CN106402393B

CN106402393B - 轴密封件

Info

Publication number: CN106402393B
Application number: CN201610621500.6A
Authority: CN
Inventors: 藤井伸和
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2036-08-02
Also published as: KR102536592B1; JP6925101B2; KR20170016278A; JP2017032076A; CN106402393A

Abstract

本发明提供在长期发挥稳定的密封性能的同时还能获得优良的耐久性的轴密封件。在具备滑动接触于旋转轴（K）的密封元件（6）、用于防止粉尘从大气侧（X）侵入的防尘密封件（7）的轴密封件中，防尘密封件（7）设定成保持圆环平板形，该圆环平板形具有与旋转轴（K）的外径尺寸（D）相同的内径尺寸（d7）的圆形的孔（17），孔（17）的内周面（7b）与旋转轴（K）的外周面（Ka）的间隙为零。

Description

轴密封件

技术领域

本发明涉及轴密封件。

背景技术

以往，作为使用于真空泵的轴密封件，公知将滑动接触于旋转轴的树脂制的密封元件借助外罩和内罩夹压保持的轴密封件（参照例如专利文献1）。

进一步地，存在如下所述的部件，如图6所示，用外罩91和内罩92夹压保持密封元件95和防止粉尘从大气侧X侵入的防尘密封件96。

专利文献1：日本特开2007-225088号公报。

近年，对于用于真空泵、压缩机等气体（gas）用机械的轴密封件，要求对高速（高滑动性）、耐尘性等严苛的使用环境的适用。

但是，如图6所示的以往的轴密封件9使防尘密封件96在自由状态下朝向大气侧X在纵剖视图中呈J字状弯曲而形成防尘唇部96a，并且将防尘唇部96a的内周端缘96d的内径尺寸d9设定为比旋转轴K的外径尺寸D更小，因此，如图7所示，在运转时（旋转轴K的旋转时），存在在防尘唇部96a的内周端缘96d与旋转轴K的外周面Ka之间产生高温的滑动发热且防尘唇部96a的物性发生变化（降低）而促进磨耗的问题和在旋转轴K上产生烧熔Kz而进一步地促进磨耗的问题。

另外，如图8所示，由于防尘密封件96的弹性复原力而被推压于外周面Ka，因此存在磨耗变快并且烧熔变严重，不能发挥稳定的密封性能，耐久性也下降（寿命变短）的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能长期地发挥稳定的密封性能并且能够获得优良的耐久性的轴密封件。

本发明的旋转轴密封件为一种轴密封件，具备与旋转轴滑动接触的密封元件、用于防止粉尘从大气侧侵入的防尘密封件，其中，上述防尘密封件设定为保持圆环平板形，该圆环平板形具有与上述旋转轴的外径尺寸相同的内径尺寸的圆形的孔，上述孔的内周面与上述旋转轴的外周面的间隙为零。

另外，上述防尘密封件的厚度尺寸设定成上述密封元件的唇部的厚度尺寸的0.3倍以上1.3倍以下。

另外，上述密封元件以及上述防尘密封件由PTFE（聚四氟乙烯）构成。

另外，令上述防尘密封件的外周面抵接于外罩的圆筒壁部，从而进行上述防尘密封件的径向的定位。

另外，令上述防尘密封件的上述内周面为平滑圆周面。

根据本发明，能够降低防尘密封件与旋转轴之间的滑动发热，改善防尘密封件的寿命（延寿化），大幅地提高密封性能和耐久性。构造简单并且制造也容易，同时能够防止防尘密封件的磨耗，防止旋转时的过剩的发热，能够长期地稳定地发挥优良的密封性（耐尘性）。特别是作为在施工现场等室外、工厂这样的粉尘多的环境下使用的大型机械用轴密封件，能提高对于粉尘的密封性能，还能够充分地适用于高速旋转，耐久性也优良。

附图说明

图1是表示本发明的轴密封件的一个实施方式的要部纵剖视图。

图2是表示装配运转状态的要部纵剖视图。

图3是表示自由状态的防尘密封件的一例的要部放大纵剖视图。

图4是表示自由状态的防尘密封件的其他例的要部放大剖视图。

图5是表示初期磨耗后的防尘密封件的要部放大纵剖视图。

图6是表示以往例的要部纵剖视图。

图7是用于说明以往例的问题点的要部放大纵剖视图。

图8是用于说明以往例的问题点的要部放大纵剖视图。

具体实施方式

以下基于图示的实施方式详细说明本发明。

本发明的轴密封件如图1以及图2所示，具备：金属制的外罩1、金属制的内罩2、橡胶等弹性材料的密封垫3、树脂制的密封元件6，进而，在比密封元件6更靠大气侧X，具备防止粉尘从大气侧X侵入的树脂制的防尘密封件7。（此外，一般有时也称防尘密封件7为防尘唇。）

外罩1具有：圆筒壁部11；内凸缘部12，为从圆筒壁部11的一端部（大气侧X的端部）朝向径向内方延伸状；铆接弯曲片13，设置于圆筒壁部11的另一端部（密封室侧Y的端部），为在组装工序中朝向径向内方弯曲的小内凸缘状。此外，外罩1在圆筒壁部11上不具有沿径向贯通的小孔。

