CN117157479A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在轴相对于壳体相对正反旋转的使用环境下也能够发挥稳定的密封性的密封装置。密封装置(10)对相对旋转的轴(500)与壳体(600)之间的环状间隙进行封闭，其特征在于包括第一密封件(100A)，该第一密封件(100A)伴随着轴(500)的插入而在以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴(500)的外周面滑动自如地接触，并且在第一密封件(100A)中的与轴(500)的外周面滑动的区域中设有一对螺纹泵槽(111、112)，该一对螺纹泵槽(111、112)以随着从与密封对象区域侧的端部相比向对于密封对象区域侧(O)而言的相反侧(A)离开的位置朝向相反侧(A)而彼此的间隔变窄的方式延伸。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及一种对相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙进行封闭的密封装置。

背景技术

在对相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙进行封闭的密封装置中，一般构成为橡胶状弹性体制的密封唇在轴的外周面滑动。但是，在轴相对于壳体的相对旋转速度快或难以提高润滑性的环境下，有使用树脂制密封件的情况。一般而言，在为树脂制密封件的情况下，与橡胶制密封件相比，密封性低。因此，已知有在树脂制密封件的滑动区域设置螺纹泵槽或螺纹泵突起的技术，该螺纹泵槽或螺纹泵突起发挥伴随着与轴的相对旋转而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧这样的螺纹泵效应。

在这样的技术中，在轴相对于壳体的相对旋转方向稳定在一个方向的使用环境下，能够发挥高密封性。但是，上述技术在轴相对于壳体相对正反旋转的使用环境下无法利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-165328号公报

专利文献2：日本特开2009-204039号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种即使在轴相对于壳体相对正反旋转的使用环境下也能够发挥稳定的密封性的密封装置。

用于解决技术问题的方案

即，本发明的密封装置

对相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙进行封闭，所述密封装置的特征在于，

包括树脂制密封件，所述树脂制密封件伴随着所述轴的插入而在以内周端侧朝向密封对象区域侧弯曲的方式变形了的状态下与所述轴的外周面滑动自如地接触，并且

所述树脂制密封件中的与所述轴的外周面滑动的区域中，设有一对螺纹泵槽或螺纹泵突起，所述一对螺纹泵槽或螺纹泵突起以随着从与密封对象区域侧的端部相比向对于密封对象区域侧而言的相反侧离开的位置朝向所述相反侧而彼此的间隔变窄的方式延伸。

根据本发明，在轴相对于壳体相对正旋转的情况下，能够通过基于一对螺纹泵槽中的一者或一对螺纹泵突起中的一者产生的螺纹泵效应，而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧。另外，在轴相对于壳体相对反旋转的情况下，能够通过基于一对螺纹泵槽中的另一者或一对螺纹泵突起中的另一者产生的螺纹泵效应，而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧。这样，在轴相对于壳体相对正旋转和反旋转的任一情况下，也均能够发挥螺纹泵效应，因此即使是树脂制密封件，也能够发挥稳定的密封性。

也可以是，所述一对螺纹泵槽或螺纹泵突起在周向空开间隔地设置多组。

由此，能够在周向的多个部位发挥螺纹泵效应。

也可以是，所述树脂制密封件由平垫圈状的构件构成。

也可以是，所述密封装置包括至少一个环状构件，所述至少一个环状构件相对于在所述壳体形成的轴孔被固定，

所述树脂制密封件的外周端侧固定于所述至少一个环状构件。

需要说明的是，上述各结构可以尽可能组合使用。

发明效果

如以上说明那样，根据本发明，即使在轴相对于壳体相对正反旋转的使用环境下也能够发挥稳定的密封性。

附图说明

图1是本发明的实施例一的密封装置的局部剖切剖视图。

图2是本发明的实施例一的密封结构的示意性剖视图。

图3是本发明的实施例一的密封装置的机制图。

图4是本发明的实施例二的密封装置的机制图。

图5是本发明的实施例三的密封结构的示意性剖视图。

图6是本发明的实施例四的密封结构的示意性剖视图。

图7是本发明的实施例五的密封结构的示意性剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例示例性地说明用于实施该发明的方式。但是，该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，除非另有特定的记载，否则并非旨在将本发明的范围仅限于此。

