JP2010043663A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば、油圧シリンダのピストン用シールやロッドシール等に用いられる密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device used, for example, for a piston seal or a rod seal of a hydraulic cylinder.
従来のこの種の油圧シリンダのピストン用シールとしては、たとえば、図5(A)に示すような、組合せシールが知られている。 As a conventional seal for a piston of this type of hydraulic cylinder, for example, a combination seal as shown in FIG. 5A is known.
図示例では、ピストン110外周に設けられた溝111の溝開放端側に装着される四フッ化エチレン樹脂等の樹脂製摺動リング101と、溝底側に圧縮状態で装着されるニトリルゴム等の架橋構造のゴム材料からなるゴム状弾性体リング102とを組合せた構成となっている。樹脂製摺動リング101を摺動相手部材であるシリンダチューブ120の内周面に摺接させ、樹脂製摺動リング101と溝111の溝底間を、ゴム状弾性体リング102によって密封するようになっている。図5(A)ではゴム状弾性体リング102は断面円形状であるが、図5(B)に示すように、断面矩形状のものも使用されている。
In the illustrated example, a
しかし、樹脂製摺動リング101は耐摩耗性に優れてはいるものの、摺動材として樹脂材を使用しており、リップパッキンのようなU溝への油圧導入によるリップ開きも無いために、ゴム状弾性体単体のリップパッキン、たとえば、架橋ゴム材料を用いたリップパッキン、機械的強度の高いウレタンゴム等の熱可塑性エラストマーを用いたリップパッキンに比較して偏心追随性に劣っている。また、四フッ化エチレン樹脂等の樹脂材は、表面が平滑で相手摺動面に対する密着性が悪いので、にじみ漏れが生じやすく、架橋ゴム材料や熱可塑性エラストマー対比で密封性に劣るシール材である。そのため、高いシール性が要求される用途では、このような組合せシールを適用することができない。
However, although the
高いシール性が要求される場合には、その対策として、i)片側圧用リップパッキン二個使いへの変更(図5(C)参照)、ii)両圧用リップパッキンへの変更(図5(D)参照)、もしくは、iii)組合せシールの摺動リングを熱可塑性エラストマーに変更したシールへの変更(図5(E)参照)が効果的であるが、それぞれ以下のような問題点がある。 When high sealing performance is required, as a countermeasure, i) Change to using one side pressure lip packing (see FIG. 5 (C)), ii) Change to double pressure lip packing (FIG. 5 (D )) Or iii) A change to a seal in which the sliding ring of the combination seal is changed to a thermoplastic elastomer (see FIG. 5E) is effective, but each has the following problems.
i)片側圧用リップパッキン
図5(C)には、片側圧用リップパッキンとして、2個のUパッキン201A,201Bを用いた例が示されている。Uパッキン201A、201Bはゴム状弾性体単体の成形体で、ヒール部から軸方向に二股に分かれて延びる一対のリップ部を備えた断面U字形状のパッキンである。
ピストン210の外周には、軸方向に離間して二箇所の溝211A、211Bが設けられ、各溝211A,211Bに、2個のUパッキン201A、201Bが、それぞれのリップ部を軸方向互いに反対側に向けた状態で装着されている。ピストン210に対して軸方向一方側の密封対象流体F1を一方のUパッキン201Aでシールし、他方側の密封対象流体F2を他方のUパッキン201Bにてシールするようになっている。
i) One-side pressure lip packing FIG. 5C shows an example in which two
The outer periphery of the
各Uパッキン201A、201Bの外側リップ部202A、202Bが摺動相手部材であるシリンダチューブ220のチューブ内周面に摺接しており、外側リップ部202A、202Bの背面には密封対象流体F1,F2の圧力が作用するので、密封対象流体F1、F2の圧力増大に応じて接触面圧を増大させることができ、シール性が高い。また、ピストン210が偏心しても、ピストン210の偏心に追随して外側リップ部202A、20
2Bが撓むので、偏心追随性に優れている。しかし、2つのUパッキン201A、201Bが必要となり、その溝211A、211Bのスペースの分だけピストン210が大型化してしまう。
The
Since 2B bends, it is excellent in eccentric followability. However, two
ii)両圧用リップパッキン
図5(D)には、両圧用リップパッキン301が示されている。
