TWI534373B - Sliding seal and seal structure with this - Google Patents

Description

滑動密封件及具備此之密封構造

本發明係用於密封第1構件相對於第2構件旋動自如之2個構件間之環狀間隙，且係關於例如應用於連續鑄造機之軸承部之滑動密封件及具備此之密封構造。

參照圖14(a)、(b)、(c)說明習知之密封裝置之一例(例如參照專利文獻1)。該密封裝置1係組合環狀之樹脂製密封構件2與橡膠般彈性體製之彈性密封構件3而構成，且係如下述之構成：於設置於固定側之外殼4之內周的環狀之安裝溝槽5之裏側安裝彈性密封構件3，並且於該安裝溝槽5之開口側安裝樹脂製密封構件2，且藉由彈性密封構件3之彈力而將樹脂製密封構件2按壓於作為旋轉軸6之外周面之滑動面6a而滑動自如地密封接觸。而且，於安裝於安裝溝槽5之樹脂製密封構件2及彈性密封構件3，形成有用於將密封對象液體7(潤滑油)排出至大氣側之通路8。

根據該密封裝置1，樹脂製密封構件2與滑動面6a滑動自如地密封接觸，可阻止密封對象液體7往大氣側洩漏、以及來自大氣側之灰塵或水等之進入。而且，與旋轉軸6之滑動面6a壓接之樹脂製密封構件2，係減少滑動阻力及磨耗者。

專利文獻1：日本實開平6-80954號公報

然而，於圖14所示之習知之密封裝置1，係藉由彈性密封構件3之彈力而將樹脂製密封構件2按壓於作為旋轉軸6之外周面之滑動面6a而滑動自如地密封接觸之構成，因此藉由該按壓力，而於樹脂製密封構件2與旋轉軸6之滑動面6a之間產生滑動摩擦阻力，而存在該兩者之樹脂製密封構件2及旋轉軸6之滑動面6a磨耗或擦傷。其結果為，該等樹脂製密封構件2與旋轉軸6之間之密封性能降低，因此，存在用於更換樹脂製密封構件2及構成旋轉軸6之滑動面6a之套筒(sleeve)等之手續與費用增多之問題。

而且，該密封裝置1係組合樹脂製密封構件2與彈性密封構件3而構成，因此，零件件數增多，且另外需要將樹脂製密封構件2之滑動面之表面粗糙度變細，而謀求該滑動面之密封性之提昇，因此其費用增多，且用於安裝於安裝溝槽5之手續亦花費較多。此外，樹脂製密封構件2之彈性性質較差，因此亦存在於安裝時破損之問題。

本發明係為了解決上述之課題而完成者，且其目的在於提供一種藉由使滑動密封件之被滑動面與滑動面之間之滑動摩擦阻力為零或與其接近之大小，而可謀求滑動密封件及構成滑動面之構件之長壽命化，且可長時間維持適當之密封性能之滑動密封件及具備其之密封構造。

本發明之滑動密封件，係第1構件相對於第2構件旋動自如，用於密封該2個構件間之環狀間隙，且安裝於設 置於上述第2或第1構件之環狀之安裝凹部，其特徵在於：上述滑動密封件為圓環狀，且通過其中心線之剖面形狀形成為矩形，且於上述滑動密封件未安裝於上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為大或小，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為大或小，於上述滑動密封件安裝於上述安裝凹部時，上述滑動密封件進行彈性變形，而上述滑動密封件之上述被滑動面之徑長，成為與上述滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸。

該發明之滑動密封件，可應用於可安裝於形成於孔之內周面之安裝凹部之孔用滑動密封件、以及可安裝於形成於軸之外周面之安裝凹部之軸用滑動密封件。

於應用於孔用之滑動密封件時，於滑動密封件未安裝於安裝凹部之狀態下，滑動密封件之壓接於安裝凹部之底面之固定周面之外徑，形成為較安裝凹部之底面之內徑為大，且滑動密封件之朝向第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之內徑，形成為較滑動面之外徑為大。

而且，於應用於軸用之滑動密封件時，於滑動密封件未安裝於安裝凹部之狀態下，滑動密封件之壓接於安裝凹部之底面之固定周面之內徑，形成為較安裝凹部之底面之外徑為小，且滑動密封件之朝向第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之外徑，形成為較滑動面之內徑為小。 藉由該滑動密封件，可密封第1及第2構件間之環狀間隙。而且，於滑動密封件安裝於安裝凹部時，滑動密封件進行彈性變形，而滑動密封件之被滑動面之徑長成為與滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸。藉此，可將滑動密封件之被滑動面與滑動面之間之接觸壓設定為零或與其接近之大小。

而且，滑動密封件之通過其中心線之剖面形狀形成為矩形，因此，可使滑動密封件之被滑動面之相對於滑動面之接觸面積增大而減小每單位面積之按壓力。

而且，於滑動密封件安裝於安裝凹部時，滑動密封件進行彈性變形，而滑動密封件之固定周面可壓接於安裝凹部之底面。藉此，可防止滑動密封件於脫離安裝凹部之狀態下旋轉，因此滑動密封件不會移動或變形而可維持適當之密封性能。

