CN117307716A - 密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供抑制刚性环的变形并且减少弹性环被扯破的情况的密封装置。密封装置包括由刚性材料形成的刚性环和由弹性材料形成的弹性环,该刚性环具有安装于支承构件的圆筒部和形成于圆筒部的配置在大气侧的一端的圆板部,圆板部具有配置于大气侧的第一面和处于与第一面相反的一侧的第二面,该弹性环具有与刚性环的圆筒部接合且介入圆筒部与支承构件之间的介入圆筒部和形成于介入圆筒部的配置在大气侧的一端且与刚性环的圆板部的第一面结合的弹性层。刚性环的圆板部的第一面具有朝向大气侧突出的多个突起。弹性环的弹性层与圆板部的第一面中的突起和除突起以外的部分接合。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封装置。
背景技术
专利文献1公开了一种装配于孔且闭塞孔的密封装置。该密封装置具有金属环和与金属环接合的弹性环。金属环具有嵌入孔的圆筒部和从圆筒部向径向内侧扩展的圆板部,弹性环具有与圆筒部的外周面接合且嵌入孔的外侧圆筒部和与圆板部的大气侧的面接合的弹性层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-196553号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的密封装置中,与圆板部的大气侧的面接合的弹性层防止金属环的圆板部的氧化。特别是,在水(盐水和泥水)多的环境使用密封装置的情况下,弹性层有效。优选弹性层可靠地形成于圆板部的所需部位整个整体。
另一方面,弹性层始终将弹性环的外侧圆筒部向径向内侧拉伸,因此可能使刚性环变形。若刚性环变形,则孔的内部的流体有可能泄漏。
另外,在供密封装置装配的孔的内部压力高的情况下,需要设法使密封装置避免从孔拔出。但是,在难以改变具有孔的构件的结构的情况下,这样的方法受到限定,因此为了防止拔出而采取增大金属环的圆筒部与孔的内周面的嵌合余量的措施。
但是,如果增大该嵌合余量,则在将孔压入密封装置时,对配置于金属环的圆筒部的周围且嵌入孔的弹性环的外侧圆筒部施加大的力,从而有外侧圆筒部被扯破的风险。另外,弹性层始终将弹性环的外侧圆筒部向径向内侧拉伸,因此起到使外侧圆筒部从金属环的圆筒部剥离的作用,在将密封装置压入孔时和密封装置的使用时,增大外侧圆筒部被扯破的风险。如果外侧圆筒部被扯破,则孔的内部的流体有可能泄漏。
因此,本发明提供一种抑制刚性环的变形并且减少弹性环被扯破的情况的密封装置。
用于解决技术问题的方案
本发明的形态提供一种密封装置。该密封装置包括由刚性材料形成的刚性环和由弹性材料形成的弹性环,该刚性环具有安装于支承构件的圆筒部和形成于所述圆筒部的配置在大气侧的一端的圆板部,所述圆板部具有配置于大气侧的第一面和处于与所述第一面相反的一侧的第二面,该弹性环具有与所述刚性环的所述圆筒部接合且介入所述圆筒部与所述支承构件之间的介入圆筒部和形成于所述介入圆筒部的配置在大气侧的一端且与所述刚性环的所述圆板部的所述第一面接合的弹性层。所述刚性环的所述圆板部的所述第一面具有朝向大气侧突出的多个突起。所述弹性环的所述弹性层与所述圆板部的所述第一面中的突起和除所述突起以外的部分接合。
在该形态中,通过在刚性环的圆板部设置多个突起,与圆板部接合的弹性环的弹性层在突起的周围弯折,力难以在弹性层内传递,从而降低弹性环的弹性层将弹性环的介入圆筒部向径方向拉伸的力。因此,抑制刚性环的变形。另外,由于降低欲使介入圆筒部从金属环的圆筒部剥离的力(将介入圆筒部向径方向拉伸的力),所以在将密封装置安装于支承构件时和密封装置的使用时,减少弹性环的介入圆筒部被扯破的情况。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的密封装置将要压入孔的状态的剖视图。
图2示出已压入孔的使用中的实施方式的密封装置的剖视图。
图3是对未压入孔的状态下的实施方式的密封装置的一部进行放大的剖视图。
图4是图3的仰视图。
图5是示出用模具形成实施方式的密封装置的弹性环的状态的剖视图。
图6是示出压入孔的使用中的比较例的密封装置的剖视图。
图7是对未压入孔的状态下的实施方式的变形例的密封装置的一部分进行放大的剖视图。
图8是对未压入孔的状态下的实施方式的另一变形例的密封装置的一部分进行放大的剖视图。
图9是示出使用中的实施方式的变形例的密封装置的剖视图。
图10是示出使用中的实施方式的另一变形例的密封装置的剖视图。
附图标记说明
1密封栓(密封装置)
2壳体(支承构件)
3 孔
6 刚性环
8 弹性环
6a 圆筒部
6b 圆板部
6b1第一面
6b2第二面
6c连接部
8弹性环
8a外侧圆筒部(介入圆筒部)
8b 弹性层
10 突起
12 凹部
