专利名称：油封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过密封唇对汽车、一般机器、工业机器等中的旋转体的外周进 行密封的油封件。
背景技术：
作为油封件的典型现有技术，已知的有下述专利文献1中记载的油封件。专利文献1 日本特开2005-282841号公报图7是以通过轴心的平面截取具有与专利文献1相同构成的现有油封件的单边剖 视图。该油封件具有由橡胶状弹性材料成形的密封唇100，在该密封唇100的内周面，以最 小径的唇缘101为界，形成有朝向密封空间A侧成为大径的密封空间侧圆锥面102、以及朝 向大气B侧成为大径的大气侧圆锥面103，在大气侧圆锥面103上，形成有高度在唇缘101 侧朝向大气B侧逐渐增大的多个船底形的螺旋突条104。105为补偿密封唇100对旋转轴 200的紧迫力的夹紧盘簧。该油封件通过密封唇100中的唇缘101可滑动地密接于旋转轴200的外周面，实 现轴封功能，防止密封空间A的密封对象流体(例如油)从轴周向大气侧B泄漏。特别地， 螺旋突条104、104、…伴随旋转轴200的旋转而实现螺杆泵(screw pump)作用，即由于将 从轴周向大气B侧漏出的密封对象流体向密封空间A侧推回，发挥了较好的密封性能。在这种油封件中，为了减小滑动扭矩以及滑动发热，采用以下两种方法通过减小 密封唇100的截面积来减小对旋转轴200的紧迫力；或者由低摩擦材料形成密封唇100，并 且在密封唇100的表面上涂覆低摩擦材料。但是，在通过减小密封唇100的截面积来减小对旋转轴200的紧迫力的方法中，由 于密封唇100的刚性减小，因此存在夹紧盘簧105容易脱落、在旋转轴200插入时密封唇 100容易卷起等操作性差的问题。并且，在将材质改变为低摩擦材料并且利用表面处理而产 生低摩擦化的情况下，具有对密封性产生坏影响、成形困难等问题。
发明内容
(发明要解决的问题)本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种通过减小密封唇的截面积并且不使用低 摩擦材料，能够实现减小滑动扭矩以及减小滑动发热的油封件。(解决技术问题的技术方案)作为有效解决上述技术问题的技术方案，本发明第1方面的油封件，在密封唇的 内周面上，形成有可滑动地密接于旋转体的外周面的滑动密封面、以及从上述滑动密封面 向大气侧成为大径的大气侧圆锥面，在上述滑动密封面以及大气侧圆锥面中的至少一个 上，形成有在圆周方向上具有规定间距的凹凸条，各凹凸条由第一斜面和第二斜面形成，其 中，上述第一斜面以朝向上述旋转体的旋转方向、向减小与上述旋转体外周面之间的间隙 的方向相对缓慢倾斜的方式倾斜，上述第二斜面以从上述间隙狭窄的部分相对于上述第一斜面急速倾斜的方式立起。根据上述构成，从密封唇的滑动密封面与旋转体的外周面之间、被导入到凹凸条 所形成的间隙内的密封对象流体的一部分，伴随旋转体的旋转，像楔(wedge) —样向各凹 凸条的第一斜面所形成的上述间隙的缩小方向进入，以产生动压，由于形成较厚的流体润 滑膜，从而与旋转体的外周面的滑动阻力减小。并且，本发明第2方面的油封件为，第1方面中记载的凹凸条，朝向通过上述旋转 体的旋转将上述旋转体外周的流体从大气侧向密封空间侧送出的方向、相对于旋转方向倾 斜。根据上述构成，在旋转体旋转时，凹凸条起到了将密封对象流体(将要从密封空 间，经由密封唇的密封滑动密封面与旋转体的外周面之间，向大气侧漏出)推回密封空间 侧的螺杆泵作用。