專利名稱：密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油壓缸等所使用的密封裝置。
背景技術(shù)：
參照圖8 圖10來說明現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置。圖8是現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置的示 意性的半剖圖。圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置的使用時(shí)的情形的示意性的半剖圖，其中 (a)表示了無壓力時(shí)的情形，(b)表示了加壓時(shí)的情形。圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置 的接觸表面壓力分布的圖，其中(a)表示了低壓時(shí)的接觸表面壓力分布，(b)表示了高壓時(shí) 的接觸表面壓力分布。作為油壓缸的活塞桿用(rod)的密封裝置，以往使用如圖8所示的唇形密封件 100。唇形密封件100是環(huán)狀的密封構(gòu)件，安裝在設(shè)置于油壓缸內(nèi)周面的環(huán)狀槽中來使用。唇形密封件100包括向徑向內(nèi)側(cè)突出的內(nèi)周唇部101、向徑向外側(cè)突出的外周唇 部102、以及在唇形密封件100承受壓力的高壓側(cè)的端面向軸向凹陷的、截面近似為U狀的 環(huán)狀的槽(以下稱為U形槽)103。唇形密封件100的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)分別緊貼活塞桿外周面和環(huán)狀槽的槽底面，并 且在設(shè)置有內(nèi)周唇部101和外周唇部102的部分接觸表面壓力變高，從而防止油壓缸內(nèi)的 工作油泄露到外部。唇形密封件100的材料是根據(jù)使用條件而從各種材料中選擇出來的，代表性地選 擇黑橡膠材料和聚氨酯材料中的任一種。黑橡膠材料優(yōu)于耐油性、耐壓縮永久變形性。另 一方面，聚氨酯材料優(yōu)于耐壓、耐磨損性。作為使用條件，在壓力高、潤滑差這樣的條件下，選定聚氨酯材料。但是，由于聚氨 酯材料一般硬度高，因此有時(shí)難以將其安裝在安裝槽中。在這樣的情況下，選定硬度較低的 聚氨酯材料(Hs (JIS A)90左右)。順便提及的是，一般的唇形密封件所使用的聚氨酯材料 的硬度為Hs94左右，黑橡膠材料的硬度為Hs90左右。唇形密封件100，通過施加于接觸對象面的接觸表面壓力的梯度來控制通過唇形 密封件100的油膜的厚度(使得向內(nèi)返回的油膜的厚度大于向外透出的油膜的厚度)，由此 發(fā)揮優(yōu)良的密封性能。但是，在為由低硬度的聚氨酯材料形成的唇形密封件100的情況下， 加壓時(shí)的變形量大(參照圖9)。另外，存在著與此相伴唇部側(cè)的表面壓力梯度變得平緩而 導(dǎo)致密封性能降低的情況(參照圖10)。并且，如果使材料為低硬度材料，則唇形密封件100的耐壓性也容易下降。例如， 由于加壓時(shí)的變形量大，因而會(huì)產(chǎn)生向環(huán)狀間隙的擠出，從而導(dǎo)致容易發(fā)生破損等。因此， 不得不考慮耐壓性來設(shè)計(jì)唇形密封件100的形狀。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利文獻(xiàn)特開2008-128377號公報(bào)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其目的在于提供一種即使降低 了硬度也能夠發(fā)揮優(yōu)良的密封性能的密封裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的密封裝置安裝在環(huán)狀槽中，所述環(huán)狀槽設(shè)置在相對 地進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的軸和具有該軸所插入的軸孔的殼體中的一個(gè)部件上，所述密封裝置對所 