JP2009287659A - Sliding seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摺動シールに係り、特に、往復運動用、又は、回転運動用に使用できる流体密封のための(正圧・負圧の両方に対応できる)摺動シール(摺動パッキン)に関する。 The present invention relates to a sliding seal, and more particularly to a sliding seal (sliding packing) for fluid sealing (compatible with both positive pressure and negative pressure) that can be used for reciprocating motion or rotational motion. .
従来のこの種の摺動シールとしては、図12に示すように、同図(a)のOリング41や、同図(b)のDリング42や、同図(c)又は(d)に示すXリング43, 44が、知られている。同図(d)のXリング44は、例えば、特許文献1に記載されている。
しかしながら、従来の図12(a)(b)のOリング41,Dリング42は、コンプレッションシールであって、未受圧装着状態下で、シール用凹周溝45の溝底46と、回転等の運動を行う軸(ロッド)47の外周面との間で弾性的に圧縮され、これによって、流体の洩れを防ぐ密封作用を行う。
このようなコンプレッションシールのOリング41やDリング42では、摺動抵抗が大きく、摩耗も多く、短寿命であるという問題がある。また、Oリング41は、回転軸47用としては、捩れによって破損する虞もある。
However, the conventional O-
The compression ring O-
そして、図12(c)又は(d)に示したXリング43, 44では、その側面の谷部(側溝部)に、点在状に突起部(突片部)48, 48が一体に形成され、凹周溝45の姿勢を正常に保つと共に、軸(ロッド)47と連れ廻りをしないようにしていた。
しかしながら、受圧状態下で、周方向に点在する突起部48が凹周溝45の低圧側の側面に接触して、ラジアル外方から見た展開図で、凹凸波形状となる(蛇行する)。このように、凹周溝45内で姿勢が不安定となり、2個の摺接リップ49, 49が周方向に不均一に軸(ロッド)47に圧接して、偏摩耗等を発生し寿命が短いといった問題があった。
In the
However, in the pressure receiving state, the
そこで、本発明は、従来のこのような問題を解決して、摺動抵抗が小さく、長期間にわたって安定した良好なシール性能(密封性)を発揮できる摺動シール(摺動パッキンともいう)を提供することを、目的とする。 Accordingly, the present invention provides a sliding seal (also referred to as a sliding packing) that solves such a conventional problem and has a small sliding resistance and can exhibit a stable and stable sealing performance (sealing performance) over a long period of time. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係る摺動シールは、凹周溝の溝底側の2個の固定リップと摺動側の2個の摺接リップを有する横断面X字状の基本X部を備え、かつ、上記凹周溝の軸心方向溝側面に接触して上記基本X部の上記凹周溝内の姿勢を保つための突張り用突隆部を、上記基本X部と一体として、かつ、自由状態の厚さ寸法の中央線よりも、上記固定リップ寄りに偏在して設けたものである。
また、凹周溝の溝底側の2個の固定リップと摺動側の2個の摺接リップを有する横断面X字状の基本X部を備え、かつ、上記凹周溝の軸心方向溝側面に接触して上記基本X部の上記凹周溝内の姿勢を保つための突張り用突隆部を、上記基本X部と一体として、かつ、自由状態の厚さ寸法の中央線よりも、上記固定リップ寄りに偏在して設け、さらに、上記固定リップのつぶし代を、上記凹周溝の深さ寸法の10%〜25%と大きく設定し、かつ、上記摺接リップのつぶし代を零乃至マイナスに設定したものである。
In order to achieve the above object, a sliding seal according to the present invention is a basic X having a cross-sectional X shape having two fixed lips on the groove bottom side of the concave circumferential groove and two sliding contact lips on the sliding side. And a projecting ridge for contacting the axial groove side surface of the concave groove and maintaining the posture of the basic X portion in the concave circumferential groove integrally with the basic X portion. In addition, it is unevenly provided closer to the fixed lip than the center line of the thickness dimension in the free state.
