CN111373177A

CN111373177A - 垫圈

Info

Publication number: CN111373177A
Application number: CN201880071638.0A
Authority: CN
Inventors: 萩原直树
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: EP3708882A1; JPWO2019093012A1; EP3708882A4; JP6837572B2; WO2019093012A1; CN111373177B; US20210172524A1; US11391373B2; CN114962641A

Abstract

本发明提供了一种垫圈，在插入构件相对于插入孔变为倾斜的状态的情况下也能发挥稳定的密封性能。所述垫圈的特征在于，具有胴体部(121)和挠性部(122)，其中，所述胴体部(121)在与插入构件(900)隔开间隔的状态下以与插入孔(810)的内周面紧密接触的状态被固定，所述挠性部(122)被设置成从胴体部(121)朝向胴体部(121)的内周面侧延伸，且能够弯曲变形；并且，挠性部(122)通过被压入插入构件(900)的扩张面部(920)而成为弯曲状态，且在与外壳(800)和插入部(910)分别隔开间隔的状态下，与扩张面部(920)紧密接触。

Description

垫圈

技术领域

本发明涉及一种垫圈，用于密封具有插入孔的外壳与插入该插入孔的插入构件之间的环状间隙。

背景技术

用于密封具有插入孔的外壳与插入该插入孔的插入构件之间的环状间隙的垫圈一般是以外壳侧的1个以上的面与插入构件侧的1个以上的面共计3个以上的面紧密接触的方式构成(参考专利文献1、2)。在这样构成的垫圈中，如果插入构件的位置相对于外壳的插入孔是合适的，则能保持稳定的密封性能。

然而，由于如上所述的垫圈受3个以上的多个面约束，所以存在如下情况：由于尺寸公差、安装方法、振动等使插入构件相对于插入孔变为倾斜的状态时，会产生无法保持紧密接触状态的地方而使密封性能不稳定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-105585号公报

专利文献2：日本特开平11-173423号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种垫圈，在插入构件相对于插入孔变为倾斜状态时也能发挥稳定的密封性能。

解决问题的方法

本发明为解决上述问题采用以下方法。

即，本发明的垫圈，其特征在于，所述垫圈对具有插入孔的外壳与插入构件之间的环状间隙进行密封，其中，所述插入构件具有插入所述插入孔的插入部和扩张面部，所述扩张面部在没有插入所述插入孔的位置从所述插入部的外周面朝向外侧扩展，

所述垫圈具有：

胴体部，在与所述插入构件隔开间隔的状态下，以与所述插入孔的内周面紧密接触的状态被固定；以及

挠性部，被设置成从所述胴体部朝向该胴体部的内周面侧延伸，且能够弯曲变形，

所述挠性部通过被压入所述插入构件的所述扩张面部而成为弯曲状态，并且在与所述外壳和所述插入部分别隔开间隔的状态下与所述扩张面部紧密接触。

根据本发明的垫圈，通过胴体部与外壳的插入孔的内周面紧密接触，挠性部与插入构件的扩张面部紧密接触，从而对外壳与插入构件之间的环状间隙进行密封。而且，挠性部在弯曲状态下与扩张面部紧密接触，并且保持与外壳和插入部分别隔开间隔的状态。因此，在插入构件相对于插入孔变为倾斜的状态的情况下，挠性部不受外壳以及插入部的约束，挠性部自身根据相对于插入孔的插入构件的倾斜状态而发生变形，从而能够维持与扩张面部的紧密接触状态。

