CN103998834A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封装置，其具备树脂制的密封环、金属等刚性材料制的支撑环以及弹簧单元，还具备设置于支撑环的锥形面状的按压面对密封环进行按压的构造，在按压面以及密封环之间难以产生空隙，能够使耐压性以及密封性提高。为了达成该目的，本发明的密封装置通过安装于在相对运动的两部件中的一方的部件上设置的安装槽，同时，紧密接触于另一方的部件以及安装槽的侧壁，将所述两部件之间进行密封。所述密封装置具有：密封环；支撑环，具备接触于密封环中的内周角部的锥形面状的按压面；弹簧单元，对支撑环以及密封环进行按压。在密封环中的内周角部上，设定有相对于支撑环中的锥形面状的按压面的持续的压缩余量。

Description

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。本发明的密封装置，例如在伴随旋转运动、摇动运动或者往复动作运动的油空压机器中使用，或者在由于旋转、摇动或者往复动作用途而需要密封装置的各种机器等中使用。

背景技术

先前以来，作为旋转、摇动或者往复动作用密封装置，已知有图2中所示的密封装置，为了通过将由PTFE等构成的树脂制的密封环51按压于对象密封面52、53而产生密封面压，因此该密封装置并用由O形环等橡胶环构成的弹簧单元54(参照专利文献1)。

但是，在密封环51的圆周方向的刚性劣化的情况下，或者在利用弹簧单元54的按压力不足的情况下，存在如下问题：通过作用于密封环51的外周部的压力(密封流体压)的大小，密封环51在内周方向上产生变形，在密封环51的外周侧产生空隙，该空隙成为泄漏路径，从而压力发生泄漏。

为了抑制上述密封环在内周方向上产生变形，作为比较例如图3所示，考虑在密封环11的内周侧配置金属等刚性材料制的支撑环21，通过该支撑环21从其内周侧支撑密封环11。

即，该图3的比较例涉及的密封装置，通过安装于在相对运动的两部件1、2中的一方的部件1的外周面1a上设置的环状的安装槽3，同时，密接于位于安装槽3的外周侧的另一方的部件2以及安装槽3的一方的侧壁3a，将两部件1、2之间进行密封。作为其构成要素，具有：由PTFE等构成的树脂制的密封环11、金属等刚性材料制的支撑环21、作为弹簧单元的橡胶环31。

密封环11具备：能够滑动地紧密接触于另一方的部件2的圆筒面状的外周面11a、密封于安装槽3的一方的侧壁3a的轴直角平面状的轴向一方的端面11b、圆筒面状的内周面11c以及轴直角平面状的轴向另一方的端面11d，形成为半切截面长方形的形状，进一步，在内周面11c以及轴向另一方的端面11d交叉的轴向另一方的内周角部，设置有锥形面状的被按压面12。

另一方面，支撑环21以如下方式构成：对应于上述锥形面状的被按压面12，在外周面具备锥形面状的按压面22，并被橡胶环31按压，将密封环11按压于另一方的部件2以及安装槽3的一方的侧壁3a。

因此，根据上述比较例涉及的密封装置，由于金属等刚性材料制的支撑环21发挥从其内周侧支撑树脂制的密封环11的功能，因此，即使压力P产生作用，也能够抑制密封环11在内周方向上产生变形。

但是，上述比较例涉及的密封装置，在以下各点存在进一步改良的余地。

即，在上述比较例涉及的密封装置中，如上所述，设置于支撑环21的锥形面状的按压面22，通过对设置于密封环11的相同锥形面状的被按压面12进行按压，将密封环11按压于另一方的部件2以及安装槽3的一方的侧壁3a。因此，需要对锥形面状的按压面22以及被按压面12都进行精度良好的加工，如果加工精度不好并且两面12、22的接触状态不好的话，会在两面12、22之间产生空隙，基于此原因，耐压性降低，并难以确保密封性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-78851号公报

专利文献2：日本特开平8-193603号公报

专利文献3：日本专利第3403694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密封装置，其具备树脂制的密封环、金属等刚性材料制的支撑环以及弹簧单元，还具备设置于支撑环的锥形面状的按压面对密封环进行按压的构造，在按压面以及密封环之间难以产生空隙，进而能够使耐压性以及密封性提高。

(解决技术问题的技术方案)

为了达成上述目的，本发明技术方案的密封装置，通过安装于在相对运动的两部件中的一方的部件的外周面上设置的安装槽，同时，紧密接触于位于所述安装槽的外周侧的另一方的部件以及所述安装槽的一方的侧壁，将所述两部件之间进行密封，所述密封装置的特征在于，具有：树脂制的密封环，具备能够滑动地紧密接触所述另一方的部件的外周面、紧密接触所述安装槽的一方的侧壁的轴向一方的端面、内周面以及轴向另一方的端面；金属等刚性材料制的支撑环，具备接触于所述密封环中的轴向另一方的内周角部的锥形面状的按压面，组合于所述密封环；弹簧单元，对所述支撑环以及密封环进行按压；在所述密封环中的所述轴向另一方的内周角部上，设定有相对于所述支撑环中的所述锥形面状的按压面的持续的压缩余量。

