CN105008776A - 轴封 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以防止在受压状态下防尘唇脱离的轴封，该轴封安装在母体（B）的环状槽（2）中，与轴部件（1）的外周面（1A）滑动接触，所述母体上贯穿设置有插入孔（20），所述插入孔具有由受压侧（R）的第1侧壁面（13）、低压侧（L）的第2侧壁面（12）和槽底面（14）构成的所述环状槽，所述轴部件（1）往复运动自由地插通于插入孔中，该轴封具有受压侧（R）的U形密封部（10）和向低压侧（L）突出的防尘唇（7），所述U形密封部由内周唇（3）和外周唇（4）构成，其中，该轴封以下述方式构成：在低压侧外周角部（8）处形成有突起部，所述低压侧外周角部由抵接于槽底面（14）的外周面部（15）和面对第2侧壁面（12）的支承面部（6）形成，在受压状态下，突起部被推压在槽底面（14）和第2侧壁面（12）的交角部（16）处，通过弹性压缩变形被低压侧外周角部（8）吸收。

Description

轴封

技术领域

本发明涉及一种轴封。

背景技术

以往，下述轴封是众所周知的：如图10中例示所示，该轴封用于压力缸或阀等气压设备，一体地具有U形密封部42和防尘唇47（作为单一形密封），安装在压力缸头或阀体的环状槽50中，与往复运动的（杆或柱塞等）轴部件41滑动接触。

但是，在该图10所示的以往的轴封中，存在下述问题：该轴封是内周唇43和外周唇44的（轴部件41的）轴心方向位置一致的形状（图10的H₄₃=0），因此如图10（B）所示，内外周唇43、44之间的U形凹槽部55吸附于环状槽50的侧壁部51，密封性丧失，从高压侧R来的流体如箭头G所示发生泄漏（渗漏）。

作为上述问题的对策，已知有具有下述横截面形状的轴封：如图8、图9所示，缩短内周唇43，在内周唇43和外周唇44之间设置有尺寸差H₄₃（参照专利文献1）。

专利文献1：日本实开昭60-14356号公报。

专利文献1等的以往的轴封40如图8、图9所示，一体地具有U形密封部42和向箭头L方向（以下称作“低压侧L”）突出的滑动用的防尘唇47，所述U形密封部42由向箭头R方向（以下称作“受压侧R”）突出的内周唇43和外周唇44构成，在外周唇44的外表面上，形成有突出部45。该轴封40如图9所示，安装在（压力缸头等）母体（雌ボディ）B的环状槽50中，与轴部件41的外周面41A滑动接触，所述母体B上贯穿设置有插入孔，所述插入孔中往复运动自由地插通有轴部件41。该环状槽50具有受压侧R的第1侧壁面51、低压侧L的第二侧壁面52和槽底面53。在轴封40安装在环状槽50中的状态下，轴封40的外周面部49抵接于槽底面53，形成在轴封40的低压侧L的支承面部46面对第2侧壁面52。

在图9所示的受压状态下，轴封40在U形密封部42上受到压力，从受压侧R向低压侧L被挤压。这时，支承面部46被推压在第2侧壁面52上，防尘唇47以进入母体B和轴部件41之间的间隙的方式在轴封40的内部体积移动，以角部P（的第2侧壁面52侧）为支点产生旋转力矩M。而且，由于具有前述尺寸差H₄₃，内周唇43为短的形状，上述旋转力矩M增加。由于该旋转力矩M，引起变形（弹性变形），防尘唇47有从轴部件41脱离的可能。防尘唇47一旦发生脱离，与轴部件41的接触面压力就变为零（参照图9中的图表（i）），即，防尘唇47与轴部件41隔开间隙g，背离轴部件41。如此，在受压状态下，以往的轴封40产生以下问题：防尘唇47失去密封性，润滑脂保持性降低。

另外，由于防尘唇47脱离，有偏心追随性降低，防尘性降低的缺点。进而，产生下述问题：内周唇43的滑动接触阻力变得过大，即，轴封40的腹面48与轴部件41相接触，滑动接触阻力变得过大。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种轴封，该轴封可以（在防止上述由于吸附导致的泄漏的同时）防止在受压状态下防尘唇脱离。

