密封裝置的製作方法

2023-10-18 02:32:14 1

專利名稱：密封裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在汽車或一般機器、工業機器等中，通過密封唇 密封軸孔外殼和其內周側的軸等部件之間的密封裝置，特別涉及一種 具有噴油口的密封裝置，其中噴油口噴射用於潤滑密封唇的滑動部的 油。
背景技術：
作為在旋轉軸的外周通過密封唇密封流體的密封裝置的典型現有 實例，公知有例如下述專利文獻中公開的密封裝置。
專利文獻l:日本特開2005-188668號公報 專利文獻2:日本特開平10-169785號公報
圖7是將現有的密封裝置沿穿過軸心的平面截取示出的一側的截 面圖。在該圖7中，附圖標記100為密封裝置(油封件)，包括截面 形狀為大致L字形的加強環103;安裝部IOI，通過橡膠狀彈性材料一 體成形在加強環103的外周筒部；以及密封唇102，通過橡膠狀彈性材 料一體成形在加強環103的內周部，並面向機內空間A偵lj，其中，通 過將安裝部101壓入固定在軸孔外殼200的內周面，同時將密封唇102 可滑動地緊密接觸於旋轉軸300的外周面，從而密封機內空間A。
在這種密封裝置中，為了潤滑密封唇102和旋轉軸300的滑動部S， 從設置在軸孔外殼200上的噴油口 201向密封裝置100噴射油O。並 且，在這種情況下，當直接向滑動部S噴射油O時，該噴射壓力使密 封唇102從旋轉軸300的外周面脫離，會有產生洩漏的危險，因此， 如圖所示，向密封唇102的外周側的腰部104噴射油O。
但是，在這種情況下，當從噴油口201以0.2MPa程度的壓力噴射 的油O，在密封裝置100的腰部104折返，猛烈地碰到密封唇102的 外周面時，由於在通常情況下密封裝置100的耐壓限度是0.03MPa左 右，因此由於滑動部S的局部面壓力上升而導致的密封唇102的局部摩耗和面壓力分布在圓周方向不均勻，會有產生洩漏的危險。
並且，作為對策，雖然考慮到通過增大密封唇102的壁厚來提高
其耐壓性(剛性)，但是在這種情況下，對於旋轉軸300的偏心的密封 唇102的追隨性惡化，並且不能避免由於相對於旋轉軸300的壓迫力 的增大而引起的滑動負荷的增大。其結果是，擔心由於滑動發熱的增 大而引起橡膠材質的劣化、摩擦轉矩的增大、密封唇102的早期摩耗 等。

發明內容
(發明要解決的問題) 本發明鑑於上述問題，其技術課題是，在為了潤滑密封唇和旋轉 軸的滑動部而噴射供給油的密封裝置中，防止由於油的壓力而引起的 密封唇的摩耗增大，同時促進上述油產生的有效的潤滑作用。
(解決問題所用的技術方案)
作為有效解決上述技術問題的技術方案，本發明的密封裝置包括 密封裝置主體，其具有可滑動地緊密接觸於旋轉軸的外周面的密封唇； 噴油口，向該密封裝置主體中的上述密封唇的外周側的位置噴射油； 以及油飛散單元，使從上述噴油口噴射的油向上述密封唇的滑動部的 附近折返並飛散。即，本發明通過使從噴油口噴射的油向密封唇的滑 動部的附近折返並飛散，防止由於該油碰到密封唇的外周面而引起的 滑動面壓力的增大，同時通過向密封唇的滑動部的附近飛散的油，可 以對滑動部進行良好的潤滑。
在本發明的密封裝置的一個優選實施例中，油飛散單元為具有板 主體部的板，該板主體部比密封唇更靠近噴油口側，並且該板主體部 的內周緣與從噴油口噴射的油碰撞，使油向密封唇的滑動部的附近折 返並飛散。這樣，能夠防止從噴油口噴射的油向密封唇的外周面折返， 並能夠可靠地使油向滑動部的附近飛散。