述軸與所述殼體這兩個(gè)部件之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，所述密封裝置的特征在于，包括環(huán)狀的基部，容納在所述環(huán)狀槽中；第一唇部，設(shè)置在所述基部的高壓側(cè)并設(shè)置在內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)，與所述環(huán)狀槽的 槽底面接觸；第二唇部，設(shè)置在所述基部的高壓側(cè)并設(shè)置在與設(shè)置第一唇部的內(nèi)周側(cè)或外周側(cè) 相反的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)，以自如地滑動(dòng)的方式與所述軸和所述殼體中的未設(shè)置有所述環(huán)狀 槽的另一個(gè)部件的周面接觸；以及受壓槽，在所述第一唇部與所述第二唇部之間向高壓側(cè)開口，承受從高壓側(cè)作用 的壓力而提高所述第一唇部和所述第二唇部的密合性；所述密封裝置由硬度Hs為90的橡膠狀彈性體構(gòu)成，當(dāng)將所述第一唇部的頂端處的直徑設(shè)定為R1、將所述第二唇部的頂端處的直徑設(shè) 定為R2、將所述環(huán)狀槽的槽底面的直徑設(shè)定為rl、將所述未設(shè)置有所述環(huán)狀槽的另一個(gè)部 件的周面的直徑設(shè)定為r2時(shí)，滿足|Rl-R2|/2= (| rl_r2 |/2) X 1. 3 (士0. 03) (1)，當(dāng)將所述受壓槽的槽底處的外徑設(shè)定為R3、將所述受壓槽的槽底處的內(nèi)徑設(shè)定為 R4時(shí)，滿足4 彡((R3-R4) / | rl~r2 | -1) X 100 ^ 8 (2)，所述基部的設(shè)置所述第二唇部的外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的周面為錐面，該錐面以隨著接 近低壓側(cè)、所述基部的徑向截面寬度逐漸減小的方式傾斜，該錐面相對于軸向所成的傾斜 角度α滿足3°彡α彡7° (3)。根據(jù)本發(fā)明，通過將唇形密封件的Rl R4的尺寸設(shè)定為滿足上述關(guān)系式(1)、 (2)，能夠?qū)⒋巾敹藗?cè)的表面壓力梯度維持為高的狀態(tài)，能夠在唇頂端產(chǎn)生接觸表面壓力的 峰值。由此，接觸表面壓力的表面壓力梯度在高壓側(cè)成為高的狀態(tài)，向高壓側(cè)通過的油膜的 厚度變薄，從而能夠減少工作油的泄露。因此，能夠確保穩(wěn)定的密封性能。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過將唇形密封件的R3、R4、α的尺寸設(shè)定為滿足上述關(guān)系式 (2)、(3)，能夠抑制加壓時(shí)的基部的變形，并且形成為基部的低壓側(cè)端部的另一方的周側(cè)的 邊緣從環(huán)狀間隙避開的結(jié)構(gòu)。由此，能夠抑制由于向環(huán)狀間隙的擠出而導(dǎo)致的破損等，從而 能夠提高耐壓性。根據(jù)本發(fā)明，即使降低了硬度，也能夠發(fā)揮優(yōu)良的密封性能。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置的示意性的半剖圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置的示意性的半剖圖；圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置的接觸表面壓力分布的圖4是表示評價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果的圖表； 圖5是耐壓性確認(rèn)試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置的示意圖； 圖6是制品低溫偏心追隨性確認(rèn)試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置的示意圖； 圖7是表示密封裝置的接觸表面壓力分布的8是現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置的示意性的半剖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置的使用時(shí)的情形的示意性半剖圖； 圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置的接觸表面壓力分布的圖。附圖標(biāo)記說明1唇形密封件(密封裝置)10基部11外周唇部(第一唇部) 12內(nèi)周唇部(第二唇部) 13U形槽(受壓槽) 2殼體 20環(huán)狀槽 21槽底面 3軸30外周面
