[发明专利]密封结构及密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于密封轴与壳体之间的环状间隙的密封结构及密封装置。

背景技术

以往，广泛已知一种具备橡胶状弹性体制的O型环和树脂制的支承环的密封装置作为用于高压环境下的密封装置。参照图7和图8，对这种现有例1的密封装置进行说明。图7和图8是现有例1的密封结构的示意剖视图。需要说明是，图7表示经由密封装置两侧的流体压力没有产生压差的状态，图8表示经由密封装置两侧的流体压力产生压差的状态。

密封装置500起到密封轴200与壳体300之间的环状间隙的作用。该密封装置500安装于轴200的外周面形成的环状槽210内。并且，密封装置500包括橡胶状弹性体制的O型环510和树脂制的支承环520。O型环510安装在环状槽210中密封对象流体侧(A)，支承环520在环状槽210中安装相对于O型环510的密封对象流体侧(A)的相反侧。(以下为了方便说明，将密封对象流体侧(A)的相反侧称为“相反侧(B)”。)该支承环520起到抑制O型环510向环状槽210的外侧挤出的作用。

对于该现有例的密封结构，在环状槽210的槽底的相反侧(B)，设置有从密封对象流体侧(A)向相反侧(B)直径逐渐扩大的锥面211。并且，支承环520的内周面构成为，相对于设置在环状槽210的槽底的锥面211能自由滑动的锥面521。由此，即使环状槽210的槽底与壳体300的轴孔内周面之间的距离随着轴200的偏心而改变，通过支承环520沿轴向移动，可以抑制支承环520与锥面211之间、以及支承环520与壳体300的轴孔内周面之间形成间隙。这样，即使在轴200偏心的条件下，对于该现有例的密封装置500和密封结构，也能稳定地维持密封性。

然而，在例如像喷注器的配管内这样的流体压力会周期性变动的环境下使用密封装置500时，O型环510产生磨损，而发生密封性能下降的现象。以下，对这种现象进行说明。

在密封对象流体侧(A)的相反侧(B)没有产生流体压力的压差时，O型环510在相反侧(B)的内周部分和外周部分成为离开支承环520的状态(参照图7)。相对于此，当密封对象流体侧(A)的流体压力高于相反侧(B)的流体压力时，O型环510在相反侧(B)的部分变形，使O型环510与支承环520之间没有间隙(参照图8)。这种O型环510在流体压力周期性变动的环境下将重复地进行变形。由此可知在图8所示的X部分处会发生O型环510磨损的现象。尤其，在密封对象流体侧(A)的流体压力达到高压的环境下，这种现象的发生变得显著。

其原因认为是，O型环510的一部分被局部地拉伸，成为增大变形的状态，使该一部分重复进行抵接于支承环520和壳体300的轴孔内周面的动作。需要说明的是，支承环520和壳体300的硬度高于O型环510，且表面粗糙度大，因此认为O型环510容易产生磨损。

另外，还已知一种抑制O型环受到流体压力时的变形量的技术。参照图9，对这种现有例2的密封装置进行说明。图9是现有例2的密封结构的示意剖视图。

该现有例的密封装置600也安装于轴200的外周面形成的环状槽210内。并且，该密封装置600也包括橡胶状弹性体制的O型环610和树脂制的支承环620。O型环610安装在环状槽210中密封对象流体侧(A)，支承环620在环状槽210中安装相对于O型环610的密封对象流体侧(A)的相反侧(B)。

对于该现有例的密封装置600，支承环620在密封对象流体侧(A)的端面构成为其截面形状呈圆弧的弯曲面。另外，该圆弧的曲率半径设计为与O型环610的截面形状的圆的半径相等。因此，即使O型环610从离开支承环620的状态成为与支承环620密合的状态，O型环610也基本上没有变形。因此，难以发生如上述现有例1这样的，O型环随着流体压力周期性变动而磨损的问题。

然而，对于该密封装置600，当环状槽210的槽底与壳体300的轴孔内周面之间的距离随着轴200的偏心而改变时，导致支承环620与槽底之间、以及支承环620与壳体300的轴孔内周面之间形成间隙。因此，会有O型环610的一部分夹入支承环620与槽底之间、或支承环620与壳体300的轴孔内周面之间而导致破损的问题。

另外，对于该现有例的支承环620，内周面侧和外周面侧均在密封对象流体侧(A)的前端构成尖形。因此，虽然能利用模具成形得到该支承环620，但存在难以提高尺寸精度这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-315925号公报

专利文献2：日本特开平11-72162号公报