JP2018204761A - Dust seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧シリンダや操作弁などの往復運動機器に用いられるダストシールに関する。 The present invention relates to a dust seal used in a reciprocating device such as a hydraulic cylinder or an operation valve.
油圧シリンダや操作弁などの往復運動機器では、往復運動をするロッドとこのロッドを収納するハウジングとの間に、外部からの汚水やダストなどの侵入を防止するためのダストシールを必要とする。とりわけ過酷な状況で用いられる建設機械、土木機械、運搬車両などに用いられる往復運動機器では、ダストシールに高いシール能力と優れた耐久性とが求められる。 In reciprocating devices such as hydraulic cylinders and operation valves, a dust seal is required between the rod that reciprocates and the housing that houses the rod to prevent the entry of sewage and dust from the outside. In reciprocating motion equipment used in construction machines, civil engineering machines, transport vehicles, etc. used in particularly harsh conditions, the dust seal is required to have high sealing ability and excellent durability.
ダストシールの耐久性を損なう原因には、塗布された塗料の硬化、溶剤の付着、水の浸入、土砂や石、木などの異物の衝突、ロッドに付着した異物の固化、シール部分におけるダスト溜まりの発生などがある。 The causes of the deterioration of the durability of the dust seal include hardening of the applied paint, adhesion of solvent, water intrusion, collision of foreign matter such as earth, stone, and wood, solidification of foreign matter attached to the rod, and accumulation of dust in the seal part. There are outbreaks.
塗料の硬化の問題は、ダストシールが用いられる往復運動機器の周辺部品に対して、防塵のために塗料を塗布した際、外部に露出しているダストシールにも塗料が塗布されてしまうことがあるために発生する。塗布された塗料はいずれ硬化してダストシールに固着するので、作動抵抗となってダストシールの耐久性を損なうのである。しかも固化した塗料に亀裂が発生すると、これが伝播してダストリップにも亀裂を生じさせてしまうこともある。 The problem of hardening of the paint is that when the paint is applied to the peripheral parts of the reciprocating motion equipment where the dust seal is used, the paint may also be applied to the dust seal exposed to the outside. Occurs. The applied paint eventually hardens and adheres to the dust seal, resulting in an operating resistance that impairs the durability of the dust seal. Moreover, if a crack occurs in the solidified paint, it may propagate and cause the dust lip to crack.
特許文献1には、ダストシールの大気側の面に撥油性の樹脂、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を施すようにした発明が記載されている(特許文献1の段落[0013][0025]参照)。特許文献1によれば、これによって上記塗料の固化によって発生する問題が解消されるとしている(特許文献1の段落[0028]〜[0032]参照)。
特許文献2には、ダストシールの大気側にスクレーパを設置した発明が記載されている(特許文献2の第4頁第2行目〜第5頁第5行目、第1図参照)。スクレーパは、ロッドを収めるシリンダに外周側を取り付けられ、ダストシールの大気側の面に沿って湾曲して延び、内周側をロッドに接触させている。特許文献2によれば、スクレーパを設けることで異物の衝突からダストシールが保護され、シール部分におけるダスト溜まりの発生が防止され、往復動するロッドから異物が掻き落とされるとしている(特許文献2の第7頁第1行目〜第4行目、第7頁第16行目〜第8頁第4行目、第8頁第16行目〜第9頁第7行目参照)。
Patent Document 2 describes an invention in which a scraper is installed on the atmosphere side of a dust seal (see Patent Document 2, page 4, line 2 to page 5, line 5, FIG. 1). The scraper has an outer peripheral side attached to a cylinder that houses the rod, extends in a curved manner along a surface of the dust seal on the atmosphere side, and makes the inner peripheral side contact the rod. According to Patent Document 2, the dust seal is protected from the collision of the foreign matter by providing the scraper, the dust accumulation is prevented from occurring in the seal portion, and the foreign matter is scraped off from the reciprocating rod. (Refer to page 7,
上記特許文献1、2に記載された発明は、ダストシールの耐久性の向上に一役買っている。しかしながら、次の点で改善に余地がある。
The inventions described in
特許文献1に記載された発明は、ダストシールの大気側の面を全面的に樹脂で被覆しておらず、ダストシールを固定する固定部との接触領域にまで樹脂が回り込んでいない。その理由は、この部分が金属環であるためであると推察される。ところが樹脂が回り込んでいないがためにハウジングと金属環との間に汚水などの水が浸入してしまい、ダストシールのシール性を徐々に低下させてしまう可能性がある。
In the invention described in
特許文献2に記載された発明は、湾曲形状をしたスクレーパが弾性的にロッドに接触するという構造上、スクレーパに塑性変形が生じやすい。このためダストシールのシール性が徐々に低下してしまう可能性がある。 In the invention described in Patent Document 2, plastic deformation is likely to occur in the scraper because of the structure in which the curved scraper elastically contacts the rod. For this reason, the sealing performance of the dust seal may gradually deteriorate.
