CN113874640B

CN113874640B - 密封装置

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Publication number: CN113874640B
Application number: CN202080038981.2A
Authority: CN
Inventors: 内山正芸
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2040-06-05
Also published as: EP4006388A1; WO2021014798A1; JP7090810B2; JPWO2021014798A1; US20220221058A1; EP4006388A4; US11933404B2; CN113874640A

Abstract

密封装置(1)包括：围绕轴线(x)呈环状的加强环(10)；和围绕轴线(x)呈环状的弹性体部(20)，由安装于加强环(10)的弹性体形成，加强环(10)具有：围绕轴线(x)呈圆筒状的筒部(14)；和凸缘部(15)，从筒部(14)的外端部向内周侧(d)突出为环状，弹性体部(20)具有唇部(21)，该唇部(21)是从外侧(a)覆盖凸缘部(15)的环状的部分，在轴线(x)方向上朝向凸缘部(15)的外侧(a)突出，并在径向朝向内周侧(d)突出，唇部(21)具有：密封唇部(22)，是在轴线(x)方向上朝向外侧(a)突出的环状的部分；和副唇部(23)，在轴线(x)方向上朝向内侧(b)突出的环状的部分。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及一种密封装置。

背景技术

以往，已知有一种作为密封装置的密封垫，其安装于环状的槽等环状的空间，实现对环状的空间的密封，上述环状的槽形成在壳体与罩等无法相对移动地互相对置的多个构件之间。这样的密封垫与形成其所安装的环状的空间的多个构件一同形成密封结构。作为如上所述的密封垫，公开了具有围绕轴线呈环状的沿轴线方向延伸的筒状的加强环和由安装于加强环的弹性体构成的弹性体部的密封垫。该密封垫的弹性体部具有一对唇部，该一对唇部从加强环的轴线方向上的两个端部分别沿着轴线延伸(例如，参照专利文献1)。

近年来，作为密封垫而言，谋求适用对象构件的小型化或轻量化，由此谋求密封垫自身的小型化用的小剖面化、适用对象构件中的薄壁化、树脂化。密封垫的剖面小型化、适用对象构件中的薄壁化、树脂化使安装有密封垫的环状的空间变小，导致因制造该空间而产生的尺寸的相对偏差变大。因此，考虑到因安装有密封垫的环状的空间的尺寸的偏差而无法得到密封垫所期待的密封性能的情况，也公开了应对这种情况的技术(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平6-32834号公报

专利文献2：国际公开第2015/137491号

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在适用对象构件例如为成为液压路径的管的情况下，密封垫会从液压路径即密封垫的内周侧承受压力(内压)。因此，通常而言，液压路径的管用的密封垫如专利文献1的技术那样被保持在设于管的内周侧的环状的槽，从而防止了因内压所引起的向与轴线方向垂直的方向即径向的位置偏移。

但是，如专利文献1所示那样的现有的密封垫需要在管的内周侧设置槽。因此，现有的密封垫无法适用于例如壁厚薄而难以设置槽的管。

本发明就是鉴于上述的技术问题而作出的，其目的在于提供一种能够提高对适用对象构件的可安装性的密封装置。

用于解决技术问题的方案

为了实现上述目的，本发明的密封装置是用于实现对多个构件所形成的环状的空间的密封的装置，所述密封装置包括：围绕轴线呈环状的加强环；和围绕所述轴线呈环状的弹性体部，由安装于所述加强环的弹性体形成，所述加强环具有：围绕轴线呈圆筒状的筒部；和凸缘部，从所述筒部的外端部向内周侧突出为环状，所述弹性体部具有唇部，该唇部是从外侧覆盖所述凸缘部的环状的部分，在轴线方向上朝向所述凸缘部的外侧突出，并在径向上朝向内周侧突出，所述唇部具有：密封唇部，是在所述轴线方向上朝向外侧突出的环状的部分；和副唇部，是在所述轴线方向上朝向内侧突出的环状的部分。

