一种设备及其密封结构的制作方法

本实用新型涉及设备密封技术领域，特别涉及一种设备及其密封结构。

背景技术：

目前消费型电子产品对防水的要求从日常的防溅水(ipx4)到50m潜水(5atm)，其防水要求越来越高，甚至智能穿戴类产品开始向10atm发起挑战。常规解决组件装配的防水问题，一般都是防水胶，或者硅胶材质的o型圈，o型圈通过挤压起到密封作用。

o型圈的应用方式包括片状正面装配、圆形侧边装配。设计装配如图1所示，o型圈03套在部件a01上，然后部件a01再组装到部件b02上，通过对o型圈03的侧向挤压实现深度防水功能。但由于圆形侧边装配对设计尺寸要求高，部件b02与o型圈03必须为过盈配合(如图1所示)，而部件b02与o型圈03之间的过盈配合易导致组装困难，并容易导致组装后o型圈03被挤出(如图2所示)，从而使o型圈03易损、防水失效。为解决当前密封结构生产线组装良率低的问题一般采用刷硅油增加润滑的方式，但这不仅增加了组装步骤，还极大提高了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种密封结构，以简化组装步骤，避免组装过程中密封圈被挤出的问题，提高组装良率，降低生产成本。

本实用新型的第二个目的在于提供一种采用上述密封结构的设备。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种密封结构，包括凹台阶件、凸台阶件以及密封圈，所述凹台阶件与所述凸台阶件之间具有相互适配的台阶结构且两者的台阶结构之间形成有用于容纳所述密封圈的密封空间，所述凹台阶件用于围成所述密封空间的周向内侧壁的直径大于等于所述密封圈的外径，所述密封空间的轴向尺寸小于所述密封圈的截面的轴向尺寸。

优选地，所述凹台阶件与所述凸台阶件两者的台阶结构的台阶面沿垂直于所述密封结构的轴向方向的尺寸大于所述密封圈沿垂直于所述密封结构的轴向方向的尺寸的二分之一。

优选地，所述凹台阶件与所述凸台阶件两者的台阶结构的台阶面的重合区域沿垂直于所述密封结构的轴向方向的尺寸大于等于所述密封圈沿垂直于所述密封结构的轴向方向的尺寸的二分之一。

优选地，所述凹台阶件与所述凸台阶件能够沿轴向压缩所述密封圈使所述密封圈沿压缩方向以外的方向膨胀以至少与围成所述密封空间的所述凹台阶件的周向内侧壁以及所述凸台阶件的周向外侧壁中的一个接触。

优选地，所述凹台阶件的大径段与所述凸台阶件的大径段之间的间隙大于等于所述凹台阶件的小径段与所述凸台阶件的小径段之间的间隙。

优选地，还包括挤压固定结构，所述挤压固定结构设置于所述凹台阶件与所述凸台阶件之间、之外或者所述凹台阶件与所述凸台阶件中的一个与其他结构之间，所述挤压固定结构用于使所述凹台阶件与所述凸台阶件相对固定并使所述密封空间的轴向尺寸保持在小于所述密封圈的截面的轴向尺寸的状态。

优选地，所述挤压固定结构包括设置于所述凹台阶件与所述凸台阶件两者中的一个的限位面，所述凹台阶件与所述凸台阶件两者中的另一个的端面与所述限位面接触配合以保证所述密封空间的轴向尺寸。

优选地，所述凸台阶件的大径段远离其小径段的一端设置有法兰，所述法兰的一侧端面作为与所述凹台阶件的大径段远离其小径段的一端的开口端面接触配合的限位面。

优选地，所述挤压固定结构还包括可拆卸连接结构，所述凸台阶件与所述凹台阶件通过设置于所述法兰与所述台阶件的大径段远离其小径段的一端的开口端面之间的所述可拆卸连接结构连接。

