TW202041798A - 密封構造 - Google Patents

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Abstract

密封構造(1)包括第一構件(11)，具有圓柱形部分；第二構件(6)；及環狀密封構件(7)，其建構成密封第一構件(11)與第二構件(6)之間的空間，以潤滑劑供給所述空間。環狀密封構件(7)包括：固定部分，固定至第一構件(11)；橡膠唇部(31)，具有從固定部分在第一軸向方向中延伸之基底部分(31a)、及建構成接觸密封表面(41)的接觸部分(31c)；壓按構件，提供於基底部分(31a)及接觸部分(31c)之間，以將接觸部分(31c)壓按朝密封表面(41)；及支撐部分(45)，沿著基底部分(31a)提供且具有比基底部分(31a)更高的剛性。

Description

密封構造
本發明有關設置在二個相對彼此旋轉的構件之間的密封構造、例如於十字接頭中之軸桿部分和軸承杯。
例如，在軋鋼機的主軸裝置或汽車之驅動軸桿中，於軸桿之間的連接部分處將十字接頭用作萬向接頭。十字接頭具有十字軸桿、軸承杯、和複數滾針。十字軸桿具有以十字形狀配置之四個軸桿部分。軸承杯具有觸底的圓柱形狀並覆蓋每一軸桿部分。滾針配置在軸桿部分之外周邊表面與軸承杯的內周邊表面之間，以便能夠相對於軸桿部分和軸承杯滾動的。設置在每一軸桿部分之端部的軛件連接至軸承杯。於軸桿部分之基底端部與軸承杯的端部之間設置有密封構造。這抑制水等進入設置在軸桿部分和軸承杯之間的滾針之容納空間，且亦抑制潤滑劑從容納空間洩漏至外側(例如，參見日本待審專利申請案公告第2018-80828(JP 2018-80828 A)號)。
於JP 2018-80828A中揭示的密封構造包括環形密封構件107，其附接至軸承杯111並接觸擋油圈106，以便可相對於擋油圈106滑動，如圖11所示。擋油圈106具有徑向面朝內之密封表面141。密封構件107包括金屬構件134、唇部131、和環帶彈簧151。金屬構件134固定至軸承杯111。唇部131附著至金屬構件134並接觸密封表面141。環帶彈簧151將唇部131壓按朝密封表面141。
當擋油圈106和軸承杯111之間的空間(潤滑空間)以潤滑劑(油脂)潤滑時，在維護等期間施行用新的潤滑劑替換潤滑空間中之潤滑劑的操作。因此，需要從注油孔供給新的潤滑劑，並將舊的潤滑劑從唇部131和密封表面141之間的空間排出至外側。然而，於圖11中所示密封構造之案例中，當新的潤滑劑供給至潤滑空間時，潤滑劑之內部壓力造成將唇部131壓抵靠著密封表面141的力量，如圖12中之箭頭c中所示。然後，唇部131的實質上面向密封表面141之整個側表面131c2強有力地接觸密封表面141。因此，其係難以經過唇部131和密封表面141之間的空間將潤滑劑排出至潤滑空間外側。
本揭示內容之發明提供用於密封以潤滑劑供給的空間(潤滑空間)之密封構造，當供給新潤滑劑時，所述密封構造可改善舊潤滑劑的排出性能。
根據本發明之態樣的密封構造包括：第一構件，具有圓柱形部分；第二構件，具有主要本體，所述主要本體坐落在圓柱形部分的徑向內側，並與第一構件同心地設置，以便相對於第一構件旋轉；及環狀密封構件，其附接至第一構件且建構成密封第一構件與第二構件之間的空間，而以潤滑劑供給所述空間。第二構件更包括第一延伸部分和第二延伸部分，第一延伸部分從主要本體之一部分徑向往外地延伸在第一軸向側上，第二延伸部分從第一延伸部分的徑向外端延伸於第二軸向方向中，並設有徑向面朝內之密封表面。環狀密封構件包括：固定部分，固定至第一構件；橡膠唇部，具有基底部分、接觸部分、及連接部分，所述基底部分從固定部分在第一軸向方向中延伸，接觸部分於基底部分的徑向往外處設有在接觸部分與基底部分之間的間隙，並建構成接觸密封表面，及連接部分連接第一軸向側上之基底部分的一部分和第一軸向側上之接觸部分的一部分；壓按構件，設於基底部分及接觸部分之間，以將接觸部分壓按朝密封表面；及支撐部分，沿著基底部分設置，且具有比基底部分更高的剛性。
在密封構造中，高剛性之支撐部分係沿著橡膠唇部的基底設置。如此，其係可能由於供給至第一構件及第二構件之間的空間之潤滑劑的壓力，而抑制唇部強有力地壓按密封表面。因此，可在供給新潤滑劑時改善舊潤滑劑之排出性能。