この両圧用リップパッキン301もゴム状弾性体単体で構成されるもので、その断面形状は概略X字形状で、ピストン310の溝311の両隅角部に延びる一対の内側リップ301a、301bと、軸方向一方の密封対象流体F1側と、他方の密封対象流体F2に延びて相手摺動面であるシリンダチューブ320内周に摺動自在に接触する一対の外側リップ302a、302bとを備えた構成となっている。一方の密封対象流体F1を一方の外側リップ302aにてシールし、他方の密封対象流体F2を他方の外側リップ302bにてシールするようになっている。
ii) Double pressure lip packing FIG. 5D shows a double
This double-
外側リップ302a、302bの背面には密封対象流体F1,F2の圧力が作用するので、密封対象流体F1、F2の圧力増大に応じて接触面圧を増大させることができる。また、ピストン310が偏心しても、ピストン310の偏心に追随して外側リップ302a、302bが撓むので、片側圧リップパッキンと同様に偏心追随性にも優れている。
この両圧用リップパッキン301によれば、一つのパッキンで軸方向両側の密封対象流体F1、F2に対応できるので、上記したUパッキン等の片側圧用リップパッキンに比べてスペース効率がよい。
Since the pressures of the sealing target fluids F1 and F2 act on the back surfaces of the
According to the
しかし、パッキン材料として架橋ゴム材料を用いた場合には、材料的に耐摩耗性に乏しく、耐圧性も低い。耐圧性を高めるために、不図示のバックアップリングを併用することが考えられるが、バックアップリングの分だけ装着スペースが大きくなってしまう。
そこで、この両圧用リップパッキン301の材料を架橋ゴム材料から、機械的強度の高いウレタンゴム等の熱可塑性エラストマーに変更することが考えられる。しかし、熱可塑性エラストマーは通常の架橋ゴム材料よりも弾性に乏しいので、偏心追随性が通常の架橋ゴム材料よりも低くなってしまう。
なお、類似の技術としては、たとえば、特許文献1に記載されたようなものがある。
However, when a crosslinked rubber material is used as the packing material, the material has poor wear resistance and low pressure resistance. In order to increase pressure resistance, it is conceivable to use a backup ring (not shown) in combination, but the installation space is increased by the amount of the backup ring.
Therefore, it is conceivable to change the material of the
As a similar technique, for example, there is a technique described in
iii)組合せシールの摺動リングを熱可塑性エラストマーに変更したシール
図5(E)は、摺動リングを、樹脂材から熱可塑性エラストマーに変更した形態の組合せシールの一例を示している。この組合せシールは、ピストン410外周の溝411の溝開放端側に配設された熱可塑性エラストマー製の摺動リング401と、溝底側に圧縮状態で装着される架橋ゴム材料により成形されたゴム状弾性体リング402とを組合せた構成となっている。
このように摺動リング401として熱可塑性エラストマーを使用すれば、図5(A)に示したような樹脂製摺動リングを用いた組合せシールよりも偏心追随性が向上する。しかし、ii)で説明したような、架橋ゴム材料を用いた両圧用リップパッキン301に比べて偏心追随性が低い。
iii) Seal in which sliding ring of combination seal is changed to thermoplastic elastomer FIG. 5E shows an example of a combination seal in which the sliding ring is changed from a resin material to a thermoplastic elastomer. This combination seal is a rubber molded with a
If a thermoplastic elastomer is used as the
そこで、図5(F)に示すように、偏心追随性アップを目的として、ゴム状弾性体リング402にスリット403を追加し、摺動リング401の背面に油圧を導入することが考えられる。しかし、油圧導入用のスリット403を追加すると、図5(G)に示すように、ゴム状弾性体リング402と摺動リング401との接触面間に導入された油が入り込み、導入された油圧Pが高圧側Hから低圧側Lに吹き抜けてしまうという問題が生じる。
本発明は、上記した従来技術の問題点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、耐摩耗性が高く、一つの装置で両側からの圧力に対応でき、しかも偏心追随性に優れた密封装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and its object is to have high wear resistance, to cope with pressure from both sides with a single device, and to follow eccentricity. It is to provide an excellent sealing device.
