CN115552153A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

实现密封性能的改善。密封装置(1)绕轴线(x)由环状的弹性体形成。密封装置(1)通过安装在相互对置的多个部件(100、101)所形成的环状空间(S)中而实现空间(S)的径向一侧(c)与另一侧(d)之间的密封。密封装置(1)包括：主体部(11)，其在轴线(x)方向上面向多个部件(100、101)；一侧突起部(13)，其从主体部(11)向径向一侧(c)突出并面向多个部件(100、101)；以及另一侧突起部(14)，其从主体部(11)向径向另一侧(d)突出并面向多个部件(100、101)。另一侧突起部14向径向另一侧(d)的突出量比一侧突起部13向径向一侧(c)的突出量大。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及密封装置。特别是涉及在低温环境下使用时发挥高密封性的密封装置。

背景技术

以往，作为用于防止水、油等液体或气体等流体漏出或者用于防止灰尘、尘埃等夹杂物侵入的密封材料，使用以密封垫为代表的密封装置。这样的密封垫通过安装于相互对置的多个部件所形成的环状空间(即槽部)，从而实现在槽部的内周侧与外周侧之间的密封。

在密封垫中，在面向多个部件的主体部的截面中，具备向与环状的长边方向垂直的方向(短边方向)突出而与槽部相接的突起。突起防止密封垫在槽部的内部倾倒或从槽部脱落。作为具备这样的突起的密封垫，公开了安装在刻设于一个部件上的槽部中且在该一个部件与另一个部件被紧固时形成两者之间密封的环状密封垫(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-299686号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在主体部上具备突起的现有密封垫在安装于槽部的使用状态下，特别是在低温时等施加于密封垫的压力有时会发生变化。在这样的情况下可认为，现有密封垫由于向压力作用方向即外周侧突出的突起变形，以及突起之间的中间位置的主体部分未被支承，因此主体部也变形，密封性能发生变化。因此，要求考虑到压力变化来进一步改善密封垫的密封性能。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够实现密封性能的改善的密封装置。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明涉及的密封装置绕轴线由环状的弹性体形成，通过安装在相互对置的多个部件所形成的环状空间中而实现所述环状空间的径向一侧与另一侧之间的密封，

所述密封装置包括：

主体部，其在轴线方向上面向所述多个部件；

一侧突起部，其从所述主体部向所述径向一侧突出并面向所述多个部件；以及

另一侧突起部，其从所述主体部向所述另一侧突出并面向所述多个部件，

所述另一侧突起部向所述另一侧的突出量比所述一侧突起部向所述一侧的突出量大。

本发明的一个方式涉及的密封装置实现形成于所述一侧的一侧空间与形成于所述另一侧的另一侧空间的密封，所述一侧突起部向由存在于所述另一侧空间的介质施加的压力所作用的方向即所述一侧突出，所述另一侧突起部向所述另一侧突出，所述另一侧是与所述压力作用的方向相反的方向。

在本发明的一个方式涉及的密封装置中，若将所述另一侧突起部向所述另一侧的突出量设为a，将所述一侧突起部向所述一侧的突出量设为b，则0＜b/a＜1。

在本发明的一个方式涉及的密封装置中，在所述环状空间的内部，所述主体部的所述径向的中心线位于比所述环状空间的所述径向的中心线更靠所述一侧的位置。

在本发明的一个方式涉及的密封装置中，若将所述环状空间的所述径向中心线与所述环状空间的内部中的所述主体部的所述径向中心线的距离设为l，将使所述主体部沿着所述环状空间的所述径向的一侧端部时从所述环状空间的所述径向中心线到所述主体部的所述径向中心线的距离设为l_O，则0＜l/l_O＜1。