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖并基于實(shí)施例來例示性地、詳細(xì)地說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。關(guān) 于本實(shí)施例所記載的構(gòu)成構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、形狀、以及它們的相對配置等，只要沒有特別 地進(jìn)行特定的記載，則本發(fā)明的范圍不僅限于本實(shí)施例中的記載內(nèi)容。(實(shí)施例)參照圖1 圖3來說明本發(fā)明的實(shí)施例的密封裝置。圖1是本實(shí)施例的密封裝置 的示意性的半剖圖。圖2是本實(shí)施例的密封裝置的示意性的半剖圖，其中(a)說明了唇部 的過盈量的尺寸設(shè)定，(b)說明了 U形槽中的壓縮余量的尺寸設(shè)定，(c)說明了基部的錐面 的傾斜角度設(shè)定。圖3是表示本實(shí)施例的密封裝置的接觸表面壓力分布的圖，其中(a)表 示了低壓時(shí)的接觸表面壓力分布，(b)表示了高壓時(shí)的接觸表面壓力分布。另外，在圖2的 (a)、(b)中，為了以便于理解的方式表示尺寸設(shè)定，以未產(chǎn)生變形的狀態(tài)表示了密封裝置。<密封裝置的概要和結(jié)構(gòu)>本實(shí)施例的密封裝置是油壓缸中的活塞桿用的密封裝置，是為了在活塞桿的往復(fù) 移動(dòng)過程中防止油壓缸內(nèi)的工作油泄露到外部而設(shè)置的唇形密封件。如圖1所示，本實(shí)施例的唇形密封件1為環(huán)狀的密封部件，包括環(huán)狀的基部10、 作為第一唇部的外周唇部11、作為第二唇部的內(nèi)周唇部12、以及作為受壓槽的U形槽13。 作為唇形密封件1的材料，使用硬度Hs為90的、硬度較低的聚氨酯橡膠。如圖2所示，唇形密封件1對具有軸孔的殼體(housing)(油壓缸)2與插入到該 軸孔內(nèi)的軸(活塞桿)3之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封。唇形密封件1形成為在基部10的軸向 的一側(cè)(高壓(H)側(cè))的區(qū)域設(shè)置有外周唇部11、內(nèi)周唇部12、以及U形槽13的結(jié)構(gòu)。唇 形密封件1安裝在設(shè)置于殼體2的軸孔的內(nèi)周面的環(huán)狀槽20中?；?0形成為在高壓(H)側(cè)支撐外周唇部11和內(nèi)周唇部12的結(jié)構(gòu)。另外，基部 10的內(nèi)周面(另一方的周側(cè)的周面)14為錐面，該錐面以隨著接近低壓(L)側(cè)、基部10的 徑向截面寬度逐漸減小的方式傾斜。由此，形成為基部10的低壓側(cè)端面的內(nèi)周緣從環(huán)狀間 隙避開的結(jié)構(gòu)。
外周唇部11形成為從基部10的外周側(cè)向軸向并向徑向外側(cè)突出的結(jié)構(gòu)，其唇頂 端向徑向外側(cè)突出。外周唇部11的唇頂端Ila的直徑被設(shè)定得大于環(huán)狀槽20的槽底面21 的直徑，該外周唇部11的唇頂端Ila在唇形密封件1的外周側(cè)的區(qū)域以最高的表面壓力與 環(huán)狀槽20的槽底面21接觸。內(nèi)周唇部12形成為從基部10的內(nèi)周側(cè)向軸向并向徑向內(nèi)側(cè)突出的結(jié)構(gòu)，其唇頂 端向徑向內(nèi)側(cè)突出。內(nèi)周唇部12的唇頂端12a的直徑被設(shè)定得小于軸3的外周面30的直 徑，該內(nèi)周唇部12的唇頂端12a在唇形密封件1的內(nèi)周側(cè)的區(qū)域以最高的表面壓力按照能 夠自如地滑動(dòng)的方式與軸3的外周面30接觸。U形槽13沿基部10的圓周設(shè)置成環(huán)狀，并在外周唇部11與內(nèi)周唇部12之間向高 壓(H)側(cè)開口。