唇型密封
阅读：972发布：2020-05-11
专利汇可以提供唇型密封专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在设置于 外壳 (12)和往复运动的轴(13)之间的环状间隙中的 树脂 制唇型密封(1)中，可防止与配合部件(12或13)紧密 接触 的唇部(3、4、6)的前端(31、41、61)的形状随时间而变化，另外，唇部(3、4、6)的前端(31、41、61)的形状兼具有确保作为尖 角 形特征的低 泄漏 性的功能和确保作为R形状特征的油膜厚度功能的平衡。作为其解决手段，在各个唇部(3、4、6)的前端(31、41、61)，形成了具有边缘部分(22)其轴向宽度为(W)的平坦面(21)。此外，平坦面(21)的轴向宽度(W)为各唇部(3、4、6)轴向总宽度(A)的5～30％。，下面是唇型密封专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及作为高压燃料泵密封而在汽油直喷发动机用喷射泵中 使用的，在其他的油压、气压、水压机械中全面使用的用于往复动作 的由PTFE等树脂制造的唇型密封。
背景技术
在唇型密封中，唇部前端的形状极大地影响着密封性能，当使用 PTFE树脂等容易发生蠕变的材料成形时，由于唇的前端形状由于断面 的压力或在轴上滑动而造成随时间的变化，因而使密封性能发生变化， 具有不能得到稳定的密封性能的缺点。
这就是说，过去在外壳110和轴111之间设置如在图5中所示的 使用PTFE等树脂材料的唇型密封101时，唇部102的前端部103的形 状，其用虚线圆弧围起的放大剖视图如在图6中所示，加工成如(1) 所示的R形104、(2)所示的尖角形状105的形状。但是，当将唇部 102的前端部103制成R形状104和尖角105的形状时，作为与其配 合部件的外壳110或轴111紧密接触的前端部103的形状，由于蠕变 在使用之后形成如图6(3)中所示的扁平的状态106，而有使密封性 能变化的缺点。
特别是在轴111往复运动的往复运动密封的情况下，与转动密封 不同，在与轴111接触的唇前端部103上产生去路和回路上的不同应 力，因蠕变而使形状难以一致，与转动密封时相比，使用后的R形104 和尖角105的容易破坏而使密封性能发生变化的问题更加明显。
而将唇部102的前端部103的形状制成R形状104的目的，是通 过确保滑动面的油膜而重视对磨耗性，但是会产生密封性变差的缺点， 当把前端部103的形状制成旨在降低泄漏量的尖角形状105时，确保 了密封性，但会产生对磨耗性变差的缺点。
在下面的专利文献中，叙述了在油密封的密封唇的前端部形成环 状的平坦面，与具有预定轴向宽度的配合部件能够自由滑动地紧密接 触，但没有公开任何树脂制造的唇型密封。
这就是说，过去在外壳110和轴111之间设置如在图5中所示的 使用PTFE等树脂材料的唇型密封101时，唇部102的前端部103的形 状，其用虚线圆弧围起的放大剖视图如在图6中所示，加工成如(1) 所示的R形104、(2)所示的尖角形状105的形状。但是，当将唇部 102的前端部103制成R形状104和尖角105的形状时，作为与其配 合部件的外壳110或轴111紧密接触的前端部103的形状，由于蠕变 在使用之后形成如图6(3)中所示的扁平的状态106，而有使密封性 能变化的缺点。
特别是在轴111往复运动的往复运动密封的情况下，与转动密封 不同，在与轴111接触的唇前端部103上产生去路和回路上的不同应 力，因蠕变而使形状难以一致，与转动密封时相比，使用后的R形104 和尖角105的容易破坏而使密封性能发生变化的问题更加明显。
而将唇部102的前端部103的形状制成R形状104的目的，是通 过确保滑动面的油膜而重视对磨耗性，但是会产生密封性变差的缺点， 当把前端部103的形状制成旨在降低泄漏量的尖角形状105时，确保 了密封性，但会产生对磨耗性变差的缺点。