涉及本发明的轴封，安装在母体的环状槽中，与轴部件的外周面滑动接触，所述母体上贯穿设置有插入孔，所述插入孔具有由受压侧的第1侧壁面、低压侧的第2侧壁面和槽底面构成的所述环状槽，所述轴部件往复运动自由地插通于上述插入孔中，该轴封具有上述受压侧的U形密封部和向上述低压侧突出的防尘唇，所述U形密封部由内周唇和外周唇构成，其中，该轴封以下述方式构成：在低压侧外周角部处形成有突起部，所述低压侧外周角部由抵接于上述槽底面的外周面部和面对上述第2侧壁面的支承面部形成，在受压状态下，上述突起部被推压在上述槽底面和上述第2侧壁面的交角部处，通过弹性压缩变形被上述低压侧外周角部吸收。

另外，涉及本发明的轴封以下述方式构成：在上述受压状态下，通过朝向径向内侧的弹性反作用力，防止防尘唇的脱离，所述弹性反作用力通过上述突起部的上述弹性压缩变形产生，所述防尘唇的脱离由以上述第2侧壁面和插入孔的角部为支点产生的旋转力矩引起。

根据本发明的轴封，在受压状态下，通过由突起部的弹性压缩变形产生的弹性反作用力，能够防止防尘唇从轴部件脱离。伴随着该脱离的防止，该轴封防止灰尘侵入的性能（防尘性）能够提高，而且，润滑脂保持性能够提高。而且，能够防止从环状槽的脱落。进而，在环状槽的尺寸精度以及轴部件的尺寸精度低、孔部轴心和轴部件轴心偏心的气压设备中，本发明的防尘唇偏心追随性优良，确保了防尘性、密封性能和润滑脂保持性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式在自由状态下的剖视图。

图2是表示受压状态的横截面形状和面压分布的图，图表（ⅰ）是表示轴部件和防尘唇的面压分布的图，图表（ⅱ）是表示支承面部和第2侧壁面的面压分布的图，图表（ⅲ）是表示外周面部和槽底面的面压分布的图。

图3是局部剖开表示的立体图。

图4是表示本发明的另一个实施方式在自由状态下的剖视图。

图5是表示受压状态的横截面形状和面压分布的图，图表（ⅰ）是表示轴部件和防尘唇的面压分布的图，图表（ⅱ）是表示支承面部和第2侧壁面的面压分布的图，图表（ⅲ）是表示外周面部和槽底面的面压分布的图。

图6是表示本发明的再一个实施方式在自由状态下的剖视图。

图7是表示突起部的实施例的剖视图，（a）是另一个实施例的剖视图，（b）是再一个实施例的剖视图，（c）是又一个实施例的剖视图。

图8是表示以往的轴封的自由状态的剖视图。

图9是表示以往的轴封的受压状态的横截面形状和面压分布的图，图表（ⅰ）是表示轴部件和防尘唇的面压分布的图，图表（ⅱ）是表示支承面部和第2侧壁面的面压分布的图，图表（ⅲ）是表示外周面部和槽底面的面压分布的图。

图10是以往的轴封的剖视图。

具体实施方式

以下，基于表示实施方式的图详细说明本发明。

本发明的轴封用于作为气压设备的压力缸或阀等的往复运动部。如图1~图3所示，该轴封安装在母体B的环状槽2中，与轴部件1的外周面1A滑动接触，所述母体B贯穿设置有插入孔20，所述插入孔20具有由受压侧（高压侧）R的第1侧壁面13、低压侧L的第2侧壁面12和槽底面14构成的上述环状槽2，所述轴部件1往复运动自由地插通于插入孔20。在本发明中，所谓母体B，是指压力缸头或阀体等，所谓轴部件1，是指杆或柱塞。在母体B的插入孔20处，与环状槽2的受压侧R的间隙C₁相比，环状槽2的低压侧L的间隙C₂设定得更大。这是因为，在环状槽2的低压侧L，在母体B和轴部件1的外周面1A之间插入防尘唇7，使防尘唇7与轴部件1的外周面1A滑动接触。此外，本发明的轴封，若是低压使用，则不局限于气压设备，液压设备中也可以使用。轴封的材质使用橡胶类的材料。

本发明的轴封具有向受压侧R突出的U形密封部10和向低压侧L突出的防尘唇7，所述U形密封部10由内周唇3和外周唇4构成。

U形密封部10在如图2所示的受压状态下，内周唇3和外周唇4处受到压力，使内周唇3滑动接触于轴部件1的外周面1A，而且，使外周唇4（及外周面部15）紧贴于槽底面14。在自由状态的外周唇4的外表面上，设置有突出部5。在内周唇3和防尘唇7之间的内周面上，形成有凹状的内周腹部11，借助内周唇3、防尘唇7和内周腹部11，能够在这些部分与轴部件1之间，形成润滑脂封入室17。

