CN111212995B - 密封环和密封结构 - Google Patents

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Abstract

在滑动且被供给有高压的工作油的环境下，提高密封环的耐久性。密封环40是环状的密封环，其配置于第一部件(20)和第二部件(24)之间，并将第一部件(20)和第二部件(24)之间的间隙密封，其中，所述第二部件(24)被插入于第一部件(20)且相对于第一部件(20)在轴向上进行往复运动。密封环(40)具有：环状的基部(70)，其径向外侧的端部与第一部件(20)相接；前端部(72)，其为环状的前端部(72)，且一体地连结于基部(70)的径向内侧，并与第二部件(24)相接；壁厚突起部(74)，其一体地连结于前端部(72)，并在第二部件(24)的轴向比基部(70)突出。

Description

密封环和密封结构
技术领域
本发明涉及密封环和密封结构。
背景技术
例如，连结于机动车的带轮的轴、连接于活塞环的轴在轴向进行往复运动。另外，对轴的周围供给有高压的工作油。在这种轴和壳体之间为了抑制高压的工作油的泄漏而配置有密封环(例如，参照日本特开平5-83538号公报)。
发明内容
发明所要解决的技术问题
对密封环施加有高压的工作油的负载且由于轴相对于外壳的滑动而施加有负载。密封环有时会由于液压和滑动而承受轴向的力从而劣化。通过提高在这种环境下的耐久性，能够使密封环长寿命化并在更严格的使用环境下使用。
本发明的目的在于，在滑动且被供给有高压的工作油的环境下，提高密封环的耐久性。
用于解决技术问题的手段
本发明的密封环，其为环状的密封环，配置于第一部件和第二部件之间，并将所述第一部件和所述第二部件之间的间隙密封，其中，第二部件被插入于第一部件且相对于所述第一部件沿轴向进行往复运动，
所述密封环具有：
环状的基部，其径向外侧的端部与所述第一部件相接；
前端部，其为环状的前端部，且一体地连结于所述基部的径向内侧，并与所述第二部件相接；和
壁厚突起部，其一体地连结于所述前端部，并在所述第二部件的轴向比所述基部突出。
另外，本发明的密封结构具有：
第一部件，具有槽主体和台阶部；
第二部件，其被插入于所述第一部件且相对于所述第一部件沿轴向进行往复运动；和
密封环，其为环状的密封环，配置于所述第一部件和所述第二部件之间，且将所述第一部件和所述第二部件之间的间隙密封，
所述密封环具有：
环状的基部，其径向外侧的端部与所述第一部件相接；
前端部，其为环状的前端部，且一体地连结于所述基部的径向内侧，并与所述第二部件相接；
壁厚突起部，其一体地连结于所述前端部，且以配置于所述台阶部的方式在所述第二部件的轴向比所述基部突出，且所述壁厚突起部的在所述第二部件的轴向的长度比所述台阶部的长度短。
发明效果
根据本发明，能够在滑动且被供给有高压的工作油的环境下，提高密封环的耐久性。
附图说明
图1是示出具有第一实施方式的密封环的往复机械的一例的立体图。
图2是示出图1的密封环的剖视图。
图3是示意性地示出密封环的剖视图。
图4是示意性地示出第二实施方式的密封环的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明实施方式的密封环。需要说明的是，本发明不应被实施方式限定。另外，在实施方式中的构成要素中，包括本领域技术人员能够且容易置换的要素或者实质上相同的要素。
(第一实施方式)
图1是示出具有第一实施方式的密封环的旋转机械的一例的立体图。图1所示的往复机械10是CVT(Continuously Variable Transmission：无级变速器)的一部分。具体而言，是CVT的初级或次级的带轮。往复机械10具有机械主体12、液压供给装置14和配管16。液压供给装置14向机械主体12供给升压了的工作油。工作油在配管16中流动。配管16将液压供给装置14和机械主体12连接。
机械主体12将使CVT的带28旋转的带轮26支承为旋转自如。机械主体12具有外壳(第一部件)20、旋转轴(第二部件)24、带轮26、带28和密封环40。
在外壳20形成有工作缸32和密封槽34。在工作缸32插入有旋转轴24。工作缸32是圆筒形状的空间，在圆筒的一侧具有敞开端，在另一侧具有闭塞端。在工作缸32的闭塞端连接有配管16。从液压供给装置14向工作缸32供给工作油。密封槽34形成于工作缸32的内周面，并配置有密封环40。密封槽34的形状将在后面描述。在本实施方式中，为了简单地示出功能而简单地示出外壳20，但是外壳20也可以是将带轮26、带28的外周覆盖的形状。
旋转轴24能够沿轴向移动地被支承于工作缸32，并且能够沿周向旋转地被支承于工作缸32。旋转轴24的一部分从工作缸32突出。需要说明的是，在本实施方式中虽然省略了图示，但是旋转轴24直接或间接地连结于使旋转轴24旋转的驱动部或传递旋转的运转部。带轮26固定于旋转轴24的从工作缸32突出的一侧的端部。带轮26与旋转轴24一体地旋转。带28挂设于带轮26。带28也挂设于其他的带轮，从而将带轮26的旋转传递至其他的带轮。
密封环40为环状，且被插入于密封槽34。密封环40将外壳20和旋转轴24之间密封。具体而言，密封环40是对从液压供给装置14供给至旋转轴24和外壳20之间的工作油进行密封。
接下来，使用图2和图3，对密封槽34和密封环40进行说明。图2是示出图1的密封环的剖视图。图3是示意性地示出密封环的剖视图。图2所示的密封环40被外壳20和旋转轴24压缩。图3所示的密封环40还没有被安装于外壳20，没有被旋转轴24压缩。