在本发明的一方式的密封装置中，所述筒部在内周侧具有筒部内周侧面，所述凸缘部在内侧具有凸缘部内侧面，所述筒部内周侧面能够进行所述密封装置相对于多个所述构件在所述径向上的定位，所述凸缘部内侧面能够进行所述密封装置相对于多个所述构件在所述轴线方向上的定位。

在本发明的一方式的密封装置中，所述弹性体部具有从内周侧覆盖所述筒部内周侧面的内周侧部。

在本发明的一方式的密封装置中，多个所述构件至少包含圆筒状的构件，所述筒部内周侧面通过与设置于所述圆筒状的构件的外周侧部相接，由此能够进行所述密封装置在所述径向上的定位，所述凸缘部内侧面通过与设置于所述圆筒状的构件的外侧面相接，由此能够进行所述密封装置在所述轴线方向上的定位。

在本发明的一方式的密封装置中，所述密封唇部在所述轴线方向上比所述凸缘部向外侧突出，所述副唇部在所述轴线方向上比所述凸缘部向内侧突出。

在本发明的一方式的密封装置中，所述密封唇部的所述轴线方向上的长度比所述副唇部的所述轴线方向上的长度长。

发明效果

根据本发明的密封装置，能够提高对适用对象构件的安装性。

附图说明

图1是用于示出本发明的第一实施方式的密封装置的概略结构的仰视图。

图2是图1所示的密封装置的、沿着轴线的剖面A-A处的剖视图。

图3是用于示出图1所示的密封装置与装配有该密封装置的装配空间的形状的差异的、沿着轴线的剖面处的示意图。

图4是示出图1所示的密封装置的使用状态的剖视图。

图5是示出参考例的密封装置的使用状态的、沿着轴线的剖面处的剖视图。

图6是示出图5所示的参考例的密封装置的另一使用状态的、沿着轴线的剖面处的剖视图。

图7是示出图1所示的密封装置的使用状态的变形例的、沿着轴线的剖面处的剖视图。

图8是用于示出本发明的第二实施方式的密封装置的概略结构的仰视图。

图9是图8所示的密封装置的、沿着轴线的剖面B-B处的剖视立体图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1是用于示出本发明的第一实施方式的密封装置1的概略结构的仰视图。图2是密封装置1的、沿着轴线x的剖面A-A处的剖视图。

以下，为了方便说明，将轴线x方向上箭头a(参照图2)方向(在轴线方向上的一侧)设为外侧，将在轴线x方向上箭头b(参照图2)方向(在轴线方向上的另一侧)设为内侧。另外，与轴线x垂直的方向(以下，也称为“径向”)上，将从轴线x离开的方向(图2的箭头c方向)设为外周侧，将靠近轴线x的方向(图2的箭头d方向)设为内周侧。

如图1和图2所示，本发明的第一实施方式的密封装置1包括：围绕轴线x呈环状的加强环10；和围绕轴线x呈环状的弹性体部20，由安装于加强环10的弹性体形成。加强环10具有：围绕轴线x呈圆筒状的筒部14；和凸缘部15，从筒部14的外端部向内周侧d突出为环状。弹性体部20具有唇部21，该唇部21是从外侧a覆盖凸缘部15的环状的部分，在轴线x方向上朝向凸缘部15的外侧a突出，并在径向上朝向内周侧d突出。唇部21具有：密封唇部22，是在轴线x方向上朝向外侧a突出的环状的部分；和副唇部23，是在轴线x方向上朝向内侧b突出的环状的部分。以下，对密封装置1进行具体说明。

如图2所示，加强环10是沿着轴线x延伸的筒状或者大致筒状的构件。加强环10是例如以轴线x为中心轴或者大致中心轴的圆筒状或者大致圆筒状的构件。如上所述，加强环10具有筒部14和凸缘部15。筒部14由围绕轴线x呈圆筒状或者大致圆筒状的面形成。筒部14具有：加强环内侧端11，设置于内侧b的端部；和加强环外侧端12，是外侧a的端部。另外，筒部14具有作为内周侧d的面的筒部内周侧面14a。

凸缘部15从筒部14的外侧a的端部即加强环外侧端12朝向内周侧d突出为环状。凸缘部15具有作为内周侧d的端部的加强环内周侧端16。凸缘部15具有作为内侧b的面的凸缘部内侧面15a。