内罩2具有：圆筒状壁部21，纵截面呈L字状，内嵌状地装配于外罩1的圆筒壁部11并且由外罩1的铆接弯曲片13向外罩1的内凸缘部12侧推压；内凸缘部22，与外罩1的内凸缘部12共同作用来夹压保持密封垫3、密封元件6和防尘密封件7。此外，内罩2也可以呈I字状、方形块状。

密封垫3呈圆环平板形，在图例中，令其夹在内罩2的内凸缘部22与密封元件6的夹压面之间，但也可以使其夹在密封元件6与防尘密封件7的夹压面之间或防尘密封件7与外罩1的内凸缘部12的夹压面之间（省略图示）。

密封元件6的厚度为均一状，在图1的自由状态（没有安装在外壳H与旋转轴K之间的未装配状态）下，纵截面形状呈J字状，包括与外罩1的轴心L正交的正交平面壁部61、能滑动接触于旋转轴K的外周面Ka的唇部62、连续状地连结两者的弯曲壁部63。

如图2所示，在装配于外壳H以及旋转轴K之间并且旋转轴K旋转的装配运转状态下，密封元件6的纵截面形状为L字状，密封唇部62变为圆筒形并滑动接触于旋转轴K的外周面Ka（以下有时也称为轴外周面Ka）。

防尘密封件7是用于防止尘埃和尘土等粉尘从大气侧X向密封元件6的背面侧（大气侧X）侵入的部件，该防尘密封件7无论处于自由状态以及装配状态的任意状态，都呈轴心正交面状的圆环平板形，在纵截面中为厚度大致均一的直线状（一字状）。

并且，防尘密封件7也可以说连续状地（一体地）具有：轴心正交平面壁部71，其具有圆形的孔17，另外，被夹压保持于外罩1的内凸缘部12与内罩2的内凸缘部22之间，在主视中呈圆环状；防尘唇部72，其设置成从轴心正交平面壁部71的径向内方端部朝向径向内方延伸状，为主视呈圆环状并且纵剖视呈直线状。如图2所示，防尘唇部72在装配运转状态下也相对于旋转轴K保持为正交面状。

防尘密封件7与密封元件6是相同材质，由PTFE（聚四氟乙烯）构成。

另外，防尘密封件7由单件（1片）构成，与将材质不同的多件通过粘接等而使其一体化的情况相比，制造容易并且尺寸精度优良。

防尘密封件7使其外周面7a（直接地）抵接于外罩1的圆筒壁部11的内表面部，在径向上被定位。

防尘密封件7的孔17的内周面7b形成为平滑圆周面。换言之，省略了内周凹槽和螺旋槽等迷宫式槽。

并且，如图1以及图3所示，在未使用（自由）状态下，将防尘密封件7的圆形的孔17的内径尺寸d7设定成与旋转轴K的外径尺寸D相同的尺寸，或者如图4所示，在自由状态下，将防尘密封件7的内径尺寸d7设定成比旋转轴K的外径尺寸D小极微小尺寸。

在后者的情况下，在装配于外壳H以及旋转轴K之间并且旋转轴K没有开始旋转的装配运转前状态下，防尘密封件7稍微地朝向径向外方弹性变形，使内周面7b轻微地压接于轴外周面Ka。

并且，如图5所示，构成为若旋转轴K的旋转开始则借助初期磨耗（磨合），内周面7b与轴外周面Ka的间隙变成零。

换言之，防尘密封件7的内径尺寸d7设置成借助旋转轴K的旋转开始所引起的初期磨耗而变为与旋转轴K的外径尺寸D为相同的尺寸。即，上述的极微小尺寸是能够借助初期磨耗而磨耗的尺寸。

另外，在装配运转状态下，防尘密封件7在初期磨耗结束之后，内周面7b不会弹性地推压轴外周面Ka，（即使内周面7b与轴外周面Ka相接，）不会产生初期磨耗以上的磨耗，降低滑动发热（不会产生物性会发生变化的程度的高温的滑动发热），从而能在保持密封性能的同时获得充分的耐久性。

另一方面，在前者的情况下，如图3所示，将防尘密封件7的内径尺寸d7设定成在自由状态下与旋转轴K的外径尺寸D形成为相同的尺寸，因此，无论在自由状态、装配运转前状态、装配运转状态中的任意状态下，防尘密封件7的孔17的内周面7b与轴外周面Ka之间的间隙都为零。

如上所述，防尘密封件7的孔17的内径尺寸d7在自由状态下，无论如图4所示地与旋转轴K的外径尺寸D相比小极微小的尺寸时或如图3所示地与上述外径尺寸D相同时的任意情况，在装配状态下，都保持与旋转轴K的外径尺寸D相同的内径尺寸d7，并且形状保持直线状截面—圆环平板形，在旋转轴K旋转时（装配运转时），内周面7b与轴外周面Ka之间的间隙变成零。