U形槽13構(gòu)成為通過承受從高壓(H)側(cè)作用的壓力(油壓)P，提高外周 唇部11和內(nèi)周唇部12對于環(huán)狀槽20的槽底面21和軸3的外周面30的密合性。<密封裝置的尺寸設(shè)定>對本實(shí)施例的唇形密封件1的各種尺寸設(shè)定進(jìn)行說明?！创讲康倪^盈量〉如圖2的(a)所示，本實(shí)施例的唇形密封件1構(gòu)成為當(dāng)將外周唇部11的頂端處的直徑設(shè)定為Rl (mm)、將內(nèi)周唇部12的頂端處的直徑 設(shè)定為R2 (mm)、將環(huán)狀槽20的槽底面21的直徑設(shè)定為rl (mm)、將軸3的外周面30的直徑 設(shè)定為r2(mm)時(shí)，滿足|Rl-R2|/2 = (|rl-r2|/2) XL 3(士0. 03) (1)。S卩，Rl和R2被設(shè)定為唇形密封件1的唇部截面寬度(|Rl_R2|/2)相對于唇形密 封件1的安裝空間的寬度(|rl-r2|/2)為127 133%?！禪槽中的壓縮余量》如圖2的(b)所示，本實(shí)施例的唇形密封件1構(gòu)成為當(dāng)將U形槽13的槽底13a處的外徑設(shè)定為R3 (mm)、將U槽13的槽底13a處的內(nèi) 徑設(shè)定為R4 (mm)時(shí)，滿足4 ≤((R3-R4)/|rl-r2 - 1) XlOO ≤ 8 (2)。S卩，R3和R4被設(shè)定為U形槽底部處的唇形密封件1的截面寬度((R3_R4)/2)相 對于唇形密封件1的安裝空間的寬度(|rl-r2|/2)的壓縮余量為4 8%?！痘垮F面的傾斜角度》如圖2的(C)所示，本實(shí)施例的唇形密封件1構(gòu)成為為錐面的基部10的內(nèi)周面14相對于軸向所成的傾斜角度α滿足3° ^ α ^ 7° (3)。<接觸表面壓力分布>參照圖3來說明本實(shí)施例的唇形密封件1的接觸表面壓力分布。作為比較，通過 虛線表示了現(xiàn)有技術(shù)的唇形密封件的接觸表面壓力分布。這里，對其調(diào)查了接觸表面壓力分布的、本實(shí)施例的唇形密封件1的具體的尺寸 設(shè)定如下。唇形密封件1的軸向?qū)挾?0mm，基部10的外徑Φ 88. 7謹(jǐn)，
基部10的最小的內(nèi)徑(內(nèi)周唇部12的根部處的內(nèi)徑)Φ76. 5mm,外周唇部11的唇頂端Ila的直徑Φ91. 2mm,內(nèi)周唇部12的唇頂端12a的直徑Φ 74. 3謹(jǐn)，U形槽13的深度3· 2匪，從外周唇部11的軸向端面到外周唇部11與基部10的外周面之間的交界線為止 的軸向的寬度3. 9mm,從內(nèi)周唇部12的軸向端面到內(nèi)周唇部12與基部10的內(nèi)周面14之間的交界線為 止的軸向的寬度3. 7mm。另外，唇形密封件1的安裝空間的各尺寸如下。軸3的外周面30的直徑Φ 75mm,環(huán)狀槽20的槽底31的直徑Φ 88mm,環(huán)狀槽20的軸向?qū)挾?1mm。如圖3所示，關(guān)于本實(shí)施例的唇形密封件1，明確了以下事實(shí)即使在從高壓(H) 側(cè)作用于唇形密封件1的壓力為較低的低壓(IOMpa)時(shí)(圖3的(a))，即使在提高壓力而 使從高壓(H)側(cè)作用的壓力變成了較高的高壓(21Mpa)(圖3的(b))時(shí)，都能夠?qū)⒋巾敹?側(cè)的表面壓力梯度維持為高的狀態(tài)。另外，其結(jié)果是，明確了以下事實(shí)如圖中的箭頭X所 示，本實(shí)施例的唇形密封件1在唇頂端12a處產(chǎn)生了接觸表面壓力的峰值。該效果主要是由于將唇形密封件1的Rl R4的尺寸設(shè)定成滿足上述關(guān)系式(1)、 (2)而帶來的。通過該效果，接觸表面壓力的表面壓力梯度在高壓(H)側(cè)成為高的狀態(tài)，使 得向高壓(H)側(cè)(即大氣側(cè))通過的油膜的厚度變薄，從而能夠減少工作油向外部的泄露。 因此，能夠確保穩(wěn)定的密封性能。另一方面，在現(xiàn)有示例中，明確了以下事實(shí)唇頂端側(cè)的表面壓力梯度變得平緩， 另外未形成如本實(shí)施例那樣的接觸表面壓力的峰值。另外，如圖3中的箭頭Y所示，明確了以下事實(shí)與現(xiàn)有示例相比，基部10的低壓 (L)側(cè)部位的接觸表面壓力減小了。