CN111133237B - 密封结构 - Google Patents

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Abstract

[课题]提供一种能够在安装空间14内正确定位的密封结构。[解决手段]一种密封结构，具有密封装置(21)和多个部件，其中,所述密封装置(21)具有：第一密封唇(27)，具有第一密封唇前端(27a)；和保持环(22)，保持所述第一密封唇(27)，所述多个部件划定安装有所述密封装置(21)的安装空间(14)，并具有：内周壁部(15)，位于所述密封装置(21)的内周侧；第一端壁部(16)，位于所述密封装置(21)的轴向另一方；和第二端壁部(17)，位于所述密封装置(21)的轴向另一方，所述第一密封唇前端(27a)相对于所述内周壁部(15)和所述第一端壁部(16)具有过盈量，以使得通过径向反作用力将所述保持环(22)向径向外侧按压且通过轴向反作用力将所述保持环(22)向所述第二端壁部(17)按压。

Description

密封结构
技术领域
本发明涉及密封技术的密封结构。
背景技术
如图3所示，例如，日本特开2010-223369号公报所公开的现有的密封结构是将密封装置61安装于由多个部件51、52、53划定的安装空间54中的结构。通常，作为密封装置61,以截面为圆形的O型圈71被压缩的状态使用。
发明内容
发明所要解决的技术问题
由于密封作用具有方向性等理由，所以如图4所示，有时安装唇密封件81来代替O型圈71。唇密封件81具有密封唇82和保持密封唇82的保持环83。密封唇82的密封唇前端82a有时不与安装空间54的内周壁部55接触而仅与一方的端壁部56接触。
通常如图3所示，安装空间54是由内周壁部55、第一端壁部56、第二端壁部57和外周壁部58划定的环状的空间。内周壁部55配置于密封装置61的内周侧。第一端壁部56配置于环状的密封装置61的轴向一方。第二端壁部57配置于密封装置61的轴向另一方。外周壁部58配置于密封装置61的外周侧。
此处，由于加工上的制约、尺寸上的状况等，如图4所示的唇密封件81那样，有时外周面81a不与外周壁部58接触，而会在外周面81a与外周壁部58之间产生间隔d。在这样的情况下，无法将外周壁部58用于唇密封件81相对于安装空间54的中心轴线O的定位(中心对准)。因此，存在下述情况：唇形密封件81相对于安装空间54的中心轴线O被偏心地安装，从而圆周方向上的密封面的接触状态产生偏差，其结果对密封性产生影响。
需要说明的是，当外周壁部58不与唇密封件81的外周面81a接触时，外周壁部58与唇密封件81的定位无关。因此，安装空间54实质上被划定为由内周壁部55、第一端壁部56、第二端壁部57、唇密封件81包围的空间。
本发明的目的在于提供一种能够在安装空间内正确地定位的密封结构。
用于解决技术问题的手段
本发明的密封结构具有密封装置和多个部件，其中，
所述密封装置具有：
第一密封唇，具有第一密封唇前端；和
保持环，保持所述第一密封唇，
所述多个部件划定安装有所述密封装置的安装空间，并具有：
内周壁部，位于所述密封装置的内周侧；
第一端壁部，位于所述密封装置的轴向一方；和
第二端壁部，位于所述密封装置的轴向另一方，
所述第一密封唇前端相对于所述内周壁部和所述第一端壁部具有过盈量，以使得通过径向反作用力将所述保持环向径向外侧按压且通过轴向反作用力将所述保持环向所述第二端壁部按压。
发明效果
根据本发明的密封装置，能够在安装空间内正确地定位。
附图说明
图1是第1实施方式的密封结构的主要部分剖视图；
图2是第2实施方式的密封结构的主要部分剖视图；
图3是现有例的密封装置的结构剖视图；
图4是参考例的密封结构的主要部分剖视图。
具体实施方式