上記目的を達成するために、本発明は、互いに移動自在に組み付けられる二部材間の環状隙間をシールするもので、摺動リングとゴム状弾性体リングとを組合せた構成で、前記摺動リングは前記対ゴム状弾性体リング対比で耐圧性,耐摩耗性に優れた材料により構成し、摺動リングとゴム状弾性体リングが組み合わさった状態で一方の部材に設けられた環状の溝に装着される密封装置であって、
前記摺動リングは、前記溝内に収納されるリング本体部と、該リング本体部の溝開放端側の端部から軸方向両側に向かって延びる一対のリップ部と、を有する構成で、該リップ部は、摺動相手となる他方の部材の相手摺動面に摺動自在に接触すると共に、リップ先端部が溝内側面に軸方向に対向する構成となっており、
前記ゴム状弾性体リングは2つ設けられ、各ゴム状弾性体リングはリング本体部の軸方向互いに反対側の側面と軸方向に対向する溝内側面との間の2つの空間に装着される構成で、各ゴム状弾性体リングは、リップ部と溝底面との間で径方向に圧縮された状態で装着される構成となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention seals an annular gap between two members which are assembled to be movable with respect to each other. The sliding ring is composed of a combination of a sliding ring and a rubber-like elastic ring. Is made of a material superior in pressure resistance and wear resistance as compared with the rubber-like elastic ring, and in an annular groove provided on one member in a state where the sliding ring and the rubber-like elastic ring are combined. A sealing device to be mounted,
The sliding ring includes a ring main body portion accommodated in the groove, and a pair of lip portions extending from the end portion on the groove open end side of the ring main body portion toward both axial sides, The lip portion is configured to slidably contact the mating sliding surface of the other member that is the sliding partner, and the lip tip portion is configured to face the inner surface of the groove in the axial direction.
Two rubber-like elastic rings are provided, and each rubber-like elastic ring is mounted in two spaces between a side surface opposite to each other in the axial direction of the ring main body portion and a groove inner surface facing in the axial direction. In the configuration, each rubber-like elastic body ring is configured to be mounted in a radially compressed state between the lip portion and the groove bottom surface.
本発明に係る密封装置によれば、相手摺動面に密封接触する2つのリップ部によって、密封装置に対して軸方向両側に存在する密封対象流体がシールされ、相手摺動面に対して軸方向いずれの方向に移動する場合でも、密封対象流体を密封することができる。 According to the sealing device of the present invention, the fluid to be sealed that exists on both sides in the axial direction with respect to the sealing device is sealed by the two lip portions that are in sealing contact with the mating sliding surface. In any direction, the fluid to be sealed can be sealed.
この発明では、摺動リングは前記対ゴム状弾性体リング対比で耐圧性,耐摩耗性に優れた材料により構成しているので、耐摩耗性に優れ、長寿命化を図ることができる。
また、リップ部の背面に密封対象流体の圧力が作用し、相手摺動面に対してリップ部が押し付けられるので、シール面圧が増大して高いシール性が確保される。二部材が相対的に偏心した場合にも、リップ部が偏心に対して追随して撓み、さらに偏心によるリップ部のシール面圧の低下は、ゴム状弾性体リングの弾性復元力によって補うことができるので、偏心追随性も確保することができる。
In the present invention, the sliding ring is made of a material having superior pressure resistance and wear resistance as compared with the rubber-like elastic ring, so that it has excellent wear resistance and can have a long life.
