專利名稱：密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置在機床和/或施工機械等各種機械的旋轉(zhuǎn)部的密封裝置，特別涉及，高流體壓力進行作用、并且以低轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部的密封性優(yōu)良的密封裝置。
背景技術(shù)：
近年以來，在機床等領(lǐng)域中，從提高工作效率的觀 點來看要求提高由油壓等流體壓力驅(qū)動的部分的動作速度，另一方面，從提高機械效率的觀點來看，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旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個部件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相對滑動的滑動面的軸方向(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，通過流體進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，如此同時實現(xiàn)高密封性能和旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。(例如，參照專利文獻I)現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻[專利文獻I]特表2005-504237號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明解決的問題但是，所述現(xiàn)有的密封裝置因為使用O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，因為與工作流體接觸側(cè)的墊環(huán)14和密封用環(huán)狀槽13的底面13a間的空間擴大，兩者的接觸更為不完全。其結(jié)果是，有時墊環(huán)14的彈性恢復(fù)力無法作為向第二部件12側(cè)對密封圈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)定的問題。作為本發(fā)明要解決的問題，是提供一種密封裝置，其即使是在高流體壓力進行作用時，也能夠發(fā)揮一直穩(wěn)定的高密封性能，并且實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。用于解決問題的技術(shù)方案為了解決所述問題，本發(fā)明涉及的密封裝置，是密封在相互同軸地相對旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個部件間形成的環(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)狀槽的開口側(cè)，被所述墊環(huán)按壓，與另一個部件在整個周長滑動接觸而相對地旋轉(zhuǎn)滑動；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。相互同軸地相對旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個部件的代表，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。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。 工作流體壓力作用在如上所述構(gòu)成的密封裝置時，向在一個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部件側(cè)按壓。對于密封圈而言，因為其與墊環(huán)接觸的接觸面是圓柱形狀的面，并且，與另一個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)面進行面接觸，并且，使其內(nèi)周面的反壓力側(cè)部分與另一個部件進行面接觸。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，該部分與另一個部件之間的空間擴大，密封圈與另一個部件的接觸面積減小。其結(jié)果是，因為墊環(huán)的按壓力集中作用于密封圈的與另一個部件接觸的部分，故而能夠確保高密封性能，因為密封圈與另一個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，在墊環(huán)與密封用環(huán)狀槽的底面之間也沒有工作流體所進入的余地，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，因為密封用環(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部件側(cè)對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脂制圈。通過使用橡膠制的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。通過使用包含聚乙烯或聚酰胺的樹脂制圈作為密封圈，能夠盡可能減小由于兩個圈之間的摩擦所引起的橡膠制的D形圈的摩損，并且，能夠確保密封圈對抗高流體壓力的耐久性以及與另一個部件之間的滑動性。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，因為密封圈的反壓力側(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行作用時，也能夠使墊環(huán)的彈性恢復(fù)力一直有效地作為對密封圈施力的按壓力發(fā)揮作用，實現(xiàn)一直穩(wěn)定的密封性能，并能減小密封圈的摩擦阻力來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部的低轉(zhuǎn)矩化。


圖I是舉例表示本發(fā)明的密封裝置的實施方式的部分剖面圖，(A)表示流體壓力不作用時的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)，(B)表示流體壓力作用時的墊環(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的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)，(B)表示流體壓力作用時的墊環(huán)以及密封圈的狀態(tài)。
具體實施例方式以下，對用于實施本發(fā)明的最優(yōu)的方式進行說明。此實施方式的密封裝置應(yīng)用于油壓機床等的旋轉(zhuǎn)部，如圖I(A)所示，容許兩部件1、2的相對旋轉(zhuǎn)，并且，密封在殼體(一個部件)I和在殼體I的軸孔Ia插通的圓柱狀軸(另一個部件)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在整個周長被緊密嵌合而設(shè)置，在軸2的外周面整個周長緊密壓接，并且，相對旋轉(zhuǎn)滑動。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，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。對于密封圈4而言，因為其外周面4a是圓柱形狀的面，相對于此，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進行面接觸。通過與軸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的按壓力而能夠無階段平滑地向穩(wěn)定姿勢傾斜。并且，通過油壓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之間的空間擴大，密封圈4和軸2的接觸面積變小。其結(jié)果是，因為D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，并且因為密封圈4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，在D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的底面5a間沒有工作油所進入的余地，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，因為D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在整個周長進行面接觸，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對于殼體I旋轉(zhuǎn)滑動。并且，通過使用包含聚乙烯或聚酰胺的樹脂制圈作為密封圈4，能夠盡可能減小由 于兩個圈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對抗高流體壓力的耐久性以及對軸2的滑動性。并且，密封圈4的兩個端面是錐面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，即使是對于在工作中油壓P的作用方向發(fā)生切換的油壓機械的旋轉(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)范圍沒有被限定為所述實施方式。例如，雖然在所述實施方式中，在密封圈4的兩個端面部形成錐面4c、4d，但是，也可以僅僅在反壓力側(cè)的端面部設(shè)置錐面。并且，雖然在所述實施方式中，舉例說明了下述結(jié)構(gòu)在設(shè)置于殼體(一個部件)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(另一個部件)I的軸孔Ia接觸。符號說明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旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外兩個部件間形成的環(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)狀槽的開口側(cè)，被所述墊環(huán)按壓，與另一個部件在整個周長滑動接觸而相對地旋轉(zhuǎn)滑動； 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行作用時，也能夠發(fā)揮一直穩(wěn)定的高密封性能，并且實現(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進行面接觸。通過油壓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，因為D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，在D形圈3與密封用環(huán)狀槽5的底面5a之間沒有工作油所進入的余地，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F16J15/18GK102782376SQ20118000783
公開日2012年11月14日 申請日期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 申請人:Nok株式會社