CN104074980A - 密封构造 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高耐磨耗性、提高密封性以及使密封长寿命化的密封构造。该密封构造的背环(230)包括:第1环区域,其沿径向延伸并与滑动环(210)相抵接;以及第2环区域,其沿与第1环区域正交的方向延伸,并且从径向观察位于支撑环(220)的外径方向侧,滑动环(210)由硬质聚氨酯橡胶形成,支撑环(220)由热塑性树脂形成,背环(230)由合成树脂、天然橡胶或合成橡胶形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封构造,特别是涉及一种在液压气动设备等中的杆(活塞杆)与缸体之间的滑动间隙中使用的密封构造。
背景技术
例如,在液压设备中的缸体与杆(活塞杆)之间的滑动间隙中,为了防止导入到油室的工作油泄漏(工作油从高压侧向低压侧泄漏),并且顺畅地实现杆的往返运动,采用了向设于缸体的密封槽内嵌入了密封构件的密封构造。这种密封构造在日本特开2005-337440号公报等中有所公开。
近年来,为了提高由密封构造带来的密封性能,除了作为主密封构件的第1密封构件以外,还设有支撑的第2密封构件。在第1密封构件中使用了聚氨酯树脂等合成树脂、天然橡胶或合成橡胶作为主密封件。在第2密封构件中使用了PTFE(polytetrafluoroethylene:聚四氟乙烯)。
特别是第2密封构件,期望进一步提高耐磨耗性、提高密封性以及使密封长寿命化。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的,提供一种能够提高耐磨耗性、提高密封性以及使密封长寿命化的密封构造。
在基于本发明的密封构造中,密封构造设于液压气动设备中的缸体与杆之间的滑动间隙,并隔开高压侧与低压侧,其中,该密封构造包括:密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;以及密封构件,其收纳于上述密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙。
上述密封构件包括:滑动环,其与上述杆的外周面相接触;支撑环,其相对于上述滑动环配置于上述低压侧,从径向观察,宽度设置得比上述滑动环的宽度宽;以及背环,从径向观察,该背环位于比上述滑动环和上述支撑环靠外径方向侧的位置,并向上述杆侧按压上述滑动环。
上述背环包括:第1环区域,其沿径向延伸并与上述滑动环相抵接;以及第2环区域,其沿与上述第1环区域正交的方向延伸,并且从上述径向观察位于上述支撑环的外径方向侧的位置,上述滑动环由硬质聚氨酯橡胶形成,上述支撑环由热塑性树脂形成,上述背环由合成树脂、天然橡胶或合成橡胶形成。
在其他技术方案中,该密封构造包括:第1密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;第2密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置,并位于比上述第1密封槽靠上述高压侧的位置;第1密封构件,其收纳于上述第1密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙;以及第2密封构件,其收纳于上述第2密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙,上述密封槽构成上述第2密封槽,上述密封构件构成上述第2密封构件。
在其他技术方案中,该密封构造还包括:第3密封槽,其隔着上述第1密封槽在与上述第2密封槽相反侧沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;以及第3密封构件,其收纳于上述第3密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙。
本发明的上述及其他的目的、特征、情况以及优点能够根据与附图关联理解的、关于本发明的以下详细说明而得到明确。
附图说明
图1是表示实施方式中的液压设备所采用的密封构造的剖视图。
图2是表示构成实施方式中的第2密封构件的滑动环的构造的立体图。