Moreover, since the pressure of the fluid to be sealed acts on the back surface of the lip portion and the lip portion is pressed against the mating sliding surface, the seal surface pressure increases and high sealing performance is ensured. Even when the two members are relatively eccentric, the lip portion flexes following the eccentricity, and the decrease in the seal surface pressure of the lip portion due to the eccentricity can be compensated by the elastic restoring force of the rubber-like elastic ring. As a result, it is possible to ensure eccentric followability.
一方、密封対象流体の流体圧が高くなっても、ゴム状弾性体リングは摺動リングのリング本体部側面に軸方向に押し付けられて密接するので、摺動リングとゴム状弾性体リングとの接触部の吹き抜けが防止される。 On the other hand, even if the fluid pressure of the fluid to be sealed increases, the rubber-like elastic ring is pressed against the side surface of the ring main body of the sliding ring in the axial direction so that the sliding ring and the rubber-like elastic ring Blow-through of the contact portion is prevented.
また、摺動リングのリップ部とゴム状弾性体リングの接触部に、リップ部の相手摺動面とは反対側の面に密封対象流体の圧力を導入する圧力導入路を設ければ、圧力をスムースに導入することができる。これにより、リップ部の相手摺動面とのシール面圧を高めることができる。 In addition, if a pressure introduction path for introducing the pressure of the fluid to be sealed is provided on the surface of the lip portion opposite to the mating sliding surface at the contact portion between the lip portion of the sliding ring and the rubber-like elastic ring, the pressure Can be introduced smoothly. Thereby, the sealing surface pressure with the other party sliding surface of a lip | rip part can be raised.
圧力導入路を、摺動リングのリップ部と接触するゴム状弾性体リングの接触面に設けられたスリットによって構成すれば、成形が容易である。
また、摺動リングを熱可塑性エラストマー製とすれば、架橋ゴム材料を用いた場合に比べて耐摩耗性に優れ、長寿命化を図ることができる。一方、この熱可塑性エラストマーは樹脂材に比べて弾力性があるので、従来の樹脂製摺動リングに比較してシール性に優れる。
If the pressure introduction path is constituted by a slit provided on the contact surface of the rubber-like elastic ring that contacts the lip portion of the sliding ring, molding is easy.
Further, if the sliding ring is made of a thermoplastic elastomer, it has excellent wear resistance and a longer life compared to the case where a crosslinked rubber material is used. On the other hand, since this thermoplastic elastomer is more elastic than a resin material, it is excellent in sealing performance as compared with a conventional resin sliding ring.
本発明に係る密封装置によれば、耐摩耗性が高く、一つの装置で両側からの圧力に対応
でき、しかも偏心追随性に優れた密封装置を実現できる。
According to the sealing device of the present invention, it is possible to realize a sealing device that has high wear resistance, can cope with pressure from both sides with a single device, and is excellent in eccentricity tracking.
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(A)は本発明の実施の形態に係る密封装置をピストンに装着した状態の一例を示す部分破断半正面図、同図(B)は(A)の密封装置を取り出して示す部分破断斜視図、図2は図1の密封装置を示すもので、同図(A)は要部拡大断面図、同図(B)は同図(A)の密封装置を分解して示す要部断面図、同図(C)は同図(B)のゴム状弾性体リングのスリットを示す図である。
この密封装置1は、たとえば、図1(A)に示すように、油圧シリンダのピストンシールとして用いられるもので、互いに往復移動自在に組み付けられる二部材としてのシリンダチューブ50と、ピストン60間の環状隙間70をシールする。なお、図中、80はピストン60外周に装着されたウェアリングである。
FIG. 1 (A) is a partially broken half front view showing an example of a state in which a sealing device according to an embodiment of the present invention is mounted on a piston, and FIG. 1 (B) is a partially broken view showing the sealing device of (A) taken out. FIG. 2 is a perspective view, FIG. 2 shows the sealing device of FIG. 1, FIG. 2 (A) is an enlarged cross-sectional view of the main part, and FIG. 2 (B) is an exploded cross-sectional view of the main part of FIG. The figure and the figure (C) are figures which show the slit of the rubber-like elastic body ring of the figure (B).
