JP2004019782A - Rod sealing structure of hydraulic cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダに対してピストンロッドを密封支持するUパッキンを備えた油圧シリンダのロッドシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の油圧シリンダとしては、例えば、図2,図3に示すものがあるが、この油圧シリンダは、両端が塞がれたシリンダ1内に二つの油室2,3を区画するピストン4を移動自在に設け、このピストン4が一端に取付けられたピストンロッド5を前記シリンダ1に貫通させるとともに、このシリンダ1におけるピストンロッド5の貫通部にはピストンロッド5を油密的にかつ摺動可能に支持するロッドシール6が設けられている。
【0003】
又、シリンダ1には油室2,3に連通する油路7,8がそれぞれ設けられ、油路7を介して外部の図示しない油圧源からの作動油を油室2に供給すると共に、油路8を介して油室3を図示しない外部のタンクに連通することで、ピストンロッド5を収縮させる一方、油路8を介して前記油圧源からの作動油を油室3に供給するとともに、油路7を介して油室2を外部のタンクに連通することでピストンロッド5を伸長させるようになっている。
【0004】
ところで、シリンダ1におけるピストンロッド5の貫通孔9内周には、図3に示すように、二本の環状溝10,11と、シリンダ1の外側に臨む環状切欠部12とが設けられている。
【0005】
この環状溝10,11内及び環状切欠部12内には、上記のロッドシール6、即ち、油室側の環状溝10内にはウレタン樹脂等からなる第一のUパッキン13が、また、大気側の環状溝11内には同じくウレタン樹脂等からなる第二のUパッキン14が、そして、環状切欠部12内にはワイパーシール15がそれぞれ挿着されている。
【0006】
前記第一のUパッキン13は、シャープな突端縁となるように形成されたリップ部13aを有しており、油室2側が高圧になった場合にこのリップ部13aの背面側が貫通孔9内に食い込むのを阻止するように、このリップ部13aを補強するナイロン樹脂等よりなるバックアップ部材16が隣接配置されている。
【0007】
前記第二のUパッキン14は、同じくシャープな突端縁となるように形成されたリップ部14aを有しており、油室2側が高圧になった場合にこのリップ部14aの背面側が貫通孔9内に食い込むのを阻止するように、この第二のUパッキン14を補強するナイロン樹脂等よりなるバックアップ部材17が隣接配置されている。
【0008】
前記ワイパーシール15は、外部に臨むダストリップ部15aと、内側に臨むオイルリップ部15bとを備え、金属製の芯金18と一体的に形成されるとともに、この芯金18が前記環状切欠部12に嵌着されている。
【0009】
上記のように構成されたロッドシール構造では、特に、油室2側が高圧となった場合、バッファシールとして機能する第一のUパッキン13がリップ部13aのシャープな突端縁で貫通孔9とピストンロッド5との隙間を通してシリンダ1の外へ移動しようとする作動油をカットして第二のUパッキン14側へ漏れるのを防止している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構造の油圧シリンダのロッドシール構造にあっては、第一のUパッキン13のリップ部13aをシャープな突端縁とし、この突端縁をピストンロッドの外周に摺接することで、ピストンロッド5の外周面に付着した油膜をカットするので、成形不良等の原因によって前記リップ部13aがシャープな突端縁とならない場合には、上記の油膜カット作用が充分になされない場合が想定される。
【0011】
この場合には、ピストンロッド5の伸長行程において第一のUパッキン13でカットされなかった作動油はこの第一のUパッキン13と第二のUパッキン14との間に形成される空間部Sに進入し、その後の圧縮行程において前記バックアップ部材16のピストンロッド5との摺接部分で再びカットされるので、上記の空間部S内に溜まることが考えられる。
【0012】
そして、ピストンロッドの伸縮動作の繰り返しにより、この空間部Sが上記の作動油で充満されると、それ以降はこの空間部Sの圧力が急激に上昇し、その圧力で上記の第一又は第二のUパッキン13,14を損傷させたり、外部への作動油漏れを生じさせたりしてシール構造自体の寿命を短くする虞がある。
【0013】
そこで、本発明の目的は、第一のUパッキン13と第二のUパッキン14との間の空間部Sに作動油が溜まっても、この空間部Sの圧力が急激に高まることのない油圧シリンダのシール構造を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、ピストンロッドに取付けられたピストンをシリンダ内に移動自在に設け、このシリンダに対して順次直列に配置した第一のパッキン、第二のパッキンおよびワイパーシールを介してピストンロッドを摺動自在に密封支持する油圧シリンダのロッドシール構造において、第一のパッキンと第二のパッキンとの間となるシリンダに収納溝を設け、この収納溝内に第一のパッキンと第二のパッキンとの間の空間部に溜まった作動油に起因する圧力上昇を緩和するための圧力上昇緩和部材を挿着したことを特徴とするものである。
【0015】
この場合、圧力上昇緩和部材は中空状のOリングであって、収納溝内に常にはピストンロッドと摺接しないように挿着されていることが好ましい。
【0016】
又、圧力上昇緩和部材は独立発砲状態のウレタン樹脂にて形成されたリング体であっても良い。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を高圧建機用シリンダのロッドシール構造に具体化した実施の形態を図に基づいて説明する。
【0018】
