CN109312864A - 防尘密封圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防尘密封圈，能够通过使弹簧的功能稳定地发挥，实现密封性能的提高。密封本体(120)包括：外周面侧环状部(121)，被固定在加强环(110)的内周面上；内周面侧环状部(123)，具有相对于轴(200)的外周面自由滑动地设置的唇部(123a)；并且，在密封本体(120)的密封侧(O)上安装有环状的弹簧(130)，该环状的弹簧具有：外周面侧按压部(131)，将外周面侧环状部(121)的内周面朝向径向外侧按压；内周面侧按压部(132)，将内周面侧环状部(123)的外周面朝向径向内侧按压。

Description

防尘密封圈

技术领域

本发明涉及一种防尘密封圈，密封轴与壳体之间的环状缝隙，抑制异物的侵入。

背景技术

在液压缸等各种设备中，为了抑制从外部向设备内部的异物的侵入，设有防尘密封圈(参照专利文献1,2)。作为防尘密封圈的材料，使用橡胶、氨基甲酸酯、PTFE等树脂材料等弹性材料。当用于轴和壳体往返移动的用途中时，为了通过防尘密封圈将附着在轴表面上的灰尘刮落，大多使用硬度高的材料。但是，由硬度特别高的材料构成的防尘密封圈存在如下问题：由于蠕变现象，防尘密封圈的唇部随时间塌陷(塑性变形)，有损密封性能。因此，还得知如下的技术：在防尘密封圈上安装弹簧，由此，即使唇部塌陷，也维持唇部的外周面朝向径向内侧被推压的状态。

这里，弹簧大多由截面形状为大致U字形状或大致V字形状的环状部件构成。此时，在现有结构中，灰尘容易地进入弹簧的内侧，因此，灰尘堆积在弹簧内，弹簧的弹性被损害。此外，金属制的弹簧的情况下，由于灰尘中包含的盐和金属粉末而产生生锈或电腐蚀。由于这些原因，恐怕弹簧的功能未被发挥，结果密封性能被损害。

专利文献1:日本特开2009-174555号公报

专利文献2:日本特开2014-163459号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种防尘密封圈，通过使弹簧的功能稳定地发挥，使实现密封性能的提高成为可能。

