CN106068415B - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封装置，其由安装于截面矩形状的安装槽的密封环、第一支承环和第二支承环的组合而构成，抑制在截面三角形状的支承环上发生由于干涉而导致的不良状况。为了达成该目的，第一支承环具有与安装槽的侧面部接触的轴直角平面状的端面部、与另一个部件接触的圆筒面状的周面部、相对于端面部以及周面部交叉的斜面部，第一支承环形成为截面三角形状。第二支承环具有密封环所接触的轴直角平面状的端面部、与安装槽的底面部接触的圆筒面状的周面部、对应于第一支承环的斜面部设置的斜面部，第二支承环形成为截面三角形状。在第一支承环中的端面部和斜面部交叉形成的角部设置切断部，在第二支承环中的周面部和斜面部交叉形成的角部也设置切断部。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及一种有关密封技术的密封装置。本发明的密封装置特别适合用作高压用密封件。

背景技术

先前以来，作为高压用密封件，已知有图4(A)中所示的密封装置1。该密封装置1配置于彼此相对向的两部件51、52之间，以使高压侧H的密封流体不向低压侧L泄漏的方式进行密封。所述密封装置1由如下部件组合而构成：密封环11，安装于在两部件51、52中的一个部件51上设置的安装槽53，与另一个部件52紧密接触；比较硬质的第一支承环21，配置于密封环11的反密封流体侧(低压侧L)；比较软质的第二支承环31，配置于密封环11和第一支承环21之间。

安装槽53由于加工容易而形成为截面矩形状的槽。第一支承环21具有与安装槽53的反密封流体侧侧面部53b接触的轴直角平面状的端面部21a、与另一个部件52接触的圆筒面状的周面部21b、相对于端面部21a以及周面部21b交叉的斜面部21c，形成为截面三角形状。第二支承环31具有密封环11所接触的轴直角平面状的端面部31a、与安装槽53的底面部53a接触的圆筒面状的周面部31b和对应于第一支承环21的斜面部21c设置的斜面部31c，同样形成为截面三角形状。

在上述构成的密封装置1中，由于在密封环11的反密封流体侧(低压侧L)配置有第一支承环21，因此，能够防止密封环11向两部件51、52之间的间隙54挤出而产生破损，并且，由于在密封环11和第一支承环21之间配置有第二支承环31，因此，能够防止密封环11向第一支承环21和另一个部件52之间的间隙(未图示)挤出而产生破损。

但是，在上述密封装置1中，由于第一支承环21中的端面部21a和斜面部21c交叉形成的角部21d形成为尖端状，并且第二支承环31中的周面部31b和斜面部31c交叉形成的角部31d也形成为尖端状，因此，被指出以下的问题。

也就是说，如图4(B)所示，当两部件51、52彼此偏心时，第一支承环21的尖端状的角部21d在圆周上一部分的图上C部与安装槽53的底面部53a发生干涉并被压坏。因此，由于比较硬质的第一支承环21如上所述被压坏，从而存在在第一支承环21上发生破裂等破损的情况。由于角部21d位于安装槽53中的底面部53a和侧面部53b交叉形成的内角部，因此，即使承受负荷也没有退避空间。因此，容易被压坏，并且容易产生破损(由于干涉而导致的不良状况之一)。

另外，同样如图4(B)所示，当两部件51、52彼此偏心时，第二支承环31的尖端状的角部31d在圆周上一部分的图上D部与安装槽53的侧面部53b发生干涉并被压坏。并且，这种情况下由于比较软质因此不会产生破裂等破损，但是，被压坏的角部31d仍然没有退避空间而被按压于第一支承环21，由此，在与第一支承环21之间产生间隙，并且第二支承环31倾斜。因此，存在在第二支承环31和安装槽53的底面部53a之间产生间隙(未图示)，并且密封环11向该间隙挤出而破损的情况(由于干涉而导致的不良状况之二)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-68467号公报

发明内容

(发明要解决的技术问题)

本发明鉴于以上问题，目的在于提供一种密封装置，其由安装于截面矩形状的安装槽的密封环、第一支承环和第二支承环的组合而构成，能够抑制在截面三角形状的支承环上发生由于干涉而导致的不良状况。

