JP2013083351A - U-packing with pressure accumulation preventive function and seal mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧シリンダのロッドカバー部の内周面に設けられた環状溝に装着されて流体圧力を密封するロッド部密封用のUパッキンおよびシール機構に関し、特に、高圧の条件下において高頻度で使用される油圧ブレーカのピストンロッド用の蓄圧防止機能を備えるロッドパッキンに好適に用いることができるUパッキンおよびシール機構に関する。 The present invention relates to a U-packing and sealing mechanism for sealing a rod portion that is mounted in an annular groove provided on an inner peripheral surface of a rod cover portion of a fluid pressure cylinder and seals fluid pressure. The present invention relates to a U-packing and a seal mechanism that can be suitably used for a rod packing having a pressure accumulation preventing function for a piston rod of a hydraulic breaker that is frequently used.
油圧を用いた流体圧シリンダのロッドパッキンには、ピストンロッドの戻り時には設定圧力の上限に近い圧力が作用するが、ピストンロッドが出るときにはピストンのボトム側に圧力が作用し、ロッドパッキンにはロッド側の配管抵抗により発生する比較的低い圧力が作用する。 Pressure close to the upper limit of the set pressure acts on the rod packing of the hydraulic cylinder using hydraulic pressure, but when the piston rod comes out, pressure acts on the bottom side of the piston, and the rod packing A relatively low pressure generated by the piping resistance on the side acts.
流体圧シリンダでも、高圧、高速、高頻度の条件で使用されるシリンダのロッドパッキンとして、その優れた物性から耐摩耗性および耐圧性に優れたポリウレタンゴムが主として使用されようになってきた。ポリウレタンゴム製のロッドパッキンは、リップの相手面に対する接触面圧が高いことからシール性に優れるが、発熱による物性(圧縮永久ひずみ等)の低下がNBR等に比べて悪いため、僅かな油の漏れの累積がロッドパッキンとワイパリングのオイルリップとの間で蓄圧現象を進行させ、ロッドパッキンやワイパリングの損傷、さらにはワイパリングの飛び出しや破損に至ることがあった。 Even in a fluid pressure cylinder, polyurethane rubber having excellent wear resistance and pressure resistance has been mainly used as a rod packing for a cylinder used under high pressure, high speed and high frequency conditions. The rod packing made of polyurethane rubber has excellent sealing performance because of the high contact surface pressure against the mating surface of the lip. However, since the deterioration of physical properties (such as compression set) due to heat generation is worse than that of NBR, Accumulation of leakage caused pressure accumulation between the rod packing and the oil lip of the wiper ring, leading to damage to the rod packing and wiper ring, as well as popping and breakage of the wiper ring.
ワイパリングのオイルリップを設けないシングルリップタイプのワイパリングは、ロッドの油膜を掻き取ることがないので蓄圧は発生しないが、ロッド表面の油膜が付着した塵埃等に異物と共に掻き取られ、ロッドの一部にリング状に溜まることの繰返しによって、オイルリングが大きくなり滴下して油漏れに至る。 The single lip type wiper ring without wiper ring oil lip does not scrape off the oil film on the rod, so pressure buildup does not occur.However, the rod surface oil film is scraped off with dust and other foreign matter. The oil ring becomes larger due to repeated accumulation in a part of the ring, causing dripping and oil leakage.
オイルリップによる蓄圧を避ける方法として、ロッドパッキンとワイパリングの間に溜まった流体をドレンとしてタンク等に導く対策も行われるが、この対策は、設備用の機械には適用できるものの、産業車輌や建設機械へ適用するとドレン配管数の増加といった問題があり、現実的ではない。 As a method of avoiding pressure accumulation due to oil lip, there is also a measure to guide the fluid accumulated between the rod packing and wiper ring as a drain to a tank etc., but this measure can be applied to equipment machinery, but industrial vehicles and When applied to construction machinery, there are problems such as an increase in the number of drain pipes, which is not realistic.