在下面的专利文献中，叙述了在油密封的密封唇的前端部形成环 状的平坦面，与具有预定轴向宽度的配合部件能够自由滑动地紧密接 触，但没有公开任何树脂制造的唇型密封。
发明内容
发明要解决的问题
鉴于以上各点，本发明的目的是，在固定部件和往复动作的动作 部件之间的环状间隙中设置的树脂制唇型密封中，防止和配合部件紧 密接触的唇部前端的形状随时间而发生变化。
另一个目的是使其兼备确保唇部前端形状为尖角形状特征的低泄 漏的功能和确保作为R形状特征的油膜厚度功能两者特性的平衡。
解决问题的手段
为了实现上述目的，在本发明所述的具有设置在固定部件和往复 动作的动作部件之间的环状间隙中的一端具有孔部的树脂制唇型密封 中，其特征在于，在唇部的前端形成具有边缘部分的轴向宽度的平坦 面，该平坦面与配合部件紧密接触。
此外，所述唇型密封可以在上述的开口中内置有板式弹簧、螺旋 弹簧或O形环，而上述平坦面的轴向宽度适合设置在所述唇部轴向安 装宽度的5～30％的范围内。
发明的效果
本发明取得了如下的效果。
即，在包括上述结构的涉及本发明的唇型密封中，由于在唇部前 端形成具有边缘部分轴向宽度的平坦面，所以即使密封本体是使用 PTFE树脂等容易发生蠕变的材料制成的，也不会产生由截面的压缩力 或与轴的滑动造成前端形状随时间而变化的问题，从而能够长时间维 持符合设计的稳定密封性能。
而由于唇部前端形成为平坦面，与R形状或尖角形状相比，接触 面积大使表面的压强降低，所以即使特别是在轴往复动作的往复运动 密封的情况下，唇部前端的形状也不会随着时间发生变化，从而能够 长时间维持符合设计的稳定密封性能。
再有，由于在唇部前端形成的平坦面具有边缘部分，就能够制成 确保以下双方特性平衡的前端形状，即有边缘部分发挥了以往的唇部 前端是尖角形状时特征性功能的低泄漏性的功能的，也有平坦面部分 发挥在R形状的情况下特征功能确保油膜厚度功能。
在孔部内置有有板式弹簧等能够防止前端随时间而变化，而由于 增大了对径向的压紧力，就能够提高密封性能。
当将平坦面的轴向宽度设定在唇部轴向总宽度的5～30％范围内 时，更适于取得如上的效果。
根据如上所述，涉及本发明的唇型密封，由于不是边缘或线接触， 而是通过形成平坦面的面接触，所以提高了密封性能，不仅适用于油 脂等高粘度的液体，也适合相对于汽油等低粘度的液体使用。
附图说明
图1涉及本发明实施形态1的唇型密封的剖视图；
图2图1的部分放大剖视图；
图3涉及本发明实施形态1的唇型密封安装剖视图；
图4涉及本发明实施形态2的唇型密封剖视图；
图5涉及以往例子的唇型密封剖视图；
图6是图5的部分放大剖视图。
符号说明
1唇型密封
2密封本体
3外径侧唇部
31、41、61前端部
4内径侧唇部
5孔部
6油唇
11板式弹簧
12外壳(固定部件)
13轴(动作部件)
21平坦面
22边缘部分
A轴向总宽度
W轴向宽度
G汽油侧
G’与汽油相反侧
鉴于以上各点，本发明的目的是，在固定部件和往复动作的动作 部件之间的环状间隙中设置的树脂制唇型密封中，防止和配合部件紧 密接触的唇部前端的形状随时间而发生变化。
另一个目的是使其兼备确保唇部前端形状为尖角形状特征的低泄 漏的功能和确保作为R形状特征的油膜厚度功能两者特性的平衡。
解决问题的手段
为了实现上述目的，在本发明所述的具有设置在固定部件和往复 动作的动作部件之间的环状间隙中的一端具有孔部的树脂制唇型密封 中，其特征在于，在唇部的前端形成具有边缘部分的轴向宽度的平坦 面，该平坦面与配合部件紧密接触。
此外，所述唇型密封可以在上述的开口中内置有板式弹簧、螺旋 弹簧或O形环，而上述平坦面的轴向宽度适合设置在所述唇部轴向安 装宽度的5～30％的范围内。
发明的效果
本发明取得了如下的效果。
即，在包括上述结构的涉及本发明的唇型密封中，由于在唇部前 端形成具有边缘部分轴向宽度的平坦面，所以即使密封本体是使用 PTFE树脂等容易发生蠕变的材料制成的，也不会产生由截面的压缩力 或与轴的滑动造成前端形状随时间而变化的问题，从而能够长时间维 持符合设计的稳定密封性能。