如图1所示，第1实施方式的密封结构是将唇密封件21(密封装置)安装于由多个部件11、12划定的安装空间14中的结构。为了作图的方便，多个部件11、12和安装空间14以虚拟线描绘，唇密封件21被描绘成安装前的自由状态。安装空间14因其形状也被称为安装槽。
多个部件11、12具有内周侧密封安装部件(内周侧密封壳体)11和配置于内周侧密封安装部件11的外周侧的外周侧密封安装部件(外周侧密封壳体)12。内周侧密封安装部件11也可以是旋转动作的轴。
安装空间14被划定为由内周壁部15、第一端壁部16、第二端壁部17和密封装置21包围的环状的空间。内周壁部15为设于内周侧密封安装部件11的圆筒面状。第一端壁部16为与密封装置21的轴正交的平面状，设于密封装置21的轴向一方(图中的上方)的内周侧密封安装部件11。第二端壁部17为与密封装置21的轴正交的平面状，设于密封装置21的轴向另一方(图中的下方)的外周侧密封安装部件12。
安装空间14被划定为由内周壁部15、第一端壁部16、第二端壁部17和设于外周侧密封安装部件12的圆筒面状的外周壁部18包围的环状的空间。环状的密封装置21由内周壁部15、第一端壁部16、第二端壁部17和外周壁部18从四周包围。但是，由于加工上的制约、尺寸上的状况等，外周壁部18不与唇密封件21的外周面21a接触，而在外周壁部18和外周面21a之间产生间隔d。因此，如上所述，安装空间14被划定为由内周壁部15、第一端壁部16、第二端壁部17、密封装置21包围的空间。
在安装空间14中，在内周壁部15和第二端壁部17之间形成有内周侧间隙c1，在第一端壁部16和外周壁部18之间形成有外周侧间隙c2。需要将要从内周侧间隙c1向外周侧间隙c2泄漏的密封流体密封。
唇密封件21具有保持环(唇保持环、加强环)22和橡胶状弹性体23。保持环22是保持或加强唇密封件21的，由金属等刚性材料构成。保持环22具有外周面、内周面、位于轴向一方的第一端面22a和位于轴向另一方的第二端面22b。
橡胶状弹性体23通过交联粘合而被覆于保持环22。橡胶状弹性体23具有被覆于保持环22的外周面的外周被覆部24、被覆于第一端面22a的端面被覆部25、被覆于保持环22的内周面的内周被覆部26，并且外周被覆部24、端面被覆部25和内周被覆部26一体地形成。虽然在第二端面22b可被覆有橡胶状弹性体23被覆，也可不被覆橡胶状弹性体23，但优选在第二端面22b不被覆橡胶状弹性体23被覆。在这样的情况下，第二端面22b与安装空间14的第二端壁部17直接接触，由此在加压时成为唇密封件21的支承，因此唇密封件21的姿势稳定，耐压性提高。
另外，在橡胶状弹性体23一体地形成有环状的密封唇27(第一密封唇)。
密封唇27从唇密封件21的内周侧且唇密封件21的轴向一方(图中的上方)的端部朝向径向内侧且轴向一方倾斜地延伸。在安装时密封唇前端27a(第一密封唇前端)与内周壁部15和第一端壁部16接触。即，密封唇前端27a的内周部27b与内周壁部15接触，密封唇前端27a的轴向前端部27c与第一端壁部16接触。
密封唇27的密封唇前端27a以规定的过盈量与内周壁部15接触。由此产生的径向反作用力将保持环22在遍及整周的范围向径向外侧按压，从而在径向定位保持环22。
另外，密封唇27的密封唇前端27a以规定的过盈量与第一端壁部16接触。由此产生的轴向反作用力将保持环22向第二端壁部17按压，从而在轴向定位保持环22。
密封唇27的密封唇前端27a被推按在内周壁部15和第一端壁部16所交叉的安装空间14的槽角部。
另外，在橡胶状弹性体23一体地形成有环状的副密封唇28(第二密封唇)。
副密封唇28从唇密封件21的内周侧且唇密封件21的轴向另一方(图中的下方)的端部朝向径向内侧且轴向另一方倾斜地延伸。使密封唇前端28a(第二密封唇前端)与第二端壁部17接触，由此将唇密封件21和第二端壁部17之间密封。取而代之，副密封唇28也可以是呈突起状或者凸缘(bead)状的密封部。
