专利名称：密封链及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种密封链，其用作摩托车等运输机械及一般工业用机械等的驱动链，或者用作输送机等的传送用链，详细而言，涉及一种采用了在自然状态下截面大致呈加号(+)形状的密封部件的密封链及其制造方法。
背景技术：
本发明人曾经提出过一种密封链的制造方法，该密封链采用具有在自然状态下在内径方向下垂的唇部的环状密封部件，而且该密封部件安装于内连接片与外连接片之间，使得以前述唇部为支点来扭转(参照专利文献1)。图6表示该制造方法，首先，如图6(a)所示，使密封部件3的第一唇部3a位于衬套突出部7a的前端与外连接片8之间，并将外连接片8在离开密封部件3规定的距离c的状态下暂时安装到链销2上。在该状态下，浸渍于比如具有流动性的油脂内，从而将油脂供给到密封部件3内的链销2与衬套7之间。接着，如图6(b)所示，将外连接片8沿箭头方向压入。此时，伴随着外连接片8的压入，该外连接片8与密封部件3接触，进而，在密封部件3的第一唇部3a与衬套7的突出部7a前端抵接的状态下，当外连接片8沿箭头方向移动时，如图6(c)所示，密封部件3便以该抵接部为支点，如箭头所示进行扭转。
由此，密封部件的第一唇部3a与衬套突出部7a的前端外周面及外连接片8相抵接，而且第三唇部3c与外连接片8相抵接，此外，第四唇部3d与内连接片6相抵接，而且第二唇部3b也与内连接片6相抵接，从而该密封部件3成为截面呈X状的密封部件，被夹持于两个连接片6与8之间。在衬套7的左右两侧进行前述密封部件3的安装，然后使链销2的前端形成为铆钉头，防止外连接片8脱落，由此完成密封链1。
图7是自然状态下前述密封部件3的剖视图，(a)与(b)不同。图7(a)的密封部件31具有在内径方向下垂的宽幅半圆形的第一唇部31a、以同一宽度向外径方向延伸的第二唇部31b、以及从第一及第二唇部31a、31b向左右横向延伸的窄幅的第三及第四唇部31c、31d，从而在整体上形成大致十字状截面，此外，第一唇部31a的前端部由半圆形的圆弧形状r1a构成，而且各唇部的连接部分由规定的圆弧形状r构成。
图7(b)的密封部件32具有在内径方向下垂的截面为大致圆形的第一唇部32a，并且在外径方向及左右横向分别具有宽度相同的第二唇部32b、第三唇部32c及第四唇部32d。因此，该密封部件32的第一唇部32a由圆弧形状r2a来构成，而且，第一唇部32a与第三及第四唇部32c及32d的连接部分由构成为凹状的圆弧形状r′构成，第二唇部32b与第三及第四唇部32c及32d的连接部分则由规定的圆弧形状r构成。
对于前述现有技术的密封部件31、32的第三及第四唇部31c、31d和32c、32d而言，均从以直径比较小的圆弧形状r、r′与第一及第二唇部31a、31b或32a、32b连接的位置，以同一宽度b1、b2向左右方向延长规定的长度，相对于中心线a-a大致对称地形成。
专利文献1日本特公平6-48038号公报发明内容然而，密封链1由于在内连接片6与外连接片8之间夹有密封部件31或32，因而与无密封的无密封链相比，需要增大内连接片与外连接片的间隙。因此，前述密封链，其链销将增长前述增大的间隙的量，从而易于弯曲，即使是使用了相同的链销直径及相同的连接片的链条，与非密封链条相比，拉伸强度也会降低。
为了提高密封链的强度，需要减小内连接片与外连接片的间隙，然而，当减小密封部件的截面面积时，密封部件会过早老化，唇部对连接片的压接力降低，润滑油泄漏，从而降低链条的耐磨损性，缩短链条寿命。
前述密封链1的密封部件围绕衬套突出部7a地夹持于内连接片6与外连接片8之间，在该状态下，各唇部与内连接片、外连接片或衬套突出部相接触，并且这些相接触的唇部之间的部分的凹部成为油窝，保持链条的耐久性及弯曲性。对于图7(a)的密封部件31而言，在中央基部31e的对角线长度z1较大的场合下，尤其在缩小内外连接片的间隙来提高链条强度的场合下，不能有效形成具有成为前述油窝的凹部的唇部，不能在维持截面呈X形状的密封环所特有的链条耐久性的同时，改善弯曲性，保持减少链条传动损失的效果。
对于图7(b)的密封部件32而言，尤其在对应于前述间隙变小来相似地缩小形状的场合下，明显存在着下列课题即，中央基部32e的截面面积减小，使前述链条的耐磨损性降低。
