CN101010533A

CN101010533A - 密封装置

Info

Publication number: CN101010533A
Application number: CNA2005800242230A
Authority: CN
Inventors: 坪井一; 井川裕二
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: EP1801471B1; JPWO2006009181A1; US7681889B2; EP1801471A1; JP4888895B2; US20070241512A1; KR101184688B1; CN100572862C; EP1801471A4; WO2006009181A1; KR20070047765A

Abstract

本发明的目的是即使被密封流体为高压也可防止密封环的密封面发热、并防止密封面的磨损。密封装置包括：在端面上具有第一密封面(5A)、且在与第一密封面(5A)相反的一侧具有形成为倾斜面的第一推压面(5B)的第一密封环(5)；具有与第一推压面(5B)相对的第一内周固定面(51A)的第一密封护圈(51)；密封地压接在第一推压面(5B)与第一内周固定面(51A)之间并利用弹力朝轴向推压第一推压面(5B)的第一弹性密封件(2)；具有与第一密封环(5)的第一密封面(5A)紧贴且可相对滑动的第二密封面(15A)的第二密封环(15)；以及密封地保持第二密封环(15)的第二密封护圈(61)，第一推压面(5B)形成为径向上的宽度(H)与轴向上的长度(L)的尺寸比(H/L)在不超过0.5的范围内的倾斜面。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及一种对诸如履带用辊子、链轨支重轮、减速装置、油压马达等的相对转动的零件间进行密封的装置。尤其涉及对与杂物一起在车辆的减速装置、各种机器的油压马达等的相对零件间作用而使压力提高的被密封流体和高压被密封流体进行密封的密封装置。

背景技术

作为与本发明相关的第一相关技术，有着图13所示的密封装置(例如参照日本专利实开平1-98368号公报或美国专利第4,844,483号说明书)。该密封装置100适用于矿山用自动倾卸车的驱动轮装置。

该密封装置100具有如图13所示的结构。图13是密封装置的安装在驱动装置上的单侧的局部剖视图。在图13中，未图示的轴配置在固定侧护圈130的通孔内。另外，在轴与固定侧护圈130之间的空间部120内配置有密封装置100。该密封装置100可防止含有砂石等微小粉末的水和泥水等被密封流体M从外部A侵入轴与固定侧护圈130之间的空间部120内。

密封装置100使设有密封面105S的第一密封件105与设有对置密封面115S的第二密封件115相对，并使密封面105S与对置密封面115S紧贴地配置在轴的周围。为了使该第一密封件105的密封面105S与第二密封件115的对置密封面115S紧贴，第一密封件105的外周由第一倾斜面105A、第一圆弧面105B、以及第一垂直面105C形成。另外，第二密封件115的外周由第二倾斜面115A、第二圆弧面115B、以及第二垂直面115C形成。

此外，形成空间部120一个面的固定侧护圈130的第一支撑面130A形成为具有台阶的面。另外，旋转侧护圈140的第二支撑面140A也形成为具有台阶的面。另外，该第一密封件105、第二密封件115、固定侧护圈130、以及旋转侧护圈140之间形成为空间部120。

在该空间部120侧的第一倾斜面105A与第一支撑面130A之间配置有第一O形圈102。另外，在第二倾斜面115A与第二支撑面140A之间配置有第二O形圈103。另外，第一O形圈102的截面弹性变形为椭圆形，第一接合面102B与第一倾斜面105A接合，且第二接合面102C与第一支撑面130A压接。此外，第二O形圈103也通过第一接合面103B与第二倾斜面115A接合、且第二接合面103C与第二支撑面140A压接而弹性变形为椭圆形。

在如上所述构成的密封装置100中，第一密封件105被第一O形圈102的弹性变形力朝轴向推压，且第二密封件115也被第二O形圈103的同样的作用力朝与第一密封件105相对的方向推压。另外，密封面105A与对置密封面115A一边紧贴一边滑动。此时，若含有杂物的被密封流体M从外部A侵入空间部120内，则由于被密封流体M的压力，第一O形圈102及第二O形圈103、以及第一密封件105及第二密封件115会受到如图3所示的被密封流体M的作用力。另外，被密封流体M的压力会作用在第一垂直面105C和第二垂直面115C上，从而使相互的密封面105A与对置密封面115A以设定值以上的压力压接。因此，密封面105A与对置密封面115A一边被紧紧地压接一边滑动，从而因滑动摩擦而变为高温。

