TWI664366B - 密封材的固定構造及固定方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種密封材1的固定構造，其係用以將構造體2的孔3與插入於該軸孔3內的軸4之間隙予以密封者，其中，於構造體2的孔3的內周面形成有密封材安裝用之溝槽6，密封材1的外周部及固定環7係從孔3之開口端31側依序插入溝槽6內，溝槽6係以沿著孔3的長邊方向的寬度從位於孔3的周面側之溝槽上部往溝槽底面縮小之方式，在孔3的開口端31側具有傾斜面61。
Description
本發明係有關於用以將構造體的孔與插入於該孔內的軸之間隙予以密封之密封材的固定構造及固定方法。
以往，在機械裝置等構造體的孔內插入有做為直動引導或旋轉體之棒狀軸的系統中，為了防止粉塵等異物的入侵或排出，必需將孔的內周面與軸的間隙予以密封。因此，通常會將密封材安裝於孔的內周面與軸的間隙。就密封材的固定方法方面已知有好幾種，其代表性的固定方法如下所示。
(1)使由具有密封性之彈性材料與確保剛性的金屬材料一體成形之密封材嵌合於構造體(機械)側而進行固定。
(2)以金屬製作內包密封材的外殼，透過該外殼固定於構造體。
(3)以金屬板等包夾密封材，以螺栓固定於構造體。
[專利文獻1]日本專利4934943號公報
[專利文獻2]日本專利4780577號公報
[專利文獻3]日本特開2003-148493號公報
[專利文獻4]日本特開2005-226686號公報
[專利文獻5]日本特開2006-242229號公報
不過，如上述之密封材卻有構造複雜、元件件數多、且固定時耗時耗力之問題。
另外，密封材通常雖然是使用彈性材料，但此種材料會因長期使用而產生潛變變形，故恐有難以確保長期使用下的密封性之疑虞。
本發明之課題在於提供一種密封材的固定構造及固定方法，縱然是構造簡單的密封材，也能夠簡單地進行固定，且可長期地確保密封性。
本案之發明人等為了解決前述問題不斷深入研究，結果遂完成本發明。亦即，本發明之密封材固定構造係用以將構造體的孔與插入於該孔內的軸之間隙予以密封者，具備形成於前述構造體的孔的周面之密封材安裝用之溝槽、具有插入於前述溝槽內之外周部的密封材、以及插入在被前述密封材的外周部插入之前述溝槽內之固定環。前述溝槽係以沿著前述孔的長邊方向的寬度從位於前
述孔的周面側之溝槽上部往溝槽底面縮小之方式，在前述孔的開口端側具有傾斜面。
本發明之密封材固定方法係包括下列步驟：於前述構造體的孔之周面形成溝槽之步驟；以及，將前述密封材的外周部及固定環從前述構造體的孔之開口端側依序插入於前述溝槽內之步驟。前述溝槽係以沿著前述孔的長邊方向之寬度從位於前述孔的周面側之溝槽上部往溝槽底面縮小之方式，在前述孔的開口端側具有傾斜面。
根據本發明，係依序將密封材的外周部及固定環插入於設置在構造體的內周面之溝槽內。此時，位於孔的開口端側之溝槽內面係形成斜面狀，故固定環會往密封材移動，將密封材壓附於構造體。因此，密封材的固定可以簡單地進行，密封材本身也可以為構造簡單者。另外，即使密封材因為潛變變形而改變厚度，由於固定環係將密封材壓附於構造體，故可長期地確保密封性。
1‧‧‧密封材
2‧‧‧構造體
3‧‧‧孔
4‧‧‧軸
5‧‧‧間隙
6、6’‧‧‧溝槽
7、71、72‧‧‧固定環
8‧‧‧滑動性環
31‧‧‧開口端
61‧‧‧傾斜面
62、62’‧‧‧內面
63‧‧‧底面
第1圖係顯示本發明之一實施形態之密封材的固定構造之概略剖面圖。
第2圖係第1圖的部分放大剖面圖。
第3圖(a)至(c)係分別顯示本發明之固定環之一例的平面圖。
第4圖係本發明之另一實施形態之密封材的固定構造
的概略剖面圖。
第5圖係顯示本發明之又另一實施形態之密封材的固定構造的概略剖面圖。
以下參照圖式針對本發明之實施形態詳細加以說明。
第1圖係顯示本發明之一實施形態之密封材1的固定構造，第2圖係放大顯示第1圖中符號A所示之區域者。如第1圖、第2圖所示，該密封材1的固定構造係將構造體2的孔3與插入於該孔3內之棒狀軸4之間隙5予以密封，以防止異物入侵間隙5內或從間隙5往外部排出。構造體2係意指機械、裝置或其他構造物的一部分。
