JP2011247283A - Sealing system - Google Patents

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JP2011247283A
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Yoshiyuki Abe
良行 阿部
Kenichi Agui
賢一 安喰
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Nok Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing system having improved pressure resistance without increasing the number of part items while maintaining superior sealing performance.SOLUTION: The sealing system seals an annular gap between a housing 50 which relatively reciprocates and a rod 60 inserted into an axial hole of the housing 50, and includes a rod packing 11 arranged in a first annular groove 51 which is formed at the internal periphery of the axial hole, and a backup ring 12 which is arranged at the lower-pressure side rather than the rod packing 11 being the inside of the first annular groove 51, and suppresses the internal peripheral end X of the rod packing 11 at a low-pressure side from being protruded to a fine gap Y between the rod 60 and the axial hole. A material of the rod packing 11 is nytril rubber, and a material of the backup ring 12 is polyamide whose Rockwell hardness is not lower than 90HRR and not higher than 110HRR.

Description

本発明は、ロッドパッキンとバックアップリングとを備えるシーリングシステムに関するものである。   The present invention relates to a sealing system including a rod packing and a backup ring.

従来、各種産業機械(例えば、建設機械)に備えられる油圧シリンダなどにおいては、複数のシールを組み合わせたシーリングシステムが用いられている。かかるシーリングシステムにおいては、シリンダ(ハウジング)の軸孔とロッドとの間の環状隙間を封止するために、ロッドパッキンとバックアップリングとを備えるものが知られている。これらロッドパッキンとバックアップリングは、軸孔の内周に設けられた環状溝内に配置される。   Conventionally, in a hydraulic cylinder or the like provided in various industrial machines (for example, construction machines), a sealing system in which a plurality of seals are combined is used. Such a sealing system is known to include a rod packing and a backup ring in order to seal an annular gap between a shaft hole of a cylinder (housing) and a rod. The rod packing and the backup ring are disposed in an annular groove provided on the inner periphery of the shaft hole.

ここで、ロッドパッキンは、密封流体(油圧シリンダにおいては油)が大気側に漏れるのを防止する機能を発揮する。ロッドパッキンの素材としては、柔軟性に優れ、軸偏心に対する追随性に優れたニトリルゴム(NBR)が適している。   Here, the rod packing exhibits a function of preventing the sealing fluid (oil in the hydraulic cylinder) from leaking to the atmosphere side. As a material for the rod packing, nitrile rubber (NBR) which is excellent in flexibility and excellent in tracking with respect to shaft eccentricity is suitable.

また、バックアップリングは、ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分がロッドと軸孔との間の微小隙間にはみ出すことを抑制する機能を発揮する。バックアップリングの素材としては、強度が高く、NBRとの硬度差が大きく離れていない四フッ化エチレン樹脂(PTFE)が適している。なお、バックアップリングは、圧力を受けると圧縮により変形して、その内周面がロッドに密着することで上記の機能が発揮される。つまり、ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分がバックアップリングの内周面とロッドとの間の微小隙間にはみ出してしまうことが抑制される。そのため、バックアップリングの素材として、NBRとの硬度差が大きく離れたものを用いると、バックアップリングの内周面がロッドに密着する前に、ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分がバックアップリングの内周面とロッドとの間の微小隙間にはみ出してしまう不具合が生ずる。   Further, the backup ring exerts a function of suppressing the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing from protruding into a minute gap between the rod and the shaft hole. As a material for the backup ring, a tetrafluoroethylene resin (PTFE) that has high strength and does not have a large difference in hardness from NBR is suitable. The backup ring is deformed by compression when subjected to pressure, and the above-described function is exhibited by the inner peripheral surface thereof being in close contact with the rod. That is, the low pressure side inner peripheral end portion of the rod packing is prevented from protruding into the minute gap between the inner peripheral surface of the backup ring and the rod. For this reason, if a material with a large hardness difference from NBR is used as the material for the backup ring, the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing is connected to the backup ring before the inner peripheral surface of the backup ring comes into close contact with the rod. There arises a problem that it protrudes into a minute gap between the inner peripheral surface and the rod.