在本發明的密封裝置的另一優選實施例中，油飛散單元為一體地 嵌合於密封裝置主體的板，該板具有突部，該突部對從噴油口噴射的 油由於碰撞而引起的飛散方向進行導向，以便飛越密封唇的外周側。 該情況也能夠防止從噴油口噴射的油向密封唇的外周面折返，並能夠可靠地使油向滑動部的附近飛散。
在本發明的密封裝置的又一優選實施例中，油飛散單元為一體地 嵌合於密封裝置主體的板，該板形成彎曲形狀，使從噴油口噴射的油 進行多次碰撞並折返。這樣，在油進行多次折返的過程，由於其碰撞 壓力減小並且形成飛沬狀，因此能夠可靠地防止油猛烈地碰到密封唇 的外周面，並能夠使油向滑動部的附近飛散。
在本發明的密封裝置的再一優選實施例中，油飛散單元為與旋轉 軸一體旋轉的圓盤狀的拋油環，該拋油環在從噴油口噴射的油碰撞的 徑向位置上，設置有在圓周方向上排列的多個孔。這樣，伴隨拋油環 的旋轉僅在孔經過油噴射口的正面時，油通過該孔向密封裝置側噴射， 此時，油與孔的內面碰撞而飛散，因此，該情況也能夠減小油對密封 唇的外周面的碰撞壓力，並有效地使油向滑動部的附近飛散。
在本發明的密封裝置的再一優選實施例中，油飛散單元由彈性突 部形成，其中該彈性突部以與密封唇連續的橡膠狀彈性材料一體地形 成在密封裝置主體上，並具有使從噴油口噴射的油向外周惻折返的斜 面。在這種情況下，由於油在碰到彈性突部的斜面時，其運動能量衰 減，因此能夠防止該油猛烈地碰到密封唇的外周面，並能夠可靠地使 油向滑動部的附近飛散。並且由於油飛散單元與密封唇連續形成在密 封裝置主體上，因此不會增加部件數和製造工序。 (發明的效果)
根據本發明的密封裝置，通過油飛散單元使從噴油口噴射的油向 密封唇的滑動部的附近飛散，因此能夠防止由於噴射的油的壓力而引 起的密封唇的脫離和偏摩耗，同時能夠確保油產生的有效的潤滑作用。


圖1是將本發明的密封裝置的第一實施方式沿穿過軸心的平面截 取示出的一側的截面圖2是將本發明的密封裝置的第二實施方式沿穿過軸心的平面截 取示出的一側的截面圖3是將本發明的密封裝置的第三實施方式沿穿過軸心的平面截 取示出的一側的截面圖；圖4是將本發明的密封裝置的第四實施方式沿穿過軸心的平面截 取示出的一側的截面圖5是從平行於軸心方向觀看第四實施方式中的拋油環的視圖6是將本發明的密封裝置的第五實施方式沿穿過軸心的平面截 取示出的一側的截面圖；以及
圖7是將現有的密封裝置沿穿過軸心的平面截取示出的一側的截 面圖。
符號說明
1外殼
11密封件安裝凹部
12噴油口
2旋轉軸
3密封裝置主體
33密封唇
4油飛散單元
41、 42、 43板
41a、 42a、 43a壓入筒部
41b、 42b板主體部
41c內周緣
42c突部
43b中間圓錐筒部
43c內周圓錐筒部
44拋油環
44a套筒
44b拋油環主體
44c孔
45彈性突部
45a斜面
A機內
O油
S滑動部
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發明的密封裝置的優選實施方式進行說明。 首先，圖1是將本發明的密封裝置的第一實施方式沿穿過軸心的平面 截取示出的一側的截面圖。
在圖1中，附圖標記1為機器的軸孔外殼，附圖標記2為旋轉軸， 其軸心插通大致水平的該軸孔外殼1的內周。g卩，旋轉軸2以大致水 平的軸心為中心進行旋轉，在形成在軸孔外殼1的端部內周的密封件 安裝凹部ll上，安裝密封裝置主體3。
密封裝置主體3通過橡膠狀彈性材料一體成形在加強環35上，即，
