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1、(10)申请公布号 CN 104040228 A (43)申请公布日 2014.09.10 CN 104040228 A (21)申请号 201380004711.X (22)申请日 2013.04.01 2012-141625 2012.06.25 JP F16J 15/16(2006.01) F16J 15/32(2006.01) (71)申请人 伊格尔工业股份有限公司 地址 日本东京都港区芝大门一丁目12番15 号 (72)发明人 老山幸一郎 (74)专利代理机构 北京瑞盟知识产权代理有限 公司 11300 代理人 刘昕 (54) 发明名称 密封装置 (57) 摘要 本发明涉及一种密封装。
2、置， 能够在轴壳为树 脂制时， 以简单的结构抑制该密封装置从轴壳脱 出。其特征是， 壳体 (110) 包括 ： 与小直径孔部 (31) 的内周面嵌合的圆筒部 (111) ； 从该圆筒部 (111) 的端部向外周面侧延伸， 且与小直径孔部 (31) 和大直径孔部 (33) 的阶梯面 (32) 抵接， 而 对密封装置 (100) 定位的法兰部 (112) ； 和从该 法兰部 (112) 的端部向轴线方向且向与圆筒部 (111) 相反侧延伸， 并随之向外周面侧倾斜的爪 部 (113)。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.07.02 (86)PCT国际申请的申请数据 。
3、PCT/JP2013/059937 2013.04.01 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/002562 JA 2014.01.03 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104040228 A CN 104040228 A 1/1 页 2 1. 一种密封装置， 其特征在于， 其对具有轴孔的树脂制轴壳和穿过所述轴孔内的轴之 间的环形间隙加以封闭， 所述轴孔带有阶梯、 包括小直径孔部和直径大于该小直径孔部的 大直径孔部， 该。
4、密封装置从所述大直径孔部向小直径孔部进行安装， 所述密封装置包括 ： 于所述轴的外周面自由滑动的至少一个密封部件 ； 和 装入有所述至少一个密封部件的金属制的壳体， 所述壳体包括， 与所述小直径孔部的内周面嵌合的圆筒部 ； 从该圆筒部的端部向外周面侧延伸， 且与所述小直径孔部和大直径孔部的阶梯面抵 接， 而对密封装置定位的法兰部 ； 和 从该法兰部的端部向轴线方向且向与所述圆筒部相反侧延伸， 并随之向外周面侧倾 斜， 具有可切入所述大直径孔部的内周面的缘部的爪部。 2. 如权利要求 1 所述密封装置， 其特征在于 ： 在所述法兰部和所述爪部的连接部分的内周面侧形成有凹部。 权 利 要 求 书 。
5、CN 104040228 A 2 1/6 页 3 密封装置 技术领域 0001 本发明涉及一种密封装置， 其用于对轴和轴壳之间的环形间隙进行密封。 背景技术 0002 结合图 8 对现有技术的密封装置进行说明。图 8 是表示现有技术的密封装置安装 时的情形的示意剖视图。 0003 密封装置 200 用于对具有轴孔的轴壳 30 和在轴孔内穿过的转轴 21 之间的环形间 隙加以封闭。设置于轴壳 30 的轴孔包括小直径孔部 31 和大直径孔部 33。密封装置 200 具 有组装有密封部件等的金属制壳体 210， 而形成衬套。 0004 对于如上所述的密封装置 200， 按照图中箭头 X 方向， 从大。
6、直径孔部 33 侧向小直 径孔部 31 侧进行安装。密封装置 200 的壳体 210 包括嵌合于小直径孔部 31 内周面的圆筒 部 211 ； 和从圆筒部 211 的端部向外周面侧延伸， 且与小直径孔部 31 和大直径孔部 33 的阶 梯面 32 抵接的法兰部 212。由此， 通过插入密封装置 200 直到使法兰部 212 与阶梯面 32 抵 接， 将密封装置 200 以定位于轴壳 30 内的状态固定。 0005 在此， 在使用铝等金属作为轴壳 30 的材料时， 密封装置 200 保持稳定地安装在轴 壳 30 内的状态。与此不同， 在为了实现轻量化等目的， 而将 PPS 等树脂材料用作轴壳 3。
