JP2016003659A - Dust seal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば建設機械や産業機械の油圧シリンダ装置のシリンダとロッドの間など、互いに軸方向往復動する2部材間の環状隙間を密封する密封手段として用いられるダストシール装置に関する。 The present invention relates to a dust seal device used as a sealing means for sealing an annular gap between two members that reciprocate in the axial direction, such as between a cylinder and a rod of a hydraulic cylinder device of a construction machine or an industrial machine.
建設機械などに使用される油圧シリンダ装置においては、シリンダと、このシリンダ内の油圧を受けるピストンによって軸方向へ往復動するロッドとの間の環状隙間を密封するために、軸方向複数段のシールが用いられる。 In a hydraulic cylinder device used in construction machinery, etc., a plurality of axial seals are used to seal an annular gap between a cylinder and a rod that reciprocates in the axial direction by a piston that receives the hydraulic pressure in the cylinder. Is used.
図8は、従来の技術によるこの種の油圧シリンダ装置の軸シール部を示すものであって、油圧シリンダ装置におけるシリンダ110とその軸孔に往復動可能に挿通されたロッド120との間の環状隙間に介在し、シリンダ110の内周面に形成された環状溝111〜113に保持され、図中右側の油室S1内の作動油が図中左側の外部空間S2へ漏洩するのを防止するロッドシール210と、このロッドシール210より油室S1側にあって高負荷時の衝撃圧力や変動圧力を緩衝し、あるいは高温の作動油がロッドシール210に直接接触しないようにするためのバッファリング220と、ロッドシール210より外側にあって外部空間S2からの泥水やダストの浸入を防止するダストシール230を備える。
FIG. 8 shows a shaft seal portion of this type of hydraulic cylinder device according to the prior art, and an annular shape between a
このうちダストシール230は、金属製の補強環231と、この補強環231に一体的に成形されロッド120の外周面に摺動可能に密接されたダストリップ232及びオイルリップ233を備え、シリンダ110の内周面における最も外側の環状溝113に止め環234によって固定されている。
Among them, the
ダストシール230は、ロッド120の外周面に摺動可能に密接されるダストリップ232及びオイルリップ233を、ゴム材やウレタンなど、柔軟性を有する材料で成形しているが、経時劣化や熱劣化などによって「ヘタリ」と呼ばれる応力緩和を生じ、ロッド120の外周面に対するダストリップ232の締め代が低下すると、外部空間S2からの泥水やダストの浸入を許容してしまうことが懸念される。
In the
そこで、材料の耐ヘタリ性の向上を図り、あるいはダストリップ232の初期締め代を大きくとるといった対策を講じているが、材料の耐ヘタリ性の向上を図るために耐熱性の高い材料を使用した場合は材料コストの上昇をきたし、ロッド120の外周面に対する初期締め代を大きくした場合はロッド120の作動性に悪影響を及ぼしたり、摺動発熱量が増大して材料が熱劣化しやすくなったりし、しかも十分な耐ヘタリ性が得られない場合がある。
Therefore, measures have been taken to improve the material's settling resistance or to increase the initial tightening allowance of the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ダストシール装置において、材料のヘタリによるシール性の低下を防止することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent a sealing performance from being deteriorated due to settling of a material in a dust seal device.
本発明は、上述した目的を達成するため、以下の手段を採用した。
すなわち本発明のダストシール装置は、外周部材の内周面に形成された環状溝に装着されたダストシール本体を備え、このダストシール本体は、前記外周部材の内周に軸方向相対移動可能に挿通された内周部材の外周面に摺動可能に密接されると共に先端部が前記環状溝の内側面に密接されるダストリップを備え、前記外周部材に、前記ダストリップと前記環状溝との間の密閉空間にグリースを圧入可能な加圧孔が開設され、この加圧孔に、前記密閉空間のグリース圧力を保持する栓部材が取り付けられたことを特徴とするものである(請求項1)。
The present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
That is, the dust seal device of the present invention includes a dust seal main body mounted in an annular groove formed on the inner peripheral surface of the outer peripheral member, and the dust seal main body is inserted into the inner periphery of the outer peripheral member so as to be capable of axial relative movement. A dust strip that is slidably brought into close contact with the outer peripheral surface of the inner peripheral member and whose tip is in close contact with the inner side surface of the annular groove is provided, and the outer member is sealed between the dust strip and the annular groove. A pressurizing hole capable of press-fitting grease is formed in the space, and a plug member for holding the grease pressure in the sealed space is attached to the pressurizing hole (claim 1).