ここで、建設機械用の油圧シリンダなど、油圧が高い場合には、ロッドパッキンよりも高圧側に、圧力を緩衝するためのバッファリングが設けられることによって、耐圧性が高められる。しかしながら、経時劣化によってバッファリングの機能が低下すると、バックアップリングがロッドと軸孔との間の微小隙間にはみ出してしまう。また、これに伴ってロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分がバックアップリングの内周面とロッドとの間の微小隙間にはみ出してしまう。これにより、ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分が破損してしまい、密封機能が低下してしまうことがある。   Here, when the hydraulic pressure is high, such as a hydraulic cylinder for a construction machine, the pressure resistance is enhanced by providing a buffering for buffering pressure on the high pressure side of the rod packing. However, when the buffering function is lowered due to deterioration with time, the backup ring protrudes into a minute gap between the rod and the shaft hole. Further, along with this, the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing protrudes into a minute gap between the inner peripheral surface of the backup ring and the rod. Thereby, the inner peripheral end portion on the low pressure side in the rod packing may be damaged, and the sealing function may be deteriorated.

このような不具合を解消するために、バックアップリングを、2つ用いる技術も知られている。すなわち、ロッドパッキン側にPTFE製のバックアップリングを配置し、これよりも低圧側にPTFEよりも硬度の高い(ロックウェル硬さが123HRR程度)ポリアミド製のバックアップリングを配置する技術が知られている。しかしながら、かかる技術の場合には、バックアップリングが2種類必要となるためコストが高くなってしまう。   In order to solve such a problem, a technique using two backup rings is also known. That is, a technique is known in which a PTFE backup ring is disposed on the rod packing side, and a polyamide backup ring having a hardness higher than that of PTFE (Rockwell hardness of about 123 HRR) is disposed on the low pressure side. . However, in the case of such a technique, since two types of backup rings are required, the cost increases.

また、硬度の高い(ロックウェル硬さが123HRR程度)ポリアミド製のバックアップリングを一つだけ用い、ロッドパッキンとバックアップリングとの硬度差を低くするために、ロッドパッキンの素材を、NBRよりも硬度の高いウレタンとする技術も知られている。しかしながら、この技術の場合には、耐圧性は向上するものの、ロッドパッキンの硬度が高いために、軸偏心に対する追随性が低下したり、密封性能が低下してしまうなどといった不利な点がある。   In addition, in order to reduce the hardness difference between the rod packing and the backup ring by using only one polyamide backup ring with high hardness (Rockwell hardness of about 123 HRR), the material of the rod packing is made harder than NBR. The technology to make high urethane is also known. However, in this technique, although the pressure resistance is improved, since the hardness of the rod packing is high, there are disadvantages in that the followability to the shaft eccentricity is reduced and the sealing performance is lowered.

特開2001−355739号公報JP 2001-355739 A 国際公開番号WO2005/121613号公報International Publication Number WO2005 / 121613

本発明の目的は、部品点数を増やすことなく、かつ優れた密封性能を維持しつつ、耐圧性の向上を図ったシーリングシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a sealing system in which pressure resistance is improved without increasing the number of parts and maintaining excellent sealing performance.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明のシーリングシステムは、
相対的に往復移動するハウジングと該ハウジングの軸孔内に挿通されたロッドとの間の環状隙間を封止するシーリングシステムであって、
前記軸孔の内周に設けられた環状溝内に配置されるロッドパッキンと、
前記環状溝内であって該ロッドパッキンよりも低圧側に配置され、該ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分が前記ロッドと軸孔との間の微小隙間にはみ出すことを抑制するバックアップリングと、
を備えるシーリングシステムにおいて、
前記ロッドパッキンの素材はニトリルゴムであり、
前記バックアップリングの素材はロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドであることを特徴とする。
That is, the sealing system of the present invention is
A sealing system for sealing an annular gap between a relatively reciprocating housing and a rod inserted into a shaft hole of the housing,
A rod packing disposed in an annular groove provided on the inner periphery of the shaft hole;
A backup ring which is disposed in the annular groove and on the low pressure side of the rod packing, and suppresses the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing from protruding into a minute gap between the rod and the shaft hole; ,
In a sealing system comprising:
The material of the rod packing is nitrile rubber,
The material of the backup ring is a polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less.

