CN201412509Y - 密封元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种密封元件，是套设于一旋转轴上，该密封元件具有一抵触于旋转轴表面的密封唇，用以隔离空气与润滑油，该密封元件于其密封唇面向外部空气的一侧设有复数条凸起形成的回油沟，该些回油沟以两段式转折设计，可有效阻挡泄漏的润滑油，并将润滑油反推回去，以降低润滑油流失。

Description

密封元件

【技术领域】

本实用新型是与套设于旋转轴上用以隔离空气与润滑油的元件有关，更详而言之，是指一种具有高回油效果的密封元件。

【背景技术】

图1为一种唇形密封元件(lip type seal)1，该密封元件1具有一朝径向突出的橡胶唇部1a，使用时，是将密封元件1套设于一旋转轴2上，利用该橡胶唇部1a触压于旋转轴2变形，藉以有效隔离空气与润滑油，于此定义，密封元件1的两侧分别为一空气侧(air side)101与一油侧(Oilside)102，该密封元件1的作用即是用以防止油侧102的润滑油往该空气侧101溢出。

请配合图2，上述的密封元件1于实际使用时，在橡胶唇部1a与旋转轴2之间会存在一油膜3，该油膜3既具有密封作用又可保持橡胶唇部1a与旋转轴2之间的润滑；又，橡胶唇部1a因触压于旋转轴2而变形，随着旋转轴2的转动，将于旋转轴2表面形成有多数微小的油膜轨迹3a，该些油膜轨迹3a的两端分别连通至空气侧101与油侧102，并做为润滑油经由空气侧101回推向油侧102的桥梁。

为增加上述润滑油回流油侧102的能力，有业者开发出一种具有回油沟(laelix)结构的密封元件，如图3所示即是，该密封元件4于其橡胶唇部4a面对空气侧101的斜面4b增设有复数条凸起的直条回油沟5，请再配合图4、图5，是揭示该些回油沟5以等间距方式沿着圆周斜向排列，各回油沟5的直线延伸方向与其接触橡胶唇部4a唇尖4c处的切线方向夹一角度，于此定义该角度为回油沟角度θ。当该旋转轴6以逆时针方向旋转时，随旋转轴6转动而溢出的润滑油将受到该些回油沟5的阻挡，并在回油沟5侧壁的引导下被反推回油侧102，此即回油现象(Pumping)，回油效果越显著者，表示密封效果越佳，亦即回油率(Pumpingrate)高。

请再参阅图6及图7所示，经实际测试发现，在回油沟数量增加或是回油沟角度越小的情形下，所测得回油率越高，但回油沟的回油沟角度过小时，不仅加工制作困难，更容易因沿着圆周排列的回油沟彼此间过于接近而无法增设较多数量的回油沟，一般而言，当回油沟的回油沟角度θ小于22.5度角时，将产生上述缺失，所以，前述密封元件4虽可降低润滑油的流失，但其回油效果仍有再改善提升的空间。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种密封元件，是可提高回油效果。

为达成上述的目的，本实用新型所提供的一种密封元件包含：一具有中心轴线的环状本体：一密封唇是连接于该环状本体，且朝该中心轴线方向沿径向突出形成，该密封唇具有一唇尖及一外斜面；复数条回油沟自该密封唇的外斜面凸起形成，且沿着圆周方向排列，该些回油沟具有朝一第一方向延伸的一第一延伸段，以及朝一第二方向延伸的一第二延伸段，该第一延伸段一端实质上与该唇尖接触，该第一方向与其通过该唇尖处的切线方向夹一第一角度，该第二延伸段连接该第一延伸段，该第二方向与该第一方向夹一第二角度。

所述的密封元件，其中该些回油沟的第一延伸段具有一第一初始端与一第一末端，该第一延伸段的凸起高度自该第一初始端往该第一末端方向渐增。

所述的密封元件，其中该第一延伸段与该密封唇连接部位的宽度是自该第一初始端往该第一末端方向渐增。

所述的密封元件，其中该些回油沟的第二延伸段具有一第二初始端与一第二末端，该第二延伸段的凸起高度自该第二初始端往该第二末端方向渐增。

所述的密封元件，其中该第二延伸段与该密封唇连接部位的宽度是自该第二初始端往该第二末端方向渐增。

所述的密封元件，其中该第一角度介于20度至40度之间。

所述的密封元件，其中该第二角度介于150度至180度之间。

所述的密封元件，包括有一弹簧圈，该密封唇相对该唇尖的背面具有一环状沟槽，该弹簧圈套设于该环状沟槽中。

所述的密封元件，其中该环状本体具有一外侧面，该密封元件更包括有一防尘唇，该防尘唇连接于该环状本体，且朝该中心轴线方向突出形成，该防尘唇靠近该外侧面。

所述的密封元件，更包括有一圆形框体，该环状本体沿着该圆形框体设置。

本实用新型回油沟以两段式设计时，其回油效果确实优于一般以单一段斜向设置的回油沟，更可适当地增设一防尘唇用以阻隔外部的灰尘或碎物。

【附图说明】

图1为常用唇形密封元件的剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为常用具有回油沟的密封元件的剖视图；