另外，本发明技术方案的密封装置，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的密封装置中，所述密封环中的所述轴向另一方的内周角部通过形成为截面圆弧形的R形状，设定有相对于所述支撑环的所述锥形面状的按压面的持续的压缩余量。

在上述图3的比较例涉及的密封装置中，之所以在设置于支撑环的锥形面状的按压面以及密封环之间易于产生空隙，原因在于，在密封环上设置有锥形面状的被按压面，并且谋求使按压面的锥形角度与被按压面的锥形角度一致。换言之，原因在于，没有在密封环上设定相对于按压面的压缩余量。与此对比，在本发明中，构造为在密封环的内周角部上设定有相对于支撑环的按压面的持续的压缩余量，设定有持续的压缩余量的话，就不会存在产生空隙的余地。

为了设定持续的压缩余量，优选将密封环的内周角部形成为截面圆弧形的R形状，并使该R形状持续干涉锥形面状的按压面。

(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，由于在密封环的内周角部上设定有相对于支撑环的按压面的持续的压缩余量，因此不会在密封环的内周角部以及支撑环的按压面之间产生空隙。因此，能够抑制空隙的产生所致的耐压性以及密封性的降低，并且使这两者提高。

另外，在本发明中，由于支撑环从其内周侧支撑密封环，因此即使压力产生作用，也能够抑制密封环在内周方向上产生变形。因此，难以在密封环的外周侧产生空隙，能够使密封性提高。

附图说明

图1是本发明的实施例涉及的密封装置的半切截面图。

图2是现有例涉及的密封装置的半切截面图。

图3是比较例涉及的密封装置的半切截面图。

符号说明

1 一方的部件

1a、11a、21a 外周面

2 另一方的部件

2a、11c、21c 内周面

3 安装槽

3a、3c 侧壁

3b 底壁

11 密封环

11b、11d、21b、21d 端面

11e 内周角部

12 被按压面

21 支撑环

22 按压面

23 平坦面

24 突出部

31 橡胶环(弹簧单元)。

具体实施方式

本发明包含以下的实施方式。

(1)本发明的密封装置为，利用密封环(PTFE环)、支撑环(金属环)、以及弹簧单元(橡胶环)的组合密封件。

(2)通过将图3的比较例涉及的密封环的截面形状从内周锥形部变更为角部R，相对于支撑环锥形部，使其具有压缩余量。

(3)通过使密封环与支撑环外周锥形部具有压缩余量，形成使密封环与支撑环外周锥形部持续接触的状态，由此，能够产生斜楔效果，从而能够将密封环按压于对象密封面。

(4)通过相对于图3的比较例对密封环截面形状进行变更，并且相对于支撑环锥形部具有压缩余量，持续产生斜楔效果，将PTFE环按压于对象密封面。由此，能够不产生间隙，并确保密封性。

(实施例)

接着，根据附图，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。即，该密封装置，通过安装于在相对运动(相对旋转或者相对摇动)的两部件1、2中的一方的部件1的外周面1a上设置的环状的安装槽3，同时，紧密接触于位于安装槽3的外周侧的另一方的部件2以及安装槽3的一方的侧壁3a，将两部件1、2之间进行密封。作为其构成要素，具有：由PTFE等构成的树脂制的密封环11、金属等刚性材料制的支撑环21、作为弹簧单元的橡胶环31。安装槽3形成为半切截面长方形的形状。

密封环11具备：圆筒面状的外周面11a、轴直角平面状的轴向一方的端面11b、圆筒面状的内周面11c以及轴直角平面状的轴向另一方的端面11d，形成为半切截面长方形或者大致长方形的形状，以外周面11a能够滑动地紧密接触于另一方的部件2的内周面2a，同时，以轴向一方的端面11b紧密接触于安装槽3的一方的侧壁3a。

支撑环21也具备：外周面21a、轴直角平面状的轴向一方的端面21b、圆筒面状的内周面21c以及轴直角平面状的轴向另一方的端面21d，形成为半切截面长方形或者大致长方形的形状，组装于密封环11的内周侧，在该外周面21a上，设置与密封环11中的内周面11c以及轴向另一方的端面11d所交叉的轴向另一方的内周角部11e接触的锥形面状的按压面22。另外，在该锥形面状的按压面22的轴向一方的一侧，连续设置圆筒面状的平坦部23，在相反侧的轴向另一方的一侧，朝向外周方向设置突缘状的突出部24。

