專(zhuān)利名稱(chēng)：密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置在機(jī)床和/或施工機(jī)械等各種機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部的密封裝置，特別涉及，高流體壓力進(jìn)行作用、并且以低轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的密封性?xún)?yōu)良的密封裝置。
背景技術(shù)：
近年以來(lái)，在機(jī)床等領(lǐng)域中，從提高工作效率的觀 點(diǎn)來(lái)看要求提高由油壓等流體壓力驅(qū)動(dòng)的部分的動(dòng)作速度，另一方面，從提高機(jī)械效率的觀點(diǎn)來(lái)看，要求防止流體的泄露以及旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。在如此的情況下，提出了各種高流體壓力進(jìn)行作用、并且以低轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的提高了密封性的密封裝置。作為其一個(gè)例子，有下述密封裝置如圖2(A)所示，為了密封在相互同軸地相對(duì)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個(gè)部件11、12間形成的環(huán)狀間隙S，在沿著周向形成于第一部件(外側(cè)部件)11的軸孔Ila的內(nèi)表面部的密封用環(huán)狀槽13，安裝O形圈(墊環(huán))14和嵌合在其內(nèi)側(cè)的密封圈15，并且，在密封圈15的與第二部件(內(nèi)側(cè)部件)12相對(duì)滑動(dòng)的滑動(dòng)面的軸方向(液體壓力P作用的方向)兩側(cè)，形成傾斜面15a、15b。該密封裝置，如圖2(B)所示，在施加了液體壓力P時(shí)，通過(guò)流體進(jìn)入與工作流體接觸側(cè)(反壓力側(cè))的傾斜面15a和第二部件12之間，減少密封圈15的與第二部件12的接觸面積，密封圈15與第二部件12的摩擦阻力變小，如此同時(shí)實(shí)現(xiàn)高密封性能和旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)[專(zhuān)利文獻(xiàn)I]特表2005-504237號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明解決的問(wèn)題但是，所述現(xiàn)有的密封裝置因?yàn)槭褂肙形圈作為墊環(huán)14，所以墊環(huán)14和密封用環(huán)狀槽13的底面13a的接觸不完全。在高流體壓力P起作用時(shí)，因?yàn)榕c工作流體接觸側(cè)的墊環(huán)14和密封用環(huán)狀槽13的底面13a間的空間擴(kuò)大，兩者的接觸更為不完全。其結(jié)果是，有時(shí)墊環(huán)14的彈性恢復(fù)力無(wú)法作為向第二部件12側(cè)對(duì)密封圈15施力的按壓力有效地發(fā)揮作用，存在密封性能變得不穩(wěn)定的問(wèn)題。作為本發(fā)明要解決的問(wèn)題，是提供一種密封裝置，其即使是在高流體壓力進(jìn)行作用時(shí)，也能夠發(fā)揮一直穩(wěn)定的高密封性能，并且實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明涉及的密封裝置，是密封在相互同軸地相對(duì)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個(gè)部件間形成的環(huán)狀間隙的密封裝置，其特征在于所述密封裝置具有與密封用環(huán)狀槽的底面接觸而設(shè)置的墊環(huán)，所述密封用環(huán)狀槽在一個(gè)部件沿著周向形成且為剖面矩形狀，和密封圈，其設(shè)置于所述密封用環(huán)狀槽的開(kāi)口側(cè)，被所述墊環(huán)按壓，與另一個(gè)部件在整個(gè)周長(zhǎng)滑動(dòng)接觸而相對(duì)地旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)；所述墊環(huán)的與所述底面接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與所述密封圈接觸的面是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面，所述密封圈的與所述墊環(huán)接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與所述另一個(gè)部件接觸的接觸面是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面。相互同軸地相對(duì)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個(gè)部件的代表，是軸和殼體。