なお、本発明におけるロッドパッキンやバックアップリングの素材に関しては、基本的な材料の性質が変わらない程度に、充填材などの他の物質が含まれる場合も含む。   In addition, regarding the material of the rod packing and the backup ring in the present invention, the case where other substances such as a filler are included to the extent that the basic material properties do not change is included.

本発明によれば、ロッドパッキンの素材として、柔軟性に優れ、軸偏心に対する追随性に優れたニトリルゴムを採用しているので、優れた密封性能を維持できる。また、本発明においては、バックアップリングの素材として、ポリアミドの中でも硬度が比較的低い、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のものを採用している。これにより、バックアップリングの素材として一般的に用いられているPTFEに比べれば硬度が高く、耐圧性の向上を図りつつ、ロッドパッキンとバックアップリングとの硬度差がそれほど高くはないので、ロッドパッキンのはみ出しを好適に抑制することができる。これにより、バックアップリングを2つ用いる場合のように部品点数を増加することなく、優れた密封性を維持できる。   According to the present invention, as the material for the rod packing, the nitrile rubber that is excellent in flexibility and excellent in tracking with respect to the shaft eccentricity is adopted, so that excellent sealing performance can be maintained. In the present invention, as the material for the backup ring, a polyamide having a relatively low hardness and a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less is used. As a result, the hardness is higher than PTFE that is generally used as a material for the backup ring, and the hardness difference between the rod packing and the backup ring is not so high while improving the pressure resistance. Protrusion can be suitably suppressed. Thereby, it is possible to maintain excellent sealing performance without increasing the number of parts as in the case of using two backup rings.

以上説明したように、本発明によれば、部品点数を増やすことなく、かつ優れた密封性能を維持しつつ、耐圧性の向上を図ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve pressure resistance without increasing the number of components and maintaining excellent sealing performance.

本発明の実施例に係るシーリングシステムの使用状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the use condition of the sealing system which concerns on the Example of this invention. バックアップリングの硬度が異なる場合における各種の結果を示す表である。It is a table | surface which shows the various results in case the hardness of a backup ring differs. バックアップリングの硬度と、バックアップリングのはみ出し寸法及びロッドパッキンの破損寸法との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the hardness of a backup ring, the protrusion dimension of a backup ring, and the damage dimension of a rod packing.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail 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. .

(実施例)
図1〜図3を参照して、本発明の実施例に係るシーリングシステムについて説明する。なお、本実施例に係るシーリングシステムは、各種油圧シリンダに好適に用いることができる。この場合、以下に説明するハウジングはシリンダに相当し、密封対象流体は油に相当し、流体圧力は油圧に相当する。
(Example)
With reference to FIGS. 1-3, the sealing system based on the Example of this invention is demonstrated. The sealing system according to the present embodiment can be suitably used for various hydraulic cylinders. In this case, the housing described below corresponds to a cylinder, the fluid to be sealed corresponds to oil, and the fluid pressure corresponds to hydraulic pressure.

<シーリングシステム>
特に、図1を参照して、本発明の実施例に係るシーリングシステム全体の構成等について説明する。本実施例に係るシーリングシステムは、ハウジング50と、ハウジング50の軸孔内に挿通されたロッド60との間の環状隙間を封止するために用いられる。ハウジング50とロッド60は相対的に往復移動するように構成されている。
<Sealing system>
In particular, with reference to FIG. 1, the configuration of the entire sealing system according to the embodiment of the present invention will be described. The sealing system according to this embodiment is used to seal an annular gap between the housing 50 and the rod 60 inserted into the shaft hole of the housing 50. The housing 50 and the rod 60 are configured to reciprocate relatively.