优选所述挠性部被设置成以相对于所述胴体部中的所述扩张面部侧的端面，从离开所述扩张面部侧的相反侧的位置延伸，从而在所述胴体部与所述挠性部之间形成环状槽部。

由此，不加长垫圈的全长也能延长挠性部。而且，通过延长挠性部，可以增大能够弯曲变形的量。

所述胴体部由在内周面侧和外周面侧分别具有圆柱面部的筒状部构成，

并且，所述挠性部具有：

缩径部，从所述胴体部朝向该胴体部的内周面侧延伸，并且内周面侧和外周面侧均朝向所述扩张面部缩径；以及

圆筒状部，从所述缩径部朝向所述扩张面部延伸，

所述圆筒状部的外径小于所述胴体部的内周面中最小径的内径。

由此，能够使圆筒状部容易弯曲。

所述挠性部优选具有前端部，其中，所述前端部被设置在比所述圆筒状部更靠近所述扩张面部侧，并且当被压入该扩张面部时确定所述挠性部的弯曲方向。

由此，由于挠性部的弯曲方向由前端部确定，因此能够抑制挠性部的变形方式有偏差，或者与扩张面部紧密接触的位置有偏差。

对于所述前端部，优选通过具有朝向径向外侧膨胀的部位，使最大壁厚部构成为比所述圆筒状部的壁厚更厚，并且在所述扩张面部侧的端部具有朝向该扩张面部扩径的倾斜面。

由此，将前端部压入扩张面部时，前端部通过其前端向径向外侧倾斜的方式进行变形，从而能以使圆筒状部朝向径向内侧凹陷的方式使挠性部变形。此外，当所述前端部中的最大壁厚部构成为比所述缩径部的壁厚更厚时，更为合适。

此外，对于所述前端部，优选通过具有朝向径向内侧膨胀的部位，使最大壁厚部构成为比所述圆筒状的壁厚更厚，并且在所述扩张面部侧的端部具有朝向该扩张面部缩径的倾斜面。

由此，在将前端部压入扩张面部时，前端部通过其前端向径向内侧倾斜的方式变形，从而以使圆筒状部朝向径向外侧膨胀的方式使挠性部变形。此外，当所述前端部中的最大壁厚部构成为比所述缩径部的壁厚更厚时，更为适合。

另外，上述各结构可以尽可能的组合而使用。

发明效果

如上所述，根据本发明，在插入构件相对于插入孔变为倾斜的状态的情况下也能发挥稳定的密封性能。

附图说明

图1为本发明的实施例1的垫圈的剖面示意图。

图2为本发明的实施例1的密封结构的剖面示意图。

图3为本发明的实施例2的垫圈的剖面示意图。

图4为本发明的实施例2的密封结构的剖面示意图。

图5为本发明的实施例3的垫圈的剖面示意图。

图6为本发明的实施例3的密封结构的剖面示意图。

具体实施方式

以下参照附图，基于实施例示例性的详细说明实施该发明的方式。然而，该实施例中记载有结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，尤其是没有特定的记载，并不旨在将该发明的范围仅限定于这些。本实施例的垫圈具有密封具有插入孔的外壳与插入插入孔的插入构件之间的环状间隙的作用。例如，可以列举顶盖(head cover)、变频器(Inverter)外壳作为外壳的具体例。此外，可以列举喷射管(injection pipe)、堵头管(plugtube)作为插入构件的具体例。

(实施例1)

参照图1和图2说明本发明的实施例1的密封装置。图1为本发明实施例1的垫圈的剖面示意图。另外，本实施例的垫圈为旋转对称形状，图1示出由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈的剖面图。此外，在图1中，为易于理解垫圈、外壳以及插入构件的配置关系、尺寸关系，以虚线示出外壳的内周面和插入构件的外周面。图2为本发明的实施例1的密封结构的剖面示意图。图2也示出由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈等的剖面图。

＜外壳及插入构件＞

对外壳800及插入构件900进行说明。外壳800具有插入孔810。该插入孔810的内周面中至少与垫圈100紧密接触的部位是由圆柱面构成的。另外，在图示的示例中，在插入孔810的内周面设置有台阶，但台阶不是必需的。插入构件900具有插入部910和扩张面部920，插入部910插入插入孔810，扩张面部920在插入孔810没有被插入的位置从插入部910的外周面朝向外侧扩展。作为插入构件900的具体形状的一个示例，可以列举出具有圆柱状部分和设置在圆柱状部分的外凸缘部的形状。在这种情况下，圆柱状部分相当于插入部910，外凸缘部中的插入部910侧的端面相当于扩张面部920。然而，适用于本实施例的垫圈100的插入构件900的形状不限于这样的形状。此外，在图示的示例中，示出有插入部910的外周面910a为圆柱面的情况，但外周面910a的形状没有特别地限定。此外，就扩张面部920而言不需要是外凸缘部的端面。进一步地，图示的示例显示扩张面部920由垂直于垫圈100的中心轴线的平面构成的情况，但适用于垫圈100的扩张面部920也可以不是平面。例如，扩张面部920也可以由朝向插入部910侧缩径的倾斜面(例如，锥形面)构成，也可以是朝向插入部910侧扩径的倾斜面(例如，锥形面)构成。

