CN109154394B - 使用环状凹陷部和密封装置的密封结构 - Google Patents
使用环状凹陷部和密封装置的密封结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其能够抑制密封装置的密封唇暴露于来自外部的异物。使用环状凹陷部和密封装置的密封结构(1)包括环状凹陷部(10)与密封装置(20)。凹陷部(10)设置于甩油环(30),密封装置(20)安装于差速装置(40)的外壳(41)。甩油环(30)配设于差速装置(40)的输出轴(42),凹陷部(10)的凹部(12)由甩油环(30)的内周筒部(31)、外周筒部(32)及底部(33)界定,凹陷部(10)的外周面(11)形成于甩油环(30)的外周筒部(32)。凹陷部(10)的外周面(11)在轴线(x)方向上随着朝向外侧而扩径。密封装置(20)的侧唇(29)向外侧方向延伸,在侧唇(29)与凹陷部(10)之间形成环状间隙(g1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,特别涉及一种在车辆及通用机械等中由密封装置与凹陷部形成的密封结构,所述密封装置是实现将润滑剂等密封的油封、及实现将泥水、沙子、灰尘等异物密封的密封件等,所述凹陷部设置于滑动接触于这些密封装置且可旋转的轴构件或与该轴构件一起旋转的构件等。另外,本发明特别涉及一种密封结构,其由车辆等的轴构件或安装于轴构件的功能构件和用于该轴构件或功能构件的密封装置形成,例如由扭振减震器及油封形成。
背景技术
例如在车辆中,为了将轴构件所通过的外壳的贯通孔的间隙密封,使用密封装置。作为这些密封装置,例如有:用于将发动机的曲轴与该曲轴的后端部分所通过的壳体的贯通孔之间形成的间隙密封的油封、用于将差速机构的输出轴与该输出轴所通过的外壳的贯通孔之间形成的间隙密封的密封件、及用于将以可旋转的方式支撑车轮的轮毂轴承的内圈与外圈之间的空间密封的密封件。
在像以往那样的密封装置中,有时异物会侵入密封装置与轴构件之间,密封装置的密封唇咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置的密封性能降低而泄漏壳体或外壳内部的润滑剂,或者异物侵入壳体或外壳内部。因此,以往公开了一种抑制异物侵入密封装置与轴构件之间的结构(例如参照专利文献1~3)。
另外,作为这些密封装置,例如有在车辆等的发动机中用于将扭振减震器与前盖的贯通孔之间形成的间隙密封的油封。例如在车辆的发动机中,在曲轴的一端安装扭振减震器以降低由曲轴的旋转变动所产生的扭转振动。通常,在车辆的发动机中,该扭振减震器被用作减震带轮,将发动机的动力的一部分经由动力传递用的带而传递至水泵或空调用压缩机等辅机。另外,该扭振减震器与被曲轴***并通过的例如前盖的贯通孔之间的空间被油封密封。
图43是用于对车辆的发动机中所使用的以往的减震带轮及油封的构成进行示意性表示的、沿轴线的截面的局部截面图。如图43所示,以往的减震带轮300包括:轮毂301、带轮302、及配设于轮毂301与带轮302之间的减震弹性体303。轮毂301包括:内周侧的凸起部301a、外周侧的凸缘部301b、及将凸起部301a与凸缘部301b连接的圆盘部301c。减震带轮300中,轮毂301的凸起部301a嵌合在曲轴320的一端,由螺栓321固定。
安装于曲轴320上的减震带轮300的轮毂301的凸起部301a从发动机的外侧***前盖322的贯通孔323,在凸起部301a与贯通孔323之间压入有油封310,密封唇311可滑动且液密地与凸起部301a抵接,将减震带轮300与前盖322之间密封。
在以往的这种减震带轮300与油封310的结构中,有时异物会侵入油封310与凸起部301a之间,密封唇311咬入异物而损伤或劣化,导致油封310的密封性能降低而漏油。因此,以往,公开了一种抑制从减震带轮300与前盖322之间侵入的异物侵入油封310与凸起部301a之间的结构(例如参照专利文献4)。
另外,以往的减震带轮300中有如下减震带轮:为了轻量化及削减制造成本,在周向上形成多个贯通轮毂301的圆盘部301c的贯通孔、即窗部301d(例如参照专利文献5、6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2006-46097号公报;
专利文献2:JP特开2006-57825号公报;
专利文献3:JP特开2011-80575号公报;
专利文献4:JP特开平09-324861号公报;
专利文献5:JP实开平05-25049号公报;
专利文献6:JP专利第5556355号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,上述以往的密封装置虽然具有用于实现抑制泥水及沙子、灰尘等异物侵入的构成,但由于近年来车辆等的使用环境多样化,所以密封装置有时会在较以往想到的状态更严苛的状态下暴露于异物,因此,要求能够实现进一步防止密封装置暴露于从外部侵入的异物的构成。
另外,形成上述窗部301d的以往的减震带轮300虽然在发动机中实现了减震带轮300的轻量化及低成本化,但泥水及沙子、灰尘等异物变得容易经由窗部301d侵入发动机侧。因此,对具有窗部的扭振减震器要求进一步提高抑制异物向密封部侵入的功能。
如上所述,在使用形成窗部301d的以往的减震带轮300时,迫切要求实现除了防止油封310的密封唇311暴露于从减震带轮300的外周侵入的异物以外,还进一步防止油封310的密封唇311暴露于从窗部301d侵入的异物。另外,由于近年来车辆的使用环境多样化,所以迫切要求实现进一步防止油封310的密封唇311暴露于从外部侵入的异物。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其能够抑制密封装置的密封唇暴露于来自外部的异物。
另外,本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其能够有效地抑制密封装置的密封唇暴露于从外部侵入的异物。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的特征在于,所述凹陷部具有绕轴线呈环状且沿所述轴线延伸的外周面,并形成在所述轴线方向上向一侧凹陷且绕所述轴线呈环状的凹部,所述凹陷部设置于贯通供所述密封装置安装的被安装部的贯通孔且可绕所述轴线旋转的轴构件、或安装于该轴构件的功能构件,所述密封装置包括:密封唇,其绕所述轴线呈环状;及侧唇,其在所述轴线方向上朝向所述一侧延伸,且绕所述轴线呈环状,所述密封装置安装于所述被安装部的所述贯通孔,实现所述轴构件或功能构件与所述贯通孔之间的密封;所述凹陷部的所述外周面在所述轴线方向上随着朝向所述一侧而扩径,在被安装到所述被安装部后的所述密封装置中,所述密封唇直接或间接地可滑动地接触于所述轴构件或所述功能构件,所述侧唇朝向所述凹陷部延伸,并在与所述凹陷部的所述外周面之间形成环状间隙。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,还包括作为所述功能构件的绕所述轴线呈环状的甩油环,所述凹陷部设置于所述甩油环,所述甩油环是绕所述轴线呈环状构件,嵌接于所述轴构件。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述甩油环具有:内周筒部,其是绕所述轴线呈环状且沿所述轴线延伸的筒状部分;外周筒部,其是在外周侧与该内周筒部对置、绕所述轴线呈环状且沿所述轴线延伸的筒状部分;及底部,其是在所述外周筒部的所述轴线方向上的所述一侧的端部与所述内周筒部的所述轴线方向上的所述一侧的端部之间扩展的部分,由所述内周筒部、所述外周筒部、及所述底部界定所述凹部,所述外周筒部具有所述外周面。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述被安装部是差速装置的外壳,所述轴构件是所述差速装置的输出轴。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述凹陷部设置于作为所述轴构件的轮毂轴承的轮毂,所述被安装部是所述轮毂轴承的外圈。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,还包括作为所述功能构件的绕所述轴线呈环状的甩油环,所述凹陷部设置于所述甩油环,所述轴构件是轮毂轴承的轮毂,所述被安装部是所述轮毂轴承的外圈,所述甩油环嵌接于所述轮毂。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,在所述甩油环上形成所述凹部。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述凹陷部设置于作为所述功能构件的飞轮,所述轴构件是曲轴。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,还包括作为所述功能构件的圆盘状的板构件,所述凹陷部设置于所述板构件,所述板构件被夹持在作为所述轴构件的曲轴与作为所述功能构件的飞轮之间,在所述凹陷部的所述外周面,以从外周侧覆盖所述曲轴的所述轴线方向上的一侧的端部分的方式形成所述凹部。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述板构件具有作为圆板状部分的圆板部,作为筒状部分的外周筒部从所述圆板部的外周侧的端部沿所述轴线延伸,所述外周面形成于所述外周筒部。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述侧唇在与所述凹陷部的所述外周面的所述轴线方向上的另一侧的端部之间形成所述环状间隙。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面对置,在所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面之间形成所述环状间隙。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述凹陷部的所述扩径的外周面相对于所述轴线的角度即扩径角度为4°以上且18°以下。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述凹陷部的所述扩径的外周面相对于所述轴线的角度即扩径角度与所述侧唇相对于所述轴线的角度即倾斜角度的差、即间隙角度差为1.0°以上且11.0°以下。
另外,为了实现上述目的,本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的特征在于:所述凹陷部具有绕轴线呈环状且沿所述轴线延伸的外周面,并形成在所述轴线方向上向一侧凹陷且绕所述轴线呈环状的凹部,所述凹陷部设置于贯通供所述密封装置安装的被安装部的贯通孔且可绕所述轴线旋转的轴构件、或安装于该轴构件上的功能构件,所述密封装置包括:密封唇,其绕所述轴线呈环状;及侧唇,其在所述轴线方向上朝向所述一侧延伸,且绕所述轴线呈环状,所述密封装置安装于所述被安装部的所述贯通孔,实现所述轴构件或所述功能构件与所述贯通孔之间的密封,在被安装到所述被安装部后的所述密封装置中,所述密封唇直接或间接地可滑动地接触于所述轴构件或所述功能构件,所述侧唇朝向所述凹陷部延伸,在与所述凹陷部的所述外周面之间形成环状间隙,所述凹陷部的所述外周面在所述轴线方向上随着朝向所述一侧而扩径,且具有至少1个异物排出槽,所述异物排出槽是在所述轴线方向上从所述一侧朝向另一侧延伸且向外周方向凹陷的槽。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述异物排出槽的外周侧部分、即底部在径向上沿所述轴线延伸。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述异物排出槽以在所述轴线方向上随着从所述一侧朝向所述另一侧,所述底部在径向上远离所述轴线的方式延伸。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述凹陷部的所述外周面在周向上等角度间隔地具有多个所述异物排出槽。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述侧唇在与所述凹陷部的所述外周面的所述另一侧的端部之间形成所述环状间隙。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面对置,在所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面之间形成所述环状间隙。
本发明的一个方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构包括设置有所述凹陷部的作为所述功能构件的扭振减震器,所述扭振减震器包括:轮毂;质量体,其在外周覆盖该轮毂且绕轴线呈环状;及减震弹性体,其配设在所述轮毂与所述质量体之间,将所述轮毂与所述质量体弹性地连接,通过将所述轮毂***所述被安装部的所述贯通孔而将所述扭振减震器安装于轴构件的一端,所述轮毂包括:凸起部,其绕所述轴线呈环状;凸缘部,其位于该凸起部的外周且绕所述轴线呈环状;及圆盘部,其将所述凸起部与所述凸缘部连接且呈圆盘状,所述凹陷部在所述轮毂中被设置于所述凸起部的外周侧。
在本发明的一个实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,所述轮毂具有附属环构件,所述附属环构件是可拆卸地安装于所述轮毂的所述凸起部上的环状构件,在该附属环构件上形成所述凹陷部的所述外周面。
发明效果
根据本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,能够抑制密封装置的密封唇暴露于来自外部的异物。
另外,根据本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,能够有效地抑制密封装置的密封唇暴露于从外部侵入的异物。
附图说明
图1是用于表示本发明第1实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
图2是图1所示的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的局部放大截面图。
图3是用于表示本发明第2实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图4是用于表示本发明第3实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
图5是图4所示的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的局部放大截面图。
图6是用于表示本发明第4实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图7是用于表示本发明第5实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图8是用于表示本发明第6实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图9是用于表示本发明第7实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
图10是图9所示的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的局部放大截面图。
图11是用于表示本发明第8实施方式所涉及的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图12是用于表示本发明第9实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面中的局部截面图。
图13是图12所示的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的局部放大截面图。
图14是用于表示本发明第10实施方式所涉及的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图15是用于表示本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
图16是用于表示图15所示的密封结构中的扭振减震器的示意性结构的后视图。
图17是图15所示的使用扭振减震器和油封的密封结构的局部放大图。
图18是用于表示本发明所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的试验例中的评价试验用油封的示意性结构的、沿轴线的截面的局部截面图。
图19是用于表示密封性能评价试验中使用的密封性能试验机的示意性构成的图,图19(a)是局部截面立体图,图19(b)是局部放大截面图。
图20是将用于评价试验的使用扭振减震器和油封的密封结构的轮毂凹陷部附近放大表示的图。
图21是用于表示图15所示的密封结构中的间隙角度差与灰尘侵入量之间的关系的图。
图22是用于表示图15所示的密封结构中的减震带轮的凸起部的轴径与灰尘侵入量之间的关系的图。
图23是用于表示图15所示的密封结构中的侧唇与轮毂凹陷部所形成的间隙的间隙宽度与灰尘侵入量之间的关系的图。
图24是用于表示图15所示的密封结构中的试验用粉体的粒径与灰尘侵入量之间的关系的图。
图25是用于表示本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大图。
图26是用于表示图25所示的密封结构中的交叠量与灰尘侵入量之间的关系的图。
图27是用于表示本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图28是用于表示本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图29是表示本发明的第13、14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构中的附属环构件的第1变形例的示意性结构的截面图。
图30是用于表示本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图31是用于表示本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图32是表示本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构中的附属环构件的第1变形例的示意性结构的截面图。
图33是表示本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构中的附属环构件的第2变形例的示意性结构的截面图。
图34是用于表示本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图35是用于表示本发明第18实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图36是用于表示本发明第19实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
图37是用于表示图36所示的密封结构中的扭振减震器的示意性结构的后视图。
图38是图36所示的使用扭振减震器和油封的密封结构的局部放大截面图。
图39是用于表示本发明第20实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图40是用于表示本发明第21实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图41是用于表示本发明第22实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。
图42是图41所示的使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成中的附属环构件的主视图。
图43是用于示意性地表示车辆的发动机中所使用的以往的减震带轮及油封的构成的、沿轴线的截面的局部截面图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本发明的实施方式进行说明。
图1是用于表示本发明第1实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构(以下也简称为“密封结构”)的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图,图2是图1所示的密封结构的局部放大截面图。以下,为了便于说明,将轴线x方向上的箭头a(参照图1)方向(轴线方向上的一侧)作为外侧,将轴线x方向上的箭头b(参照图1)方向(轴线方向上的另一侧)作为内侧。更具体而言,外侧是远离作为被安装部的壳体或外壳的内部的方向,内侧是接近壳体或外壳的内部的方向。另外,在垂直于轴线x的方向(以下,也称为“径向”)上,将远离轴线x的方向(图1的箭头c方向)作为外周侧,将接近轴线x的方向(图1的箭头d方向)作为内周侧。本发明第1实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1应用于车辆及通用机械等所使用的差速装置40。
如图1所示,差速装置40是以往公知的差速装置,被设置于车辆等中,用于在左右驱动轮、前后轮之间生成输出差或吸收速度差的未图示的差速机构被收纳在外壳41中。与左右驱动轮及前后轮(轮轴)分别相连结的轴构件即差速机构的输出轴42通过外壳41上形成的贯通孔43而贯通外壳41,并向外部延伸。输出轴42在外壳41的内部通过滚动轴承44而被保持为能够以轴线x为中心或大致中心进行旋转。在输出轴42与贯通孔43之间形成环状间隙,在该间隙安装有密封装置20,实现输出轴42与贯通孔43之间的间隙的密封。
本发明第1实施方式所涉及的密封结构1包括环状凹陷部10及密封装置20。在本发明所涉及的密封结构中,凹陷部设置于能够绕轴线x旋转的轴构件、或该轴构件上安装的功能构件。在本发明第1实施方式所涉及的密封结构1中,凹陷部10设置于后述的作为功能构件的甩油环30。密封装置20如上所述安装于作为被安装部的外壳41。
密封装置20包括:密封唇,其绕轴线x呈环状;及侧唇,其在轴线x方向上朝向一侧(外侧)延伸且绕轴线x呈环状。具体而言,如图1、2所示,密封装置20包括:加强环21,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且为金属制;及弹性体部22,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且由弹性体构成。弹性体部22一体地安装于加强环21。作为加强环21的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。作为弹性体部22的弹性体,例如有各种橡胶材料。作为各种橡胶材料,例如是丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。
如图2所示,加强环21例如呈截面大致L字状的形状,包括圆盘部21a及圆筒部21b。圆盘部21a是在垂直或大致垂直于轴线x的方向上扩展的中空圆盘状部分,圆筒部21b是从圆盘部21a的外周侧的端部向轴线x方向的内侧延伸的圆筒状部分。
弹性体部22安装于加强环21,在本实施方式中,以从外侧及外周侧覆盖加强环21的方式与加强环21一体地成型。弹性体部22包括唇腰部23、密封唇24、及防尘唇25。如图2所示,唇腰部23是位于加强环21的圆盘部21a的内周侧的端部附近的部分,密封唇24是从唇腰部23朝向内侧延伸的部分,并与加强环21的圆筒部21b对置配置。防尘唇25从唇腰部23朝向轴线x方向延伸。
密封唇24在内侧的端部上具有截面形状为朝向内周侧凸起的楔形状的环状唇前端部24a。如后文所述,唇前端部24a形成为以输出轴42的外周侧的表面即外周面42a可滑动的方式与外周面42a接触,从而将其与输出轴42之间密封。另外,在密封唇24的外周部侧嵌接有将密封唇24在径向上向内周侧按压的卡紧弹簧26。
防尘唇25是从唇腰部23延伸的部位,向外侧且内周侧延伸。通过防尘唇25,从而防止使用状态下异物向唇前端部24a方向侵入。
另外,弹性体部22包括后罩27及垫片部28。后罩27从外侧覆盖加强环21的圆盘部21a,垫片部28从外周侧覆盖加强环21的圆筒部21b。