本実施例におけるシーリングシステムは、メインシール部10と、耐圧部20と、ダストシール部30とを備えている。ハウジング50の軸孔の内周には、第1環状溝51と、第2環状溝52と、環状切欠部53とが設けられている。最も高圧となる側に第2環状溝52が設けられ、最も低圧となる側(本実施例の場合には大気側)に環状切欠部53が設けられている。そして、第1環状溝51にメインシール部10が設けられ、第2環状溝52に耐圧部20が設けられ、環状切欠部53にダストシール部30が設けられる。   The sealing system in the present embodiment includes a main seal portion 10, a pressure-resistant portion 20, and a dust seal portion 30. A first annular groove 51, a second annular groove 52, and an annular notch 53 are provided on the inner periphery of the shaft hole of the housing 50. A second annular groove 52 is provided on the side having the highest pressure, and an annular notch 53 is provided on the side having the lowest pressure (in the present embodiment, the atmosphere side). The main seal portion 10 is provided in the first annular groove 51, the pressure-resistant portion 20 is provided in the second annular groove 52, and the dust seal portion 30 is provided in the annular notch 53.

メインシール部10は、主として、高圧側の密封対象流体が低圧側(大気側)に漏れるのを防止する機能を発揮する。耐圧部20は、主として、メインシール部10に対する密封対象流体の流体圧力を緩衝する機能を発揮する。ダストシール部30は、主として、外部からの異物(埃や塵など)がメインシール部10側に侵入してしまうことを防止する機能を発揮する。   The main seal part 10 mainly exhibits a function of preventing the fluid to be sealed on the high pressure side from leaking to the low pressure side (atmosphere side). The pressure-resistant part 20 mainly exhibits a function of buffering the fluid pressure of the fluid to be sealed against the main seal part 10. The dust seal part 30 mainly exhibits a function of preventing foreign matters (dust, dust, etc.) from entering the main seal part 10 side.

メインシール部10は、ロッドパッキン11と、このロッドパッキン11よりも低圧側に配置され、ロッドパッキン11における低圧側の内周端部分Xがロッド60と軸孔との間の微小隙間Yにはみ出すことを抑制するバックアップリング12とから構成される。本実施例においては、ロッドパッキン11として断面がU字形状のUパッキンを採用しているが、その他の各種パッキンを採用し得る。なお、ロッドパッキン11は、ロッド60の表面に摺動自在に設けられる第1シールリップ11aと、第1環状溝51の溝底面に密着する第2シールリップ11bとを備える。   The main seal portion 10 is disposed on the low pressure side of the rod packing 11 and the rod packing 11, and the inner peripheral end portion X on the low pressure side of the rod packing 11 protrudes into the minute gap Y between the rod 60 and the shaft hole. It is comprised from the backup ring 12 which suppresses this. In this embodiment, a U-packing having a U-shaped cross section is adopted as the rod packing 11, but various other packings can be adopted. The rod packing 11 includes a first seal lip 11 a that is slidably provided on the surface of the rod 60, and a second seal lip 11 b that is in close contact with the bottom surface of the first annular groove 51.

また、本実施例においては、バックアップリング12として、ワッシャ形状のものを採用している。このバックアップリング12は、第1環状溝51における低圧側の側壁面に密着するように配置される。そして、このバックアップリング12は、圧力を受けると圧縮により変形して、その内周面がロッド60に密着する。これにより、ロッドパッキン11における低圧側の内周端部分Xがバックアップリング12の内周面とロッド60との間の微小隙間にはみ出してしまうことが抑制される。   In this embodiment, a washer-shaped backup ring 12 is used. The backup ring 12 is disposed so as to be in close contact with the low-pressure side wall surface of the first annular groove 51. When the backup ring 12 receives pressure, it is deformed by compression, and its inner peripheral surface is in close contact with the rod 60. As a result, the low pressure side inner peripheral end portion X of the rod packing 11 is suppressed from protruding into the minute gap between the inner peripheral surface of the backup ring 12 and the rod 60.