本发明为了解决上述课题采用了以下的方案。

即，本发明的防尘密封圈，其特征在于，

密封轴与壳体之间的环状缝隙，该防尘密封圈包括：

加强环，被固定于在所述壳体上设置的轴孔的内周面上；

弹性体制的密封本体，被一体地固定在所述加强环上；

所述密封本体包括：

外周面侧环状部，被固定在所述加强环的内周面上；

内周面侧环状部，具有相对于所述轴的外周面自由滑动地设置的唇部；并且，

在所述密封本体的密封侧上安装有环状的弹簧，所述环状的弹簧具有：

外周面侧按压部，将所述外周面侧环状部的内周面朝向径向外侧按压；

内周面侧按压部，将所述内周面侧环状部的外周面朝向径向内侧按压。

此外，由于弹簧被安装在密封本体的密封侧，即使密封侧的相反侧存在灰尘，也能够抑制灰尘附着在弹簧上。由此，能够使弹簧功能稳定地发挥。

优选地，所述弹簧具有：

所述外周面侧按压部，从密封侧朝向其相反侧且径向外侧而延伸；

所述内周面侧按压部，从密封侧朝向其相反侧且径向内侧而延伸。

优选地，所述外周面侧环状部和内周面侧环状部经波纹管部连接。

由此，即使在轴相对于壳体偏心的情况下，由于内周面侧环状部追随于轴，能够保证密封性能。

优选地，所述波纹管部由以下部件构成：

缩径部，从所述外周面侧环状部的所述相反侧的端部朝向所述密封侧缩径；

扩径部，从所述内周面侧环状部的所述相反侧的端部朝向所述密封侧扩径。

优选地，所述唇部具有：

相反侧倾斜面，从唇前端朝向所述相反侧扩径；

密封侧倾斜面，从唇前端朝向所述密封侧扩径；其中

所述相反侧倾斜面比密封侧倾斜面梯度大。

由此，尤其在用于轴和壳体往返移动的用途中时，能够将轴表面上附着的灰尘刮出至密封侧的相反侧。

优选地，在所述内周面侧环状部上，金属环被固定于比所述唇部更靠近所述密封侧。

由此，由于稳定地保持了内周面侧环状部的形状，能够使密封性能更加稳定。

另外，上述各结构能够在尽可能的范围内组合而采用。

如上述说明的那样，根据本发明，通过使弹簧的功能稳定地发挥，能够实现密封性能的提高。

附图说明

图1是本发明的实施例1的防尘密封圈的剖面示意图。

图2是表示本发明的实施例1的防尘密封圈的使用时的状态的剖面示意图。

图3是本发明的实施例1的弹簧的中间产品的俯视图。

图4是本发明的实施例1的弹簧的俯视图。

图5是本发明的实施例2的防尘密封圈的剖面示意图。

图6是本发明的实施例3的防尘密封圈的剖面示意图。

符号说明

100，100a，100b 防尘密封圈

110 加强环

111 圆筒部

112 内向凸缘部

120 密封本体

121 外周面侧环状部

122，124 波纹管部

122a，124a 缩径部

122b，124b 扩径部

123 内周面侧环状部

123a 唇部

123a1 相反侧倾斜面

123a2 密封侧倾斜面

130 弹簧

130a 中间制品

131 外周面侧按压部

132 内周面侧按压部

140 金属环

200 轴

300 壳体

具体实施方式

下面参照附图，对用于实施本发明的方式基于实施例详细地示例地进行说明。其中，该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别特定的描述，本发明的范围不限于这些。

(实施例1)

参照图1～图4，对本发明的实施例1的防尘密封圈进行说明。另外，本发明的防尘密封圈能够用于被包括于工程设备的液压缸、汽车用的减震器、阻尼器、普通生产设备等。下面，以防尘密封圈被适用于液压缸的情况为例进行说明。

＜防尘密封圈＞

参照图1～图4，对本实施例的防尘密封圈的整体结构进行说明。图1是本发明的实施例1的防尘密封圈的剖面示意图。另外，本实施例的防尘密封圈是大致旋转对称形状。在图1中，表示在包含防尘密封圈的中心轴线的面处切断的剖视图。此外，关于各结构部件，为了容易理解各部的尺寸关系，表示未受外力的状态。因此，成为各部件局部重叠的图。图2是表示本发明的实施例1的防尘密封圈的使用时的状态的剖面示意图。在图2中，表示在包含防尘密封圈的中心轴线的面处切断的剖视图。图3是本发明的实施例1的弹簧的中间产品的俯视图。图4是本发明的实施例1的弹簧的俯视图。

液压缸包括以相对往返移动的方式构成的轴(活塞杆)200和壳体(气缸)300。然后，为了密封这些轴200和壳体300之间的环状缝隙，设有由多个密封部件构成的密封系统。该密封系统起到如下的作用，即：使得密封侧(O)的密封对象流体即油不泄漏至密封侧(O)的相反侧的大气侧(A)，并且，使得异物不会从外部侵入。作为异物的举例，能够举出沙土、矿石、油、水、冰、树液等。防尘密封圈100是构成密封系统的多个密封部件中被配置在最靠近大气侧(A)的密封部件，尤其起到用于防止异物的侵入的作用。

如上所述，本实施例的防尘密封圈100起到密封轴200和壳体300之间的环状缝隙的作用。然后，防尘密封圈100包括：金属制的加强环110，被固定于在壳体300上设置的轴孔的内周面上；弹性体制的密封本体120，被一体地固定在加强环110上。加强环110由如下部件构成：圆筒部111，其外周面紧贴于壳体300的轴孔内周面；内向凸缘部112，设置于圆筒部111的大气侧(A)的端部。

密封本体120由橡胶、氨基甲酸酯、PTFE等树脂构成。另外，作为密封本体120的材料，能够通过采用硬度较高的材料使刮落轴表面的异物的功能发挥。然后，密封本体120包括：外周面侧环状部121，固定在加强环110的内周面上，内周面侧环状部123，具有相对于轴200的外周面自由滑动地设置的唇部123a。此外，这些外周面侧环状部121和内周面侧环状部123经波纹管部122而连接。本实施例的波纹管部122由以下部件构成：缩径部122a，从外周面侧环状部121的大气侧(A)的端部朝向密封侧(O)缩径；扩径部122b，从内周面侧环状部123的大气侧(A)的端部朝向密封侧(O)扩径。此外，唇部123a具有：相反侧倾斜面123a1，从唇前端朝向大气侧(A)扩径；密封侧倾斜面123a2，从唇前端朝向密封侧(O)扩径。然后，相反侧倾斜面123a1被设计为与密封侧倾斜面123a2相比梯度大的形式。

然后，在本实施例的防尘密封圈100中，在密封本体120的密封侧(O)安装有金属制的环状的弹簧130。该环状的弹簧130具有：外周面侧按压部131，将密封本体120的外周面侧环状部121的内周面朝向径向外侧按压；内周面侧按压部132，将内周面侧环状部123的外周面朝向径向内侧按压。更具体地，弹簧130具有：外周面侧按压部131，从密封侧(O)朝向大气侧(A)且径向外侧延伸；内周面侧按压部132，从密封侧(O)朝向大气侧(A)且径向内侧延伸。此外，在本实施例中，为了将弹簧130容易地安装至密封本体120，并且提高安装稳定性，外周面侧按压部131的前端附近的外周面被设定为与外周面侧环状部121的内周面相仿的形状和尺寸。即，外周面侧按压部131的前端附近的外周面和外周面侧环状部121的内周面均为圆柱面，并且这些外径和内径被设计为大致相同的形式。此外，弹簧130的内周面侧按压部132的前端的内径被设计为小于内周面侧环状部123的外周面的外径的形式。由此，内周面侧按压部132向径向内侧被按压，唇部123a的唇前端紧贴于轴200的外周面的状态被维持。

