密封装置的制作方法

本实用新型涉及密封装置，特别是涉及对任一构件相对于另一构件往复运动的两构件之间的环状间隙进行密封的密封装置。

背景技术：

以往，公知有包括O型圈、X型圈的密封装置，该密封装置例如应用于推土机那样的工程机械、叉车那样的搬运车辆等的液压缸等，用于对活塞和气缸型外壳(以下也将其称为“气缸”。)这两个构件之间的环状间隙进行密封而防止工作油泄漏。

通常，用于这种用途的密封装置要求具有以下性能：确保需要进行密封的两构件之间具有充分的密封性(密闭性)；在活塞(气缸)相对于气缸(活塞)往复运动时，将两构件之间产生的滑动阻力抑制到足够低；以及具有对于摩擦等的充分的耐久性。

如图3所示，现有的液压缸100包括：气缸构件112，其具有轴孔；活塞构件111，其沿着轴线x的方向在气缸构件112的轴孔内往复运动；以及密封装置110，其由橡胶等弹性体形成，对气缸构件112的形成轴孔的内周面112n和活塞构件111的外周面111g之间的环状间隙113进行密封。密封装置110例如由沿着轴线x的截面形状为X字状的X型圈形成。

在活塞构件111的外周面111g上设有环状的槽(以下将其称为“环状槽”。)114，该环状槽114自该外周面111g朝向轴线x以规定的深度形成。密封装置110安装于该环状槽114。气缸构件112具有形成轴孔的内周面112n，在活塞构件111往复运动时，密封装置110与该内周面112n滑动接触。

密封装置110防止工作油通过间隙113自工作油所在的A侧向大气所在的B侧泄漏。密封装置110包括：作为内周侧部分的环状的基体部115，其以与活塞构件111的用于形成环状槽114的底面111s抵接的状态安装；以及作为外周侧部分的环状的滑动接触部116，其与气缸构件112的内周面112n滑动接触。在密封装置110中，基体部115和滑动接触部116一体形成。滑动接触部116位于密封装置110的径向上的外周侧，具有2个与气缸构件112的内周面112n滑动接触的环状突起部117、118。

技术实现要素：

然而，在密封装置110中，由于在滑动接触部116具有2个突起部117、118，因此与气缸构件112的内周面112n接触时的接触宽度变大。因此，当活塞构件111高速地往复运动时，在滑动接触部116的突起部117、118会产生过度的摩擦热，可能导致该突起部117、118的橡胶老化。

本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种密封装置，该密封装置能抑制由过度的摩擦热导致的老化，寿命较长。

为了实现上述目的，本实用新型的密封装置由弹性体形成，用于在一构件和包围该一构件的另一构件之间对形成于彼此相对运动的这两个构件之间的环状间隙进行密封，且安装于设置在所述一构件的外周面和所述另一构件的内周面中的任一者的环状槽中，其特征在于，所述密封装置包括：基体部，其是以轴线为中心的位于内周侧的环状的部分；以及滑动接触部，其是以所述轴线为中心的、位于所述基体部的外周侧且能够与所述另一构件的内周面或所述一构件的外周面滑动接触的环状的部分；所述滑动接触部具有以所述轴线为中心的向外周侧呈凸状地突出的环状的唇部分，所述唇部分在所述间隙处具有密封有流体的密封对象侧的密封对象侧斜面以及未密封有该流体的大气侧的大气侧斜面，所述密封对象侧斜面相对于所述轴线的第1倾斜角度大于所述大气侧斜面相对于所述轴线的第2倾斜角度。

在本实用新型的一技术方案的密封装置中，其特征在于，所述滑动接触部沿着所述轴线的方向具有多个所述唇部分。

在本实用新型的一技术方案的密封装置中，其特征在于，所述唇部分涂布有由氟树脂形成的被膜。

在本实用新型的一技术方案的密封装置中，其特征在于，所述唇部分具有连接所述密封对象侧斜面的外周侧的端缘和所述大气侧斜面的外周侧的端缘的圆弧状面7c，该圆弧状面7c与所述另一构件的内周面或所述一构件的外周面滑动接触。

根据本实用新型的密封装置，能够实现抑制过度的摩擦热导致的老化、寿命较长的密封装置。

附图说明

图1是用于表示本实用新型的实施方式的密封装置的使用状态的沿着轴线的截面中的剖视图。

图2是用于表示本实用新型的实施方式的密封装置在沿着轴线的截面中的剖视图。

图3是用于表示现有的密封装置的使用状态的沿着轴线的截面中的剖视图。附图标记说明

1、110：密封装置；2、115：基体部；3、116：滑动接触部；7、8：唇部分；7a、8a：密封对象侧斜面；7b、8b：大气侧斜面；7c、8c：圆弧状面；100：液压缸；111：活塞构件；112：气缸构件；113：间隙；114：环状槽；α1、α2：第1倾斜角度；β1、β2：第2倾斜角度；x：轴线；A：高压侧(密封对象油侧)；B：低压侧(大气侧)。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。

