JP2006336835A - シール装置及びそのバックアップリング - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングの局部的なちぎれの発生を防止するとともに、０リングの摩擦抵抗を低減させる。
【解決手段】リング溝１２に、Ｏリング１４とバックアップリング１６とを挿着したシール装置１１において；前記バックアップリング１６は、そのリング当接面１６ｂの周縁部に、リング状規制突起１６ｅ、１６ｆを設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、アキュムレータ等に用いられるシール装置及びそのバックアップリングに関するものである。

液圧回路には、脈動を吸収するために、ピストン型アキュムレータが接続されている。このピストン型アキュムレータのピストンの外周面には、リング溝が設けられ、このリング溝にはゴム製のＯリングが嵌着されている。
前記液圧回路の液圧が高くなると、ピストンが摺動するので、該Ｏリングは摺動方向に押されて変形し、その一部がピストンとシリンダとの隙間にはみだし、局部的にちぎられてしまう。その結果、液漏れが発生するので、アキュムレータとしては致命的な欠陥となる。

そこで、この問題を解決するため、図６に示すように、ピストン型アキュムレータのピストン１３０の外周面にリング溝１１２を形成し、該リング溝１１２に平坦状のバックアップリング１１６を嵌着し、該バックアップリング１１６とＯリング１１４とを重合することにより、Ｏリング１１４のはみだし防止を図っている（例えば、特許文献１，参照）。

特開２００３−２９４００１

従来例では、次のような問題がある。
（１）バックアップリング１１６の内周端面１１６ｃと外周端面１１６ｄ、にうねり（凹凸状態）があると、そのうねり部（凹部）におけるリング溝１１２の底面１１２ａと内周端面１１６ｃとの間、及びシリンダ１０２の内周面１０２ａと外周端面１１６ｄとの間に、はみだし隙間１００が発生する。そのため、Ｏリング１１４が前記はみだし隙間１００に入り込み、局部的にちぎれることがある。

（２）ピストン１３０がシリンダ１０２内を摺動するとき、該Ｏリング１１４はその外周面１１４ａをシリンダ１０２の内周面１０２ａに接触させながら摺動する。この時のＯリング１１４の外周面１１４ａの接触面積、即ち、軸方向の接触長さ、が大きくなればなるほど摩擦抵抗が大きくなり、ピストン１３０の円滑な摺動が妨げられる。従来例の前記接触長さは、大きく、例えば、該Ｏリング５の断面外周円長さの１/４の長さ、であるので、ピストン１３０は大きな摩擦抵抗を受けると共に、Ｏリング１１４が捩れたり、或いは、偏ったりする現象が発生する。

この発明は、上記事情に鑑み、Ｏリングの局部的なちぎれの発生を防止することを目的とする。他の目的は、０リングの摩擦抵抗を低減することである。

この発明は、リング溝に、Ｏリングとバックアップリングとを挿着したシール装置において；前記バックアップリングは、そのＯリング当接面の周縁部に、リング状規制突起を設けたことを特徴とする。

この発明のリング状規制突起は、Ｏリングのはみ出しを防止、又は、Ｏリングの接触長さを調整することを特徴とする。この発明のリング状規制突起は、前記バックアップリングの当接面の内周側及び外周側の周縁部に設けられていることを特徴とする。

この発明のバックアップリングは、側壁接触面と当接面とを備えたリング状基体と、該Ｏリング当接面の周縁部に設けられた、リング状規制突起と、を備えていることを特徴とする。

この発明のリング状規制突起は、Ｏリングのはみ出しを防止することを特徴とする。この発明のリング状規制突起は、Ｏリングの接触長さを調整することを特徴とする。この発明のリング状規制突起は、バックアップリングの当接面の内周側及び外周側の周縁部に設けられていることを特徴とする。

この発明のバックアップリングは、Ｏリング当接面の周縁部に、リング状規制突起を備えており、このリング状規制突起は、Ｏリングのはみ出しを防止する。そのため、従来例と異なり、Ｏリングがはみ出さないため、該Ｏリングが局部的にちぎれることがないので、シール漏れを防止することができる。

又、このリング状規制突起は、Ｏリングの接触長さを調整するので、従来例に比べ、摺動時における摩擦抵抗を低減させることができる。

本発明の第１実施の形態を図１，図２により説明する。
ピストン型アキュムレータＰＡのシリンダ２の一端には、ヘッドカバー３が螺着され、その他端にはボトムカバー５が螺着されている。

ヘッドカバー３には、給気栓６と、該給気栓６の保護カバー７と、が設けられている。ボトムカバー５は、給排口５ａと、フランジ５ｂとを備えている。このフランジ５ｂは、固定ボルト９によりアキュムレータＰＡを図示しない液圧回路に固定する。