特許文献1には、ワイパリングのオイルリップに小孔を設け、オイルリップによりロッド表面の油膜を掻き取り一定量の油を溜め、油膜としてシリンダ内部に戻す機能を維持させながら、溜まった油を、小孔を通し逃がすことによって蓄圧によるパッキンやワイパリングの損傷を防止する発明が開示されている。
In
このような、高圧、高速、高頻度条件での使用におけるロッドパッキンのシール性の低下を補うため、ロッドパッキンの圧力側に別途高圧シールを併用する方法が用いられてきた。このようなシールの例として、合成樹脂製の片側側面にスリットを設けた略矩形断面のリング状シールと、外周面に軸方向の凹溝と凸部を交互に設け、片側の側面にスリットを設けたゴム製のバックリングを組み合せたスリッパーシールタイプのバッファリング、あるいは、合成ゴム製のU字断面のリップパッキンの内周リップの頂部に凹溝を設け、内周低圧側角部に樹脂性のバックアップリングを組み合わせたリップタイプのバッファリング等がある。 In order to compensate for the deterioration of the sealing performance of the rod packing under such high pressure, high speed, and high frequency conditions, a method in which a high pressure seal is additionally used on the pressure side of the rod packing has been used. As an example of such a seal, a ring-shaped seal having a substantially rectangular cross section provided with a slit on one side surface made of synthetic resin, an axial groove and a convex portion are alternately provided on the outer peripheral surface, and a slit is provided on one side surface. A slipper seal type buffer ring combined with a rubber back ring provided, or a concave groove on the top of the inner peripheral lip of a synthetic rubber U-shaped lip packing, and resin on the inner low pressure side corner Lip type buffering combined with a sex backup ring.
これらのシールは、いずれも高圧の流体圧力を1次シールとしてカットし、2次シールとなるロッドパッキン等には高圧を直接作用させないことによって、ロッドパッキン等のシール性の向上とともに摺動抵抗を下げて摩擦熱によるパッキン材料の熱劣化等を低減し耐久性の向上を図るものである。 Each of these seals cuts high fluid pressure as the primary seal and prevents high pressure from directly acting on the rod packing that becomes the secondary seal, thereby improving the sealing performance of the rod packing and the sliding resistance. It is lowered to reduce thermal deterioration of the packing material due to frictional heat and improve durability.
例えば特許文献2に開示されるように、スリッパーシールタイプ及びリップタイプのバッファリング等の1次シールは、スリッパーシールタイプは1次シールから漏れてロッドパッキン等の2次シールでシールされて蓄圧した流体が、1次シールに作用する圧力より高くなると1次シールを圧力側に押し上げて、装着溝の外周面とバックリングの凹溝による流路を通り、加圧側面に設けられた凹溝を経由する流路を通りシリンダ室側に戻る。
For example, as disclosed in
また、特許文献3に開示されるように、リップタイプのバッファリングの場合は、蓄圧流体が装着溝底面からバッファリングの基部の外周面に設けた凹溝に入り、外周リップを押し上げて、内周リップ頂部の凹溝を経由する流路を通りシリンダ室側に戻り、蓄圧現象を起こさないように機能して、2次シールであるUパッキンのシール性の向上と共に摺動抵抗を下げ、摩擦熱による材料の熱劣化を低減し耐久性の向上を図るものである。
Further, as disclosed in
また、特許文献4には、1次シールとして外周基部に凹溝が設けられていないタイプのバッファリングと3次シールとなるワイパリングとの間の蓄圧流体をバッファリング側に戻すための流路として、内周リップ部先端及び外周リップ部先端に、凹溝が設けられているUパッキンで構成されたシールシステムが開示されている。
油圧ブレーカは、100〜600回/min以上の高頻度で高速摺動するため、ロッドパッキンでは十分に油膜が掻き取れず、油膜的な漏れが多く発生し蓄圧しやすい使用条件下で使用されている。 Since the hydraulic breaker slides at a high frequency of 100 to 600 times / min or more, the rod packing does not scrape the oil film sufficiently, and it is used under operating conditions where oil film leaks frequently and pressure is likely to accumulate. Yes.