7、0 的 材料时， 因高温使用时的疲劳及热膨胀的影响， 会使与壳体210中圆筒部211的小直径孔部 31嵌合固定的力下降。 因此， 在对密封装置200作用与图中X方向反方向的力时， 会使密封 装置 200 脱出， 造成密封功能受损。 0006 现有技术文献 0007 专利文献 0008 专利文献 1: 日本实用新型授权第 3137481 号公报 0009 专利文献 2: 日本实公昭 61 2376 号公报 发明内容 0010 本发明的目的在于提供一种密封装置， 即使轴壳是树脂制的， 也能够以简易的结 构抑制其从轴壳中脱出。 0011 本发明为解决上述问题采用如下技术手段。 0012 即， 本发明。
8、的密封装置， 其特征在于， 其对具有轴孔的树脂制轴壳和穿过所述轴孔 内的轴之间的环形间隙加以封闭， 所述轴孔带有阶梯、 包括小直径孔部和直径大于该小直 径孔部的大直径孔部， 该密封装置从所述大直径孔部向小直径孔部进行安装， 0013 所述密封装置包括 ： 0014 于所述轴的外周面自由滑动的至少一个密封部件 ； 和 0015 装入有所述至少一个密封部件的金属制的壳体， 0016 所述壳体包括， 0017 与所述小直径孔部的内周面嵌合的圆筒部 ； 说 明 书 CN 104040228 A 3 2/6 页 4 0018 从该圆筒部的端部向外周面侧延伸， 且与所述小直径孔部和大直径孔部的阶梯面 抵接。
9、， 而对密封装置定位的法兰部 ； 和 0019 从该法兰部的端部向轴线方向且向与所述圆筒部相反侧延伸， 并随之向外周面侧 倾斜， 具有可切入所述大直径孔部的内周面的缘部的爪部。 0020 根据本发明， 在对密封装置作用与密封装置的安装方向反方向的力时， 通过使设 于壳体的爪部的切入缘部切入轴壳的大直径孔部内周面来抑制密封装置脱出。另外， 利用 设于密封装置的壳体的爪部， 抑制密封装置脱出， 因此不必另外设置用于防止脱出的专用 部件。 在此， 爪部从法兰部端部向轴线方向且向与圆筒部相反侧延伸， 并随之向外周面侧倾 斜， 因此， 在安装密封装置时， 爪部会向内周面侧变形并相对大直径孔部内周面滑动接。
10、触， 由此不会对密封装置的安装作业造成妨碍。 0021 可以在所述法兰部和所述爪部的连结部分的内周面侧形成有凹部。 0022 由此， 能够容易地使爪部向内周面侧变形， 可进一步提高密封装置的安装作业性。 0023 如上述说明， 根据本发明， 即使轴壳为树脂制， 也能够以简单的结构抑制该密封装 置从轴壳脱出。 附图说明 0024 图 1 是表示本发明实施例的密封装置的应用例的示意剖视图。 0025 图 2 是表示本发明实施例 1 的密封装置的安装状态的示意剖视图。 0026 图 3 是本发明实施例 1 的密封装置中壳体的示意剖视图。 0027 图 4 是将图 3 的一部分放大的图。 0028 图。
11、 5 是表示本发明实施例 2 的密封装置的安装状态的示意剖视图。 0029 图 6 是表示本发明实施例 3 的密封装置的安装状态的示意剖视图。 0030 图 7 是表示壳体的变形例的示意剖视图的部分放大图。 0031 图 8 是表示现有技术的密封装置在安装时的情形的示意剖视图。 0032 符号说明 0033 10 水泵 0034 21 转轴 0035 22 轴承 0036 23 皮带轮 0037 24 叶轮 0038 30 轴壳 0039 31 小直径孔部 0040 32 阶梯面 0041 33 大直径孔部 0042 100 密封装置 0043 110， 160， 170， 190 壳体 00。
12、44 111， 161， 171 圆筒部 0045 112， 162， 172， 191 法兰部 0046 113， 163， 173， 192 爪部 说 明 书 CN 104040228 A 4 3/6 页 5 0047 113a， 163a， 173a 缘部 0048 113b， 163b， 173b 凹部 0049 114， 164， 175 内向法兰部 0050 115， 165， 176 圆筒部 0051 120， 120a 金属环 0052 130， 130a 第 1 密封部件 0053 131 密封唇 0054 140， 140a 第 2 密封部件 0055 141 密封唇 00。
13、56 150， 150a 支承环 0057 174 弯曲部 0058 180 接合器 具体实施方式 0059 下面结合附图， 根据实施例详细说明用于上述本发明的实施方式。除非有特别的 记载， 否则该实施例中所记载的构成部件的尺寸、 材质、 形状及其相对配置等不构成对本发 明范围的限定。 0060 ( 实施例 1) 0061 结合图 1 图 4 说明本发明实施例 1 的密封装置。 0062 密封装置的应用例 0063 结合图 1 说明本发明实施例的密封装置 100 的应用例。图 1 是机动车用的水泵 10 的示意剖视图。水泵 10 具备转轴 21、 和具有使转轴 21 穿过的轴孔的轴壳 30。在。