在殼體設(shè)置密封用環(huán)狀槽的情況下，密封圈被安裝在墊環(huán)內(nèi)周側(cè)，受到墊環(huán)的直徑方向向內(nèi)的按壓力而在軸(的外周面)滑動(dòng)。相反的，在軸設(shè)置密封用環(huán)狀槽的情況下，密封圈被安裝在墊環(huán)外周側(cè)，受到墊環(huán)的直徑方向向外的按壓力而在殼體(的內(nèi)周面)滑動(dòng)。 工作流體壓力作用在如上所述構(gòu)成的密封裝置時(shí)，向在一個(gè)部件形成的密封用環(huán)狀槽的反壓力側(cè)，也就是不與工作流體接觸側(cè)的側(cè)面，按壓墊環(huán)以及密封圈。并且，墊環(huán)由于工作流體壓力受到彈性壓縮，利用其彈性恢復(fù)力將密封圈向另一個(gè)部件側(cè)按壓。對(duì)于密封圈而言，因?yàn)槠渑c墊環(huán)接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與另一個(gè)部件接觸的接觸面是在軸向具有一定的曲率的圓環(huán)狀的凸曲面，所以受到工作流體壓力和墊環(huán)的按壓力而傾斜，以下述姿勢(shì)穩(wěn)定，即，使其反壓力側(cè)的端面與密封用環(huán)狀槽的反壓力側(cè)的側(cè)面進(jìn)行面接觸，并且，使其內(nèi)周面的反壓力側(cè)部分與另一個(gè)部件進(jìn)行面接觸。并且，由于工作流體壓力作用在密封圈的內(nèi)周面的工作流體所接觸的部分，該部分與另一個(gè)部件之間的空間擴(kuò)大，密封圈與另一個(gè)部件的接觸面積減小。其結(jié)果是，因?yàn)閴|環(huán)的按壓力集中作用于密封圈的與另一個(gè)部件接觸的部分，故而能夠確保高密封性能，因?yàn)槊芊馊εc另一個(gè)部件的摩擦阻力變小，故而能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。通過(guò)墊環(huán)的與密封用環(huán)狀槽的底面接觸的接觸面是圓柱形狀的面，即使在高工作流體壓力作用時(shí)，在墊環(huán)與密封用環(huán)狀槽的底面之間也沒(méi)有工作流體所進(jìn)入的余地，從而保持墊環(huán)的與密封用環(huán)狀槽的底面接觸的接觸面全部與密封用環(huán)狀槽的底面一直接觸的狀態(tài)。也就是說(shuō)，因?yàn)槊芊庥铆h(huán)狀槽的底面、和墊環(huán)的與該底面接觸的接觸面都是圓柱形狀，所以在兩個(gè)面間不產(chǎn)生間隙。因此，使墊環(huán)的彈性恢復(fù)力一直有效地作為向另一個(gè)部件側(cè)對(duì)密封圈施力的按壓力發(fā)揮作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一直穩(wěn)定的密封性能。在本發(fā)明的密封裝置中，優(yōu)選的是，所述墊環(huán)是橡膠制的D形圈，所述密封圈是包含聚乙烯或聚酰胺的樹(shù)脂制圈。通過(guò)使用橡膠制的D形圈作為墊環(huán)，能夠使橡膠彈性所得的適度的按壓力作用于密封圈，并且，使密封圈傾斜。通過(guò)使用包含聚乙烯或聚酰胺的樹(shù)脂制圈作為密封圈，能夠盡可能減小由于兩個(gè)圈之間的摩擦所引起的橡膠制的D形圈的摩損，并且，能夠確保密封圈對(duì)抗高流體壓力的耐久性以及與另一個(gè)部件之間的滑動(dòng)性。本發(fā)明的密封裝置中，優(yōu)選所述密封圈的端面具有按照下述方式傾斜的錐面，即，越接近所述密封用環(huán)狀槽的底面，與所述密封用環(huán)狀槽的側(cè)面的間隔越大。根據(jù)如此的結(jié)構(gòu)，在密封圈受到工作流體壓力和墊環(huán)的按壓力而傾斜時(shí)，因?yàn)槊芊馊Φ姆磯毫?cè)的端面與密封用環(huán)狀槽的反壓力側(cè)的側(cè)面進(jìn)行良好的面接觸，所以能夠?qū)崿F(xiàn)更穩(wěn)定的密封性能。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的密封裝置，即使在高流體壓力進(jìn)行作用時(shí)，也能夠使墊環(huán)的彈性恢復(fù)力一直有效地作為對(duì)密封圈施力的按壓力發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)一直穩(wěn)定的密封性能，并能減小密封圈的摩擦阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。


圖I是舉例表示本發(fā)明的密封裝置的實(shí)施方式的部分剖面圖，(A)表示流體壓力不作用時(shí)的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)，(B)表示流體壓力作用時(shí)的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)。