21油封(密封装置)
22壳体(支承构件)
23 孔
26 刚性环
26a 圆筒部
26b 圆板部
26b1第一面
26b2第二面
28弹性环
28a外侧圆筒部(介入圆筒部)
28b弹性层
28b1大气侧的面
32 突起
34 凹部
33内圈(支承构件)
50内侧密封构件(密封装置)
51刚性环
51a套筒(圆筒部)
51b凸缘(圆板部)
51b1第一面
51b2第二面
52弹性环
52a内侧圆筒部(介入圆筒部)
52b 弹性层
53 突起
54 凹部
具体实施方式
以下,一边参照附图一边说明本发明的实施方式。附图的比例尺不一定准确,有时对一部分的特征也会进行放大或者省略。
图1示出使用前的本发明的实施方式的作为密封装置的密封栓1,图2示出使用中的作为密封装置的密封栓1。如图1和图2所示,密封栓1通过压入壳体(支承构件)2的孔3,从而固定于壳体2,闭塞孔3。壳体2由树脂或金属、例如铝合金形成。
壳体2例如为电动机动车的电动机的壳体,大气侧为水(盐水和泥水)多的环境,本发明的用途不限定于本实施方式,也可以是其他机械或结构物的壳体。
如图1所示,孔3具有小径部3a、渐缩部3b、大径部3c和渐缩部3d。小径部3a、渐缩部3b、大径部3c和渐缩部3d均具有圆形剖面,且相互为同心。小径部3a位于孔3的里面。大径部3c具有比小径部3a大的内径,渐缩部3b将小径部3a与大径部3c连接。渐缩部3d位于大气侧,具有越朝向孔3的里面越小的直径。但是,孔3的形状不限定于图示。
密封栓1具有刚性环6和与刚性环6接合的弹性环8。
刚性环6由金属或树脂等刚性材料形成。刚性环6例如通过对JIS(日本工业规格)的G3141所规定的冷轧钢板(SPCC)的板进行冲压加工成型而制造。
刚性环6具有圆筒部6a、圆板部6b和连接部6c。圆筒部6a安装于壳体2。具体而言,圆筒部6a嵌入壳体2的孔3。圆板部6b形成于圆筒部6a的配置在大气侧的一端,且向圆筒部6a的径向内侧扩展。圆板部6b具有配置于大气侧的第一面6b1和配置于圆筒部6a的内侧的第二面6b2。连接部6c将圆板部6b连接于圆筒部6a,具有弯曲为圆弧状的剖面。
圆筒部6a具有主圆筒部6a1、端部6a2和倾斜部6a3。主圆筒部6a1、端部6a2和倾斜部6a3均具有圆形剖面,且相互为同心。在密封栓1未压入孔3的图1和图3所示的状态下,主圆筒部6a1具有圆筒形状。端部6a2位于主圆筒部6a1的与圆板部6b相反的一侧,端部6a2的外周面为锥形。即,端部6a2的外周面具有越远离主圆筒部6a1越小的直径。倾斜部6a3位于主圆筒部6a1的圆板部6b侧,具有截圆锥形状。具体而言,倾斜部6a3以具有越朝向圆板部6b进而朝向大气侧越小的直径的方式倾斜。
如图2所示,圆筒部6a的主圆筒部6a1、端部6a2和倾斜部6a3均插入孔3。在该状态下,端部6a2位于孔3的小径部3a,主圆筒部6a1位于孔3的小径部3a、渐缩部3b和大径部3c,倾斜部6a3位于孔3的大径部3c和渐缩部3d。具有锥形的外周面的端部6a2使得圆筒部6a容易插入孔3。在嵌入孔3的状态下,主圆筒部6a1从孔3的内周面受到反作用力,几乎沿着小径部3a、渐缩部3b和大径部3c的轮廓而变形。
弹性环8由弹性材料、例如含橡胶的弹性体形成。可利用的弹性体不受限定。其中,如后所述,根据本实施方式,能够防止或减少弹性环8的被扯破。根据该观点,例如也可以将丙烯酸橡胶这样的容易擦伤的弹性体作为弹性环8的材料。
弹性环8具有外侧圆筒部(介入圆筒部)8a和形成于外侧圆筒部8a的配置在大气侧的端部的弹性层8b。弹性层8b向外侧圆筒部8a的径向内侧扩展,并与刚性环6的圆板部6b的第一面6b1的整体接合。
外侧圆筒部8a与刚性环6的圆筒部6a的倾斜部6a3的外周面和连接部6c的外周面接合。外侧圆筒部8a具有向径向外侧突出的圆环状的隆条部8a1。如图2所示,隆条部8a1介入刚性环6的圆筒部6a的外周面与孔3的内周面之间。即,隆条部8a1嵌入孔3的大径部3c与渐缩部3d,从而与大径部3c的内周面和渐缩部3d的内周面紧密地面接触,对刚性环6的圆筒部6a的外周面与孔3的内周面的间隙进行闭塞。
如图3所示,隆条部8a1的外周面为锥状。即,隆条部8a1的外周面具有越远离弹性层8b越小的直径。因此,隆条部8a1容易嵌入孔3的大径部3c。
如图1~图3所示,刚性环6的圆板部6b在第一面6b1具有朝向大气侧突出的多个突起10。突起10是在对板进行冲压加工而成型为刚性环6时形成的。因此,与形成于第一面6b1的突起10对应地在圆板部6b的第二面6b2形成有凹部12。如此,在突起10的背面形成有凹部12,因此容易利用冲压加工来成型刚性环6的突起10。
突起10的大部分是平坦的,相对于圆板部6b的除突起10以外的部分平行。如图3所示,突起10相对于圆板部6b的除突起10以外的部分的突出量P(凹部12的深度)微小。