此外，前述密封部件32(以下利用密封部件32来说明，但是密封部件31也一样)如图8所示，第一唇部32a与衬套突出部7a的前端f相抵接，并扭转，使得成为以点划线所示的状态。此时，第三唇部32c因外连接片8的移动而被按压，第四唇部32d沿着衬套突出部7a的外周面进行移动，第一唇部32a以衬套突出部7a的前端面f与第一唇部32a的接点为支点来旋转，同时被扭转。因此，要使该密封部件32可旋转，需要在第四唇部32d的前端与内连接片6之间存在相应的间隙g。另一方面，对于衬套突出部7a的突出长度h而言，即使缩小链条组装状态下的内外两个连接片的间隙i，但为了避免金属之间彼此接触，也不能减小衬套突出部前端f与外连接片8的间隔d(＝i-h)，因而当减小前述间隙时，前述突出长度h减小。因此，为了提高链条强度，前述间隙越小，前述衬套突出部7a的长度h便越短，用于使前述密封部件32旋转的相应间隙g也减小。为了使外连接片从81向82的位置移动，并使密封部件32旋转，从而如点划线所示安装在X形密封部件(环)的标准位置，需要使第三唇部32c的一端j1移动到j2，此时，需要拉伸第三唇部32c的能量。
对于前述第三唇部32c由同一宽度b2构成的前述密封部件32的形状而言(密封部件31也一样)，来自外连接片81的压力，作为平行的分布载荷作用在第三唇部32c上，其合力如箭头F所示作用在密封部件32的中心部，然而基于该合力的密封部件32的转矩较小，在前述间隙g较小的场合下，在密封部件32克服前述第三唇部32c的拉伸能量进行旋转之前，第四唇部32d的前端面k1如k2所示与内连接片6相接触，并如密封部件32′所示不会充分旋转，在该状态下将第三及第四唇部32c、32d的前端面k2、s2压接到内连接片6及外连接片8上。此时，前述密封部件32的第一唇部32a与衬套突出部前端面f抵接，产生以该抵接部为支点的力矩，然而该第一唇部32a易于变形，因而实质上扭转密封部件32的力，是以在中央基部32e所产生的相对于支点e的转矩F×l为基础产生的。对于从前端面到中央基部32e由同一宽度b2构成的第三及第四唇部32c、32d而言，作用在密封部件32′的中央基部32e上的相对于支点e的转矩(F×l)极小，密封部件32′成为在内外两个连接片8、6之间以十字形的状态被压塌的状态，并且在该状态下，从第三及第四唇部32c、32d作用在内外两个连接片6、8上的反作用力，在内径侧及外径侧达到平衡，从而在该十字形的状态下达到稳定。即使这样的密封部件32′只是少量的，也不能获得具有X形状所特有的基于前述密封功能的链条耐磨损性的保持功能及基于唇部的链条弯曲性的保持功能这两种功能得到平衡的密封部件的密封链。
本发明的目的在于，提供一种解决了前述课题的密封链及其制造方法，通过改变密封部件的形状，即使减小内连接片与外连接片的间隙来提高链条的拉伸强度，也可以改善链条的耐磨损性及链条的弯曲力矩。
为解决前述课题，本发明提供一种密封链，使衬套(17)从内连接片(16)突出一部分，将环状的密封部件(13)配置成围绕突出部(17a)，而且夹持于内连接片与外连接片之间，前述密封部件(131、132)在自然状态下的截面由十字形状构成，具有中央基部(13e)；从该中央基部向内径方向延伸的第一唇部(13a)；从前述中央基部向外径方向延伸的第二唇部(13b)；从前述中央基部向左右方向延伸的第三及第四唇部(13c)(13d)，在将前述第一唇部(13a)配置于前述衬套突出部(17a)前端(f)与前述外连接片(18)之间的状态下，使外连接片(18)在接近内连接片(16)的方向移动，前述密封部件(13)，因与前述衬套突出部接触而产生的转矩而扭转，变形为截面大致呈X状，夹持在前述内连接片(16)与前述外连接片(18)之间。
其特征在于在自然状态下，前述第一唇部(13a)的截面呈由圆弧面(r1)或与其接近的曲面形成的圆形或与其接近的形状，前述第三及第四唇部(13c、13d)是镜面对称的，其内径侧端面(q)在与密封部件的径向(O-O)大致正交的方向延伸，其外径侧端面(u)形成为前述中央基部(13e)侧的宽度大于前端部(s)(b＜bn)，前述密封部件的前述中央基部(13e)的对角线距离(z)，处于前述内连接片与前述外连接片的间隙(i)的0.8～1.0的范围内。
前述第一唇部13a的截面不限于圆形，还包括椭圆、长圆、卵形等接近于圆的形状，第三及第四唇部13c、13d的外径侧端面，包含锥面等直线或半径较大的圆弧面等曲线，还包含在从前端面向中央基部的中途宽度急剧增大的曲面。
本发明涉及的密封链的制造方法的特征在于使衬套(17)从内连接片(16) 突出一部分，将环状密封部件(13)配置成围绕该突出部(17a)，而且夹持于内连接片与外连接片之间，前述密封部件(131、132)，自然状态下的截面由十字形状构成，具有中央基部(13e)；从该中央基部向内径方向延伸的第一唇部(13a)；从前述中央基部向外径方向延伸的第二唇部(13b)；从前述中央基部向左右方向延伸的第三及第四唇部(13c)(13d)，在自然状态下，前述第一唇部(13a)的截面呈由圆弧面(r1)或与其接近的曲面形成的圆形或与其接近的形状，前述第三及第四唇部(13c、13d)是镜面对称的，其内径侧端面(q)在与密封部件的径向(O-O)大致正交的方向延伸，其外径侧端面(u)形成为前述中央基部(13e)侧的宽度大于前端部(s)(b＜bn)，前述密封部件的前述中央基部(13e)的对角线距离(z)，处于前述内连接片与前述外连接片的间隙(i)的0.8～1.0的范围内。
