滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构的制作方法
【专利摘要】一种滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构，是第一构件相对于第二构件自由转动，并且安装在第二构件的安装凹部的滑动密封件，滑动密封件是圆环形且通过其中心线的截面形状为矩形；滑动密封件未安装在安装凹部的状态下，滑动密封件的与安装凹部的底面压接的固定周面的外径大于安装凹部的底面的内径，滑动密封件面向第一构件的滑动面的一侧的被滑动面的内径大于滑动面的外径；滑动密封件安装于安装凹部时，滑动密封件向缩径方向弹性变形，滑动密封件的被滑动面的内径达到与滑动面的外径一致或者接近的尺寸。通过将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的滑动摩擦阻力设定为零或接近于零的大小，谋求滑动密封件及构成滑动面的构件使用寿命提高。
【专利说明】滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于密封第一构件相对于第二构件自由转动的两个构件之间的环状间隙，且例如适用于连续铸造机的轴承部的滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构。
【背景技术】
[0002]参照图14 (a)、(b)、(c)说明现有的密封装置的一个示例(例如参照专利文献I)。该密封装置I是将环状的树脂制成的密封构件2和像橡胶一样的弹性体制成的弹性密封构件3组合而构成的，并且是在设置于固定侧的外壳4的内周的环状安装槽5的里侧安装弹性密封构件3，而且在该安装槽5的开口侧安装树脂制成的密封构件2，且通过弹性密封构件3的弹性力将树脂制成的密封构件2按压在作为旋转轴6的外周面的滑动面6a上以滑动自如地密封接触的结构。而且，在安装于安装槽5中的树脂制成的密封构件2及弹性密封构件3上形成有用于向大气侧排出密封对象液体7 (润滑油)的通路8。
[0003]根据该密封装置I，树脂制成的密封构件2与滑动面6a滑动自如地密封接触，可以防止密封对象体7向大气侧的泄漏以及从大气侧进入粉尘和水等。而且，与旋转轴6的滑动面6a压接的树脂制成的密封构件2试图减少滑动阻力及摩损。
[0004]现有技术文献:
专利文献1:日本实开平6-80954号公报。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题:
但是，在图14所示的现有的密封装置I中，由于其是通过弹性密封构件3的弹性力将树脂制成的密封构件2按压在作为旋转轴6的外周面的滑动面6a上以滑动自如地密封接触的结构，因此通过该按压力在树脂制成的密封构件2和旋转轴6的滑动面6a之间产生滑动摩擦阻力，从而存在树脂制成的密封构件2及旋转轴6的滑动面6a这两者被磨损或损伤的情况。其结果是，这些树脂制成的密封构件2和旋转轴6之间的密封性能下降，因此存在用于更换树脂制成的密封构件2及构成旋转轴6的滑动面6a的套筒等的劳力、时间和费用增加的问题。
[0006]而且，该密封装置I是将树脂制成的密封构件2和弹性密封构件3组合而构成的，因此部件数量增加，另外，需要使树脂制成的密封构件2的滑动面的表面粗糙度变小以谋求该滑动面的密封性的提高，因此其费用增加，并且安装于安装槽5所需的劳力和时间也更多。又，树脂制成的密封构件2由于弹性性质低劣，因此也存在安装时破损的问题。
[0007]本发明是为了解决上述问题而形成的，其目的在于提供通过将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的滑动摩擦阻力设定为零或者接近于零的大小，能够谋求滑动密封件及构成滑动面的构件的使用寿命的提高，并且能够长时间维持适当的密封性能的滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构。
[0008]解决问题的手段: 根据本发明的滑动密封件是用于密封第一构件相对于第二构件自由转动的这两个构件之间的环状间隙，且安装在设置于所述第二构件或第一构件上的环状安装凹部的滑动密封件，其中，所述滑动密封件是圆环形且通过其中心线的截面形状形成为矩形，所述滑动密封件未安装在所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的与所述安装凹部的底面压接的固定周面的直径形成为大于或小于所述安装凹部的底面的直径，且所述滑动密封件的面向所述第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的直径形成为大于或小于所述滑动面的直径，所述滑动密封件安装于所述安装凹部时，所述滑动密封件发生弹性变形，所述滑动密封件的所述被滑动面的直径达到与所述滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。
[0009]根据本发明的滑动密封件可以适用于能够安装于形成在孔内周面上的安装凹部的孔用滑动密封件、以及能够安装于形成在轴外周面上的安装凹部的轴用滑动密封件中。
