密封结构的制作方法

本发明涉及一种密封结构，该密封结构被设置在被构造为相对于彼此旋转的两个部件之间，例如被设置在十字接头的耳轴和轴承杯之间。

背景技术：

例如，在轧钢机的主轴装置中，或者在汽车的驱动轴中，用作万向接头的十字接头被用作在一个轴和另一个轴之间的接合部。该十字接头包括：带有以交叉布置设置的四个耳轴的十字叉；具有带底筒形形状且分别被设置在这些耳轴上的轴承杯；和多个针滚子，所述多个针滚子被可滚动地设置在每一个耳轴的外周表面和对应一个轴承杯的内周表面之间。此外，分别被设置在轴的端部处的轭被联接到轴承杯。另外，在每一个耳轴的基端部和对应一个轴承杯的端部之间设置密封结构，以便：防止水等进入在耳轴和轴承杯之间限定的用于针滚子的容纳空间，并减少润滑剂从该容纳空间到外部的泄漏(例如，见日本未审专利申请公布特开2015-124836(jp2015-124836a)和ep专利公布1783384)。

传统密封结构的实例如在图8中所示包括一种密封结构，该密封结构包括：被附接到十字叉的耳轴104的基部的抛油环106；和被附接到轴承杯111的内周部的密封部件107。该抛油环106具有：面向在轴向方向上的第一侧(一侧)(在图8中面向向上方向)的第一密封表面141；以及面向在耳轴104的径向方向上的外侧(在图8中面向向右方向)的第二密封表面142和第三密封表面143。密封部件107包括分别与抛油环106的第一密封表面141、第二密封表面142和第三密封表面143接触的第一唇部131、第二唇部132和第三唇部133。第一到第三唇部131到133被牢固地配合到金属芯134，该金属芯134被固定到轴承杯111。卡紧弹簧152配合到第二唇部132，由此挤压第二唇部132抵靠第二密封表面142。

如在图9中所示，在ep专利公布1783384中描述的密封结构包括：被附接到耳轴204的基部的密封保持器218；和被固定到该密封保持器218的密封部件207。该密封部件207包括与轴承杯211的内周表面滑动接触的第一唇部231和第二唇部232。第一唇部231和第二唇部232被牢固地配合到金属芯234，该金属芯234被固定到密封保持器218。

在上述十字接头中，在十字接头正被使用的同时，耳轴相对于轴承杯在尺寸偏差的容许范围内在径向方向上和在轴向方向上稍微移动。在图8中所示的密封结构中，当第一唇部131的弹性已经由于例如长期使用引起的劣化而被减小时，由于耳轴104相对于轴承杯111的轴向移动，第一唇部131可以在离开第一密封表面141的方向上移动。这可能引起可密封性的减小。

在图9中所示的密封结构中，第一唇部231和第二唇部232这两者均与轴承杯211的内周表面滑动接触，并且因此耳轴204相对于轴承杯211的轴向移动几乎不引起可密封性的减小。然而，当耳轴204相对于轴承杯211在径向方向上移动时，第一唇部231和第二唇部232在耳轴204的在径向方向上的一侧上在朝向轴承杯211的内周表面的方向上移动，但是第一唇部231和第二唇部232在耳轴204的在径向方向上的另一侧上在离开轴承杯211的内周表面的方向上移动。由于该原因，难以在密封部件207的在径向方向上的两侧处获得均一的可密封性。随着卡紧弹簧(挤压部件)252对第二唇部232在径向方向上向外施加偏压力，第二唇部232被挤压抵靠轴承杯211的内周表面。然而，因为卡紧弹簧252在压缩状态下配合到第二唇部232，所以卡紧弹簧252可能容易被偏斜，并且因此卡紧弹簧252可能从第二唇部232的内周表面的沟槽出来。