根据实验，若使泥水侵入空间部120，则泥水中含有的砂土等杂物便会在空间部120内积存，该积存的压力使第一密封件105的第一垂直面105C与第二密封件115的第二垂直面115C相互相对地推压，由于密封面105A与对置密封面115A滑动时的摩擦热，各密封件105、115的温度有时可达到300℃以上。若像这样因滑动时产生的热而使各第一密封件105与第二密封件115变为高温，则橡胶材料制的第一O形圈102与第二O形圈103因高温软化而无法弹性地复原的状态便会继续。因此，各第一O形圈102与第二O形圈103推压各第一密封件105与第二密封件115的弹力的功能便会下降。另外，第一密封面105A与第二密封面115A也会因该高温而恶化，从而促进磨损。

另外，图14所示的浮动密封装置150是与本发明相关的第二相关技术(例如参照日本专利实开昭62-4665号说明书全文(第1至第4页，图5)或日本专利特开2002-98236号公报等)。

该浮动密封装置150在未图示的轴的周围如图所示地以朝径向长长地倾斜的形状相互相对地配置第一密封件152和第二密封件153。另外，第一密封件152的密封面152A与第二密封件153的密封面153A紧贴。该第一密封件152的密封面152A与第二密封件153的密封面153A的紧贴被橡胶材料制的第一O形圈155与第二O形圈156的截面弹性变形为椭圆形而形成的压缩力推压。因此，第一O形圈155与第二O形圈156在相互朝径向倾斜地相对的状态下分别配置在第一壳体160与第一密封件152、以及第二壳体170与第二密封件153之间。另外，第一密封面155A压接在第一支撑面160A上，且第二密封面156A压接在第二支撑面170A上。另外，第一紧贴面155B压接在第一密封件152上，且第二紧贴面156B压接在第二密封件153上。

该浮动密封装置150对含有泥浆的高压被密封流体M进行密封。另外，还对含有粉状体的被密封流体M进行密封。因此，由于从外部A侵入的被密封流体M的压力，对称地配置的各第一O形圈155及第二O形圈156的橡胶材料被压缩，第一密封件152与第二密封件153的各密封面152A、153A相互紧贴。另外，由于各密封面152A、153A因第一O形圈155及第二O形圈156的较强的弹性压缩力而压接，因此加快了各密封面152A、153A的磨损。

另外，若被密封流体M从外部A侵入空间部60内而对第一O形圈155与第一密封件152、以及第二O形圈156与第二密封件153进行推压，则由于第一O形圈155及第二O形圈156是橡胶材料，因此进入各第一O形圈155与第一密封件152、以及第二O形圈156与第二密封件153之间的泥浆便会向内径方向推压各第一O形圈155及第二O形圈156，从而使各密封面152A、153A的平行度变位。另外，各密封面152A、153A的平行度的变化会使各密封面152A、153A在偏心的状态下磨损。同时，由于第一密封件152的倾斜面152B及第二密封件153的倾斜面153B的外径侧的各受压面积因第一O形圈155及第二O形圈156的移动而增大，因此由泥浆形成的压力便会推压各倾斜面152B、153B的受压面，使各密封面152A、153A在滑动时压接、磨损。另外，第一密封件152与第二密封件153在滑动时的摩擦热使第一O形圈155及第二O形圈156加热软化，促进应力缓和，从而使第一O形圈155及第二O形圈156的推压弹力下降。

本发明是鉴于上述问题而形成的。另外，本发明所要解决的技术问题在于防止高压力或含有杂物的被密封流体的压力作用在各密封件上而使各密封面在滑动时磨损。另外，本发明所要解决的技术问题还在于防止因各密封面在滑动时的发热而使各弹性密封件产生应力缓和，从而可以发挥利用弹性密封件推压密封件的弹性能力。

发明的公开

本发明是为了解决上述技术问题而形成的，用于解决该技术问题的技术方案采用如下构成。

本发明的密封装置是对相对转动的一方零件与另一方零件之间进行密封的浮动型密封装置。该密封装置设置有第一密封环，该第一密封环在端面上具有第一密封面、且在与第一密封面相反的一侧具有形成为可用推压力朝轴向推压的倾斜面的第一推压面。另外，还设置有第一密封护圈，其具有与第一推压面形成有空间地相对的第一内周固定面。另外，还设置有密封地压接在第一推压面与第一内周固定面之间并利用弹力朝轴向推压第一推压面的第一弹性密封件。另外，还设置有第二密封环，该第二密封环具有可与第一密封环的第一密封面紧贴地相对滑动的第二密封面、并具有支撑第二密封面的支撑面。另外，还设置有具有保持第二密封环的支撑面的固定面的第二密封护圈。另外，还设置有对第二密封护圈的固定面与第二密封环的支撑面之间进行密封的密封环状体。另外，第一推压面形成为径向上的宽度与轴向上的长度的尺寸比H/L在不超过0.5的范围内的倾斜面。