[0010]应用于孔用滑动密封件时，在滑动密封件未安装在安装凹部的状态下，滑动密封件的与安装凹部的底面压接的固定周面的外径形成为大于安装凹部的底面的内径，且滑动密封件的面向第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的内径形成为大于滑动面的外径。
[0011]而且，应用于轴用滑动密封件时，在滑动密封件未安装在安装凹部的状态下，滑动密封件的与安装凹部的底面压接的固定周面的内径形成为小于安装凹部的底面的外径，且滑动密封件的面向第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的外径形成为小于滑动面的内径。
[0012]根据该滑动密封件，可以密封第一构件及第二构件之间的环状间隙。而且，滑动密封件安装于安装凹部时，滑动密封件发生弹性变形，滑动密封件的被滑动面的直径达到与滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。借助于此，可以将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的接触压设定为零或者接近于零的大小。
[0013]此外，滑动密封件的通过其中心线的截面形状形成为矩形，因此可以增大滑动密封件的被滑动面相对于滑动面的接触面积，以减小单位面积的按压力。
[0014]而且，滑动密封件安装在安装凹部时，滑动密封件发生弹性变形，可以使滑动密封件的固定周面与安装凹部的底面压接。借助于此，可以防止滑动密封件以从安装凹部脱离的状态旋转的情况，因此滑动密封件不移动或者不变形，能够维持适当的密封性能。
[0015]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是所述滑动密封件在未安装在所述安装凹部的状态下，通过所述中心线的截面形状形成为半径方向上较长的矩形。
[0016]通过上述结构，滑动密封件安装在安装凹部时，可以使滑动密封件向半径方向弹性变形的变形量增大。借助于此，可以将滑动密封件的被滑动面的直径以高精度设定为与滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。
[0017]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是具备用于使被所述滑动密封件密封的密封对象流体流向大气侧的流体排放通路。
[0018]通过上述结构，可以使密封对象流体通过流体排放通路流向大气侧。又，通过设定流体排放通路的宽度、深度、形状，可以使密封对象流体的压力与大气侧的压力相比总是较高地保持。借助于此，例如可以抑制大气侧的气体、液体或者粉尘等进入密封对象流体侧的情况。
[0019]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是具备设置于所述流体排放通路的中途，能够使密封对象流体流向大气侧，同时能够防止大气侧的流体的吸入的止回阀凸缘。
[0020]通过上述结构，可以使密封对象流体流向大气侧，并且通过止回阀凸缘可以积极地防止例如大气侧的气体、液体或者粉尘等通过流体排放通路进入密封对象流体侧的情况。
[0021]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是所述流体排放通路由形成于所述滑动密封件的所述固定周面上的槽、形成于大气侧的侧面的槽以及形成于密封对象流体侧的侧面构成，所述止回阀凸缘设置在所述滑动密封件的密封对象流体侧的所述侧面，并形成为以面向所述固定周面的方向突出的形状。
[0022]即使在该滑动密封件的固定周面及大气侧的侧面与形成安装凹部的底面及大气侧的侧面抵接的状态下，形成于这些固定周面及大气侧的侧面的槽也不封闭，因此可以使密封对象流体通过流体排放通路流向大气侧。而且，在滑动密封件的密封对象流体侧的侧面不设置槽，而设置止回阀凸缘，因此通过该止回阀凸缘可以确实地开闭由该侧面形成的流体排放通路。
[0023]而且，止回阀凸缘并不设置在滑动面上，而是设置在不滑动的侧面上，因此无磨损。又，通过止回阀凸缘可以防止例如因温度变化而滑动密封件的密封对象流体侧成为负压时，大气侧的气体、液体或者粉尘等通过流体排放通路吸入至密封对象流体侧的情况。
[0024]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是具备用于保持所述滑动密封件的密封对象流体侧的侧面的密封侧壳体。
[0025]通过上述结构，可以通过密封侧壳体保持滑动密封件的密封对象流体侧的侧面。借助于此，安装滑动密封件的安装凹部例如只要形成用于保持滑动密封件的大气侧的侧面的内侧面即可，可以省略用于保持滑动密封件的密封对象流体侧的侧面的内侧面，因此可以谋求安装凹部的形状的简单化。
[0026]在根据本发明的滑动密封件中，优选的是具备:用于保持所述滑动密封件的大气侧的侧面的大气侧壳体；和设置于所述大气侧壳体上，与所述滑动面压接并能够防止大气侧的粉尘进入密封对象流体侧，同时能够使密封对象流体侧的该流体流向大气侧的粉尘凸缘。