And a basic X portion having an X-shaped cross section having two fixed lips on the groove bottom side of the concave circumferential groove and two sliding contact lips on the sliding side, and the axial direction of the concave circumferential groove A projecting bulge for contacting the side surface of the groove to maintain the posture of the basic X portion in the concave circumferential groove is integrated with the basic X portion and from the center line of the thickness dimension in a free state. Are also provided in the vicinity of the fixed lip, and the crushing margin of the fixed lip is set to be as large as 10% to 25% of the depth of the concave circumferential groove, and the crushing margin of the sliding contact lip is set. Is set to zero or minus.
また、凹周溝の溝底側の2個の固定リップと摺動側の2個の摺接リップを有する横断面X字状の基本X部を備え、かつ、上記凹周溝の軸心方向溝側面に接触して上記基本X部の上記凹周溝内の姿勢を保つための突張り用突隆部を、上記基本X部と一体として、かつ、自由状態の厚さ寸法の中央線よりも、上記固定リップ寄りに偏在して設け、さらに、上記突隆部は、軸心方向から見て同一円上に配設した複数本の円弧体をもって、合計中心角度が 270°〜 350°を占める略円環状に、配設されている。
また、凹周溝の溝底側の2個の固定リップと摺動側の2個の摺接リップを有する横断面X字状の基本X部を備え、かつ、上記凹周溝の軸心方向溝側面に接触して上記基本X部の上記凹周溝内の姿勢を保つための突張り用突隆部を、上記基本X部と一体として、かつ、自由状態の厚さ寸法の中央線よりも、上記固定リップ寄りに偏在して設け、装着受圧状態において上記摺接リップは上記凹周溝の溝側面から常に遊離しているように、上記2個の摺接リップの幅寸法を小さく設定したものである。
And a basic X portion having an X-shaped cross section having two fixed lips on the groove bottom side of the concave circumferential groove and two sliding contact lips on the sliding side, and the axial direction of the concave circumferential groove A projecting bulge for contacting the side surface of the groove to maintain the posture of the basic X portion in the concave circumferential groove is integrated with the basic X portion and from the center line of the thickness dimension in a free state. The ridge is provided with a plurality of arcuate bodies arranged on the same circle when viewed from the axial direction, and has a total central angle of 270 ° to 350 °. It is arranged in a generally annular shape.
And a basic X portion having an X-shaped cross section having two fixed lips on the groove bottom side of the concave circumferential groove and two sliding contact lips on the sliding side, and the axial direction of the concave circumferential groove A projecting bulge for contacting the side surface of the groove to maintain the posture of the basic X portion in the concave circumferential groove is integrated with the basic X portion and from the center line of the thickness dimension in a free state. The width of the two sliding contact lips is set to be small so that the sliding contact lip is always separated from the groove side surface of the concave circumferential groove in the mounted pressure receiving state. It is a thing.
そして、自由状態の横断面において、ラジアル方向の中間位置の軸心方向両側面に形成される側凹部の最奥部の軸心方向位置が、上記固定リップの頂点及び摺接リップの頂点よりも、シール中心寄りに存在するように、上記側凹部を深く形成する。
また、自由状態における固定リップの間の谷部の谷底外径寸法が、凹周溝の溝底の外径寸法よりも、小さく設定され、装着状態において固定リップのつぶしの影響が、摺接リップへ及ばないように構成した。
And in the transverse cross section of the free state, the axial direction position of the innermost part of the side recess formed on both axial sides in the axial direction of the intermediate position in the radial direction is more than the apex of the fixed lip and the sliding contact lip. The side recesses are formed deeply so as to exist near the center of the seal.
In addition, the outer diameter dimension of the valley bottom between the fixed lips in the free state is set smaller than the outer diameter dimension of the groove bottom of the concave circumferential groove, and the influence of the crushing of the fixed lip in the mounted state is It was configured not to reach.