(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，配置于彼此相对向的两部件之间，对密封流体进行密封，所述密封装置的特征在于，具有：密封环，安装于在所述两部件中的一个部件上设置的安装槽，与另一个部件紧密接触；比较硬质的第一支承环，配置于所述密封环的反密封流体侧；比较软质的第二支承环，配置于所述密封环和所述第一支承环之间；所述安装槽形成为截面矩形状的槽，所述第一支承环具有与所述安装槽的反密封流体侧侧面部接触的轴直角平面状的端面部、与所述另一个部件接触的圆筒面状的周面部、相对于所述端面部以及所述周面部交叉的斜面部，所述第一支承环形成为截面三角形状，所述第二支承环具有所述密封环所接触的轴直角平面状的端面部、与所述安装槽的底面部接触的圆筒面状的周面部、对应于所述第一支承环的斜面部设置的斜面部，所述第二支承环形成为截面三角形状，在所述第一支承环中的所述端面部和所述斜面部交叉形成的角部设置切断部，在所述第二支承环中的所述周面部和所述斜面部交叉形成的角部也设置切断部。

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，设置于所述第一支承环的切断部在相对于该第一支承环的中心轴线平行的方向上被切断，设置于所述第二支承环的切断部在相对于该第二支承环的中心轴线正交的方向上被切断。

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，使所述第一支承环中的所述切断部的轴向宽度y相对于所述两部件的偏心量为0.2～2.5倍大小。

进一步，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，所述两部件的偏心量为与所述两部件间的径向间隙同等大小。

在具有上述构成的本发明的密封装置中，由于在截面三角形状的第一支承环中的端面部和斜面部交叉形成的角部设置切断部，因此，即使两部件彼此偏心，也不会发生该角部与安装槽的底面部发生干涉而被压坏的情况。另外，由于在截面三角形状的第二支承环中的周面部和斜面部交叉形成的角部也设置切断部，因此，即使两部件彼此偏心，也不会发生该角部与安装槽的侧面部发生干涉而被压坏的情况。因此，难以在这些支承环上发生干涉，从而能够抑制由于干涉而导致的不良状况的发生。

切断部中的切口的方向无特别限定，并且，切断部可以为截面直线状也可以为曲线状，但是，如果将设置于第一支承环的切断部在相对于该第一支承环的中心轴线平行的方向上切断的话，则该切断部为截面直线状并且为圆筒面状。另外，如果将设置于第二支承环的切断部在相对于该第二支承环的中心轴线正交的方向上切断的话，则该切断部为截面直线状并且为轴直角平面状。这样的形状的切断部均加工容易，易于制造支承环。

(发明的效果)

本发明实现以下的效果。

也就是说，如以上说明，在本发明中，由于在截面三角形状的第一支承环中的端面部和斜面部交叉形成的角部设置切断部，因此，即使两部件彼此偏心，也不会发生角部与安装槽的底面部发生干涉并被压坏的情况。因此，能够抑制在比较硬质的第一支承环上发生由于角部的压坏而导致的破裂等的破损。另外，由于在截面三角形状的第二支承环中的周面部和斜面部交叉形成的角部也设置切断部，因此，即使两部件彼此偏心，也不会发生角部与安装槽的侧面部发生干涉并被压坏的情况。因此，能够抑制在比较软质的第二支承环上发生由于角部的压坏而导致的大的倾斜、在第二支承环和安装槽的底面部之间产生间隙、密封环向该间隙挤出而破损。

另外，通过将设置于第一支承环的切断部在相对于第一支承环的中心轴线方向平行的方向上切断，以及将设置于第二支承环的切断部在相对于第二支承环的中心轴线方向正交的方向上切断，能够提供加工容易并且易于制造的支承环部件。

附图说明

图1(A)是本发明的实施例所涉及的密封装置的截面图，(B)是示出该密封装置的偏心的状态的截面图。

图2是示出该密封装置所具有的第一支承环的截面形状的说明图。

图3是示出该密封装置所具有的第一支承环和第二支承环的截面形状的其他例子的说明图。

图4(A)是现有例所涉及的密封装置的截面图，(B)是示出该密封装置的偏心的状态的截面图。

符号说明

1 密封装置

11 密封环

21 第一支承环

21a、31a 端面部

21b、31b 周面部

21c、31c 斜面部

21d、31d、31e 角部

22、32 切断部(カット部)

31 第二支承环

51 轴(一个部件)

52 壳体(另一个部件)

