CN112923055A - 密封装置及密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可提高密封性的密封装置及密封结构。该密封装置为环状，用于将多个构件形成的环状空间密封，其包括：密封部(11、12)，其被设置在外周侧与内周侧中的至少一侧，与多个构件的任一个接触；及非密封部(13、14)，朝向轴线(x)方向的任意一侧，并且形成有凸部(15、16)。

Description

密封装置及密封结构

技术领域

本发明涉及一种密封装置及密封结构，尤其涉及用于静态密封的密封装置、及使用该静态密封装置的密封结构。

背景技术

一直以来，作为密封装置已知有垫圈，其安装到由多个构件之间形成的环状槽等环状空间，将构件之间密封，所述构件相互对置且相对不移动，例如壳体与盖、管与管等。垫圈与形成供其安装的环状空间的应用对象构件一起形成密封结构。作为这种现有垫圈的制造方法，提出了如下方法：利用两个模具形成垫圈形状空间，并向垫圈形状空间注入熔融树脂(例如参考专利文献1)。

在用于专利文献1所记载的垫圈的制造方法的装置中，由沿着要制造的垫圈的轴线方向可相对移动的两个模具形成垫圈形状空间，且在所述模具之间形成狭缝，用于从内周侧注入熔融树脂。由于能够从这样的狭缝注入熔融树脂来形成环状垫圈，因此，相比通过切削圆盘中央部分的工序来制造环状垫圈的方法，可以抑制变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-284847号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在垫圈等环状密封装置中，其内周面或外周面有时会接触形成环状空间的构件。这种情况下，为了提高密封性，优选这些内周面或外周面平滑，并且优选整个密封装置不会因切割而发生变形。然而，如专利文献1所述，从内周侧注入熔融树脂时，垫圈的内周面有时会形成毛刺等凸部。此外，两个模具的接缝位于外周侧，外周面有时会因分型线而形成凸部。即，在密封装置中，难以在抑制切割变形的同时使接触形成环状空间的构件的接触面平滑化。

本发明是鉴于上述问题研究而成的，其目的在于提供一种能够提高密封性的密封装置及密封结构。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明所涉及的密封装置为环状，用于将多个构件形成的环状空间密封，包括：一个或多个密封部，其被设置在内周侧与外周侧中的至少一侧，与所述多个构件的任一个接触；及一个或多个非密封部，其朝向轴线方向的任意一侧，并且形成有凸部。

在本发明的一实施方式所涉及的密封装置中，所述密封部包括与所述构件线状接触的部位，该部位是向内周侧或外周侧形成为凸状的曲面的顶点部。

在本发明的一实施方式所涉及的密封装置中，所述密封部包括与所述构件面状接触的部位，该部位是沿所述轴线方向延伸的面。

在本发明的一实施方式所涉及的密封装置中，所述非密封部具有向所述轴线方向的任意一侧呈凸状的曲面部。

在本发明的一实施方式所涉及的密封装置中，所述非密封部具有沿着与所述轴线方向交叉的面延伸的平面部。

为了实现上述目的，本发明所涉及的密封结构包括由多个构件形成的绕轴线呈环状的空间即安装空间、以及用于将该安装空间密封的密封装置，所述密封装置是上述实施方式中任一项所述的密封装置，通过使所述密封部接触所述构件而将所述安装空间密封。

发明效果

根据本发明所涉及的密封装置及密封结构，可以提高密封性。

附图说明

图1是本发明第一实施方式所涉及的密封装置的俯视图。

图2是本发明第一实施方式所涉及的密封装置的剖视图。

图3是本发明第一实施方式所涉及的密封结构的剖视图。

图4是本发明第二实施方式所涉及的密封结构的剖视图。

图5是本发明第三实施方式所涉及的密封结构的剖视图。

图6是本发明第四实施方式所涉及的密封结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图来说明本发明的实施方式。

＜第一实施方式＞

图1是本发明第一实施方式所涉及的密封装置1的俯视图，图2是本发明第一实施方式所涉及的密封装置1沿轴线x的剖面的剖视图。以下，为了便于说明，将轴线x方向上的箭头a(参考图2)方向(轴线方向上的其中一侧)设为上侧，将轴线x方向上的箭头b(参考图2)方向(轴线方向上的另一侧)设为下侧。此外，在与轴线x垂直的方向(以下也称为“径向”)上，将远离轴线x的方向(图1、2的箭头c方向)设为外周侧，将靠近轴线x的方向(图1、2的箭头d方向)设为内周侧。