耐圧部20は、バッファリング21と、バッファリング21の低圧側の内周端部分がロッド60と軸孔との間の微小隙間にはみ出すことを抑制するバックアップリング22とから構成される。なお、本実施例においては、バッファリング21の低圧側の内周端付近に環状の切欠21bが設けられており、この切欠21bにバックアップリング22が装着さ
れる。
The pressure-resistant portion 20 includes a buffer ring 21 and a backup ring 22 that suppresses the inner peripheral end portion on the low pressure side of the buffer ring 21 from protruding into a minute gap between the rod 60 and the shaft hole. In the present embodiment, an annular notch 21b is provided near the inner peripheral end of the buffer ring 21 on the low pressure side, and a backup ring 22 is attached to the notch 21b.

ダストシール部30は、環状切欠部53の内周面に嵌合固定される、断面略L字形状の補強環31と、この補強環31に一体的に固定されるゴムシール部32とを備えるダストシールにより構成される。ゴムシール部32は、高圧側に伸びる第1リップ32aと低圧側(大気側)に伸びる第2リップ32bとを備えている。   The dust seal portion 30 is a dust seal including a reinforcing ring 31 having a substantially L-shaped cross section that is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the annular notch 53 and a rubber seal portion 32 that is integrally fixed to the reinforcing ring 31. Composed. The rubber seal portion 32 includes a first lip 32a extending to the high pressure side and a second lip 32b extending to the low pressure side (atmosphere side).

<メインシール部>
メインシール部について、更に詳細に説明する。上記の通り、メインシール部10は、ロッドパッキン11とバックアップリング12とから構成される。
<Main seal part>
The main seal portion will be described in more detail. As described above, the main seal portion 10 includes the rod packing 11 and the backup ring 12.

そして、ロッドパッキン11の素材として、ニトリルゴム(NBR)を採用している。このように、本実施例では、ロッドパッキン11の素材として、柔軟性に優れ、軸偏心に対する追随性に優れたNBRを採用しているので、優れた密封性能を維持できる。なお、ロッドパッキンの素材として、ウレタンが用いられる場合もある。しかしながら、ウレタンはNBRに比して硬度が高いため、軸偏心に対する追随性が劣る。また。ウレタンは加水分解する性質を有するため、高温高湿化の環境下では劣化してしまう問題がある。更に、「へたり」による寿命の面においても、ウレタンよりもNBRの方が優れている。このように、密封性能の面では、ウレタンよりもNBRの方が優れている。   Nitrile rubber (NBR) is used as the material for the rod packing 11. Thus, in this embodiment, as the material of the rod packing 11, NBR excellent in flexibility and excellent in tracking with respect to shaft eccentricity is adopted, so that excellent sealing performance can be maintained. Note that urethane may be used as a material for the rod packing. However, since urethane has a higher hardness than NBR, the followability to shaft eccentricity is inferior. Also. Since urethane has a property of being hydrolyzed, there is a problem that it deteriorates in an environment of high temperature and high humidity. Furthermore, NBR is superior to urethane in terms of life due to “sag”. Thus, NBR is superior to urethane in terms of sealing performance.

また、本実施例においては、バックアップリング12の素材として、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドを採用している。以下、ポリアミドにおいて、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のものを採用した理由について詳細に説明する。   In this embodiment, a polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less is used as a material for the backup ring 12. Hereinafter, the reason why a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less is adopted in polyamide will be described in detail.

