JP2000027810A - ピストンシ―ル - Google Patents

ピストンシ―ル

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JP2000027810A
JP2000027810A JP11131852A JP13185299A JP2000027810A JP 2000027810 A JP2000027810 A JP 2000027810A JP 11131852 A JP11131852 A JP 11131852A JP 13185299 A JP13185299 A JP 13185299A JP 2000027810 A JP2000027810 A JP 2000027810A
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JP
Japan
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piston
seal
sealing
belt
slot
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Pending
Application number
JP11131852A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikael Tull
ツール、ミカエル
Kenneth Johansson
ヨハンソン、ケネス
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Rexroth Mecman AB
Original Assignee
Rexroth Mecman AB
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/082Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the slotted cylinder type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内方シーリングベルトに可曉変形が生じても
ピストンシールとシリンダ内側の間隙に確実な封止が得
られるピストンシールの提供。 【解決手段】 楕円形断面を有するロッドレススロット
つきシリンダのピストン用のピストンシールであって、
シールは内方基部と外周シーリングリップとを備えて、
シリンダ断面に相当する楕円形のリング形状を有してい
る。シーリングリップは、シリンダ加圧時にシーリング
ベルトが変形させられるときに、シーリングリップとシ
ーリングベルトの内側とを確実に封止接触させるため
に、内方シーリングベルト部分で圧接する半径方向外向
きに突出する部分を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロッドレスシリンダ用
のピストンに設けられるピストンシールに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】圧力シリンダ、特にロッドレスシリンダ
は、シリンダチューブの長手方向に沿って延在するスロ
ットを有し、スロットを通じて動力伝達手段が備えられ
ている。シリンダチューブ内にはその長手方向に沿って
往復移動可能にピストンを収容するピストン収容部が設
けられている。ピストン収容部内に加圧流体を導入する
と、前記動力伝達手段を介してピストンの往復移動がシ
リンダチューブの外側の部材に伝えられる。さらにピス
トンの移動方向両端部にはシーリングリップを有するピ
ストンシールが設けられており、このピストンシールと
スロットの内側をふさぐ弾性材料などの変形自在材料の
内方シーリングベルトによってピストン収容部内が密閉
され、加圧流体がスロットから外部へ漏洩するのが防止
されている。シーリングベルトは、シリンダチューブを
加圧すると半径方向外方に変形を生じてしまう。この変
形を最小限に止めるために、ベルトに補強金属片を設け
たり、ベルトの軸方向外側に肩部を設け、シーリングベ
ルトがスロット内部のせりに圧接するよう配列されるこ
とが提案されている。一方、ベルトにシリンダ内側から
高圧力がかかる時は、シーリングベルトのシーリング片
とシリンダの対応面とをさらに接触させるためには、シ
ーリングベルトにある程度の変形が望ましいことはこれ
までに証明されている。従ってスロット内側にシーリン
グベルトを外曲げするなど、ベルトの中央部分にも、一
定の変形が少なからず意図的に行われてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
シーリングベルトを外曲げするなど一定の変形を意図的