上記構成のダストシール装置は、ダストシール本体は、外周部材の内周面に形成された環状溝に装着されると共に、ダストリップが内周部材の外周面に摺動可能に密接されることによって、外部の泥水やダストが外周部材と内周部材の間の環状隙間へ浸入するのを防止するものである。そしてダストリップのヘタリによって内周部材の外周面に対する締め代が低下した場合は、外周部材に開設された加圧孔から、前記環状溝とダストリップとの間の密閉空間にグリースを圧入すると共に栓部材によって前記密閉空間のグリース圧力を保持すれば、内周部材の外周面に対するダストリップの締め代が回復するので、外部の泥水やダストに対するシール性が維持される。 In the dust seal device having the above configuration, the dust seal body is mounted in an annular groove formed on the inner peripheral surface of the outer peripheral member, and the dust lip is slidably brought into close contact with the outer peripheral surface of the inner peripheral member. This prevents muddy water and dust from entering the annular gap between the outer peripheral member and the inner peripheral member. When the tightening margin on the outer peripheral surface of the inner peripheral member decreases due to the settling of the dust lip, grease is pressed into the sealed space between the annular groove and the dust lip through the pressurizing hole formed in the outer peripheral member. If the grease pressure in the sealed space is maintained by the plug member, the tightness of the dust strip with respect to the outer peripheral surface of the inner peripheral member is recovered, so that the sealing performance against external muddy water and dust is maintained.
また、本発明は上記目的を達成するため更に以下の手段を採用してもよい。
すなわち上記構成のダストシール装置(請求項1)において、外周部材が外周部材本体及びこの外周部材本体の端部に取り付けられた押さえ板からなり、ダストシール本体を装着する環状溝が前記外周部材本体と押さえ板の間に形成され、前記ダストシール本体のダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面が前記押さえ板に形成され、加圧孔が前記押さえ板に開設されたことを特徴とするものである(請求項2)。
The present invention may further employ the following means in order to achieve the above object.
That is, in the dust seal device (Claim 1) configured as described above, the outer peripheral member is composed of the outer peripheral member main body and a pressing plate attached to the end of the outer peripheral member main body, and the annular groove for mounting the dust seal main body has An inner surface of an annular groove formed between the plates and in close contact with the tip of the dust lip of the dust seal body is formed in the pressing plate, and a pressure hole is formed in the pressing plate. (Claim 2).
このように構成すれば、ダストシール本体を環状溝から抜け止めする手段と、ダストリップとの間に密閉空間を形成する手段と、この密閉空間へグリースを圧入する手段を、押さえ板で兼ねることができる。 If comprised in this way, the means which prevents a dust seal main body from detaching from an annular groove, the means which forms sealed space between dust strips, and the means which press-fits grease to this sealed space can serve as a press plate. it can.
また、上記構成のダストシール装置(請求項1又は2)において、栓部材が、外部からのグリースの圧入を許容すると共に外部へのグリースの流出を阻止するグリースニップルからなるものである(請求項3)。 Further, in the dust seal device having the above structure (claim 1 or 2), the plug member is formed of a grease nipple that allows the grease to be externally pressed and prevents the grease from flowing out. ).
このように構成すれば、環状溝とダストリップとの間の密閉空間へのグリースの圧入と、密閉空間のグリース圧力の保持を容易に行うことができる。 If comprised in this way, the press injection of the grease to the sealed space between the annular groove and the dust lip and the maintenance of the grease pressure in the sealed space can be easily performed.
また、上記構成のダストシール装置(請求項1又は2)において、栓部材が、加圧孔を介して環状溝とダストリップとの間の密閉空間へグリースを注入した後、前記加圧孔にねじ込まれるボルトからなるものである(請求項4)。
Further, in the dust seal device having the above structure (
このように構成すれば、加圧孔を介して環状溝とダストリップとの間の密閉空間へグリースを充填した後、前記加圧孔にボルトをねじ込むと、このボルトのねじ込み量に応じて加圧孔内のグリースが前記密閉空間へ圧入され、その圧力が保持される。 According to this structure, after filling the sealed space between the annular groove and the dust lip through the pressure hole, and then screwing the bolt into the pressure hole, the pressure is increased according to the screwing amount of the bolt. The grease in the pressure hole is pressed into the sealed space, and the pressure is maintained.