As shown in FIG. 1A, for example, the
<密封装置の構成>
密封装置1の構成は、図1(B)、図2(A)、(B)に詳細に示すように、摺動リング2と、ゴム状弾性体リング3とを組合せた構成で、摺動リング2とゴム状弾性体リング3が組み合わさった状態で、一方の部材としてのピストン60の外周に設けられた環状の溝61に装着される。
溝61は断面矩形状で、ピストン60の中心軸に対して直交する一対の溝内側面61a、61bと、ピストン60の中心軸と平行に延びる溝底面61cとを備えている。
<Configuration of sealing device>
The structure of the
The
摺動リング2は断面略T字形状で、溝61内に装着される径方向に延びるリング本体部21と、リング本体部21の溝61の開放端側の端部、図示例ではリング本体部21の外径端部から軸方向互いに反対側に延びる一対のリップ部22、23と、を有している。リップ部22、23は、他方の部材としてのシリンダチューブ50の相手摺動面であるチューブ内周面51に摺動自在に接触する。
The sliding
摺動リング2のリング本体部21は、図2(B)にさらに詳細に示すように、断面矩形状で、軸方向に対して直交する一対の側面21a、21bを有し、その内周面21cは軸方向に延びる円筒面によって構成されている。リング本体部21の一対の側面21a、21bと各リップ部22、23との隅角部には円弧状のアール部27が形成されている。
As shown in more detail in FIG. 2 (B), the
各リップ部22、23の摺動面側の面である外周面には、チューブ内周面51側に突出するシール凸部22b、23bが全周にわたって設けられている。シール凸部22b、23bの形状は断面円弧形状で、各シール凸部22b、23bの間には円弧状に窪む凹部24が設けられている。
On the outer peripheral surface, which is the surface on the sliding surface side of each
シール凸部22b,23bの頂部の外径寸法はシリンダチューブ50の内径よりも大きく、シール凸部22b、23b間の凹部24の最小径はシリンダチューブ50の内径よりも小さい。リップ部22、23の外周は、シール凸部22b、23bの頂部から凹部24の最小径部に向けて徐々に小径となり、リング本体部21の側面の延長線付近でシリンダチューブ50の内径より小さくなる。
The outer diameter of the top of the
リップ部22、23の反摺動面側の面であるリップ部内周面22d、23dは円筒面形状となっている。一方、リップ部22,23の軸方向両端に位置する側面22a,23a
には、軸方向に突出する側面突出部28が設けられている。この側面突出部28は側面よりも径方向幅が若干狭い円環形状で、内径側と外径側を連通するスリット26が円周方向に複数設けられ、側面突出部28が複数の円弧状部分に分断されている。
このスリット26によって、側面突出部28が溝内側面61a、61bに当接した状態でも、密封対象流体の流体圧を導入可能としている。このスリット26については、リップ部22,23の側面突出部28に限らず、溝内側面61a、61b側に設けてもよい。
The lip portion inner
Are provided with
The
摺動リング22の材料としては、ゴム状弾性体リング23対比で、耐圧性、耐磨耗性が優れる材料が用いられている。これにより、密封機能が長期にわたり維持できる。特に、熱可塑性エラストマーを選択することが好適である。
As the material of the sliding
ここで、熱可塑性エラストマーは、架橋ゴム材料と樹脂材料の中間的な弾性を有するもので、硬度にして、JIS A(デュロメータA)90〜96程度のものが好適である。
本実施例ではウレタン系(PU)のエラストマーを使用している。もっとも、これに限定されるものではなく、スチレン系(SBC)、オレフィン系(TPO)、塩ビ系(TPVC)、エステル系(TPEE)、アミド系(TPAE)等種々の材料が適用可能である。
Here, the thermoplastic elastomer has an intermediate elasticity between the crosslinked rubber material and the resin material, and a hardness of about JIS A (durometer A) 90 to 96 is preferable.