如图1及图2所示，本发明第一实施方式所涉及的密封装置1为环状，用于将多个构件形成的环状空间密封，其包括：密封部11、12，其被设置在外周侧与内周侧中的至少一侧，与多个构件的任一个接触；及非密封部13、14，其朝向轴线x方向的任意一侧，并且形成有凸部15、16。密封装置1是由橡胶、树脂等弹性材料形成的垫圈，用于将多个构件形成的环状空间即安装空间密封。该环状的安装空间形成在不能相对移动且对置的构件之间，例如壳体与盖之间、管与管之间等。以下，具体地说明密封装置1。

如图2所示，密封装置1的剖面大体形成为圆状，其外表面中的内周侧的顶点部(即，包括顶点及其周边部的部分，以下相同)成为与后述的壳体100接触的密封部11，外周侧的顶点及其周边部成为与后述的盖200接触的密封部12。即，在密封装置1的内周侧及外周侧分别形成密封部11、12。密封装置1的剖面大体为圆状，内周侧的密封部11是向内周侧呈凸状形成的曲面的顶点部，外周侧的密封部12是向外周侧呈凸状形成的曲面的顶点部。

密封装置1的外表面中，除密封部11、12以外的部分为非密封部13、14。非密封部13是位于内周侧的密封部11与外周侧的密封部12之间，且朝向轴线x方向的上侧的面。非密封部13是向轴线x方向的上侧凸起的曲面部。非密封部14是位于内周侧的密封部11与外周侧的密封部12之间，且朝向轴线x方向的下侧的面。非密封部14是向轴线x方向的下侧凸起的曲面部。在非密封部13的轴线x方向的上侧的顶点部，形成有向轴线x方向的上侧突出的凸部15，在非密封部13的轴线x方向的下侧的顶点部，形成有向轴线x方向的下侧突出的凸部16。

另外，密封装置1弹性地接触后述的壳体100及盖200，密封装置1的外表面中接触壳体100或盖200的范围由密封装置1的材质、各部分的位置及尺寸等决定。以下说明中，“密封部”是指密封装置的外表面中通过弹性接触而接触对象的范围。即，密封部11、12具有特定的接触范围，以下将以特定的顶点为中心接触对象的行为称为“线状接触”。因此，密封部11、12线状接触壳体100或盖200。

此外，凸部15、16通过将熔融橡胶、树脂等材料注入模具而形成，例如可以形成于注入口或排出口，也可以是形成于模具彼此的接缝处的分型线，形成凸部15、16的原因并无限定。此外，图2中为了便于说明，凸部15、16具有特定的宽度(cd方向尺寸)，该宽度也可以极其小。

密封装置1例如通过以下方式形成：利用多个模具形成型腔，将熔融材料注入该型腔并使其固化，然后打开模具而获得。此时，可以使模具彼此的接缝或材料的注入口及排出口偏离密封部11、12的形成位置而被配置在非密封部13、14的形成位置，从而使凸部15、16位于非密封部13、14。此外，密封装置1由单一材料构成，也可以设置芯材等加强构件。

接下来，说明上述密封装置1的使用状态。密封装置1用于形成本发明的实施方式所涉及的密封结构2，并且被组装到密封结构2具有的安装空间3，而成为使用状态。图3是在密封装置1安装到安装空间3的使用状态下，本发明的实施方式所涉及的密封结构2沿着轴线x的剖面的剖视图。

如图3所示，密封结构2包括：安装空间3，其由多个构件形成且绕轴线x1呈环状；及密封装置1，其用于将安装空间3密封。密封装置1的密封部11、12接触多个构件而将安装空间3密封。以下，具体地说明密封结构2及密封装置1的使用状态。

安装空间3是密封装置1的安装对象上形成的环状空间，例如是绕轴线x1呈圆环状或大体圆环状的空间，该空间由外周面形成有圆环状槽部101的圆柱状壳体100、和以从外侧覆盖壳体100的方式设置的圆筒状盖200形成。圆柱状的壳体100与圆筒状的盖200按照轴线方向大体一致的方式固定，其轴线方向被称为轴线x1方向。

槽部101包括绕轴线x1呈圆筒状或大体圆筒状延伸的底面102、及从底面102在轴线x1方向上的两端部分别向外周侧延伸的一对侧面103、104，具有向壳体100的外周侧开放的形状。盖200具有隔开特定间隔而与底面102对置的对置面201。另外，壳体100的外周面中除了槽部101以外的部分、与盖200的内周面中除了对置面201以外的部分隔开微小的间隙而对置。安装空间3是由槽部101与对置面201形成的环状空间。