另外,密封装置20包括在轴线x方向上朝向一侧(外侧方向)延伸且绕轴线x呈环状的侧唇29。关于侧唇29的详细说明将在下文叙述。
加强环21例如是通过冲压加工或锻造而制造的,弹性体部22是使用成型模具并通过交联(硫化)成型而成型的。在该交联成型时,加强环21配置于成型模具中,弹性体部22通过交联(硫化)粘接而粘接到加强环21,从而使弹性体部22与加强环21一体地成型。
如上所述,密封装置20将外壳41的贯通孔43与输出轴42之间所形成的间隙密封。具体而言,密封装置20被压入并安装于外壳41的贯通孔43,弹性体部22的垫片部28被压缩,从而与贯通孔43的内周侧的面即内周面43a液密性接触。由此,将密封装置20与外壳41的贯通孔43之间密闭。另外,密封唇24的唇前端部24a与输出轴42的外周面42a液密性抵接,并将密封装置20与输出轴42之间密闭。
甩油环30是绕轴线x呈环状构件,并以嵌接于输出轴42的方式形成。具体而言,甩油环30是金属制、例如防锈性优异的不锈钢制的构件,如图2所示,具有:内周筒部31,其绕轴线x呈环状,且沿轴线x延伸而呈筒状;外周筒部32,其绕轴线x呈环状,且沿轴线x延伸而呈筒状;及底部33,其在内周筒部31的外侧端部与外周筒部32的外侧端部之间扩展。
凹陷部10具有外周面11且形成凹部12,该外周面11是绕轴线x呈环状且沿轴线x延伸的周面。凹部12是在轴线x方向上向外侧(一侧)凹陷的部分,并且绕轴线x形成为环状。外周面11在轴线x方向上随着朝向一侧(外侧、箭头a方向)而扩径。
具体而言,如图2所示,在甩油环30中,内周筒部31是以轴线x为中心或大致中心的圆筒状部分,形成为能够在内周侧的周面即内周面31a上嵌接于输出轴42的外周面42a。即,将内周筒部31的内周面31a的直径设定为小于输出轴42的外周面42a的直径,从而将甩油环30形成为能够在内周筒部31紧固嵌接于输出轴42。外周筒部32是在外周侧与内周筒部31对置,并以轴线x为中心或大致中心呈锥状的部分,外周筒部32的内周侧的周面即内周面32a形成为在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径。底部33是以轴线x为中心或大致中心呈圆板状的部分。
甩油环30在差速装置40的输出轴42中相对于密封装置20的防尘唇25被配设在外侧。输出轴42优选如下形态:如图2所示,相对于与密封唇24的唇前端部24a接触且与防尘唇25接触或在径向上对置的外周面42a的部分即密封面,供甩油环30嵌接的外周面42a的部分的直径大幅向外周侧突出。其原因在于:在使甩油环30嵌接于输出轴42时,能够减少对输出轴42的外周面42a造成损伤的不良情况。
另外,甩油环30具有缘部34,该缘部34是从外周筒部32的内侧的端部向外周方向延伸的环状部分。缘部34例如如图2所示,具有以轴线x为中心或大致中心的中空圆盘状的形状。通过该缘部34,从而能够如下文所述那样,阻挡经由甩油环30的外周筒部32而欲向内侧侵入的异物。另外,甩油环30也可以不具有缘部34。
接下来,参照图2,对凹陷部10及密封装置20的侧唇29进行说明。
凹陷部10形成于甩油环30,凹陷部10的凹部12由甩油环30的内周筒部31、外周筒部32、及底部33界定,另外,凹陷部10的外周面11形成于甩油环30的外周筒部32。更具体而言,甩油环30的外周筒部32具有凹陷部10的外周面11,凹陷部10的外周面11由甩油环30的外周筒部32的内周面32a形成,凹陷部10的外周面11是甩油环30的外周筒部32的内周面32a。
凹陷部10的外周面11如上所述,在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径,并且是在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面,例如是大致圆锥面状的锥面。凹陷部10的扩径的外周面11相对于轴线x的角度即扩径角度α为规定的值。具体而言,如图2所示,在截面中,扩径角度α成为轴线x(与轴线x平行的直线)与外周面11之间的角度。凹陷部10的外周面11的扩径角度α是大于0°的角度,优选4°以上且18°以下,更优选5°以上且16°以下,进一步优选7°以上且15°以下。如此,凹陷部10的外周面11相对于轴线x朝向外周侧倾斜扩径角度α。
如图2所示,密封装置20的侧唇29向外侧方向延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,侧唇29的外侧端部即外侧端29a在径向上位于较凹陷部10的外周面11的内侧的端部即内侧端11a靠内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入凹陷部10的内部。即,密封装置20的侧唇29与凹陷部10的外周面11在径向上相互不重叠。
由此,通过侧唇29与凹陷部10,从而在侧唇29的外侧端29a与凹陷部10的外周面11的内侧端11a之间形成环状间隙g1。
侧唇29的外侧端29a与凹陷部10的外周面11的内侧端11a所形成的环状间隙g1形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物从差速装置40的外部侵入进来,也可以通过侧唇29与凹陷部10所形成的迷宫密封(间隙g1)来抑制侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够如上所述抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物。因此,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致异物从差速装置40的外部侵入内部。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g1)的凹陷部10的外周面11如上所述,呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g1中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
由于形成迷宫密封(间隙g1)的凹陷部10的外周面11如上所述,呈以上述规定的扩径角度α随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g1中,能够进一步有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
另外,甩油环30具有缘部34,而且与缘部34的内周侧的端部相连的外周筒部32的外周侧的面即外周面32b(参照图2)形成在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面、例如圆锥面状的锥面。因此,能够使从差速装置40的外部侵入的异物堆积在甩油环30的外周筒部32与缘部34之间,从而抑制异物到达密封装置20。另外,堆积在外周筒部32与缘部34之间的异物能够利用其自重、或利用甩油环30的旋转而向下方排出。
另外,甩油环30也可以不具有缘部34。在这种情况下,优选为,甩油环30的外周筒部32的外周面32b为在轴线x方向上随着朝向外侧而向内周侧缩窄(缩径)的环状的面。其原因在于:在这种情况下,能够使异物不易经由甩油环30的外周筒部32而向密封装置20侧移动。另外,在这种情况下,凹陷部10的外周面11也是如上所述在轴线x方向上随着朝向外侧而扩径的面。
如上所述,本发明第1实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从差速装置40的外部侵入的异物。
另外,甩油环30的形状不限于上述形状。例如,内周筒部31也可以以在轴线x方向上向内侧超过密封唇24的唇前端部24a的方式延伸。在这种情况下,甩油环30的内周筒部31形成密封部。另外,在这种情况下,优选为,输出轴42的外周面42a不像上述那样具有阶梯,而是在甩油环30的内周筒部31所嵌接的部分成为相同的直径。
接下来,对本发明第2实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1′进行说明。本发明第2实施方式所涉及的密封结构1′相对于上述本发明第1实施方式所涉及的密封结构1,仅侧唇29与凹陷部10的外周面11所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第1实施方式所涉及的密封结构1相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图3是用于表示本发明第2实施方式所涉及的密封结构1′的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图3所示,密封装置20的侧唇29的外侧端29a侧的部分进入凹陷部10的内部,侧唇29与凹陷部10的外周面11在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇29与凹陷部10的外周面11在径向上相互对置,在侧唇29与凹陷部10的外周面11之间形成环状间隙g2。即,侧唇29与凹陷部10的外周面11交叠(overlap)。
侧唇29与凹陷部10的外周面11所形成的环状间隙g2形成迷宫密封。因此,密封结构1′能够与上述密封结构1同样地抑制从差速装置40的外部侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致异物从差速装置40的外部侵入内部。
另外,侧唇29与凹陷部10的外周面11沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g2作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
另外,在密封结构1′中,能够缩窄甩油环30的缘部34与密封装置20的弹性体部22的后罩27之间的间隙,从而能够使异物难以通过该间隙。因此,除了迷宫密封g2的作用以外,还能够抑制异物侵入密封唇24侧。另外,通过延长甩油环30的缘部34的径向长度,从而能够使缘部34与弹性体部22的后罩27之间的间隙延伸至外壳41的外侧的面即外侧面41a,并能够进一步抑制异物侵入密封唇24侧。
由此,本发明第2实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1′能够与本发明第1实施方式所涉及的密封结构1同样地抑制密封装置20的密封唇24暴露于从差速装置40的外部侵入的异物。
接下来,对本发明第3实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构进行说明。图4是用于表示本发明第3实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构2的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图,图5是图4所示的密封结构2的局部放大截面图。本发明第3实施方式所涉及的密封结构2包括凹陷部13与密封装置50,应用于车辆及通用机械等所使用的轮毂轴承60。
如图4所示,轮毂轴承60是以往公知的轮毂轴承,设置于车辆等,在轮轴或悬架装置中可旋转地支撑车轮。具体而言,如图4所示,轮毂轴承60包括:作为被安装部的外圈61,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状;作为轴构件的、以轴线x为中心或大致中心的轮毂62,其能够相对于外圈61进行相对旋转且被外圈61局部地包围;及多个轴承滚珠63,其配设在外圈61与轮毂62之间。在已安装于车辆等的轮毂轴承60的使用状态下,外圈61被固定,轮毂62能够相对于外圈61进行相对转动。具体而言,轮毂62具有内圈64与轮毂圈65,轮毂圈65具有沿轴线x延伸的筒状或大致圆筒状的轴部65a、及车轮安装法兰65b。车轮安装法兰65b是从轴部65a的一端(轮毂轴承60中外侧的端部)朝向外周侧扩展为圆盘状的部分,并且是将未图示的车轮利用多根轮毂螺栓安装的部分。轴部65a与车轮安装法兰65b在内侧平滑地相连,轴部65a与车轮安装法兰65b在内侧相连的部分即过渡部65c在沿轴线x的截面中具有圆弧状或弧状等平滑曲线的轮廓。内圈64为了将轴承滚珠63保持在外圈61与内圈64之间的空间内,而嵌合在轮毂圈65的轴部65a的内侧(箭头b方向侧)的端部。轴承滚珠63通过保持器66被保持在外圈61与内圈64之间的空间内。
外圈61具有沿轴线x方向延伸的贯通孔67,在该贯通孔67中***有轮毂62的轮毂圈65的轴部65a,在轴部65a与贯通孔67之间,形成沿轴线x延伸的环状的空间。在该空间内,如上所述收纳有轴承滚珠63并被保持器66保持,且涂布或注入有润滑剂。轴部65a与贯通孔67之间的空间在向外侧(箭头a方向侧)开放的开口即外侧开口68中安装有密封装置50,轴部65a与贯通孔67之间的空间在向内侧(箭头b方向侧)开放的开口即内侧开口68′中安装有另一密封装置69。通过密封装置50、69,从而实现了轴部65a与贯通孔67之间的空间的密封,防止内部的润滑剂漏出至外部,并防止异物从外部侵入内部。密封装置69是以往公知的密封装置,省略详细说明。
本发明第3实施方式所涉及的密封结构2如上所述,包括环状凹陷部13及密封装置50。在本发明第3实施方式所涉及的密封结构2中,凹陷部13设置于作为轴构件的轮毂62。密封装置50如上所述,安装于作为被安装部的外圈61。
密封装置50包括:密封唇,其绕轴线x呈环状;及侧唇,其在轴线x方向上朝向一侧(外侧)延伸,且绕轴线x呈环状。具体而言,如图4、5所示,密封装置50包括:加强环51,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且为金属制;及弹性体部52,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且由弹性体构成。弹性体部52一体地安装于加强环51。作为加强环51的金属材料,与加强环21同样,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。作为弹性体部52的弹性体,与弹性体部22同样,例如有各种橡胶材料。作为各种橡胶材料,例如是丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。
加强环51如图5所示,例如包括:圆筒部51a,其位于外周侧且呈圆筒状;及圆盘部51b,其从圆筒部51a的外侧端部向内周侧延伸而呈圆盘状。更具体而言,圆盘部51b如图5所示,形成为具有朝向外侧突出的部分、及从该朝向外侧突出的部分朝向内周延伸的部分。加强环51的圆筒部51a形成为密贴地嵌接于外圈61的外侧开口68中的内周面68a,且形成为能够紧固嵌接于外侧开口68。
弹性体部52安装于加强环51,在本实施方式中,以从外侧覆盖加强环51的方式与加强环51一体地成型。弹性体部52具有基体部53,而且具有从基体部53分别延伸的部分,即作为上述侧唇的外周侧侧唇54、内周侧侧唇55、及作为密封唇的径向唇56。
基体部53是从外侧安装于加强环51的圆盘部51b的部分,在圆盘部51b的外侧的整个表面扩展。内周侧侧唇55相对于外周侧侧唇54位于内周侧,以轴线x为中心或大致中心呈圆环状地从基体部53朝向外侧延伸。在轮毂轴承60中,内周侧侧唇55在其前端部以具有规定的过盈量的状态并以轮毂圈65可滑动的方式与轮毂圈65的过渡部65c接触,实现密封装置50与过渡部65c之间的密封。另外,径向唇56以轴线x为中心或大致中心呈圆环状地从基体部53朝向内侧及内周侧延伸。径向唇56在其前端部以具有规定的过盈量的状态并以轮毂圈65可滑动的方式与轮毂圈65的过渡部65c抵接,实现密封装置50与过渡部65c之间的密封。径向唇56也可以抵接于轮毂圈65的轴部65a而非轮毂圈65的过渡部65c。内周侧侧唇55及径向唇56都从基体部53的内周侧的端部延伸,径向唇56是在较内周侧侧唇55靠内侧从基体部53延伸。
径向唇56如上所述抵接于轮毂圈65,使轮毂圈65的轴部65a与外圈61的贯通孔67之间的收纳有轴承滚珠63的空间内的润滑剂不会漏出至外部。另外,内周侧侧唇55如上所述抵接于轮毂圈65,使泥水及沙子、灰尘等异物不会从外部侵入径向唇56侧。
外周侧侧唇54较内周侧侧唇55位于外周侧,是在轴线x方向上朝向一侧(外侧方向、箭头a方向)延伸且绕轴线x呈环状的唇。关于外周侧侧唇54的详细说明将在下文叙述。
加强环51例如是通过冲压加工或锻造而制造的,弹性体部52是使用成型模具并通过交联(硫化)成型而成型的。在该交联成型时,加强环51配置于成型模具中,弹性体部52通过交联(硫化)粘接而粘接到加强环51,从而使弹性体部52与加强环51一体地成型。
凹陷部13与上述密封结构1的凹陷部10同样地具有外周面11且形成凹部12,该外周面11是绕轴线x呈环状且沿轴线x延伸的周面。凹部12是在轴线x方向上向外侧(一侧)凹陷的部分,绕轴线x形成为环状。外周面11在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径。
接下来,参照图5对凹陷部13及密封装置50的外周侧侧唇54进行说明。
凹陷部13如图5所示,在轮毂62的轮毂圈65中形成于过渡部65c的外周侧的端部或较过渡部65c靠外周侧,是在过渡部65c或车轮安装法兰65b的内侧的表面即内侧面65d以轴线x为中心或大致中心延伸为圆环状且朝向外侧凹陷的部分。由此,凹陷部13形成凹部12,该凹部12由外周面11、及轮毂圈65中的过渡部65c的一部分或从过渡部65c向外侧延续的周面界定。
凹陷部13的外周面11如上所述,在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径,是在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的圆环状的面,例如是大致圆锥面状的锥面。凹陷部13的扩径的外周面11相对于轴线x的角度即扩径角度α为规定的值。具体而言,如图5所示,扩径角度α在截面中是轴线x(与轴线x平行的直线)与外周面11之间的角度。凹陷部13的外周面11的扩径角度α是大于0°的角度,优选4°以上且18°以下,更优选5°以上且16°以下,进一步优选7°以上且15°以下。由此,凹陷部13的外周面11相对于轴线x朝向外周侧倾斜扩径角度α。
密封装置50的外周侧侧唇54如图5所示,向外侧方向延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,外周侧侧唇54的外侧端部即外侧端54a在径向上较凹陷部13的外周面11的内侧端11a位于内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入凹陷部13的内部。即,密封装置50的外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11在径向上相互不重叠。
由此,通过外周侧侧唇54与凹陷部13,在外周侧侧唇54的外侧端54a与凹陷部13的外周面11的内侧端11a之间形成环状间隙g3。
外周侧侧唇54的外侧端54a与凹陷部13的外周面11的内侧端11a所形成的环状间隙g3形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物从轮毂轴承60的外部侵入,也可以通过外周侧侧唇54与凹陷部13所形成的迷宫密封(间隙g3)来抑制侵入进来的异物进一步侵入径向唇56侧。由此,能够如上所述抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从外部侵入的异物。因此,能够抑制径向唇56在前端部咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置50的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制径向唇56及内周侧侧唇55咬入异物而损伤或劣化,导致异物从轮毂轴承60的外部侵入内部。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g3)的凹陷部13的外周面11如上所述,呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g3中,能够更有效地抑制异物进一步侵入径向唇56侧。
当形成迷宫密封(间隙g3)的凹陷部13的外周面11如上所述呈以上述规定的扩径角度α随着朝向外侧而扩径的形状时,在迷宫密封g3中,能够进一步有效地抑制异物进一步侵入径向唇56侧。
如上所述,本发明第3实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构2能够抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从轮毂轴承60的外部侵入的异物。
另外,凹陷部13的凹部12的形状不限于上述形状,也可以是截面呈矩形等其它形状。但凹陷部13必须具有外周面11。
接下来,对本发明第4实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构2′进行说明。本发明第4实施方式所涉及的密封结构2′相对于上述本发明第3实施方式所涉及的密封结构2,仅外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第3实施方式所涉及的密封结构2相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图6是用于表示本发明第4实施方式所涉及的密封结构2′的示意性构成的、沿轴线x的截面中的局部放大图。如图6所示,密封装置50的外周侧侧唇54的外侧端54a侧的部分进入凹陷部13的内部,外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11在径向上相互对置,在外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11之间形成环状间隙g4。即,外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11交叠。
外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11所形成的环状间隙g4形成迷宫密封。因此,密封结构4能够与上述密封结构3同样地抑制从轮毂轴承60的外部侵入进来的异物进一步侵入径向唇56侧。由此,能够抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从外部侵入的异物,能够抑制径向唇56咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置50的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制径向唇56及内周侧侧唇55咬入异物而损伤或劣化,导致异物从轮毂轴承60的外部侵入内部。
另外,外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g4作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
另外,在密封结构2′中,可以通过相对于密封结构2延长外周侧侧唇54的长度,从而使外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11交叠,而且也可以通过使外圈61中的密封装置50的安装位置在轴线x方向上向外侧移动,从而使外周侧侧唇54与凹陷部13的外周面11交叠。
由此,本发明第4实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构2′能够与本发明第3实施方式所涉及的密封结构2同样地抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从轮毂轴承60的外部侵入的异物。
接下来,对本发明第5实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构进行说明。图7是用于表示本发明第5实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构3的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。本发明第5实施方式所涉及的密封结构3包括凹陷部14及密封装置50,应用于车辆及通用机械等所使用的轮毂轴承60,相对于上述本发明第3实施方式所涉及的密封结构2,仅凹陷部的形态不同。以下,对具有与上述本发明第3实施方式所涉及的密封结构2相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