14、转轴 21 上 安装有用于使转轴21平顺旋转的轴承22。 在转轴21的一端侧安装有由未图示的皮带等旋 转来提供旋转驱动力的皮带轮 23， 在另一端侧安装有用于压送冷却水 (LLC) 的叶轮 24。本 实施例的密封装置 100 被配置于转轴 21 和轴壳 30 之间的环形间隙， 以抑制冷却水泄漏到 外部 ( 即， 密封对象流体侧 (L) 的相反侧 (A)。即， 在本实施例中密封对象流体为冷却水。 0064 密封装置的结构 0065 结合图 2 图 4 说明本发明实施例 1 的密封装置 100。在此， 图 2 是表示本发明实 施例 1 的密封装置的安装状态的示意剖视图， 图 3 是本发明实施例 1。
15、 的密封装置中的壳体 的示意剖视图。均为在包含转轴 21 的中心轴线的面上切断形成的剖面图。图 3 是图 2 的 一部分放大后的图。密封装置 100 为旋转对称形状。 0066 密封装置 100 包括金属制的壳体 ( 衬套 )110、 金属环 120、 与金属环 120 一体设置 的橡胶制的第 1 密封部件 130、 合成树脂制的第 2 密封部件 140 和金属制的支承环 150。 0067 第 1 密封部件 130 和第 2 密封部件 140 均具有， 内周面侧前端向密封对象流体侧 (L) 伸出， 并且相对转轴 21 的外周面滑动的密封唇 131、 141。利用支承环 150 支撑第 2 密。
16、 封部件 140 的密封对象流体侧 (L) 的相反侧 (A)， 从而维持第 2 密封部件 140 的密封唇 141 的姿态。通过维持第 2 密封部件 140 的密封唇 141 的姿态， 还可维持第 1 密封部件 130 的 密封唇 131 的姿态。 0068 将上述与金属环 120 一体设置的第 1 密封部件 130、 第 2 密封部件 140 和支承环 说 明 书 CN 104040228 A 5 4/6 页 6 150 组装于壳体 110， 从而使密封装置 100 形成衬套结构。 0069 接着， 特别结合图 3 和图 4 进一步详细说明壳体 110。壳体 110 具有圆筒部 111、 从。
17、圆筒部 111 端部 ( 密封对象流体侧 (L) 的端部 ) 向外周面侧延伸的法兰部 112 和从法兰 部 112 的端部伸出的环形爪部 113。壳体 110 还具有， 从圆筒部 111 的密封对象流体侧 (L) 的相反侧 (A) 的端部向内周面侧延伸的内向法兰部 114 和从内向法兰部 114 的内周面侧端 部向密封对象流体侧 (L) 延伸的圆筒部 115。在壳体 110 中由圆筒部 111、 内向法兰部 114 和圆筒部 115 形成的环形空间内， 装入上述与金属环 120 一体设置的第 1 密封部件 130、 第 2 密封部件 140 和支承环 150 的外周面侧的一部分。 0070 对。
18、于壳体 110 的圆筒部 111， 其外周面的外径略大于轴壳 30 的轴孔的小直径孔部 31 的内周面内径。由此， 通过以图中箭头 X 方向， 即从大直径孔部 33 侧向小直径孔部 31 侧 安装密封装置 100， 可使圆筒部 111 与小直径孔部 31 的内周面嵌合固定。通过插入密封装 置 100， 直到法兰部 112 与阶梯面 32( 小直径孔部 31 和大直径孔部 33 的阶梯面 32) 抵接， 使密封装置 100 以定位于轴壳 30 内的状态固定。 0071 爪部 113 从法兰部 112 端部向轴线方向且向与圆筒部 111 相反侧延伸， 并随之向 外周面侧倾斜。在安装密封装置 100。
19、 时， 该爪部 113 向内周面侧 ( 向图 3、 4 中箭头 R 方向 ) 变形， 并与轴壳 30 的大直径孔部 33 内周面滑动接触。该爪部 113 的外周面侧前端具有切 入缘部 113a， 在对密封装置 100 作用与密封装置 100 的安装方向 ( 图 2 中箭头 X 方向 ) 反 方向的力时， 该缘部 113a 可切入大直径孔部 33 的内周面。例如， 在泵内部一侧 ( 即密封对 象流体侧 (L) 为负压时， 会对密封装置 100 作用与密封装置 100 的安装方向反方向的力。 0072 在本实施例中， 在法兰部 112 与爪部 113 的连结部分内周面侧形成有凹部 113b。 00。
