CN101194119A - 唇型密封 - Google Patents

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田边靖章
中山纯一
稻村民雄
水野谷弘一
大谷刚生
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Abstract

本发明提供一种树脂制的唇型密封(1)，其目的在于，对于以大致呈楔状的凹部(8)前端的A点为中心弯曲的板状唇部(4)，降低其刚性，以减少在A点的应力集中，从而提高对破坏的安全率，而且通过降低蠕变来抑制密封性能降低，同时提高对轴偏心的追随性。作为解决手段，在板状唇部(4)的滑动接触面(41)和/或滑动接触面的反面(42)上形成切口。另外，在内周唇部(2)的倾斜滑动接触面(21)上也形成切口(7)，并且，形成切口(7)部分相对于其滑动接触面(21或41或42)的表面积的比例在1/2以上。

Description

唇型密封
技术领域
本发明涉及用于密封高压燃料泵汽油直喷发动机用喷射泵，以及其他油压、空压、水压机中都可使用的PTFE等树脂制唇型密封。
背景技术
伴随着汽油直喷发动机用喷射泵的高性能化，对于在泵的柱塞部分所使用的汽油和发动机油进行密封的双液密封的使用环境的要求，具有日益严格的倾向。作为密封，要求提高耐压性和对劣质燃料的耐化学性，一直以来，对从以往的油密封转变为PTFE等树脂制的唇型密封进行了研究。
以往的唇型密封101如在图7中所示，采用树脂由内周唇部103、外周唇部104、以及板状唇部105一体成形；其中，内周唇部103和外周唇部104具有朝向第一密封流体侧A开口的大致呈圆筒状凹部102，并与在该圆筒状凹部102的内外周上设置的轴和支架滑动接触；板状唇部105具有在第二密封流体侧B上朝向轴开口的大致呈楔状的凹部106，并设置于该楔状凹部106的第二密封流体侧B；该板状唇部105，在将轴107沿着粗箭头的X方向***到内周侧时，以大致呈楔状的凹部106前端的A点作为支点向箭头Y方向产生明显的弯曲，并由恢复原状的反力确保过盈量。但是，由于唇型密封101是由树脂制造的，因此板状唇部105由于树脂所固有的蠕变特性差的原因，而具有过盈量低下而使密封性能降低的缺点。即，板状唇部105，是采用以A点为支点弯曲所产生的反力进行密封的，因此有在A点上产生应力集中而破损的危险，另外，即使不考虑破损也有因蠕变而造成过盈量降低的缺点。再者，与使用橡胶材料等的唇型密封比较时，由于树脂缺乏弹性的特征，因此具有对轴的密合性能差、密封性能也不佳的缺点。
在下述专利文献中都公开了关于固定在支持环上的油密封，而在唇部形成锯齿状图案的技术特征，但没有公开树脂制的唇型密封。
专利文献1：实开昭61-117692号公报
专利文献2：特开2000-320689号公报
发明内容
发明要解决的问题
鉴于以上的各点，本发明的目的是对于在树脂制的唇型密封中以大致呈楔状凹部的前端A点为中心弯曲的板状唇部，以降低其刚性为目的，并由此减轻在A点的应力集中，从而提高相对于破坏的安全率，并且抑制由于蠕变而降低的密封性能，同时，提高相对于轴偏心的追随性。
另一个目的是对于树脂制的唇型密封，提高其密封性能。
再一个目的是在树脂制的唇型密封中，通过唇部的刚性的调节而调节滑动阻力。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明所述的唇型密封设置在动作部件和固定部件之间环状间隙中，包括树脂制的密封本体5和内置于圆筒状凹部6内的截面呈U字形的弹簧61，其中，树脂制的密封本体5由以下部分一体成形：内周唇部和外周唇部，具有朝向第一密封流体侧开口的大致呈圆筒状的凹部，并设置于该圆筒状凹部的内外周上、与上述动作部件和固定部件滑动接触；板状唇部，在位于上述第一密封流体侧的轴向相反侧的第二密封流体侧，具有朝向动作部件侧开口的在径向延伸的大致呈楔状的凹部，其设置于该楔状凹部的第二密封流体侧，向第二密封流体侧延伸并与上述动作部件滑动接触；其特征在于，在上述板状唇部的上述动作部件的滑动接触面和/或滑动接触面的反面上形成切口。
上述唇型密封，也可以在内周唇部的倾斜滑动接触面上形成切口，在形成切口的唇部的滑动接触面和滑动接触面的反面当中的至少一个面上，其所形成的上述切口部分相对于形成切口面的表面积的比例，可以在1/2以上。此外，切口的截面形状可以是三角形或者半圆形，当切口的截面形状是三角形时，切口与动作部件之间形成的倾斜角中其斜度在密封对象物侧要大于在密封对象物相反侧。
在上述唇型密封中，也可以汽油等燃料一侧作为第一密封流体侧，以发动机油一侧作为第二密封流体侧。
发明的效果
本发明起到了如下的效果。
即，具有上述结构的本发明所述的PTFE等树脂制唇型密封，由于在板状唇部的滑动接触面和/或滑动接触面的反面上形成了切口，因此即使采用树脂制造也能够降低唇部的刚性，减少在大致呈楔状凹部前端A点上产生的应力集中，从而可提高相对于破损的安全率。
另外，对于板状唇部来说，由于降低唇部刚性而带来蠕变的减少，能够减轻由于过盈量减少而导致的密封性能降低，同时，还能够提高相对于轴偏心的追随性。
此外，由于在内周唇部的倾斜滑动接触面和板状唇部的滑动接触面上形成切口，因此形成多级唇部而可提高密封性能。