以上説明したように、特許文献1、2に記載された発明は、ダストシールの耐久性の向上に資するものではあるが、その持続性について改善の余地がある。
As described above, the inventions described in
本発明の課題は、ダストシールの耐久性を長期間持続させ得るようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to maintain the durability of a dust seal for a long period of time.
本発明のダストシールの一態様は、固定部と、前記固定部に対して相対的に往復直線運動をする可動部と、前記固定部に外周側が固定され、前記可動部に内周側が摺動自在に密接する弾性部材からなるシール部材と、前記固定部に接触する領域まで前記シール部材の大気側の面を被覆する樹脂製の保護膜と、を備える。 One aspect of the dust seal of the present invention includes a fixed portion, a movable portion that reciprocates linearly relative to the fixed portion, an outer peripheral side fixed to the fixed portion, and an inner peripheral side freely slidable to the movable portion. A sealing member made of an elastic member in close contact with the resin, and a resin protective film that covers the atmosphere-side surface of the sealing member up to a region in contact with the fixing portion.
本発明のダストシールの一態様は、固定部と、前記固定部に対して相対的に往復直線運動をする可動部と、前記固定部に外周側が固定され、前記可動部に内周側が摺動自在に密接する弾性部材からなるシール部材と、前記固定部に外周側が固定されて前記シール部材の大気側の面を覆い、内周側が前記可動部に隙間を開けて対面する保護カバーと、前記保護カバーの内周側に固定され、前記可動部の軸方向に直交する方向からこの可動部に摺動自在に密接する弾性体からなるスクレーパと、を備える。 One aspect of the dust seal of the present invention includes a fixed portion, a movable portion that reciprocates linearly relative to the fixed portion, an outer peripheral side fixed to the fixed portion, and an inner peripheral side freely slidable to the movable portion. A sealing member made of an elastic member that is in close contact with the protective member, an outer peripheral side of the sealing member is fixed to cover the air side surface of the sealing member, and an inner peripheral surface of the movable member is opened with a gap therebetween, and the protection A scraper made of an elastic body fixed to the inner peripheral side of the cover and slidably in close contact with the movable part from a direction orthogonal to the axial direction of the movable part.
本発明によれば、ダストシールの耐久性を長期間持続させ、長期にわたりそのシール性能を維持することができる。 According to the present invention, the durability of the dust seal can be maintained for a long period of time, and the sealing performance can be maintained over a long period of time.
実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、建設機械、土木機械、運搬車輌等のアクチュエータとして用いられる油圧シリンダ1(全体を図示せず)に採用されるロッドシーリングシステム11への適用例である。
Embodiments will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an application example to a
[ロッドシーリングシステム]
図1に示すように、ロッドシーリングシステム11は、往復直線運動をする可動部としてのピストンロッド12と、このピストンロッド12を収納する固定部としてのシリンダハウジング13との間に設けられている。ロッドシーリングシステム11は、ロッドパッキン31と、ロッドパッキン31の油圧側Oに配置されたバッファリング41と、ロッドパッキン31の大気側Aに配置されたダストシール51とを備えている。したがって油圧側Oから大気側Aに向かい、バッファリング41、ロッドパッキン31、ダストシール51の順に配列されている。
[Rod sealing system]
As shown in FIG. 1, the