在图6至图8所示的以往例中，弯曲的防尘唇部96a要向箭头M方向弹性地复原的弹性施力与内周端缘96d的磨耗进程无关而发挥作用，与此相对，在本发明中，从最初（图3的情况）或者如果初期磨耗结束（图4、图5的情况），则此后滑动接触面压力变成零，磨耗几乎不会进展，延长寿命。

进一步地，如图1所示，在自由状态下，将防尘密封件7（防尘唇部72）的厚度尺寸T7设定成密封元件6的唇部62的厚度尺寸T6的0.3倍以上1.3倍以下。优选地设定成0.5倍以上1.1倍以下。若不足下限值，则存在不能够充分地防止粉尘的侵入的可能，若超过上限值，则轴密封件整体的厚度尺寸变大，导致浪费材料。

此外，也可以使润滑脂（润滑剂）保持在防尘密封件7与密封元件6之间的空间S（参照图2）中。

防尘密封件7不会由于长时间而磨耗而发生变形，因此能够长期地适当地保持润滑脂。

如上所述，本发明的轴密封件在具备滑动接触于旋转轴K的密封元件6和用于防止粉尘从大气侧X侵入的防尘密封件7的轴密封件中，防尘密封件7设定成保持圆环平板形，该圆环平板形具有与旋转轴K的外径尺寸D相同的内径尺寸d7的圆形的孔17，孔17的内周面7b与旋转轴K的外周面Ka的间隙为零，因此能降低防尘密封件7与旋转轴K之间的滑动发热，防止旋转轴K的局部的烧熔Kz（参照图8），改善防尘密封件7的寿命（延寿化），大幅地提高密封性能和耐久性。构造简单并且制造也容易，同时能防止防尘密封件7的磨耗，防止旋转时的过剩的发热，长期地稳定地发挥优良的密封性（耐尘性）。尤其是作为在施工现场等室外、工厂这样的粉尘多的环境中使用的大型机械用轴密封件，提高对于粉尘的密封性能，还能充分地适用于高速旋转，耐久性也优良。

另外，将防尘密封件7的厚度尺寸T7设定成密封元件6的唇部62的厚度尺寸T6的0.3倍以上1.3倍以下，因此能较薄地形成轴密封件整体的同时发挥充分的耐尘性能（防止粉尘侵入性能）。能容易地进行制造以及组装。

另外，密封元件6以及防尘密封件7由PTFE（聚四氟乙烯）构成，因此能够降低滑动发热并且提高耐久性。能将密封元件6的制造工序和材料供应原样地共用于防尘密封件7，能降低制造成本。

另外，使防尘密封件7的外周面7a抵接于外罩1的圆筒壁部11而进行防尘密封件7的径向的定位，因此能在径向上高精度地定位防尘密封件7，使孔17的内周面7b相对于轴外周面Ka的间隙精度优良地设成零，能使品质以及性能稳定。

另外，将防尘密封件7的内周面7b设成平滑圆周面，因此制作容易，同时还能切实地防止粉尘的侵入。

附图标记说明

1外罩；6密封元件；7防尘密封件；7a外周面；7b内周面；11圆筒壁部；17孔；62唇部；D外径尺寸；d7内径尺寸；K旋转轴；Ka外周面；T6厚度尺寸；T7厚度尺寸；X大气侧。

Claims

1.一种轴密封件，具备滑动接触于旋转轴（K）的密封元件（6）、用于防止粉尘从大气侧（X）侵入的防尘密封件（7），

所述轴密封件的特征在于，

上述防尘密封件（7）设定成保持圆环平板形，该圆环平板形具有与上述旋转轴（K）的外径尺寸（D）相同的内径尺寸（d7）的圆形的孔（17），上述孔（17）的内周面（7b）与上述旋转轴（K）的外周面（Ka）的间隙为零，

在装配运转状态下，防尘密封件（7）为，内周面（7b）不会弹性地推压旋转轴（K）的外周面（Ka）。

2.如权利要求1所述的轴密封件，其特征在于，上述防尘密封件（7）的厚度尺寸（T7）设定成上述密封元件（6）的唇部（62）的厚度尺寸（T6）的0.3倍以上1.3倍以下。

3.如权利要求1或2所述的轴密封件，其特征在于，上述密封元件（6）以及上述防尘密封件（7）由PTFE构成。

4.如权利要求1或2所述的轴密封件，其特征在于，令上述防尘密封件（7）的外周面（7a）抵接于外罩（1）的圆筒壁部（11），进行上述防尘密封件（7）的径向的定位。

5.如权利要求3所述的轴密封件，其特征在于，令上述防尘密封件（7）的外周面（7a）抵接于外罩（1）的圆筒壁部（11），进行上述防尘密封件（7）的径向的定位。

6.如权利要求1或2所述的轴密封件，其特征在于，将上述防尘密封件（7）的上述内周面（7b）设成平滑圆周面。

7.如权利要求3所述的轴密封件，其特征在于，将上述防尘密封件（7）的上述内周面（7b）设成平滑圆周面。

8.如权利要求4所述的轴密封件，其特征在于，将上述防尘密封件（7）的上述内周面（7b）设成平滑圆周面。

9.如权利要求5所述的轴密封件，其特征在于，将上述防尘密封件（7）的上述内周面（7b）设成平滑圆周面。