CN111911549A - 密封结构 - Google Patents

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Abstract

密封结构(1)包含：第一构件(11)，具有圆筒形部分；第二构件(6)；和环形密封构件(7)，被构造成密封第一构件(11)与第二构件(6)之间的空间，该空间被供应有润滑剂。环形密封构件(7)包含：固定部，固定到第一构件(11)；橡胶唇部(31)，具有从固定部在第一轴向方向上延伸的基部(31a)和被构造成接触密封表面(41)的接触部(31c)；挤压构件，被设置在基部(31a)与接触部(31c)之间以将接触部(31c)朝向密封表面(41)挤压；和支撑部(45)，沿着基部(31a)设置且具有比基部(31a)高的刚性。

Description

密封结构
技术领域
本发明涉及设置在相对于彼此旋转的两个构件(诸如，十字接头中的轴部和轴承杯)之间的密封结构。
背景技术
例如，在轧钢机的主轴装置或汽车的驱动轴中，十字接头在轴之间的连接部处用作万向接头。十字接头具有十字轴、轴承杯和多个针滚子。十字轴具有以十字形布置的四个轴部。轴承杯具有有底的圆筒形形状，并覆盖每一个轴部。针滚子被布置在轴部的外周表面与轴承杯的内周表面之间，以便能够相对于轴部和轴承杯滚动。设置在每一个轴部的端部处的轭被连接到轴承杯。密封结构被设置在轴部的基部端与轴承杯的一端之间。这抑制水等进入设置在轴部与轴承杯之间的针滚子的容纳空间，并且还抑制润滑剂从容纳空间泄漏到外部(例如，参见日本未审查专利申请公布特开2018-80828(JP 2018-80828 A))。
JP 2018-80828 A中所公开的密封结构包含环形密封构件107，该环形密封构件107被附接到轴承杯111并接触抛油环106，以便能够相对于抛油环106滑动，如图11中所示。抛油环106具有在径向上面向内的密封表面141。密封构件107包含金属构件134、唇部131和卡紧弹簧151。金属构件134被固定到轴承杯111。唇部131被粘合到金属构件134并接触密封表面141。卡紧弹簧151将唇部131朝向密封表面141挤压。
当抛油环106与轴承杯111之间的空间(润滑空间)用润滑剂(润滑脂)润滑时，在维护等期间执行用新润滑剂替换润滑空间中的润滑剂的操作。因此，有必要从供脂孔供应新润滑剂，并将旧润滑剂从唇部131与密封表面141之间的空间排放到外部。然而，在图11中所示的密封结构的情况下，当新润滑剂被供应到润滑空间时，润滑剂的内部压力导致如图12中的箭头c所示使唇部131压靠密封表面141的力。然后，唇部131的面对密封表面141的大致整个侧表面131c2紧密接触密封表面141。因此，难以通过唇部131与密封表面141之间的空间将润滑剂排放到润滑空间的外部。
发明内容
本公开的发明提供一种用于密封被供应有润滑剂的空间(润滑空间)的密封结构，该密封结构能够改进在供应新润滑剂时旧润滑剂的排放性能。
根据本发明的一种形态的密封结构包含：第一构件，所述第一构件具有圆筒形部分；第二构件，所述第二构件具有主体，所述主体比所述圆筒形部分靠径向内侧设置，并且所述主体以相对于所述第一构件旋转的方式与所述第一构件同心设置；和环形密封构件，所述环形密封构件被附接到所述第一构件，并且所述环形密封构件被构造成密封所述第一构件与所述第二构件之间的空间，所述空间被供应有润滑剂。所述第二构件进一步包含第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部从所述主体的第一轴向侧的部分沿径向向外延伸，所述第二延伸部从所述第一延伸部的径向外端在第二轴向方向上延伸，并且所述第二延伸部设有沿径向面向内的密封表面。所述环形密封构件包含：固定部，所述固定部被固定到所述第一构件；橡胶唇部，所述橡胶唇部具有基部、接触部和连接部，所述基部从所述固定部在第一轴向方向上延伸，所述接触部比所述基部靠径向外侧设置，其中在所述接触部与所述基部之间具有间隙，并且所述接触部被构造成接触所述密封表面，并且所述连接部连接所述基部的所述第一轴向侧的部分和所述接触部的所述第一轴向侧的部分；挤压构件，所述挤压构件被设置在所述基部与所述接触部之间，以将所述接触部朝向所述密封表面挤压；和支撑部，所述支撑部沿着所述基部设置，并且所述支撑部具有比所述基部高的刚性。