於上面態樣中，固定部分可具有附接至第一構件之金屬構件，及支撐部分可與金屬構件分開。即使當金屬構件和支撐部分的其中一者或兩者具有/具有彎曲部分時，金屬構件和支撐部分可分開地製造，這有利於所述製造。
在上面態樣中，支撐部分可具有圓柱形支撐本體部分和輔助部分，所述圓柱形支撐本體部分於軸向方向中沿著基底部分延伸，且輔助部分係與圓柱形支撐本體部分一體形成，並建構成於軸向方向中接觸金屬構件之一部分。在此案例中，當模製橡膠唇部、支撐部分和包括金屬構件的密封構件以便整合時，支撐部分軸向地接觸金屬構件之一部分，從而便於支撐部分和金屬部分支撐在軸向方向中。
於上面態樣中，金屬構件可具有附接至第一構件之圓柱形部分和從圓柱形部分徑向朝內延伸的環狀部分。輔助部分可從圓柱形支撐本體部分之第二軸向端部徑向朝內地延伸，並具有環狀形狀。輔助部分的徑向內端可相對於環狀部分之徑向內端進一步徑向朝內突出。於此案例中，當使用模具將橡膠唇部、支撐部分、及包括金屬構件的密封構件一體成形時，可將所述模具之一部分帶入與輔助部分的徑向往內突出之端部接觸。這有助於將支撐部分定位在徑向方向中。
於上面態樣中，接觸部分可具有面向密封表面之面向表面；及所述面向表面可具有完全接觸區域和部分接觸區域，所述完全接觸區域設在對應於空間外側的第二軸向側上之面向表面的一部分中，並建構成接觸所述完全接觸區域之整個圓周上的密封表面，且所述部分接觸區域設在對應於空間側之第一軸向側上的面向表面之一部分中，並建構成在所述部分接觸區域的圓周方向中不連續地接觸密封表面。根據上面構造，即使當所述唇部藉由供給至空間之潤滑劑壓按抵靠著密封表面時，於面向表面的部分接觸區域中存在未接觸密封表面之部分。因此，當潤滑劑進入所述部分時，潤滑劑向上推動完全接觸區域且排出至空間的外側。因此，當供給新潤滑劑時可進一步改善舊潤滑劑之排出性能。再者，由於面向表面具有完全接觸區域，所以確保密封性能。
在上面態樣中，壓按構件可為環帶彈簧；及所述完全接觸區域與部分接觸區域之間的邊界可為坐落於第一軸向側上的環帶彈簧之端部與環帶彈簧的中心之間的軸向範圍中。根據上面組構，當邊界相對於環帶彈簧之中心坐落更靠近潤滑空間側時，相對於第一密封表面的完全接觸區域之表面壓力在潤滑空間外側的完全接觸區域之端部指示峰值。因此，可適當地抑制水等從潤滑空間外側的空間進入，並可適當地維持密封性能。
根據上面態樣之密封構造，於密封以潤滑劑供給的空間之密封構造中，其係可能當供給新潤滑劑時改善舊潤滑劑的排出性能。
密封構造和十字接頭
圖1係應用密封構造之十字接頭的局部分解立體圖，及圖2係十字接頭之側視圖(局部剖視圖)。例如在軋鋼機的主軸裝置(未示出)中使用十字接頭20。如圖1中所示，十字接頭20包括十字軸桿2、滾動軸承部分5、和一對軛件17。十字軸桿2具有四個軸桿部分4。每一滾動軸承部分5配置於每一軸桿部分4上。
十字軸桿2具有基底3和四個軸桿部分4。基底3設置在十字軸桿2之中心。軸桿部分4從基底3沿著彼此正交的軸線X和軸線Z於四個方向中延伸。十字軸桿2可與軛件17一起繞著中心軸線C旋轉。中心軸線C通過基底3之中心並與軸桿部分4的軸線X和軸線Z正交。用於將潤滑劑供給至滾動軸承部分5之內側的注油路徑13提供於十字軸桿2中及沿著軸線X和軸線Z呈十字形狀。
如圖2中所示，注油孔3a提供在十字軸桿2之基底3中，且注油孔11a提供於稍後敘述的滾動軸承部分5之軸承杯11中。注油孔3a、11a連接至注油路徑13。潤滑劑經過注油孔3a、11a和注油路徑13供給進入滾動軸承部分5。在本實施例中，油脂係用作潤滑劑。油脂可於包括十字接頭20的裝置之操作期間供給，或可周期性地供給(例如，每1-3個月)。
每一滾動軸承部分5包括上述軸桿部分4、複數滾針9、和軸承杯11。滾針9沿著每一軸桿部分4的外周邊表面配置，以便可在其上面滾動。軸承杯11具有觸底之圓柱形狀。亦即，軸承杯11具有圓柱形部分14和作為底部的圓盤狀部分15。軸承杯11經由滾針9裝在軸桿部分4之外周邊表面。滾針9以軸承杯11作為外滾道的內周邊表面(圓柱形部分14)及作為內滾道之軸桿部分4的外周邊表面而滾動。這允許軸承杯11繞著軸桿部分4之軸線Z擺動。類似地，與上述軸承杯11相鄰的軸承杯11可繞著軸線X擺動。
如圖1中所示，在軸桿部分4之遠側端表面與軸承杯11的底部表面之間設有墊圈10。於更靠近基底3的位置中相對於滾針9在軸線Z方向中設有滾子導件8、密封構件7、和擋油圈6。密封構件7、擋油圈(第二構件)6、和軸承杯(第一構件)11構成根據本揭示內容之密封構造1。擋油圈6和軸承杯11同心地配置且相對彼此旋轉。 密封構造1