在本发明的密封装置中，第一密封环的第一推压面在径向上的宽度H相对于在轴向上的长度L的尺寸比形成在不超过0.5的范围内。因此，即使含有砂土等粉末的被密封流体侵入空间部内，该被密封流体的粉末的压力也会进行作用而朝空间部内推压第一弹性密封件，并通过作用在第一密封环的第一推压面上而朝第二密封面方向推压第一密封面。然而，被密封流体的压力所作用的第一弹性密封件趋向于相对第一密封环的第一密封面朝背面方向移动，因此该力并不起到推压第一密封面的作用。同时，虽然被密封流体的压力作用在第一推压面上，但由于第一推压面的形状形成为宽度H与长度L的H/L尺寸比在不超过0.5的范围内，因此第一推压面的受压面积变小。因此，即使在该受压面积减小的第一推压面上作用有被密封流体的压力，作用在第一密封面上的力也不会变大，从而可以防止滑动时在第一密封面上产生的摩擦热的温度上升。

其结果是，可以有效地防止第一密封面随着温度的上升而磨损并产生裂纹。另外，还可以防止因伴随第一密封面的滑动形成的发热的上升而使该温度传给第一弹性密封件、从而使第一弹性密封件软化，并可以有效地防止第一弹性密封件弹性地推压第一密封环的能力下降。另外，即使含有砂土等的被密封流体侵入空间部内而积存，也可以有效地防止密封面的面压力异常上升而促进磨损并使密封能力下降。

下面对本发明的实施形态的发明进行说明。

在本发明的第一实施形态的密封装置中，以第一密封环的第一密封面在径向上的面为基准，第二密封环的支撑面形成为与第一密封环的第一推压面在轴向上对称的形状，且第二密封护圈的固定面形成为与第一密封护圈的第一内周固定面对称的形状，且密封环状体形成为与第一弹性密封件对称的形状并支撑第二密封环。

采用本发明的第一实施形态的密封装置，相对于第一密封环及第一弹性密封件对称地配置有第二密封环及第二弹性密封件。因此，侵入空间部内的高压的被密封流体作用在第一弹性密封件和第二弹性密封件上。同时，还作用在第一密封环和第二密封环的各推压面上。然而，如上述的本发明的作用效果所述，由于推压面形成为受压面积变小，因此即使第一密封面和第二密封面受到被密封流体的压力，也可以防止相互的推力上升。其结果是，可防止因各密封面的滑动摩擦而引起的磨损，并可防止因滑动热而使第一弹性密封件和第二弹性密封件软化、从而使密封能力和推压能力下降。另外，还可使第一弹性密封件和第二弹性密封件相互均等地推压各第一密封环及第二密封环来发挥密封能力。

另外，在本发明的第二实施形态的密封装置中，第一推压面或/及第二推压面使环状面的两端侧形成为圆弧状面，并使圆弧状面形成为与弹性密封件的外周面大致相同的曲率。

采用本发明的第二实施形态的密封装置，由于使各第一密封环的第一推压面及第二密封环的第二推压面的两端侧形成为圆弧状面，因此可以使各圆弧状面与各弹性密封件的外周面接合。因此，可防止被密封流体侵入各推压面与各弹性密封件的外周面之间，防止被密封流体的压力作用在推压面上。其结果是，可以仅由各弹性密封件的弹力的设定压力来推压各密封环。另外，还可提高密封装置的耐久能力。

另外，在本发明的第三实施形态的密封装置中，第一弹性密封件或/及第二弹性密封件或密封环状体由氢化腈橡胶材料形成。

采用本发明的第三实施形态的密封装置，由于第一弹性密封件及第二弹性密封件或密封环状体由氢化腈橡胶(H-NBR)材料制成，因此可以经受各密封环的发热温度，从而不会因发热温度而软化，可发挥密封能力，并可发挥推压密封环的弹性推压力。即，即使各推压面限制为不超过H/L＝0.5的形状的各密封环被被密封流体的高压推压而使各密封面产生滑动发热，第一弹性密封件及第二弹性密封件也可以经受该较低的发热温度，从而可以起到发挥弹性推压力及密封能力的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施形态的密封装置的单侧剖视图。

