JP2006057834A - Seal construction of sliding part - Google Patents

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Hiroyuki Enomoto
博幸 榎本
Tetsuya Suzuki
哲哉 鈴木
Tomoko Imahori
智子 今堀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the seal construction of the sliding part that can seal the interspace between a shaft and a cylinder appropriately. <P>SOLUTION: In the interspace between a shaft 11 and a cylinder 10 and the seal construction of the sliding part to seal by the first packing P1 and the second packing P2 that are arranged in series between the cylinder 10 and the shaft 11 inserted to the movement free in the cylinder 10, the first packing P1 established inside prepares the seal member 20 facing to the cylinder 10 inside and the backup ring 25 facing to the sliding part. The seal member 20 and the backup ring 25 are unified inseparably which attains to prevent the deterioration of the seal performance by preventing the isolation of the backup ring 25 from the seal member 20. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、摺動部のシール構造に関する。   The present invention relates to a seal structure for a sliding portion.

この種摺動部のシール構造にあっては、従来から、図3に示したものが知られており、この摺動部のシール構造は、たとえば、油圧シリンダの軸たるロッド2と筒たるシリンダ3との間をシールするために使用され、その構造は直列に配置される第1パッキン4と第2パッキン5とを備え、各パッキン4,5はシリンダ3の内周側に設けた環状溝3a,3b内に嵌挿されている。   Conventionally, the seal structure of this kind of sliding part is known as shown in FIG. 3, and the seal structure of this sliding part is, for example, a rod 2 that is a shaft of a hydraulic cylinder and a cylinder that is a cylinder. 3, the structure includes a first packing 4 and a second packing 5 arranged in series, and each packing 4, 5 is an annular groove provided on the inner peripheral side of the cylinder 3. It is inserted in 3a, 3b.

さらに、シリンダ3内方に位置する第1パッキン4は、シール部材たるUパッキン6と、該Uパッキン6の内周側に設けた切欠内に嵌合するバックアップリング7とで構成され、他方、シリンダ3の外方に位置する第2パッキン5は、Uパッキンで構成されている。   Further, the first packing 4 located inside the cylinder 3 is composed of a U packing 6 as a sealing member and a backup ring 7 fitted in a notch provided on the inner peripheral side of the U packing 6. The second packing 5 located outside the cylinder 3 is constituted by a U packing.

そして、この第1パッキン4をシリンダ3の環状溝3a内周およびロッド2外周とに当接させ、第2パッキン5をシリンダ3の環状溝3b内周およびロッド2外周とに当接させて、ロッド2とシリンダ3との間をシールしシリンダ3を油密状態に維持している。   Then, the first packing 4 is brought into contact with the inner periphery of the annular groove 3a of the cylinder 3 and the outer periphery of the rod 2, and the second packing 5 is brought into contact with the inner periphery of the annular groove 3b of the cylinder 3 and the outer periphery of the rod 2. The rod 2 and the cylinder 3 are sealed to keep the cylinder 3 in an oil-tight state.

ここで、第1パッキン4は、シリンダ3内の高い圧力を第2パッキン5に直接作用させないために設けられるものであり、これにより第2パッキン5は、第1パッキン4を通過する作動油のみをシールすることになる。   Here, the first packing 4 is provided in order to prevent the high pressure in the cylinder 3 from acting directly on the second packing 5, so that the second packing 5 is only hydraulic oil that passes through the first packing 4. Will be sealed.

すなわち、第1パッキン4は第2パッキン5に作用する圧力を減圧する役割を果たすいわゆるバッファシールとして機能する。   That is, the first packing 4 functions as a so-called buffer seal that plays a role of reducing the pressure acting on the second packing 5.

したがって、上述のような摺動部のシール構造は、特にシリンダ3内が非常に高い圧力になることが想定される機器、たとえば、建機用の油圧シリンダ等のシールをする場合に用いられる。
特開2004−52854号公報(第4頁第38行目から第4頁第42行目まで,図1)
Therefore, the seal structure of the sliding part as described above is used particularly when sealing equipment such as a hydraulic cylinder for construction equipment that is assumed to have a very high pressure inside the cylinder 3.
JP 2004-52854 A (from page 4, line 38 to page 4, line 42, FIG. 1)

しかしながら、上記した従来の摺動部のシール構造においては以下の弊害があると指摘される恐れがある。   However, the above-described conventional sliding part seal structure may be pointed out to have the following adverse effects.

すなわち、従来構成ではバックアップリング7は、Uパッキン6の切欠内に嵌合することにより一体化されているが、Uパッキン6に対して完全に固定されているわけではないので、油圧シリンダ1が伸縮を長期間繰り返すと、Uパッキン6とバックアップリング7との間に作動油が入り込み蓄積され、Uパッキン6からバックアップリング7が遊離してしまう。   That is, in the conventional configuration, the backup ring 7 is integrated by fitting in the notch of the U packing 6, but is not completely fixed to the U packing 6. If expansion and contraction is repeated for a long time, hydraulic oil enters and accumulates between the U packing 6 and the backup ring 7, and the backup ring 7 is released from the U packing 6.