如图4所示,多个突起10乃至凹部12距刚性环6的中心轴线等距离地配置。第一面6b1具有作为突起10之间的部分的中间部14。优选突起10配置为相互隔开相等的角间隔,但是突起10的角间隔也可以不必相等。在图4中虽然示出8个突起10乃至8个凹部12,突起10的数量乃至凹部12的数量不限定于图示。另外,突起10和凹部12的形状也不限定于图示。
如图1~图3所示,弹性环8的弹性层8b与刚性环6的圆板部6b的第一面6b1中的突起10和除突起10以外的部分接合。如图3所示,刚性环6的第一面6b1具有突起10,而弹性环8的弹性层8b的配置于大气侧的面8b1是平坦的,与圆板部6b平行。但是,面8b1也可以不必平坦。
通过将密封栓1沿图1的箭头A的方向按压,密封栓1压入壳体2的孔3。此时,可以使用将弹性环8的弹性层8b沿箭头A的方向按压的夹具(未图示)。
本实施方式的密封栓1的弹性环8可以使用图5所示的模具15来形成。模具15是具有高刚性的金属制,具有供刚性环6配置的大致圆柱状的内部空间15a。在内部空间15a的内周面嵌入刚性环6的圆筒部6a的主圆筒部6a1,圆筒部6a的倾斜部6a3与内部空间15a的内周面的隆条部15b抵靠。于是,利用内部空间15a和刚性环6划定用于形成弹性环8的型腔16。型腔16的与圆板部6b相对的平坦面16a与圆板部6b平行,形成弹性环8的弹性层8b的大气侧的面8b1。
通过将弹性环8的弹性材料配置于型腔16并使其固化,从而成型弹性环8。同时,弹性环8与刚性环6接合。弹性环8的成型方法可以是冲压也可以是注塑成型。优选在将弹性环8的弹性材料配置于型腔16之前,将提高弹性环8和刚性环6的接合性的粘接剂涂敷于刚性环6的第一面6b1、连接部6c和倾斜部6a3。
在本实施方式中,如图3所示,弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t比与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分厚度T小,因此在使用模具15利用冲压或注塑成型将弹性环8与刚性环6接合时,在突起10之间形成供弹性环8的弹性材料流动的流路。具体而言,突起10之间的中间部14(参照图3和图4)成为弹性材料的流路。另外,在突起10与模具15的平坦面16a之间也配置弹性材料,在它们之间弹性材料被强烈压缩,压力传递至弹性材料整体。因此,能够改善弹性材料的流动,抑制已完成的弹性环8的弹性层8b的厚度T(与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的部分的厚度,参照图3)的偏差,使得弹性材料可靠地遍及第一面6b1的整个整体。
另外,如图3所示,通过在刚性环6的圆板部6b设置多个突起10,与圆板部6b接合的弹性层8b在突起10的周围弯折,力难以在弹性层8b内传递,降低弹性环8的弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向拉伸的力。特别是在实施方式中,弹性环8的弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t比与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分的厚度T小,故显著地降低弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的力。弹性环8的弹性层8b的大气侧的面8b1是平坦的,因此弹性环8的弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t可靠地小于与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分的厚度T。
这样,降低弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的力,因此在将密封栓1压入孔3时和密封栓1的使用时,抑制刚性环6的变形。
另外,由于降低欲使外侧圆筒部8a从金属环的圆筒部6a剥离的力(将外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的力),所以在将密封栓1压入孔3时和密封栓1的使用时,减少弹性环8的外侧圆筒部8a被扯破的情况。
图6示出压入孔2的比较例的密封栓1A。在密封栓1A中,不在刚性环6的圆板部6b设置突起10。由于在弹性环8的形成时没有改善弹性材料的流动的突起10,所以为了在刚性环6的圆板部6b的第一面6b1的整体形成弹性环8的弹性层8b,比较例的弹性层8b的厚度不得不比实施方式的大。另外,弹性层8b不弯折而是平坦的,因此力容易在弹性层8b内传递。因此,与实施方式相比,弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的力大,因此如图6所示,刚性环6可能弯曲。刚性环6的弯曲在将密封栓1A压入孔3时和密封栓1的使用时均可能发生。如果刚性环6弯曲,则孔3的内部的流体可能泄漏。