20、73 本实施例的密封装置的优点 0074 根据本实施例的密封装置 100， 在对密封装置 100 作用与密封装置 100 的安装方 向反方向的力时， 设于壳体 110 的爪部 113 的切入缘部 113a 会切入到轴壳 30 的大直径孔 部 33 的内周面。由此， 可抑制密封装置 100 脱出。由于利用设于密封装置 100 的壳体 110 上的爪部 113 抑制密封装置 100 脱出， 因此不必为了防止其脱出而另外设置专用部件。在 此， 在安装密封装置 100 时， 爪部 113 会向内周面侧变形， 并与大直径孔部 33 内周面滑动接 触， 因此不会妨碍密封装置 100 的安装作业。尤其是， 。
21、在本实施例中， 在法兰部 112 与爪部 113的连结部分内周面侧形成有凹部113b， 因而容易使爪部113向内周面侧变形， 所以能够 进一步抑制密封装置 100 的安装作业性下降。由于爪部 113 容易向内周面侧变形， 因此具 有能够抑制对轴壳 30 的大直径孔部 33 内周面造成损伤的效果。 0075 ( 实施例 2) 0076 图5表示本发明的实施例2。 在本实施例中， 对上述实施例1的壳体的变形例进行 说明。在上述实施例 1 中， 从壳体的法兰部端部伸出的爪部为环形。在上述使爪部为环形 的情形下， 爪部的刚性较高， 因此构成壳体的部件壁厚及爪部的径尺寸等会导致向内周面 侧变形所需要的力。
22、过大， 使安装密封装置时插入力过大。因而， 在本实施例中， 在周向上部 分地设置爪部。壳体以外的其他结构和作用与实施例 1 相同， 因此对于结构相同的部分添 加相同符号， 并省略其说明。 0077 本实施例的金属制壳体(衬套)160与上述实施例1的情形相同， 具有圆筒部161、 从圆筒部 161 的端部 ( 密封对象流体侧 (L) 的端部 ) 向外周面侧延伸的法兰部 162 和从法 说 明 书 CN 104040228 A 6 5/6 页 7 兰部 162 端部伸出的爪部 163。本实施例的爪部 163 与实施例 1 的情形不同， 不是形成环 形， 而是在周向上部分地设置多个。 0078 壳体。
23、 160 还具有从圆筒部 161 的密封对象流体侧 (L) 的相反侧 (A) 端部向内周面 侧延伸的内向法兰部 164 和从内向法兰部 164 的内周面侧端部向密封对象流体侧 (L) 延伸 的圆筒部 165。在壳体 160 的由圆筒部 161、 内向法兰部 164 和圆筒部 165 形成的环形空间 内， 装入与金属环 120 一体设置的第 1 密封部件 130、 第 2 密封部件 140 和支承环 150 的外 周面侧的一部分， 并使其固定。 0079 壳体 160 的圆筒部 161， 其外周面的外径略大于轴壳 30 上的轴孔的小直径孔部 31 内周面的内径。 因此， 通过以图中箭头X方向从大。
24、直径孔部33侧向小直径孔部31侧安装密 封装置 100， 可使圆筒部 161 嵌入固定于小直径孔部 31 的内周面。通过插入密封装置 100 直至法兰部 162 与阶梯面 32 抵接， 可使密封装置 100 以定位于轴壳 30 内的状态固定。 0080 爪部 163 从法兰部 162 的端部向轴线方向且向着与圆筒部 161 相反侧延伸， 并随 之向外周面侧倾斜。 在安装密封装置100时， 该爪部163会向内周面侧变形， 并且与轴壳30 的大直径孔部33内周面滑动接触。 在该爪部163的外周面侧前端具有切入缘部163a， 在对 密封装置 100 作用与密封装置 100 的安装方向 ( 图 5 中。
25、箭头 X 方向 ) 反方向的力时， 该切 入缘部 163a 可切入大直径孔部 33 的内周面。 0081 在本实施例中， 在法兰部162和爪部163的连结部分的内周面侧形成有凹部163b。 0082 如上所述密封装置 100 能够得到与上述实施例 1 相同的效果。在本实施例的密封 装置100的情形下， 爪部163不是环形， 而是在周向上部分地设置有多个。 因此， 与实施例1 相比， 爪部 163 容易向内周面侧变形， 因而能够进一步抑制密封装置 100 安装作业性下降。 能够进一步抑制对轴壳 30 的大直径孔部 33 内周面造成损伤。 0083 ( 实施例 3) 0084 图6表示本发明的实施。
26、例3。 根据转轴直径与轴壳的轴孔直径的关系， 存在使密封 装置所要密封的环形间隙很大的情形。 因此， 在本实施例的密封装置中， 通过对壳体设置截 面 S 字形的部位， 而具有在径向上的弹性， 即使用于大的环形间隙， 也不会使安装性劣化， 能够充分发挥密封性。对于壳体以外的结构， 基本与上述实施例 1 所示结构相同， 因而简略 说明。 0085 在本实施例的密封装置 100 中， 与上述实施例 1 相同， 具有金属制的壳体 ( 衬 套)170、 金属环120a、 第1密封部件130a、 第2密封部件140a和支承环150a。 在本实施例的 情形下， 金属环120a和第1密封部件130a是各自独立。