また、上記構成のダストシール装置(請求項1〜4のいずれか)において、ダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面にシール手段を設けたものである(請求項5)。
Further, in the dust seal device having the above configuration (any one of
このように構成すれば、環状溝とダストリップとの間の密閉空間からのグリースの漏れによるグリース圧力の低下を防止して、ダストリップの締め代を一層良好に維持することができる。 If comprised in this way, the fall of the grease pressure by the leak of the grease from the sealed space between an annular groove and a dust lip can be prevented, and the tightening margin of a dust lip can be maintained more favorably.
本発明に係るダストシール装置によれば、ダストリップのヘタリによって内周部材の外周面に対する締め代が経時的に低下しても、グリースの圧力によって、内周部材の外周面に対するダストリップの締め代が回復し、保持されるので、外部の泥水やダストに対する優れたシール性を長期にわたって維持することができる。 According to the dust seal device of the present invention, even if the tightening allowance on the outer peripheral surface of the inner peripheral member decreases with time due to the settling of the dust strip, the tightening allowance of the dust strip on the outer peripheral surface of the inner peripheral member is reduced by the pressure of the grease. Is recovered and retained, and therefore excellent sealing performance against external muddy water and dust can be maintained over a long period of time.
以下、本発明に係るダストシール装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図1〜図4は、第一の実施の形態を示すものである。 Hereinafter, preferred embodiments of a dust seal device according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show the first embodiment.
図1に示すように、建設機械などに使用される油圧シリンダ装置には、シリンダ110と、このシリンダ110の軸孔に挿通され、油圧を受ける不図示のピストンによって軸方向へ往復動するロッド120との間の環状隙間を密封するために、軸方向複数段のシールが用いられる。
As shown in FIG. 1, a hydraulic cylinder device used in a construction machine or the like includes a
すなわち、図示の油圧シリンダ装置の軸シール部は、図1における右側の油室S1内の作動油が図1における左側の外部空間S2へ漏洩するのを防止するロッドシール210と、このロッドシール210より油室S1側にあって高負荷時の衝撃圧力や変動圧力を緩衝し、あるいは高温の作動油がロッドシール210に直接接触しないようにするためのバッファリング220と、ロッドシール210より外側設けられたダストシール装置10を備える。なお、シリンダ110は請求項2に記載された外周部材本体に相当するものであり、ロッド120は請求項1に記載された内周部材に相当するものである。
That is, the shaft seal portion of the illustrated hydraulic cylinder device includes a
このうち、ロッドシール210は、ゴム材製のU字パッキン211と合成樹脂材製のバックアップリング212からなり、シリンダ110の軸孔内周面に形成された環状溝111に装着される。また、バッファリング220は、断面略U字状のゴム弾性体製のバッファリング本体221と樹脂製のバックアップリング222からなり、シリンダ110の軸孔内周面にロッドシール210用の環状溝111よりも油室S1側に位置して形成された環状溝112に装着される。
Among these, the
そしてダストシール装置10は、シリンダ110の軸孔内周面にロッドシール210用の環状溝111よりも外部空間S2側に位置して形成された環状溝113に装着されたダストシール本体1を備え、このダストシール本体1は、前記環状溝113の内周面に嵌着される金属製の補強環11と、この補強環11にゴム弾性体で一体成形されたダストリップ12及びオイルリップ13と外周シール部14からなる。ダストリップ12は、押さえ板2の内周面2aとロッド120の外周面との間を外部空間S2側へ向けて延びており、オイルリップ13は、ダストリップ12と反対側(ロッドシール210側)へ向けて延びている。
The
シリンダ110の外端部には円盤状の押さえ板2が、不図示の複数のボルトによって取り付けられている。そしてダストシール本体1を装着する環状溝113は、この押さえ板2とシリンダ110との間に形成されており、すなわち押さえ板2は環状溝113における外部空間S2側の壁面113aを構成するものであり、ダストシール本体1における外周シール部14が、この押さえ板2の内側面(前記壁面113a)に密接している。
A disc-shaped