技术实现要素：

本发明提供一种密封结构，该密封结构被构造为：在抑制由于耳轴相对于轴承杯的轴向移动引起的可密封性的减小的同时，防止挤压部件从容纳空间出来。

根据本发明的一个方面的一种密封结构包括第一部件、在径向方向上与第一部件面对的第二部件以及具有环形形状的密封部件。第二部件被与第一部件同心地设置，并且第二部件被构造为相对于第一部件旋转。密封部件被附接到第一部件，并且密封部件与第二部件滑动接触。第二部件具有第一密封表面，该第一密封表面面向第二部件的在径向方向上的第一侧。所述密封部件包括固定部、第一唇部和第一挤压部件，所述固定部被固定到所述第一部件，所述第一唇部被结合到所述固定部，并且所述第一唇部包括与所述第一密封表面接触的接触部，所述第一挤压部件被构造为朝向所述第一密封表面挤压所述第一唇部。在所述第一唇部的内部设置容纳空间，所述容纳空间容纳所述第一挤压部件。所述第一唇部具有开口，通过所述开口使所述容纳空间朝向在轴向方向上的一侧开放，并且通过所述开口将所述第一挤压部件插入到所述容纳空间中。所述接触部相对于所述容纳空间被设置在所述径向方向上的第二侧上。在所述径向方向上的所述第二侧是在所述径向方向上的所述第一密封表面侧。由于当所述接触部与所述第一密封表面形成接触时引起的所述接触部的弹性变形，使所述开口的宽度减小。

利用前述构造，第一唇部的接触部与面向在径向方向上的第一侧的第一密封表面接触。因此，即使当第二部件相对于第一部件在轴向方向上移动时，由第一唇部提供的可密封性仍然不被减小。另外，当第一唇部的接触部与第一密封表面形成接触时，在第一唇部中的(将第一挤压部件插入到容纳空间中的)开口的宽度被减小。因此，防止第一挤压部件从容纳空间出来。

接触部可以包括侧边缘。侧边缘可以构成所述开口的径向第二侧端部的周边缘。在所述接触部未与所述第一密封表面形成接触的第一状态下，侧边缘可以相对于所述第一挤压部件被设置在所述径向方向上的所述第二侧上。在所述接触部与所述第一密封表面接触的第二状态下，所述侧边缘可以相对于所述第一挤压部件的径向第二侧端部被设置在所述径向方向上的所述第一侧上。

利用前述构造，在第一唇部的接触部未与第一密封表面形成接触的第一状态下，开口的宽度被保持尽可能宽以促进将第一挤压部件插入到容纳空间中，而在接触部与第一密封表面接触的第二状态下，开口的宽度被保持是小的，这可靠地防止第一挤压部件从容纳空间出来。

第二部件可以具有第二密封表面，所述第二密封表面面向在所述径向方向上的所述第二侧。密封部件可以进一步包括第二唇部和第二挤压部件，所述第二唇部被结合到所述固定部，并且所述第二唇部与所述第二密封表面接触，所述第二挤压部件被构造为朝向所述第二密封表面挤压所述第二唇部。

利用前述构造，当第二部件相对于第一部件在径向方向上移动时，即使第一唇部在径向方向上的一侧上在离开第一密封表面的方向上移动，第二唇部仍然在朝向第二密封表面的方向上移动，而即使第二唇部在径向方向上的另一侧上在离开第二密封表面的方向上移动，第一唇部仍然在朝向第一密封表面的方向上移动。因此，能够在密封部件的在径向方向上的两侧上都获得基本均一的可密封性。

第二部件可以具有第三密封表面，所述第三密封表面面向在所述径向方向上的所述第二侧。密封部件可以进一步包括第三唇部，所述第三唇部被结合到所述固定部，并且所述第三唇部与所述第三密封表面接触。利用这种构造，除了第一唇部和第二唇部之外，第三唇部也能够增加可密封性。

所述第一密封表面和所述第二密封表面中的一个密封表面可以面向在所述径向方向上的外方。所述第一密封表面和所述第二密封表面中的另一个密封表面可以面向在所述径向方向上的内方，并且被设置在所述一个密封表面的在所述径向方向上的外方，其中在所述第一密封表面和所述第二密封表面之间留出空间。利用这种构造，能够将密封部件插入在径向方向上在其间留出空间地设置的第一密封表面和第二密封表面之间，并且第一唇部和第二唇部能够分别与第一密封表面和第二密封表面形成接触。另外，第二部件的第一密封表面和第二密封表面的布置能够被简化，并且能够准确地形成第一密封表面和第二密封表面。