发明效果

根据本发明涉及的密封装置，能够实现密封性能的改善。

附图说明

图1是示出本发明的密封装置的第一实施方式涉及的密封垫的概略结构的俯视图。

图2是图1所示的密封垫的(a)截面A-A处的截面图、(b)截面B-B处的截面图。

图3是示出图1所示的密封垫的使用状态的截面图。

图4是示出参考例涉及的密封垫的使用状态的截面图。

图5是示出另一参考例涉及的密封垫的使用状态的截面图。

图6是示出图1所示的密封垫的使用状态的截面图，是示出一侧突起部和另一侧突起部的突出量以及主体部的径向的中心线和槽部的径向的中心线的截面图。

图7是示出图1所示的密封垫的使用状态的截面图。

图8是示出图7所示的密封垫的使用状态的截面图，是示出一侧突起部和另一侧突起部的突出量以及主体部的径向的中心线和槽部的径向的中心线的截面图。

图9是本发明的密封装置的第二实施方式涉及的密封垫的截面A-A处的截面图。

图10是第二实施方式涉及的密封垫的截面B-B处的截面图。

图11是示出第二实施方式的参考例涉及的密封垫的使用状态的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图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密封装置的第一实施方式涉及的密封垫1的概略结构的俯视图。图2是密封垫1的(a)截面A-A处的截面图、(b)截面B-B处的截面图。图3是示出密封垫1的使用状态的截面图。

以下，为了便于说明，在轴线x方向上，将箭头a(参照图2、3)方向设为上侧。此外，在轴线x方向上，将箭头b(参照图2、3)方向设为内侧。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2、3的箭头c方向)设为径向上的一侧。径向上的一侧只要没有特别说明则为外周侧。此外，将接近轴线x的方向(图2的箭头d方向)设为径向上的另一侧。径向上的另一侧只要没有特别说明则为内周侧。在以下的说明中，在将各部件的位置关系、方向作为上侧或下侧进行说明时，始终表示附图中的位置关系、方向，并不表示组装于实际的车辆等中时的位置关系、方向。

如图1至图3所示，第一实施方式涉及的密封垫1围绕轴线x由环状的弹性体形成。密封垫1通过安装于相互对置的多个部件100、101所形成的环状空间S，从而实现空间S的径向一侧c与另一侧d之间的密封。密封垫1具备：在轴线x方向上面向多个部件100、101的主体部11；从主体部11向径向一侧c突出并面向多个部件100、101的一侧突起部13；以及从主体部11向径向另一侧d突出并面向多个部件100、101的另一侧突起部14。另一侧突起部14向径向另一侧d的突出量比一侧突起部13向径向一侧c的突出量大。以下，对密封垫1进行具体说明。

如图1所示，密封垫1俯视时的形状作为整体形成为环状(无端状)。主体部11形成上述环状的密封垫1的大致形状。在主体部11的外周侧c，以任意间隔设置有多个一侧突起部13。此外，在主体部11的内周侧d，以与一侧突起部13相同的间隔设置有多个另一侧突起部14。一侧突起部13和另一侧突起部14俯视时的形状例如形成为半圆弧状或大致半圆弧状。另外，主体部11俯视时的形状只要是环状即可，并不限定于图1所示形状。此外，一侧突起部13和另一侧突起部14俯视时的形状也不限定于上述形状。

密封垫1安装在例如搭载于燃料电池汽车、电动汽车的电池中层叠有多个的电池单元上。密封垫1是作为用于密封在电池内部产生的燃料气体、氧化剂气体等的密封材料而使用的密封装置的一例。密封垫1通过安装于槽部103从而在槽部103的外周侧c与内周侧d之间实现密封，该槽部103形成由相互对置的多个部件100、101所形成的环状空间S。即，密封垫1实现形成于外周侧c的一侧空间与形成于内周侧d的另一侧空间之间的密封。

如图3所示，具体而言，密封垫1安装于环状空间S而成为使用状态。空间S例如是由部件100和在上下方向上与部件100接合的部件101形成的绕轴线x的环状空间。在部件101上侧a的面上形成有环状的槽部103。槽部103由外周壁面103a、底面部103b和内周壁面103c划分而成。外周壁面103a设置于槽部103外周侧c的端部。外周壁面103a在轴线x方向上环状地延伸，截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。底面部103b从外周壁面103a下侧b的端部朝向内周侧d延伸。此外，底面部103b是与垂直于轴线x方向的平面平行或大致平行的平面。内周壁面103c设置于槽部103的内周侧d的端部。内周壁面103c是从底面部103b的内周侧d的端部向上侧a延伸的面。此外，内周壁面103c在轴线x方向上呈环状延伸，截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。

部件100下侧b的接合面部102中的、与部件101下侧密封面即底面部103b对置的环状平面成为上侧密封面。空间S是由作为上述外侧密封面的接合面部102、外周壁面103a、作为内侧密封面的底面部103b和内周壁面103c划分而成的环状空间。密封垫1安装于该空间S，以密封空间S，并对隔着空间S的内周侧d和外周侧c进行密封。