图3是表示构成实施方式中的第2密封构件的支撑环的构造的立体图。
图4是表示构成实施方式中的第2密封构件的背环的构造的立体图。
图5是图4中V-V线向视剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明基于本发明的各个实施方式中的密封构造。在以下说明的各个实施方式中,在提及个数、量等的情况下,除非特别记载,本发明的范围不必限定于该个数、量等。对于同一零件、相当零件,有时标注同一附图标记,并不再重复重复的说明。以下,作为液压气动设备的一例,列举了液压缸体,但是并不限定于液压缸体,能够广泛地应用于液压气动设备。
(密封构造)
参照图1,说明本实施方式中的密封构造。图1是表示实施方式中的液压缸体所采用的密封构造的剖视图。在图1中,缸体1和杆(活塞杆)2为了便于说明而用虚线图示。图1所示的密封构造随着与杆2之间的压接和杆2的往返运动(图1中的上下方向)而变形,但是为了明确理解密封构造,图示了在密封构造中未施加压力的状态。
沿着杆2的外周面的周向设有环状的第1密封槽10A。在该第1密封槽10A内收纳有用于堵塞缸体1与杆2之间的滑动间隙的第1密封构件10。该第1密封构件10构成主密封构件10。
在比第1密封槽10A靠高压侧的位置设有第2密封槽20A,该第2密封槽20A沿着杆2的外周面的周向呈环状设置。在视图中,在上方侧设有高压的液压室。在第2密封槽20A内收纳有用于堵塞缸体1与杆2之间的滑动间隙的第2密封构件20。第2密封构件20构成辅助密封构件。
在本实施方式中,设有第3密封槽30A,该第3密封槽30A隔着第1密封槽10A在与第2密封槽20A相反侧沿着杆2的外周面的周向呈环状设置。在第3密封槽30A内收纳有用于堵塞缸体1与杆2之间的滑动间隙的第3密封构件30。该第3密封构件30构成用于防止来自外部的灰尘侵入的防尘密封构件30。
在视图中,上方侧的设有液压室的一侧成为高压侧,下方侧成为大气的低压侧。在本实施方式中,采用了设置有防尘密封构件的结构,但是防尘密封构件只要根据需要设置即可。
(主密封构件10)
主密封构件10包括在高压侧具有打开侧的、截面形状为大致U字形状的主密封件110和主支撑环180。主密封件110位于高压侧,主支撑环180位于低压侧。
主密封件110整体具有环状的形态,利用聚氨酯树脂等合成树脂、天然橡胶或合成橡胶一体成型。主支撑环180整体具有环状的形态,由刚性、强度以及抗蠕变性比主密封件110优异的热塑性树脂等成形。主支撑环180限制作用有压力时的主密封件110的向低压侧的变形。
(防尘密封构件30)
防尘密封构件30包括在杆2侧具有打开侧的、截面形状为大致U字形状的主防尘密封件310和防尘支撑环380。从径向观察,主防尘密封件310位于杆2侧,防尘支撑环380位于比主防尘密封件310靠外周侧的位置。
主防尘密封件310整体具有环状的形态,利用聚氨酯树脂等合成树脂、天然橡胶或合成橡胶一体成型。防尘支撑环380整体具有环状的形态,由刚性、强度以及抗蠕变性比主防尘密封件310优异的热塑性树脂等成形。防尘支撑环380在杆2滑动时向杆2侧按压主防尘密封件310。
(第2密封构件20)
参照图1~图5,详细说明第2密封构件20。图2是表示构成第2密封构件20的滑动环210的构造的立体图,图3是表示构成第2密封构件20的支撑环220的构造的立体图,图4是表示构成第2密封构件20的背环230的构造的立体图,图5是图4中V-V线向视剖视图。
如图1所示,第2密封构件20包括与杆2的外周面相接触的滑动环210、相对于滑动环210配置在低压侧且从径向观察、宽度设置得比滑动环210的宽度宽的支撑环220以及从径向观察位于比滑动环210和支撑环220靠外径方向侧的位置并向杆2侧按压滑动环210的背环230。
(滑动环210)
如图2所示,滑动环210整体具有环状的形态,在上表面侧(高压侧),在4个部位(90°间隔)设有缺口部212。滑动环210由比PTFE软质的硬质聚氨酯橡胶形成。硬质聚氨酯橡胶的肖氏硬度为约60~75(HD)。
缺口部212的位置和数量根据规格适当地变更。滑动环210与杆2的外周面相接触,来减轻高压使用下的对主密封件110的负荷。
