油密封件的制作方法

专利名称：油密封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置于静止体和以可旋转方式附接到所述静止体 的旋转体之间的油密封件。
背景技术：
一些防止例如油等流体泄漏的油密封件在旋转体和静止体之间的 指定间隙中设置有可移动浮环，并且设置有唇缘密封件，所述唇缘密封 件在旋转体停止旋转时与静止体接触以封闭所指定间隙。
[专利文献1JP加(M-A-13252
发明内容
本发明要解决的问题
在专利文献l的油密封件中，随着旋转体的旋转速度增加，唇缘密 封件在离心力作用下沿着与静止体分开的方向移位，静止体和唇缘密封 件从它们彼此接触的状态变化至它们彼此不接触的状态。相应地，静止 体和唇缘密封件之间的摩擦阻力减小。但是，当静止体和唇缘密封件随
着旋转体的旋转速度增加而达到它们彼此不接触的状态时，由于由唇缘 密封件封闭的间隙被打开而可能发生油泄漏。
因此，本发明的目的是提供一种能够防止由于旋转体的旋转速度增 加而引起油泄漏的油密封件。
解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的油密封件是一种设置于静止体和 以旋转方式附接至所述静止体的旋转体之间的油密封件，并且所述油密 封件包括外构件，所述外构件装配至所述静止体；内构件，所述内构件以能够一体旋转的方式装配至所述旋转体并且与所述外构件组装在
一起，使得在所述内构件和所述外构件之间形成有指定间隙；以及活动 构件，所述活动构件设置于所述指定间隙中，其中所述活动构^H殳置于 所述内构件上，使得当所述旋转体停止旋转时所述活动构件不接触所述 外构件，并且使得随着所述旋转体的旋转速度的增加所述活动构件沿着 接近所述外构件的方向移位从而与所述外构件接触以封闭所述指定间 隙。
根据此油密封件，在旋转体停止旋转时不接触外构件的活动构件随 着旋转体的旋转速度的增加而沿接近外构件的方向移位，并且接触外构 件。相应地，由于在活动构件接触所述外构件之前外构件不接触活动构 件，所以摩擦阻力减小。由于在所述活动构件接触外构件之后所述指定 间隙被封闭，所以能够可靠地防止由于旋转体的旋转速度的增加而引起 的油泄漏。
在本发明的油密封件中，所述活动构件设置有压力接收部分，所述 压力接收部分接收所述静止体的内部空间中的压力并且沿着接近所述 外构件的方向推压所述活动构件。根据本方面，由于压力接收部分接收 内部空间中的压力，所以活动构件被沿着接近外构件的方向推压.从而 由于通过利用内部空间中的压力4吏得所述活动构件压靠外构件，所以改 善了活动构件封闭指定间隙的密封效果。在这方面，压力接收部分可具 有裙部，在活动构件接触外构件时，所述;fe部接触外构件，在这种情况 下，由于该裙部方便了压力接收部分接收内部空间中的压力，所以能够 使活动构件更有力地压靠外构件。此外，当活动构件接触外构件时裙部 也接触外构件。相应地，活动构件和外构件之间的接触变得非常紧密， 从而进一步改善了密封效果。
在本发明的油密封件中，所述活动构件和所述外构件之间的间隙该:
外构件之间形成能够抑制油泄漏的迷宫式密封。根据本方面，即使当活 动构件不接触外构件时，由外构件和活动构件形成的迷宫式密封也可抑 制油泄漏。因而，能够在不增加部件数量的情况下在从旋转体的由活动 构件封闭指定间隙之前的低旋转速度到旋转体的由活动构件封闭所述 指定间隙之后的高旋转速度的速度范围内有效地防止油泄漏。
在本发明的油密封件中，本发明的油密封件可进一步包括设置于所述指定间隙中的另 一活动构件，其中所述另 一活动构件i殳置于所述内构 件上，使得当所述旋转体停止旋转时所述另 一活动构件接触所述外构件 并且封闭所述指定间隙，而且随着所述旋转体的旋转速度的增加，所述 另一活动构件沿着要与所述外构件分开的方向移位从而打开所述指定 间隙。^L据本方面，通过分别适当地i殳定所述两个活动构件的移位特性， 能够才艮据所需的特性灵活地调节所述油密封件的特性。
在本发明的油密封件中，可以在所述指定间隙中设置有能够以不接 触所述外构件和所述内构件二者的方式移动的浮环。^l据此实施方式， 不必设定窄的指定间隙的宽度即可容易地形成迷宫式密封。因而，能够 在不增加摩擦阻力的情况下在从旋转体的由活动构件封闭指定间隙之 前的低旋转速度到旋转体的由活动构件封闭指定间隙之后的高旋转速 度的速度范围内有效地防止油泄漏。