如图2的(a)、图2的(b)所示，主体部11的径向的截面形状形成为八边形或大致八边形。主体部11具备一侧面111、另一侧面112、上面部113、下面部114以及斜边部115。

一侧面111在密封垫1的外周侧c形成为以轴线x为中心的环状。一侧面111的截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。如图3所示，一侧面111在使用状态下面向形成于部件101的槽部103的外周壁面103a。即，一侧面111在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件101的外周面、即外周壁面103a的形状。

如图2的(a)、图2的(b)所示，另一侧面112在密封垫1的内周侧d形成为以轴线x为中心的环状。另一侧面112的截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。如图3所示，另一侧面112在使用状态下面向形成于部件101的槽部103的内周壁面103c。即，另一侧面112在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件101的内周面、即内周壁面103c的形状。

如图2的(a)、图2的(b)所示，上面部113在密封垫1的上侧a形成为以轴线x为中心的环状。上面部113的截面形状为沿着与轴线x垂直的面的平面或大致平面状。如图3所示，上面部113在使用状态下面向形成于部件100的接合面部102。上面部113在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件100的接合面部102的形状。接合面部102形成上侧密封面102a。

如图2的(a)、图2的(b)所示，下面部114在密封垫1的下侧b形成为以轴线x为中心的环状。下面部114的截面形状为沿着与轴线x垂直的面，即与上面部113平行的面的平面或大致平面状。如图3所示，下面部114在使用状态下面向形成于部件101的槽部103的接合面部102。即，上面部113在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件101的底面部103b的形状。底面部103b形成下侧密封面103d。

如图2的(b)所示，一侧突起部13向径向一侧(外周侧c)突出，该径向一侧是由存在于另一侧空间的介质、例如在电池内部产生的燃料气体、氧化剂气体等施加的压力所作用的方向。一侧突起部13在密封垫1的外周侧c形成为以轴线x为中心的环状。一侧突起部13的侧面部131的截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。如图3所示，一侧突起部13在使用状态下，侧面部131面向形成于部件101的槽部103的外周壁面103a。即，一侧突起部13的侧面部131在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件101的外周面、即外周壁面103a的形状。

如图2的(b)所示，另一侧突起部14向与压力作用方向相反的方向、即径向另一侧(内周侧d)突出。另一侧突起部14在密封垫1的内周侧d形成为以轴线x为中心的环状。另一侧突起部14的侧面部141的截面形状为沿着轴线x的平面或大致平面状。如图3所示，另一侧突起部14在使用状态下侧面部141面向形成于部件101的槽部103的内周壁面103c。即，另一侧突起部14的侧面部141在使用状态下具有沿着形成环状空间S的部件101的内周面、即内周壁面103c的形状。

接着，对密封垫1中的一侧突起部13和另一侧突起部14的突出量进行说明。

图4是示出参考例涉及的密封垫2的使用状态的截面图。图5是示出另一参考例涉及的密封垫3的使用状态的截面图。如图4所示，参考例涉及的密封垫2与密封垫1的不同点在于，一侧突起部23的突出量b与另一侧突起部24的突出量a相等。如图5所示，另一参考例的密封垫3仅具有另一侧突起部34，没有像密封垫1、2那样具有一侧突起部13、23。

图4所示的密封垫2在安装于槽部103的使用状态下，特别是在低温时等施加于密封垫2的压力变化的情况下，由于向箭头P所示的压力作用方向即外周侧d突出的一侧突起部23的突出量b大，因此一侧突起部23的变形量也大。认为通过一侧突起部23变形，密封垫2的主体部11也变形，从而密封性能发生变化。

图5所示的密封垫3不像密封垫2那样具有一侧突起部23，即使在设置有另一侧突起部24的位置，主体部11的一侧面111也面向外周壁面103a而接触。因此，密封垫3在安装于槽部103的使用状态下，即使在施加于密封垫3的压力变化的情况下，由于在箭头P所示的压力作用方向即外周侧d不具有一侧突起部23，因此抑制主体部11的变形，维持密封性能。