所述第一密封表面和一体密封表面中的一个密封表面可以面向在所述径向方向上的外方，所述一体密封表面包括所述第二密封表面和所述第三密封表面。所述第一密封表面和所述一体密封表面中的另一个密封表面可以面向在所述径向方向上的内方，并且被设置在所述一个密封表面的在所述径向方向上的外方，其中在所述第一密封表面和所述一体密封表面之间留出空间。构成所述一体密封表面的所述第二密封表面和所述第三密封表面可以被在所述轴向方向上彼此相邻设置。利用这种构造，能够将密封部件插入在径向方向上在其间留出空间地设置的第一密封表面和包括第二密封表面及第三密封表面的一体密封表面之间，并且第一到第三唇部能够与这些密封表面形成接触。另外，第二部件的第一到第三密封表面的布置能够被简化，并且能够准确地形成第一到第三密封表面。

利用本发明的密封结构，可行的是：在抑制由于耳轴相对于轴承杯的轴向移动引起的可密封性的减小的同时，防止挤压部件从容纳空间出来。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示范实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在这些附图中，同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：

图1是设有根据第一实施例的密封结构的十字接头的部分分解透视图；

图2是密封结构的截面视图；

图3是密封结构的密封部件的截面视图；

图4是示出第一唇部的作用的截面视图；

图5是根据第二实施例的密封结构的密封部件的截面视图；

图6是根据第三实施例的密封结构的密封部件的截面视图；

图7是根据第四实施例的密封结构的密封部件的截面视图；

图8是根据相关技术的密封结构的截面视图；并且

图9是根据另一项相关技术的密封结构的截面视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实例实施例。图1是设有根据第一实施例的密封结构的十字接头的部分分解透视图。例如，在轧钢机的主轴装置(未示出)中，使用十字接头20。如在图1中所示，该十字接头20包括：带有四个耳轴4的十字叉2；分别被设置在这些耳轴4上的滚子轴承单元5；和一对轭17。

十字叉2包括：被设置在十字叉2的中央处的基部3；以及从该基部3在沿着彼此垂直的轴线x和轴线z的四个相应方向上延伸的所述四个耳轴4。十字叉2能够绕中心轴线c旋转，该中心轴线c通过基部3的中心，并且中心轴线c垂直于耳轴4的轴线x和轴线z。十字叉2具有沿着轴线x和轴线z以交叉布置设置以将润滑剂供应到滚子轴承单元5中的润滑剂供应路径13。

每一个滚子轴承单元5包括多个针滚子9和轴承杯11。针滚子9被沿着每一个前述耳轴4的外周表面可滚动地设置。轴承杯11具有带底筒形形状，且经由针滚子9配合到耳轴4的外周表面上。因此，针滚子9在轴承杯11的内周表面(轴承杯11的该内周表面用作外环轨道)上且在耳轴4的外周表面(耳轴4的外周表面用作内环轨道)上滚动，并且因此，轴承杯11能够绕耳轴4的轴线z摆动。在耳轴4的远端表面和轴承杯11的底表面之间设置垫圈10。在针滚子9的在轴线z方向上的内方，设置辊引导件8、密封部件7和抛油环6。密封部件7、抛油环6(“第二部件”的一个实例)和轴承杯11(“第一部件”的一个实例)构成根据本发明的密封结构1。

图2是密封结构的截面视图。图3是示出未与抛油环形成接触的密封部件(即，未配合到抛油环的密封部件)的截面视图。设置该密封结构1，以便：防止水等进入在耳轴4和轴承杯11之间限定的用于针滚子9的容纳空间，并减少润滑剂从该容纳空间到外部的泄漏。在该说明书中，图2中的下侧将被称为“在轴向方向上的第一侧”或“轴向第一侧”，而图2中的上侧将被称为“在轴向方向上的第二侧”或“轴向第二侧”。然而，这些术语指示沿着轴向方向的相对方向而非指示沿着轴向方向的绝对特定方向，并且第一侧和第二侧可以被互换。这同样能够适用于“在径向方向上的第一侧(径向第一侧)”和“在径向方向上的第二侧(径向第二侧)”。

