JP2021001647A - コンタミネーションシール - Google Patents

Abstract

【課題】オイルまたは空気に含まれるコンタミネーションを捕捉する性能が高いコンタミネーションシールを提供する。【解決手段】コンタミネーションシールは、ハウジングの孔の内周面と孔に往復移動可能に配置されたロッドの外周面との間の環状の隙間に配置されて、隙間内に配置された円環状のパッキンをコンタミネーションから保護する。コンタミネーションシールは、発泡ウレタンから形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ハウジングの孔の内周面と、孔に往復移動可能に配置されたロッドの外周面との間の環状の隙間に配置される円環状のコンタミネーションシールに関する。

特許文献１に記載されているように、円環状のコンタミネーションシールは、油圧シリンダー装置または空気圧シリンダー装置のハウジングの孔の内周面と、孔に往復移動可能に配置されたロッドの外周面との間の環状の隙間内に配置された円環状のパッキンをコンタミネーションから保護するために使用される。

特開２０１０−０３８３２８号公報

油圧シリンダー装置または空気圧シリンダー装置において、オイルまたは空気に含まれるコンタミネーションを捕捉する需要が高まっている。

そこで、本発明は、オイルまたは空気に含まれるコンタミネーションを捕捉する性能が高いコンタミネーションシールを提供する。

本発明のある態様に係るコンタミネーションシールは、ハウジングの孔の内周面と前記孔に往復移動可能に配置されたロッドの外周面との間の環状の隙間に配置され、前記隙間内に配置された円環状のパッキンをコンタミネーションから保護する円環状のコンタミネーションシールである。コンタミネーションシールは、発泡ウレタンから形成されている。

この態様においては、オイルまたは空気に含まれるコンタミネーションが発泡ウレタンから形成されたコンタミネーションシールに付着しやすい。具体的には、発泡ウレタンは軟らかい材料であるので、コンタミネーションの粒子がコンタミネーションシール内に埋没しやすい。また、発泡ウレタンのセル（気泡）にコンタミネーションの粒子が侵入しやすい。したがって、コンタミネーションシールで保護されるパッキンの環境をより清浄にすることができる。

本発明の実施形態に係るコンタミネーションシールを有するシリンダー装置の一部破断斜視図である。 図１のシリンダー装置のシーリングシステムを拡大して示す断面図である。 シーリングシステムの変形例を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態に係るコンタミネーションシールの正面図である。 実施形態に係るコンタミネーションシールの一部の斜視図である。 実施形態に係るコンタミネーションシールの拡大断面図である。 実施形態の変形例に係るコンタミネーションシールの斜視図である。 実施形態の他の変形例に係るコンタミネーションシールの材料であるシートの斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るコンタミネーションシールが適用されるシリンダー装置１は、ピストンロッド２と、ピストンロッド２のハウジングであるシリンダー３を有する。シリンダー装置１は、油圧シリンダー装置または空気圧シリンダー装置である。

ピストンロッド２とシリンダー３との間の環状の隙間を封止するシーリングシステムＳ１，Ｓ２が、シリンダー装置１の軸線方向に離れた２箇所にそれぞれ設けられている。シーリングシステムＳ１，Ｓ２により、ピストンロッド２とシリンダー３との間には、２つの被密封領域Ｋ１，Ｋ２が形成される。被密封領域Ｋ１は、シリンダー３の図１における左端部とシーリングシステムＳ１により画定される。被密封領域Ｋ２は、シーリングシステムＳ１，Ｓ２の間の領域である。

シーリングシステムＳ１は、円環状のピストンパッキン１０、円環状のウエアリング１１、および円環状のコンタミネーションシール１２を有する。ピストンパッキン１０、ウエアリング１１およびコンタミネーションシール１２は、ピストンロッド２の外周面に形成された環状溝にそれぞれ嵌め入れられている。ピストンパッキン１０、ウエアリング１１およびコンタミネーションシール１２の外周面は、シリンダー３の孔の内周面に摺動可能に接触する。

シーリングシステムＳ２は、円環状のロッドパッキン２０、円環状のバッファーリング２１、および円環状のダストシール２２を有する。ロッドパッキン２０、バッファーリング２１およびダストシール２２は、シリンダー３の内周面に形成された環状溝にそれぞれ嵌め入れられている。ロッドパッキン２０、バッファーリング２１およびダストシール２２の内周面は、ピストンロッド２の外周面に摺動可能に接触する。ロッドパッキン２０は、主としてオイル漏れを防止または低減する役割を担い、バッファーリング２１は、主として耐圧（油圧または空気圧の緩和）の役割を担い、ダストシール２２は、主として外部からの異物の侵入を防止または低減する役割を担う。

このような構成において、シリンダー３に設けられた開口部４，５を通じて、それぞれ被密封領域Ｋ１，Ｋ２に送り込まれるオイルまたは空気の圧力を制御することによって、ピストンロッド２をシリンダー３に対して往復移動させることができる。

図２は、シーリングシステムＳ１を拡大して示す。

ピストンパッキン１０は、硬質材料（例えばポリアミド樹脂）から形成されたシールリング１５と、シールリング１５をシリンダー３の内周面に接触するように径方向外側に向けて押圧するバックリング１６を有する。バックリング１６は、例えばエラストマーのような弾性材料から形成されたＯリングであってよい。シールリング１５とバックリング１６は、ピストンロッド２の環状溝１４の内部に配置されており、シールリング１５の外側部分は環状溝１４から突出し、シリンダー３の内周面に接触する。