在密封结构中，高刚性的支撑部沿着橡胶唇部的基部设置。因此，能够抑制唇部由于供应到第一构件与第二构件之间的空间的润滑剂的压力而强力挤压密封表面。因此，能够改进在供应新润滑剂时旧润滑剂的排放性能。
在以上形态中，所述固定部可以具有金属构件，所述金属构件被附接到所述第一构件，并且所述支撑部可以与所述金属构件分离。即使当金属构件和支撑部中的一个或两个具有弯曲部时，金属构件和支撑部也能够被分开制造，这有助于制造。
在以上形态中，所述支撑部可以具有圆筒形支撑本体部和辅助部，所述圆筒形支撑本体部沿着所述基部在轴向方向上延伸，并且所述辅助部与所述圆筒形支撑本体部成一体，并且所述辅助部被构造成在所述轴向方向上接触所述金属构件的一部分。在这种情况下，当橡胶唇部、支撑部和包含金属构件的密封构件被模制以便集成时，支撑部沿轴向接触金属构件的一部分，从而有助于支撑部和金属部分在轴向方向上的定位。
在以上形态中，所述金属构件可以具有圆筒形部和环形部，所述圆筒形部被附接到所述第一构件，所述环形部从所述圆筒形部沿径向向内延伸。所述辅助部可以从所述圆筒形支撑本体部的第二轴向端沿径向向内延伸并具有环形形状。所述辅助部的径向内端可以相对于所述环形部的径向内端进一步沿径向向内突出。在这种情况下，当橡胶唇部、支撑部和包含金属构件的密封构件使用模具来一体地模制时，模具的一部分能够与径向向内突出的辅助部的端部接触。这有助于支撑部在径向方向上的定位。
在以上形态中，所述接触部可以具有面对表面，所述面对表面面对所述密封表面；并且所述面对表面可以具有完全接触区域和部分接触区域，所述完全接触区域被设置在所述面对表面的与空间外侧对应的第二轴向侧的部分中，并且所述完全接触区域被构造成在所述完全接触区域的全周上接触所述密封表面，并且所述部分接触区域被设置在所述面对表面的与空间侧对应的所述第一轴向侧的部分中，并且所述部分接触区域被构造成在所述部分接触区域的周向方向上不连续地接触所述密封表面。根据上述构造，即使当唇部由供应到该空间的润滑剂压靠密封表面时，在面对表面的部分接触区域中也存在不接触密封表面的部分。因此，当润滑剂进入该部分时，润滑剂向上推动完全接触区域，并被排放到空间的外部。因此，能够进一步改进在供应新润滑剂时旧润滑剂的排放性能。此外，因为面对表面具有完全接触区域，所以保证密封性能。
在以上形态中，所述挤压构件可以是卡紧弹簧；并且所述完全接触区域与所述部分接触区域之间的边界可以位于所述卡紧弹簧的所述第一轴向侧的端部与所述卡紧弹簧的中心之间的轴向范围内。根据上述构造，当边界被定位得相对于卡紧弹簧的中心而言离润滑空间侧较近时，完全接触区域相对于第一密封表面的表面压力指示完全接触区域的润滑空间外侧的端部处的峰值。因此，能够适当地抑制水等从润滑空间外侧的空间进入，并且能够适当地维持密封性能。
根据上述形态的密封结构，在密封被供应有润滑剂的空间的密封结构中，能够改进在供应新润滑剂时旧润滑剂的排放性能。
附图说明
下文将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：
图1是应用密封结构的十字接头的部分分解立体图；
图2是十字接头的侧视图(部分剖视图)；
图3是密封结构的剖视图；
图4是密封结构的密封构件的剖视图；
图5是示出密封构件的第一唇部的功能的剖视图；
图6A是如从图5中的箭头E所见的图；
图6B是如从图5中的箭头F所见的图；
图7A是示出未被施加润滑剂的供应压力的第一唇部的剖视图；
图7B是示出被施加润滑剂的供应压力的第一唇部的剖视图；
图8A是示出相对于密封结构的第一密封表面的完全接触区域中的表面压力的改变的说明图；
图8B是示出相对于密封结构的第一密封表面的完全接触区域中的表面压力的改变的说明图；
图9A是与图6A对应并示出第一唇部的沟槽的变型的图；
图9B是对应于图6B并示出第一唇部的沟槽的变型的图；
图10是示出将支撑部固定到模具的状态的说明图；
图11是根据相关技术的密封结构的剖视图；并且
图12是根据相关技术的密封结构的剖视图，其示出被施加润滑剂的供应压力的唇部。
具体实施方式
密封结构和十字接头