在本发明的油密封件中，所述活动构件可具有接触所述外构件的接 触部分，并且所述接触部分由摩擦系数比所述活动构件的其它部分的摩 擦系数低的低摩擦材料形成。此外，所述外构件可具有接触所述活动构 件的接触部分，并且所述接触部分可由摩擦系数比所述外构件的其它部 分的摩擦系数低的低摩擦材料形成。在这些情况下，由于在抑制所^# 擦阻力增加的同时还能够使所述活动构件更有力地压靠所述外构件，所 以能够改善所述油密封件的压力的阻力。
在活动构件具有这种接触部分的情况下，所述接触部分可具有由所
的弹性材料形成的弹性区域。所述低摩擦区域和所述弹性区域可分别设 置于所述接触部分上，使得随着所述旋转体的旋转速度的增加，所述活
域和弹性区域二者均接触所述外构件的状态。根据本方面，当外构件接 触低摩擦区域而外构件不接触弹性区域时，能够减小外构件和活动构件 之间的摩擦阻力。另夕卜，当旋转体的旋转速度比上述状态进一步增加时， 旋转体的内部空间中的压力增加；但是，由于外构件接触低摩擦区域和 弹性区域二者，所以改善了密封特性。因此，即使例如当内部空间100 中的压力因任何原因而变得异常高时，也能够可靠地防止油泄漏。同时， 也能够防止来自外界的异物入侵。此外，所述外构件i殳置有辅助弹性部分，所述辅助弹性部分与所述
低的弹性材料形成。随着所述旋转体的旋转速度的增加，所述活动构件 移位从而使得所述接触部分接触所述辅助弹性部分。在这种情况下，由
善了密封特性。此外，由于辅助弹性部分i更置于静止的外构件上，所以 能够避免活动构件的重量的增加。从而，在保持活动构件的响应度的同 时能够改善密封特性。
在本发明的油密封件中，所述另 一活动构件具有接触所述外构件的 接触部分，并且所述接触部分由摩擦系数比所述另一活动构件的其它部 分的摩擦系数低的低摩擦材料形成。根据本方面，在所述另一活动构件 与所述外构件分开之前，所述另 一活动构件和所述外构件之间的摩擦阻 力能够减小。
在这方面，所述接触部分具有由低摩擦材料形成的低摩擦区域和由
活动构件设置于所述内构件上，使得当所述旋转体停止旋转时所述外构 件与所述低摩擦区域和所述弹性区域二者均接触。当另一活动构件的接 触部分完全由低摩擦材料形成时，改善了减小摩擦的效果；但是，在所 述另一活动构件与外构件分开之前的低旋转速度情况下所以密封特性 容易由于轴向窜动等影响而变差，这是因为所述另一活动构件难于变 形。根据本方面，由于在另一活动构件与外构件分开之前外构件与^;f 擦区域和弹性区域二者均接触，所以能够补偿密封特性的这种变差，并 且与当接触部分完全由弹性材料形成的情况相比能够进一步减小摩擦 力。
在本发明的油密封件中，内燃发动机的曲轴箱可设置为所述静止 体，并且所述内燃发动机的曲轴可设置为所述旋转体。根据本方面，由 于即使当曲轴箱中的内部压力因在曲轴高速度旋转情况下载荷的增加
而变得高于大气压力时活动构件接触外构件并且所述指定间隙^L封闭， 所以能够可靠地防止曲轴箱中的油和流过的气体的泄漏。
本发明的效果如上所述，根据本发明，在旋转体停止旋转时不接触所述外构件的 所述活动构件随着旋转体的旋转速度的增加而沿着接近外构件的方向 移位并且接触外构件。由于所述指定间隙被这样封闭，所以能够防止由 于旋转体的旋转速度的增加而发生油泄漏。


图l是示出应用根据本发明第一实施方式的油密封件的内燃发动机 的主要部件的示意性横截面图。
图2是示出图1的油密封件在曲轴处于旋转状态时的视图。
图3是示出图1的油密封件在曲轴的旋转速度比图2中的曲轴旋转 速度快时的视图。
图4是示出应用根据本发明第二实施方式的油密封件的内燃发动机 的主要部件的示意性横截面图。
图5是示出图4的密封件在曲轴旋转时的视图。
图6是示出应用根据本发明第三实施方式的油密封件的内燃发动机 的主要部件的示意性横截面图。
图7是示出应用根据本发明第四实施方式的油密封件的内燃发动机 的主要部件的示意性横截面图。
图8是示出应用根据本发明第五实施方式的油密封件的内燃发动机 的主要部件的示意性横截面图。
图9是示出图8的油密封件在曲轴旋转时的视图。
图10是示出应用根据本发明第六实施方式的油密封件的内燃发动 机的主要部件的示意性横截面图。
图11是示出图IO的油密封件在曲轴旋转时的视图。
图12是示出图10的油密封件在曲轴的旋转速度比图11中的曲轴 旋转速度快时的视图。
图13是示出应用根据本发明第七实施方式的油密封件的内燃发动 机的主要部件的示意性横截面图。图14是示出图13的油密封件在曲轴旋转时的视图。
图15是示出应用根据本发明第八实施方式的油密封件的内燃发动 机的主要部件的示意性横截面图.