图4为上述常用具有回油沟的密封元件的侧视图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为上述常用具有回油沟的密封元件的回油沟数量与回油率关系

图7为上述常用具有回油沟的密封元件的回油沟角度与回油率关系

图8为本实用新型一较佳实施例密封元件应用示意图；

图9为图8自空气侧视的的侧视图；

图10为图9的10-10方向剖视图；

图11为图9的局部放大示意图；

图12为本实用新型密封元件的回油沟示意图；

图13为图12的13-13方向剖视图；

图14为图12的14-14方向剖视图；

图15为图12的15-15方向剖视图；

图16为图12的16-16方向剖视图；

图17图类同图12，揭示回油沟宽度具变化；

图18为图17图的18-18方向剖视图；

图19为图17图的19-19方向剖视图；

图20为图17图的20-20方向剖视图；

图21类同图10，揭示密封元件更具有防尘唇。

【具体实施方式】

有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

图8、图9为本实用新型一较佳实施例密封元件100的一实施例示意图，揭示该密封元件100套设于一以逆时针方向旋转的旋转轴200上，且位于旋转轴200与一油槽300之间，其主要用以隔离空气与油槽300中的润滑油，密封元件100的一侧为空气侧101，另一侧则为油侧102。

请参阅图10，前述实施例的密封元件100包含有一圆形框体10、一环状本体12、一密封唇14、一弹簧圈16与复数条回油沟18，其中环状本体12、密封唇14与回油沟18是为橡胶材质一体成型，以下兹就各部结构叙述于后：

该圆形框体10为金属材质制成，做为密封元件100的主要支撑体，其强度足可抵抗外力以避免密封元件100因受压而产生变形。

该环状本体12是完全包覆该圆形框体10，其具有一中心轴线121、一外环面122与一外侧面123，如图8所示，完成组装后的密封元件100以其外环面122与油槽300壁面抵触，其外侧面123则面向空气侧101。

该密封唇14一体连接于该环状本体12，且沿径向朝该中心轴线121方向突出形成，该密封唇14具有一外斜面141与一内斜面142，以及于最外缘形成一唇尖143，另外，该密封唇14相对唇尖143的背面凹设有一环状沟槽144。

该弹簧圈16是圈套于该环状沟槽144中，其具有一径向束缚力，在密封元件100套设于旋转轴200后，该弹簧圈16促使密封唇14因与旋转轴200接触挤压而变形。

该些回油沟18是自该密封唇14的外斜面141凸起形成，且沿着圆周方向排列，请再配合图11、图12所示，本实用新型的回油沟18具有朝一第一方向D1延伸的一第一延伸段181，以及朝一第二方向D2延伸的一第二延伸段182，前述第一延伸段181与第二延伸段182实质上为直线，又，该第一方向D1是与其通过该唇尖143处的切线方向D3夹一为锐角的第一角度θ1，该第二方向D2则与该第一方向D1夹一为钝角的第二角度θ2，前述第一角度θ1以介于20度至40度之间为佳，在本实施例中是为22.5度，而第二角度θ2是以介于150度至180度之间为佳，在本实施例中以172.5度为例；

再者，该些回油沟18的第一延伸段181具有一概与唇尖143接触的第一初始端181a及一第一末端181b，而第二延伸段182则具有一与该第一末端181b连接的第二初始端182a及一第二末端182b，前述第一末端181b与第二初始端182a的连接处，于此定义为一转折点P1；接着请配合图13至图16所示，本实施例回油沟18的凸起高度是自第一延伸段181的第一初始端181a往第二延伸段182的第二末端182b方向渐增。

以上即为本实用新型密封元件100各构件及其相关位置的说明，由于本实施例的该些回油沟18的第一延伸段181的第一角度e1是采22.5度角，而回油沟18的第二延伸段182是连接自第一延伸段181的第一末端181b，且与第一延伸段181夹一钝角，因此并不会增加制作上的困难，反而有利于回油沟18数量的增设，所以，本实用新型密封元件100的回油沟18以两段式设计，不仅可以以较小的回油沟角度(即第一角度θ1)设置，并可增加回油沟18数量，确实有效地提升回油效果，及降低润滑油的流失。