如图7所示,本发明第5实施方式所涉及的密封结构3如上所述包括环状凹陷部14及密封装置50。另外,密封结构3包括作为功能构件的甩油环70。在密封结构3中,凹陷部14与上述凹陷部13(图5、6)不同,没有设置于轮毂62而是设置于甩油环70。
甩油环70是绕轴线x呈环状构件,形成为以覆盖轮毂圈65的过渡部65c的方式嵌接于轮毂圈65。具体而言,甩油环70是金属制、例如防锈性优异的不锈钢制的构件,具有:内周筒部71,其以嵌接于轮毂圈65的轴部65a的外周侧的周面即外周面65e的方式形成;密封面部72,其从内周筒部71的外侧端部沿过渡部65c延伸;外周筒部73,其从密封面部72的外周侧的端部(外周端部72a)向内侧延伸且呈筒状;及缘部74,其是从外周筒部73的内侧的端部向外周方向延伸的环状部分。
更具体而言,内周筒部71是以轴线x为中心或大致中心的圆筒状或大致圆筒状部分,形成为紧固嵌接于轮毂圈65的轴部65a的外周面65e。由此,甩油环70以不会相对移动的方式安装于轮毂圈65。密封面部72是以轴线x为中心或大致中心的筒状部分,在沿轴线x的截面中,外周面具有圆弧状的或弧状等平滑曲线的轮廓。密封面部72在外周端部72a与轮毂圈65的过渡部65c或轮毂圈65的车轮安装法兰65b的内侧面65d接触。外周筒部73在外周侧与密封面部72对置,是以轴线x为中心或大致中心的逐渐变细的筒状部分,外周筒部73的内周侧的周面即内周面73a形成为在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径。缘部74例如如图7所示,具有以轴线x为中心或大致中心呈中空圆盘状的形状。如下文所述,通过该缘部74,从而能够阻挡经由甩油环70的外周筒部73欲向内侧侵入的异物。另外,甩油环70也可以不具有缘部74。
甩油环70也可以在密封面部72的外周端部72a具有由弹性体形成的环状的垫片部。在这种情况下,甩油环70在密封面部72的外周端部72a中经由垫片部与轮毂圈65接触,从而能够在密封面部72的外周端部72a提高甩油环70与轮毂圈65之间的密封性。
甩油环70在轮毂轴承60中以覆盖轮毂圈65的过渡部65c的方式安装,密封装置50的内周侧侧唇55及径向唇56在各自的前端部以具有规定的过盈量的状态并以甩油环70(轮毂圈65)可滑动的方式抵接于甩油环70的密封面部72而非过渡部65c。
接下来,参照图7对凹陷部14及密封装置50的外周侧侧唇54进行说明。
凹陷部14形成于甩油环70,与上述凹陷部13(参照图5、6)同样地具有外周面11及凹部12,凹部12由甩油环70的密封面部72与外周筒部73界定。另外,凹陷部14的外周面11形成于甩油环70的外周筒部73。更具体而言,甩油环70的外周筒部73具有凹陷部14的外周面11,凹陷部14的外周面11由甩油环70的外周筒部73的内周面73a形成,凹陷部14的外周面11是甩油环70的外周筒部73的内周面73a。
密封装置50的外周侧侧唇54的外侧端54a如图7所示,在径向上较凹陷部14的外周面11的内侧端11a位于内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入凹陷部14的内部。即,密封装置50的外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11在径向上相互不重叠。
由此,通过外周侧侧唇54与凹陷部14,从而在外周侧侧唇54的外侧端54a与凹陷部14的外周面11的内侧端11a之间形成环状间隙g5。
外周侧侧唇54的外侧端54a与凹陷部14的外周面11的内侧端11a所形成的环状间隙g5形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物从轮毂轴承60的外部侵入进来,也可以通过外周侧侧唇54与凹陷部14所形成的迷宫密封(间隙g5)来抑制侵入进来的异物进一步侵入径向唇56侧。由此,本发明的实施方式所涉及的密封结构3也能够发挥与上述密封结构2相同的效果。
另外,甩油环70具有缘部74,而且与缘部74的内周侧的端部相连的外周筒部73的外周侧的面即外周面73b形成在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面、例如圆锥面状的锥面。因此,能够使从轮毂轴承60的外部侵入的异物堆积在甩油环70的外周筒部73与缘部74之间,从而抑制异物到达密封装置50。另外,堆积在外周筒部73与缘部74之间的异物能够通过其自重、或利用甩油环70的旋转而向下方排出。
另外,甩油环70也可以不具有缘部74。在这种情况下,优选为,甩油环70的外周筒部73的外周面73b是在轴线x方向上随着朝向外侧而向内周侧缩窄(缩径)的环状的面。其原因在于:在这种情况下,能够使异物不易经由甩油环70的外周筒部73而向密封装置50侧移动。另外,在这种情况下,凹陷部14的外周面11也是如上所述在轴线x方向上随着朝向外侧而扩径的面。
如上所述,本发明第5实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构3能够抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从轮毂轴承60的外部侵入的异物。
另外,凹陷部14的凹部12的形状不限于上述形状,也可以是截面呈矩形等其它形状。但凹陷部14必须具有外周面11。
接下来,对本发明第6实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构3′进行说明。本发明第6实施方式所涉及的密封结构3′相对于上述本发明第5实施方式所涉及的密封结构3,仅外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第5实施方式所涉及的密封结构3相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图8是用于表示本发明第6实施方式所涉及的密封结构3′的示意性构成的、沿轴线x的截面中的局部放大截面图。如图8所示,密封装置50的外周侧侧唇54的外侧端54a侧的部分进入凹陷部14的内部,外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11在径向上相互对置,在外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11之间形成环状间隙g6。即,外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11交叠。
外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11所形成的环状间隙g6形成迷宫密封。因此,密封结构3′能够发挥与上述密封结构3相同的效果,能够抑制从轮毂轴承60的外部侵入进来的异物进一步侵入径向唇56侧。
另外,外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g6作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
另外,在密封结构3′中,可以通过相对于密封结构3,延长外周侧侧唇54的长度,从而使外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11交叠,而且也可以通过使外圈61中的密封装置50的安装位置在轴线x方向上向外侧移动,从而使外周侧侧唇54与凹陷部14的外周面11交叠。
由此,本发明第6实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构3′能够与本发明第5实施方式所涉及的密封结构3同样地抑制密封装置50的径向唇56及内周侧侧唇55暴露于从轮毂轴承60的外部侵入的异物。
接下来,对本发明第7实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构进行说明。图9是用于表示本发明第7实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构4的示意性构成的、沿轴线x的截面中的局部截面图,图10是图9所示的密封结构4的局部放大截面图。本发明第7实施方式所涉及的密封结构4包括凹陷部15与密封装置20,应用于车辆及通用机械等所使用的发动机80的曲轴81的后端与飞轮82之间。本实施方式所涉及的密封结构4包括密封装置20,该密封装置20具有与上述第1实施方式所涉及的密封结构1的密封装置20相同的构成。
如图9所示,发动机80的曲轴81及飞轮82是以往公知的曲轴及飞轮。作为轴构件的曲轴81在作为被安装构件的壳体83的内部以可旋转的方式被支撑,一端的部分(后端部分81a)贯通在壳体83的侧面形成的贯通孔84而向壳体83的外侧突出。具体而言,曲轴81在后端部分81a具有:轴颈部81b,其是经由金属轴承83a被可旋转地支撑于壳体83的部分;及密封法兰部81c,其较轴颈部81b形成于后端侧,且直径大于轴颈部81b。密封法兰部81c通过壳体83的贯通孔84内,密封法兰部81c的圆筒面状的外周面81d与壳体83的贯通孔84的圆筒面状的内周面84a在径向上对置而形成环状间隙。该间隙由安装在壳体83的贯通孔84中的密封装置20密封。另外,壳体83由气缸体及曲轴箱构成。
飞轮82从外侧安装于密封法兰部81c。具体而言,在密封法兰部81c上形成未图示的螺栓孔,飞轮82在圆盘状的轮毂部82a通过螺栓80a而被固定于密封法兰部81c。轮毂部82a的内侧(箭头b方向侧)的面即内侧面82b扩展为平面或大致平面状。
本发明第7实施方式所涉及的密封结构4如上所述,包括环状凹陷部15及密封装置20。在本发明第7实施方式所涉及的密封结构4中,凹陷部15设置于作为功能构件的飞轮82。
密封装置20如上所述安装于作为被安装部的壳体83。密封装置20具体而言如图10所示,被压入至壳体83的贯通孔84,弹性体部22的垫片部28被按压至贯通孔84的内周面84a,实现密封装置20与贯通孔84之间的密封。另外,密封唇24在唇前端部24a以密封法兰部81c可滑动的方式密贴地接触于曲轴81的密封法兰部81c的外周面81d,实现曲轴81与密封装置20之间的密封。防尘唇25与密封法兰部81c的外周面81d接触或与其在径向上对置,实现防止异物向唇前端部24a方向侵入。密封唇24主要实现防止壳体83内的润滑剂泄漏,防尘唇25实现防止泥水及沙子、灰尘等异物从壳体83的外部侵入。
凹陷部15与上述密封结构1的凹陷部10同样地具有外周面11,且形成凹部12,该外周面11是绕轴线x呈环状且沿轴线x延伸的周面。凹部12是在轴线x方向上向外侧(一侧)凹陷的部分,绕轴线x形成为环状。外周面11在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径。
接下来,参照图5对凹陷部15及密封装置20的侧唇29进行说明。
凹陷部15如图10所示,形成于飞轮82的轮毂部82a的内侧面82b,是以轴线x为中心或大致中心延伸为圆环状且从轮毂部82a的内侧面82b朝向外侧凹陷的部分。凹陷部15例如如图10所示,在外周面11的内周侧具有以轴线x为中心或大致中心的圆筒面状的内周面15a,而且具有在外周面11的外侧端部与内周面15a的外侧端部之间扩展的中空圆盘面状的底面15b,从而形成截面为矩形或大致矩形的凹部12。
另外,凹陷部15的外周面11如上所述,在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径,是在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的圆环状的面,例如是大致圆锥面状的锥面。凹陷部15的扩径的外周面11相对于轴线x的角度即扩径角度α为规定的值。具体而言,如图10所示,扩径角度α在截面中是轴线x(与轴线x平行的直线)与外周面11之间的角度。凹陷部15的外周面11的扩径角度α是大于0°的角度,优选4°以上且18°以下,更优选5°以上且16°以下,进一步优选7°以上且15°以下。由此,凹陷部15的外周面11相对于轴线x朝向外周侧倾斜扩径角度α。
密封装置20的侧唇29如图10所示,向外侧方向延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,侧唇29的外侧端部即外侧端29a在径向上较凹陷部15的外周面11的内侧端11a位于内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入凹陷部15的内部。即,密封装置20的侧唇29与凹陷部15的外周面11在径向上相互不重叠。
由此,通过侧唇29与凹陷部15,在侧唇29的外侧端29a与凹陷部15的外周面11的内侧端11a之间形成环状间隙g7。
侧唇29的外侧端29a与凹陷部15的外周面11的内侧端11a所形成的环状间隙g7形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物从发动机80或壳体83的外部侵入进来,也可以通过侧唇29与凹陷部15所形成的迷宫密封(间隙g7)来抑制侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够如上所述抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物。因此,能够抑制密封唇24在前端部咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄露润滑剂。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g7)的凹陷部15的外周面11如上所述,呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g7中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
当形成迷宫密封(间隙g7)的凹陷部15的外周面11如上所述呈以上述规定的扩径角度α随着朝向外侧而扩径的形状时,在迷宫密封g7中,能够进一步有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
如上所述,本发明第7实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构4能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从发动机80或壳体83的外部侵入的异物。由此,本发明第7实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构4能够发挥与上述本发明第1实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1相同的效果。
接下来,对本发明第8实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构4′进行说明。本发明第8实施方式所涉及的密封结构4′相对于上述本发明第7实施方式所涉及的密封结构4,仅侧唇29与凹陷部15的外周面11所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第7实施方式所涉及的密封结构4相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图11是用于表示本发明第8实施方式所涉及的密封结构4′的示意性构成的、沿轴线x的截面中的局部放大截面图。如图11所示,密封装置20的侧唇29的外侧端29a侧的部分进入凹陷部15的内部,侧唇29与凹陷部15的外周面11在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇29与凹陷部15的外周面11在径向上相互对置,在侧唇29与凹陷部15的外周面11之间形成环状间隙g8。即,侧唇29与凹陷部15的外周面11交叠。
侧唇29与凹陷部15的外周面11所形成的环状间隙g8形成迷宫密封。因此,密封结构4′能够与上述密封结构4同样地抑制从发动机80或壳体83的外部侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物,能够抑制密封唇24咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制密封唇24咬入异物而损伤或劣化,导致异物从发动机80的外部侵入内部。
另外,侧唇29与凹陷部15的外周面11沿沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g8作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
另外,在密封结构4′中,可以通过相对于密封结构4,延长侧唇29的长度,从而使侧唇29与凹陷部15的外周面11交叠,而且也可以通过使壳体83中的密封装置20的安装位置在轴线x方向上向外侧移动,从而使侧唇29与凹陷部15的外周面11交叠。
由此,本发明第8实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构4′能够与本发明第7实施方式所涉及的密封结构4同样地抑制密封装置20的密封唇24暴露于从发动机80或壳体83的外部侵入的异物。
接下来,对本发明第9实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构进行说明。图12是用于表示本发明第9实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构5的示意性构成的、沿轴线x的截面中的局部截面图,图13是图12所示的密封结构5的局部放大截面图。本发明第9实施方式所涉及的密封结构5包括凹陷部16与密封装置20,与上述密封结构4同样地应用于车辆及通用机械等所使用的发动机80的曲轴81的后端与飞轮82之间。本实施方式所涉及的密封结构5相对于上述本发明第7实施方式所涉及的密封结构4,仅凹陷部的形态不同。以下,对具有与上述本发明第7实施方式所涉及的密封结构4相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
如图12所示,本发明第9实施方式所涉及的密封结构5如上所述,包括环状凹陷部16及密封装置20。另外,密封结构5包括作为功能构件的圆盘状板构件90。在密封结构5中,凹陷部16与上述凹陷部15(图10、11)不同,没有设置于飞轮82,而是设置于板构件90。
板构件90被夹持在曲轴81与飞轮82之间,在凹陷部16的外周面11以从外周侧覆盖曲轴81的轴线x方向上的一侧端部(后端部)的方式形成凹陷部16的凹部17。具体而言,如图12所示,板构件90被夹于曲轴81的后端部分81a的密封法兰部81c与飞轮82的轮毂部82a之间,并通过螺栓80a与飞轮82紧固在一起,进而固定于密封法兰部81c与飞轮82之间。
如图12所示,板构件90具有作为圆板状部分的圆板部91,筒状部分、即外周筒部92从圆板部91的外周侧的端部沿轴线x延伸,凹陷部16的外周面11形成于外周筒部92。更具体而言,圆板部91是以轴线x为中心或大致中心的圆形的板状部分,板构件90的圆板部91被夹持于密封法兰部81c与飞轮82之间。外周筒部92是从圆板部91的外周侧的端部延伸的法兰状的部分,朝向内侧(箭头b方向)和内周侧倾斜地延伸。外周筒部92例如成为板状,具有:内周面92a,其是以轴线x为中心或大致中心呈圆锥面状的内周侧周面;及外周面92b,其是以轴线x为中心或大致中心呈圆锥面状的外周侧周面。
另外,板构件90具有缘部93,该缘部93是从外周筒部92的内侧端部向外周方向延伸的环状部分。缘部93例如如图12所示,具有以轴线x为中心或大致中心呈中空圆盘状的形状。通过该缘部93,从而能够如下文所述阻挡经由板构件90的外周筒部92欲向内侧侵入的异物。另外,板构件90也可以不具有缘部93。板构件90例如为金属制,由一片板状构件通过冲压加工等形成。
接下来,参照图13对凹陷部16及密封装置20的侧唇29进行说明。
凹陷部16由板构件90形成,凹陷部16的凹部17在曲轴81的密封法兰部81c的外周侧由板构件90的外周筒部92及圆板部91界定,另外,凹陷部16的外周面11形成于板构件90的外周筒部92。更具体而言,板构件90的外周筒部92具有凹陷部16的外周面11,凹陷部16的外周面11由板构件90的外周筒部92的内周面92a形成,凹陷部16的外周面11是板构件90的外周筒部92的内周面92a。
凹陷部16的外周面11如上所述,在轴线x方向上随着朝向外侧(箭头a方向)而扩径,是在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面,例如是大致圆锥面状的锥面。凹陷部16的扩径的外周面11相对于轴线x的角度即扩径角度α为规定的值。具体而言,如图13所示,扩径角度α在截面中是轴线x(与轴线x平行的直线)与外周面11之间的角度。凹陷部16的外周面11的扩径角度α是大于0°的角度,优选4°以上且18°以下,更优选5°以上且16°以下,进一步优选7°以上且15°以下。由此,凹陷部16的外周面11相对于轴线x朝向外周侧倾斜扩径角度α。
密封装置20的侧唇29如图13所示,向外侧方向延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,侧唇29的外侧端部即外侧端29a在径向上相对于凹陷部16的外周面11的内侧的端部即内侧端11a位于内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入凹陷部16的内部。即,密封装置20的侧唇29与凹陷部16的外周面11在径向上相互不重叠。
由此,通过侧唇29与凹陷部16在侧唇29的外侧端29a与凹陷部16的外周面11的内侧端11a之间形成环状间隙g9。
侧唇29的外侧端29a与凹陷部16的外周面11的内侧端11a所形成的环状间隙g9形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物从发动机80或壳体83的外部侵入,也可以通过侧唇29与凹陷部16所形成的迷宫密封(间隙g9)来抑制侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够如上所述抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物。因此,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致异物从发动机80或壳体83的外部侵入内部。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g9)的凹陷部16的外周面11如上所述,呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g9中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
由于形成迷宫密封(间隙g9)的凹陷部16的外周面11如上所述,呈以上述规定的扩径角度α随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封g9中,能够进一步有效地抑制异物进一步侵入密封唇24侧。
另外,板构件90具有缘部93,而且与缘部93的内周侧的端部相连的外周筒部92的外周侧的面即外周面92b(参照图13)形成在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面、例如圆锥面状的锥面。因此,能够使从发动机80或壳体83的外部侵入的异物堆积在板构件90的外周筒部92与缘部93之间,从而抑制异物到达密封装置20。另外,堆积在外周筒部92与缘部93之间的异物能够通过其自重、或通过板构件90的旋转而向下方排出。
另外,板构件90也可以不具有缘部93。在这种情况下,优选为,板构件90的外周筒部92的外周面92b是在轴线x方向上随着朝向外侧而向内周侧缩窄(缩径)的环状面。其原因在于:在这种情况下,能够使异物不易经由板构件90的外周筒部92而向密封装置20侧移动。另外,在这种情况下,凹陷部16的外周面11也如上所述,是在轴线x方向上随着朝向外侧而扩径的面。