此处，参照图3及图4对弹簧130的制法进行简单的说明。首先，通过对金属板实施切削加工，制作在周向上以曲折的方式延伸的中间制品130a(参照图3)。经该中间制品130a的径向的中央附近S，对径向的内侧的部分和外侧的部分实施弯折加工，以使得分别在图3中图纸近侧方向上弯折。由此，能够得到弹簧130。另外，图4表示通过弯折加工而得到的弹簧130的俯视图。

＜本实施例的防尘密封圈的优点＞

在本实施例的防尘密封圈100中，在弹性体制的密封本体120上安装有环状的弹簧130。由此，即使具有唇部123a的内周面侧环状部123塌陷(塑性变形)，通过弹簧130，能够使基于唇部123a的密封性能发挥。从而，能够在长期范围内使密封性能发挥。然后，在本实施例的防尘密封圈100中，弹簧130被安装在密封本体120的密封侧(O)上。因此，即使大气侧(A)存在灰尘，也能够抑制灰尘附着在弹簧130上。由此，灰尘不会堆积在弹簧130内，能够抑制弹簧130的弹性被损害。此外，能够抑制金属制的弹簧130由于灰尘中包含的盐和金属粉末而产生生锈或电腐蚀。根据以上所述，能够使弹簧功能稳定地发挥。

此外，本实施例的密封本体120经波纹管部122连接外周面侧环状部121和内周面侧环状部123。因此，即使在轴200相对于壳体300偏心的情况下，由于内周面侧环状部123跟随轴200，能够保证密封性能。

此外，本实施例的唇部123a，具有：相反侧倾斜面123a1，从唇前端朝向大气侧(A)扩径；密封侧倾斜面123a2，从唇前端朝向密封侧(O)扩径，相反侧倾斜面123a1被设计为与密封侧倾斜面123a2相比梯度大的形式。由此，当轴200和壳体300往返移动时，能够将轴表面上附着的灰尘刮出至大气侧(A)。

(实施例2)

图5中表示本发明的实施例2。在本实施例中，表示如下情况的结构，即：密封本体的波纹管部的结构与上述实施例1不同的情况。由于其它的结构及作用与实施例1相同，关于相同的部分标为相同的符号，省略其说明。

图5是本发明的实施例2的防尘密封圈的剖面示意图。另外，本实施例的防尘密封圈是大致旋转对称的形状，在图5中，表示在包含防尘密封圈的中心轴线的面处切断的剖视图。此外，关于各结构部件，为了容易理解各部的尺寸关系，表示未受外力的状态。从而，成为各部件局部重叠的图。

在本实施例的防尘密封圈100a中，与上述实施例1的情况相同，包括加强环110、密封本体120和弹簧130。关于加强环110和弹簧130的结构，由于是与上述实施例1的情况相同的结构，省略其说明。

此外，本在实施例的密封本体120中，也由橡胶、氨基甲酸酯、PTFE等树脂构成。然后，密封本体120包括：外周面侧环状部121，固定在加强环110的内周面上；内周面侧环状部123，具有相对于轴200的外周面自由滑动地设置的唇部123a。关于这些外周面侧环状部121和内周面侧环状部123，由于是与上述实施例1的情况相同的结构，省略其说明。

然后，在本实施例的密封本体120中，也与上述实施例1的情况相同，外周面侧环状部121和内周面侧环状部123经波纹管部124连接。然后，在本实施例的波纹管部124中，也由以下部件构成：缩径部124a，从外周面侧环状部121的大气侧(A)的端部朝向密封侧(O)缩径；扩径部124b，从内周面侧环状部123的大气侧(A)的端部朝向密封侧(O)扩径。在本实施例的情况下，缩径部124a和扩径部124b的中心轴线方向(轴200的中心轴线方向)的距离与上述实施例1的情况相比较短，仅这一点与上述实施例1的情况不同。

在如上述那样构成的本实施例的防尘密封圈100a中，也能够得到与上述实施例1的情况相同的效果。此外，在本实施例的情况下，缩径部124a和扩径部124b的上述中心轴线方向的距离与上述实施例1的情况相比较短。因此，能够抑制灰尘积存在由缩径部124a和扩径部124b所形成的环状槽内。由此，能够抑制波纹管部124的径向的伸缩被妨碍。从而，当在黏土质的灰尘飞散来的环境中被使用时，优选采用本实施例的防尘密封圈100a。

