JP2007139055A - Sealing device and sealing structure - Google Patents

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JP2007139055A JP2005332988A JP2005332988A JP2007139055A JP 2007139055 A JP2007139055 A JP 2007139055A JP 2005332988 A JP2005332988 A JP 2005332988A JP 2005332988 A JP2005332988 A JP 2005332988A JP 2007139055 A JP2007139055 A JP 2007139055A
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Manabu Hirano
学 平野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device and a sealing structure for developing sealing performance over a long period. <P>SOLUTION: A sealing member 1 has lip portions 11, 12 provided on the inner and outer peripheries on the high pressure side kept in close contact with the groove bottom face of an annular groove 31 of a housing 3 and the peripheral face of a shaft 4, respectively, and a U-shaped groove 10 formed between the lip portions 11, 12. It is provided with a first tapered face 14 on the side of the shaft 4, which is inclined to be gradually farther from the shaft 4 as tending to the low pressure side, and a second tapered face 13 on the groove bottom side of the annular groove 31, which slidably abuts on a tapered face 32 formed on the groove bottom of the annular groove 31 and inclined so that the groove is gradually shallower as tending to the low pressure side. A backup ring 2 is mounted between the sealing member 1 and the side wall on the low pressure side of the annular groove 31. It is provided with an extending portion 20 extending between the first tapered face 14 and the shaft 4 and having a tapered face 21 on which the first tapered face 14 can slidably abut, and a gap between the low pressure side end face of the sealing member 1 and the high pressure side end face of the backup ring 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば建設機械や運搬車両等のアクチュエータとして用いられる油圧シリンダ等に使用される密封装置および密封構造に関するものである。   The present invention relates to a sealing device and a sealing structure used for, for example, a hydraulic cylinder used as an actuator for a construction machine or a transport vehicle.

油圧シリンダ等に使用される密封装置および密封構造としては、図3に示すような、U型パッキン100が知られている。U型パッキン100は、ハウジング200の軸孔の内周面に設けられた環状溝201に装着されて、軸穴の内周面と軸300の外周面との間の環状隙間を密封し、高圧側の油の漏れを防止している。   As a sealing device and a sealing structure used for a hydraulic cylinder or the like, a U-shaped packing 100 as shown in FIG. 3 is known. The U-type packing 100 is mounted in an annular groove 201 provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 200, and seals the annular gap between the inner peripheral surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the shaft 300. Side oil leakage is prevented.

U型パッキン100は、高圧側に外周リップ102と内周リップ103とを備えるとともに、高圧側端面の外周リップ102と内周リップ103との間にU字形状に凹んだU溝104が形成された環状のゴム製シール部材である。   The U-shaped packing 100 includes an outer peripheral lip 102 and an inner peripheral lip 103 on the high pressure side, and a U groove 104 that is recessed in a U shape is formed between the outer peripheral lip 102 and the inner peripheral lip 103 on the high pressure side end surface. An annular rubber seal member.

外周リップ102は外周側に、内周リップ103は内周側に、それぞれ突出しており、外周リップ102は環状溝201の溝底に対して、内周リップ103は軸300の外周面に対して、それぞれつぶし代を有している。   The outer peripheral lip 102 protrudes toward the outer peripheral side, the inner peripheral lip 103 protrudes toward the inner peripheral side, the outer peripheral lip 102 protrudes from the groove bottom of the annular groove 201, and the inner peripheral lip 103 extends toward the outer peripheral surface of the shaft 300. , Each has a crushing allowance.

したがって、外周リップ102および内周リップ103には、環状溝201の溝底および軸300の外周面から受ける力によって、それぞれ縮径力および拡径力が働き、環状溝201の溝底および軸300の外周面にそれぞれ密着して環状隙間を密封している。   Therefore, the outer peripheral lip 102 and the inner peripheral lip 103 are subjected to a diameter reducing force and a diameter expanding force, respectively, by the forces received from the groove bottom of the annular groove 201 and the outer peripheral surface of the shaft 300, and the groove bottom of the annular groove 201 and the shaft 300 The annular gap is sealed in close contact with the outer peripheral surface of each.