ロッドパッキン31は、外部への作動油の漏れを防止するメインシールとなるもので、円環状のUパッキン32を主体として、このUパッキン32に平形ワッシャ状のバックアップリング33を隣接させた構造のものである。これらのUパッキン32とバックアップリング33とは、ともにシリンダハウジング13の内周面に設けられた装着溝14に収納されている。
The
バッファリング41は、高負荷時の衝撃圧や変動圧を緩衝したり、高温の作動油がロッドパッキン31の側へ流入することを抑止したりして、ロッドパッキン31の耐久性を維持する役割を果たしている。このようなバッファリング41は、円環状のUパッキン42を主体として、このUパッキン42のヒール部42aにバックアップリング43を嵌め込んだ構造のものである。これらのUパッキン42とバックアップリング43とは、ともにシリンダハウジング13の内周面に設けられた装着溝15に収納されている。
The
ダストシール51は、泥水やダストが大気側Aからロッドシーリングシステム11の内部に侵入することを防止するためのシールで、シール部材52を主体としている。シール部材52はウレタンによって成形された円環状の弾性部材であり、シリンダハウジング13の内周面に設けられた装着溝16に収納されている。シール部材52の内周面には油圧側Oにシールリップ53、大気側Aにダストリップ54がそれぞれ突出して配置されており、ともにピストンロッド12に弾性的に密接している。
The
このようなシール部材52は、内部に金属環55を埋設している。金属環55は、断面がL字形状をした金属製の環状部材であり、一片側が装着溝16の底部に沿って延び、別の一片側がピストンロッド12に向けて延びている。つまり金属環55は、ピストンロッド12の軸方向とその直交方向とに向けて延びている。
Such a
[第1の実施の形態]
ダストシール51の第1の実施の形態を図2に基づいて説明する。本実施の形態は、図1に示すロッドシーリングシステム11に適用されるダストシール51の一例である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the
図2中、ピストンロッド12は仮想的に示されている。符号Cは、ピストンロッド12の軸心である。ダストシール51は、ロッドシーリングシステム11が油圧シリンダ1に組み込まれたとき、シールリップ53及びダストリップ54が撓み、ピストンロッド12に密接する。図2中に示しているのは、撓む前のシールリップ53及びダストリップ54であり、ピストンロッド12の外周面から軸心Cに向けてはみ出している部分は、締め代となる部分である。
In FIG. 2, the
ダストシール51は、大気側Aに弾性部材であるシール部材52の肉厚を残し、金属環55を埋設している。したがってダストシール51の大気側Aに面した面である露出面51sは、全体的にウレタンからなるシール部材52となっており、この面に金属環55は露出していない。
The
もっとも大気側Aに面したダストシール51の露出面51sには、複数箇所、孔56が設けられている。これらの孔56は、ダストシール51の製造時、金属環55を支持してその位置ずれを防止するための冶具によって結果的に設けられた孔である。
On the exposed
本実施の形態のダストシール51は、大気側Aに面したシール部材52の露出面51sに、保護膜57を被覆している。保護膜57はシリンダハウジング13に接触する領域にまで回り込んでおり、ダストシール51の露出面51sを全面的に覆っている。保護膜57はナイロンを材質とするもので、ウレタンからなるシール部材52と一体成形されている。
The
このような構成において、本実施の形態のロッドシーリングシステム11は、建設機械、土木機械、運搬車輌等のアクチュエータとして用いられる油圧シリンダ1に採用されるために過酷な条件に晒され、ダストシール51の耐久性が損なわれやすい。
In such a configuration, the
例えば油圧シリンダ1には、防塵のために塗料が塗布されることがある。このとき本来は塗料を付着させてはならないロッドシーリングシステム11のダストシール51にも塗料が付着してしまい、これが硬化してダストシール51の耐久性を損なったり、ダストリップ54に亀裂が生じさせたりする原因となる。これに対して本実施の形態のダストシール51は、大気側Aに面した露出面51sが保護膜57によって覆われているので、塗料が硬化してもシール部材52が損傷しにくくなり、その耐久性が確保される。
For example, paint may be applied to the
また保護膜57は、例えばシール部材52の材料であるウレタンを損傷させたり腐食させたりしてしまうような溶剤がダストシール51に付着してしまったような場合にも、シール部材52を損傷や腐食から保護する。
The
さらに保護膜57は、ダストシール51に対する水の浸入、土砂や石、木などの異物の衝突からもシール部材52を保護する。
Further, the
しかも保護膜57は、シリンダハウジング13に接触する領域にまで回り込み、ダストシール51の露出面51sを全面的に覆っているので、塗料の塗布、溶剤の付着、水の浸入、異物の衝突から確実にシール部材52を守ることができる。これによって高い耐久性を長期間にわたり持続させることが可能となる。
Moreover, since the
このときシール部材52の大気側Aに面した露出面51sには孔56が開けられ、金属環55を露出させているが、金属環55はシール部材52に埋設されているためにこの部分はシール性が高く、水が浸入するという不都合が発生しない。
At this time, the exposed
本実施の形態において、シール部材52はウレタン製であり、保護膜57はナイロン製である。このためシール部材52に対して保護膜57を一体成形することが可能となり、その製造の容易化を図ることができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態において、ダストシール51は、大気側Aに弾性部材であるシール部材52の肉厚を残し、断面L字形の金属環55を埋設している。したがって金属環55を埋設したとしても、大気側Aに面するシール部材52の露出面51sには、シリンダハウジング13に接触する領域にまで回り込ませて保護膜57を形成し、ダストシール51の露出面51sを全面的に覆うことが可能となる。