また、油圧ブレーカの作動は、ピストンのチゼル側に油圧ポンプからの圧力を作用させピストン体を駆動し、ピストン体の運動エネルギーをチゼルに加えてコンクリートや岩石等を破砕するが、ピストン体がロッド側へ運動することにより、ロッド側の圧力室の流体がブレーカに内蔵されたアキュームレータ内に加圧蓄積され、ヘッド側の加圧が切り替わった時にその流体圧力によりピストン体がヘッド側に戻る。このように、ロッド側の圧力室はアキュームレータにより常に加圧された状態にあるため、上記した1次シールは、常に低圧側溝側面に押圧された状態にあり、蓄圧が戻り難い状態が避けられなかった。 The hydraulic breaker is activated by driving the piston body by applying pressure from the hydraulic pump to the chisel side of the piston and adding the kinetic energy of the piston body to the chisel to crush concrete and rocks. By moving to the side, the fluid in the pressure chamber on the rod side is pressurized and accumulated in the accumulator built in the breaker, and when the pressure on the head side is switched, the piston body returns to the head side by the fluid pressure. As described above, since the pressure chamber on the rod side is always pressurized by the accumulator, the above-described primary seal is always pressed against the side surface of the low-pressure side groove, and it is inevitable that the accumulated pressure is difficult to return. It was.
1次シールがUパッキンタイプ構造であれば、低圧側溝側面に押圧と同時に、内周リップ、外周リップも常に押圧状態であるため、正面圧に対するシール性には寄与するものの、外周及びまたは内周リップと相手面との接触力が高くなり、摩擦、摩耗、発熱等の劣化要因とともに、2次シールとの間の蓄圧流体が戻り難くなり、2次シールに常に蓄圧流体が作用し、摩擦、摩耗、発熱等の劣化要因をもたらし、さらに蓄圧は2次シールと3次シール(オイルリップ付のワイパリング等)の間にも波及して、ロッドパッキンシステム全体の機能低下を惹起する。 If the primary seal is a U-packing type structure, the inner peripheral lip and outer peripheral lip are always pressed simultaneously with the pressing on the side surface of the low pressure side groove. The contact force between the lip and the mating surface is increased, and the accumulated fluid between the secondary seal is difficult to return along with deterioration factors such as friction, wear, and heat generation. Deterioration factors such as wear and heat generation are brought about, and the accumulated pressure is also spread between the secondary seal and the tertiary seal (such as a wiper ring with an oil lip), causing a deterioration in the function of the entire rod packing system.
本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、例えば油圧ブレーカのロッドのような、高圧、高速、高頻度での作動条件で使用される流体圧シリンダのロッドのパッキン部における蓄圧を戻し易くしてロッドパッキンのシール性および耐久性を向上することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and for example, returns accumulated pressure in a packing portion of a rod of a fluid pressure cylinder used under high-pressure, high-speed and high-frequency operating conditions such as a rod of a hydraulic breaker. It aims at making it easy and improving the sealing performance and durability of a rod packing.
本発明は、以下の通りである。
(1)流体圧シリンダのピストンロッドの外面に当接する内周リップと、内周リップよりも薄肉の外周リップと、内周リップおよび外周リップを支える基部とを備え、内周リップ、外周リップおよび基部により谷部が形成されるとともに、流体圧シリンダのロッドカバー部の内周面に設けられた環状溝に装着されて、ピストンの側からの流体圧力を密封する、望ましくはポリウレタンゴム製のUパッキンにおいて、基部から外周リップに至る外周面のリップ先端のシール部を除いた領域にピストンの軸方向と略平行な方向へ向けて延設された複数の凸部と、内周リップの頂部及び外周リップの頂部のそれぞれにピストンの径方向へ向けて延設された複数の凹部、例えば凹溝とを有し、環状溝側部及び底部と基部との間に存在する蓄圧流体を、複数の凸部の近傍を介して複数の凹部へ流通させる蓄圧流通手段を備えることを特徴とするUパッキン。
The present invention is as follows.