そのため、図3(a)中点線で囲ったU溝104の溝底部分には、同図中矢印で示すような圧縮応力が働くことになる。油圧シリンダ等で使用される高い油圧がU型パッキン100に作用する場合でも、つぶし代によってU溝104の溝底部には常に圧縮応力が働くことになる。   Therefore, a compressive stress as shown by an arrow in the figure acts on the groove bottom portion of the U groove 104 surrounded by the dotted line in FIG. Even when a high hydraulic pressure used in a hydraulic cylinder or the like acts on the U-shaped packing 100, a compressive stress always acts on the groove bottom portion of the U groove 104 due to crushing allowance.

なお、関連する技術としては、以下の文献に示すようなものがある。
実開昭63−22466号公報
Related techniques include those shown in the following documents.
Japanese Utility Model Publication No. 63-22466

しかしながら、長期の使用または高温での使用によってヘタリが生じたり、あるいは、使用される油の種類によって収縮等が生じた場合には、リップに設けられたつぶし代がなくなってしまう場合がある。   However, when settling occurs due to long-term use or use at a high temperature, or when shrinkage or the like occurs depending on the type of oil used, the crushing margin provided on the lip may be lost.

リップにつぶし代がなくなった状態でU溝104に油圧が作用すると、外周リップ102は外周方向に、内周リップ103は内周方向にそれぞれ変形して、U溝を拡大する。そうすると、U溝の溝底部分には図3(b)中矢印で示すような引張応力が働くことになる。   When hydraulic pressure is applied to the U-groove 104 in a state where there is no crushing allowance on the lip, the outer peripheral lip 102 is deformed in the outer peripheral direction and the inner peripheral lip 103 is deformed in the inner peripheral direction, thereby expanding the U-groove. As a result, a tensile stress as indicated by an arrow in FIG. 3B acts on the groove bottom portion of the U groove.

また、油圧から開放されてリップが元の状態に戻る際には、拡大されたU溝が元の大きさに縮小するように弾性的に変形するため、U溝の溝底部分には圧縮応力が働くことになる。   Further, when the lip returns to its original state after being released from the hydraulic pressure, the enlarged U groove is elastically deformed so as to be reduced to the original size, so that the compressive stress is applied to the groove bottom portion of the U groove. Will work.

したがって、つぶし代がなくなった状態で油圧の作動・非作動が繰り返されると、リップ部の変形が繰り返されてU溝104の溝底に引張・圧縮応力が繰り返し働くことになる
Therefore, when the hydraulic pressure is repeatedly activated / deactivated with no crushing margin, the deformation of the lip portion is repeated, and tensile / compressive stress acts repeatedly on the groove bottom of the U groove 104.

そうすると、U溝104の溝底部分に割れ等が発生してしまい、油圧を保持することができず、油漏れが生じてしまい、シール性が著しく低下することになる。   If it does so, a crack etc. will generate | occur | produce in the groove bottom part of the U groove 104, oil pressure cannot be hold | maintained, oil leakage will arise, and sealing performance will fall remarkably.

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性を長期にわたり発揮し得る密封装置および密封構造を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sealing device and a sealing structure capable of exhibiting sealing performance for a long period of time.

