CN107687516A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备密封凸缘以及能够滑动地接触该密封凸缘的密封唇的密封装置,抑制当旋转轴的旋转停止时发生静态泄漏。为了达成该目的,本发明的密封装置为在壳体和插通在该壳体上设置的轴孔的旋转轴之间进行密封,以使得机内侧的密封流体不会向机外侧泄漏,安装于壳体的轴孔内周的密封唇遍及全周能够滑动地接触安装于旋转轴的外周的密封凸缘,所述密封装置的特征在于具备当旋转轴旋转时发挥流体抽吸作用的螺纹槽,并且将该螺纹槽设置在与密封唇遍及全周能够滑动地接触密封凸缘的接触区域不交叉的位置。

Description

密封装置
[0001] 本申请是2015年6月9日递交的申请号为201580030909.4,发明名称为“密封装置” 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明为防止汽车或者一般机器、产业机器等中机内的密封对象流体向机外泄漏 的密封装置,本发明涉及一种具备使非旋转的密封唇滑接于旋转侧的密封凸缘的构造的密 封装置。本发明的密封装置例如在汽车相关领域内作为对机内油进行密封的旋转用油封件 使用。
背景技术
[0003] 先前以来,如图13的(A)、⑻所示,己知有一种密封装置101,为在壳体51和插通在 该壳体51上设置的轴孔52的旋转轴61之间进行密封,以使得机内侧A的密封流体(油)不会 向机外侧B泄漏的密封装置101,所述密封装置101由安装于旋转轴61的外周的抛油环111和 安装于壳体51的轴孔52内周的唇密封部件121的组合构成。
[0004]抛油环111为金属等刚性材料制,一体地具有被固定于旋转轴61的外周面的套筒 部112和设置于该套筒部112的一端的凸缘部113,于凸缘部113的机外侧端面113a设置有螺 纹槽114,所述螺纹槽114在旋转轴61旋转时发挥由离心力产生的流体抽吸作用。
[0005]另一方面,唇密封部件121具有被固定于壳体51的轴孔52内周面的安装环122和覆 盖于该安装环122的橡胶状弹性体123,通过该橡胶状弹性体123,设置有能够滑动地紧密接 触于抛油环111中的凸缘部113的机外侧端面113a的密封唇(端面唇)124。
[0006] 但是,近年来,从环境问题出发,在汽车行业加速了低油耗车的开发,作为对发动 机用油封件的需求可举出旋转时的转矩降低,在这样的状况下,根据上述图13的端面唇构 造的密封装置101,与一般的径向唇构造的密封装置相比较,能够实现低转矩化。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本实开平3-57563号公报
[0010] 专利文献2:日本特开平2-113173号公报
发明内容
[GG11 ](发明要解决的技术问题)
[0012] 但是,对于上述图13的密封装置101,希望在以下方面进一步提高功能。
[0013] 也就是说,在上述密封装置101中,当旋转轴61旋转时,与旋转轴61—起旋转的抛 油环111发挥由凸缘部113产生的流体甩开作用(流体振<9切D作用)以及由螺纹槽114产生的 流体抽吸作用,因此,能够抑制密封流体的泄漏,但是,由于旋转轴61的旋转停止时离心力 消失,因此,存在密封流体顺着螺纹槽114通过密封唇124前端并且向机外侧B泄漏的危险 (发生所谓的静态泄漏的危险)。此外,在例如汽车在坡道中途停车等车体产生倾斜,并且发 动机的轴孔52内的油量(油面水位)超过旋转轴61的下端的情况等特别容易发生该静态泄 漏。
[0014]本发明鉴于以上问题,目的在于提供一种密封装置,其具备密封凸缘以及能够滑 动地接触密封凸缘的密封唇,能够抑制旋转轴的旋转停止时发生静态泄漏。
[0015] (解决技术问题的技术方案)
[0016] 本发明为了达成上述目的而采用了如下方案。
[0017]本发明的密封装置为在壳体和插通在所述壳体上设置的轴孔的旋转轴之间进行 密封,以使得机内侧的密封流体不会向机外侧泄漏的密封装置,安装于所述壳体的轴孔内 周的密封唇遍及全周能够滑动地接触安装于所述旋转轴的外周的密封凸缘,所述密封装置 的特征在于具备当所述旋转轴旋转时发挥流体抽吸作用的螺纹槽,将所述螺纹槽设置在与 所述密封唇遍及全周能够滑动地接触所述密封凸缘的接触区域不交叉的位置。