両カバー３、５の間には、シリンダ２内を気体室１０と液体室２０とに仕切るピストン３０が設けられている。このピストン３０の気体室１０側には、気体用シール装置１１が設けられ、又、液体室２０側には、液体用シール装置２１が設けられている。

気体用シール装置１１と液体用シール装置２１は、同一の構成、効果なので、以下、気体用シール装置１１についてのみ説明する。
図２に示すように、ピストン３０の外周面３０ａには、リング溝１２が設けられている。このリング溝１２にはＯリング１４とバックアップリング１６とが挿着されている。

前記Ｏリング１４は、ゴムにより形成され、その外径は、図２（Ａ）に示す自然状態、即ちシリンダ２により押圧される前の状態、においてはピストン３０の外径よりも少し大きく形成されている。

バックアップリング１６のリング状基体１６Ｂは、平坦状に形成され、側壁接触面１６ａ、当接面１６ｂ、内周端面１６ｃ、及び外周端面１６ｄを備えている。

前記側壁接触面１６ａはリング溝１２の側壁に接触する面、前記当接面１６ｂはＯリング１４に圧接する面、内周端面１６はリング溝１２の底面１２ｂに接触する面、外周端面１６ｄはシリンダ２の内周面２ａに接触する面である。この外周端面１６ｄはピストン３０の外周面３０ａと同一円周面上に位置している。

当接面１６ｂの内周側及び外周側には、リング状規制突起１６ｅ，１６ｆが設けられている。この突起１６ｅ，１６ｆは、Ｏリング１４のはみ出しを防止するものであり、断面三角形状に形成され、先端になるほど細く形成されている。

この突起１６ｅ，１６ｆの内面１６ｇ、１６ｈ、即ち、Ｏリング１４に当接する面、は傾斜面となっている。従って、バックアップリング１６のＯリング１４と接触する面は、垂直状（平坦状）の当接面１６ｂと、該当接面１６ｂに連続する傾斜面１６ｇ、１６ｈとから構成されている。なお、前記突起１６ｅ，１６ｆの突出量Ｌは、０リング１４のはみ出しを防止できる範囲内で適宜選択される。

次に、本実施の形態の作動について説明する。
図２（Ａ）に示すように、ピストン３０のリング溝１２にバックアップリング１６と断面真円状のＯリング１４を嵌着する。この時、バックアップリング１６の外周端面１６ｄはピストン３０の外周面３０ａと同一円周状に位置し、又、その内周端面１６ｃはリング溝１２の底面１２ｂに当接している。

図２（Ｂ）に示すように、前記ピストン３０をシリンダ２に挿入すると、該Ｏリング１４はシリンダ２の内周面２ａに押されて楕円形に変形し、又、バックアップリング１６の外周端面１６ｄ及びピストン３０の外周面３０ａは前記シリンダ２の内周面２ａに当接する。

液圧回路の液圧が変動、例えば、高くなると、給排口５ａから液体室２０内に液体が圧入され、ピストン３０が押圧されるので、ピストン３０が摺動する。
これに伴い、Ｏリング１４はシリンダ２の内周面２ａにより押圧され、バックアップリング１６側に移動し、変形しながら該バックアップリング１６を押圧する。

この時、バックアップリング１６のリング状規制突起１６ｅ，１６ｆＯリング１４は、図２（Ｃ）に示すように、シリンダ２の内周面２ａに圧接するので、はみ出し隙間が発生しない。そのため、Ｏリング１４のはみ出しは防止される。

この発明の第２実施の形態を図３により説明するが、図１、図２と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
この実施の形態と前記実施の形態との相違点は、バックアップリングの当接面及びリング状規制突起の内面の形状である。即ち、
当接面１６ｂ1及び前記規制突起１６ｅ１、１６ｆ１の内面１６ｇ１、１６ｈ１は、断面円弧状に形成され、それらの各円弧は同一円弧状に位置していることであるが、両者は必ずしも同一円弧状に位置しなくても良い。なお、前記円弧の大きさは、必要に応じて適宜選択される。

この実施の形態でも、前記第１実施の形態と同様に、シリンダ２が摺動すると、Ｏリング１４は変形しながらバックアップリン１６を押圧する。そうすると、バックアップリング１６のリング状規制突起１６ｅ１，１６ｆ１は、図３（Ｂ）に示すように、シリンダ２の内周面２ａに圧接するので、はみ出し隙間が発生しない。従って、Ｏリング１４のはみ出しを防止することが出来る。

この発明の第３実施の形態を図４により説明するが、図１、図２と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
この実施の形態と第１実施の形態との相違は、バックアップリングのリング状規制突起１６ｅ２，１６ｆ２が、Ｏリング１４のはみ出しを防止する機能の他に、接触長さｗを規制する機能も備えていることである。