[0027]通过上述结构，可以通过大气侧壳体保持滑动密封件的大气侧的侧面。借助于此，用于保持滑动密封件的大气侧的侧面的安装凹部的内侧面只要形成为通过大气侧壳体能够保持滑动密封件的高度即可，因此可以谋求安装凹部的形状的简单化。而且，通过粉尘凸缘能够防止大气侧粉尘进入密封对象流体侧的情况，并且可以使密封对象流体侧的流体流向大气侧。又，通过将粉尘凸缘设置在大气侧壳体上，可以确实地防止大气侧的粉尘通过大气侧壳体的内侧进入密封对象流体侧的情况。
[0028]根据本发明的密封结构是用于密封第一构件相对于第二构件自由转动的这两个构件之间的环状间隙，且具备设置于所述第二构件或第一构件上的环状安装凹部、和安装于该安装凹部的滑动密封件的密封结构，其中，所述滑动密封件的通过其中心线的截面形状形成为矩形，所述滑动密封件未安装在所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的与所述安装凹部的底面压接的固定周面的直径形成为大于或小于所述安装凹部的底面的直径，且所述滑动密封件的面向所述第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的直径形成为大于或小于所述滑动面的直径，所述滑动密封件安装于所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的所述被滑动面的直径达到与所述滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。
[0029]根据本发明的密封结构具备根据本发明的滑动密封件，并且该滑动密封件具有与上述相同的作用。
[0030]发明效果:
根据本发明的滑动密封件及密封结构，可以将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的接触压设定为零或者接近于零的大小，因此可以将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的滑动摩擦阻力设定为零或者接近于零的大小，并且可以抑制滑动密封件与滑动面接触而引起的永久变形。借助于此，可以谋求滑动密封件及构成滑动面的第一构件或第二构件的使用寿命的提高，并且可以长时间维持适当的密封性能。此外，可以减少旋转所需的动力的力矩损失。
[0031]此外，增大滑动密封件的被滑动面相对于滑动面的接触面积，以此可以将单位面积的按压力设定为零或者接近于零的大小，因此可以抑制滑动密封件的被滑动面磨损或者损伤滑动面的情况。借助于此，也可以谋求滑动密封件及构成滑动面的第一构件或第二构件的使用寿命进一步提高，并且可以长时间维持适当的密封性能。
[0032]又，滑动密封件能够用一个部件发挥密封功能，因此可以廉价地制作，并且减少安装到安装凹部中所需的劳力和时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是示出未将根据本发明的第一实施形态的滑动密封件安装在第二构件的安装凹部内的状态、以及安装后的状态的剖视图；
图2是示出根据上述发明的第一实施形态?第三实施形态的滑动密封件的部分剖面的图，其中，图2 (a)示出第一实施形态，图2 (b)示出第二实施形态，图2 (c)示出第三实施形态；
图3是示出根据上述发明的第四实施形态?第六实施形态的滑动密封件的部分剖面的图，其中，图3 (a)示出第四实施形态，图3 (b)示出第五实施形态，图3 (c)示出第六实施形态；
图4是示出根据上述发明的第七实施形态?第九实施形态的滑动密封件的部分剖面的图，其中，图4 (a)示出第七实施形态，图4 (b)示出第八实施形态，图4 (c)示出第九实施形态；
图5示出根据上述第二实施形态的滑动密封件，其中，图5 (a)是局部立体图，图5 (b)是局部主视图，图5 (c)是A-A剖视图；
图6是示出将根据上述第二实施形态的滑动密封件安装在第二构件的安装凹部内的状态的剖视图；
图7是示出将根据上述第三实施形态的滑动密封件安装在第二构件的安装凹部内的状态的剖视图；
图8是示出将根据上述第一实施形态的滑动密封件应用于连续铸造机的轴承部的示例的局部纵向剖视图；
图9是示出将根据上述第二实施形态的滑动密封件应用于连续铸造机的轴承部的示例的局部纵向剖视图； 图10是示出将根据上述第五实施形态的滑动密封件应用于连续铸造机的轴承部的示例的局部纵向剖视图；
图11是示出将根据上述第七实施形态、第九实施形态的滑动密封件应用于连续铸造机的轴承部的示例的局部纵向剖视图；
图12是示出未将根据上述发明的第十实施形态的滑动密封件安装在第一构件的安装凹部内的状态、以及安装后的状态的剖视图；
图13是示出未将根据上述发明的其他实施形态的滑动密封件安装在第一构件的安装凹部内的状态、以及安装后的状态的剖视图；
图14示出现有的密封装置的一个示例，其中，图14 (a)是局部立体图，图14 (b)是局部剖视图，图14 (c)是局部主视图；
符号说明:
11滑动密封件(密封件主体部)；
Ila固定周面；
Ilb被滑动面；
Ilc大气侧的侧面；
Ild轴承侧的侧面；
12密封结构；
13第一构件；
13a滑动面；
13b辊子主体部；
13c轴部；
13d套筒；