＜垫圈＞

更详细地说明垫圈100。垫圈100由加强环110和与加强环110一体设置的橡胶状弹性体制的垫圈本体120构成。例如，加强环110作为注塑部件，通过注塑成型来使垫圈本体120成型，从而得到垫圈100。其中，垫圈本体120由胴体部121和挠性部122构成，挠性部122以从胴体部121朝向胴体部121的内周面侧延伸的方式构成，并且能够弯曲变形。胴体部121构成为在与插入构件900隔开间隔的状态下，并且与插入孔810的内周面紧密接触的状态下固定(参照图2)。该胴体部121由在内周面侧和外周面侧分别具有圆柱面部的筒状部构成。此外，在胴体部121的外周面侧设置有环状的密封突起121a、121b。

此外，挠性部122按以下方式构成，即，通过被压入插入构件900的扩张面部920而成为弯曲状态，并且在外壳800与插入部910分别隔开间隔的状态下与扩张面部920紧密接触。其中，该挠性部122具有缩径部122a和圆筒状部122b，缩径部122a从胴体部121朝向胴体部121的内周面侧延伸并且内周面侧和外周面侧都朝向扩张面部920缩径；圆筒状部122b从缩径部122a朝向扩张面部920延伸。圆筒状部122b的外径D11设计为小于胴体部121的内周面的最小径的内径D12。此外，在挠性部122中，在比圆筒状部122b更靠近扩张面部920侧设置有前端部122c。该前端部122c设计为被压入扩张面部920时确定挠性部122的弯曲方向。更具体地，在本实施例的前端部122c中，通过具有朝向径向外侧膨胀的部位，最大壁厚部t11构成为比圆筒状部122b的壁厚t12更厚。此外，最大壁厚部t11构成为比缩径部122a的壁厚t13更厚。即，满足t11＞t12≥t13或t11＞t13≥t12。此外，在前端部122c的扩张面部920侧的端部设置有朝向扩张面部920扩径的倾斜面122c1。本实施例的倾斜面122c1由锥形面构成，但当从剖面观察该倾斜面时，也可以是由曲线形成的倾斜面。

＜密封结构＞

对使用本实施例的垫圈100的密封结构进行说明。在将插入构件900插入外壳800的插入孔810前的状态下，将垫圈100安装在插入孔810上。由此，插入孔810的内周面与垫圈100的胴体部121的外周面变为紧密接触的状态。然后，当插入构件900插入插入孔810时，通过插入构件900的扩张面部920，压入垫圈100的挠性部122的前端部122c。如上所述，前端部122c具有朝向径向外侧膨胀的部位，并且在扩张面部920侧的端部设置有朝向扩张面部920扩径的倾斜面122c1。因此，当前端部122c被压入扩张面部920时，就前端部122c而言，通过以该前端向径向外侧倾斜的方式变形，挠性部122变形，以使圆筒状部122b朝向径向内侧凹陷(参照图2)。此外，在外壳800与插入部910分别隔开间隔的状态下，弯曲状态的挠性部122与扩张面部920成为紧密接触的状态。