对于板状唇部和内周唇部的切口所形成的面，能够通过改变形成切口的部分相对于这些面表面积的比例来调节唇部的刚性，从而能够调节滑动阻力。
附图说明
图1是本发明实施形态1所述的唇型密封的剖面图。
图2是图1中C部的部分放大剖视图。
图3是本发明实施形态2所述的唇型密封的剖视图。
图4是本发明实施形态3所述的唇型密封的剖视图。
图5是本发明实施形态4所述的唇型密封的剖视图。
图6是在轴上安装本发明所述的唇型密封的剖视图。
图7是在轴上安装以往例子所述的唇型密封的剖视图。
符号说明
1唇型密封
2内周唇部
21倾斜滑动接触面
3外周唇部
4板状唇部
41滑动接触面
42滑动接触面的反面
5密封本体
6、8凹部
61弹簧
7切口
9轴
A第一密封流体侧
B第二密封流体侧
具体实施方式
下面参照附图举例说明本发明较佳的实施形态。但是，本发明的范围在没有特别限定的情况下，并不限于在此实施形态中所叙述的内容。
本发明所述的实施形态的唇型密封，设置在支架和轴之间的环状空间中。
根据图1中所示，本发明实施形态1所述的唇型密封1，包括用树脂PTFE制造的密封本体5和在安装在圆筒状凹部6内部，截面呈U字形的弹簧61；其中密封本体5由以下部分一体成形：内周唇部2和外周唇部3，具有面向第一密封流体侧A开口的大致呈圆筒状的凹部6，并设置在圆筒状凹部6的内外周上、与轴和支架滑动接触；板状唇部4，在位于上述第一密封流体侧A的轴向相反侧的第二密封流体侧B，具有朝向轴侧开口的在径向延伸的大致呈楔状的凹部8，并设置在楔状凹部8的第二密封流体侧B。
内周唇部2，在与轴滑动接触的图上右侧的倾斜滑动接触面21上形成截面大致呈三角形的切口7，并通过安装在大致呈圆筒状凹部6内部的弹簧61来抑制蠕变。在此情况下，形成切口7的部分相对于倾斜滑动接触面21表面积的比例，较佳为倾斜滑动接触面21的表面积1/2以上，可根据使用条件的不同在此范围内进行适当选择。
板状唇部4，截面大致呈矩形，设置在朝向形成于密封本体5的第二密封流体侧B的轴侧开口的、在径向延伸的大致呈楔状凹部8的第二密封流体侧B，在图上左侧的滑动接触面41上形成截面大致呈三角形的切口7。所形成的切口7的被虚线围起的部分C，其放大状态如在图2中所示，其前端部分71的形状较佳为尖角的形状。而形成切口7的部分相对于滑动接触面41表面积的比例，较佳为滑动接触面41的表面积的1/2以上，可根据使用条件不同在此范围内适当选择。在内周唇部2的倾斜滑动接触面21上所形成的切口7的前端部71的形状，与上述同样较佳为尖角的形状。
如图3中所示本发明实施形态2，在板状唇部4上形成的切口7也可以不在滑动接触面41上，而是在滑动接触面的反面42上形成，或者如图4中所示的本发明实施形态3，在两侧面(41、42)上形成。在滑动接触面的反面42形成切口7的情况下，与滑动接触面41相同，形成切口部分的比例较佳为占滑动接触面反面42的表面积1/2以上，可根据使用条件的不同进行适当选择。而切口7前端部分71的形状与上面同样较佳为尖角的形状。
此外，根据图5中所示的本发明实施形态4，切口7的截面形状可以不是三角形而是半圆形，也可以是其它以外的形状。当然在此情况下前端部分71的形状较佳为很尖的尖角形。对于板状唇部4，切口7的截面形状在两侧面(41、42)上不同也是可以的。
在内周唇部2和板状唇部4上所形成的切口7较佳为同心圆，而切口7的形状在两个唇部(2、4)上不同也是可以的。
再有，在切口7的截面形状是三角形的情况下，其倾斜角度如在图6中所示，在轴9***之后，与密封对象物形成的倾斜角α要大于在密封对象物反面形成的倾斜角β。即在内周唇部2上，用虚线围起的部分D的放大图即如图6(2)中所示，所形成的斜度为，相对于图上左侧密封对象物来说，在作为密封对象物的第一密封流体侧A的倾斜角α要大于在第二密封流体侧B的倾斜角β，而在板状唇部4中，用虚线围起的E部分的放大图即如图6(3)中所示，所形成的斜度为，相对于图上右侧密封对象物来说，在作为密封对象物的第二密封流体侧B的倾斜角α要大于在第一密封流体侧A的倾斜角β。
在上述的实施形态中，说明了在内周唇部2上形成切口7的情况，此外，在内周唇部2上不形成切口，而只在板状唇部4上形成切口7也是可以的。
对于上述结构的唇型密封1，如图6中所示的将轴9从图上左侧***到内周的状态，内周唇部2在径向上压紧以确保过盈量，由于形成了切口7而形成多级的唇部，并且刚性降低而增大了对轴9的密合性，因而能够提高密封性能。
此外，板状唇部4，通过以大致呈楔状的凹部前端A点为起点弯曲而形成的反力，在径向压紧从而确保了过盈量；并且，由于形成了切口7而降低了刚性，减少了在A点上产生的应力集中，提高了相对于破损的安全率，而且抑制蠕变的减轻，防止了密封性能的降低，同时能够提高相对于轴9偏心追随性的效果。再有，当在滑动接触面41上形成切口7时，由于形成多级唇部而提高了密封性能。
此外，形成切口7的部分相对于内周唇部2和板状唇部4的表面积的比例，较佳在1/2以上，但也可以改变此比例以调节各个唇部(2、4)的刚性，从而调节滑动阻力。
当轴9***之后的切口7的截面形状是三角形的情况下，所形成的斜度为，使密封对象物侧的倾斜角α大于在密封对象物相反侧的倾斜角β时，就能够更加提高相对于各密封对象物的密封性能。
在上述实施形态中，可以将汽油等燃料侧作为第一密封流体侧，将发动机油侧作为第二密封流体侧，相反也可以将发动机油侧作为第一密封流体侧，将汽油等燃料侧作为第二密封流体侧。