因此密封性提高，同时，通过与各凹凸条的第一斜面产生的流体楔效果协 作，能够进一步提高液体润滑功能。(发明的效果)根据本发明第1方面的油封件，通过形成在大气侧圆锥面上的凹凸条所产生的楔 效果，能够提高流体润滑效果，并且能够降低滑动扭矩和滑动发热。根据本发明第2方面的油封件，通过将密封对象流体推回密封空间侧的螺杆泵作 用，能够提高密封性，同时，通过各凹凸条的第一斜面产生的流体楔效果与上述螺杆泵作用 的协作，能够进一步降低滑动扭矩和滑动发热。
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图1是用通过轴心的平面截取本发明油封件的第一实施方式的单边剖视图。 图2是示出第一实施方式的密封唇的凹凸条形状及其作用的说明图。 图3是示出密封唇的凹凸条形状变更例及其作用的说明图。 图4是用通过轴心的平面截取本发明油封件的另一实施方式的单边剖视图。 图5是用通过轴心的平面截取本发明油封件的又一实施方式的单边剖视图。 图6是用通过轴心的平面截取本发明油封件的再一实施方式的单边剖视图。 图7是用通过轴心的平面截取现有的油封件的单边剖视图。 符号说明 1金属环 2密封唇
21唇缘(滑动密封面) 22密封空间侧圆锥面 23大气侧圆锥面 24凹凸条 24a第一斜面 24b第二斜面
26圆筒面状密封面(滑动密封面) 3防尘唇 32 肋材(rib)
4固定密封部5夹紧盘簧10旋转轴(旋转体)A密封空间B 大气C环状空间G 间隙
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明油封件的优选实施方式进行说明。首先，图1是用通过 轴心的平面截取本发明油封件的第一实施方式的单边剖视图，图2是示出第一实施方式的 密封唇的凹凸条形状及其作用的说明图。图1中示出的油封件在金属环1上一体地设置有密封唇2、防尘唇3、以及固定密 封部4。密封唇2、防尘唇3及其外周侧的固定密封部4由橡胶状弹性材料制成，并相互连 接。并且，在密封唇2的前端附近的外周面上，安装夹紧盘簧5。金属环1为钢板等冲压成形件，具有外周筒部11、以及在安装状态下从上述外周 筒部11的大气B侧的端部向内周侧延伸的向内锷部12。密封唇2从金属环1的向内锷部12的内周位置，向安装状态下的密封空间A侧 方向延伸，在其前端附近的内周，形成可滑动地密接于旋转轴10外周面的截面山形的唇缘 21、以该唇缘21为界向密封空间A侧成为大径的密封空间侧圆锥面22、以及向大气B侧成 为大径的大气侧圆锥面23。并且，唇缘21相当于权利要求1中的滑动密封面，旋转轴10相 当于权利要求1中的旋转体。在密封唇2的大气侧圆锥面23上，一端到达唇缘21的多个凹凸条24在圆周方向 以规定间距形成。如图2进一步明确示出，各凹凸条24由第一斜面24a和第二斜面24b形 成，其中，第一倾斜面24a以朝向图中以粗箭头示出的旋转轴10的旋转方向、向减小与该旋 转轴10外周面之间的间隙G的方向相对缓慢倾斜的方式倾斜，第二斜面24b以从上述间隙 G最狭窄的部分相对于第一斜面24a急速倾斜的方式立起。并且，该凹凸条24，朝向通过旋转轴10向图1或图2中粗箭头示出的方向旋转、产 生将在该旋转轴10外周共同旋转的流体向唇缘21侧送出的螺杆泵作用的方向，以相对于 旋转方向形成规定倾斜角度的方式延伸。防尘唇3从金属环1的向内锷部12的内周位置，向密封唇2的相对侧(在安装状 态下大气B侧的方向)以圆锥筒状延伸，其前端部31与旋转轴10的外周面接近相对。