JP2587026Y2 - シールリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、液圧機器のシールリン
グ、特に、液圧機器の相対運動部において圧力流体を密
封するシール装置に用いられるシールリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】液圧機器の相対運動部においてシール装
置として使用されるシールリングは、ポリイミド樹脂等
の耐熱性合成樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性合成樹
脂、ふっ素樹脂等の各種合成樹脂、ポリウレタン、ポリ
エステル等の熱可塑性エラストマー材料、硬質の合成ゴ
ム等の材質からなる略矩形断面のリング部材である。こ
の種のシールリングは、単独または合成ゴム製の断面が
円形のＯリング、断面が矩形の角リング等のバックリン
グと組み合わせて構成されるスリッパーシールとして使
用される。シールリング又はスリッパーシールは、全体
がピストンの外周面またはロッドカバーの内周面等に設
けられた略矩形断面の装着溝に取り付けられ、例えばシ
リンダ、バルブ、ジョイント等の各種の液圧機器の往復
動部、回転部、揺動部等の運動部のシール装置として使
用されている。

【０００３】このようなシールリングを用いたシール装
置は、シール装置に作用する液圧の作用方向が切り替わ
ったとき等に、シールリングの側面と装着溝の側面とが
密着することにより、圧力流体が装着溝の底面側に導入
されなくなる。このため、シールリングの相手側の運動
面に対する接触面圧が液圧より低くなり、液密封止性が
保てなくなる、いわゆる吹抜け現象と言われる大量の連
続漏れが発生することがある。

【０００４】このような吹抜け漏れを防止するシール装
置として、図６に示すように、シールリング１２の側面
１４にその外内周面を連通する複数の圧力導入溝１３を
設けたものが知られている。このシール装置では、シー
ルリング１２の側面が装着溝の側面に密着しても、圧力
導入溝１３により装着溝の底面側に確実に圧力流体が導
入され、吹抜け漏れを防止できる。

【０００５】しかしながら、前述した圧力導入溝１３を
シールリング１２の側面に設けると、スリッパーシール
のようにバックリング１６を併用する場合には、液圧に
よりバックリング１６が圧力導入溝１３に押し出されて
損傷することがある。

【０００６】吹抜け漏れ防止とバックリングの損傷防止
とを図ったシール装置として、本出願人による実公平１
−２８３７２号に開示されたシール装置が知られてい
る。このシール装置は、合成樹脂あるいは熱可塑性エラ
ストマー材料製のシールリングの側面に、シール面側を
深く、バックリング側を浅くしたテーパ状の圧力導入溝
を設けたものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来のシール装置はいずれもシールリングの側面に圧
力導入溝を設けなければならないので、たとえば、４フ
ッ化エチレン樹脂等の切削加工により最終成形品を得る
材料でシールリングを製造すると、圧力導入溝を別途追
加加工する必要があり、製造コストが高くなる。また、
熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等の射出成形可能
な材料でシールリングを製造すると、成形金型に圧力導
入溝に相当する部分の追加加工が必要になるとともに、
成型後の製品のバリ取り仕上げが困難であり、製造コス
トが高くなるとともに製造が困難である。

【０００８】ここに、本考案の目的は、吹抜け漏れの発
生を防止するシール性に優れた、安価かつ製造容易なシ
ールリングを提供することにある。具体的には、本考案
の目的は、液圧の作用方向が切り替わったときに装着溝
の側面とシールリングの側面との密着状態を速やかに終
わらせ、圧力流体を装着溝底面側に導入して吹抜け漏れ
を防止する、吹抜け防止機能を有するシールリングを、
切り欠き溝等の特別な追加加工や困難な作業をすること
なく、安価かつ製造容易に得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案者はこのような目
的を達成するために、従来のシールリングについて検討
を重ねた。まず、シールリングの吹抜け漏れを防止する
ためには、シールリングに対する液圧の作用方向が切り
替わったときに、シールリングの側面と装着溝の側面と
の密着が容易に離れ、圧力液体が両者の間から装着溝の
底面側へ入り込めばよいことが知られている。

【００１０】そのためには、本考案者は、シールリング
の側面と装着溝の側面との接触状態の如何にかかわら
ず、液圧を確実にシールリングの側面に作用させ、背圧
による押付け力に抗して液圧によりシールリングを装着
溝の逆側の側面へ移動させ、それによってできるシール
リングの側面と装着溝の側面との隙間から圧力流体を装
着溝の底面へ導入すれば良いことに着目して本考案を完
成した。

【００１１】すなわち、本考案にかかるシールリング
は、互いに嵌合して相対的に運動し、嵌合部分がそれぞ
れ円形断面の２つの円形部材の、いずれか一方の部材の
対向周面に設けられた略矩形断面の環状装着溝に装着さ
れ、圧力流体を密封するシール装置として単独またはバ
ックリングと組み合わされて使用される弾性材料からな
る、前記装着溝の側面に密着できる側面を備えた略矩形
断面のシールリングにおいて、他方の前記円形部材との
運動面と側面との角部に、前記運動面側より前記側面側
が大きく切り欠かれた環状の凹部を有することを特徴と
する。