該效果主要是由于將唇形密封件1的R3、R4、a的尺寸 設(shè)定成滿足上述關(guān)系式(2)、(3)而帶來的。由此，由于能夠抑制加壓時(shí)的基部10的變形， 并且形成為基部10的低壓(L)側(cè)端部的內(nèi)周緣從環(huán)狀間隙避開的結(jié)構(gòu)，所以能夠抑制由于 向環(huán)狀間隙的擠出而導(dǎo)致的破損等。因此，提高了唇形密封件1的耐壓性。另一方面，在現(xiàn)有示例中，由于基部的低壓側(cè)部位的接觸表面壓力高，因此在加壓 時(shí)基部容易發(fā)生變形，基部的低壓側(cè)端部的內(nèi)周緣容易擠出到環(huán)狀間隙。因此，可能會(huì)由于 向環(huán)狀間隙的擠出而導(dǎo)致破損等。<評價(jià)試驗(yàn)>關(guān)于對滿足上述關(guān)系式(1)、(2)、(3)的實(shí)施例的唇形密封件的性能評價(jià)，將不滿 足上述關(guān)系式(1)、(2)、(3)中的任一關(guān)系式的唇形密封件作為比較例而進(jìn)行了評價(jià)試驗(yàn)。 圖4表示了其結(jié)果。圖4是表示評價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。針對5個(gè)項(xiàng)目(偏心追隨性、磨 損、U形槽底部的破損、擠出、接觸表面壓力)進(jìn)行了評價(jià)。關(guān)于評價(jià)項(xiàng)目中的磨損、擠出、U形槽破損，通過耐壓性確認(rèn)試驗(yàn)的實(shí)施結(jié)果進(jìn)行 了判定。使用圖5所示的試驗(yàn)裝置進(jìn)行了該試驗(yàn)。圖5是表示耐壓性確認(rèn)試驗(yàn)所使用的試 驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
在該試驗(yàn)中，將作為試驗(yàn)對象的兩個(gè)唇形密封件分別安裝在設(shè)置于油壓缸200的 內(nèi)周面的兩個(gè)環(huán)狀槽201中，從加壓泵202向被安裝了的兩個(gè)試驗(yàn)對象品之間的密封空間 導(dǎo)入預(yù)定的壓力，使活塞桿203相對于油壓缸200進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。從加壓泵202導(dǎo)入的壓 力為21MPa，以2秒Λ. 5秒來轉(zhuǎn)換壓力的施加(On)/解除(off)。另外，溫度為100°C，活塞 桿203的行程為士40mm，頻率為1Hz，進(jìn)行了 10萬次的加壓。204是用于調(diào)整擠出間隙的空 間。另外，關(guān)于評價(jià)項(xiàng)目中的偏心追隨性，通過制品低溫偏心追隨性確認(rèn)試驗(yàn)的試驗(yàn) 結(jié)果進(jìn)行了判定。使用圖6所示的試驗(yàn)裝置進(jìn)行了該試驗(yàn)。圖6是表示制品低溫偏心追隨 性確認(rèn)試驗(yàn)所使用的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。在該試驗(yàn)中，將作為試驗(yàn)對象的兩個(gè)唇形密封件分別安裝在設(shè)置于油壓缸300的 內(nèi)周面的兩個(gè)環(huán)狀槽301中，從加壓泵302向被安裝了的兩個(gè)試驗(yàn)對象品之間的密封空間 導(dǎo)入預(yù)定的壓力，使活塞桿303相對于油壓缸300進(jìn)行偏心運(yùn)動(dòng)(圖中的箭頭的方向)。在 從加壓泵302導(dǎo)入的壓力為IMPa，頻率為IHz，溫度為-10°C、-15°C、-20°C，振幅(mm)為 士0. 1、士0. 2、士0. 3、士0. 4、士0. 5的條件下進(jìn)行了試驗(yàn)，觀察了低溫用工作油(MobilOil MIL-H-5606)的泄露等。這里，各個(gè)實(shí)施例和各個(gè)比較例中的唇形密封件的結(jié)構(gòu)如下。實(shí)施例1 關(guān)于關(guān)系式⑴ (3)分別設(shè)計(jì)成中心值的唇形密封件。實(shí)施例2 關(guān)于關(guān)系式⑴ (3)分別設(shè)計(jì)成下限值的唇形密封件。實(shí)施例3 關(guān)于關(guān)系式⑴ (3)分別設(shè)計(jì)成上限值的唇形密封件。