在密封结构2的使用状态下，密封装置1与安装空间3同轴或大体同轴地安装到安装空间3。安装空间3的cd方向尺寸(即，底面102与对置面201的间隔)略小于自然状态下的密封装置1的剖面的cd方向尺寸。因此，使用状态下的密封装置1被夹在壳体100的底面102与盖200的对置面之间而被压缩。具体而言，内周侧的密封部11接触底面102，同时被挤压，外周侧的密封部12接触对置面201，同时被挤压。此时，安装空间3的cd方向尺寸与自然状态下的密封装置1的剖面的cd方向尺寸的差成为压溃余量。

通过如上所述将密封装置1安装到安装空间，能够阻碍流体在隔着槽部101位于轴线x方向两侧的空间之间移动。即，隔着槽部101位于轴线x方向两侧的空间中的任一空间为密封对象空间，通过设置密封装置1，使密封对象空间相对于另一空间密封。

另外，“密封部”是指为了将密封对象空间密封而接触壳体100或盖200的部分，“非密封部”是指对于密封对象空间的密封没有贡献或者几乎没有贡献的部分。即，“非密封部”可以在密封位置即内周侧或外周侧不接触壳体100或盖200，在内周侧或外周侧以外的位置，可以接触壳体100或盖200，也可以不接触壳体100或盖200。例如，非密封部13、14在轴线x方向上可以接触侧面103、104。此时，凸部15、16有时会接触侧面103、104。即使非密封部13、14接触壳体100或盖200，也主要是由密封部11、12分别接触底面102或对置面201，而将密封对象空间保持为密封状态。

像上述那样将密封对象空间密封时，可以通过在非密封部13、14形成凸部15、16，在密封部11、12不形成凸部，来减小制造时可能形成的凸部对密封性造成的影响。进而，无需凸部除去工序，从而可抑制密封装置1的变形。

由此，根据本发明第一实施方式所涉及的密封装置1及密封结构2，可以提高密封性。

此外，由于密封部11、12线状接触壳体100或盖200，因此接触压力变得很高，并且通过窄范围的接触即可保持密封性。此时，由于密封部11、12上未形成凸部，因此可抑制接触压力的变动，并且可抑制密封部产生间隙。

＜第二实施方式＞

接下来，说明本发明第二实施方式所涉及的密封装置4。图4是设置有本发明第二实施方式所涉及的密封装置4的密封结构5的沿着轴线x方向的剖面的剖视图。本发明第二实施方式所涉及的密封装置4的剖面形状不同于上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1。以下，关于具有与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1相同或相似功能的构成，标注相同符号且省略其说明，仅说明不同构成。

如图4所示，密封装置4具有内周面41、外周面42、上表面43及下表面44，并且各个面为平面状。因此，密封装置4形成为剖面呈正方形。另外，密封装置4的剖面可以是以轴线x方向为长边方向的长方形状，也可以是以cd方向为长边方向的长方形状。此外，在密封装置4的剖面中，正方形或长方形的角部也可以实施倒角。

内周面41被设置在密封装置4的内周侧，是与壳体100的底面102接触的密封部，外周面42被设置在密封装置4的外周侧，是与盖200的对置面201接触的密封部。此外，上表面43朝向轴线x方向的上侧，是形成有凸部45的非密封部，下表面44朝向轴线x方向的下侧，是形成有凸部46的非密封部。

内周面41沿着轴线x方向延伸，与壳体100的底面102面状接触。外周面42沿着轴线x方向延伸，与盖200的对置面201面状接触。在此，内周面或外周面沿着轴线x方向延伸的状态等同于在图4所示的剖面中与内周面或外周面相当的部分沿着轴线x方向的状态。由此，密封装置4构成为，通过内周面41及外周面42与对象面状接触，将密封对象空间密封。另外，内周面41及外周面42也可以对应底面102及对置面201，而相对于轴线x方向略微倾斜。即，当底面102或对置面201相对于轴线x1方向倾斜时，内周面41或外周面42可以具有同样的倾斜，以与底面102及对置面201面状接触。