根据本实施方式的密封结构，密封唇前端27a与内周壁部15和第一端壁部16双方均接触。进一步，密封唇前端27a以规定的过盈量与内周部15和第一端壁部16接触，由此产生径向反作用力和轴向反作用力。
径向反作用力将保持环22在遍及整周的范围向径向外侧按压。另外，径向反作用力的大小在遍及整周的范围是恒定的。因此，能够使偏心状态的保持环22在径向移位而相对于安装空间14的中心轴线O以同心状定位。另外，由于轴向反作用力将保持环22按压于第二端壁部17，所以能够在轴向定位保持环22。因此，在安装空间14内，能够在径向和轴向双方分别将唇密封件21正确地定位。
除密封唇27以外的唇密封件21的内径比内周壁部15的直径大，唇密封件21的外径比外周壁部18的直径小。因此，唇密封件21有时以相对于安装空间14的中心轴线O偏心的状态被组装于安装空间14。
本实施方式的密封唇27的内径比内周壁部15的直径小，从而产生径向反作用力。因此，由于径向反作用力而能够使唇密封件21相对于安装空间14的中心轴线O以同心状定位。
另外，除密封唇27以外的唇密封件21的轴向长度比第一端壁部16与第二端壁部17之间的间隔小。因此，唇密封件21在安装空间14内有时以产生轴向偏差的状态被组装于安装空间14。
对于本实施方式的含有密封唇27的唇密封件21，轴向长度比第一端壁部16和第二端壁部17之间的间隔大，从而产生轴向反作用力。因此，由于轴向反作用力而能够将唇密封件21按压于第二端壁部17，从而能够在轴向定位唇密封件21。因此，在安装空间14内，能够在径向和轴向双方分别将唇密封件21正确地定位。
径向的定位和轴向的定位通过唇密封件21安装时所产生的径向反作用力和轴向反作用力而自动地进行，因此不需要在安装唇密封件21之后另行实施定位作业。因此，能够提高唇密封件21的安装作业性。
另外，通过被按压于内周壁部15和第一端壁部16这双方的密封唇27和被按压于第二端壁部17的保持环22，唇密封件21被固定于密封安装部件11、12，因此即使作用有密封流体压力P，唇密封件21也不会产生倾斜。因此，能够以稳定的姿势保持唇密封件21，能够提高唇密封件21的耐压性。
另外，密封唇27和副密封唇28共同发挥自密封功能，且该自密封作用在密封作用上具有方向性，因此能够相对于密封流体压力P发挥优异的密封性。
以下，参照图2，说明第2实施方式的密封装置21。本实施方式的密封装置21除了第1实施方式的密封唇27和副密封唇28以外，还具有外周侧密封唇29(第三密封唇)。
在第1实施方式的密封结构中，前提是从内周壁部15和第二端壁部17之间的内周侧间隙c1朝向唇密封件21作用有正压(高压)。但是，在相反地作用有负压的情况下，由于从第一端壁部16和外周壁部18之间的外周侧间隙c2朝向唇密封件21作用有正压，所以需要密封正压。
在这样的情况下，来自外周侧间隙c2的正压将密封唇27按压于内周壁部15，因此难以考虑来自唇密封件21与内周壁部15之间的泄漏。但是，由于来自外周侧间隙c2的正压作用于推开副密封唇的方向，所以来自外周侧间隙c2的正压有可能经由唇密封件21和第二端壁部17间的间隙(未图示)流向内周侧间隙c1。为了抑制该流动，如图2所示，本实施方式的唇密封件21具有外周侧密封唇29。
外周侧密封唇29从唇密封件21的外周侧且唇密封件21的轴向另一方(图中的下方)的端部朝向径向外侧且轴向另一方倾斜地延伸。密封唇前端29a(第三密封唇前端)与第二端壁部17接触。取而代之，外周侧密封唇29也可以是呈突起状或者凸缘(bead)状的密封部。
在副密封唇28和外周侧密封唇29双方均设于唇密封件21的轴向另一方(图中的下方)的端部的情况下，为了橡胶成型上的方便，在保持环22的第二端面22b设有薄膜状的连结部30。副密封唇28和外周侧密封唇29经由连结部30而一体地形成。在这样的情况下，保持环22的第二端面22b经由连结部30而与第二端壁部17接触。保持环22和第二端壁部17之间的间隔优选远比保持环22和第一端壁部16之间的间隔小。