ここで、バックアップリング7は、Uパッキン6の内側リップの変形を阻止する目的で設けられるものであるが、バックアップリング7の遊離により、第1パッキン4と第2パッキン5との間の空間Sに作動油が蓄積される事態となる。   Here, the backup ring 7 is provided for the purpose of preventing the deformation of the inner lip of the U packing 6, but the space S between the first packing 4 and the second packing 5 due to the release of the backup ring 7. The hydraulic oil accumulates in the tank.

すなわち、Uパッキン6とバックアップリング7との間に作動油が蓄積されると、Uパッキン6は、Uパッキン6とバックアップリング7との間に蓄積された作動油によって環状溝3a内で図3中右方に移動せしめられ環状溝3aの右方の側壁に押し付けられる一方、他方のバックアップリング7は、上記蓄積された作動油によって環状溝3a内で図3中左方に移動せしめられて環状溝3aの左方の側壁に押し付けられて、空間S内の作動油がシリンダ3内に戻ることを妨げてしまうこととなる。   That is, when hydraulic oil is accumulated between the U packing 6 and the backup ring 7, the U packing 6 is moved into the annular groove 3 a by the hydraulic oil accumulated between the U packing 6 and the backup ring 7 in FIG. 3. While being moved to the middle right and pressed against the right side wall of the annular groove 3a, the other backup ring 7 is moved to the left in FIG. When pressed against the left side wall of the groove 3 a, the hydraulic oil in the space S is prevented from returning into the cylinder 3.

そして、この空間Sへの作動油の蓄積が油圧シリンダ1の伸縮のたびに繰り返されて、空間S内の油圧が徐々に高くなり、最終的には、この空間S内の油圧力により第2パッキン5は、ロッド2に強く押し付けられて、ロッド2の移動時に溶融し摩耗してしまい、ロッド2とシリンダ3との間を適切にシールすることができなくなってしまう恐れがある。   The accumulation of hydraulic oil in the space S is repeated every time the hydraulic cylinder 1 expands and contracts, and the hydraulic pressure in the space S gradually increases. Finally, the second oil pressure in the space S causes the second oil pressure. The packing 5 is strongly pressed against the rod 2 and melts and wears when the rod 2 moves, and there is a possibility that the gap between the rod 2 and the cylinder 3 cannot be properly sealed.

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、軸と筒との間を適切にシールすることが可能な摺動部のシール構造を提供することである。   Therefore, the present invention was devised in order to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seal structure for a sliding portion capable of appropriately sealing between a shaft and a cylinder. Is to provide.

上記目的を達成するため、本発明における課題解決手段は、筒と該筒内に移動自在に挿入される軸との間に直列に配置される第1パッキンおよび第2パッキンで、軸と筒との間とシールする摺動部のシール構造において、内側に設けられる第1パッキンは、筒内方に面するシール部材と摺動部に面するバックアップリングとを備え、該シール部材とバックアップリングとが分離不能に一体化されてなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the problem solving means in the present invention is a first packing and a second packing arranged in series between a cylinder and a shaft movably inserted into the cylinder. In the seal structure of the sliding portion that seals between the first packing, the first packing provided inside includes a seal member facing the inside of the cylinder and a backup ring facing the sliding portion, and the seal member and the backup ring Are integrated inseparably.

本発明によれば、軸の筒に対する相対移動が長期間繰り返されても、第1パッキンを構成するシール部材とバックアップリングとが分離不能に一体化されているので、該シール部材とバックアップリングとの間へ作動油等の液体が侵入、蓄積されることはない。   According to the present invention, even if the relative movement of the shaft with respect to the cylinder is repeated for a long time, the seal member and the backup ring constituting the first packing are integrated so as not to be separated. Liquid such as hydraulic oil does not enter and accumulate in between.

したがって、シール部材からバックアップリングが遊離してしまうことが無いので、そのシール性能の機能を維持することができ、軸と筒との間を適切にシールすることが可能である。   Therefore, since the backup ring is not separated from the seal member, the function of the sealing performance can be maintained, and the shaft and the tube can be appropriately sealed.

すなわち、シール部材とバックアップリングとの間へ作動油等の液体が侵入、蓄積されることはないので、第1パッキンと第2パッキンとの間の空間内の液体における筒内方側への戻りを阻害することを防止できる。   That is, since liquid such as hydraulic oil does not enter and accumulate between the seal member and the backup ring, the liquid in the space between the first packing and the second packing returns to the inward side of the cylinder. Can be prevented.

このため、第1パッキンを通過する作動油等の液体が第1パッキンと第2パッキンとの間の空間内に蓄積されて空間内の圧力が異常に高まることはなく、第2パッキンが溶融摩耗することが回避されるので、第2パッキンのシール性を阻害することがない。   Therefore, liquid such as hydraulic oil that passes through the first packing is not accumulated in the space between the first packing and the second packing, and the pressure in the space does not increase abnormally, and the second packing is melted and worn. Therefore, the sealing performance of the second packing is not hindered.