在将前述第一唇部(13a)配置在前述衬套突出部(17a)前端(f)与前述外连接片(18)之间的状态下，使外连接片(18)在接近内连接片(16)的方向移动，前述密封部件(13)，因与前述衬套突出部接触而产生的转矩而扭转，变形为截面大致呈X状，夹持在前述内连接片(16)与前述外连接片(18)之间。
最好是，前述第三及第四唇部(13c)(13d)的外径侧端面(u)形成为从前述前端部(s)向前述中央基部(13e)逐渐增宽。
更理想的是，前述第三及第四唇部(13c)(13d)的外径侧端面(u)是从前述前端部向前述中央基部增宽的规定锥度(α)的锥面。
前述第一唇部(13a)的前述中央基部侧(13e)的最狭窄部的宽度，处于前述间隙(i)的0.5～0.6的范围内。
前述第一唇部(13a)的宽度(2r1)与前述第三及第四唇部(13c)(13d)的前端部(s)的宽度(b)之和(2r1+b)，最好处于前述间隙(i)的0.8～1.6的范围内。
前述间隙(i)最好处于链条节距(p)的4～7％的范围内。
前述括号内的符号用于与附图相对照，但不对权利要求产生任何影响。
根据方案1涉及的本发明，通过在自然状态下扭转截面呈十字形状的密封部件，使之变形为截面为X状，并夹持在内连接片与外连接片之间，因而通过使第一、第二、第三及第四唇部与内连接片、外连接片或衬套突出部相接触，可以维持润滑剂的密封功能，同时减小弯曲力矩，并且对于第三及第四唇部而言，使其外径侧端面形成为中央基部侧的宽度大于前端部，而且使外径侧的强度高于内径侧，因而在使密封部件扭转(旋转)地进行安装时，即使缩小内外两个连接片的间隙，减小衬套突出部的高度，也可以基于外连接片的按压力来容易地旋转密封部件，能在扭转的状态下可靠地安装密封部件，能够提高密封链的可靠性。
如上所述，第三及第四唇部的中央基部侧的宽度增大，从而可增大密封部件的截面面积，尤其可增大中央基部的截面面积，密封部件不会过早老化，可以长期保持反作用力，即使应用于减小例如两个连接片的间隙来提高链条的拉伸强度的链条，也能长期维持密封部件的密封性能，而且可以防止衬套突出部与外连接片的金属之间的接触，从而能提高密封链的耐磨损性。
在密封部件中央基部的对角线距离小于间隙的80％的场合下(z＜0.8i)，密封部件，尤其是中央基部的截面面积不足，难以充分保持前述效果，另外，在前述对角线距离大于间隙的场合下(z＞i)，密封部件被过度压缩而增大弯曲力矩，而且不能充分形成唇部之间的凹部，从而不能在各唇部的凹部内保持充分的润滑剂，不能实现弯曲力矩的改善，也不能长期保持密封功能。
尤其是，密封部件一般与内连接片形成为一体地在与外连接片之间滑动，然而第三及第四唇部的内径侧端面在与径向正交的方向延伸，从而可增大在外连接片与第一及第三(或第四)唇部之间形成的凹部(C1)，能在成为前述滑动侧的凹部内保持充分的润滑剂，可保持前述弯曲力矩及密封功能所涉及的性能，而且由于第三及第四唇部的外径侧端面倾斜地形成为中央基部侧增宽，因而外连接片与第四(或第三)唇部及第二唇部所形成的凹部(C2)变得较小。由于该凹部处于与密封部件一体旋转的外连接片侧，因而对前述弯曲力矩及密封功能的影响不大，相反，可增加密封部件，尤其是中央基部的截面面积，防止密封部件的老化，从而有利于提高密封部件的寿命。
根据方案7涉及的本发明，前述密封部件通过外连接片的按压力，能获得基于与衬套突出部的接触的大转矩，因而可以使所有的密封部件可靠地扭转(旋转)地安装在两个连接片之间，从而可以可靠且准确地制造出前述可靠性较高、而且弯曲力矩与耐磨损性得到了平衡的密封链。
根据方案2或8涉及的本发明，由于使第三及第四唇部的外径侧端面从前端部向中央基部逐渐增宽，因而第三及第四唇部，可以将来自外连接片的按压力圆滑地转变为转矩方向的力。
根据方案3或9所涉及的本发明，由于使第三及第四唇部的外径侧端面形成为从前端部向中央基部增宽的规定锥度的锥面，因而第三及第四唇部，将作用于其前端部的按压力变更到外径侧方向，在密封部件上作用转矩方向的偏转力。
