CN1989363A - 滑动部的密封构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑动部的密封构造。该密封构造包括轴(11)、具有供上述轴(11)自由相对滑动地***的轴孔(10a)的构件(10)、在这些轴(11)与轴孔(10a)之间从高压力所作用的一侧依次直列地配置的第1密封件(P1)与第2密封件(P2)。上述第1密封件(P1)具有对上述轴(11)与轴孔(10a)之间进行密封的密封构件(22)、和配置在该密封构件(22)的与上述轴(11)或轴孔(10a)的滑动面相接触的一侧的一部分上的保护圈(25)，上述密封构件(22)与保护圈(25)被一体化成不可分离。

Description

滑动部的密封构造

技术领域

本发明涉及一种轴的滑动部的密封构造。

背景技术

作为较高压力作用在滑动间隙内的、轴的滑动部的密封构造，以往公知有图3所示的构造(日本特开2004-52854号公报)。

为了对液压缸的杆2与缸体3的滑动间隙进行密封，设置了直列地配置的第1密封件4与第2密封件5。各密封件4、5被***到设在轴孔1的内周面上的环状沟3a、3b中，该轴孔1贯穿缸体端部。

位于缸体3的内侧、即位于高压力所作用的内侧的第1密封件4由U形密封件状的密封构件6、和与设在该密封构件6的内周端部的环状的切槽相嵌合的保护圈7构成。第2密封件5同样由U形密封件状的密封构件8、和配置在该密封构件8的背面的保护圈9构成。

使该第1密封件4的密封构件6的唇部6a和6b分别与环状沟3a的沟底及杆2的外周相接触，同样使该第2密封件5的密封构件8的唇部8a和8b分别与环状沟3b的沟底及杆2的外周相接触，从而将杆2与轴孔1的滑动间隙密封，将液压缸内维持在油密封状态。

第1密封件4是为了直接承受液压缸内的高压力、且不使该高压力直接作用于第2密封件5而设置的构件，由此，第2密封件5只要仅密封通过第1密封件4的低压的工作油即可。即，第1密封件4起到对作用于第2密封件5的压力进行减压的作用，即作为所谓的缓冲密封件而发挥功能。

上述那样的滑动部的密封构造特别常用于设想到液压缸内的压力非常高的设备、例如建筑机械用的液压缸等。

发明内容

但是在以往结构中，只是使保护圈7从密封构件6的内周侧嵌合着，并不是完全与密封构件6一体化，因此在液压缸的杆2长期地反复伸缩动作中，工作油会进入到密封构件6与保护圈7的间隙并蓄积在该间隙中，由此保护圈7从密封构件6脱离，有可能两者互相沿杆轴向错位。

保护圈7本来是为了阻止密封构件6的后跟部分的过量变形而设置的，但因保护圈7的脱离而不能实现上述目的。

另外，第1密封件4被收纳在环状沟3a内，当密封构件6向图1中右方移动至与沟侧壁紧贴、保护圈7向图中左方移动至与沟侧壁紧贴的状态时，积存在第1密封件4与第2密封件5之间的环状的空间S中的工作油的回流恶化，空间S内的液压会渐渐升高。

在保护圈7不从密封构件6脱离的正常状态时，积存在该空间S中的工作油在相应于杆2的移动方向而使缸体内的压力降低时，通过第1密封件4与环状沟3a的间隙而回流到缸体内，因此空间S内的压力被维持在规定的状态。但是，在保护圈7与密封构件6互相沿轴向脱离、保护圈7紧贴在环状沟3a的左侧壁上、密封构件6的唇部前端同样紧贴在环状沟3a右侧壁上时，第1密封件4与环状沟3a之间变得没有间隙，因此积存在空间S中的工作油的回流变差，充满了工作油的空间S的压力渐渐升高。

由于该压力也作用于第2密封件5的密封构件8的唇部8a与8b之间的U字形的空间中，所以唇部8b被大于所需力的力强力地推压在杆2的外周面上，会因杆2的移动而被逐渐地磨损，或者因摩擦热而老化，有可能产生不能对杆2与轴孔1的间隙进行适当的密封的情况。

本发明是为了改善上述那样的问题而被提出的，其目的在于提供一种可以始终对轴的滑动部进行适当的密封的密封构造。

为了到达上述目的，本发明是一种滑动部的密封构造，该密封构造包括轴、具有供上述轴自由相对滑动地***的轴孔的构件、以及在这些轴与轴孔之间从高压力所作用的一侧依次直列地配置的第1密封件和第2密封件，其中，上述第1密封件具有对上述轴与轴孔之间进行密封的密封构件、和配置在该密封构件的与上述轴或轴孔的滑动面相接触的一侧的一部分上的保护圈，上述密封构件与保护圈被一体化成不可分离。