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
凹周溝内の溝底寄りの位置で、突隆部によって、安定姿勢を保持でき、しかも、両圧対応可能として、摺接リップは低圧(負圧)から比較的高圧まで、軸(ロッド)に対して低い接触面圧にて摺接し、摺動抵抗が小さく(低摺動摩擦)、安定した優れた密封性(シール性能)を、長期間にわたって発揮し、耐久性にも優れている。
また、凹周溝の溝底へ常に強く接触して、連れ廻りも生じず、一層安定姿勢を保持できる。
The present invention has the following remarkable effects.
A stable position can be maintained by the ridge at the position near the bottom of the groove in the concave circumferential groove, and the sliding contact lip has a shaft (rod) from low pressure (negative pressure) to relatively high pressure so that both pressures can be supported. Slidably contacted at a low contact surface pressure, low sliding resistance (low sliding friction), stable and excellent sealing performance (sealing performance) over a long period of time, and excellent durability.
Further, it is always in strong contact with the groove bottom of the concave circumferential groove, and no rotation occurs, so that a more stable posture can be maintained.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1〜図6は、本発明の実施の一形態を示す。本発明に係る摺動シール(摺動パッキンともいう)Sは、第1部材1に形成された短形状の凹周溝3内に装着されて、回転自在、及び/又は、軸心方向に往復動自在な軸(ロッド)や筒状体や円盤体等の第2部材2の外周面に摺動自在に接触して密封作用をなす。なお、第1部材1と第2部材2とは、相対的に回転運動、及び/又は、直線的往復運動する箇所に、本発明に係る摺動シールSは適用可能であり、以下の説明に於て、一例として、第2部材2が運動する場合について、説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1 to 6 show an embodiment of the present invention. The sliding seal (also referred to as sliding packing) S according to the present invention is mounted in a short
この摺動シールSは、凹周溝3の溝底13側の2個の固定リップ4,5と、摺動(摺接)側の2個の摺接リップ6,7を有する横断面X字状の基本X部10を、備えている。
そして、上記凹周溝3の軸心方向溝側面14, 15に接触して、基本X部10の凹周溝3内の姿勢を(倒れたり傾斜したりしないように)保つための突張り用突隆部(リッジ部)20, 21を、基本X部10と一体として有している。この摺動シールSは、ゴム又はプラスチック製であり、一体成型により上記基本X部10と突隆部20, 21とが、形成される。
また、図1と図2と図3は、自由状態の摺動シールSを示し、この自由状態での厚さ寸法T0 の中央線Cよりも、固定リップ4,5寄り───ラジアル方向外方───に偏在して設ける。
This sliding seal S has an X-shaped cross section having two
And, for the tension to maintain the posture in the concave
1, 2, and 3 show the sliding seal S in a free state, which is closer to the