包括大致圓筒狀的安裝部31;從形成其機外B側的端部向內周側延
伸的徑向部32;密封唇33，從該徑向部32的內周的腰部32a，以與安 裝部31和徑向部32共同成為截面大致-字形的方式，向機內A側延 伸；防塵唇34，從上述腰部32a的內周端向密封唇33的相反側(機外 B偵lj)延伸；金屬制的加強環35，跨過安裝部31和徑向部32埋設； 以及嵌合在密封唇33的外周的拉伸彈簧36。
加強環35是通過金屬板的壓製成形等來製作的，並且呈現由埋設 在安裝部31的圓筒部35a和埋設在徑向部32的內向鍔部35b形成的 截面大致L字形。安裝部31為壓入，緊密嵌合於外殼1的密封件安裝凹 部ll的內周面lla的部分，在安裝狀態中，在加強環35的圓筒部35a 和密封件安裝凹部11的內周面lla之間，沿徑向被適當地預先壓縮。
密封唇33的前端附近的、形成大致V字形截面的內周部，以具有 適當的過盈量的方式可滑動地緊密接觸於旋轉軸2的外周面。另一方 面，面向密封唇33的相反側的防塵唇34，其內周緣以具有微小間隙的 方式接近旋轉軸2的外周面，或者以具有微小過盈量的方式可滑動地 緊密接觸於旋轉軸2的外周面。
拉伸彈簧36是將金屬制的螺旋彈簧連接成環狀，嵌合於形成在密 封唇33的外周面的環狀槽，並補償密封唇33對於旋轉軸2的外周面 的壓迫力。
在外殼1上，噴射用於潤滑密封唇33的內周部和旋轉軸2的外周 面的滑動部S的油O的噴油口 12，設置於例如旋轉軸2的上側，該噴油口 12在密封唇33的外周側的徑向位置，在外殼1的密封件安裝凹 部11的立面lib上開口。
在密封裝置主體3上，安裝油飛散單元4。該油飛散單元4是由通 過金屬板的壓製成形等製作的板41形成的，並包括壓入筒部41a， 壓入嵌合於密封裝置主體3中的加強環35的圓筒部35a的內周面；以 及板主體部41b，從機內A側的端部向內周側延伸。該板主體部41b 位於比密封唇33的前端位置稍稍靠近機內A側的位置，其內周緣41c 位於噴油口 12的開口部的大致正面的位置。
在如上構成的第一實施方式的密封裝置中，通過密封唇33面向機 內A側、安裝部31壓入嵌合於外殼1的密封件安裝凹部11的內周面 lla、同時密封唇33的內周部可滑動地緊密接觸於旋轉軸2的外周面， 密封裝置主體3防止存在於機內A側的例如霧狀的密封對象油從軸周 向機外B側的大氣側洩漏，並且利用防塵唇34防止機外B的異物的進 入。
如上所述，例如在密封對象油以霧狀存在於機內A的情況下，由 於難以在密封唇33對於旋轉軸2的外周面的滑動部S上形成良好的潤 滑油膜，因此用於潤滑上述滑動部S的油O，從設置在外殼1的噴油 口 12，以0.2Mpa程度的壓力大致水平地向密封件安裝凹部11內噴射。 並且，該油O由於碰上位於噴油口 12正面的板41的板主體部41b的 內周緣41c而成為霧狀飛散，其一部分O'向密封唇33的滑動部S的正 面側飛散。
這裡，例如在板主體部41b從噴油口 12延伸到內周側的情況下， 從噴油口 12噴射的油0被板主體部41b完全折返。但是，在如圖l所 示的實施方式中，由於板主體部41b的內周緣41c位於噴油口 12的開 口部的大致正面位置，碰到該內周緣41c的油O任意飛散，因此其一 部分O'容易飛向密封唇33的滑動部S的附近。這樣，防止了被折返的 油O猛烈地碰到密封唇33的外周面，同時促進了在滑動部S形成良好 的潤滑油膜。