14第二构件；
15轴承部；
16环状间隙；
17连续铸造机；
18密封对象流体；
19安装凹部；
19a底面；
19b大气侧的内侧面；
19c轴承部侧的内侧面；
20中心线；
22滑动密封件(密封件主体部)；
23流体排放通路；
23a,23b 槽；
24密封结构；
25间隙；
26润滑油密封件；
28滑动密封件(密封件主体部)； 29止回阀凸缘；
32、33、34 滑动密封件；
35密封侧壳体；
35a圆环形部；
35b短圆筒部；
36空间；
39、40、41 滑动密封件；
42大气侧壳体；
42a圆环形部；
42b短圆筒部；
43粉尘密封件；
43a粉尘凸缘；
43b紧固部；
46滑动密封件；
47密封结构；
48槽部。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照图1及图8说明根据本发明的滑动密封件的第一实施形态。使用该滑动密封件11的密封结构12是，如图8所示，例如第一构件13通过轴承部15 (参照图8)转动自如地支持于第二构件14，而且用滑动密封件11密封形成在该第一构件13和第二构件14之间的环状间隙16的结构，例如是可以适用于连续铸造机17的结构。而且，密封对象流体18是例如润滑油等的润滑材料。
[0035]具备该图8所示的第一构件13及第二构件14的连续铸造机17的旋转侧(滑动侦D的第一构件13是辊子，图8中显示出来的部分是辊子主体部13b及轴部(包含套筒13d)13c，构成辊子的一部分。固定侧的第二构件14是通过轴承部15转动自如地支持辊子的壳体。在构成该壳体的金属制成的密封件安装部的内周面形成有圆环状的安装凹部19。该圆环状的安装凹部19的截面形状是矩形，并且在该矩形截面的安装凹部19中安装有滑动密封件11。图8所示的26是润滑油密封件。
[0036]然而，在该实施形态中，将滑动密封件11应用于连续铸造机17的轴承部15的密封结构中，但是除此以外，为了确保第一构件13相对于第二构件14自由转动的两个构件之间的环状间隙16的密封性，可以使用该滑动密封件11。
[0037]图1所示的滑动密封件11示出应用于能够安装在形成于第二构件14 (壳体)的内周面的安装凹部19的孔用滑动密封件11的示例。
[0038]图1的左侧所示的滑动密封件11是示出未将该滑动密封件11安装在安装凹部19中的自由状态的局部剖视图，图1的右侧所示的滑动密封件11是示出已将该滑动密封件11安装在安装凹部19中的状态的局部剖视图。
[0039]滑动密封件11是像橡胶一样的弹性体制成的，并且形成为圆环形，如图1所示，在未将该滑动密封件11安装在安装凹部19内的自由状态、及已将该滑动密封件11安装在安装凹部19内的状态中的任一状态下，通过其中心线20的截面形状都形成为在半径方向上较长的矩形。
[0040]而且，滑动密封件11在如图1的左侧图所示的该滑动密封件11未安装在安装凹部19的自由状态下，滑动密封件11的与安装凹部19的底面19a压接的固定周面Ila的外径Dl形成为大于安装凹部19底面19a的内径D2 (<D1)，且滑动密封件11的面向第一构件13的滑动面13a的一侧的被滑动面Ilb的内径NI形成为大于滑动面13a的外径N2? NI)。而且，在该未安装的自由状态下，滑动密封件11的截面的半径方向尺寸为H1，宽度为W1。
[0041]又，滑动密封件11形成为在如图1的右侧图所示的该滑动密封件11安装在安装凹部19中时，滑动密封件11向缩径方向弹性变形，滑动密封件11的被滑动面Ilb的内径减小，而成为与滑动面13a的外径N2 —致或者与其接近的尺寸。而且，在该被安装的状态下，例如滑动密封件11的截面的半径方向尺寸为H2 (>H1)，宽度为W2 OffD0
[0042]接着，说明像上述那样构成的滑动密封件11及使用该滑动密封件11的密封结构
12的作用。通过该滑动密封件11，如图1所示，可以密封第一构件13及第二构件14之间的环状间隙16。而且，滑动密封件11安装在安装凹部19中时，滑动密封件11向缩径方向弹性变形，而滑动密封件11的被滑动面Ilb的内径NI达到与滑动面13a的外径N2 —致或者与其接近的尺寸。借助于此，可以将滑动密封件11的被滑动面Ilb和滑动面13a之间的接触压设定为零或者接近于零的大小，并且可以抑制滑动密封件11因与滑动面13a接触而永久变形的情况。其结果是，可以谋求滑动密封件11及构成滑动面13a的第一构件13的使用寿命提高，可以长时间维 持适当的密封性能。此外，可以减少旋转所需的动力的力矩损失。
[0043]此外，滑动密封件11的通过其中心线20的截面形状形成为矩形，因此提高滑动密封件11的被滑动面Ilb相对于滑 动面13a的接触面积，以此可以将单位面积的按压力以高精度设定为零或者接近于零的大小，因此可以抑制滑动密封件11的被滑动面Ilb磨损或损伤滑动面13a的情况。借助于此，也可以谋求滑动密封件11及构成滑动面13a的第一构件13的使用寿命进一步提高，可以长时间维持适当的密封性能。
[0044]而且，滑动密封件11安装在安装凹部19中时，滑动密封件11向缩径方向弹性变形，从而滑动密封件11的固定周面Ila可以与安装凹部19的底面19a压接。借助于此，能够防止滑动密封件11以从安装凹部19脱离的状态旋转的情况，因此滑动密封件11不移动或者不变形，而能够维持适当的密封性能。