ウエアリング１１は、ピストンロッド２とシリンダー３との間の偏心を小さくするピストンロッド２の軸受として機能し、ピストンパッキン１０の耐久性およびシール性を向上させるために用いられる。ウエアリング１１は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂またはポリアミド樹脂から形成されている。

コンタミネーションシール１２は、被密封領域Ｋ１内のオイルまたは空気中のダスト等のコンタミネーションがピストンパッキン１０に接触しないように阻止するために設けられている。すなわち、コンタミネーションシール１２は、ピストンロッド２とシリンダー３の間の環状の隙間に配置されたピストンパッキン１０をコンタミネーションから保護する。

図１および図２に示すシーリングシステムＳ１では、ピストンパッキン１０の被密封領域Ｋ１側にコンタミネーションシール１２が配置され、ピストンパッキン１０の被密封領域Ｋ２側にウエアリング１１が配置されている。

しかし、図３に示すように、シーリングシステムＳ１の変形例では、ピストンパッキン１０の被密封領域Ｋ１側にウエアリング１１とコンタミネーションシール１２が配置されてよく、ピストンパッキン１０の被密封領域Ｋ２側にウエアリング１１とコンタミネーションシール１２が配置されてよい。

図４および図５に示すように、コンタミネーションシール１２は、２つの端部１２Ａ，１２Ｂを有する長尺の湾曲した円弧状の棒から構成されている。具体的には、コンタミネーションシール１２は、長尺の円弧状の棒から、棒の両端部１２Ａ，１２Ｂを接合することにより、円環形をなすよう形成されている。したがって、コンタミネーションシール１２は、両端部１２Ａ，１２Ｂから形成された接合部３０を有する。このように、コンタミネーションシール１２は、無端リングではなく、円弧状の棒から形成されているので、コンタミネーションシール１２をピストンロッド２の外周面に形成された周溝に嵌め込むように、コンタミネーションシール１２をピストンロッド２の周囲に配置するのが容易である。

図４および図５に示す端部１２Ａ，１２Ｂの形状は、公知であって、バイアスカットと呼ばれる。バイアスカットは、コンタミネーションシール１２の周方向への拡張（ひいては径方向への拡張）を許容し、なおかつ高い封止性能を有するので、優れている。

但し、図４および図５に示す端部１２Ａ，１２Ｂの形状は例示であって、コンタミネーションシール１２の端部の形状は、バイアスカットに限定されず、ステップカット、ストレートカット、特殊ステップカットのいずれであってもよい。

コンタミネーションシール１２の外周面には、コンタミネーションシール１２の軸線方向に延びる切欠きまたは溝３１が形成されている。切欠きまたは溝３１は、油圧または空気圧を逃がすために設けられている。コンタミネーションシール１２の外周面は、図２または図３に示すように、シリンダー３の孔の内周面に面接触するが、コンタミネーションシール１２には高い封止性能は要求されていない。むしろ、コンタミネーションシール１２の外周面の全体がシリンダー３の孔の内周面に完全に面接触すると、油圧または空気圧のために破損または早期に劣化するおそれがある。切欠きまたは溝３１は、油圧または空気圧を逃がして、コンタミネーションシール１２の寿命を高める。複数の切欠きまたは溝３１を形成してもよい。切欠きまたは溝３１は、コンタミネーションシール１２の内周面に形成してもよい。

この実施形態においては、コンタミネーションシール１２は、発泡ウレタン（発泡ポリウレタン）から形成されている。このため、図６に示すように、オイルまたは空気に含まれるコンタミネーションの粒子３２が発泡ウレタンから形成されたコンタミネーションシール１２に付着しやすい。具体的には、発泡ウレタンは軟らかい材料であるので、コンタミネーションの粒子３２がコンタミネーションシール１２内に埋没しやすい。また、発泡ウレタンのセル（気泡）にコンタミネーションの粒子３２が侵入しやすい。したがって、コンタミネーションシール１２で保護されるピストンパッキン１０の環境をより清浄にすることができる。

上記の実施形態においては、コンタミネーションシール１２は、長尺の円弧状の棒から、棒の両端部を接合することにより、円環形をなすよう形成されている。

しかし、図７に示す変形例のコンタミネーションシール３５のように、本発明に係るコンタミネーションシールは無端のリングであってもよい。コンタミネーションシール３５の外周面には、油圧または空気圧を逃がすための複数の切欠きまたは溝３６が形成されている。

また、図８に示す変形例のように、本発明に係るコンタミネーションシールは、長尺なシート４０を丸めることによって形成されてもよい。シート４０は、幅方向に延びる複数の切欠きまたは溝４１を有する。シート４０をピストンロッド２に巻き付けて、シート４０の両端部を接合することにより、円環形のコンタミネーションシールを形成することができる。切欠きまたは溝４１は油圧または空気圧を逃がすために使用される。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

例えば、コンタミネーションシール１２，３５，４０の各々は、矩形の断面を有する。しかし、コンタミネーションシールの断面形状は、矩形に限定されず、他の形状であってもよい。

１ シリンダー装置
２ ピストンロッド
３ シリンダー（ハウジング）
Ｓ１ シーリングシステム
Ｋ１ 被密封領域
１０ ピストンパッキン
１１ ウエアリング
１２，３５ コンタミネーションシール

Claims (1)

1. ハウジングの孔の内周面と前記孔に往復移動可能に配置されたロッドの外周面との間の環状の隙間に配置され、前記隙間内に配置された円環状のパッキンをコンタミネーションから保護する円環状のコンタミネーションシールであって、
   発泡ウレタンから形成されていることを特徴とするコンタミネーションシール。

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