於構造體2的孔3之周面形成有用以安裝密封材1之溝槽6。溝槽6係遍及孔3的開口端31附近的周面整體而形成。密封材1的外周部及固定環7係從孔3之開口端31側依序被插入溝槽6內。
密封材1係使用例如使橡膠等彈性體成形為環狀者。此種彈性體因具有彈性，故可使密封材1在彈性變形的情況下，安裝於溝槽6內。彈性體方面，可列舉例如天然橡膠、腈橡膠、氯平橡膠、海波綸橡膠(hypalon)、聚丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、氫化丙烯腈-丁二烯橡膠(H-NBR)、矽橡膠、氟橡膠、丙烯酸橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯化聚乙
烯橡膠、混煉型聚氨酯、熱硬化性聚氨酯、熱塑性聚氨酯或熱塑性聚酯等彈性體，可使用該等中之一種或二種以上。在構成密封材1的彈性體中，可調配加硫劑、加硫促進劑及補強劑。加硫劑可列舉例如雙異苯丙基過氧化物等有機過氧化物、有機硫化合物、金屬氧化物等。加硫促進劑可列舉例如硬脂酸等脂肪酸、金屬氧化物等。補強劑可列舉例如碳黑、白碳等。而且，亦可調配抗老化劑、填充劑、塑化劑、黏著劑等。除了該等以外，為了減少滑動抗阻，也可包含石墨、矽油、氟石粉、二硫化鉬等固體潤滑劑。
密封材1係以由纖維與彈性體一體成形者為較佳。藉此，可減少與密封材1的內面接觸之軸4的滑動阻抗。纖維主要是與軸4的外周面接觸滑動者，是減少軸4周圍之滑動阻抗的主因。
纖維的材質方面，可列舉例如聚醯胺纖維、聚芳綸纖維、聚酯纖維、碳纖維、鐵氟龍(註冊商標)纖維、液晶聚合物纖維、玻璃纖維、綿紗等。
纖維可為布材的形態，亦可以短纖維的形態混合於彈性體中。布材可列舉織物布、編物布或不織布。布材的單位面積重量，通常為20至200g/m2，並無特別限定。
纖維的形態為布材時，係以使布材與軸4的外周面接觸滑動之方式將布材與彈性體一體成形。另一方面，以短纖維的形態使用時，可藉由在彈性體中混入短纖維予以一體成形，而得到密封材1。密封材1的厚度並無
特別限制，只要配合密封材1的使用用途等適當決定即可。
前述固定環7係適用具有往半徑方向之外向之彈性反作用力者。此種固定環7可列舉例如第3圖(a)所示之固定環。為了將固定環7安裝於溝槽6內，係以施加壓力使直徑縮小的狀態將固定環7插入於溝槽6內，當壓力解除時，固定環7會因該彈性反作用力而擴張固定於溝槽6內。因此，固定環7便無法從溝槽6脫出，也防止密封材1從溝槽6脫出。
除了第3圖(a)所示之固定環以外，亦可使用例如第3圖(b)、(c)所示之以往公知的固定環71、72等。
安裝密封材1及固定環7的溝槽6，係以沿著孔3之長邊方向的寬度從溝槽6的上部往底面63縮小之方式，在孔3的開口端側具有傾斜面61。該傾斜面61係使溝槽6的內面形成斜面狀者。亦即，溝槽6的底面63的寬度，係小於密封材1的厚度與固定環7的厚度相加後之厚度。此外，位於孔3的周面之溝槽6的開口部之寬度，係形成為等於密封材1的厚度與固定環7的厚度相加後之厚度、或者大於密封材1的厚度與固定環7的厚度相加後之厚度。藉此，如第2圖所示，隨著密封材1之後插入於溝槽6內的固定環7便在不會到達溝槽6的底面之情況下，朝向密封材1移動。因此，密封材1便被壓附於位在與傾斜面61的相反側之筆直狀內面，不會有鬆動等，可以穩定地固定。
此外，溝槽6的傾斜面61之傾斜角度α並無特別限
定，惟以相對於與軸4的軸方向正交之直徑方向呈15至45°左右者為較佳。
其次，說明本實施形態之密封材1的固定方法。首先，將由彈性體材料所構成之密封材1利用其彈性變形插入於溝槽6內。接著，將固定環7插入於溝槽6內。此時，由於已形成溝槽6的開口端31側之傾斜面61，故固定環7會往密封材1側移動，將密封材1壓附於溝槽6的相反側之內面62。
藉此，藉由密封材1對於構造體2的摩擦力及固定環7的彈力(彈性反作用力)使密封材1固定。又，密封材1的厚度即使因長期使用所造成的潛變變形而改變，但由於密封材1會因固定環7的彈力而經常被壓附，故可長期間將密封材1穩定固定於構造體2。
第4圖顯示本發明之其他實施形態。此外，與第1圖至第3圖所示之構件相同的構件均附以相同的符號而省略說明。