根据方案4或10所涉及的本发明，由于第一唇部的最狭窄部的宽度(n)，处于间隙的0.5～0.6的范围内，因而可以充分形成成为油窝的凹部，尤其可以形成在外连接片与第一及第三(或第四)唇部之间形成的凹部(C1)，从而能长期保持密封部件的密封功能，而且可以改善弯曲力矩。此外，如果前述宽度(n)小于间隙(i)的0.5(n＜0.5i)，则密封部件的压缩便不充分，从而造成润滑剂过早飞散，如果前述宽度(n)大于间隙(i)的0.6(n＞0.6i)，则不能充分形成前述凹部。
根据方案5或11所涉及的本发明，由于第一唇部的宽度(2r1)与第三及第四唇部的宽度(b)之和(2r1+b)，处于间隙(i)的0.8～1.6的范围内，因而第一唇部以规定的压缩量来变形，并与外连接片及衬套突出部紧密接触，而且使第四(或第三)唇部以规定的压缩量产生变形，并紧密接触，因而能良好地平衡并实现充分的密封功能及弯曲力矩的改善。此外，如果前述和小于间隙的0.8[(2r1+b)＜0.8i]，则不能保持充分的密封功能，而且也不能确保密封链的耐磨损性，如果前述和大于间隙的1.6倍[(2r1+b)＞1.6i]，则链条的弯曲阻力加大，不能得到充分的弯曲性能。
根据方案6或12所涉及的本发明，由于间隙处于链条节距的4～7％的范围内，因而在为密封链的同时，可以缩短链销的长度，提高链条的拉伸强度。此外，如果间隙(i)小于链节距(p)的4％(i＜0.04p)，则密封部件将被过度压缩，弯曲力矩增大，而且在经过规定的驱动时间之后，密封部件便会老化，链条产生急剧的拉伸，如果间隙(i)大于链节距(p)的7％(i＞0.07p)，则链销会变长，不能确保充分的链条拉伸强度。
图1是表示采用了本发明的密封链的一部分剖视俯视图。
图2是表示本发明涉及的密封部件的自然状态的截面的放大图，(a)及(b)表示不同的实施例。
图3是表示密封部件扭转着安装于链条上的状态的放大剖视图。
图4表示适于采用本密封部件的内外两个连接片的间隙，(a)表示不同间隙的耐磨损性能，(b)表示间隙与弯曲力矩的关系。
图5表示本密封部件的第一唇部的宽度(2r1)与第四唇部的前端部的宽度(b)的适当值，(a)表示前述和与耐磨损时间的关系，(b)表示前述和与弯曲力矩的关系。
图6表示现有技术的密封链的制造方法，(a)～(c)分别表示不同的工序。
图7表示现有技术的密封部件的剖视图，(a)及(b)分别表示不同的实施例。
图8是表示现有技术的密封部件被扭转的状态的放大剖视图。
具体实施例方式
以下根据附图来说明本发明的实施方式。如图1所示，本密封链11构成为通过在衬套17内嵌插链销12，将用链销12连接了两个钢制的蚕茧形外(链销)连接片18的两端部而形成的外(链销)链环19、以及用衬套17连接了相同形状的两个内(链辊)连接片16的两端部而形成的内(链辊)链环20连接成无端状。此外，在前述衬套17上，可自由旋转地嵌有链辊21，该衬套17，从内连接片16的外侧面突出规定量来固定。并且，在前述内连接片16与外连接片18之间，插入本发明涉及的密封部件(密封环)13，使得围绕该衬套17的突出部17a。
外连接片18与内连接片16的间隙i(由于左右连接片分别具有间隙，因而整个链条为2i)，形成得小于以往的密封链，而且相对于节距p，间隙i处于0.04～0.07p的范围内，最好为0.05～0.06p(以往的密封链大概为i＝0.08～0.09p)。
密封部件13由橡胶环构成，在自然状态下截面呈十(加号)字状，在安装状态下截面呈X状，在与链销12及衬套17之间的轴承空间内，封入油脂或机油等润滑剂。该密封部件13在安装状态下，在外连接片18和内连接片16之间被压缩规定量，而作为该密封部件13的材料的橡胶，采用大于等于Hs80度(80°～100°)的较硬橡胶。根据肖氏A试验来进行该橡胶的硬度测定。
图2表示自然状态下的密封部件13(131、132)的截面。图2中，(a)、(b)看起来相同，但第三及第四唇部的高度及倾斜角等不同。自然状态下的密封部件13由各唇部从中央基部13e向内径、外径方向及左右方向延伸且截面呈加号形状的环构成，具有在内径方向大致呈圆形的第一唇部13a；在外径方向大致呈矩形的第二唇部13b；以及第三及第四唇部13c、13d，在与这些第一及第二唇部正交的左右方向，相对于宽度方向中心线O-O形成为镜面对称。第一唇部13a，由约270度的圆弧面r1形成，其基端侧通过连接弧r2、r2与第三及第四唇部13c、13d圆滑地连接。前述圆弧面的半径r1、第一唇部13a的连接部的宽度n以及前述第二唇部的宽度t大致相等(r1≈n≈t，此外，±20％左右的范围可视为大致相等)。