另外，如图1和图3中所示，本发明的轴封在低压侧外周角部8处形成有突起部9，所述低压侧外周角部8由抵接于槽底面14的外周面部15和面对第2侧壁面12的支承面部6形成。突起部9形成为截面圆弧状，向低压侧外周角部8的外周面部15侧突出（膨出）。

在图2所示的受压状态下，低压侧外周角部8被推压在槽底面14和第2侧壁面12的交角部16，突起部9通过弹性压缩变形被低压侧外周角部8吸收。换言之，突起部9在低压侧外周角部8和交角部16之间被压缩（弹性变形），低压侧外周角部8和交角部16紧贴。

在受压状态下，U形密封部10受到压力，从受压侧R向低压侧L被挤压，支承面部6被推压在第2侧壁面12上。这时，环状槽2的低压侧L的间隙C₂比较大，因此低压侧第2侧壁面12的深度尺寸D₁₂（相比于受压侧第1侧壁面13的深度尺寸D₁₃）小，所以，大深度尺寸D范围内的U形密封部10受压，由此，以角部P为支点，产生旋转力矩M。换言之，为防尘唇7设定大的间隙C₂，流体压力在深度尺寸D整体范围内向图2的左侧作用。相对该流体压力，第2侧壁面12（由于上述间隙C₂的存在）偏向径向外侧，在该偏向的第2侧壁面12上受压。所以，轴封整体受到旋转力矩M作用。

（如图9中所示的以往的轴封那样，）由于产生上述旋转力矩M，防尘唇7如箭头M7所示有脱离的趋势。

但是，图1的突起部9，在图2所示的受压状态下，发生弹性压缩变形，直到和环状槽2的槽底面14的形状一致，产生如图2中的箭头F所示的朝向径向内侧的弹性反作用力。通过该弹性反作用力F，防止防尘唇7从轴部件1的脱离M₇。即，弹性反作用力F不仅抵消了使防尘唇7脱离的箭头M₇方向的力，而且进一步朝向径向内侧顶压，以如图2中图表（ⅰ）所示的面压保持接触。

如图2的图表（ⅱ）所示，在第2侧壁面12和支承面部6之间，角部P的位置上产生了面压的峰值（顶点）。另一方面，如图表（ⅲ）所示，在槽底面14和外周面部15处，由于突起部9的回弹力，在交角部16的附近产生高面压P₉。该高面压P₉使前述弹性反作用力F产生。如此，在受压状态下，能够通过弹性反作用力F防止由以角部P为中心的旋转力矩M产生的脱离M₇。作为结果，在受压状态下，轴部件1和防尘唇7，以如图表（ⅰ）所示的合理的山形面压分布相滑动接触。

该轴封构成为，相对于从轴部件1到槽底面14的环状槽2的深度尺寸D，自由状态下从内周腹部11到突起部9末端的高度尺寸H设定得略小，不会从环状槽2的低压侧L脱落。在受压状态下，突起部9通过弹性压缩变形被低压侧外周角部8吸收，所以即使高度尺寸H相对于深度尺寸D的差异很小，也能够避免内周腹部11与轴部件1接触，可以以低摩擦滑动。

接下来，对本发明的另一个实施方式进行说明。

如图4所示，在低压侧外周角部8处形成的突起部9，在低压侧外周角部8的支承面部6侧突出（膨出）。该轴封的其他结构与上述的实施方式相同，所以说明省略。

如图5所示，在受压状态下，U形密封部10受到压力，突起部9被推压在第2侧壁面12上，突起部9通过弹性压缩变形被低压侧外周角部8（在截面形状上）吸收。如图表（ⅱ）所示，由于突起部9的回弹力，在交角部16附近处面压增加，显现出峰值P_max。低压侧外周角部8被推压在槽底面14和第2侧壁面12的交角部16上，突起部9通过弹性压缩变形而发生体积移动，由此，如图表（ⅲ）所示，低压侧外周角部8在交角部16附近与槽底面14强力接触，显现出面压P₉，通过箭头所示朝向径向内侧的弹性反作用力F，防止防尘唇7的脱离M₇，如图表（ⅰ）所示保持合理的面压。如此，防止受压状态下的防尘唇7从轴部件1的脱离M₇，所述脱离M₇由以角部P为中心的旋转力矩M引起。其结果，在受压状态下，轴部件1和防尘唇7，以如图表（ⅰ）所示的合理的山形面压分布相滑动接触。

