CN112088269B - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封装置，对壳体与配置在设置于壳体的轴孔内的旋转轴之间的间隙进行密封。密封装置包括：环状的安装部，安装于轴孔的内周面；内侧环状部，配置在安装部的径向内侧；密封唇，从内侧环状部延伸，与旋转轴的外周面接触；波纹部，将安装部与内侧环状部连接；隔音环，固定于安装部，从安装部向径向内侧扩展，具有供旋转轴通过内部的开口；以及圆环状的隔音唇，从内侧环状部或波纹部朝向隔音环突出，具有以能够滑动的方式与隔音环接触的前端部。隔音环具有：圆环部，与隔音唇的前端接触；以及突出壁，配置在圆环部的径向内侧且开口的径向外侧，朝向内侧环状部突出。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及适合用作转向防尘密封件的密封装置。

背景技术

转向防尘密封件配置于前围板，在其内部旋转自如地插入有转向轴(专利文献1)。

转向防尘密封件具有抑制异物(灰尘、泥水等)从发动机舱进入车厢内，并且抑制声音从发动机舱向车厢内传播的功能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-20721号公报。

发明内容

为了抑制声音的传播，专利文献1所记载的转向防尘密封件除了波纹部之外，还具备凸缘和以能够滑动的方式与凸缘接触的唇部。凸缘包围转向轴。波纹部、凸缘和唇部形成使声音衰减的密闭空间。

在这样的结构的转向防尘密封件中，希望能够长期维持密闭空间。

因此，本发明提供一种能够长期维持使声音衰减的密闭空间的密封装置。

本发明的一个方式的密封装置对壳体与旋转轴之间的间隙进行密封，所述旋转轴配置在设置于所述壳体的轴孔内，所述密封装置包括：环状的安装部，安装于所述轴孔的内周面；内侧环状部，配置在所述安装部的径向内侧；密封唇，从所述内侧环状部延伸，与所述旋转轴的外周面接触；波纹部，将所述安装部与所述内侧环状部连接；隔音环，固定于所述安装部，从所述安装部向径向内侧扩展，具有供所述旋转轴通过内部的开口；以及圆环状的隔音唇，从所述内侧环状部或所述波纹部朝向所述隔音环突出，具有以能够滑动的方式与所述隔音环接触的前端部。所述隔音环具有：圆环部，与所述隔音唇的所述前端接触；以及突出壁，配置在所述圆环部的径向内侧且所述开口的径向外侧，朝向所述内侧环状部突出。

在该方式中，安装部、波纹部、隔音环以及隔音唇划分出使声音衰减的密闭的空间。在旋转轴相对于轴孔偏心的情况下，隔音环不移动，而隔音唇追随旋转轴而横向移动。但是，在隔音环的圆环部的径向内侧且开口的径向外侧配置有突出壁，突出壁限制隔音唇的过度的横向移动，阻碍隔音唇的一部分到达开口而密闭的空间被开放。因而，隔音唇的前端部与隔音环的圆环部持续接触，能够长期维持使声音衰减的密闭的空间。

优选的是，所述隔音唇朝向径向外侧倾斜地突出，所述隔音环的所述圆环部相对于所述轴孔的所述轴线方向倾斜，以使得投影到所述轴孔的轴线方向上时的所述圆环部的外侧部分与所述内侧环状部之间的距离大于投影到所述轴孔的轴线方向上时的所述圆环部的内侧部分与所述内侧环状部之间的距离。

在该情况下，当隔音唇的前端部的一部分从径向内侧向外侧移动时，隔音唇的该一部分相对于隔音环的圆环部的滑动阻力逐渐减弱，隔音唇不会向未预期的方向折弯，而相对于圆环部顺畅地滑动。反之，当隔音唇的前端部的一部分从径向外侧向内侧移动时，隔音唇通过圆环部逐渐较大地弯曲，该一部分不会从圆环部离开，密闭的空间也不会开放。因而，无论如何，隔音唇的前端部都与隔音环的圆环部持续接触，能够长期维持使声音衰减的密闭的空间。

优选的是，在与所述隔音唇的所述前端部接触的所述隔音环的部分形成有不规则的凹凸。在该情况下，由弹性材料形成的隔音唇不容易粘到隔音环，因此隔音唇能够不受到因摩擦引起的大的阻力而相对于隔音环滑动。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的密封装置的剖视图；