In this embodiment, a urethane (PU) elastomer is used. However, the present invention is not limited to this, and various materials such as styrene (SBC), olefin (TPO), vinyl chloride (TPVC), ester (TPEE), and amide (TPAE) are applicable.
一方、ゴム状弾性体リング3は、図2(B)に示すように、軸方向に延びる内周面3cおよび外周面3dと、軸方向と直交する一対の側面3a、3bを備えた断面矩形状で、外周側の一方の角部が、摺動リング2のリング本体部21と各リップ部22,23との隅角部のアール部27に倣ったアール部3eとなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (B), the rubber-like
ゴム状弾性体リング3は、リップ部22,23に対応して2つ設けられ、リング本体部21の軸方向互いに反対側の側面21a、21bと、この側面21a、21bと軸方向に対向する一対の溝内側面61a、61bとの間の2つの空間に装着される。装着された状態では、ゴム状弾性体リング3は、リップ部22、23と溝底面61cとの間で径方向に圧縮された状態でとなる。また、この実施の形態では、リング本体部21の側面21a、21bと溝61の溝内側面61a、61bとの間で、軸方向にも圧縮されている。
Two rubber-like
この実施例では、ゴム状弾性体リング3の内径は、摺動リング2のリング本体部21の内径と等しく、リング本体部21の内周面とゴム状弾性体リング3、3の内周面が面一となるように設定されている。また、ゴム状弾性体リング3の外径は、各リップ部22,23の内径とほぼ等しい。また、ゴム状弾性体リング3の軸方向の長さはリップ部22a、23aの長さよりも長く、溝61内に装着した際に、軸方向に圧縮代を確保する寸法に設定されている。
In this embodiment, the inner diameter of the rubber
ゴム状弾性体リング23は、摺動リング22対比で、耐圧縮永久ひずみ性、低温性が優れる材質を用いる。これにより、偏心追随性を確保できる。
The rubber-like
また、ゴム状弾性体リング3の架橋ゴム材料としては、ニトリムゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム等の、柔軟な架橋ゴム材料が好適であり、耐圧縮永久歪性・低温性(追随性)等を考慮して選定される。もっとも、架橋ゴム材料ではなく、熱可塑性エラストマーを利用してもよい。
The cross-linked rubber material of the rubber-like
また、ゴム状弾性体リング3と摺動リング2の各リップ部22、23との接触部、この例ではゴム状弾性体リング3の外周面にスリット25が設けられている。このスリット25は、図2(C)に示すように、周方向複数個所に設けられている。
In addition, a
スリット25は、中心軸を通る断面で見た場合に、各リップ部22,23の先端側から付け根にかけて徐々にスリット25の深さが浅くなるようなくさび形状となっており、ス
リット25の先端位置は角部のアール部3eの端部位置までとなっている。
なお、圧力導入用のスリット25については、摺動リング2のリップ部22、23の反摺動面側に圧力を導入できればよいので、摺動リング2のリップ部22,23側に設けてもよいし、摺動リング2のリップ部22,23とゴム状弾性体リング3の両方に設けてもよい。
The
It should be noted that the
図3(A)、(B)は図1の密封装置と溝の寸法関係を示している。
すなわち、ピストン60の溝61の溝幅をA、溝底面61cから相手摺動面となるシリンダチューブ50内周面までの径方向寸法をD、各ゴム状弾性体リング3の軸方向厚さをB、摺動リング2のリング本体部21の軸方向厚さをC、摺動リング2の各リップ部22、23のシール凸部22b、23bの頂部からリング本体部21の内径端までの径方向幅をEとすると、A<(B×2+C)で、かつ、D<Eを満足するように設定される。
図3(C)は、密封装置に対して溝を破線にして重ねた状態を示している。
図示するように、この密封装置1を、ピストン60の溝61に装着し、シリンダチューブ50に組み付けると、まず、溝61の溝内側面61a、61bと摺動リング2のリング本体部21の側面21a、21b間で、各ゴム状弾性体リング3,3が、軸方向に圧縮され、その分径方向に延びる。一方、各リップ部22、23のシール凸部22b、23bがチューブ内周面51によって径方向に圧縮されると共にリップ部22,23自体もいく分内径側に撓み、ゴム状弾性体リング3についても、径方向に圧縮され、これらの弾性復元力によってシール凸部22b、23bの摺動部の初期のシール面圧が設定される。
3A and 3B show the dimensional relationship between the sealing device of FIG. 1 and the groove.