密封槽34具有槽主体50和台阶部52。在槽主体50收纳有密封环40。本实施方式的台阶部52形成于工作缸32的敞开端侧。与槽主体50相比，台阶部52的径向(旋转轴24的径向)的深度浅。台阶部52和槽主体50通过第一槽内倒角部54连接。台阶部52和工作缸32的内周面通过第二槽内倒角部56连接。台阶部52的角成为第三槽内倒角部58。第一槽内倒角部54成为向旋转轴24的轴中心侧凸出且剖面的半径为r1的曲面。第二槽内倒角部56成为向旋转轴24的轴中心侧凸出且剖面的半径为r2的曲面。第三槽内倒角部58成为在旋转轴24的轴中心侧凹入的曲面。将台阶部52的底面(径向外侧的面)与槽主体50的底面(径向外侧的面)的距离设为R1。另外，将台阶部52的底面与旋转轴24的表面的距离设为R2。
密封环40配置于密封槽34的槽主体50和台阶部52，将外壳20和旋转轴24之间密封。密封环40为环状的环。构成密封环40的橡胶材料为例如丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、EPDM(Ethylene Propylene Diene橡胶；乙烯-丙烯-二烯烃橡胶)、CR(氯丁橡胶)、硅橡胶、氟橡胶、天然橡胶。
密封环40在剖视观察下具有基部70、前端部72和壁厚突起部74。基部70、前端部72和壁厚突起部74一体地形成。基部70的剖面为矩形，配置于槽主体50。基部70与外壳20相接。前端部72配置于基部70的径向内侧。前端部72的径向外侧的端部与基部70的径向内侧的端部连结。前端部72的剖面为向旋转轴24侧凸出的椭圆状。前端部72与旋转轴24相接。基部70和前端部72成为一体，并成为D形状。壁厚突起部74形成于工作缸32的敞开端侧的前端部72，并在旋转轴24的轴向比基部70更突出。壁厚突起部74的一部分配置于台阶部52。
如图3所示，密封环40将径向的长度设为R3。将从基部70的径向外侧的端部到壁厚突起部74的径向外侧的端部为止的距离设为R4。将壁厚突起部74的径向的长度设为R5。另外，将基部70的轴向的长度(宽度)设为W2。将壁厚突起部74的径向内侧的轴向的长度(宽度)设为W3。
如图2所示，密封环40将密封槽34的槽主体50和旋转轴24之间、以及台阶部52和旋转轴24之间密封，在因从工作缸32的闭塞端供给的工作油的液压而压力变高的情况下，将外壳20和旋转轴24之间密封。
通过具有壁厚突起部74的密封环40，厚壁突起部74与台阶部52相接。由此，能够抑制基部70、前端部72的变形，从而能够抑制密封环40产生歪斜。即，即使在因高压的工作油而引起的按压力、旋转轴24和外壳20之间的轴向的相对移动的作用下对密封环40作用有轴向的力，也能够抑制密封环40的基部70、前端部72被挤出到外壳20和旋转轴24的间隙地变形的情况，从而能够抑制大的歪斜的产生。由此，密封环40的耐久性得以提高，即使在高压下产生滑动的部位，也能够适用作为橡胶单体密封部件的密封环40。例如，在压力3.2MPa以上且产生有轴向的滑动的环境等下，在过去使用强度优异的O形圈和支承环(PTFE(聚四氟乙烯)制)组合而成的填料、将填料和滑动部件组合而成的密封环的环境中，即使使用密封环40耐久性也会提高。
另外，通过将台阶部52设于密封槽34，由此能够抑制密封环40被压靠于工作缸32和旋转轴24的宽度窄的部分。因此，密封环40所产生的歪斜变小，从而能够抑制密封环40的消耗。
第一槽内倒角部54的半径r1优选为0.2mm以上且0.4mm以下。由此，能够减少密封环40的歪斜。
此处，距离R3优选为距离R1的1.5倍以下。由此，能够抑制密封环40崩毁的情况。距离R3/宽W2优选为1.5以上且2.0以下。通过设为1.5以上，能够抑制密封环40崩毁的情况。通过设为2.0以下，由此能够抑制密封环40的屈曲。距离R5优选设为与距离R2同等的距离。距离R4优选设为与距离R1同等的距离。由此，能够将密封环40合适地设置于槽主体50和台阶部52。
(第二实施方式)
图4是示意性地示出第二实施方式的密封环的剖视图。本实施方式的密封环40a具有基部70、前端部72、第一壁厚突起部80和第二壁厚突起部82。基部70、前端部72、第一壁厚突起部80和第二壁厚突起部82一体地形成。本实施方式的基部70和前端部72是与第一实施方式的密封环40相同的构造。第一壁厚突起部80形成于工作缸32的敞开端侧的前端部72，且在旋转轴24的轴向比基部70更突出。第二壁厚突起部82形成于工作缸32的闭塞端侧的前端部72，且在旋转轴24的轴向比基部70更突出。
本实施方式的密封环40a通过将第一壁厚突起部80、第二壁厚突起部82设于前端部72的轴向的两端而成为对称形状。因此，方向性消失，从而易于适用于各种装置。
上述的实施方式的往复机械10虽然将密封环40设于利用带28进行旋转的旋转轴24，但是配置密封环40的轴并不限定于此。能够在被供给有工作油且轴沿轴向滑动的所有机构中适用本实施方式的密封环。密封环例如可以用作活塞和工作缸之间、即活塞环。
本实施方式的密封环虽然是基部的剖面为矩形的D形环，但是也可以是基部的剖面为半椭圆、且在前端部和基部为椭圆的Oval环。
附图标记说明
10往复机械
12机械主体
14液压供给装置
16配管
20外壳(第一部件)
24旋转轴(第二部件)
26带轮
28带
32工作缸
34密封槽
40密封环
50槽主体
52台阶部
54第一槽内倒角部
56第二槽内倒角部
58第三槽内倒角部
70基部
72前端部
74壁厚突起部
r1、r2半径
R1、R2、R3、R4、R5距离
W2、W3宽