图16是示出图15的油密封件在曲轴旋转时的视图。
图17是示出图15的油密封件在曲轴的旋转速度比图16中的曲轴 旋转速度快时的视图。
具体实施例方式
图l是示出安装有根据本发明第一实施方式的油密封件的内燃发动 机的主要部件的示意性横截面图。应当注意，由于才艮据本发明的油密封 件关于轴线CL轴向对称，所以图l和其它视图中将仅示出横截面的一 半。图1示出曲轴101在旋转停止时的状态，并且曲轴101以可绕轴线 CL旋转的方式附接到曲轴箱100。油密封件1A设置于曲轴箱100和曲 轴101之间，其中曲轴箱IOO用作静止体，曲轴101用作旋转体。即， 油密封件1A装配在形成于曲轴箱100和曲轴101之间的环形间隙中。 油密封件1A将曲轴箱100外侧的大气侧AS与曲轴箱100内侧的密封 侧OS分开，从而防止例如油和流过的气体等流体从密封侧OS泄漏到 大气侧AS并且防止例如灰尘等异物从大气侧AS侵入到密封侧OS。油 密封件1A相应地具有与曲轴101同轴设置的环形外构件2以及环形内 构件3。外构件2装配到曲轴箱100， 二者之间设置有油密封件保持件 103;而内构件3以可一体旋转的方式装配到曲轴101。外构件2和内构 件3彼此分离地组装在一起，使得在二者之间形成有间隙G。
外构件2具有外筒体21，其固定至油密封件保持件103并且沿轴 线CL的方向延伸；以及内向凸缘22,其从外筒体21的在大气侧AS 处的一端沿径向向内延伸。内向凸缘22包括竖壁22a,其沿径向向内 延伸并且基本上垂直于外筒体21;斜壁22b，其与竖壁22a接续并且朝 向密封侧OS倾斜；以及侧壁22c,其接续到斜壁22b并且沿轴线CL 的方向延伸。另一方面，内构件3具有内筒体31，其固定到曲轴101 上并且沿轴线CL的方向延伸；以及外向凸缘32，其从内筒体31的在 密封侧OS处的一端沿径向向外延伸。外向凸缘32设置成与外构件2 的内向凸缘22相对。即，外向凸缘32包括竖壁32a，其沿径向向外延伸并且基本上垂直于内筒体31 ，而且还J4Ui平行于内向凸缘22的 竖壁22a;侧壁32c,其接续到竖壁32a并且沿轴线CL的方向延伸， 而且还基本上平行于内向凸缘22的侧壁22c;以及斜壁32b，其接续到 侧壁32c并且延伸为朝着大气侧AS倾斜，而且还基本上平行于内向凸 缘22的斜壁22b。
在形成于外构件2和内构件3之间的间隙G中，用作活动构件的环 形第一活动唇缘4设置于形成在内向凸缘22的侧壁22c和内构件3的 内筒体31之间的间隙Gl中。第一活动唇缘4由例如橡胶等弹性材料形 成，并且具有底端4a,其附接至内筒体31的在密封侧OS处的一端； 中部4b，其从底端4a向大气侧AS延伸；以及末端4c，其从中部4b 沿径向向外折回。在末端4c上附接有沿径向向内推压第一活动唇缘4 的环形箍簧7。在图1中所示停止旋转的状态下，第一活动唇缘4保持 不与外构件2接触，即，在该状态下间隙G1在箍簧7的弹性力作用下 被打开。
另夕卜，在形成于外构件2和内构件3之间的间隙G中，用作另一活 动构件的环形第二活动唇缘5 i殳置于形成在内向凸缘22的侧壁22c和 外向凸缘32的侧壁32c之间的间隙G2中。第二活动唇缘5以与第一活 动唇缘4相同的方式由例如橡胶等弹性材料形成。第二活动唇缘5具有 底端5a，其附接到外向凸缘32的竖壁32a和侧壁32c之间的边界处； 中部5b，其从底端5a向大气侧AS延伸；以及末端5c,其从中部5b 沿径向向内折回。在末端5c处附接有用于沿径向向内推压第二活动唇 缘5的环形箍簧8。在图1中所示停止旋转的状态下，第二活动唇缘5 在箍簧8的弹性力作用下压靠外构件2，并且保持在间隙G2由第二活 动唇缘5封闭的状态。