このロッドシール構造は、前述した図2,3に示す従来の油圧シリンダの第一のUパッキン13と、第二のUパッキン14との間に圧力上昇緩和部材を設けた点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記の従来構造と同様なので、図中に同一の符号を付するのみとし、その説明を省略する。
【0019】
即ち、シリンダ1における第一のUパッキン13が挿着される環状溝10と、第二のUパッキン14が挿着される環状溝11との略中間部分には断面が長方形状をなす収納溝21が環状に形成され、この収納溝21内には圧力上昇緩和部材としての中空状をなすOリング22が挿着されている。
このOリング22は、PFAパイプの端部同士を溶融圧着することによって環状に形成されるとともに、常にはその一部が収納溝22からピストンロッド5側に露出しないように前記収納溝22に対して弾性変形した状態で位置固定的に挿着されている。
【0020】
従って、第一のUパッキン13と、第二のUパッキン14とで形成される空間部Sが作動油で満たされた後には、収納溝21内のOリング22を弾性変形させることによって以後の急激な圧力上昇を防止するようになっている。
【0021】
上記のように構成された油圧シリンダでは、第一のUパッキン13のリップ部13aは、その突端縁がピストンロッド5の外周に摺接した状態となっているので、例えば、ピストンロッド5の伸長工程おいては、ピストンロッド5はその外周に付着した油膜を適宜の厚さにカットされた状態で第一のUパッキン13上を摺動移動するとともに、このリップ部13aにより油室2側の高圧が第二のUパッキン14に影響を及ぼさないようにしている。
【0022】
このとき、前記リップ部13aが製造誤差等の理由によりシャープな突端縁となっていなかった場合には、上記の油膜カット作用が充分に発揮されず、余分な作動油が第一のUパッキン13と、第二のUパッキン14とで形成される空間部Sに溜まる。
【0023】
この状態でピストンロッド5の進退動作が繰り替えされると、前記空間部S内は作動油で満たされ、その後、急激な圧力上昇を起こそうとする。
【0024】
ところが、本実施の形態では、二つの環状溝10、11間に収納溝21を形成し、この収納溝21内に中空状のOリング22を挿着しているので、このOリング22を弾性変形させることによって上記の圧力上昇を吸収することができる。
【0025】
又、上記の効果を確認するため、ピストンロッド5を100kmと400km往復動させ、その時の上記空間部S内の圧力をそれぞれ測定してみたところ、100kmでは1Mpa、400kmでは1Mpaの圧力にしかならなかった。
【0026】
因みに、本実施形態における中空状のOリングを用いない場合には100kmで21Mpa、400kmでは38Mpaとなり、本件実施の形態の効果が確認された。
【0027】
従って、従来技術で示したような急な圧力上昇に起因した各Uパッキンの破損や、油漏れと言った不具合を確実に防止して寿命を延ばすことができる。
【0028】
又、中空状のOリング22を収納溝21内に常にはピストンロッド5と摺接しないように挿着したので、ピストンロッド5の進退動作の際に余分な抵抗を与えることがないばかりでなく、Oリング22自体の耐久性も上げることができる。
【0029】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して具体化することもできる。
【0030】
1)圧力上昇緩和部材は、本件実施の形態で示した中空状のOリング22の他、独立発泡状態のウレタン樹脂や、それ以外の合成樹脂等を用いても良く、発泡状態のウレタン樹脂を用いる場合には、発泡率を変えることによって緩和させる設定圧力を容易に変更することができる。
【0031】
2)収納溝21の断面形状は、前記長方形に限定されるものではなく、正方形やその他の形状としても良い。
【0032】
3)本実施の形態では、高圧建機用シリンダを示したが、これに限定されるものではなく、一般的な油圧シリンダに具体化しても良いことは勿論である。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果がある。
【0034】
1)各請求項の発明によれば、第一及び第二のUパッキンで形成される空間部に溜まる作動油に起因して生じる急激な圧力上昇を第一及び第二のUパッキン間に設けられた圧力上昇緩和部材によって抑制することができるので、第一又は第二のUパッキンを損傷させたり、外部への作動油漏れを生じさせたりする虞を確実に防止してロッドシール構造自体の寿命を延ばすことができる。
【0035】
2)請求項2の発明によれば、中空状のOリングを収納溝内に常にはピストンロッドと摺接しないように挿着したので、ピストンロッドの進退動作の際に余分な抵抗を与えることがないばかりでなく、Oリング自体の耐久性も上げることができる。
【0036】
3)請求項3の発明によれば、発泡率を変えることによって緩和させる設定圧力を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す油圧シリンダのロッドシール構造を示す要部断面である。
【図2】従来の油圧シリンダを示す断面図である。
【図3】従来の油圧シリンダのロッドシール構造を示す要部断面である。
【符号の説明】
1 シリンダ
4 ピストン
5 ピストンロッド
13 第一のパッキン
14 第二のパッキン
15 ワイパーシール
21 収納溝
22 Oリング(圧力上昇緩和部材)
S 空間部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rod seal structure of a hydraulic cylinder provided with U packing for sealingly supporting a piston rod with respect to a cylinder.