图1是应用密封结构的十字接头的部分分解立体图，并且图2是十字接头的侧视图(部分剖视图)。十字接头20被用于例如轧钢机的主轴装置(未示出)中。如图1中所示，十字接头20包含十字轴2、滚子轴承部5和一对轭17。十字轴2具有四个轴部4。各个滚子轴承部5被设置在各个轴部4上。
十字轴2具有基部3和四个轴部4。基部3被设置在十字轴2的中心处。轴部4在沿着彼此正交的轴线X和轴线Z的四个方向上从基部3延伸。十字轴2能够与轭17一起围绕中心轴线C旋转。中心轴线C穿过基部3的中心，并与轴部4的轴线X和轴线Z正交。用于向滚子轴承部5的内部供应润滑剂的供脂路径13被设置在十字轴2中，并沿着轴线X和轴线Z呈十字形。
如图2所中示，供脂孔3a被设置在十字轴2的基部3中，并且供脂孔11a被设置在稍后描述的滚子轴承部5的轴承杯11中。供脂孔3a、11a被连接到供脂路径13。润滑剂穿过供脂孔3a、11a和供脂路径13而被供应到滚子轴承部5中。在本实施例中，润滑脂被用作润滑剂。润滑脂可以在包含十字接头20的装置的操作期间供应，或者可以定期(例如，每1至3个月)供应。
每一个滚子轴承部5包含上述轴部4、多个针滚子9和轴承杯11。针滚子9沿着每一个轴部4的外周表面布置，以便能够在其上滚动。轴承杯11具有有底的圆筒形形状。也就是说，轴承杯11具有圆筒形部分14和用作底部的盘状部分15。轴承杯11经由针滚子9装配到轴部4的外周表面。针滚子9在轴承杯11(圆筒形部分14)的内周表面用作外滚道并且轴部4的外周表面用作内滚道的情况下滚动。这允许轴承杯11围绕轴部4的轴线Z摆动。同样，与上述轴承杯11相邻的轴承杯11能够围绕轴线X摆动。
如图1中所示，在轴部4的远端表面与轴承杯11的底表面之间设置垫圈10。在轴线Z方向上相对于针滚子9离基部3更近的位置设置辊导引件8、密封构件7和抛油环6。密封构件7、抛油环(第二构件)6和轴承杯(第一构件)11构成根据本公开的密封结构1。抛油环6和轴承杯11同心布置并相对于彼此旋转。
密封结构1
图3是密封结构1的剖视图。图4是示出处于自然状态中的密封构件7(即，处于密封构件7不接触抛油环6的状态中的密封构件7)的剖视图。在轴部4与轴承杯11的圆筒形部分14之间设置润滑空间。针滚子9被布置在润滑空间中，并且该润滑空间被供应有用作润滑剂的润滑脂。密封结构1被设置用于抑制水等进入到润滑空间中，并且抑制润滑剂从润滑空间泄漏到外部。在本公开中，图3中的下侧被定义为“第一轴向方向”，并且图3中的上侧被定义为“第二轴向方向”。图3中的右侧被定义为“第一径向方向”，并且图3中的左侧被定义为“第二径向方向”。这些方向并不表示轴向方向上的绝对具体方向，而是表示相对方向。因此，术语“第一”和“第二”可以彼此替换。这同样适用于“第一径向方向”和“第二径向方向”。
抛油环6以环形形状形成，并且在其基部端处被装配并附接到轴部4的外周表面。抛油环6具有圆筒形主体，该圆筒形主体比轴承杯11的圆筒形部分14靠径向内侧设置。该主体被称为“抛油环本体6a”。抛油环本体6a沿着轴部4的外周表面以圆筒形形状形成。抛油环6具有密封表面41、42、43，密封构件7的唇部31、32、33分别与密封表面41、42、43接触。除了抛油环本体6a之外，抛油环6还具有第一延伸部6b和第二延伸部6c。第一延伸部6b在第一轴向侧(图3中的下侧)上从抛油环本体6a径向向外延伸。第二延伸部6c在第二轴向方向(图3中的上侧)上从第一延伸部6b的径向外端延伸。抛油环本体6a、第一延伸部6b和第二延伸部6c被一体地形成为单个构件。
在抛油环本体6a的外周表面上，第二密封表面42和第三密封表面43从第二轴向侧到第一轴向侧以此次序设置。第二延伸部6c具有圆筒形形状，并在其内周表面上具有第一密封表面41。也就是说，第二延伸部6c设有在径向上面向内的第一密封表面41。第一密封表面41具有沿着轴向方向延伸的圆筒形形状。也就是说，在本公开中，沿着第一密封表面41的中心线的方向和轴向方向彼此一致。
抛油环6具有第三延伸部6d，该第三延伸部6d从第二延伸部6c进一步径向向外延伸。第二延伸部6c的外周表面以及第三延伸部6d的第二轴向侧上的表面面对轴承杯11的圆筒形部分14的端部，其中在它们之间具有间隙。此间隙用作用于抑制水等进入抛油环6与轴承杯11的圆筒形部分14之间的密封间隙。