在密封结构1中包括的抛油环6具有环形形状，且配合到耳轴4的基端部的外周表面上。抛油环6具有分别与密封部件7的唇部31、唇部32及唇部33接触的密封表面41、密封表面42及密封表面43。抛油环6是单件部件，该单件部件包括：抛油环主体6a，该抛油环主体6a具有管状形状，并且抛油环主体6a沿着耳轴4的外周表面延伸；第一延伸部6b，该第一延伸部6b在抛油环主体6a的轴向第一侧(图2中的下侧)上径向向外延伸；和第二延伸部6c，该第二延伸部6c从第一延伸部6b的远端侧朝向在轴向方向上的第二侧(图2中的上侧)延伸。

抛油环主体6a的外周表面具有在轴向方向上彼此相邻布置的第二密封表面42和第三密封表面43。第二延伸部6c的内周表面具有第一密封表面41。抛油环6进一步包括从第二延伸部6c径向向外延伸的第三延伸部6d。第二延伸部6c的外周表面和第三延伸部6d的轴向第二侧侧表面面对轴承杯11的端部，其中在第二延伸部6c的外周表面及第三延伸部6d的轴向第二侧侧表面与轴承杯11的端部之间留有间隙。该间隙是被构造为防止水等进入在抛油环6和轴承杯11之间的密封间隙。

密封部件7包括金属芯34(“固定部”的一个实例)和唇部31、32、33。该金属芯34配合到轴承杯11的内周表面，由此被固定到轴承杯11的内周表面。金属芯34包括第一金属芯34a和第二金属芯34b，该第一金属芯34a包括第一筒形部34a1和从第一筒形部34a1的轴向第二侧端部径向向内弯曲的第一环形部34a2，该第二金属芯34b包括第二筒形部34b1和从第二筒形部34b1的轴向第一侧端部径向向内弯曲的第二环形部34b2。第二筒形部34b1被放置在第一筒形部34a1的径向内侧上，并且通过对第一筒形部34a1的轴向第一侧端部进行型锻，将第二金属芯34b固定到第一金属芯34a。

唇部31、32、33分别由被结合到金属芯34的第一唇部31、第二唇部32和第三唇部33构成。第一唇部31和第三唇部33被结合到第二金属芯34b的第二环形部34b2，并且第二唇部32被结合到第一金属芯34a的第一环形部34a2。

第二唇部32从第一环形部34a2朝向在轴向方向上的第一侧延伸。第二唇部32的径向内侧侧表面与抛油环6的第二密封表面42接触。凹部32a被设置在第二唇部32的径向外侧侧表面中，并且在该凹部32a中设置卡紧弹簧52(“第二挤压部件”的一个实例)。该卡紧弹簧52是被形成为环形状的螺旋弹簧，并且卡紧弹簧52在拉伸方向上弹性地变形的同时被容纳在第二唇部32的凹部32a中。通过尝试在压缩方向上弹性地返回到它的初始形状，卡紧弹簧52将第二唇部32朝向第二密封表面42挤压。

第三唇部33从第二环形部34b2的径向内侧端部朝向在轴向方向上的第一侧延伸。第三唇部33的径向内侧侧表面与抛油环6的第三密封表面43接触。第三密封表面43是具有从在轴向方向上的第一侧朝向第二侧逐渐减小的外径的倾斜表面(渐缩表面)。

第一唇部31包括：从第二环形部34b2的轴向第一侧侧表面朝向在轴向方向上的第一侧延伸的第一部31a；从该第一部31a的延伸端(轴向第一侧端部)径向向外延伸的第二部31b；和从该第二部31b的延伸端(径向外侧端部)朝向在轴向方向上的第二侧延伸的第三部31c。该第三部31c的径向外侧侧表面(外周表面)与抛油环6的第一密封表面41接触。因此，第三部31c是与第一密封表面41接触的接触部的一个实例。