於該發明之滑動密封件，較佳為：於上述滑動密封件未安裝於上述安裝凹部之狀態下，通過上述中心線之剖面形狀形成為於半徑方向較長之矩形者。

如此，則於滑動密封件安裝於安裝凹部時，可使滑動密封件於半徑方向進行彈性變形之變形量增大。藉此，可以滑動密封件之被滑動面之徑長成為與滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸之方式高精度地設定。

於該發明之滑動密封件，較佳為：具備用於使以上述滑動密封件密封之密封對象流體往大氣側流出之流體排放路。

如此，則可使密封對象流體通過流體排放路而往大氣側流出。此外，藉由設定流體排放路之寬度、深度、形狀，可使密封對象流體之壓力始終保持比大氣側之壓力更高。藉此，例如可抑制大氣側之氣體、液體或灰塵等進入密封對象流體側。

於該發明之滑動密封件，較佳為：具備設置於上述流體排放路之中途且可使密封對象流體往大氣側流出，並且可防止大氣側之流體之吸入的止回閥口。

如此，則可使密封對象流體往大氣側流出，且可藉由止回閥口而積極地防止例如大氣側之氣體、液體或灰塵等通過流體排放路而進入密封對象流體側。

於該發明之滑動密封件，較佳為：上述流體排放路，由形成於上述滑動密封件之上述固定周面之溝槽、形成於大氣側之側面之溝槽、以及形成於密封對象流體側之側面構成，且上述止回閥口，係設置於上述滑動密封件之密封對象流體側之上述側面且往朝向上述固定周面之方向突出之形狀者。

該滑動密封件之固定周面及大氣側之側面，即使於與形成安裝凹部之底面及大氣側之側面抵接之狀態下，由於形成於該等固定周面及大氣側之側面之溝槽未閉合，因此可使密封對象流體通過流體排放路而往大氣側流出。而且，於滑動密封件之密封對象流體側之側面，未設置溝槽而設置有止回閥口，因此可藉由該止回閥口而確實地開閉由該側面形成之流體排放路。

而且，止回閥口並非設置於滑動面而係設置於不滑動之側面，因此並無磨耗之情況。此外，例如藉由溫度変化，於滑動密封件之密封對象流體側成為負壓之情形時，可藉由止回閥口而防止大氣側之氣體、液體或灰塵等通過流體排放路而吸入至密封對象流體側。

於該發明之滑動密封件，較佳為：具備用於保持上述滑動密封件之密封對象流體側之側面的密封側外殼。

如此，則可藉由密封側外殼而保持滑動密封件之密封對象流體側之側面。藉此，安裝滑動密封件之安裝凹部，例如可形成用於保持滑動密封件之大氣側之側面的內側面，且可省略用於保持滑動密封件之密封對象流側之側面的內側面，因此，可謀求安裝凹部之形狀之簡單化。

於該發明之滑動密封件，較佳為：具備：大氣側外殼，用於保持上述滑動密封件之大氣側之側面；以及灰塵口：設置於上述大氣側外殼，且壓接於上述滑動面而可防止大氣側之灰塵進入密封對象流體側，並且可使密封對象流體側之該流體往大氣側流出。

如此，則可藉由大氣側外殼而保持滑動密封件之大氣側之側面。藉此，用於保持滑動密封件之大氣側之側面之安裝凹部之內側面，可形成為可經由大氣側外殼而保持滑動密封件之高度，因此，可謀求安裝凹部之形狀之簡單化。而且，藉由灰塵口，可防止大氣側之灰塵進入密封對象流體側，並且可使密封對象流體側之流體往大氣側流出。此外，藉由將灰塵口設置於大氣側外殼，可確實地防止大氣 側之灰塵通過大氣側外殼之內側而進入密封對象流體側。

本發明之密封構造，係第1構件相對於第2構件而旋動自如，且用於密封該2個構件間之環狀間隙，具備設置於上述第2或第1構件之環狀之安裝凹部、以及安裝於該安裝凹部之滑動密封件之密封構造，其特徵在於：上述滑動密封件之通過其中心線之剖面形狀形成為矩形，且於上述滑動密封件未安裝於上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為大或小，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為大或小，且於上述滑動密封件安裝於上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之上述被滑動面之徑長，成為與上述滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸。

根據本發明之密封構造，具備本發明之滑動密封件，而該滑動密封件與上述同樣地作用。

根據該發明之滑動密封件及密封構造，可將滑動密封件之被滑動面與滑動面之間之接觸壓設定為零或與其接近之大小，因此可使滑動密封件之被滑動面與滑動面之間之滑動摩擦阻力為零或與其接近之大小，且可抑制滑動密封件由於與滑動面之接觸而導致永久變形。藉此，可謀求滑動密封件及構成滑動面之第1或第2構件之長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能。而且，可減少旋轉所需要之動力的轉矩損失。

進一步地，可使滑動密封件之被滑動面之相對於滑動面之接觸面積增大，而使每單位面積之按壓力為零或與其接近之大小，因此，可抑制滑動密封件之被滑動面磨耗或擦傷滑動面。藉此，亦可謀求滑動密封件及構成滑動面之第1或第2構件之更長壽命化，且可長時間維持適當之密封性能。