密封构件7具有大体上环形的形状，并被附接到轴承杯11的圆筒形部分14。密封构件7密封轴承杯11与抛油环6之间的空间，该空间被供应有润滑脂(润滑剂)。为了实现密封功能，密封构件7具有固定部、橡胶唇部31、32、33、卡紧弹簧(第一挤压构件)51和支撑部45。固定部由金属构件34构成。
金属构件(固定部)34被装配到轴承杯11的圆筒形部分14的内周表面，以便被固定到轴承杯11的圆筒形部分14。金属构件34具有第一金属构件34a和第二金属构件34b。第一金属构件34a具有第一圆筒形部34a1和第一环形部34a2。第一环形部34a2从第一圆筒形部34a1的第二轴向侧上的端部径向向内延伸。第二金属构件34b具有第二圆筒形部34b1和第二环形部34b2。第二环形部34b2从第二圆筒形部34b1的第二轴向侧上的端部径向向内延伸。第一圆筒形部34a1被装配到轴承杯11的圆筒形部分14的内周表面，以便被固定到轴承杯11的圆筒形部分14。第二圆筒形部34b1在其径向内侧上与第一圆筒形部34a1重叠，并且第一圆筒形部34a1的第一轴向侧上的端部被卷曲，使得第二金属构件34b被固定到第一金属构件34a。
唇部31、32、33包含结合到金属构件34的第一唇部31、第二唇部32和第三唇部33。第一唇部31和第三唇部33被固定到第二金属构件34b的第二环形部34b2，并且第二唇部32被固定到第一金属构件34a的第一环形部34a2。
第一唇部31
第一唇部31具有基部(第一部分)31a、连接部(第二部分)31b和接触部(第三部分)31c。基部31a具有大致圆筒形的形状，并从金属构件(固定部)34在第一轴向方向上延伸。更具体来说，基部31a在第一轴向方向上从第二环形部分34b2的第一轴向侧上的侧表面延伸。连接部31b具有大致环形的形状，并从基部31a的延伸端(基部31a的第一轴向侧上的端部)径向向外延伸。连接部31b将基部31a的第一轴向侧上的端部和接触部31c的第一轴向侧上的端部连接起来。接触部31c具有大致圆筒形的形状，并且从连接部31b的延伸端(连接部31b的径向外端)在第二轴向方向上延伸。接触部31c比基部31a靠径向外侧设置，其中在它们之间具有间隙，并接触抛油环6的第一密封表面41。
接触部31c的径向外侧上的侧表面(接触部31c的外周表面)被定义为面对第一密封表面41的面对表面31c2，并且面对表面31c2的至少一部分接触第一密封表面41。关于第一密封表面41，基部31a被设置在接触部31c的与第一密封表面41相反的一侧上。
卡紧弹簧(第一挤压构件)51被设置在基部31a与接触部31c之间。更具体来说，卡紧弹簧51被容纳在由基部31a、连接部31b和接触部31c围绕的空间(容纳空间)S中。用于将卡紧弹簧51插入到容纳空间S中的开口A被设置在基部31a与接触部31c之间。开口A向第二轴向方向敞开。卡紧弹簧51是形成为环形的螺旋弹簧。卡紧弹簧51在收缩方向上弹性变形，以便被容纳在容纳空间S中，并且通过在延伸方向上弹性返回，将接触部31c朝向第一密封表面41挤压。
支撑部45和金属构件34
此处，如上所述，本公开的金属构件34由第一金属构件34a和第二金属构件34b构成。第一金属构件34a的第一圆筒形部34a1和第二金属构件34b的第二圆筒形部34b1构成金属构件34的圆筒形部35。第二环形部34b2从第二圆筒形部34b1的第一轴向侧上的端部径向向内延伸，该第二圆筒形部34b1是圆筒形部35的一部分。综上所述，金属构件34包含圆筒形部35和第二环形部34b2，该圆筒形部35被附接到轴承杯11的圆筒形部分14，该第二环形部34b2从圆筒形部35的一部分(第二圆筒形部34b1)径向向内延伸。金属构件34用作用于将密封构件7固定到轴承杯11的芯材。
支撑部45用作密封构件7的第一唇部31的芯材。也就是说，支撑部45沿着第一唇部31的基部31a设置，并且抑制基部31a径向向外变形。本公开的支撑部45由与金属构件34分离的金属构件构成。为了用作芯材，支撑部45仅需要由比由橡胶制成的第一唇部31(基部31a)具有更高的刚性的材料制成。
