专利名称：密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置在机床和/或施工机械等各种机械的旋转部的密封装置，特别涉及，高流体压力进行作用、并且以低转矩旋转的旋转部的密封性优良的密封装置。
背景技术：
近年以来，在机床等领域中，从提高工作效率的观 点来看要求提高由油压等流体压力驱动的部分的动作速度，另一方面，从提高机械效率的观点来看，要求防止流体的泄露以及旋转部的低转矩化。在如此的情况下，提出了各种高流体压力进行作用、并且以低转矩旋转的旋转部的提高了密封性的密封装置。作为其一个例子，有下述密封装置如图2(A)所示，为了密封在相互同轴地相对旋转的内外两个部件11、12间形成的环状间隙S，在沿着周向形成于第一部件(外侧部件)11的轴孔Ila的内表面部的密封用环状槽13，安装O形圈(垫环)14和嵌合在其内侧的密封圈15，并且，在密封圈15的与第二部件(内侧部件)12相对滑动的滑动面的轴方向(液体压力P作用的方向)两侧，形成倾斜面15a、15b。该密封装置，如图2(B)所示，在施加了液体压力P时，通过流体进入与工作流体接触侧(反压力侧)的倾斜面15a和第二部件12之间，减少密封圈15的与第二部件12的接触面积，密封圈15与第二部件12的摩擦阻力变小，如此同时实现高密封性能和旋转部的低转矩化。(例如，参照专利文献I)现有技术文献专利文献[专利文献I]特表2005-504237号公报
发明内容
发明解决的问题但是，所述现有的密封装置因为使用O形圈作为垫环14，所以垫环14和密封用环状槽13的底面13a的接触不完全。在高流体压力P起作用时，因为与工作流体接触侧的垫环14和密封用环状槽13的底面13a间的空间扩大，两者的接触更为不完全。其结果是，有时垫环14的弹性恢复力无法作为向第二部件12侧对密封圈15施力的按压力有效地发挥作用，存在密封性能变得不稳定的问题。作为本发明要解决的问题，是提供一种密封装置，其即使是在高流体压力进行作用时，也能够发挥一直稳定的高密封性能，并且实现旋转部的低转矩化。用于解决问题的技术方案为了解决所述问题，本发明涉及的密封装置，是密封在相互同轴地相对旋转的内外两个部件间形成的环状间隙的密封装置，其特征在于所述密封装置具有与密封用环状槽的底面接触而设置的垫环，所述密封用环状槽在一个部件沿着周向形成且为剖面矩形状，和密封圈，其设置于所述密封用环状槽的开口侧，被所述垫环按压，与另一个部件在整个周长滑动接触而相对地旋转滑动；所述垫环的与所述底面接触的接触面是圆柱形状的面，并且，与所述密封圈接触的面是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面，所述密封圈的与所述垫环接触的接触面是圆柱形状的面，并且，与所述另一个部件接触的接触面是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面。相互同轴地相对旋转的内外两个部件的代表，是轴和壳体。在壳体设置密封用环状槽的情况下，密封圈被安装在垫环内周侧，受到垫环的直径方向向内的按压力而在轴(的外周面)滑动。相反的，在轴设置密封用环状槽的情况下，密封圈被安装在垫环外周侧，受到垫环的直径方向向外的按压力而在壳体(的内周面)滑动。 工作流体压力作用在如上所述构成的密封装置时，向在一个部件形成的密封用环状槽的反压力侧，也就是不与工作流体接触侧的侧面，按压垫环以及密封圈。并且，垫环由于工作流体压力受到弹性压缩，利用其弹性恢复力将密封圈向另一个部件侧按压。对于密封圈而言，因为其与垫环接触的接触面是圆柱形状的面，并且，与另一个部件接触的接触面是在轴向具有一定的曲率的圆环状的凸曲面，所以受到工作流体压力和垫环的按压力而倾斜，以下述姿势稳定，即，使其反压力侧的端面与密封用环状槽的反压力侧的侧面进行面接触，并且，使其内周面的反压力侧部分与另一个部件进行面接触。并且，由于工作流体压力作用在密封圈的内周面的工作流体所接触的部分，该部分与另一个部件之间的空间扩大，密封圈与另一个部件的接触面积减小。其结果是，因为垫环的按压力集中作用于密封圈的与另一个部件接触的部分，故而能够确保高密封性能，因为密封圈与另一个部件的摩擦阻力变小，故而能够实现旋转部的低转矩化。通过垫环的与密封用环状槽的底面接触的接触面是圆柱形状的面，即使在高工作流体压力作用时，在垫环与密封用环状槽的底面之间也没有工作流体所进入的余地，从而保持垫环的与密封用环状槽的底面接触的接触面全部与密封用环状槽的底面一直接触的状态。