(1) An inner peripheral lip that contacts the outer surface of the piston rod of the fluid pressure cylinder, an outer peripheral lip that is thinner than the inner peripheral lip, and a base that supports the inner peripheral lip and the outer peripheral lip. A trough is formed by the base, and is mounted in an annular groove provided on the inner peripheral surface of the rod cover portion of the fluid pressure cylinder to seal the fluid pressure from the piston side. In the packing, a plurality of convex portions extending in a direction substantially parallel to the axial direction of the piston in a region excluding the seal portion at the lip tip of the outer peripheral surface extending from the base portion to the outer peripheral lip, the top portion of the inner peripheral lip, and Each of the tops of the outer peripheral lips has a plurality of recesses extending in the radial direction of the piston, e.g., a recess groove, and a pressure accumulating fluid existing between the annular groove side part and the bottom part and the base part, U-packing, characterized in that it comprises a pressure accumulating distribution means for distributing to the plurality of recesses through the vicinity of the convex portion of the number.
(2)複数の凸部の中心と、複数の凹部の中心とは、中心角位置で略同一の位置に存在する上記(1)項に記載されたUパッキン。 (2) The U-packing described in the above item (1), wherein the centers of the plurality of convex portions and the centers of the plurality of concave portions exist at substantially the same position at the central angle position.
(3)上記(1)項に記載されたUパッキンと、流体圧シリンダのロッドカバー部の内周面に設けられた環状溝に装着されて、ピストンの外周面に存在する異物の侵入を阻止するオイルリップを有するワイパリングとを備え、蓄圧流通手段は、内側リップ、ワイパリングおよびピストンにより囲まれた空間内に存在する作動流体を、複数の凸部を介して複数の凹部へ流通させることを特徴とするシール機構。 (3) The U-packing described in the above section (1) and the annular groove provided on the inner peripheral surface of the rod cover portion of the fluid pressure cylinder are attached to prevent foreign matter existing on the outer peripheral surface of the piston from entering. And a pressure accumulating and distributing means for distributing the working fluid existing in the space surrounded by the inner lip, the wiper ring, and the piston to the plurality of concave portions through the plurality of convex portions. A sealing mechanism characterized by
本発明によれば、本来の流体圧に対するシール性を充分に維持しながら、油膜的に2次シールで掻き取られた蓄圧流体をロッド側圧力室に戻す機能とを兼ね備えるUパッキンを提供することができる。 According to the present invention, there is provided a U-packing that has a function of returning a pressure-accumulated fluid that has been scraped off by a secondary seal like an oil film to a rod-side pressure chamber while sufficiently maintaining the sealing performance against the original fluid pressure. Can do.
本発明に係るUパッキンは、基本的にシール機能の高いロッドパッキンとしての基本的な性能を維持しながら、ロッド表面の油膜がシリンダ外部側に位置する2次シールである2段目ロッドパッキンやオイルリップ付ワイパリングで掻き取られて蓄積した流体圧力を、シリンダ内に戻すことができる。 The U packing according to the present invention basically maintains the basic performance as a rod packing having a high sealing function, and the second stage rod packing which is a secondary seal in which the oil film on the rod surface is located on the outside of the cylinder. The fluid pressure scraped and accumulated by the wiper ring with the oil lip can be returned to the cylinder.
[実施の形態1]
本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。
[Embodiment 1]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態に係るUパッキン1を、部分的に切断した状態で示す斜視図であり、図2は、実施の形態に係るUパッキン1と、バッファリング9と、ワイパリング10とにより構成されるシール機構0の構成例を示す片側断面図であり、図3は、実施の形態に係るロッドパッキン(Uパッキン)1の片側断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the
以降の説明では、本発明に係るUパッキン1を、高圧の条件下において高頻度で使用される油圧ブレーカロッド用の蓄圧防止機能を備えるロッドパッキンとして、適用した場合を例にとる。 In the following description, the U packing 1 according to the present invention is taken as an example when applied as a rod packing having a pressure accumulation preventing function for a hydraulic breaker rod that is frequently used under high pressure conditions.