(实施例3)

图6中表示本发明的实施例3。在本实施例中，表示如下情况的结构，即：在上述实施例2中表示的结构中，密封本体的内周面侧环状部上固定有金属环。由于其它的结构和作用与实施例2相同，关于相同的部分标为相同的符号，省略其说明。

图6是本发明的实施例3的防尘密封圈的剖面示意图。另外，本实施例的防尘密封圈是大致旋转对称的形状，在图6中，表示在包含防尘密封圈的中心轴线的面处切断的剖视图。此外，关于各结构部件，为了容易理解各部的尺寸关系，表示未受外力的状态。从而，关于各部件，成为部分重叠的图。

在本实施例的防尘密封圈100b中，与上述实施例1及实施例2的情况相同，包括加强环110、密封本体120和弹簧130。关于加强环110和弹簧130的结构，由于是与上述实施例1的情况相同的结构，省略其说明。

此外，本在实施例的密封本体120中，也由橡胶、氨基甲酸酯、PTFE等树脂构成。然后，密封本体120包括：外周面侧环状部121，固定在加强环110的内周面上；内周面侧环状部123，具有相对于轴200的外周面自由滑动地设置的唇部123a。关于外周面侧环状部121，由于是与上述实施例1的情况相同的结构，省略其说明。此外，在本实施例的密封本体120中，与上述实施例1的情况相同，外周面侧环状部121和内周面侧环状部123经波纹管部124连接。本实施例的波纹管部124的结构，由于是与上述实施例2的情况相同的结构，省略其说明。

然后，在本实施例的密封本体120中，在内周面侧环状部123上，金属环140被固定于与唇部123a相比更靠近密封侧(O)。另外，关于唇部123a的结构，是与上述实施例1的情况相同的结构

在如上述那样构成的本实施例的防尘密封圈100b中，也能够得到与上述实施例2的情况相同的效果。此外，在本实施例的情况下，由于在内周面侧环状部123上，金属环140被固定于与唇部123a相比更靠近密封侧(O)，内周面侧环状部123的形状被稳定地保持。由此，能够使密封性能更加稳定。

另外，在本实施例中，表示了如下情况的结构，即：金属环140被设置于内周面侧环状部123的内周面侧，但也可以是，金属环140被设置于内周面侧环状部123的外周面侧，也可以是，设置于内周面侧环状部123的内部。此外，在本实施例中，表示了如下情况的结构，即：将金属环140设置在上述实施例2所示的防尘密封圈100a上，但也可以是，将金属环140设置在上述实施例1所示的防尘密封圈100上。

(其它)

在上述各实施例中，关于波纹管部，表示了如下情况的结构，即：山部被设置为仅1个位置。但是，对于波纹管部，也可以是，以设置多个山部和谷部的形式构成。

Claims (6)

1.一种防尘密封圈，密封轴与壳体之间的环状缝隙，其特征在于，

该防尘密封圈包括：

加强环，被固定于在所述壳体上设置的轴孔的内周面上；

弹性体制的密封本体，被一体地固定在所述加强环上；

所述密封本体包括：

外周面侧环状部，被固定在所述加强环的内周面上；

内周面侧环状部，具有相对于所述轴的外周面自由滑动地设置的唇部；并且，

在所述密封本体的密封侧上安装有环状的弹簧，所述环状的弹簧具有：

外周面侧按压部，将所述外周面侧环状部的内周面朝向径向外侧按压；

内周面侧按压部，将所述内周面侧环状部的外周面朝向径向内侧按压。

2.根据权利要求1所述的防尘密封圈，其特征在于，

所述弹簧具有：

所述外周面侧按压部，从密封侧朝向其相反侧且径向外侧而延伸；

所述内周面侧按压部，从密封侧朝向其相反侧且径向内侧而延伸。

3.根据权利要求1或2所述的防尘密封圈，其特征在于，

所述外周面侧环状部和所述内周面侧环状部经波纹管部连接。

4.根据权利要求3所述的防尘密封圈，其特征在于，

所述波纹管部包括：

缩径部，从所述外周面侧环状部的所述相反侧的端部朝向所述密封侧缩径；以及

扩径部，从所述内周面侧环状部的所述相反侧的端部朝向所述密封侧扩径。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的防尘密封圈，其特征在于，

所述唇部具有：

相反侧倾斜面，从唇前端朝向所述相反侧扩径；

密封侧倾斜面，从唇前端朝向所述密封侧扩径；其中，

所述相反侧倾斜面比密封侧倾斜面梯度大。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的防尘密封圈，其特征在于，

在所述内周面侧环状部上，金属环被固定于比所述唇部更靠近所述密封侧。