に行っても、ベルトの内側が浅く膨らみ、この曲がりが
特に目立つ場合は、ピストンシールのシーリングリップ
とシーリングベルトとの領域に一定の漏洩を生じてしま
う。また、ピストンシールの基部とシーリングリップと
の間に支持突起を備えることにより、シーリングベルト
の外縁部にピストンシールを圧接する場合に、シーリン
グベルトの封止片部分のピストンシールの剛度を増すこ
とが提案されてきたが、これらの努力によっても、ピス
トンシールのシーリングリップと、シリンダの加圧で変
形したシーリングベルトの内側のシーリング協動を改良
する結果には至らなかった。本発明の目的は前記問題点
を解消することであり、内方シーリングベルトに可塑
(プラスチック)変形が生じてもピストンシールとシリ
ンダ内側に確実な封止が得られるピストンシールを提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のピストンシールは、スロットがシールベルト
によって塞がれたシリンダチューブのピストン収容部に
収容され、そのピストン収容部内を2つの圧力室に区画
し、その一方の圧力室に加圧流体を供給してその長手方
向に沿って移動するロッドレスシリンダ用のピストンに
おいて、そのピストンの移動方向の端部に、ピストン収
容部の内壁と接触して前記加圧流体のピストン方向への
流入を防止するシーリングリップを外縁部に有するピス
トンシール本体を設け、前記シーリングリップの前記シ
ールベルトと接触する部分に、前記加圧流体の供給後の
シールベルトの表面形状と合致すべく突出部を設けたも
のである。
【0005】前記ピストン収容部のその長手方向と直交
する内壁面の形状が楕円形に形成され、その楕円形の直
線部に前記スロットが設けられ、前記シーリングリップ
が楕円形に形成され、該シーリングリップの直線部に前
記突出部が設けられていることが好ましい。また、前記
ピストンシール本体に、前記シールベルトのピストン収
容部側の表面両端部を前記スロットを形成する壁に圧接
する補強材を設けることが好ましい。また、前記シーリ
ングリップに、前記ピストン収容部の長手方向と直交す
る方向に延在する少なくとも1つの外周シーリング溝を
設けることが好ましい。また、前記突出部の少なくとも
一部が湾曲に形成されていることが好ましい。また、前
記ピストンシール本体が、ピストンの移動方向の両端部
にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の態様、特徴並びに利点を
添付図面を参照し、以下に詳述する。図2は本発明のピ
ストンシールが特に利用可能である断面楕円形のシリン
ダチューブ1の断面図である。シリンダチューブ1内に
はロッドが接続されていないピストン(図示せず)がチ
ューブ1の長手方向に沿って移動可能に収納されるピス
トン収納部20が設けられている。ピストンはシリンダ
チューブ1(ピストン収納部20)内を2つの圧力室に
区画するものであり、2つの圧力室にはそれぞれ加圧流
体源(図示せず)と流体導管(図示せず)とに接続され
て、それぞれに加圧流体が供給されるようになってい
る。シリンダチューブ1には、その長手方向に延在する
スロット2が設けられ、このスロット2によりピストン
収納部20がチューブ外部と連通される。圧力室におけ
るスロット2には弾性材料などの変形自在材料で構成さ
れた内側シーリングベルト3が位置されて、このシーリ
ングベルト3によりスロット2が塞がられ、圧力室が密
閉されてその圧力室に供給された加圧流体がスロット2
を介してチューブ外部へ漏洩することが防止される。つ
まり、圧力室は、シリンダチューブ1とピストンとスロ
ット2に位置されたシーリングベルト3とにより密閉さ
れている。
【0007】シーリングベルト3は、図1及び図2に示
すように、圧力室においてはスロット2内に位置され、
圧力室が加圧されたときスロット2内部に設けられたせ
り4と接触するようになっている。また、シーリングベ
ルト3の圧力室側の両端部は、圧力室内と外部とを確実
に遮断するようにシールリップ5がそれぞれ設けられて
いる。これらの各構造部材は当該技術に従事するものに
とって公知であるから、ここでは詳細な説明を省略する
が、本件特許出願人の当該分野における先に出願した特
許出願の多数の特許明細書を参照することにより、さら
に理解することができる。図1に詳細に示される様に、
符号Aはピストン収容部20(圧力室)とスロット2と
の境界線(断面楕円形の直線部分)を示すと共に、圧力
室に加圧流体が供給されていないとき(減圧状態)のス
ロット2内に位置されているベルト3の内側表面(圧力
室に接する面)を示している。このようにシーリングベ
ルト3を構成するのは、ピストン収容部20側へベルト
3が突出する形状を仮定すると、ピストン収容部20を