背景技術の中で説明したように、バックアップリングの素材として、ロックウェル硬さが123HRR程度のポリアミドを採用した場合には、ロッドパッキンの素材として、NBRよりも硬度の高いウレタンなどを採用しなければならない。この場合には、耐圧性は高まるものの、密封性能の低下は免れない。   As explained in the background art, when a polyamide having a Rockwell hardness of about 123 HRR is used as the material for the backup ring, urethane having a hardness higher than NBR must be used as the material for the rod packing. I must. In this case, the pressure resistance is increased, but the deterioration of the sealing performance is inevitable.

そこで、本実施例においては、バックアップリング12の素材として、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドを採用している。これにより、バックアップリング12の強度が、PTFE製のバックアップリングに比して高くなり、耐圧性が向上する。また、バックアップリング12とNBR製のロッドパッキン11との硬度差がそれほど高くはないので、ロッドパッキン11のはみ出しを好適に抑制することができる。これにより、一つのバックアップリング12だけで耐圧性を高めることができるので、バックアップリングを2つ用いる場合のように部品点数を増加することもなく、コストが増加してしまうこともない。   Therefore, in this embodiment, a polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less is used as a material for the backup ring 12. Thereby, the strength of the backup ring 12 is higher than that of the PTFE backup ring, and the pressure resistance is improved. Moreover, since the hardness difference between the backup ring 12 and the NBR rod packing 11 is not so high, the protrusion of the rod packing 11 can be suitably suppressed. As a result, the pressure resistance can be increased with only one backup ring 12, so that the number of parts does not increase as in the case of using two backup rings, and the cost does not increase.

ここで、図2には、バックアップリングの素材として、PTFEを用いた場合と、ロックウェル硬さの異なる複数種類のポリアミドを用いた場合の各種試験結果を示している。なお、PTFEの硬さ(デュロメータ)はD70である。また、ポリアミド製のバックアップリングとして、85HRR(R85),109HRR(R109),120HRR(120R),123HRR(R123)のものについての試験結果を示している。ここで、試験に用いたロッド60の径は75mmである。また、流体圧力(油圧)は35MPaである。そして、バックアップリング12の寸法は、内径が75mm、外径が88mm、高さ(軸方向の幅)が3mmである。ロッド60を往復移動させるストロークは1000mm、その速度は400mm/secで、100km分往復移動させた。また、環境温度は120℃に設定した。また、ロッド60とハウジング50の軸孔内周との間の微小隙間は0.25mmに設定した。   Here, FIG. 2 shows various test results when PTFE is used as the material for the backup ring and when plural types of polyamides having different Rockwell hardness are used. The hardness (durometer) of PTFE is D70. Moreover, the test result about the thing made from 85HRR (R85), 109HRR (R109), 120HRR (120R), 123HRR (R123) is shown as a back-up ring made of polyamide. Here, the diameter of the rod 60 used for the test is 75 mm. The fluid pressure (hydraulic pressure) is 35 MPa. The dimensions of the backup ring 12 are an inner diameter of 75 mm, an outer diameter of 88 mm, and a height (axial width) of 3 mm. The stroke for reciprocating the rod 60 was 1000 mm, the speed was 400 mm / sec, and the rod 60 was reciprocated for 100 km. The environmental temperature was set to 120 ° C. Further, the minute gap between the rod 60 and the inner periphery of the shaft hole of the housing 50 was set to 0.25 mm.

試験結果として、表に示すように、「引張強度」と「伸び」と「くわれ」と「はみ出し」について示している。なお、引張強度試験、及び伸び試験の試験方法は、ASTM(American Society for Testing and Materials) D638 (JIS K 7113)に準じて行っている。   As the test results, as shown in the table, “tensile strength”, “elongation”, “comb” and “extrusion” are shown. In addition, the test method of a tensile strength test and an elongation test is performed according to ASTM (American Society for Testing and Materials) D638 (JIS K 7113).