圖3係密封構造1的剖視圖。圖4係顯示處於自然狀態中之密封構件7、亦即處於密封構件7不與擋油圈6接觸的狀態中之密封構件7的剖視圖。在軸桿部分4與軸承杯11的圓柱形部分14之間設有潤滑空間。滾針9配置於潤滑空間中，並以用作潤滑劑的油脂供給潤滑空間。提供密封構造1用於抑制水等進入潤滑空間，並抑制潤滑劑從潤滑空間洩漏至外側。在本揭示內容中，圖3中之下側界定為“第一軸向”，且圖3中的上側界定為“第二軸向”。圖3中之右側界定為“第一徑向”，且圖3中的左側界定為“第二徑向”。這些方向未指示軸向中之絕對特定方向，而指示相對方向。因此，“第一”和“第二”等詞可彼此替換。“第一徑向”和“第二徑向”亦相同。
擋油圈6形成為環形，並在其基底端部裝配並附接至軸桿部分4的外周邊表面。擋油圈6具有坐落於軸承杯11之圓柱形部分14的徑向內側之圓柱形主要本體。主要本體稱為“擋油圈本體6a”。擋油圈本體6a沿著軸桿部分4的外周邊表面形成為圓柱形。擋油環6具有密封表面41、42、43，密封構件7之唇部31、32、33分別與密封表面41、42、43接觸。除了擋油圈本體6a以外，擋油圈6具有第一延伸部分6b和第二延伸部分6c。第一延伸部分6b在第一軸向側(圖3中的下側)上從擋油圈本體6a徑向往外延伸。第二延伸部分6c從第一延伸部分6b之徑向外端延伸於第二軸向方向中(圖3中的上側)。擋油圈本體6a、第一延伸部分6b、和第二延伸部分6c一體地形成為單一構件。
在擋油圈本體6a之外周邊表面上，從第二軸向側至第一軸向側依次設有第二密封表面42和第三密封表面43。第二延伸部分6c具有圓柱形狀，且於其內周邊表面上具有第一密封表面41。亦即，第二延伸部分6c設有徑向面朝內的第一密封表面41。第一密封表面41具有沿著軸向方向延伸之圓柱形狀。亦即，在本發明中，沿著第一密封表面41的中心線之方向與軸向方向彼此一致。
擋油圈6具有從第二延伸部分6c進一步徑向往外延伸的第三延伸部分6d。第二延伸部分6c之外周邊表面和第三延伸部分6d在第二軸向側上的表面面向軸承杯11之圓柱形部分14的端部，且於它們之間具有間隙。此間隙用作密封間隙，用以防止水等進入擋油環6和軸承杯11的圓柱形部分14之間。
密封構件7具有大致上環形的形狀且附接至軸承杯11之圓柱形部分14。密封構件7密封軸承杯11和擋油圈6之間的空間，並以油脂(潤滑劑)供給所述空間。為達成密封功能，密封構件7具有固定部分、橡膠唇部31、32、33、環帶彈簧(第一壓按構件)51、和支撐部分45。固定部分由金屬構件34所構成。
金屬構件(固定部分)34裝配至軸承杯11之圓柱形部分14的內周邊表面，以便固定至軸承杯11之圓柱形部分14。金屬構件34具有第一金屬構件34a和第二金屬構件34b。第一金屬構件34a具有第一圓柱形部分34a1和第一環形部分34a2。第一環形部分34a2從第一圓柱形部分34a1在第二軸向側上的端部徑向往內延伸。第二金屬構件34b具有第二圓柱形部分34b1和第二環形部分34b2。第二環形部分34b2從第二圓柱形部分34b1於第二軸向側上之端部徑向往內延伸。第一圓柱形部分34a1裝配至軸承杯11的圓柱形部分14之內周邊表面，以固定至軸承杯11的圓柱形部分14。第二圓柱形部分34b1與在其徑向內側上之第一圓柱形部分34a1重疊，且壓接於第一軸向側上的第一圓柱形部分34a1之端部，以致第二金屬構件34b固定至第一金屬構件34a。
唇部31、32、33包括接合至金屬構件34的第一唇部31、第二唇部32、和第三唇部33。第一唇部31和第三唇部33固定至第二金屬構件34b之第二環形部分34b2，且第二唇部32固定至第一金屬構件34a的第一環形部分34a2。 第一唇部31
第一唇部31具有基底部分(第一部分)31a、連接部分(第二部分)31b、和接觸部分(第三部分)31c。基底部分31a具有實質上圓柱形狀，且從金屬構件(固定部分)34在第一軸向方向中延伸。更具體地，基底部分31a從第二環形部分34b2於第一軸向側上之側表面在第一軸向方向中延伸。連接部分31b具有實質上環狀的形狀，且從基底部分31a之延伸端(基底部分31a於第一軸向側上的端部)徑向往外延伸。連接部分31b連接基底部分31a在第一軸向側上之端部與接觸部分31c於第一軸向側上的端部。接觸部分31c具有實質上圓柱形狀，且從連接部分31b之延伸端(連接部分31b的徑向外端)在第二軸向方向中延伸。接觸部分31c於基底部分31a之徑向往外地設有在其間的間隙，並與擋油圈6之第一密封表面41接觸。
