JP2673377B2 - 回転用シール装置 - Google Patents
回転用シール装置Info
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- JP2673377B2 JP2673377B2 JP1215521A JP21552189A JP2673377B2 JP 2673377 B2 JP2673377 B2 JP 2673377B2 JP 1215521 A JP1215521 A JP 1215521A JP 21552189 A JP21552189 A JP 21552189A JP 2673377 B2 JP2673377 B2 JP 2673377B2
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- sealing ring
- support ring
- ring
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転用シール装置に関する。
一般に、建設機械等に用いられているスイベル継手
（swivel joint）は、従来から耐久性が劣り、流体漏
れ等のトラブルが発生し易かった。即ち、従来のスイベ
ル継手に用いられてきた回転用シール装置としては、凹
溝内にＯリング等の弾性支持リングと一文字形断面形状
のリングとを嵌着したもの、あるいは、Ｏリングのみを
嵌着したものを用いられていたが、共廻りを生じて弾性
支持リングが早期に損傷を受け、流体漏れを生じた。ま
た、使用圧力もせいぜい150kgf/cm2程度までが限度であ
った。さらに回転トルクも大きいという問題があった。
（swivel joint）は、従来から耐久性が劣り、流体漏
れ等のトラブルが発生し易かった。即ち、従来のスイベ
ル継手に用いられてきた回転用シール装置としては、凹
溝内にＯリング等の弾性支持リングと一文字形断面形状
のリングとを嵌着したもの、あるいは、Ｏリングのみを
嵌着したものを用いられていたが、共廻りを生じて弾性
支持リングが早期に損傷を受け、流体漏れを生じた。ま
た、使用圧力もせいぜい150kgf/cm2程度までが限度であ
った。さらに回転トルクも大きいという問題があった。
本発明は課題を解決するために、孔部内周面に凹溝を
有する第１部材の該凹溝の奥部に嵌着されると共に横断
面形状が略正方形乃至矩形の弾性支持リングと、該支持
リングによって該凹溝の開口側へ押圧されて第２部材の
外周面に密封状に接する硬質樹脂製の密封リングとを備
え、さらに、該密封リングの外周面に、上記凹溝内への
嵌着状態で上記支持リングの内周押圧面に喰込む廻り止
め突条を、周方向に設けた。
有する第１部材の該凹溝の奥部に嵌着されると共に横断
面形状が略正方形乃至矩形の弾性支持リングと、該支持
リングによって該凹溝の開口側へ押圧されて第２部材の
外周面に密封状に接する硬質樹脂製の密封リングとを備
え、さらに、該密封リングの外周面に、上記凹溝内への
嵌着状態で上記支持リングの内周押圧面に喰込む廻り止
め突条を、周方向に設けた。
硬質樹脂製の密封リングは支持リングに弾発的に押圧
されて、第２部材の外周面に接触して密封作用をなす。
第２部材の外周面と硬質樹脂製密封リングが接触して、
回転するから、摩擦抵抗が小さく回転トルクが小さい。
されて、第２部材の外周面に接触して密封作用をなす。
第２部材の外周面と硬質樹脂製密封リングが接触して、
回転するから、摩擦抵抗が小さく回転トルクが小さい。
密封リングの外周面の廻り止め突条が弾性支持リング
の内周押圧面に喰込んでいるから、相対的に回転せず、
これに伴って、軸側に相当する第２部材とこれに直接に
接する密封リングが、共廻りするのを阻止する。
の内周押圧面に喰込んでいるから、相対的に回転せず、
これに伴って、軸側に相当する第２部材とこれに直接に
接する密封リングが、共廻りするのを阻止する。
以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説する。
本発明に係る回転用シール装置は、第１図に示すよう
な装着状態（低圧時）であって、建設機械等に於て一般
に使用されているスイベル継手（swivel joint）に適
用されるものである。
な装着状態（低圧時）であって、建設機械等に於て一般
に使用されているスイベル継手（swivel joint）に適
用されるものである。
第１図、及び各構成部品を自由状態で示す第２図に於
て、１は第１部材、２は第２部材を示し、第１部材１の
円形の孔部３の内周面に凹溝４を形成し、この凹溝４内
の奥部に自由状態にて略正方形乃至矩形状の弾性リング
５を嵌着し、凹溝４の開口側に硬質樹脂製の密封リング
