本發(fā)明涉及用于密封兩個部件之間的間隙的密封圈以及密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在裝載于混合動力汽車(HV)、電動汽車(EV)、燃料電池車(FCV)等的變頻器或變換器中，在殼體本體與蓋體之間設(shè)置有用于防水的密封圈。即，通過在設(shè)置于這些殼體本體和蓋體中一方部件的環(huán)狀安裝槽中安裝密封圈，并且使密封圈緊貼安裝槽的槽底面和另一部件的端面，密封殼體本體與蓋體之間的間隙。而且，這些殼體本體或者蓋體大多由鋁壓鑄件構(gòu)成。通常，鋁壓鑄件的尺寸精度不太高。在這種情況下，通過將密封圈的剖面形狀形成為縱向比橫向長，即使密封圈的壓縮量的誤差變得比較大，也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮密封性能。

如上所述，當(dāng)密封圈的剖面形狀為縱向比橫向長時，具有內(nèi)壓(密封對象流體的壓力)容易使之在安裝槽內(nèi)傾倒的缺點。為此，通常會沿著安裝槽外周一側(cè)的側(cè)壁面安裝密封圈。參照圖7對該現(xiàn)有例的密封結(jié)構(gòu)進行說明。圖7為表示現(xiàn)有例的密封圈安裝于安裝槽時的俯視圖。

如圖所示，密封圈500安裝在環(huán)狀的安裝槽210中，其中，所述安裝槽210設(shè)置在兩個部件(例如，殼體本體和蓋體)之中的一部件(第一部件200)上。此時，沿著安裝槽210的外周一側(cè)的側(cè)壁面212安裝密封圈500。由此，密封圈500的外周面530與安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212成為緊貼狀態(tài)。通過這種方式安裝密封圈500，即使在受到內(nèi)壓的情況下，也抑制密封圈500在安裝槽210內(nèi)傾倒。

但是，用于上述變頻器或變換器的密封圈500的使用環(huán)境溫度會達到最高100℃。在這種環(huán)境下，熱會使密封圈500和第一部件200膨脹。這里，由于密封圈500和一部件200的材料不同(例如前者為橡膠而后者為鋁)，其線膨脹系數(shù)的不同會使膨脹量不同。也就是說，密封圈500的膨脹量會大于第一部件200的膨脹量。因此，在使用環(huán)境的最高溫度環(huán)境下，密封圈500外周面的周長會大于安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212的周長。如圖8所示，由此，在安裝槽210內(nèi)，密封圈500呈蛇形彎曲狀態(tài)，可能會使密封性能不穩(wěn)定。此外，圖8為表示常規(guī)例的密封圈在高溫時的安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。而且，為了便于說明，在圖7和圖8中放大表示密封圈500和安裝槽210側(cè)壁面之間的間隙。

專利文獻1：日本特開2010-178537號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供即使在使用環(huán)境為高溫的條件下也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮密封性能的密封圈和密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為解決上述課題而采用了以下手段。

即，本發(fā)明的密封圈被安裝在設(shè)置于兩個部件中的一部件上的環(huán)狀安裝槽中，并分別緊貼該安裝槽的槽底面和所述兩個部件中的另一部件的端面，密封所述兩個部件之間的間隙，其特征在于，

被設(shè)計成在使用環(huán)境的最高溫度環(huán)境下，密封圈的外周面的周長為所述安裝槽的外周一側(cè)的側(cè)壁面的周長以下。

而且，本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)具備：兩個部件，其相互固定；密封圈，被安裝在設(shè)置于兩個部件中的一部件上的環(huán)狀安裝槽中，并分別緊貼該安裝槽的槽底面和所述兩個部件中的另一部件的端面，密封所述兩個部件之間的間隙，其特征在于，被設(shè)計成在使用環(huán)境的最高溫度環(huán)境下，密封圈的外周面的周長為所述安裝槽的外周一側(cè)的側(cè)壁面的周長以下。