In the present embodiment, the
[第2の実施の形態]
ダストシール51の第2の実施の形態を図3に基づいて説明する。本実施の形態は、図1に示すロッドシーリングシステム11に適用されるダストシール51の第1の実施の形態とは別の一例である。第1の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the
本実施の形態のダストシール51は、大気側Aに面したシール部材52の露出面51sを、保護カバー71で覆っている。そしてピストンロッド12に密接するスクレーパ81を保護カバー71に固定している。
The
保護カバー71は、円環形状をした金属部材であり、シリンダハウジング13に外周側が固定されている。つまりシリンダハウジング13の内周面には、シール部材52の露出面51sに間隔を開けて対面するように平形ワッシャ状の止め輪72が埋め込まれている。保護カバー71は、その外周側をシール部材52の露出面51sと止め輪72との間に挟み込まれている。このときシール部材52の露出面51sと止め輪72との間の対向間隔は、保護カバー71の肉厚寸法よりも僅かに短い寸法に設定されている。これによって保護カバー71は、シール部材52を僅かに変形させた状態でシール部材52の露出面51sと止め輪72との間に挟み込まれ、シール部材52の弾性復元力によって固定されている。
The
シリンダハウジング13に外周側を固定された保護カバー71は、ダストシール51との干渉を避けるように、大気側Aに向けて屈曲している。そして内周側をピストンロッド12の軸方向と直交する方向に屈曲させている。これによって保護カバー71の内周側は、ピストンロッド12の外周面に対して、その軸方向と直交する方向から隙間Gを開けて対面している。
The
スクレーパ81は、例えばウレタン、ゴム、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などを材料として形成された円環状の部材である。保護カバー71の内周側には、油圧側O側に位置させて段部73が形成されており、スクレーパ81はこの段部73に接着固定されている。この状態でスクレーパ81は、内周面をピストンロッド12の外周面に密接させている。
The
このような構成において、本実施の形態のロッドシーリングシステム11は、建設機械、土木機械、運搬車輌等のアクチュエータとして用いられる油圧シリンダ1に採用されるために過酷な条件に晒され、ダストシール51の耐久性が損なわれやすい。
In such a configuration, the
例えば油圧シリンダ1には、防塵のために塗料が塗布されることがある。このとき本来は塗料を付着させてはならないロッドシーリングシステム11のダストシール51にも塗料が付着してしまい、これが硬化してダストシール51の耐久性を損なったり、ダストリップ54に亀裂が生じさせたりする原因となる。これに対して本実施の形態のダストシール51は、シール部材52の大気側Aの露出面51sが全面的に保護カバー71によって覆われているので、シール部材52に対する塗料の塗布を完全に防止することができる。したがって塗料の塗布によるシール部材52の損傷が防止され、その耐久性が確保される。
For example, paint may be applied to the
また保護カバー71は、シール部材52の材料であるウレタンを損傷させたり腐食させたりしてしまうような溶剤がシール部材52に付着してしまうことも完全に防止する。したがって溶剤の付着によるシール部材52の損傷が防止され、その耐久性が確保される。
Further, the
また保護カバー71は、ダストシール51に対する土砂や石、木などの異物の衝突からシール部材52を保護し、スクレーパ81とともに、ダストシール51に対する水の浸入からもシール部材52を保護する。
Further, the
そしてスクレーパ81は、ピストンロッド12が往復直線運動をすることに伴い、ピストンロッド12に対する異物の付着を防止したり、固化しかけている異物を掻き落としたり、シール部分におけるダスト溜りの発生を防止したりするという機能をも発揮する。
The
このとき保護カバー71は、強度に優れた金属製であることから、土砂や石、木などの異物に対して大きな耐衝撃性を発揮し、シール部材52を確実に保護することができる。その一方でスクレーパ81は、シール部分に対する水の浸入やダスト溜りの発生を防止し、ピストンロッド12に対する異物の付着や固化を防止し得るのに最適な硬度を備えた材料によって成形されている。これによってスクレーパ81は、ピストンロッド12に損傷を生じさせることなく、その機能を発揮する。つまり本実施の形態では、保護カバー71とスクレーパ81とが別体で構成されていることから、それぞれの役割に適した材料を選択することができ、保護カバー71に求められる機能とスクレーパ81に求められる機能とを高い次元で実現させることができる。
At this time, since the
したがって本実施の形態のダストシール51によれば、塗料の塗布、溶剤の付着、水の浸入、異物の衝突、ピストンロッド12に対する異物の付着と固化、シール部分におけるダスト溜りの発生から確実にシール部材52を守ることができる。これによって高い耐久性を長期間にわたり持続させることが可能となる。
Therefore, according to the
本実施の形態において、ダストシール51は、大気側Aに弾性部材であるシール部材52の肉厚を残し、断面L字形の金属環55を埋設している。また保護カバー71は、シリンダハウジング13からピストンロッド12に向けて突出する止め輪72とシール部材52の大気側Aの露出面51sとの間に挟持されている。したがって保護カバー71の外周側は、シール部材52に密接し、この部分のシール性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
[変形例]
実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。
[Modification]
In implementation, various modifications and changes are possible.