＜本实施例的垫圈的优点＞

根据本实施例的垫圈100，通过外壳800的插入孔810的内周面与胴体部121紧密接触，插入构件900的扩张面部920与挠性部122紧密接触来密封外壳800与插入构件900之间的环状间隙。其中，挠性部122在弯曲状态下与扩张面部920紧密接触，并且保持外壳800与插入部910分别隔开间隔的状态。因此，在插入构件900相对于插入孔810变为倾斜的状态的情况下，挠性部122不受外壳800和插入部910的约束，挠性部122自身根据插入构件900相对于插入孔810的倾斜状态进行变形。由此，能够维持与挠性部122的扩张面部920的紧密接触状态。因此，在插入构件900相对于插入孔810变为倾斜的状态的情况下也能发挥稳定的密封性能。

此外，由于圆筒状部122b的外径D11设计为小于胴体部121的内周面当中最小径的内径D12，所以能够使圆筒状部122b易于弯曲。由此，在挠性部122弯曲的过程中，能够抑制与前端部122c的扩张面部920的紧密接触位置较大的移动。因此，能够抑制扩张面部920与前端部122c的紧密接触位置的偏差，此外，也能够抑制前端部122c朝向径向外侧较大的扩展。

此外，在本实施例的垫圈100中，由于通过前端部122c确定挠性部122的弯曲方向，所以可以抑制挠性部122的变形方式有偏差，或者与扩张面部920紧密接触的位置有偏差。进一步地，由于前端部122c的最大壁厚部t11比圆筒状部122b的壁厚t12更厚、刚性高，所以可以更可靠地抑制前端部122c向径向外侧较大地扩展。此外，由于前端部122c的最大壁厚部t11比缩径部122a的壁厚t13更厚、刚性高，所以可以更可靠的抑制前端部122c向径向外侧较大地扩展。

(实施例2)

参照图3及图4，说明本发明的实施例2的密封装置。图3为本发明的实施例2的垫圈的剖面示意图。另外，本实施例的垫圈为旋转对称形状，在图3中示出了由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈的剖面图。此外，在图3中，为易于理解垫圈、外壳以及插入构件的配置关系和尺寸关系，用虚线示出外壳的内周面和插入构件的外周面。图4为本发明的实施例2的密封结构的剖面示意图。图4也示出由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈等的剖面图。

由于已通过上述实施例1说明了外壳800和插入构件900，所以省略其说明。

对本实施例的垫圈200进行说明。垫圈200由加强环210和与加强环210一体设置的橡胶状弹性体制的垫圈本体220构成。例如，加强环210作为注塑部件，通过注塑成型来使垫圈本体220成型以得到垫圈200。其中，垫圈本体220由胴体部221和挠性部222构成，挠性部222设置为从胴体部221朝向胴体部221的内周面侧延伸，并且能够弯曲变形。胴体部221构成为在与插入构件900隔开间隔的状态下并且与插入孔810的内周面紧密接触的状态下被固定(参照图4)。该胴体部221由内周面侧和外周面侧分别具有圆柱面部的筒状部构成。此外，在胴体部221的外周面侧设置有环状的密封突起221a、221b。

此外，挠性部222按以下方式构成，即，通过被压入插入构件900的扩张面部920而成为弯曲状态，并且在与外壳800和插入部910分别隔开间隔的状态下与扩张面部920紧密接触。其中，该挠性部222具有缩径部222a和圆筒状部222b，缩径部222a从胴体部221朝向胴体部221的内周面侧延伸，并且内周面侧和外周面侧都朝向扩张面部920缩径；圆筒状部222b从缩径部222a朝向扩张面部920延伸。圆筒状部222b的外径D21设计为小于胴体部221的内周面当中最小径的内径D22。此外，在挠性部222中，在比圆筒状部222b更靠近扩张面部920侧设置有前端部222c。该前端部222c设计为被压入扩张面部920时确定挠性部222的弯曲方向。更具体地，在本实施例的前端部222c中，通过具有朝向径方向外侧膨胀的部位而使最大壁厚部t21构成为比圆筒状部222b的壁厚t22更厚。此外，最大壁厚部t21构成为比缩径部222a的壁厚t23更厚。即，满足t21＞t22≥t23或t21＞t23≥t22。此外，在前端部222c的扩张面部920侧的端部设置有朝向扩张面部920扩径的倾斜面222c1。本实施例的倾斜面222c1由锥形面构成，但从剖面观察该倾斜面时，也可以是由曲线形成的倾斜面。