That is, the groove width of the
FIG. 3C shows a state where the groove is overlapped with the sealing device in a broken line.
As shown in the drawing, when the
一方、ゴム状弾性体リング3は、軸方向および径方向に圧縮され、その弾性復元力によってリング本体部21と溝内側面61a、61b間との軸方向の静止側の初期のシール面圧が確保され、また、リップ部22,23内周面と溝底面61cとの間の径方向の初期のシール面圧が確保される。
On the other hand, the rubber-like
<密封装置の作用>
次に本実施例の密封装置の作用について、図4を参照して説明する。
すなわち、シリンダチューブ50に対してピストン60が往復移動すると、シリンダチューブ50のチューブ内周面51に密封接触する2つのリップ部22、23によって、ピストン60の軸方向両側に存在する密封対象流体F1、F2がシールされる。密封対象流体F1、F2としては、ピストン60を挟んで一方が圧油、他方が大気の場合、両方に油圧が導入される場合等、特に限定されない。
<Operation of sealing device>
Next, the operation of the sealing device of this embodiment will be described with reference to FIG.
That is, when the
ピストン60が往復運動する際、各リップ部22、23のシール凸部22b、23bがシリンダチューブ50のチューブ内周面5に対して、往動側および復動側のいずれにも適切な接触面圧分布を維持しながら摺動する。
When the
そして、密封対象流体F1、F2の流体圧が高くなっても、ゴム状弾性体リング3は摺動リング2のリング本体部21側面に軸方向に押し付けられて密接するので、摺動リング2とゴム状弾性体リング3との接触部の吹き抜けが防止される。
Even if the fluid pressures of the fluids F 1 and F 2 to be sealed are increased, the rubber-like
また、片側のリップ部23を例にとって説明すると、図4に示すように、リップ部23の側面突出部28に設けたスリット26、及びゴム状弾性体リング3に設けられたスリット25を通じてリップ部23の背面に、密封対象流体F2の圧力が導入され、相手摺動面であるシリンダチューブ50のチューブ内周面51に対してリップ部23が押し付けられるので、シール面圧が増大して高いシール性が確保される。他方のリップ部22についても全く同様である。
The
ピストン60がシリンダチューブ50に対して相対的に偏心した場合にも、リップ部2
2、23が偏心に対して追随して撓み、さらに偏心によるリップ部の局部的なシール面圧の低下は、ゴム状弾性体リング3、3の弾性復元力によって補うことができるので、偏心追随性も確保することができる。
また、本実施例では、摺動リング2がウレタンゴムによって構成されているので、ニトリルゴム等の通常の架橋ゴム材料を用いた場合に比べて耐摩耗性に優れ、長寿命化を図ることができる。一方、樹脂材に比べて弾力性があるので、従来の樹脂製摺動リングに比較してシール性に優れる。
Even when the
2 and 23 follow the eccentricity and bend, and the local reduction of the seal surface pressure of the lip due to the eccentricity can be compensated by the elastic restoring force of the rubber-like
Further, in this embodiment, since the sliding
上記実施例では、ピストンシールを例にとって、内側の部材に装着され外側の部材の内周に摺接する密封装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、ピストンロッドとシリンダチューブ間のロッドシールのように、シリンダチューブ等の外側の部材に装着され内側の部材の外周に摺接するような密封装置にも適用可能である。この場合には、摺動リングのリップ部が内側に、ゴム状弾性体リングがリップ部の外側になるように組み付けられる。
また、本発明は油空圧機器のシールに限定されるものではなく、その他往運動する摺動部のシールとして広く適用可能である。また、往復運動する場合ではなく、回転運動する部分のシールとしても適用可能であるし、回転と往復の複合運動する部分のシールとしても適用可能である。
In the above embodiment, the piston seal is taken as an example, and the sealing device that is attached to the inner member and slidably contacts the inner periphery of the outer member has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a sealing device that is mounted on an outer member such as a cylinder tube and is in sliding contact with the outer periphery of the inner member, such as a rod seal between cylinder tubes. In this case, the sliding ring is assembled so that the lip portion is on the inner side and the rubber-like elastic body ring is on the outer side of the lip portion.