上記目的を達成するために、本発明における密封装置は、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら2部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、前記環状溝の溝底面および前記2部材のうちの他方の部材の周面に密着するリップ部を高圧側の内外周に備え、前記リップ部間にU字形状の溝が形成されたシール部材と、前記シール部材と前記環状溝の低圧側側壁との間に装着されるバックアップリングと、から構成される密封装置において、前記シール部材は、前記他方の部材側に、低圧側に向かうにつれて前記他方の部材から離間するように傾斜した第1テーパ面と、前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の溝底に形成された低圧側に向かうにつれて溝の深さを浅くするように傾斜したテーパ面に摺動可能に当接する第2テーパ面と、を備え、前記バックアップリングは、前記第1テーパ面と前記他方の部材との間に延出され、前記第1テーパ面が摺動可能に当接することができるテーパ面を設けられた延出部を備え、前記シール部材の低圧側端面と前記バックアップリングの高圧側端面との間に隙間が設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a sealing device according to the present invention is mounted in an annular groove provided in one member of a housing having a shaft hole and a shaft inserted into the shaft hole. A sealing device that seals the annular gap between the lip portions and a lip portion that is in close contact with the bottom surface of the annular groove and the peripheral surface of the other member of the two members. A sealing device comprising: a seal member having a U-shaped groove formed therein; and a backup ring mounted between the seal member and a low-pressure side wall of the annular groove. Toward the low pressure side of the annular groove, toward the low pressure side formed at the groove bottom of the annular groove on the groove bottom side of the annular groove, and on the groove bottom side of the annular groove. As the groove depth decreases A second taper surface that slidably contacts the tapered surface inclined so that the backup ring extends between the first taper surface and the other member, and the first taper. An extension portion provided with a tapered surface on which the surface can slidably contact, and a gap is provided between the low pressure side end surface of the seal member and the high pressure side end surface of the backup ring. Features.

係る構成によれば、シール部材の低圧側端面とバックアップリングの高圧側端面の間には隙間が設けられているので、高圧側から油圧が作用すると、第1テーパ面がバックアップリング延出部のテーパ面を、第2テーパ面が環状溝溝底のテーパ面を、それぞれ摺動することによって、シール部材が低圧側へ押し込められる。   According to such a configuration, since the gap is provided between the low pressure side end surface of the seal member and the high pressure side end surface of the backup ring, when the hydraulic pressure acts from the high pressure side, the first taper surface of the backup ring extension portion By sliding the tapered surface and the second tapered surface on the tapered surface of the annular groove bottom, the seal member is pushed into the low pressure side.

したがって、シール部材にヘタリや収縮等が生じてつぶし代がなくなった場合には、高圧側から作用する油圧によって、シール部材が、バックアップリング延出部のテーパ面および環状溝溝底のテーパ面によって狭められた低圧側の空間に押し込められることになり、リップ部にはつぶし代が形成されることになる。   Therefore, when the seal member is crushed or contracted, and the crushing margin is eliminated, the seal member is caused by the taper surface of the backup ring extension portion and the taper surface of the annular groove groove by the hydraulic pressure acting from the high pressure side. It will be pushed into the narrowed space on the low pressure side, and a crushing margin will be formed in the lip portion.

そうすると、リップ部は環状溝の溝底面および他方の部材の周面から押圧された状態にあるので、高い油圧が作用してもリップ部がU溝の溝底部分に引張応力が発生するようなリップ部の変形が抑制される。   Then, since the lip portion is pressed from the groove bottom surface of the annular groove and the peripheral surface of the other member, the lip portion generates tensile stress at the groove bottom portion of the U groove even when high hydraulic pressure is applied. The deformation of the lip portion is suppressed.

その結果、U溝の溝底部分は圧縮応力が働いた状態となり、U溝の溝底部分に引張・圧縮応力の繰り返しによる割れ等が発生するのが抑制される。   As a result, the groove bottom portion of the U groove is in a state where compressive stress is applied, and the occurrence of cracks and the like due to repeated tensile / compressive stress is suppressed in the groove bottom portion of the U groove.

