CN111664250A - 包括设有突起的密封构件的密封结构及开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封结构，其即使在引起密封构件在密封结构中倾斜的情况下也能够确保足够的密封功能。该密封结构包括壳体、盖体和密封构件，该密封构件在被夹在壳体与盖体之间时被作用以压力。密封构件包括主体、从主体向壳体突出的第一突起、以及从主体向盖体突出的第二突起。壳体包括与第一突起接触的第一凹槽，盖体包括与第二突起接触的第二凹槽。第一突起和第一凹槽的形状不同。此外，第二突起和第二凹槽的形状不同。

Description

包括设有突起的密封构件的密封结构及开关设备

技术领域

本发明涉及一种包括设有突起的密封构件的密封结构，以及涉及一种具有该密封结构的开关设备。

背景技术

例如，在密封结构中，当两个构件被固定、且一密封构件被夹在两个构件之间时，压力作用在密封构件上，导致密封构件的压缩。这种布置确保了密封功能。作为相关技术，提出了一种密封结构，其中，利用具有一对弯曲的密封面的垫圈来密封两个构件之间的间隙(参见日本专利公报特开No.2006-200649)。在该密封结构中，包括一对突起的垫圈被安装在布置于两个构件之一中的安装凹槽上。

如上所述，在日本专利公报特开No.2006-200649提出的密封结构中，垫圈安装在布置于两个构件之一中的安装凹槽上。设置在垫圈中的一对突起与安装凹槽的两个侧面都接触。因此，需要在两个构件中的一个上提供深的安装凹槽，以容纳几乎整个垫圈。例如，对垫圈进行压缩的两个构件中的任何一个都可能不具有用于容纳几乎整个垫圈的安装凹槽的余量。在这种情况下，当垫圈安装到两个构件上时，垫圈可能发生倾斜。如果在垫圈倾斜时将夹持垫圈的两个构件固定，则难以获得足够的密封效果。在日本专利公报特开No.2006-200649公开的密封结构中，来自两个构件的压力作用在垫圈的密封面上，而不作用在垫圈的突起上。

发明内容

本发明提供一种密封结构，其即使在引起密封构件在密封结构中倾斜的情况下也能够确保足够的密封功能，并且提供一种包括该密封结构的开关设备。

因此，本发明的一方面提供了一种密封结构和一种开关设备，包括：第一构件；第二构件；密封构件，当被夹在第一构件和第二构件之间时，压力作用在该密封构件上；其中，密封构件包括主体、从主体向第一构件突出的第一突起、和从主体向第二构件突出的第二突起，第一构件包括与第一突起接触的第一凹槽，第二构件包括与第二突起接触的第二凹槽，第一突起和第一凹槽的形状不同，并且第二突起和第二凹槽的形状不同。

即使在引起密封构件在密封结构中倾斜的情况下，本发明也能够确保足够的密封功能。

通过以下对示例性实施例的描述(参考附图)，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出了具有密封功能的部件的示例的分解透视图。

图2是示出根据本发明的实施例的密封结构的截面图。

图3是示出当壳体和盖体被固定时的根据本发明实施例的密封结构的截面图。

图4是图2所示的密封结构的局部放大图。

图5是示出根据第一变型的密封结构的截面图。

图6是示出根据第二变型的密封结构的截面图。

图7是示出根据第三变型的密封结构的截面图。

图8是示出第三变型中在壳体和盖体被固定的状态下的截面图。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的实施例。应当注意，本发明的范围不限于以下实施例中描述的配置。图1是示出了具有密封功能的部件1的示例的分解透视图。图1中的部件1可以是单个部件，也可以是设备的一部分中所包括的部件。在下文中，部件1将被描述为这样的部件：其被包括在用于启动或停止汽车发动机的开关设备的一部分中。然而，部件1不限于用于启动或停止汽车发动机的开关设备的部件。

部件1包括壳体2、盖体3、和夹在壳体2与盖体3之间的密封构件4。壳体2是筒形构件，例如，电气元件被容纳在其中。盖体3是具有适配于壳体2的形状的构件。在图1中，盖体3的与壳体2相对的表面上包括电插头的多个导体。例如，在容纳于壳体2内的电气部件与盖体3的导体之间传递电流。壳体2和盖体3中的一个对应于第一构件，另一个对应于第二构件。

当被夹持于壳体2与盖体3之间时，密封构件4被固定。在图1所示的示例中，由于壳体2具有大致矩形的横截面，因此，密封构件4被成形为大致矩形的环。但是，密封构件4可以不成形为大致矩形的环。例如，密封构件4可以成形为环状的O形圈。壳体2和盖体3通过诸如钩挂或螺钉紧固的任何技术来固定。壳体2设置有第一接触部5，密封构件4的一个表面与该第一接触部5接触。此外，盖体3设置有第二接触部6，密封构件4的另一表面与该第二接触部6接触。壳体2的第一接触部5和盖体3的第二接触部6兼用作密封构件4与之接触的密封部。

