密封裝置的制作方法

本實用新型涉及密封裝置，特別是涉及對任一構件相對于另一構件往復運動的兩構件之間的環狀間隙進行密封的密封裝置。

背景技術：

以往，公知有包括O型圈、X型圈的密封裝置，該密封裝置例如應用于推土機那樣的工程機械、叉車那樣的搬運車輛等的液壓缸等，用于對活塞和氣缸型外殼(以下也將其稱為“氣缸”。)這兩個構件之間的環狀間隙進行密封而防止工作油泄漏。

通常，用于這種用途的密封裝置要求具有以下性能：確保需要進行密封的兩構件之間具有充分的密封性(密閉性)；在活塞(氣缸)相對于氣缸(活塞)往復運動時，將兩構件之間產生的滑動阻力抑制到足夠低；以及具有對于摩擦等的充分的耐久性。

如圖3所示，現有的液壓缸100包括：氣缸構件112，其具有軸孔；活塞構件111，其沿著軸線x的方向在氣缸構件112的軸孔內往復運動；以及密封裝置110，其由橡膠等彈性體形成，對氣缸構件112的形成軸孔的內周面112n和活塞構件111的外周面111g之間的環狀間隙113進行密封。密封裝置110例如由沿著軸線x的截面形狀為X字狀的X型圈形成。

在活塞構件111的外周面111g上設有環狀的槽(以下將其稱為“環狀槽”。)114，該環狀槽114自該外周面111g朝向軸線x以規定的深度形成。密封裝置110安裝于該環狀槽114。氣缸構件112具有形成軸孔的內周面112n，在活塞構件111往復運動時，密封裝置110與該內周面112n滑動接觸。

密封裝置110防止工作油通過間隙113自工作油所在的A側向大氣所在的B側泄漏。密封裝置110包括：作為內周側部分的環狀的基體部115，其以與活塞構件111的用于形成環狀槽114的底面111s抵接的狀態安裝；以及作為外周側部分的環狀的滑動接觸部116，其與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸。在密封裝置110中，基體部115和滑動接觸部116一體形成。滑動接觸部116位于密封裝置110的徑向上的外周側，具有2個與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的環狀突起部117、118。

技術實現要素：

然而，在密封裝置110中，由于在滑動接觸部116具有2個突起部117、118，因此與氣缸構件112的內周面112n接觸時的接觸寬度變大。因此，當活塞構件111高速地往復運動時，在滑動接觸部116的突起部117、118會產生過度的摩擦熱，可能導致該突起部117、118的橡膠老化。

本實用新型是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種密封裝置，該密封裝置能抑制由過度的摩擦熱導致的老化，壽命較長。

為了實現上述目的，本實用新型的密封裝置由彈性體形成，用于在一構件和包圍該一構件的另一構件之間對形成于彼此相對運動的這兩個構件之間的環狀間隙進行密封，且安裝于設置在所述一構件的外周面和所述另一構件的內周面中的任一者的環狀槽中，其特征在于，所述密封裝置包括：基體部，其是以軸線為中心的位于內周側的環狀的部分；以及滑動接觸部，其是以所述軸線為中心的、位于所述基體部的外周側且能夠與所述另一構件的內周面或所述一構件的外周面滑動接觸的環狀的部分；所述滑動接觸部具有以所述軸線為中心的向外周側呈凸狀地突出的環狀的唇部分，所述唇部分在所述間隙處具有密封有流體的密封對象側的密封對象側斜面以及未密封有該流體的大氣側的大氣側斜面，所述密封對象側斜面相對于所述軸線的第1傾斜角度大于所述大氣側斜面相對于所述軸線的第2傾斜角度。

在本實用新型的一技術方案的密封裝置中，其特征在于，所述滑動接觸部沿著所述軸線的方向具有多個所述唇部分。

在本實用新型的一技術方案的密封裝置中，其特征在于，所述唇部分涂布有由氟樹脂形成的被膜。

在本實用新型的一技術方案的密封裝置中，其特征在于，所述唇部分具有連接所述密封對象側斜面的外周側的端緣和所述大氣側斜面的外周側的端緣的圓弧狀面7c，該圓弧狀面7c與所述另一構件的內周面或所述一構件的外周面滑動接觸。

根據本實用新型的密封裝置，能夠實現抑制過度的摩擦熱導致的老化、壽命較長的密封裝置。

附圖說明

圖1是用于表示本實用新型的實施方式的密封裝置的使用狀態的沿著軸線的截面中的剖視圖。

圖2是用于表示本實用新型的實施方式的密封裝置在沿著軸線的截面中的剖視圖。

圖3是用于表示現有的密封裝置的使用狀態的沿著軸線的截面中的剖視圖。附圖標記說明

1、110：密封裝置；2、115：基體部；3、116：滑動接觸部；7、8：唇部分；7a、8a：密封對象側斜面；7b、8b：大氣側斜面；7c、8c：圓弧狀面；100：液壓缸；111：活塞構件；112：氣缸構件；113：間隙；114：環狀槽；α1、α2：第1傾斜角度；β1、β2：第2傾斜角度；x：軸線；A：高壓側(密封對象油側)；B：低壓側(大氣側)。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本實用新型的實施方式。