また、この摺動部のシール構造にあっては、第1パッキンおよび第2パッキンのシール性の劣化を防止できるので、軸の移動が長期間繰り返されても筒内を密封状態に維持することができる。   In addition, the seal structure of the sliding portion can prevent deterioration of the sealing performance of the first packing and the second packing, so that the cylinder is kept sealed even if the shaft is repeatedly moved for a long period of time. Can do.

また、第1パッキンのバッファシールとしての機能が長期間に亙り劣化せず維持されるので、第2パッキン自体のシール性も長期間に亙り維持され、結果的に両パッキンの耐久性も向上し長寿命化をはかることができる。   In addition, since the function of the first packing as a buffer seal is maintained without deterioration over a long period of time, the sealing performance of the second packing itself is also maintained over a long period of time, resulting in improved durability of both packings. Longer life can be achieved.

さらに、第2パッキンに作用する作動油の圧力は高まることが無いから、第2パッキンがシールに必要とされる以上の力で軸もしくは筒に押し付けられることが防止され、結果的に軸もしくは筒と第2パッキンとの間に過大な摩擦力が発生することが防止されて、軸もしくは筒の円滑な移動が保障される。   Furthermore, since the pressure of the hydraulic oil acting on the second packing does not increase, the second packing is prevented from being pressed against the shaft or the cylinder with a force more than that required for sealing, and as a result, the shaft or the cylinder is prevented. Generation of excessive frictional force between the second packing and the second packing is prevented, and smooth movement of the shaft or cylinder is ensured.

本実施の形態の説明上、この発明が油圧シリンダに具現化された場合として、以下、この発明について説明する。図1は、本発明の摺動部のシール構造が具現化した油圧シリンダのシール部の拡大縦断面図である。図2は、油圧シリンダの概略縦断面図である。   In the following description of the present embodiment, the present invention will be described as a case where the present invention is embodied in a hydraulic cylinder. FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view of a seal portion of a hydraulic cylinder in which the sliding portion seal structure of the present invention is embodied. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the hydraulic cylinder.

本実施の形態における摺動部のシール構造は、図1に示すように、筒たるシリンダ10と該シリンダ10内に移動自在に挿入される軸たるピストンロッド11とを備えた油圧シリンダCに具現化され、該油圧シリンダCのシリンダ10とピストンロッド11との間に直列に配置される第1パッキンP1および第2パッキンP2で構成され、さらに、シリンダ10内側に設けられる第1パッキンP1は、シリンダ10内方に面するシール部材20と摺動部に面するバックアップリング25とで構成されている。   As shown in FIG. 1, the seal structure of the sliding portion in the present embodiment is embodied in a hydraulic cylinder C including a cylinder 10 that is a cylinder and a piston rod 11 that is a shaft that is movably inserted into the cylinder 10. The first packing P1 and the second packing P2 are arranged in series between the cylinder 10 of the hydraulic cylinder C and the piston rod 11, and the first packing P1 provided inside the cylinder 10 is The seal member 20 faces the inside of the cylinder 10 and the backup ring 25 faces the sliding portion.

以下、各部について詳細に説明すると、油圧シリンダCは、図2に示すように、筒たるシリンダ10と、シリンダ10内にピストン12を介して移動自在に挿入される軸たるピストンロッド11と、シリンダ10内に上記ピストン12により区画された2つの油室R1,R2と、各油室R1,R2内に作動油を供給および排出するポート13,14とで構成され、各ポート13,14は、図示しない油圧ポンプに接続されている。   Hereinafter, each part will be described in detail. As shown in FIG. 2, the hydraulic cylinder C includes a cylinder 10 that is a cylinder, a piston rod 11 that is a shaft that is movably inserted into the cylinder 10 via a piston 12, and a cylinder. 10 includes two oil chambers R1 and R2 partitioned by the piston 12, and ports 13 and 14 for supplying and discharging hydraulic oil into the oil chambers R1 and R2, respectively. It is connected to a hydraulic pump (not shown).

また、シリンダ10は、図2中左端が開口する有底筒状に形成されており、この左端の開口11aには、ピストンロッド11を摺動自在に支持する筒状の軸受15が嵌挿されており、また、開口11aの軸受15より図1中左方内周には、環状溝16,17が直列に設けられ、さらに、開口11aの左端には、環状の切欠18が設けられ、上記環状溝16内には第1パッキンP1が、環状溝17内には第2パッキンP2が、切欠18内にはダストシール19がそれぞれ嵌挿されている。   Further, the cylinder 10 is formed in a bottomed cylindrical shape having an opening at the left end in FIG. 2, and a cylindrical bearing 15 for slidably supporting the piston rod 11 is fitted into the opening 11a at the left end. Further, annular grooves 16 and 17 are provided in series on the left inner periphery in FIG. 1 from the bearing 15 of the opening 11a, and an annular notch 18 is provided at the left end of the opening 11a. A first packing P1 is inserted into the annular groove 16, a second packing P2 is inserted into the annular groove 17, and a dust seal 19 is inserted into the notch 18.