图1是使用了本实用新型的实施方式的密封装置1的液压缸100在沿着轴线x的截面中的剖视图。图2是用于表示本实用新型的实施方式的密封装置1的示意性结构在沿着轴线x的截面中的剖视图。

以下，为了便于说明，将附图中附图标记A侧称为高压侧，附图标记B侧称为低压侧。在此，高压侧A是指工作油所在侧，低压侧B是指大气侧。此外，在与轴线x垂直的方向(以下也称径向。)上，将朝向轴线x的方向称为内周侧(箭头a方向)，将远离轴线x的方向称为外周侧(箭头b方向)。

如在与图3对应的部分标注了相同附图标记的图1所示，本实施方式的密封装置1安装于液压缸100，用于对在具有轴孔的气缸构件112和沿着轴线x的方向在气缸构件112的轴孔内往复运动的活塞构件111之间形成的环状间隙113进行密封。

在该情况下，不同之处在于，代替现有的密封装置110，安装了本实用新型的实施方式的密封装置1。另外，液压缸100的活塞构件111和气缸构件112的结构已经在现有的液压缸100(参照图3的说明。)中进行了说明，因此下文省略对它们的说明。

密封装置1可以由各种橡胶材料形成，作为各种橡胶材料，例如是丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)等合成橡胶。

如图2所示，密封装置1包括：环状的基体部2，其是以轴线x为中心的、位于内周侧的部分；以及环状的滑动接触部3，其是以轴线x为中心并相对于该基体部2位于外周侧(箭头b方向)的部分。在密封装置1中，基体部2和滑动接触部3一体形成。

基体部2是以与活塞构件111的用于形成环状槽114的底面111s抵接的状态安装的主体部分。滑动接触部3具有2个与气缸构件112的内周面112n滑动接触的环状的凸状部分，即唇部分7、8。

唇部分7是以所述轴线为中心的、向外周侧(箭头b方向)呈凸状地突出的环状的楔形状部分，在轴线x方向上配置于密封有工作油的高压侧，即密封对象侧(附图标记A侧)。唇部分8与唇部分7同样是在截面中向外周侧(箭头b方向)呈凸状地突出的、以轴线x为中心的环状的楔形状部分，但唇部分8配置于低压侧，即大气侧(附图标记B侧)。

即，唇部分7和唇部分8以在轴线x方向上彼此相邻的状态配置。但是并不限定于此，也可以仅配置唇部分7和唇部分8中的任意一方，还可以以在轴线x方向上彼此相邻的状态配置3个以上的唇部。

唇部分7由位于密封对象侧(附图标记A侧)的密封对象侧斜面7a、位于大气侧(附图标记B侧)的大气侧斜面7b以及连接密封对象侧斜面7a的外周侧(箭头b方向)的端缘和大气侧斜面7b的外周侧(箭头b方向)的端缘的圆弧状面7c构成。

在此，密封对象侧斜面7a以该密封对象侧斜面7a的外周侧(箭头b方向)的端缘指向大气侧(附图标记B侧)的方式相对于轴线x倾斜。大气侧斜面7b以该大气侧斜面7b的外周侧(箭头b方向)的端缘指向密封对象侧(附图标记A侧)的方式相对于轴线x倾斜。

密封对象侧斜面7a相对于轴线x倾斜的角度(以下将其称为“第1倾斜角度”。)α1大于大气侧斜面7b相对于轴线x倾斜的角度(以下将其称为“第2倾斜角度”。)β1。

例如，第1倾斜角度α1设定为50°，第2倾斜角度β1设定为25°。但是并不限定于此，只要第1倾斜角度α1大于第2倾斜角度β1即可，第1倾斜角度α1可以约为40°～60°，第2倾斜角度β1可以约为10°～30°。第1倾斜角度α1和第2倾斜角度β1的大小根据密封对象侧(附图标记A侧)和大气侧(附图标记B侧)之间的压力差、工作油的密封程度等各种条件适当选择。

圆弧状面7c是向外周侧(箭头b方向)凸出的呈光滑圆弧状弯曲的曲面，是与气缸构件112的内周面112n滑动接触的部分。在该情况下，密封装置1的外径形成为比气缸构件112的内周面112n的内径稍大，在密封装置1被安装到活塞构件111的环状槽114中时，该密封装置1相对于滑动接触部3具有规定的压缩量。因此，能够维持唇部分7的圆弧状面7c与气缸构件112的内周面112n接触的状态。

另外，在唇部分7的密封对象侧斜面7a、大气侧斜面7b以及圆弧状面7c上涂布有由摩擦系数小的氟树脂形成的被膜。在该情况下，被膜以例如PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等氟树脂为主要成分。