此外，滑動密封件可藉由1個零件發揮密封功能，因此可便宜地製作，且往安裝凹部安裝之手續亦可減少。

以下，參照圖1及圖8對本發明之滑動密封件之第1實施形態進行說明。使用有該滑動密封件11之密封構造12，如圖8所示，例如第1構件13經由軸承部15(參照圖8)而旋動自如地支持於第2構件14，且係利用滑動密封件11密封形成於該第1構件13與第2構件14之間之環狀間隙16者，且係例如可應用於連續鑄造機17者。而且，密封對象流體18，例如係潤滑油等潤滑材料。

該圖8所示之具備第1及第2構件13、14之連續鑄造機17之旋轉側(滑動側)之第1構件13係輥(roll)，圖8所表示之部分，係輥本體部13b及軸部(包含套筒13d)13c，且形成輥之一部分。固定側之第2構件14，為經由軸承部15而旋動自如地支持輥之套管(casing)。於構成該套管之金屬製之密封件安裝部之內周面形成有圓環狀之安裝凹部19。該圓環狀之安裝凹部19之剖面形狀係矩形，且於該矩 形剖面之安裝凹部19安裝有滑動密封件11。圖8所示之26係潤滑油密封件(grease seal)。

但是，於該實施形態，將滑動密封件11應用於連續鑄造機17之軸承部15之密封構造，但為了確保除此以外之第1構件13相對於第2構件14旋動自如之2個構件間之環狀間隙16之密封性，可使用該滑動密封件11。

圖1所示之滑動密封件11，表示應用於可安裝於形成於第2構件14(套管)之內周面之安裝凹部19之孔用之滑動密封件11之例。

圖1之左側所示之滑動密封件11，係表示未將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之自由狀態之局部剖面圖，且圖1之右側所示之滑動密封件11，係表示將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之狀態之局部剖面圖。

滑動密封件11，係橡膠般彈性體製，且形成為圓環狀，如圖1所示，於未將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之自由狀態，以及已將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之狀態之任一狀態中，通過其中心線20之剖面形狀，形成為於半徑方向較長之矩形。

而且，滑動密封件11如圖1之左側之圖式所示，於未將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之自由狀態下，滑動密封件11之壓接於安裝凹部19之底面19a之固定周面11a之外徑D1，形成為較安裝凹部19之底面19a之內徑D2(<D1)為大，且滑動密封件11之朝向第1構件13之滑動面13a之側之被滑動面11b之內徑N1，形成為較滑動 面13a之外徑N2(<N1)為大。而且，於該未安裝之自由狀態下，滑動密封件11之剖面之半徑方向之尺寸係H1，寬度係W1。

此外，滑動密封件11，如圖1之右側之圖式所示，於該滑動密封件11安裝於安裝凹部19時，滑動密封件11往縮徑方向進行彈性變形，而滑動密封件11之被滑動面11b之內徑變小，而以成為與滑動面13a之外徑N2一致或與其接近之尺寸之方式而形成。而且，於該已安裝之狀態下，例如滑動密封件11之剖面之半徑方向之尺寸係H2(>H1)，寬度係W2(>W1)。

接著，針對以上述方式構成之滑動密封件11及使用其之密封構造12之作用進行說明。根據該滑動密封件11，如圖1所示，可密封第1及第2構件13、14間之環狀間隙16。而且，於滑動密封件11安裝於安裝凹部19時，滑動密封件11往縮徑之方向進行彈性變形，而滑動密封件11之被滑動面11b之內徑N1，成為與滑動面13a之外徑N2一致或與其接近之尺寸。藉此，可將滑動密封件11之被滑動面11b與滑動面13a之間之接觸壓設定為零或與其接近之大小，且可抑制滑動密封件11由於與滑動面13a之接觸而導致永久變形。其結果為，可謀求滑動密封件11及構成滑動面13a之第1構件13之長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能。而且，可減少旋轉所需要之動力之轉矩損失。

而且，由於滑動密封件11之通過其中心線20之剖面形狀形成為矩形，因此可增大滑動密封件11之被滑動面11b 之相對於滑動面13a之接觸面積，而使每單位面積之按壓力高精度地為零或與其接近之大小，因此可抑制滑動密封件11之被滑動面11b磨耗或擦傷滑動面13a。藉此，亦可謀求滑動密封件11及構成滑動面13a之第1構件13之更長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能。

而且，於滑動密封件11安裝於安裝凹部19時，滑動密封件11往縮徑方向進行彈性變形，滑動密封件11之固定周面11a可壓接於安裝凹部19之底面19a。藉此，可防止滑動密封件11於脫離安裝凹部19之狀態下旋轉，因此滑動密封件11未移動或變形而可維持適當的密封性能。

此外，滑動密封件11可藉由1個零件而發揮密封功能，因此，可便宜地製作，且往安裝凹部19安裝之手續亦可減少。

進一步地，如圖1之左側圖式所示，滑動密封件11於未將該滑動密封件11安裝於安裝凹部19之自由狀態下，通過其中心線20之剖面形狀，形成為於半徑方向較長之矩形，因此，於滑動密封件11安裝於安裝凹部19時，可使滑動密封件11於半徑方向縮徑之彈性變形量增大。藉此，可以滑動密封件11之被滑動面11b之內徑N1成為與滑動面13a之外徑N2一致或與其接近之尺寸之方式高精度地進行設定。

