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密封件以及密封机构

阅读:358发布:2023-03-01

专利汇可以提供密封件以及密封机构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供 密封件 以及密封机构,该密封件(1)具备:筒状的滑动层(2),其具有供棒状体能够滑动地插通的插通孔(21),且由 纤维 以及弹性材料一体化而成的材料构成;弹性外皮层(3),其层叠于滑动层(2)的外周面(22);以及紧固用纤维(4),其以不与滑动层(2)的外周面(22) 接触 的状态在弹性外皮层(3)的内部或者弹性外皮层(3)的外周面沿着周向连续地卷绕至少一周,该密封机构使用该密封件。,下面是密封件以及密封机构专利的具体信息内容。

1.一种密封件,其中,
所述密封件具备:
筒状的滑动层,其具有供棒状体能够滑动地插通的插通孔,且由纤维以及弹性材料一体化而成的材料构成;
弹性外皮层,其层叠于所述滑动层的外周面;以及
紧固用纤维,其以不与所述滑动层的所述外周面接触的状态在所述弹性外皮层的内部或者所述弹性外皮层的外周面沿着周向连续地卷绕至少一周。
2.根据权利要求1所述的密封件,其中,
所述紧固用纤维是选自纤维、玻璃纤维以及芳纶纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的密封件,其中,
所述紧固用纤维呈线状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封件,其中,
所述紧固用纤维被卷绕多周。
5.根据权利要求4所述的密封件,其中,
所述紧固用纤维被卷绕成螺旋状。
6.根据权利要求4或5所述的密封件,其中,
相邻的所述紧固用纤维彼此相互接触。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封件,其中,
所述弹性外皮层的径向的厚度大于所述滑动层的径向的厚度。
8.一种密封机构,其中,
所述密封机构利用权利要求1至7中任一项所述的密封件对构造体的孔部以及插入到所述孔部内的棒状体之间进行密封。

说明书全文

密封件以及密封机构

技术领域

[0001] 本发明涉及对棒状体的周围进行密封的密封件以及密封机构。

背景技术

[0002] 已知有对棒状体的周围进行密封的密封件。这样的密封件通常由橡胶等构成,因此当以高负载长期使用时,存在有产生橡胶的蠕变变形而使朝向棒状体的压缩降低、密封性降低这样的问题。
[0003] 在专利文献1中记载有对处理作为调色剂的粉末的图像处理装置的旋转轴进行密封而防止粉末的漏出的圆筒状密封构件。作为该密封构件,通过将绒毛或纤维设为圆筒状、并利用金属支承构件来约束其外周侧,利用适度的压缩力将其压入轴的周围,取得滑动阻力与密封性的平衡。
[0004] 但是,在上述的圆筒状密封构件中,绒毛以及纤维的耐久性低,而且当粉末侵入绒毛或纤维之间时,密封性降低,因此无法以高负载长期使用。在上述的圆筒状密封构件中,需要获得朝向轴的压缩力,并且需要相对于供圆筒状密封构件安装的安装孔(外壳)进行严格的公差设定。
[0005] 另一方面,本申请人之前开发了专利文献2所记载的密封件来作为圆筒状密封构件。作为这样的密封件,期望耐久性以及密封性更加优异。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2008-26728号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2014-5865号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的课题
[0011] 本发明的课题在于,提供耐久性以及密封性优异的密封件以及密封机构。
[0012] 用于解决课题的手段
[0013] 本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,其结果是,完成了本发明。本发明的密封件具备:筒状的滑动层,其具有供棒状体能够滑动地插通的插通孔,且由纤维以及弹性材料一体化而成的材料构成;弹性外皮层,其层叠于所述滑动层的外周面;以及紧固用纤维,其以不与所述滑动层的所述外周面接触的状态在所述弹性外皮层的内部或者所述弹性外皮层的外周面沿着周向连续地卷绕至少一周。
[0014] 根据本发明的密封机构,利用上述的密封件对构造体的孔部以及插入到所述孔部内的棒状体亦即轴之间进行密封。
[0015] 发明效果
[0016] 本发明的密封件具有耐久性以及密封性优异这样的效果。附图说明
[0017] 图1是表示本发明的一实施方式的密封件的图,(a)是俯视图,(b)是(a)的X1向视侧视图,(c)是(a)的X2-X2线剖视图。
[0018] 图2是表示本发明的一实施方式的密封机构的简要剖视图。
[0019] 图3是表示本发明的其它实施方式的密封件的俯视图。