這里，本發(fā)明中的“使用環(huán)境的最高溫度”是指安裝有密封圈的設(shè)備在工作時密封圈所處的環(huán)境溫度的最大值。

按照本發(fā)明，即使在使用環(huán)境的最高溫度環(huán)境下，密封圈和一方部件受熱膨脹，也可以使密封圈的外周面的周長為安裝槽外周側(cè)的側(cè)壁面的周長以下。從而能夠抑制密封圈在安裝槽內(nèi)蛇形彎曲。

而且，本發(fā)明的密封圈也可以被設(shè)計成在使用環(huán)境的最高溫度環(huán)境下，密封圈的外周面的周長相對于所述安裝槽的外周一側(cè)的側(cè)壁面的周長為98％以上99以下。

通過這種方式，不僅能夠抑制密封圈在安裝槽內(nèi)蛇形彎曲，而且能夠抑制內(nèi)壓使密封圈在安裝槽內(nèi)傾倒。

如以上說明，即使在使用環(huán)境為高溫的條件下，本發(fā)明也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮密封性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的密封圈的俯視圖。

圖2為本發(fā)明實施例的密封圈的示意剖面圖。

圖3為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在使用時狀態(tài)的示意剖面圖。

圖4為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在室溫時的安裝槽內(nèi)的狀態(tài)。

圖5為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在高溫時的安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。

圖6為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在高溫時的安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。

圖7為用于表示現(xiàn)有例的密封圈安裝在安裝槽中狀態(tài)的俯視圖。

圖8為表示密封圈在高溫時在安裝槽內(nèi)的狀態(tài)的圖。

符號的說明

100、100a 密封圈

110、120 端面

130、130a 外周面

200、200a 第一部件

210、210a 安裝槽

211 槽底面

212、212a 側(cè)壁面

300 第二部件

310 端面

具體實施方式

下面參照附圖并根據(jù)實施例以示例詳細地對本發(fā)明的實施方式進行說明。如無特別記載，記載在本實施例中的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀以及其相對位置等并非將本發(fā)明的范圍限定于此。

(實施例)

參照圖1～圖5對本發(fā)明實施例的密封圈和密封結(jié)構(gòu)進行說明。圖1為本發(fā)明實施例的密封圈的俯視圖。圖2為本發(fā)明實施例的密封圈的示意剖面圖且為圖1中的A-A剖面圖。圖3為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在使用時狀態(tài)的示意剖面圖。圖4為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在室溫時的安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。圖5為表示本發(fā)明實施例的密封圈在高溫時在安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。此外，在圖4和圖5中，用俯視觀察的圖表示安裝槽210內(nèi)的密封圈100狀態(tài)。而且，在圖4和圖5中的第一部件200(一部件)中，省略安裝槽210以外的結(jié)構(gòu)并簡略表示。

〈密封圈〉

尤其參照圖1和圖2對本實施例的密封圈100的結(jié)構(gòu)進行說明。本實施例的密封圈100為平面形狀呈大致矩形的環(huán)狀部件。而且，該密封圈100由合成橡膠或熱塑性彈性體等彈性材料構(gòu)成。并且，該密封圈100被構(gòu)成為剖面形狀為縱向比橫向長。即，其被構(gòu)成為密封圈100的高度(自一側(cè)端面110至另一側(cè)端面120的距離)H大于密封圈100的寬度W。更為具體而言，其被設(shè)計成H/W為2以上4以下。例如，其不僅被設(shè)計成高度H為4mm以上7mm以下的范圍，寬度W為1.5mm以上3mm以下的范圍，而且優(yōu)選其被設(shè)計成H/W為2以上4以下。

〈密封結(jié)構(gòu)〉

尤其參照圖3對本實施例的密封結(jié)構(gòu)進行說明。本實施例的密封結(jié)構(gòu)具備相互固定的兩個部件。下面將兩個部件中的一部件稱為“第一部件200”，將兩個部件中的另一部件稱為“第二部件300”。此外，這些部件的具體例子可以包括搭載于HV、EV、FCV等變頻器或變換器的殼體本體(第一部件200)和蓋體(第二部件300)。