加强环10是加强弹性体部20的部分。加强环10例如通过对金属材料进行弯曲加工而形成有筒部14和凸缘部15。作为加强环10所使用的金属材料，例如有不锈钢、SPCC(冷轧钢)。作为加强环10由树脂材料形成的情况所使用的树脂材料，可举出例如尼龙66(PA66)、聚苯硫醚(PPS)树脂。

弹性体部20形成为覆盖加强环10。如上所述，弹性体部20具有唇部21、密封唇部22、副唇部23、外周侧部24和基部25。外周侧部24覆盖筒部14的外周侧c。筒部14在加强环10中形成为环状。基部25覆盖外周侧部24的内周侧d，也就是说覆盖筒部14的内周侧d。在基部25中，面向内周侧d的部分是内周侧部25a。内周侧部25a从内周侧d覆盖筒部内周侧面14a。

图3是用于示出密封装置1与装配有该密封装置1的装配空间S的形状的差异的、沿着轴线x1的剖面处的示意图。在图3中，为了示意性地示出密封装置1与装配有密封装置1的装配空间S的形状和尺寸的差异，在沿着轴线x1的剖面处使密封装置1与装配空间S重合。如图3所示，在轴线x1方向上，密封装置1的包含唇部21、密封唇部22、外周侧部24和基部25在内的弹性体部20的长度比装配空间S的长度长。

如图2所示，外周侧部24是从外周侧c覆盖加强环10的部分。外周侧部24在外侧a的端部即外周侧部外侧端24a处与唇部21连接。外周侧部24形成为作为内侧b的端部的外周侧部内侧端24b覆盖筒部14的加强环内侧端11。外周侧部24在外周侧部内侧端24b的附近处在外周侧c形成角部(拐角部)。外周侧部内侧端24b由面向内侧b的环状的面与面向外周侧c的筒状的面即外周面部24d划定而成。

如图2所示，基部25从内周侧d覆盖加强环10的筒部14。基部25在外侧a的端部处与唇部21连接。基部25形成为内周侧d的内周侧部25a从内周侧d覆盖筒部14的筒部内周侧面14a。也就是说，在密封装置1中，基部25的内周侧部25a围绕轴线x形成为环状。

唇部21设置为从外侧a覆盖加强环10中的凸缘部15。唇部21围绕轴线x形成为环状。唇部21设置有唇部主体211、密封唇部22和副唇部23。

唇部主体211设置为从弹性体部20的外周侧部24和基部25朝向外侧a延伸。关于唇部主体211，例如外周侧c的面即外周面部21a与外周侧部24的外周面部24d形成为齐面。另外，唇部主体211的外侧a的面形成为与凸缘部15的外侧a平行或者大致平行。唇部主体211在内周侧d具有密封唇部22和副唇部23。在唇部主体211的内周侧d处，在密封唇部22和副唇部23之间形成有内周面部21b。副唇部23设置为从唇部主体211的内周侧d的端部在轴线方向上向内侧b延伸。

密封唇部22从唇部主体211的内周侧d的端部朝向外侧a和内周侧d倾斜地突出。密封唇部22是例如在轴线x方向上随着朝向内侧b而扩径(随着朝向外侧a而缩径)的部分。密封唇部22的扩径程度没有特别限定。密封唇部22是以轴线x为中心轴或者大致中心轴的圆锥筒状或者大致圆锥筒状的部分。密封唇部22比加强环外侧端12和凸缘部15向外侧a突出。密封唇部22的外侧a的端部即密封唇部前端22a在轴线x方向上位于比加强环外侧端12和凸缘部15靠外侧a的位置。密封装置1的弹性体部20也可以形成为随着从唇部主体211朝向密封唇部前端22a而扩径。另外，随着从唇部主体211朝向密封唇部前端22a，密封装置1的弹性体部20的扩径或者缩径程度可以为恒定，也可以按照部位而不同。密封唇部前端22a比与唇部主体211连接的部分即密封唇部根部22b薄。密封唇部22例如也可以随着从密封唇部根部22b朝向密封唇部前端22a变厚。