工业上利用的可能性
本发明可以用于汽车和辅助设备的领域，另外，可以用于一般产业机械、建筑机械的领域等。另外，本发明可以用作汽车发动机用密封件、燃料泵用密封件等。
附图标记说明
11 内周侧密封安装部件
12 外周侧密封安装部件
14 安装空间
15 内周壁部
16 第一端壁部
17 第二端壁部
18 外周壁部
21 唇密封件(密封装置)
21a 外周面
22 保持环
22a、22b 端面
23 橡胶状弹性体
24 外周被覆部
25 端面被覆部
26 内周被覆部
27 密封唇
27a、28a、29a 前端
27b 内周部
27c 轴向前端部
28 副密封唇
29 外周侧密封唇
30 连结部
c1 内周侧间隙
c2 外周侧间隙

Claims (5)

1.一种密封结构，其特征在于，具有密封装置和多个部件，其中，
所述密封装置具有：
第一密封唇，具有第一密封唇前端；和
保持环，保持所述第一密封唇，
所述多个部件划定安装有所述密封装置的安装空间，并具有：
内周壁部，位于所述密封装置的内周侧；
第一端壁部，位于所述密封装置的轴向一方；和
第二端壁部，位于所述密封装置的轴向另一方，
所述第一密封唇前端相对于所述内周壁部和所述第一端壁部具有过盈量，以使得通过径向反作用力将所述保持环向径向外侧按压且通过轴向反作用力将所述保持环向所述第二端壁部按压，
所述密封装置具有第二密封唇，所述第二密封唇向径向内侧且所述第二端壁部的方向延伸并具有第二密封唇前端，
第二密封唇前端与所述第二端壁部接触。
2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，
所述多个部件具有位于所述密封装置的外周侧的外周壁部，
所述密封装置不与所述外周壁部接触地安装于所述安装空间。
3.根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于，
所述密封装置具有第三密封唇，所述第三密封唇向径向外侧且所述第二端壁部的方向延伸并具有第三密封唇前端，
第三密封唇前端与所述第二端壁部接触。
4.一种密封结构，其特征在于，具有密封装置和多个部件，其中，
所述密封装置具有：
第一密封唇，具有第一密封唇前端；和
保持环，保持所述第一密封唇，
所述多个部件划定安装有所述密封装置的安装空间，并具有：
内周壁部，位于所述密封装置的内周侧；
第一端壁部，位于所述密封装置的轴向一方；和
第二端壁部，位于所述密封装置的轴向另一方，
所述第一密封唇前端相对于所述内周壁部和所述第一端壁部具有过盈量，以使得通过径向反作用力将所述保持环向径向外侧按压且通过轴向反作用力将所述保持环向所述第二端壁部按压，
所述多个部件具有位于所述密封装置的外周侧的外周壁部，
所述密封装置不与所述外周壁部接触地安装于所述安装空间。
5.一种密封结构，其特征在于，具有密封装置和多个部件，其中，
所述密封装置具有：
第一密封唇，具有第一密封唇前端；和
保持环，保持所述第一密封唇，
所述多个部件划定安装有所述密封装置的安装空间，并具有：
内周壁部，位于所述密封装置的内周侧；
第一端壁部，位于所述密封装置的轴向一方；和
第二端壁部，位于所述密封装置的轴向另一方，
所述第一密封唇前端相对于所述内周壁部和所述第一端壁部具有过盈量，以使得通过径向反作用力将所述保持环向径向外侧按压且通过轴向反作用力将所述保持环向所述第二端壁部按压，
所述密封装置具有第三密封唇，所述第三密封唇向径向外侧且所述第二端壁部的方向延伸并具有第三密封唇前端，
第三密封唇前端与所述第二端壁部接触。
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