在此，於圖1之右圖中，滑動密封件11之右側係軸承部15側(密封對象流體側)，且於第1構件13與第2構件14之間之環狀間隙16，以既定之壓力供給潤滑油等之潤 滑材料(密封對象流體18)而填充。而且，該密封對象流體18，成為可通過滑動密封件11之被滑動面11b與滑動面13a之間而以適當之流量往大氣側流出。亦即，係由於將滑動密封件11之被滑動面11b與滑動面13a之間之接觸壓設定為零或與其接近之大小。藉此，可防止氣體、液體、及灰塵從大氣側通過該間隙16而流入至軸承部15側。

但是，由於圖1所示之滑動密封件11之固定周面11a(外周面)及左邊之側面11c密接於安裝凹部19之底面19a及左邊之內側面19b，因此不存在大氣側之氣體、液體及灰塵、以及軸承部15側之潤滑材料通過該等接觸面間而流入及流出。

接著，參照圖2~圖4，說明本發明之第1~第9實施形態之滑動密封件。圖2(a)表示第1實施形態之滑動密封件11，圖2(b)表示第2實施形態之滑動密封件22。

該圖2(b)所示之第2實施形態之滑動密封件22，係於圖2(a)所示之第1實施形態之滑動密封件11，設置有用於使由滑動密封件密封之軸承部15側之密封對象流體18(潤滑油等潤滑材料)往大氣側流出之流體排放路23者。該流體排放路23，如圖2(b)、圖5、圖6、及圖9所示，係由在滑動密封件22之固定周面11a與中心線20平行而形成之溝槽23a、以與該溝槽23a連接之方式而於大氣側之側面11c形成於半徑方向之溝槽23b、以及形成於密封對象流體側之側面11d而構成。

圖5表示第2實施形態之滑動密封件22，圖5(a)係 其局部立體圖，圖5(b)係其局部前視圖，圖5(c)係其A-A剖面圖。而且，圖6表示將第2實施形態之滑動密封件22安裝於第2構件14之安裝凹部19之狀態之剖面圖。

由圖6可知，於第2實施形態之密封構造24，安裝凹部19之寬幅形成為較滑動密封件22之寬幅為大，且滑動密封件22以靠近安裝凹部19之大氣側之內側面19b而抵接該內側面19b之狀態下安裝於該安裝凹部19。藉此，形成於密封對象流體側之滑動密封件22之側面11d與安裝凹部19之內側面19c之間之間隙25，作為流體排放路23之一部分而形成。

根據該滑動密封件22，如圖6所示，即使於該滑動密封件22之固定周面11a及大氣側之側面11c，與安裝凹部19之底面19a及大氣側之側面19b抵接之狀態下，形成於該等固定周面11a及大氣側之側面11c之溝槽23a、23b亦未閉合，因此，可使密封對象流體18通過流體排放路23而往大氣側流出。此外，藉由設定流體排放路23之寬度、深度、形狀，可使密封對象流體18之壓力始終保持比大氣側之壓力更高。藉此，例如可抑制大氣側之氣體、液體或灰塵等進入密封對象流體側。

接著，參照圖2(c)及圖7，說明第3實施形態之滑動密封件。圖7表示將第3實施形態之滑動密封件28安裝於第2構件14之安裝凹部19之狀態之剖面圖。圖2(c)所示之第3實施形態之滑動密封件28，係於圖2(b)所示之第2實施形態之滑動密封件22，設置有橡膠般彈性體製之 止回閥口29者。

該止回閥口29，如圖7所示，係設置於流體排放路23之中途，可使密封對象流體18往大氣側流出，並且可防止吸入大氣側之氣體、液體、及灰塵者。而且，止回閥口29，沿滑動密封件28之密封對象流體側之側面11d而形成為圓環狀，且係往朝向固定周面11a之方向突出之形狀。

根據圖7所示之止回閥口29，一旦密封對象流體18流入止回閥口29，則止回閥口29於遠離安裝凹部19之內側面19c之方向進行彈性變形而成為打開流體排放路23之間隙25之狀態。因此，密封對象流體18可通過止回閥口29及流體排放路23而往大氣側流出。

而且，一旦大氣側之氣體、液體、及灰塵等流入止回閥口29，則止回閥口29於按壓於安裝凹部19之內側面19c之方向進行彈性變形而維持關閉流體排放路23之間隙25之狀態。因此，可積極地阻止大氣側之氣體、液體、及灰塵等通過止回閥口29及流體排放路23而流入軸承部側。

而且，根據圖7所示之滑動密封件28，於該滑動密封件28之密封對象流體側之側面11d未設置溝槽，而設置有止回閥口29，因此，可藉由該止回閥口29而確實地開閉於該側面11d形成之流體排放路23之間隙25。