圖2是舉例表示現(xiàn)有的密封裝置的部分剖面圖，(A)表示流體壓力不作用時(shí)的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)，(B)表示流體壓力作用時(shí)的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)的方式進(jìn)行說(shuō)明。此實(shí)施方式的密封裝置應(yīng)用于油壓機(jī)床等的旋轉(zhuǎn)部，如圖I(A)所示，容許兩部件1、2的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并且，密封在殼體(一個(gè)部件)I和在殼體I的軸孔Ia插通的圓柱狀軸(另一個(gè)部件)2之間形成的環(huán)狀間隙S。該密封裝置具有D形圈(墊環(huán))3和密封圈4。兩個(gè)圈3、4安裝于在軸孔Ia內(nèi)表面部沿著周向形成的剖面矩形狀的密封用環(huán)狀槽5內(nèi)。D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的底面5a接觸而設(shè)置。D形圈3是具有大致D字形狀的剖面形狀的橡膠制的密封部件，其外周面3a是與密封用環(huán)狀槽5的底面5a相同的圓柱形狀的面，并且，其內(nèi)周面3b是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面。密封圈4是包含聚乙烯或聚酰胺的樹(shù)脂制的密封部件，其外周面4a是圓柱形狀的面，并且，其內(nèi)周面4b是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面。密封圈4的內(nèi)周面4b的軸向的曲率被選定為比D形圈3的內(nèi)周面3b的軸向的曲率還小。密封圈4在墊環(huán)3的內(nèi)周面3b在整個(gè)周長(zhǎng)被緊密嵌合而設(shè)置，在軸2的外周面整個(gè)周長(zhǎng)緊密壓接，并且，相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。D形圈3的內(nèi)徑尺寸與密封圈4的外徑尺寸大致相等，D形圈3和密封圈4以相互緊貼的狀態(tài)被安裝在密封用環(huán)狀槽5內(nèi)。D形圈3在安裝時(shí)被夾在密封圈4和密封用環(huán)狀槽5的底面5a之間，在徑向方向被壓縮。該D形圈3的彈性恢復(fù)力作為向軸2側(cè)對(duì)密封圈4施力的按壓力工作。并且，在密封圈4的兩端面部形成傾斜的錐面4c、4d，使得越是接近密封用環(huán)狀槽5的底面5a，與槽5的側(cè)面5b的間隔越是擴(kuò)大。在如上所述構(gòu)成的密封裝置中，如圖I(B)所示，油壓P作用時(shí)，向密封用環(huán)狀槽5的反壓力側(cè)的側(cè)面5b按壓D形圈3以及密封圈4。并且，D形圈3由于油壓P受到彈性壓縮，由其彈性恢復(fù)力向軸2側(cè)按壓密封圈4。對(duì)于密封圈4而言，因?yàn)槠渫庵苊?a是圓柱形狀的面，相對(duì)于此，其內(nèi)周面4b是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面，所以受到油壓P和D形圈3的按壓力而傾斜，以下述姿勢(shì)穩(wěn)定，即，使其反壓力側(cè)的錐面4c全部與密封用環(huán)狀槽5的反壓力側(cè)的側(cè)面5b進(jìn)行面接觸。通過(guò)與軸2接觸的密封圈4的內(nèi)周面4b形成為在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面，選定其曲率為比D形圈3的內(nèi)周面3b的軸向的曲率還小，從而密封圈4受到油壓P和D形圈3的按壓力而能夠無(wú)階段平滑地向穩(wěn)定姿勢(shì)傾斜。并且，通過(guò)油壓P作用在密封圈4的內(nèi)周面4b的工作油所接觸的部分4bl，該部分4bl和軸2之間的空間擴(kuò)大，密封圈4和軸2的接觸面積變小。其結(jié)果是，因?yàn)镈形圈3的按壓力集中作用于密封圈4的與軸2接觸的部分4b2，所以能夠確保高密封性能，并且因?yàn)槊芊馊?與軸2的摩擦阻力變小，從而能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。并且，通過(guò)D形圈3的外周面3a是圓柱形狀的面，即使是油壓P作用時(shí)，在D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的底面5a間沒(méi)有工作油所進(jìn)入的余地，能保持D形圈3的外周面3a全部與密封用環(huán)狀槽5的底面5a —直接觸的狀態(tài)。因此，使D形圈3的彈性恢復(fù)力一直有效作為向軸2側(cè)對(duì)密封圈4施力的按壓力發(fā)揮作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一直穩(wěn)定的密封性能。并且，油壓P作用時(shí)，因?yàn)镈形圈3的反壓力側(cè)的端面3c與密封用環(huán)狀槽5的反壓力側(cè)的側(cè)面5b在整個(gè)周長(zhǎng)進(jìn)行面接觸，所以D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的摩擦力增大。如此，由于與密封圈4的周向的摩擦力，能夠防止D形圈3對(duì)于殼體I旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。