在由第一部31a、第二部31b和第三部31c包围的空间s(“容纳空间”的一个实例)中容纳卡紧弹簧51(“第一挤压部件”的一个实例)。此外，在第一部31a和第三部31c之间限定开口a，该卡紧弹簧51通过该开口a被插入到容纳空间s中。开口a朝向在轴向方向上的第二侧开放。卡紧弹簧51是被形成为环形状的螺旋弹簧，并且卡紧弹簧51在压缩方向上弹性地变形的同时被容纳在容纳空间s中。通过尝试在拉伸方向上弹性地恢复到它的初始形状，卡紧弹簧51将第三部31c朝向第一密封表面41挤压。

图4是示出第一唇部的作用的截面视图。如由图4中的实线所示，在第三部31c未与抛油环6的第一密封表面41形成接触的第一状态下，第一唇部31的第三部31c径向向外倾斜。在该第一状态下，在第一部31a和第三部31c之间的开口a的宽度w1是相对宽的。具体地，在第一状态下，第三部31c的远端的内周边缘31d(“侧边缘”的一个实例，是开口a的一个边缘)的径向位置a被设置在卡紧弹簧51的径向外端部的径向位置b的径向外方。因此，卡紧弹簧51容易通过开口a被插入到容纳空间s中。

另一方面，如由图4中的双点划线所示，在第三部31c与第一密封表面41接触的第二状态下，第三部31c已经径向向内弹性地变形，并且宽度w2被减小为比宽度w1小的宽度，宽度w2是在第二状态下在第一部31a和第三部31c之间的开口a的宽度，宽度w1是在第一状态下在第一部31a和第三部31c之间的开口a的宽度。因此，在第二状态下，第三部31c的远端的内周边缘31d的径向位置a′被设置在卡紧弹簧51的径向外端部的径向位置b的径向内方。由于该原因，不允许卡紧弹簧51容易地从容纳空间s出来，从而第一唇部31能够被可靠地保持与第一密封表面41接触。具体地，卡紧弹簧51已经在压缩方向上弹性地变形，从而卡紧弹簧51容易被偏斜且容易从容纳空间s出来。然而，减小开口a的宽度可靠地防止卡紧弹簧51从容纳空间s出来。

第一唇部31的第三部31c的远端的内周边缘31d设有径向向内隆起的隆起部31c1。由于设置隆起部31c1，可行的是：当第三部31c与第一密封表面41形成接触时，在允许第三部31c容易在径向方向上向内弹性地变形的同时，使得开口a的宽度w2尽可能小。

本实施例的密封部件7被构造使得：第一唇部31与在径向方向上面向内的第一密封表面41接触，并且第二唇部32和第三唇部33分别与在径向方向上面向外的第二密封表面42和第三密封表面43接触。由于该原因，即使当耳轴4相对于轴承杯11在轴向方向上移动时，可密封性仍然不被减小。

当耳轴4相对于轴承杯11在径向方向上移动时，在耳轴4的在径向方向上的一侧上，第一唇部31在离开第一密封表面41的方向上移动，而第二唇部32和第三唇部33在朝向第二密封表面42和第三密封表面43的方向上移动。此时，在耳轴4的在径向方向上的另一侧上，第二唇部32和第三唇部33在离开第二密封表面42和第三密封表面43的方向上移动，而第一唇部31在朝向第一密封表面41的方向上移动。由于该原因，能够在密封部件7的在径向方向上的两侧上都获得基本均一的可密封性。

抛油环6具有：被设置在抛油环主体6a的外周表面中的第二密封表面42和第三密封表面43；以及被设置在第二密封表面42和第三密封表面43的径向外方且被设置在第二延伸部6c的内周表面中的第一密封表面41。因此，第二密封表面42及第三密封表面43与第一密封表面41在其间留有空间的情况下在径向方向上彼此面对，从而在第二密封表面42及第三密封表面43与第一密封表面41之间提供用于密封部件7的空间。当密封部件7被插入到该空间中时，唇部31到33能够分别与第一密封表面41以及第二密封表面42和第三密封表面43形成接触。第一密封表面41面向与第二密封表面42及第三密封表面43面向的径向方向相反的径向方向。第一密封表面41和第三密封表面43被设置在轴向方向上彼此重叠的位置处，从而能够使得密封结构1的在轴向方向上的大小尽可能小。