接著，參照圖3(a)~圖3(c)說明第4~第6實施形態之滑動密封件。該圖3(a)~圖3(c)所示之第4~第6實施形態之各滑動密封件32、33、34，相對於圖2(a)~圖2(c)所示之第1~第3實施形態之各滑動密封件11、 22、28，係設置有用於保持各個密封對象流體側之側面11d之密封側外殼35。該密封側外殼35，於將圖2(a)~圖2(c)所示之各滑動密封件11、22、28安裝於安裝凹部19時，具備安裝凹部19之密封對象流體側之內側面19c所發揮之功能。

該等圖3(a)~圖3(c)所示之第4~第6實施形態之各滑動密封件32、33、34，具備有相當於圖2(a)~圖2(c)所示之第1~第3實施形態之各滑動密封件11、22、28之密封件本體部11、22、28、以及密封側外殼35。該密封側外殼35裝卸自如地嵌合於密封件本體部11、22、28。

該密封側外殼35，例如係金屬製且形成為圓環狀，且該密封側外殼35之通過中心線20之剖面形狀係大致L字形狀，且具有短圓筒部35b與圓環狀部35a。該短圓筒部35b，以於密接狀態下覆蓋各密封件本體部11、22、28之固定周面11a之方式而形成。而且，該短圓筒部35b之內徑，形成為與安裝凹部19之底面19a之內徑相等之尺寸D2。而且，安裝於該密封側外殼35之密封件本體部11、22、28之被滑動面11b之內徑，為圖1所示之滑動面13a之外徑N2或與其接近之尺寸。

而且，密封側外殼35之圓環狀部35a形成為圓板狀，且以與各密封件本體部11、22、28之密封對象流體側之側面11d相對向之方式形成。亦即，密封側外殼35之圓環狀部35a，相對於圖3(a)、(b)、(c)所示之各密封件本體部11、22、28，與密封對象流體側之側面11d隔著間隙 25而設置。於圖3(b)、(c)所示之滑動密封件33、34，該間隙25係流體排放路23。該圓環狀部35a之內徑，形成為比密封件本體部22、28之內徑N2更大之尺寸。

根據該等圖3(a)~圖3(c)所示之第4~第6實施形態之各滑動密封件32、33、34，可藉由密封側外殼35而保持密封件本體部11、22、28之密封對象流體側之側面11d。藉此，安裝滑動密封件32、33、34之安裝凹部19，例如可形成用於保持密封件本體部11、22、28之大氣側之側面11c之內側面19b，而可省略用於保持密封件本體部11、22、28之密封對象流側之側面11d之內側面19c，因此可謀求安裝凹部19之形狀之簡單化。

圖10表示將圖3(b)所示之滑動密封件33安裝於具有剖面L字形狀之內面之安裝凹部19之狀態。該滑動密封件33，於形成於第1構件13與第2構件14之間之環狀間隙16，以軸承部15為基準，而設置於輥本體部13b側之環狀間隙16與軸部13c之端部側之環狀間隙16，且藉由該2個滑動密封件33、32而密封收容有軸承部15之空間36。

接著，參照圖4(a)~圖4(c)說明第7~第9實施形態之滑動密封件39、40、41。該圖4(a)~圖4(c)所示之第7~第9實施形態之各滑動密封件39、40、41，係相對於圖3(a)~圖3(c)所示之第4~第6實施形態之各滑動密封件32、33、34，而設置用於保持各個大氣側之側面11c之大氣側外殼42，且於該大氣側外殼42設置有灰塵密封件43。

該大氣側外殼42，於將圖2(a)~圖2(c)所示之各滑動密封件11、22、28安裝於安裝凹部19時，具備有安裝凹部19之大氣側之內側面19b所發揮之功能。該大氣側外殼42，亦可接著於密封側外殼35之外面，亦可裝卸自如地嵌合。此外，亦可將大氣側外殼42及密封側外殼35作為一體物而形成。

該大氣側外殼42，例如係金屬製且形成為圓環狀，該大氣側外殼42之通過中心線20之剖面形狀大致為L字形狀，且具有短圓筒部42b與圓環狀部42a。該短圓筒部42b，以於密接狀態下覆蓋各密封側外殼35之短圓筒部35b之方式而形成。而且，圓環狀部42a形成為圓板狀，且以與各密封件本體部11、22、28之大氣側之側面11c相對向之方式而形成。

該大氣側外殼42之圓環狀部42a，如圖4(a)~圖4(c)所示，相對於密封件本體部11、22、28之大氣側之側面11c，亦可隔著間隙而設置，亦可密接而設置。該圓環狀部42a之內徑，形成為比密封件本體部11、22、28之內徑N2更大之尺寸。

灰塵密封件43，係接著於大氣側外殼42之外面，且其所具有之灰塵口43a壓接於滑動面13a而可防止大氣側之氣體、液體、及灰塵等進入密封對象流體側，並且可使密封對象流體側之該流體往大氣側流出者。

該灰塵密封件43，如圖4(a)~圖4(c)所示，具有卡合部43b及與其結合之灰塵口43a。該卡合部43b，以覆 蓋大氣側外殼42之外面之整體之方式而形成。灰塵口43a係圓環狀，且朝向大氣側之滑動面13a而突出，且以壓接於該滑動面13a之方式而形成。