图2是示出旋转轴摆动时的第一实施方式的密封装置的剖视图；

图3是示出比较例中的不良情况的密封装置的剖视图；

图4是示出旋转轴向与图2相反的方向摆动时的第一实施方式的密封装置的剖视图；

图5是第一实施方式的密封装置的隔音环的一部分的俯视图；

图6是示出本发明的第二实施方式的密封装置的剖视图；

图7是示出本发明的第三实施方式的密封装置的剖视图；

图8是示出本发明的第四实施方式的密封装置的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的多个实施方式进行说明。

第一实施方式

如图1所示，本发明的第一实施方式的密封装置1是对壳体(前围板)2与旋转轴(转向轴)4之间的间隙进行密封的转向防尘密封件，旋转轴4配置在设置于壳体2的轴孔2A内。密封装置1是环状的部件，在图1中示出其左半部分。在图1中，附图标记E表示发动机舱侧的空间，附图标记P表示车厢侧的空间。因此，附图的上下与密封装置的使用状态的上下相反。

密封装置1是基本上由弹性材料、例如弹性体形成的高弹性部件，具有：环状的安装部6，安装在轴孔2A的内周面；内侧环状部8，配置在比安装部6靠径向内侧的位置；以及弯曲的波纹部10，将安装部6与内侧环状部8连接。

进而，密封装置1具有从内侧环状部8延伸并遍及整周与旋转轴4的外周面接触的多个密封唇12、14、16。如图所示，密封唇12、14、16与旋转轴4接触而弹性变形。在该实施方式中，设置有3个密封唇12、14、16，然而，密封唇的数量并不限于实施方式，既可以是1个，也可以是2个，还可以是4个以上。内侧环状部8、波纹部10以及密封唇12、14、16由弹性材料、例如弹性体形成。

安装部6具有弹性环22以及固定在弹性环22的周围的刚性环24，弹性环22由弹性材料、例如弹性体形成，刚性环24由刚性材料、例如金属形成。刚性环24嵌入(压入)到轴孔2A中。此外，在刚性环24中，一个端部24a具有比其他部分小的直径，在端部24a的周围遍及整周地配置有弹性环22的一部分22a。部分22a在刚性环24的端部24a与壳体2之间被压缩，将安装部6与壳体2之间的间隙密封。

旋转轴4是设置于倾斜转向机构的转向轴。因此，旋转轴4被驾驶员摆动，因此有可能偏心。波纹部10是容易弹性变形的部分，设置成能够通过其弹性变形而允许旋转轴4的移动、即偏心，并且密封唇12、14、16遍及整周地与旋转轴4的外周面接触。

进而，密封装置1具有环状的滑动部件26，该滑动部件26配置在内侧环状部8的内侧，固定于内侧环状部8。例如，也可以通过在形成于内侧环状部8的内周面的凹部嵌入形成于滑动部件26的外周面的凸部，将滑动部件26固定于内侧环状部8。但是，将滑动部件26固定于内侧环状部8的方式没有限定。

滑动部件26被设置成：即使旋转轴4偏心，密封唇12、14、16也能够遍及整周地与旋转轴4的外周面接触。具体而言，如图2以及图4所示，在旋转轴4摆动时，位于旋转轴4的周围的滑动部件26追随旋转轴4的移动而移动。密封唇12、14、16位于相对地固定于滑动部件26的位置，因此位于相对于旋转轴4也相对固定的位置。因而，密封唇12、14、16能够遍及整周地与旋转轴4的外周面接触。

这样，在旋转轴4旋转时，旋转轴4的外周面相对于滑动部件26的内周面滑动。滑动部件26由例如聚四氟乙烯这样的、比弹性体硬的、低摩擦系数的树脂形成。因而，即使旋转轴4旋转，也能够防止因旋转轴4的外周面与滑动部件26的内周面的摩擦而产生异响。

虽然不是必不可少的，但在滑动部件26的内周面形成有用于保持润滑脂的槽26A。通过润滑脂，能够进一步降低旋转轴4的外周面与滑动部件26的内周面的摩擦。

虽然不是必不可少的，但密封装置1具有埋设于内侧环状部8的加强环28。加强环28由刚性材料、例如金属形成，能够抑制内侧环状部8的变形，以使得密封唇12、14、16以稳定的姿势与旋转轴4接触。

并且，密封装置1具有隔音环30。隔音环30固定于安装部6，从安装部6向径向内侧扩展。隔音环30是为了阻碍声音从发动机舱侧的空间E向车厢侧的空间P的传播而设置的，其材质没有限定。但是，为了维持后述的密闭空间，隔音环30优选由刚性材料、例如树脂或金属形成。