密封构件4是具有一定程度的柔性的构件。密封构件4被安装成与第一接触部5和第二接触部6接触。关于密封构件4的安装，例如，首先，用手或机械手将密封构件4安装在盖体3的第二接触部6上，然后将盖体3和密封构件4安装到壳体2。当壳体2和盖体3固定时，压力从壳体2和盖体3作用到密封构件4上，从而压缩密封构件4。部件1以这种方式构造。由于部件1被密封构件4密封，因此部件1内部是气密的。因此，密封构件4确保了防水功能。

图2是示出当密封构件4被夹在壳体2与盖体3之间时的密封结构的截面图。在图2所示的状态中，壳体2和盖体3未被固定。因此，来自壳体2和盖体3的压力不作用在密封构件4上，并且密封构件4不被压缩。

密封构件4包括主体10、第一突起11A和第二突起11B。主体10是形成密封构件4的本体的部分，并且具有大致矩形的截面。当从横截面看时，第一突起11A和第二突起11B是突起的拱形。第一突起11A朝向壳体2突出。第二突起11B朝向盖体3突出。如上所述，壳体2设置有第一接触部5，并且盖体3设置有第二接触部6。壳体2的第一接触部5设置有具有大致V形截面的第一凹槽21A。盖体3的第二接触部6设置有具有大致V形截面的第二凹槽21B。第一凹槽21A和第二凹槽21B是分别由两个斜面形成的凹陷。

在图2所示的X轴方向上，第一突起11A和第二突起11B从主体10对称地突出。此外，在X轴方向上，第一凹槽21A和第二凹槽21B在密封构件4的两侧对称地凹入。

在此，第一突起11A具有拱形截面，第一凹槽21A具有大致V形的截面。因此，这些构件的形状不同。类似地，第二突起11B具有拱形截面，第二凹槽21B具有大致V形的截面。因此，这些构件的形状不同。当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，密封构件4的第一突起11A的顶点被引导至第一凹槽21A的最凹入部分。类似地，当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，密封构件4的第二突起11B的顶点被引导至第二凹槽21B的最凹部。

第一凹槽21A的最凹部和第二凹槽21B的最凹部在图2的X轴方向上被布置在同一条线上(位于连接最凹部的线上)。如上所述，第一突起11A的顶点被引导至第一凹槽21A的最凹部，第二突起11B的顶点被引导至第二凹槽21B的最凹部。因此，当密封构件4被夹在壳体2与盖体3之间时，密封构件4被正确地定位而无需特殊的定位操作，并且充分发挥了密封功能。这种定位也被称为自对中。此时，第一凹槽21A的顶点(最凹部)、第二凹槽21B的顶点(最凹部)、第一突起11A的顶点(最突部)、和第二突起11B的顶点(最突部)布置在同一条线上。换句话说，连接凹槽的最凹部的线对应于连接突起的顶点的线。当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，在密封构件4压缩之前，当从横截面看时，第一突起11A和第一凹槽21A在两个点处彼此接触。类似地，在上述状态下，当从横截面看时，第二突起11B和第二凹槽21B在两个点处彼此接触。

因此，当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，密封构件4被自主地定位。因此，当密封构件4被夹在壳体2与盖体3之间时，密封构件4保持直立姿势而不会在图2所示的Y轴方向上倾斜。这种配置提高了密封构件4的安装容易性。

图3是示出在安装有密封构件4的状态下壳体2和盖体3被固定时的密封结构的截面图。如上所述，当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，密封构件4被自主地定位并且保持直立姿势。在这种状态下，固定壳体2和盖体3使得壳体2和盖体3之间的间隔变窄，导致密封构件4在来自壳体2和盖体3的压力下被压缩。当被壳体2和盖体3压缩时，柔性的密封部件4的各部分发生变形。如图3的示例所示，当第一突起11A变形时，第一突起11A与壳体2的第一凹槽21A紧密接触，且当第二突起11B变形时，第二突起11B与壳体2的第二凹槽21B紧密接触。因此，密封构件4确保了密封功能。

图4是图2所示的密封结构的局部放大图。图4示出了第一突起11A和第一凹槽21A，但是应当注意，第二突起11B和第二凹槽21B与第一突起11A和第一凹槽21A类似。在图4中，第一突起11A的高度被称为“L1”，第一凹槽21A的深度被称为“L2”。在该实施例中，第一突起11A的高度L1长于第一凹槽21A的深度L2。如上所述，当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时将壳体2和盖体3固定时，密封构件4如图3所示被压缩，致使第一突起11A变形。在本实施例中，由于第一突起11A的高度L1比第一凹槽21A的深度L2长，因此第一突起11A成为压缩期间要变形的部分。由于第一突起11A是要变形的部分，因此通过第一突起11A确保允许变形。从而，当密封构件4被压缩时，主体10被防止变形。