根據該等圖4(a)~圖4(c)所示之第7~第9實施形態之各滑動密封件39、40、41，可藉由大氣側外殼42而保持密封件本體部11、22、28之大氣側之側面11c。藉此，用於保持密封件本體部11、22、28之大氣側之側面11c之安裝凹部19之內側面19b，若形成為可經由大氣側外殼42而保持滑動密封件39、40、41之高度即可，因此，可謀求安裝凹部19之形狀之簡單化。而且，藉由灰塵口43a，可防止大氣側之氣體、液體、及灰塵進入密封對象流體側，並且可使密封對象流體側之流體(例如潤滑材料)往大氣側流出。此外，藉由將灰塵口43a設置於大氣側外殼42，可確實地防止大氣側之氣體、液體、及灰塵通過大氣側外殼42之內側而進入密封對象流體側。

圖11表示將滑動密封件41、39安裝於具有剖面L字形狀之內面之安裝凹部19之狀態。該圖4(c)所示之滑動密封件41，以軸承部15為基準而設置於輥本體部13b側之環狀間隙16，且圖4(a)所示之滑動密封件39，以軸承部15為基準而設置於軸部13c之端部側之環狀間隙16。藉由該2個滑動密封件41、39而密封收容有軸承部15之空間36。

接著，參照圖12說明本發明之滑動密封件之第10實施形態。該滑動密封件46，表示例如應用於可安裝於形成 於安裝於第1構件(輥)之軸部13c之套筒之外周面之安裝凹部19之軸用之滑動密封件之例。使用有該滑動密封件46之密封構造47，與第1實施形態同樣地，係第1構件13(輥)經由軸承部15而旋動自如地支持於第2構件14(套管)，且藉由滑動密封件46密封形成於該第1構件13與第2構件14之間之環狀間隙16，且係例如可應用於連續鑄造機17者。而且，密封對象流體18，例如係潤滑油等之潤滑材料。

圖12之左側所示之滑動密封件46，係表示未將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19之自由狀態之剖面圖，且圖1之右側所示之滑動密封件46，係表示將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19之狀態之剖面圖。

滑動密封件46，係橡膠般彈性體製且形成為圓環狀，如圖12所示，於未將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19之自由狀態、以及已將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19之自由狀態之任一狀態中，通過其中心線20之剖面形狀，形成為於半徑方向較長之矩形。

而且，滑動密封件46，如圖12之左側之圖式所示，於未將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19之自由狀態下，滑動密封件46之壓接於安裝凹部19之底面19a之固定周面11a之內徑D3，形成為較安裝凹部19之底面19a之內徑D4(>D3)為小，且滑動密封件46之朝向第2構件14之滑動面13a之側之被滑動面11b之外徑N3，形成為較滑動面13a之內徑N4(>N3)為小。而且，於該未安裝之自由 狀態下，滑動密封件46之剖面之半徑方向之尺寸係H3，寬度係W3。

此外，滑動密封件46，如圖12之右側之圖式所示，於將該滑動密封件46安裝於安裝凹部19時，滑動密封件46往擴徑方向進行彈性變形，而滑動密封件46之被滑動面11b之外徑N3變大，而以成為與滑動面13a之內徑N4一致或與其接近之尺寸之方式而形成。而且，於該已安裝之狀態下，例如滑動密封件46之剖面之半徑方向之尺寸係H4(≒H3)，寬度係W4(<W3)。

接著，針對以上述方式構成之滑動密封件46及使用其之密封構造47之作用進行說明。根據該滑動密封件46，如圖12所示，可密封第1及第2構件13、14間之環狀間隙16。而且，於將滑動密封件46安裝於安裝凹部19時，滑動密封件46往擴徑之方向進行彈性變形，而滑動密封件46之被滑動面11b之外徑N3，成為與滑動面13a之內徑N4一致或與其接近之尺寸。藉此，可將滑動密封件46之被滑動面11b與滑動面13a之間之接觸壓設定為零或與其接近之大小，且可抑制滑動密封件46由於與滑動面13a之接觸而導致永久變形。其結果為，可謀求滑動密封件46及構成滑動面13a之第2構件14之長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能。而且，可減少旋轉所需要之動力之轉矩損失。

進一步地，滑動密封件46之通過其中心線20之剖面形狀形成為矩形，因此，可使滑動密封件46之被滑動面11b之相對於滑動面13a之接觸面積增大而使每單位面積之按 壓力高精度地為零或與其接近之大小，因此，可抑制滑動密封件46之被滑動面11b磨耗或擦傷滑動面13a，藉此，亦可謀求滑動密封件46及構成滑動面13a之第2構件14之更長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能。

而且，於將滑動密封件46安裝於安裝凹部19時，滑動密封件46往擴徑方向進行彈性變形，而滑動密封件46之固定周面11a可壓接於安裝凹部19之底面19a。藉此，可防止滑動密封件46於脫離安裝凹部19之狀態下旋轉，因此滑動密封件46未移動或變形，而可維持適當的密封性能。