图5是根据第二实施例的密封结构的密封部件的截面视图。本实施例的密封部件7不同于第一实施例的密封部件7在于：本实施例的密封部件7不包括第三唇部33。其它构造与在第一实施例中的构造相同，并且因此将省略其详细说明。

图6是根据第三实施例的密封结构的密封部件的截面视图。本实施例的密封部件7不同于第一实施例的密封部件7在于：本实施例的密封部件7不包括第三唇部33。此外，第一唇部31与抛油环主体6a的外周表面接触。即，第一密封表面41被设置在抛油环主体6a的外周表面中，且在第二密封表面42的在轴向方向上的第一侧上的位置处与第二密封表面42相邻布置。第一唇部31包括：从第二环形部34b2朝向在轴向方向上的第一侧延伸的第一部31a；从该第一部31a的延伸端径向向内延伸的第二部31b；和从该第二部31b的延伸端朝向在轴向方向上的第二侧延伸的第三部31c。卡紧弹簧51被容纳在由第一部31a、第二部31b和第三部31c包围的容纳空间s中。本实施例的卡紧弹簧51在拉伸状态下被附接到第一唇部31，并且通过尝试在压缩方向上弹性地变形，卡紧弹簧51挤压第三部31c。另外，在第一部31a和第三部31c之间限定的开口a的宽度在(第三部31c未与抛油环6的第一密封表面41形成接触的)第一状态和(与第一状态相比第三部31c与第一密封表面41接触且第三部31c径向向外弹性地变形的)第二状态之间变化。具体地，在第二状态下在第一部31a和第三部31c之间的开口a的宽度被减小为比在第一状态下在第一部31a和第三部31c之间的开口a的宽度小的宽度。

本实施例产生与在第一实施例中的有利效果基本相同的有利效果。然而，第一唇部31和第二唇部32分别与面向在径向方向上的相同侧的第一密封表面41和第二密封表面42接触。因此，当耳轴4相对于轴承杯11在径向方向上移动时，在耳轴4的在径向方向上的一侧上，唇部31、32这两者均在离开密封表面41、42的方向上移动。由于该原因，根据可密封性的均一性的观点，第一实施例具有优于第三实施例的优点。注意本实施例的卡紧弹簧51在拉伸状态下被附接到第一唇部31，并且因此卡紧弹簧51将从容纳空间s出来的可能性比在第一实施例中的该可能性低。另外，开口a的宽度的减小进一步降低卡紧弹簧51将从容纳空间s出来的可能性。

图7是根据第四实施例的密封结构的密封部件的截面视图。本实施例的密封部件7具有开口a，该开口a被设置在第一唇部31中，并且开口a朝向在轴向方向上的第一侧(图7中的下侧)开放。即，第一唇部31包括：从第二环形部34b2朝向在轴向方向上的第一侧延伸的基部31g；以及从该基部31g以分叉方式延伸的第四部31e和第五部31f。第五部31f是与第一密封表面41接触的接触部的一个实例。

在本实施例中，第五部31f通过与第一密封表面41形成接触而径向向内弹性地变形，从而开口a的宽度被减小。因此，本实施例产生与在第一实施例中的有利效果基本相同的有利效果。

注意本发明不限于前述实施例，并且可以在适当地修改的实施例中实现。例如，虽然在前述实施例中第一密封表面和第二密封表面沿着(平行于)轴向方向延伸，但是第一密封表面和第二密封表面可以相对于轴向方向稍微倾斜。虽然在前述实施例中第三密封表面相对于轴向方向稍微倾斜，但是第三密封表面可以沿着轴向方向延伸。在第三实施例中，第二密封表面可以被设置在径向方向上面向内的表面中，并且第二唇部可以从在径向方向上的内侧与第二密封表面形成接触。

密封部件可以被构造成被固定到耳轴并与轴承杯形成接触。本发明的密封结构可以被设置在除了在十字接头的耳轴和轴承杯之间的位置之外的位置处。