支撑部45具有支撑本体部46和辅助部47。支撑本体部46是沿着基部31a在轴向方向上延伸的圆筒形部分。支撑本体部46大致沿着整个基部31a设置。更具体来说，支撑本体部46从第二环形部34b2在第一轴向方向上延伸，并且支撑本体部46的第一轴向侧上的端部比卡紧弹簧51靠径向内侧设置。
辅助部47被用于定位支撑部45。因此，辅助部47从圆筒形支撑本体部46的第二轴向侧上的端部46a径向向内延伸。也就是说，辅助部47具有环形形状。辅助部47与支撑本体部46成一体，并且辅助部47的表面在轴向方向上接触金属构件34的一部分。支撑部45具有大体环形的形状，并且在包含密封结构1的中心线的截面中具有L形形状。
辅助部47的径向内端47a比金属构件34的第二环形部34b2的径向内端48a更径向向内突出。此构造被设置用于在密封构件7由模具形成时精确定位支撑部45。稍后将描述这种通过模具进行的模制。
第二唇部32和第三唇部33
第二唇部32从第一环形部34a2在第一轴向方向上延伸。第二唇部32的径向内侧上的侧表面接触抛油环6的第二密封表面42。在第二唇部32的径向外侧上的侧表面上设置有凹部32a。在凹部32a中设置有卡紧弹簧(第二挤压构件)52。通过将螺旋弹簧形成为环形来设置环形弹簧52。卡紧弹簧52在延伸方向上弹性变形，以便被容纳在凹部32a中，并且通过在收缩方向上弹性返回，将第二唇部32朝向第二密封表面42挤压。
第三唇部33从第二环形部34b2的径向内侧上的端部在第一轴向方向上延伸。第三唇部33的径向内侧上的侧表面接触抛油环6的第三密封表面43。第三密封表面43被形成为倾斜表面(锥形表面)，其外径从第一轴向侧到第二轴向侧逐渐减小。应注意，可以省略第三唇部33。在本实施例中，第三密封表面43以圆锥形形状形成。然而，例如，第三密封表面43可以是平行于轴向方向的圆筒形表面。
密封结构1和密封构件7
如图3中所示，在本实施例的密封构件7中，第一唇部31接触被设置成在径向上面向内的第一密封表面41，并且第二唇部32和第三唇部33接触被设置成在径向上面向外的第二密封表面42和第三密封表面43。因此，即使轴部4相对于轴承杯11在轴向方向上移动，密封性能也不会降低。
当轴部4相对于轴承杯11在径向方向上(例如，图3中向右)移动时，在轴部4的第一径向侧(图3所示的部分)上，第一唇部31在离开第一密封表面41的方向上移动，但是第二唇部32和第三唇部33在接近第二密封表面42和第三密封表面43的方向上移动。在轴部4的与轴部4的第一径向侧相反的第二径向侧上，第二唇部32和第三唇部33在离开第二密封表面42和第三密封表面43的方向上移动，但是第一唇部31在接近第一密封表面41的方向上移动。因此，能够确保密封构件7的在径向方向上的两侧上的密封性能。
在抛油环6中，第二密封表面42和第三密封表面43被设置在抛油环本体6a的外周表面上，并且比第二密封表面42和第三密封表面43靠径向外侧设置的第一密封表面41被设置在第二延伸部6c的内周表面上。因此，第二密封表面42和第三密封表面43以及第一密封表面41被设置成在径向方向上彼此大致面对，其中它们之间具有空间。该空间用作用于布置密封构件7(唇部31、33)的空间。在密封构件7被设置在该空间中的情况下，唇部31到33接触第一密封表面41以及第二密封表面42和第三密封表面43，第一密封表面41与第二密封表面42和第三密封表面443被设置成在径向方向上彼此面对。因为第三密封表面43比第一密封表面41靠径向内侧设置，所以密封结构1的轴向尺寸ng尽可能地减小。
如上所述，本公开的密封结构1密封待用润滑脂润滑的滚子轴承部5的内部空间(润滑空间)。在下文中，如图3中所示，相对于沿着第一密封表面41的方向(轴向方向)，相对于第一唇部31滚子轴承部5的内侧也被称为“润滑空间侧”，并且相对于第一唇部31滚子轴承部5的外侧也被称为“润滑空间外侧”。
图7A示出在供应润滑脂之前的状态中，第一唇部31的接触部31c接触第一密封表面41。在这种状态中，接触部31c的面对表面31c2的第二轴向侧(润滑空间外侧)上的一部分接触第一密封表面41，并且接触部31c的第一轴向侧(润滑空间侧)上的一部分面对第一密封表面41，其中它们之间具有微小间隙s。