接觸部分31c於徑向外側(接觸部分31c的外周邊表面)之側表面界定為面向第一密封表面41的面向表面31c2，且面向表面31c2之至少一部分接觸第一密封表面41。相對於第一密封表面41，基底部分31a設置在接觸部分31c的與第一密封表面41相反之側面上。
環帶彈簧(第一壓按構件)51設於基底部分31a與接觸部分31c之間。更具體地，將環帶彈簧51容納在藉由基底部分31a、連接部分31b、和接觸部分31c所圍繞的空間(容納空間)S中。於基底部分31a與接觸部分31c之間設有用於將環帶彈簧51插入容納空間S的開口A。開口A係在第二軸向方向中打開。環帶彈簧51係形成為環狀之螺旋彈簧。環帶彈簧51於收縮方向中彈性變形，以便容納在容納空間S中，且藉由在延伸方向中彈性地返回，將接觸部分31c壓向第一密封表面41。 支撐部分45和金屬構件34
於此，如上所述，本揭示內容的金屬構件34由第一金屬構件34a和第二金屬構件34b所構成。第一金屬構件34a之第一圓柱形部分34a1和第二金屬構件34b的第二圓柱形部分34b1構成金屬構件34之圓柱形部分35。第二環形部分34b2從第二圓柱形部分34b1在第一軸向側上的端部徑向往內延伸，其係圓柱形部分35之一部分。從上面，金屬構件34包括附接至軸承杯11的圓柱形部分14之圓柱形部分35、和從圓柱形部分35的一部分(第二圓柱形部分34b1)徑向朝內延伸之第二環形部分34b2。金屬構件34用作將密封構件7固定至軸承杯11的芯部材料。
支撐部分45用作密封構件7之第一唇部31的芯部材料。亦即，支撐部分45沿著第一唇部31之基底部分31a提供，且抑制基底部分31a徑向往外變形。本揭示內容的支撐部分45由與金屬構件34分開之金屬構件所構成。為用作芯部材料，支撐部分45僅需要由具有比第一唇部31(基底部分31a)更高的剛性之材料所製成，所述唇部31由橡膠所製成。
支撐部分45具有支撐本體部分46和輔助部分47。支撐本體部分46係沿著基底部分31a在軸向方向中延伸的圓柱形部分。支撐本體部分46實質上沿著整個基底部分31a提供。更具體地，支撐本體部分46從第二環形部分34b2於第一軸向方向中延伸，且支撐本體部分46在第一軸向側上之端部坐落於環帶彈簧51的徑向內側。
輔助部分47係使用於定位支撐部分45。因此，輔助部分47從圓柱形支撐本體部分46在第二軸向側上之端部46a徑向往內地延伸。亦即，輔助部分47具有環狀形狀。輔助部分47與支撐本體部分46為一體的，且輔助部分47之表面於軸向方向中接觸金屬構件34的一部分。支撐部分45具有大致上環狀形狀，且在包括密封構造1之中心線的剖面中具有L形。
輔助部分47之徑向內端47a比金屬構件34的第二環形部分34b2之徑向內端48a更徑向往內地突出。此組構提供用於當藉由模具形成密封構件7時精確地定位支撐部分45。稍後將敘述此藉由模具的模製。 第二唇部32和第三唇部33
第二唇部32從第一環形部分34a2在第一軸向方向中延伸。第二唇部32於徑向內側上之側表面接觸擋油環6的第二密封表面42。凹部32a提供在第二唇部32之徑向外側上的側表面上。環帶彈簧(第二壓按構件)52提供於凹部32a中。藉由將螺旋彈簧形成為圓環形狀來提供環帶彈簧52。環帶彈簧52在延伸方向中彈性變形，以便容納於凹部32a中，並藉由在收縮方向中彈性地返回，從而將第二唇部32壓向第二密封表面42。
第三唇部33從第二環形部分34b2於徑向內側上之端部在第一軸向方向中延伸。第三唇部33於徑向內側上的側表面接觸擋油環6之第三密封表面43。第三密封表面43形成為其外徑從第一軸向側至第二軸向側逐漸減小的傾斜面(圓錐表面)。注意可省略第三唇部33。在本實施中，第三密封表面43形成為圓錐形狀。然而，譬如，第三密封表面43可為與軸向方向平行之圓柱形表面。 密封構造1和密封構件7
如圖3中所示，於本實施例的密封構件7中，第一唇部31與以徑向面朝內之方式設置的第一密封表面41接觸，且第二唇部32和第三唇部33與以徑向面朝外之方式設置的第二密封表面42和第三密封表面43接觸。因此，即使軸桿部分4相對於軸承杯11在軸向方向中運動，密封性能亦不會降低。