53 安装槽

53a 底面部

53b 侧面部

54 挤出间隙。

具体实施方式

接着，基于附图对本发明的实施例进行说明。

图1(A)示出本发明的实施例所涉及的密封装置1的主要部分截面。该实施例所涉及的密封装置1用于喷射器等油压机器中的高压密封部，如下构成。

也就是说，该密封装置1配置于作为彼此相对向的两部件的轴51和壳体52之间的环状间隙，以使存在于图上右方向的高压侧H的密封流体不向图上左方向的低压侧(大气侧)B泄漏的方式对其进行密封。该密封装置1具有：作为密封环的O形环11，安装于在轴51的周面上设置的环状的安装槽53，与壳体52的轴孔内周面紧密接触；第一支承环21，配置于O形环11的反密封流体侧(低压侧L)，同样安装于安装槽53；第二支承环31，配置于O形环11和第一支承环21之间，同样安装于安装槽53。对于O形环11，也可以取而代之为D形环或者X形环等其他的截面形状的密封环。

O形环11由橡胶状弹性体成形。第一支承环21由比第二支承环31硬质的例如尼龙树脂成形。第二支承环31由比第一支承环21软质的例如PTFE树脂成形。

安装槽53由于加工容易而形成为截面矩形状的矩形槽。因此，未在槽内设置锥形状之类的结构，安装槽53仅由圆筒面状的底面部53a和轴直角平面状的两侧面部53b的组合而形成。

第一支承环21具有与安装槽53的侧面部53b接触的反密封流体侧(低压侧L)的轴直角平面状的端面部21a、与壳体52的轴孔内周面接触的外周侧的圆筒面状的周面部21b和相对于端面部21a以及周面部21b交叉的锥形面状的斜面部21c，形成为截面三角形状(直角三角形状)。斜面部21c形成为截面直线状，使其锥形的方向为直径尺寸从密封流体侧(高压侧H)向反密封流体侧(低压侧L)逐渐缩小的方向。

第二支承环31具有密封环11所接触的密封流体侧(高压侧H)的轴直角平面状的端面部31a、与安装槽53的底面部53a接触的内周侧的圆筒面状的周面部31b和相对于端面部31a以及周面部31b交叉的锥形面状的斜面部31c，形成为截面三角形状(直角三角形状)。斜面部31c形成为截面直线状，使其锥形的方向为直径尺寸从密封流体侧(高压侧H)向反密封流体侧(低压侧L)逐渐缩小的方向。

第一支承环21的斜面部21c和第二支承环31的斜面部31c彼此对应设置，其倾斜角度、斜面长度、最大外径尺寸和最小内径尺寸等相同或者大致相同地形成。

另外，在第一支承环21中的端面部21a和斜面部21c交叉形成的角部设置切断部22。该切断部22形成环状的同时在相对于第一支承环21的中心轴线O方向平行的方向上被切断，从而切断部22形成为圆筒面状。切断部22的直径尺寸形成得比安装槽53的底面部53a的直径尺寸大。

另外，在第二支承环31中的周面部31b和斜面部31c交叉形成的角部设置切断部32。该切断部32形成环状的同时在相对于第二支承环31的中心轴线O方向正交的方向上被切断，从而切断部32形成为轴直角平面状。

在上述构成的密封装置1中，由于在密封环11的反密封流体侧(低压侧L)配置第一支承环21，因此，能够防止密封环11向轴51和壳体52之间的间隙54挤出而产生破损，并且，由于在密封环11和第一支承环21之间配置第二支承环31，因此，能够防止密封环11向第一支承环21和另一个部件52之间的间隙(未图示)挤出而产生破损。

另外，由于在截面三角形状的第一支承环21中的端面部21a和斜面部21c交叉形成的角部设置切断部22，因此，如图1(B)所示，即使轴51和壳体52彼此偏心，该角部也不会与安装槽53的底面部53a发生干涉而被压坏。因此，能够抑制在比较硬质的第一支承环21上发生由于角部的压坏而导致的破裂等破损。

另外，由于在截面三角形状的第二支承环31中的周面部31b和斜面部31c交叉形成的角部设置切断部32，因此，如图1(B)所示，即使轴51和壳体52彼此偏心，该角部也不会与安装槽53的侧面部53b发生干涉而被压坏。因此，能够抑制在比较软质的第二支承环31上发生由于角部的压坏而导致的大的倾斜、在第二支承环31和安装槽53的底面部53a之间产生间隙、密封环11向该间隙挤出而产生破损。