第三及第四唇部13c、13d的内径侧端面(第一唇部13a侧)q在左右方向延伸，使得与前述径向中心线O-O正交。这些唇部13c、13d的前端部s与前述中心线O-O平行地延伸，具有小于第二唇部13b的宽度t的宽度(径向长度)或大致相等的宽度b。而且，这些唇部13c、13d的外径侧端面(第二唇部13b侧)u，从前端部s向中央基部13e以宽度增大的方向的规定锥度α进行延伸，通过圆弧r3来与第二唇部13b相连接。因此，第三及第四唇部13c、13d的内径侧及外径侧为非对称的，其外径侧面u、r3，具有从前端向中央基部13e逐渐增宽的面(形状)。
前述锥度α最好为60°～70°，如果大于70°，则密封部件安装时的扭转力矩(旋转力)的产生便不充分，而且截面面积的扩大也不充分，而如果小于60°，则由唇部与唇部之间的凹部所构成的油窝的形成便不充分。第三及第四唇部13c、13d与第二唇部13b的连接圆弧r3的直径大于第一唇部13a与第三及第四唇部13c、13d的连接圆弧r2，而且将具有前述锥度α的外径侧端面u与第二唇部13b的平行面(与中心线O-O平行的表面)v圆滑地连接起来。密封部件13的宽度y，设定得比密封链的(单侧)间隙i大60～100％，最好大70～90％，(1.6i＜y＜2.0i，最好为1.7i＜y＜1.9i)。第一唇部1 3a的直径(宽度)2r1小于密封部件13的宽度y(2r1＜y，最好为2r1＜0.5y)。
而且，密封部件13的中央基部13e的对角线距离z(连接圆弧面r2和r3的最小长度)，处于前述密封链11的间隙i的0.8～1.0的范围，最好为0.91～1.0的范围(0.8i＜z＜1.0i，最好为0.91i＜z＜1.0i)。前述第一唇部13a的最小部(狭窄部)的宽度n设定为小于等于前述间隙i的60％(n≤0.6i)。此外，第三及第四唇部13c、13d的前端宽度b与第一唇部13a的直径(宽度)2r1之和，设定在前述间隙i的80％～160％的范围内
。
以下对适用于辊子链的密封部件13的具体例子作以说明，该辊子链的链销直径Dp＝5.23mm、间隙i＝0.7mm，内链环的内部宽度B＝9.53mm。
实施例1图2(a)表示密封部件131的截面。如果以自然状态下的密封部件131的链环内径(直径)Dr为基准来表示各尺寸，则为5.9～6.3mm，第一唇部13a的半径r1＝0.059Dr，该唇部13a的径向长度m＝0.138Dr，第三及第四唇部13c、13d的径向长度(宽度)b＝0.036 Dr，第二唇部13b的径向长度x＝0.095 Dr，因此，密封部件131整体的径向长度(m+b+x)＝0.269Dr。密封部件131的宽度y＝0.216Dr，第二唇部的宽度t＝0.057Dr，第一与第三及第四唇部的连接圆弧r2＝0.02Dr，第二与第三及第四唇部的连接圆弧r3＝0.059Dr，第一唇部的最小宽度n＝0.066Dr，因此，第三及第四唇部的外径侧面u的锥度α＝63°～65°。此外，中央部对角线距离z≈0.68mm。
因此0.8i(0.65)＜z(约0.68)＜i(0.7)，n(约0.4)≤i(0.7)×0.6＝0.42。此外0.8×i(0.7)＝0.56＜b+2r1＝约0.94＜1.6×i(0.7)＝1.12。密封部件的硬度大于等于Hs80°。
实施例2图2(b)表示密封部件132的截面。如果以自然状态下的密封部件132的链环内径(直径)Dr为基准来表示，则为5.9～6.3mm，第一唇部13a的半径r1＝0.059Dr，该唇部13a的径向长度m＝0.138Dr，第三及第四唇部13c、13d的径向长度(宽度)b＝0.036Dr，第二唇部13b的径向长度x＝0.095Dr，因此，密封部件131整体的径向长度(m+b+x)＝0.269Dr。密封部件131的宽度y＝0.2Dr，第二唇部的宽度t＝0.057Dr，第一与第三及第四唇部的连接圆弧r2＝0.197Dr，第二与第三及第四唇部的连接圆弧r3＝0.02Dr，第一唇部的最小宽度n＝0.66Dr，而且，第三及第四唇部的外径侧面u的锥度α＝67°～69°。此外，中央部对角线距离z≈0.62mm。
因此0.8i(0.65)＜z(约0.62)＜i(0.7)，n(约0.4)≤i(0.7)×0.6＝0.42。此外0.8×i(0.7)＝0.56＜b+2 r1＝约0.94＜1.6×i(0.7)＝1.12。密封部件的硬度大于等于Hs80°。