干渉することになり好ましくないことから、減圧状態で
はこのように直線状に伸張することが好ましいからであ
る。符号Bは圧力室に加圧流体を供給した状態(加圧状
態)におけるシーリングベルト3の内側表面を示してお
り、図に示すように、ベルト3は加圧流体により弾性的
に(可曉して)変形、つまりこの領域で浅く膨らみ、ス
ロット2側に加圧させられてシールリップ5がシリンダ
チューブ1内側に確実に密着して圧力室が密閉されるよ
うになっている。
【0008】図3は本発明のピストンシール6の一例を
示す図、図4は図3のピストンシール6の断面図、図5
は図3のピストンシール6の斜視図をそれぞれ示す。ピ
ストンシール本体6は、ピストンにシール本体6を固定
するための基部7とシーリングリップ8とから主にな
る。ピストンシール本体6(シーリングリップ)は、ピ
ストンチューブ1の内壁と接触すべくその内壁と同一形
状の楕円形に形成され、2個所の直線部分を有する。一
方の直線部分の一部(シールベルト3と接触する部分)
には、前記加圧流体の供給後のシールベルト3の内側表
面形状と合致すべく突出部9が設けられており、この突
出部9が加圧状態のときの内側シーリングベルト3の前
述のような外曲げ部分Bを圧接するように構成されてい
る。また、突出部9の内側9'は直線延伸部分を有して
おり、これはすなわち突出部9の中心のシーリングリッ
プ8が円周上で他の部分より肉厚に形成されていること
を意味している。
【0009】また、ピストンシール本体6には、前記シ
ールベルト3のピストン収容部20側の表面両端部(シ
ーリングベルト3のシールリップ5)をスロット2を形
成する壁に圧接する補剛部材(補強材)が設けられてい
る。また、ピストンシール本体6には、ピストンにシー
ル本体6を簡単に装着するための案内ピン11が設けら
れている。また、シーリングリップ8のピストン収容部
20の内壁と接触する部分には、前記ピストン収容部2
0の長手方向と直交する方向に延在する外周シーリング
溝12が1又は複数(図示例では3つ)設けられ、この
シーリング溝12によって密閉効果が増すようになって
いる。
【0010】次に本発明のシーリングベルト3とピスト
ンシール6をロッドレスシリンダに用いる場合について
説明する。ロッドレススロットつきシリンダにおいて、
ピストン収容部20(圧力室)内に加圧流体を導入する
ことでピストンがピストン収容部20内をその長手方向
に移動し、シリンダチューブ1のスロット2からシリン
ダ外側に延びる動力伝達手段により、ピストンの往復運
動を前記スロット2を通してシリンダチューブ1の外側
の部材に伝える。シリンダチューブ1(圧力室)が加圧
されると、シリンダチューブ1のスロット2内側に備え
られた内方シーリングベルト3は、圧力室内の加圧流体
の圧力によりスロット2側に外曲げに加圧させられて、
図2の符号Bに示すように弾性的に変形、つまりこの部
分で浅く膨らむ。この際、シーリングベルト3がスロッ
ト2内部のアーチ4と接触し、かつ、シールリップ5が
スロット2の内壁に加圧されるので、圧力室は外部と確
実に遮断される。
【0011】圧力室の加圧により往復運動するピストン
の両端部には、ピストンシール6が装着されており、そ
のピストンシール6のシーリングリップ8の直線部分
9'の一方には、シーリングベルト3の外曲げに圧接す
るよう半径方向外向きで他の部分より肉厚の突出部9が
設けられているから、シーリングリップ8とシーリング
ベルト3の内側とは確実に封止接触される。すなわち、
突出部9が設けられていないと、シーリングベルト3は
加圧流体により図2の符号Bに示すように弾性的に変形
し、この変形した領域の隙間ができ、この隙間から加圧
流体が圧力室外に漏れるからである。よって、シーリン
グリップ8に突出部9が設けられていることで、前記隙
間がなくなるので、加圧流体が圧力室外に漏れることが
ない。さらにピストンシール6に設けた補剛部材(補強
材)10により、ピストンシール6はシーリングベルト
3の外方縁部に確実に圧接されるので、より確実に圧力
室内の加圧流体が外部に漏洩することがない。圧力室の
圧力を解除すると、図2に示すように、シーリングベル
ト3はシリンダ内壁の楕円形断面における直線部分から
の連続線、すなわち直線状に伸張され(符号A)ピスト
ン収容部20内側がベルト3の突出により干渉されるこ
とはない。
【0012】従って、本発明によれば、圧力室が加圧さ
れるときにシーリングベルト3の内側に形成される凹み
に合致する突出部9を備えることから、内方シーリング
ベルト3とピストンシール6のシールリップ8とは協動
して封止接触を行え、確実に圧力内の加圧流体の外部へ
の漏洩を防止することができる。本発明は特許請求の範
囲の欄に記載する発明の範囲内であれば適宜変更しても