６を嵌着し、その後、軸側に相当する第２部材２を、上
記第１部材１の孔部３に嵌挿して組立てられる。凹溝４
は横断面矩形状であって、弾性支持リング５は軟質弾性
材料として、ニトリルブタジエンゴム等のゴムや軟質樹
脂が使用され、また、密封リング６は回転する第２部材
２と直接に摺接するため低摩擦係数のフッ素樹脂が使用
され、特に、耐熱性と耐摩耗性に優れた充填材入りPTFE
材が好適である。
て、１は第１部材、２は第２部材を示し、第１部材１の
円形の孔部３の内周面に凹溝４を形成し、この凹溝４内
の奥部に自由状態にて略正方形乃至矩形状の弾性リング
５を嵌着し、凹溝４の開口側に硬質樹脂製の密封リング
６を嵌着し、その後、軸側に相当する第２部材２を、上
記第１部材１の孔部３に嵌挿して組立てられる。凹溝４
は横断面矩形状であって、弾性支持リング５は軟質弾性
材料として、ニトリルブタジエンゴム等のゴムや軟質樹
脂が使用され、また、密封リング６は回転する第２部材
２と直接に摺接するため低摩擦係数のフッ素樹脂が使用
され、特に、耐熱性と耐摩耗性に優れた充填材入りPTFE
材が好適である。
しかして、密封リング６は、その外周面７に、４本の
廻り止め突状8,9,9,8を夫々周方向へ連続して設けられ
ている。即ち、左右端縁の廻り止め突条8,8と、その間
に等ピッチで配設された２本の中間廻り止め突条9,9か
ら構成され、従って、３本の浅い凹周溝10…がそれ等の
間に形成される。
廻り止め突状8,9,9,8を夫々周方向へ連続して設けられ
ている。即ち、左右端縁の廻り止め突条8,8と、その間
に等ピッチで配設された２本の中間廻り止め突条9,9か
ら構成され、従って、３本の浅い凹周溝10…がそれ等の
間に形成される。
例えば、突条8,9の幅寸法w1,w2は、密封リング６の全
幅寸法Ｗの約６％〜12％程度が望ましい。また、突条8,
9の高さ寸法ｈは、密封リング６の高さ寸法Ｈの10％〜2
0％とする。さらに、0.30W≦Ｈ≦0.70Wに設定し、特に
0.40W≦Ｈ≦0.60Wが望ましい。
幅寸法Ｗの約６％〜12％程度が望ましい。また、突条8,
9の高さ寸法ｈは、密封リング６の高さ寸法Ｈの10％〜2
0％とする。さらに、0.30W≦Ｈ≦0.70Wに設定し、特に
0.40W≦Ｈ≦0.60Wが望ましい。
しかも、図例では、密封リング６はその内周面に、軸
方向略中央部位の中央突条11と、軸方向端縁近傍の略三
角山形の端縁突条12,12を有する。なお、本発明に於い
て、内周面の形状は平滑面としたり、逆に突条の本数を
増加させたり、その突条の形状を更新させるも、自由で
ある。
方向略中央部位の中央突条11と、軸方向端縁近傍の略三
角山形の端縁突条12,12を有する。なお、本発明に於い
て、内周面の形状は平滑面としたり、逆に突条の本数を
増加させたり、その突条の形状を更新させるも、自由で
ある。
ところで、各構成部材を自由状態で夫々示し、かつ重
ね合わせて描いた第２図で明らかなように、密封リング
６の内径寸法Ｋと、第２部材２の外径寸法ｄとの間に
は、自由状態下では、次の関係に設定する。つまり、 Ｋ≧ｄ ……… となるように設定する。
ね合わせて描いた第２図で明らかなように、密封リング
６の内径寸法Ｋと、第２部材２の外径寸法ｄとの間に
は、自由状態下では、次の関係に設定する。つまり、 Ｋ≧ｄ ……… となるように設定する。
さらに、弾性支持リング５は第２図で明らかなよう
に、外周面及び内周面が、夫々凹溝４の内周面4a及び密
封リング６の外周面７に、圧縮状態として、第１図のよ
うに、装着されるように、該弾性支持リング５の外径・
内径寸法を設定する。
に、外周面及び内周面が、夫々凹溝４の内周面4a及び密
封リング６の外周面７に、圧縮状態として、第１図のよ
うに、装着されるように、該弾性支持リング５の外径・
内径寸法を設定する。
上述の自由状態の寸法関係に設定した弾性支持リング
５及び密封リング６を、凹溝４に装着すれば、第１図に
示す状態となる。即ち、装着状態にてはじめて、密封リ
ング６の内周面が第２部材２の外周面に接触して、密封
作用をなす。このような寸法設定は従来の常識（つまり
従来は自由状態でＫ＜ｄ）からは全く想到しがたい点で
あり、上記式のように設定することによって、例えば
200kgf/cm2以上の流体圧力が作用したとき、密封リング
６が第２部材２の外周面に密着し過ぎることを防止し
て、第２部材２と共廻りすることを無くする利点があ
る。このとき、（第１図で明らかな如く）密封リング６
の外周面７の突条8,9…が、弾性圧縮状態の弾性支持リ
ング５の内周押圧面に喰込んだ状態となり、その相対的
摩擦力が、極めて大で、弾性支持リング５が密封リング
６の回転を阻止するから、上記寸法Ｋの設定と共働し