如上所述,本发明第9实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构5能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从发动机80或壳体83的外部侵入的异物。
另外,板构件90的形状不限于上述形状。例如,外周筒部92也可以不像图13所示那样为筒板状部分。另外,也可以像密封结构1的甩油环30那样,具有在内周侧与外周筒部92对置的筒状部分(内周筒部)。另外,板构件90所形成的凹陷部16的凹部17的形状不限于上述形状。
接下来,对本发明第10实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构5′进行说明。本发明第10实施方式所涉及的密封结构5′相对于上述本发明第9实施方式所涉及的密封结构5,仅侧唇29与凹陷部16的外周面11所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第9实施方式所涉及的密封结构5相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图14是用于表示本发明第10实施方式所涉及的密封结构5′的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图14所示,密封装置20的侧唇29的外侧端29a侧的部分进入凹陷部16的内部,侧唇29与凹陷部16的外周面11在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇29与凹陷部16的外周面11在径向上相互对置,在侧唇29与凹陷部16的外周面11之间形成环状间隙g10。即,侧唇29与凹陷部16的外周面11交叠。
侧唇29与凹陷部16的外周面11所形成的环状间隙g10形成迷宫密封。因此,密封结构5′能够与上述密封结构5同样地抑制从发动机80或壳体83的外部侵入进来的异物进一步侵入密封唇24侧。由此,能够抑制密封装置20的密封唇24暴露于从外部侵入的异物,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致密封装置20的密封性能降低而泄漏润滑剂。而且,能够抑制唇前端部24a咬入异物而损伤或劣化,导致异物从发动机80或壳体83的外部侵入内部。
另外,侧唇29与凹陷部16的外周面11沿沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g10作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
另外,在密封结构5′中,能够缩窄板构件90与密封装置20的弹性体部22的后罩27之间的间隙,从而能够使异物难以通过该间隙。因此,除了迷宫密封g10的作用之外,还能够抑制异物侵入密封唇24侧。另外,通过延长板构件90的缘部93的径向长度,能够使缘部93与弹性体部22的后罩27之间的间隙延伸至壳体83的外侧的面即外侧面83b,从而能够进一步抑制异物侵入密封唇24侧。
由此,本发明第10实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构5′能够与本发明第9实施方式所涉及的密封结构5同样地抑制密封装置20的密封唇24暴露于从发动机80或壳体83的外部侵入的异物。
接下来,对本发明第11实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构进行说明。图15是用于表示本发明第11实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构应用于汽车的发动机。
如图15所示,本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101包括:作为功能构件且作为扭振减震器的减震带轮110、及作为密封装置的油封120。减震带轮110通过螺栓152固定于作为发动机的轴构件的曲轴151的一端,油封120将作为被安装部的发动机的前盖153的贯通孔154与减震带轮110之间密封。
减震带轮110包括:轮毂111、作为质量体的带轮112、及配设于轮毂111与带轮112之间的减震弹性体113。轮毂111是以轴线x为中心呈环状的构件,包括:内周侧的凸起部114、外周侧的凸缘部115、及将凸起部114与凸缘部115连接的大致圆盘状的圆盘部116。轮毂111例如是由金属材料通过铸造等而制造。
在轮毂111中,凸起部114是形成贯通孔114a的、以轴线x为中心呈环状的部分,圆盘部116从外侧部分的外周面向外周方向延伸。凸起部114包括圆筒状内侧部分的外周侧的面即外周面114b,外周面114b成为平滑的面,如下文所述,成为油封120的密封面。凸缘部115是以轴线x为中心呈环状、更具体而言圆筒状部分,且是相对于凸起部114同心地位于凸起部114的外周侧的部分。圆盘部116从凸缘部115的内周侧面即内周面115a向内周方向延伸。在凸缘部115的外周侧面即外周面115b上压接有减震弹性体113。
圆盘部116在凸起部114与凸缘部115之间延伸,将凸起部114与凸缘部115连接。圆盘部116可以向垂直于轴线x的方向延伸,也可以向相对于轴线x倾斜的方向延伸。另外,圆盘部116沿轴线x的截面(以下,也简称为“截面”)可以是弯曲形状,也可以是笔直地延伸的形状。另外,如图15、16所示,在圆盘部116上形成至少1个窗部116a,该窗部116a是在内侧与外侧之间贯通圆盘部116的贯通孔,在本实施方式中,4个窗部116a相对于轴线x同心地在周向上以等角度间隔形成(参照图16)。通过该窗部116a,实现轮毂111进而减震带轮110的轻量化。
带轮112是以轴线x为中心呈环状的构件,形成在外周侧覆盖轮毂111的形状。具体而言,带轮112的内周侧的面即内周面112a具有与轮毂111的凸缘部115的外周面115b对应的形状,如图15所示,带轮112以其内周面112a与凸缘部115的外周面115b在径向上隔开间隔地对置的方式定位。另外,在带轮112的外周侧的面即外周面112b上形成多个环状的v槽112c,能够卷绕未图示的正时带。
减震弹性体113设置于带轮112与轮毂111的凸缘部115之间。减震弹性体113是减震橡胶,由耐热性、耐寒性、及疲劳强度优异的橡胶状弹性材料交联(硫化)成型而形成。减震弹性体113被压入至带轮112与轮毂111的凸缘部115之间,嵌接地固定于带轮112的内周面112a与凸缘部115的外周面115b。
在减震带轮110中,带轮112与减震弹性体113形成减震部,对减震部的扭转方向固有振动频率进行调谐,从而使其与曲轴151的扭角成为最大的规定的振动频率区域即曲轴151的扭转方向固有振动频率一致。即,以减震部的扭转方向固有振动频率与曲轴151的扭转方向固有振动频率一致的方式,调整带轮112的圆周方向的惯性质量、及减震弹性体113的扭转方向剪切弹簧常数。
另外,减震带轮110具有轮毂凹陷部130,该轮毂凹陷部130沿轮毂111的凸起部114在周向上延伸,并向圆盘部116方向(外侧方向)凹陷,且以轴线x为中心而呈环状。关于轮毂凹陷部130的详细说明,使用图17在下文叙述。
如上所述,减震带轮110在发动机中安装于曲轴151的一端。具体而言,如图15所示,曲轴151的一端***并通过轮毂111的凸起部114的贯通孔114a,螺栓152从外侧螺合于曲轴151,从而将减震带轮110固定于曲轴151。另外,在曲轴151与凸起部114之间设置有卡合于曲轴151与凸起部114的半月键等键,从而使减震带轮110无法相对于曲轴151进行相对转动。
在安装于曲轴151的状态下,减震带轮110成为具有凸起部114的外周面114b的内侧部分***并通过前盖153的贯通孔154内的状态,在凸起部114的外周面114b与前盖153的贯通孔154之间形成环状的空间。
油封120如图15所示,包括:加强环121,其以轴线x为中心而呈环状,且为金属制;及弹性体部122,其以轴线x为中心而呈环状,且由弹性体构成。弹性体部122一体地安装于加强环121。作为加强环121的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。作为弹性体部122的弹性体,例如有各种橡胶材料。作为各种橡胶材料,例如是丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。
加强环121例如截面呈大致L字状的形状,包括圆盘部121a及圆筒部121b。圆盘部121a是在大致垂直于轴线x的方向上扩展的中空圆盘状部分,圆筒部121b是从圆盘部121a的外周侧的端部在轴线x方向上向内侧延伸的圆筒状部分。
弹性体部122安装于加强环121,在本实施方式中,以从外侧及外周侧覆盖加强环121的方式与加强环121一体地成型。弹性体部122包括唇腰部123、密封唇124、及防尘唇125。如图15所示,唇腰部123是位于加强环121的圆盘部121a的内周侧端部附近的部分,密封唇124是从唇腰部123朝向内侧延伸的部分,与加强环121的圆筒部121b对置配置。防尘唇125从唇腰部123朝向轴线x方向延伸。
密封唇124在内侧的端部具有截面形状为朝向内周侧凸起的楔形状的环状唇前端部124a。唇前端部124a如下文所述,形成为以轮毂111的凸起部114的外周面114b可滑动的方式密贴地与外周面114b接触,从而将其与减震带轮110之间密封。另外,在密封唇124的外周部侧嵌接有将密封唇124在径向上向内周侧按压的卡紧弹簧126。
防尘唇125是从唇腰部123延伸的部位,向外侧且内周侧延伸。通过防尘唇125,防止使用状态下异物向唇前端部124a方向侵入。
另外,弹性体部122包括后罩127及垫片部128。后罩127从外侧覆盖加强环121的圆盘部121a,垫片部128从外周侧覆盖加强环121的圆筒部121b。
另外,油封120包括朝向外侧方向延伸的侧唇129。关于侧唇129的详细说明,使用图17在下文叙述。
加强环121例如是通过冲压加工或锻造而制造的,弹性体部122是使用成型模具并通过交联(硫化)成型而成型的。在该交联成型时,加强环121配置于成型模具中,弹性体部122通过交联(硫化)粘接而粘接到加强环121,从而使弹性体部122与加强环121一体地成型。
如上所述,油封120将前盖153的贯通孔154与减震带轮110的凸起部114的外周面114b之间所形成的空间密封。具体而言,油封120被压入并安装于前盖153的贯通孔154,弹性体部122的垫片部128在被压缩的状态下与贯通孔154的内周侧的面即内周面154a液密性抵接。由此,将油封120与前盖153的贯通孔154之间密闭。另外,密封唇124的唇前端部124a液密性抵接于轮毂111的凸起部114的外周面114b,将油封120与减震带轮110之间密闭。
接下来,参照图17对减震带轮110所具有的轮毂凹陷部130及油封120的侧唇129进行说明。图17是使用扭振减震器与油封的密封结构101的局部放大图。
如图17所示,轮毂凹陷部130在减震带轮110中相对于圆盘部116形成于内侧,是以将凸起部114的外周面114b包围的方式延伸且向圆盘部116方向凹陷的环状凹部。具体而言,轮毂凹陷部130包括:在外周侧与凸起部114的外周面114b对置的环状外周面131、及在外周面131与凸起部114的外周面114b之间延伸的底面132,且由外周面131、底面132、及凸起部114的外周面114b界定。
轮毂凹陷部130的外周面131在轴线x方向上随着朝向圆盘部116方向(外侧方向)而扩径,是在轴线x方向上朝向随着圆盘部116方向(外侧方向)而向外周侧扩展的环状面,例如是大致圆锥面状的锥面。
轮毂凹陷部130可以由从轮毂111的圆盘部116向内侧方向延伸的环状突条部形成,也可以通过在圆盘部116上形成向外侧方向凹陷的凹部来形成。另外,轮毂凹陷部130也可以是这些突条部与凹部的组合。在由从圆盘部116向内侧方向延伸的环状突条部形成轮毂凹陷部130的情况下,该突条部的内周侧面形成轮毂凹陷部130的外周面131。另外,在通过在圆盘部116上形成向外侧方向凹陷的凹部来形成轮毂凹陷部130的情况下,该凹部的外周侧面形成轮毂凹陷部130的外周面131。在本实施方式中,如图17所示,形成从轮毂111的圆盘部116在轴线x方向上向内侧方向突出的环状突条部133,由该突条部133形成外周面131,从而形成轮毂凹陷部130。
轮毂凹陷部130的底面132可以由轮毂111的圆盘部116的内侧面形成,也可以相对于轮毂111的圆盘部116的内侧面形成于内侧,也可以通过在轮毂111的圆盘部116的内侧面形成凹部来形成。
轮毂凹陷部130的如上所述扩径的外周面131相对于轴线x的角度即扩径角度α为规定的值。具体而言,如图17所示,扩径角度α在截面中是轴线x(与轴线x平行的直线)与外周面131之间的角度。轮毂凹陷部130的外周面131的扩径角度α是大于0°的角度,优选4°以上且18°以下,更优选5°以上且16°以下,进一步优选7°以上且15°以下。由此,轮毂凹陷部130的外周面131相对于轴线x朝向外周侧倾斜扩径角度α。
如图17所示,油封120的侧唇129向外侧方向延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,侧唇129的外侧端部即外侧端129a在径向上位于较轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端部即内侧端131a靠内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入轮毂凹陷部130的内部。即,油封120的侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互不重叠。
由此,通过侧唇129与轮毂凹陷部130,从而在侧唇129的外侧端129a与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a之间形成环状间隙g11。
侧唇129的外侧端129a与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a所形成的环状间隙g11形成迷宫密封。因此,即便泥水及沙子、灰尘等异物侵入减震带轮110与前盖153之间,此外还经由轮毂111的圆盘部116的窗部116a而从外部侵入,也能够通过侧唇129与轮毂凹陷部130所形成的迷宫密封(间隙g11)来抑制侵入进来的异物进一步侵入密封唇124侧。由此,能够抑制油封120的密封唇124暴露于如上所述从减震带轮110侵入的异物。因此,能够抑制唇前端部124a咬入异物而损伤或劣化,导致油封120的密封性能降低而漏油。另外,从减震带轮110侵入的异物包括经由减震带轮110与前盖153之间而从外部侵入的异物、及经由轮毂111的圆盘部116的窗部116a而从外部侵入的异物。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g11)的轮毂凹陷部130的外周面131如上所述呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇124侧。
由于形成迷宫密封(间隙g11)的轮毂凹陷部130的外周面131如上所述,呈以上述规定的扩径角度α随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇124侧。
如上所述,本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101能够抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物,从减震带轮110侵入的异物包括从减震带轮110与前盖153之间侵入的异物和从减震带轮110的窗部116a侵入的异物。
另外,形成轮毂凹陷部130的突条部133的外周侧面即外周面133a(参照图17)也可以形成在轴线x方向上随着朝向内侧而向外周侧扩展的环状面、例如圆锥面状的锥面。在这种情况下,能够使从减震带轮110侵入的异物堆积在突条部133的外周面133a,从而抑制异物到达油封120。另外,堆积在突条部133的外周面133a上的异物能够利用其自重、或利用减震带轮110的旋转而向下方排出。
接下来,对本发明的实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101的密封性能进行说明。
(评价试验1:扩径角度α的评价)
本发明者制作了扩径角度α不同的上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101(试验例1~4),并对这些使用扭振减震器和油封的密封结构101进行密封性能评价试验。其中,试验例4是针对上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,将扩径角度α设为α=0°的使用扭振减震器和油封的密封结构。另外,为了便于评价密封性能,在实施例1~4中,省略油封120中的弹性体部122的密封唇124、防尘唇125、及卡紧弹簧126的形成(参照图18)。
在试验例1中,将轮毂凹陷部130的外周面131的扩径角度α设为α=7.2°,将轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a的直径设为在试验例2中,将扩径角度α设为α=14.4°,将轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a的直径设为在试验例3中,将扩径角度α设为α=21.6°,将轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a的直径设为在试验例4中,将扩径角度α设为α=0°,将轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a的直径设为另外,在试验例1~4中,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131沿轴线x方向的重叠量(交叠量)为0mm。另外,在试验例1~4中,加强环121及弹性体部122的材料分别采用EPDM及FC250。
图19是用于表示上述密封性能评价试验所使用的密封性能试验机170的示意性构成的图,图19(a)是局部截面立体图,图19(b)是局部放大截面图。如图19所示,密封性能试验机170包括可通过未图示的电机而转动的虚拟曲轴171、可通过电机172而转动的搅拌叶片173、及虚拟前盖174。在虚拟前盖174上安装有圆筒状的罩175,罩175在内部收纳有试验例1~4所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构与搅拌叶片173,并在它们的周围形成密封空间。另外,在虚拟前盖174的贯通孔174a中,在试验例1~4中的油封的外部侧安装有将虚拟曲轴171与虚拟前盖174之间相对于外部而密封的密封构件176。由此,在密封性能试验机170中,试验例1~4所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的周边空间被密封。而且,在罩175的内部堆积有作为异物的灰尘177。作为灰尘177,使用JIS试验用粉体1(1种及8种)、或JIS Z8901:2006记载的试验用粉体的1种或3种(以下,也称为“JIS1种”、“JIS3种”)。另外,如图19(b)所示,虚拟前盖174与减震带轮110的带轮112之间的轴向间隔β为β=2.5mm。
图20是将用于评价试验的使用扭振减震器和油封的密封结构101的轮毂凹陷部130附近进行放大表示的图。如图20所示,在评价试验中,使用如下减震带轮110:在减震带轮110的轮毂111上形成以轴线x为中心呈环状的凹部,通过将附件A以可拆卸的方式固定于该凹部,从而形成轮毂凹陷部130,其中,该附件A是形成与轮毂凹陷部130对应的槽的环状构件。另外,在图20中,为了方便起见,记载为侧唇129与轮毂凹陷部130交叠。
密封性能评价试验是通过如下方式进行的:通过电机172使搅拌叶片173旋转,并搅拌堆积在罩175内的灰尘,对通过侧唇129与轮毂凹陷部130之间的间隙g11的灰尘的量(灰尘侵入量)进行测量。另外,在评价试验中,使虚拟曲轴171旋转,从而使减震带轮110与油封120模拟使用状态,而且将周边温度设为室温。评价试验进行了1小时。
将该密封性能评价试验的结果示于以下表1。
(表1)
如表1所示,当将扩径角度α为0°的试验例4与扩径角度α大于0°的试验例1、2相比时,可知扩径角度α大于0°的轮毂凹陷部130与侧唇129所形成的迷宫密封(间隙g11)的密封性能高。另外,扩径角度α在4°以上且18°以下的范围内的试验例1及试验例2中,灰尘侵入量分别为2.1g及1.0g,侧唇129及轮毂凹陷部130所形成的迷宫密封(间隙g11)的密封性能高。另一方面,扩径角度α不在4°以上且18°以下的范围内的试验例3中,灰尘侵入量为8.1g,与试验例1、2相比,侧唇129及轮毂凹陷部130所形成的迷宫密封(间隙g11)的密封性能低。由此,可知试验例1及试验例2所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101能够大幅抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。即,可知扩径角度α在4°以上且18°以下的范围内的使用扭振减震器和油封的密封结构101能够大幅抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
(评价试验2:间隙角度差δ的评价)
本发明者制作了轮毂凹陷部130的外周面131的扩径角度α与侧唇129相对于轴线x的倾斜角度(倾斜角度γ)(参照图20)的组合不同的上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101(试验例11~20),并对这些使用扭振减震器和油封的密封结构进行密封性能评价试验。其中,试验例11是针对上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,将扩径角度α设为α=0°的使用扭振减震器和油封的密封结构。本试验例11~20所涉及的密封结构的密封性能评价试验与对上述试验例1~4的密封装置进行的评价试验同样,使用试验用密封装置(参照图18、20)及密封性能试验机170(参照图19)同样地进行。
在试验例11~15中,将侧唇129相对于轴线x的倾斜角度γ设为γ=7.2°,在各试验例中改变轮毂凹陷部130的外周面131的扩径角度α,使轮毂凹陷部130的扩径角度α与侧唇129的倾斜角度γ的差(间隙角度差δ=α-γ)不同。另外,在试验例16~20中,将侧唇129的倾斜角度γ设为γ=19.3°,在各试验例中改变轮毂凹陷部130的扩径角度α,使间隙角度差δ不同。
具体而言,在试验例11中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=0°,将间隙角度差δ设为δ=-7.2°。另外,负的间隙角度差δ的值表示侧唇129较轮毂凹陷部130的外周面131更大地倾斜。在试验例12中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例13中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例14中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=19.3°,将间隙角度差δ设为δ=12.1°。另外,在试验例15中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。另外,在试验例16中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=19.3°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例17中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=2.3°。在试验例18中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=26.5°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例19中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=31.4°,将间隙角度差δ设为δ=12.1°。在试验例20中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=33.7°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。