另外，在形成于外构件2和内构件3之间的间隙G中，浮环9设置 于形成在内向凸缘22的斜壁22b和外向凸缘3的斜壁32b之间的间隙 G3中。在曲轴101旋转的同时，浮环9能够在间隙G3中移动而分别不 与外构件2和内构件3接触。即，浮环9构造成在存在于间隙G3中 的油分别介于浮环9和外构件2之间以及浮环9和内构件3之间的同时， 以低于内构件3的圆周速度的速度与内构件3同心地旋转。考虑到间隙 G3的宽度，浮环9的厚度设定成使得在浮环9、外构件2和内构件3 这三个构件之间形成迷宫式密封。图2和图3示出当曲轴101处于旋转状态时的油密封件1A;并且 图3示出曲轴101的旋转速度比图2的状态中的曲轴旋转i^L怏的状态。 由于当曲轴101旋转时内构件3与曲轴101 —体地旋转，所以沿径向向 外的离心力作用在第一活动唇缘4上。离心力正比于曲轴101的旋转速 度增加。从而，随着曲轴101的旋转速度增加，第一活动唇缘4沿接近 外构件2的方向移位，并且第一活动唇缘4如图3中所示地接触外构件 2。相应地，间隙G1由笫一活动唇缘4封闭。例如通过适当地i更定箍簧 7的外径和弹簧系数以及第一活动唇缘4的构成材料等,，能够## 曲轴101的旋转速度的改变而自由地控制第一活动唇缘4的行为。例如， 第一活动唇缘4能够构造成当曲轴101在任意目标旋转速度下均与外构 件2接触。
另外，由于曲轴101的旋转，沿径向向外的离心力也作用在设置于 间隙G2中的第二活动唇缘5上。由于该离心力随着曲轴101的旋转速 度的增加而增加，所以使第二活动唇缘5压靠外构件2的力逐渐减小。 另外，第二活动唇缘5如图2中所示地沿着从外构件2离开的方向移位， 因此间隙G2打开。以与第一活动唇缘4相同的方式，通过适当地设定 例如箍簧8的外径和弹簧常数和第二活动唇缘5的构成材料等M^，也 能够构造第二活动唇缘5的行为，使得当曲轴101在任意目标旋转iUL 下第二活动唇缘5与外构件2分开。
(第二实施方式)
接下来将参照图4和图5描迷本发明的第二实施方式。除用作活动 构件的第一活动唇缘204的结构外，根据此实施方式的油密封件1B具 有与笫一实施方式的油密封件1A相同的结构。在图4和图5中，与第 一实施方式相同的部件具有相同的附图标记。在下文中，省略了与第一 实施方式重复的描述。
油密封件1B具有由例如橡胶等弹性材料形成的环形第一活动唇缘 204。该第一活动唇缘204包括底端204a，其附接至内构件3的内筒 体31;中部204b,其从底端204a向密封侧OS延伸；以及末端204c， 其从中部204b沿径向向外折回。如图5中所示，在油密封件1B中，当 第一活动唇缘204随着曲轴101的旋转速度增加而沿接近外构件2的方 向移位时，第一活动唇缘204的内圆周面210朝密封侧OS转向。当曲 轴箱100的内部空间100a中的压力(在密封侧OS处的压力)高于大气压力时，该压力作用于第一活动唇缘204的内圆周面210上，使得第 一活动唇缘204接收该压力并且沿接近外构件2的方向受到推压。从而， 由于通过使用内部空间100a中的压力能够4吏第一活动唇缘204压靠外 构件2，所以第一活动唇缘204的密封效果得到改善。相应地，第一活 动唇缘204的内圆周面210用作本发明的压力接收部分。
(第三实施方式)
接下来将参照图6描述本发明的第三实施方式。根据此实施方式的 油密封件1C对应于油密封件1B的变型，即在第二实施方式的油密封 件中为第一活动唇缘204的内圓周面210设置了裙部11。下文以及图6 中，与第二实施方式中相同的部件具有相同的附图标记，并且省去了重 复的描述。油密封件1C的裙部11从第一活动唇缘204向密封侧OA延 伸。如图6中用实线所示，裙部11构造成使得当笫一活动唇缘204接 触外构件2时裙部11的末端接触外构件2。应当注意，如图6中用虚线 所示，当曲轴101停止旋转时，笫一活动唇缘204保持不与外构件2接 触。根据此实施方式，由于当设置有裙部11时易于接收曲轴箱100的 内部空间100a中的压力，所以通过使用此压力能够使笫一活动唇缘204 更有力地压靠外构件2。从而，与第二实施方式中相比，第一活动唇缘 204的密封效果得到进一步的改善.在油密封件1C中，第一活动唇缘 204的内圆周面210和裙部11用作本发明的压力接收部分。
(第四实施方式)