ここで、「くわれ」とは、ロッドパッキン11における低圧側の内周端部分が、バックアップリング12の内周面とロッド60との間の微小隙間にはみ出してしまい、破損する現象を意味している。表中の○は破損が発生していないか、または破損していても密封性能に殆ど影響がない程度の破損であることを示している。また、表中の×は破損が発生しており密封性能に悪影響を与えていることを示している。   Here, “combination” means a phenomenon in which the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing 11 protrudes into a minute gap between the inner peripheral surface of the backup ring 12 and the rod 60 and is damaged. ing. The circles in the table indicate that no damage has occurred or that the damage does not affect the sealing performance even if it is damaged. Moreover, x in the table indicates that damage has occurred and has an adverse effect on the sealing performance.

また、「はみ出し」とは、バックアップリング12における低圧側の内周端部分が、ロッド60と軸孔との間の微小隙間Yにはみ出す現象を意味している。表中の数値は、第1環状溝51における低圧側の側壁面よりも更に低圧側にはみ出した部分の軸方向の長さを示している。また、表中の◎は、はみ出しが発生していないことを示し、○は、はみ出しが発生していても密封性能に殆ど影響がない程度のはみ出しであることを示している。また、表中の×は、はみ出しが発生しており密封性能に悪影響を与えていることを示している。   “Extruding” means a phenomenon in which the inner peripheral end portion on the low pressure side of the backup ring 12 protrudes into the minute gap Y between the rod 60 and the shaft hole. The numerical values in the table indicate the axial length of the portion of the first annular groove 51 that protrudes further to the low pressure side than the low pressure side wall surface. In the table, ◎ indicates that no protrusion occurs, and ◯ indicates that the protrusion does not affect the sealing performance even if the protrusion occurs. Moreover, x in the table indicates that protrusion has occurred and the sealing performance is adversely affected.

また、図3には、ポリイミド製のバックアップリングにおいて、ポリイミドのロックウェル硬さ[HRR]とバックアップリングのはみ出し[mm]との関係、及びポリイミドのロックウェル硬さ[HRR]とロッドパッキンの破損[mm]との関係を示している。なお、「バックアップリングのはみ出し[mm]」は、バックアップリング12における低圧側の内周端部分のうち、第1環状溝51における低圧側の側壁面よりも更に低圧側にはみ出した部分の軸方向の長さを示している。また、「ロッドパッキンの破損[mm]」は、上記の「くわれ」における軸方向の長さを示している。   FIG. 3 shows the relationship between the polyimide Rockwell hardness [HRR] and the protrusion of the backup ring [mm], and the polyimide Rockwell hardness [HRR] and the rod packing damage in the polyimide backup ring. The relationship with [mm] is shown. Note that “the protrusion of the backup ring [mm]” is the axial direction of the portion of the inner peripheral end portion on the low pressure side of the backup ring 12 that protrudes further to the low pressure side than the side wall surface on the low pressure side of the first annular groove 51. Indicates the length. “Rod packing damage [mm]” indicates the axial length of the above-mentioned “comb”.

これら図2,3からも分かるように、バックアップリング12の素材として、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドを採用することによって、バックアップリング12のはみ出し、及びロッドパッキン11の破損(くわれ)のいずれをも密封性能に影響を与えないようにすることができる。   As can be seen from FIGS. 2 and 3, as the material of the backup ring 12, by adopting a polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less, the backup ring 12 protrudes and the rod packing 11 is broken (combination). ) Can be prevented from affecting the sealing performance.