另外,弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的大的力起到使外侧圆筒部8a欲从金属环的圆筒部6a剥离的作用。在将密封栓1A压入孔3时和密封栓1的使用时,存在弹性环8的外侧圆筒部8a被扯破的风险。图6示出外侧圆筒部8a的隆条部8a1呈锯齿状被扯破的例子。如果外侧圆筒部8a被扯破,则孔3的内部的流体仍然有可能泄漏。
根据本实施方式,能够消除参照图6说明的这些课题,能够长期维持密封栓1的封闭性能。
在本实施方式中,优选弹性环8的弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t(参照图3)为0.1mm以上且小于0.5mm。在厚度t为0.1mm以上的情况下,在将密封栓1压入孔3时,例如即使用夹具推压弹性层8b的与突起10接合的部分,弹性层8b损伤的可能性少。另外,在厚度t为0.1mm以上的情况下,在将密封栓1压入孔3时和在密封栓1的使用中,即使弹性层8b的与突起10接合的部分稍有损伤,刚性环6的第一面6b1露出的可能性少,抑制第一面6b1的氧化。
在厚度t为0.5mm以上的情况下,弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径向内侧拉伸的力强,刚性环6容易变形,在密封栓1压入孔3时和密封栓1的使用时,弹性环8的外侧圆筒部8a可能被扯破。
但是,弹性环8所需的厚度根据弹性环8的弹性材料、上述的粘接剂的组分和/或弹性环8的制造方法而不同,因此厚度t不限定于0.1mm以上且小于0.5mm。
虽然不是绝对必要,但是优选如图3和图4所示,刚性环6的突起10与刚性环6的圆板部6b的中心的距离D比圆板部6b的半径R的一半大。也就是说,刚性环6的突起10配置于圆板部6b的外缘附近,因此弹性环8的弹性层8b的与突起10接合的厚度小的部分配置于弹性层8b的外缘附近。因此,与弹性层8b的厚度小的部分配置于弹性层8的径向内侧的情况相比,降低弹性环8的弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径方向内侧的拉伸的力。
在上述实施方式中,弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t比与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分的厚度T小。但是,如图7和图8所示,也可以不是如上述实施方式那样。图7和图8是分别对未压入孔的状态下的实施方式的变形例的密封栓1的一部分进行放大的剖视图。
在图7所示的变形例中,弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t和与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分的厚度T相等。也就是说,弹性层8b的厚度均匀,弹性层8b具有沿着突起10和除突起10以外的部分的形状的形状。在图8所示的变形例中,弹性层8b的与突起10接合的部分的厚度t比与第一面6b1的除突起10以外的部分接合的弹性层8b的部分的厚度T大。
在图7和图8所示的变形例中,与圆板部6b接合的弹性层8b在突起10的周围弯折,力难以在弹性层8b内传递,降低弹性环8的弹性层8b将弹性环8的外侧圆筒部8a向径方向拉伸的力。因此,在能够密封栓1压入孔3时和密封栓1的使用时,抑制刚性环6的变形,并且减少弹性环8的外侧圆筒部8a被扯破的情况。
图9示出作为使用中的实施方式的变形例的密封装置的油封21。油封21通过压入由树脂或金属形成的壳体(支承构件)22的孔23而固定于壳体22。在孔23的内部配置有轴25。轴25可以是围绕其轴线旋转的旋转轴,也可以是沿着其轴线方向进行往复运动的往复轴。
油封21具有刚性环26和与刚性环26接合的弹性环28。
刚性环26由金属或树脂等刚性材料形成。刚性环26具有圆筒部26a和圆板部26b。圆筒部26a安装于壳体22。具体而言,圆筒部26a插入壳体22的孔23。圆板部26b形成于圆筒部26a的配置在大气侧的一端,并向圆筒部26a的径向内侧扩展。圆板部26b具有圆环形状。圆板部26b具有配置于大气侧的第一面26b1和配置于圆筒部26a的内侧的第二面26b2。
弹性环28由弹性材料、例如含橡胶的弹性体形成。可利用的弹性体不受限定。其中,根据本变形例,能够防止或减少弹性环28的扯破。根据该观点,例如也可以将丙烯酸橡胶这样的容易擦伤的弹性体作为弹性环28的材料。