ここで、接触長さｗとは、Ｏリング１４とシリンダ２の内周面２ａとの接触部分の軸方向の長さ、であり、この接触長さｗが長いほど接触面積が大きくなるので、摩擦抵抗が大きくなり、ピストン３０の円滑な摺動は困難になる。
そこで、本発明者は、リング状規制突起の突出量を長くすることにより、接触長さを短くし、摩擦抵抗の減少化を図ることにした。

この実施の形態では、前記規制突起１６ｅ２，１６ｆ２の突出量Ｌ２が、前記第１実施の形態の突出量Ｌよりも長く、例えば、２倍（Ｌ２＝２Ｌ）、であるので、図４（Ｂ）に示すように、接触長さＷは、前記第１実施の形態の接触長さより短くなる。そのため、この実施の形態の摩擦抵抗値は、第１実施の形態のそれよりも小さいので、ピストン３０は、第１実施の形態におけるピストン３０より円滑に摺動することが出来る。

この発明の第４実施の形態を図５により説明するが、図４と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
この実施の形態と第３実施の形態との相違は、リング状規制突起が外方に向かって開いていることである。即ち、リング状規制突起１６ｅ３、１６ｆ３は、その内面１６ｇ３、１６ｈ３が傾斜面になっているのみならず、その外面１６ｎ３、１６ｍ３も先端外方に向かって傾斜する傾斜面となっていることである。

この実施の形態では、ピストン３０をシリンダ２に挿着すると、図５（Ｂ）に示すように、前記突起１６ｅ３、１６ｆ３がシリンダ２の内周面２ａに押圧され、その外面１６ｎ，１６ｍが水平状態となって当接する。

この時、バックアップリング１６の外周端面１６ｄと外面１６ｍがシリンダ２の内周面２ａに圧接し、又、内周端面１６ｃと内面１６ｎはリング溝１２の底面に圧接する。

なお、ピストン３０が摺動すると、図５（ｃ）に示すように、Ｏリング１４が変形しながらバックアップリング１６を押圧するが、その接触長さｗは前記第１実施の形態のそれより短くなるので、摩擦抵抗の減少化を図ることが出来る。

本件発明の第１実施の形態を示す縦断面図である。 図２は図１の要部拡大図であり、図２（Ａ）はリング溝にＯリング及びバックアップリングを挿着した状態を示す縦断面図、図２（Ｂ）はピストンをシリンダにはめ込んだ状態を示す縦断面図、図２（Ｃ）はピストン摺動時の状態を示す縦断面図である。 第２実施の形態を示す縦断面図で、図３（Ａ）はリング溝にＯリング及びバックアップリングを挿着した状態を示す縦断面図で、図２（Ａ）に対応する図、図３（Ｂ）はピストン摺動時の状態を示す縦断面図で、図２（Ｃ）に対応する縦断面、である。 第３実施の形態を示す縦断面図で、図４（Ａ）はリング溝にＯリング及びバックアップリングを挿着した状態を示す縦断面図で、図２（Ａ）に対応する図、図４（Ｂ）はピストン摺動時の状態を示す縦断面図で、図２（Ｃ）に対応する縦断面、である。 第４実施の形態を示す縦断面図で、図５（Ａ）はリング溝にＯリング及びバックアップリングを挿着した状態を示す縦断面図で、図２（Ａ）に対応する図、図５（Ｂ）はピストンをシリンダにはめ込んだ状態を示す縦断面図で、図２（Ｂ）に対応する縦断面、図５（Ｃ）はピストン摺動時の状態を示す縦断面図で、図（Ｃ）に対応する縦断面図、である。 従来例を示す縦断面図である。

符号の説明

１１ 気体用シール装置
１２ リング溝
１４ Ｏリング
１６ バックアップリング
１６ａ 側壁接触面
１６ｂ 当接面
１６ｃ 内周端面
１６ｄ 外周端面
１６ｅ リング状規制突起
１６ｆ リング状規制突起

Claims (7)

1. リング溝に、Ｏリングとバックアップリングとを挿着したシール装置において；
   前記バックアップリングは、その当接面の周縁部に、リング状規制突起を備えていることを特徴とするシール装置。
2. リング状規制突起は、Ｏリングのはみ出しを防止することを特徴とする請求項１記載のシール装置。
3. リング状規制突起は、Ｏリングの接触長さを調整することを特徴とする請求項１記載のシール装置。
4. リング状規制突起は、前記バックアップリングの当接面の内周側及び外周側の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載のシール装置。
5. 側壁接触面と当接面とを有するリング状基体と、
   該当接面の周縁部に設けられた、リング状規制突起と、
   を備えていることを特徴とするバックアップリング。
6. リング状規制突起は、Ｏリングのはみ出しを防止、又は、Ｏリングの接触長さを調整することを特徴とする請求項５記載のバックアップリング。
7. リング状規制突起は、バックアップリングの当接面の内周側及び外周側の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５，又は、６記載のバックアップリング。

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