接著，圖2是將本發明的密封裝置的第二實施方式沿穿過軸心的 平面截取示出的一側的截面圖。在該第二實施方式的密封裝置中，與 上述第一實施方式不同的地方是，作為油飛散單元4的板42的形狀。
9具體來說，該板42是通過金屬板的壓製成形等來製作的，並包括
壓入筒部42a，壓入嵌合於密封裝置主體3中的加強環35的圓筒部35a 的內周面；板主體部42b，從該壓入筒部42a中的機內A側的相反側 的端部，沿上述加強環35的內向鍔部35b向內周側延伸；以及突部42c， 從內周端向機內A側彎曲。該突部42c對從噴油口 12噴射的、碰到板 主體部42b的油O的飛散方向進行導向，以便飛越密封唇33的外周側， 並且該突部42c位於油0的碰撞位置的內周(下側)，並且位於密封唇 33的外周側(上側)。
並且，密封裝置主體3等其他部分的構成，與先前說明的第一實 施方式基本相同。
如上構成的第二實施方式的密封裝置的密封裝置主體3，具有與第 一實施方式相同的密封功能。並且，當用於潤滑密封唇33的滑動部S 的油O，從外殼l的噴油口 12，以0.2Mpa程度的壓力向密封件安裝凹 部11內噴射時，該油O由於在密封唇33的外周側(上側)碰到板42 的板主體部42b的內周部而成為霧狀飛散，其飛散方向被突部42c導 向，以便飛越密封唇33的外周側。
因此，有效地防止了在板主體部42b折返的油O猛烈地碰到密封 唇33的外周面，同時由於飛散的油飛沫的一部分O'飛越密封唇33的 外周側，向滑動部S的正面側提供，因此促進了向滑動部S形成良好 的潤滑油膜。
接著，圖3是將本發明的密封裝置的第三實施方式沿穿過軸心的 平面截取示出的一側的截面圖。在該第三實施方式的密封裝置中，與 上述第一和第二實施方式不同的地方是，作為油飛散單元4的板43的 形狀。
具體來說，該板43是通過金屬板的壓製成形等來製作的，並包括 壓入筒部43a，壓入嵌合於密封裝置主體3中的加強環35的圓筒部35a 的內周面；中間圓錐筒部43b，從該壓入筒部43a中的機內A側的端 部折回，並且直徑朝向機內A側的相反側逐漸減小；以及內周圓錐筒 部43c，在小徑端部折回，並且直徑朝向機內A側逐漸減小。該內周 圓錐筒部43c位於從噴油口 12噴射的油O進行碰撞的徑向位置，並且 其傾斜角度被設定為，由於碰撞而被折返的油O向中間圓錐筒部43b碰撞。
並且，密封裝置主體3等其他部分的構成，與先前說明的第一和 第二實施方式基本相同。
如上構成的第三實施方式的密封裝置的密封裝置主體3，具有與第
一和第二實施方式相同的密封功能。並且，當用於潤滑密封唇33的滑 動部S的油O，從設置在外殼1的噴油口 12，以0.2Mpa程度的壓力向 密封件安裝凹部11內噴射時，該油O由於在密封唇33的外周側(上 側)碰到板43的內周圓錐筒部43c而向外周側(上側)傾斜地折返， 接著碰到中間圓錐筒部43b，並向密封唇33的滑動部S的附近、內周 側(下側)飛散。
並且，通過這樣的重複碰撞，由於油O的運動能量衰減並被霧化， 因此油O不會猛烈地碰到密封唇33的外周面，並且通過油O向密封 唇33的滑動部S的附近飛散，促進了向該滑動部S形成良好的潤滑油 膜。
接著，圖4是將本發明的密封裝置的第四實施方式沿穿過軸心的 平面截取示出的一側的截面圖，圖5是從平行於軸心方向觀看該第四 實施方式中的拋油環44的視圖。即，在該第四實施方式的密封裝置中， 與上述第一至第三實施方式不同的地方，是使用了拋油環44作為油飛 散單元4。