そして、たとえば、ポート13を介して作動油を油室R1に供給するとともにポート14を介して油室R2から作動油を排出すると、この油圧シリンダSは収縮し、逆に、油室R2へ作動油を供給し油室R1から作動油を排出すると、油圧シリンダCは伸長することができ、これによりシリンダとしての機能を発揮するものである。   For example, when hydraulic oil is supplied to the oil chamber R1 via the port 13 and discharged from the oil chamber R2 via the port 14, the hydraulic cylinder S contracts, and conversely, the hydraulic cylinder S2 operates to the oil chamber R2. When the oil is supplied and the hydraulic oil is discharged from the oil chamber R1, the hydraulic cylinder C can extend, thereby exhibiting a function as a cylinder.

したがって、ピストンロッド11と開口11aとの間の隙間に設けた第1パッキンP1と第2パッキンP2には、ピストンロッド11の移動方向によって高圧と低圧が作用することになる。   Accordingly, high pressure and low pressure act on the first packing P1 and the second packing P2 provided in the gap between the piston rod 11 and the opening 11a depending on the moving direction of the piston rod 11.

つづいて、第1パッキンP1は、上述のように、シール部材20とバックアップリング25とで構成されており、さらに、シール部材20は、ピストンロッド11に摺接する環状の内側リップ21とシリンダ10に形成の環状溝16内周に当接する環状の外側リップ22とを備えており、他方、バックアップリング25は、環状に形成されるとともに、シール部材20の内側リップ21の外周側端部(シール部材20全体として捕らえた場合には内周側となる)に分離不能に一体化されている。   Subsequently, as described above, the first packing P1 is composed of the seal member 20 and the backup ring 25. Further, the seal member 20 is attached to the annular inner lip 21 and the cylinder 10 which are in sliding contact with the piston rod 11. An annular outer lip 22 that abuts the inner circumference of the formed annular groove 16 is provided. On the other hand, the backup ring 25 is formed in an annular shape, and an outer peripheral side end portion (seal member) of the inner lip 21 of the seal member 20. When it is captured as a whole 20, it becomes an inner peripheral side) and is integrated so as not to be separated.

なお、ここで言う「分離不能に一体化」とは、シール部材20とバックアップリング25との間に隙間が生じさせないように一体化するという主旨であり、油圧力の作用によりシール部材20とバックアップリング25との間に隙間が生じるような単なる嵌め合いや圧入等による一体化を除く主旨である。   The term “integrated so as not to be separated” as used herein means that the seal member 20 and the backup ring 25 are integrated so as not to generate a gap. This is intended to exclude integration by mere fitting, press fitting, or the like that causes a gap between the ring 25 and the like.

また、「分離不能」とは、過大な力や化学的な作用を及ぼしても分離されないという主旨ではなく、おおよそシール用途で使用される状況下で分離されないという主旨である。   The term “inseparable” does not mean that separation is not caused even if an excessive force or chemical action is applied, but it does not mean that separation is not possible under the circumstances where the seal is used.

そして、上述のごとく、シール部材20は、この場合、Uパッキン形状に形成されており、その開口部23はシリンダ10内方に面しており、シリンダ10の油室R1内の圧力を開口部23で受けて、この圧力により内側リップ21と外側リップ22はそれぞれピストンロッド11および環状溝16に押し付けられて、シリンダ10とピストンロッド11との間をシールする。   As described above, in this case, the seal member 20 is formed in a U-packing shape, the opening 23 faces the inside of the cylinder 10, and the pressure in the oil chamber R <b> 1 of the cylinder 10 is opened to the opening. 23, the inner lip 21 and the outer lip 22 are pressed against the piston rod 11 and the annular groove 16, respectively, by this pressure to seal between the cylinder 10 and the piston rod 11.

そして、バックアップリング25は、この場合、摺動部たるピストンロッド11の外周に面するように配置され、内側リップ21が上記圧力により必要以上変形してピストンロッド11と開口11aとの間の隙間に食い込んでしまうことを防止し、ピストンロッド11と内側リップ21との間に必要以上の摩擦抵抗の発生を防止してシール部材20の摩耗によるシール性能の劣化を防止している。   In this case, the backup ring 25 is arranged so as to face the outer periphery of the piston rod 11 as a sliding portion, and the inner lip 21 is deformed more than necessary by the pressure described above, and a gap between the piston rod 11 and the opening 11a. And the occurrence of excessive frictional resistance between the piston rod 11 and the inner lip 21 is prevented, and the deterioration of the sealing performance due to wear of the sealing member 20 is prevented.

ここで、上記シール部材20は、熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成され、他方、バックアップリング25は、ポリアミド系樹脂、たとえば、ナイロン12等で構成されるが、具体的には、アミド基を含有するものが好ましい。なお、樹脂には樹脂組成物が含まれる。   Here, the seal member 20 is made of a thermoplastic polyurethane-based resin, while the backup ring 25 is made of a polyamide-based resin such as nylon 12 and specifically includes an amide group. Those are preferred. The resin includes a resin composition.

そして、シール部材20をUパッキン形状に成形後、ポリアミド系樹脂を射出成形してシール部材20にバックアップリング25を融着、この場合特に熱融着して一体化してある。   Then, after the seal member 20 is molded into a U-packing shape, a polyamide-based resin is injection-molded, and the backup ring 25 is fused to the seal member 20.