図2は軸心方向から見た説明図であって、斜線にて示す部位は、突隆部20, 21を示す。即ち、軸心方向から見ると、同一円上に配設された複数本の円弧体8をもって───図2では6本の円弧体8をもって───、合計中心角度が 270°〜 350°を占める略円環状に、配設される。
図1は、図2に於て、(斜線にて示した)円弧体8を切断した摺動シール要部横断面であり、図3は、円弧体8と円弧体8の間隔部9を切断した摺動シール要部横断面である。 そして、図1と図2で明らかなように、固定リップ4,5のつぶし代ΔT4 を、十分に大きく設定し、凹周溝3の深さ寸法H3 の10%〜25%とする。好ましくは、13%〜22%とする。しかも、摺接リップ6,7のつぶし代ΔT6 はマイナスに設定する。即ち、摺接リップ7の自由状態の内径寸法は、第2部材2の外径寸法よりも、僅かに大きく設定する。なお、つぶし代ΔT6 を零としても良く、そのときは、摺接リップ7の自由状態の内径寸法と、第2部材2の外径寸法とは、同じとなる。
FIG. 2 is an explanatory diagram viewed from the axial direction, and the hatched portions indicate the
1 is a cross-sectional view of the main part of the sliding seal obtained by cutting the circular arc body 8 (shown by oblique lines) in FIG. 2, and FIG. 3 is a sectional view of the
ところで、図1と図3に示すように、自由状態下で、基本X部10は外径側(ラジアル方向外方側)の固定リップ4,5の幅寸法W4 よりも、内径側(ラジアル方向内方側)の摺接リップ6,7の幅寸法W6 を(十分な差をもって)小さく設定する。言い換えると、基本X部10の横断面形状は、凹周溝3の溝底13側は軸心方向に大きく翼を拡げ、(第2部材2に対応する)凹周溝3の開口側は、軸心方向に小さく拡げられ、かつ、横断面積の比較に於て、前者の方が大きく設定される。
By the way, as shown in FIGS. 1 and 3, in the free state, the
また、図1〜図5に示す実施の形態では、突隆部20, 21の形状は、軸心方向から見た形状は(既述のように)複数本の円弧体8をもって構成され、合計中心角度が 270°〜 350°を占める略円環状であるが、図1と図4に示すように、摺動シール横断面に於て、軸心方向両側面に形成された側凹部11, 12に対応した、固定リップ4,5の内側面4a,5aに連設(一体形成)されている。なお、突隆部20,21が溝側面14, 15に対応する接触面は、図1,図4では、固定リップ4,5の側方端面4b,5bよりも僅かに突出状としている。これを、側方端面4b,5bから突出状とせずに、側方端面4b,5bと連続面に形成することも好ましい(図示省略)。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the shapes of the
また、図1と図3に示した自由状態の横断面における、ラジアル方向の中間部位に、側凹部11, 12が、基本X部10の軸心方向両側面に、形成されているが、この側凹部11, 12の最奥部11A,12Aの軸心方向位置は、固定リップ4,5の径方向の頂点4E,5E、及び、摺接リップ6,7の径方向の頂点6E,7Eよりも、シール中心寄りに存在する。つまり、側凹部11, 12を、従来例の図12(c)(d)よりも、十分に深く形成する。
さらに詳しく図1と図3にて説明すれば、側凹部11の最奥部11Aは、頂点4E,6Eよりも、軸心方向寸法G1 ,G2 だけシール中心寄りに配設され、かつ、側凹部12の最奥部12Aは、頂点5E,7Eよりも軸心方向寸法G3 ,G4 だけシール中心寄りに配設されている。
ここで、G1 =G3 ,G2 =G4 ,G1 >G2 ,G3 >G4 なる関係式が成立する。
Further, side recesses 11 and 12 are formed on both side surfaces in the axial direction of the
1 and 3, the
Here, the relational expressions G 1 = G 3 , G 2 = G 4 , G 1 > G 2 , G 3 > G 4 hold.