[0045]又，滑动密封件11用一个部件就能够发挥密封功能，因此可以以廉价的成本制作，并且也可以减少安装到安装凹部19所需的劳力和时间。
[0046]此外，如图1的左侧图所示，滑动密封件11在未将该滑动密封件11安装在安装凹部19中的自由状态下，通过其中心线20的截面形状形成为在半径方向上较长的矩形，因此滑动密封件11安装在安装凹部19中时，可以增大滑动密封件11向半径方向缩径的弹性变形量。借助于此，可以将滑动密封件11的被滑动面Ilb的内径NI以高精度设定为与滑动面13a的外径N2 —致或与其接近的尺寸。
[0047]在这里，图1的右图中，滑动密封件11的右侧为轴承部15侧(密封对象流体侧)，能够以规定的压力将润滑油等的润滑材料(密封对象流体18)供给并填充于第一构件13和第二构件14之间的环状间隙16中。而且，该密封对象流体18设置为能够通过滑动密封件11的被滑动面Ilb和滑动面13a之间的间隙以适当的流量流向大气侧。S卩，因为滑动密封件11的被滑动面Ilb和滑动面13a之间的接触压设定为零或者接近于零的大小。借助于此，可以防止气体、液体及粉尘从大气侧通过该间隙16流入轴承部15侧的情况。
[0048]然而，图1所示的滑动密封件11的固定周面Ila (外周面)及左侧面Ilc紧贴在安装凹部19的底面19a及左边内侧面19b上，因此大气侧的气体、液体及粉尘以及轴承部15侧的润滑材料不通过这些接触面之间的间隙流入及流出。
[0049]接着，参照图2?图4说明根据本发明的第一实施形态?第九实施形态的滑动密封件。图2 (a)示出第一实施形态的滑动密封件11，图2 (b)示出第二实施形态的滑动密封件22。
[0050]该图2 (b)所示的第二实施形态的滑动密封件22是，在图2 (a)所示的第一实施形态的滑动密封件11上设置用于使被滑动密封件密封的轴承部15侧的密封对象流体18(润滑油等的润滑材料)流向大气侧的流体排放通路23而形成的。该流体排放通路23如图
2(b)、图5、图6及图9所示，由与中心线20平行地形成在滑动密封件22的固定周面Ila上的槽23a、与该槽23a连接地以半径方向形成在大气侧的侧面I Ic上的槽23b和形成在密封对象流体侧的侧面Ild构成。
[0051]图5示出第二实施形态的滑动密封件22，图5 (a)是其局部立体图，图5 (b)是其局部主视图，图5 (c)是其A-A剖视图。而且，图6示出已将根据第二实施形态的滑动密封件22安装在第二构件14的安装凹部19中的状态的剖视图。
[0052]从图6中可知，在第二实施形态的密封结构24中，安装凹部19的横宽形成为大于滑动密封件22的横宽，并且滑动密封件22靠近安装凹部19的大气侧的内侧面19b并以与该内侧面19b抵接的状态安装在该安装凹部19中。借助于此，形成在密封对象流体侧的滑动密封件22的侧面Ild和安装凹部19的内侧面19c之间的间隙25形成为流体排放通路23的一部分。
[0053]根据该滑动密封件22，如图6所示，即使在该滑动密封件22的固定周面Ila及大气侧的侧面Ilc与安装凹部19的底面19a及大气侧的侧面19b抵接的状态下，这些形成在固定周面Ila及大气侧的侧面Ilc的槽23a、23b也不会被堵塞，因此，可以使密封对象流体18通过流体排放通路23流向大气侧。又，通过设定流体排放通路23的宽度、深度、形状，可以与大气侧的压力相比总是较高地保持密封对象流体18的压力。借助于此，可以抑制例如大气侧的气体、液体或者粉尘等进入密封对象流体侧的情况。
[0054]接着，参照图2 (C)及图7说明第三实施形态的滑动密封件。图7示出已将第三实施形态的滑动密封件28安装在第二构件14的安装凹部19中的状态的剖视图。图2(c)所示的第三实施形态的滑动密封件28是在图2 (b)所示的第二实施形态的滑动密封件22上设置像橡胶一样的弹性体制成的止回阀凸缘29而形成的。
[0055]该止回阀凸缘29是如图7所示，设置在流体排放通路23的中途，能够使密封对象流体18流向大气侧，同时能够防止大气侧的气体、液体及粉尘的吸入的构件。而且，止回阀凸缘29沿着滑动密封件28的密封对象流体侧的侧面Ild形成为圆环形，并且形成为以面向固定周面Ila的方向突出的形状。
[0056]根据图7所示的止回阀凸缘29，当密封对象流体18流入止回阀凸缘29时，止回阀凸缘29向脱离安装凹部19的内侧面19c的方向弹性变形，并且达到打开流体排放通路23的间隙25的状态。因此，可以使密封对象流体18通过止回阀凸缘29及流体排放通路23流向大气侧。
[0057]而且，大气侧的气体、液体及粉尘等流入止回阀凸缘29时，止回阀凸缘29向被按压至安装凹部19的内侧面19c的方向弹性变形，从而维持关闭流体排放通路23的间隙25的状态。因此，可以积极地阻止大气侧的气体、液体及粉尘等通过止回阀凸缘29及流体排放通路23流入轴承部侧的情况。
[0058]而且，根据图7所示的滑动密封件28，由于在该滑动密封件28的密封对象流体侧的侧面Ild上不设置槽，而是设置止回阀凸缘29，因此可以通过该止回阀凸缘29确实地开闭形成在该侧面Ild上的流体排放通路23的间隙25。