(实施例一)

参照图1～图3对本发明的实施例一的密封装置进行说明。图1是本发明的实施例一的密封装置的局部剖切剖视图。需要说明的是，本实施例的密封装置为大致旋转对称形状，在图1中示出用包含密封装置的中心轴线的面剖切密封装置的一部分的剖面。图2是本发明的实施例一的密封结构的示意性剖视图。在图2中示出用包含密封装置的中心轴线的面剖切各构件的剖面。另外，在图2中仅用虚线示出构成密封结构的构件中的、轴与壳体的配置位置，以便理解密封装置的内周面的结构。图3是本发明的实施例一的密封装置的机制图。需要说明的是，图3的(a)示出在密封装置安装于轴与壳体之间的环状间隙的状态下，树脂制密封件的内周面的形态。另外，图3的(b)示出在密封装置安装于轴与壳体之间的环状间隙的状态下，树脂制密封件的剖视图(相当于图2中的AA剖面)。

＜密封结构＞

参照图2，对应用本实施例的密封装置的密封结构进行说明。本实施例的密封结构由相对旋转的轴500和壳体600、对这些轴500与壳体600之间的环状间隙进行封闭的密封装置10构成。密封装置10设为固定于壳体600，且相对于轴500相对旋转。在图中，比密封装置10靠右侧的一侧是密封油等密封对象流体的密封对象区域侧(O)。在本实施例中，在图中，隔着密封装置10，对于密封对象区域侧(O)而言的相反侧暴露于大气中。以下，将经由密封装置10密封密封对象流体的一侧称为密封对象区域侧(O)，将其相反侧简称为相反侧(A)。

本实施例的密封装置10可以合适地应用于机动车、各种通用机械中的、需要对相对旋转的轴500与壳体600之间的环状间隙进行封闭的部位。另外，本实施例的密封装置10可以适当地用于构成为轴500相对于壳体600相对正反旋转的使用环境。但是，本实施例的密封装置10也可以应用于轴500相对于壳体600只向一个方向相对旋转的使用环境。

＜密封装置＞

对本实施例的密封装置10进行更详细的说明。本实施例的密封装置10由作为树脂制密封件的第一密封件100和作为环状构件的第二密封件200构成。第二密封件200由金属等构成的加强环210和一体地设于加强环210的橡胶状弹性体制的密封件主体220构成。加强环210具有圆筒状部211和从圆筒状部211的前端向径向内侧延伸的向内凸缘部212。另外，密封件主体220包括设于加强环210中的圆筒状部211的外周面侧的外周密封部221和从向内凸缘部212的前端延伸的防尘唇222。当将密封装置10(第二密封件200)装配于形成在壳体600的轴孔(供轴500插通的孔)时，通过使外周密封部221与轴孔内周面紧贴，从而发挥密封性。另外，防尘唇222设为相对于轴500的外周面滑动自如。该防尘唇222承担抑制大气中的灰尘等异物侵入密封对象区域侧(O)的作用。需要说明的是，通过将加强环210作为嵌入部件，并利用嵌入成型来成型密封件主体220，从而能够得到第二密封件200。

作为树脂制密封件的第一密封件100由平垫圈状的构件构成。作为第一密封件100的材料，可以合适地应用聚四氟乙烯(PTFE)。该第一密封件100的外周端侧固定于作为环状构件的第二密封件200。更具体地说，第一密封件100的外周面与第二密封件200中的加强环210的内周面嵌合，由此第一密封件100固定于第二密封件200。

该第一密封件100构成为，通过在其内周面侧插入轴500，从而在以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴500的外周面滑动自如地接触(参照图2)。也就是说，该第一密封件100的内周端侧构成为通过插入轴500而变形成为圆筒状。并且，在该第一密封件100中的与轴500的外周面滑动的区域(图2中，范围X所示的区域)中设有一对螺纹泵槽111、112。这些一对螺纹泵槽111、112构成为，以随着从范围X所示的区域中的与密封对象区域侧(O)的端部相比向相反侧(A)离开的位置(图2中离开Y的位置)朝向相反侧(A)而彼此的间隔变窄的方式延伸。需要说明的是，一对螺纹泵槽111、112可以采用仅设置1组的结构，但是期望在周向空开间隔地设置多组。需要说明的是，防尘唇222也可以相对于轴500的外周面具有微小的间隙。