同样，唇部分8也由位于密封对象侧(附图标记A侧)的密封对象侧斜面8a、位于大气侧(附图标记B侧)的大气侧斜面8b以及连接密封对象侧斜面8a的外周侧(箭头b方向)的端缘和大气侧斜面8b的外周侧(箭头b方向)的端缘的圆弧状面8c构成。

唇部分8的情况也是一样，密封对象侧斜面8a以密封对象侧斜面8a的外周侧(箭头b方向)的端缘指向大气侧(附图标记B侧)的方式相对于轴线x倾斜。大气侧斜面8b以大气侧斜面8b的外周侧(箭头b方向)的端缘指向密封对象侧(附图标记A侧)的方式相对于轴线x倾斜。密封对象侧斜面8a相对于轴线x倾斜的第1倾斜角度α2大于大气侧斜面7b相对于轴线x倾斜的第2倾斜角度β2。

唇部分8的情况也是一样，第1倾斜角度α2设定为50°，第2倾斜角度β2设定为25°。但是并不限定于此，与第1倾斜角度α1、第2倾斜角度β1同样，第1倾斜角度α2可以约为40°～60°，第2倾斜角度β2可以约为10°～30°。

另外，第1倾斜角度α1、α2的角度彼此相同，第2倾斜角度β1、β2的角度也彼此相同，但不限定于此，第1倾斜角度α1、α2的角度也可以互不相同，此外，第2倾斜角度β1、β2的角度也可以互不相同。总之，只要满足第1倾斜角度α1、α2大于第2倾斜角度β1、β2的关系即可。

圆弧状面8c也与圆弧状面7c同样，是呈光滑圆弧状弯曲的曲面，是与气缸构件112的内周面112n滑动接触的部分。唇部分8也与唇部分7同样，在密封对象侧斜面8a、大气侧斜面8b以及圆弧状面8c上涂布有由氟树脂形成的被膜。

在以上结构中，密封装置1的滑动接触部3具有与气缸构件112的内周面112n滑动接触的唇部分7、8，该唇部分7、8的密封对象侧斜面7a、8a的第1倾斜角度α1、α2形成为大于大气侧斜面7b、8b的第2倾斜角度β1、β2。

由此，能够利用密封对象侧斜面7a的整个面承受存在于高压侧(密封对象侧)的工作油的几乎全部油压，从而避免油压集中于圆弧状面7c，因此，能够尽可能地抑制该工作油自间隙113向低压侧(大气侧)泄漏。由此，即使在活塞构件111相对于气缸构件112高速地往复运动时，也能提高密封性能。

此外，由于利用密封对象侧斜面7a承受高压侧(密封对象侧)的工作油的油压，因此，该密封对象侧斜面7a容易变形，但由于形成大气侧斜面7b的部分的壁厚大于形成该密封对象侧斜面7a的部分的壁厚，因此，密封对象侧斜面7a的变形不会影响到大气侧斜面7b，唇部分7整体不会大幅变形。因此，唇部分7的圆弧状面7c和气缸构件112的内周面112n之间的接触面积不会增大。由此，在密封装置1中，能够预防过度摩擦热的产生和橡胶的老化。

此外，通过在唇部分7的密封对象侧斜面7a、大气侧斜面7b以及圆弧状面7c上涂布由氟树脂形成的被膜，能够在维持圆弧状面7c与气缸构件112的内周面112n滑动接触的状态下的密封性能的情况下实现低摩擦化，由此，能够实现密封装置1的长寿命化。

此外，在密封装置1的滑动接触部3中，除了唇部分7之外，在比该唇部分7靠近大气侧的位置还具有唇部分8，由此，能够利用唇部分8密封自唇部分7泄漏的微量的工作油，因此，与仅具有唇部分7的情况相比，能够进一步提高密封性能。

以上说明了本实用新型的实施方式，但本实用新型不限定于上述本实用新型的实施方式的密封装置1，而是包括本实用新型的概念和权利要求书所涵盖的所有方式。此外，也可以适当选择性地组合各结构，以实现上述课题和效果的至少一部分。例如，上述实施方式中的各构成要素的形状、材料、配置、尺寸等可以根据本实用新型的具体的使用形态适当变更。

此外，在上述实施方式中，说明了环状槽114形成于活塞构件111的外周面111g的情况，但不限定于此，也可以将环状槽114形成于气缸构件112的内周面112n。

此外，在上述实施方式中，将密封装置1应用于活塞构件111相对于气缸构件112往复运动的情况，但不限定于此，密封装置1也可以应用于如气缸构件112相对于活塞构件111往复运动的情况、活塞构件111相对于气缸构件112进行旋转运动的情况那样的在气缸构件112和活塞构件111之间进行相对运动的情况。