的壳体42侧的端部向内径侧延伸，并与第一金属环11的外径凸缘部11f紧贴；锥形部12c，从凸缘部12b的内径端部向远离第一金属环11的外径凸缘部11f的方向倾斜延伸。

环状弹性体31由橡胶状弹性材料构成，其包括：粘附部31a，通过硫化粘接等粘附于第二金属环12的锥形部12c；大致筒状的挠性部31b，从粘附部31a的内径侧的端部朝向第二金属环12的相反侧大致轴向延伸，且能够在轴向上伸缩变形；以及弹簧承受部31c，形成在挠性部31b的端部。弹簧承受部31c是由通过旋转轴43的轴心的平面截断的截面形状呈现大致コ形状的部件，即具有径向部311和其内外周两侧的轴向部312、313，外周侧的轴向部312与挠性部31b连续。

滑动环51通过粘接等一体地接合于环状弹性体31的弹簧承受部31c，由通过轴心的平面截断的截面形状呈现对应于弹簧承受部31c的大致コ形状，由摩擦系数低且耐热性优良的聚四氟乙烯(PTFE)构成。该滑动环51具有密封面51a，该密封面51a对于防尘罩41能够在与旋转轴43的轴心正交的平面彼此滑动的紧贴。

防尘罩41由金属构成，内径部41a一体化嵌合于旋转轴43的外周面43a，并具有与滑动环51的密封面51a在平面上彼此紧贴的密封凸缘41b，该密封凸缘41b形成与旋转轴43的轴心正交的平面并展开，并与旋转轴43一体旋转。

施力单元61由一个压缩螺旋弹簧构成，该压缩螺旋弹簧在第一金属环11的弹簧支承部11c与环状弹性体31的弹簧承受部31c之间以轴向压缩的状态与第一金属环11同心配置，经由环状弹性体31的弹簧承受部31c将滑动环51向轴向弹性施力，并使该滑动环51的密封面51a以适当的表面压力紧贴于防尘罩41的密封凸缘41b。

在如上所述构成的本发明的密封装置1中，主体部21中的外周密封部21a用于防止机内B存在的油从壳体42与第一金属环11之间泄漏到机外A，主体部21的主唇21c通过可滑动地紧贴于旋转轴43的外周面43a，防止机内B存在的油通过轴周边泄漏到外侧。

另一方面，一体地接合于环状弹性体31的顶端的弹簧承受部31c的滑动环51通过密封面51a可滑动地紧贴于防尘罩41的密封凸缘41b，防止泥水等从机外A浸入。并且，该滑动环51对于防尘罩41的密封凸缘41b在平面上彼此紧贴，因此密封面51a的径向宽度宽，所以保证良好的密封性。此外，该滑动环51由摩擦系数低的PTFE构成，因此尽管滑动面积大也能够较低地抑制滑动扭矩和滑动负荷。

另外，滑动环51安装在相对于轴向可伸缩的环状弹性体31的顶端的弹簧承受部31c，并且被由压缩螺旋弹簧构成的施力单元61向轴向弹性施力，因此能够提高与防尘罩41的轴向偏移相对的滑动环51的轴向跟随性。因此，例如当防尘罩41相对于旋转轴43的组装位置比正常位置略微偏移到机内B侧而被组装时，或者向机内B侧的相反侧偏移而被组装时，密封面51a跟随密封凸缘41b保持良好的紧贴状态，从而防止机外A的泥水等浸入，进而有效地防止泥水等夹入主唇21c中而密封性下降。

图2示出本发明涉及的密封装置的第二实施方式。该第二实施方式的密封装置1的特征在于，环状弹性体31的挠性部31b形成为波纹状，其他部分基本上与前面说明的第一实施方式相同的构成。

具体地，环状弹性体31的挠性部31b包括：大径筒部314，在粘附在第二金属环12上的粘附部31a侧；中间部315，从大径筒部314的粘附部31a的相反侧的端部朝向内径侧且第一金属环11的外径凸缘部11f侧折弯而延伸；小径筒部316，进一步从该中间部315朝向内径侧且外径凸缘部11f的相反侧折弯而轴向延伸并与弹簧承受部31c连续，即由通过轴心的平面截断的截面形状呈现大致S形的蛇行状。

此外，第二金属环12包括：外周筒部12a，压入嵌合于第一金属环11的外周筒部11g的内周面；凸缘部12b，从外周筒部12a的壳体42侧的端部向内径侧延伸而与第一金属环11的外径凸缘部11f紧贴，即由通过轴心的平面截断的截面形状为大致L形，环状弹性体31的粘附部31a粘附在第二金属环12的凸缘部12b的内径端部。

即，根据第二实施方式，由于环状弹性体31的挠性部31b形成为波纹状，因此在轴向上的伸缩变形自由度大。因此，进一步提高与防尘罩41的轴向组装误差和轴向偏移等相对的滑动环51的轴向跟随性，能够保持密封面51a与密封凸缘41b之间的良好的紧贴状态。

此外，以上详细说明的密封装置在不脱离该发明的主旨的范围内能够进行各种变更。即，在图示的实施方式中，虽然施力单元61由一个压缩螺旋弹簧构成，但也可以是例如将多个压缩螺旋弹簧在圆周方向上隔着预定间隔配置的。

符号说明：

1 密封装置

11 第一金属环

12 第二金属环

21c 主唇

31 环状弹性体

41 防尘罩

41b 密封凸缘

42 壳体

43 旋转轴

51 滑动环

51a 密封面

61 施力单元

Claims (7)

1.一种密封装置，其特征在于，具备：

金属环，所述金属环密封地固定在壳体；

主唇，所述主唇接合于所述金属环，并且可滑动地紧贴于插穿所述壳体的内周的旋转轴的外周面；

环状弹性体，所述环状弹性体在所述主唇的外侧接合于所述金属环，并且相对于轴向可伸缩；

滑动环，所述滑动环的由通过所述旋转轴的轴心的平面截断的截面形状呈现コ形状，并且所述滑动环设置在所述环状弹性体中的所述金属环的相反侧的端部，并具有可滑动地紧贴于安装在所述旋转轴的外周的密封凸缘的密封面；以及

施力单元，所述施力单元将所述滑动环弹性地推压到所述密封凸缘。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，

所述环状弹性体的所述金属环的相反侧的端部具有弹簧承受部，所述弹簧承受部的由通过所述旋转轴的轴心的平面截断的截面形状呈现コ形状，所述滑动环的所述截面形状对应于コ形状的部分，

所述施力单元是在设置于所述金属环并向内径侧延伸的弹簧支承部与所述环状弹性体的所述弹簧承受部之间以轴向压缩的状态与所述金属环同心配置的压缩螺旋弹簧。

3.根据权利要求1所述的密封装置，其中，

所述施力单元被配置在所述环状弹性体的内径侧。

4.根据权利要求1所述的密封装置，其中，

所述环状弹性体形成为波纹状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，

所述壳体是车辆的传送装置的壳体。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，

所述壳体是车辆的变速器的壳体。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，

所述壳体是车辆的差动齿轮的壳体。