そして、図4の未受圧装着状態、及び、図5の装着受圧状態(矢印P0 は流体の圧力を示す)に於て、摺接リップ6,7は、凹周溝3の溝側面14, 15から常に遊離しているように、2個の摺接リップ6,7の幅寸法W6 を、小さく設定している。
また、2つの固定リップ4,5の間の(外径方向の)谷部16は、図1と図3に示すように、2点鎖線の凹周溝3の外径寸法よりも僅かに小さな外径寸法に設定して、大き目のつぶし代ΔT4 をもって、凹周溝3へ装着されたとき、固定リップ4,5のつぶし(ラジアル方向内方向への押圧)の影響が、摺接リップ6,7へ及ばないようにする。このようにして、摺接リップ6,7の第2部材2への接触面圧P6 ,P7 を、図4に示す接触面圧グラフの如く、低く(小さく)抑えている。
4 and the mounting pressure receiving state of FIG. 5 (the arrow P 0 indicates the fluid pressure), the sliding
Further, the valley portion 16 (in the outer diameter direction) between the two
そして、図4に示す未受圧装着状態、及び、図5に示す装着受圧状態の各々に於て、前記摺接リップ6,7の第2部材2への接触面圧P6 ,P7 、及び、固定リップ4,5の溝底13への接触面圧P4 ,P5 、さらに、突張り用突隆部20, 21の溝側面14, 15への接触面圧P20,P21の各々の面圧グラフから、以下の点が明らかとなる。(なお、各面圧グラフは、FEM解析法によって解析した。)
(i) 図4の未受圧装着状態下で、突隆部20, 21の接触面圧P20,P21は微小である。
(ii) 摺接リップ6,7の接触面圧P6 ,P7 は、常に、固定リップ4,5の接触面圧P 4 ,P5 よりも小さく、かつ、通常の従来のXリングよりも、十分に小さい(低い )。
(iii) 図5の受圧状態では、低圧側の摺接リップ7の接触面圧が微小となる。しかも、図 4の未受圧装着状態と比較して、両摺接リップ6,7の接触面圧P6 ,P7 の差が ほとんど無い。
(iv) 図5の受圧状態では、(外径側の)固定リップ4,5の接触面圧P4 ,P5 が(未 受圧状態よりも)かなり高くなるが、(内径側の)摺接リップ6の接触面圧P6 は ほとんど変化せず、逆に、摺接リップ7の接触面圧P7 は低下する。
Then, non-pressure bearing mounting state shown in FIG. 4 and, At a respective mounting pressure state shown in FIG. 5, the sliding contact second member contact surface pressure P 6, P 7 to the
(i) The contact surface pressures P 20 and P 21 of the ridges 20 and 21 are very small under the non-pressure receiving state of FIG.
(ii) The contact surface pressures P 6 , P 7 of the sliding
(iii) In the pressure receiving state of FIG. 5, the contact surface pressure of the sliding
(iv) In the pressure receiving state of FIG. 5, the contact surface pressures P 4 and P 5 of the fixed
このような (i) 〜(iv) の結果は、相対的に回転運動、及び/又は、直線往復運動する、摺接リップ6,7と第2部材2との間の摩擦抵抗が十分低く抑えることができて、円滑に相対運動が実現でき、摩耗量も減少して、長期間にわたって優れたシール性(密封性能)を発揮できる。また、図2で述べたように突隆部20, 21は 360°(全周)の内の十分大きな中心角度を占めるように構成したので、図5のように受圧状態で大きな接触面圧P21をもって溝側面15に突隆部21が圧接(押圧)状態となった際、周方向に沿って、蛇行する従来例(図12(c))の現象を完全に防ぐことができ、かつ、溝側面14, 15との固着も発生しない。
As a result of (i) to (iv), the frictional resistance between the sliding
