JP2018009659A - ダストシール - Google Patents

Abstract

【課題】密封対象流体側の流体圧力が高くなり過ぎることを適度に抑制可能とするダストシールを提供する。
【解決手段】ハウジングに設けられる軸孔の内周面に固定される補強環１１０と、補強環１１０に固定され、かつ軸の外周面に対して摺動自在に設けられるシールリップを備えるシール本体１２０と、を備えるダストシール１００において、補強環１１０は、ハウジングの軸孔の内周面に密着した状態で固定される円筒部１１１を有すると共に、円筒部１１１の外周面には、軸の軸線方向の一端側から他端側に至る螺旋状の溝１１１ａが形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、異物の侵入を抑制するダストシールに関する。

油圧シリンダなどの各種機器においては、軸（ピストン）とハウジング（シリンダ）との間の環状隙間を封止するために、シーリングシステムが設けられている。このシールリングシステムは、一般的に、主として、油などの密封対象流体の漏れ防止の役割を担うロッドシールと、ロッドシールよりも大気側に配置されるダストシールとを備えている。ダストシールは、主として、外部から機器内部への異物の侵入を抑制する役割を担っている。

このように構成されるシールリングシステムにおいては、経時的な劣化に伴って、ロッドシールのシール性は低下してしまう。これにより、密封対象流体の漏れが進むことで、ロッドシールとダストシールとの間の密閉された領域に密封対象流体が蓄積してしまう。これにより、この密閉された領域内の流体圧力が高くなって、ロッドシールやダストシールが破損してしまうおそれがある。また、ダストシールが軸とハウジングとの間の装着部位から離脱してしまうおそれもある。この対策として、ダストシールのシールリップに小さな貫通孔を形成することにより、密封対象流体の一部が貫通孔から漏れ出すことを許容させることで、密閉された領域内の流体圧力が高くなり過ぎないようにすることもある。しかしながら、ダストシールの材質によっては、シールリップに小さな貫通孔を形成するのが難しかったり、小さな貫通孔を形成してもシールリップの変形によって、貫通孔が塞がれてしまい、密封対象流体が漏れ出なかったりすることもある。

特許第５３２６３８４号公報 特開２００１−３５５７３９号公報 国際公開第２０１０／１４６９８４号

本発明の目的は、密封対象流体側の流体圧力が高くなり過ぎることを適度に抑制可能とするダストシールを提供することにある。

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。

本発明のダストシールは、
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、異物の侵入を抑制するダストシールであって、
前記ハウジングに設けられる軸孔の内周面に固定される補強環と、
該補強環に固定され、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在に設けられるシールリップを備えるシール本体と、
を備えるダストシールにおいて、
前記補強環は、前記軸孔の内周面に密着した状態で固定される円筒部を有すると共に、該円筒部の外周面には、前記軸の軸線方向の一端側端部から他端側端部に至る螺旋状の溝
が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、密封対象流体側の流体圧力が高くなった場合には、螺旋状の溝に流体が流れていくことで、流体圧力が高くなり過ぎることを抑制することができる。

前記シール本体には、前記円筒部の内周面に固定され、該円筒部よりも密封対象流体側に向かって突出した円筒状部分が設けられると共に、該円筒状部分の先端には、密封対象流体側の流体を前記螺旋状の溝に導く導入溝が形成されているとよい。

これにより、流体が螺旋状の溝に流れていくことを、シール本体によって阻害してしまうことはない。

前記シール本体には、前記円筒部における前記密封対象流体側とは反対側に設けられ、その先端が前記軸孔の内周面に密着する可撓性の環状リップが備えられているとよい。

これにより、密封対象流体側の流体圧力が高くなった場合に、螺旋状の溝を流れる流体により環状リップが撓むことで、流体の一部が密封対象流体側とは反対側に漏れ出ることを許容し、流体圧力が高くなり過ぎることを抑制することができる。また、環状リップによって、異物が螺旋状の溝に侵入してしまうことを抑制することもできる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、密封対象流体側の流体圧力が高くなり過ぎることを適度に抑制することができる。

図１は本発明の実施例に係るダストシールが適用されたシーリングシステムの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るダストシールの外周面側から見た図の一部拡大図である。 図３は本発明の実施例に係るダストシールの模式的断面図である。 図４は本発明の実施例に係るダストシールの動作説明図である。

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。

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係るダストシールについて説明する。なお、本実施例においては、ダストシールが油圧シリンダに備えられるシーリングシステムに適用される場合を例にして説明する。

＜シーリングシステム＞
図１を参照して、本実施例に係るダストシールが備えられるシーリングシステム全体の構成等について説明する。図１は本発明の実施例に係るダストシールが適用されたシーリングシステムの模式的断面図である。以下の説明において、「軸線方向」とは、軸３００の中心軸線の方向を意味する。