＜本实施例的密封装置的优点＞

根据本实施例的密封装置10，在轴500相对于壳体600相对正旋转的情况下，能够通过基于一对螺纹泵槽111、112中的一者产生的螺纹泵效应，而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧(O)。关于这一方面，参照图3进行说明。在图3中，示意性示出轴500相对于壳体600相对正旋转的情况的流体流动的形态。在图3中，箭头R示出轴500相对于密封装置10的相对旋转方向。另外，图中，箭头S1示出要从密封对象区域侧(O)向相反侧(A)漏出的密封对象流体的流动方向。如图示那样，要从密封对象区域侧(O)向相反侧(A)漏出的密封对象流体因一对螺纹泵槽111、112中的一者的螺纹泵槽111发挥螺纹泵效应而返回到密封对象区域侧(O)。

另外，当然在轴500相对于壳体600相对反旋转的情况下，能够通过基于一对螺纹泵槽111、112中的另一者的螺纹泵槽112产生的螺纹泵效应，而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧(O)。这样，在轴500相对于壳体600相对正旋转和反旋转的任一情况下，均能够发挥螺纹泵效应。

因此，即使因在轴500相对于壳体600的相对旋转速度快或难以提高润滑性的环境下而采用使作为树脂制密封件的第一密封件100在轴500滑动的结构，也能够发挥稳定的密封性。

需要说明的是，在采用在周向空开间隔地设置多组一对螺纹泵槽111、112的结构的情况下，能够在周向的多个部位发挥螺纹泵效应。因此，能够更进一步提高密封性。

(实施例二)

在图4中示出本发明的实施例二。在本实施例中，在上述实施例一所示的密封装置的结构中，示出设置螺纹泵突起来代替螺纹泵槽的结构。由于其他结构和作用与实施例一相同，所以对相同的结构部分赋予相同的附图标记，并省略其说明。

图4是本发明的实施例二的密封装置的机制图。需要说明的是，图4的(a)示出在密封装置安装于轴与壳体之间的环状间隙的状态下，树脂制密封件的内周面的形态。另外，图4的(b)示出在密封装置安装于轴与壳体之间的环状间隙的状态下，树脂制密封件的剖视图(与上述实施例一的情况相同，相当于图2中的AA剖面)。

在本实施例的密封装置中，仅是作为树脂制密封件的第一密封件100A的结构与上述实施例一所示的密封装置10不同。因此，省略第二密封件200的说明。另外，关于密封结构，由于也与上述实施例一的情况相同，所以省略其说明。

本实施例的第一密封件100A也与上述实施例一的情况相同，由平垫圈状的构件构成。另外，作为第一密封件100A的材料，可以合适地应用聚四氟乙烯(PTFE)。该第一密封件100A在其外周端侧固定于作为环状构件的第二密封件200这一方面也与上述实施例一的情况相同。

另外，关于第一密封件100A构成为，通过将在其内周面侧插入轴500，从而以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴500的外周面滑动自如地接触这一方面也与上述实施例一的情况相同(参照图2)。并且，在本实施例的第一密封件100A中，在与轴500的外周面滑动区域(与上述实施例一的情况相同，图2中，相当于范围X所示的区域)中设有一对螺纹泵突起121、122。这些一对螺纹泵突起121、122构成为，以随着从范围X所示的区域中的与密封对象区域侧(O)的端部相比向相反侧(A)离开的位置(图2中相当于离开Y的位置)朝向相反侧(A)而彼此的间隔变窄的方式延伸。需要说明的是，一对螺纹泵突起121、122可以采用仅设置1组的结构，但是期望在周向空开间隔地设置多组。

如以上那样，在包括本实施例的第一密封件100A的密封装置中也能够得到与上述实施例一的情况相同的效果。对于这方面，参照图4来具体说明。在图4中，示意性示出轴500相对于壳体600相对正旋转的情况的流体流动的形态。在图4中，箭头R示出轴500相对于密封装置10的相对旋转方向。另外，在图中，箭头S2示出要从密封对象区域侧(O)向相反侧(A)漏出的密封对象流体的流动方向。如图示那样，要从密封对象区域侧(O)向相反侧(A)漏出的密封对象流体因一对螺纹泵突起121、122中的一者的螺纹泵突起121发挥螺纹泵效应而返回到密封对象区域侧(O)。