さらに、上記目的を達成するために本発明における密封構造は、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸との間の環状隙間を密封する密封構造であって、前記軸孔または前記軸のいずれか一方の周面に設けられる環状溝と、前記環状溝に装着され、前記環状溝の溝底面および前記軸孔または前記軸のいずれか他方の周面に密着するリップ部を高圧側の内外周に備え、前記リップ部間にU字形状の溝が形成されたシール部材と、前記シール部材と前記環状溝の低圧側側壁との間に装着されるバックアップリングと、から構成される密封構造において、前記環状溝は、低圧側に向かうにつれて溝の深さを浅くするように傾斜したテーパ面が溝底に形成されており、前記シール部材は、前記他方の部材側に、低圧側に向かうにつれて前記他方の部材から離間するように傾斜した第1テーパ面と、
前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の前記テーパ面に摺動可能に当接する第2テーパ面と、を備え、前記バックアップリングは、前記第1テーパ面と前記他方の部材との間に延出され、前記第1テーパ面が摺動可能に当接することができるテーパ面を設けられた延出部を備え、前記シール部材の低圧側端面と前記バックアップリングの高圧側端面との間に隙間が設けられていることを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, a sealing structure in the present invention is a sealing structure for sealing an annular gap between a housing having a shaft hole and a shaft inserted into the shaft hole. An annular groove provided on one circumferential surface of the shaft, and a lip portion attached to the annular groove and closely contacting the groove bottom surface and the shaft hole or the other circumferential surface of the shaft A seal member having a U-shaped groove formed between the lip portions, and a backup ring mounted between the seal member and the low-pressure side wall of the annular groove. In the sealing structure, the annular groove has a tapered surface formed at the groove bottom so as to decrease the depth of the groove toward the low pressure side, and the seal member is provided on the low pressure side on the other member side. As you head toward A first tapered surface which is inclined to be separated from the square of the member,
A second taper surface slidably contacting the taper surface of the annular groove on the groove bottom side of the annular groove, and the backup ring is between the first taper surface and the other member. And an extended portion provided with a tapered surface on which the first tapered surface can slidably contact, and between the low pressure side end surface of the seal member and the high pressure side end surface of the backup ring. It is characterized in that a gap is provided in

以上説明したように、本発明により、密封装置および密封構造のシール性を長期にわたって発揮させることができる。   As described above, according to the present invention, the sealing performance of the sealing device and the sealing structure can be exhibited over a long period of time.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

図1および図2を参照して、実施例に係る密封装置および密封構造について説明する。図1は、本実施例に係る密封構造の概略構成図であり、(a)は本実施例に係る密封装置の概略構成図であり、(b)は、本実施例に係る密封装置が装着される環状溝の概略構成図である。図2は、本実施例に係る密封装置の装着状態を示す概略構成図であり、(a)は初期の装着状態を示し、(b)はU型パッキンにヘタリ等が生じた場合の装着状態を示す。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the sealing apparatus and sealing structure which concern on an Example are demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sealing structure according to the present embodiment, (a) is a schematic configuration diagram of a sealing device according to the present embodiment, and (b) is attached to the sealing device according to the present embodiment. It is a schematic block diagram of the annular groove made. 2A and 2B are schematic configuration diagrams showing a mounting state of the sealing device according to the present embodiment, where FIG. 2A shows an initial mounting state, and FIG. 2B shows a mounting state when the U-shaped packing is crushed. Indicates.

図1(a)に示すように、本実施例に係る密封装置は、U型パッキン1とバックアップリング2から構成され、図1(b)に示すハウジング3の軸孔内周面に形成された環状溝31とともに本実施例に係る密封構造を構成する。   As shown in FIG. 1 (a), the sealing device according to the present embodiment is composed of a U-shaped packing 1 and a backup ring 2, and is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 3 shown in FIG. 1 (b). A sealing structure according to this embodiment is configured together with the annular groove 31.

U型パッキン1とバックアップリング2は、環状溝31に装着されて、ハウジング3の軸孔内周面と軸4の外周面の間の環状隙間5を密封する。   The U-shaped packing 1 and the backup ring 2 are mounted in the annular groove 31 to seal the annular gap 5 between the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 3 and the outer peripheral surface of the shaft 4.

U型パッキン1は、高圧側にU溝10を備えるゴム製の環状シール部材であり、その材料としては、例えば、二トリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム等が使用条件等により適宜選択される。   The U-type packing 1 is a rubber annular seal member having a U-groove 10 on the high-pressure side, and as its material, for example, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, fluorine rubber or the like is appropriately selected depending on use conditions and the like. .