图7B示出处于润滑脂被供应到润滑空间的状态中的第一唇部31。当润滑脂被供应到润滑空间时，由润滑脂的供应压力(内部压力)在箭头c的方向上挤压由橡胶制成的第一唇部31。因此，在接触部31c的面对表面31c2中，在其间具有微小间隙s的情况下面对第一密封表面41的部分被推压以接触第一密封表面41。
鉴于上述内容，在本公开的密封结构1中，高刚性的支撑部45沿着第一唇部31的基部31a设置。这使得抑制第一唇部31由于供应到润滑空间的润滑脂的压力而导致强力挤压密封表面41成为可能。在接触部31c的面对表面31c2中，在其间具有微小间隙s的情况下面对第一密封表面41的部分被其表面阻止接触第一密封表面41。因此，润滑脂随着供应压力向上推动接触部31c，并从接触部31c与第一密封表面41之间的间隙排放(参见箭头d)。以此方式，在润滑空间中能够用新润滑脂适当地替换旧润滑脂。
如上所述，在维护等时，用新润滑脂替换润滑空间中的润滑脂。本公开的密封结构1提供润滑脂容易从接触部31c与第一密封表面41之间的间隙排放的构造。在本公开的密封结构1中，除了如上所述的支撑部45的功能之外，沟槽61还被设置在第一唇部31的接触部31c中，使得能够进一步改进润滑脂排放性能。在下文中，将对其进行描述。
第一唇部31的沟槽61的功能
如图5中所示，第一唇部31的接触部31c具有面对第一密封表面41的侧表面(下文也称为“面对表面”)31c2。沟槽61被设置在面对表面31c2中。沟槽61从接触部31c的润滑空间侧上的端部朝向润滑空间外侧在轴向方向上延伸。如图6A和图6B中所示，沟槽61在第一唇部31的周向方向上间隔地设置在第一唇部31的多个位置处。例如，沟槽61在周向方向上等间隔地形成在第一唇部31的16个位置处。本实施例的沟槽61中的每一个沟槽的底表面的横截面(垂直于轴线的方向上的截面)具有大致弧形形状。
所述沟槽61中的每一个沟槽包含在润滑空间侧上的深沟槽部61a以及在润滑空间外侧上的浅沟槽部61b。深沟槽部61a和浅沟槽部61b的底表面相对于第一密封表面41倾斜，使得它们的轴向深度在润滑空间侧上较深。深沟槽部61a的底表面的倾斜度大于浅沟槽部61b的底表面的倾斜度。如图6A和图6B中所示，深沟槽部61a和浅沟槽部61b的周向宽度W3大致相同。如上所述，沟槽61在润滑空间侧上具有较大横截面积，并且在润滑空间外侧上具有较小横截面积。
如上所述，图7A示出第一唇部31的接触部31c，其接触第一密封表面41。在这种状态中，接触部31c的面对表面31c2的第二轴向侧(润滑空间外侧)上的部分接触第一密封表面41，并且接触部31c的面对表面31c2的第一轴向侧(润滑空间侧)上的部分面对第一密封表面41，其中它们之间具有微小间隙s。
如上所述，图7B示出处于润滑脂被供应到润滑空间的状态中的第一唇部31。当润滑脂被供应到润滑空间时，由润滑脂的供应压力(内部压力)在箭头c的方向上挤压第一唇部31。此时，支撑部45抑制第一唇部31的变形。然而，此处假设，在接触部31c的面对表面31c2中，在其间具有微小间隙s的情况下面对第一密封表面41的部分接触第一密封表面41。
此时，如图6B中所示，接触部31c的面对表面31c2的在位置L的第二轴向方向上位于较远处的区域与完全接触区域R1对应。沟槽61的第二轴向侧(润滑空间外侧)上的端部被设置在位置L处。在完全接触区域R1中，接触部31c的面对表面31c2的全周(整个表面)接触第一密封表面41。此外，接触部31c的面对表面31c2的在位置L的第一轴向侧上的区域是部分接触区域R2，在部分接触区域R2中，接触部31c的面对表面31c2由于沟槽61而导致在周向方向上不连续地(间歇地)接触第一密封表面41。也就是说，接触部31c的面对表面31c2具有完全接触区域R1和部分接触区域R2。
因此，如图7B中所示，即使当在箭头c的方向上由润滑脂挤压第一唇部31时，部分接触区域R2的沟槽61的表面也不接触第一密封表面41。因此，润滑空间中的润滑脂进入沟槽61，通过其供应压力向上推动接触部31c，并从接触部31c的完全接触区域R1与第一密封表面41之间的间隙排放(参见箭头d)。以此方式，在润滑空间能够中用新润滑脂适当地替换旧润滑脂。
如上所述，因为沟槽61在润滑空间侧上的横截面积大于在润滑空间外侧上的横截面积，所以润滑脂容易流动到沟槽61中，并且润滑脂供应时的润滑脂排放性能得到改进。