也就是说，因为密封用环状槽的底面、和垫环的与该底面接触的接触面都是圆柱形状，所以在两个面间不产生间隙。因此，使垫环的弹性恢复力一直有效地作为向另一个部件侧对密封圈施力的按压力发挥作用，从而能够实现一直稳定的密封性能。在本发明的密封装置中，优选的是，所述垫环是橡胶制的D形圈，所述密封圈是包含聚乙烯或聚酰胺的树脂制圈。通过使用橡胶制的D形圈作为垫环，能够使橡胶弹性所得的适度的按压力作用于密封圈，并且，使密封圈倾斜。通过使用包含聚乙烯或聚酰胺的树脂制圈作为密封圈，能够尽可能减小由于两个圈之间的摩擦所引起的橡胶制的D形圈的摩损，并且，能够确保密封圈对抗高流体压力的耐久性以及与另一个部件之间的滑动性。本发明的密封装置中，优选所述密封圈的端面具有按照下述方式倾斜的锥面，即，越接近所述密封用环状槽的底面，与所述密封用环状槽的侧面的间隔越大。根据如此的结构，在密封圈受到工作流体压力和垫环的按压力而倾斜时，因为密封圈的反压力侧的端面与密封用环状槽的反压力侧的侧面进行良好的面接触，所以能够实现更稳定的密封性能。
发明效果根据本发明的密封装置，即使在高流体压力进行作用时，也能够使垫环的弹性恢复力一直有效地作为对密封圈施力的按压力发挥作用，实现一直稳定的密封性能，并能减小密封圈的摩擦阻力来实现旋转部的低转矩化。
图I是举例表示本发明的密封装置的实施方式的部分剖面图，(A)表示流体压力不作用时的垫环以及密封圈的状态，(B)表示流体压力作用时的垫环以及密封圈的状态。
图2是举例表示现有的密封装置的部分剖面图，(A)表示流体压力不作用时的垫环以及密封圈的状态，(B)表示流体压力作用时的垫环以及密封圈的状态。
具体实施例方式以下，对用于实施本发明的最优的方式进行说明。此实施方式的密封装置应用于油压机床等的旋转部，如图I(A)所示，容许两部件1、2的相对旋转，并且，密封在壳体(一个部件)I和在壳体I的轴孔Ia插通的圆柱状轴(另一个部件)2之间形成的环状间隙S。该密封装置具有D形圈(垫环)3和密封圈4。两个圈3、4安装于在轴孔Ia内表面部沿着周向形成的剖面矩形状的密封用环状槽5内。D形圈3与密封用环状槽5的底面5a接触而设置。D形圈3是具有大致D字形状的剖面形状的橡胶制的密封部件，其外周面3a是与密封用环状槽5的底面5a相同的圆柱形状的面，并且，其内周面3b是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面。密封圈4是包含聚乙烯或聚酰胺的树脂制的密封部件，其外周面4a是圆柱形状的面，并且，其内周面4b是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面。密封圈4的内周面4b的轴向的曲率被选定为比D形圈3的内周面3b的轴向的曲率还小。密封圈4在垫环3的内周面3b在整个周长被紧密嵌合而设置，在轴2的外周面整个周长紧密压接，并且，相对旋转滑动。D形圈3的内径尺寸与密封圈4的外径尺寸大致相等，D形圈3和密封圈4以相互紧贴的状态被安装在密封用环状槽5内。D形圈3在安装时被夹在密封圈4和密封用环状槽5的底面5a之间，在径向方向被压缩。该D形圈3的弹性恢复力作为向轴2侧对密封圈4施力的按压力工作。并且，在密封圈4的两端面部形成倾斜的锥面4c、4d，使得越是接近密封用环状槽5的底面5a，与槽5的侧面5b的间隔越是扩大。在如上所述构成的密封装置中，如图I(B)所示，油压P作用时，向密封用环状槽5的反压力侧的侧面5b按压D形圈3以及密封圈4。并且，D形圈3由于油压P受到弹性压缩，由其弹性恢复力向轴2侧按压密封圈4。对于密封圈4而言，因为其外周面4a是圆柱形状的面，相对于此，其内周面4b是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面，所以受到油压P和D形圈3的按压力而倾斜，以下述姿势稳定，即，使其反压力侧的锥面4c全部与密封用环状槽5的反压力侧的侧面5b进行面接触。通过与轴2接触的密封圈4的内周面4b形成为在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面，选定其曲率为比D形圈3的内周面3b的轴向的曲率还小，从而密封圈4受到油压P和D形圈3的按压力而能够无阶段平滑地向稳定姿势倾斜。