押さえ板2の内周面2aにおける外部空間S2側の端部には、内周端がロッド120の外周面に僅かな隙間を介して対向する内向き突縁21が円周方向へ連続して形成されている。そして図2(A)に示すように、ロッド120が挿入される前の状態では、ダストシール本体1におけるダストリップ12の先端部は押さえ板2の内向き突縁21と非接触であり、オイルリップ13の先端部は環状溝113における押さえ板2と反対側の内側面と非接触であるが、図2(B)に示すように、ロッド120の挿入によって拡径変形を受けた状態では、ダストリップ12の先端部が押さえ板2の内向き突縁21の内側面に適当な締め代をもって密接され、これによって、環状溝113の一部を構成する押さえ板2と、ダストシール本体1におけるダストリップ12との間に、環状の密閉空間S3が画成されると共に、オイルリップ13の先端部が環状溝113における押さえ板2と反対側の内側面に密接されるようになっている。
At the end of the inner
押さえ板2には、半径方向に延びて内径端が内周面2aに開口した加圧孔22が開設されており、言い換えれば、この加圧孔22の内径端は、図1に示す装着状態において、押さえ板2とダストシール本体1におけるダストリップ12との間の環状の密閉空間S3に開口しており、押さえ板2の外周面に開口した加圧孔22の外径端には栓部材3が取り付けられている。
The
第一の実施の形態においては、栓部材3として、図3に示すようにグリースニップル3Aが用いられる。グリースニップル3Aは公知の構造を有するものであって、すなわち加圧孔22の外径端に形成された雌螺子部22aに螺合され、外部から不図示のグリースガン等によってグリースの圧入を許容すると共にその逆方向へのグリースの流出を阻止する不図示の逆止弁が内蔵されている。なお、図3における参照符号23は、押さえ板2をシリンダ110の外端部に取り付けるボルトを挿通するための孔である。
In the first embodiment, a
以上の構成を備えるダストシール装置10において、ダストシール本体1のダストリップ12は、その内周縁がロッド120の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されることによって、外部空間S2からの泥水やダストの浸入を阻止し、オイルリップ13は、その内周縁がロッド120の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されることによって、ロッドシール210側からの漏油がさらに外部空間S2側へ漏出するのを阻止するものである。
In the
そして、ロッド120の外周面に対するダストリップ12の締め代が、経時的なヘタリなどによって低下した場合は、これに伴って泥水やダストに対するシール性が損なわれることになるが、このような場合は、グリースニップル3Aに不図示のグリースガン等を当て、図4に示すように、グリースニップル3Aから加圧孔22を経て押さえ板2とダストシール本体1におけるダストリップ12との間の環状の密閉空間S3へグリースGを圧入・充填すれば、密閉空間S3内のグリースGの圧力がダストリップ12の締め代を増大させるように作用し、しかも、グリースニップル3Aに内蔵された逆止弁と、押さえ板2の内向き突縁21に適宜締め代をもって密接したダストリップ12との間でグリースGが閉じ込められてその圧力が保持されるので、泥水やダストに対するダストリップ12の優れたシール性が維持される。
And, when the tightening margin of the
また上記構成によれば、ダストシール本体1を環状溝113から抜け止めする押さえ板2が、ロッド120の外周面に対するダストリップ12の面圧を増圧するための密閉空間S3を形成する手段と、この密閉空間S3へのグリースGの供給路を兼ねるものであり、グリースGの供給口であるグリースニップル3Aが、密閉空間S3におけるグリースGの圧力を保持する栓部材3としての機能を有するものであり、簡素な構造とすることができる。
Further, according to the above configuration, the holding
図5は、本発明に係るダストシール装置の第二の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、栓部材3として、上述した第一の実施の形態におけるグリースニップル3Aに代えて、押さえ板2の加圧孔22に形成した雌螺子部22aに螺合するボルト3Bを採用したものである。また、ボルト3Bには、押さえ板2の外周側に位置して、緩み止めナット31が取り付けられている。その他の構成は、第一の実施の形態と同様に構成することができる。
FIG. 5 shows a second embodiment of the dust seal device according to the present invention. In this embodiment, a
この第二の実施の形態による作用を、第一の実施の形態との共通する部分を示す図4を用いて説明すると、例えば予め押さえ板2の加圧孔22及びこれに連通する密閉空間S3にグリースGを封入しておくと共に、ボルト3Bを加圧孔22の雌螺子部22aに取り付けて緩み止めナット31によって固定しておき、ロッド120の外周面に対するダストリップ12の締め代が経時的なヘタリなどによって低下した場合は、緩み止めナット31によるボルト3Bの固定を解除してから、このボルト3Bを前記雌螺子部22aに適宜ねじ込んでいくと、ねじ込み量に応じて、加圧孔22内のグリースGが密閉空間S3へ圧入され、その圧力がダストリップ12の締め代を増大させるように作用し、ボルト3Bを緩み止めナット31で固定することでグリースGの圧力が保持されるので、泥水やダストに対するダストリップ12の優れたシール性が維持される。
The operation according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 4 showing a portion common to the first embodiment. For example, the pressurizing
なお、グリースGはダストリップ12の締め代の回復が必要になった時点で充填するようにしても良い。
Note that the grease G may be filled when it becomes necessary to recover the tightening margin of the
図6は、本発明に係るダストシール装置の第三の実施の形態を示すものであり、図7は、第四の実施の形態を示すものである。 FIG. 6 shows a third embodiment of the dust seal device according to the present invention, and FIG. 7 shows a fourth embodiment.