具体的には、たとえば、シール部材20の内側リップ21の図1中外周側左端部におけるバックアップリング25が融着される部位に環状の切欠を設け、さらに、第1パッキンP1を形作る型内にシール部材20を挿入しておき、丁度上記切欠にバックアップリング25が一体化されるように、上記型内に、バックアップリング25の材料であるポリアミド系樹脂を200度から300度程度まで加熱して射出成形する。   Specifically, for example, an annular notch is provided in a portion where the backup ring 25 is fused at the left end of the inner lip 21 in FIG. 1 of the inner lip 21 of the seal member 20, and further, in the mold that forms the first packing P1. The sealing member 20 is inserted, and the polyamide resin, which is the material of the backup ring 25, is heated from about 200 degrees to about 300 degrees in the mold so that the backup ring 25 is integrated into the notch. Injection molding.

すると、上記シール部材20の材料である熱可塑性ポリウレタン系樹脂と、バックアップリング25の材料であるポリアミド系樹脂とが、融着して分離不能に一体化されるが、このとき、バックアップリング25の材料であるポリアミド系樹脂がアミド基を含有している場合には、このアミド基が熱可塑性ポリウレタン系樹脂に化学的に作用して通常の融着に比較して接合強度を高めることができ、シール部材20とバックアップリング25とを強固の接合して一体化することが可能である。   Then, the thermoplastic polyurethane resin that is the material of the seal member 20 and the polyamide resin that is the material of the backup ring 25 are fused and integrated so as not to be separated. When the polyamide resin as the material contains an amide group, this amide group can chemically act on the thermoplastic polyurethane resin to increase the bonding strength compared to normal fusion, The seal member 20 and the backup ring 25 can be firmly joined and integrated.

逆に、バックアップリング25を先にポリアミド系樹脂で環状に成形しておき、後からシール部材20の材料である熱可塑性ポリウレタン系樹脂を200度から230度程度まで加熱して射出成形してシール部材20とバックアップリング25とを一体化させてもよい。   On the contrary, the backup ring 25 is first formed into a ring shape with a polyamide-based resin, and the thermoplastic polyurethane-based resin that is the material of the sealing member 20 is heated from about 200 degrees to about 230 degrees and then injection-molded and sealed. The member 20 and the backup ring 25 may be integrated.

なお、第1パッキンP1の剥離試験をJIS K6250に従って行ったところでは、上記熱可塑性ポリウレタン系樹脂に200度まで加熱したアミノ基を含有するナイロン12を射出成形して熱融着した場合には、熱可塑性ポリウレタン系樹脂およびナイロン12の短冊状試験片(幅13〜14mm)は引張力450Nでも剥離せず(試験回数5回,誤差30N,平均450Nで試験片が破断し、剥離は認められなかった)、これに対して同じ材料を接着して同様の剥離試験を行ったことろ、およそ引張力60Nで剥離(試験回数5回,誤差30N,平均60N)したことからしても、通常の接着や溶着等に比較して接合強度が非常に高く、このことから、上記融着方法によりシール部材20とバックアップリング25とを一体化することで、過大な油圧力が作用しても剥離の心配が無いという利点がある。   In addition, when the peel test of the first packing P1 was performed according to JIS K6250, when the nylon 12 containing an amino group heated to 200 degrees was injection-molded and heat-sealed to the thermoplastic polyurethane resin, Strips of thermoplastic polyurethane resin and nylon 12 (width 13-14mm) do not peel even at a tensile force of 450N (tests 5 times, error 30N, average 450N, the specimen breaks and no peeling is observed) The same material was bonded to this, and the same peel test was conducted, and even if it was peeled with a tensile force of 60 N (test number of times 5 times, error 30 N, average 60 N), Bonding strength is very high compared to bonding, welding, etc., and therefore, the sealing member 20 and the backup ring 25 are integrated by the above-mentioned fusion method. , Excessive oil pressure is advantageous in that there is no worry of peeling also act.

また、上記したところでは、シール部材20の材料を熱可塑性ポリウレタン系樹脂とし、バックアップリング25の材料をポリアミド系樹脂としているが、他の実施の形態として、シール部材20の硬度よりバックアップリング25の硬度を硬く設定するうえで、シール部材20およびバックアップリング25の材料を同系の樹脂材料とする様にしてもよい。   Further, in the above description, the material of the seal member 20 is a thermoplastic polyurethane resin, and the material of the backup ring 25 is a polyamide resin. However, as another embodiment, the backup ring 25 has a higher hardness than the seal member 20. In setting the hardness to be hard, the material of the seal member 20 and the backup ring 25 may be a similar resin material.