优选地，所述凹台阶件与所述凸台阶件两者的台阶结构的台阶面与周向侧壁之间的拐角均为圆角。

优选地，所述凹台阶件与所述凸台阶件两者的台阶结构的台阶面为平面、斜面或者凹弧面。

一种设备，所述设备包括如上任意一项所述的密封结构。

由以上技术方案可以看出，本实用新型中公开了一种密封结构，该密封结构可用于设备，密封结构包括凹台阶件、凸台阶件以及密封圈，其中，凹台阶件与凸台阶件之间具有相互适配的台阶结构且两者的台阶结构之间形成有用于容纳密封圈的密封空间，上述凹台阶件的台阶结构指其上设置的台阶孔，台阶孔的内壁上设置有台阶面，凸台阶件指外壁上设置有台阶面的柱状件，凸台阶件可插入上述凹台阶件的台阶孔中，凸台阶件的小径段与凹台阶件的台阶孔的小径段配合，凸台阶件的大径段与凹台阶件的台阶孔的大径段配合，凹台阶件用于围成密封空间的周向内侧壁的直径大于等于密封圈的外径以避免凹台阶件与凸台阶件配合时，凹台阶件的大径段的周向内侧壁搓挤密封圈，且密封空间的轴向尺寸小于密封圈的截面的轴向尺寸以在凹台阶件与凸台阶件装配到位时能够使密封圈产生一定的形变，起到密封的作用；可见上述密封结构依靠凹台阶件与凸台阶件之间的台阶面对密封圈挤压变形实现密封，因此密封圈不需要与凹台阶件以及凸台阶件中的任意一个过盈配合，在装配过程中凹台阶件以及凸台阶件也不会搓挤密封圈，更便于装配，也不需要刷硅油增加润滑，从而能够简化装配步骤，降低成本，节约装配时间，降低生产成本，并能够有效避免密封圈被挤出的问题，提高组装良率。

本实用新型还提供了一种设备，该设备包括上述密封结构，由于上述密封结构具有上述有益效果，则采用该密封结构的设备理应具有相同的有益效果，在此不作赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中密封结构的结构示意图；

图2为现有技术中密封结构装配示意图；

图3为本实用新型实施例提供的密封结构装配后的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的密封结构装配前的结构示意图。

图1和图2中：

01为部件a；02为部件b；03为o型圈；

图2中：

1为凹台阶件；2为凸台阶件；3为密封圈。

具体实施方式

本实用新型的核心之一是提供一种密封结构，以达到简化组装步骤，避免组装过程中密封圈被挤出的问题，提高组装良率，降低生产成本的目的。

本实用新型的另一核心是提供一种采用上述密封结构的设备。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的密封结构装配后的结构示意图。

本实用新型实施例中公开了一种密封结构，该密封结构可用于设备，密封结构包括凹台阶件1、凸台阶件2以及密封圈3。

其中，凹台阶件1与凸台阶件2之间具有相互适配的台阶结构且两者的台阶结构之间形成有用于容纳密封圈3的密封空间，上述凹台阶件1的台阶结构指其上设置的台阶孔，台阶孔的内壁上设置有台阶面，凸台阶件2指外壁上设置有台阶面的柱状件，凸台阶件2可插入上述凹台阶件1的台阶孔中，凸台阶件2的小径段与凹台阶件1的台阶孔的小径段配合，凸台阶件2的大径段与凹台阶件1的台阶孔的大径段配合，凹台阶件1用于围成密封空间的周向内侧壁的直径大于等于密封圈3的外径以避免凹台阶件1与凸台阶件2配合时，凹台阶件1的大径段的周向内侧壁搓挤密封圈3，且密封空间的轴向尺寸小于密封圈3的截面的轴向尺寸以在凹台阶件1与凸台阶件2装配到位时能够使密封圈3产生一定的形变，起到密封的作用。

上述密封圈3即行业内的i-ring或o-ring，密封圈3的横截面以及整体外形可以为圆形，还可以为椭圆形、矩形等，在此不做限定。在本案上下文中涉及到的密封圈3的截面尺寸、外径以及内径都是指密封圈3处于不受拉伸或压缩的自然状态下的尺寸。

可以看出，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的密封结构依靠凹台阶件1与凸台阶件2之间的台阶面对密封圈3挤压变形实现密封，因此密封圈3不需要与凹台阶件1以及凸台阶件2中的任意一个过盈配合，在装配过程中凹台阶件1以及凸台阶件2也不会搓挤密封圈3，更便于装配，也不需要刷硅油增加润滑，从而能够简化装配步骤，降低成本，节约装配时间，降低生产成本，并能够有效避免密封圈3被挤出的问题，提高组装良率。

作为优选地，为能够对密封圈3提供足够的支撑，避免密封圈3在受到台阶面挤压时被挤出，在本实用新型一种实施例中，如图4所示，凹台阶件1与凸台阶件2两者的台阶结构的台阶面沿垂直于密封结构的轴向方向的尺寸【即台阶面的宽度，在图4中为(a1-a2)/2以及(b1-b2)/2】大于密封圈3沿垂直于密封结构的轴向方向的尺寸的二分之一【即图4中(o外径-o内径)/4】，通过使台阶面的宽度不小于密封圈3截面半径，能够在密封圈3被挤压时对密封圈3提供足够的支撑，避免密封圈3被挤出到凹台阶件1与凸台阶件2的大径段的缝隙中。

更进一步地，如图4所示，凹台阶件1与凸台阶件2两者的台阶结构的台阶面的重合区域沿垂直于密封结构的轴向方向的尺寸【在图4中为(a1-b2)/2】大于等于密封圈3沿垂直于密封结构的轴向方向的尺寸的二分之一，以此来保证在两个台阶面挤压密封圈3的过程中两个台阶面与密封圈3之间具有足够的压缩接触面，对密封圈3起到固定的作用，避免密封圈3在压缩过程中窜动。