根据本发明，即使轴长期反复移动，由于构成第1密封件的密封构件与保护圈被一体化成不可分离，所以工作油等液体也不会进入到密封构件与保护圈之间并蓄积在它们之间，能防止保护圈从密封构件脱离。因此，可以阻止密封构件的后跟部分的过度变形，可以维持良好的密封性能。

另外，由于通过第1密封件的工作油等液体不会蓄积在第1密封件与第2密封件之间的空间内而使空间内的压力异常地升高，因此能防止第2密封件被大于所需压力的力推压在滑动面上，能避免磨损等，能维持第2密封件的稳定的密封性。结果，能防止在滑动面与第2密封件之间产生过大的摩擦力，能保证轴等的圆滑的移动。另外，由于能长期没有老化地维持第1密封件的作为缓冲密封件的功能，因此也能长期维持第2密封件自身的密封性，结果，也可以提高两密封圈的耐久性，可以实现长寿命化。

附图说明

图1是应用了本发明的滑动部的密封构造的液压缸的密封部的放大纵剖视图。

图2是液压缸的概略纵剖视图。

图3是以往的滑动部的密封构造的纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1、图2，说明将本发明应用在液压缸上的实施方式。

如图2所示那样，液压缸具有缸体10、和借助活塞12而自由移动地***到缸体10内的活塞杆11。缸体10内被上述活塞12划分出两个油室R1、R2，并且，在各油室R1、R2内设有供给及排出工作油的口13、14，各口13、14借助未图示的液压切换阀选择性地连接于液压泵、油箱。

如图1所示，缸体10形成为左端开口的有底筒状，在该缸体左端的通孔10a的最靠近油室R1的一侧嵌入有自由滑动地支承活塞杆11的筒状的轴承15。在位于比通孔10a的轴承15更靠图1左方的通孔10a的内周上、即在位于油室R 1外方的通孔10a的内周上依次直列地设置有环状沟16、17，第1密封件P1被嵌入到上述环状沟1 6内，第2密封件P2被嵌入到上述环状沟17内。在通孔10a中的、位于最远离油室R1的位置的贯通孔10a的左端内周上设有环状的切槽18，在该切槽18内嵌入有防尘圈19。

例如，当经由口13将工作油供给到油室R1、并经由口14将工作油从油室R2排出时，该活塞杆11在液压缸内收缩。相反，当向油室R2供给工作油、并从油室R1排出工作油时，活塞杆11从液压缸内伸出。

因此，高压力与低压根据活塞杆11的移动方向，交替地作用在配置于活塞杆11与通孔10a的间隙中的第1密封件P1与第2密封件P2上。

上述第1密封件P1由密封构件20与保护圈25构成。密封构件20具有与活塞杆11的外周滑动接触的环状的内侧唇部21、和与形成于缸体10上的环状沟16的内周接触的环状的外侧唇部22。

保护圈25形成为环状，并且在密封构件20的内侧唇部21的内周端部处与密封构件20一体化为不可分离。

另外，在此所说的“一体化为不可分离”旨在使密封构件20与保护圈25一体化为在它们之间不产生间隙，旨在除去会由液压力的作用使密封构件20与保护圈25之间产生间隙的、只由嵌合或压入等进行的一体化。

另外，所说的“不可分离”不是旨在即使受到过大的力或化学作用也不能分离，而旨在在大致密封用途所使用的状况下不能互相分离。

在这种情况下，密封构件20的截面形成为U形密封件状，其开口部23面向缸体内侧。密封构件20在开口部23处受到缸体10的油室R1内的压力，内侧唇部21与外侧唇部22因该压力而分别被推压在活塞杆11的外周上及环状沟16的沟底上，从而将缸体10与活塞杆11之间密封。

保护圈25以面向活塞杆11的外周的方式被配置，阻止密封构件20的后跟部分变形后进入到活塞杆11与轴孔10a的间隙这样的情况，防止在活塞杆11与密封构件20的后跟部分之间产生大于所需摩擦阻力的摩擦阻力，防止由密封构件20的磨损造成的密封性能的恶化。

上述密封构件20例如由热塑性聚氨酯系树脂构成，而保护圈25由聚酰胺系树脂、例如尼龙12、尼龙612等构成，但是具体地说，优选含有酰胺基的材料。另外，树脂中含有树脂组成物。