另外，自不待言，在轴500相对于壳体600相对反旋转的情况下，能够通过基于一对螺纹泵突起121、122中的另一者的螺纹泵突起122产生的螺纹泵效应，而使要漏出的密封对象流体返回到密封对象区域侧(O)。这样，在本实施例中，在轴500相对于壳体600相对正旋转和反旋转的任一情况下，也均能够发挥螺纹泵效应。因此，能够得到与上述实施例一的情况相同的效果。

此处，关于包括本发明中的树脂制密封件(第一密封件)的密封装置的结构，不限于上述实施例一所示的结构，可以采用各种结构。特别是，作为用于固定树脂制密封件的结构，可以采用各种结构。以下，示出几个例子。

(实施例三)

在图5中示出本发明的实施例三。需要说明的是，由于基本的结构和作用与实施例一相同，所以对相同的结构部分赋予相同的附图标记，并适当省略其说明。

图5是本发明的实施例三的密封结构的示意性剖视图。在图5中，示出用包含密封装置的中心轴线的面剖切各构件的剖面。另外，在图5中，仅用虚线示出构成密封结构的构件中的、轴与壳体的配置位置，以便理解密封装置的内周面的结构。

本实施例的密封装置10A由作为树脂制密封件的第一密封件100A和作为环状构件的第二密封件200A构成。第二密封件200A包括由金属等构成的加强环210和一体地设于加强环210的橡胶状弹性体制的密封件主体220A构成。关于加强环210的结构，由于与实施例一所示的加强环210相同，所以省略其说明。另外，密封件主体220A包括设于加强环210中的圆筒状部211的外周面侧的外周密封部221。本实施例的密封件主体220A仅在不包括防尘唇的方面与上述实施例一的情况不同。

关于作为树脂制密封件的第一密封件100的结构，由于与上述实施例一的情况相同，因此省略其说明。在本实施例中，与上述实施例一的情况相同，也通过第一密封件100A的外周面与第二密封件200A中的加强环210的内周面嵌合，从而第一密封件100A固定于第二密封件200A。另外，本实施例的第一密封件100A也构成为，通过在内周面侧插入轴500，从而在以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴500的外周面滑动自如地接触。基于一对螺纹泵槽111、112产生的作用效果和一对螺纹泵槽111、112可以采用仅设置1组的结构，但是期望在周向空开间隔地设置多组，这也如实施例一所说明的那样。

在如上那样构成的本实施例的密封装置10A中，当然也可以得到与上述实施例一的情况相同的效果。另外，在本实施例的密封装置10A中，如实施例二所说明的那样，也可以采用一对螺纹泵突起121、122来代替一对螺纹泵槽111、112。

(实施例四)

在图6中示出本发明的实施例四。需要说明的是，由于基本的结构和作用与实施例一相同，所以对相同的结构部分赋予相同的附图标记，并适当省略其说明。

图6是本发明的实施例四的密封结构的示意性剖视图。在图6中，示出用包含密封装置的中心轴线的面剖切各构件的剖面。另外，在图6中，仅用虚线示出构成密封结构的构件中的、轴与壳体的配置位置，以便理解密封装置的内周面的结构。

本实施例的密封装置10B由作为树脂制密封件的第一密封件100B和作为通过金属等构成的环状构件的固定环200B构成。固定环200B具有圆筒状部201和从圆筒状部201的前端向径向内侧延伸的向内凸缘部202。另外，在本实施例中，第一密封件100B也由平垫圈状的构件构成。作为该第一密封件100B的材料，可以合适地应用聚四氟乙烯(PTFE)这一方面如实施例一所说明的那样。该第一密封件100B的外周端侧固定于作为环状构件的固定环200B。在本实施例的情况下，第一密封件100B的外周端侧的一部分通过夹在固定环200B的圆筒状部201的外周面与壳体600的轴孔内周面之间，从而固定于固定环200B。