具體來說，拋油環44是通過金屬板的衝孔壓製成形等來製作的， 並包括套筒44a，壓入嵌合於旋轉軸2的外周面；以及拋油環主體 44b，從該套筒44a中的機內A側的端部，向外周側圓盤狀展開，在該 拋油環主體44b上，在從外殼1的噴油口 12噴射的油0進行碰撞的徑 向位置，如圖5所示，在圓周方向以規定間隔設置多個圓形的孔44c。
並且，如圖4所示，密封裝置主體3中的密封唇33的內周部(滑 動部S)，可滑動地緊密接觸於拋油環44的套筒44a的外周面，防塵唇 34的內周緣以具有微小間隙的方式接近上述套筒44a的外周面，或者 以具有微小過盈量的方式可滑動地緊密接觸於上述套筒44a的外周面。
並且，密封裝置主體3等其他部分的構成，與先前說明的第一至 第三實施方式基本相同。
如上構成的第四實施方式的密封裝置的密封裝置主體3，具有與第一至第三實施方式相同的密封功能。並且，當用於潤滑密封唇33的滑
動部S的油0，從設置在外殼1的噴油口 12，以0.2Mpa程度的壓力向 密封件安裝凹部11內噴射時，對於其噴射方向，由於拋油環44的拋 油環主體44b與旋轉軸2 —體地旋轉，並且設置在該拋油環主體44b 上的孔44c 一個接一個地沿圓周方向通過，因此，油O交替產生了由 於碰到拋油環主體44b而向正面側的飛散，以及通過孔44c而向拋油 環主體44b的背面側的飛散。
因此，當限制油O向存在有密封唇33的拋油環主體44b的背面側 的通過量、並且油O通過由於拋油環44的旋轉而一個一個地向其旋轉 方向移動的孔44c時，由於與該孔44c的內面的幹涉，產生向任意方 向的飛散。因此，減小了油0對密封唇33的外周面的碰撞壓力，並促 進了在密封唇33和拋油環44的套筒44a的滑動部S中形成良好的潤 滑油膜。
並且，在低速旋轉時，孔44c沿旋轉方向通過噴油口 12的正面用 時較長，雖然那樣的話對於油O的飛散效果變小，但是例如在汽車用 發動機的情況下，油O的噴射壓力與發動機旋轉數(旋轉軸2的旋轉 數)成比例地變化，換而言之，在低速旋轉時，由於油O的噴射壓力 本身為低壓，因此即使通過孔44c的油O被折返密封唇33的外周面也 不會有問題。
接著，圖6是將本發明的密封裝置的第五實施方式沿穿過軸心的 平面截取示出的一側的截面圖。在該第五實施方式的密封裝置中，與 上述第一至第四實施方式不同的地方，是油飛散單元4以與密封唇33 連續的橡膠狀彈性材料一體地成形在密封裝置主體3上。
具體來說，密封裝置主體3基本上具有與上述各實施方式相同的 結構，即，通過橡膠狀彈性材料一體成形在金屬制的加強環35上，包 括大致圓筒狀的安裝部31;從形成其機外B側的端部向內周側延伸 的徑向部32;密封唇33，從該徑向部32的內周的腰部32a，以與安裝 部31和徑向部32共同成為截面大致-字形的方式，向機內A側延伸； 防塵唇34，從上述腰部32a的內周端向密封唇33的相反側(機外B 側)延伸；跨過安裝部31和徑向部32埋設的截面大致L字形的加強 環35;以及嵌合在密封唇33的外周的拉伸彈簧36。在加強環35的內向鍔部35b的正面側上，作為油飛散單元4， 一 體地設置由從密封唇33連續的橡膠狀彈性材料形成的彈性突部45，該 彈性突部45的正面，以彈性突部45內周側的軸向高度增加的方式， 成為面向外周側(上側)的斜面45a。
如上構成的第五實施方式的密封裝置的密封裝置主體3，具有與第 一和第四實施方式相同的密封功能。並且，當用於潤滑密封唇33的滑 動部S的油O，從設置在外殼1的噴油口 12，以0.2Mpa程度的壓力向 密封件安裝凹部11內噴射時，該油O由於在密封唇33的外周側(上 側)碰到由橡膠狀彈性材料形成的彈性突部45的斜面45a而向外周側 (上側)傾斜地折返，並向密封唇33的滑動部S的附近飛散，因此促 進了向該滑動部S形成良好的潤滑油膜。