另外，由于设置于第一支承环21的切断部22在相对于第一支承环21的中心轴线O方向平行的方向上被切断，因此，第一支承环21的形状简单，并且加工容易而易于制造。另外，由于设置于第二支承环31的切断部32在相对于第二支承环31的中心轴线O方向正交的方向上被切断，因此，第二支承环31的形状也简单，并且加工容易而易于制造。因此，能够提供具有切断部22、32的同时加工容易而易于制造的支承环部件。

此外，在该实施例中，如图1(B)的E部所示，由于未在第二支承环31中的端面部31a和斜面部31c交叉形成的角部31e设置切断部，因此，该角部31e为尖端状，当轴51和壳体52彼此偏心时，相对于壳体52的轴孔内周面发生干涉。但是，该角部31e的密封流体侧(高压侧H)为空间，在此确保了退避空间。因此，无需在该角部31e设置切断部，并且未设置切断部更易于抑制密封环11的挤出。

对于设置于第一支承环21的切断部22，优选的是，使其轴向宽度y相对于两部件(轴51和壳体52)的偏心量为0.2～2.5倍大小。其理由如下。

也就是说，如图2所示，在将本发明的密封装置1用作喷射器用密封件的情况下，大多形成为第一支承环21的径向宽度d实际尺寸为1～4mm，与之对应，第一支承环21的轴向宽度w为1～2mm。另外，此时的端面部21a和斜面部21c所形成的角度θ为14°～65°的范围。在本发明中，由于为在第一支承环21中的端面部21a和斜面部21c交叉形成的角部设置相当于偏心量的切断部22的构成，因此，在将该切断部22的径向宽度设为x并且将切断部22的轴向宽度设为y的情况下，求得y的公式如下。

y＝x×tanθ

其中，θ如上所述，θ＝14°～65°，因此，

y＝(0.25～2.14)·x

作为在0.25～2.14的数值范围上加上尺寸公差等所得的结果，关于设置于第一支承环21的切断部22，优选的是，使其轴向宽度y相对于两部件的偏心量为0.2～2.5倍大小。

另外，对于两部件(轴51和壳体52)的偏心量，由于两部件位于同轴上时的两部件的径向间隙c(参照图1(A))为最大值，因此，使该两部件的径向间隙c为两部件的偏心量(最大偏心量)。

另外，在上述实施例中，虽然使第一支承环21的斜面部21c和第二支承环31的斜面部31c均形成为倾斜角度呈一定的截面直线状的锥形面，但是，这些斜面部21c、31c也可以为倾斜角度逐渐变化的截面曲线状的锥形面。

作为这种情况的例子，在图3所示的例子中，第一支承环21的斜面部21c形成为倾斜角度从内径侧向外径侧逐渐变小的截面曲线状的锥形面，与之对应，第二支承环31的斜面部31c也同样形成为倾斜角度从内径侧向外径侧逐渐变小的截面曲线状的锥形面。

Claims (4)

1.一种密封装置，配置于彼此相对向的两部件之间，对密封流体进行密封，所述密封装置的特征在于，

具有：密封环，安装于在所述两部件中的一个部件上设置的安装槽，与另一个部件紧密接触；第一支承环，配置于所述密封环的反密封流体侧；第二支承环，配置于所述密封环和所述第一支承环之间；

所述第一支承环相对于所述第二支承环为硬质，所述第二支承环相对于所述第一支承环为软质，

所述安装槽形成为截面矩形状的槽，

所述第一支承环具有与所述安装槽的反密封流体侧侧面部接触的轴直角平面状的端面部、与所述另一个部件接触的圆筒面状的周面部、相对于所述端面部以及所述周面部交叉的斜面部，所述第一支承环形成为截面三角形状，

所述第二支承环具有所述密封环所接触的轴直角平面状的端面部、与所述安装槽的底面部接触的圆筒面状的周面部、对应于所述第一支承环的斜面部而设置的斜面部，所述第二支承环形成为截面三角形状，

在所述第一支承环中的所述端面部和所述斜面部交叉形成的角部设置切断部，

在所述第二支承环中的所述周面部和所述斜面部交叉形成的角部也设置切断部，在所述第二支承环中的所述端面部和所述斜面部交叉形成的角部不设置切断部。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

设置于所述第一支承环的切断部在相对于该第一支承环的中心轴线平行的方向上被切断，

设置于所述第二支承环的切断部在相对于该第二支承环的中心轴线正交的方向上被切断。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，

使所述第一支承环中的所述切断部的轴向宽度(y)相对于所述两部件的偏心量为0.2～2.5倍大小。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，

所述两部件的偏心量为与所述两部件间的径向间隙(c)同等大小。