27、的。 对于装入壳体170的金属环120a、 第 1 密封部件 130a、 第 2 密封部件 140a 和支承环 150a， 虽然形状等与实施例 1 中所示的情 形不同， 但基本功能与实施例 1 中所示情形相同， 因此省略其说明。在本实施例的密封装置 100 中， 为了将上述各种部件固定在壳体 170 内， 还设置有金属制的接合器 (adapter)180。 0086 下面进一步详细说明壳体 170。 0087 本实施例的壳体 170 也与上述实施例 1 相同， 具有圆筒部 171、 从圆筒部 171 端部 ( 密封对象流体侧 (L) 的端部 ) 向外周面侧延伸的法兰部 172 和从法兰部 17。
28、2 端部伸出的 爪部 173。在本实施例中， 爪部 173 与上述实施例 1 的情形同为环形， 但也可如上述实施例 2 所示， 不形成为环形， 而是在周向上部分地设置多个。 0088 壳体 170 还具有从圆筒部 171 的与密封对象流体侧 (L) 的相反侧 (A) 的端部向内 说 明 书 CN 104040228 A 7 6/6 页 8 周面侧延伸的弯曲部 174， 从弯曲部 174 进一步向内周面侧延伸的内向法兰部 175， 和从内 向法兰部 175 的内周面侧端部向密封对象流体侧 (L) 延伸的圆筒部 176。由圆筒部 171 和 弯曲部 174 形成截面 S 字形的部位。 0089 在。
29、壳体 170 中由弯曲部 174、 内向法兰部 175 和圆筒部 176 所形成的环形空间内， 装入金属环 120a、 第 1 密封部件 130a、 第 2 密封部件 140a 和支承环 150a 的外周面侧的一 部分， 并使其固定。 0090 对于壳体 170 的圆筒部 171， 其外周面的外径略大于轴壳 30 的轴孔的小直径孔部 31 内周面内径。由此， 通过向图中箭头 X 方向从大直径孔部 33 侧向小直径孔部 31 侧安装 密封装置 100， 可使圆筒部 171 嵌合固定于小直径孔部 31 内周面。通过插入密封装置 100 直至使法兰部 172 与阶梯面 32 抵接， 使密封装置 10。
30、0 以定位于轴壳 30 内的状态固定。 0091 爪部 173 从法兰部 172 端部向轴线方向且向着与圆筒部 171 相反侧延伸， 并随之 向外周面侧倾斜。在安装密封装置 100 时， 该爪部 173 会向内周面侧变形， 并且与轴壳 30 的大直径孔部33内周面滑动接触。 在该爪部173的外周面侧前端具有切入缘部173a， 在对 密封装置 100 作用与密封装置 100 的安装方向 ( 图 6 中箭头 X 方向 ) 反方向的力时， 该切 入缘部 173a 可切入大直径孔部 33 的内周面。 0092 在本实施例中， 在法兰部 172 和爪部 173 的连结部分的内周面侧也形成有凹部 173b。
31、。 0093 如上所述密封装置 100 能够得到与上述实施例 1 相同的效果。 0094 ( 其他 ) 0095 在上述各实施例中， 为了使爪部容易向内周面侧变形， 而在法兰部和爪部的连结 部分内周面侧形成凹部。但根据形成壳体的部件的壁厚及爪部的径尺寸等， 某些时候即使 不设置凹部也可使爪部充分向内周面侧变形。因而， 此时也可如图 7 所示的壳体 190 那样， 不在法兰部 191 和爪部 192 的连结部分内周面侧形成凹部。图 7 所示不形成凹部的结构也 同样适用于上述实施例 1 3 中任一者。 0096 在上述实施例中， 作为密封装置的应用例， 以应用于机动车用水泵 10 的情形为例 进行了说明， 然而本发明可适用于需要对相对转动的轴和轴壳之间的环形间隙进行密封的 各种装置。 说 明 书 CN 104040228 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104040228 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104040228 A 10 3/4 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104040228 A 11 4/4 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 104040228 A 12 。