油圧シリンダは、軸（ピストン）３００と、ハウジング（シリンダ）４００とを備えている。これらの軸３００とハウジング４００は相対的に往復移動するように構成されている。そして、軸３００とハウジング４００との間の環状隙間を封止するために、シーリングシステムが設けられている。このシールリングシステムは、ロッドシール２００と、ダストシール１００とを備えている。ロッドシール２００は、主として密封対象流体側（Ｏ）の密封対象流体（ここでは油）が、外部に漏れてしまうことを抑制（防止）する役割を担っている。また、ダストシール１００は、主として密封対象流体側（Ｏ）とは反対側（大気側（Ａ））から、ダストなどの異物が機器内に侵入することを抑制（防止）する役割を担っている。なお、ダストシール１００よりも密封対象流体側（Ｏ）に、流体圧力（油圧）を緩衝するためのバッファリングが設けられることもある。

ハウジング４００の軸孔の内周面には、環状の装着用溝４２０と、この装着用溝４２０よりも大気側（Ａ）に備えられる環状の切欠４１０が設けられている。そして、装着用溝４２０にロッドシール２００が装着され、環状の切欠４１０にダストシール１００が装着される。なお、本実施例においては、ロッドシール２００として、断面がＵ字形状のゴム状弾性体製のＵパッキンを採用している。

＜ダストシール＞
特に、図２及び図３を参照して、本実施例に係るダストシールについて、より詳細に説明する。図２は本発明の実施例に係るダストシールの外周面側から見た図の一部拡大図である。図３は本発明の実施例に係るダストシールの模式的断面図である。なお、図３は図２中のＡＡ断面図に相当する。

本実施例に係るダストシール１００は、金属製の補強環１１０と、補強環１１０に一体的に固定されるゴム状弾性体製のシール本体１２０とから構成される。以下の説明において、「一端側」とは、上述したシーリングシステムにおける「密封対象流体側（Ｏ）」を意味し、「他端側」とは、上述したシーリングシステムにおける「大気側（Ａ）」を意味する。

補強環１１０は、ハウジング４００の軸孔の内周面に密着した状態で固定される円筒部１１１と、円筒部１１１の他端側に設けられる内向きフランジ部１１２とを備えている。そして、円筒部１１１の外周面には、軸線方向の一端側端部から他端側端部に至る螺旋状の溝１１１ａが形成されている。

シール本体１２０は、補強環１１０における円筒部１１１の内周面に固定される円筒状部分１２１と、軸３００の外周面に対して摺動自在に設けられるシールリップとを備えている。ここで、本実施例においては、オイルリップ１２２とダストリップ１２３の２つのシールリップが設けられている。オイルリップ１２２は内向きフランジ部１１２の先端付近から密封対象流体側（Ｏ）に向かって伸びるように構成されている。このオイルリップ１２２は、ロッドシール２００から漏れてしまった密封対象流体が大気側（Ａ）に漏れてしまうことを抑制（防止）する役割を担っている。ダストリップ１２３は内向きフランジ部１１２の先端付近から大気側（Ａ）に向かって伸びるように構成されている。このダストリップ１２３は異物が機器内に侵入することを抑制（防止）する役割を担っている。

円筒状部分１２１は、補強環１１０における円筒部１１１よりも密封対象流体側（Ｏ）に向かって突出するように設けられており、その先端には、密封対象流体側（Ｏ）の流体を螺旋状の溝１１１ａに導く導入溝１２１ａが形成されている。

また、シール本体１２０には、補強環１１０の円筒部１１１における大気側（Ａ）に設
けられ、その先端がハウジング４００の軸孔の内周面に密着する可撓性の環状リップ１２４も備えられている。この環状リップ１２４は、螺旋状の溝１１１ａにおける大気側（Ａ）の端部よりも更に大気側（Ａ）に設けられている。

＜ダストシールの動作説明＞
特に、図４を参照して、本実施例に係るダストシールの動作について説明する。図４は本発明の実施例に係るダストシールの動作説明図であり、流体圧力が高まった際のダストシールの状態を模式的断面図にて示している。

上記の通り、ダストシール１００は、ハウジング４００の軸孔の内周面に設けられた環状の切欠４１０に装着される。このとき、シール本体１２０における円筒状部分１２１の先端が切欠４１０の端面に接した状態で、ダストシール１００は装着される。また、補強環１１０の外周面が、直接、軸孔の内周面に密着した状態となる。そして、通常状態においては、環状リップ１２４の先端は、ハウジング４００の軸孔の内周面に密着した状態となっている。これにより、ダストなどの異物が補強環１１０の円筒部１１１の外周面に形成された螺旋状の溝１１１ａに侵入してしまうことが抑制（防止）されている。