此外，密封构件4的主体10在Y轴方向(与X轴方向正交的方向)上的宽度L3比第一凹槽21A的宽度L4短。换句话说，密封构件4的主体10的尺寸小于第一凹槽21A的尺寸。为此，当密封部件4被压缩时，第一突起11A变形，但是主体10不易与第一凹槽21A接触。因此，当密封构件4被压缩时，主体10被防止发生变形。换句话说，在本实施例的密封结构中，布置在密封构件4中的第一突起11A和第二突起11B既具有使密封构件4自主定位的功能，又具有确保在密封构件4被压缩时允许变形的功能。

如上所述，根据本实施例的密封结构，第一凹槽21A设置在壳体2中，第二凹槽21B设置在盖体3中。此外，第一突起11A和第二突起11B设置在密封构件4中。第一凹槽21A和第一突起11A的形状不同，第二凹槽21B和第二突起11B的形状不同。因此，当密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间时，密封构件4具有在两个点处与壳体2接触的第一突起11A、和在两个点处与盖体3接触的第二突起11B。因此，即使是在引起密封构件4倾斜的情况下，密封构件4也以直立姿势自主地定位并且确保了足够的密封功能。此外，可以提高安装密封构件4的容易性。

接下来，将描述该实施例的每个变型。图5是示出根据第一变型的密封结构的截面图。在图5的状态下，密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间，并且壳体2和盖体3未被固定。因此，密封构件4不被压缩。如图5所示，根据第一变型的第一凹槽22A和第二凹槽22B均具有从最凹部开始沿曲线延伸的形状。另一方面，第一突起11A具有朝向第一凹槽22A突出的拱形截面，第二突起11B具有朝向第二凹槽22B突出的拱形截面。因此，第一凹槽22A和第一突起11A的形状不同，第二凹槽22B和第二突起11B的形状不同。

因此，密封构件4的第一突起11A在两个点处与壳体2的第一凹槽22A接触。另外，密封构件4的第二突起11B在两个点处与盖体3的第二凹槽22B接触。因此，与实施例相同，在第一变型中，密封构件4以直立姿势自主地定位，从而提高了密封构件4的安装容易性。

图6是示出根据第二变型的密封结构的截面图。在图6所示的状态下，密封构件4未被压缩。在第二变型中，与图5中相同，第一凹槽22A和第二凹槽22B均具有从最凹部开始沿曲线延伸的形状。另一方面，密封构件4的第一突起12A和第二突起12B具有大致三角形的横截面。即使在这种情况下，第一凹槽22A和第一突起12A的形状也不同，且第二凹槽22B和第二突起11B的形状也不同。为此，密封构件4的第一突起12A在两点处与壳体2的第一凹槽22A接触。另外，密封构件4的第二突起12B在两个点处与盖体3的第二凹槽22B接触。因此，可以获得与实施例和第一变型类似的效果。

图7是示出根据第三变型的密封结构的截面图。根据第三变型的密封构件4的第一突起11A和第二突起11B具有与图2所示的类似的形状。另一方面，根据第三变型的第一凹槽23A和第二凹槽23B在形状上与图2所示的不同。第二接触部6设置有延伸部30，延伸部30沿X轴方向从第二凹槽23B朝着壳体2延伸。应当注意，第一接触部5可以设置有在X轴方向上从第一凹槽23A朝向盖体3延伸的另一延伸部。

如图7所示，根据第三变型的第一凹槽23A具有大致V形的横截面，但是该形状在Y轴方向上是不对称的。第一凹槽23A设置有从最凹部延伸的两个斜面。在两个斜面中，远离延伸部30的斜面相比于靠近延伸部30的斜面具有更锐/更陡的角度。类似地，第二凹槽23B具有大致V形的横截面，并且该形状在Y轴方向上不对称。在第二凹槽23B的两个斜面中，远离延伸部30的斜面比靠近延伸部30的斜面具有更锐/更陡的角度。

图7示出了密封构件4被夹在壳体2和盖体3之间的状态。当密封构件4被夹在壳体2和盖3体之间时，第一突起11A和第一凹槽23A在一个点处彼此接触，第二突起11B和第二凹槽23B在一个点处彼此接触。在这种情况下，密封构件4从第一凹槽23A和第二凹槽23B中的每一个的两个斜面中的陡峭斜面朝向较缓斜面移动。延伸部30设置在密封构件4移动的方向上。换句话说，延伸部30设置在靠近第一凹槽23A和第二凹槽23B中的每一个的两个斜面的平缓斜面的一侧。在此，第一凹槽23A的顶点、第二凹槽23B的顶点、第一突起11A的顶点、和第二突起11B的顶点不在同一条线上。连接第一突起11A的顶点和第二突起11B的顶点的线与连接第一凹槽23A的顶点和第二凹槽23B的顶点的线在Y轴方向上错开。