【００１２】

【作用】本考案によれば、図１及び図４に示すように、
シールリング２の少なくとも液圧が作用する側面４に、
側面４の径方向寸法ａが、その運動面３の軸方向寸法ｂ
及び２つの円形部材１０，１１の片側隙間ｃよりも大き
い幅寸法で構成された環状の凹部６を設けることによ
り、軸方向の投影面積が径方向の投影面積より大きくな
る。したがって、シールリング側面４が装着溝側面２６
に背圧により密着した状態においても、液圧がシールリ
ング２の凹部６に垂直に作用すると、シールリング２を
軸方向に押す分力（軸方向の分力）が径方向の分力より
も大きくなるため、シールリング２が装着溝２５内で軸
方向に移動する。この結果、シールリング側面６が装着
溝側面２６から離反し、圧力流体が装着溝底面２７側に
容易に導入され、吹抜け漏れの発生を防ぐことが可能に
なる。このような凹部６は、成型加工性を阻害しない単
純な構成であり、加工が容易であるとともに、金型加工
も容易である。また、バリ等も発生しにくいので、バリ
取り等の困難な作業も不要である。このため、吹抜け漏
れを防止し得るシールリングを安価かつ製造容易に得る
ことができる。

【００１３】本考案による環状の凹部６は、上述した作
用・効果を得るための圧力作用間隙をシールリング側面
４と装着溝側面２５との間で構成し、かつ圧力作用面と
して軸方向の投影面積が、径方向の投影面積よりも大き
く構成されればよく、その断面形状は、前記構成を満足
する径方向の寸法が長い略矩形、三角形、円弧状等が例
示される。

【００１４】また、環状の凹部６の側面４の幅ａは、圧
力流体の液圧、温度、シールリングの材料の圧縮強度等
の材料特性との関係により、シールリングに作用する液
圧を受ける面積の側面部分を残すように設定すればよ
い。

【００１５】

【実施例】以下、本考案をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。図１は、本考案の一実施例によるシール
リング２の断面部分図である。図において、シールリン
グ２は、たとえば４フッ化エチレン樹脂製の円環状の部
材である。シールリング２の運動面３である外周面と側
面４との角部には、環状部材から切削加工により、運動
面３側より側面４側を大きく切り欠いた形状の環状の凹
部６が設けられている。すなわち、この凹部６は、径方
向寸法ａが軸方向寸法ｂより大きい形状である（ａ＞
ｂ）。

【００１６】シールリング２は、単独で用いて圧力流体
をシールしてもよい。また、図２および図６に示すよう
に、シールリングの内周面に配置された例えばＯリング
からなるバックリング１６と組み合わせたスリッパーシ
ールとして圧力流体をシールしてもよい。

【００１７】図３に、本考案に係るシールリング２を採
用した油圧シリンダー３０の断面構造を示す。油圧シリ
ンダー３０は、シリンダーケース３１と、該シリンダー
ケース３１内を軸方向に移動自在なピストン（円形部材
の一例）１１とを有している。シリンダーケース３１
は、シリンダーチューブ（円形部材の一例）１０と、該
シリンダチューブ１０の両端を液密に封止するロッドフ
ランジ３３及びヘッドフランジ３５とを有している。ロ
ッドフランジ３３及びヘッドフランジ３５には、それぞ
れ配管接続口３６，３７が設けられている。これらの接
続口３６，３７は、ロッド側油室４０及びヘッド側油室
４１にそれぞれ開口する油路３８，３９に接続されてい
る。

【００１８】ピストン１１からは、同芯に配置されたピ
ストンロッド３２が突出している。ピストンロッド３２
は、ロッドフランジ３３の中心を貫通しており、ピスト
ンロッド３２の貫通部分はスリッパーシール４２により
液密に封止されている。

【００１９】ピストン１１の外周には、図４に拡大して
示すように、略矩形断面の環状装着溝２５が形成されて
いる。この装着溝２５には、Ｏリングからなるバックリ
ング１６と、バックリング１６の外周側に配置されたシ
ールリング２とからなるスリッパーシール４３が装着さ
れている。シールリング２の凹部６の径方向寸法ａ（図
１）は、前述したように軸方向寸法ｂより大きいが、さ
らにシリンダーチューブ１０の内径とピストン１１の外
径との差の半分の寸法（片側隙間）ｃより大きい。