在本实施例中，第一密封件100B也构成为，通过在其内周面侧插入轴500，从而在以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴500的外周面滑动自如地接触。并且，在该第一密封件100B中的与轴500的外周面滑动的区域中设有一对螺纹泵槽111、112。关于一对螺纹泵槽111、112的结构和作用效果，由于与上述实施例一的情况相同，所以省略其说明。另外，一对螺纹泵槽111、112也可以采用仅设置1组的结构，但是期望在周向空开间隔地设置多组，这也如实施例一所说明的那样。

在如上那样构成的本实施例的密封装置10B中，当然也可以得到与上述实施例一的情况相同的效果。另外，在本实施例的密封装置10B中，如实施例二所说明的那样，也可以采用一对螺纹泵突起121、122来代替一对螺纹泵槽111、112。

(实施例五)

在图7中示出本发明的实施例五。需要说明的是，由于基本的结构和作用与实施例一相同，所以对相同的结构部分赋予相同的附图标记，并适当省略其说明。

图7是本发明的实施例五的密封结构的示意性剖视图。在图7中，示出用包含密封装置的中心轴线的面剖切各构件的剖面。另外，在图7中，仅用虚线示出构成密封结构的构件中的、轴与壳体的配置位置，以便理解密封装置的内周面的结构。

本实施例的密封装置10C由作为树脂制密封件的第一密封件100C和通过金属等构成的一对固定环200C(环状构件)构成。一对固定环200C分别具有圆筒状部205和从圆筒状部205的前端向径向内侧延伸的向内凸缘部206。另外，在本实施例中，第一密封件100C也由平垫圈状的构件构成。作为第一密封件100C的材料，可以合适地应用聚四氟乙烯(PTFE)这一方面如实施例一所说明的那样。该第一密封件100C的外周端侧固定于一对固定环200C。在本实施例的情况下，第一密封件100C的外周端侧的一部分通过被一对固定环200C中的各向内凸缘部206夹住，从而固定于这一对固定环200C。

在本实施例中，第一密封件100C也构成为，通过在其内周面侧插入轴500，从而在以内周端侧朝向密封对象区域侧(O)弯曲的方式变形了的状态下与轴500的外周面滑动自如地接触。并且，在该第一密封件100C中的与轴500的外周面滑动的区域中设有一对螺纹泵槽111、112。关于一对螺纹泵槽111、112的结构和作用效果，由于与上述实施例一的情况相同，所以省略其说明。另外，一对螺纹泵槽111、112也可以采用仅设置1组的结构，但是期望在周向孔开间隔地设置多组，这也如实施例一所说明的那样。

在如上那样构成的本实施例的密封装置10C中，当然也可以得到与上述实施例一的情况相同的效果。另外，在本实施例的密封装置10C中，如实施例二所说明的那样，也可以采用一对螺纹泵突起121、122来代替一对螺纹泵槽111、112。

附图标记说明

10、10A、10B、10C 密封装置

100、100A、100B、100C 第一密封件(树脂制密封件)

111、112 螺纹泵槽

121、122 螺纹泵突起

200、200A 第二密封件(环状构件)

200B、200C 固定环(环状构件)

201、205 圆筒状部

202、206 向内凸缘部

210 加强环

211 圆筒状部

212 向内凸缘部

220、220A 密封件主体

221 外周密封部

222 防尘唇

500 轴

600 壳体

Claims (4)

1.一种密封装置，对相对旋转的轴与壳体之间的环状间隙进行封闭，所述密封装置的特征在于，

包括树脂制密封件，所述树脂制密封件伴随着所述轴的插入而在以内周端侧朝向密封对象区域侧弯曲的方式变形了的状态下与所述轴的外周面滑动自如地接触，并且

在所述树脂制密封件中的与所述轴的外周面滑动的区域中设有一对螺纹泵槽或螺纹泵突起，所述一对螺纹泵槽或螺纹泵突起以随着从与密封对象区域侧的端部相比向对于密封对象区域侧而言的相反侧离开的位置朝向所述相反侧而彼此的间隔变窄的方式延伸。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述一对螺纹泵槽或螺纹泵突起在周向空开间隔地设置多组。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，

所述树脂制密封件由平垫圈状的构件构成。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，

包括至少一个环状构件，所述至少一个环状构件相对于在所述壳体形成的轴孔被固定，

所述树脂制密封件的外周端侧固定于所述至少一个环状构件。