[0018] 根据本发明的密封装置,由于当旋转轴旋转时发挥流体抽吸作用的螺纹槽设置于 与所述密封唇遍及全周能够滑动地接触密封凸缘的接触区域不交叉的位置,因此,螺纹槽 不会成为旋转轴停止时静态泄漏的泄漏流路。因此,能够抑制沿着螺纹槽发生静态泄漏。
[0019] 在本发明中,对于设置螺纹槽的位置和提高密封功能的其他的构成,可考虑以下 的方式。
[0020] 第一方式…
[0021] 通过将螺纹槽设置于密封凸缘的机外侧端面的一部分,在密封凸缘的机外侧端面 设置螺纹槽形成区域,同时,将未设置螺纹槽的螺纹槽非形成区域设置于螺纹槽形成区域 的外周侧,使密封唇能够滑动地接触螺纹槽非形成区域。另外,在密封唇的内周侧朝向密封 凸缘设置环状的突起,在突起以及密封凸缘之间设置微小间隙。
[0022]根据上述方式的密封装置,由于在密封凸缘的机外侧端面中的螺纹槽形成区域的 外周侧设置螺纹槽非形成区域,密封唇不接触螺纹槽形成区域而接触其外周侧的螺纹槽非 形成区域,因此,密封唇的唇端和螺纹槽彼此不交叉。因此,螺纹槽不会成为静态泄漏的泄 漏流路,从而能够抑制沿着螺纹槽发生静态泄漏。
[0023]另外,当旋转轴正在旋转时,除了密封唇发挥由于滑动产生的密封作用之外,密封 凸缘发挥伴随旋转的流体甩开作用,并且,螺纹槽发挥伴随旋转的流体抽吸作用,进一步, 微小间隙发挥非接触式的迷宫式密封作用。因此,根据这些作用,能够抑制密封流体向机外 侧泄漏。
[0024]另外,在上述第一方式的密封装置中,突起也可以在与密封凸缘的机外侧端面中 的螺纹槽形成区域之间形成微小间隙。
[0025]根据该构成,由于突起在与密封凸缘的机外侧端面中的螺纹槽形成区域之间形成 微小间隙,因此,螺纹槽在该微小间隙的内部发挥伴随旋转的流体抽吸作用,并且,由于微 小间隙的宽度窄,因此,流体抽吸作用波及其全宽。因此,以下所述的关系成立,g卩,通过密 封唇滑动部的密封流体如果不通过微小间隙就不会向机外侧泄漏,流体抽吸作用必然波及 进入微小间隙的密封流体,因此,密封流体难以通过微小间隙,从而难以向机外侧泄漏。从 这样的作用来看,微小间隙的宽度越窄越好。
[0026] 第二方式…
[0027]通过将螺纹槽设置于密封凸缘的机外侧端面的一部分,在密封凸缘的机外侧端面 设置螺纹槽形成区域,同时,将未设置螺纹槽的螺纹槽非形成区域设置于密封凸缘的机外 侧端面的其他部分,能够使多个密封唇中的一部分的密封唇滑动接触螺纹槽形成区域,同 时,能够使其他的密封唇滑动地接触螺纹槽非形成区域。
[0028]根据上述方式的密封装置,当旋转轴旋转时,在多个密封唇中的一部分的密封唇 和密封凸缘的滑动部,通过由相对于旋转方向朝向向心方向延伸的螺纹槽产生的抽吸效果 而发挥优异的密封性,并且,当旋转轴停止时,通过紧密接触于密封凸缘中的螺纹槽非形成 区域的其他的密封唇,能够维持优异的密封性。
[0029]另外,在上述第二方式的密封装置中,与能够滑动地紧密接触螺纹槽形成区域的 一部分的密封唇相比,可以使能够滑动地紧密接触于螺纹槽非形成区域的其他的密封唇为 低反弹。
[0030]根据该构成,能够抑制与旋转时的密封凸缘的滑动所产生的摩擦的增大。
[0031] 第三方式…
[0032]在该方式中,轴孔以及旋转轴使其中心轴线朝向水平方向设定。另外,当旋转轴的 旋转停止时,密封流体在轴孔内充满至规定的高度位置。并且,在与密封凸缘的机外侧端面 对向的密封唇的对向面设置螺纹槽,进一步,在密封唇的对向面,螺纹槽仅设置于旋转轴的 旋转停止时密封流体在轴孔内充满至规定的高度位置的上方的部位。
[0033]根据上述方式的密封装置,由于在与密封凸缘的机外侧端面对向的密封唇的对向 面设置旋转轴旋转时发挥流体抽吸作用的螺纹槽,同时,在密封唇的对向面,该螺纹槽仅设 置于旋转轴的旋转停止时密封流体在轴孔内充满的规定的高度位置的上方的部位,因此, 在该规定的高度位置的下方的部位未设置螺纹槽。因此,不会发生如上述图13的现有技术 所涉及的密封装置101所示的圆周上一部分的螺纹槽114配置于液面水位H的下方而浸渍于 密封流体的状态,因此,能够有效地抑制发生静态泄漏。
[0034]另外,通过将螺纹槽设置于静止侧(非旋转侧)的密封唇而非旋转侧的密封唇,能 够有效地抑制发生静态泄漏。