再者，在上述实施例中，回油沟18的凸起高度是采渐增方式制作，逐渐增加了可阻挡润滑油的面积，在润滑油因离心力而被抛出时，能有效地拦截并反推润滑油，使有助于提升回油率，惟须说明的是，本实用新型的回油沟以两段式设计即已具备提升回油率的功效，因此回油沟的凸起高度并不局限必须是渐增的结构，易言之，即使是相同高度且为两段式设计的回油沟，亦可产生较佳回油效果。

另一提的是，上述转折点P1的位置，以靠近第一初始端181a为佳，亦即第一延伸段181的长度是相较第二延伸段182的长度为短，借此使得外渗的润滑油很快地同时遭遇第一延伸段181与第二延伸段182的阻挡，而即时地被反推回油侧102，所以，转折点P1的位置具有影响回油效果的能力。

接着提供下表的试验数据，辅以说明本实用新型回油沟以两段式设计时，其回油效果确实优于一般以单一段斜向设置的回油沟。合先叙明，试验条件是采使用相同直径的旋转轴、润滑油同为引擎机油SAE20、空气侧与油侧压力皆设为一大气压、回油沟的回油沟角度相同，所得试验结果如下：

从上表可知，回油沟以两段式设计，其回油效果确实优于以单段式设计。

另外，为更有效抑制润滑油以降低其外漏情形，本实用新型的回油沟独特的两段式结构，更可对其与密封唇连接部位的宽度做进一步变化，如图17至图20所揭示的回油沟20，该回油沟20的第一延伸段21具有一第一自由端21a，其第二延伸段22具有一第二自由端22a，回油沟20的高度同样采渐增方式设计，而其与密封唇24连接部位的宽度则是自第一自由端21a往第二自由端22a方向递增，借此得以缩小相邻回油沟20于接近第二自由端22a处的空间，使达有效抑制润滑油外漏的目的。

同样地，前述回油沟20在其第一延伸段21与第二延伸段22连接部位处形成一转折点P2，该转折点P2以至第一自由端21a的距离小于转折点P2至第二自由端22a的距离为佳。

而为使得密封元件100除了具有密封效果外，本实用新型更可适当地增设一防尘唇用以阻隔外部的灰尘或碎物，如图21所示，防尘唇30是被连接于环状本体12，且靠近该外侧面123。

另一提的是，上述实施例的回油沟的延伸方向是配合以逆时针方向转动的旋转轴使用而设计，反之，使用于以顺时针方向转动的旋转轴时，密封元件的回油沟的延伸方向当然须配合以不同延伸方向制作。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用来限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，当可作些许之更动，因此本实用新型之保护范围当视申请专利保护范围所界定者为准。另外，本实用新型的任一实施例或申请专利范围不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本实用新型之权利保护范围。

Claims (10)

1、一种密封元件，其特征在于，包含：

一环状本体，具有一中心轴线；

一密封唇，连接于该环状本体，且朝该中心轴线方向突出形成，该密封唇具有一唇尖及一外斜面；

复数条回油沟，是自该密封唇的外斜面凸起形成且沿着圆周方向排列，该些回油沟具有朝一第一方向延伸的一第一延伸段，以及朝一第二方向延伸的一第二延伸段，该第一延伸段一端实质上与该唇尖接触，该第一方向与其通过该唇尖处的切线方向夹一第一角度，该第二延伸段连接该第一延伸段，该第二方向与该第一方向夹一第二角度。

2、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该些回油沟的第一延伸段具有一第一初始端与一第一末端，该第一延伸段的凸起高度自该第一初始端往该第一末端方向渐增。

3、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该第一延伸段与该密封唇连接部位的宽度是自该第一初始端往该第一末端方向渐增。

4、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该些回油沟的第二延伸段具有一第二初始端与一第二末端，该第二延伸段的凸起高度自该第二初始端往该第二末端方向渐增。

5、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该第二延伸段与该密封唇连接部位的宽度是自该第二初始端往该第二末端方向渐增。

6、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该第一角度介于20度至40度之间。

7、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该第二角度介于150度至180度之间。

8、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，包括有一弹簧圈，该密封唇相对该唇尖的背面具有一环状沟槽，该弹簧圈套设于该环状沟槽中。

9、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，其中该环状本体具有一外侧面，该密封元件更包括有一防尘唇，该防尘唇连接于该环状本体，且朝该中心轴线方向突出形成，该防尘唇靠近该外侧面。

10、如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，更包括有一圆形框体，该环状本体沿着该圆形框体设置。

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