但是，考虑到密封垫2能够容易地安装于槽部103，设计成主体部11的中心线位于中心线S1所示的槽部103的中央部分附近。然而，由于密封垫3在外周侧未设置突起，因此主体部11的中心线S2从槽部103的中心线S1分离距离l_O。因此，密封垫3在平面形状为图1所示的圆形以外的复杂形状的情况下，安装时的周长伸长，因此难以适当地安装于槽部103。即，要求改善密封垫3安装于槽部103时的容易性。

在此，在密封垫2、3中，若整理另一侧突起部14向径向另一侧d的突出量a和一侧突起部向所述一侧的突出量b的关系，则密封垫2如以下的式(1)所示，密封垫3如式(2)所示。

b/a＝1 (1)

b/a＝0 (2)

图6是示出密封垫1的使用状态的截面图，是示出一侧突起部13的突出量b和另一侧突起部14的突出量a以及主体部11的径向的中心线与槽部103的径向的中心线的距离l的截面图。

如图6所示，密封垫1如上所述具备从主体部11向径向一侧c突出的一侧突起部13和从主体部11向径向另一侧d突出的另一侧突起部14。另一侧突起部14向径向另一侧d的突出量a比一侧突起部13向径向一侧c的突出量b大。

基于上述的式(1)、(2)，密封垫1中的另一侧突起部14向径向另一侧d的突出量a与一侧突起部13向径向一侧c的突出量b的关系满足以下的式(3)即可。

0<b/a<1 (3)

接着，对密封垫1中的、槽部103内部的主体部11的径向位置进行说明。

将密封垫1、2、3中的、槽部103的径向的中心线S1与槽部103内部中的主体部11的径向的中心线S2的距离设为l。此外，将密封垫2中的、槽部103的径向的中心线S1与槽部103内部中的主体部11的径向的中心线S2的距离设为l_O。l_O等于在密封垫1中使主体部11沿着槽部103的径向的一侧端部即外周壁面103a时从槽部103中心线S1到主体部11的径向的中心线S2的距离。

另外，l_O与密封垫1中的槽部103的径向的中心线S1、槽部103内部中的主体部11的径向的中心线S2以及所述另一侧突起部向径向另一侧的突出量b之差相同。

如图4所示，密封垫2由于一侧突起部23的突出量b与另一侧突起部24的突出量a相等，因此主体部11的中心线S2位于中心线S1所示的槽部103的中央部分附近。即，在密封垫2中，距离l与距离l_O的关系如下述式(4)所示。

l/l_O＝0 (4)

另外，如图5所示，在密封垫3中，主体部11的中心线S2与槽部103的中心线S1相距距离l_O。密封垫3在一侧不具有突起部，因此距离l与距离l_O相等。因此，密封垫3的距离l与距离l_O的关系如下述的式(5)所示。

l/l_O＝1 (5)

另一方面，密封垫1在槽部103的内部，主体部11的径向的中心线S2位于比槽部103的径向的中心线S1更靠径向一侧c的位置。在密封垫1中，中心线S2以相当于另一侧突起部14向径向另一侧的突出量b与一侧突起部13的突出量a之差的量位于径向一侧c。

基于上述的式(4)、(5)，密封垫1中的距离l与距离l_O的关系满足以下的式(6)即可。

0<l/l_O<1 (6)

如以上说明的那样，根据本发明的第一实施方式涉及的密封垫1，另一侧突起部14向径向另一侧d的突出量比一侧突起部13向径向一侧c的突出量大。通过这样构成，密封垫1在安装于槽部103的使用状态下，通过抑制向压力作用的方向突出的一侧突起部13的变形，能够抑制主体部11的变形，从而维持密封性能。

另外，在密封垫1中，通过设置一侧突起部13和另一侧突起部14，即使平面形状为图1所示的圆形以外的复杂形状，也能够适当地安装于槽部103。因此，密封垫1能够改善安装于槽部103时的容易性。

图7是示出变形例的密封垫1A的使用状态的截面图。图8是示出密封垫1A的使用状态的截面图，是示出一侧突起部13A和另一侧突起部14A的突出量、以及主体部11的径向的中心线和槽部103的径向的中心线的截面图。

在本发明涉及的密封装置中，一侧突起部和与另一侧突起部的突出量以及主体部的径向的中心线与槽部的径向的中心线的关系并不限定于上述的密封垫1，也可以是图7和图8所示的关系。