以下，参照图3来说明将前述密封部件13安装到链条上的状态、以及安装到链条上之后的密封部件13′。密封部件13在自然状态下截面呈十字状，而且衬套17的突出部7a的前端外周面17b呈锥面或圆弧面。首先，自然状态下的密封部件13，其第一唇部13a处于与衬套突出部17a的前端部f相抵接的状态，来自外连接片的按压力，使第一唇部13a变形，同时使第四唇部13d的内径侧端面q沿着衬套突出部17a的外周面向内连接片16移动。此时，对于来自外连接片的按压力而言，由于第三唇部13c的内径侧由垂直面q构成，而外径侧由规定锥度的渐增面u构成，因而在该唇部13c的内径侧与外径侧，由橡胶构成的密封部件的强度不同，内径侧易于变形，不传递力，而外径侧变形较少，可传递前述按压力。因此，因外连接片而作用于第三唇部13c上的应力(按压传递力)如图所示，是不同的，其合力F在偏向于外径侧的位置，在外径方向倾斜作用。因此，当第一唇部13a与衬套突出部前端f相抵接，密封部件13旋转时，第一唇部13a比较容易变形，因而使密封部件旋转的、特别是作用于中央基部13e的力矩，成为以第四唇部13d的内径侧圆弧面r2为旋转支点e的力矩F×l，该力矩大于以往的密封部件(参照图8)，使第三唇部13c的内径侧前端j克服拉伸到j′的能量，密封部件13可靠地扭转，如13′所示成为X状的密封部件。此时，即使在例如第四唇部13d的前端面k与内连接片16的距离g较短，用于密封部件13旋转的距离不足，密封部件不能完全旋转，从而唇部13d的前端面k与内连接片16相接触的场合下，唇部13d所受到的反作用力在内径侧与外径侧也是不同的，因而密封部件13会可靠地进行旋转。
链条组装后的状态下的X状密封部件13′，其第三唇部13c′的内径侧前端边缘j′(j→j′)被拉伸，其内径侧端面q′与外连接片18紧密接触，而且第一唇部13a′变形，紧密接触在衬套突出部的锥面或圆弧面17b与外连接片18之间。该第一唇部13a′发生压缩变形，将衬套前端f与外连接片18之间的间隙密闭起来，并封入在链销与衬套之间的轴承空间内注入的润滑剂，由于该第一唇部13a的直径(宽度)2r1较大，而且由圆弧面构成，因而不会楔状进入衬套前端与外连接片之间。
密封部件13′的第四唇部13d′变形，接近第一唇部13a′，其外径侧端面u′与内连接片16紧密接触，第二唇部13b′变形，使得与第四唇部13d′的间隔扩大，其一个侧面v′与内连接片16紧密接触。此时，拉伸扩张第三唇部13c的反作用力作用于第四唇部13d′，使其外径侧端面u′与内连接片紧密接触，另外，由第三唇部13c的外径侧端面u、r3逐渐扩宽的形状产生的大复原力作用于第二唇部13b′，使其一个侧面v′与内连接片紧密接触。
密封部件的中央基部13e′的对角线长度z′，与自然状态下的对角线长度z是被拉伸的关系，因此，即使少量减小也大致相同，而且由于该对角线长度z′被设定为两个连接片16、18的间隙i的0.8～1.0的范围内(0.8i≤z′≤i)，因而，会在第一唇部13a′及第三唇部13c′与外连接片18之间，形成作为规定的储油空间的环状凹部C1，而且在第四唇部13d′及第二唇部13b′与内连接片16之间，形成作为规定的储油空间的环状凹部C2。前述凹部C1，由于第三唇部13c的由垂直面构成的内径侧端面q的关系，而具有较大的空间，而且前述凹部C2，由于第三唇部13c的由锥面等构成的外径侧端面u的关系，而具有较小的空间。
在第二唇部13b′与第三唇部13c′之间，形成有在外径方向开口的环状凹部C4。此外，由于第一唇部13a′的基部侧宽度n′大致为间隙i的60％以下(n≤0.6i)，因而前述凹部C1、C2，具有足以作为油窝的大小。
第一唇部13a′在外连接片18与衬套突出部17a之间被压缩变形，其直径2r1′，远小于自然状态下的2r1，而且第四唇部13d′也被内连接片16压缩，而且在外径方向拉伸，其前端宽度b′也远小于自然状态下的b。因此，如果处于自然状态的前述直径2r1及唇部前端宽度b大于间隙i的80％且小于160％(0.8i≤b+2r1≤1.6i)，则变形后的链条安装状态下的密封部件13′一般为i≥b′+2r1′，在第一唇部13a′与第四唇部13d′之间，形成较小的环状凹部C3。
X状密封部件13′，其各唇部13a′、13b′、13c′及13d因前述各凹部C1、C2、C3及C4而分别形成独立的唇部，从而降低与内连接片16及外连接片18的摩擦阻力，良好地保持链条的弯曲性能。各唇部13a′、13b′、13c′及13d如上所述，通过伴随密封部件的变形的复原力，保持与内外两个连接片18、16及衬套突出部17a的紧密接触，因良好的密封性而保持润滑剂。
第三及第四唇部13c及13d的宽度，因其外径侧锥面u及较大的圆弧r3而向中央基部13e逐渐增大，与唇部的宽度b相同的以往的密封部件3(参照图7)相比，截面面积、尤其是中央基部13e的截面面积增大。扭转变形后的密封部件13′的该截面面积，与前述自然状态下的截面面积没有大的变化。因此，由于安装于链条上后的状态下的密封部件13′具有较大的截面面积，因而可长期维持对两个连接片的反作用力(耐力提高)，而且具有耐磨损性。即，由于密封部件13的中央基部13e的指标、即对角线距离z处于间隙i的0.8i～1.0i的范围内，因而作为油窝的凹部C1、C2，尤其是滑动侧、即外连接片18侧的凹部C2，可以具有充分的截面面积，从而既可改善链条的弯曲性，又可实现基于充分的截面面积的耐磨损性。