[0002]
[Prior art]
Conventional hydraulic cylinders include, for example, those shown in FIGS. 2 and 3. This hydraulic cylinder moves a piston 4 that partitions two
[0003]
The cylinder 1 is provided with
[0004]
By the way, as shown in FIG. 3, two
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The
[0009]
In the rod seal structure configured as described above, especially when the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional hydraulic cylinder rod seal structure, the
[0011]
In this case, the hydraulic oil that has not been cut by the
[0012]
Then, when the space S is filled with the above-mentioned hydraulic oil by repeating the expansion and contraction operation of the piston rod, the pressure of the space S rapidly increases thereafter, and the first or second pressure is increased by the pressure. There is a possibility that the
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic system in which even if hydraulic oil accumulates in the space S between the first U packing 13 and the second U packing 14, the pressure in the space S does not suddenly increase. An object of the present invention is to provide a cylinder seal structure.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first packing, a second packing and a wiper in which a piston attached to a piston rod is movably provided in a cylinder, and is sequentially arranged in series with the cylinder. In a rod seal structure of a hydraulic cylinder that slidably seals and supports a piston rod via a seal, a storage groove is provided in a cylinder between a first packing and a second packing, and a first groove is provided in the storage groove. And a pressure rise reducing member for reducing a pressure rise caused by hydraulic oil accumulated in a space between the packing and the second packing.
[0015]
In this case, it is preferable that the pressure rise reducing member is a hollow O-ring, and is inserted into the storage groove so as not to always slide on the piston rod.
[0016]
Further, the pressure rise reducing member may be a ring body formed of urethane resin in an independently fired state.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is embodied in a rod seal structure of a cylinder for a high-pressure construction machine will be described below with reference to the drawings.
[0018]
This rod seal structure is characterized in that a pressure rise relieving member is provided between the
[0019]
That is, the storage groove having a rectangular cross section is provided at a substantially intermediate portion between the
The O-
[0020]
Therefore, after the space portion S formed by the
[0021]
In the hydraulic cylinder configured as described above, the
[0022]
At this time, if the
[0023]
When the advancing and retreating operation of the
[0024]
However, in the present embodiment, the
[0025]
In order to confirm the above effects, the
[0026]
Incidentally, when the hollow O-ring according to the present embodiment was not used, 21 Mpa at 100 km and 38 Mpa at 400 km, and the effect of the present embodiment was confirmed.
[0027]
Therefore, it is possible to surely prevent breakage of each U-packing due to a sudden increase in pressure as shown in the prior art and troubles such as oil leakage and extend the life.
[0028]
In addition, since the hollow O-
[0029]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied with the following modifications, for example.
[0030]
1) As the pressure rise reducing member, in addition to the hollow O-
[0031]
2) The cross-sectional shape of the
[0032]
3) In the present embodiment, the cylinder for the high-pressure construction machine is shown, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the cylinder may be embodied as a general hydraulic cylinder.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0034]
1) According to the invention of each claim, a sudden pressure rise caused by the hydraulic oil accumulated in the space formed by the first and second U-packings is provided between the first and second U-packings. Can be suppressed by the pressure-relief member provided, the risk of damaging the first or second U-packing or causing leakage of hydraulic oil to the outside can be reliably prevented, and the rod seal structure itself can be prevented. Life can be extended.
[0035]
2) According to the second aspect of the present invention, the hollow O-ring is inserted into the storage groove so as not to be always in sliding contact with the piston rod, so that extra resistance is given when the piston rod moves forward and backward. Not only that, the durability of the O-ring itself can be increased.
[0036]
3) According to the third aspect of the invention, the set pressure to be alleviated by changing the foaming ratio can be easily changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a rod seal structure of a hydraulic cylinder showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a conventional hydraulic cylinder.
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing a rod seal structure of a conventional hydraulic cylinder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 4
S space part
Claims (3)
Priority Applications (1)
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JP2002175290A JP2004019782A (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Rod sealing structure of hydraulic cylinder |
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---|---|---|---|---|
WO2005038311A1 (en) * | 2003-10-16 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Kawasaki Precision Machinery | Seal structure for gas |
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-
2002
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