隔音环30配置在远离波纹部10的位置，具有外侧圆筒部30A、圆环部30B、突出壁30C以及开口30D。外侧圆筒部30A嵌入并固定于安装部6的弹性环22的内周面的部分22b。圆环部30B从外侧圆筒部30A向径向内侧扩展。在该实施方式中，圆环部30B相对于轴孔2A的轴线方向倾斜，圆环部30B的内侧部分在图1中配置在比外侧部分靠上方(即，波纹部10侧)的位置。圆环部30B相对于与轴孔2A的轴线方向垂直的平面以倾斜角α交叉。突出壁30C配置在圆环部30B的径向内侧，在图1中朝向上方(即内侧环状部8侧)突出。开口30D形成在隔音环30的中心，旋转轴4通过开口30D的内部。开口30D的直径具有允许旋转轴4的摆动的大小。

突出壁30C配置于开口30D的径向外侧。在本实施方式中，突出壁30C具有折弯的形状。

这样的隔音环30例如能够通过对金属板进行冲压加工而形成。或者，也可以通过注射成形或冲压成形而由树脂材料形成隔音环30。

并且，密封装置1具有由弹性材料、例如弹性体形成的圆环状的隔音唇34。在本实施方式中，隔音唇34从内侧环状部8与波纹部10的连结部分朝向隔音环30突出。但是，隔音唇34既可以从内侧环状部8朝向隔音环30突出，也可以从波纹部10朝向隔音环30突出。

隔音唇34朝向径向外侧倾斜地突出，隔音唇34的前端部以能够滑动的方式与隔音环30的圆环部30B无间隙地接触。

安装部6、波纹部10、隔音环30以及隔音唇34划分出使声音衰减的密闭的空间36。如图2以及图4所示，在旋转轴4摆动而相对于轴孔2A偏心的情况下，隔音环30不移动，而隔音唇34追随旋转轴4横向移动。

如上所述，由于隔音环30的圆环部30B相对于轴孔2A的轴线方向倾斜，因此投影到轴孔2A的轴线方向上时的圆环部30B的外侧部分与内侧环状部8的距离大于投影到轴孔2A的轴线方向上时的圆环部30B的内侧部分与内侧环状部8的距离。因而，如图2所示，在隔音唇34向箭头A的方向移动时、即在隔音唇34的前端部的一部分从径向内侧向外侧移动时，隔音唇34的该一部分相对于隔音环30的圆环部30B的滑动阻力逐渐减弱，隔音唇34不会向未预期的方向折弯，一边弯曲逐渐变小，一边相对于圆环部30B顺畅地滑动。因而，隔音唇34的前端部持续与隔音环30的圆环部30B接触，能够维持使声音衰减的密闭的空间36。

图3是示出比较例中的不良情况的密封装置的剖视图。在该比较例中，圆环部30B不倾斜地配备在与轴孔2A的轴线方向垂直的平面上。在该比较例中，在隔音唇34向箭头A的方向移动时、即在隔音唇34的前端部的一部分从径向内侧向外侧移动时，由于滑动阻力，隔音唇34的该一部分向未预期的方向折弯，其他部分也受此影响而变形，有可能在隔音唇34与圆环部30B之间产生间隙38。如果产生间隙38，则空间36不被密闭，因此使声音衰减的效力减弱。本实施方式能够抑制这样的不良情况。

另一方面，如图4所示，在隔音唇34向箭头B的方向移动时，即，与图2相反地，在隔音唇34的前端部的一部分从径向外侧向内侧移动时，隔音唇34通过圆环部30B而逐渐较大地弯曲，该一部分不会从圆环部30B离开，密闭的空间36也不会开放。

此外，在隔音环30的圆环部30B的径向内侧且开口30D的径向外侧配置有突出壁30C，因此在隔音唇34向箭、头B的方向移动时，突出壁30C限制隔音唇34的过度的横向移动，阻碍隔音唇34的一部分到达开口30D而使得密闭的空间36被开放。

因而，不管隔音唇34向哪一方向移动，隔音唇34的前端部也与隔音环30的圆环部30B持续接触，能够长期维持使声音衰减的密闭的空间36。此外，由于限制了隔音唇34的一部分到达开口30D，因此能够比以往更自由地设计开口30D的尺寸以及旋转轴4的形状。

图5是隔音环30的一部分的俯视图。如图5所示，在隔音环30的圆环部30B的一个面的整体上不规则地形成有多个微细的凹凸。微细的凹凸例如能够通过梨地处理而形成。该面是供隔音唇34的前端部滑动的面。通过这样的微细的凹凸，隔音唇34的前端部与圆环部30B的接触面积减少，由弹性材料形成的隔音唇34不容易粘到隔音环30，因此隔音唇34能够不受到因摩擦引起的较大的阻力而相对于隔音环30滑动。