而由于唇部前端形成为平坦面，与R形状或尖角形状相比，接触 面积大使表面的压强降低，所以即使特别是在轴往复动作的往复运动 密封的情况下，唇部前端的形状也不会随着时间发生变化，从而能够 长时间维持符合设计的稳定密封性能。
再有，由于在唇部前端形成的平坦面具有边缘部分，就能够制成 确保以下双方特性平衡的前端形状，即有边缘部分发挥了以往的唇部 前端是尖角形状时特征性功能的低泄漏性的功能的，也有平坦面部分 发挥在R形状的情况下特征功能确保油膜厚度功能。
在孔部内置有有板式弹簧等能够防止前端随时间而变化，而由于 增大了对径向的压紧力，就能够提高密封性能。
当将平坦面的轴向宽度设定在唇部轴向总宽度的5～30％范围内 时，更适于取得如上的效果。
根据如上所述，涉及本发明的唇型密封，由于不是边缘或线接触， 而是通过形成平坦面的面接触，所以提高了密封性能，不仅适用于油 脂等高粘度的液体，也适合相对于汽油等低粘度的液体使用。
附图说明
图1涉及本发明实施形态1的唇型密封的剖视图；
图2图1的部分放大剖视图；
图3涉及本发明实施形态1的唇型密封安装剖视图；
图4涉及本发明实施形态2的唇型密封剖视图；
图5涉及以往例子的唇型密封剖视图；
图6是图5的部分放大剖视图。
符号说明
1唇型密封
2密封本体
3外径侧唇部
31、41、61前端部
4内径侧唇部
5孔部
6油唇
11板式弹簧
12外壳(固定部件)
13轴(动作部件)
21平坦面
22边缘部分
A轴向总宽度
W轴向宽度
G汽油侧
G’与汽油相反侧
具体实施方式
以下，参照附图举例说明本发明较佳的实施形态。但是，本发明 的范围并不限于特别限定的叙述，在此实施形态中叙述的内容并无限 定的意思。
如在图1中所示，涉及本发明实施形态一的唇型密封1包括设置 在图中未显示的外壳和插在其内周进行往复运动的轴之间的环状空间 中的密封本体2和板状弹簧11。
密封本体2是由PTFE树脂一体成形，包括与外壳密封接触、主要 密封存在于图中右侧的以汽油为密封对象的外径侧唇部3、与轴自由滑 动同样主要密封汽油的内径侧唇部4和向着汽油侧(G)方向开口的孔 部5。
图2是图1用虚线围起的内径侧唇部4的前端部41的放大状态。 前端部41在轴向形成平坦的具有预定宽度的平坦面21，平坦面21在 宽度方向的端部具有边缘部分22。
在前端部41上所形成的平坦面21的轴向宽度W，相对于图1中 所示的内径侧唇部4在轴向总宽度A设定在5～30％的范围内。
外径侧唇部3的前端部31也和内径侧唇部4同样，如在图1中所 示，在宽度方向的端部形成具有边缘部分22的平坦面21，平坦面21 在轴向的宽度W，相对于外径侧唇部3在轴向总宽度A设定在5～30 ％的范围内。
设置于密封本体2中的一端开口的孔部5中，内置有向着汽油侧 (G)的方向开口的截面大致为U字形的板式弹簧11，相对于外径侧 唇部3和内径侧唇部4施加径向的压紧力。
如在图3中所示，将上述结构的唇型密封1，设置在外壳12和插 入其内周径向往复运动的轴13之间的环状空间。外径侧唇部3相对于 作为配合部件外壳12，与在前端31上形成的平坦面21紧密接触，内 径侧唇部4相对于作为配合部件的轴13，与在前端41上形成的平坦面 21自由滑动地紧密接触。
这样，由于外径侧唇部3和内径侧唇部4前端(31、41)的平坦 面21与配合部件紧密接触，所以可防止随时间而变化，能够维持按照 设计的如开始使用时的密封性能。
另外，在外径侧唇部3和内径侧唇部4的前端部(31、41)上形 成的平坦面21，在轴向端部具有边缘部分22，所以边缘部分22产生 了以往唇部前端是尖角形情况下作为特征功能的低泄漏性的功能，而 平坦面21产生了以往唇部前端为R形状情况下作为特征功能的确保油 膜厚度的功能，所以唇部前端的设计能够很好平衡地确保低泄漏性能 和确保油膜厚度的性能。
此外，本发明所述的唇型密封1，由于形成了边缘或并非线接触的 由平坦面21而形成面接触，所以不仅对于油脂等高粘度的液体，即使 对于汽油等低粘度也也能够提高密封性能。