上表面43及下表面44是沿着与轴线x方向正交的面(包含cd方向的平面)延伸的平面部。另外，上表面43及下表面44只要以不接触底面102或对置面201的方式延伸即可，也可以相对于与轴线x方向的正交面倾斜。即，上表面43及下表面44沿着与轴线x方向交叉的面延伸即可。上表面43上形成的凸部45向轴线x方向的上侧突出，下表面44上形成的凸部46向轴线x方向的下侧突出。

与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1同样，本发明第二实施方式所涉及的密封装置4也与安装空间3一起形成密封结构5，并且在使用状态下作用相同。即，可减小凸部对密封性造成的影响，并且可抑制密封装置1的变形。

由此，根据本发明第二实施方式所涉及的密封装置4及密封结构5，可以提高密封性。

此外，作为密封部的内周面41及外周面42面状接触壳体100及盖200，从而接触面积变得比较大。此时，若在密封部局部形成凹凸，则其它部分难以接触壳体100及盖200。因此，在内周面41及外周面42不形成凸部，从而容易确保期望的接触面积。

＜第三实施方式＞

接下来，说明本发明第三实施方式所涉及的密封装置6。图5是设置有本发明第三实施方式所涉及的密封装置6的密封结构7的沿着轴线x方向的剖面的剖视图。本发明第三实施方式所涉及的密封装置6的剖面形状不同于上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1。以下，关于具有与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1相同或相似功能的构成，标注相同符号并省略其说明，仅说明不同构成。

如图5所示，密封装置6具有内周面61、外周面62、上表面63及下表面64。密封装置6具有由长方形与半圆组合而成的剖面形状，外周面62为曲面状，另外三个面为平面状。内周面61设置在密封装置6的内周侧，是与壳体100的底面102接触的密封部。外周面62是向密封装置6的外周侧呈凸状形成的曲面，该曲面的顶点部是与盖200的对置面201接触的密封部621。此外，上表面63朝向轴线x方向的上侧，是形成有凸部65的非密封部，下表面64朝向轴线x方向的下侧，是形成有凸部66的非密封部。

内周面61沿着轴线x方向延伸，与壳体100的底面102面状接触。密封部621设置在密封装置6的外周侧，与盖200的对置面201线状接触。由此，密封装置6构成为，通过在内周侧与密封对象面状接触，并且在外周侧与密封对象线状接触，从而将密封对象空间密封。另外，内周面61也可以对应底面102而相对于轴线x方向略微倾斜。即，当底面102相对于轴线x方向倾斜时，内周面41也可以具有同样的倾斜，以与底面102面状接触。

上表面63及下表面64是沿着与轴线x方向正交的面(包含cd方向的平面)延伸的平面部。另外，上表面63及下表面64只要以不接触底面102或对置面201的方式延伸即可，也可以相对于与轴线x方向的正交面倾斜。即，上表面63及下表面64沿着与轴线x方向交叉的面延伸即可。上表面63上形成的凸部65向轴线x方向的上侧突出，下表面46上形成的凸部66向轴线x方向的下侧突出。

与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1相同，本发明第三实施方式所涉及的密封装置6也与安装空间3一起形成密封结构7，并且在使用状态下作用相同。即，可以减小凸部对密封性造成的影响，并且可抑制密封装置6的变形。

由此，根据本发明第三实施方式所涉及的密封装置6及密封结构7，可以提高密封性。

此外，根据密封装置6及密封结构7，与本发明第二实施方式同样，在与壳体100面状接触的内周侧容易确保期望的接触面积。进而，根据密封装置6及密封结构7，能够与本发明第一实施方式相同地在与盖200线状接触的外周侧抑制接触压力的变动，并且可抑制密封部产生间隙。

＜第四实施方式＞

接下来，说明本发明第四实施方式所涉及的密封装置8。图6是设置有本发明第四实施方式所涉及的密封装置8的密封结构9的沿着轴线x方向的剖面的剖视图。本发明第四实施方式所涉及的密封装置8的剖面形状不同于上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1。以下，关于具有与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1相同或相似功能的构成，标注相同符号并省略其说明，仅说明不同构成。

如图6所示，密封装置8的剖面呈正方形的四角鼓起的形状。即，密封装置8在内周侧具有两个密封部81、82，在外周侧具有两个密封部83、84。此外，密封装置8具有：非密封部85，其朝向轴线x方向的上侧并且形成有凸部87；及非密封部86，其朝向轴线x方向的下侧并且形成有凸部88。