并 且，在该防尘唇3的前端部31的密封唇2侧内周面上，在圆周方向以规定间隔形成多个肋 材32，当在旋转轴10的外周由密封唇2和防尘唇3划分的环状空间C成为负压时，由于受 到该负压并且防尘唇3变形而抵接于旋转轴10的外周面的上述肋材32，将防尘唇3的前端 部31以从旋转轴10的外周面稍稍浮上的状态支撑。固定密封部4，通过与密封唇2和防尘唇3连接的橡胶状弹性材料从金属环1的向 内锷部12的密封唇2相反侧(在安装状态下大气B侧)向外周筒部11的外周侧围绕的方 式形成，在沿着径向被适当压缩的状态下，嵌合/固定于未示出的轴孔外壳的内周面。
夹紧盘簧5是将金属制的螺旋弹簧以环状连接而形成的，并嵌合于形成在密封唇 2的前端附近外周面的环状槽25。在具有以上构成的油封件中，密封唇2朝向密封空间A侧压入未示出的轴孔外壳 的内周面，通过密封唇2的唇缘21可滑动地密接于旋转轴10的外周面，防止密封空间A的 密封对象油从轴周向大气B侧泄漏，通过防尘唇3防止大气B侧的灰尘向密封空间A侵入。这里，在密封唇2的唇缘21与旋转轴10的外周面之间，通过凹凸条24形成多个微 小间隙G，要从密封空间A侧向大气B侧泄漏的密封对象油的一部分被导入到该间隙G内。 并且，如果旋转轴10如图2中的粗箭头所示向顺时针方向旋转，被导入到各间隙G内的密 封对象油伴随旋转轴10的旋转共同旋转，像楔(wedge) —样向凹凸条24的第一斜面24a 所形成的上述间隙G的缩小方向进入，从而产生动压。并且，伴随旋转轴10的旋转而在其外周共同旋转的密封对象油，从第一斜面24a 所形成的间隙G的最小的部分，向间隙G利用第二斜面24b而扩大的部分通过，但是，该第 二斜面24b以相对于第一斜面24a急速倾斜的方式立起，因此，能够抑制密封对象油从间隙 G的最小部分吸出而减少动压的逆楔效果。因此，通过向缓慢倾斜的第一斜面24a所形成的 间隙G缩小方向进入的密封对象油的动压，在唇缘21与旋转轴10的外周面之间形成较厚 的流体润滑膜，因此，能够减小密封唇2对旋转轴10的外周面的滑动阻力，并能够有效地降 低滑动扭矩和滑动发热。并且，凹凸条24通过相对于旋转轴10的旋转方向形成规定的倾斜角度，起到将在 旋转轴10的外周共同旋转的流体向唇缘21侧送出的螺杆泵作用，因此，能够有效地防止密 封对象油向大气B侧泄漏。此外，由于凹凸条24形成在大气侧圆锥面23上，因此，该凹凸 条24与旋转轴10的外周面之间的间隙G朝向唇缘21侧逐渐缩小。因此，上述螺杆泵作 用，如图2中虚线箭头所示，使密封对象油进入唇缘21侧的缩小间隙，通过与上述第一斜面 24a产生的楔效果协作，能够进一步提高液体润滑功能，并且能够显著地降低滑动扭矩和滑 动发热。并且，由于通过凹凸条24产生的螺杆泵作用，在旋转轴10的外周由密封唇2和防 尘唇3划分的空间C内的空气被吸出，从而，该空间C内成为负压。因此，通过与大气B侧 的气压差，防尘唇3变形并向内周侧位移，但是，抵接于旋转轴10的外周面的多个肋材32， 将防尘唇3的前端部31以从旋转轴10的外周面稍稍浮上的状态支撑，允许空气从大气B 侧向空间C内流入，因此与大气B侧的气压差没有增加。因此，防尘唇3没有完全抵接于旋 转轴10的外周面，并且没有引起滑动扭矩和滑动发热的增大，也没有破坏凹凸条24的螺杆 泵作用。并且，当旋转轴10停止时，上述楔效果和螺杆泵作用减弱，并且唇缘21密接于旋 转轴10的外周面，因此不会产生泄漏。接着，图3是示出本发明中密封唇的凹凸条形状变更例及其作用的说明图。在该 第二实施方式中，与上述第一实施方式不同的地方为，在与轴心垂直的截面形状中，各凹凸 条24的第一斜面24a与第二斜面24b之间的岭部(ridge section) 24c是平坦的，即该岭 部24c形成为具有与图1示出的大气侧圆锥面23连续的圆锥面。其他构成与第一实施方 式相同。因此，该第二实施方式也能够实现与第一实施方式相同的效果。