在上述实施形态中，说明了在孔部5内置有板式弹簧11的情况， 但使用螺旋弹簧或O形环等弹性体代替板式弹簧11也可以取得同样的 效果。另外，唇型密封1是由于施加压力而发挥了自密封的功能，因 此在孔部5不装板式弹簧等弹性体的情况也是可以的。
图4是本发明所述的另一个实施形态2的唇型密封1的剖视图。 除了上述实施形态的结构之外，还在与汽油相反的一侧(G’)一体化 设置了与往复运动的轴能够自由滑动紧密接触的断面大致为矩形的油 唇6。
油唇6的前端部61与外径侧唇部3和内径侧唇部4的前端部(31、 41)同样，在宽度方向的端部形成具有边缘部分22的平坦面21，其平 坦面21的轴向宽度W，相对于油唇6轴向总宽度A设定在5～30％的 范围内。
专利文献1：特开平11-311338
专利文献2：特开2002-022027
如在图1中所示，涉及本发明实施形态一的唇型密封1包括设置 在图中未显示的外壳和插在其内周进行往复运动的轴之间的环状空间 中的密封本体2和板状弹簧11。
密封本体2是由PTFE树脂一体成形，包括与外壳密封接触、主要 密封存在于图中右侧的以汽油为密封对象的外径侧唇部3、与轴自由滑 动同样主要密封汽油的内径侧唇部4和向着汽油侧(G)方向开口的孔 部5。
图2是图1用虚线围起的内径侧唇部4的前端部41的放大状态。 前端部41在轴向形成平坦的具有预定宽度的平坦面21，平坦面21在 宽度方向的端部具有边缘部分22。
在前端部41上所形成的平坦面21的轴向宽度W，相对于图1中 所示的内径侧唇部4在轴向总宽度A设定在5～30％的范围内。
外径侧唇部3的前端部31也和内径侧唇部4同样，如在图1中所 示，在宽度方向的端部形成具有边缘部分22的平坦面21，平坦面21 在轴向的宽度W，相对于外径侧唇部3在轴向总宽度A设定在5～30 ％的范围内。
设置于密封本体2中的一端开口的孔部5中，内置有向着汽油侧 (G)的方向开口的截面大致为U字形的板式弹簧11，相对于外径侧 唇部3和内径侧唇部4施加径向的压紧力。
如在图3中所示，将上述结构的唇型密封1，设置在外壳12和插 入其内周径向往复运动的轴13之间的环状空间。外径侧唇部3相对于 作为配合部件外壳12，与在前端31上形成的平坦面21紧密接触，内 径侧唇部4相对于作为配合部件的轴13，与在前端41上形成的平坦面 21自由滑动地紧密接触。
这样，由于外径侧唇部3和内径侧唇部4前端(31、41)的平坦 面21与配合部件紧密接触，所以可防止随时间而变化，能够维持按照 设计的如开始使用时的密封性能。
另外，在外径侧唇部3和内径侧唇部4的前端部(31、41)上形 成的平坦面21，在轴向端部具有边缘部分22，所以边缘部分22产生 了以往唇部前端是尖角形情况下作为特征功能的低泄漏性的功能，而 平坦面21产生了以往唇部前端为R形状情况下作为特征功能的确保油 膜厚度的功能，所以唇部前端的设计能够很好平衡地确保低泄漏性能 和确保油膜厚度的性能。
此外，本发明所述的唇型密封1，由于形成了边缘或并非线接触的 由平坦面21而形成面接触，所以不仅对于油脂等高粘度的液体，即使 对于汽油等低粘度也也能够提高密封性能。
在上述实施形态中，说明了在孔部5内置有板式弹簧11的情况， 但使用螺旋弹簧或O形环等弹性体代替板式弹簧11也可以取得同样的 效果。另外，唇型密封1是由于施加压力而发挥了自密封的功能，因 此在孔部5不装板式弹簧等弹性体的情况也是可以的。
图4是本发明所述的另一个实施形态2的唇型密封1的剖视图。 除了上述实施形态的结构之外，还在与汽油相反的一侧(G’)一体化 设置了与往复运动的轴能够自由滑动紧密接触的断面大致为矩形的油 唇6。
油唇6的前端部61与外径侧唇部3和内径侧唇部4的前端部(31、 41)同样，在宽度方向的端部形成具有边缘部分22的平坦面21，其平 坦面21的轴向宽度W，相对于油唇6轴向总宽度A设定在5～30％的 范围内。
专利文献1：特开平11-311338
专利文献2：特开2002-022027
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