図2に示すように、バッファリング9およびワイパリング10は、流体圧シリンダ11のロッドカバー部12の内周面に設けられた環状溝13、14に装着されて、いずれも公知のものと同じ作用を奏する環状のシール部材である、具体的には、バッファリング9は、
衝撃圧を吸収する作用を有するとともに、ワイパリング10は外部からのダストや水などがシリンダ内に侵入するのを防止する作用を有する。
As shown in FIG. 2, the buffer ring 9 and the
The
これらは当業者にとっては周知であるので、これ以上の説明は省略する。
図2および図3に示すように、本実施の形態は、本発明に係るUパッキンをロッドパッキン1に適用したものである。
Since these are well known to those skilled in the art, further explanation is omitted.
As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the U packing according to the present invention is applied to the
図1および図2に示すように、ロッドパッキン1は、流体圧シリンダのピストンロッド11の外周面を包囲する環状の外形を有する、ポリウレタンゴム製である。ポリウレタンゴムとしては例えば、RU910等が例示される。ロッドパッキン1は、ピストン11の側からの流体圧力を封止する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1および図2に示すように、ロッドパッキン1は、内周リップ2と、外周リップ3と、基部4と、谷部5とを備える。内周リップ2は、流体圧シリンダのピストン11の外面に当接する。外周リップ3は、内周リップ2よりも薄肉である。基部4は、内周リップ2および外周リップ3を支える。さらに、谷部5は、内周リップ2、外周リップ3および基部4により形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロッドパッキン1は、流体圧シリンダのロッドカバー部12の内周面に設けられた環状溝15に、ピストン11の軸方向への移動に伴って、環状溝15内を移動自在となるように、装着される。
The rod packing 1 is movable in the
ロッドパッキン1は、ピストンロッド11の軸方向と略平行な方向へ向けて延設された複数(本実施の形態では4つ)の凸部6と、内周リップ2の頂部2a及び外周リップ3の頂部3aのそれぞれに、ピストンの径方向へ向けて延設された複数(本実施の形態では4つ)の凹部である凹溝7、8とを有する。
The rod packing 1 includes a plurality of (four in the present embodiment)
凸部6の断面形状は、潰れ難い形状であればよく、例えば半円形状であることが蓄圧流体をロッド側圧力室に戻すとともに凸部6を簡便に低コストで製造するために望ましい。また、凸部6の基部4側に矩形断面の基礎部分を有し、この基礎部分の上に半円断面の部分を有するようにすれば、より確実に蓄圧流体をロッド側圧力室に戻すことが可能になる。
The cross-sectional shape of the
凸部6の高さ(基部4の外面からの突出高さ)は0.3〜1mmであること、また凸部6の幅は凸部6の高さの2倍であること、すなわち0.6〜2mmであることが、流体圧に対するシール性を維持しながら、油膜的に2次シールで掻き取られた蓄圧流体をロッド側圧力室に戻すためには望ましい。
The height of the convex portion 6 (projection height from the outer surface of the base portion 4) is 0.3 to 1 mm, and the width of the
また、凸部6は、基部4の底部4aから外周リップ3へ至る範囲のうちで外周リップ3のシール部3bを除いた領域、すなわち底部4aからシール部3bの近傍までの領域に形成される。凸部6がシール部3bに達して形成されると、流体圧に対する外周リップ3のシール性を維持することができなくなるからである。
Further, the
複数の凸部6それぞれの中心位置と、複数の凹部7、8それぞれの中心位置とが、中心角位置で略同一の位置に存在するように、複数の凸部6および複数の凹部7、8が形成されている。ここで、「中心角で略同一の位置」とは、凸部6の中心位置が凹部7、8の形成位置の内部に存在する範囲にあることを意味する。本実施の形態では、複数の凸部6および複数の凹部7、8は、いずれも、中心角で90度ピッチで4個ずつ形成されている。
The plurality of
これにより、環状溝15の側部15a及び底部15bと基部4との間に存在する作動流体を、複数の凸部6の近傍を介して複数の凹部7、8へ順次流通させることができる。
Thereby, the working fluid existing between the