比較例1 關(guān)于關(guān)系式(1)設(shè)計(jì)成超過下限值，關(guān)于關(guān)系式(2)、(3)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。比較例2 關(guān)于關(guān)系式⑴設(shè)計(jì)成超過上限值，關(guān)于關(guān)系式(2)、(3)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。比較例3 關(guān)于關(guān)系式(2)設(shè)計(jì)成超過下限值，關(guān)于關(guān)系式(1)、(3)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。比較例4 關(guān)于關(guān)系式(2)設(shè)計(jì)成超過上限值，關(guān)于關(guān)系式(1)、(3)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。比較例5 關(guān)于關(guān)系式(3)設(shè)計(jì)成超過下限值，關(guān)于關(guān)系式(1)、(2)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。比較例6 關(guān)于關(guān)系式(3)設(shè)計(jì)成超過上限值，關(guān)于關(guān)系式(1)、(2)分別設(shè)計(jì)成中 心值的唇形密封件。如圖4的試驗(yàn)結(jié)果所示，明確了以下事實(shí)在不滿足關(guān)系式⑴ (3)中的任一關(guān) 系式的比較例1 6的情況下，在5個(gè)評價(jià)項(xiàng)目中的某個(gè)評價(jià)項(xiàng)目中發(fā)生了某種不良情形。 另一方面，在實(shí)施例1 3的情況下，在所有5個(gè)評價(jià)項(xiàng)目中，獲得了滿足作為制品的合格 標(biāo)準(zhǔn)的評價(jià)。這里，在各個(gè)評價(jià)項(xiàng)目的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，在發(fā)生了無法滿足作為制品來使用的某 種不良情形的情況下標(biāo)注X，在未發(fā)生不良情形的情況下標(biāo)注〇，在未發(fā)生不良情形并獲 得了表示特別優(yōu)良的性能的結(jié)果的情況下標(biāo)注◎。關(guān)于關(guān)系式(1)，在唇形密封件的過盈量小于127%的情況下(比較例1)，獲得了 基于偏心追隨性的密封性能下降(在發(fā)生了偏心時(shí)密封件脫落)的結(jié)果。另一方面，在唇形密封件的過盈量大于133%的情況下(比較例2)，壓縮余量變大，在唇部始終作用有強(qiáng)力， 因此容易產(chǎn)生油膜斷裂，磨損變大。關(guān)于關(guān)系式(2)，在U形槽底部的壓縮余量小于4%的情況下(比較例3)，在U形 槽底部發(fā)生了龜裂。另一方面，在壓縮余量大于8%的情況下(比較例4)，由于壓縮余量變 大，因而在唇部始終作用有強(qiáng)力，因此容易發(fā)生油膜斷裂，磨損變大。關(guān)于關(guān)系式(3)，在唇形密封件中段的錐面的傾斜角度小于3°的情況下(比較例 5)，容易發(fā)生由于擠出而導(dǎo)致的破損。另一方面，在錐面的傾斜角度大于7°的情況下(比 較例6)，表面壓力梯度變得平緩，密封性能下降。這里，關(guān)于關(guān)系式(3)，圖7表示了由于錐面的傾斜角度的變化而導(dǎo)致的表面壓力 梯度的變化。圖7是表示加壓時(shí)的唇形密封件的接觸表面壓力分布的圖，其中(a)表示了 錐面的傾斜角度為2°的情況，(b)表示了錐面的傾斜角度為3°的情況，(c)表示了錐面的 傾斜角度為5°的情況，(d)表示了錐面的傾斜角度為7°的情況，(e)表示了錐面的傾斜角 度為8°的情況。如圖7所示，錐面的傾斜角度越小，唇頂端的表面壓力就變得越大。如果唇頂端的 表面壓力變得過大，則可能會(huì)由于唇頂端的磨損而導(dǎo)致密封耐久性下降。另一方面，隨著錐 面的傾斜角度變大，唇頂端的表面壓力逐漸變小，表面壓力梯度變得平緩。如果表面壓力梯 度變得過于平緩、唇頂端的表面壓力消失(圖7的(e))，則密封性能可能會(huì)下降。