[0059]接着，参照图3 (a)?图3 (C)说明第四实施形态?第六实施形态的滑动密封件。该图3 (a)?图3 (c)所示的第四实施形态?第六实施形态的各滑动密封件32、33、34是，在图2 (a)?图2 (c)所示的第一实施形态?第三实施形态的各滑动密封件11、22、28上设置用于保持各自的密封对象流体侧的侧面Ild的密封侧壳体35而形成的。该密封侧壳体35具备将图2 (a)?图2 (c)所示的各滑动密封件11、22、28安装在安装凹部19中时，安装凹部19的密封对象流体侧的内侧面19c所发挥的功能。
[0060]这些图3 (a)?图3 (C)所示的第四实施形态?第六实施形态的各滑动密封件32、33、34具备相当于图2 (a)?图2 (c)所示的第一实施形态?第三实施形态的各滑动密封件11、22、28的密封件主体部11、22、28 ;和密封侧壳体35。该密封侧壳体35装卸自如地与密封件主体部11、22、28嵌合。
[0061]该密封侧壳体35例如由金属制成并且形成为圆环形，并且通过该密封侧壳体35的中心线20的截面形状形成为大致“L”字形，具有短圆筒部35b和圆环形部35a。该短圆筒部35b形成为以紧贴状态覆盖各密封件主体部11、22、28的固定周面11a。而且，该短圆筒部35b的内径形成为与安装凹部19的底面19a的内径相等的尺寸D2。而且，安装在该密封侧壳体35内的密封件主体部11、22、28的被滑动面Ilb的内径是与图1所示的滑动面13a的外径N2相同或者接近的尺寸。
[0062]而且，密封侧壳体35的圆环形部35a形成为圆板形，并且形成为与各密封件主体部11、22、28的密封对象流体侧的侧面Ild相对。S卩，密封侧壳体35的圆环形部35a相对于图3 (a)、图3 (b)、图3 (c)所示的各密封件主体部11、22、28，与密封对象流体侧的侧面Ild隔着间隙25设置。在图3 (b)、图3 (c)所示的滑动密封件33、34中，该间隙25是流体排放通路23。该圆环形部35a的内径形成为大于密封件主体部22、28的内径N2的尺寸。
[0063]根据这些图3 (a)?图3 (C)所示的第四实施形态?第六实施形态的各滑动密封件32、33、34，可以通过密封侧壳体35保持密封件主体部11、22、28的密封对象流体侧的侧面lid。借助于此，安装有滑动密封件32、33、34的安装凹部19例如只要形成用于保持密封件主体部11、22、28的大气侧的侧面Ilc的内侧面19b即可，可以省略用于保持密封件主体部11、22、28的密封对象流体侧的侧面Ild的内侧面19c，因此可以谋求安装凹部19的形状的简单化。
[0064]图10示出已将图3 (b)所示的滑动密封件33安装在具有截面为“L”字形状的内表面的安装凹部19内的状态。该滑动密封件33在形成于第一构件13和第二构件14之间的环状间隙16中，以轴承部15为基准，设置在辊子主体部13b侧的环状间隙16和轴部13c的端部侧的环状间隙16中，并通过这两个滑动密封件33、32密封容纳轴承部15的空间36。
[0065]接着，参照图4 Ca)?图4 (c)说明第七实施形态?第九实施形态的滑动密封件39、40、41。该图4 Ca)?图4 (c)所示的第七实施形态?第九实施形态的各滑动密封件39、40、41是，在图3 (a)?图3 (c)所示的第四实施形态?第六实施形态的各滑动密封件32、33、34上设置用于保持各自的大气侧的侧面Ilc的大气侧壳体42，并且在该大气侧壳体42上设置粉尘密封件43而形成的。
[0066]该大气侧壳体42具备在将图2 (a)?图2 (C)所示的各滑动密封件11、22、28安装在安装凹部19内时，安装凹部19的大气侧的内侧面19b所发挥的功能。该大气侧壳体42既可以与密封侧壳体35的外表面接合，也可以装卸自如地嵌合。又，也可以将大气侧壳体42及密封侧壳体35形成为一体。
[0067]该大气侧壳体42例如由金属制成并且形成为圆环形，而且通过该大气侧壳体42的中心线20的截面形状为大致“L”字形，具有短圆筒部42b和圆环形部42a。该短圆筒部42b形成为以紧贴的状态覆盖各密封侧壳体35的短圆筒部35b。而且，圆环形部42a形成为圆板形，并且形成为与各密封件主体部11、22、28的大气侧的侧面Ilc相对。
[0068]该大气侧壳体42的圆环形部42a如图4 (a)?图4 (C)所示，既可以与密封件主体部11、22、28的大气侧的侧面Ilc隔着间隙设置，也可以与其紧贴地设置。该圆环形部42a的内径形成为大于密封件主体部11、22、28的内径N2的尺寸。
[0069]粉尘密封件43与大气侧壳体42的外表面接合，粉尘密封件43所具有的粉尘凸缘43a与滑动面13a压接而防止大气侧的气体、液体及粉尘等进入至密封对象流体侧的情况，并且可以使密封对象流体侧的该流体流向大气侧。
[0070]该粉尘密封件43如图4 (a)?图4 (C)所示，具有紧固部43b和与其结合的粉尘凸缘43a。该紧固部43b形成为覆盖大气侧壳体42的整个外表面。粉尘凸缘43a是圆环形，并且形成为向大气侧的滑动面13a突出，以与该滑动面13a压接。
