本發(fā)明涉及一種具有薄壁波紋管部的密封裝置。

背景技術(shù)：

迄今為止，用于密封殼體與軸之間的環(huán)狀間隙的密封裝置已眾所周知。而且，作為使用于軸相對(duì)于殼體大幅偏心的裝置的密封裝置，在薄壁波紋管部的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置密封部以使與軸接觸的密封部跟隨軸的偏心的密封裝置已眾所周知(參照專利文件1)。

參照?qǐng)D7對(duì)這種常規(guī)例所涉及的密封裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖7為常規(guī)例所涉及的密封裝置的示意剖面圖的一部分。圖7所示的常規(guī)例的密封裝置500包括：固定在殼體軸孔的內(nèi)周側(cè)的固定部510、自固定部510朝向軸表面以波紋管狀延伸的薄壁波紋管部520以及設(shè)置在波紋管部520的徑向內(nèi)側(cè)的密封部530。密封部530與軸的外周表面可滑動(dòng)接觸。在該常規(guī)例的密封裝置500中，即使軸偏心，在密封部530緊貼軸的狀態(tài)下，波紋管部520發(fā)生變形，使密封部530成為與軸的外周表面緊貼的狀態(tài)，從而維持密封性能。

但是，軸的偏心和旋轉(zhuǎn)同時(shí)反復(fù)進(jìn)行會(huì)使波紋管部520產(chǎn)生破損或破裂的問(wèn)題。參照?qǐng)D8對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。圖8為軸偏心且旋轉(zhuǎn)時(shí)從軸向觀察密封裝置500的示意圖。圖8中的500P表示密封部520的內(nèi)周端的位置，500Q則表示固定部510的外周端的位置。

在軸偏心且旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，密封部520的內(nèi)周端500P不僅隨著軸朝向偏心方向移動(dòng)而朝向相對(duì)于固定部510的外周端500Q偏心的方向(箭頭A方向)移動(dòng)，并且隨著軸的旋轉(zhuǎn)而向旋轉(zhuǎn)方向(箭頭B方向)施加力(扭矩)。由此，波紋管部520成為扭曲狀態(tài)，并成為應(yīng)力集中于局部(圖中X部)的狀態(tài)。因此，由于軸的偏心和旋轉(zhuǎn)同時(shí)反復(fù)進(jìn)行使得應(yīng)力集中狀態(tài)反復(fù)發(fā)生，從而可能會(huì)產(chǎn)生破損或破裂。而且，由于局部發(fā)生扭曲，可能會(huì)使密封部520相對(duì)于軸的跟隨性能降低，或密封部520的姿態(tài)不穩(wěn)定，從而降低密封性能。

如上所述，在具有薄壁波紋管部的密封裝置中，如何緩和應(yīng)力集中于波紋管部已成為一個(gè)重要的課題。

專利文件1：日本特開(kāi)2010-216607號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在軸偏心且旋轉(zhuǎn)時(shí)緩和應(yīng)力集中于波紋管部的密封裝置。

為了解決上述課題，本發(fā)明采用了下述手段。

即，本發(fā)明的密封裝置用于密封具有軸孔的殼體與穿過(guò)所述軸孔并相對(duì)于所述殼體旋轉(zhuǎn)并偏心(除去殼體靜止而軸運(yùn)動(dòng)以外，還包括軸靜止而殼體運(yùn)動(dòng)的情形以及兩者運(yùn)動(dòng)的情形)的軸之間的環(huán)狀間隙，其特征在于，包括：

固定部，其固定在所述殼體的軸孔的內(nèi)周側(cè)；

波紋管部，其為薄壁且自該固定部向所述軸表面以波紋狀延伸；和

密封部，其設(shè)置在該波紋管部的徑向內(nèi)側(cè)，并與所述軸的外周表面可滑動(dòng)接觸，

在所述波紋管部的一方表面，在周向上交替形成有自徑向外側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)延伸的凸部和自徑向外側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)延伸的凹部，

在所述波紋管部的另一方表面上，在設(shè)置于一方表面的各凸部的反面?zhèn)确謩e形成有凹部，在設(shè)置于一方表面的各凹部的反面?zhèn)确謩e形成有凸部，

所述波紋管部在整個(gè)周向上壁厚大致相等。

按照本發(fā)明，借助于分別設(shè)置在波紋管部中的一側(cè)表面和另一側(cè)表面上的凸部和凹部，波紋管部在周向上呈波紋形狀，因而在周向上具有易伸縮的特性。由此，即使在軸偏心且旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也能夠抑制波紋管部局部扭曲。而且，由于波紋管部在整個(gè)周向上壁厚大致相等，因而局部強(qiáng)度也不會(huì)降低。綜上所述，能夠抑制應(yīng)力集中于波紋管部的一部分。

設(shè)置在所述一側(cè)表面上的各凸部和凹部以及設(shè)置在所述另一側(cè)表面上的各凹部和凸部也可以設(shè)置成均從所述波紋管部中的徑向外側(cè)的端部朝向徑向內(nèi)側(cè)的端部延伸。