以上所说明的是密封链11的上半部分，其中，第三唇部13c与外连接片18相接触，而第四唇部13d则与内连接片16相接触，然而对于链条的下半部分而言，当然是第三唇部13c与外连接片18相接触，而第四唇部13d则与内连接片16相接触。在该场合下，由于密封部件13相对于中央线O-O是镜面对称的，因而具有同样的功能、作用。
如此安装了密封部件13的密封链11，被卷绕于链轮上来传递动力，或者作为传送链来传送物品等。此时，在密封链11与链轮啮合及脱离啮合等时，内链环20及外链环19，使链销12与衬套17相对旋转(轴承部)，从而弯曲。该链销12与衬套17的相对旋转，由于存在通过密封部件13封入的润滑剂而圆滑地进行，而且该润滑剂，由于密封部件13(以下用图3所示的在扭转状态下的密封部件来描述，因此记作13′)的第一唇部13a′紧密接触在衬套突出部17a与外连接片18之间，因而被保持于链销12与衬套17之间的轴承空间内。
一般而言，由于摩擦面积的关系，因而密封部件13′与内连接片20一体移动，并与外连接片18相对移动。对于密封部件13′的第一唇部13a′及第三唇部13c′与外连接片18的相对移动(滑动)而言，由于前述轴承空间的润滑剂一点点地泄漏，而且在密封部件13′安装时封入的凹部C1的润滑剂也一点点地渗入到滑动面，因而不会产生较大的摩擦阻力。同时，由于第一唇部13a′及第三唇部13c′，因密封部件安装时的变形而与外连接片18紧密接触，因而润滑剂不会过早漏出，而且由于密封部件13′具有较大的截面面积，尤其具有中央基部13e′的截面面积，因而不会过早老化，从而能长期维持密封功能。
此外，由于本密封链11的间隙i较小，链销12的长度相应地缩短，因而可提高拉伸强度，传递较大的力。另外，有时因与链轮的啮合等而在链条上作用横向(宽度方向)力，但是，尽管前述间隙i变小，衬套突出部前端f与外连接片18的间隔d相应地缩小，但由于前述密封部件13′由硬度大于等于Hs80度的硬橡胶形成，而且具有较大的截面面积，同时第一唇部13a′在外连接片18与衬套突出部17a之间被压缩变形，因而也能避免衬套突出部17a与外连接片18相抵接的金属之间的接触。
图4是用于说明与本密封部件匹配的内外两个连接片的间隙i的图，(a)表示前述间隙i与耐磨损性能的关系。如果间隙过大，则密封部件13的密封功能不充分，使润滑剂过早散失，造成链条在较短的驱动时间内急剧伸长。而如果间隙过小，则尽管可充分发挥密封部件的密封功能、尤其是较短驱动时间内的密封功能，但在经过规定时间之后，当密封部件因过度的压缩而老化后，链条便急剧伸长。在对本密封部件设置适当的间隙的场合下，可长期维持密封部件的功能，可最大限度地延长链条急剧伸长之前的驱动时间，具有良好的耐磨损性。
图4(b)是表示间隙i与链条的弯曲力矩的关系的图，间隙越大，密封部件的压缩力越小，弯曲力矩相应地降低，而间隙越小，密封部件的压缩力越大，因而链条的弯曲力矩越大。因此，弯曲力矩处于不妨碍实用的范围，尤其是摩托车高速行驶等高速旋转时的弯曲力矩处于实用上充分小的范围，而且前述耐磨损性良好的间隙范围得到良好平衡的点，为适当的间隙，即为与本密封部件最佳匹配的间隙。
图5是说明密封部件13的第一唇部13a的宽度2r1与第四唇部13d(第三唇部13c也一样)的前端部宽度b之和(2r1+b)的适当值的图，(a)表示前述和(2r1+b)相对于间隙i的大小与耐磨损性能的关系。前述和(2r1+b)越小，第一唇部13a及第四唇部13d的变形便越小，因而密封功能不充分，耐磨损时间缩短，而前述和增大时，耐磨损时间便延长。然而，在小于等于间隙i的80％比如60％的情况下，耐磨损时间急剧缩短，即使大于等于160％，比如180％，耐磨损性能也不再发生大的变化。
图5(b)表示前述和(2r1+b)与弯曲力矩的关系，前述和越小，第一唇部13a及第四唇部13d的压缩变形越小，其弯曲力矩相应地减小，而前述和越大，弯曲力矩也越大。然而，如果小于等于间隙i的80％，则弯曲力矩的减小率降低，当大于等于160％时，弯曲力矩急剧增加。因此，作为(a)的耐磨损性能与(b)的弯曲力矩达到平衡的实用上的耐使用范围，第一唇部13a的宽度2r1与第四唇部13d的前端部宽度b之和(2r1+b)，设定为间隙i的80～160％(0.8i≤(2r1+b)≤1.6i)。
在前述实施方式中，对在减小了两个连接片的间隙i的密封链中应用了本密封部件的方式作了说明，但是，不言而喻，对间隙i与以往相同的密封链也可同样适用。此外，不论链条的尺寸如何，都可以通过相对改变密封部件的大小来加以应用。