橡胶环31也形成为半切截面长方形或者大致长方形的形状，在压缩状态下插装于支撑环21的轴向另一方的端面21d与安装槽3的另一方的侧壁3c之间，利用其反弹力将支撑环21向轴向一方进行按压的同时，通过支撑环21的锥形面状的按压面22，将密封环11向另一方的部件2的内周面2a以及安装槽3的一方的侧壁3a进行按压。

另外，在该密封装置中，作为有别于上述图3的比较例涉及的密封装置的特殊之处，设置有如下构造：在密封环11的轴向另一方的内周角部11e上，设定有相对于支撑环21的锥形面状的按压面22的持续的压缩余量。具体而言，如图上虚线所示，设置有如下构造：通过密封环11的轴向另一方的内周角部11e形成为截面圆弧形的R形状，设定有相对于支撑环21的锥形面状的按压面22的持续的压缩余量。

而且，作为其前提，密封环11的内径尺寸设定为比锥形面状的按压面22的最小外径尺寸大，同时，比最大外径尺寸小。在具备这样内径尺寸的密封环11的轴向另一方的内周角部11e上，设置对支撑环21的锥形面状的按压面22持续干涉的截面圆弧形的R形状(也可称作干涉部分或者重叠部分)。

在上述构成的密封装置中，由于在密封环11的轴向另一方的内周角部11e上设定有相对于支撑环21的锥形面状的按压面22的持续的压缩余量，因此，在密封环11的内周角部11e以及支撑环21的按压面22之间不会产生空隙。因此，能够抑制空隙的产生所致的耐压性的降低以及密封性的降低，并使耐压性以及密封性提高。

另外，在上述密封装置中，由于支撑环21从其内周侧支撑密封环11，因此即使压力P产生作用，也能够抑制密封环11在内周方向上产生变形。因此，难以在密封环11的外周侧产生空隙，能够使密封性提高。

关于上述实施例涉及的密封装置，能够追加以下说明。

(1)关于密封环11的径向宽度尺寸((外径－内径)/2)，优选为安装槽3的底壁3b以及另一方的部件2的内周面2a之间的径向间隔尺寸的35～45％的范围。

(2)密封环11的轴向宽度尺寸，优选为安装槽3的轴向宽度尺寸的40～50％的范围。

(3)密封环11的外径尺寸，优选为使相对于另一方的部件2的内周面2a(安装槽外径)的过盈量为0～0.5mm/直径的范围。

(4)设置于密封环11的轴向另一方的内周角部11e的R形状，优选为相对于支撑环21的锥形面状的按压面22，能够将压缩余量确保为0.1mm以上的尺寸。

(5)支撑环21的轴向一方的端面21b的径向宽度尺寸((外径－内径)/2)，优选为安装槽3的底壁3b以及另一方的部件2的内周面2a之间的径向间隔尺寸的50～60％的范围。

(6)支撑环21的轴向宽度尺寸，优选为安装槽3的轴向宽度尺寸的50～60％的范围。

(7)优选在支撑环21与另一方的部件2之间设定至少0.05/直径的间隙。

(8)橡胶环31的径向宽度尺寸((外径－内径)/2)，优选为安装槽3的底壁3b以及另一方的部件2的内周面2a之间的径向间隔尺寸的55～65％的范围。

(9)橡胶环31的轴向宽度尺寸，优选为安装槽3的轴向宽度尺寸的40～50％的范围。

(10)橡胶环31的填充率，优选为100％以下。

(11)树脂制的密封环11的材质，除了PTFE之外，也可以为尼龙等硬质树脂等。

(12)支撑环21的材质，只要是铁类材料、SUS等、金属类材料即可。

(13)橡胶环21的材质，只要是NBR、FKM、EPDM等、橡胶状弹性体即可。

(14)橡胶环31，也可以取而代之为金属弹簧等其他的弹簧单元。

Claims (2)

1.一种密封装置，通过安装于在相对运动的两部件中的一方的部件的外周面上设置的安装槽，同时，紧密接触于位于所述安装槽的外周侧的另一方的部件以及所述安装槽的一方的侧壁，将所述两部件之间进行密封，所述密封装置的特征在于，

具有：树脂制的密封环，具备能够滑动地紧密接触所述另一方的部件的外周面、紧密接触所述安装槽的一方的侧壁的轴向一方的端面、内周面以及轴向另一方的端面；金属等刚性材料制的支撑环，具备接触于所述密封环中的轴向另一方的内周角部的锥形面状的按压面，组合于所述密封环；弹簧单元，对所述支撑环以及密封环进行按压；

在所述密封环中的所述轴向另一方的内周角部上，设定有相对于所述支撑环中的所述锥形面状的按压面的持续的压缩余量。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于：

所述密封环中的所述轴向另一方的内周角部通过形成为截面圆弧形的R形状，设定有相对于所述支撑环中的所述锥形面状的按压面的持续的压缩余量。