例えば第1の実施の形態においては、シール部材52に保護膜57を一体成形した一例を示したが、保護膜57は必ずしもシール部材52に一体成形されていなくてもよく、例えばシール部材52の露出面51sに接着されていてもよい。
For example, in the first embodiment, an example in which the
またシール部材52、保護膜57、保護カバー71及びスクレーパ81の材料に関しては、上記実施の形態で紹介したものに限らず、各種の材料を適宜用いるようにしてもよい。
The materials of the
その他、実施に際してはあらゆる変形や変更が可能である。 In addition, various modifications and changes can be made in the implementation.
1 油圧シリンダ
11 ロッドシーリングシステム
12 ピストンロッド(可動部)
13 シリンダハウジング(固定部)
14 装着溝
15 装着溝
16 装着溝
31 ロッドパッキン
32 Uパッキン
33 バックアップリング
41 バッファリング
42 Uパッキン
42a ヒール部
43 バックアップリング
51 ダストシール
51s 露出面(シール部材の大気側の面)
52 シール部材
53 シールリップ
54 ダストリップ
55 金属環
56 孔
57 保護膜
71 保護カバー
72 止め輪
73 段部
81 スクレーパ
A 大気側
O 油圧側
G 隙間
1
13 Cylinder housing (fixed part)
14 mounting
52
Claims (5)
前記固定部に対して相対的に往復直線運動をする可動部と、
前記固定部に外周側が固定され、前記可動部に内周側が摺動自在に密接する弾性部材からなるシール部材と、
前記固定部に接触する領域まで前記シール部材の大気側の面を被覆する樹脂製の保護膜と、
を備えることを特徴とするダストシール。 A fixed part;
A movable part that reciprocates linearly relative to the fixed part;
A seal member made of an elastic member whose outer peripheral side is fixed to the fixed portion and whose inner peripheral side is slidably in close contact with the movable portion;
A protective film made of resin that covers the atmosphere-side surface of the sealing member up to the region in contact with the fixed portion;
A dust seal characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のダストシール。 The seal member is made of urethane, and the protective film is made of nylon.
The dust seal according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のダストシール。 The seal member is embedded in a metal ring having an L-shaped cross section that is fixed to the fixing portion, leaving the thickness of the elastic member on the atmosphere side.
The dust seal according to claim 1 or 2, wherein the dust seal is provided.
前記固定部に対して相対的に往復直線運動をする可動部と、
前記固定部に外周側が固定され、前記可動部に内周側が摺動自在に密接する弾性部材からなるシール部材と、
前記固定部に外周側が固定されて前記シール部材の大気側の面を覆い、内周側が前記可動部に隙間を開けて対面する保護カバーと、
前記保護カバーの内周側に固定され、前記可動部の軸方向に直交する方向からこの可動部に摺動自在に密接する弾性体からなるスクレーパと、
を備えることを特徴とするダストシール。 A fixed part;
A movable part that reciprocates linearly relative to the fixed part;
A seal member made of an elastic member whose outer peripheral side is fixed to the fixed portion and whose inner peripheral side is slidably in close contact with the movable portion;
A protective cover whose outer peripheral side is fixed to the fixed part and covers the air side surface of the seal member, and whose inner peripheral side faces the movable part with a gap;
A scraper made of an elastic body fixed to the inner peripheral side of the protective cover and slidably in close contact with the movable part from a direction perpendicular to the axial direction of the movable part;
A dust seal characterized by comprising:
前記保護カバーは、前記固定部から前記可動部に向けて突出する止め輪と前記シール部材の大気側の面との間に挟持されている、
ことを特徴とする請求項4に記載のダストシール。 The seal member is embedded in a metal ring having an L-shaped cross section that is fixed to the fixing portion, leaving the thickness of the elastic member on the atmosphere side,
The protective cover is sandwiched between a retaining ring protruding from the fixed portion toward the movable portion and a surface on the atmosphere side of the seal member.
The dust seal according to claim 4.
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