CN103988004B - 往复运动用密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种往复运动用密封装置，其具备即使通过使体积吸收性提高而导致内压上升，衬垫也难以全面接触的形状，进而能够发挥优异的密封性。为了达成该目的，本发明的往复运动用密封装置将衬垫安装于在相对地进行往复运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，通过衬垫紧密接触于另一方的部件而将两部件之间进行密封，衬垫具备环状基部、静止侧唇部以及滑动侧唇部，在环状基部与安装槽的槽侧面之间，插装硬度比衬垫低的垫环。垫环在与另一方的部件之间形成空间区域。环状基部具备如下形状：将底部的截面形状形成为圆弧状或者锥形状，该环状基部不从自由状态中的滑动侧唇部的周面的延长线突出。环状基部的端面在与垫环接触的范围内具备平坦部。

Description

往复运动用密封装置

技术领域

本发明有关一种涉及密封技术的密封装置。更详细地说，本发明有关一种往复运动用密封装置。本发明的密封装置例如在汽车用减震器机构中使用，或者在其他减震器机构等中使用。

背景技术

先前以来，已知有图6中所示的减震器机构51，在该减震器机构51中，为了对封入内部的油料Ｏ进行密封而装配有密封装置61。

图示的减震器机构51，由在前端具备带有节流孔54的活塞53的减震器轴52、与通过弹簧单元56被弹性支撑的减震器外壳55组合而成。为了对封入减震器外壳55的内部的油料Ｏ进行密封而在减震器轴52以及减震器外壳55之间装配有密封装置61。并且，在减震器外壳55的分离处(割り箇所)安装有密封片71，所述密封片71作为为了密封该分离处的另一种方法，由O形环或者垫片等构成。

装配于上述减震器轴52以及减震器外壳55之间的密封装置61，具有衬垫62，所述衬垫62安装于在减震器轴52的外周面设置的环状的安装槽57。如图7中放大所示，衬垫62一体地具备：环状基部63、紧密接触于安装槽57的槽底面的静止侧唇部64、能够滑动地紧密接触于减震器外壳55的筒状部内周面的滑动侧唇部65。

但是，上述现有技术被指出存在以下问题。

(1)虽然在油料密封时(减震器组装时)，油料的体积减小了由减震器外壳55产生的上述密封片71的压缩量，但是由于油料为非压缩性流体，因此通过衬垫62的变形而吸收。

(2)不能通过衬垫62的变形而吸收的部分，造成内压上升。

(3)作为上述衬垫62的构成，环状基部63形成为如下形状：底部63a的截面形状形成为角端状，环状基部63从自由状态中的滑动侧唇部65的外周面65b的延长线65c向减震器外壳55侧(外周侧、图中左侧)突出。

(4)根据上述构成的衬垫62，由于内压上升，衬垫62在全面接触的状态下进行滑动。在此，所谓的全面接触是指，衬垫62在从滑动侧唇部65的唇端65a至环状基部63的底部63a为止之间，整面接触减震器外壳55。并且，通过进行往复运动，由于油料的粘性阻力而使内压得以进一步上升。

(5)根据以上(1)至(4)的事项以及构成，在高频率振动输入并且使用高粘度油料时，存在发生油料的大量泄漏的情况。

另外，作为相对于本发明的现有技术，存在下述专利文献1所公开的发明，该现有发明涉及如下内容：“一种流体压用衬垫，具有：接受流体压的环状的密封槽部、通过流体压按压于滑动部件的环状的滑动侧唇部、与安装槽的开口端侧相对的环状的底部、与所述安装槽的角部侧相对的环状的肩部、通过流体压按压于所述安装槽的底面的环状的固定侧唇部，所述流体压用衬垫的特征在于，具有在流体压不产生作用的自由状态下，以从所述滑动侧唇部的前端至所述底部再从所述滑动部件渐渐地离开的方式倾斜的环状的第一倾斜面，使所述底部从所述第一倾斜面连续并且弯曲”。

然而，该现有发明与本发明的不同点如下所述。

(a)在现有发明中，由于从唇部开始产生变形，因此对楔形状的维持不利。与此对比，在本发明中，由于存在垫环的压缩余量，因此初期内压吸收之后也能维持唇形状。

(b)在本发明中，由于垫环，因此仅在滑动侧唇部易产生变形，因此难以产生静止侧唇部的变形，密封片的稳定性变好。

(c)在本发明中，由于垫环，因此非密封领域的体积增大，因此体积变化的容许量增大。因此，也能够经得住使用时的内压上升(体积增加)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-122241号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