将该密封性能评价试验的结果示于图21及以下的表2。
(表2)
如图21及表2所示,根据该评价试验,可知间隙角度差δ与灰尘侵入量之间有关联性。而且,侧唇129的倾斜角度γ的值为γ=7.2°以及γ=19.3°时,均确认到如下倾向:在间隙角度差δ为1.0°以上且11.0°以下的情况下,灰尘侵入量降低,在间隙角度差δ为2.0°以上且9.0°以下的情况下,灰尘侵入量进一步降低,在间隙角度差δ为3.0°以上且8.0°以下的情况下,灰尘侵入量更为降低。另外,在侧唇129的倾斜角度γ的值为γ=7.2°以及γ=19.3°时,均确认到在间隙角度差δ为δ=7.2°的情况下,灰尘侵入量最为降低的倾向。根据该评价结果,可知无论侧唇129的倾斜角度γ的值如何,在间隙角度差δ为1.0°~11.0°的情况下,均能够有效地降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为2.0°~9.0°的情况下,能够更为降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为3.0°~8.0°的情况下,能够进一步降低灰尘侵入量。另外,可知为了降低灰尘侵入量,无论侧唇129的倾斜角度γ的值如何,间隙角度差δ均最优选7.2°。
(评价试验3:减震带轮的凸起部的轴径的评价)
另外,本发明者制作了减震带轮110的凸起部114的轴的直径即轴径d(参照图20)与间隙角度差δ的组合不同的上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101(试验例21~33),并对这些使用扭振减震器和油封的密封结构进行密封性能评价试验。其中,试验例21、25、30是针对上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,将扩径角度α设为α=0°的使用扭振减震器和油封的密封结构。在试验例21~24中,将凸起部114的轴径d设为d=35mm,在试验例25~29中,将凸起部114的轴径d设为d=42mm,在试验例30~33中,将凸起部114的轴径d设为d=50mm。另外,本试验例21~33所涉及的密封结构的密封性能评价试验与对上述试验例1~4的密封装置进行的评价试验同样,使用试验用密封装置(参照图18、20)及密封性能试验机170(参照图19)同样地进行。另外,在该评价试验中,在各轴径d的密封结构中,侧唇129的倾斜角度γ、间隙g11的径向宽度即间隙宽度a、侧唇129与轮毂凹陷部130交叠的量即交叠量b、及减震带轮110的圆盘部116与油封120之间的轴线x方向上的间隔即间隔c为相同的值。交叠量b为b=0,侧唇129的倾斜角度γ为γ=7.2°。
具体而言,在试验例21中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=0°,将间隙角度差δ设为δ=-7.2°。在试验例22中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例23中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例24中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。另外,在试验例25中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=0°,将间隙角度差δ设为δ=-7.2°。在试验例26中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例27中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例28中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=19.3°,将间隙角度差δ设为δ=12.1°。在试验例29中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。另外,在试验例30中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=0°,将间隙角度差δ设为δ=-7.2°。在试验例31中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例32中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例33中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。
将该密封性能评价试验的结果示于图22及以下的表3。
(表3)
如图22及表3所示,根据该评价试验,在轴径d=35、42、50mm的各密封结构中,均在间隙角度差δ与灰尘侵入量之间确认到与上述评价试验2相同的倾向。即,在轴径d=35、42、50mm的各密封结构中,均确认到如下倾向:在间隙角度差δ为1.0°以上且11.0°以下的情况下,灰尘侵入量降低,在间隙角度差δ为2.0°以上且9.0°以下的情况下,灰尘侵入量进一步降低,在间隙角度差δ为3.0°以上且8.0°以下的情况下,灰尘侵入量更为降低。另外,可知在轴径d=35、42、50mm的各密封结构中,均在间隙角度差δ为δ=7.2°的情况下,灰尘侵入量最为降低。根据该评价结果,可知在凸起部114的轴径d的值不同的各密封结构101中,在间隙角度差δ为1.0°~11.0°的情况下,能够降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为2.0°~9.0°的情况下,能够更为降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为3.0°~8.0°的情况下,能够进一步降低灰尘侵入量。另外,可知在凸起部114的轴径d的值不同的各密封结构101中,在间隙角度差δ为7.2°的情况下,能够最为降低灰尘侵入量。由此,可知无论凸起部114的轴径d的值如何,均在间隙角度差δ为7.2°的情况下灰尘侵入量最小。另外,根据该评价试验,可知间隙g11的通路面积越大,即轴径d越大,那么灰尘侵入量越大。
(评价试验4:间隙g11的间隙宽度a的评价)
另外,本发明者制作了侧唇129与轮毂凹陷部130所形成的间隙g11的间隙宽度a不同的上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101(试验例41~44),对这些使用扭振减震器和油封的密封结构进行封性能评价试验。另外,本试验例41~44所涉及的密封结构的密封性能评价试验与对上述试验例1~4的密封装置进行的评价试验同样,使用试验用密封装置(参照图18、20)及密封性能试验机170(参照图19)同样地进行。在各试验例41~44中,轮毂凹陷部130的扩径角度α、侧唇129的倾斜角度γ、侧唇129与轮毂凹陷部130的交叠量b、减震带轮110的圆盘部116与油封120之间的间隔c、及凸起部114的轴径d为相同的值。另外,交叠量b为b=0,侧唇129的倾斜角度γ为γ=7.2°。
具体而言,在试验例41中,将间隙g11的间隙宽度a设为a=2.1mm,在试验例42中,将间隙g11的间隙宽度a设为a=1.6mm,在试验例43中,将间隙g11的间隙宽度a设为a=1.1mm,在试验例44中,将间隙g11的间隙宽度a设为a=0.6mm。
将该密封性能评价试验的结果示于图23及以下的表4。
(表4)
试验例 | 41 | 42 | 43 | 44 |
间隙宽度a(mm) | 2.1 | 1.6 | 1.1 | 0.6 |
灰尘侵入量(g) | 4.8 | 4.9 | 4.8 | 5.0 |
如图23及表4所示,在试验例41~44中,灰尘侵入量几乎没有确认到差异。由此,根据该评价试验,可知如果凸起部114的轴径d一定,那么即便间隙g11的间隙宽度发生变化,对密封结构101的密封性能也几乎没有影响。
(评价试验5:试验用粉体的粒径的评价)
另外,本发明者为了针对异物大小的不同对上述使用扭振减震器和油封的密封结构101的密封性能造成的影响进行评价,而进行了该评价试验。在该评价试验中,制作了间隙角度差δ不同的上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101(试验例51~60),分别使用JIS1种及JIS3种这2个不同的试验用粉体,进行密封性能评价试验。其中,试验例51、56是针对上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,将扩径角度α设为α=0°的使用扭振减震器和油封的密封结构。JIS1种的试验用粉体的粒径为150μm以上,试验用粉体的量为5vol%,JIS3种的试验用粉体的粒径为5~75μm,试验用粉体的量为5vol%。该评价试验与对上述试验例1~4的密封装置进行的评价试验同样,使用试验用密封装置(参照图18、20)及密封性能试验机170(参照图19)同样地进行。在各试验例51~60中,侧唇129的倾斜角度γ、间隙g11的间隙宽度a、侧唇129与轮毂凹陷部130的交叠量b、减震带轮110的圆盘部116与油封120之间的间隔c、及凸起部114的轴径d为相同值。另外,交叠量b为b=0,侧唇129的倾斜角度γ为γ=7.2°,轴径d为d=42mm。
具体而言,在试验例51、56中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=0°,将间隙角度差δ设为δ=-7.2°。在试验例52、57中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,将间隙角度差δ设为δ=0°。在试验例53、58中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°,将间隙角度差δ设为δ=7.2°。在试验例54、59中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=19.3°,将间隙角度差δ设为δ=12.1°。另外,在试验例55、60中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=21.6°,将间隙角度差δ设为δ=14.4°。
将该密封性能评价试验的结果示于图24及以下的表5。
(表5)
如图24及表5所示,根据该评价试验,在使用粒径小的JIS3种作为试验用粉体的情况下,较使用JIS1种的情况减少了灰尘侵入量,但在使用粒径不同的JIS1、3种的情况下,对于各粒径的试验用粉体,在间隙角度差δ与灰尘侵入量之间也确认到了与上述评价试验2相同的倾向。即,在分别使用粒径不同的JIS1、3种作为试验用粉体的密封结构中,也确认到了如下倾向:在间隙角度差δ为1.0°以上且11.0°以下的情况下,灰尘侵入量降低,在间隙角度差δ为2.0°以上且9.0°以下的情况下,灰尘侵入量进一步降低,在间隙角度差δ为3.0°以上且8.0°以下的情况下,灰尘侵入量更为降低。另外,可知在分别使用粒径不同的JIS1、3种作为试验用粉体的密封结构中,均在间隙角度差δ为δ=7.2°的情况下,灰尘侵入量最为降低。根据该评价结果,可知无论暴露的异物的大小如何,在密封结构101中,均在间隙角度差δ为1.0°~11.0°的情况下,能够降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为2.0°~9.0°的情况下,能够更为降低灰尘侵入量,在间隙角度差δ为3.0°~8.0°的情况下,能够进一步降低灰尘侵入量。另外,可知无论暴露的异物的大小如何,在密封结构101中,均在间隙角度差δ为7.2°的情况下,能够最为降低灰尘侵入量。
接下来,对本发明第12实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102相对于上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,仅侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图25是用于表示本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大图。
如图25所示,油封120的侧唇129的外侧端129a侧的部分进入轮毂凹陷部130的内部,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互对置,在侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131之间形成环状间隙g12。即,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131交叠。
侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131所形成的环状间隙g12形成迷宫密封。因此,能够与上述密封结构101同样地抑制从减震带轮110侵入进来的异物进一步侵入密封唇124侧。由此,能够抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物,能够抑制唇前端部124a咬入异物而损伤或劣化,导致油封120的密封性能降低而漏油。
如下文所述,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131沿轴线x方向重叠(交叠)的范围越广,间隙g12作为迷宫密封的密封性能越得到提高。
由此,本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102能够与本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101同样地抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
接下来,对本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102的密封性能进行说明。
(评价试验6:交叠量b的评价)
本发明者为了针对侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131沿轴线x方向重叠的长度即交叠量b的不同对上述使用扭振减震器和油封的密封结构102的密封性能造成的影响进行评价,而进行了该评价试验。在该评价试验中,制作了相对于各轮毂凹陷部130的扩径角度α设定不同的交叠量b的上述本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102(试验例61~77),进行密封性能评价试验。其中,试验例72~77是针对上述本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102,将扩径角度α设为α=0°的使用扭振减震器和油封的密封结构。在试验例61~65中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=7.2°,在试验例66~71中,将轮毂凹陷部130的扩径角度α设为α=14.4°。该评价试验与对上述试验例1~4的密封装置进行的评价试验同样,使用试验用密封装置(参照图18、20)与密封性能试验机170(参照图19)同样地进行。在各试验例61~74中,侧唇129的倾斜角度γ及凸起部114的轴径d为相同的值。另外,倾斜角度γ为γ=7.2°。另外,在试验例61~70及试验例72~76中,通过使形成有轮毂凹陷部130的附件A(参照图20)在轴线x方向上移动,从而将交叠量b设定为下述各值。因此,在试验例61~70及试验例72~76中,减震带轮110的圆盘部116与油封120之间的间隔c根据设定的交叠量成为不同的值。另一方面,在试验例71、77中,切削与减震带轮110的圆盘部116对置的油封120的弹性体部122的外侧的面,从而使间隔c的值与试验例61、72(交叠量b=0)中的间隔c的值相同。
具体而言,在试验例61、66、72中,将交叠量b设为b=0mm,在试验例62、67、71、73、77中,将交叠量b设为b=0.6mm,在试验例63、68、74中,将交叠量b设为b=1.2mm,在试验例64、69、75中,将交叠量b设为b=1.8mm,在试验例65、70、76中,将交叠量b设为b=2.1mm。
将该密封性能评价试验的结果示于图26及以下的表6。
(表6)
如图26及表6所示,根据该评价试验,可知交叠量b与灰尘侵入量之间具有关联性。具体而言,可知在各扩径角度α下,随着交叠量b增加,灰尘侵入量逐渐减少。另外,在图中,实心的○及△分别对应于试验例71、77的试验结果,显示出与间隔c对应交叠量b的值减少的分别具有相同交叠量b(b=0.6mm)的对应的试验例67、73大致同等的试验结果。因此,在该评价试验中,可认为减震带轮110的圆盘部116与油封120之间的间隔c不对灰尘侵入量造成影响。
由此,可知在本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102中,交叠量b越多,越能够降低越过间隙g12而侵入内部的灰尘的量,越能够提高密封结构102的密封性能。具体而言,在本实施方式所涉及的密封结构102中,可以考虑通过延长侧唇129的延伸方向上的长度,从而增多交叠量b,但由橡胶弹性体等弹性构件形成的侧唇129当其延伸方向上的长度变长时,会因自重向铅直方向挠曲。因此,交叠量b虽然越多越优选,但交叠量b的上限值例如设定在侧唇129能够相对于重力及使用状态下施加的其它力而维持期望的形状的范围。另外,根据图26及表6,可知在各扩径角度α的密封结构中,当交叠量b从1.2mm增加至1.8mm时,灰尘侵入量明显减少,交叠量b的下限值优选1.2mm~1.8mm之间的值或者1.8mm。
接下来,对本发明第13实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103相对于上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,形成轮毂凹陷部130的构成不同。以下,对具有与上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图27是用于表示本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图27所示,在使用扭振减震器和油封的密封结构103中的减震带轮110中,轮毂凹陷部130的外周面131及底面132未形成于轮毂111。使用扭振减震器和油封的密封结构103具有与安装于减震带轮110的轮毂111分开的附属环构件140,在该附属环构件140上形成轮毂凹陷部130的外周面131及底面132。
附属环构件140是以轴线x为中心呈中空环状的圆盘状构件,形成为能够嵌合于减震带轮110的凸起部114,并由一个侧面形成凹部,从而形成轮毂凹陷部130的外周面131及底面132。具体而言,如图27所示,附属环构件140具有:外周面140a,其是外周侧的面;及内周面140b,其是在减震带轮110中形成被凸起部114***并通过且嵌合的贯通孔的内周侧的面。在附属环构件140中,在面向内侧的侧面即侧面140c上形成朝向外侧凹陷的凹部,从而形成轮毂凹陷部130的外周面131及底面132。
在减震带轮110的凸起部114上形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c,阶梯面114c具有大于外周面114b的直径,较外周面114b向外周侧突出。另外,外周面114b与阶梯面114c平滑地连接。附属环构件140使内周面140b嵌合于凸起部114的阶梯面114c而被安装于凸起部114。
附属环构件140通过固定构件141从而以无法相对移动的方式安装于减震带轮110。附属环构件140在该安装状态下,附属环构件140的面向外侧的侧面即侧面140d接触于圆盘部116的侧面。固定构件141例如是螺栓及铆钉、销,通过将形成于圆盘部116的在轴线x方向上延伸的贯通孔即贯通孔116b、及形成于附属环构件140并贯通底面132与侧面140d之间且在轴线x方向上延伸的贯通孔140e卡合,从而将附属环构件140固定于减震带轮110。例如,贯通孔116b及贯通孔140e中的任一个或双方为螺孔,通过使螺栓即固定构件141螺合于该螺孔,从而将附属环构件140固定于减震带轮110。另外,在固定构件141为销或铆钉的情况下,固定构件141嵌合或卡合于贯通孔116b及贯通孔140e,从而将附属环构件140固定于减震带轮110。附属环构件140的固定方法不限于上述方法,作为固定构件141,也可以是实现其它公知的可应用的固定方法的固定构件。附属环构件140由于是通过固定构件141而被固定于减震带轮110,所以被牢固地固定。
在附属环构件140安装于减震带轮110的状态下,在油封120的侧唇129的外侧端129a与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a之间,与上述使用扭振减震器和油封的密封结构101同样地形成环状间隙g11。
附属环构件140的材料可以是金属材料,也可以是树脂材料,例如是不锈钢及ABS树脂等。作为附属环构件140的树脂材料,优选能够耐受发动机室等使用环境的氛围温度的树脂。
上述本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103能够发挥与本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同的作用效果,能够抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
另外,由于在本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103中,在附属环构件140上形成轮毂凹陷部130的外周面131及底面132,所以能够使轮毂凹陷部130的加工变得容易。在上述使用扭振减震器和油封的密封结构101、102中,轮毂凹陷部130形成于轮毂111,轮毂凹陷部130是通过对利用铸造而形成的轮毂111进行切削加工而形成的。轮毂111的重量大,而且必须以切削加工用的工具与凸起部114不干扰的方式进行轮毂凹陷部130的加工作业,在使用扭振减震器和油封的密封结构101、102中,难以进行轮毂凹陷部130的加工。另一方面,由于在使用扭振减震器和油封的密封结构103中,在与轮毂111独立的环状构件上加工轮毂凹陷部130的外周面131及底面132而制成附属环构件140,并将附属环构件140安装于减震带轮110而形成轮毂凹陷部130,所以能够使轮毂凹陷部130的加工变得容易。特别是,能够使轮毂凹陷部130的倾斜面即外周面131的加工变得容易。
另外,在本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103中,在减震带轮110的凸起部114中,在外周面114b的外侧形成向外周方向突出的阶梯面114c,附属环构件140嵌合于该阶梯面114c。因此,在嵌合附属环构件140时,能够实现防止对密封唇124的唇前端部124a所接触的唇滑动面即外周面114b造成损伤。