ここで、背景技術の中でも説明した通り、経時的な劣化に伴って、ロッドシール２００のシール性は低下してしまう。これにより、密封対象流体の漏れが進むことで、ロッドシール２００とダストシール１００との間の密閉された領域に密封対象流体が蓄積してしまう。そして、密封対象流体の蓄積が進むことで、密閉された領域内の流体圧力が高くなると、流体は、円筒状部分１２１の先端に設けられた導入溝１２１ａを通って、螺旋状の溝１１１ａへと流れていく（図４中、矢印Ｓ１参照）。その後、更に流体圧力が高まると、流体は螺旋状の溝１１１ａに沿って流れていき、環状リップ１２４が径方向内側に撓むことで、流体の一部が大気側（Ａ）に漏れていく（図４中、矢印Ｓ２参照）。これにより、流体圧力が一定以上高くなってしまうことが抑制される。なお、流体の一部が大気側（Ａ）に漏れ出ることで、流体圧力が低下すると、環状リップ１２４は元の状態に戻り、その先端はハウジング４００の軸孔の内周面に密着した状態となる。

＜本実施例に係るダストシールの優れた点＞
本実施例に係るダストシール１００によれば、密封対象流体側（Ｏ）の流体圧力が高くなった場合には、補強環１１０に設けられた螺旋状の溝１１１ａに流体が流れていく。これにより、ダストシール１００とロッドシール２００との間の密閉空間内の流体圧力が高くなり過ぎてしまうことを抑制することができる。また、この密閉空間内の流体圧力を起因として、ダストシール１００やロッドシール２００が破損してしまうことを抑制できる。また、ダストシール１００が、ハウジング４００の軸孔の内周面に設けられた環状の切欠４１０から離脱してしまうことも抑制することができる。更に、本実施例においては、補強環１１０に、流体を逃がすための螺旋状の溝１１１ａを設けているため、ゴム製のシールリップに小さな貫通孔を設ける場合に比べて、流体が逃げる流路が安定的に維持される。

また、シール本体１２０における円筒状部分１２１の先端には、密封対象流体側（Ｏ）の流体を螺旋状の溝１１１ａに導く導入溝１２１ａが形成されている。これにより、流体が螺旋状の溝１１１ａに流れていくことを、シール本体１２０によって阻害してしまうことはない。

更に、本実施例に係るシール本体１２０には、ハウジング４００の軸孔の内周面に密着する可撓性の環状リップ１２４が備えられている。これにより、密封対象流体側（Ｏ）の流体圧力が高くなった場合に、螺旋状の溝１１１ａを流れる流体により環状リップ１２４は、径方向内側に撓む。このように、流体の一部が大気側（Ａ）に漏れ出ることを許容さ
れているため、流体圧力が高くなり過ぎることを抑制することができる。また、環状リップ１２４によって、異物が螺旋状の溝１１１ａに侵入してしまうことを抑制することもできる。

１００ ダストシール
１１０ 補強環
１１１ 円筒部
１１１ａ 螺旋状の溝
１１２ 内向きフランジ部
１２０ シール本体
１２１ 円筒状部分
１２１ａ 導入溝
１２２ オイルリップ
１２３ ダストリップ
１２４ 環状リップ
２００ ロッドシール
３００ 軸
４００ ハウジング
４１０ 切欠
４２０ 装着用溝
（Ａ） 大気側
（Ｏ） 密封対象流体側

Claims (3)

1. 軸とハウジングとの間の環状隙間を封止して、異物の侵入を抑制するダストシールであって、
   前記ハウジングに設けられる軸孔の内周面に固定される補強環と、
   該補強環に固定され、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在に設けられるシールリップを備えるシール本体と、
   を備えるダストシールにおいて、
   前記補強環は、前記軸孔の内周面に密着した状態で固定される円筒部を有すると共に、該円筒部の外周面には、前記軸の軸線方向の一端側端部から他端側端部に至る螺旋状の溝が形成されていることを特徴とするダストシール。
2. 前記シール本体には、前記円筒部の内周面に固定され、該円筒部よりも密封対象流体側に向かって突出した円筒状部分が設けられると共に、該円筒状部分の先端には、密封対象流体側の流体を前記螺旋状の溝に導く導入溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダストシール。
3. 前記シール本体には、前記円筒部における前記密封対象流体側とは反対側に設けられ、その先端が前記軸孔の内周面に密着する可撓性の環状リップが備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のダストシール。

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