在第一部件200上設(shè)置有環(huán)狀安裝槽210。該安裝槽210的平面形狀為密封圈100的平面形狀的相似形狀(參照圖4和圖5)，安裝槽210的剖面形狀為矩形。在該安裝槽210中安裝有密封圈100。而且，密封圈100的一側(cè)端面110緊貼安裝槽210的槽底面211，另一側(cè)端面120緊貼第二部件300的端面310。通過這種方式，密封圈100密封第一部件200與第二部件300之間的間隙。這里，當(dāng)?shù)谝徊考?00和第二部件300由鋁壓鑄件構(gòu)成時，這些鋁壓鑄件的尺寸精度不高。但是，如上所述，由于本實施例的密封圈100的剖面形狀為縱向比橫向長，即使密封圈100的壓縮量的誤差變得比較大，也能夠穩(wěn)定地發(fā)揮密封性能。

〈密封圈與安裝槽的尺寸關(guān)系〉

尤其參照圖4和圖5對本實施例的密封圈100與安裝槽210的尺寸關(guān)系進行說明。圖4和圖5用俯視圖表示密封圈100安裝在安裝槽210中時的狀態(tài)，圖4表示室溫時的狀態(tài)，圖5表示高溫時(使用環(huán)境的最高溫度時)的狀態(tài)。此外，為了說明的方便，在圖4和圖5中放大表示密封圈100與安裝槽210的側(cè)壁面之間的間隙。

在室溫(25℃)時，密封圈100的內(nèi)周面和外周面130在安裝槽210內(nèi)周一側(cè)的側(cè)壁面和外周一側(cè)的側(cè)壁面212之間分別形成有間隙(參照圖4)。與之相反，在高溫時，密封圈100的外周面130與安裝槽210的外周一側(cè)的側(cè)壁面212接觸(參照圖5)。因此，在本實施例中，密封圈100被設(shè)計成在室溫時，密封圈100的外周面130不與安裝槽210的外周一側(cè)的側(cè)壁面212接觸，而在高溫時則與安裝槽210的外周一側(cè)的側(cè)壁面212接觸。這一點將在下面詳細地進行說明。此外，在本實施例中，“使用環(huán)境的最高溫度”是指安裝有密封圈的設(shè)備在工作時密封圈所處的環(huán)境溫度的最大值。并且，為了便于說明，適當(dāng)?shù)貙ⅰ笆覝亍狈Q為“室溫T(RT)”，將“使用環(huán)境的最高溫度”稱為“最大環(huán)境溫度T(MAX)”。

在本實施例中被設(shè)計成，最大環(huán)境溫度T(MAX)狀態(tài)的密封圈100的外周面的周長L1(MAX)為最大環(huán)境溫度T(MAX)狀態(tài)的安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212的周長L2(MAX)以下。這里，當(dāng)將室溫T(RT)狀態(tài)的密封圈100的外周面的周長設(shè)定為L1(RT)，將密封圈100的線膨脹系數(shù)設(shè)定為α1時，則

L1(MAX)＝L1(RT)×{1+α1(T(MAX)﹣T(RT))}

當(dāng)將室溫T(RT)狀態(tài)的安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212的周長設(shè)定為L2(RT)，將第一部件200的線膨脹系數(shù)設(shè)定為α2時，則

L2(MAX)＝L2(RT)×{1+α2(T(MAX)﹣T(RT))}

此外，可以將室溫T(RT)設(shè)定為25℃。而且當(dāng)密封圈100用于裝載在HV、EV、FCV等的變頻器或變換器中時，密封圈100所處的環(huán)境溫度的最大值約為100℃。因此，例如可以在上述公式中將T(MAX)設(shè)定為100℃。

這里，當(dāng)受到內(nèi)壓(密封對象流體的壓力)時，為了更可靠地抑制密封圈100在安裝槽210內(nèi)傾倒，最好密封圈100的外周面130緊貼安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212。因此，最好滿足L1(MAX)＝L2(MAX)。但是現(xiàn)實中考慮到各種部件的尺寸誤差等，優(yōu)選設(shè)計成滿足