密封唇部22向装配有密封装置1的密封结构中的、由图3所示的箭头O1示出的脱落方向即外侧a的方向突出。密封唇部22的密封唇部前端22a在轴线x1方向上比加强环10和唇部主体211的外侧a的面向外侧a突出。另外，密封唇部22在径向上比加强环10和唇部主体211向内周侧d突出。也就是说，密封唇部22具有在后述的使用状态下以规定的过盈量与外侧a的密封面即壳体表面112a接触那样的长度和外周面。需要说明的是，密封唇部22的长度是指密封唇部22的延伸方向(突出方向，图3中的外侧a方向)上的宽度。

副唇部23例如如图2所示那样，从唇部主体211的内周侧d的端部的内侧b朝向内侧b和内周侧d倾斜地突出。具体而言，副唇部23是在轴线x方向上随着朝向内侧b而缩径的部分。副唇部23是以轴线x为中心轴或大致中心轴的圆锥筒状或者大致圆锥筒状的部分。副唇部23比凸缘部15的内周侧d的加强环内周侧端16向内侧b突出。副唇部前端23a是副唇部23的内侧b的端部。副唇部前端23a在轴线x方向上位于比唇部21和凸缘部15靠内侧b的位置。副唇部前端23a比与基部25连接的部分即副唇部根部23b薄。副唇部23例如朝向唇部主体211的内侧b和内周侧d延伸。另外，副唇部23随着从副唇部根部23b朝向副唇部前端23a变薄。副唇部23成为在后述的使用状态下以规定的过盈量与内侧b的密封面即管120的外侧a的管端部122接触那样的长度。相较于密封唇部22，副唇部23在轴线x方向上的突出量(突出的部分的长度)短。另外，相较于密封唇部22，副唇部23的径向的尺寸也短。也就是说，相较于密封唇部22，副唇部23的呈圆锥筒状或者大致圆锥筒状形成的整体的体积少。

如图2所示，弹性体部20也可以不覆盖凸缘部15的内侧b的凸缘部内侧面15a。弹性体部20也可以与凸缘部内侧面15a在轴线x方向上成为齐面。另外，弹性体部20也可以不与凸缘部内侧面15a在轴线x方向上成为齐面。另外，弹性体部20也可以覆盖凸缘部内侧面15a。在这样的情况下，副唇部前端23a形成为在轴线x方向上比该弹性体部20的、覆盖凸缘部内侧面15a的部分位于内侧b。

作为弹性体部20的弹性体例如有各种橡胶材料。作为各种橡胶材料，可举出例如丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。

加强环10例如通过冲压加工、锻造而制造。另外，弹性体部20使用成型模通过交联(硫化)成型而成型。在进行该交联成型时，加强环10配置于成型模之中。弹性体部20通过交联粘合与加强环10粘合，从而弹性体部20与加强环10成型为一体。

接下来，对于上述密封装置1的使用状态进行说明。

图4是示出密封装置1的使用状态的剖视图。如图4所示，密封装置1安装于环状的空间即装配空间S而成为使用状态。装配空间S是由多个构件形成的、围绕轴线x1呈圆环状或者大致圆环状的空间。装配空间S例如由形成有贯通孔111的壳体110与管120而形成，上述管120是形成有与壳体110的贯通孔111连通的贯通孔121的圆筒状的构件。管120包括管端部122、管内周面123和管表面124。管表面124围绕轴线x1呈环状，并露出于外周侧c。管端部122在径向上为环状。管内周面123朝向内周侧d且围绕轴线x1。在装配空间S中，在壳体110与管120之间形成有仅密封装置1能够介入的空间。

壳体110配置为其壳体表面112a与管120的管端部122对置。另外，壳体110构成为其贯通孔111与管120的贯通孔121成为同轴或者大致同轴。因此，贯通孔111与贯通孔121连通，形成一个贯通管130。壳体表面112a是与在轴线x1方向上的管120的管端部122对置的环状的平面。在壳体110中，壳体表面112a成为外侧密封面。装配空间S是由上述的壳体表面112a、管120的管端部122及管内周面123划定出的环状的空间。在该装配空间S中，密封装置1对形成有贯通孔111和贯通孔121的贯通管130进行密封。另外，在装配空间S中，密封装置1的唇部21的内周面部21b面向贯通管130。并且，贯通管130施加从内周侧d朝向外周侧c的压力(内压P1)。