鉴于以上各点，本发明的目的在于提供一种往复运动用密封装置，其具备即使通过使体积吸收性提高而内压上升，衬垫也难以全面接触的形状或者构造，进而能够发挥优异的密封性。

(解决技术问题的技术方案)

为了达成上述目的，本发明技术方案的往复运动用密封装置，将衬垫安装于在相对地进行往复运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，通过所述衬垫能够滑动地紧密接触于另一方的部件而将所述两部件之间进行密封，所述衬垫一体地具备：环状基部、紧密接触于所述安装槽的槽底面的静止侧唇部、能够滑动地紧密接触于所述另一方的部件的滑动侧唇部，所述往复运动用密封装置的特征在于，在所述衬垫中的环状基部的端面与所述安装槽的低压侧槽侧面之间，插装由硬度比所述衬垫低的材质构成的垫环，在所述垫环与所述另一方的部件之间形成空间区域；所述衬垫中的环状基部具备如下形状：将从对向于所述另一方的部件的周面至端面的底部的截面形状形成为圆弧状，该环状基部不从自由状态中的所述滑动侧唇部的周面的延长线朝向所述另一方的部件侧突出。

另外，本发明技术方案的往复运动用密封装置，将衬垫安装于在相对地进行往复运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，通过所述衬垫能够滑动地紧密接触于另一方的部件而将所述两部件之间进行密封，所述衬垫一体地具备：环状基部、紧密接触于所述安装槽的槽底面的静止侧唇部、能够滑动地紧密接触于所述另一方的部件的滑动侧唇部，所述往复运动用密封装置的特征在于，在所述衬垫中的环状基部的端面与所述安装槽的低压侧槽侧面之间，插装由硬度比所述衬垫低的材质构成的垫环，在所述垫环与所述另一方的部件之间形成空间区域；所述衬垫中的环状基部具备如下形状：将从对向于所述另一方的部件的周面至端面的底部的截面形状形成为锥形状，该环状基部不从自由状态中的所述滑动侧唇部的周面的延长线朝向所述另一方的部件侧突出。

另外，本发明技术方案的往复运动用密封装置，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的往复运动用密封装置中，所述衬垫中的环状基部的端面至少在与所述垫环接触的范围内具备轴直角平面状的平坦部。

另外，本发明技术方案的往复运动用密封装置，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的往复运动用密封装置中，所述垫环由O形环构成。

在具备上述构成的本发明的密封装置中，由于除了衬垫之外还装配由硬度比衬垫低的材质构成的垫环，因此，对于例如减震器组装时发生的内压，垫环比衬垫较早地产生弹性变形(轴向)，因此，降低衬垫相对于内压的变形的同时，大幅地提高垫环弹性变形程度的体积吸收性。

另外，由于在垫环以及另一方的部件之间形成空间区域，因此，即使垫环在轴向上产生压缩变形而在径向上变大，垫环也不会接触另一方的部件，由此，能够防止由垫环所致的往复运动时的油料带出泄漏。

作为垫环，例如使用由橡胶状弹性体构成的O形环。

另外，关于衬垫，在一体地具备环状基部、静止侧唇部以及滑动侧唇部这样的基本的构成中，环状基部在其底部中具备与现有技术对比缩小了体积的形状，也就是说，由于环状基部具备如下形状：将从对向于另一方的部件的周面至端面的底部的截面形状形成为圆弧状或者锥形状，该环状基部不从自由状态中的滑动侧唇部的周面的延长线朝向另一方的部件侧突出，因此，在环状基部的另一方的部件侧形成比较大的空间区域，在此产生吸收衬垫的变形的余地。另外，除此之外，在本发明的密封装置中，如上所述，由于在垫环以及另一方的部件之间形成空间区域，因此在此也产生吸收衬垫的变形的余地。因此，当在安装槽中安装衬垫以及垫环时，形成于安装槽内的空间区域较大，由此，易于吸收衬垫的变形，体积吸收性得以提高，因此，能够抑制衬垫全面接触另一方的部件。