在这种情况下，在使密封构件20成形为U形密封件状之后，将聚酰胺系树脂注射成形，而将保护圈25熔着(本说明书中所说的熔着是指使完全熔化的一方与未熔化的另一方相结合而使两者成为一体)在密封构件20上而与其一体化。

具体地说，例如，预先在密封构件20的内侧唇部21的、图1中左端部的用于熔着保护圈25的部位上设置环状的切槽，并在成型第1密封件P1时的模具内***密封构件20，向上述模具内注射作为保护圈25的材料的、被加热至200～300℃左右的聚酰胺系树脂，将其填充入上述切槽内，由此使保护圈25成形为与密封构件20一体化的构造。

作为上述密封构件20的材料的热塑性聚氨酯系树脂与作为保护圈25的材料的聚酰胺系树脂相熔着而被一体化成不可分离，但此时，在作为保护圈25的材料的聚酰胺系树脂含有酰胺基的情况下，该酰胺基对热塑性聚氨酯系树脂产生化学作用，可以比通常的熔着提高接合强度，从而可以使密封构件20与保护圈25牢固地接合而一体化。

相反，也可以先用聚酰胺系树脂将保护圈25成形为环状，并将其配置在模具内，然后对作为密封构件20的材料的、被加热至200～230℃左右的热塑性聚氨酯系树脂进行注射成形，由此使密封构件20与保护圈25一体化。

另外，在按照JIS K6256而进行第1密封件P1的剥离试验时，在将被加热至200℃的含有氨基的尼龙12注射成形，并使其熔着在上述热塑性聚氨酯系树脂上的情况下，即使用450N的拉力也没有剥离热塑性聚氨酯系树脂及尼龙12的长方形试样(宽度13～14mm)(具体地说，在试验次数为5次、误差为30N、平均拉力为450N的条件下，虽然试样断裂了，但没有看到剥离)。

但是，在只是粘结了相同的材料而进行同样的剥离试验时，即使用大概60N的拉力就产生了剥离(具体地说，在试验次数为5次、误差为30N、用平均拉力为60N的条件下产生了剥离)，但是与通常的粘结或熔接(本说明书所述的熔接是指使至少一方的至少表面熔化而与另一方相结合，从而使两者成为一体)等相比较，接合强度也非常高，因此，如果通过上述熔着方法使密封构件20与保护圈25一体化，则有即使作用了过大的液压力也不用担心会剥离的这样的优点。

另外，作为另一实施方式，是将密封构件20与保护圈25一同做成作为同系材质的热塑性聚氨酯系树脂，但是，保护圈25的材质比密封构件20的材质硬。硬度被设定为：例如，相对于密封构件20的硬度为A93(杜罗(duro)硬度)，使保护圈25的硬度为A98(杜罗硬度)。

对于密封构件20与保护圈25的形状，与上述实施方式相同。并且，对于其制造方法，也通过完全相同的制造方法来进行制造。

如上述那样，由于密封构件20与保护圈25为同系材质，因此提高了相互间的熔着接合强度，剥离的可能性因此而变低。

并且，由于保护圈25是热塑性聚氨酯系树脂材料，比使用聚酰胺系树脂材料的保护圈25柔软，因此将第1密封件P1安装于环状沟16时的安装性良好。其原因是：在将由环状的密封构件20与保护圈25组成的第1密封件P1安装于通孔10a的内周的环状沟16时，由于使它们通过内径较小的通孔10a，因此需要使第1密封件P1弯曲，易于变形、材质柔软的材料易于安装。

上述第2密封件P2是U形密封件状的密封构件30，该密封构件30具有与活塞杆11的外周滑动接触的环状的内侧唇部31、和抵接于在缸体10上形成的环状沟17沟底的环状的外侧唇部32。在成为该密封构件30背面侧的缸体10的外侧上，在环状沟17内配置有环板状的保护圈35。

特别是只要是在比较低的压力下对密封活塞杆11与缸体10之间没有问题的范围内选定各种材料来形成第2密封件P2即可。

并且，上述的切槽18内嵌入有防止灰尘和水等进入到缸体10内的防尘圈19。

在上述那样构成的密封构造中，即使活塞杆11相对于缸体10进行相对移动、即液压缸长期反复进行伸缩，由于构成第1密封件P1的密封构件20与保护圈25被一体化成不可分离，因此工作油也不会进入到密封构件20与保护圈25之间并蓄积在它们之间。