弹性环28具有外侧圆筒部(介入圆筒部)28a和形成于外侧圆筒部28a的配置在大气侧的端部的弹性层28b。弹性层28b向外侧圆筒部28a的径向内侧扩展,并与刚性环26的圆板部26b的第一面26b1的整体接合。
弹性层28b具有圆环形状。弹性环28具有配置于弹性层28b的径向内侧的密封唇29和防尘唇30。在密封唇29的周围卷绕有将密封唇29朝向径向内侧按压的卡紧弹簧31。但是,卡紧弹簧31并非绝对必要,防尘唇30也并非绝对必要。
外侧圆筒部28a与刚性环26的圆筒部26a的外周面接合。外侧圆筒部28a介入刚性环26的圆筒部26a的外周面与孔23的内周面之间。即,外侧圆筒部28a嵌入孔23,与孔23的内周面紧密地面接触,对刚性环26的圆筒部26a的外周面与孔23的内周面之间的间隙进行闭塞。
刚性环26的圆板部26b在第一面26b1具有朝向大气侧突出的多个突起32。突起32是在对板进行冲压加工而成型为刚性环26时形成的。因此,与形成于第一面26b1的突起32对应地在圆板部26b的第二面26b2形成有凹部34。如此,由于在突起32的背面形成有凹部34,所以容易利用冲压加工来成型刚性环26的突起32。突起32的大部分是平坦的,相对于圆板部26b的除突起32以外的部分平行。突起32相对于圆板部26b的除突起32以外的部分的突出量P(凹部34的深度)微小。
虽未图示,但是多个突起32乃至凹部34距刚性环26的中心轴线等距离地配置。优选突起32配置为相互隔开相等的角间隔,但是突起32的角间隔也可以不必相等。
弹性环28的弹性层28b与刚性环26的圆板部26b的第一面26b1中的突起32和除突起32以外的部分接合。刚性环26的第一面26b1具有突起32,而弹性环28的弹性层28b的配置于大气侧的面28b1是平坦的,与圆板部26b平行。但是,面28b1也可以不必平坦。
油封21的弹性环28也使用模具通过冲压或者注塑成型,能够与刚性环26接合。根据与参照图5说明的理由相同的理由,通过在刚性环26的圆板部26b设置多个突起32,能够改善弹性材料的流动,抑制已完成的弹性环28的弹性层28b的厚度(与第一面26b1的除突起32以外的部分接合的部分的厚度)的偏差,使得弹性材料可靠地遍及第一面26b1的整个整体。
另外,与圆板部26b接合的弹性层28b在突起32的周围弯折,力难以在弹性层28b内传递,降低弹性环28的弹性层28b将弹性环28的外侧圆筒部28a向径方向拉伸的力。特别是在该油封21中,弹性环28的弹性层28b的与突起32接合的部分的厚度比与第一面26b1的除突起32以外的部分接合的弹性层28b的部分的厚度小,因此显著地降低弹性层28b将弹性环28的外侧圆筒部28a向径向内侧拉伸的力。弹性环28的弹性层28b的大气侧的面28b1是平坦的,因此弹性环28的弹性层28b的与突起32接合的部分的厚度可靠地小于与第一面26b1的除突起32以外的部分接合的弹性层28b的部分的厚度。但是,也可以将该油封21应用于图7和图8所示的变形例。
这样,降低弹性层28b将弹性环28的外侧圆筒部28a向径向内侧拉伸的力,因此在将油封21压入孔23时和油封21的使用时,抑制刚性环26的变形。因此,能够长期地维持油封21的封闭性能。
另外,由于降低欲使外侧圆筒部28a从金属环的圆筒部26a剥离的力(将外侧圆筒部28a向径向内侧拉伸的力),所以在将油封21压入孔23时和油封21的使用时,减少弹性环28的外侧圆筒部28a被扯破的情况。因此,能够长期地维持油封21的封闭性能。
虽然不是绝对必要,但是优选刚性环26的突起32与刚性环26的圆板部26b的外缘的距离D1比突起32与圆板部26b的内缘的距离D2小。也就是说,刚性环26的突起32配置于圆板部26b的外缘附近,因此弹性环28的弹性层28b的与突起32接合的厚度小的部分配置于弹性层28b的外缘附近。因此,与弹性层28b的厚度小的部分配置于弹性层28的径向内侧的情况相比,降低弹性环28的弹性层28b将弹性环28的外侧圆筒部28a向径向内侧拉伸的力。
图10示出作为使用中的实施方式的另一变形例的密封装置的轮毂轴承密封件31。轮毂轴承密封件31配置于轮毂轴承的外圈32与内圈33之间的间隙。轮毂轴承密封件31包括外侧密封构件40和内侧密封构件50。外侧密封构件40与内侧密封构件50为环状,但是在图10中,仅示出它们的左侧部分。在图10中,用虚线示出外圈32和内圈33,示出外侧密封构件40与内侧密封构件50在外圈32与内圈33之间未被压缩的状态。
外侧密封构件40安装于外圈32,是不旋转的固定密封构件。外侧密封构件40是具有弹性环41和刚性环42的复合结构。
弹性环41由弹性材料、例如弹性体形成。弹性环41具有唇43、44、45。
刚性环42由刚性材料、例如金属形成,并加强弹性环41。刚性环42具有大致L字形的剖面形状。刚性环42压入固定于外圈32的孔。刚性环42的一部分埋设于弹性环41,并与弹性环41紧贴。