[0035] 在上述图13的现有技术所涉及的密封装置101中,由于螺纹槽114设置于旋转侧的 抛油环111的凸缘部113,因此,当旋转停止时,螺纹槽114不能够预先确定螺纹槽114在圆周 上哪个位置停止,因此,存在发生上述圆周上一部分的螺纹槽114配置于液面水位H的下方 而浸渍于密封流体的状态的可能性。与之相对,在上述方式的密封装置中,将螺纹槽设置于 静止侧(非旋转侧)而不设置于旋转侧的密封唇,发生圆周上一部分的螺纹槽114配置于液 面水位H的下方而浸渍于密封流体的状态的可能性消失,能够使螺纹槽的圆周上的位置总 是固定。
[0036]另外,在上述第三方式的密封装置中,当旋转轴的旋转停止时,密封流体在轴孔内 充满的规定的高度位置可以与旋转轴的中心轴线的高度位置相同或者大致相同。在这种情 况下,螺纹槽仅设置于密封唇的对向面中的圆周上的上半部分。
[0037]根据该构成,由于在密封唇的对向面中下半部分的区域未设置螺纹槽,因此,能够 抑制在该下半部分的区域发生静态泄漏。
[0038] 第四方式…
[0039]在密封唇的与密封凸缘的对向面,形成有在其外径端部全周能够与密封凸缘紧密 接触的圆周状密封面、和在该圆周状密封面的内径侧相对于密封凸缘的旋转的相反方向朝 向向心方向延伸的螺纹突起,并且,在彼此在圆周方向上邻接的螺纹突起之间形成有螺纹 槽。
[0040] 根据上述方式的密封装置,形成于密封唇的螺纹突起带来利用密封凸缘的旋转将 存在于在圆周方向上彼此邻接的螺纹突起之间的螺纹槽的流体向外径侧的圆周状密封面 输送的螺纹抽吸作用,因此,能够确保优异的密封性,并且,由于螺纹抽吸作用产生的动压 以从内径侧将密封唇的所述圆周状密封面和密封凸缘之间打开的方式产生作用,因此,降 低了滑动面压,由此降低了滑动部的滑动转矩。并且,在密封凸缘停止的状态下,由于螺纹 抽吸作用所产生的动压消失,从而圆周状密封面与密封凸缘全周紧密接触,因此,能够有效 地防止停止时的泄漏。
[0041] 另外,在上述第四方式的密封装置中,也可以是在圆周方向上邻接的螺纹突起之 间的相对的槽部的宽度朝向外径侧变窄。
[0042] 根据该构成,在利用螺纹抽吸作用将存在于在圆周方向上邻接的螺纹突起之间的 相对的槽部的流体向外径侧输送的过程中,所述槽部的宽度变窄,因此,能够得到更加显著 的动压。
[0043] (发明的效果)
[0044]根据本发明,在具备密封凸缘以及能够滑动地接触该密封凸缘的密封唇的密封装 置中,能够抑制当旋转轴的旋转停止时发生静态泄漏。
附图说明
[0045]图1是本发明的第一实施例所涉及的密封装置的主要部分截面图。
[0046]图2是该密封装置所具备的螺纹槽的说明图。
[0047]图3是本发明的第二实施例所涉及的密封装置的主要部分截面图。
[0048]图4是该密封装置所具备的螺纹槽的说明图。
[0049]图5是本发明的第三实施例所涉及的密封装置的主要部分截面图。
[0050] 图6是该密封装置所具备的螺纹槽的说明图。
[0051] 图7是比较例所涉及的螺纹槽的说明图。
[0052]图8是本发明的第四实施例所涉及的密封装置的主要部分截面图。
[0053]图9是图8的主要部分放大截面图。
[0054] 图10是从与轴心平行的方向观察螺纹突起的形状例的图。
[0055] 图11是从与轴心平行的方向观察螺纹突起的另一形状例的图。
[0056] 图12是从与轴心平行的方向观察螺纹突起的又一形状例的图。
[0057]图13是示出现有例的图,(A)是现有例所涉及的密封装置的主要部分截面图,(B) 是该密封装置所具备的螺纹槽的说明图。
[0058] 符号说明
[0059] 1密封装置
[0060] 11抛油环
[0061] 12套筒部
[0062] 13凸缘部
[0063] 13a机外侧端面
[0064] 14螺纹槽形成区域
[0065] 15、33、35 螺纹槽
[0066] 16螺纹槽非形成区域
[0067] 21唇密封部件
[0068] 22安装环
[0069] 23橡胶状弹性体
[0070] 24、27、28 密封唇
[0071] 24a 唇端
[0072] 24b对向面
[0073] 24c圆周状密封面
[0074] 25 突起
[0075] 25a前端面
[0076] 25b外周面
[0077] 25c、51a 内周面
[0078] 26、30 防尘唇
[0079] 29衬垫部
[0080] 31弹性层
[0081] 32油回收唇
[0082] 34螺纹突起
[0083] 51 壳体
[0084] 52 轴孔
[0085] 61旋转轴
[0086] c微小间隙
[0087] A机内侧(机内空间)
[0088] B机外侧(机外空间)。