バックアップリング2は、樹脂材からなる環状部材であり、その材料としては、例えば、低摩擦で耐摩耗性の良好な四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、ポリアミド樹脂(PA)等が適宜選択される。   The backup ring 2 is an annular member made of a resin material. For example, a tetrafluoroethylene resin (PTFE) or a polyamide resin (PA) having a low friction and good wear resistance is appropriately selected as the material. .

U型パッキン1は、高圧側の内外周面にハウジング3の環状溝31の溝底面に密着する外周リップ11と軸4の外周面に密着する内周リップ12が設けられている。また、高圧側の端面には、外周リップ11と内周リップ12の間にU字形状の環状の溝10が形成されている。   The U-shaped packing 1 is provided with an outer peripheral lip 11 in close contact with the groove bottom surface of the annular groove 31 of the housing 3 and an inner peripheral lip 12 in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 4 on the inner and outer peripheral surfaces on the high pressure side. A U-shaped annular groove 10 is formed between the outer peripheral lip 11 and the inner peripheral lip 12 on the end face on the high pressure side.

外周リップ11および内周リップ12は、環状溝31の溝底面および軸4の外周面に対してそれぞれつぶし代を有しており、それぞれ、環状溝31の溝底面および軸4の外周面から押圧された状態にある。   The outer peripheral lip 11 and the inner peripheral lip 12 have crushing allowances with respect to the groove bottom surface of the annular groove 31 and the outer peripheral surface of the shaft 4, respectively, and are pressed from the groove bottom surface of the annular groove 31 and the outer peripheral surface of the shaft 4, respectively. It is in the state that was done.

また、U溝10は、高圧側からの油圧を受けることにより、外周リップ11には拡径力、内周リップ12に縮径力がそれぞれ発生させ、リップの密着性を高めている。   Further, the U groove 10 receives a hydraulic pressure from the high pressure side, thereby generating a diameter expanding force on the outer peripheral lip 11 and a diameter reducing force on the inner peripheral lip 12 to enhance the adhesion of the lip.

但し、リップは、油圧の作動時であってもつぶし代によって押圧された状態にあるので、U溝の溝底部分には圧縮応力が働いている。   However, since the lip is pressed by the crushing margin even when the hydraulic pressure is activated, compressive stress is applied to the groove bottom portion of the U groove.

さらに、外周リップ11から低圧側端面にかけての外周面は、低圧側に向かうにつれて外径が小さくなるように傾斜しており(外周テーパ面13)、また、内周リップ12から低圧側端面にかけての内周面は、低圧側に向かうにつれて内径が大きくなるように傾斜している(内周テーパ面14)。   Further, the outer peripheral surface from the outer peripheral lip 11 to the low-pressure side end surface is inclined so that the outer diameter becomes smaller toward the low-pressure side (outer peripheral tapered surface 13), and from the inner peripheral lip 12 to the low-pressure side end surface. The inner peripheral surface is inclined so that the inner diameter becomes larger toward the low pressure side (inner peripheral tapered surface 14).

すなわち、U型パッキン1は、低圧側に向かうにつれて徐々に内径が拡径し外径が縮径して軸断面が小さくなっていく形状を有している。   In other words, the U-shaped packing 1 has a shape in which the inner diameter gradually increases, the outer diameter decreases, and the axial cross section becomes smaller toward the low pressure side.

バックアップリング2は、高圧側端面の内周側に、高圧側方向に円筒状に突出する延出部20が設けられている。   The backup ring 2 is provided with an extending portion 20 that protrudes in a cylindrical shape in the high pressure side direction on the inner peripheral side of the high pressure side end surface.

延出部20は、U型パッキン1の内周テーパ面14と軸4の外周面の間に延出されており、外周面が高圧側に向かうにつれて延出部20の外径が小さくなるように傾斜した(テーパ面21)先細形状を有している。   The extending portion 20 extends between the inner peripheral tapered surface 14 of the U-shaped packing 1 and the outer peripheral surface of the shaft 4 so that the outer diameter of the extending portion 20 decreases as the outer peripheral surface moves toward the high pressure side. (Tapered surface 21) has a tapered shape.