當軸桿部分4相對於軸承杯11在徑向方向(例如，至圖3中之右側)運動時，於軸桿部分4的第一徑向側(圖3中所示部分)上，第一唇部31在遠離第一密封表面41之方向中運動，但是第二唇部32和第三唇部33於接近第二和第三密封表面42、43的方向中運動。在與軸桿部分4之第一徑向側相反的軸桿部分4之第二徑向側上，第二和第三唇部32、33於遠離第二和第三密封表面42、43的方向中運動，但是第一唇部31在接近第一密封表面41之方向中運動。因此，其係可能於徑向方向中確保在密封構件7的兩側上之密封性能。
於擋油圈6中，第二和第三密封表面42、43設在擋油圈本體6a的外周邊表面上，且坐落於第二和第三密封表面42、43之徑向外側的第一密封表面41設在第二延伸部分6c之內周邊表面上。因此，設置第二密封表面42和第三密封表面43、及第一密封表面41，以便於徑向方向中實質上面朝彼此，而在其間具有一空間。所述空間用作用於配置密封構件7(唇部31、33)的空間。使密封構件7設在所述空間中，唇部31至33接觸第一密封表面41及於徑向方向中面向彼此設置的第二和第三密封表面42、43。由於第三密封表面43設在第一密封表面41之徑向內側，因此能夠最大程度地減小密封構造1的軸向尺寸。
如上所述，本揭示內容之密封構造1密封要用油脂潤滑的滾動軸承部分5之內部空間(潤滑空間)。於下文中，如圖3中所示，相對於沿著第一密封表面41的方向(軸向方向)，亦將滾動軸承部分5相對於第一唇部31之內側稱為“潤滑空間側”，且亦將滾動軸承部分5相對於第一唇部31的外側稱為“潤滑空間外側”。
圖7A顯示在供給油脂之前的狀態中接觸第一密封表面41之第一唇部31的接觸部分31c。於此狀態中，第二軸向側(潤滑空間外側)上之接觸部分31c的面向表面31c2之一部分接觸第一密封表面41，及接觸部分31c在第一軸向側(潤滑空間側)上的一部分面向第一密封表面41，而於其間具有微小間隙s。
圖7B顯示在潤滑劑供給至潤滑空間之狀態中的第一唇部31。當將油脂供給至潤滑空間時，由橡膠所製成之第一唇部31藉由油脂的供給壓力(內部壓力)於著箭頭c之方向中壓按。因此，在接觸部分31c的面向表面31c2，將面向第一密封表面41之部分驅策至接觸第一密封表面41，而於其間具有微小的間隙s。
鑑於上述情況，在本揭示內容之密封構造1中，高剛性支撐部分45沿著第一唇部31的基底部分31a提供。這使得其可能抑制第一唇部31由於供給至潤滑空間之油脂的壓力而強力地壓按密封表面41。在接觸部分31c之面向表面31c2，面向於其間具有微小間隙s的第一密封表面41之一部分受限免於藉由其表面接觸第一密封表面41。因此，油脂以供給壓力向上推接觸部分31c，並從接觸部分31c與第一密封表面41之間的間隙排出(參照箭頭d)。以此方式，可在潤滑空間中用新油脂適當地替換舊油脂。
如上所述，在維護等時，用新的油脂代替潤滑空間中之油脂。本揭示內容的密封構造1提供一組構，其中油脂易於從接觸部分31c與第一密封表面41之間的間隙排出。在本揭示內容之密封構造1中，除了如上所述的支撐部分45之功能以外，於第一唇部31的接觸部分31c中提供溝槽61，以致可進一步改善油脂排出性能。在下文中，將對其進行敘述。 第一唇部31之溝槽61的功能
如圖5所示，第一唇部31之接觸部分31c具有面向第一密封表面41的側表面(以下，亦稱為“面向表面”)31c2。溝槽61提供於面向表面31c2中。溝槽61從接觸部分31c在潤滑空間側上之端部於軸向方向中延伸朝潤滑空間外側。如圖6A和6B中所示，在第一唇部31的多數位置處於第一唇部31之圓周方向中的一定間隔提供溝槽61。例如，在第一唇部31之16個位置於圓周方向中的等間隔處形成溝槽61。本實施例之每一溝槽61的底部表面之截面(在垂直於軸線的方向中之剖面)具有實質上弧形的形狀。
每一溝槽61包括在潤滑空間側上之深溝槽部分61a和於潤滑空間外側上的淺溝槽部分61b。深溝槽部分61a和淺溝槽部分61b之底部表面係相對於第一密封表面41傾斜，致使其軸向深度在潤滑空間側更深。深溝槽部分61a的底部表面之傾斜度比淺溝槽部分61b的底部表面之傾斜度更大。如圖6A和6B中所示，深溝槽部分61a和淺溝槽部分61b的周向寬度W3係實質上相同。如上所述，溝槽61於潤滑空間側上具有較大之截面積，且在潤滑空間外側上具有較小的截面積。