可以理解的是，仅依靠凹台阶件1与凸台阶件2之间的两个台阶面挤压密封圈3，只能够实现单向维度的防水，而为了使密封结构具有更好的防水效果，达到更高的防水等级，在本实用新型一种实施例中，凹台阶件1与凸台阶件2能够沿轴向压缩密封圈3使密封圈3沿压缩方向以外的方向膨胀以至少与围成密封空间的凹台阶件1的周向内侧壁以及凸台阶件2的周向外侧壁中的一个接触，也即密封圈3在被压缩后除了与围成密封空间的两个台阶面接触外，还应与围成密封空间的剩下的两个面中的一个接触，最好是与剩下的两个面全部接触，以增加防水接触面，实现双向维度的防水，避免单向维度防水易受制于物料因素的影响而防水效果不佳的问题，比如单向维度防水结构若与密封圈3接触的表面有分模线，则易造成密封不良。

不难理解的是，如图4所示，为了使密封圈3在受到挤压后能够与密封空间的四壁充分接触，密封圈3的截面直径大于凸台阶件2以及凹台阶件1的台阶面的宽度，在凸台阶件2插入凹台阶件1的过程中，凹台阶件1的大径段的内壁容易搓蹭密封圈3，导致密封圈3窜动，为此在本实用新型一种实施例中，凹台阶件1的大径段与凸台阶件2的大径段之间的间隙【即(b2-a2)/2】大于等于凹台阶件1的小径段与凸台阶件2的小径段之间的间隙【即(b1-a1)/2】，通过这一结构设计，在凸台阶件2插入凹台阶件1的过程中，凹台阶件1的小径段与凸台阶件2的小径段在配合时能够对凹台阶件1的大径段与凸台阶件2的大径段起到限位导向作用，避免凹台阶件1的大径段的周向内侧壁搓蹭密封圈3。

作为优选地，上述密封结构包括挤压固定结构，挤压固定结构用于使凹台阶件1与凸台阶件2相对固定并使密封空间的轴向尺寸保持在小于密封圈3的截面的轴向尺寸的状态，挤压固定结构可以设置于凹台阶件1与凸台阶件2之间，比如凹台阶件1与凸台阶件2之间可以采用螺接、螺纹紧固件或者卡扣等方式连接实现凹台阶件1与凸台阶件2之间的固定夹紧，或者挤压固定结构可以设置于凹台阶件1与凸台阶件2之间之外，通过凹台阶件1与凸台阶件2之间之外的其他结构对凹台阶件1与凸台阶件2施压，或者挤压固定结构可以设置于凹台阶件1与凸台阶件2中的一个与其他结构之间，利用其他结构与凹台阶件1与凸台阶件2中的一个配合使凹台阶件1与凸台阶件2固定夹紧，上述其他结构指采用该密封结构的设备上的其他零部件。

进一步地，为避免挤压固定结构的挤压使凹台阶件1与凸台阶件2两者的台阶面对密封圈3造成过度挤压，上述挤压固定结构包括设置于凹台阶件1与凸台阶件2两者中的一个的限位面，在装配过程中，凹台阶件1与凸台阶件2两者中的另一个的端面与限位面接触配合以保证密封空间的轴向尺寸，避免对密封圈3造成过度挤压

具体地，如图3所示，在本实用新型一种实施例中，凸台阶件2的大径段远离其小径段的一端设置有法兰，法兰的一侧端面作为与凹台阶件1的大径段远离其小径段的一端的开口端面接触配合的限位面。

更进一步地，挤压固定结构还包括可拆卸连接结构，凸台阶件2与凹台阶件1通过设置于法兰与台阶件的大径段远离其小径段的一端的开口端面之间的可拆卸连接结构连接，该可拆卸连接结构包括但不限于卡扣结构、螺纹紧固件连接结构。

如图3所示，在本实用新型一种具体实施例中，可拆卸连接结构为螺纹紧固件连接结构，包括沿周向间隔设置于法兰的多个通孔、沿周向间隔设置于凹台阶件1的大径段远离其小径段的一端的开口端面上的多个螺纹孔以及相应数量的螺栓，螺栓穿过通孔与螺纹孔配合将凹台阶件1与凸台阶件2连接。

作为优选地，在本实用新型一种实施例中，凹台阶件1与凸台阶件2两者的台阶结构的台阶面与周向侧壁之间的拐角均为圆角，这种结构可以使密封圈3在受到挤压后更充分地填充密封空间，避免出现密封圈3膨胀也无法填充拐角处的现象，进一步增加防水接触面。

作为优选地，上述凹台阶件1与凸台阶件2两者的台阶结构的台阶面包括但不限于平面、斜面、凹弧面或者波浪形面。

本实用新型实施例提供了一种设备，该设备包括如上述实施例所述的密封结构，由于上述密封结构具有上述技术效果，则采用该密封结构的设备的技术效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。