另外，由于在衬垫中的环状基部的端面上设置有轴直角平面状的平坦部，因此，与垫环的接触状态稳定，易于维持衬垫的初期形状。平坦部的范围，优选是例如通过在减震器组装时产生的内压而在与垫环的接触部不发生局部变形的程度。

(发明的效果)

本发明实现了以下的效果。

即，在本发明中，如以上说明，由于装配有由比衬垫较早地产生变形的O形环等构成的垫环，因此能够使衬垫的变形降低，同时，使体积吸收性大幅地提高。另外，由于在垫环以及另一方的部件之间形成空间区域，因此能够防止往复运动时的油料带出泄漏。另外，由于衬垫的环状基部具备如下形状：将底部的截面形状形成为圆弧状或者锥形状，该环状基部不从自由状态中的滑动侧唇部的周面的延长线向另一方的部件侧突出，以及在垫环以及另一方的部件之间形成空间区域，因此在安装槽中安装衬垫以及垫环时，在安装槽内形成比较大的空间区域。因此，利用该比较大的空间区域，易于吸收衬垫的变形，体积吸收性提高，因此当高压作用在衬垫上时，能够抑制衬垫全面接触另一方的部件。因此，能够抑制密封面压的降低或者衬垫所致的油料带出泄漏等不良情况的发生，提高衬垫甚至密封装置的密封性。另外，由于在衬垫中的环状基部的端面设置有轴直角平面状的平坦部，因此与垫环的接触状态稳定，易于维持衬垫的初期形状。

附图说明

图1是本发明的实施例涉及的密封装置所具备的衬垫以及垫环的主要部分截面图。

图2是同一衬垫的主要部分截面图。

图3是同一密封装置的主要部分截面图。

图4是示出比较例以及本发明的实施例涉及的密封装置中的压力与体积变化量的关系的比较曲线图。

图5是本发明的另一实施例涉及的密封装置所具备的衬垫的主要部分截面图。

图6是减震器机构的说明图。

图7是现有例涉及的密封装置所具备的衬垫的主要部分截面图。

图8是比较例涉及的密封装置的主要部分截面图。

符号说明

11衬垫

12环状基部

12a、14a外周面

12b端面

12c底部

12d平坦部

13静止侧唇部

13a内周面

13b、14b唇端

14滑动侧唇部

14c延长线

15受压槽

31垫环

32、33空间区域

51减震器机构

52减震器轴(一方的部件)

53活塞

54节流孔

55减震器外壳(另一方的部件)

56弹簧单元

57安装槽

57a槽底面

57b、57c槽侧面。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施例进行说明。

图1示出本发明的实施例涉及的密封装置所具备的衬垫11以及垫环31的主要部分截面，通过该衬垫11以及垫环31安装于在例如上述图6的减震器机构51中的减震器轴52的外周面上设置的环状的安装槽57，构成往复运动(轴向往复运动)用的密封装置。减震器机构51如上所述，由在前端具备带有节流孔54的活塞53的减震器轴(本发明技术方案中的一方的部件)52、与通过弹簧单元56被弹性支撑的减震器外壳(本发明技术方案中的另一方的部件)55组合构成，为了对封入减震器外壳55的内部的油料O进行密封而在减震器轴52以及减震器外壳55之间装配密封装置。安装槽57如图1所示，具备圆筒面状的槽底面57a、轴直角平面状的高压侧(油料侧)槽侧面57b以及相同的轴直角平面状的低压侧(大气侧)槽侧面57c，形成为截面长方形。

衬垫11具备具有规定的轴向长度L的环状基部12，在该环状基部12上，一体成形有紧密接触于安装槽57的槽底面57a的环状的静止侧唇部13以及能够滑动地紧密接触于减震器外壳55的筒状部内周面的环状的滑动侧唇部14。静止侧唇部13从环状基部12朝向轴向一方(高压侧)并且朝向径向内方(槽底面侧)倾斜地成形，在其内周面13a中的轴向一处，设置有用于局部地提高密封面压的环状凸状的唇端13b。另一方面，滑动侧唇部14从环状基部12朝向轴向一方(高压侧)并且朝向径向外方(外壳侧)倾斜地成形，在其外周面14a中的轴向一处，设置有用于局部地提高密封面压的环状凸状的唇端14b。两唇部13、14之间形成为环状的受压槽15。