接下来将参照图7描迷本发明的第四实施方式。^Nt此实施方式的 油密封件1D具有由例如橡胶等弹性材料形成的环形笫一活动唇缘404。 第一活动唇缘404具有附接至内构件3的内筒体31上的底端404a，并 且构造成从其底部404a向密封侧OS延伸。与上述的实施方式不同， 在第一活动唇缘404的末端处没有附接箍簧。即，如图7中用虚线所示， 当曲轴101停止旋转时，第一活动唇缘404通过其自身的弹性力而保持 不与外构件2接触。然后，当曲轴101的旋转速度增加时，随着旋转产 生的离心力克服第一活动唇缘404的弹性力，从而如图7中用实线所示， 第一活动唇缘404沿接近外构件2的方向移位，并且接触外构件2。由 于第一活动唇缘404的结构比上述实施方式中的更简单，所以其有助于 节约成本。当第一活动唇缘404沿接近外构件2的方向移位时，本实施 方式的第一活动唇缘404的内圆周面410朝密封侧OS转向。从而，以与第二实施方式和第三实施方式相同的方式，通过利用曲轴箱100的内 部空间100a的压力，内圆周面410能够使第一活动唇缘404压靠外构 件2;并且内圆周面410用作本发明的压力接收部分。尽管如此，第一 活动唇缘404延伸的方向可以与图7中的方向相反。即，以与第一实施 方式中相同的方式，第一活动唇缘404可以构造成从底端404a向大气 侧AS延伸。
(第五实施方式)
接下来将参照图8和图9描述本发明的第五实施方式。如图8中所 示，根据此实施方式的油密封件1E分别具有与曲轴101同轴i更置的环 形外构件502和内构件503。外构件502经由油密封件保持件103装配 至曲轴箱100,而内构件503以可一体旋转的方式装配至曲轴101。以 与上述实施方式相同的方式，外构件502和内构件503彼此分开的组装 在一起，使得在二者之间形成间隙G。
外构件502具有外筒体521，其固定至油密封件保持件103并且 沿轴线CL的方向延伸；以及内凸缘522，其从外筒体521的在大气侧 AS处的一端沿径向向内延伸。内向凸缘522包括斜壁522a，其从外 筒体521的在大气侧AS处的一端向大气侧AS倾斜；横壁522b，其接 续至斜壁522a并且沿径向向内延伸；以及侧壁522c，其接续至横壁522b 并且沿轴线CL的方向延伸。另一方面，内构件503具有内筒体531， 其固定至曲轴101并且沿轴线的方向延伸；以及外向凸缘532，其从内 筒体31的在密封侧OS处的一端沿径向向外延伸。外向凸缘532具有 斜壁532a,其从内筒体531的在密封侧OS处的一端向密封侧OS倾斜； 横壁532b，其接续至斜壁532a并且沿径向向外延伸；以及侧壁532c， 其接续至横壁532b并且沿轴向延伸。
在形成于外构件502和内构件503之间的间隙G中，用作活动构件 的环形第一活动唇缘504设置在形成于内向凸缘522的斜壁522a和外 向凸缘532的侧壁532c之间的间隙Gl中。第一活动唇缘504由例如橡 胶等弹性材料形成，并且具有附接至外向凸缘532的侧壁532c的在大 气侧AS处的一端。第一活动唇缘504构造成从底端4a基本上平行于内 向凸缘522的斜壁522a延伸。以与第四实施方式相同的方式，在第一 活动唇缘504的末端没有附接箍簧。相应地，当曲轴101停止旋转时， 如图8中所示，第一活动唇缘504通过其自身的弹性力保持不与外构件502接触。另外，当曲轴IOI的旋转速度增加时，由于该旋转产生的离 心力克服第一活动唇缘504的弹性力，从而第一活动唇缘504沿接近外 构件502的方向移位并且如图9中所示地接触外构件502。以与第二至 第四实施方式相同的方式，当第一活动唇缘504沿着接近外构件502的 方向移位时，第一活动唇缘504的内圆周面510朝密封侧OS转向。相 应地，笫一活动唇缘504的内圆周面510接收曲轴箱100的内部空间 100a中的压力，并且能够沿接近外构件502的方向推压第一活动唇缘 504。从而，活动唇缘504的内圓周面510用作本发明的压力接收部分。
在形成于外构件502和内构件503之间的间隙G中，用作另一活动 构件的环形第二活动唇缘505设置在形成于内向凸缘522的侧壁522c 和外向凸缘532的侧壁532c之间的间隙G2中。第二活动唇缘505具有 与上述各实施方式的第二活动唇^f目同的结构。如图8中所示，当曲轴 101停止旋转时，笫二活动唇缘505在箍簧8的弹性力作用下压靠外构 件502并且保持在间隙G2由第二活动唇缘505封闭的状态下。另外， 当曲轴IOI的旋转速度增加时，如图9中所示，第二活动唇缘505在由 于旋转所产生的离心力的作用下沿离开外构件502的方向移位，使得间 隙G2被打开。