接下来,对本发明第14实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构104相对于上述本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103,仅侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131所形成的环状间隙的形态不同。另外,本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构104相对于上述本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102,形成轮毂凹陷部130的构成不同,具有附属环构件140。以下,对具有与上述本发明的第12、13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、103相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图28是用于表示本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构104的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图28所示,使用扭振减震器和油封的密封结构104与本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102同样,油封120的侧唇129的外侧端129a侧的部分进入轮毂凹陷部130的内部,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上沿轴线x方向相互重叠(交叠)。即,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互对置,在侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131之间形成环状间隙g12,形成迷宫密封。在使用扭振减震器和油封的密封结构104中,以侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131交叠的方式,使附属环构件140的外周面131向内侧更长地延伸。或者,附属环构件140的安装位置较本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103中的附属环构件140的安装位置靠内侧。或者,侧唇129向外侧更长地延伸。
具有上述构成的本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构104能够发挥与上述本发明的第12、13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、103相同的作用效果。
由此,本发明第14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构104能够与上述本发明的第12、13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、103同样地抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
接下来,对上述本发明的第13、14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103、104中的附属环构件140的变形例进行说明。
图29是表示本发明的第13、14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103、104中的附属环构件140的第1变形例的示意性结构的截面图。第1变形例所涉及的附属环构件140′的外周面140a形成在轴线x方向上随着朝向内侧而向外周侧扩展的环状面、例如圆锥面状的锥面。由此,能够使从减震带轮110侵入的异物堆积在附属环构件140′的外周面140a上,从而抑制异物到达油封120。另外,堆积在附属环构件140′的外周面140a上的异物能够利用其自重、或利用减震带轮110的旋转而向下方排出。在图29中,图示出将第1变形例所涉及的附属环构件140′安装于使用扭振减震器和油封的密封结构103的状态,但第1变形例所涉及的附属环构件140′能够与附属环构件140同样地应用于使用扭振减震器和油封的密封结构104。即使在使用本变形例所涉及的附属环构件140′的情况下,也能够发挥与上述本发明的第13、14实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103、104相同的效果。
接下来,对本发明第15实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105相对于上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,形成轮毂凹陷部130的构成不同。以下,对具有与上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图30是用于表示本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图30所示,在使用扭振减震器和油封的密封结构105中的减震带轮110中,轮毂凹陷部130未形成于轮毂111。使用扭振减震器和油封的密封结构105具有与安装在减震带轮110上的轮毂111分开的附属环构件142,在该附属环构件142上形成轮毂凹陷部130。
附属环构件142是以轴线x为中心呈中空环状的圆环状构件,形成为能够嵌合于减震带轮110的凸起部114,并从一个侧面形成凹部,从而形成轮毂凹陷部130。具体而言,如图30所示,附属环构件142具有:圆筒部142a,其是以轴线x为中心的圆筒状部分;圆盘部142b,其是从圆筒部142a的外侧端部在径向上向外周侧延伸的圆盘状部分;及外周部142c,其是从圆盘部142b的外周侧端部朝向内侧延伸的部分。附属环构件142由金属材料形成,是对一个金属构件、例如金属板进行冲压加工等而成型为附属环构件142。圆筒部142a、圆盘部142b、外周部142c由相同的材料一体地形成,具有相同或大致相同的厚度。作为附属环构件142的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。
如图30所示,附属环构件142由圆筒部142a、圆盘部142b、及外周部142c界定空间,形成轮毂凹陷部130。具体而言,外周部142c的内周侧面形成轮毂凹陷部130的外周面131,外周部142c相对于轴线x以与轮毂凹陷部130的外周面131相同的角度(倾斜角度α)倾斜地延伸。另外,圆盘部142b的内侧面形成轮毂凹陷部130的底面132,圆筒部142a的外周侧面即外周面142d形成与轮毂凹陷部130的外周面131对置的内周侧面。
另外,附属环构件142的圆筒部142a形成为能够嵌合于减震带轮110的凸起部114,在附属环构件142安装于凸起部114的状态下,圆筒部142a的内周侧面即内周面142e密贴于凸起部114的外周面114b。另外,附属环构件142以圆筒部142a嵌合于凸起部114,且无法相对于减震带轮110的轮毂111进行相对移动的方式被安装。这时,附属环构件142的圆盘部142b可以抵接于轮毂111的圆盘部116,也可以以隔开规定的间隔。
另外,附属环构件142的圆筒部142a如图30所示,向内侧延伸至油封120的唇前端部124a、或超过唇前端部124a,圆筒部142a的外周面142d可滑动地与唇前端部124a接触。由此,在本实施方式中,与上述各实施方式不同,附属环构件142的圆筒部142a的外周面142d而非凸起部114的外周面114b形成油封120的唇滑动面。因此,圆筒部142a的外周面142d是通过研磨、涂布等处理而形成的。在本实施方式中,能够省略将凸起部114的外周面114b制成唇滑动面的处理(加工等)。
在附属环构件142安装于减震带轮110的状态下,在油封120的侧唇129的外侧端129a与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a之间,与上述使用扭振减震器和油封的密封结构101同样地形成环状间隙g11。
上述本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105能够发挥与本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同的作用效果,能够抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
另外,由于在本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105中,轮毂凹陷部130形成于附属环构件142,所以能够与上述本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103同样地使轮毂凹陷部130的加工变得容易。
接下来,对本发明第16实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构106相对于上述本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105,仅侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131所形成的环状间隙的形态不同。另外,本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构106相对于上述本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102,形成轮毂凹陷部130的构成不同,具有上述附属环构件142。以下,对具有与上述本发明的第12、15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、105相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图31是用于表示本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构106的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图31所示,使用扭振减震器和油封的密封结构106与本发明第12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102同样,油封120的侧唇129的外侧端129a侧的部分进入轮毂凹陷部130的内部,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上沿轴线x方向相互重叠(交叠)。即,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互对置,在侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131之间形成环状间隙g12,形成迷宫密封。在使用扭振减震器和油封的密封结构106中,以侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131交叠的方式,使附属环构件142的外周部142c向内侧更长地延伸。或者,附属环构件142的安装位置较本发明第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105中的附属环构件142的安装位置靠内侧。或者,侧唇129向外侧更长地延伸。
具有上述构成的本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构106能够发挥与上述本发明的第12、15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、105相同的作用效果。
由此,本发明第16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构106能够与上述本发明的第12、15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构102、105同样地抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
接下来,以下对上述本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105、106中的附属环构件142的变形例进行说明。
图32是表示本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105、106中的附属环构件142的第1变形例的示意性结构的截面图。第1变形例所涉及的附属环构件143如图32所示,相对于上述附属环构件142,圆筒部142a的长度短,圆筒部142a在外周面中没有形成唇滑动面。因此,在使用本变形例所涉及的附属环构件143的情况下,减震带轮110的凸起部114的外周面114b形成唇滑动面,无法省略对外周面114b的唇滑动面的处理(加工等)。
另外,在使用本变形例所涉及的附属环构件143的情况下,优选为,如图32所示,在减震带轮110的凸起部114上形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c。阶梯面114c具有大于外周面114b的直径,较外周面114b向外周侧突出。附属环构件143使圆筒部142a嵌合于凸起部114的阶梯面114c,从而被固定于凸起部114。由此,在嵌合附属环构件143时,能够实现防止对密封唇124的唇前端部124a所接触的唇滑动面即外周面114b造成损伤。在图32中,示出将第1变形例所涉及的附属环构件143安装于使用扭振减震器和油封的密封结构105的状态,但第1变形例所涉及的附属环构件143能够与附属环构件142同样地应用于使用扭振减震器和油封的密封结构106。在这种情况下,也优选在减震带轮110的凸起部114上形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c。在使用本变形例所涉及的附属环构件143的情况下,也能够发挥与上述本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105、106相同的效果。
图33是表示本发明第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105、106中的附属环构件142的第2变形例的示意性结构的截面图。第2变形例所涉及的附属环构件144如图33所示,相对于上述附属环构件142,不具有圆筒部142a,附属环构件144没有形成唇滑动面。因此,在使用本变形例所涉及的附属环构件144的情况下,与使用附属环构件143的情况同样,减震带轮110的凸起部114的外周面114b形成唇滑动面,无法省略对外周面114b的唇滑动面的处理(加工等)。附属环构件144在圆盘部142b的内周侧的端部即内周端142f嵌合于凸起部114,从而被固定于轮毂111。
另外,在使用本变形例所涉及的附属环构件144的情况下,优选如图33所示,在减震带轮110的凸起部114形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c。阶梯面114c具有大于外周面114b的直径,较外周面114b向外周侧突出。附属环构件144在圆盘部142b的内周端142f嵌合于凸起部114的阶梯面114c,从而被固定于凸起部114。由此,在嵌合附属环构件144时,能够实现防止对密封唇124的唇前端部124a所接触的唇滑动面即外周面114b造成损伤。另外,在使用本变形例所涉及的附属环构件144的情况下,也可以如图33所示在减震带轮110的轮毂111的圆盘部116上设置用于在与凸起部114之间夹持附属环构件144的环状突出部116d。由此,能够通过凸起部114的阶梯面114c与突出部116d的内侧面,牢固地固定附属环构件144。在使用上述附属环构件143的情况下,也可以将突出部116d设置在轮毂111的圆盘部116上。
虽然在图33中示出将第2变形例所涉及的附属环构件144安装于使用扭振减震器和油封的密封结构105的状态,但第2变形例所涉及的附属环构件144能够与附属环构件142同样地用于使用扭振减震器和油封的密封结构106。在这种情况下,也优选在减震带轮110的凸起部114上形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c。即使在使用本变形例所涉及的附属环构件144的情况下,也能够发挥与上述本发明的第15、16实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105、106相同的效果。
接下来,对本发明第17实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构107相对于上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,形成轮毂凹陷部130的构成不同。以下,对具有与上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图34是用于表示本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构107的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图34所示,在使用扭振减震器和油封的密封结构107中的减震带轮110中,与上述第15实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构105同样,轮毂凹陷部130未形成于减震带轮110的轮毂111。使用扭振减震器和油封的密封结构107具有与安装于减震带轮110的轮毂111分开的附属环构件145,在该附属环构件145上形成轮毂凹陷部130。
附属环构件145是以轴线x为中心呈中空环状的圆环状构件,形成为能够嵌合于减震带轮110的凸起部114,并从一个侧面形成凹部,从而形成轮毂凹陷部130。具体而言,如图34所示,附属环构件145具有:弹性法兰部146,其由弹性体形成,以轴线x为中心而呈环状;及金属环部147,其由金属材料形成,以轴线x为中心而呈环状。
金属环部147具有:圆筒部147a,其是以轴线x为中心的圆筒状部分;圆盘部147b,其是从圆筒部147a的外侧端部在径向上向外周侧延伸的圆盘状的部分;及外周部147c,其是从圆盘部147b的外周侧端部弯曲而朝向内侧延伸的部分。金属环部147如上所述由金属材料形成,是通过对一个金属构件、例如金属板进行冲压加工等而成型。圆筒部147a、圆盘部147b、外周部147c由相同的材料一体地形成,具有相同或大致相同的厚度。作为金属环部147的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。
弹性法兰部146例如由橡胶材料形成。作为弹性法兰部146的橡胶材料,有上述油封120的弹性体部122的橡胶弹性体。弹性法兰部146如图34所示,是在轴线x方向上延伸的环状构件,安装于金属环部147的外周侧,从金属环部147的圆盘部147b朝向内侧延伸。具体而言,金属环部147的外周部147c及圆盘部147b的外周侧端部及其附近被弹性法兰部146从外侧埋入,从而将弹性法兰部146保持于附属环构件145中。另外,弹性法兰部146的内周面形成轮毂凹陷部130的外周面131,外周面131如上所述,相对于轴线x以倾斜角度α倾斜地延伸。弹性法兰部146通过交联成型而成型,在该交联成型时交联粘接于金属环部147。
由此,在附属环构件145中,金属环部147的圆筒部147a、金属环部147的圆盘部147b、及弹性法兰部146界定空间,形成轮毂凹陷部130。金属环部147的圆盘部147b的内侧面形成轮毂凹陷部130的底面312,金属环部147的圆筒部147a的外周侧面即外周面147d形成与轮毂凹陷部130的外周面131对置的内周侧面。
另外,金属环部147的圆筒部147a形成为能够嵌合于减震带轮110的凸起部114,在附属环构件145安装于凸起部114的状态下,圆筒部147a的内周侧面即内周面147e密贴于凸起部114的外周面114b。另外,附属环构件145以金属环部147的圆筒部147a嵌合于凸起部114,并无法相对于减震带轮110的轮毂111进行相对移动的方式被安装。这时,金属环部147的圆盘部147b抵接于轮毂111的圆盘部116,或者隔开规定的间隔。
另外,金属环部147的圆筒部147a如图34所示,向内侧延伸至油封120的唇前端部124a、或超过唇前端部124a,圆筒部147a的外周面147d可滑动地接触于唇前端部124a。由此,在本实施方式中,与上述各实施方式不同,附属环构件145的金属环部147的圆筒部147a的外周面147d而非凸起部114的外周面114b形成油封120的唇滑动面。因此,与上述附属环构件142(图20)同样,圆筒部147a的外周面147d是通过研磨、涂布等处理而形成的。在本实施方式中,能够与上述本发明第15实施方式所涉及的密封结构105同样地省略将凸起部114的外周面114b制成唇滑动面的处理(加工等)。金属环部147的外周部147c至少具有能够保持弹性法兰部146的长度。
在附属环构件145安装于减震带轮110的状态下,在油封120的侧唇129的外侧端129a与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a之间,与上述使用扭振减震器和油封的密封结构101同样地形成环状间隙g11。
上述本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构107能够发挥与本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同的作用效果,能够抑制油封120的密封唇124暴露于从减震带轮110侵入的异物。
另外,在本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构107中,在形成有轮毂凹陷部130的附属环构件145中,通过由弹性体形成的弹性法兰部146,形成轮毂凹陷部130的外周面131。因此,能够以轮毂凹陷部130的外周面131的扩径角度α成为期望的值的方式高精度地形成外周面131。其原因在于:相较于对金属材料进行冲压加工,利用橡胶材料进行成型能够提高成型品的尺寸精度。另外,即便侧唇129因减震带轮110的凸起部114的偏心等而与弹性法兰部146接触,也因弹性法兰部146是由橡胶材料等弹性体形成,所以能够吸收冲击,使侧唇129不易损伤。另外,虽然在金属构件的冲压成型中,当金属构件的形状变复杂时,会在金属构件上产生残余应力,金属构件整体变得容易变形,但在附属环构件145中,能够使由金属材料形成的金属环部147的形状变简单,从而能够提高金属环部147的成型精度(尺寸精度)。
另外,由于在本发明第17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构107中,轮毂凹陷部130形成于附属环构件145,所以能够与上述本发明第13实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103同样,使轮毂凹陷部130的加工变得容易。
虽然在上述使用扭振减震器和油封的密封结构107中,油封120的侧唇129未进入轮毂凹陷部130的内部,但侧唇129的外侧端129a侧的部分也可以进入轮毂凹陷部130的内部,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,也可以与上述密封结构102、106(图25、31)同样,侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互对置,在侧唇129与轮毂凹陷部130的外周面131之间形成环状间隙g12。
另外,在上述使用扭振减震器和油封的密封结构107中,附属环构件145的金属环部147的形状不限于上述形状,例如也可以像上述图32所示的附属环构件143那样,圆筒部147a未延伸至密封唇124,而由减震带轮110的凸起部114形成唇滑动面。在这种情况下,也优选为如图32所示,在减震带轮110的凸起部114形成与外周面114b在外侧相连的外周面即阶梯面114c,将附属环构件145嵌合于阶梯面114c。
另外,附属环构件145的金属环部147的形状也可以像上述图33所示的附属环构件144那样,是不具有圆筒部147a的形状。在这种情况下,优选为,减震带轮110的轮毂111的形状如上述图33所示,是具有突出部116d及阶梯面114c的形状。