具体实施方式
[0089] 下面,基于附图对本发明的实施例进行说明。
[0090] 第一实施例…
[0091]图1示出本发明的第一实施例所涉及的密封装置1的主要部分截面。
[0092]该实施例所涉及的密封装置1为在壳体(密封件壳体)51和插通在该壳体51上设置 的轴孔52的旋转轴61之间进行密封,以使得机内侧(油侧)A的密封流体(油)不会向机外侧 (大气侧)B泄漏的密封装置(发动机用油封件)1,所述密封装置1由安装于旋转轴61的外周 的抛油环11和安装于壳体51的轴孔52内周的唇密封部件21的组合构成。
[0093]抛油环11为金属等刚性材料制,一体地具有被固定(嵌合)于旋转轴61的外周面的 套筒部12和设置于该套筒部12的一端(机内侧端部)的凸缘部(密封凸缘)13,于凸缘部13的 机外侧端面13a设置有环状的螺纹槽形成区域14。于该螺纹槽形成区域14设置有如图2所示 的螺纹槽15,通过当旋转轴61旋转时发挥由离心力产生的流体抽吸作用,所述螺纹槽I5发 挥将密封流体朝向外周侧(机内侧A)推回的作用。箭头e示出旋转轴61的旋转方向。在图2 中,螺纹槽15作为四条螺纹示出。
[0094]另外,在该凸缘部13的机外侧端面13a即螺纹槽形成区域14的外周侧,设置有未形 成螺纹槽的环状的螺纹槽非形成区域16。由于该螺纹槽非形成区域16未形成螺纹槽,因此, 作为轴直角的平坦面而设置。
[0095]在图1中,螺纹槽形成区域14设定于E1所示的范围内,螺纹槽非形成区域16设定于 E2所示的范围内。
[00%]另一方面,唇密封部件21具有被固定(嵌合)于壳体51的轴孔52内周面的由金属等 刚性材料构成的安装环22和覆盖(交联粘接)于该安装环22的橡胶状弹性体23,通过该橡胶 状弹性体23,一体地设置有能够滑动地紧密接触于抛油环11中的凸缘部13的机外侧端面 13a的螺纹槽非形成区域16的密封唇(端面唇)24以及环状的突起25,并且,相对于橡胶状弹 性体23,组装有能够滑动地紧密接触于抛油环11中的套筒部12的外周面的防尘唇26。
[0097]突起25设置于密封唇24的内周侧,从其基端至前端朝向抛油环11中的凸缘部13而 设置,在与凸缘部13之间形成有具备规定的宽度(轴向宽度)w的环状的微小间隙c。
[0098]另外,由于突起25朝向抛油环11中的凸缘部13的机外侧端面13a的螺纹槽形成区 域14设置,因此,在与该螺纹槽形成区域14之间形成有具备规定的宽度(轴向宽度)w的环状 的微小间隙c。
[00"]另外,由于突起25具备轴直角平面状的前端面25a,因此,微小间隙c除了具备规定 的宽度(轴向宽度)w之外还具备比该宽度w大的尺寸的长度(轴直角方向(径向)长度)L。 [0100]由于突起25除了具备轴直角平面状的前端面25a之外还具备向从其基端至前端逐 渐扩径的方向倾斜的锥形面状的外周面25b以及内周面25c,因此,突起25作为整体形成为 截面平行四边形的形状。
[0101] 在上述构成的密封装置1中,在抛油环11中的凸缘部13的机外侧端面13a的螺纹槽 形成区域14的外周侧设置有螺纹槽非形成区域16,密封唇24接触后者的螺纹槽非形成区域 16而非前者的螺纹槽形成区域14,因此,密封唇24的唇端24a和螺纹槽15彼此不交叉。因此, 螺纹槽15不会成为静态泄漏的泄漏流路,从而能够抑制沿着螺纹槽15发生静态泄漏。
[0102]另外,当旋转轴61旋转时,除了密封唇24相对于螺纹槽非形成区域16进行滑动而 发挥密封作用之外,凸缘部13发挥伴随旋转的流体甩开作用,并且,螺纹槽15发挥伴随旋转 的流体抽吸作用,进一步,微小间隙c发挥非接触式的迷宫式密封作用。因此,根据这些作 用,能够抑制密封流体向机外侧B泄漏。
[0103]另外,除了上述以外,在上述构成的密封装置1中,由于突起25在与凸缘部13的机 外侧端面13a中的螺纹槽形成区域14之间形成微小间隙c,因此,螺纹槽15在该微小间隙c的 内部发挥伴随旋转的流体抽吸作用,并且,由于微小间隙c的宽度w窄,因此,流体抽吸作用 波及其全宽w。因此,从密封唇24的唇端滑动部漏出来的密封流体如果不通过微小间隙c就 无法向机外侧B泄漏,流体抽吸作用必然波及到进入微小间隙c的密封流体,因此,密封流体 难以通过微小间隙c,这种通过几乎不可能发生。因此,能够几乎完全地抑制从密封唇24漏 出来的密封流体通过微小间隙c而向机外侧B泄漏这种情况。