接着，图4、图5和图6分别是用通过轴心的平面截取本发明油封件的另一实施方 式的单边剖视图。在这些实施方式中，与上述第一实施方式不同的地方为，可滑动地密接于 旋转轴10的外周面的密封唇2的滑动密封面，取代如图1的唇缘21，形成为圆筒状密封面 26。其他部分与图1相同。并且，在这些实施方式中的图4示出的实施方式中，在圆周方向上具有规定间距 的凹凸条24形成在密封唇2的大气侧圆锥面23上，在图5示出的实施方式中，在圆周方向 上具有规定间距的凹凸条24形成在圆筒面状密封面26上，在图6示出的实施方式中，在圆 周方向上具有规定间距的凹凸条24相互连续形成在大气侧圆锥面23和圆筒面状密封面26 两者上。并且，在这些实施方式中，各凹凸条24与先前说明的第一实施方式相同，由第一 斜面24a和第二斜面24b形成，其中，第一倾斜面24a以朝向旋转轴10的旋转方向、向减小 与该旋转轴10外周面之间的间隙的方向相对缓慢倾斜的方式倾斜，第二斜面24b以从上述 间隙最小的部分相对于第一斜面24a急速倾斜的方式立起，同时，各凹凸条24，朝向通过旋 转轴10的旋转、产生将流体向密封空间A侧送出的螺杆泵作用的方向，以相对于旋转方向 形成规定倾斜角度的方式延伸。因此，能够实现与第一实施方式相同的效果。
权利要求
一种油封件，其特征在于，在密封唇的内周面上，形成有可滑动地密接于旋转体的外周面的滑动密封面、以及从所述滑动密封面向大气侧成为大径的大气侧圆锥面，在所述滑动密封面以及大气侧圆锥面中的至少一个上，形成有在圆周方向上具有规定间距的凹凸条，各凹凸条由第一斜面和第二斜面形成，其中，所述第一倾斜面以朝向所述旋转体的旋转方向、向减小与所述旋转体外周面之间的间隙的方向相对缓慢倾斜的方式倾斜，所述第二斜面以从所述间隙狭窄的部分相对于所述第一斜面急速倾斜的方式立起。
2.根据权利要求1所述的油封件，其特征在于，所述凹凸条，朝向通过所述旋转体的旋 转将所述旋转体外周的流体从大气侧向密封空间侧送出的方向、相对于旋转方向倾斜。
全文摘要
本发明提供一种油封件。在密封唇(2)的滑动密封面(21)以及大气侧圆锥面(23)中的至少一个上，形成有在圆周方向上具有规定间距的凹凸条(24)，各凹凸条(24)由第一斜面(24a)和第二斜面(24b)形成，其中，第一倾斜面(24a)以朝向旋转体(10)的旋转方向、向减小与该旋转体(10)外周面之间的间隙的方向相对缓慢倾斜的方式倾斜，第二斜面(24b)以从上述间隙狭窄的部分相对于第一斜面(24a)急速倾斜的方式立起。因此，被导入到凹凸条(24)与旋转体(10)的间隙内的密封对象流体的一部分，伴随旋转体(10)的旋转，像楔一样向上述间隙的缩小方向进入，以产生动压，由于形成较厚的流体润滑膜，从而与旋转体(10)的外周面的滑动阻力减小。
文档编号F16J15/32GK101932859SQ20088010766
公开日2010年12月29日 申请日期2008年8月27日 优先权日2007年9月20日
发明者中川岳洋 申请人:Nok株式会社