图2是图1所示第一密封环的单侧剖视图。

图3是在本发明的密封装置的第一弹性密封件上作用有被密封流体的状态的局部单侧剖视图。

图4是图1的密封装置安装在减速装置上的状态的单侧的局部剖视图。

图5是本发明的第二实施形态的密封装置的单侧剖视图。

图6是对本发明的第一实施形态的密封装置进行了滑动试验的状态的单侧剖视图。

图7是对本发明的密封装置的密封面作为实施例1进行了滑动试验所得的发热温度及其它相关温度的曲线图。

图8是对图7的密封装置的密封面进行了滑动试验后用显微镜观看密封面侧的截面而草绘出的放大图。

图9是对本发明的密封装置的密封面作为实施例2进行了滑动试验所得的发热温度及其它相关温度的曲线图。

图10是对图9的密封装置的密封面进行了滑动试验后用显微镜观看密封面侧的截面而草绘出的放大图。

图11是对本发明的密封装置的密封面作为比较例1进行了滑动试验所得的发热温度及其它相关温度的曲线图。

图12是对图11的密封装置的密封面进行了滑动试验后用显微镜观看密封面侧的截面而草绘出的放大图。

图13是本发明的第一相关技术的密封装置的单侧剖视图。

图14是本发明的第二相关技术的密封装置的单侧剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的较佳实施形态进行详述。下面的附图基于本发明的正确的设计图。

图1是表示本发明的第一实施形态的密封装置1的单侧剖视图。另外，图2是图1所示密封装置1的第一密封环的剖视图。另外，图4是表示安装有封装置1的减速装置的主要部分的剖视图。

参照图1、图2及图4对下面的第一实施形态进行说明。如图4所示，密封装置1设置在形成于辊子50与嵌合在轴上的护圈60之间的密封室70内。该密封室70形成在被通过O形圈30设在辊子50端部侧的第一密封护圈51的第一内周固定面51A、护圈60、以及与护圈60一体的第二密封护圈61的第二内周固定面61A包围的内部(另外，有时也将第二密封护圈61与护圈60分开形成)。该护圈60通过轴承52与辊子50相对旋转。另外，在未安装有密封装置1时，密封室70与外部A连通。

在这种结构的减速装置中，在密封室70内相互对称地配置有构成一对的第一密封环5与第二密封环15。如图1所示，在该第一密封环5的端面上形成有第一密封面5A。与第一密封面5A相反的一侧为第一背面5F。另外，在第二密封环15的端面上也形成有第二密封面15A。另外，与第二密封面15A相反的一侧为第二背面15F。另外，第一密封环5与第二密封环15的整体形状形成为：在相对地配置第一密封面5A与第二密封面15A时形成为对称的形状。

对各第一密封环5及第二密封环15进行更为详细的说明。第一密封环5外周的第一推压面5B形成为圆周面，且该第一推压面5B形成有朝着第一密封面5A直径变大的第一倾斜面5B1(参照图2)。对于该第一推压面5B，第一倾斜面5B1的两端侧形成为大致相同形状的圆弧状面。在这两个圆弧状面中，第一密封面5A侧的第一圆弧状面5B2形成为与下述的第一弹性密封件2的外周面大致接合的曲率半径。另外，第一推压面5B的第一背面5F侧为基准圆弧状面。另外，第一密封环5的内周形成为第一内周面5E，且形成为与轴设有间隙的间隙嵌合状态。作为其它实施例，该第一推压面5B也可以像图2所示虚线的第一推压面5B’那样形成为倾斜面。若该第一推压面5B的宽度H与长度L的H/L尺寸比不超过0.5，则可以参照图2形成为各种形状。

下面参照图2进行说明。在图2中，第一密封环5形成有实线表示的推压面5B。该第一推压面5B由与从穿过基准圆弧状面的曲率半径Q的D点的中心线起算角度为θ的线的交点P起形成第一倾斜面5B1。此时的第一倾斜面5B1相对于轴心的角度设定为θ。第一推压面5B在轴向上的长度L为从点P起到第一圆弧状面5B2的外径的终端点P’的距离。另外，第一推压面5B在径向上的宽度H为从点P起到第一密封环5的外径面的距离。第一密封面5A在径向上的面宽为C，径向上的面宽C比第一推压面5B在径向上的宽度H小。另外，形成第一密封面5A的端部的厚度为L1。考虑第一密封环5的材质强度及密封面5A在滑动时的发热向第一弹性密封件2传递这些方面来确定该厚度L1。