[0104]如上所述,根据该实施例所涉及的密封装置1,能够发挥相对于密封流体的优异的 密封性。
[0105] 第二实施例…
[0106] 图3中的参考符号51是非旋转的壳体,参考符号61是插通该壳体51的轴孔的旋转 轴。配置于该壳体51和旋转轴61之间的密封装置具备安装于壳体51的唇密封部件21和安装 于旋转轴61的抛油环11,防止存在于图3中的右侧的机内空间A的密封对象油从壳体51的内 周向图3中的左侧的机外空间B泄漏。
[0107] 唇密封部件21由被压入嵌合于壳体51的内周面的安装环22和在该安装环22上通 过橡胶状弹性材料(橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料)一体成形的内周侧密 封唇27、外周侧密封唇28、衬垫部29、防尘唇30以及弹性层31构成。
[0108] 唇密封部件21中的安装环22以及抛油环11通过对钢板等金属板进行冲压加工制 作而成,其中,安装环22由被压入嵌合于壳体51的内周面51a的外周嵌合部22a、形成为直径 从该外周嵌合部22a朝向机内空间A的相反侧变小的圆锥筒状的衬垫支承部22b、自衬垫支 承部22b向内径侧延伸的径向部22c、以直径从其内径端部向机内空间A侧逐渐变小的方式 延伸的圆锥筒部22d和进一步从其端部向内径侧延伸的凸缘部22e构成。另外,抛油环11由 紧密嵌合于旋转轴61的外周面的套筒部12以及从套筒部12—端延伸的密封凸缘13构成。 [0109] 唇密封部件21中的内周侧密封唇27以及外周侧密封唇28,以位于安装环22中的凸 缘部22e的内径端的弹性层31的内径部为根部,分别呈前端朝向外周侧的圆锥筒状并且向 机内空间A侧延伸,其前端部朝向密封凸缘13中的机内空间A的相反侧能够滑动地紧密接触 于与轴心0大致正交的呈平面的端面。并且,被密封凸缘13按压而产生的外周侧密封唇28的 反弹力(相对于密封凸缘13的面压)比内周侧密封唇27的反弹力低。此外,在该实施方式中, 内周侧密封唇27相当于技术方案中记载的“一部分的密封唇”,外周侧密封唇28相当于“其 他的密封唇”。
[0110] 在抛油环11的密封凸缘13的端面中的径向中间部形成有螺纹槽15,如图4所示,该 螺纹槽15相对于轴旋转方向(图4中的逆时针方向)朝向向心方向延伸。并且,唇密封部件21 中的内周侧密封唇27的前端部紧密接触于所述端面中的螺纹槽15的形成区域(螺纹槽形成 区域)14,外周侧密封唇28的前端部紧密接触于比所述端面中的螺纹槽形成区域14靠外径 侧的螺纹槽非形成区域16。
[0111] 唇密封部件21中的衬垫部29形成于弹性层31的外径端,位于安装环22中的衬垫支 承部22b的外周,以规定的压缩余量插装于衬垫支承部22b和壳体51的内周面51a之间,由此 保持与壳体51之间的气密性。
[0112] 唇密封部件21中的防尘唇30从弹性层31的内径端向机外空间B侧呈圆锥筒状延 伸,其前端部与旋转轴61的外周面接近对向。
[0113]如图3所示,就如上所述构成的密封装置而言,唇密封部件21在其安装环22的外周 嵌合部22a中被压入嵌合于壳体51的内周面51a,同时,在衬垫部29中以适当的压缩余量紧 密嵌合,并且,唇密封部件21的内周侧密封唇27以及外周侧密封唇28与和旋转轴61—体旋 转的抛油环11的密封凸缘13的端面紧密接触滑动,由此,防止存在于机内空间A侧的密封对 象油向机外空间B侧泄漏。
[0114]特别地,当旋转轴61旋转时,除了抛油环11的密封凸缘13具有利用向心力将与其 接触的流体向外径方向甩开的作用之外,还能够实现如下的密封功能:即使存在于机内空 间A侧的密封对象油的一部分欲从外周侧密封唇28和密封凸缘13的滑动部进一步向内径侧 通过内周侧密封唇27和密封凸缘13的滑动部,由于在内周侧密封唇27和密封凸缘13的滑动 部,螺纹槽15带来利用旋转而将流体向外径侧送出的螺纹抽吸作用,因此,实现了优异的密 封功能。另外,由于与内周侧密封唇27相比外周侧密封唇28为低反弹,因此,能够抑制由于 设置外周侧密封唇28而导致的摩擦的增大。
[0115]而且,由于上述螺纹抽吸作用,形成于内周侧密封唇27和外周侧密封唇28之间的 环状空间C的内压上升,因此,外周侧密封唇28和密封凸缘13的滑动部的密封性也提高。 [0116]另外,在旋转轴61的旋转停止的情况下,虽然由抛油环^的密封凸缘13产生的甩 开作用和螺纹槽15的螺纹抽吸作用消失,但是,外周侧密封唇28的前端部紧密接触于密封 凸缘13的端面中的比螺纹槽15的形成区域14靠外径侧的螺纹槽非形成区域丨6,因此,不会 形成由螺纹槽15产生的泄漏路径,因此,在旋转轴61停止时,即使在机内空间A内存在密封 对象油这样的条件下也能够维持优异的密封性。