接下来,对本发明第18实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第18实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构108相对于上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101,间隙g11的构成不同。以下,对具有与上述本发明第11实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图35是用于表示本发明第18实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构108的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图35所示,使用扭振减震器和油封的密封结构108包括油封160,以代替上述密封结构101中的油封120,而且包括形成间隙g11的环构件161。油封160在不具有侧唇129这一点及不直接安装于前盖153的贯通孔154这一点上与油封120不同。
环构件161是以轴线x为中心呈中空环状的圆环状构件,具有作为侧唇的突起部162,能够嵌合于前盖153的贯通孔154,该突起部162形成以与上述油封120所具有的侧唇129的外周面相同的倾斜角度γ(参照图20)倾斜的外周面。具体而言,环构件161具有:嵌合部163,其以轴线x为中心而呈圆筒状;及支撑部164,其从嵌合部163的外侧端部向内周侧延伸而呈圆盘状;突起部162从支撑部164的内周侧端部向嵌合部163的相反侧延伸,且朝向轮毂凹陷部130延伸。
嵌合部163形成为能够嵌合于前盖153的贯通孔154,且形成为在嵌合部163嵌合于前盖153的贯通孔154时,在外周侧的周面上密贴于贯通孔154的内周面154a。突起部162是以轴线x为中心呈环状的部分,在外侧端部即外侧端162a,在与轮毂凹陷部130的外周面131的内侧端131a之间形成间隙g11。
环构件161由金属材料或树脂材料形成,作为金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)等。在容易生锈的环境下使用密封结构108的情况下,作为环构件161的金属材料,优选不锈钢。环构件161通过冲压加工或树脂成型,从而与油封160分开形成,如图35所示,通过在油封160内嵌于环构件161的状态下,按压环构件161的支撑部164,将嵌合部163嵌合于前盖153的贯通孔154,从而将环构件161嵌接于前盖153。由此,将油封160及环构件161安装于前盖153,从而形成间隙g11。
环构件161的突起部162不限于未进入轮毂凹陷部130的内部的形状,也可以像上述密封结构102的侧唇129那样,突起部162的外侧端162a侧的部分进入轮毂凹陷部130的内部,突起部162与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,也可以与上述密封结构102(图25)同样,突起部162与轮毂凹陷部130的外周面131在径向上相互对置,在突起部162与轮毂凹陷部130的外周面131之间形成环状间隙g12。
本发明第18实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构108能够发挥与上述本发明的第11、12实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构101、102相同的效果。另外,环构件161由金属材料或树脂材料形成,相较于由橡胶材料形成的构件,刚性高,突起部162不易因自重而变形。因此,在突起部162与轮毂凹陷部130之间形成间隙g12的情况下,能够延长突起部162,而不会因自重发生挠曲。因此,能够更加增多突起部162与轮毂凹陷部130之间的交叠量b,从而能够降低通过间隙g12而侵入的异物的量。
能够在上述本发明的第13~17实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构103~107中应用本实施方式中的油封160及环构件161,以代替油封120。
图36是用于表示本发明第19实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构的示意性构成的、沿轴线的截面的局部截面图。本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构为,将本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构应用于汽车的发动机的扭振减震器与油封之间的密封结构。以下,为了便于说明,将轴线x方向上的箭头a(参照图36)方向作为外侧(一侧),将轴线x方向上的箭头b(参照图36)方向作为内侧(另一侧)。更具体而言,外侧是指远离被密封的空间的方向,内侧是指接近被密封的空间的方向。另外,在垂直于轴线x的方向(以下,也称为“径向”)上,将远离轴线x的方向(图36的箭头c方向)作为外周侧,将接近轴线x的方向(图36的箭头d方向)作为内周侧。
如图36所示,本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201包括:作为功能构件且作为扭振减震器的减震带轮210、及作为密封装置的油封220。减震带轮210通过螺栓152而被固定于发动机的曲轴151的一端,油封220实现发动机的前盖153的贯通孔154与减震带轮210之间的密封。
减震带轮210包括:轮毂211、作为质量体的带轮212、及配设于轮毂211与带轮212之间的减震弹性体213。轮毂211是绕轴线x呈环状的、更具体而言以轴线x为中心或大致中心的环状构件,包括:内周侧的凸起部214、外周侧的凸缘部215、及将凸起部214与凸缘部215连接的大致圆盘状或圆盘状的圆盘部216。轮毂211例如是由金属材料通过铸造等而制造。
在轮毂211中,凸起部214是形成贯通孔214a的以轴线x为中心或大致中心呈环状的部分,圆盘部216从外侧部分的外周面向外周方向延伸。凸起部214包括圆筒状的内侧部分的外周侧面即外周面214b,外周面214b成为平滑的面,如下文所述,成为油封220的密封面。凸缘部215是以轴线x为中心或大致中心呈环状、更具体而言呈圆筒状的部分,且是相对于凸起部214同心地位于较凸起部214靠外周侧的部分。圆盘部216从凸缘部215的内周侧的面即内周面215a向内周方向延伸。在凸缘部215的外周侧面即外周面215b上压接有减震弹性体213。
圆盘部216在凸起部214与凸缘部215之间延伸,将凸起部214与凸缘部215连接。圆盘部216可以向垂直于轴线x的方向延伸,也可以向相对于轴线x倾斜的方向延伸。另外,圆盘部216沿轴线x的截面(以下,也简称为“截面”)可以是弯曲形状,也可以是笔直地延伸的形状。另外,如图36、37所示,在圆盘部216上形成至少1个窗部216a,该窗部216a是在内侧与外侧之间贯通圆盘部216的贯通孔,在本实施方式中,4个窗部216a相对于轴线x同心地在周向上以等角度间隔形成(参照图37)。通过该窗部216a,从而实现了轮毂211进而减震带轮210的轻量化。
带轮212是以轴线x为中心或大致中心的环状构件,呈在外周侧覆盖轮毂211的形状。具体而言,带轮212的内周侧面即内周面212a具有与轮毂211的凸缘部215的外周面215b对应的形状,如图36所示,带轮212以其内周面212a与凸缘部215的外周面215b在径向上隔开间隔地对置的方式定位。另外,在带轮212的外周侧面即外周面212b形成多个环状的v槽212c,能够卷绕未图示的正时带。
减震弹性体213设置于带轮212与轮毂211的凸缘部215之间。减震弹性体213是减震橡胶,由耐热性、耐寒性、及疲劳强度优异的橡胶状弹性材料交联(硫化)成型而形成。减震弹性体213被压入至带轮212与轮毂211的凸缘部215之间,嵌接并固定于带轮212的内周面212a与凸缘部215的外周面215b。
在减震带轮210中,带轮212与减震弹性体213形成减震部,对减震部的扭转方向固有振动频率进行调谐,使其与曲轴151的扭角成为最大的规定的振动频率区域即曲轴151的扭转方向固有振动频率一致。即,以减震部的扭转方向固有振动频率与曲轴151的扭转方向固有振动频率一致的方式,调整带轮212的圆周方向的惯性质量、及减震弹性体213的扭转方向剪切弹簧常数。另外,减震带轮210也可以不是如图所示的所谓单质块型,而是具有2个惯性质块(质量体)的双质块型,也可以是具有多个惯性质块的类型。
另外,减震带轮210具有作为凹陷部的轮毂凹陷部230,该轮毂凹陷部230绕轴线x呈环状,且沿轮毂211的凸起部214在周向上延伸,并在轴线x方向上向外侧(一侧)凹陷。关于轮毂凹陷部230的详细说明,使用图38在下文叙述。
如上所述,减震带轮210安装于曲轴151的一端。具体而言,如图36所示,曲轴151的一端***至轮毂211的凸起部214的贯通孔214a,螺栓152从外侧螺合于曲轴151而将减震带轮210固定于曲轴151。另外,在曲轴151与凸起部214之间设置有卡合于曲轴151与凸起部214的半月键等键,从而使减震带轮210无法相对于曲轴151进行相对转动。
在安装于曲轴151的状态下,减震带轮210成为凸起部214的具有外周面214b的内侧部分***并通过至前盖153的贯通孔154的状态,在凸起部214的外周面214b与前盖153的贯通孔154之间形成环状的空间。
油封220如图36所示,包括:加强环221,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且为金属制;及弹性体部22,其以轴线x为中心或大致中心而呈环状,且由弹性体构成。弹性体部222一体地安装于加强环221。作为加强环221的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。作为弹性体部222的弹性体,例如有各种橡胶材料。作为各种橡胶材料,例如是丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。
加强环221呈截面大致L字状的形状,包括圆盘部221a及圆筒部221b。圆盘部221a是在垂直或大致垂直于轴线x的方向上扩展的中空圆盘状部分,圆筒部221b是从圆盘部221a的外周侧的端部在轴线x方向上向内侧延伸的圆筒状或大致圆筒状部分。
弹性体部222安装于加强环221,在本实施方式中,以从外侧及外周侧覆盖加强环221的方式与加强环221一体地成型。弹性体部222包括唇腰部223、密封唇224、及防尘唇225。如图36所示,唇腰部223是位于加强环221的圆盘部221a中的内周侧的端部附近的部分,密封唇224是从唇腰部223朝向内侧延伸的部分,与加强环221的圆筒部221b对置配置。防尘唇225从唇腰部223朝向轴线x方向延伸。
密封唇224在内侧的端部具有截面形状为朝向内周侧凸起的楔形状的环状唇前端部224a。唇前端部224a如下文所述,形成为以外周面214b可滑动的方式与轮毂211的凸起部214的外周面214b紧密接触,从而将其与减震带轮210之间密封。另外,在密封唇224的外周部侧嵌接有对密封唇224施加朝向内周侧的压紧力的卡紧弹簧226。
防尘唇225是从唇腰部223延伸的部位,向外侧且内周侧延伸。通过防尘唇225,防止使用状态下异物向唇前端部224a方向进入。
另外,弹性体部222包括后罩227及垫片部228。后罩227从外侧覆盖加强环221的圆盘部221a,垫片部228从外周侧覆盖加强环221的圆筒部221b。
另外,油封220包括朝向外侧方向延伸的侧唇229。关于侧唇229的详细说明,使用图38在下文叙述。
加强环221例如是通过冲压加工或锻造而制造,弹性体部222是使用成型模具并通过交联(硫化)成型而成型。在该交联成型时,加强环221配置于成型模具中,弹性体部222通过交联(硫化)粘接而粘接到加强环221,从而使弹性体部222与加强环221一体地成型。
如上所述,油封220将前盖153的贯通孔154与减震带轮210的凸起部214的外周面214b之间所形成的空间密封。具体而言,油封220被压入并安装于前盖153的贯通孔154,弹性体部222的垫片部228被压缩从而液密性抵接于贯通孔154的内周侧面即内周面154a。由此,将油封220与前盖153的贯通孔154之间密闭。另外,密封唇224的唇前端部224a液密性抵接于轮毂211的凸起部214的外周面214b,将油封220与减震带轮210之间密闭。
接下来,参照图38对减震带轮210所具有的轮毂凹陷部230及油封220的侧唇229进行说明。图38是使用扭振减震器和油封的密封结构201的局部放大截面图。
如图38所示,轮毂凹陷部230具有绕轴线x呈环状的沿轴线x延伸的面即外周面231,形成在轴线x方向上向外侧凹陷且绕轴线x呈环状的部分即凹部234。轮毂凹陷部230在减震带轮210中相对于圆盘部216形成于内侧,是以将凸起部214的外周面214b包围的方式延伸且朝向外侧凹陷的环状凹部。具体而言,轮毂凹陷部230的外周面231由从轮毂211的圆盘部216向内侧突出而在外周侧包围凸起部214的环状部分即突条部233形成,突条部233的与凸起部214的外周面214b对置的环状内周面形成外周面231。轮毂凹陷部230由外周面231、在外周面231与凸起部214的外周面214b之间延伸的底面232、及凸起部214的外周面214b界定。
轮毂凹陷部230的外周面231在轴线x方向上随着朝向外侧(一侧)而扩径,是在轴线x方向上随着朝向外侧而向外周侧扩展的环状面,例如是以轴线x为中心或大致中心的圆锥面状或大致圆锥面状的锥面。
轮毂凹陷部230可以如上所述由从轮毂211的圆盘部216向内侧方向延伸的环状突条部233形成外周面231而被界定,也可以通过在圆盘部216上形成向外侧方向凹陷的凹部234来形成外周面231而被界定。在这种情况下,凹部234的外周面形成外周面231。另外,轮毂凹陷部230也可以由突条部233与形成于圆盘部216的凹部形成。
油封220的侧唇229如图38所示,朝向外侧(轴线x方向上的一侧)延伸,更具体而言,与轴线x平行地、或者相对于轴线x向外侧方向及外周方向倾斜地延伸。另外,侧唇229的外侧端部即外侧端229a在径向上相对于轮毂凹陷部230的外周面231的内侧的端部即内侧端231a位于内周侧,并且在轴线x方向(外侧方向)上未进入轮毂凹陷部230的内部。在侧唇229的外侧端229a与轮毂凹陷部230的外周面231的内侧端231a之间形成环状间隙g13。
侧唇229的外侧端229a与轮毂凹陷部230的外周面231的内侧端231a所形成的环状间隙g13形成迷宫密封。因此,对于从前盖153与减震带轮210之间侵入的泥水及沙子、灰尘等异物、以及还经由轮毂211的圆盘部216的窗部216a从外部侵入的异物,都能够通过侧唇229与轮毂凹陷部230所形成的迷宫密封(间隙g13)来抑制侵入进来的异物进一步侵入密封唇224侧。由此,能够抑制油封220的密封唇224暴露于从外部侵入的异物。因此,能够抑制唇前端部224a咬入异物而损伤或劣化,导致油封220的密封性能降低而漏油。
另外,由于形成迷宫密封(间隙g13)的轮毂凹陷部230的外周面231如上所述,呈随着朝向外侧而扩径的形状,因此在迷宫密封中,能够更有效地抑制异物进一步侵入密封唇224侧。
由此,通过由轮毂凹陷部230的外周面231与油封220的侧唇229形成的迷宫密封(间隙g13)来抑制异物越过间隙g13而进一步侵入密封唇224侧,但可认为在异物越过间隙g13的情况下,异物会堆积在轮毂凹陷部230的外周面231上。外周面231越接近轮毂211的圆盘部216侧,直径变得越大,异物越容易堆积在外周面231内侧(圆盘部216侧)。可认为当异物堆积在外周面231上时,迷宫密封(间隙g13)的密封效果会降低,堆积的异物会向密封唇224侧移动。因此,在本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构中,为了抑制异物堆积在外周面231或轮毂凹陷部230中,而设置了异物排出槽235。
如图37、38所示,异物排出槽235形成于轮毂凹陷部230的外周面231,是在轴线x方向上从一侧(外侧)朝向另一侧(内侧)延伸且向外周方向凹陷的槽。轮毂凹陷部230的外周面231具有至少1个异物排出槽235,在本实施方式中,在周向上等角度间隔地具有多个异物排出槽235,例如如图37所示,具有4个异物排出槽235。
异物排出槽235以作为外周侧部分的底部235a在径向上沿轴线x延伸的方式形成,例如异物排出槽235的底部235a沿异物排出槽235的延伸方向在径向上相对于轴线x等间隔地延伸。异物排出槽235的作为外周侧部分的底部235a是由如下轨迹表示的部分,该轨迹是在异物排出槽235的外侧端部与内侧的端部之间将异物排出槽235的沿延伸方向的与轴线x正交的各截面中的、异物排出槽235的轮廓距轴线x最远的点相连所得。异物排出槽235的底部235a也可以按在轴线x方向上随着从外侧朝向内侧而远离轴线x的方式延伸。另外,异物排出槽235可以如图37所示,相对于轴线x在周向上(在径向上观察异物排出槽235)平行地延伸,也可以相对于轴线x在周向上倾斜地延伸。在本实施方式中,如图37、38所示,异物排出槽235在周向上与轴线x平行地、且在径向上与轴线x平行地延伸,即与轴线x平行地延伸。
异物排出槽235可以在外侧与内侧之间沿外周面231整体延伸,也可以从外周面231的内侧的端部(内侧端231a)朝向外侧延伸至外周面231的中途。另外,异物排出槽235可以在整个延伸方向上具有与延伸方向正交的截面中的轮廓相同的形状,也可以具有不同的轮廓。例如异物排出槽235的与延伸方向正交的截面中的轮廓也可以随着朝向内侧使周向的宽度变宽。
由此,在轮毂凹陷部230中,在外周面231上形成异物排出槽235,侵入进轮毂凹陷部230的异物变得容易经由异物排出槽235而排出至轮毂凹陷部230的外部。因此,能够抑制异物堆积在轮毂凹陷部230的外周面231等的内部。在异物排出槽235的底部235a以在轴线x方向上随着从外侧朝向内侧而远离轴线x的方式延伸的情况下,与异物排出槽235的底部235a距轴线x等间隔地延伸的情况相比,能够通过因减震带轮210的旋转所产生的离心力,从而使轮毂凹陷部230内的异物经由异物排出槽235容易地排出至外部。另外,在异物排出槽235相对于轴线x在周向上倾斜地延伸的情况下,能够利用由减震带轮210的旋转所产生的螺旋效应,而使轮毂凹陷部230内的异物经由异物排出槽235容易地排出至外部。另外,在异物排出槽235的与延伸方向正交的截面中的轮廓的周向上的宽度随着朝向内侧而变宽的情况下,能够使轮毂凹陷部230内的异物经由异物排出槽235容易地排出至外部。
由此,在本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201中,能够通过由侧唇229与轮毂凹陷部230所形成的迷宫密封(间隙g13)来抑制从外部侵入进来的异物进一步侵入密封唇224侧。另外,在轮毂凹陷部230的外周面231上形成异物排出槽235,即便异物通过间隙g13而侵入轮毂凹陷部230内,也能够经由异物排出槽235将异物排出至外部,从而能够抑制异物堆积在轮毂凹陷部230内。因此,密封结构201能够有效地抑制异物越过轮毂凹陷部230进一步侵入密封唇224侧。
由此,根据本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201,能够有效地抑制油封220的密封唇224暴露于从外部侵入的异物。
接下来,对本发明第20实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第20实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构202相对于上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201,仅侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231所形成的环状间隙的形态不同。以下,对具有与上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图39是用于表示本发明第20实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构202的示意性构成的沿轴线的截面的局部放大截面图。如图39所示,油封220的侧唇229的外侧端229a侧的部分进入轮毂凹陷部230的内部,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231在径向上相互对置,在侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231之间形成环状间隙g14。即,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231交叠。
侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231所形成的环状间隙g14形成迷宫密封。因此,能够与上述密封结构201同样地抑制从减震带轮210侵入进来的异物进一步侵入密封唇224侧。由此,能够抑制油封220的密封唇224暴露于从减震带轮210侵入的异物,能够抑制唇前端部224a咬入异物而损伤或劣化,导致油封220的密封性能降低而漏油。另外,在轮毂凹陷部230的外周面231上形成异物排出槽235,即便异物通过间隙g14而侵入轮毂凹陷部230内,也能够经由异物排出槽235将异物排出至外部,从而能够抑制异物堆积在轮毂凹陷部230内。因此,密封结构202能够有效地抑制异物越过轮毂凹陷部230而进一步侵入密封唇224侧。
由此,根据本发明第20实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构202,能够有效地抑制油封220的密封唇224暴露于从外部侵入的异物。
接下来,对本发明第21实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第21实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构203相对于上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201,形成轮毂凹陷部230的构成不同。以下,对具有与上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图40是用于表示本发明第21实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构203的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图40所示,在使用扭振减震器和油封的密封结构203中的减震带轮210中,轮毂凹陷部230的外周面231及底面232未形成于轮毂211。使用扭振减震器和油封的密封结构203不具有突条部233,而是具有与安装于减震带轮210的轮毂211分开的附属环构件240,在该附属环构件240上形成轮毂凹陷部230的外周面231及底面232。
附属环构件240是绕轴线x呈中空环状的圆盘状构件,形成为能够嵌合于减震带轮210的凸起部214,从一个侧面形成凹部,从而形成轮毂凹陷部230的外周面231及底面232。具体而言,如图40所示,附属环构件240具有:外周面240a,其是外周侧的面;及内周面240b,其是在减震带轮210中形成被凸起部214***并通过且嵌合的贯通孔的内周侧的面。在附属环构件240中,在面向内侧的侧面即侧面240c上形成朝向外侧凹陷的凹部234,从而形成轮毂凹陷部230的外周面231及底面232。
在减震带轮210的凸起部214上形成与外周面214b在外侧相连的外周面即阶梯面214c,阶梯面214c具有大于外周面214b的直径,较外周面214b向外周侧突出。另外,外周面214b与阶梯面214c平滑地连接。附属环构件240使内周面240b嵌合于凸起部214的阶梯面214c而被安装于凸起部214。由此,在嵌合附属环构件240时,能够实现防止对密封唇224的唇前端部224a所接触的唇滑动面即外周面214b造成损伤。
附属环构件240通过固定构件241,从而以无法相对移动的方式安装于减震带轮210。附属环构件240在该被安装的状态下,使附属环构件240的面向外侧的侧面即侧面240d接触于圆盘部216的侧面。固定构件241例如是螺栓及铆钉、销。将形成于圆盘部216且在轴线x方向上延伸的贯通孔即贯通孔216b、及形成于附属环构件240上并贯通底面232与侧面240d之间且在轴线x方向上延伸的贯通孔即贯通孔240e卡合,从而将附属环构件240固定于减震带轮210。例如,贯通孔216b及贯通孔240e中的任一个或双方为螺孔,通过使螺栓即固定构件241螺合于该螺孔,从而将附属环构件240固定于减震带轮210。另外,在固定构件241为销或铆钉的情况下,固定构件241嵌合或卡合于贯通孔216b及贯通孔240e,从而将附属环构件240固定于减震带轮210。附属环构件240的固定方法不限于上述的固定方法,作为固定构件241,也可以是实现其它公知的可应用的固定方法的固定构件。附属环构件240由于通过固定构件241而被固定于减震带轮210,所以被牢固地固定。