作为该第一推压面5B的其它例子，也可以如上所述地形成为虚线所示的大致直线状的第一推压面5B’。在这种结构下，也如上所述地使宽度H与长度L的H/L尺寸比不超过0.5。另外，考虑第一密封面5A在径向上的面宽C与第一推压面5B在径向上的宽度H的尺寸关系，设有第一密封面5A的端面的内周以不与相对端面接触的形态形成为锥面5A1。另外，第一密封环5为径向厚度为W的圈状体。该径向厚度W从作为浮动密封件可保证第一密封环5及第二密封环15的各密封面5A、15A的平面度的强度这点考虑进行设计。该第一密封环5的直径在38mm到1000mm的范围内是合适的。

由图1可知，第二密封环15形成为与第一密封环5对称的形状。由于其形状与上述第一密封环5的形状相同，因此省去详细的说明。另外，在第二密封环15的端面上设有第二密封面15A，且在相反的一侧设有第二背面15F。另外，在第二密封环15的外周设有第二推压面15B。该第二推压面15B包括第二倾斜面(与第一倾斜面5B1的形状相同)和第二圆弧状面15B2(参照图1)。另外，第二密封环15在内周形成有内周面15E。另外，第二密封面15A的内周形成为第二锥面15A1。另外，代替锥面15A1，第二密封面15A的内周也可以形成为带台阶的形状。

该第一密封环5及第二密封环15为铸铁制。作为铸铁，Cr-Mo铸铁、Ni-Cr铸铁是较佳的材料。作为其它材料，也可以用铜合金、碳素钢、SiC、超硬合金、氧化铝陶瓷等材料制作。若第一密封环5及第二密封环15为铸铁制，则热传导良好，且滑动性也好。另外，材料费少，且加工费也少。另外，也可以令第一密封环5和第二密封环15中的一方为铸铁材料。各第一密封环5及第二密封环15是通过对这些材料进行机械加工或粉末成形来制作的。

第一密封护圈51通过O形圈30嵌合在辊子50上(参照图4)。在第一密封护圈51的内周，第一内周固定面51A以带台阶的面的形态形成为环状。该第一内周固定面51A形成为与第一推压面5B相对的倾斜面。该第一内周固定面51A的前端面圆弧状地向内周突出，但它也可以通过延长第一内周固定面51A而形成为倾斜的第一前端面51A1。第一内周固定面51A的内部侧的支撑面51B在第一弹性密封件2被被密封流体的压力推入时对其进行支撑。在被密封流体的压力作用在第一弹性密封件2上时，该支撑面51B可以减小被密封流体的压力在第一推压面5B的第一倾斜面5B2上的作用面积。因此，最好是使第一支撑面51B像虚线所示的突出支撑面51B1那样向第一弹性密封件2突出靠近。

第二密封护圈61与护圈60一体地形成(参照图4)，但由于要***第二密封环15，因此也可以分开形成。另外，第二密封护圈61的第二内周固定面61A、第二前端面61A1、第二支撑面61B、第二突出支撑面61B1也与第一护圈51的第一内周固定面51A、第一前端面51A1、第一支撑面51B、第一突出支撑面51B1对称地形成为大致相同形状。第一密封护圈51及第二密封护圈61最好是铸铁、铸钢、特殊钢。

在密封装置1中，O形圈状的第一弹性密封件2以弹性变形为椭圆状的形状压缩、嵌合在第一密封环5的第一推压面5B与第一密封护圈51的内周固定面51A之间。另外，使第一弹性密封件2内周的第一接合面2C1与第一推压面5B紧贴，并使外周面的第二接合面2C2与第一密封护圈51的第一内周固定面51A紧贴。利用该第一弹性密封件2的弹力朝轴向推压第一密封环5的第一推压面5B，并使第一密封面5A朝第二密封面15A推压、紧贴。同时，第一弹性密封件2进行密封以防止第一密封环5与第一密封护圈51之间的空间部20中的被密封流体向密封室70侧泄漏。

另外，与第一弹性密封件2对称地配置的第二弹性密封件3形成为与第一弹性密封件2对称的形状。该第二弹性密封件3也以弹性变形为椭圆状的形状压缩、嵌合在第二密封环15的第一推压面15B与第二密封护圈61的第二内周固定面61A之间。另外，使第二弹性密封件3内周的第一接合面3C1与第二推压面15B紧贴，并使外周面的第二接合面3C2与第二密封护圈61的第二内周固定面61A紧贴。利用该第二弹性密封件3的弹力推压第二密封环15的第二推压面15B，并使第二密封面15A朝第一密封面5A弹性地推压、紧贴。同时，第二弹性密封件3进行密封以防止第二密封环15与第二密封护圈61之间的空间部20中的被密封流体向密封室70侧泄漏。在将密封装置1安装在自动倾卸车、拖拉机等上时，该空间部20的被密封流体在行驶中从外部A侵入。