由此，能夠在波紋管部的整體上抑制波紋管部局部扭曲。

如上所述，按照本發(fā)明，當(dāng)軸偏心且旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠緩和應(yīng)力集中于波紋管部。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置的示意剖面圖的一部分。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置中的波紋管部的示意剖面圖的一部分。

圖3為表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置中的波紋管部的一個(gè)示例的立體圖。

圖4為表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置中的波紋管部的一個(gè)示例的立體圖。

圖5為表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置中的波紋管部的一個(gè)示例的立體圖。

圖6為表示本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置中的波紋管部的一個(gè)示例的立體圖。

圖7為常規(guī)例所涉及的密封裝置的示意剖面圖的一部分。

圖8為當(dāng)軸偏心且旋轉(zhuǎn)時(shí)從軸向觀察密封裝置的示意圖。

附圖標(biāo)記的說(shuō)明

100 密封裝置

110 固定部

111 加強(qiáng)環(huán)

112 外周彈性體部

120、120a、120b、120c、120d 波紋管部

121 凸部

122 凹部

123 凹部

124 凸部

130 密封部

131 緩沖器部

132 唇部

133 緊固環(huán)

200 殼體

300 軸

t 壁厚

具體實(shí)施方式

下面參照附圖并根據(jù)實(shí)施例例示地對(duì)用于實(shí)施該發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但如無(wú)特別聲明，本發(fā)明的范圍并非限定于記載在本實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對(duì)位置等。

(實(shí)施例)

參照?qǐng)D1～圖6對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所涉及的密封裝置進(jìn)行說(shuō)明。此外，在以下所示的實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)向裝置防塵圈作為密封裝置的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。而且，與上述常規(guī)例同樣，轉(zhuǎn)向裝置防塵圈用于密封具有軸孔的殼體與被構(gòu)成為插入所述軸孔的軸之間的環(huán)狀間隙。并且，與上述常規(guī)例同樣，軸被構(gòu)成為相對(duì)于殼體旋轉(zhuǎn)且擺動(dòng)(相對(duì)于殼體偏心)。此外，在圖1中，圖中的密封裝置的上側(cè)為駕駛座側(cè)，下側(cè)則為發(fā)動(dòng)機(jī)室側(cè)。

<密封裝置的整體結(jié)構(gòu)>

尤其參照?qǐng)D1對(duì)本實(shí)施方式所涉及的密封裝置100的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。密封裝置100的作用為用于密封具有軸孔的殼體200與被構(gòu)成為插入所述軸孔并相對(duì)于殼體200旋轉(zhuǎn)以及偏心的軸300之間的環(huán)狀間隙。在圖1中，殼體200和軸300用點(diǎn)線表示。而且，圖1表示密封裝置100配置在上述環(huán)狀間隙之前的狀態(tài)，即表示未受到外力的狀態(tài)。

本實(shí)施例所涉及的密封裝置100包括：固定在殼體200的軸孔內(nèi)周側(cè)的固定部110、自該固定部110朝向軸300的表面以波紋管狀延伸的薄壁波紋管部120和設(shè)置在波紋管部120的徑向內(nèi)側(cè)的密封部130。該密封部130包括：被構(gòu)成為與軸300的外周表面可滑動(dòng)的緩沖器部131和唇部132。固定部110包括：金屬制成的加強(qiáng)環(huán)111和設(shè)置在該加強(qiáng)環(huán)111內(nèi)側(cè)的外周彈性體部112。而且，在密封部130的外周上設(shè)置有金屬制成的緊固環(huán)133。該緊固環(huán)133抑制密封部130離開(kāi)軸300的外周面。此外，除去加強(qiáng)環(huán)111和緊固環(huán)133以外，密封裝置100中的外周彈性體部112、波紋管部120、緩沖器部131和唇部132由橡膠等彈性體構(gòu)成。

密封部130中的緩沖器部131被構(gòu)成為壁厚較厚以提高剛性，因此即使當(dāng)軸300運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)或偏心)時(shí)也不太變形。由此，壁厚較薄的唇部132也不太變形而與軸表面以穩(wěn)定的狀態(tài)接觸。并且，如上所述，緊固環(huán)133更為可靠地抑制唇部132離開(kāi)軸300。而且，當(dāng)軸300偏心時(shí)，在該緩沖器部131緊貼軸300的狀態(tài)下，緩沖器部131自身不變形而波紋管部120發(fā)生變形。此時(shí)，如上所述，由于唇部132也與軸表面以穩(wěn)定的狀態(tài)接觸，從而維持密封性能。