通过在滑动环210中使用硬质聚氨酯橡胶,能够比使用PTFE时提高向第2密封槽20A安装的安装性能。根据硬质聚氨酯橡胶的机械强度特性,也能够谋求密封性的提高、密封的长寿命化。
硬质聚氨酯橡胶的肖氏D硬度为约60~75(HD),拉伸强度(MPa)为约54~56(MPa),伸长率(%)为350~400(%)。另一方面,PTFE的肖氏D硬度为约60~73(HD),拉伸强度(MPa)为约19~28(MPa),伸长率(%)为240~350(%)。
(支撑环220)
如图3所示,就支撑环220而言,截面为大致矩形,整体具有环状的形态,宽度设置得比滑动环210的宽度宽。
支撑环220由刚性、强度以及抗蠕变性比滑动环210优异的热塑性树脂等成形。支撑环220在杆2滑动时抑制滑动环210向低压侧突出。
(背环230)
如图4和图5所示,背环230整体具有环状的形态,包括沿径向延伸并与滑动环210相抵接的第1环区域231和沿与第1环区域231正交的方向延伸、并且从径向观察位于支撑环220的外径方向侧的第2环区域232。
背环230利用聚氨酯树脂等合成树脂、天然橡胶或合成橡胶一体成型。背环230在杆2滑动时向杆2按压滑动环210。如上所述,通过背环230的第1环区域231与滑动环210相抵接,从而确保按压杆2所需的充分的接触面积。
以上,根据本实施方式中的密封构造,通过在滑动环210中使用硬质聚氨酯橡胶,能够比使用PTFE时提高向第2密封槽20A安装的安装性能(处理性能)。根据硬质聚氨酯橡胶的耐磨耗性,也能够谋求密封性的提高、密封的长寿命化。
而且,通过在背环230上设置向杆2按压滑动环210的第1环区域231,能够确保按压杆2所需的充分的接触面积。
在上述实施方式中,说明了在第2密封构件20中应用了本发明的情况,但是能够在主密封构件10和防尘密封构件30中应用本发明的构造。
说明了本发明的实施方式,但是应该认为,这次公开的实施方式在所有方面均是例示而非限制。本发明的范围由权利要求书示出,表示包含与权利要求书均等的意思和范围内的所有变更。
Claims (3)
1.一种密封构造,其设于液压气动设备中的缸体与杆之间的滑动间隙,并隔开高压侧与低压侧,其中,该密封构造包括:
密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;以及
密封构件,其收纳于上述密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙,
上述密封构件包括:
滑动环,其与上述杆的外周面相接触;
支撑环,其相对于上述滑动环配置于上述低压侧,从径向观察,宽度设置得比上述滑动环的宽度宽;以及
背环,从径向观察,该背环位于比上述滑动环和上述支撑环靠外径方向侧的位置,并向上述杆侧按压上述滑动环,
上述背环包括:第1环区域,其沿径向延伸并与上述滑动环相抵接;以及第2环区域,其沿与上述第1环区域正交的方向延伸,并且从上述径向观察位于上述支撑环的外径方向侧的位置,
上述滑动环由硬质聚氨酯橡胶形成,
上述支撑环由热塑性树脂形成,
上述背环由合成树脂、天然橡胶或合成橡胶形成。
2.根据权利要求1所述的密封构造,其中,
该密封构造包括:
第1密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;
第2密封槽,其沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置,并位于比上述第1密封槽靠上述高压侧的位置;
第1密封构件,其收纳于上述第1密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙;以及
第2密封构件,其收纳于上述第2密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙,
上述密封槽构成上述第2密封槽,
上述密封构件构成上述第2密封构件。
3.根据权利要求2所述的密封构造,其中,
该密封构造还包括:
第3密封槽,其隔着上述第1密封槽在与上述第2密封槽相反侧沿着上述杆的外周面的周向呈环状设置;以及
第3密封构件,其收纳于上述第3密封槽的内部,用于堵塞上述缸体与上述杆之间的滑动间隙。
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