具体实施方式

[0020] <密封件>
[0021] 以下,参照图1对本发明的一实施方式的密封件进行详细说明。
[0022] 如图1的(a)所示,本实施方式的密封件1是圆筒状(环状)的构件,作为其构成构件,具备滑动层2、弹性外皮层3以及紧固用纤维4。以下,依次说明本实施方式的密封件1的各构成构件。
[0023] (滑动层)
[0024] 滑动层2为筒状的构件,更具体来说为圆筒状的构件。滑动层2具有插通孔21。插通孔21是供棒状体能够滑动地插通的部位。具体说明,插通于插通孔21的本实施方式的棒状体如后述的图2所示为圆柱状的轴101。轴101是相对于构造体102进行往复运动或者旋转等的相对移动的构件。本实施方式的插通孔21构成为,在轴101以插通于插通孔21的状态相对于构造体102相对移动时,插通孔21以及轴101相互滑动。
[0025] 具有上述的结构的本实施方式的滑动层2由将纤维以及弹性材料一体化而成的材料构成。根据这样的结构,能够降低相对于轴101的滑动阻力,能够相对于滑动摩擦发挥优异的耐久性。
[0026] 构成滑动层2的纤维主要与轴101滑动接触,成为降低相对于轴101的滑动阻力的主要因素。作为这样的纤维,例如举出尼龙纤维、聚酯纤维、特氟隆(注册商标)纤维、液晶聚合物纤维、线、纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。例示的这些纤维能够通过混合1种或者2种以上来使用。
[0027] 作为构成滑动层2的纤维的形态,例如举出纺织物、无纺布、编织物等布料。纺织物包含帆布。布料的单位面积重量通常为20~200g/m2,但并非限定于此。
[0028] 在纤维为布料的形态的情况下,优选将布料以及弹性材料一体化,使得布料与轴101滑动接触。具体来说,优选使布料含浸弹性材料。由此,弹性材料进入构成布料的纤维之间,作为结果而能够加强布料。由于因纤维材彼此的摩擦而引起的磨损减少,因此耐磨损性也提高。在使布料含浸弹性材料的情况下,优选在顺畅地进行含浸处理的基础上,利用溶剂等将弹性材料溶解为液状。
[0029] 作为纤维的形态,在上述的布料之外,例如也可以是短纤维等。在纤维的形态为短纤维的情况下,优选在弹性材料中混入短纤维进行一体成形。
[0030] 构成滑动层2的弹性材料主要使上述的纤维的耐久性提高。作为弹性材料,例如举出橡胶、弹性体等。作为橡胶,例如举出天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、海波隆、聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、丁苯橡胶、氯化聚乙烯橡胶等。作为弹性体,例如举出可研磨型聚酯、热固化性聚氨酯、热塑性聚氨酯或者热塑性聚酯等。例示的这些弹性材料能够混合1种或者2种以上来使用。
[0031] 能够向构成滑动层2的弹性材料添加添加剂。作为添加剂,例如举出硫化剂、硫化促进剂、加强剂等。作为硫化剂,例如举出化二异丙苯等有机过氧化物、有机硫化合物、金属氧化物等。作为硫化促进剂,例如举出硬脂酸脂肪酸、金属氧化物等。作为加强剂,例如举出炭黑、白炭等。
[0032] 作为上述以外的其它的添加剂,例如也能够将抗老化剂、填充剂、增塑剂、粘着剂、固体润滑剂等向弹性材料添加。当将例示的这些添加剂中的固体润滑剂向弹性材料添加时,能够减小滑动阻力。作为固体润滑剂,例如举出石墨、硅油、氟粉末、二硫化钼等。
[0033] (弹性外皮层)