并且，通過(guò)使用包含聚乙烯或聚酰胺的樹(shù)脂制圈作為密封圈4，能夠盡可能減小由 于兩個(gè)圈3、4間的摩擦所引起的橡膠制D形圈3的摩損，并且，能夠確保密封圈4對(duì)抗高流體壓力的耐久性以及對(duì)軸2的滑動(dòng)性。并且，密封圈4的兩個(gè)端面是錐面4c、4d，不管油壓P從軸向的哪一側(cè)作用，都能夠起到所述作用效果。如此，即使是對(duì)于在工作中油壓P的作用方向發(fā)生切換的油壓機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部，也能夠合適的使用該密封裝置。并且，本發(fā)明的技術(shù)范圍沒(méi)有被限定為所述實(shí)施方式。例如，雖然在所述實(shí)施方式中，在密封圈4的兩個(gè)端面部形成錐面4c、4d，但是，也可以?xún)H僅在反壓力側(cè)的端面部設(shè)置錐面。并且，雖然在所述實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了下述結(jié)構(gòu)在設(shè)置于殼體(一個(gè)部件)1的軸孔Ia的密封用環(huán)狀槽5安裝D形圈3和密封圈4，使密封圈4與軸(另一個(gè)部件)2接觸，但是，本發(fā)明也能夠合適的用于下述結(jié)構(gòu)在設(shè)置于軸(一個(gè)部件)2的密封用環(huán)狀槽安裝D形圈和密封圈，使密封圈與殼體(另一個(gè)部件)I的軸孔Ia接觸。符號(hào)說(shuō)明I 殼體Ia 軸孔2 軸3 墊環(huán)3a外周面(與密封用環(huán)狀槽的底面接觸的接觸面)3b內(nèi)周面(與密封圈接觸的接觸面)4密封圈4a外周面(與墊環(huán)接觸的接觸面)4b內(nèi)周面(與軸接觸的接觸面)4c、4d 錐面5密封用環(huán)狀槽5a 底面S 間隙
權(quán)利要求
1.一種密封裝置，是密封在相互同軸地相對(duì)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個(gè)部件間形成的環(huán)狀間隙的密封裝置，其特征在于 所述密封裝置具有 與密封用環(huán)狀槽的底面接觸而設(shè)置的墊環(huán)，所述密封用環(huán)狀槽在一個(gè)部件沿著周向形成且為剖面矩形狀， 和密封圈，其設(shè)置于所述密封用環(huán)狀槽的開(kāi)口側(cè)，被所述墊環(huán)按壓，與另一個(gè)部件在整個(gè)周長(zhǎng)滑動(dòng)接觸而相對(duì)地旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)； 所述墊環(huán)的與所述底面接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與所述密封圈接觸的面是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面， 所述密封圈的與所述墊環(huán)接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與所述另一個(gè)部件接 觸的接觸面是在軸向具有一定曲率的圓環(huán)狀的凸曲面。
2.如權(quán)利要求I所述的密封裝置，其中， 所述墊環(huán)是橡膠制的D形圈， 所述密封圈是包含聚乙烯或聚酰胺的樹(shù)脂制圈。
3.如權(quán)利要求I或者權(quán)利要求2所述的密封裝置，其中， 所述密封圈的端面具有按照下述方式傾斜的錐面，即，越接近所述密封用環(huán)狀槽的底面，與所述密封用環(huán)狀槽的側(cè)面的間隔越大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密封裝置，其即使在高流體壓力進(jìn)行作用時(shí)，也能夠發(fā)揮一直穩(wěn)定的高密封性能，并且實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。密封圈4受到油壓P和D形圈3的按壓力而傾斜，并以下述姿勢(shì)穩(wěn)定，即，使反壓力側(cè)的錐面4c全部與密封用環(huán)狀槽5的反壓力側(cè)的側(cè)面5b進(jìn)行面接觸。通過(guò)油壓P作用在密封圈4的內(nèi)周面4b的工作油所接觸的部分4b1，該部分4b1和軸2之間的空間擴(kuò)大，密封圈4和軸2的接觸面積變小。如此，能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。并且，因?yàn)镈形圈3的外周面3a是圓柱形狀的面，因此即使是油壓P作用時(shí)，在D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的底面5a之間沒(méi)有工作油所進(jìn)入的余地，能夠保持D形圈3的外周面3a全部與密封用環(huán)狀槽5的底面5a一直接觸的狀態(tài)，所以發(fā)揮一直穩(wěn)定的密封性能。
文檔編號(hào)F16J15/18GK102782376SQ20118000783
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者上瀧直弘 申請(qǐng)人:Nok株式會(huì)社