また、図1〜図5の実施の形態では、凹周溝3の溝底13側───固定リップ4,5側───が、基本X部10の幅寸法W4 も、断面積も、開口端側───摺動リップ6,7側───よりも、十分に大きく、しかも、突隆部20, 21は、固定リップ4,5の内側面4a,5aに一体に突出状に形成され、さらに、固定リップ4,5のつぶし代ΔT4 を十分に大きく設定し、かつ、側凹部11, 12を十分に深く形成して固定リップ4,5の変形の影響が摺接リップ6,7に及ばぬよう遮断できるように構成したことによって、第2部材2に対応する小型断面形状の摺接リップ6,7は、比較的自由に弾性変形が可能で、小さな接触面圧力P6 ,P7 を常に保ちつつ第2部材2と回転摺動(又は直線往復摺動)を行って、低摩擦抵抗を実現し、かつ、低摩耗及び長寿命を実現する。さらに、固定リップ4,5が溝底13に対して(回転)摺動するようなこと(共廻り)は全く発生しない。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the groove bottom 13 side of the recessed
ところで、図6は未受圧装着状態に於ても、図1で既述の関係式が成立することを示す。即ち、図6に於て、各接触面圧グラフの重心点Zの位置を、図1の既述の頂点4E,5E,6E,7Eの位置に置き換えて、軸心方向寸法G1 ,G2 ,G3 ,G4 を採用すれば、G1 =G3 ,G2 =G4 ,G1 >G2 ,G3 >G4 なる関係式が成立する。このように凹周溝3内に於て、断面積も大きく、つぶし代ΔT4 も大きく、かつ、幅寸法W4 も大きいところの、溝底13側への固定リップ4,5の接触位置が、シール中心から軸心方向左右へ大きく離れていることにより、一層、摺動シールSは凹周溝3内での姿勢が常に安定する。なお、図6に於て、2個の摺接リップ6,7の間の谷部にはグリースを充填して、グリースポケットとすることもできる。
By the way, FIG. 6 shows that the relational expression already described in FIG. 1 is established even in the non-pressure receiving state. That is, At a 6, the position of the center of gravity Z of the contact surface pressure graph, above the
次に、図7〜図11は、本発明の他の実施の形態を示す。この摺動シールSも原則的に前述の実施例と同様の基本構成を有している。
即ち、この摺動シールSも、凹周溝3の溝底13側の2個の固定リップ4,5と、摺動(摺接)側の2個の摺接リップ6,7を有する横断面X字状の基本X部10を、備えている。但し、この基本X部10は全幅寸法W4 は、図1〜図6に比較して小さ目である。
そして、上記凹周溝3の軸心方向溝側面14, 15に接触して、基本X部10の凹周溝3内の姿勢を(倒れたり傾斜したりしないように)保つための突張り用突隆部(リッジ部)20, 21を、基本X部10から一体に突設される。
この摺動シールSも、ゴム又はプラスチック製であり、一体成型される。
7 to 11 show another embodiment of the present invention. This sliding seal S also basically has the same basic configuration as that of the above-described embodiment.
That is, this sliding seal S also has a cross section having two fixed
And, for the tension to maintain the posture in the concave
This sliding seal S is also made of rubber or plastic and is integrally molded.
また、図7は、自由状態の摺動シールSを示し、この自由状態での厚さ寸法T0 の中央線Cよりも、固定リップ4,5寄り───ラジアル方向外方───に突隆部20, 21は、偏在して、かつ、基本X部10から大きく軸心方向に突設している。
図8は軸心方向から見た説明図であって、斜線にて示す部位は、突隆部20, 21を示す。即ち、軸心方向から見ると、同一円上に配設された複数本の円弧体8をもって───図8では6本の円弧体8をもって───、合計中心角度が 270°〜 350°を占める略円環状に、配設される。
FIG. 7 shows the sliding seal S in the free state, and is closer to the fixed
FIG. 8 is an explanatory view seen from the axial direction, and the hatched portions indicate the
図7は、図8に於て、(斜線にて示した)円弧体8を切断した摺動シール要部横断面である。この図7と図8で明らかなように、固定リップ4,5のつぶし代ΔT4 を、十分に大きく設定し、凹周溝3の深さ寸法H3 の10%〜25%とする。好ましくは、13%〜22%とする。しかも、摺接リップ6,7のつぶし代ΔT6 は零乃至マイナスに設定する。即ち、摺接リップ7の自由状態の内径寸法は、第2部材2の外径寸法よりも、僅かに大きく(又は同径に)設定する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the sliding seal obtained by cutting the circular arc body 8 (shown by oblique lines) in FIG. As apparent from FIGS. 7 and 8, the crushing margin ΔT 4 of the fixed