该第一弹性密封件2及第二弹性密封件3为橡胶材料制。该橡胶材料可使用诸如氢化腈橡胶(H-NBR)、全氟弹性体、硬度从DuroA60到70的腈橡胶(NBR)、聚氨酯橡胶(U)、氟橡胶(FKM)、异丁橡胶(IIR)、具有弹力的橡胶(例如四氟乙烯-全氟甲基乙烯醚橡胶)、硅等。另外，第一弹性密封件2及第二弹性密封件3形成为O形圈，但在本实施例中，O形圈的线径直径最好在5mm到18mm的范围内。

对于这样构成的第一弹性密封件2和第二弹性密封件3，在通常的被密封流体的压力下，第一弹性密封件2的第一接合面2C1与第一密封环5的第一推压面5B紧贴，且第二弹性密封件3的第一接合面3C1与第二密封环15的第二推压面15B紧贴。另外，第一弹性密封件2的第二接合面2C2与第一密封护圈51的第一内周固定面51A接合，且第二弹性密封件3的第二接合面3C2与第二密封护圈61的第二内周固定面61A紧贴。此时，第一弹性密封件2的第一接合面2C1及第二弹性密封件3的第一接合面3C1进行作用，相互弹性地推压第一密封环5的第一推压面5B及第二密封环15的第二推压面15B，使第一密封面5A及第二密封面15A相互紧贴。

另外，若高压的被密封流体从外部A作用在密封装置1的空间部20上，则会变为如图3所示的压力状态。该被密封流体M中含有的砂土等粉末在空间部20内作为压力进行积存。此时，在如图13所示的现有技术中，形成有如图3的双点划线所示的从第一圆弧状面5B2朝外径方向的第一垂直面105C。另外，相反的一侧形成为第一密封面105A和锥面105A1。此时，被密封流体M的压力作为作用在第一圆弧状面5B2上的力F2与作用在第一垂直面105C上的力F3的合力作用在第一密封环5上。另外，作用在第一垂直面105C上的力F3使劲地推压第一密封面105A，在第一密封面105A滑动时，因第一密封面105A的滑动热而使第一密封面105A发热，并使第一密封面105A磨损。同时，被密封流体M对第一弹性密封件2及第二弹性密封件3施加力F5，如图3所示地进行推压。另外，也同样地对第二密封环15和第二弹性密封件3进行作用。

然而，本发明中，由于可使设定第一推压面5B及第二推压面15B的各受压面积的宽度H与长度L的尺寸比为不超过H/L＝0.5的值来减小第一推压面5B的第一受压面积与第二推压面15B的第二受压面积，因此作用在第一受压面积上的力F2的合力及作用在第二受压面积上的力F2的合力也变小(由于对称，因此省去了第二密封环15的图)。其结果是，作用在各密封面5A、15A上的力F1可以变小。另外，可以防止相互紧贴的第一密封面5A与第二密封面15A在滑动时的磨损，并可以防止滑动时的发热。另外，还可以防止与发热相伴的高温使第一弹性密封件2及第二弹性密封件3永久变形而形成应力缓和，提高利用第一弹性密封件2推压第一密封环5的弹性能力，并提高利用第二弹性密封件3推压第二密封环15的弹性能力。

图5是本发明的其它实施形态的密封装置1的单侧剖视图。在图5中，图右侧的结构与上述第一密封环5、第一弹性密封件2、以及第一密封护圈51的形状相同。在该图5的左侧的结构中，在第二密封护圈61上形成有台阶部状的固定面61A。在该固定面61A上通过作为O形圈的密封环状体13以接合状态嵌合有第二密封环25。利用该密封环状体13对第二密封护圈61与第二密封环25之间进行密封。在该第二密封环25的端部设有第二密封面25A。另外，第二密封环25的内周形成为与轴间隙配合的第二内周面25E。这样一来，还可以只令密封装置1的第一密封环5为像本发明那样的结构，而令第二密封环25为其它结构。另外，该密封环状体13介于第二密封护圈61与第二密封环25之间，如图5所示，形成为对第二密封护圈61与第二密封环25的接合面间进行密封的形状。或者，如图1所示，也可以对接合面间进行密封，并弹性地支撑、推压第二密封环25。因此，根据第二密封护圈61与第二密封环25的组合形状，可以应用各种形状的密封环状体13。