在附属环构件240安装于减震带轮210的状态下,在油封220的侧唇229的外侧端229a与轮毂凹陷部230的外周面231的内侧端231a之间,与上述密封结构201同样地形成环状间隙g13,形成迷宫密封(间隙g13)。
附属环构件240的材料可以是金属材料,也可以是树脂材料,例如是不锈钢及ABS树脂等。作为附属环构件240的树脂材料,优选能够耐受发动机室等使用环境的氛围温度的树脂。
另外,在附属环构件240中,与上述密封结构201同样地在外周面231上形成异物排出槽235。异物排出槽235在外周面231上形成1个,或在周向上等角度间隔地形成多个。
上述本发明第21实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构203能够发挥与本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201相同的作用效果,能够抑制油封220的密封唇224暴露于从外部侵入的异物。
另外,由于在本发明第21实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构203中,在附属环构件240上形成轮毂凹陷部230的外周面231及底面232,所以能够使轮毂凹陷部230的加工变得容易。
虽然在本发明第21实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构203中,油封220的侧唇229未进入轮毂凹陷部230内部,但也可以与图39所示的密封结构202中的侧唇229同样,油封220的侧唇229的外侧端229a侧的部分进入轮毂凹陷部230的内部,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231也可以在径向上相互对置,在侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231之间形成环状间隙(间隙g14)。在这种情况下,例如与图40所示的密封结构203相比,附属环构件240的外周面231向内侧更长地延伸,或者附属环构件240的安装位置变为内侧。
接下来,对本发明第22实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构、即使用扭振减震器和油封的密封结构进行说明。本发明第22实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构204相对于上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201,形成轮毂凹陷部230的构成不同。以下,对具有与上述本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201相同或类似功能的构成省略其说明并标注相同符号,仅对不同的构成进行说明。
图41是用于表示本发明第22实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构204的示意性构成的、沿轴线的截面的局部放大截面图。如图41所示,在使用扭振减震器和油封的密封结构204中的减震带轮210中,轮毂凹陷部230未形成于轮毂211。使用扭振减震器和油封的密封结构204不具有突条部233,而是具有与安装于减震带轮210的轮毂211分开的附属环构件242,在该附属环构件242上形成轮毂凹陷部230。
附属环构件242是绕轴线x呈中空环状的圆环状构件,形成为能够嵌合于减震带轮210的凸起部214,并从一个侧面形成凹部,从而形成轮毂凹陷部230。具体而言,如图41所示,附属环构件242具有:圆筒部242a,其是以轴线x为中心或大致中心的圆筒状部分;圆盘部242b,其是从圆筒部242a的外侧端部在径向上向外周侧延伸的圆盘状部分;及外周部242c,其是从圆盘部242b的外周侧端部朝向内侧延伸的部分。附属环构件242由金属材料形成,是对一个金属构件、例如金属板进行冲压加工等而成型为附属环构件242。圆筒部242a、圆盘部242b、外周部242c由相同的材料一体地形成,具有相同或大致相同的厚度。作为附属环构件242的金属材料,例如有不锈钢及SPCC(冷轧钢)。
如图41所示,附属环构件242由圆筒部242a、圆盘部242b、及外周部242c界定空间,形成轮毂凹陷部230。具体而言,外周部242c的内周侧面形成轮毂凹陷部230的外周面231,外周部242c相对于轴线x以与轮毂凹陷部230的外周面231相同的角度(倾斜角度α)倾斜地延伸。另外,圆盘部242b的内侧面形成轮毂凹陷部230的底面232,圆筒部242a的外周侧面即外周面242d形成与轮毂凹陷部230的外周面231对置的内周侧面。
另外,附属环构件242的圆筒部242a形成为能够嵌合于减震带轮210的凸起部214,在附属环构件242安装于凸起部214的状态下,圆筒部242a的内周侧面即内周面242e密贴于凸起部214的外周面214b。另外,附属环构件242通过使圆筒部242a嵌合于凸起部214,从而以无法相对移动的方式被安装于减震带轮210的轮毂211。这时,附属环构件242的圆盘部242b可以抵接于轮毂211的圆盘部216,也可以隔开规定的间隔。
另外,附属环构件242的圆筒部242a如图41所示,向内侧延伸至油封220的唇前端部224a、或超过唇前端部224a,圆筒部242a的外周面242d可滑动地接触于唇前端部224a。由此,在本实施方式中,与上述各实施方式不同,附属环构件242的圆筒部242a的外周面242d而非凸起部214的外周面214b形成油封220的唇滑动面。因此,圆筒部242a的外周面242d是通过研磨、涂布等处理而形成的。在本实施方式中,能够省略将凸起部214的外周面214b制成唇滑动面的处理(加工等)。
在附属环构件242安装于减震带轮210的状态下,在油封220的侧唇229的外侧端229a与轮毂凹陷部230的外周面231的内侧端231a之间,与上述使用扭振减震器和油封的密封结构201同样地形成环状间隙g13。
另外,在附属环构件242中,与上述密封结构201同样地在外周面231上形成异物排出槽235。异物排出槽235在外周面231上形成1个,或在周向上等角度间隔地形成多个。图42是从内侧(轮毂凹陷部230开放的一侧)观察附属环构件242时的附属环构件242的主视图。如图42所示,例如在附属环构件242中的外周面231上,在周向上等角度间隔地形成4个异物排出槽235,在形成异物排出槽235的部分中,附属环构件242的外周部242c向外周侧突出。在附属环构件242的形成异物排出槽235的部分中,外周部242c向外周方向突出多少取决于异物排出槽235的形状。异物排出槽235可在附属环构件242的冲压加工时形成。另外,图41对应于图42中的线A-A的截面。
上述本发明第22实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构204能够发挥与本发明第19实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构201相同的作用效果,能够有效地抑制油封220的密封唇224暴露于从外部侵入的异物。另外,由于在本发明第22实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构204中,在附属环构件242上形成轮毂凹陷部230的外周面231及底面232,所以能够使轮毂凹陷部230的加工变得容易。
虽然在本发明第22实施方式所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构204中,油封220的侧唇229未进入轮毂凹陷部230内部,但也可以与图39所示的密封结构202中的侧唇229同样,油封220的侧唇229的外侧端229a侧的部分进入轮毂凹陷部230的内部,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231在径向上沿轴线x方向相互重叠。即,侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231也可以在径向上相互对置,在侧唇229与轮毂凹陷部230的外周面231之间形成环状间隙(间隙g14)。在这种情况下,例如与图41所示的密封结构204相比,附属环构件242的外周面231向内侧更长地延伸,或者附属环构件242的安装位置变为内侧。
另外,附属环构件242的圆筒部242a也可以不是如上所述向内侧延伸至油封220的唇前端部224a、或超过唇前端部224a,而是与密封结构201同样地由凸起部214的外周面214b形成油封220的唇滑动面。在这种情况下,优选如下构成:与上述密封结构203同样地在减震带轮210的凸起部214上形成在外侧与外周面214b相连的阶梯面214c,附属环构件242的圆筒部242a嵌合于凸起部214的阶梯面214c而安装于凸起部214。在安装附属环构件242时,能够防止对密封面即凸起部214的外周面214b造成损伤。
以上,虽然对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述本发明的实施方式,而是包含本发明的构思及权利要求所包括的所有方式。另外,也可以适当选择各构成加以组合来发挥上述课题及效果的至少一部分。例如,上述实施方式中的各构成要素的形状、材料、配置、尺寸等可根据本发明的具体使用形态而适当变更。
具体而言,在分别具有形成如上所述的间隙g1~g12的凹陷部10、13、14、15、16或轮毂凹陷部130、及侧唇29、129、外周侧侧唇54或突起部162时,甩油环30、70、轮毂62、飞轮82、板构件90、减震带轮110、油封120、160、及环构件161的形态也可以是其它形态。
另外,虽然将本实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构1~5′、101~108应用于汽车及通用机械的差速装置、轮毂轴承、飞轮、发动机,但本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的应用对象不限于此,本发明可应用于其它车辆及通用机械、产业机械等的轴构件及功能构件等能够利用本发明所发挥的效果的所有构成。而且,虽然将本实施方式中的扭振减震器(减震带轮110)设为形成有在内侧与外侧之间贯通圆盘部116的贯通孔即窗部116a的扭振减震器,但本发明所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的应用对象不限于此,本发明也可以应用于未形成窗部116a的扭振减震器。
另外,例如本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构不限于应用于上述扭振减震器与其油封之间的、使用扭振减震器和油封的密封结构,也可以应用于轴构件或进行旋转的功能构件与它们所使用的密封装置之间。例如,本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构可以应用于发动机的后端、用于保持车轮的轮毂轴承、及差速装置等。
在将本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构应用于发动机的后端的情况下,在曲轴的后端中用于密封壳体与曲轴之间的间隙的油封成为密封装置,飞轮成为功能构件。并且,在飞轮上直接形成外周面231进而形成轮毂凹陷部230,或者,形成有外周面231的轮毂凹陷部230是通过甩油环等附属环构件而形成的,通过将该附属环构件安装于飞轮,从而在飞轮上形成轮毂凹陷部230。
另外,在将本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构应用于轮毂轴承的情况下,用于密封外圈与内圈之间的间隙的密封件成为密封装置,内圈成为轴构件。并且,在内圈,在供车轮安装的轮毂圈上直接形成外周面231进而形成轮毂凹陷部230,或者,形成有外周面231的轮毂凹陷部230是通过甩油环等附属环构件而形成的,通过将该附属环构件安装于内圈,从而在内圈上形成轮毂凹陷部230。
另外,在将本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构应用于差速装置的情况下,用于密封外壳与输出轴之间的间隙的密封件成为密封装置,输出轴成为轴构件。并且,在输出轴上直接形成外周面231进而形成轮毂凹陷部230,或者,形成有外周面231的轮毂凹陷部230是通过甩油环等附属环构件形成的,通过将该附属环构件安装于输出轴,从而在输出轴上形成轮毂凹陷部230。
另外,虽然将本实施方式所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构应用于汽车的发动机,但本发明所涉及的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构的应用对象不限于此,本发明可以应用于其它车辆及通用机械、产业机械等的旋转轴等能够利用本发明所发挥的效果的所有构成。
另外,附属环构件240、242的形态不限于上述具体的形态。例如也可以将附属环构件242嵌入至密封结构201的减震带轮210的突条部233,从而将轮毂凹陷部230设置于减震带轮210。在这种情况下,附属环构件242可以缩短圆筒部242a或将其省去。
另外,虽然将本实施方式中的扭振减震器(减震带轮210)设为形成有在内侧与外侧之间贯通圆盘部216的贯通孔即窗部216a的扭振减震器,但本发明所涉及的使用扭振减震器和油封的密封结构的应用对象不限于此,本发明也可以应用于未形成窗部216a的扭振减震器。
标号说明
1、1′、2、2′、3、3′、4、4′、5、5′使用环状凹陷部和密封装置的密封结构;10、13、14、15、16凹陷部;11、131、231外周面;11a、131a、231a内侧端;12、17、234凹部;15a内周面;15b底面;20、50、69密封装置;21、51、121、221加强环;21a、51b、121a、221a圆盘部;21b、51a、121b、221b圆筒部;22、52、122、222弹性体部;23、123、223唇腰部;24、124、224、311密封唇;24a、124a、224a唇前端部;25、125、225防尘唇;26、126、226卡紧弹簧;27、127、227后罩;28、128、228垫片部;29、129、229侧唇;29a、129a、229a外侧端;30甩油环;31内周筒部;31a、32a内周面;32外周筒部;32b外周面;33底部;34缘部;40差速装置;41外壳;41a外侧面;42a外周面;42输出轴;43贯通孔;43a内周面;44滚动轴承;53基体部;54外周侧侧唇;54a外侧端;55内周侧侧唇;56径向唇;60轮毂轴承;61外圈;62轮毂;63轴承滚珠;64内圈;65轮毂圈;65a轴部;65b车轮安装法兰;65c过渡部;65d内侧面;65e外周面;66保持器;67贯通孔;68外侧开口;68a内周面;68′内侧开口;70甩油环;71内周筒部;72密封面部;72a外周端部;73外周筒部;73a内周面;73b外周面;74缘部;80发动机;80a螺栓;81曲轴;81a后端部分;81b轴颈部;81c密封法兰部;81d外周面;82飞轮;82a轮毂部;82b内侧面;83壳体;83a金属轴承;83b外侧面;84贯通孔;84a内周面;90板构件;91圆板部;92外周筒部;92a内周面;92b外周面;93缘部;101~108使用扭振减震器和油封的密封结构;110、210、300减震带轮;111、211、301轮毂;112、212、302带轮;112a、212a内周面;112b、212b外周面;112c、212c v槽;113、213、303减震弹性体;114、214、301a凸起部;114a、214a贯通孔;114b、214b外周面;114c、214c阶梯面;115、215、301b凸缘部;115a、215a内周面;115b、215b外周面;116、216、301c圆盘部;116a、216a、301d窗部;116d突出部;120、160、220、310油封;130、230轮毂凹陷部;132、232底面;133、233突条部;140、140′、142~145附属环构件;140a外周面;141固定构件;142a圆筒部;142b圆盘部;142c外周部;142d外周面;146弹性法兰部;147金属环部;151、251、320曲轴;152、252、321螺栓;153、253、322前盖;154、254、323贯通孔;154a、254a内周面;161环构件;162突起部;201、202、203、204使用扭振减震器和油封的密封结构;216b贯通孔;235异物排出槽;235a底部;240、242附属环构件;240a外周面;240b内周面;240c、40d侧面;240e贯通孔;241固定构件;242a圆筒部;242b圆盘部;242c外周部;242d外周面;242e内周面;a间隙宽度;b交叠量;c间隔;d轴径;g1~g14间隙(迷宫密封);x轴线;α扩径角度;γ倾斜角度;δ间隙角度差。
Claims (18)
1.一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述凹陷部具有绕轴线呈环状且沿所述轴线延伸的外周面,并形成在所述轴线方向上向一侧凹陷且绕所述轴线呈环状的凹部,所述凹陷部设置于贯通供所述密封装置安装的被安装部的贯通孔且可绕所述轴线旋转的轴构件、或安装于该轴构件的功能构件,
所述密封装置包括:密封唇,其绕所述轴线呈环状;及侧唇,其在所述轴线方向上朝向所述一侧延伸,且绕所述轴线呈环状;所述密封装置安装于所述被安装部的所述贯通孔,实现所述轴构件或功能构件与所述贯通孔之间的密封,
所述凹陷部的所述外周面在所述轴线方向上随着朝向所述一侧而扩径,
在被安装到所述被安装部后的所述密封装置中,所述密封唇直接或间接地可滑动地与所述轴构件或所述功能构件接触,所述侧唇朝向所述凹陷部延伸,并在与所述凹陷部的所述外周面之间形成环状间隙,
所述被安装部是差速装置的外壳,所述轴构件是所述差速装置的输出轴,或者,
所述凹陷部设置于作为所述轴构件的轮毂轴承的轮毂,所述被安装部是所述轮毂轴承的外圈,或者,
所述凹陷部设置于作为所述功能构件的绕所述轴线呈环状的甩油环,所述轴构件是轮毂轴承的轮毂,所述被安装部是所述轮毂轴承的外圈,所述甩油环嵌接于所述轮毂,或者,
所述凹陷部设置于作为所述功能构件的飞轮,所述轴构件是曲轴,或者,
所述凹陷部设置于作为所述功能构件的圆盘状板构件,所述板构件被夹持在作为所述轴构件的曲轴与作为所述功能构件的飞轮之间。
2.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,还包括作为所述功能构件的绕所述轴线呈环状的甩油环,
所述凹陷部设置于所述甩油环,所述甩油环是绕所述轴线呈环状的构件,且嵌接于所述轴构件。
3.根据权利要求2所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述甩油环具有:内周筒部,其是绕所述轴线呈环状且沿所述轴线延伸的筒状部分;外周筒部,其是在外周侧与该内周筒部对置、绕所述轴线呈环状并沿所述轴线延伸的筒状部分;及底部,其是在所述外周筒部的所述轴线方向上的所述一侧的端部与所述内周筒部的所述轴线方向上的所述一侧的端部之间扩展的部分,由所述内周筒部、所述外周筒部、及所述底部界定所述凹部,所述外周筒部具有所述外周面。
4.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,在所述甩油环上形成所述凹部。
5.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述板构件在所述凹陷部的所述外周面,以从外周侧覆盖所述曲轴的所述轴线方向上的一侧的端部分的方式形成所述凹部。
6.根据权利要求5所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述板构件具有作为圆板状部分的圆板部,筒状部分即外周筒部从所述圆板部的外周侧端部沿所述轴线延伸,所述外周面形成于所述外周筒部。
7.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述侧唇在与所述凹陷部的所述外周面的所述轴线方向的另一侧的端部之间形成所述环状间隙。
8.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面对置,并在所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面之间形成所述环状间隙。
9.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述凹陷部的所述扩径的外周面相对于所述轴线的角度即扩径角度为4°以上且18°以下。
10.根据权利要求1所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述凹陷部的所述扩径的外周面相对于所述轴线的角度即扩径角度与所述侧唇相对于所述轴线的角度即倾斜角度的差、即间隙角度差为1.0°以上且11.0°以下。
11.一种使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述凹陷部具有绕轴线呈环状且沿所述轴线延伸的外周面,并形成在所述轴线方向上向一侧凹陷且绕所述轴线呈环状的凹部,所述凹陷部设置于贯通供所述密封装置安装的被安装部的贯通孔且可绕所述轴线旋转的轴构件、或安装于该轴构件的功能构件,
所述密封装置包括:密封唇,其绕所述轴线呈环状;及侧唇,其在所述轴线方向上朝向所述一侧延伸,且绕所述轴线呈环状,所述密封装置安装于所述被安装部的所述贯通孔,实现所述轴构件或所述功能构件与所述贯通孔之间的密封,
在被安装到所述被安装部后的所述密封装置中,所述密封唇直接或间接地可滑动地与所述轴构件或所述功能构件接触,所述侧唇朝向所述凹陷部延伸,并在与所述凹陷部的所述外周面之间形成环状间隙,
所述凹陷部的所述外周面在所述轴线方向上随着朝向所述一侧而扩径,且具有至少1个异物排出槽,所述异物排出槽是在所述轴线方向上从所述一侧朝向另一侧延伸且向外周方向凹陷的槽。
12.根据权利要求11所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,所述异物排出槽的外周侧部分、即底部在径向上沿所述轴线延伸。
13.根据权利要求12所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述异物排出槽以在所述轴线方向上随着从所述一侧朝向所述另一侧,所述底部在径向上远离所述轴线的方式延伸。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述凹陷部的所述外周面在周向上等角度间隔地具有多个所述异物排出槽。
15.根据权利要求11所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述侧唇在与所述凹陷部的所述外周面的所述另一侧的端部之间形成所述环状间隙。
16.根据权利要求11所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面对置,并在所述侧唇与所述凹陷部的所述外周面之间形成所述环状间隙。
17.根据权利要求11所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
包括设置有所述凹陷部的作为所述功能构件的扭振减震器,
所述扭振减震器包括:轮毂;质量体,其在外周覆盖该轮毂且绕轴线呈环状;及减震弹性体,其配设在所述轮毂与所述质量体之间,将所述轮毂与所述质量体弹性地连接,通过将所述轮毂***所述被安装部的所述贯通孔而将所述扭振减震器安装于轴构件的一端,
所述轮毂包括:凸起部,其绕所述轴线呈环状;凸缘部,其位于该凸起部的外周且绕所述轴线呈环状;及圆盘部,其将所述凸起部与所述凸缘部连接且呈圆盘状,
所述凹陷部在所述轮毂中被设置于所述凸起部的外周侧。
18.根据权利要求17所述的使用环状凹陷部和密封装置的密封结构,其特征在于,
所述轮毂具有附属环构件,所述附属环构件是可拆卸地安装于所述轮毂的所述凸起部的环状构件,在该附属环构件上形成所述凹陷部的所述外周面。
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