ロッドパッキン1では、2次シールであるワイパリング10との間に存在する蓄圧流体を、ロッドパッキン1の内面リップ2に負荷される正面圧によって、ロッドパッキン1が低圧側の環状溝15の側面15aに押圧された状態においても、図3に矢印で示すように、
(i)正面圧が低ければ蓄積した流体圧によりロッドパッキン1がリップ2、3側に押し上げられることによって形成される隙間、
(ii)ロッドパッキン1の外周面に設けられた複数の凸部6と環状溝15とにより形成される流路、
(iii)外周リップ3の先端側に作用して外周リップ3を押し上げて形成される隙間、
(iv)外周リップ3の頂部に形成される凹溝8、および
(v)内周リップ2の頂部に形成される凹溝7
を経由する流路を通して、ピストンロッド11側圧力室に蓄圧した作動流体を戻すことにより、蓄圧した圧力が低くなって摺動抵抗を低下することができ、発熱等を抑制してロッドパッキン1の材料の劣化を防止することができる。
In the rod packing 1, the pressure packing fluid existing between the
(I) If the front pressure is low, the gap formed by the rod packing 1 being pushed up toward the
(Ii) a flow path formed by the plurality of
(Iii) a gap formed by acting on the distal end side of the outer
(Iv) a
By returning the working fluid accumulated in the
また、このように畜圧流体をピストンロッド11側の圧力室に戻す流路は、環状溝15の底面15bと外周リップ3の頂部3aの接触部がチェック弁機能を有するため、正面圧をシールする機能は何ら損なわれず、複数の凸部6を外周リップ3のシール部3bの近傍まで設けるほど、外周リップ3を押し広げ易くなり、蓄圧した圧力流体の戻しを容易かつ確実に行うことができる。
Further, the flow path for returning the stock pressure fluid to the pressure chamber on the
また、蓄圧の逃がしのために、基部4に例えば凹溝を設けるのではなく凸部6を形成するため、基部4の剛性の低下を生じることがなく、正面圧のシール機能を何ら損なうことがない。
In addition, for example, since the concave portion is not provided in the
すなわち、ロッドパッキン1は、基本的にシール機能の高いロッドパッキンとしての基本的な性能を維持しながら、ピストンロッド1の表面の油膜がシリンダ外部側に位置する2次シールである2段目ロッドパッキン1やオイルリップ付ワイパリング10によって掻き取られて蓄積した流体圧力を、シリンダ内に戻すことができる。
That is, the rod packing 1 is a second-stage rod that is a secondary seal in which the oil film on the surface of the
このようにして、本実施の形態によれば、本来の流体圧に対するシール性を維持しながら、油膜的に2次シールで掻き取られた蓄圧流体をロッド側圧力室に戻す機能とを兼ね備えるUパッキン1、例えば、高圧の条件下において高頻度で使用される油圧ブレーカのピストンロッド11用の蓄圧防止機能を備えるロッドパッキン1に好適に用いることができるUパッキン1と、このUパッキンを用いるシール機構0とを提供することができる。
In this way, according to the present embodiment, the function of returning the pressure-accumulated fluid scraped off by the secondary seal like an oil film to the rod-side pressure chamber while maintaining the sealing performance against the original fluid pressure is provided. A
[実施の形態2]
実施の形態2を説明する。以降の説明では、上述した実施の形態1と相違する部分を説明し、同一の部分の説明は、同一の図中符号を付すことにより重複する説明を省略する。
[Embodiment 2]
図4は、実施の形態2に係るUパッキン1を含むシール機構0−1の構成例を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the seal mechanism 0-1 including the U packing 1 according to the second embodiment.