如上述实施形态所示，密封装置1可以对随着辊子50的转动从外部A侵入并慢慢地积存压力的被密封流体及泥水等进行密封。另外，在一方的密封室70中，由于在辊子50与轴之间设有轴承52，因此存在润滑油。然而，即使第一弹性密封件2及第二弹性密封件3受到该润滑油的压力，由于被密封流体为高压，因此也可密封润滑油(参照图4)。另外，即使被密封流体的压力为高压，通过使第一密封环5的第一推压面5B与第二密封环15的第二推压面15B在径向上的宽度H与在轴向上的长度L的尺寸比不超过H/L＝0.5，各密封面5A、15A也不会紧紧地压接。另外，通过防止第一密封面5A及第二密封面15A的磨损并防止滑动时的发热，可发挥第一弹性密封件2及第二弹性密封件3的耐久能力，并提高其密封能力。另外，其它符号说明与图1相同。

图6的密封装置1与图1的密封装置1的结构大致相同。第一密封环5及第二密封环15在轴向上的长度L的尺寸形成为21mm，最大外径形成为260mm。另外，第一弹性密封件2及第二弹性密封件3为O形圈，外径的直径尺寸为274.6mm，线径的直径尺寸为13.1mm。另外，令将被密封流体从外部A导入空间部20内的通路的宽度为4mm。利用该密封装置1对本发明的各第一密封面5A及第二密封面15A在滑动时的磨损状态和发热温度状态进行了试验。另外，图6的密封装置1的结构与图1的密封装置1中的用相同符号表示的结构相同。另外，如图6所示，用高压将泥推入空间部20内，使第一弹性密封件2与第二弹性密封件3变为如图3所示的推压状态。此时，泥水被压入第一弹性密封件2与第一推压面5B之间以及第二弹性密封件3与第二推压面15B之间。

本发明的实施例1

图7是在第一试验的下述条件下各第一密封面5A及第二密封面15A附近在滑动时的发热温度的曲线图。该第一试验的条件如下。

1)第一密封环5的第一推压面5B与第二密封环15的第二推压面15B在图2的形状下构成H/L＝0.35的尺寸关系。

2)密封室70内的润滑油为齿轮油#90，利用油加热器加热。

3)第一密封面5A的圆周速率为0.6m/s。

4)在50小时的试验时间内连续运转。

另外，使各第一密封面5A及第二密封面15A相对滑动，对图6所示第一圆弧状面5B2或第二圆弧状面15B2的外周附近的测量位置U、以及从该测量位置U朝着未图示的周向转过180°的第一圆弧状面5B2或第二圆弧状面15B2的对称的测量位置这至少两处在滑动时的发热温度进行了测量。其结果如图7的曲线图所示。

在图7的曲线图中，UT是对图示上部的测量位置U进行了温度测量所得的值。另外，DT是对相对于测量位置U轴心对称的测量位置(从U的位置朝着周向转过180°的位置)进行了温度测量所得的值(在图6所示下部存在润滑油)。另外，T是由油加热器得到的油温。R是试验机周围的室温。比较例的密封环(与图13所示各密封环相似的形状)与图2的形状不同，通过参照符号，可知各第一密封面5A及第二密封面15A在滑动后经过3小时至5小时的时间内出现烧结，但在第一实施例中，在各第一密封面5A及第二密封面15A上没有烧结。另外，各第一密封面5A及第二密封面15A附近的温度持续在大致150℃。因此，第一弹性密封件2及第二弹性密封件3不会软化，可发挥耐久能力。

图8是在实施例1的第一试验后将各第一密封面5A及第二密封面15A剖开后放大的磨损状态。可以确认，该各第一密封面5A及第二密封面15A在滑动后经过50小时后也几乎没有磨损。

本发明的实施例2

图9是在与实施例1的试验相同的条件下各第一密封面5A及第二密封面15A附近在滑动时的发热温度的曲线图。然而，

1)第一密封环5的第一推压面5B与第二密封环15的第二推压面15B在图2的形状下构成H/L＝0.50的尺寸关系。

另外，测量位置包括：图6所示第一密封环5的第一圆弧状面5B2和第二密封环15的第二圆弧状面15B2的测量位置U、以及相对于测量位置U朝周向转过180°的对称的测量位置。

在图9的曲线图中，UT是对图6所示测量位置U进行了温度测量所得的值。另外，DT是对相对于测量位置U轴心对称的测量位置进行了温度测量所得的值。另外，T是由油加热器得到的油温状态。R是试验机周围的室温。试验结果如图9的曲线图所示。该各第一密封面5A及第二密封面15A附近的发热温度持续在160°左右。在该温度下，第一弹性密封件2及第二弹性密封件3也不会软化，可发挥耐久能力。在现有技术中，若各第一密封面5A及第二密封面15A在滑动后经过3小时至5小时，则会出现烧结，但在第二试验中，在各第一密封面5A及第二密封面15A上没有出现烧结。