[0117]此外,在上述的实施方式中,虽然内周侧密封唇27的前端部紧密接触于螺纹槽15 的形成区域14,外周侧密封唇28的前端部紧密接触于螺纹槽非形成区域16,但是,也可以与 之相反,外周侧密封唇28的前端部紧密接触于螺纹槽形成区域,内周侧密封唇27的前端部 紧密接触于比螺纹槽形成区域靠内径侧的螺纹槽非形成区域。
[0118]另外,本发明能够应用于具有三个以上密封唇的结构。
[0119] 第三实施例…
[0120]图5示出本发明的第三实施例所涉及的密封装置1的主要部分截面。
[0121]该实施例所涉及的密封装置1为在壳体(密封壳体)51和插通在该壳体51上设置的 轴孔52的旋转轴61之间进行密封,以使得机内侧(油侧)A的密封流体(油)不会向机外侧(大 气侧)B泄漏的密封装置(发动机用油封件)1。如图所示,轴孔52以及旋转轴61以将其中心轴 线0朝向水平方向的方式设定。另外,当旋转轴61的旋转停止时,密封流体在轴孔52内充满 至规定的高度位置,具体而言,充满至与旋转轴61的中心轴线0的高度位置相同或者大致相 同的高度位置。图中以符号H示出此时的液面水位。
[0122]密封装置1由安装于旋转轴61的外周的抛油环11和安装于壳体51的轴孔52内周的 唇密封部件21的组合构成。
[0123]抛油环11为金属等刚性材料制,一体地具有被固定(嵌合)于旋转轴61的外周面的 套筒部I2和设置于该套筒部I2的一端(机内侧端部)的凸缘部(密封凸缘)13。于凸缘部13的 机外侧端面13a未设置螺纹槽,从而凸缘部13的机外侧端面13a形成为平滑面。
[0124]另一方面,唇密封部件21具有被固定(嵌合)于壳体51的轴孔52内周面的由金属等 刚性材料构成的安装环22和覆盖(交联粘接)于该安装环22的橡胶状弹性体23,通过该橡胶 状弹性体23, 一体地设置有能够滑动地紧密接触于抛油环11中的凸缘部13的机外侧端面 l:3a的密封唇(端面唇)24、相对于抛油环11非接触的油回收唇32和能够滑动地紧密接触于 抛油环11中的套筒部12的外周面的防尘唇26。油回收唇32配置于密封唇24的机外侧B,防尘 唇26配置于油回收唇32的更靠机外侧B。
[0125] 另外,在与凸缘部13的机外侧端面13a对向的密封唇24的对向面24b上设置有螺纹 槽33,通过当旋转轴61旋转时发挥由离心力产生的抽吸作用,所述螺纹槽33发挥将密封流 体朝向外周侧(机内侧A)推回的作用。密封唇24形成为直径尺寸从其基端部向前端部逐渐 扩大的锥形状(漏斗状)的侧唇,因此,螺纹槽33设置于密封唇24的内周面。
[0126]另外,如图6所示,该螺纹槽33在密封唇24的对向面24b上仅设置于比旋转轴61的 万疋转停止时密封流体在轴孔52内所充满的规定的高度位置靠上方的部位,在该实施例中, 如上所述,由于密封流体充满至与旋转轴61的中心轴线〇的高度位置相同或者大致相同的 高度位置,因此,螺纹槽33仅设置于密封唇24的对向面24b中圆周上上半部分的区域。
[0127]也就是说,如图7所示,作为比较例,如果将螺纹槽33遍及全周360度设置的话,则 在其圆周上的下半部分的区域,螺纹槽33配置于液面水位H的下方而成为浸渍于密封流体 的状态,因此,在该圆周上的下半部分区域,密封流体容易从密封唇24的外周侧经由螺纹槽 33进入密封唇24的内周侧。与之相对,在该实施例中,如图6所示,由于螺纹槽33仅设置于圆 周上的上半部分区域而未设置于下半部分的区域,因此,螺纹槽33不形成为配置于液面水 位H的下方而成为浸渍于密封流体的状态的构成。
[0128]在图6以及图7中,箭头e示出旋转轴61的旋转方向。螺纹槽33在图6中作为四条螺 纹示出。
[0129]在上述构成的密封装置1中,旋转轴61旋转时,除了密封唇24通过能够滑动地紧密 接触于抛油环11的凸缘部13而发挥基本的密封功能之外,与旋转轴61—起旋转的抛油环11 发挥由凸缘部I3产生的流体甩开作用,进一步,设置于密封唇24的螺纹槽33发挥伴随与凸 缘部13的相对旋转的流体抽吸作用,因此,即使是通过密封唇24以及凸缘部13之间的流体 也能够使其返回外周侧(机内侧A),由此发挥优异的密封功能。