当密封构件4移动时，密封构件4的第一突起11A在两个点处与第一凹槽23A接触，并且第二突起11B在两个点处与第二凹槽23B接触。因此，密封构件4自主地定位。这里，密封构件4主体10的面对延伸部30的表面(在下文中称为“相对表面10A”)和延伸部30可以彼此接触，或者可以彼此稍微分离。

图8是示出在安装有密封构件4的情况下将壳体2和盖体3固定的状态下的截面图。在这种情况下，压力作用在密封构件4上，从而压缩密封构件4。这里，与上述相同，第一凹槽23A和第二凹槽23B具有在Y轴方向上不对称的截面，并且远离延伸部30的斜面相比于靠近延伸部30的斜面具有更锐/更陡的角度。因此，当密封构件4被压缩时，不仅X轴方向上的压力作用在密封构件4上，而且朝向延伸部30的力也作用在密封构件4上。因此，当密封构件4被压缩时，主体10的相对表面10A与延伸部30接触，并且主体10挤压延伸部30。此时，第一凹槽23A的顶点、第二凹槽23B的顶点、第一突起11A的顶点和第二突起11B的顶点布置在同一条线上。连接第一突起11A的顶点和第二突起11B的顶点的线与连接第一凹槽23A的顶点和第二凹槽23B的顶点的线在Y轴方向上相互重合。在上述实施例和每个变型中，当密封构件4被压缩时，壳体2的凹槽的顶点、密封构件4的两个突起的顶点、和盖体3的凹槽的顶点优选地布置在同一条线上。

因此，不仅第一突起11A和第一凹槽23A、第二突起11B和第二凹槽23B，而且主体10和延伸部30也相互紧密接触。这种配置改善了密封功能。在图8所示的示例中，延伸部30具有这样的长度：其足够长以在X轴方向上与密封构件4主体10的整个相对表面10A接触。

在这方面，延伸部30可以具有这样的长度：其足以在X轴方向上与密封构件4主体10的相对表面10A的一部分接触。即使在这种情况下，也可以在主体10挤压延伸部30的部分处确保密封功能。然而，当具有足以在X轴方向上被密封构件4主体10的整个相对表面10A挤压的长度时，延伸部30被密封构件4的整个相对表面10A密封。因此，延伸部30优选地具有足以在X轴方向上与密封构件4主体10的整个相对表面10A接触的长度。

本申请要求2019年3月7日提交的日本专利申请No.2019-041774的优先权，其全部内容通过参引的方式结合在本文中。

Claims (10)

1.一种密封结构，包括：

第一构件；

第二构件；

密封构件，当被夹在第一构件和第二构件之间时，压力作用在该密封构件上；

其中，密封构件包括主体、从主体向第一构件突出的第一突起、和从主体向第二构件突出的第二突起，

第一构件包括与第一突起接触的第一凹槽，

第二构件包括与第二突起接触的第二凹槽，

第一突起和第一凹槽的形状不同，并且

第二突起和第二凹槽的形状不同。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其中，第一凹槽的顶点、第二凹槽的顶点、第一突起的顶点、和第二突起的顶点布置在同一条线上。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其中，第一突起和第二突起分别具有拱形的截面，第一凹槽和第二凹槽分别具有大致V形的截面。

4.根据权利要求2所述的密封结构，其中，第一突起和第二突起分别具有拱形的截面，第一凹槽和第二凹槽分别具有从最凹部开始沿曲线延伸的截面。

5.根据权利要求2所述的密封结构，其中，第一突起和第二突起分别具有大致三角形的截面，第一凹槽和第二凹槽分别具有从最凹部开始沿曲线延伸的截面。

6.根据权利要求1所述的密封结构，其中，第一突起和第二突起分别具有拱形的截面，第一凹槽和第二凹槽分别具有不对称的大致V形的截面，并且

密封结构还包括从第一构件或第二构件延伸的延伸部，该延伸部朝这样的方向设置：当压力作用在密封构件上时，密封构件朝该方向移动。

7.根据权利要求6所述的密封结构，其中，延伸部与主体的整个相对表面接触，其中该相对表面是与延伸部面对的侧面。

8.根据权利要求1所述的密封结构，其中，第一突起的高度大于第一凹槽的深度，第二突起的高度大于第二凹槽的深度。

9.根据权利要求1所述的密封结构，其中，主体的宽度比第一凹槽的宽度和第二凹槽的宽度窄。

10.一种开关设备，包括根据权利要求1所述的密封结构。

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