在使用状态下，密封装置1以与贯通管130成为同轴或者大致同轴的方式安装于管120的管端部122。也就是说，在使用状态下，轴线x1与图2所示的密封装置1的轴线x重叠或者稍微偏离。

如图3和图4所示，在轴线x1方向上由箭头O2示出的范围内，基部25的内周侧部25a与管120的外周侧面即管表面124相接，该基部25在筒部内周侧面14a的内周侧d处以轴线x1为中心设置为环状。也就是说，在密封装置1中，由于设有筒部内周侧面14a，因此密封装置1与管120中的外周侧部即管表面124相接，在径向上的移动受筒部内周侧面14a的内径限制，从而能够进行径向的定位。

凸缘部内侧面15a与管120的管端部122接触。另外，副唇部23被靠压在管120的管端部122且以规定的过盈量或者压缩余量与管端部122接触。也就是说，在密封装置1中，设有加强环10的凸缘部内侧面15a和弹性体部20的副唇部23。由于如此形成，因此密封装置1与管120中的外侧a的面即管端部122相接，使该密封装置1在轴线x1方向上的移动被限制，从而能够进行轴线x1方向的定位。

图5是参考例的密封装置2的、沿着轴线x的剖面处的剖视图。另外，图6是参考例的密封装置2的、沿着轴线x的剖面处的剖视图。

如图5和图6所示，参考例的密封装置2的加强环214不像密封装置1那样具有筒部14和凸缘部15。另外，参考例的密封装置2的弹性体部220不像密封装置1那样具有朝向加强环10的轴线x方向外侧a突出的唇部21。

密封装置2的加强环214不像密封装置1那样具有筒部14和凸缘部15。因此，需要在装配密封装置2的管320的内周侧d设置为了从外周侧c保持密封装置2而扩径了的槽228。

另外，如图6所示，密封装置2构成为与图5的密封装置2同样。因此，因管320的径向的尺寸、壁厚的不同，内周壁部328b的壁厚会变薄，导致存在难以设定槽328的情况。

另一方面，如以上说明那样，密封装置1中，通过加强环10的筒部内周侧面14a和弹性体部20的基部25的内周侧部25a来实现径向的定位，并且通过凸缘部内侧面15a和副唇部23来实现轴线x方向的定位。因此，根据密封装置1，即使是例如壁厚薄而难以设置槽的管120，也能够在内周侧d不设置槽地进行安装。

因此，根据密封装置1，能够提高对适用对象构件的安装性。

密封装置1中，唇部21中的密封唇部22和副唇部23由单一的弹性体即弹性体部20形成。此处，在轴线x方向上向内侧b突出的副唇部23相对于在轴线x方向上向外侧a突出的密封唇部22来说较小。因此，在唇部21中，相较于密封唇部22，副唇部23的刚性低而容易变形。也就是说，副唇部23在因外力而引起的压缩时、受到从贯通管130朝向外周侧c的内压P1之际，积极地产生变形。如此，由于副唇部23积极地产生变形，凸缘部内侧面15a与管120的管端部122接触，从而可实现密封装置1的在轴线x方向上的定位。

根据密封装置1，利用以上那样的唇部21的结构，通过抑制因内压P1引起的姿势变形，从而能够得到稳定的密封性能。另外，根据密封装置1，利用以上那样的唇部21的结构，能够借助大尺寸的密封唇部22来应对装配空间S的尺寸的差异(偏差)。进一步，根据密封装置1，利用以上那样的唇部21的结构，能够抑制筒部内周侧面14a与内周侧部25a向轴线x方向外侧a移动而从管120的管表面124脱离导致密封装置1脱落的情况。