[0130]另外,如果旋转轴61的旋转停止的话,则离心力消失,与此相伴,上述流体甩开作 用以及流体抽吸作用暂时停止,因此,一部分的密封流体有可能沿着螺纹槽33从机内侧A向 密封唇24以及油回收唇32之间的空间D流出,而在本实施例中,如上所述,螺纹槽33在密封 唇24的对向面24b上仅设置于比旋转轴61的旋转停止时密封流体在轴孔52内所充满的规定 的高度位置靠上方的部位,因此,圆周上一部分的螺纹槽33不会形成配置于液面水位H的下 方而浸渍于密封流体的状态。因此,能够抑制密封流体沿着螺纹槽33从密封唇24的外周侧 向内周侧的静态泄漏的情况。
[0131] 此外,关于旋转轴ei的旋转停止时密封流体在轴孔52内充满的规定的高度位置, 其具体例如上所述,设定为与旋转轴61的中心轴线0的高度位置相同或者大致相同的高度 位置,但是,本发明并不限定于此,例如作为另一例,也可以设定为与旋转轴61的下端部的 高度位置相同或者大致相同的高度位置等。此处的旋转轴61的下端部是指使中心轴线0朝 向水平方向设定的旋转轴61的外周面中的圆周上下端部。并且,在这种情况下,在上述实施 例对比中,由于在密封唇24的对向面24b中形成螺纹槽33的区域增大并且未形成螺纹槽33 的区域减小,因此,能够增强由螺纹槽33产生的流体抽吸作用。
[0132] 第四实施例…
[0133] 在图8中,参考符号51是非旋转的壳体,参考符号61是插通该壳体51的轴孔的旋转 轴。配置于壳体51和旋转轴61之间的密封装置具有端面唇型的密封构造,并且具备安装于 壳体51的唇密封部件21和安装于旋转轴61的抛油环11,防止存在于图8中的右侧的机内空 间A的密封流体(油)从壳体51的内周向图8中的左侧的机外空间B泄漏。
[0134] 唇密封部件21由压入嵌合于壳体51的内周面的安装环22和在该安装环22上通过 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)一体成形的密封唇24、衬 垫部29、防尘唇30以及弹性层31构成。
[0135] 唇密封部件21中的安装环22和抛油环11通过对钢板等金属板进行冲压加工制作 而成,其中,安装环22由压入嵌合于壳体51的内周面51a的外周嵌合部22a、形成为直径从该 外周嵌合部22a朝向机内空间A的相反侧变小的圆锥筒状的衬垫支承部22b、自衬垫支承部 22b向内径侧延伸的径向部22c、以直径从其内径端部向机内空间A侧逐渐变小的方式延伸 的圆锥筒部22d和进一步从其端部向内径侧延伸的凸缘部22e构成。另外,抛油环11由紧密 嵌合于旋转轴61的外周面的套筒部12以及从套筒部12—端延伸的密封凸缘13构成。
[0136] 唇密封部件21中的密封唇24以位于安装环22中的凸缘部22e的内径端的弹性层31 的内径部为根部,呈前端朝向外径侧的圆锥筒状并且向机内空间A侧延伸。
[0137] 亦如图9以及图10所示,密封唇24中的与密封凸缘13的对向面的外径端部,成为全 周平坦并且能够与密封凸缘13紧密接触的圆周状密封面24c,在该圆周状密封面24c的内径 侧以圆周方向等距状地形成有多个螺纹突起34。
[0138] 各螺纹突起34相对于密封凸缘13的旋转的相反方向(图10中的逆时针方向)朝向 向心方向延伸,其外径端部34a到达圆周状密封面24c,当密封凸缘13向图10中的顺时针方 向旋转时,带来将存在于在圆周方向上邻接的螺纹突起34、34之间的相对的螺纹槽35的流 体向外径侧的圆周状密封面24c送出的抽吸作用。另外,该螺纹突起34为顶部34c向其内径 端部34b偏置的隆起形状,形成为不妨碍圆周状密封面24c相对于密封凸缘13的紧密接触的 隆起高度。
[0139] 返回到图8进行说明,唇密封部件21中的衬垫部29形成于弹性层31的外径端,位于 安装环22中的衬垫支承部22b的外周,以规定的压缩余量插装在衬垫支承部22b和壳体51的 内周面51a之间,由此,保持与壳体51之间的气密性。
[0140] 唇密封部件21中的防尘唇30从弹性层31的内径端向机外空间B侧呈圆锥筒状延 伸,其前端部与旋转轴61的外周面接近对向。另外,在防尘唇30的内周面,以圆周方向固定 间隔形成有多个肋30a,所述多个肋30a在从旋转轴61的外周面稍微升起的状态下支承所述 防尘唇30的前端部,通过抛油环11的密封凸缘13的甩开作用以及密封唇24的螺纹突起34的 螺纹抽吸作用来防止密封唇24的内周空间D变成负压。