<波紋管部的細(xì)節(jié)>

尤其參照?qǐng)D1和圖2更為詳細(xì)地對(duì)波紋管部120進(jìn)行說(shuō)明。此外，圖2表示將本實(shí)施例所涉及的密封裝置100中的波紋管部120沿周向剖切后的剖面圖的一部分。設(shè)置波紋管部120用于發(fā)揮偏心跟隨性能，以便即使軸300偏心也維持密封部130的密封性能。為此，該波紋管部120被構(gòu)成為壁厚較薄且從固定部110朝向軸表面以波紋狀延伸。因此，不僅本身在徑向上具有容易變形而且在周向上也具有剛性較低且容易變形的性質(zhì)。當(dāng)周向上剛性較低時(shí)，如常規(guī)例所述，當(dāng)軸300成為偏心且旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生因波紋管部120局部扭曲而導(dǎo)致破損或破裂的問(wèn)題。因此，本實(shí)施例采用以下所述的結(jié)構(gòu)以抑制波紋管部120局部扭曲。

在本實(shí)施例所涉及的波紋管部120的一側(cè)表面上沿周向交替形成有自徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的凸部121和自徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的凹部122。并且，在波紋管部120的另一側(cè)表面且在設(shè)置于一側(cè)表面的各凸部121的反面?zhèn)确謩e形成有凹部123，在設(shè)置于一側(cè)表面的各凹部122的反面?zhèn)确謩e形成有凸部124。

而且，波紋管部120被構(gòu)成為在整個(gè)周向上壁厚t大致相等。如圖2所示，在設(shè)計(jì)上，設(shè)置有凸部121和凹部123部分的壁厚t、設(shè)置有凹部122和凸部124部分的壁厚t、設(shè)置有用于連接凸部121與凹部122的部分125和用于連接凹部123與凸部124的部分126部分的壁厚t均被設(shè)計(jì)成相等。此外，凸部121和用于連接凸部121與凹部122的部分125由彎曲面連接，凹部122和用于連接凸部121與凹部122的部分125也由彎曲面連接。同樣，凹部123和用于連接凹部123與凸部124的部分126也由彎曲面連接，凸部124和用于連接凹部123與凸部124的部分126也由彎曲面連接。因此，通過(guò)用彎曲面構(gòu)成用于連接各部的部分，抑制應(yīng)力集中。

而且，在本實(shí)施例的密封裝置100中，設(shè)置在波紋管部120一側(cè)表面上的各凸部121、凹部122和設(shè)置在另一側(cè)表面上的各凹部123、凸部124被設(shè)計(jì)成均從波紋管部120中的徑向外側(cè)的端部朝向徑向內(nèi)側(cè)的端部延伸。對(duì)這些凸部121、凹部122、凹部123和凸部124的數(shù)目以及周向的寬度并無(wú)特別限定，可以根據(jù)使用條件而適當(dāng)設(shè)定。例如，可以采用圖3所示的波紋管部120a、圖4所示的波紋管部120b、圖5所示的波紋管部120c、圖6所示的波紋管部120d等各種結(jié)構(gòu)。此外，圖3～圖6僅表示密封裝置中的波紋管部一部分的立體圖。

<本實(shí)施例的密封裝置的優(yōu)點(diǎn)>

按照本實(shí)施例的密封裝置100，通過(guò)分別設(shè)置于波紋管部120中的一側(cè)表面和另一側(cè)表面的凸部121、124和凹部122、123，波紋管部120在周向上成為波紋形狀。由此，本實(shí)施例的波紋管部120在周向上也具有易于伸縮的特性。由此，即使在軸300偏心且旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也能夠抑制波紋管部120局部扭曲。也就是說(shuō)，如背景技術(shù)中參照的圖8所示，在垂直于波紋管部中的軸偏心方向的方向上的部分發(fā)生扭曲。這被認(rèn)為原因在于該部分在周向上成為被強(qiáng)力拉伸狀態(tài)而導(dǎo)致應(yīng)力集中。按照本實(shí)施例所涉及的密封裝置100，如上所述，由于波紋管部120在周向上也具有易于伸縮的特性，因而能夠抑制波紋管部120局部扭曲。并且，由于波紋管部在整個(gè)周長(zhǎng)上壁厚大致相等，因此不會(huì)導(dǎo)致局部強(qiáng)度降低。綜上所述，能夠抑制應(yīng)力集中于波紋管部。

(其他)

上述實(shí)施例表示設(shè)置于波紋管部120一側(cè)表面的各凸部121、凹部122和設(shè)置在另一側(cè)表面的各凹部123、凸部124被設(shè)置成均自波紋管部120中的徑向外側(cè)的端部朝向徑向內(nèi)側(cè)的端部延伸。但是，也可以采用下述結(jié)構(gòu)，即，僅將這些凸部和凹部設(shè)置在波紋管部120中的容易產(chǎn)生扭曲的范圍而不設(shè)置在難以產(chǎn)生扭曲的部分。

并且，盡管在上述的實(shí)施例示出了作為密封裝置一個(gè)示例的轉(zhuǎn)向裝置防塵圈，但本發(fā)明可適用于軸旋轉(zhuǎn)且偏心的各種裝置中的密封裝置。