如图7B中所示，在接触部31c的面对表面31c2中，完全接触区域R1与部分接触区域R2之间的边界L位于卡紧弹簧51的第一轴向侧(润滑空间侧)上的端部51b与卡紧弹簧51的中心51a之间的轴向范围D内。提供此构造的原因如下。也就是说，如果边界L相对于端部51b位于第一轴向侧上，则已进入沟槽61的润滑脂难以向上推动面对表面31c2的完全接触区域R1。如果边界L相对于中心51a被设置在第二轴向侧(润滑空间外侧)上，则接触部31c的密封性能由于完全接触区域R1的表面压力而降低。
图8A和8B示出当润滑脂的供应压力作用在第一唇部31上时，第一密封表面41上的完全接触区域R1的表面压力的改变。如图8A中所示，当完全接触区域R1和部分接触区域R2之间的边界L与卡紧弹簧51的中心51a一致时，第一密封表面41上的完全接触区域R1的表面压力指示润滑空间侧上的端部处的峰值(参见点P1)。因此，水等容易从润滑空间外侧上的面对表面31c2与第一密封表面41之间的间隙进入。
如图8B中所示，当完全接触区域R1与部分接触区域R2之间的边界L相对于卡紧弹簧51的中心51a离润滑空间侧更近时，第一密封表面41上的完全接触区域R1的表面压力指示润滑空间外侧上的端部处的峰值(见点P2)。因此，能够适当地抑制水等从润滑空间外侧上的面对表面31c2与第一密封表面41之间的间隙进入，并且能够适当地维持密封性能。
图9A和图9B是与图6A和图6B对应的图，并且示出第一唇部31的沟槽61的变型。在变型中的沟槽61中，深沟槽部61a的周向方向上的宽度W4大于浅沟槽部61b的宽度W3。深沟槽部61a的横截面形状具有大致弧形的形状。根据变型，能够使深沟槽部61a的横截面形状较大，这能够有助于润滑脂流动到沟槽61中。
用模具模制密封构件7
密封构件7(见图4)包含橡胶唇部31、32、33、用于固定唇部31、32、33的金属构件(固定部)34以及用作第一唇部31的芯材的支撑部45。具有此构造的密封构件7由模具形成。更具体来说，在第一金属构件34a被固定到模具的一部分的状态中，第二唇部32在模具中被硫化和模制，并且第一金属构件34a和第二唇部32被集成。此外，在第二金属构件34b被固定到另一模具的一部分的状态中，第一唇部31和第三唇部33在模具中被硫化和模制，并且第二金属构件34b、第一唇部31和第三唇部33被集成。当第一唇部31被硫化和模制时，支撑部45被固定到模具。
图10是示出支撑部45被固定到模具的状态的说明图。如图10中所示，模具的一部分65接触支撑部45的辅助部47的径向内端47a。在将支撑部45嵌入在第一唇部31中的同时，支撑部45在径向方向上定位。注意，模具的一部分65在周向方向上部分接触辅助部47的径向内端47a。因此，橡胶部分被形成在该部分65以外的部分中。
当使用模具整体形成包含橡胶唇部31、33、支撑部45和第二金属构件34b的密封构件7时，辅助部47的表面与第二金属构件34b的在轴向方向上的一部分接触。这有助于支撑部45和第二金属构件34b在轴向方向上的定位。此外，模具的另一部分66接触辅助部47的第一轴向侧上的表面。这确保支撑部45在轴向方向上的定位。模具的另一部分66在周向方向上部分接触辅助部47的表面。因此，橡胶部分被形成在部分66以外的部分中。
其它
如上所述，支撑部45在包含密封结构1的中心线的截面中具有L形形状。金属构件34整体大致是U形的，并且通过重叠第一金属构件34a和第二金属构件34b来构造。支撑部45、第一金属构件34a和第二金属构件34b中的每一个在包含密封结构1的中心线的截面中具有L形。如上所述，在本公开中，支撑部45与金属构件34分开设置。在金属构件34中，第一金属构件34a和第二金属构件34b分开设置。在本公开中，第一金属构件34a、第二金属构件34b和支撑部45具有带有弯曲部的形状。然而，第一金属构件34a、第二金属构件34b和支撑部45能够分开制造，这有助于其制造。
本发明不限于上述实施例，并且能够在权利要求中所述的本发明的范围内变型。例如，支撑部45可以与金属构件34(第二金属构件34b)成一体。诸如设置在第一唇部31的接触部31c中的沟槽61的数目、轴向长度、周向宽度和横截面形状等因素能够被适当地改变。本公开的密封结构1能够被应用到除了十字接头20中的轴部4与轴承杯11之间的部分之外的部分。

