[发明专利]密封件和密封系统

说明书

发明领域

本发明涉及一种使用在液压缸等中的密封件(packing)和一种装有该密封件的密封系统(sealing system)。

发明背景

液压缸的密封系统通常使用活塞杆密封系统(rod sealing system)等。活塞杆密封系统用在液压缸等中，而液压缸等用作建筑机械或运输车辆等的致动器。下面结合图6说明使用现有活塞杆密封系统的普通液压缸。图6为示出液压缸的概略剖面的立体图。

液压缸101包括：缸102；插入缸102中而可自由滑动的活塞103；以及与活塞103连接的杆104。此外，液压缸101设有活塞杆密封系统，该活塞杆密封系统装在缸102一端部中的安装凹槽中，从而密封缸102的内周与杆104之间的间隙。

缸102在活塞103两侧两油压导入孔105、106。通过将工作油的压力选择性地作用在油压导入孔105或106上，可轴向移动活塞103，并改变缸102、杆104的安装部107、108的相对位置。

下面结合图7说明活塞杆密封系统。图7为现有活塞杆密封系统的半剖面图。

该活塞杆密封系统包括：防止工作油向外泄漏的活塞杆用密封件R(rod packing)；装在该活塞杆用密封件R的油压侧、受到大负载时吸收(缓冲)冲击压力或压力波动或削减流向活塞杆用密封件R的高温工作油、从而提高活塞杆用密封件R使用寿命的缓冲环B；以及位于活塞杆用密封件R外侧、防止泥水或灰尘进入的防尘密封D(dust seal)。

缓冲环B包括：U形密封件110，该密封件包括分别从基部111的内周和外周向油压侧O突出的内周唇部112和外周唇部113、和在内周唇部112与外周唇部113之间的U形环形槽(U形槽)114；以及装在U形密封件110的基部111内周侧上的支撑环115。活塞杆用密封件R包括U形密封件120和装在该U形密封件外侧的支撑环121。防尘密封D包括：其外周上的安装部，金属环133用烘烤法固定于其上；防尘唇131以及油密封唇130。

构成缓冲环B的密封件110为用橡胶材料如聚安酯橡胶(polyurethanerubber)制成的环形件。密封件110装在缸102内周面上的环形槽102a中。内周唇部112在杆104的外周面上滑动，外周唇部113与环形槽102a的槽底102b紧密接触。

密封在缓冲环B的油压侧O的工作油由于活塞103和杆104的来回运动而稍稍漏到活塞杆用密封件R一侧。由活塞103和杆104反复来回运动造成的漏油的积累造成工作油积累在缓冲环B与活塞杆用密封件R之间的空间S中。空间S充满工作油后，空间S中的工作油的油压提高(即油压积累或蓄压)。

如油压如上所述在空间S中积累，油压就会不断作用在活塞杆用密封件R上，从而磨损、发热和滑动阻力增加，导致活塞杆密封系统使用寿命下降和工作性能劣化。

已知有若干避免这一油压积累的手段。

例如，一种手段如下所述。相对内周唇部减小U形密封件的外周唇部的厚度，从而使得外周唇部比内周唇部更易变形。因此，U形密封件的外周侧弹性变形，从而当缓冲环与活塞杆用密封件之间的压力增加时密封侧(密封对象侧)与密封侧的相反侧(反密封对象侧)连通。因此油压积累得以避免(参见专利文件1)。

另一种手段如下。缓冲环与活塞杆用密封件之间的压力增加、U形密封件被压向密封侧时，内周唇部和外周唇部与安装凹槽的侧面接触，造成该U形槽密封，从而压力在该凹槽中积累。为防止这种情况，在内周唇部前端表面上形成一缝(slit)(参见专利文件1)。

此外，避免油压积累的其它手段是在支撑环的内周面上形成凹槽(参见专利文件2和3)。相关技术的例子见专利文件4和5。

专利文件1：日本特开2001-355739号公报

专利文件2：日本实开平1-152151号公报

专利文件3：日本特开2004-28160号公报

专利文件4：日本特开2004-19782号公报

专利文件5：日本特开8-326924号公报

发明内容

本发明要解决的问题

但是，在U形密封件外周侧弹性变形的那种结构中，不仅外周唇部而且支撑外周唇部的基部也得变形。如油压增加得不够，密封侧与密封侧的相反侧无法连通，从而很难避免油压积累。

即使基部外径做成小于环形槽槽底直径以使外周部侧易于变形，在密封件直径比方说由于长期使用或比方说由受热造成的塑性变形(creepdeformation)而增加的情况下，基部的外周面仍会与槽底紧密接触。这最终需要基部变形以避免油压积累。