Claims (6)

1.一种唇型密封，其设置在动作部件和固定部件之间环状间隙中，包括树脂制的密封本体(5)和内置于圆筒状凹部(6)内的截面呈U字形的弹簧(61)；
其中，树脂制的密封本体(5)由以下部分一体成形：
内周唇部(2)和外周唇部(3)，具有朝向第一密封流体侧(A)开口的大致呈圆筒状的凹部(6)，并设置于该圆筒状凹部(6)的内外周上、与上述动作部件和固定部件滑动接触；
板状唇部(4)，在位于上述第一密封流体侧(A)的轴向相反侧的第二密封流体侧(B)，具有朝向上述动作部件侧开口的在径向延伸的大致呈楔状的凹部(8)，其设置于该楔状凹部(8)的第二密封流体侧(B)，向第二密封流体侧(B)延伸并与上述动作部件滑动接触；
其特征在于，在上述板状唇部(4)的朝向上述动作部件的滑动接触面(41)和/或滑动接触面的反面(42)上形成切口(7)。
2.根据权利要求1中所述的唇型密封(1)，其特征在于，在上述内周唇部(2)的倾斜滑动接触面(21)上形成切口(7)。
3.根据权利要求1或2所述的唇型密封(1)，其特征在于，形成有上述切口(7)的上述唇部(2、4)的滑动接触面(21、41)和滑动接触面的反面(42)当中的至少一个面(21或41或42)，其形成上述切口的部分相对于形成有上述切口的面(21或41或42)的表面积的比例在1/2以上。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的唇型密封(1)，其特征在于，在形成有上述切口(7)的面(21、41、42)当中的至少一个面(21或41或42)中，上述切口(7)的截面形状是三角形或半圆形。
5.根据权利要求4中所述的上述切口(7)的截面形状是三角形的唇型密封(1)，其特征在于，在上述三角形切口(7)与上述动作部件形成的角度中，所形成的角度斜度为，使得密封对象物侧的倾斜角(α)大于在密封对象物相反侧的倾斜角(β)。
6.根据权利要求1～5中任何一项所述的唇型密封(1)，其特征在于，上述第一密封流体侧(A)为汽油等燃料侧，上述第二密封流体侧(B)为发动机油侧。
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