如上所述，圖7A顯示第一唇部31之接觸第一密封表面41的接觸部分31c。於此狀態中，接觸部分31c在第二軸向側(潤滑空間外側)上之面向表面31c2的一部分接觸第一密封表面41，且接觸部分31c於第一軸向側(潤滑空間側)上之面向表面31c2的一部分面向第一密封表面41，而在其間具有微小的間隙s。
如上所述，圖7B顯示於油脂供給至潤滑空間之狀態中的第一唇部31。當油脂供給至潤滑空間時，第一唇部31藉由油脂之供給壓力(內部壓力)在箭頭c的方向中壓按。此時，支撐部分45抑制第一唇部31之變形。然而，於此假設在接觸部分31c的面向表面31c2，面向第一密封表面41而於其間具有微小間隙s之部分接觸第一密封表面41。
在此時，如圖6B中所示，更遠地坐落於位置L的第二軸向方向中之接觸部分31c的面向表面31c2之區域對應於完全接觸區域R1。溝槽61在第二軸向側(潤滑空間外側)上的端部配置於位置L。在完全接觸區域R1中，接觸部分31c之面向表面31c2的整個周緣(整個表面)接觸第一密封表面41。再者，接觸部分31c於位置L之第一軸向側上的面向表面31c2之區域係局部接觸區域R2，其中接觸部分31c的面向表面31c2由於溝槽61而在圓周方向中不連續地(間歇地)接觸第一密封表面41。也就是說，接觸部分31c之面向表面31c2具有完全接觸區域R1和部分接觸區域R2。
因此，如圖7B中所示，甚至當藉由油脂於箭頭c的方向中壓按第一唇部31時，部分接觸區域R2之溝槽61的表面亦不接觸第一密封表面41。因此，潤滑空間中之油脂進入溝槽61，藉由其供給壓力向上推動接觸部分31c，並從接觸部分31c的完全接觸區域R1與第一密封表面41之間的間隙排出(參考箭頭d)。這樣一來，可在潤滑空間中用新油脂適當地替換舊油脂。
如上所述，由於溝槽61在潤滑空間側上之截面積大於在潤滑空間外側的截面積，因此油脂容易流入溝槽61，並改善在油脂供給時之油脂排出性能。
如圖7B中所示，於接觸部分31c的面向表面31c2中，完全接觸區域R1和部分接觸區域R2之間的邊界L坐落在第一軸向側(潤滑空間側)上之環帶彈簧51的端部51b與環帶彈簧51的中心51a之間的軸向範圍D中。出於以下原因提供此組構。亦即，如果邊界L相對於端部51b坐落在第一軸向側上，則油脂難以進入溝槽61以上推面向表面31c2之完全接觸區域R1。如果邊界L相對於中心51a設置於第二軸向側(潤滑空間外側)上，則由於完全接觸區域R1的表面壓力，接觸部分31c之密封性能降低。
圖8A和8B顯示當油脂的供給壓力作用在第一唇部31上時，第一密封表面41上之完全接觸區域R1的表面壓力改變。如圖8A中所示，當完全接觸區域R1和部分接觸區域R2之間的邊界L與環帶彈簧51之中心51a重合時，第一密封表面41上的完全接觸區域R1之表面壓力指示於潤滑空間側上的端部之峰值(參見P1點)。因此，水等容易從面向表面31c2與潤滑空間外側上的第一密封表面41之間的間隙進入。
如圖8B中所示，當完全接觸區域R1和部分接觸區域R2之間的邊界L相對於環帶彈簧51之中心51a坐落更靠近潤滑空間側時，完全接觸區域R1在第一密封表面41上的表面壓力指示於潤滑空間外側上之端部的峰值(參見P2點)。因此，可適當地抑制水等從潤滑空間外側的面向表面31c2與第一密封表面41之間的間隙進入，並可適當地維持密封性能。
圖9A和9B係對應於圖6A和6B之概要圖，並顯示第一唇部31的溝槽61之修改。在所述修改的溝槽61中，深溝槽部分61a於圓周方向中之寬度W4大於淺溝槽部分61b的寬度W3。深溝槽部分61a之截面形狀具有實質上圓弧形狀。根據所述修改，可使深溝槽部分61a的截面形狀製成較大，其能夠使油脂容易流入溝槽61。 用模具模製密封件7
密封構件7(參考圖4)包括橡膠唇部31、32、33、用於固定唇部31、32、33之金屬構件(固定部分)34、和用作第一唇部31的芯部材料之支撐部分45。具有此組構的密封構件7藉由模具所形成。更具體地，在將第一金屬構件34a固定至模具之一部分的狀態中，於模具中硫化並模製第二唇部32，且整合第一金屬構件34a和第二唇部32。再者，於第二金屬構件34b固定至另一模具之一部分的狀態中，在模具中硫化並模製第一唇部31和第三唇部33，並整合第二金屬構件34b、第一唇部31、和第三唇部33。當硫化和模製第一唇部31時，支撐部分45固定至模具上。