他の実施の形態におけるシール部材20およびバックアップリング25の材料としては、具体的にたとえば、熱可塑性ポリウレタン系樹脂とするとよく、また、シール部材20の硬度をA93(規準規格JIS K6253 デュロメータA硬さ)とし、バックアップリング25の硬度をA98(規準規格JIS K6253 デュロメータA硬さ)とするとよい。   As a material of the seal member 20 and the backup ring 25 in other embodiments, specifically, for example, a thermoplastic polyurethane resin may be used, and the hardness of the seal member 20 may be A93 (standard standard JIS K6253 durometer A hardness). ) And the hardness of the backup ring 25 is preferably A98 (standard standard JIS K6253 durometer A hardness).

なお、この他の実施の形態におけるシール部材20とバックアップリング25の形状については、上記した実施の形態と同様とされ、また、シール部材20とバックアップリング25の一体化に際しても、上記した実施の形態と同様の製造方法を採用すればよい。   The shapes of the seal member 20 and the backup ring 25 in the other embodiments are the same as those in the above-described embodiment, and the above-described implementation is also performed when the seal member 20 and the backup ring 25 are integrated. What is necessary is just to employ | adopt the manufacturing method similar to a form.

そして、このように同系樹脂材料とされたシール部材20とバックアップリング25にあっては、同系樹脂材料であるがゆえに、互いの融着接合強度が高まり、シール部材20とバックアップリング25の剥離の可能性をより低くすることができる。   Since the seal member 20 and the backup ring 25 that are made of the same resin material in this way are the same resin material, the fusion bonding strength between the seal member 20 and the backup ring 25 is increased. The possibility can be made lower.

さらに、バックアップリング25が熱可塑性ポリウレタン系樹脂とされる場合には、一般にポリアミド系樹脂より柔らかいので、第1パッキンP1の環状溝16内への嵌挿が容易となる利点がある。つまり、環状溝16内に第1パッキンP1を収める際には、第1パッキンP1を第1パッキンP1の外径より小さい内径を持つ開口11aを通過させる必要があるので、第1パッキンP1を曲げて変形させる必要があるが、上記したように、柔らかい熱可塑性ポリウレタン系樹脂で形成されたバックアップリング25の方が変形しやすいため、第1パッキンP1の環状溝16内への嵌挿が容易となるのである。   Further, when the backup ring 25 is made of a thermoplastic polyurethane resin, since it is generally softer than a polyamide resin, there is an advantage that the first packing P1 can be easily inserted into the annular groove 16. That is, when the first packing P1 is stored in the annular groove 16, the first packing P1 needs to pass through the opening 11a having an inner diameter smaller than the outer diameter of the first packing P1, and therefore the first packing P1 is bent. However, as described above, since the backup ring 25 formed of a soft thermoplastic polyurethane resin is more easily deformed, the first packing P1 can be easily inserted into the annular groove 16. It becomes.

転じて、第2パッキンP2は、ピストンロッド11に摺接する環状の内側リップ31とシリンダ10に形成の環状溝17内周に当接する環状の外側リップ32とを備えたUパッキンであり、また、この第2パッキンP2の背面側となるシリンダ10外方側に環板状のバックアップリング35が環状溝17内に嵌挿されている。   In turn, the second packing P2 is a U-packing provided with an annular inner lip 31 slidably contacting the piston rod 11 and an annular outer lip 32 contacting the inner periphery of the annular groove 17 formed in the cylinder 10. An annular plate-like backup ring 35 is fitted into the annular groove 17 on the outer side of the cylinder 10 which is the back side of the second packing P2.

この第2パッキンP2については、特に、ピストンロッド11とシリンダ10との間をシールするのに不都合がない範囲で種々の材料を選定して形成すればよい。   About this 2nd packing P2, what is necessary is just to select and select various materials in the range which is not inconvenient in sealing between the piston rod 11 and the cylinder 10, especially.

さらに、切欠18内には、シリンダ10内に埃や水等の侵入を防ぐダストシール19が嵌挿されている。   Further, a dust seal 19 is inserted in the notch 18 to prevent dust and water from entering the cylinder 10.

さてこのように構成された摺動部のシール構造にあっては、ピストンロッド11のシリンダ10に対する相対移動、すなわち、油圧シリンダCの伸縮が長期間繰り返されても、第1パッキンP1を構成するシール部材20とバックアップリング25とが分離不能に一体化されているので、該シール部材20とバックアップリング25との間へ作動油が侵入、蓄積されることはない。   Now, in the seal structure of the sliding portion configured as described above, even if the relative movement of the piston rod 11 with respect to the cylinder 10, that is, the expansion and contraction of the hydraulic cylinder C is repeated for a long time, the first packing P1 is configured. Since the seal member 20 and the backup ring 25 are integrated so as not to be separated, the hydraulic oil does not enter and accumulate between the seal member 20 and the backup ring 25.

したがって、シール部材20からバックアップリング25が遊離してしまうことが無いので、そのシール性能の機能を維持することができ、軸たるピストンロッド11と筒たるシリンダ10との間を適切にシールすることが可能である。   Therefore, since the backup ring 25 is not separated from the seal member 20, the function of the sealing performance can be maintained, and the gap between the axial piston rod 11 and the cylindrical cylinder 10 is properly sealed. Is possible.