[0071]根据这些图4 (a)?图4 (C)所示的第七实施形态?第九实施形态的各滑动密封件39、40、41，可以通过大气侧壳体42保持密封件主体部11、22、28的大气侧的侧面11c。借助于此，用于保持密封件主体部11、22、28的大气侧的侧面Ilc的安装凹部19的内侧面19b只要形成为通过大气侧壳体42能够保持滑动密封件39、40、41的高度即可，因此，可以谋求安装凹部19的形状的简单化。而且，通过粉尘凸缘43a能够防止大气侧的气体、液体及粉尘进入密封对象流体侧的情况，并且可以使密封对象流体侧的流体(例如润滑材料)流向大气侧。又，通过将粉尘凸缘43a设置在大气侧壳体42上,可以确实地防止大气侧的气体、液体及粉尘通过大气侧壳体42的内侧进入密封对象流体侧的情况。
[0072]图11示出已将滑动密封件41、39安装在具有截面为“L”字形的内表面的安装凹部19内的状态。该图4 (c)所示的滑动密封件41以轴承部15为基准设置在辊子主体部13b侧的环状间隙16中，图4 (a)所示的滑动密封件39以轴承部15为基准设置在轴部13c的端部侧的环状间隙16中。通过这两个滑动密封件41、39密封容纳轴承部15的空间36。
[0073]接着，参照图12说明根据本发明的滑动密封件的第十实施形态。该滑动密封件46示出应用于例如在形成于安装在第一构件(辊子)的轴部13c上的套筒的外周面的安装凹部19中能够安装的轴用滑动密封件的示例。使用该滑动密封件46的密封结构47是，与第一实施形态相同地，第一构件13 (辊子)通过轴承部15转动自如地支持于第二构件14 (壳体)，并且用滑动密封件46密封形成在该第一构件13和第二构件14之间的环状间隙16的结构，例如可以适用于连续铸造机17中。而且，密封对象流体18例如是润滑油等的润滑材料。
[0074]图12的左侧所示的滑动密封件46是示出未将该滑动密封件46安装在安装凹部19内的自由状态的剖视图，图12的右侧所示的滑动密封件46是示出已将该滑动密封件46安装在安装凹部19内的状态的剖视图。
[0075]滑动密封件46是像橡胶一样的弹性体制成的并且形成为圆环状，如图12所示，在未将该滑动密封件46安装在安装凹部19内的自由状态、及已将该滑动密封件46安装在安装凹部19内的状态中的任一状态下，通过其中心线20的截面形状都形成为在半径方向上较长的矩形。
[0076]而且，滑动密封件46在如图12的左侧图所示的该滑动密封件46未安装在安装凹部19内的自由状态下，滑动密封件46的与安装凹部19的底面19a压接的固定周面Ila的内径D3形成为小于安装凹部19的底面19a的内径D4 O D3)，且滑动密封件46的面向第二构件14的滑动面13a的一侧的被滑动面Ilb的外径N3形成为小于滑动面13a的内径N4O N3)。而且，在该未安装的自由状态下，滑动密封件46的截面的半径方向尺寸为H3，宽度为W3。
[0077]又，滑动密封件46形成为在如图12的右侧图所示的在将该滑动密封件46安装在安装凹部19内时，滑动密封件46向扩径方向弹性变形，滑动密封件46的被滑动面Ilb的外径N3增大，而成为与滑动面13a的内径N4—致或者与其接近的尺寸。而且，在该被安装的状态下，例如滑动密封件46的截面的半径方向尺寸为H4 (N H3)，宽度为W4 ? W3)。
[0078]接着，说明像上述那样构成的滑动密封件46及使用该滑动密封件46的密封结构47的作用。通过该滑动密封件46，如图12所示，可以密封第一构件13及第二构件14之间的环状间隙16。而且，滑动密封件46安装在安装凹部19内时，滑动密封件46向扩径方向弹性变形，而滑动密封件46的被滑动面Ilb的外径N3达到与滑动面13a的内径N4 —致或者与其接近的尺寸。借助于此，可以将滑动密封件46的被滑动面Ilb和滑动面13a之间的接触压设定为零或者接近于零的大小，并且可以抑制滑动密封件46因与滑动面13a接触而永久变形的情况。其结果是，可以谋求滑动密封件46及构成滑动面13a的第二构件14的使用寿命提高，可以长时间维持适当的密封性能。此外，可以减少旋转所需的动力的力矩损失。
[0079]此外，滑动密封件46的通过其中心线20的截面形状形成为矩形，因此提高滑动密封件46的被滑动面Ilb相对于滑动面13a的接触面积，以此可以将单位面积的按压力以高精度设定为零或者接近于零的大小，因此可以抑制滑动密封件46的被滑动面Ilb磨损或损伤滑动面13a的情况。借助于此，也可以谋求滑动密封件46及构成滑动面13a的第二构件
14的使用寿命进一步提高，可以长时间维持适当的密封性能。
[0080]而且，滑动密封件46安装在安装凹部19内时，滑动密封件46向扩径方向弹性变形，从而滑动密封件46的固定周面Ila可以与安装凹部19的底面19a压接。借助于此，能够防止滑动密封件46以从安装凹部19脱离的状态旋转的情况，因此滑动密封件46不移动或者不变形，而能够维持适当的密封性能。
[0081]然而，尽管在图12所示的第十实施形态中示出了将图1所示的第一实施形态的孔用滑动密封件11应用于轴用滑动密封件46的示例，但是与此相同地可以将图2 (a)、图2(C)、图3 (a)?图3 (C)、图4 (a)?图4 (C)所示的第二实施形态?第九实施形态的孔用滑动密封件应用于轴用滑动密封件上。