ところで、図7に示すように、自由状態下で、基本X部10は外径側(ラジアル方向外方側)の固定リップ4,5の幅寸法W4 と、内径側(ラジアル方向内方側)の摺接リップ6,7の幅寸法W6 を略等しく設定している。
この実施の形態では、突隆部20, 21の形状は、軸心方向から見た形状は(既述のように)複数本の円弧体8をもって構成され、略円環状であるが、図7に示すように、摺動シール横断面に於て、固定リップ4,5の内側面4a,5aから大きく軸心両方向に突出状に一体形成されている。
By the way, as shown in FIG. 7, in the free state, the
In this embodiment, the
また、図7に示した自由状態の横断面における、ラジアル方向の中間部位に、側凹部11, 12が、基本X部10の軸心方向両側面に、形成されているが、この側凹部11, 12の最奥部11A,12Aの軸心方向位置は、固定リップ4,5の径方向の頂点4E,5E、及び、摺接リップ6,7の径方向の頂点6E,7Eよりも、シール中心寄りに存在する。つまり、側凹部11, 12を、十分に深く形成する。
さらに詳しく図7にて説明すれば、側凹部11の最奥部11Aは、頂点4E,6Eよりも、軸心方向寸法G1 ,G2 だけシール中心寄りに配設され、かつ、側凹部12の最奥部12Aは、頂点5E,7Eよりも軸心方向寸法G3 ,G4 だけシール中心寄りに配設されている。
Further, side recesses 11 and 12 are formed on both side surfaces in the axial direction of the
More specifically, referring to FIG. 7, the
そして、図9の未受圧装着状態、及び、図10の装着受圧状態(矢印P0 は流体の圧力を示す)に於て、摺接リップ6,7は、凹周溝3の溝側面14, 15から常に遊離しているように、2個の摺接リップ6,7の幅寸法W6 を、凹周溝3の幅寸法よりも十分に小さく設定している。また、図9に於て、2個の摺接リップ6,7の間の谷部にはグリースを充填して、グリースポケットとすることもできる。
また、2つの固定リップ4,5の間の(外径方向の)谷部16は、図7に示すように、2点鎖線の凹周溝3の外径寸法と略等しい外径寸法に設定している。
9 and the mounting pressure receiving state of FIG. 10 (arrow P 0 indicates the fluid pressure), the sliding
Further, the valley portion 16 (in the outer diameter direction) between the two
そして、図9に示す未受圧装着状態、及び、図10に示す装着受圧状態の各々に於て、前記摺接リップ6,7の第2部材2への接触面圧P6 ,P7 、及び、固定リップ4,5の溝底13への接触面圧P4 ,P5 、さらに、突張り用突隆部20, 21の溝側面14, 15への接触面圧P20,P21の各々の面圧グラフから、以下の点が明らかとなる。
(i) 図9の未受圧装着状態下で、突隆部20, 21の接触面圧P20,P21は微小(又は、若 干のスキマを形成して、零)である。
(ii) 摺接リップ6,7の接触面圧P6 ,P7 は、常に、固定リップ4,5の接触面圧P 4 ,P5 よりも小さく、かつ、通常の従来のXリングよりも、十分に小さい(低い )。
(iii) 図10の受圧状態では、低圧側の摺接リップ7の接触面圧が図9によりも低下する。 しかも、図9の未受圧装着状態と比較して、両摺接リップ6,7の接触面圧P6 , P7 の差がほとんど無い。
(iv) 図10の受圧状態では、(内径側の)摺接リップ6の接触面圧P6 はほとんど変化せ ず、逆に、摺接リップ7の接触面圧P7 は低下する。
Then, non-pressure bearing mounting state shown in FIG. 9 and, At a respective mounting pressure state shown in FIG. 10, the sliding contact second member contact surface pressure P 6, P 7 to the
(i) The contact surface pressures P 20 and P 21 of the ridges 20 and 21 are minute (or form a slight gap and zero) under the non-pressure-receiving state of FIG.