但是，於圖12所示之第10實施形態中，表示將圖1所示之第1實施形態之孔用之滑動密封件11應用於軸用之滑動密封件46之例，但與此同樣地，可將圖2(a)、(c)、圖3(a)~圖3(c)、圖4(a)~圖4(c)所示之第2~第9之各實施形態之孔用之滑動密封件應用於軸用之滑動密封件。

而且，於上述之各實施形態中，列舉將滑動密封件以單體安裝於安裝凹部19而使用之例進行了說明，但亦可取而代，將滑動密封件與其他形式之密封件組合而安裝於安裝凹部19而使用。

此外，於上述各實施形態中，例如如圖12所示，將形成於軸用之滑動密封件46之外周面之被滑動面11b設為平坦面，但取而代之，亦可如圖13所示，於該被滑動面11b形成溝槽部48。該溝槽部48亦可跨越圓筒形之被滑動面 11b之全周而形成為圓環狀，亦可於圓周之一部分形成1個或2個以上。

進一步地，與上述同樣地，例如如圖1所示，將形成於孔用之滑動密封件11等之內周面之被滑動面11b設為平坦面，但取而代之，雖未圖示，但亦可於該被滑動面11b形成溝槽部48。該溝槽部48亦可跨越圓筒形之被滑動面11b之全周而形成為圓環狀，亦可於圓周之一部分形成1個或2個以上。

如此，一旦於被滑動面11b形成溝槽部48，則如圖13所示，根據W3>W5+W6之關係，可降低被滑動面11b與滑動面13a之間之摩擦阻力，且可防止滑動密封件46等伴隨旋轉側之構件而旋轉。另外，溝槽部48之寬度及長度，必須要以可防止滑動密封件46等伴隨旋轉側之構件而旋轉，並且可確保適當的密封性之方式而設定。

如以上，本發明之滑動密封件及具備此之密封構造，具有藉由使滑動密封件之被滑動面與滑動面之間之滑動摩擦阻力為零或與其接近之大小，而可謀求滑動密封件及構成滑動面之構件之長壽命化，且可長時間維持適當的密封性能之優異效果，且適合應用於此種滑動密封件及具備此之密封構造。

11‧‧‧滑動密封件(密封件本體部)

11a‧‧‧固定周面

11b‧‧‧被滑動面

11c‧‧‧大氣側之側面

11d‧‧‧軸承部側(密封對象流體側)之側面

12‧‧‧密封構造

13‧‧‧第1構件

13a‧‧‧滑動面

13b‧‧‧輥本體部

13c‧‧‧軸部

13d‧‧‧套筒

14‧‧‧第2構件

15‧‧‧軸承部

16‧‧‧環狀間隙

17‧‧‧連續鑄造機

18‧‧‧密封對象流體

19‧‧‧安裝凹部

19a‧‧‧底面

19b‧‧‧大氣側之內側面

19c‧‧‧軸承部側之內側面

20‧‧‧中心線

22‧‧‧滑動密封件(密封件本體部)

23‧‧‧流體排放路

23a、23b‧‧‧溝槽

24‧‧‧密封構造

25‧‧‧間隙

26‧‧‧潤滑油密封件

28‧‧‧滑動密封件(密封件本體部)