98[％]≦L1(MAX)÷L2(MAX)×100≦99[％]

〈本實施例的密封圈和密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)點〉

根據(jù)本實施例，在最大環(huán)境溫度T(MAX)的環(huán)境下，即使熱使得密封圈100和第一部件200成為膨脹狀態(tài)，密封圈100的外周面的周長L1(MAX)也會為安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212的周長L2(MAX)以下。從而能夠抑制密封圈100在安裝槽210內(nèi)蛇行變形。

并且，在本實施例中設(shè)計成在最大環(huán)境溫度T(MAX)的環(huán)境下，密封圈100的外周面的周長L1(MAX)相對于安裝槽210外周一側(cè)的側(cè)壁面212的周長L2(MAX)為98％以上99％以下。通過這種方式，不僅能夠抑制密封圈100在安裝槽210內(nèi)蛇行變形，而且能夠抑制因內(nèi)壓而使密封圈100在安裝槽210內(nèi)傾倒。

(其他)

在上述實施例中示出了密封圈100和安裝槽210的平面形狀為大致矩形時的結(jié)構(gòu)。但本發(fā)明的密封圈和安裝槽的平面形狀并不限于大致矩形。也就是說，只要密封圈的設(shè)計可行，可以采用各種形狀，以便在室溫時，密封圈的外周面不與安裝槽的外周一側(cè)的側(cè)壁面接觸，而在高溫時則與安裝槽的外周一側(cè)的側(cè)壁面接觸。例如，如圖6所示，可以將密封圈和安裝槽的平面形狀設(shè)定為圓形。圖6為用于表示本發(fā)明實施例的密封圈在高溫時的安裝槽內(nèi)狀態(tài)的圖。

在圖示的變形例中，密封圈100a由平面形狀為圓形的環(huán)狀部件構(gòu)成。此外，密封圈100a的材料和剖面形狀與上述實施例同樣。而且，在第一部件200a設(shè)置有平面形狀為圓形的安裝槽210a。在該實施例中，密封圈100a也被設(shè)計成在室溫時，密封圈100a的外周面130a不與安裝槽210a的外周一側(cè)的側(cè)壁面212a接觸，而在高溫時與安裝槽210a的外周側(cè)的側(cè)壁面212a接觸。圖6表示在高溫環(huán)境下(最大環(huán)境溫度T(MAX)的環(huán)境下)，密封圈100a的外周面130a與安裝槽210a的外周側(cè)的側(cè)壁面212a接觸的狀態(tài)。如所述構(gòu)成的密封圈100a和密封結(jié)構(gòu)能夠取得與上述實施例同樣的效果。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種密封圈，其被安裝在設(shè)置于兩個部件中的一部件上的環(huán)狀安裝槽中，并分別緊貼該安裝槽的槽底面和所述兩個部件中的另一部件的端面，而密封所述兩個部件之間的間隙，其特征在于，

在100℃的環(huán)境下，密封圈的外周面的周長為所述安裝槽外周側(cè)的側(cè)壁面周長以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈，其特征在于，

在100℃的環(huán)境下，所述密封圈的外周面的周長為所述安裝槽外周側(cè)的側(cè)壁面周長的98％以上99％以下。

3.一種密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，具備：

相互固定的兩個部件；

密封圈，其被安裝在設(shè)置于該兩個部件中的一部件上的環(huán)狀安裝槽中，并分別緊貼該安裝槽的槽底面和所述兩個部件中的另一部件的端面，而密封所述兩個部件之間的間隙，

在100℃的環(huán)境下，所述密封圈的外周面的周長為所述安裝槽外周側(cè)的側(cè)壁面周長以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，

在100℃的環(huán)境下，所述密封圈的外周面的周長為所述安裝槽外周側(cè)的側(cè)壁面周長的98％以上99％以下。