In addition, the present invention is not limited to the seal of hydraulic / pneumatic equipment, but can be widely applied as a seal for a sliding part that moves forward. Further, it can be applied not only as a reciprocating motion but also as a seal for a portion that rotates, or as a seal for a portion that performs a combined rotation and reciprocation.
尚、本発明の密封装置は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The sealing device of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明に係る密封装置は、油圧シリンダのピストンシール、ロッドシール等の往復動用の密封装置等に利用可能である。 The sealing device according to the present invention can be used for a reciprocating sealing device such as a piston seal and a rod seal of a hydraulic cylinder.
1 密封装置
2 摺動リング
21 リング本体部
21a 側面、21c 内周面
22,23 リップ部
22b,23b シール凸部
24 凹部
25 スリット
26 スリット
27 アール部
28 側面突出部
3 ゴム状弾性体リング
3a,3b 側面
3c 内周面
3d 外周面
3e アール部
50 シリンダチューブ
51 チューブ内周面
60 ピストン
61 溝
61a 溝内側面
61c 溝底面
70 環状隙間
80 ウェアリング
F1,F2 密封対象流体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記摺動リングは、前記対ゴム状弾性体リング対比で耐圧性,耐摩耗性に優れた材料により構成し、
摺動リングとゴム状弾性体リングが組み合わさった状態で一方の部材に設けられた環状の溝に装着される密封装置であって、
前記摺動リングは、前記溝内に収納されるリング本体部と、該リング本体部の溝開放端側の端部から軸方向両側に向かって延びる一対のリップ部と、を有する構成で、該リップ部は、摺動相手となる他方の部材の相手摺動面に摺動自在に接触すると共に、リップ先端部が溝内側面に軸方向に対向する構成となっており、
前記ゴム状弾性体リングは2つ設けられ、各ゴム状弾性体リングはリング本体部の軸方向互いに反対側の側面と軸方向に対向する溝内側面との間の2つの空間に、ゴム状弾性体リングリップ部と溝底面との間で径方向に圧縮された状態で装着される構成となっていることを特徴とする密封装置。 It seals the annular gap between two members that are assembled so as to be movable with each other, and has a combination of a sliding ring and a rubber-like elastic ring.
The sliding ring is made of a material excellent in pressure resistance and wear resistance compared to the rubber-like elastic ring,
A sealing device attached to an annular groove provided in one member in a state where a sliding ring and a rubber-like elastic ring are combined,
The sliding ring includes a ring main body portion accommodated in the groove, and a pair of lip portions extending from the end portion on the groove open end side of the ring main body portion toward both axial sides, The lip portion is configured to slidably contact the mating sliding surface of the other member that is the sliding partner, and the lip tip portion is configured to face the inner surface of the groove in the axial direction.
Two rubber-like elastic rings are provided, and each rubber-like elastic ring is rubber-like in two spaces between a side surface opposite to each other in the axial direction of the ring main body and a groove inner surface facing in the axial direction. A sealing device characterized by being mounted in a state of being compressed in a radial direction between an elastic ring lip portion and a groove bottom surface.
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