[0141] 如图8所示,就如上构成的实施方式的密封装置而言,唇密封部件21在其安装环22 的外周嵌合部22a中压入嵌合于壳体51的内周面51a的同时在衬垫部29中以适当的压缩余 量紧密嵌合,唇密封部件21的密封唇24的圆周状密封面24c与和旋转轴61—体旋转的抛油 环11的密封凸缘13的端面滑接,由此,阻止机内空间A侧内存在的密封流体(油)向机外空间 B侧泄漏。
[0142] 特别地,当旋转轴61正在旋转时,除了与旋转轴61—体旋转的抛油环11的密封凸 缘13具有利用离心力将与其接触的流体向外径方向甩开的作用之外,还能够实现如下的密 封性:在紧密接触于密封凸缘13的密封唇24的圆周状密封面24c的内径侧,存在于在圆周方 向上邻接的螺纹突起34、34之间的相对的槽部(螺纹槽)35的流体(空气)以被密封凸缘13拖 动的方式欲向图10中的顺时针方向流动,通过螺纹突起34产生被引导向外径侧的螺纹抽吸 作用,因此,存在于机内空间A侧的密封流体(油)不能容易地从圆周状密封面24c的外径侧 进入内径侧,实现优异的密封性。
[0143] 另外,密封唇24和密封凸缘13的对向面之间的轴向距离越靠近外径侧(圆周状密 封面24c侧)越窄,因此,存在于在圆周方向上邻接的螺纹突起34、34之间的相对的槽部35的 流体(空气)在通过上述的甩开作用以及螺纹抽吸作用向外径侧输送的过程中受到轴向压 缩,产生动压。并且,使密封唇24在轴向上滑接于密封凸缘13的这种端面唇型密封装置与使 密封唇滑接于旋转轴外周面的类型的密封装置相比较,滑动面压低,除此之外,所述动压以 从内径侧打开密封唇24的圆周状密封面24c和密封凸缘13之间的方式产生作用,因此,降低 了滑动面压,由此,降低了滑动转矩,能够有利于低油耗化。
[0144] 进一步,在由于旋转轴61的停止而抛油环11 (密封凸缘13)停止的状态下,由上述 的甩开作用以及螺纹抽吸作用产生的动压消失,因此,圆周状密封面24c全周紧密接触于密 封凸缘13,并且其面压增大,因此,不会形成泄漏路径。因此,即使在旋转轴61的轴心大致水 平并且停止时,密封唇24以及密封凸缘13的下半部分含浸在密封流体(油)内的情况下,也 能够有效地防止该密封对象流体从圆周状密封面24c的外径侧进入内径侧而向机外空间B 侧泄漏。
[0145] 在图10所示的例子中,螺纹突起34的宽度在外径端部34a侧和内径端部34b侧大致 相同,因此,就在圆周方向上邻接的螺纹突起34、34之间的相对的槽部35而言,外径端部侧 的宽度比内径端部侧的宽度wi大,在图11所示的例子中,所述相对的槽部35的内径端部侧 的宽度Wi和外径端部侧的宽度w。大致相同,在图12所示的例子中,使外径端部侧的宽度w。比 所述相对的槽部35的内径端部侧的宽度wi小。因此,图11所示的例子以及图12所示的例子 均将螺纹突起34形成为宽度在外径端部34a侧比在其内径端部34b侧增大的形状。
[0146] 根据这样的构成,如图10所示的例子,与螺纹突起34、34之间的相对的槽部35的宽 度朝向外径端部侧变大的构成相比,以旋转时从内径侧打开密封唇24的圆周状密封面24c 和密封凸缘13之间的方式产生作用的动压效果提高,特别地,如图12所示的例子,相对的槽 部35的宽度朝向外径侧变窄,所述动压效果进一步提高,因此,能够实现进一步的滑动转矩 降低。

Claims (2)

1. 一种密封装置,为在壳体和插通在所述壳体上设置的轴孔的旋转轴之间进行密封, 以使得机内侧的密封流体不会向机外侧泄漏的密封装置, 安装于所述壳体的轴孔内周的唇遍及全周能够滑动地接触安装于所述旋转轴的外周 的密封凸缘, 所述密封装置的特征在于,具备当所述旋转轴旋转时发挥流体抽吸作用的螺纹槽, 将所述螺纹槽设置在与所述密封唇遍及全周能够滑动地接触所述密封凸缘的接触区 域不交叉的位置, 在所述密封唇的与所述密封凸缘的对向面,形成有在其外径端部全周能够与所述密封 凸缘紧密接触的圆周状密封面、和在该圆周状密封面的内径侧相对于所述密封凸缘的旋转 的相反方向朝向向心方向延伸的螺纹突起,并且,在彼此在圆周方向上邻接的螺纹突起之 间形成有螺纹槽。
2. 根据权利要求1所述的密封装置,其特征在于, 在圆周方向上邻接的螺纹突起之间的相对的槽部的宽度朝向外径侧变窄。
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