シール機構0−1がシール機構0と相違するのは、シール機構0におけるバッファリング9に替えてUパッキン1を用いる点、すなわち本発明に係るUパッキン2つとワイパリング10とを組み合わせて用いる点である。
The seal mechanism 0-1 is different from the seal mechanism 0 in that the U-packing 1 is used instead of the buffer ring 9 in the seal mechanism 0, that is, the two U-packings according to the present invention and the
シール機構0では、本発明に係るUパッキン1を1次シールおよび2次シールと重ねて使用するので、シール性の高い1次側シールと2次側シールで充分なシールを行うことができるとともに、Uパッキン1からなる2次シールでシールされた蓄圧流体を、同じくUパッキン1からなる1次シールの蓄圧戻し流路を経てシリンダ内に戻すことができ、シール機構0−1の耐久性を高めることができる。なお、実施の形態1と同様に、Uパッキン1からなる2次シールとオイルリップ付のワイパリング10との間の蓄圧を、Uパッキン1からなる2次シールから1次シールを戻すことができることはいうまでもない。
In the seal mechanism 0, the U-packing 1 according to the present invention is used by being overlapped with the primary seal and the secondary seal, so that the primary side seal and the secondary side seal having high sealing performance can be sufficiently sealed. The pressure accumulation fluid sealed by the secondary seal made of the U packing 1 can be returned into the cylinder through the pressure accumulation return flow path of the primary seal also made of the U packing 1, and the durability of the seal mechanism 0-1 can be improved. Can be increased. As in the first embodiment, the primary seal can be returned from the secondary seal made of the U packing 1 to the accumulated pressure between the secondary seal made of the U packing 1 and the
次に、本発明を、実施例を参照しながらより具体的に説明する。
下記諸元を有する図1に示すUパッキン1を、高圧の条件下において高頻度で使用される油圧ブレーカのピストンロッド(内径45 mm)用の蓄圧防止機能を備えるロッドパッキンとして用いて、図2に示すシール機構0を構成し、2次シールとオイルリップ付のワイパリング10との間の蓄圧の抜け始め圧力を測定した。蓄圧の抜け始め圧力は、ロッド
パッキン1の基部4側から圧力を加えて内周リップ2側から漏れ始める圧力を測定することにより、測定した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
The U packing 1 shown in FIG. 1 having the following specifications is used as a rod packing having a pressure accumulation preventing function for a piston rod (inner diameter: 45 mm) of a hydraulic breaker frequently used under high pressure conditions. Was measured, and the pressure at which the accumulated pressure between the secondary seal and the
<Uパッキン>
材質:ポリウレタンゴム(RU910等)
内周リップ2の内径、厚み:44mm、2.2〜2.5mm
外周リップ3の外径、厚み:57mm、1.7〜1.8mm
凸部6の高さ、長さ、幅:0.35mm、3.5mm、0.7mm
凹部7、8の深さ、長さ:0.4mm、1.4mm、0.9mm
基部4の内径、外径、厚み:46.2mm、55.6mm、4.6〜4.8mm
<バッファリング9>
寸法、材質:ロッド径:135.8、材質:ポリウレタンゴム(RU910等)
<ワイパリング10>
寸法、材質:ロッド径:135.8、材質:ポリウレタンゴム(RU910等)
一方、従来例1として基部に凸部が形成されていないパッキン(既存のパッキン)と、従来例2としてSKYパッキン(基部に凸部が形成されず、かつ内周リップおよび外周リップのいずれにも凹部が形成されていないパッキン)についても、同様にして抜け始め圧力を測定した。
<U packing>
Material: Polyurethane rubber (RU910 etc.)
Height, length, width of convex part 6: 0.35mm, 3.5mm, 0.7mm
The depth and length of the
Inner diameter, outer diameter, thickness of base 4: 46.2mm, 55.6mm, 4.6-4.8mm
<Buffering 9>
Dimensions, Material: Rod diameter: 135.8, Material: Polyurethane rubber (RU910 etc.)
<
Dimensions, Material: Rod diameter: 135.8, Material: Polyurethane rubber (RU910 etc.)
On the other hand, packing (existing packing) in which the convex part is not formed on the base as the conventional example 1, and SKY packing (the convex part is not formed on the base and the inner peripheral lip and the outer peripheral lip are used as the conventional example 2) With respect to the packing in which no recess was formed, the pressure was measured in the same manner as described above.