また、延出部20の内周面は軸4の外周面に接触し、外周のテーパ面21はU型パッキン1の内周テーパ面14に接触する。   Further, the inner peripheral surface of the extending portion 20 is in contact with the outer peripheral surface of the shaft 4, and the outer peripheral tapered surface 21 is in contact with the inner peripheral tapered surface 14 of the U-shaped packing 1.

U型パッキン1の内周テーパ面14の傾斜角度と延出部20のテーパ面21の傾斜角度は、同一の傾斜角度に設定されており、U型パッキン1とバックアップリング2の装着状態においては、内周テーパ面14とテーパ面21は互いに摺動可能に当接する。   The inclination angle of the inner peripheral tapered surface 14 of the U-type packing 1 and the inclination angle of the taper surface 21 of the extending portion 20 are set to the same inclination angle, and in the mounted state of the U-type packing 1 and the backup ring 2. The inner circumferential tapered surface 14 and the tapered surface 21 are slidably in contact with each other.

また、U型パッキン1とバックアップリング2の形状および寸法は、U型パッキン1とバックアップリング2の装着状態において、U型パッキン1の低圧側端面とバックアップリング2の高圧側端面の間に隙間が形成されるように設定されている。   The shape and dimensions of the U-type packing 1 and the backup ring 2 are such that there is a gap between the low-pressure side end surface of the U-type packing 1 and the high-pressure side end surface of the backup ring 2 when the U-type packing 1 and the backup ring 2 are attached. It is set to be formed.

ハウジング3の軸孔内周面に設けられた環状溝31は、図1(b)に示すように、溝底の一部に低圧側に向かうにつれて溝の深さを浅くするように傾斜したテーパ面32が形成されている。   As shown in FIG. 1B, the annular groove 31 provided in the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 3 is a taper that is inclined so that the depth of the groove becomes shallower toward a low pressure side at a part of the groove bottom. A surface 32 is formed.

テーパ面32は、U型パッキン1の外周テーパ面13と同一の傾斜角度に設定されており、U型パッキン1の装着状態においては、図2に示すように、テーパ面32とテーパ面13が互いに摺動可能に当接する。   The tapered surface 32 is set to have the same inclination angle as that of the outer peripheral tapered surface 13 of the U-shaped packing 1, and when the U-shaped packing 1 is mounted, as shown in FIG. They are slidably in contact with each other.

U型パッキン1が装着される空間は、図2に示すように、バックアップリング2の延出部20のテーパ面21と環状溝31の溝底のテーパ面32により、低圧側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されている。   As shown in FIG. 2, the space in which the U-shaped packing 1 is mounted is gradually increased toward the low pressure side by the tapered surface 21 of the extending portion 20 of the backup ring 2 and the tapered surface 32 of the groove bottom of the annular groove 31. It is formed to be narrow.

したがって、U型パッキン1の低圧側端面とバックアップリング2の高圧側端面との間には隙間が設けられているので、高圧側から油圧が作用すると、U型パッキン1は各テーパ面の摺動によって低圧側の狭い空間に押し込められることになる。   Accordingly, since a gap is provided between the low pressure side end surface of the U-type packing 1 and the high pressure side end surface of the backup ring 2, when hydraulic pressure is applied from the high pressure side, the U-type packing 1 slides on each tapered surface. It will be pushed into a narrow space on the low pressure side.

U型パッキンが長期の使用または高温での使用によってヘタリを生じたり、あるいは、使用される油の種類によって収縮等を生じた場合には、リップに設けたつぶし代が減少したり、なくなってしまう場合がある。   If the U-type packing is damaged due to long-term use or high-temperature use, or shrinkage occurs due to the type of oil used, the crushing allowance provided on the lip will be reduced or eliminated. There is a case.

このような場合には、図2(b)に示すように、高圧側から作用する油圧によってU型パッキン1は低圧側へ移動し、低圧側に形成されたより狭い空間に押し込められることにより、リップにつぶし代が発生する。   In such a case, as shown in FIG. 2 (b), the U-shaped packing 1 is moved to the low pressure side by the hydraulic pressure acting from the high pressure side, and is pushed into a narrower space formed on the low pressure side. There is a crushing cost.