另外，衬垫11具备以下特征的构成。

即，如图2所示，该衬垫11中的环状基部12具备如下形状：通过将从其外周面12a至轴向另一方(低压侧)的端面12b的底部12c的截面形状形成为圆弧状，环状基部12不从自由状态中的滑动侧唇部14的外周面14a的延长线14c向减震器55侧(外周侧、图1中左侧)突出。换言之，以环状基部12不从自由状态中的滑动侧唇部14的外周面14a的延长线14c朝向减震器外壳55侧突出的方式，从环状基部12的外周面12a至端面12b的底部12c的截面形状形成为圆弧状。环状基部12的外周面12a通过规定的径向间隙，与减震器外壳55的内周面对向。由于自由状态中的滑动侧唇部14的外周面14a呈锥形(圆锥面)状，并呈截面直线状，因此其延长线14c也呈锥形状，并呈截面直线状，但是滑动侧唇部14的外周面14a也可以呈截面圆弧状或者曲线状，这种情况下，延长线14c也呈圆弧状或者曲线状。

另外，在环状基部12的轴向另一方的端面12b上，在与垫环31接触的范围内，设置有呈环状的轴直角平面状的平坦部12d。

另一方面，垫环31由橡胶状弹性体制的O形环构成，如图1所示，插装于在衬垫11中的环状基部12的端面12b上设置的平坦部12d与安装槽57的低压侧槽侧面57c之间。垫环31的硬度设定为比衬垫11低。另外，垫环31的外径尺寸设定为比减震器外壳55的内径尺寸或者减震器轴57的外径尺寸小，由此，当该垫环31安装于安装槽57时，如图3所示，在与减震器外壳55之间形成环状的空间区域32。另外，垫环31的内径尺寸设定为与安装槽57的槽底面57a的径尺寸同等或者大致同等，但是也可以设定为比槽底面57a的径尺寸大，这种情况下，也在垫环31与槽底面57a之间形成环状的空间区域。

当将上述构成的衬垫11以及垫环31安装于安装槽57时，如图3所示，通过该密封装置，能够发挥以下的作用效果。

即，在具备上述构成的密封装置中，由于除了衬垫11之外还装配由硬度比衬垫11低的橡胶状弹性体制的O形环构成的垫环31，因此，对于减震器组装时发生的内压，垫环31比衬垫11较早地产生弹性变形。因此，降低衬垫11相对于内压的弹性变形量的同时，能够大幅地提高垫环31弹性变形程度的密封装置中的体积吸收性(由体积(衬垫11的体积以及空间区域17的体积的和)的缩小所致的压力吸收性)。

图4是示出比较例以及上述实施例涉及的密封装置中的压力与体积变化量的关系的比较曲线图。●曲线表示仅由衬垫11构成的比较例，□曲线表示由衬垫11以及垫环31组合而构成的上述实施例。其中，如该曲线图所示，根据具备上述构成的密封装置，能够大幅提高体积吸收性能。

另外，在具备上述构成的密封装置中，由于在垫环31以及减震器外壳55之间形成环状的空间区域32，因此，即使垫环31在轴向上产生压缩变形而在径向上变大，垫环31也不会接触减震器外壳55。因此，能够防止由于垫环31接触减震器外壳55而导致的往复运动时的油料带出泄漏。

另外，由于衬垫11的环状基部12具备如下形状：将其底部12c的截面形状形成为圆弧状，该环状基部12不从自由状态中的滑动侧唇部14的外周面14a的延长线14c向减震器外壳55侧突出，因此，在环状基部12的减震器外壳55侧(外周侧)形成比较大的空间区域33，在此产生吸收衬垫11的弹性变形的余地。另外，除此之外，如上所述，由于在垫环31以及减震器外壳55之间形成空间区域32，因此在此也产生吸收衬垫11的弹性变形的余地。因此，当在安装槽57中安装衬垫11时，形成于安装槽57内的空间区域32、33较大，由此，易于吸收衬垫11的弹性变形，体积吸收性提高，因此，能够抑制衬垫11全面接触减震器外壳55。因此，能够抑制密封面压的降低或者衬垫11所致的油料带出泄漏等不良情况的发生，提高衬垫11甚至密封装置的密封性。