結果を図5にグラフにより示す。
図5のグラフに示すように、本発明によれば、蓄圧の抜け始め圧力を大幅に低下できたことが明らかである。
The results are shown graphically in FIG.
As shown in the graph of FIG. 5, according to the present invention, it is clear that the pressure at the beginning of the accumulated pressure drop can be significantly reduced.
本発明に係るUパッキンは、流体圧シリンダのロッド部のシールとして、蓄圧流体をシリンダ圧力室側に戻し、例えばロッドパッキンシステムとしてのシール性、耐久性を向上させ、高圧、高速、高頻度の条件で使用される建設機械や油圧ブレーカ等の過酷な使用条件におけるロッドパッキンのシール機構に用いることができる。 The U-packing according to the present invention returns the accumulator fluid to the cylinder pressure chamber side as a seal of the rod portion of the fluid pressure cylinder, and improves the sealing performance and durability as a rod packing system, for example, high pressure, high speed, high frequency It can be used for a rod packing seal mechanism under severe use conditions such as construction machines and hydraulic breakers used under certain conditions.
なお、本発明に係るUパッキンは、例えばロッドパッキン単体及びロッドパッキンシステムとして有効であるが、軸方向突部をロッドパッキンの外周面に設けることによって、複動形流体圧シリンダのピストン部のUパッキンとして逆圧(発生メカニズムはロッドパッキンの蓄圧とは異なるが、いずれもロッドパッキンの底面側から圧力流体が作用する)を排出する流路が構成されることから、ピストンパッキンへの応用も効果的である。 The U packing according to the present invention is effective as, for example, a rod packing unit and a rod packing system, but by providing an axial protrusion on the outer peripheral surface of the rod packing, the U portion of the piston portion of the double acting hydraulic cylinder is provided. As a packing, there is a flow path that discharges reverse pressure (the generation mechanism is different from the pressure accumulation of the rod packing, both of which the pressure fluid acts from the bottom side of the rod packing), so the application to the piston packing is also effective Is.
0、0−1 シール機構
1 本発明に係るUパッキン
2 内周リップ
2a 頂部
3 外周リップ
3a 頂部
3b シール部
4 基部
4a 底部
5 谷部
6 凸部
7、8 凹部(凹溝)
9 バッファリング
10 ワイパリング
11 流体圧シリンダ
12 ロッドカバー部
13、14、15 環状溝
15a 側部
15b 側部
0, 0-1 Seal mechanism 1 U packing 2 according to the present invention
9 Buffering 10
Claims (3)
前記基部から前記外周リップに至る外周面のリップ先端のシール部を除いた領域に前記ピストンの軸方向と略平行な方向へ向けて延設された複数の凸部と、前記内周リップの頂部及び前記外周リップの頂部のそれぞれに前記ピストンの径方向へ向けて延設された複数の凹部とを有し、前記環状溝の側部及び底部と前記基部との間に存在する作動流体を、前期複数の凸部の近傍を介して前期複数の凹部へ流通させる蓄圧流通手段を備えることを特徴とするUパッキン。 An inner peripheral lip that contacts the outer surface of the piston of the fluid pressure cylinder; an outer peripheral lip that is thinner than the inner peripheral lip; and a base portion that supports the inner peripheral lip and the outer peripheral lip. And a U-packing that is formed in the annular groove provided on the inner peripheral surface of the rod cover portion of the fluid pressure cylinder and seals the fluid pressure from the piston side.
A plurality of convex portions extending in a direction substantially parallel to the axial direction of the piston in a region excluding the seal portion at the lip tip of the outer peripheral surface extending from the base portion to the outer peripheral lip, and the top portion of the inner peripheral lip And a plurality of recesses extending in the radial direction of the piston at each of the top portions of the outer peripheral lip, and a working fluid existing between the side and bottom portions of the annular groove and the base portion, A U-packing comprising pressure accumulation flow means for flowing to a plurality of recesses in the previous period through the vicinity of a plurality of projections in the previous period.
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