其中，在本实施例的垫圈200中，挠性部222设置为相对于胴体部221的扩张面部920侧的端面从离开扩张面部920侧的相反侧的位置延伸。由此，在胴体部221和挠性部222之间形成有环状槽部230。

对于使用本实施例的垫圈200的密封结构，与上述实施例1的情况相同，因而省略其说明。

在如以上结构的垫圈200中，能够得到与上述实施例1的情况相同的效果。此外，在本实施例的垫圈200中，如上所述，挠性部222按以下方式设置，即，相对于胴体部221的扩张面部920侧的端面，从离开扩张面部920侧的相反侧的位置延伸。由此，不加长垫圈200的全长也能延长挠性部222。因此，通过延长挠性部222，可以使能够弯曲变形的量变大。此外，与实施例1的情况相比，可以使前端部222c难以向径向外侧扩展。

(实施例3)

参照图5及图6说明本发明的实施例3的密封装置。图5为本发明的实施例3的垫圈的剖面示意图。另外，本实施例的垫圈为旋转对称形状，图5示出由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈的剖面图。此外，在图5中，为易于理解垫圈、外壳以及插入构件的配置关系和尺寸关系，以虚线示出外壳的内周面和插入构件的外周面。图6为本发明的实施例3的密封结构的剖面示意图。图6也示出由包含垫圈的中心轴线的面切断垫圈等的剖面图。

对于外壳800和插入构件900，如上述实施例1中说明，因而省略其说明。

＜垫圈＞

对本实施例的垫圈300进行说明。垫圈300由加强环310和与加强环310一体设置的橡胶状弹性体制的垫圈本体320构成。例如，加强环310作为注塑部件，通过注塑成型使垫圈本体320成型来得到垫圈300。其中，垫圈本体320由胴体部321和挠性部322构成，挠性部322设置为从胴体部321朝向胴体部321的内周面侧延伸，并且能够弯曲变形。胴体部321构成为在与插入构件900隔开间隔的状态下，在与插入孔810的内周面紧密接触的状态下被固定(参照图6)。该胴体部321由内周面侧和外周面侧分别具有圆柱面部的筒状部构成。此外，胴体部321的外周面侧设置有环状的密封突起321a、321b。

此外，挠性部322按以下方式构成，即，通过被压入插入构件900的扩张面部920而成为弯曲状态，并且在与外壳800和插入部910分别隔开间隔的状态下与扩张面部920紧密接触。其中，该挠性部322具有缩径部322a和圆筒状部322b，缩径部322a从胴体部321朝向胴体部321的内周面侧延伸，并且内周面侧和外周面侧都朝向扩张面部920缩径；圆筒状部322b从缩径部322a朝向扩张面部920延伸。圆筒状部322b的外径D31设计为小于胴体部321的内周面当中最小径的内径D32。此外，在挠性部322中，在比圆筒状部322b更靠近扩张面部920侧设置有前端部322c。该前端部322c设计为当其被压入扩张面部920时确定挠性部322的弯曲方向。更具体地，本实施例的前端部322c通过具有朝向径向内侧膨胀的部位而使最大壁厚部t31构成为比圆筒状部322b的壁厚t32更厚。此外，最大壁厚部t31构成为比缩径部322a的壁厚t33更厚。即，满足t31＞t32≥t33或t31＞t33≥t32。此外，在前端部322c的扩张面部920侧的端部设置有朝向扩张面部920缩径的倾斜面322c1。本实施例的倾斜面322c1由锥形面构成，但从剖面观察该倾斜面时也可以是由曲线形成的倾斜面。

其中，在本实施例的垫圈300中，挠性部322设置为相对于胴体部321的扩张面部920侧的端面从离开扩张面部920侧的相反侧的位置延伸。由此，胴体部321和挠性部322之间形成有环状槽部330。