图10是在实施例2的试验后将各第一密封面5A及第二密封面15A剖开后放大的磨损状态。可以确认，该各第一密封面5A及第二密封面15A在滑动后经过50小时后也几乎没有磨损。

比较例1

图11是在与实施例1的试验条件相同的条件下对各第一密封面5A及第二密封面15A附近在滑动时的发热温度进行连续地检测后得到的曲线图。然而，1)第一密封环5的第一推压面5B和第二密封环15的第二推压面15B在图2的形状下构成H/L＝0.67的尺寸关系(与图13的各密封环相似的形状)。

另外，使各第一密封面5A及第二密封面15A相对滑动，并对图6所示外周附近的测量位置U和从该测量位置U起朝周向转过180°的对称的测量位置的发热温度进行了测量。其结果如图11的曲线图所示。

在图11的曲线图中，UT是对图6中的测量位置U进行了温度测量所得的值。另外，DT是对相对于测量位置U轴心对称的从测量位置U起转过180°后的位置进行了温度测量所得的值。另外，T是由油加热器得到的油温状态。R是试验机周围的室温。在该比较例1的试验中，各第一密封面5A及第二密封面15A一开始滑动便立即上升到230℃至240℃的温度，在2小时后，相对滑动的各第一密封面5A及第二密封面15A产生烧结，因此停止了试验机。之后若硬要运行，则相对滑动的各第一密封面5A及第二密封面15A便会一边每隔几小时地重复烧结一边滑动。可以确认，各第一密封面5A及第二密封面15A在烧结时，发热温度升高到220℃。此时的各第一密封面5A及第二密封面15A的发热温度在170℃至270℃的范围内振荡。

图12是在比较例1的试验后将各第一密封面5A及第二密封面15A剖开后放大的磨损状态。可以确认，该各第一密封面5A及第二密封面15A的磨损状态与实施例1及实施例2相比出现了异常的磨损。另外，若长时间使用，则第一弹性密封件2及第二弹性密封件3可能会软化。

上面对本发明的特定的实施例进行了说明，但对这些实施形态的说明并不包括发明的全部，或是说，本发明并不局限于公开的形态。由上述说明例可知，可基于这些实施例进行各种变更或修改。本发明的技术范围由权利要求书规定。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的密封装置作为对履带用辊子、链轨支重轮、减速装置、油压马达等的相对转动的零件间进行密封的密封装置是有用的。尤其是作为对在车辆的减速装置、各种机器的油压马达等的相对零件间积存有杂物而使压力提高的被密封流体和高压的被密封流体进行密封的密封装置是有用的。

Claims

1、一种密封装置，是对相对转动的一方零件与另一方零件之间进行密封的浮动型密封装置，其特征在于，包括：

在端面上具有第一密封面、且在与所述第一密封面相反的一侧具有可用推压力朝轴向推压的第一推压面的第一密封环；

具有与所述第一推压面相对的第一内周固定面的第一密封护圈；

与所述第一推压面与所述第一内周固定面间的两个面紧贴并利用弹力朝轴向推压所述第一推压面的第一弹性密封件；

具有可与所述第一密封环的所述第一密封面紧贴地相对滑动的第二密封面、并具有支撑所述第二密封面的支撑面的第二密封环；以及

具有夹着密封环状体地保持所述第二密封环的所述支撑面的固定面的第二密封护圈，

所述第一推压面形成为径向上的宽度(H)与轴向上的长度(L)的尺寸比(H/L)在不超过0.5的范围内的倾斜面。

2、如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，以所述第一密封环的所述第一密封面在径向上的面为基准，所述第二密封环的所述支撑面形成为与所述第一密封环的第一推压面在轴向上对称的形状，且所述第二密封护圈的所述固定面形成为与所述第一密封护圈的所述第一内周固定面对称的形状，且所述密封环状体形成为与所述第一弹性密封件对称的形状并紧贴地支撑所述第二密封环。

3、如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述第一推压面或/及所述第二推压面的环状面的两端侧形成为圆弧状面，且所述圆弧状面形成为与弹性密封件的外周面大致相同的曲率。

4、如权利要求1、2或3所述的密封装置，其特征在于，所述第一弹性密封件或/及所述第二弹性密封件或密封环状体由氢化腈橡胶材料制成。