於此實施形態中，形成於構造體2的孔3周面的溝槽6’，具有在孔3的開口端31側之溝槽內面形成為斜面狀的傾斜面61。而且，溝槽6’的底面63係形成為溝槽深度從孔的開口端31側往內部變深之斜面狀。
因此，由於開口端31側的傾斜面61係形成斜面狀，除了對密封材1施加壓力以外，周面抵接於傾斜的溝槽6’
之底面63之密封材1容易往溝槽6’的相反側之內面62’移動，可施加更強烈的壓力。其他部分則與上述的實施形態相同。
溝槽6’的底面63之傾斜角度β係以相對於軸4的軸方向呈5至35°左右者為較佳。
第5圖顯示本發明之又另一實施形態。此外，與第1圖至第3圖所示之構件相同的構件均附以相同的符號而省略說明。
此實施形態之密封材的固定構造，係使密封材1與固定環7之間中介存在滑動性環8者。滑動性環8可列舉例如由氟樹脂、聚甲醛樹脂、聚醯胺樹脂等構成之薄膜狀或薄片狀的環。
藉由使滑動性環8中介存在於密封材1與固定環7之間，可以順利進行固定環7往溝槽6內之安裝。又，滑動性環8由於為較薄者，故可利用其彈性變形而簡單地安裝於溝槽6內。
滑動性環8的厚度並無特別限制，惟較佳係將滑動性環8的厚度設定成溝槽6的底面之寬度係小於密封材1的厚度、固定環7的厚度及滑動性環8的厚度相加後之厚度；位在前述孔3的周面之溝槽6的開口部之寬度係等於密封材1的厚度、固定環7的厚度及滑動性環8的厚度相加後之厚度、或者大於密封材1的厚度、固定環7
的厚度及滑動性環8的厚度相加後之厚度。藉此，與前述的實施形態同樣，固定環7在不會到達溝槽6的底面之情況下，透過滑動性環8朝向密封材1移動，故密封材1被壓附於位在與傾斜面61為相反側之筆直狀內面，所以不會有鬆動等，可以穩定地固定。
本發明之密封材的固定構造及固定方法，可適用於例如處理粉體或液體的用途之驅動裝置
Claims (6)
- 一種密封材的固定構造，係用以將構造體的孔與插入於該孔內的軸之間隙予以密封者，該密封材的固定構造具備：形成於前述構造體的孔之周面之密封材安裝用之溝槽、具有插入於前述溝槽內之外周部的密封材、以及插入在被前述密封材的外周部插入之前述溝槽內之固定環；其中，前述密封材的外周部及固定環係從前述構造體的孔之開口端側依序被插入前述溝槽內；前述溝槽係以沿著前述孔的長邊方向之寬度從位於前述孔的周面側之溝槽上部往溝槽底面縮小之方式，在前述孔的開口端側具有傾斜面；前述溝槽的底面係以溝槽深度從前述孔的開口端側往內部變深之方式形成為斜面狀。
- 如申請專利範圍第1項所述之密封材的固定構造，其中，前述溝槽的底面之寬度，係小於前述密封材的厚度與固定環的厚度相加後之厚度；位於前述孔的周面之前述溝槽的開口部之寬度，係等於前述密封材的厚度與固定環的厚度相加後之厚度、或者大於前述密封材的厚度與固定環的厚度相加後之厚度。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之密封材的固定構造，其中，前述固定環具有往半徑方向外側之彈性反作用力。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之密封材的固定構造，其中，在前述密封材與固定環之間中介存在有滑動性環。
- 如申請專利範圍第4項所述之密封材的固定構造，其中，前述溝槽的底面之寬度，係小於前述密封材的厚度、固定環的厚度及滑動性環的厚度相加後之厚度；位在前述孔的周面之前述溝槽的開口部之寬度，係等於前述密封材的厚度、固定環的厚度及滑動性環的厚度相加後之厚度、或者大於前述密封材的厚度、固定環的厚度及滑動性環的厚度相加後之厚度。
- 一種密封材的固定方法，係用以將構造體的孔與插入於該孔內的軸之間隙予以密封之密封材的固定方法，其包括：將前述密封材的外周部及固定環從前述構造體的孔之開口端側依序插入於形成在前述構造體的孔之周面的溝槽內之步驟；前述溝槽係以沿著前述孔的長邊方向之寬度從位於前述孔的周面側之溝槽上部往溝槽底面縮小之方式，在前述孔的開口端側具有傾斜面；前述溝槽的底面係以溝槽深度從前述孔的開口端側往內部變深之方式形成為斜面狀；前述密封材係外周部沿著斜面狀的前述底面並藉由前述固定環被壓抵於前述溝槽的開口端側的相反側之內面。
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