圖10係顯示將支撐部分45固定至模具之狀態的說明圖。如圖10中所示，模具之一部分65接觸支撐部分45的輔助部分47之徑向內端47a。當支撐部分45嵌入第一唇部31時，支撐部分45定位於徑向方向中。注意模具的部分65在圓周方向中部分地接觸輔助部分47之徑向內端47a。因此，於部分65以外的部分中形成橡膠部分。
當使用模具以一體地形成包括橡膠唇部31、33、支撐部分45、和第二金屬構件34b之密封構件7時，使輔助部分47的表面與第二金屬構件34b之一部分在軸向方向中接觸。這有利於支撐部分45和第二金屬構件34b定位在軸向方向中。再者，模具的另一部分66於第一軸向側上接觸輔助部分47之表面。這確保支撐部分45在軸向方向中的定位。模具之另一部分66於圓周方向中部分地接觸輔助部分47的表面。因此，在部分66以外之部分中形成橡膠部分。 其他
如上所述，支撐部分45於包括密封構造1的中心線之剖面中具有L形。金屬構件34實質上整體上為U字形，且藉由重疊第一金屬構件34a和第二金屬構件34b來建構。支撐部分45、第一金屬構件34a、和第二金屬構件34b的每一者在包括密封構造1之中心線的剖面中具有L形。如上所述，於本揭示內容中，支撐部分45與金屬構件34分開地提供。在金屬構件34中，第一金屬構件34a和第二金屬構件34b分開地提供。於本揭示內容中，第一金屬構件34a、第二金屬構件34b、和支撐部分45具有帶有彎曲部分之形狀。然而，第一金屬構件34a、第二金屬構件34b、和支撐部分45可分開地製造，這有利於其製造。
本發明不限於以上實施例，並可在請求項中所敘述的本發明之範圍內進行修改。例如，支撐部分45可與金屬構件34(第二金屬構件34b)成為一體。譬如設於第一唇部31的接觸部分31c中之溝槽61的數量、軸向長度、周向寬度、及截面形狀等因素可適當地改變。本揭示內容之密封構造1可應用至除了十字接頭20中的軸桿部分4與軸承杯11之間的部分以外之部分。
1:密封構造 2:十字軸桿 3:基底 3a:注油孔 4:軸桿部分 5:滾動軸承部分 6:擋油圈 6a:擋油圈本體 6b:第一延伸部分 6c:第二延伸部分 6d:第三延伸部分 7:密封構件 8:滾子導件 9:滾針 10:墊圈 11:軸承杯 11a:注油孔 13:注油路徑 14:圓柱形部分 15:圓盤狀部分 17:軛件 20:十字接頭 31:唇部 31a:基底部分 31b:連接部分 31c:接觸部分 31c2:面向表面 32:唇部 32a:凹部 33:唇部 34:金屬構件 34a:第一金屬構件 34a1:第一圓柱形部分 34a2:第一環形部分 34b:第二金屬構件 34b1:第二圓柱形部分 34b2:第二環形部分 35:圓柱形部分 41:密封表面 42:密封表面 43:密封表面 45:支撐部分 46:支撐本體部分 46a:端部 47:輔助部分 47a:內端 48a:內端 51:環帶彈簧 51a:中心 51b:端部 52:環帶彈簧 61:溝槽 61a:深溝槽部分 61b:淺溝槽部分 65:部分 66:部分 106:擋油圈 107:密封構件 111:軸承杯 131:唇部 131c2:側表面 134:金屬構件 141:密封表面 151:環帶彈簧 R1:完全接觸區域 R2:部分接觸區域 S:容納空間
下面將參考附圖敘述本發明之示範實施例的特徵、優點、及技術和工業意義，其中類似符號指示類似元件，且其中： [圖1]係應用密封構造之十字接頭的局部分解立體圖； [圖2]係十字接頭之側視圖(局部剖視圖)； [圖3]係密封構造的剖視圖； [圖4]係密封構造之密封構件的剖視圖； [圖5]係顯示密封構件之第一唇部的功能之剖視圖； [圖6A]係從圖5中的箭頭E所視之示意圖； [圖6B]係從圖5中的箭頭F所視之示意圖； [圖7A]係顯示未施加潤滑劑的供給壓力之第一唇部的剖視圖； [圖7B]係顯示施加潤滑劑之供給壓力的第一唇部之剖視圖； [圖8A]係顯示相對於密封構造的第一密封表面之完全接觸區域中的表面壓力中之變化的說明圖； [圖8B]係顯示相對於密封構造的第一密封表面之完全接觸區域中的表面壓力中之變化的說明圖； [圖9A]係與圖6A對應之示意圖，並顯示第一唇部的溝槽之修改； [圖9B]係與圖6B對應的示意圖，並顯示第一唇部之溝槽的修改； [圖10]係顯示將支撐部分固定至模具之狀態的說明圖； [圖11]係根據相關技術領域之密封構造的剖視圖；和 [圖12]係根據相關技術領域之密封構造的剖視圖，其顯示施加潤滑劑之供給壓力的唇部。