すなわち、ヘタリや収縮等が生じてもリップ部にはつぶし代が形成されることになり、リップによるシール性が長期的に維持されることになる。   That is, a crushing margin is formed in the lip portion even if settling or shrinkage occurs, and the sealing performance by the lip is maintained for a long time.

また、外周リップ11および内周リップ12は、環状溝31の溝底面および軸4の外周面から押圧された状態となるため、U溝10の溝底部分には圧縮応力が働くことになる。   Further, since the outer peripheral lip 11 and the inner peripheral lip 12 are pressed from the groove bottom surface of the annular groove 31 and the outer peripheral surface of the shaft 4, compressive stress acts on the groove bottom portion of the U groove 10.

したがって、高圧側に高い油圧が作用しても、U溝10の溝底部分に引張応力が発生するようなリップの変形が抑制されるので、U溝10の溝底部分の割れ等の原因となる引張・圧縮の繰返し応力の発生が抑制され、U型パッキン1の長寿命化を図ることができる。   Therefore, even if a high hydraulic pressure is applied to the high pressure side, deformation of the lip that causes tensile stress in the groove bottom portion of the U groove 10 is suppressed. The occurrence of repeated tensile / compressive stress is suppressed, and the life of the U-type packing 1 can be extended.

なお、本実施例においては、密封装置をハウジング3側に装着する場合についてのみ説明したが、軸4側に装着することも無論可能である。   In this embodiment, only the case where the sealing device is mounted on the housing 3 side has been described, but it is of course possible to mount the sealing device on the shaft 4 side.

したがって、例えば、油圧シリンダの場合は、ピストン外周面に環状溝を設けて密封装置を装着し、延出部20をバックアップリング2の外周側に設けて、U型パッキン1の外周リップ11とバックアップリング2の延出部20とが、シリンダ内周面に摺接する構成とすることができる。   Therefore, for example, in the case of a hydraulic cylinder, an annular groove is provided on the outer peripheral surface of the piston, a sealing device is mounted, and an extending portion 20 is provided on the outer peripheral side of the backup ring 2 so The extension part 20 of the ring 2 can be configured to be in sliding contact with the inner circumferential surface of the cylinder.

また、本実施例に係る密封装置および密封構造における各テーパ面の傾斜角度やU型パッキン1の低圧側端面とバックアップリング2の高圧側端面との間の隙間の広さ等は、採用される機器の仕様等に合わせて適宜設定されるものである。   Further, the inclination angle of each tapered surface in the sealing device and the sealing structure according to the present embodiment, the width of the gap between the low-pressure side end surface of the U-shaped packing 1 and the high-pressure side end surface of the backup ring 2, and the like are employed. It is set as appropriate according to the specifications of the device.

本実施例に係る密封装置および密封構造の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the sealing device and sealing structure which concern on a present Example. 本実施例に係る密封装置の装着状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the mounting state of the sealing device which concerns on a present Example. 従来技術に係る密封装置および密封構造の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the sealing device and sealing structure which concern on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 U型パッキン
10 U溝
11 外周リップ
12 内周リップ
13 外周テーパ面
14 内周テーパ面
2 バックアップリング
20 延出部
21 テーパ面
3 ハウジング
31 環状溝
32 テーパ面
4 軸
5 環状隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 U type packing 10 U groove 11 Outer periphery lip 12 Inner periphery lip 13 Outer periphery taper surface 14 Inner periphery taper surface 2 Backup ring 20 Extension part 21 Tapered surface 3 Housing 31 Annular groove 32 Tapered surface 4 Shaft 5 Annular gap

Claims (2)

軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら2部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、
前記環状溝の溝底面および前記2部材のうちの他方の部材の周面に密着するリップ部を高圧側の内外周に備え、前記リップ部間にU字形状の溝が形成されたシール部材と、
前記シール部材と前記環状溝の低圧側側壁との間に装着されるバックアップリングと、から構成される密封装置において、
前記シール部材は、
前記他方の部材側に、低圧側に向かうにつれて前記他方の部材から離間するように傾斜した第1テーパ面と、
前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の溝底に形成された低圧側に向かうにつれて溝の深さを浅くするように傾斜したテーパ面に摺動可能に当接する第2テーパ面と、を備え、
前記バックアップリングは、前記第1テーパ面と前記他方の部材との間に延出され、前記第1テーパ面が摺動可能に当接することができるテーパ面を設けられた延出部を備え、
前記シール部材の低圧側端面と前記バックアップリングの高圧側端面との間に隙間が設けられている
ことを特徴とする密封装置。
A sealing device that is attached to an annular groove provided in one member of a housing having a shaft hole and a shaft inserted into the shaft hole, and seals an annular gap between the two members,
A seal member provided on the inner and outer periphery of the high-pressure side with a lip portion closely contacting the groove bottom surface of the annular groove and the peripheral surface of the other member of the two members, and a U-shaped groove formed between the lip portions; ,
In a sealing device composed of a backup ring mounted between the seal member and a low-pressure side wall of the annular groove,
The sealing member is
A first tapered surface that is inclined toward the other member side so as to be separated from the other member toward the low pressure side;
A second taper surface slidably abutting on the groove bottom side of the annular groove so as to decrease the depth of the groove toward the low pressure side formed on the groove bottom of the annular groove; With
The backup ring includes an extending portion provided between the first tapered surface and the other member and provided with a tapered surface on which the first tapered surface can slidably contact,
A sealing device, wherein a gap is provided between a low pressure side end surface of the seal member and a high pressure side end surface of the backup ring.
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸との間の環状隙間を密封する密封構造であって、
前記軸孔または前記軸のいずれか一方の周面に設けられる環状溝と、
前記環状溝に装着され、前記環状溝の溝底面および前記軸孔または前記軸のいずれか他方の周面に密着するリップ部を高圧側の内外周に備え、前記リップ部間にU字形状の溝が形成されたシール部材と、
前記シール部材と前記環状溝の低圧側側壁との間に装着されるバックアップリングと、から構成される密封構造において、
前記環状溝は、低圧側に向かうにつれて溝の深さを浅くするように傾斜したテーパ面が溝底に形成されており、
前記シール部材は、
前記他方の部材側に、低圧側に向かうにつれて前記他方の部材から離間するように傾斜した第1テーパ面と、
前記環状溝の溝底側に、前記環状溝の前記テーパ面に摺動可能に当接する第2テーパ面と、を備え、
前記バックアップリングは、前記第1テーパ面と前記他方の部材との間に延出され、前記第1テーパ面が摺動可能に当接することができるテーパ面を設けられた延出部を備え、
前記シール部材の低圧側端面と前記バックアップリングの高圧側端面との間に隙間が設けられている
ことを特徴とする密封構造。
A sealing structure for sealing an annular gap between a housing having a shaft hole and a shaft inserted into the shaft hole,
An annular groove provided on a peripheral surface of either the shaft hole or the shaft;
A lip portion mounted on the annular groove and in close contact with the bottom surface of the annular groove and the other peripheral surface of the shaft hole or the shaft is provided on the inner and outer periphery of the high-pressure side, and a U-shape is formed between the lip portions. A seal member formed with a groove;
In a sealing structure composed of a backup ring mounted between the seal member and the low-pressure side wall of the annular groove,
The annular groove has a tapered surface inclined at the groove bottom so as to reduce the depth of the groove toward the low pressure side,
The sealing member is
A first tapered surface that is inclined toward the other member side so as to be separated from the other member toward the low pressure side;
A second taper surface slidably contacting the taper surface of the annular groove on the groove bottom side of the annular groove;
The backup ring includes an extending portion provided between the first tapered surface and the other member and provided with a tapered surface on which the first tapered surface can slidably contact,
A sealing structure, wherein a gap is provided between a low pressure side end surface of the seal member and a high pressure side end surface of the backup ring.
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