このうち図6に示す第三の実施の形態は、押さえ板2の内向き突縁21の内側面に形成した環状溝に、ダストシール本体1におけるダストリップ12の先端部に密接されるOリング24を設けたものである。なお、このOリング24は、請求項5に記載されたシール手段に相当するものである。このように構成すれば、押さえ板2とダストリップ12の間の密閉空間S3に圧入・充填されたグリースの漏れを確実に防止して、ダストリップ12の締め代を長期間維持することができる。
Among these, the third embodiment shown in FIG. 6 is an O-
また、図7に示す第四の実施の形態は、押さえ板2の内向き突縁21の内側面に、ダストシール本体1におけるダストリップ12の先端部に形成された溝状段差部12aに係合状態で密接されるシール突条21aを形成したものである。なお、このシール突条21aは、請求項5に記載されたシール手段に相当するものである。この場合も、押さえ板2とダストリップ12の間の密閉空間S3に圧入・充填されたグリースの漏れを確実に防止して、ダストリップ12の締め代を長期間維持することができる。
In the fourth embodiment shown in FIG. 7, the inner surface of the inward protruding
なお、図6に示す第三の実施の形態及び図7に示す第四の実施の形態はいずれも、加圧孔22に取り付けられる栓部材3として、先に説明したグリースニップル3Aあるいはボルト3B及び緩み止めナット31を採用することができる。
Note that the third embodiment shown in FIG. 6 and the fourth embodiment shown in FIG. 7 are both the
なお、軸径φ40、初期緊迫力=233N、初期最大面圧=12.6MPaのダストリップについて、締め代を完全に喪失させて緊迫力=0N、最大面圧=0MPaとした後、このダストリップに外周からグリースによる圧力を加えた場合のFEM解析を行ったところ、グリース圧力1MPaでは緊迫力が184N、最大面圧が9.3MPaに回復し、グリース圧力2MPaでは緊迫力が263N、最大面圧が10.2MPaに回復することが確認された。 Note that the dust strip with a shaft diameter of φ40, initial compression force = 233N, and initial maximum surface pressure = 12.6 MPa was completely lost to allow tightening force = 0N and maximum surface pressure = 0 MPa. FEM analysis was performed when grease pressure was applied from the outer periphery, and when the grease pressure was 1 MPa, the tension was restored to 184 N and the maximum surface pressure was restored to 9.3 MPa, and when the grease pressure was 2 MPa, the tension was 263 N and the maximum surface pressure was Was recovered to 10.2 MPa.
1 ダストシール本体
12 ダストリップ
2 押さえ板
21 内向き突縁
21a シール突条(シール手段)
22 加圧孔
24 Oリング(シール手段)
3 栓部材
3A グリースニップル
3B ボルト
31 緩み止めナット
110 シリンダ(外周部材本体)
113 環状溝
120 ロッド(内周部材)
S1 油室
S2 外部空間
S3 密閉空間
DESCRIPTION OF
22 Pressurizing hole 24 O-ring (sealing means)
3
113
S1 Oil chamber S2 External space S3 Sealed space
Claims (5)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN107947008A (en) * | 2017-12-05 | 2018-04-20 | 国家电网公司 | A kind of assembled moving dustproof room |
CN109854748A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-07 | 浙江力耐得传动科技有限公司 | A kind of waterproof seal electric pushrod |
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