(ii) The contact surface pressures P 6 , P 7 of the sliding
(iii) In the pressure receiving state of FIG. 10, the contact surface pressure of the sliding
(iv) In the pressure receiving state of FIG. 10, the contact surface pressure P 6 of the sliding contact lip 6 (on the inner diameter side) hardly changes, and conversely, the contact surface pressure P 7 of the sliding
このような (i) 〜(iv) の結果は、相対的に回転運動、及び/又は、直線往復運動する、摺接リップ6,7と第2部材2との間の摩擦抵抗が十分低く抑えることができて、円滑に相対運動が実現でき、摩耗量も減少して、長期間にわたって優れたシール性(密封性能)を発揮できる。また、図8で述べたように突隆部20, 21は 360°(全周)の内の十分大きな中心角度を占めるように構成したので、図10のように受圧状態で大きな接触面圧P21をもって溝側面15に突隆部21が圧接(押圧)状態となった際、周方向に沿って、蛇行する従来例(図12(c))の現象を完全に防ぐことができる。
As a result of (i) to (iv), the frictional resistance between the sliding
また、図7〜図10の実施の形態では、突隆部20, 21は、固定リップ4,5の内側面4a,5aに大きく突出状に形成され、さらに、固定リップ4,5のつぶし代ΔT4 を十分に大きく設定し、かつ、側凹部11, 12を十分に深く形成して固定リップ4,5の変形の影響が摺接リップ6,7に及ばぬよう遮断できるように構成したことによって、第2部材2に対応する摺接リップ6,7は、比較的自由に弾性変形が可能で、小さな接触面圧力P6 ,P7 を常に保ちつつ第2部材2と回転摺動(又は直線往復摺動)を行って、低摩擦抵抗を実現し、かつ、低摩耗及び長寿命を実現する。さらに、固定リップ4,5が溝底13に対して(回転)摺動するようなこと(共廻り)は全く発生しない。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 7 to 10, the protruding
なお、図11に示した未受圧装着状態に於て、各接触面圧グラフの重心点Zの軸心方向の位置を、図7の頂点4E,5E,6E,7Eの軸心方向位置に置き換えて判断すると、図7と同様の配置関係にある。即ち、側凹部11, 12の最奥部11A,12Aは、各重心点Zよりもシール中心寄りに在り、側凹部11, 12が十分に深いことが明らかとなる。これによって、特に、固定リップ4,5側の大き目のつぶし代ΔT4 の影響が、摺接リップ6,7に波及せず、従って、第2部材2との摺動摩擦抵抗が小さい。
In the non-pressure receiving state shown in FIG. 11, the position in the axial direction of the center of gravity Z of each contact surface pressure graph is replaced with the axial position of the
本発明は、左右対称形であり、正圧負圧用としても適用可能である。また、特に、摺接リップ6,7の摺動摩擦抵抗が、受圧状態でも低く(小さく)、例えば、回転継手等のシールとして、好適である。また、第1部材1を、軸(ロッド)や円筒体や円盤体としてその外周面に凹周溝3が凹設されると共に、第2部材2をケーシングやハウジングやヘッドやシリンダ等として内周面が摺接リップ6,7と相対的に摺接するように、逆に、配置することも、可能である。
The present invention is symmetrical and can be applied to positive and negative pressure. In particular, the sliding frictional resistance of the
3 凹周溝
4,5 固定リップ
4E,5E 頂点
6,7 摺接リップ
6E,7E 頂点
8 円弧体
10 基本X部
11, 12 側凹部
11A,12A 最奥部
13 溝底(面)
14, 15 溝側面
20, 21 突隆部
C 中央線
H3 深さ寸法
S 摺動シール
T0 厚さ寸法
ΔT4 ,ΔT6 つぶし代
W6 幅寸法
3
10 Basic X part
11, 12 side recess
11A, 12A innermost part
13 Groove bottom (surface)
14, 15 groove side
20, 21 Protrusion C Center line H 3 Depth dimension S Sliding seal T 0 Thickness dimension ΔT 4 , ΔT 6 Squeezing allowance W 6 Width dimension
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