圖1是使用了本實用新型的實施方式的密封裝置1的液壓缸100在沿著軸線x的截面中的剖視圖。圖2是用于表示本實用新型的實施方式的密封裝置1的示意性結構在沿著軸線x的截面中的剖視圖。

以下，為了便于說明，將附圖中附圖標記A側稱為高壓側，附圖標記B側稱為低壓側。在此，高壓側A是指工作油所在側，低壓側B是指大氣側。此外，在與軸線x垂直的方向(以下也稱徑向。)上，將朝向軸線x的方向稱為內周側(箭頭a方向)，將遠離軸線x的方向稱為外周側(箭頭b方向)。

如在與圖3對應的部分標注了相同附圖標記的圖1所示，本實施方式的密封裝置1安裝于液壓缸100，用于對在具有軸孔的氣缸構件112和沿著軸線x的方向在氣缸構件112的軸孔內往復運動的活塞構件111之間形成的環狀間隙113進行密封。

在該情況下，不同之處在于，代替現有的密封裝置110，安裝了本實用新型的實施方式的密封裝置1。另外，液壓缸100的活塞構件111和氣缸構件112的結構已經在現有的液壓缸100(參照圖3的說明。)中進行了說明，因此下文省略對它們的說明。

密封裝置1可以由各種橡膠材料形成，作為各種橡膠材料，例如是丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(H-NBR)、丙烯酸酯橡膠(ACM)、氟橡膠(FKM)等合成橡膠。

如圖2所示，密封裝置1包括：環狀的基體部2，其是以軸線x為中心的、位于內周側的部分；以及環狀的滑動接觸部3，其是以軸線x為中心并相對于該基體部2位于外周側(箭頭b方向)的部分。在密封裝置1中，基體部2和滑動接觸部3一體形成。

基體部2是以與活塞構件111的用于形成環狀槽114的底面111s抵接的狀態安裝的主體部分。滑動接觸部3具有2個與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的環狀的凸狀部分，即唇部分7、8。

唇部分7是以所述軸線為中心的、向外周側(箭頭b方向)呈凸狀地突出的環狀的楔形狀部分，在軸線x方向上配置于密封有工作油的高壓側，即密封對象側(附圖標記A側)。唇部分8與唇部分7同樣是在截面中向外周側(箭頭b方向)呈凸狀地突出的、以軸線x為中心的環狀的楔形狀部分，但唇部分8配置于低壓側，即大氣側(附圖標記B側)。

即，唇部分7和唇部分8以在軸線x方向上彼此相鄰的狀態配置。但是并不限定于此，也可以僅配置唇部分7和唇部分8中的任意一方，還可以以在軸線x方向上彼此相鄰的狀態配置3個以上的唇部。

唇部分7由位于密封對象側(附圖標記A側)的密封對象側斜面7a、位于大氣側(附圖標記B側)的大氣側斜面7b以及連接密封對象側斜面7a的外周側(箭頭b方向)的端緣和大氣側斜面7b的外周側(箭頭b方向)的端緣的圓弧狀面7c構成。

在此，密封對象側斜面7a以該密封對象側斜面7a的外周側(箭頭b方向)的端緣指向大氣側(附圖標記B側)的方式相對于軸線x傾斜。大氣側斜面7b以該大氣側斜面7b的外周側(箭頭b方向)的端緣指向密封對象側(附圖標記A側)的方式相對于軸線x傾斜。

密封對象側斜面7a相對于軸線x傾斜的角度(以下將其稱為“第1傾斜角度”。)α1大于大氣側斜面7b相對于軸線x傾斜的角度(以下將其稱為“第2傾斜角度”。)β1。

例如，第1傾斜角度α1設定為50°，第2傾斜角度β1設定為25°。但是并不限定于此，只要第1傾斜角度α1大于第2傾斜角度β1即可，第1傾斜角度α1可以約為40°～60°，第2傾斜角度β1可以約為10°～30°。第1傾斜角度α1和第2傾斜角度β1的大小根據密封對象側(附圖標記A側)和大氣側(附圖標記B側)之間的壓力差、工作油的密封程度等各種條件適當選擇。

圓弧狀面7c是向外周側(箭頭b方向)凸出的呈光滑圓弧狀彎曲的曲面，是與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的部分。在該情況下，密封裝置1的外徑形成為比氣缸構件112的內周面112n的內徑稍大，在密封裝置1被安裝到活塞構件111的環狀槽114中時，該密封裝置1相對于滑動接觸部3具有規定的壓縮量。因此，能夠維持唇部分7的圓弧狀面7c與氣缸構件112的內周面112n接觸的狀態。