图6中表示本发明的再一个实施方式。

如图6所示，同样优选地，在低压侧外周角部8处，形成有在外周面部15侧及支承面部6侧突出（膨出）的斜向的突起部9。在受压状态下，和图2相同，突起部9被推压在槽底面14和第2侧壁面12的交角部16上，通过弹性压缩变形被低压侧外周角部8吸收。该轴封的其他结构，与上述的实施方式相同。

此外，本发明可以变更设计，例如，优选地，如图7（a）中所示，突起部9的端面形状设为四边形状。或者，优选地，设为图7（b）的梯形状，或者，优选地，设为图7（c）的三角形状。

另外，虽然在图3中突起部9形成为在圆周方向上连续的形状，但是不限于该实施方式，例如，优选地，也可以断续地形成（图示省略）。

如上所述，涉及本发明的轴封安装在母体B的环状槽2中，与轴部件1的外周面1A滑动接触，所述母体B上贯穿设置有插入孔20，所述插入孔20具有由受压侧R的第1侧壁面13、低压侧L的第2侧壁面12和槽底面14构成的上述环状槽2，所述轴部件1往复运动自由地插通于上述插入孔20，该轴封具有受压侧R的U形密封部10和向低压侧L突出的防尘唇7，所述受压侧R的U形密封部10由内周唇3和外周唇4构成，其中，该轴封以下述方式构成：在低压侧外周角部8处形成有突起部9，所述低压侧外周角部8由抵接于槽底面14的外周面部15和面对第2侧壁面12的支承面部6形成，在受压状态下，突起部9被推压在上述槽底面14和上述第2侧壁面12的交角部16，通过发生弹性压缩变形被低压侧外周角部8吸收，因此，在受压状态下，由于突起部9的弹性压缩变形，产生朝向径向内侧的弹性反作用力F，通过该弹性反作用力F，能够防止防尘唇7从轴部件1的脱离。由此润滑脂保持性提高，能够降低滑动接触阻力。另外，能够保持防尘唇7的偏心追随性，提高防尘性及润滑脂保持性。进而，能够防止轴封从环状槽2的脱落。

另外，涉及本发明的轴封以下述方式构成：在受压状态下，通过朝向径向内侧的弹性反作用力F，防止防尘唇7的脱离M₇，所述弹性反作用力F通过突起部9的弹性压缩变形产生，所述防尘唇7的脱离M₇由以第2侧壁面12和插入孔20的角部P为支点产生的旋转力矩M引起，因此，通过简易的结构，就能实现所期望的目的，防止防尘唇的脱离，偏心追随性也佳，润滑脂保持性也佳。

附图标记说明

1轴部件；1A外周面；2环状槽；3内周唇；4外周唇；6支承面部；7防尘唇；8低压侧外周角部；9突起部；10 U形密封部；12第2侧壁面；13第1侧壁面；14槽底面；15外周面部；16交角部；20插入孔；F弹性反作用力；R受压侧；L低压侧；B母体；P角部；M旋转力矩；M₇脱离。

Claims (2)

1. 一种轴封，安装在母体（B）的环状槽（2）中，与轴部件（1）的外周面（1A）滑动接触，所述母体（B）上贯穿设置有插入孔（20），所述插入孔（20）具有由受压侧（R）的第1侧壁面（13）、低压侧（L）的第2侧壁面（12）和槽底面（14）构成的所述环状槽（2），所述轴部件（1）往复运动自由地插通于上述插入孔（20）中，该轴封具有上述受压侧（R）的U形密封部（10）和向上述低压侧（L）突出的防尘唇（7），所述U形密封部（10）由内周唇（3）和外周唇（4）构成，其特征在于，该轴封以下述方式构成：

在低压侧外周角部（8）处形成有突起部（9），所述低压侧外周角部（8）由抵接于上述槽底面（14）的外周面部（15）和面对上述第2侧壁面（12）的支承面部（6）形成，

在受压状态下，上述突起部（9）被推压在上述槽底面（14）和上述第2侧壁面（12）的交角部（16）处，通过弹性压缩变形被上述低压侧外周角部（8）吸收。

2. 如权利要求1所述的轴封，其特征在于，所述轴封以下述方式构成：在上述受压状态下，通过朝向径向内侧的弹性反作用力（F），防止防尘唇（7）的脱离（M₇），所述弹性反作用力（F）通过上述突起部（9）的上述弹性压缩变形产生，所述防尘唇（7）的脱离（M₇）由以上述第2侧壁面（12）和插入孔（20）的角部（P）为支点产生的旋转力矩（M）引起。