[0034] 弹性外皮层3是如图1的(b)所示层叠于上述的滑动层2的外周面22的构件。弹性外皮层3是由弹性材料构成的构件,在轴101相对于构造体102相对移动时,追随该移动使滑动层2的形状稳定,作为维持密封性的构件而发挥功能。
[0035] 作为构成弹性外皮层3的弹性材料,举出与上述的滑动层2所例示的弹性材料相同的弹性材料。能够在构成弹性外皮层3的弹性材料中添加添加剂。作为添加剂,例如举出硫化剂、硫化促进剂、加强剂、防老化剂、填充剂、增塑剂、粘着剂等。针对例示的这些添加剂中的、硫化剂、硫化促进剂以及加强剂,能够例示与上述的滑动层2所例示的添加剂相同的添加剂。
[0036] 在本实施方式中,如图1的(c)所示,弹性外皮层3的径向的厚度T3大于滑动层2的径向的厚度T2。根据这样的结构,能够使上述的维持密封性的效果提高。
[0037] (紧固用纤维)
[0038] 紧固用纤维4是提高密封件1朝向轴101的压缩力、换言之朝向轴101的紧固力的构件。在本实施方式中,将紧固用纤维4从其端部4a起沿着周向连续地卷绕于弹性外皮层3的内部。更具体来说,将紧固用纤维4以不与滑动层2的外周面22接触的状态在弹性外皮层3的内部沿着周向连续地卷绕至少一周。根据这样的结构,能够提高密封件1的紧固力,作为结果而能够发挥优异的耐久性以及密封性,能够以高负载长期使用。另外,在本实施方式中,由于以密封件1的构造为起因而产生高紧固力,因此不需要像以往那样相对于安装密封件的上述的安装孔等安装构件设定严格的公差,能够进行灵活的设计。
[0039] 作为紧固用纤维4,举出与上述的滑动层2所例示的纤维相同的纤维。尤其是,作为紧固用纤维4,优选是选自碳纤维、玻璃纤维以及芳纶纤维中的至少1种。由于碳纤维、玻璃纤维以及芳纶纤维均具有非伸缩性,因此能够提高密封件1的紧固力。
[0040] 从提高密封件1的紧固力的观点出发,本实施方式的紧固用纤维4具有下述那样的结构。本实施方式的紧固用纤维4呈线状。在本实施方式中,通过聚拢多个紧固用纤维4而形成线状。在本实施方式中,将紧固用纤维4卷绕多周,将紧固用纤维4呈螺旋状卷绕。另外,在本实施方式中,相邻的紧固用纤维4、4彼此相互接触。根据这些结构,能够在弹性外皮层3的内部紧密地卷绕紧固用纤维4,作为结果而能够提高密封件1的紧固力。
[0041] 具有上述结构的本实施方式的密封件1例如能够如以下那样制造。首先,向具有与轴101同样的形状的棒状物至少卷绕一层对弹性材料进行了含浸处理的布料,获得构成滑动层2的第一层。接下来,向第一层的外周面至少卷绕一层构成弹性外皮层3的弹性材料而获得第二层。接下来,在第二层的外周面将紧固用纤维4以不与第一层的外周面接触的方式沿着周向连续地卷绕至少一周之后,进一步将构成弹性外皮层3的弹性材料至少卷绕一层而获得第三层。最后,将依次层叠有第一层、第二层以及第三层的筒状的层叠体收容于能够成形为密封件1的形状的上下模具之间,在加压下对各层进行加热粘合之后将其从模具取出,剪切为必要厚度而获得密封件1。
[0042] <密封机构>
[0043] 接下来,针对本发明的一实施方式的密封机构,以使用上述的密封件1的情况为例,参照图2进行详细说明。
[0044] 如图2所示,本实施方式的密封机构100具有利用上述的密封件1对构造体102的孔部103以及插入到孔部103内的棒状体亦即轴101之间进行密封的结构。根据这样的结构,发挥优异的耐久性以及密封性的密封件1对构造体102的孔部103以及插入到孔部103内的轴101之间进行密封。因此,能够长期抑制附着于轴101的粉末等异物110侵入孔部103内。以下,具体说明本实施方式的密封机构100的结构。