よく、突出部9の構造を変更し、さらに補強材10の有
無と同様に、ピストンシール6本体の基部7とシーリン
グリップ8との相互関係を相違させても良いが、ピスト
ンシール6の突出部9は図2に示すように、圧力解除さ
れたシーリングベルト3に対応する位置と同様に、図示
された位置(B)に届くことのできる程度の可曉性を有
することが重要である。ピストンシール6はポリウレタ
ン材料など適宜公知の素材で製造されることが好まし
い。
【0013】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ピストン
シールのシーリングリップに外向きの突出部を設けるこ
とにより、加圧により変形したシーリングベルトの内側
に確実な封止接触を実現できる。さらに本発明によれ
ば、シーリングベルトの変形をシリンダ加圧時に限ら
ず、シーリングベルトの封止片とシリンダチューブ内側
の対応部分との間隙を最適に封止するように、シーリン
グベルトを構成、且つ採寸することにより、前述のよう
な効果が得られる。またシーリングベルトが比較的目だ
って内側に曲がり又は凹む形状に変形されるような素材
で構成されても、本発明により非常に良質なピストンシ
ールが確実に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロッドレスシリンダを示す断面図であ
る。
【図2】図1のロッドレスシリンダの要部を示す断面図
である。
【図3】本発明のピストンシールの一例を示す平面図で
ある。
【図4】図3に示すピストンシールの縦断面図である。
【図5】図3に示すピストンシールの斜視図である。
【符号の説明】
1 :シリンダチューブ 2 :スロット 3 :シーリングベルト 4 :せり 5 :シールリップ 6 :ピストンシール 7 :基部 8 :シーリングリップ 9 :突出部分 10 :補剛部材 11 :案内ピン 12 :シーリング溝

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットがシールベルトによって塞がれ
    たシリンダチューブのピストン収容部に収容され、その
    ピストン収容部内を2つの圧力室に区画し、その一方の
    圧力室に加圧流体を供給してその長手方向に沿って移動
    するロッドレスシリンダ用のピストンにおいて、 そのピストンの移動方向の端部に、ピストン収容部の内
    壁と接触して前記加圧流体のピストン方向への流入を防
    止するシーリングリップを外縁部に有するピストンシー
    ル本体を設け、前記シーリングリップの前記シールベル
    トと接触する部分に、前記加圧流体の供給後のシールベ
    ルトの表面形状と合致すべく突出部を設けたことを特徴
    とするピストンシール。
  2. 【請求項2】 前記ピストン収容部のその長手方向と直
    交する内壁面の形状が楕円形に形成され、その楕円形の
    直線部に前記スロットが設けられ、前記シーリングリッ
    プが楕円形に形成され、該シーリングリップの直線部に
    前記突出部が設けられている請求項1記載のピストンシ
    ール。
  3. 【請求項3】 前記ピストンシール本体に、前記シール
    ベルトのピストン収容部側の表面両端部を前記スロット
    を形成する壁に圧接する補強材を設けた請求項1又は2
    に記載のピストンシール。
  4. 【請求項4】 前記シーリングリップに、前記ピストン
    収容部の長手方向と直交する方向に延在する少なくとも
    1つの外周シーリング溝を設けた請求項1、2又は3に
    記載のピストンシール。
  5. 【請求項5】 前記突出部の少なくとも一部が湾曲に形
    成されている請求項1、2、3又は4に記載のピストン
    シール。
  6. 【請求項6】 前記ピストンシール本体が、ピストンの
    移動方向の両端部にそれぞれ設けられている請求項1、
    2、3、4又は5に記載のピストンシール。
JP11131852A 1998-05-12 1999-05-12 ピストンシ―ル Pending JP2000027810A (ja)

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EP0957269A2 (en) 1999-11-17
DE69916163D1 (de) 2004-05-13
SE9801651L (sv) 1999-11-13
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SE9801651D0 (sv) 1998-05-12

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