在此实施方式中，第一活动唇缘504接触外构件502的接触部分由 摩擦系数比其(第一活动唇缘504)其它部分低的低摩擦材料形成。作 为低摩擦材料，例如，能够使用例如聚四氟乙烯(PTEE)等含氟树脂 和类金刚石碳(DLC)等。相应地，由于当外构件502接触第一活动唇 缘505时因接触产生的摩擦阻力减小，所以能够可靠地防止油的泄漏并 同时抑制力矩损失增加。第二活动唇缘505的接触部分13也以相同的 方式由低摩擦材料形成。另外，与第一活动唇缘504和第二活动唇缘505 接触的外构件502可由上述低摩擦材料形成。即，外构件502的与第一 活动唇缘504或第二活动唇缘505接触的接触部分可以由低摩擦材料形 成。应当注意，如上述实施方式中任一个所述的活动唇缘的接触部分均 可由上述低摩擦材料形成。
另外，在此实施方式中，第一活动唇缘504和外构件2之间的间隙 g设定成使得当第一活动唇缘504和外构件2彼此不相接触时在第一活 动唇缘504和外构件2之间形成有能够抑制油泄漏的迷宫式密封。才艮据 曲轴箱IOO的内部空间100a中可产生的压力适当地设定间隙g的宽度。从而，即使当第一活动唇缘504不接触外构件502中时，也能够通过由 外构件502和第一活动唇缘504形成的迷宫式密封抑制油泄漏。相应地， 以与上述实施方式相同的方式，在不i殳置例如浮环等分离部件并不增加 部件数量的情况下，就能够在从由笫一活动唇缘504封闭间隙Gl之前 的曲轴101的低旋转速度到由第一活动唇缘504封闭间隙Gl之后的曲 轴101的高旋转速度的速度范围内有效地防止油泄漏.
(笫六实施方式)
接下来将参照图IO至图12描述本发明的第六实施方式。此第六实 施方式对应于第五实施方式的变型。在这些图中第六实施方式和第五实 施方式之间的通用部件具有相同的附图标记；并且将省去重复的描述. 如这些图中所示，油密封件1F包括第一活动唇缘604，其用作活动构 件并且具有接触外构件502的接触部分14。第一活动唇缘604的接触部 分14具有低摩擦区域14a,其由上i^擦系数比第一活动唇缘的其它 部分的摩擦系数低的低摩擦材料形成；以及弹性区域14b，其由刚度比 4^擦材料的刚度低的弹性材料形成.低摩擦区域14a设置于第一活动 唇缘604的末端侧处，而弹性区域14b设置于第一活动唇缘604的底端 604a侧处，这些区域彼此相邻。弹性区域14b的刚度比低摩擦区域14a 的刚度低并且易于变形。因而，当弹性区域14b接触外构件502时，密 封特性比当^^擦区域14a接触外构件502时好。应当注意，由聚酰胺 等制成的橡胶适于用作该弹性材料。
当曲轴101的旋转速度增加时，油密封件1F从图10的状态变化至 图11的状态。在图11的状态下，第一活动唇缘604移位至外构件502
弹性区域14b的位置处。然后，当曲轴IOI的旋转^A从图11的状态 进一步增加时，活动唇缘604移位至如图12中所示的外构件502与低 摩擦区域14a和弹性区域14b 二者均接触的位置。
根据此实施方式，当在图11所示的状态下4^擦区域14a接触外 构件502时能够减小摩擦阻力.当曲轴101的旋转速度与图11中的曲 轴旋转速度相比进一步增加时，曲轴箱100的内部空间100a中的压力 增加；但是由于如图12中所示外构件502与低摩擦区域14a和弹性区 域14b二者均接触，所以改善了密封特性。从而例如即使当曲轴箱IOO 的内部空间100a中的压力不论任何原因而变得异常高时也能够可靠地防止油泄漏。同时，也能够防止异物从外^IM曼入。应当注意，笫一活动
唇缘604的内圆周面610也用作本发明的压力接收部分。 (第七实施方式)