[0045] 密封机构100中的构造体102具有位于孔部103的开口附近的凹状的密封件收容部104。密封件收容部104具有比密封件1的直径稍小、且比孔部103的内径大的内径。孔部103具有比轴101的直径大的内径。根据这些结构,能够在将轴101插通于密封件1的插通孔21进而插入到构造体102的孔部103内之后,将密封件1以压入状态收容在密封件收容部104内。
另外,也能够在预先将密封件1以压入状态收容在密封件收容部104内之后,将轴101经由密封件1的插通孔21插入到构造体102的孔部103内。
[0046] 在将密封件1收容在密封件收容部104内之后,在密封件收容部104的开口部的缘部周边安装挤压构件105。由此,能够抑制密封件1从密封件收容部104脱落。
[0047] 附着于轴101的粉末等异物110能够通过使轴101相对于构造体102往复运动而除去。当使轴101相对于构造体102往复运动时,能够使附着于轴101的异物110向密封件1的弹性外皮层3侧移动,作为结果而能够从轴101除去异物110。
[0048] 在本实施方式中,位于异物110侵入的一侧的密封件1的前表面构成为相对于轴101垂直,但密封件1的前表面也可以构成为,以随着从密封件1的外周面侧趋向内周面侧而远离孔部103的方式倾斜。根据这样的结构,能够从轴101高效地除去异物110。
[0049] 上述的本实施方式的密封件1以及密封机构100能够适用于处理粉末或者液体等的驱动装置。作为这样的驱动装置,例如举出机动车、摩托车、自行车、娱乐用搭乘物、摩托艇、路车辆、船舶、航空机、宇宙飞船等搭乘物、各种机械、机床、机器人、不耐振动的生产设备、图像处理装置、半导体制造装置、晶片安装机等工业机械、滚珠丝杠那样的直动构件等,但不限于这些。
[0050] 以上,例示出本发明的优选实施方式,但本发明不限于上述的实施方式,只要不脱离本发明的主旨则能够设为任意结构是不言而喻的。
[0051] 例如,在上述的实施方式中,将紧固用纤维4以不与滑动层2的外周面22接触的状态在弹性外皮层3的内部沿着周向连续地卷绕至少一周,但也能够取而代之如图3所示卷绕紧固用纤维4。在图3所示的密封件10中,将紧固用纤维4沿着弹性外皮层3的外周面31的周向连续地卷绕至少一周。这样的结构也能够与上述的实施方式的密封件1同样地提高密封件10的紧固力。
[0052] 其它的结构与上述的实施方式的密封件1相同,因此省略说明。
[0053] 在上述的本实施方式中,紧固用纤维4呈线状,但能够取而代之将紧固用纤维4设为其它形状。作为其它形状,例如举出编织紧固用纤维4而成的形状等。
[0054] 在上述的本实施方式中,相邻的紧固用纤维4、4彼此相互接触,但能够取而代之使相邻的紧固用纤维4、4彼此位于不相互接触的位置
[0055] 在上述的本实施方式中,棒状体为圆柱状的轴101,但棒状体不限于圆柱状的轴101。关于轴101的形状,并不限定于圆柱状,能够设为其它形状。作为其它形状,例如举出多棱柱状等。
[0056] 附图标记说明:
[0057] 1、10:密封件;
[0058] 2:滑动层;
[0059] 21:插通孔;
[0060] 22:外周面;
[0061] 3:弹性外皮层;
[0062] 31:外周面;
[0063] 4:紧固用纤维;
[0064] 4a:端部;
[0065] 100:密封机构;
[0066] 101:轴;
[0067] 102:构造体;
[0068] 103:孔部;
[0069] 104:密封件收容部;
[0070] 105:挤压构件;
[0071] 110:异物。
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