并且，通过油压P作用在密封圈4的内周面4b的工作油所接触的部分4bl，该部分4bl和轴2之间的空间扩大，密封圈4和轴2的接触面积变小。其结果是，因为D形圈3的按压力集中作用于密封圈4的与轴2接触的部分4b2，所以能够确保高密封性能，并且因为密封圈4与轴2的摩擦阻力变小，从而能够实现旋转部的低转矩化。并且，通过D形圈3的外周面3a是圆柱形状的面，即使是油压P作用时，在D形圈3与密封用环状槽5的底面5a间没有工作油所进入的余地，能保持D形圈3的外周面3a全部与密封用环状槽5的底面5a —直接触的状态。因此，使D形圈3的弹性恢复力一直有效作为向轴2侧对密封圈4施力的按压力发挥作用，从而能够实现一直稳定的密封性能。并且，油压P作用时，因为D形圈3的反压力侧的端面3c与密封用环状槽5的反压力侧的侧面5b在整个周长进行面接触，所以D形圈3与密封用环状槽5的摩擦力增大。如此，由于与密封圈4的周向的摩擦力，能够防止D形圈3对于壳体I旋转滑动。并且，通过使用包含聚乙烯或聚酰胺的树脂制圈作为密封圈4，能够尽可能减小由 于两个圈3、4间的摩擦所引起的橡胶制D形圈3的摩损，并且，能够确保密封圈4对抗高流体压力的耐久性以及对轴2的滑动性。并且，密封圈4的两个端面是锥面4c、4d，不管油压P从轴向的哪一侧作用，都能够起到所述作用效果。如此，即使是对于在工作中油压P的作用方向发生切换的油压机械的旋转部，也能够合适的使用该密封装置。并且，本发明的技术范围没有被限定为所述实施方式。例如，虽然在所述实施方式中，在密封圈4的两个端面部形成锥面4c、4d，但是，也可以仅仅在反压力侧的端面部设置锥面。并且，虽然在所述实施方式中，举例说明了下述结构在设置于壳体(一个部件)1的轴孔Ia的密封用环状槽5安装D形圈3和密封圈4，使密封圈4与轴(另一个部件)2接触，但是，本发明也能够合适的用于下述结构在设置于轴(一个部件)2的密封用环状槽安装D形圈和密封圈，使密封圈与壳体(另一个部件)I的轴孔Ia接触。符号说明I 壳体Ia 轴孔2 轴3 垫环3a外周面(与密封用环状槽的底面接触的接触面)3b内周面(与密封圈接触的接触面)4密封圈4a外周面(与垫环接触的接触面)4b内周面(与轴接触的接触面)4c、4d 锥面5密封用环状槽5a 底面S 间隙
权利要求
1.一种密封装置，是密封在相互同轴地相对旋转的内外两个部件间形成的环状间隙的密封装置，其特征在于 所述密封装置具有 与密封用环状槽的底面接触而设置的垫环，所述密封用环状槽在一个部件沿着周向形成且为剖面矩形状， 和密封圈，其设置于所述密封用环状槽的开口侧，被所述垫环按压，与另一个部件在整个周长滑动接触而相对地旋转滑动； 所述垫环的与所述底面接触的接触面是圆柱形状的面，并且，与所述密封圈接触的面是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面， 所述密封圈的与所述垫环接触的接触面是圆柱形状的面，并且，与所述另一个部件接 触的接触面是在轴向具有一定曲率的圆环状的凸曲面。
2.如权利要求I所述的密封装置，其中， 所述垫环是橡胶制的D形圈， 所述密封圈是包含聚乙烯或聚酰胺的树脂制圈。
3.如权利要求I或者权利要求2所述的密封装置，其中， 所述密封圈的端面具有按照下述方式倾斜的锥面，即，越接近所述密封用环状槽的底面，与所述密封用环状槽的侧面的间隔越大。
全文摘要
本发明提供一种密封装置，其即使在高流体压力进行作用时，也能够发挥一直稳定的高密封性能，并且实现旋转部的低转矩化。密封圈4受到油压P和D形圈3的按压力而倾斜，并以下述姿势稳定，即，使反压力侧的锥面4c全部与密封用环状槽5的反压力侧的侧面5b进行面接触。通过油压P作用在密封圈4的内周面4b的工作油所接触的部分4b1，该部分4b1和轴2之间的空间扩大，密封圈4和轴2的接触面积变小。如此，能够实现旋转部的低转矩化。并且，因为D形圈3的外周面3a是圆柱形状的面，因此即使是油压P作用时，在D形圈3与密封用环状槽5的底面5a之间没有工作油所进入的余地，能够保持D形圈3的外周面3a全部与密封用环状槽5的底面5a一直接触的状态，所以发挥一直稳定的密封性能。
文档编号F16J15/18GK102782376SQ20118000783
公开日2012年11月14日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年3月4日
发明者上泷直弘 申请人:Nok株式会社