另外，在唇部分7的密封對象側斜面7a、大氣側斜面7b以及圓弧狀面7c上涂布有由摩擦系數小的氟樹脂形成的被膜。在該情況下，被膜以例如PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等氟樹脂為主要成分。

同樣，唇部分8也由位于密封對象側(附圖標記A側)的密封對象側斜面8a、位于大氣側(附圖標記B側)的大氣側斜面8b以及連接密封對象側斜面8a的外周側(箭頭b方向)的端緣和大氣側斜面8b的外周側(箭頭b方向)的端緣的圓弧狀面8c構成。

唇部分8的情況也是一樣，密封對象側斜面8a以密封對象側斜面8a的外周側(箭頭b方向)的端緣指向大氣側(附圖標記B側)的方式相對于軸線x傾斜。大氣側斜面8b以大氣側斜面8b的外周側(箭頭b方向)的端緣指向密封對象側(附圖標記A側)的方式相對于軸線x傾斜。密封對象側斜面8a相對于軸線x傾斜的第1傾斜角度α2大于大氣側斜面7b相對于軸線x傾斜的第2傾斜角度β2。

唇部分8的情況也是一樣，第1傾斜角度α2設定為50°，第2傾斜角度β2設定為25°。但是并不限定于此，與第1傾斜角度α1、第2傾斜角度β1同樣，第1傾斜角度α2可以約為40°～60°，第2傾斜角度β2可以約為10°～30°。

另外，第1傾斜角度α1、α2的角度彼此相同，第2傾斜角度β1、β2的角度也彼此相同，但不限定于此，第1傾斜角度α1、α2的角度也可以互不相同，此外，第2傾斜角度β1、β2的角度也可以互不相同。總之，只要滿足第1傾斜角度α1、α2大于第2傾斜角度β1、β2的關系即可。

圓弧狀面8c也與圓弧狀面7c同樣，是呈光滑圓弧狀彎曲的曲面，是與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的部分。唇部分8也與唇部分7同樣，在密封對象側斜面8a、大氣側斜面8b以及圓弧狀面8c上涂布有由氟樹脂形成的被膜。

在以上結構中，密封裝置1的滑動接觸部3具有與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的唇部分7、8，該唇部分7、8的密封對象側斜面7a、8a的第1傾斜角度α1、α2形成為大于大氣側斜面7b、8b的第2傾斜角度β1、β2。

由此，能夠利用密封對象側斜面7a的整個面承受存在于高壓側(密封對象側)的工作油的幾乎全部油壓，從而避免油壓集中于圓弧狀面7c，因此，能夠盡可能地抑制該工作油自間隙113向低壓側(大氣側)泄漏。由此，即使在活塞構件111相對于氣缸構件112高速地往復運動時，也能提高密封性能。

此外，由于利用密封對象側斜面7a承受高壓側(密封對象側)的工作油的油壓，因此，該密封對象側斜面7a容易變形，但由于形成大氣側斜面7b的部分的壁厚大于形成該密封對象側斜面7a的部分的壁厚，因此，密封對象側斜面7a的變形不會影響到大氣側斜面7b，唇部分7整體不會大幅變形。因此，唇部分7的圓弧狀面7c和氣缸構件112的內周面112n之間的接觸面積不會增大。由此，在密封裝置1中，能夠預防過度摩擦熱的產生和橡膠的老化。

此外，通過在唇部分7的密封對象側斜面7a、大氣側斜面7b以及圓弧狀面7c上涂布由氟樹脂形成的被膜，能夠在維持圓弧狀面7c與氣缸構件112的內周面112n滑動接觸的狀態下的密封性能的情況下實現低摩擦化，由此，能夠實現密封裝置1的長壽命化。

此外，在密封裝置1的滑動接觸部3中，除了唇部分7之外，在比該唇部分7靠近大氣側的位置還具有唇部分8，由此，能夠利用唇部分8密封自唇部分7泄漏的微量的工作油，因此，與僅具有唇部分7的情況相比，能夠進一步提高密封性能。

以上說明了本實用新型的實施方式，但本實用新型不限定于上述本實用新型的實施方式的密封裝置1，而是包括本實用新型的概念和權利要求書所涵蓋的所有方式。此外，也可以適當選擇性地組合各結構，以實現上述課題和效果的至少一部分。例如，上述實施方式中的各構成要素的形狀、材料、配置、尺寸等可以根據本實用新型的具體的使用形態適當變更。

此外，在上述實施方式中，說明了環狀槽114形成于活塞構件111的外周面111g的情況，但不限定于此，也可以將環狀槽114形成于氣缸構件112的內周面112n。

此外，在上述實施方式中，將密封裝置1應用于活塞構件111相對于氣缸構件112往復運動的情況，但不限定于此，密封裝置1也可以應用于如氣缸構件112相對于活塞構件111往復運動的情況、活塞構件111相對于氣缸構件112進行旋轉運動的情況那樣的在氣缸構件112和活塞構件111之間進行相對運動的情況。