【００２０】ここで、ａ＞ｂとしたのは、凹部６におい
て軸方向の投影面積を径方向の投影面積より大きくする
ためである。これにより、シールリング側面４が装着溝
側面２６に密着した状態においても、液圧がシールリン
グ２の凹部６に垂直に作用すると、シールリング２を軸
方向に押す分力（軸方向の分力）が径方向の分力よりも
大きくなるため、シールリング２が装着溝２５内で軸方
向に移動する。この結果、シールリング側面６が装着溝
側面２６から離反し、圧力液体が装着溝底面２７側に容
易に導入され、吹抜け漏れの発生を防ぐことが可能にな
る。

【００２１】また、ａ＞ｃとしたのは、矢印Ｂ方向（た
とえばロッド油室４０側）から矢印Ａ方向（たとえばヘ
ッド油室４１側）に作用する液圧が変化したときに、シ
ールリング２の側面４を装着溝２５の側面２６からより
確実に離反させるようにするためであるまたこの径方向
寸法ａは、通常は、シールリング２の径方向の幅寸法の
４／５程度以内が好ましい。次に、シールリング２の作
用について詳しく説明する。

【００２２】シールリング２には、前述した凹部６が運
動面３と側面４との角部に設けられている。ここでは、
凹部６を設けることにより、たとえばＢ方向から液圧が
作用し、シールリング２の側面４が装着溝２５の側面２
６に密着した状態から、液圧がＡ方向からに切り替わっ
た場合には、Ａ方向から液圧が作用し、シリンダーチュ
ーブ１０とピストン１１との隙間から圧力油が凹部６に
導入される。すると、軸方向分力が径方向分力より大き
いので、シールリング２が軸方向に移動し、シールリン
グ２の側面４と装着溝２５の側面２６との密着をすみや
かに終了させる。次いで、シールリング２の移動によっ
て生じた隙間から圧力油が装着溝２５の底面２７側に導
入され、その油圧が底面２７に作用して、シールリング
２の運動面３をシリンダーチューブ１０の内周面２２側
に押しつけて圧接させる。この結果、シール性が付与さ
れて吹抜け漏れを防止できる。

【００２３】この実施例では、シールリング２の角部に
設けた凹部６に作用する液圧の分力が、シールリング２
の相手運動面またはバックリング等の摩擦力よりも大き
な軸方向に対する推力として、シールリング２を軸方向
に移動させるように作用させるために、凹部６の径方向
寸法ａを軸方向寸法ｂより十分大きくすることにより、
良好な効果が得られる。

【００２４】ここで上述した凹部の代わりに、シールリ
ング２の角部にＣ面取り加工やＲ面取り加工等の運動面
側と側面側とが同寸法の加工を行うと、径方向寸法ａと
軸方向寸法ｂとが同じとなり、軸方向分力と径方向分力
とが等しくなる。このため、軸方向の推力を大きくする
ために面取り量を多くしても、径方向分力も大きくな
り、シールリング２を径方向に押し下げる（装着溝内に
押し込む）力が大きくなるので、吹抜け漏れを防止でき
ない。

【００２５】ここでは、シールリングの運動面と側面と
の角部に前述した寸法の凹部を設けるだけでよいので、
特別の追加加工をすることなく安価かつ製造容易に吹抜
け漏れを防止できる。なお、図５に示すように、スリッ
パーシールの代わりに、シールリング２単独でシールす
る構成であっても本考案を適用できる。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように、本考案に係るシー
ルリングは、シールリングの運動面と側面との角部に、
運動面側より側面側が大きく切り欠かれた環状の凹部を
設けるという、成型加工性を阻害しない極めて単純な構
成で、吹抜け漏れを防止できる。したがって、製品のコ
ストにほとんど影響がなく、また、バリ等も発生しにく
いので、吹抜け漏れを防止し得るシールリングを安価か
つ製造容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るシールリングの断面部分図であ
る。

【図２】シールリングとバックアップリングとを組み合
わせたスリッパーシールの断面部分図である。

【図３】本考案に係るシールリングを採用した油圧シリ
ンダーの断面図である。

【図４】図３のＩＶ部断面拡大図である。

【図５】他の実施例のシールリングの断面部分図であ
る。

【図６】従来のスリッパーシールの断面部分図である。

【符号の説明】

２：シールリング ３：運動面 ４：側面 ６：凹部 １０：シリンダーチューブ １１：ピストン １６：バ
ックリング ２５：装着溝 ２６：側面 ａ：凹部の傾方向寸法
ｂ：凹部の軸方向寸法

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに嵌合して相対的に運動し、嵌合部
   分がそれぞれ円形断面の２つの円形部材の、いずれか一
   方の部材の対向周面に設けられた略矩形断面の環状装着
   溝に装着され、圧力流体を密封するシール装置として単
   独またはバックリングと組み合わされて使用される弾性
   材料からなる、前記装着溝の側面に密着できる側面を備
   えた略矩形断面のシールリングにおいて、 他方の前記円形部材との運動面と側面との角部に、前記
   運動面側より前記側面側が大きく切り欠かれた環状の凹
   部を有することを特徴とするシールリング。