すなわち、シール部材20とバックアップリング25との間へ作動油が侵入、蓄積されることはないので、シール部材20が環状溝16の図1中右側壁に押し付けられバックアップリング25が環状溝16の図1中左側壁に押し付けられることがなく、空間40内の作動油のシリンダ10内への戻りを阻害することを防止でき、さらに、第1パッキンP1と環状溝16との間のピストンロッド軸方向の隙間が常に確保されることによって、シリンダ10の油室R1内の圧力を常に開口部23で受け得ることになり、内側リップ21と外側リップ22をそれぞれピストンロッド11および環状溝16にしっかり押し付けて、シリンダ10とピストンロッド11との間のシール性を向上させることができる。   That is, since the hydraulic oil does not enter and accumulate between the seal member 20 and the backup ring 25, the seal member 20 is pressed against the right side wall of the annular groove 16 in FIG. 1, it is possible to prevent the hydraulic oil in the space 40 from being inhibited from returning into the cylinder 10 without being pressed against the left side wall. Further, the piston rod shaft between the first packing P1 and the annular groove 16 can be prevented. By always ensuring a gap in the direction, the pressure in the oil chamber R1 of the cylinder 10 can always be received by the opening 23, and the inner lip 21 and the outer lip 22 are firmly attached to the piston rod 11 and the annular groove 16, respectively. By pressing, the sealing performance between the cylinder 10 and the piston rod 11 can be improved.

このため、第1パッキンP1を通過する作動油が第1パッキンP1と第2パッキンP2との間の空間40内に蓄積されて空間40内の圧力が異常に高まることはなく、第2パッキンP2が溶融摩耗することが回避されるので、第2パッキンP2のシール性を阻害することがない。   For this reason, the hydraulic oil passing through the first packing P1 is not accumulated in the space 40 between the first packing P1 and the second packing P2, and the pressure in the space 40 does not increase abnormally, and the second packing P2 Is avoided from being melted and worn, so that the sealing performance of the second packing P2 is not hindered.

すなわち、この摺動部のシール構造にあっては、第1パッキンP1および第2パッキンP2のシール性の劣化を防止できるので、ピストンロッド11の移動が長期間繰り返されてもシリンダ10内を密封状態に維持することができる。   That is, in the seal structure of the sliding portion, since the deterioration of the sealing performance of the first packing P1 and the second packing P2 can be prevented, the inside of the cylinder 10 is sealed even if the movement of the piston rod 11 is repeated for a long period of time. Can be maintained in a state.

また、第1パッキンP1のバッファシールとしての機能が長期間に亙り劣化せず維持されるので、第2パッキンP2自体のシール性も長期間に亙り維持され、結果的に両パッキンP1,P2の耐久性も向上し長寿命化をはかることができる。   In addition, since the function of the first packing P1 as a buffer seal is maintained without deterioration over a long period of time, the sealing performance of the second packing P2 itself is also maintained over a long period of time, and as a result, both the packings P1 and P2 are maintained. The durability can be improved and the life can be extended.

さらに、第2パッキンP2の内側リップ31に作用する作動油の圧力は高まることが無いから、該内側リップ31がシールに必要とされる以上の力でピストンロッド11に押し付けられることが防止され、結果的にピストンロッド11と第2パッキンP2との間に過大な摩擦力が発生することが防止されて、ピストンロッド11の円滑な移動が保障される。   Further, since the pressure of the hydraulic oil acting on the inner lip 31 of the second packing P2 does not increase, the inner lip 31 is prevented from being pressed against the piston rod 11 with a force more than required for sealing, As a result, an excessive frictional force is prevented from being generated between the piston rod 11 and the second packing P2, and the smooth movement of the piston rod 11 is ensured.

すなわち、油圧シリンダCの円滑な伸縮動作が保障され、油圧シリンダCを駆動するエネルギにロスを生じさせない。   That is, the smooth expansion / contraction operation of the hydraulic cylinder C is ensured, and no energy is lost in driving the hydraulic cylinder C.

なお、シール部材20とバックアップリング25を一体化する上では、上述した融着することで接合強度が高くなりシール部材20とバックアップリング25との剥離の心配がなく、第1パッキンP1におけるシール性の劣化防止および耐久性の向上の点で好ましいが、必要な強度を確保することができる限りにおいて、その一体化が、接着や溶着によって行われるとしてもよい。   When the seal member 20 and the backup ring 25 are integrated, the bonding strength is increased by the above-described fusion, and there is no fear of peeling between the seal member 20 and the backup ring 25, and the sealing performance in the first packing P1. However, as long as the necessary strength can be ensured, the integration may be performed by adhesion or welding.

また、本実施の形態においては、摺動部のシール構造が油圧シリンダCに具現化されているので、シリンダ10側に環状溝16,17を設けて第1パッキンP1,P2をそれぞれ嵌挿しているが、軸側に環状溝を設ける場合には、摺動部が筒内周側になるので、第1パッキンP1の外側リップ22外周の図1中左端にバックアップリングを設けるようにすればよい。   In this embodiment, since the seal structure of the sliding portion is embodied in the hydraulic cylinder C, annular grooves 16 and 17 are provided on the cylinder 10 side, and the first packings P1 and P2 are respectively inserted and inserted. However, when the annular groove is provided on the shaft side, since the sliding portion is on the cylinder inner peripheral side, a backup ring may be provided at the left end in FIG. 1 on the outer periphery of the outer lip 22 of the first packing P1. .