這裡，當油O碰到彈性突部45的斜面45a時，通過橡膠狀彈性材 料的緩衝作用，油O的運動能量衰減，因此，即使假設該油O的一部 分向密封唇33的外周面折返，也不會猛烈地碰撞該密封唇33的外周 面。
並且，根據本實施方式，油飛散單元4 (彈性突部45)，不是如第 一至第四實施方式那樣製作與密封裝置主體3分離的部件並組裝的， 而是通過橡膠狀彈性材料與安裝部31、徑向部32、密封唇33、以及防 塵唇34連續成形的，因此不會增加部件數和製造工序。
權利要求
1、一種密封裝置，包括密封裝置主體(3)，其具有可滑動地緊密接觸於旋轉軸(2)的外周面的密封唇(33)；以及噴油口(12)，其向所述密封裝置主體(3)中的所述密封唇(33)的外周側的位置噴射油(O)，所述密封裝置的特徵在於包括油飛散單元(4)，使從所述噴油口(12)噴射的油(O)向所述密封唇(33)的滑動部(S)的附近折返並飛散。
2、 根據權利要求1所述的密封裝置，其特徵在於所述油飛散單元(4)為具有板主體部(41b)的板(41)，所述板主體部(41b)比 所述密封唇(33)更靠近所述噴油口 (12)側，並且所述板主體部(41b) 的內周緣(41c)與從所述噴油口 (12)噴射的油(O)碰撞，使油(O) 向所述密封唇(33)的滑動部(S)的附近折返並飛散。
3、 根據權利要求1所述的密封裝置，其特徵在於所述油飛散單 元(4)為一體地嵌合於所述密封裝置主體(3)的板(42)，所述板(42) 具有突部(42c)，所述突部(42c)對從所述噴油口 (12)噴射的油(O) 由於碰撞而引起的飛散方向進行導向，以便飛越所述密封唇(33)的
4、 根據權利要求1所述的密封裝置，其特徵在於所述油飛散單 元(4)為一體地嵌合於所述密封裝置主體(3)的板(43)，所述板(43) 形成彎曲形狀，使從所述噴油口 (12)噴射的油(O)進行多次碰撞並 折返。
5、 根據權利要求1所述的密封裝置，其特徵在於，所述油飛散單 元(4)為與所述旋轉軸(2) —體旋轉的圓盤狀的拋油環(44)，所述 拋油環(44)在從所述噴油口 (12)噴射的油(0)碰撞的徑向位置上， 設置有在圓周方向上排列的多個孔(44c)。
6、根據權利要求1所述的密封裝置，其特徵在於，所述油飛散單元(4)由彈性突部(45)形成，其中所述彈性突部(45)以與所述密 封唇(33)連續的橡膠狀彈性材料一體地形成在所述密封裝置主體(3) 上，並具有使從所述噴油口 (12)噴射的油(O)向外周側折返的斜面 (45a)。
全文摘要
本發明提供一種向密封裝置主體(3)噴射供給油(O)的密封裝置，為了防止由於油(O)的壓力而引起的密封唇(33)的摩耗增大，同時促進上述油(O)產生的有效的潤滑作用，密封裝置包括密封裝置主體(3)，其具有可滑動地緊密接觸於旋轉軸(2)的外周面的密封唇(33)；噴油口(12)，向該密封裝置主體(3)中的密封唇(33)的外周側的位置噴射油(O)；以及油飛散單元(4)，使從噴油口(12)噴射的油(O)向密封唇(33)的滑動部(S)的附近折返並飛散。
文檔編號F16J15/32GK101617154SQ20088000522
公開日2009年12月30日 申請日期2008年1月24日 優先權日2007年2月16日
發明者中川嶽洋, 百武秀治 申請人:Nok株式會社