Claims (4)

1.一种密封环，其为环状的密封环，配置于第一部件和第二部件之间，并将所述第一部件和所述第二部件之间的间隙密封，其中，所述第二部件被插入于所述第一部件且相对于所述第一部件沿轴向进行往复运动，其中，
所述密封环具有：
环状的基部，其径向外侧的端部与所述第一部件相接；
前端部，其为环状的前端部，且一体地连结于所述基部的径向内侧，并与所述第二部件相接；和
壁厚突起部，其一体地连结于所述前端部，并在所述第二部件的轴向比所述基部突出，
所述基部配置于形成在所述第一部件的槽主体，
所述壁厚突起部在所述第二部件的轴向配置于形成在所述槽主体的台阶部，
所述壁厚突起部的在所述第二部件的轴向上的长度比所述台阶部的长度短，
所述前端部的剖面为朝向所述第二部件凸出的曲线。
2.根据权利要求1所述的密封环，其中，
所述壁厚突起部具有：
第一壁厚突起部，其一体地连结于所述第二部件的轴向的一侧的所述前端部，
第二壁厚突起部，其一体地连结于所述第二部件的轴向的另一侧的所述前端部。
3.根据权利要求2所述的密封环，其中，
所述第一壁厚突起部和所述第二壁厚突起部相对于所述前端部对称且一体地连结于所述前端部。
4.一种密封结构，其中，具有：
第一部件，其具有槽主体和台阶部；
第二部件，其被插入于所述第一部件且相对于所述第一部件沿轴向进行往复运动；和
密封环，其为环状的密封环，配置于所述第一部件和所述第二部件之间，且将所述第一部件和所述第二部件之间的间隙密封，
所述密封环具有：
环状的基部，其径向外侧的端部与所述第一部件相接；
前端部，其为环状的前端部，且一体地连结于所述基部的径向内侧，并与所述第二部件相接；
壁厚突起部，其一体地连结于所述前端部，且以配置于所述台阶部的方式在所述第二部件的轴向比所述基部突出，且所述壁厚突起部的在所述第二部件的轴向上的长度比所述台阶部的长度短。
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