密封装置8的内周侧为具有两个顶点部的曲面状，这两个顶点部分别为密封部81、82。密封部81、82沿着轴线x方向排列，分别向内周侧呈凸状形成，与壳体100的底面102线状接触。密封装置8的外周侧为具有两个顶点部的曲面状，这两个顶点部分别为密封部83、84。密封部83、84沿着轴线x方向排列，并且分别向外周侧呈凸状形成，与盖200的对置面201线状接触。另外，两个密封部81、82之间的凹部以及两个密封部83、84之间的凹部不接触壳体100或盖200。

上表面侧的凸部87向轴线x方向的上侧突出，下表面侧的凸部88向轴线x方向的下侧突出。图示的例子中，凸部87形成在内周附近，凸部88形成在外周附近，但所述凸部可以形成在任意位置，例如也可以形成在非密封部85、86的cd方向上的中央部(即凹状部分)。

与上述本发明第一实施方式所涉及的密封装置1相同，本发明第四实施方式所涉及的密封装置8也与安装空间3一起形成密封结构9，并且在使用状态下作用相同。即，可以减小凸部对密封性造成的影响，并且可抑制密封装置8的变形。

由此，根据本发明第四实施方式所涉及的密封装置8及密封结构9，可以提高密封性。

此外，通过使密封部81～84与壳体100及盖200线状接触，可以与本发明第一实施方式同样地抑制接触压力的变动，并且可以抑制密封部产生间隙。

另外，本发明并不限定于上述实施方式1～4的形态，而是包含能够实现本发明的目的的其它构成等，本发明还包含如下所示的变形等。例如，在上述实施方式1中，密封装置1为圆环状，但密封装置只要形成为与安装空间的形状对应的环状即可。即，若安装空间为四边形的环状，密封装置也同样为四边形的环状。

此外，在上述实施方式1中，凸部15、16配置在非密封部13、14中的轴线x方向的上侧顶点部或下侧顶点部，但凸部只要形成在与用于形成环状空间的构件不接触的位置即可，也可以配置在沿cd方向偏离轴线x方向的上下顶点部的位置上。

此外，在上述实施方式1～4中，凸部沿着轴线x方向突出，但凸部只要是在内周侧或外周侧向不接触用于形成环状空间的构件的方向突出即可，也可以向相对于轴线x方向倾斜的方向突出。

此外，在上述实施方式1～4中，密封装置的内周侧及外周侧均设置有密封部，但密封装置也可以通过在内周侧与外周侧中的任一侧设置密封部，并在其它部分设置密封部，而将密封对象空间密封。

此外，在上述实施方式4中，密封装置8的内周侧及外周侧分别设置有两个密封部，但也可以在密封装置的单侧设置三个以上的密封部，内周侧与外周侧的密封部数量也可以不同。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述本发明的实施方式所涉及的密封装置或密封结构，而是包含本发明的构思及权利要求所含的所有实施方式。此外，也可以适当地选择各构成进行组合，以实现上述课题及效果的至少一部分。例如，可以根据本发明的具体使用形式，适当地变更上述实施方式中的各构成部分的形状、材料、配置、尺寸等。

附图标记说明

1、4、6、8 密封装置；

2、5、7、9 密封结构；

3 安装空间；

11、12、41、42、61、621、81～84 密封部；

13、14、43、44、63、64、86、87 非密封部；

15、16、45、46、65、66、87、88 凸部；

100 壳体(构件)；

200 盖。

Claims (6)

1.一种密封装置，其为环状，用于将多个构件形成的环状空间密封，其特征在于，包括：

一个或多个密封部，其被设置在内周侧与外周侧中的至少一侧，与所述多个构件中的任一个接触；

一个或多个非密封部，其朝向轴线方向的任意一侧，并且形成有凸部。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述密封部具有与所述构件线状接触的部位，该部位是向内周侧或外周侧形成为凸状的曲面的顶点部。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，

所述密封部具有与所述构件面状接触的部位，该部位是沿所述轴线方向延伸的面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的密封装置，其特征在于，

所述非密封部具有向所述轴线方向的任意一侧形成为凸状的曲面部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的密封装置，其特征在于，

所述非密封部具有沿着与所述轴线方向交叉的面延伸的平面部。

6.一种密封结构，包括由多个构件形成且绕轴线呈环状的空间即安装空间、及用于将该安装空间密封的密封装置，其特征在于，

所述密封装置是权利要求1～5中任一项所述的密封装置，

通过使所述密封部接触所述构件而将所述安装空间密封。

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