如图所示，微细的凹凸也可以形成于圆环部30B的一个面的整体。或者，微细的凹凸也可以仅形成在该面中的具有隔音唇34滑动的可能性的部分。或者，微细的凹凸不仅可以形成于圆环部30B，也可以形成于外侧圆筒部30A或突出壁30C。

微细的凹凸在后述的其他实施方式中也可以形成于圆环部30B。

第二实施方式

图6示出本发明的第二实施方式的密封装置1。在图6以后的附图中，为了表示已经说明的构成要素，使用相同的附图标记，对这些构成要素不进行详细说明。

在第二实施方式的密封装置1中，隔音环30的突出壁30C具有与第一实施方式不同的形状。突出壁30C的形状并不限于第一实施方式以及第二实施方式，是任意的。在第二实施方式中，与第一实施方式相同地，隔音环30的圆环部30B相对于与轴孔2A的轴线方向垂直的平面以倾斜角α交叉。

第三实施方式

图7示出本发明的第三实施方式的密封装置1。

在第三实施方式的密封装置1中，在形成于隔音环30的圆环部30B的中心的开口部40固定有环42。固定的方式没有限定，例如可以是嵌入(压入)。在第三实施方式中，与第一实施方式相同，隔音环30的圆环部30B相对于与轴孔2A的轴线方向垂直的平面以倾斜角α交叉。

在环42上形成有突出壁44，突出壁44发挥与上述的突出壁30C相同的作用。突出壁44配置在圆环部30B的径向内侧且开口30D的径向外侧，朝向内侧环状部8突出。在该实施方式中，环42的内周面构成隔音环30的开口30D。

环42可以由刚性材料、例如树脂或金属形成，也可以由弹性材料、例如弹性体形成。

第四实施方式

图8示出本发明的第四实施方式的密封装置1。

第四实施方式是第三实施方式的变形。在第三实施方式中，与第一实施方式相同地，隔音环30的圆环部30B相对于与轴孔2A的轴线方向垂直的平面以倾斜角α交叉。但是，在第四实施方式中，圆环部30B不倾斜地配备在与轴孔2A的轴线方向垂直的平面上。

因而，在第四实施方式中，不享有第一实施方式中的圆环部30B的倾斜所带来的效果。但是，在第四实施方式中，突出壁44限制隔音唇34的过度的横向移动，阻碍隔音唇34的一部分到达开口30D而密闭的空间36被开放。

第四实施方式是第三实施方式的变形，但在第一实施方式中，也可以将突出壁30C原样保留，将隔音环30的圆环部30B不倾斜地配备在与轴孔2A的轴线方向垂直的平面上。

其他变形例

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述说明并不限定本发明，在本发明的技术范围内，可以考虑包括构成要素的删除、追加、替换的各种变形例。

例如，在上述的实施方式中，密封装置1是转向防尘密封件，但本发明并不限于转向防尘密封件，也可以应用于对能够较大地偏心的旋转轴的周围进行密封并且使噪声衰减的密封装置。

符号说明

E 发动机舱侧的空间

P 车厢侧的空间

1 密封装置(转向防尘密封件)

2 壳体(前围板)

2A 轴孔

4 旋转轴(转向轴)

6 安装部

8 内侧环状部

10 波纹部

12、14、16 密封唇

22 弹性环

24 刚性环

26 滑动部件

28 加强环

30 隔音环

30A 外侧圆筒部

30B 圆环部

30C 突出壁

30D 开口

34 隔音唇

36 密闭空间

40 开口部

42 环

44 突出壁

Claims (2)

1.一种密封装置，对壳体与旋转轴之间的间隙进行密封，所述旋转轴配置在设置于所述壳体的轴孔内，所述密封装置的特征在于，包括：

环状的安装部，安装于所述轴孔的内周面；

内侧环状部，配置在所述安装部的径向内侧；

密封唇，从所述内侧环状部延伸，与所述旋转轴的外周面接触；

波纹部，将所述安装部与所述内侧环状部连接；

隔音环，固定于所述安装部，从所述安装部向径向内侧扩展，具有供所述旋转轴通过内部的开口；以及

圆环状的隔音唇，从所述内侧环状部或所述波纹部朝向所述隔音环突出，具有以能够滑动的方式与所述隔音环接触的前端部，

所述隔音环具有：圆环部，与所述隔音唇的所述前端接触；以及突出壁，配置在所述圆环部的径向内侧且所述开口的径向外侧，朝向所述内侧环状部突出。

2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

在与所述隔音唇的所述前端部接触的所述隔音环的部分形成有不规则的凹凸。

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