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，即使降低了硬度，也能夠發(fā)揮良好的密封性能。在上述說明中，說明了唇形密封件為活塞桿用的密封裝置的情況、即安裝在設(shè)置 于油壓缸上的環(huán)狀槽中的結(jié)構(gòu)。但是，能夠應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，在唇形密封 件為活塞用的密封裝置的情況下、即為了在活塞桿的往復(fù)移動(dòng)過程中保持油壓而將唇形密 封件安裝在設(shè)置于活塞外周的環(huán)狀槽中以對油壓缸和活塞之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封的情 況下，本發(fā)明也能夠得到很好的應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種密封裝置，安裝在環(huán)狀槽中，所述環(huán)狀槽設(shè)置于相對地進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的軸和具有該軸所插入的軸孔的殼體中的一個(gè)部件，所述密封裝置對所述軸與所述殼體這兩個(gè)部件之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，所述密封裝置的特征在于，包括環(huán)狀的基部，其被容納在所述環(huán)狀槽中；第一唇部，其設(shè)置在所述基部的高壓側(cè)且設(shè)置在所述基部的一周側(cè)，與所述環(huán)狀槽的槽底面接觸；第二唇部，其設(shè)置在所述基部的高壓側(cè)且設(shè)置在所述基部的另一周側(cè)，以自如地滑動(dòng)的方式與所述軸和所述殼體中的另一個(gè)部件的周面接觸；以及受壓槽，其在所述第一唇部與所述第二唇部之間向高壓側(cè)開口，承受從高壓側(cè)作用的壓力而提高所述第一唇部和所述第二唇部的密合性；所述密封裝置由硬度Hs為90的橡膠狀彈性體構(gòu)成，當(dāng)將所述第一唇部的頂端處的直徑設(shè)定為R1、將所述第二唇部的頂端處的直徑設(shè)定為R2、將所述環(huán)狀槽的槽底面的直徑設(shè)定為r1、將所述另一個(gè)部件的周面的直徑設(shè)定為r2時(shí)，滿足|R1 R2|/2＝(|r1 r2|/2)×1.3(±0.03)，當(dāng)將所述受壓槽的槽底處的外徑設(shè)定為R3、將所述受壓槽的槽底處的內(nèi)徑設(shè)定為R4時(shí)，滿足4≤((R3 R4)/|r1 r2| 1)×100≤8，所述基部的所述另一周側(cè)的周面為錐面，該錐面以隨著接近低壓側(cè)、所述基部的徑向截面寬度逐漸減小的方式傾斜，該錐面相對于軸向所成的傾斜角度α滿足3°≤α≤7°。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使降低了硬度也能夠發(fā)揮良好的密封性能的密封裝置。由硬度Hs為90的橡膠狀彈性體構(gòu)成的密封裝置的特征在于，當(dāng)將與環(huán)狀槽(20)的槽底面(21)接觸的第一唇部(11)的頂端(11a)處的直徑設(shè)定為R1、將以自如地滑動(dòng)的方式與軸(3)的外周面(30)接觸的第二唇部(12)的頂端(12a)處的直徑設(shè)定為R2、將槽底面(21)的直徑設(shè)定為r1、將軸外周面(30)的直徑設(shè)定為r2時(shí)，滿足|R1-R2|/2＝(|r1-r2|/2)×1.3(±0.03)，當(dāng)將受壓槽(13)的槽底處的外徑設(shè)定為R3、將受壓槽(13)的槽底處的內(nèi)徑設(shè)定為R4時(shí)，滿足4≤((R3-R4)/|r1-r2|-1)×100≤8，基部(10)的內(nèi)周面(14)為錐面，該錐面朝向低壓側(cè)以使基部(10)的徑向截面寬度逐漸減小的方式傾斜，該錐面相對于軸向所成的傾斜角度α滿足3°≤α≤7°。
文檔編號F16J15/32GK101988580SQ201010242918
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者中村孝史 申請人:Nok株式會(huì)社