作为比较例，图8示出了由上述图7中示出的衬垫62以及垫环31的组合而构成的密封装置，在该密封装置中，如图所示，衬垫11歪斜地产生变形，从而全面接触减震器外壳55，因此不能发挥足够的密封性。

另外，在具备上述构成的密封装置中，由于在衬垫11中的环状基部12的端面12b上设置有轴直角平面状的平坦部12d，因此，能够使与垫环31的接触状态稳定，易于维持衬垫11的初期形状。

并且，关于上述本发明的实施例，能够通过追加以下事项进行说明。

(a)在上述实施例中，虽然将底部12c的截面形状形成为由曲线构成的圆弧状，但是如图5所示，也可以取而代之形成为由直线构成的锥形(圆锥面)状。在图5的示例中，底部12c的截面线配置于自由状态中的滑动侧唇部14的外周面14a的延长线14c上(底部12c相对于衬垫中心轴线的倾斜角度与滑动侧唇部14的外周面14a的倾斜角度相同)，底部12c的倾斜角度也可以比滑动侧唇部14的外周面14a的倾斜角度大(由于从延长线14c突出，因此小的角度不可)。

(b)衬垫11的材质除了橡胶之外，也可以为聚氨酯等密封材料。

(c)在上述实施例中，虽然将垫环31由O形环构成并且将其截面形状形成为圆形，但是垫环31的截面形状并不限定于此，也可以形成为例如矩形、菱形、三角形等。其中，关于O形环，存在易得到适度的弹性特性、形状稳定性好、易得到等优点。

(d)在上述实施例中，虽然将衬垫11以及垫环31安装于在减震器轴52的外周面上设置的安装槽57，但是也可以取而代之安装于在减震器外壳55的内周面上设置的安装槽57。这种情况下，安装槽57朝向径向内方开口，在衬垫11的构成中，静止侧唇部13配置于外周侧的同时，滑动侧唇部14配置于内周侧。另外，减震器外壳55相当于本发明技术方案中的一方的部件的同时，减震器轴52相当于另一方的部件。

Claims (5)

1.一种往复运动用密封装置，将衬垫安装于在相对地进行往复运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，通过所述衬垫能够滑动地紧密接触于另一方的部件而将所述两部件之间进行密封，所述衬垫一体地具备：环状基部、紧密接触于所述安装槽的槽底面的静止侧唇部、能够滑动地紧密接触于所述另一方的部件的滑动侧唇部，所述往复运动用密封装置的特征在于，

在所述衬垫中的环状基部的端面与所述安装槽的低压侧槽侧面之间，插装由硬度比所述衬垫低的材质构成的垫环，在所述垫环与所述另一方的部件之间形成空间区域；

所述衬垫中的环状基部具备如下形状：将从对向于所述另一方的部件的周面至端面的底部的截面形状形成为圆弧状，该环状基部不从自由状态中的所述滑动侧唇部的周面的延长线朝向所述另一方的部件侧突出。

2.一种往复运动用密封装置，将衬垫安装于在相对地进行往复运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，通过所述衬垫能够滑动地紧密接触于另一方的部件而将所述两部件之间进行密封，所述衬垫一体地具备：环状基部、紧密接触于所述安装槽的槽底面的静止侧唇部、能够滑动地紧密接触于所述另一方的部件的滑动侧唇部，所述往复运动用密封装置的特征在于，

在所述衬垫中的环状基部的端面与所述安装槽的低压侧槽侧面之间，插装由硬度比所述衬垫低的材质构成的垫环，在所述垫环与所述另一方的部件之间形成空间区域；

所述衬垫中的环状基部具备如下形状：将从对向于所述另一方的部件的周面至端面的底部的截面形状形成为锥形状，该环状基部不从自由状态中的所述滑动侧唇部的周面的延长线朝向所述另一方的部件侧突出。

3.根据权利要求1所述的往复运动用密封装置，其特征在于：

所述衬垫中的环状基部的端面至少在与所述垫环接触的范围内具备与轴向垂直的平面状的平坦部。

4.根据权利要求2所述的往复运动用密封装置，其特征在于：

所述衬垫中的环状基部的端面至少在与所述垫环接触的范围内具备与轴向垂直的平面状的平坦部。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的往复运动用密封装置，其特征在于，

所述垫环由O形环构成。