1:密封構造
4:軸桿部分
6:擋油圈
6a:擋油圈本體
6b:第一延伸部分
6c:第二延伸部分
6d:第三延伸部分
7:密封構件
8:滾子導件
9:滾針
11:軸承杯
14:圓柱形部分
31:唇部
31a:基底部分
31b:連接部分
31c:接觸部分
31c2:面向表面
32:唇部
32a:凹部
33:唇部
34:金屬構件
34a:第一金屬構件
34a1:第一圓柱形部分
34a2:第一環形部分
34b:第二金屬構件
34b1:第二圓柱形部分
34b2:第二環形部分
35:圓柱形部分
41:密封表面
42:密封表面
43:密封表面
45:支撐部分
46:支撐本體部分
47:輔助部分
51:環帶彈簧
52:環帶彈簧
A:開口
S:容納空間

Claims (6)

  1. 一種密封構造(1)，其特徵在於包含： 第一構件(11)，具有圓柱形部分； 第二構件(6)，具有主要本體(6a)，該主要本體(6a)坐落在該圓柱形部分的徑向內側，並與該第一構件(11)同心地設置，以便相對於該第一構件(11)旋轉；及 環狀密封構件(7)，其附接至該第一構件(11)且建構成密封該第一構件(11)與該第二構件(6)之間的空間，以潤滑劑供給該空間，其中： 該第二構件(6)更包括第一延伸部分(6b)和第二延伸部分(6c)，該第一延伸部分(6b)從該主要本體(6a)之一部分徑向往外地延伸在第一軸向側上，該第二延伸部分(6c)從該第一延伸部分(6b)的徑向外端延伸於第二軸向方向中，並設有徑向面朝內之密封表面(41)；及 該環狀密封構件(7)包括： 固定部分，固定至該第一構件(11)， 橡膠唇部(31)，具有基底部分(31a)、接觸部分(31c)、及連接部分(31b)，該基底部分(31a)從該固定部分在第一軸向方向中延伸，該接觸部分(31c)於該基底部分(31a)的徑向往外處設有在該接觸部分(31c)與該基底部分(31a)之間的間隙，並建構成接觸該密封表面(41)，及該連接部分(31b)連接該第一軸向側上之基底部分(31a)的一部分和該第一軸向側上之接觸部分(31c)的一部分， 壓按構件，設於該基底部分(31a)及該接觸部分(31c)之間，以將該接觸部分(31c)壓按朝該密封表面(41)，及 支撐部分(45)，沿著該基底部分(31a)設置，且具有比該基底部分(31a)更高的剛性。
  2. 如請求項1的密封構造(1)，其中： 該固定部分具有附接至該第一構件(11)之金屬構件(34)；及 該支撐部分(45)與該金屬構件(34)分開。
  3. 如請求項2的密封構造(1)，其中該支撐部分(45)具有圓柱形支撐本體部分(46)和輔助部分(47)，該圓柱形支撐本體部分(46)在軸向方向中沿著該基底部分(31a)延伸，且該輔助部分(47)係與該圓柱形支撐本體部分(46)一體形成，並建構成於該軸向方向中接觸該金屬構件(34)之一部分。
  4. 如請求項3的密封構造(1)，其中： 該金屬構件(34)具有附接至該第一構件(11)之圓柱形部分和從該圓柱形部分徑向朝內延伸的環狀部分； 該輔助部分(47)從該圓柱形支撐本體部分(46)之第二軸向端部徑向朝內地延伸，並具有環狀形狀；及 該輔助部分(47)的徑向內端相對於該環狀部分之徑向內端進一步徑向朝內突出。
  5. 如請求項1至4之任一項的密封構造(1)，其中： 該接觸部分(31c)具有面向該密封表面(41)之面向表面(31c2)；及 該面向表面(31c2)具有完全接觸區域(R1)和部分接觸區域(R2)，該完全接觸區域(R1)設在對應於空間外側的第二軸向側上之面向表面(31c2)的一部分中，並建構成接觸該完全接觸區域(R1)之整個圓周上的密封表面(41)，且該部分接觸區域(R2)設在對應於空間側之第一軸向側上的面向表面(31c2)之一部分中，並建構成在該部分接觸區域(R2)的圓周方向中不連續地接觸該密封表面(41)。
  6. 如請求項5的密封構造(1)，其中： 該壓按構件係環帶彈簧(51)；及 該完全接觸區域(Rl)與該部分接觸區域(R2)之間的邊界(L)坐落於該第一軸向側上的環帶彈簧(51)之端部與該環帶彈簧(51)的中心(51a)之間的軸向範圍中。
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