Claims (6)

1.一种密封结构(1)，其特征在于包括：
第一构件(11)，所述第一构件(11)具有圆筒形部分；
第二构件(6)，所述第二构件(6)具有主体(6a)，所述主体(6a)比所述圆筒形部分靠径向内侧设置，并且所述主体(6a)以相对于所述第一构件(11)旋转的方式与所述第一构件(11)同心设置；和
环形密封构件(7)，所述环形密封构件(7)被附接到所述第一构件(11)，并且所述环形密封构件(7)被构造成密封所述第一构件(11)与所述第二构件(6)之间的空间，所述空间被供应有润滑剂，其中：
所述第二构件(6)进一步包含第一延伸部(6b)和第二延伸部(6c)，所述第一延伸部(6b)从所述主体(6a)的第一轴向侧的部分沿径向向外延伸，所述第二延伸部(6c)从所述第一延伸部(6b)的径向外端在第二轴向方向上延伸，并且所述第二延伸部(6c)设有沿径向面向内的密封表面(41)；并且
所述环形密封构件(7)包含
固定部，所述固定部被固定到所述第一构件(11)；
橡胶唇部(31)，所述橡胶唇部(31)具有基部(31a)、接触部(31c)和连接部(31b)，所述基部(31a)从所述固定部在第一轴向方向上延伸，所述接触部(31c)比所述基部(31a)靠径向外侧设置，其中在所述接触部(31c)与所述基部(31a)之间具有间隙，并且所述接触部(31c)被构造成接触所述密封表面(41)，并且所述连接部(31b)连接所述基部(31a)的所述第一轴向侧的部分和所述接触部(31c)的所述第一轴向侧的部分；
挤压构件，所述挤压构件被设置在所述基部(31a)与所述接触部(31c)之间，以将所述接触部(31c)朝向所述密封表面(41)挤压；和
支撑部(45)，所述支撑部(45)沿着所述基部(31a)设置，并且所述支撑部(45)具有比所述基部(31a)高的刚性。
2.根据权利要求1所述的密封结构(1)，其特征在于：
所述固定部具有金属构件(34)，所述金属构件(34)被附接到所述第一构件(11)；并且
所述支撑部(45)与所述金属构件(34)分离。
3.根据权利要求2所述的密封结构(1)，其特征在于所述支撑部(45)具有圆筒形支撑本体部(46)和辅助部(47)，所述圆筒形支撑本体部(46)沿着所述基部(31a)在轴向方向上延伸，并且所述辅助部(47)与所述圆筒形支撑本体部(46)成一体，并且所述辅助部(47)被构造成在所述轴向方向上接触所述金属构件(34)的一部分。
4.根据权利要求3所述的密封结构(1)，其特征在于：
所述金属构件(34)具有圆筒形部和环形部，所述圆筒形部被附接到所述第一构件(11)，所述环形部从所述圆筒形部沿径向向内延伸；
所述辅助部(47)从所述圆筒形支撑本体部(46)的第二轴向端沿径向向内延伸，并且所述辅助部(47)具有环形形状；并且
所述辅助部(47)的径向内端相对于所述环形部的径向内端进一步沿径向向内突出。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的密封结构(1)，其特征在于：
所述接触部(31c)具有面对表面(31c2)，所述面对表面(31c2)面对所述密封表面(41)；并且
所述面对表面(31c2)具有完全接触区域(R1)和部分接触区域(R2)，所述完全接触区域(R1)被设置在所述面对表面(31c2)的与空间外侧对应的第二轴向侧的部分中，并且所述完全接触区域(R1)被构造成在所述完全接触区域(R1)的全周上接触所述密封表面(41)，并且所述部分接触区域(R2)被设置在所述面对表面(31c2)的与空间侧对应的所述第一轴向侧的部分中，并且所述部分接触区域(R2)被构造成在所述部分接触区域(R2)的周向方向上不连续地接触所述密封表面(41)。
6.根据权利要求5所述的密封结构(1)，其特征在于：
所述挤压构件是卡紧弹簧(51)；并且
所述完全接触区域(R1)与所述部分接触区域(R2)之间的边界(L)位于所述卡紧弹簧(51)的所述第一轴向侧的端部与所述卡紧弹簧(51)的中心(51a)之间的轴向范围内。
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