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。   This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.

本発明の摺動部のシール構造が具現化した油圧シリンダのシール部の拡大縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a seal portion of a hydraulic cylinder in which a sliding portion seal structure of the present invention is embodied. 油圧シリンダの概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of a hydraulic cylinder. 従来の摺動部のシール構造の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the sealing structure of the conventional sliding part.

符号の説明Explanation of symbols

10 筒たるシリンダ
11 軸たるピストンロッド
11a 開口
12 ピストン
13,14 ポート
15 軸受
16,17 環状溝
18 切欠
19 ダストシール
20 シール部材
21,31 内側リップ
22,32 外側リップ
23 開口部
25,35 バックアップリング
40 空間
C 油圧シリンダ
P1 第1パッキン
P2 第2パッキン
R1,R2 油室
10 cylindrical cylinder 11 axial piston rod 11a opening 12 piston 13, 14 port 15 bearing 16, 17 annular groove 18 notch 19 dust seal 20 seal member 21, 31 outer lip 22, 32 outer lip 23 opening 25, 35 backup ring 40 Space C Hydraulic cylinder P1 First packing P2 Second packing R1, R2 Oil chamber

Claims (7)

筒と該筒内に移動自在に挿入される軸との間に直列に配置される第1パッキンおよび第2パッキンで、軸と筒との間とシールする摺動部のシール構造において、第2パッキンより筒の内方側に設けられる第1パッキンは、筒内方に面するシール部材と摺動部に面するバックアップリングとを備え、該シール部材とバックアップリングとが分離不能に一体化されてなることを特徴とする摺動部のシール構造。 In the seal structure of the sliding portion that seals between the shaft and the cylinder with the first packing and the second packing arranged in series between the cylinder and the shaft that is movably inserted into the cylinder, The first packing provided on the inner side of the cylinder from the packing includes a seal member facing the inner side of the cylinder and a backup ring facing the sliding portion, and the seal member and the backup ring are integrated so as not to be separated. A sliding structure for a sliding portion, characterized by comprising: シール部材とバックアップリングとが接着もしくは溶着もしくは融着により一体化されることを特徴とする請求項1に記載の摺動部のシール構造。 The seal structure for a sliding portion according to claim 1, wherein the seal member and the backup ring are integrated by adhesion, welding, or fusion. シール部材が軸側に摺接する環状の内側リップと筒側に摺接する環状の外側リップとを備え、バックアップリングが、シール部材の内側リップもしくは外側リップの外周側端部に一体化されることを特徴とする請求項1または2に記載の摺動部のシール構造。 The seal member includes an annular inner lip that slidably contacts the shaft side and an annular outer lip that slidably contacts the cylinder side, and the backup ring is integrated with the outer peripheral end of the inner lip or outer lip of the seal member. The seal structure of the sliding part according to claim 1 or 2, characterized in that シール部材が熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂部材であって、バックアップリングがポリアミド系樹脂で構成された樹脂部材であり、シール部材とバックアップリングとが融着により一体化されることを特徴とする請求項1または3に記載の摺動部のシール構造。 The sealing member is a resin member made of thermoplastic polyurethane resin, the backup ring is a resin member made of polyamide resin, and the sealing member and the backup ring are integrated by fusion. The seal structure of the sliding part according to claim 1 or 3. シール部材とバックアップリングとが同系樹脂で構成された樹脂部材であって、シール部材よりバックアップリングが硬い部材で形成され、シール部材とバックアップリングとが融着により一体化されることを特徴とする請求項1または3のいずれかに記載の摺動部のシール構造。 The seal member and the backup ring are resin members made of the same resin, and the backup ring is formed of a member harder than the seal member, and the seal member and the backup ring are integrated by fusion. The seal structure of the sliding part in any one of Claim 1 or 3. 第1パッキンを成型する型内に、あらかじめバックアップリングが融着される部位に切欠を設けたシール部材を挿入し、バックアップリングを形成する樹脂材料を上記切欠内に加熱して射出することで、上記シール部材とバックアップリングとが一体化されることを特徴とする請求項4または5に記載の摺動部のシール構造。 In the mold for molding the first packing, by inserting a seal member provided with a notch at the site where the backup ring is fused in advance, and heating and injecting the resin material forming the backup ring into the notch, 6. The seal structure for a sliding portion according to claim 4, wherein the seal member and the backup ring are integrated. 第1パッキンを成型する型内に、あらかじめバックアップリングを挿入し、シール部材を形成する樹脂材料を上記型内に加熱して射出することで、上記シール部材とバックアップリングとが一体化されることを特徴とする請求項4または5に記載の摺動部のシール構造。 The seal member and the backup ring are integrated by inserting a backup ring in advance into the mold for molding the first packing and heating and injecting the resin material forming the seal member into the mold. The seal structure of the sliding part according to claim 4 or 5, characterized by the above-mentioned.
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