＜密封结构＞

对使用本实施例的垫圈300密封结构进行说明。在将插入构件900插入外壳800的插入孔810前的状态下，在插入孔810上安装垫圈300。由此，插入孔810的内周面与垫圈300的胴体部321的外周面变为紧密接触的状态。其中，当插入构件900插入插入孔810时，通过插入构件900的扩张面部920，压入垫圈300的挠性部322的前端部322c。如上所述，前端部322c具有朝向径向内侧膨胀的部位，并且扩张面部920侧的端部设置有朝向扩张面部920缩径的倾斜面322c1。因此，将前端部322c压入扩张面部920时，前端部322c通过其前端向径向内侧倾斜而变形，挠性部322发生变形，以使圆筒状部322b朝向径向外侧膨胀(参照图6)。此外，在外壳800与插入部910分别隔开间隔的状态下，弯曲状态的挠性部322变为与扩张面部920紧密接触的状态。

在如上构成的垫圈300中，也能够获得与上述实施例1的情况相同的效果。此外，本实施例的垫圈300与上述实施例2的情况同样地，不延长垫圈300的全长也能延长挠性部322。因此，通过延长挠性部322，可以使能够弯曲变形的量增大。此外，本实施例的情况与上述实施例1、2的情况不同，挠性部322发生变形，以使圆筒状部322b朝向径向外侧膨胀，前端部322c变为朝向径方向内侧的状态。因此，在扩张面部920的径向尺寸较短的情况下，前端部322c也不会露出至扩张面部920的外侧。

另外，本实施例与上述实施例2的情况同样地，示出了形成环状槽部330的情况的结构，但如实施例1的情况，也可以采用不形成环状槽部的结构。

【符号说明】

100,200,300 垫圈

110,210,310 加强环

120,220,320 垫圈本体

121,221,321 胴体部

121a,121b,221a,221b,321a,321b 密封突起

122,222,322 挠性部

122a,222a,322a 缩径部

122b,222b,322b 圆筒状部

122c,222c,322c 前端部

122c1,222c1,322c1 倾斜面

230,330 环状槽部

800 外壳

810 插入孔

900 插入构件

910 插入部

910a 外周面

920 扩张面部

Claims

1.一种垫圈，其特征在于，

所述垫圈对具有插入孔的外壳与插入构件之间的环状间隙进行密封，其中，所述插入构件具有插入所述插入孔的插入部和扩张面部，所述扩张面部在没有插入所述插入孔的位置从所述插入部的外周面朝向外侧扩展，

所述垫圈具有：

2.根据权利要求1所述的垫圈，其特征在于，

通过所述挠性部被设置成相对于所述胴体部中的所述扩张面部侧的端面，从离开所述扩张面部侧的相反侧的位置延伸，从而在所述胴体部与所述挠性部之间形成有环状槽部。

3.根据权利要求1或2所述的垫圈，其特征在于，

并且，所述挠性部具有：

圆筒状部，从所述缩径部朝向所述扩张面部延伸，

4.根据权利要求3所述的垫圈，其特征在于，

所述挠性部具有前端部，其中，所述前端部被设置在比所述圆筒状部更靠近所述扩张面部侧，并且当被压入该扩张面部时确定所述挠性部的弯曲方向。

5.根据权利要求4所述的垫圈，其特征在于，

对于所述前端部，通过具有朝向径向外侧膨胀的部位，使最大壁厚部构成为比所述圆筒状部的壁厚更厚，并且在所述扩张面部侧的端部具有朝向该扩张面部扩径的倾斜面。

6.根据权利要求5所述的垫圈，其特征在于，

所述前端部的最大壁厚部构成为比所述缩径部的壁厚更厚。

7.根据权利要求4所述的垫圈，其特征在于，

对于所述前端部，通过具有朝向径向内侧膨胀的部位，使最大壁厚部构成为比所述圆筒状部的壁厚更厚，并且在所述扩张面部侧的端部具有朝向该扩张面部缩径的倾斜面。

8.根据权利要求7所述的垫圈，其特征在于，

所述前端部的最大壁厚部构成为比所述缩径部的壁厚更厚。