バックアップリング12の素材として、ロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドを採用した理由について、更に説明する。最大流体圧力(最大油圧)が35[MPa]の場合、バックアップリング12のロックウェル硬度を、90[HRR]以上にすると良い。これにより、バックアップリングのはみ出しをなくし、あるいは、はみ出しても密封性能への影響をなくすことができる。この大きな理由としては、バックアップリングの寿命は、その高さ(軸方向の幅)の1/3となるまでを目安としていることが挙げられる。   The reason why the polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR or more and 110 HRR or less is adopted as the material of the backup ring 12 will be further described. When the maximum fluid pressure (maximum hydraulic pressure) is 35 [MPa], the Rockwell hardness of the backup ring 12 is preferably 90 [HRR] or more. Thereby, the protrusion of the backup ring can be eliminated, or even if it protrudes, the influence on the sealing performance can be eliminated. A major reason for this is that the life of the backup ring is taken as a guide until it reaches 1/3 of its height (axial width).

ただし、上記の通り、バックアップリングの硬度が高すぎると、ロッドパッキンとの硬度差が大きくなり、ロッドパッキンの破損の可能性が高くなってしまう。したがって、かかる観点からは、バックアップリングの硬度はできるだけ低いほうが良い。   However, as described above, if the hardness of the backup ring is too high, the hardness difference from the rod packing becomes large, and the possibility of damage to the rod packing increases. Therefore, from this point of view, the hardness of the backup ring should be as low as possible.

そこで、本実施例においては、公差などを勘案して、基準を100HRRとし、100HRR±10HRR、すなわち下限を90[HRR]、上限を110[HRR]に設定した。これにより、上記の試験結果からも明らかなように、バックアップリングのはみ出しを抑制すると共に、ロッドパッキンの破損を抑制することが可能となる。   Therefore, in this embodiment, taking into account tolerances and the like, the reference is set to 100 HRR, and 100 HRR ± 10 HRR, that is, the lower limit is set to 90 [HRR] and the upper limit is set to 110 [HRR]. As a result, as apparent from the above test results, it is possible to suppress the protrusion of the backup ring and to prevent the rod packing from being damaged.

10 メインシール部
11 ロッドパッキン
11a 第1シールリップ
11b 第2シールリップ
12 バックアップリング
20 耐圧部
21 バッファリング
21b 切欠
22 バックアップリング
30 ダストシール部
31 補強環
32 ゴムシール部
32a 第1リップ
32b 第2リップ
50 ハウジング
51 第1環状溝
52 第2環状溝
53 環状切欠部
60 ロッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main seal part 11 Rod packing 11a 1st seal lip 11b 2nd seal lip 12 Backup ring 20 Pressure-resistant part 21 Buffer ring 21b Notch 22 Backup ring 30 Dust seal part 31 Reinforcement ring 32 Rubber seal part 32a 1st lip 32b 2nd lip 50 Housing 51 1st annular groove 52 2nd annular groove 53 Annular notch 60 Rod

Claims (1)

相対的に往復移動するハウジングと該ハウジングの軸孔内に挿通されたロッドとの間の環状隙間を封止するシーリングシステムであって、
前記軸孔の内周に設けられた環状溝内に配置されるロッドパッキンと、
前記環状溝内であって該ロッドパッキンよりも低圧側に配置され、該ロッドパッキンにおける低圧側の内周端部分が前記ロッドと軸孔との間の微小隙間にはみ出すことを抑制するバックアップリングと、
を備えるシーリングシステムにおいて、
前記ロッドパッキンの素材はニトリルゴムであり、
前記バックアップリングの素材はロックウェル硬さが90HRR以上110HRR以下のポリアミドであることを特徴とするシーリングシステム。
A sealing system for sealing an annular gap between a relatively reciprocating housing and a rod inserted into a shaft hole of the housing,
A rod packing disposed in an annular groove provided on the inner periphery of the shaft hole;
A backup ring which is disposed in the annular groove and on the low pressure side of the rod packing, and suppresses the inner peripheral end portion on the low pressure side of the rod packing from protruding into a minute gap between the rod and the shaft hole; ,
In a sealing system comprising:
The material of the rod packing is nitrile rubber,
The sealing system according to claim 1, wherein the material of the backup ring is a polyamide having a Rockwell hardness of 90 HRR to 110 HRR.
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