如以上说明那样，根据本发明的第一实施方式的密封装置1，能够提高对管120等适用对象构件的安装性。

图7是示出密封装置1的使用状态的变形例的、沿着轴线的剖面处的剖视图。如图7所示，密封装置1与图3所示出的使用状态的示例不同，以弹性体部20的基部25的内周侧部25a与管120B的管内周面123B相接且唇部21的内周面部21b面向装配空间S中的外周侧c的方式进行装配。通过如此装配，密封装置1也能够适用作为对于来自外周侧c的压力(外压P2)进行密封的结构。

[第二实施方式]

接下来，对本发明的第二实施方式的密封装置1C进行说明。以下，对具有与上述的第一实施方式的密封装置1相同或者类似的功能的结构赋予相同的附图标记而省略其说明，仅对不同的结构进行说明。

图8是用于示出本发明的第二实施方式的密封装置1C的概略结构的仰视图。图9是密封装置1C的、沿着轴线x的剖面B-B处的剖面立体图。

如图8和图9所示，密封装置1C也可以在基部25C处，在内周侧部25aC设置有朝向内周侧d突出的突起部25bC。内周侧部25aC面向内周侧d并从内周侧d覆盖筒部内周侧面14a。突起部25bC在密封装置1C的使用状态下与管的管表面接触。突起部25bC实现相对于管表面的径向的定位。密封装置1C通过在内周侧部25aC设置有突起部25bC，实现使用状态下的脱落防止。在密封装置1C中，其他结构与之前说明了的密封装置1相同。

并且，与之前说明了的密封装置1同样，根据第二实施方式的密封装置1C，能够提高对适用对象构件的安装性。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述本发明的实施方式，包括本发明的概念和权利要求书所包含的所有方式。另外，为了使上述技术问题和效果的至少一部分发挥作用，也可以适当地对各结构进行选择性地组合。例如，在上述实施方式中的、各结构要素的形状、材料、配置、尺寸等可以根据本发明的具体的使用方式来适当地改变。

Claims

1.一种密封装置，用于实现对多个构件所形成的环状的空间的密封，其中，

所述空间由壳体与管形成，所述壳体形成有贯通孔，所述管是形成有与所述壳体的贯通孔连通的贯通孔的圆筒状的构件，

所述管围绕轴线呈环状且包括在径向上为环状的管端部，所述壳体以表面与所述管端部相对的方式配置，在所述空间中，所述密封装置能够介入于所述壳体与所述管之间，

所述密封装置安装于所述管端部，并包括：

围绕所述轴线呈环状的加强环；和

围绕所述轴线呈环状的弹性体部，由安装于所述加强环的弹性体形成，

所述加强环具有：

围绕轴线呈圆筒状的筒部；和

凸缘部，从所述筒部的外端部向内周侧突出为环状，

所述弹性体部具有唇部，该唇部是从外侧覆盖所述凸缘部的环状的部分，在轴线方向上朝向所述凸缘部的外侧突出，并在径向上朝向内周侧突出，

所述唇部具有：

密封唇部，是在所述轴线方向上朝向外侧突出的环状的部分；和

副唇部，是在所述轴线方向上朝向内侧突出的环状的部分，

所述筒部在内周侧具有筒部内周侧面，

所述筒部内周侧面能够进行所述密封装置相对于所述管在所述径向上的定位，

所述副唇部以在所述轴线方向上比所述凸缘部向内侧突出由此与所述管端部接触的方式构成。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，

所述凸缘部在内侧具有凸缘部内侧面，

所述凸缘部内侧面能够进行所述密封装置相对于多个所述构件在所述轴线方向上的定位。

3.根据权利要求2所述的密封装置，其中，

所述弹性体部具有从内周侧覆盖所述筒部内周侧面的内周侧部。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其中，

多个所述构件至少包含圆筒状的构件，

所述筒部内周侧面通过与设置于所述圆筒状的构件的外周侧部相接，由此能够进行所述密封装置在所述径向上的定位，

所述凸缘部内侧面通过与设置于所述圆筒状的构件的外侧面相接，由此能够进行所述密封装置在所述轴线方向上的定位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，

所述密封唇部在所述轴线方向上比所述凸缘部向外侧突出。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，

所述密封唇部的所述轴线方向上的长度比所述副唇部的所述轴线方向上的长度长。