内侧密封构件50也可称为抛油环即旋转密封构件。内侧密封构件50安装于内圈33,在内圈33旋转时,内侧密封构件50与内圈33一起旋转,将从外部到来的异物(例如水)飞溅。
内侧密封构件(密封装置)50也是具有刚性环51和与刚性环51接合的弹性环52的复合结构。刚性环51由金属或树脂等刚性材料形成。
刚性环51具有大致L字形的剖面形状。具体而言,刚性环51包括圆筒状的套筒(圆筒部)51a和凸缘(圆板部)51b。套筒51a安装于内圈33。具体而言,在套筒51a以过盈配合的方式嵌进(即被压入)有内圈(支承构件)33。凸缘51b形成于套筒51a的配置在大气侧的一端,并向套筒51a的径向外侧扩展。凸缘51b具有圆环形状。凸缘51b具有配置于大气侧的第一面51b1和配置于套筒51a的外侧的第二面51b2。
外侧密封构件40的唇43是向径向内侧延伸的径向唇(润滑脂唇)。唇44是向径向内侧延伸的径向唇(防尘唇)。唇43、44朝向内侧密封构件50的套筒51a延伸,唇43、44的前端能够滑动地与套筒51a的外周面接触。唇45是向侧方延伸的轴向唇(侧唇)。唇45朝向径向外侧且朝向大气侧延伸,能够滑动地与第二密封构件50的刚性环51的凸缘51b的第二面51b2接触。
弹性环52由弹性材料、例如含橡胶的弹性体形成。可利用的弹性体不受限定。其中,根据本变形例,能够防止或减少弹性环52的扯破。根据该观点,例如也可以将丙烯酸橡胶这样的容易擦伤的弹性体作为弹性环52的材料。
弹性环52具有内侧圆筒部(介入圆筒部)52a和形成于内侧圆筒部52a的配置在大气侧的端部的弹性层52b。弹性层52b向内侧圆筒部52a的径向外侧扩展,并与刚性环51的凸缘51b的第一面51b1的整体接合。弹性层52b具有圆环形状。
内侧圆筒部52a与刚性环51的套筒51a的内周面接合。内侧圆筒部52a介入刚性环51的套筒51a的内周面与内圈33的外周面之间。即,内侧圆筒部52a与内圈33的外周面紧密地面接触,对刚性环51的套筒51a的内周面与内圈33的外周面的间隙进行闭塞。
刚性环51的凸缘51b在第一面51b1具有朝向大气侧突出的多个突起53。突起53是在对板进行冲压加工而成型为刚性环51时形成的。因此,与形成于第一面51b1的突起53对应地在凸缘51b的第二面51b2形成有凹部54。如此,在突起53的背面形成有凹部54,因此容易利用冲压加工来成型刚性环51的突起53。突起53的大部分是平坦的,相对于凸缘51b的除突起53以外的部分平行。突起53相对于凸缘51b的除突起53以外的部分的突出量P(凹部54的深度)微小。
虽未图示,但是多个突起53乃至凹部54距刚性环51的中心轴线等距离地配置。优选突起53配置为相互隔开相等的角间隔,但是突起53的角间隔也可以不必相等。
弹性环52的弹性层52b与刚性环51的凸缘51b的第一面51b1中的突起53和除突起53以外的部分接合。刚性环51的第一面51b1具有突起53,而弹性环52的弹性层52b的配置于大气侧的面52b1是平坦的,与凸缘51b平行。但是,面52b1也可以不必平坦。
内侧密封构件50的弹性环52也使用模具,通过冲压或者注塑成型,能够与刚性环51接合。根据与参照图5说明的理由相同的理由,通过在刚性环51的凸缘51b设置多个突起53,能够改善弹性材料的流动,抑制已完成的弹性环52的弹性层52b的厚度(与第一面51b1的除突起53以外的部分接合的部分的厚度)的偏差,使得弹性材料可靠地遍及第一面51b1的整个整体。
另外,与凸缘51b接合的弹性层52b在突起53的周围弯折,力难以在弹性层52b内传递,降低弹性环52的弹性层52b将弹性环52的内侧圆筒部52a向径向拉伸的力。特别是在该内侧密封构件50中,弹性环52的弹性层52b的与突起53接合的部分的厚度比与第一面51b1的除突起53以外的部分接合的弹性层52b的部分的厚度小,因此显著地降低弹性层52b将弹性环52的内侧圆筒部52a向径向外侧拉伸的力。弹性环52的弹性层52b的大气侧的面52b1是平坦的,因此弹性环52的弹性层52b的与突起53接合的部分的厚度可靠地小于与第一面51b1的除突起53以外的部分接合的弹性层52b的部分的厚度。但是,也可以将该内侧密封构件50应用于图7和图8所示的变形例。
这样,降低弹性层52b将弹性环52的内侧圆筒部52a向径向外侧拉伸的力,因此在将内侧密封构件50安装于内圈33时和内侧密封构件50的使用时,抑制刚性环51的变形。因此,能够长期地维持内侧密封构件50的封闭性能。
另外,由于降低欲使内侧圆筒部52a从金属环的套筒51a剥离的力(将内侧圆筒部52a向径向外侧拉伸的力),所以在将内侧密封构件50安装于内圈33时和内侧密封构件50的使用时,降低弹性环52的内侧圆筒部52a被扯破的情况。因此,能够长期地维持内侧密封构件50的封闭性能。