因而，由于没有保护圈25从密封构件20脱离的情况，因此可以始终确保第1密封件P1与环状沟16之间的在杆轴向上的间隙，根据活塞杆11的移动方向而在密封构件20的内侧唇部21与外侧唇部22之间的空间23内作用高压力时，内侧唇部21被牢固地推压在活塞杆11的外周面上，可以维持良好的密封性。

并且，由于在第1密封件P1与环状沟16之间有间隙，因此也不会阻碍通过第1密封件P1而积存在第1密封件P1与第2密封件P2之间的空间40的工作油根据活塞杆11的移动方向而回流到压力降低的缸体内。

因此，通过第1密封件P1的工作油不会蓄积在第1密封件P1与第2密封件P2之间的空间40内而使空间40内的压力异常地升高，由于避免了第2密封件P2的内侧唇部31被过度地推压在活塞杆11的表面上而磨损、或因摩擦热而产生老化的状况，因此也不会妨碍第2密封件P2的密封性。

如上述那样，由于可以防止第1密封件P1及第2密封件P2的密封性的恶化，因此即使活塞杆11长期反复移动，也可以将缸体10内维持在密封状态。

另外，由于第1密封件P1的作为缓冲密封件的功能长期没有老化地被保持着，因此第2密封件P2自身的密封性也被长期维持，结果，两密封件P1、P2的耐久性也提高，可以实现长寿命化。

由于作用于第2密封件P2的内侧唇部31的工作油的压力没有升高，因此能防止内侧唇部31被大于所需力的力推压在活塞杆11上，结果，能防止在活塞杆11与第2密封件P2之间产生过大的摩擦力，从而能保证活塞杆11的顺利的移动。

即，能保障液压缸的顺利的伸缩动作，使液压缸的驱动能量不产生损失。

另外，在密封构件20与保护圈25被一体化的基础之上，通过上述的热熔结而使接合强度升高，不用担心密封构件20与保护圈25之间的剥离，在防止第1密封件P1的密封性的恶化及提高耐久性的这一点上较理想，只要可以确保必要的强度，该一体化也可以通过粘结或熔接来进行。

并且，在本实施方式中，由于滑动部的密封构造被应用于液压缸中，因此在缸体10侧设置环状沟16、17，并将第1密封件P1、第2密封件P2分别***环状沟16、17中。但在轴不移动而筒侧移动的构造的、在轴侧设置环状沟的情况下，也可以在与筒侧的内周面相接触的、第1密封件P1的外侧唇部22外周的、图1中左端设置保护圈25，做成用该保护圈25阻止外侧唇部22的变形的结构。

以上，对本发明实施方式的说明就结束了，当然，本发明的范围并不限定于图示的实施方式本身。

产业可利用性

本发明可以用作液压缸等的滑动部的密封构造。

Claims (7)

1.一种滑动部的密封构造，该滑动部的密封构造包括轴、具有供上述轴自由相对滑动地***的轴孔的构件、和在这些轴与轴孔之间从高压力所作用的一侧依次直列地配置的第1密封件与第2密封件，其特征在于，

上述第1密封件具有对上述轴与轴孔之间进行密封的密封构件、和配置在该密封构件的与上述轴或轴孔的滑动面接触的一侧的一部分上的保护圈，上述密封构件与保护圈被一体化成不可分离。

2.根据权利要求1所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

上述密封构件具有环状的内侧唇部与外侧唇部，上述保护圈配置在上述内侧唇部或外侧唇部的滑动接触面的端部。

3.根据权利要求1或2所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

上述密封构件与上述保护圈通过熔接、或熔着、或粘结而被一体化。

4.根据权利要求1或2所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

上述密封构件是由热塑性聚氨酯系树脂构成的树脂构件，上述保护圈是由聚酰胺系树脂构成的树脂构件，密封构件与保护圈通过熔着。

5.根据权利要求1或2所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

上述密封构件与保护圈同为同系树脂构件，但保护圈由比上述密封构件硬的构件形成，密封构件与保护圈通过使一方以熔化的状态与未熔化的另一方相结合的方式被一体化。

6.根据权利要求4或5所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

在成型第1密封件的模具内配置预先在供上述保护圈熔着的部位设置了环状的切槽的密封构件，并将形成保护圈的树脂材料注射填充到上述切槽内，由此使上述密封构件与保护圈一体化。

7.根据权利要求4或5所述的滑动部的密封构造，其特征在于，

将预先形成为环状的保护圈配置在成型第1密封件的模具内，并将形成上述密封构件的树脂材料注射填充到上述模具内，由此使上述密封构件与保护圈一体化。

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