29‧‧‧止回閥口

32、33、34‧‧‧滑動密封件

35‧‧‧密封側外殼

35a‧‧‧圓環狀部

35b‧‧‧短圓筒部

36‧‧‧空間

39、40、41‧‧‧滑動密封件

42‧‧‧大氣側外殼

42a‧‧‧圓環狀部

42b‧‧‧短圓筒部

43‧‧‧灰塵密封件

43a‧‧‧灰塵口

43b‧‧‧卡合部

46‧‧‧滑動密封件

47‧‧‧密封構造

48‧‧‧溝槽部

圖1係表示未將該發明之第1實施形態之滑動密封件安裝於第2構件之安裝凹部之狀態、及已安裝之狀態之剖 面圖。

圖2係表示該發明之第1~第3實施形態之滑動密封件之局部剖面之圖式，(a)係表示第1實施形態，(b)係表示第2實施形態，(c)係表示第3實施形態。

圖3係表示該發明之第4~第6實施形態之滑動密封件之局部剖面之圖式，(a)係表示第4實施形態，(b)係表示第5實施形態，(c)係表示第6實施形態。

圖4係表示該發明之第7~第9實施形態之滑動密封件之局部剖面之圖式，(a)係表示第7實施形態，(b)係表示第8實施形態，(c)係表示第9實施形態。

圖5係表示該第2實施形態之滑動密封件，且(a)係局部立體圖，(b)係局部前視圖，(c)係A-A剖面圖。

圖6係表示將該第2實施形態之滑動密封件安裝於第2構件之安裝凹部之狀態之剖面圖。

圖7係表示將該第3實施形態之滑動密封件安裝於第2構件之安裝凹部之狀態之剖面圖。

圖8係表示將該第1實施形態之滑動密封件應用於連續鑄造機之軸承部之例之局部縱剖面圖。

圖9係表示將該第2實施形態之滑動密封件應用於連續鑄造機之軸承部之例之局部縱剖面圖。

圖10係表示將該第5實施形態之滑動密封件應用於連續鑄造機之軸承部之例之局部縱剖面圖。

圖11係表示將該第7、9實施形態之滑動密封件應用於連續鑄造機之軸承部之例之局部縱剖面圖。

圖12係表示未將該發明之第10實施形態之滑動密封件安裝於第1構件之安裝凹部之狀態、及已安裝之狀態之剖面圖。

圖13係表示未將該發明之其他實施形態之滑動密封件安裝於第1構件之安裝凹部之狀態、及已安裝之狀態之剖面圖。

圖14係表示習知之密封裝置之一例，且(a)係局部立體圖，(b)係局部剖面圖，(c)係局部前視圖。

11‧‧‧滑動密封件

11a‧‧‧固定周面

11b‧‧‧被滑動面

11c‧‧‧大氣側之側面

11d‧‧‧密封對象流體側之側面

12‧‧‧密封構造

13‧‧‧第1構件

13a‧‧‧滑動面

13c‧‧‧軸部

14‧‧‧第2構件

16‧‧‧環狀間隙

18‧‧‧密封對象流體

19‧‧‧安裝凹部

19a‧‧‧底面

19b‧‧‧大氣側之內側面

19c‧‧‧軸承部側之內側面

20‧‧‧中心線

D1‧‧‧固定周面11a之外徑

D2‧‧‧底面19a之內徑

H1‧‧‧滑動密封件11之剖面之半徑方向之尺寸

H2‧‧‧滑動密封件11之剖面之半徑方向之尺寸

N1‧‧‧被滑動面11b之內徑

N2‧‧‧滑動面13a之外徑

W1‧‧‧滑動密封件11之剖面之半徑方向之寬度

W2‧‧‧滑動密封件11之剖面之半徑方向之寬度

Claims (8)

1. 一種滑動密封件，係第1構件相對於第2構件旋動自如，用於密封該2個構件間之環狀間隙，且安裝於設置於上述第2或第1構件之環狀之安裝凹部，其特徵在於：上述滑動密封件係彈性體且為圓環狀，且通過其中心線之剖面形狀形成為矩形；上述滑動密封件之內周面及外周面之任某一面係固定周面，而另一面係被滑動面；於上述滑動密封件未安裝於形成在上述第1或第2構件之內周面的上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為大，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為大，或者，於上述滑動密封件未安裝於形成在上述第1或第2構件之外周面的上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為小，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為小；於上述滑動密封件安裝於上述安裝凹部時，上述滑動密封件進行彈性變形，而上述滑動密封件之上述被滑動面之徑長，成為與上述滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸。
2. 如申請專利範圍第1項之滑動密封件，其中，於上述 滑動密封件未安裝於上述安裝凹部之狀態下，通過上述中心線之剖面形狀，形成為於半徑方向較長之矩形。
3. 如申請專利範圍第1或2項之滑動密封件，其中，具備用於使由上述滑動密封件密封之密封對象流體往大氣側流出之流體排放路。
4. 如申請專利範圍第3項之滑動密封件，其中，具備設置於上述流體排放路之中途，可使密封對象流體往大氣側流出，並且可防止大氣側之流體之吸入的止回閥口。
5. 如申請專利範圍第4項之滑動密封件，其中，上述流體排放路，由形成於上述滑動密封件之上述固定周面之溝槽、形成於大氣側之側面之溝槽、以及形成於密封對象流體側之側面而構成；且上述止回閥口，設置於上述滑動密封件之密封對象流體側之上述側面，且係往朝向上述固定周面之方向突出之形狀。
6. 如申請專利範圍第1或2項之滑動密封件，其中，具備用於保持上述滑動密封件之密封對象流體側之側面之密封側外殼。
7. 如申請專利範圍第3項之滑動密封件，其中具備：大氣側外殼，用於保持上述滑動密封件之大氣側之側面；以及灰塵口，設置於上述大氣側外殼，且壓接於上述滑動面而防止大氣側之灰塵進入密封對象流體側，並且可使密封對象流體側之該流體往大氣側流出。
8. 一種密封構造，係第1構件相對於第2構件旋動自如，且用於密封該2個構件間之環狀間隙，具備設置於上述第2或第1構件之環狀之安裝凹部、以及安裝於該安裝凹部之滑動密封件，其特徵在於：上述滑動密封件係彈性體且為圓環狀，且通過其中心線之剖面形狀形成為矩形；上述滑動密封件之內周面及外周面之任某一面係固定周面，而另一面係被滑動面；於上述滑動密封件未安裝於形成在上述第1或第2構件之內周面的上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為大，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為大，或者，於上述滑動密封件未安裝於形成在上述第1或第2構件之外周面的上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之壓接於上述安裝凹部之底面之固定周面之徑長，形成為較上述安裝凹部之底面之徑長為小，且上述滑動密封件之朝向上述第1或第2構件之滑動面之側之被滑動面之徑長，形成為較上述滑動面之徑長為小；且於上述滑動密封件安裝於上述安裝凹部之狀態下，上述滑動密封件之上述被滑動面之徑長，成為與上述滑動面之徑長一致或與其接近之尺寸。