虽然不是绝对必要,但是优选刚性环51的突起53与刚性环51的凸缘51b的外缘的距离D3比突起53与凸缘51b的内缘之间的距离D4大。也就是说,刚性环51的突起53配置于凸缘51b的内缘附近,因此弹性环52的弹性层52b的与突起53接合的厚度小的部分配置于弹性层52b的内缘附近。因此,与弹性层52b的厚度小的部分配置于弹性层52的径向外侧的情况相比,降低弹性环52的弹性层52b将弹性环52的内侧圆筒部52a向径向外侧拉伸的力。
以上,一边参照本发明的优选实施方式一边对本发明进行图示说明,但是对于本领域技术人员来说,可以理解在不脱离权利要求书所记载的发明范围的情况下,可以进行形式以及详细的变更。这样的变更、改变和修正包含于本发明的范围内。
本发明的方式也可以记载于下述带编号的条目中。
条目1.一种密封装置,其中,包括:
由刚性材料形成的刚性环,所述刚性环具有安装于支承构件的圆筒部和形成于所述圆筒部的配置在大气侧的一端的圆板部,所述圆板部具有配置于大气侧的第一面和处于与所述第一面相反的一侧的第二面;和
由弹性材料形成的弹性环,所述弹性环具有:与所述刚性环的所述圆筒部接合且介入所述圆筒部与所述支承构件之间的介入圆筒部;和形成于所述介入圆筒部的配置在大气侧的一端且与所述刚性环的所述圆板部的所述第一面接合的弹性层,
所述刚性环的所述圆板部的所述第一面具有朝向大气侧突出的多个突起,
所述弹性环的所述弹性层与所述圆板部的所述第一面中的突起和除所述突起以外的部分接合。
条目2.根据条目1所述的密封装置,其中,与所述圆板部的所述第一面中的所述突起接合的所述弹性层的部分的厚度比与所述第一面中的除所述突起以外的部分接合的所述弹性层的部分的厚度小。
根据该条目,在使用模具利用冲压或注塑成型将弹性环与刚性环接合时,在突起之间形成供弹性环的弹性材料流动的流路,另外,在突起与模具之间也配置弹性材料,弹性材料在它们之间被强力压缩,压力传至弹性材料整体。因此,能够改善弹性材料的流动,抑制已完成的弹性环的弹性层的厚度偏差,使得弹性材料可靠地遍及第一面的整个整体。另外,显著地降低弹性层将弹性环的外侧圆筒部向径向内侧拉伸的力。
条目3.根据条目1所述的密封装置,其中,所述弹性环的所述弹性层的配置于大气侧的面是平坦的。
根据该条目,弹性环的弹性层的与突起接合的部分的厚度可靠地小于与第一面的除突起以外的部分接合的弹性层的部分的厚度。因此,显著地降低弹性环的弹性层将弹性环的介入圆筒部向径向拉伸的力,抑制刚性环的变形,在压入孔时,减少弹性环被扯破的情况。另外,容易使用模具且利用冲压或注塑成型将弹性环与刚性环接合。
条目4.根据条目1所述的密封装置,其中,与所述圆板部的所述第一面中的所述突起接合的所述弹性层的部分的厚度在与所述第一面中的除所述突起以外的部分接合的所述弹性层的部分的厚度以上。
条目5.根据条目1~4中任一项所述的密封装置,其中,所述刚性环的所述圆板部的所述第二面在所述突起的背面具有凹部。
根据该条目,容易利用冲压加工来成型刚性环的突起。
条目6.根据条目1~5中任一项所述的密封装置,其中,所述密封装置是闭塞所述支承构件的孔的密封栓,
所述刚性环的所述圆筒部嵌入所述孔,
所述刚性环的所述圆板部配置于所述圆筒部的径向内侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的外周面接合,且介入所述圆筒部的所述外周面与所述孔的内周面之间,
所述弹性环的所述弹性层配置于所述介入圆筒部的径向内侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的中心的距离比所述圆板部的半径的一半大。
根据该条目,刚性环的突起配置于圆板部的外缘附近,因此弹性环的弹性层的与突起接合的厚度小的部分配置于弹性层的外缘附近。因此,与弹性层的厚度小的部分配置于弹性层的径向内侧的情况相比,降低弹性环的弹性层将弹性环的介入圆筒部向径向内侧拉伸的力。
条目7.根据条目1~5中任一项所述的密封装置,其中,所述密封装置是配置于所述支承构件的孔的油封,
所述刚性环的所述圆筒部插入所述孔,
所述刚性环的所述圆板部具有圆环形状,且配置于所述圆筒部的径向内侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的外周面接合,且介入所述圆筒部的所述外周面与所述孔的内周面之间,
所述弹性环的所述弹性层具有圆环形状,且配置于所述介入圆筒部的径向内侧,
所述弹性环还包括能够滑动地与配置于所述孔的内部的轴接触的至少一个唇,所述唇配置于所述弹性层的径向内侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的外缘的距离比所述突起与所述圆板部的内缘的距离小。