[0082]而且，在上述各实施形态中，尽管举例说明了将滑动密封件以单体形式安装在安装凹部19内而使用的示例，但是取而代之也可以将滑动密封件与其他形式的密封件组合并安装在安装凹部19内而使用。
[0083]又，在上述各实施形态中，例如如图12所示，将形成在轴用滑动密封件46的外周面上的被滑动面Ilb设置为平坦面，但是取而代之也可以如图13所示，在该被滑动面Ilb上形成槽部48。该槽部48既可以在圆筒形的被滑动面Ilb的全周以圆环形形成，也可以在圆周的局部形成一个或两个以上。
[0084]此外，尽管与上述同样地，例如如图1所示将形成在孔用滑动密封件11等的内周面上的被滑动面Ilb设置为平坦面，但是取而代之，也可以在该被滑动面Ilb上形成槽部48(未图示)。该槽部48既可以在圆筒形的被滑动面Ilb的全周以圆环形形成，也可以在圆周的局部形成一个或两个以上。
[0085]像这样，在被滑动面Ilb上形成槽部48时，如图13所示，通过W3 > W5+W6的关系可以降低被滑动面Ilb和滑动面13a之间的摩擦阻力，可以防止滑动密封件46等伴随旋转侧的构件而旋转的情况。另外，槽部48的宽度及长度需要设定为能够防止滑动密封件46等伴随旋转侧的构件而旋转的情况，并且能够确保适当的密封性。
[0086]工业应用性:
如上所述，根据本发明的滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构通过将滑动密封件的被滑动面和滑动面之间的滑动摩擦阻力设定为零或者接近于零的大小，具有能够谋求滑动密封件及构成滑动面的构件的使用寿命提高，并能够长时间维持适当的密封性能的优异效果，并且适用于这样的滑动密封件及具备该滑动密封件的密封结构中。
【权利要求】
1.一种滑动密封件，是用于密封第一构件相对于第二构件自由转动的这两个构件之间的环状间隙，且安装在设置于所述第二构件或第一构件上的环状安装凹部的滑动密封件，其特征在于， 所述滑动密封件是圆环形且通过其中心线的截面形状形成为矩形； 所述滑动密封件未安装在所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的与所述安装凹部的底面压接的固定周面的直径形成为大于或小于所述安装凹部的底面的直径，且所述滑动密封件的面向所述第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的直径形成为大于或小于所述滑动面的直径； 所述滑动密封件安装于所述安装凹部时，所述滑动密封件发生弹性变形，所述滑动密封件的所述被滑动面的直径达到与所述滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。
2.根据权利要求1所述的滑动密封件，其特征在于，所述滑动密封件在未安装在所述安装凹部的状态下，通过所述中心线的截面形状形成为在半径方向上较长的矩形。
3.根据权利要求1或2所述的滑动密封件，其特征在于，具备用于使被所述滑动密封件密封的密封对象流体流向大气侧的流体排放通路。
4.根据权利要求3所述的滑动密封件，其特征在于，具备设置于所述流体排放通路的中途，能够使密封对象流体流向大气侧，同时能够防止大气侧的流体的吸入的止回阀凸缘。
5.根据权利要求4所述的滑动密封件，其特征在于， 所述流体排放通路由形成于所述滑动密封件的所述固定周面上的槽、形成于大气侧的侧面的槽以及形成于密封对象流体侧的侧面构成； 所述止回阀凸缘设置在所述滑动密封件的密封对象流体侧的所述侧面，并形成为以面向所述固定周面的方向突出的形状。
6.根据权利要求1或2所述的滑动密封件，其特征在于，具备用于保持所述滑动密封件的密封对象流体侧的侧面的密封侧壳体。
7.根据权利要求3所述的滑动密封件，其特征在于，具备: 用于保持所述滑动密封件的大气侧的侧面的大气侧壳体；和 设置于所述大气侧壳体上，与所述滑动面压接并能够防止大气侧的粉尘进入密封对象流体侧，同时能够使密封对象流体侧的该流体流向大气侧的粉尘凸缘。
8.—种密封结构，是用于密封第一构件相对于第二构件自由转动的这两个构件之间的环状间隙，且具备设置于所述第二构件或第一构件上的环状安装凹部、和安装于该安装凹部的滑动密封件的密封结构，其特征在于， 所述滑动密封件的通过其中心线的截面形状形成为矩形； 所述滑动密封件未安装在所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的与所述安装凹部的底面压接的固定周面的直径形成为大于或小于所述安装凹部的底面的直径，且所述滑动密封件的面向所述第一构件或第二构件的滑动面的一侧的被滑动面的直径形成为大于或小于所述滑动面的直径； 所述滑动密封件安装于所述安装凹部的状态下，所述滑动密封件的所述被滑动面的直径达到与所述滑动面的直径一致或者接近该直径的尺寸。
【文档编号】F16J15/16GK103511629SQ201310075742
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年3月11日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】关谷诚之, 新拓郎 申请人:六菱橡胶株式会社