接下来将参照图13和图14描述本发明的第七实施方式。第七实施 方式对应于笫五实施方式的变型。在这些图中，第七实施方式和第五实 施方式之间的通用部件具有相同的附图标记；并且将省略重复的描述。 如这些图中所示，油密封件1G具有第二活动唇缘705，其用作具有接 触外构件502的接触部分15的另一活动构件.第二活动唇缘705的接 触部分15具有低摩擦部分15a，其由上述摩擦系数比第二活动唇缘 705的其它部分的摩擦系数低的低摩擦材料形成；以及弹性区域15b， 其由刚度比所述^f擦材料的刚度低的弹性材料形成。这些区域并排设 置。如图13中所示，在第二活动唇缘705与外构件502分开之前，例 如当曲轴101停止旋转时，第二活动唇缘705在内构件503上i殳置为4吏 得外构件502与低摩擦区域15a和弹性区域15b二者均接触。当曲轴101 的旋转速度增加时，如图14中所示，第二活动唇缘705达到与外构件 502分开的状态。
由于在第二活动唇缘705与外构件502分开之前或当旋转停止时的 低旋转it^情况下的扭矩变化大并且轴向窜动也大，所以第二活动唇缘 705易于与外构件502分开。当接触部分15完全由低摩擦材料形成时， 摩擦的减少效果得到改善；但是，在易于发生轴向窜动等的低旋转速度 情况下，它们的密封特性易于变差。在此实施方式中，由于外构件502 与低摩擦区域15a和弹性区域15b 二者均接触，所以能够补偿密封特性 的变差，并且与接触部分15完全由弹性材料形成的情况下相比能够进 一步減小摩擦力。应当注意，此实施方式能够与图10中所示的第六实 施方式结合实施。
(第八实施方式)
接下来将参照图15至图17描述本发明的笫八实施方式。第八实施 方式对应于第五实施方式的变型。在这些图中，笫七实施方式和第五实 施方式之间的通用部件具有相同的附图标记；并且将省略重复的描述。 如这些图中所示，油密封件1H的外构件502 i殳置有辅助弹性部分16, 辅助弹性部分16与第一活动唇缘504的接触部分12相对。辅助弹性部分16以环形形成并且由刚度比外构件502的构成材料的刚度^f氐的弹性 材料形成。为了更紧密地接触第一活动唇缘504，弹性构件16以具有楔 形截面的形式构成，佳:得弹性构件16沿径向向外逐渐变薄。由于辅助
所以在接触部分12接触位于接触部分12与外构件502之间的辅助弹性 构件16的情况下比在接触部分12接触外构件502自身的情况下进一步 改善了密封特性。
当曲轴101的旋转速度增加时，油密封件1H从图15的状态变化至 图16的状态。在图15的状态下，第一活动唇缘504移位至外构件502 接触接触部分12但外构件502不接触辅助弹性部分16的位置。另外， 当曲轴101的旋转速度从图16的状态进一步增加时，如图17中所示， 活动唇缘504移位至接触部分12接触辅助弹性部分16的位置。
在此实施方式中，当在图16的状态下接触部分12接触外构件502 时，摩擦阻力会减小。当曲轴101的旋转速度比图16的状态下的曲轴 旋转速度进一步增加时，曲轴箱100的内部空间100a中的压力增大； 但是，由于如图17中所示接触部分12接触辅助弹性部分16，所以密封 特性得到改善。相应地，即使当曲轴箱100的内部空间100a中的压力 例如不"^任何原因变得异常高时，也能够可靠地防止油泄漏。同时，也 能够防止异物从外^H^。另外，由于辅助弹性部分16设置于静止的 外构件502上，所以能够避免第一活动唇缘504的重量的增加。从而， 在保持笫一活动唇缘504的响应度的同时还能够改善密封特性。应当注 意，本实施方式能够与图10中所示的笫六实施方式或图13中所示的第 七实施方式结合实施。此外，在此实施方式中，辅助弹性部分16可以 设置成当第一活动唇缘504随着曲轴101的旋转i4^增加而移位时， 4吏得接触部分12接触辅助弹性部分16而不经过图17的状态。
本发明并不局限于上述实施方式；并且在本发明的精神和范围内能 够以多种形式实施本发明。例如，除了内燃发动机之外，根据本发明的 油密封件还能够应用于各种泵。在根据本发明的油密封件应用于泵的情 况下，根据本发明的油密封件可以设置于用作静止体的泵壳和以可旋转 方式附接至泵壳的泵轴之间。
此外，第二活动唇缘不是上述实施方式中的必要部件；并且本发明 可以以省略了第二活动唇缘的实施方式实施。即使在这种情况下，也是随着旋转体的旋转速度的增加，第一活动唇缘接触外构件，使得间隙被 封闭，从而能够避免随着旋转体的旋转速度的增加而产生油泄漏。
权利要求