权利要求
1.一种密封链，使衬套从内连接片突出一部分而形成衬套突出部，将环状密封部件配置成围绕该突出部，而且夹持于内连接片与外连接片之间，前述密封部件在自然状态下的截面由十字形状构成，具有中央基部；从该中央基部向内径方向延伸的第一唇部；从前述中央基部向外径方向延伸的第二唇部；以及从前述中央基部向左右方向延伸的第三及第四唇部，在将前述第一唇部配置在前述衬套突出部的前端与前述外连接片之间的状态下，使外连接片在接近内连接片的方向移动，前述密封部件，因与前述衬套突出部接触而产生的转矩而扭转，变形为截面大致呈X状，夹持在前述内连接片与前述外连接片之间；其中，在自然状态下，前述第一唇部的截面呈由圆弧面或与其接近的曲面形成的圆形或与其接近的形状，前述第三及第四唇部是镜面对称的，其内径侧端面在与密封部件的径向大致正交的方向延伸，而且其外径侧端面形成为前述中央基部侧的宽度大于前端部，前述密封部件的前述中央基部的对角线距离，处于前述内连接片与前述外连接片的间隙的0.8～1.0的范围内。
2.根据权利要求1所述的密封链，其中，前述第三及第四唇部的外径侧端面形成为从前述前端部向前述中央基部逐渐增宽。
3.根据权利要求1所述的密封链，其中，前述第三及第四唇部的外径侧端面是从前述前端部向前述中央基部增宽的规定锥度的锥面。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的密封链，其中，前述第一唇部的前述中央基部侧的最狭窄部的宽度，处于前述间隙的0.5～0.6的范围内。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的密封链，其中，前述第一唇部的宽度与前述第三及第四唇部的前端部的宽度之和，处于前述间隙的0.8～1.6的范围内。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的密封链，其中，前述间隙处于链条节距的4～7％的范围内。
7.一种密封链的制造方法，其特征在于使衬套从内连接片突出一部分，将环状密封部件配置成围绕该突出部，而且夹持于内连接片与外连接片之间，前述密封部件在自然状态下的截面由十字形状构成，具有中央基部；从该中央基部向内径方向延伸的第一唇部；从前述中央基部向外径方向延伸的第二唇部；以及从前述中央基部向左右方向延伸的第三及第四唇部，在自然状态下，前述第一唇部的截面呈由圆弧面或与其接近的曲面形成的圆形或与其接近的形状，前述第三及第四唇部是镜面对称的，其内径侧端面在与密封部件的径向大致正交的方向延伸，其外径侧端面形成为前述中央基部侧的宽度大于前端部，前述密封部件的前述中央基部的对角线距离，处于前述内连接片与前述外连接片的间隙的0.8～1.0的范围内，在将前述第一唇部配置在前述衬套突出部的前端与前述外连接片之间的状态下，使外连接片在接近内连接片的方向移动，前述密封部件，因与前述衬套突出部接触而产生的转矩而扭转，变形为截面大致呈X状，夹持在前述内连接片与前述外连接片之间。
8.根据权利要求7所述的密封链的制造方法，其中，前述第三及第四唇部的外径侧端面形成为从前述前端部向前述中央基部逐渐增宽。
9.根据权利要求7所述的密封链的制造方法，其中，前述第三及第四唇部的外径侧端面是从前述前端部向前述中央基部增宽的规定锥度的锥面。
10.根据权利要求7至9的任一项所述的密封链的制造方法，其中，前述第一唇部的前述中央基部侧的最狭窄部的宽度，处于前述间隙的0.5～0.6的范围内。
11.根据权利要求7至10的任一项所述的密封链的制造方法，其中，前述第一唇部的宽度与前述第三及第四唇部的前端部的宽度之和，处于前述间隙的0.8～1.6的范围内。
12.根据权利要求7至11的任一项所述的密封链的制造方法，其中，前述间隙处于链条节距的4～7％的范围内。
全文摘要
本发明提供一种使截面呈十字状的密封部件进行扭转(旋转)而成为X状的密封链，从该密封部件的中央基部(13e)向左右方向延伸的第三及第四唇部(13c、13d)，其内径侧端面(q)在与径向正交的方向延伸，而其外径侧端面(u)形成为从前端面向基部增宽的锥面。中央基部(13e)的对角线距离(z)处于内连接片与外连接片的间隙(i)的0.8～1.0的范围内。由此，可使密封部件可靠地旋转，而且可改善链条的耐磨损性及弯曲扭矩。
文档编号F16G13/00GK1880796SQ200610087079
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月16日 优先权日2005年6月17日
发明者米谷彰能 申请人:大同工业株式会社