根据该条目,刚性环的突起配置于圆板部的外缘附近,因此弹性环的弹性层的与突起接合的厚度小的部分配置于弹性层的外缘附近。因此,与弹性层的厚度小的部分配置于弹性层的径向内侧的情况相比,降低弹性环的弹性层将弹性环的介入圆筒部向径向内侧拉伸的力。
条目8.根据条目1~5中任一项所述的密封装置,其中,所述密封装置是配置于所述支承构件的外侧的密封构件,
在所述刚性环的所述圆筒部嵌进有所述支承构件,
所述刚性环的所述圆板部具有圆环形状,且配置于所述圆筒部的径向外侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的内周面接合,且介入所述圆筒部的所述内周面与所述支承构件的外周面之间,
所述弹性环的所述弹性层具有圆环形状,且配置于所述介入圆筒部的径向外侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的外缘的距离比所述突起与所述圆板部的内缘的距离大。
根据该条目,刚性环的突起配置于圆板部的内缘附近,因此弹性环的弹性层的与突起接合的厚度小的部分配置于弹性层的内缘付近。因此,与弹性层的厚度小的部分配置于弹性层的径向外侧的情况相比,降低弹性环的弹性层将弹性环的介入圆筒部向径向外侧拉伸的力。
Claims (8)
1.一种密封装置,其中,包括:
由刚性材料形成的刚性环,所述刚性环具有安装于支承构件的圆筒部和形成于所述圆筒部的配置在大气侧的一端的圆板部,所述圆板部具有配置于大气侧的第一面和处于与所述第一面相反的一侧的第二面;和
由弹性材料形成的弹性环,所述弹性环具有:与所述刚性环的所述圆筒部接合且介入所述圆筒部与所述支承构件之间的介入圆筒部;和形成于所述介入圆筒部的配置在大气侧的一端且与所述刚性环的所述圆板部的所述第一面接合的弹性层,
所述刚性环的所述圆板部的所述第一面具有朝向大气侧突出的多个突起,
所述弹性环的所述弹性层与所述圆板部的所述第一面中的突起和除所述突起以外的部分接合。
2.根据权利要求1所述的密封装置,其中,
与所述圆板部的所述第一面中的所述突起接合的所述弹性层的部分的厚度比与所述第一面中的除所述突起以外的部分接合的所述弹性层的部分的厚度小。
3.根据权利要求1所述的密封装置,其中,
所述弹性环的所述弹性层的配置于大气侧的面是平坦的。
4.根据权利要求1所述的密封装置,其中,
与所述圆板部的所述第一面中的所述突起接合的所述弹性层的部分的厚度为与所述第一面中的除所述突起以外的部分接合的所述弹性层的部分的厚度以上。
5.根据权利要求中1~4中任一项所述的密封装置,其中,
所述刚性环的所述圆板部的所述第二面在所述突起的背面具有凹部。
6.根据权利要求中1~4中任一项所述的密封装置,其中,
所述密封装置闭塞所述支承构件的孔,
所述刚性环的所述圆筒部嵌入所述孔,
所述刚性环的所述圆板部配置于所述圆筒部的径向内侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的外周面接合,且介入所述圆筒部的所述外周面与所述孔的内周面之间,
所述弹性环的所述弹性层配置于所述介入圆筒部的径向内侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的中心的距离比所述圆板部的半径的一半大。
7.根据权利要求中1~4中任一项所述的密封装置,其中,
所述密封装置配置于所述支承构件的孔,
所述刚性环的所述圆筒部插入所述孔,
所述刚性环的所述圆板部具有圆环形状,且配置于所述圆筒部的径向内侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的外周面接合,且介入所述圆筒部的所述外周面与所述孔的内周面之间,
所述弹性环的所述弹性层具有圆环形状,且配置于所述介入圆筒部的径向内侧,
所述弹性环还包括能够滑动地与配置于所述孔的内部的轴接触的至少一个唇,所述唇配置于所述弹性层的径向内侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的外缘的距离比所述突起与所述圆板部的内缘的距离小。
8.根据权利要求中1~4中任一项所述的密封装置,其中,
所述密封装置配置于所述支承构件的外侧,
在所述刚性环的所述圆筒部嵌进有所述支承构件,
所述刚性环的所述圆板部具有圆环形状,且配置于所述圆筒部的径向外侧,
所述弹性环的所述介入圆筒部与所述圆筒部的内周面接合,且介入所述圆筒部的所述内周面与所述支承构件的外周面之间,
所述弹性环的所述弹性层具有圆环形状,且配置于所述介入圆筒部的径向外侧,
所述刚性环的所述突起与所述圆板部的外缘的距离比所述突起与所述圆板部的内缘的距离大。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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