1. 一种油密封件，所述油密封件设置于静止体和以能够旋转的方式附接至所述静止体的旋转体之间，所述油密封件包括外构件，所述外构件装配至所述静止体；内构件，所述内构件以能够一体旋转的方式装配至所述旋转体并且与所述外构件组装在一起，使得在所述内构件和所述外构件之间形成有指定间隙；以及活动构件，所述活动构件设置于所述指定间隙中，其中所述活动构件设置于所述内构件上，使得当所述旋转体停止旋转时所述活动构件不接触所述外构件，并且使得随着所述旋转体的旋转速度的增加所述活动构件沿着接近所述外构件的方向移位从而与所述外构件接触以封闭所述指定间隙。
2.如权利要求1所述的油密封件，其中所述活动构件设置有压力 接收部分，所述压力接收部分接收所述静止体的内部空间中的压力并且 沿着接近所述外构件的方向推压所述活动构件。
3.如权利要求2所述的油密封件，其中所述压力接收部分包括裙 部，在所述活动构件接触所述外构件时，所述裙部接触所述外构件。
4.如权利要求1所述的油密封件，其中所述活动构件和所述外构 件之间的间隙设置成使得当所述活动构件不接触所述外构件时在所述 活动构件和所述外构件之间形成能够抑制油泄漏的迷宫式密封。
5.如权利要求1至4中任一项所述的油密封件，进一步包括设置 于所述指定间隙中的另一活动构件，其中所述另一活动构件设置于所述内构件上，使得当所述旋转体停止旋 转时所述另一活动构件接触所述外构件并且封闭所述指定间隙，而且随着所述旋转体的旋转速度的增加，所述另一活动构件沿着要与所述外构件分开的方向移位从而打开所述指定间隙。
6.如权利要求1至4中任一项所述的油密封件，其中在所述指定间隙中设置有能够以不接触所述外构件和所述内构件 二者的方式移动的浮环。
7.如权利要求1至4中任一项所述的油密封件，其中所述活动构件具有接触所述外构件的接触部分，并且所述接触部分由摩擦系数比所述活动构件的其它部分的摩擦系数 低的低摩擦材料形成。
8.如权利要求1至4中任一项所述的油密封件，其中 所述外构件具有接触所述活动构件的接触部分，并且 所述接触部分由摩擦系数比所述外构件的其它部分的摩擦系数低的^o^擦材料形成。
9.如权利要求7所述的油密封件，其中所述接触部分具有由所述低摩擦材料形成的低摩擦区域和由刚度 比所述^^擦材料的刚度低的弹性材料形成的弹性区域，并且所述低摩擦区域和所述弹性区域分别设置于所述接触部分上，使得 随着所iyt转体的旋转速度的增加，所述活动构件从所述活动构件的低件的状态变化至所述活动构件的低摩擦区域和弹性区域二者均接触所 述外构件的状态。
10.如权利要求7所述的油密封件，其中所述外构件i殳置有辅助弹性部分，所述辅助弹性部分与所述活动构性材料形成，并且随着所述旋转体的旋转速度的增加，所述活动构件移位从而使得所 述接触部分接触所述辅助弹性部分。
11. 如权利要求5所述的油密封件，其中所述另一活动构件具有接触所述外构件的接触部分，并且所述接触部分由摩擦系数比所述另一活动构件的其它部分的摩擦 系数<氐的<^*擦材料形成。
12. 如权利要求ll所述的油密封件，其中所述接触部分具有由低摩擦材料形成的低摩擦区域和由刚度比所 述低摩擦材料的刚度低的弹性材料形成的弹性区域，并且所述另一活动构件i更置于所述内构件上，使得当所述旋转体停止旋 转时所述外构件与所述^^擦区域和所述弹性区域二者均接触。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的油密封件，其中 内燃发动机的曲轴箱设置为所述静止体，并且所述内燃发动机的曲轴设置为所述旋转体。
全文摘要
一种油密封件(1A)，具有外构件(2)，其装配至曲轴箱(100)；内构件(3)，其以一体旋转的方式装配至曲轴(101)；以及第一活动唇缘(4)，其设置于由外构件(2)和内构件(3)形成的间隙(G1)中。第一活动唇缘(4)设置成使得当曲轴(101)停止旋转时不接触外构件(2)并且设置成沿接近外构件(2)的方向移位从而接触外构件(2)以封闭间隙(G1)。
文档编号F16J15/32GK101415973SQ20078000580
公开日2009年4月22日 申请日期2007年2月20日 优先权日2006年2月21日
发明者宗田雅树, 梅木隆, 田村伸一, 石川哲也, 铃木孝男 申请人:丰田自动车株式会社;株式会社荒井制作所