第二实施方式

接着，对本发明的第二实施方式涉及的密封垫1B进行说明。以下，对具有与上述的第一实施方式涉及的密封垫1相同或类似的功能的结构标注相同的标记并省略其说明，仅对不同的结构进行说明。

图9是本发明的第二实施方式涉及的密封垫1B的截面A-A处的截面图。此外，图10是密封垫1B的截面B-B处的截面图。此外，图11是示出第二实施方式的参考例涉及的密封垫2B的使用状态的截面图。

如图9和图10所示，密封垫1B中主体部11B的截面形状与先前说明的密封垫1不同，为圆形或大致圆形。在本发明涉及的密封装置中，主体部的截面形状不受到限定。密封垫1B与图11所示的参考例的密封垫2B的一侧突起部23B和另一侧突起部24B不同，另一侧突起部14B的突出量比一侧突起部13B的突出量大。

并且，根据第二实施方式涉及的密封垫1B，与先前说明的密封垫1同样地，在安装于槽部103的使用状态下，通过抑制向压力P作用方向突出的一侧突起部13的变形，能够抑制主体部11的变形，从而维持密封性能。

另外，密封垫1B与密封垫1同样，通过设置一侧突起部13B和另一侧突起部14B，即使平面形状为图1所示的圆形以外的复杂形状，也能够适当地安装于槽部103。因此，能够改善密封垫1安装于槽部103时的容易性。

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，包含本发明的概念以及权利要求书所包含的所有方式。此外，为了实现上述的课题以及效果的至少一部分，也可以适当选择性地组合各结构。例如，上述实施方式中的各构成要素的形状、材料、配置、尺寸等能够根据本发明的具体使用方式而适当变更。

例如，在以上说明的密封垫1、1A、1B、2、3中，对径向上的一侧为外周侧、另一侧为内周侧的情况进行了说明。然而，在本发明涉及的密封装置中，并不限定于此，只要一侧突起部向存在于另一侧空间的介质施加的压力所作用的方向突出，另一侧突起部向与压力作用的方向相反的方向突出即可。即，在密封装置中，一侧可以是内周侧，另一侧可以是外周侧。

符号说明：

1、1A、1B、2、3…密封装置(密封垫)

11、11B…主体部

13、13A、23…一侧突起部

14、14A、24、34…另一侧突起部

100、101…部件

102…接合面部

102a…上侧密封面

103…槽部

103a…外周壁面

103b…底面部

103c…内周壁面

103d…下侧密封面

111…一侧面

112…另一侧面

113…上面部

114…下面部

115…斜边部

131、141…侧面部

S…空间

S1、S2…中心线。

Claims (5)

1.一种密封装置，其绕轴线由环状的弹性体形成，通过安装在相互对置的多个部件所形成的环状空间中而实现所述环状空间的径向一侧与另一侧之间的密封，

所述密封装置包括：

主体部，其在轴线方向上面向所述多个部件；

一侧突起部，其从所述主体部向所述径向一侧突出并面向所述多个部件；以及

另一侧突起部，其从所述主体部向所述径向另一侧突出并面向所述多个部件，

所述另一侧突起部向所述另一侧的突出量比所述一侧突起部向所述一侧的突出量大。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，

所述密封装置实现形成于所述一侧的一侧空间与形成于所述另一侧的另一侧空间的密封，

所述一侧突起部向所述一侧突出，所述一侧是由存在于所述另一侧空间的介质施加的压力所作用的方向，

所述另一侧突起部向所述另一侧突出，所述另一侧是与所述压力作用的方向相反的方向。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，

若将所述另一侧突起部向所述另一侧的突出量设为a，将所述一侧突起部向所述一侧的突出量设为b，则0＜b/a＜1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其中，

在所述环状空间的内部，所述主体部的所述径向的中心线位于比所述环状空间的所述径向的中心线更靠所述一侧的位置。

5.根据权利要求4所述的密封装置，其中，

若将所述环状空间的所述径向中心线与所述环状空间的内部中的所述主体部的所述径向中心线的距离设为l，将使所述主体部沿着所述环状空间的所述径向的一侧端部时从所述环状空间的所述径向中心线到所述主体部的所述径向中心线的距离设为l_O，则0<l/l_O<1。

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