て、確実に密封リング６の共廻りを防止出来ることとな
る。
５及び密封リング６を、凹溝４に装着すれば、第１図に
示す状態となる。即ち、装着状態にてはじめて、密封リ
ング６の内周面が第２部材２の外周面に接触して、密封
作用をなす。このような寸法設定は従来の常識（つまり
従来は自由状態でＫ＜ｄ）からは全く想到しがたい点で
あり、上記式のように設定することによって、例えば
200kgf/cm2以上の流体圧力が作用したとき、密封リング
６が第２部材２の外周面に密着し過ぎることを防止し
て、第２部材２と共廻りすることを無くする利点があ
る。このとき、（第１図で明らかな如く）密封リング６
の外周面７の突条8,9…が、弾性圧縮状態の弾性支持リ
ング５の内周押圧面に喰込んだ状態となり、その相対的
摩擦力が、極めて大で、弾性支持リング５が密封リング
６の回転を阻止するから、上記寸法Ｋの設定と共働し
て、確実に密封リング６の共廻りを防止出来ることとな
る。
次に、第３図に弾性支持リング５…の製造方法を例示
する。つまり、所定肉厚のゴム管13を輪切りすることに
より、弾性支持リング５…が簡単に得られる。このよう
に、加硫金型等を省略出来る。
する。つまり、所定肉厚のゴム管13を輪切りすることに
より、弾性支持リング５…が簡単に得られる。このよう
に、加硫金型等を省略出来る。
また、第４図Ｉは上述の実施例に於ける全周に連続す
る廻り止め突条8,9…を示している。これに代えて、同
図IIに示すように、中間廻り止め突条9,9のみを、断続
的に形成するも望ましく、このようにすれば、一層確実
に、密封リング６の外周面７と、弾性支持リング５の内
周押圧面との摩擦力を増加出来る。
る廻り止め突条8,9…を示している。これに代えて、同
図IIに示すように、中間廻り止め突条9,9のみを、断続
的に形成するも望ましく、このようにすれば、一層確実
に、密封リング６の外周面７と、弾性支持リング５の内
周押圧面との摩擦力を増加出来る。
さらに、第１図から明らかなように、密封リング６が
廻り止め突条8,9…を有していることにより、弾性支持
リング５の内周押圧面との間からの流体漏れを、一層減
少出来る利点があり、かつ、流体圧力がしだいに上昇し
て、第１図の右又は左側方から弾性支持リング５に流体
圧力が順次増加しつつ作用し、そのため弾性支持リング
５の内周押圧面が密封リング６の外周面７を押圧する力
が増加してゆくが、凹周溝10内には圧力が低い時には間
隙が有り、この凹周溝10内へ弾性支持リング５の一部分
が逃げるため、流体圧力の上昇よりも緩やかに、上記押
圧する力が増加し、従って、200kgf/cm2を越える高圧に
於て、回転する第２部材２と密封リング６との回転摩擦
トルク（摺動抵抗）は、過大とならず、この点からも高
圧における共廻りを防止している。
廻り止め突条8,9…を有していることにより、弾性支持
リング５の内周押圧面との間からの流体漏れを、一層減
少出来る利点があり、かつ、流体圧力がしだいに上昇し
て、第１図の右又は左側方から弾性支持リング５に流体
圧力が順次増加しつつ作用し、そのため弾性支持リング
５の内周押圧面が密封リング６の外周面７を押圧する力
が増加してゆくが、凹周溝10内には圧力が低い時には間
隙が有り、この凹周溝10内へ弾性支持リング５の一部分
が逃げるため、流体圧力の上昇よりも緩やかに、上記押
圧する力が増加し、従って、200kgf/cm2を越える高圧に
於て、回転する第２部材２と密封リング６との回転摩擦
トルク（摺動抵抗）は、過大とならず、この点からも高
圧における共廻りを防止している。
次に、第５図と第６図に示す各部寸法（単位:mm）の
密封リング６と弾性支持リング５を組合わせて、第７図
に示すテスト装置にて、性能試験を行なった。
密封リング６と弾性支持リング５を組合わせて、第７図
に示すテスト装置にて、性能試験を行なった。
試験油：タービン油56 揺動角度:120゜ 作動圧力:20cpm 圧 力:7〜250kgf/cm2 作動時間:100h（各圧力について） 〔試験結果〕 密封性能の試験結果は次の第１表の通りであった。
さらに、圧力と回転トルクの関係は、第８図に示す
ようなグラフ図となった。実線は密封リング６の動摩擦
係数に関連する摺動トルクを示し、破線は１時間休止後
に起動したときのトルクであって静摩擦係数に関連して
いる。
ようなグラフ図となった。実線は密封リング６の動摩擦
係数に関連する摺動トルクを示し、破線は１時間休止後
に起動したときのトルクであって静摩擦係数に関連して
いる。
本発明のシールは従来のシールに比較し、摺動トルク
とも非常に小さく、約1/3である。
とも非常に小さく、約1/3である。
上記第１表から分かるように、本発明に係る回転用シ
ール装置は漏れが少なく、密封性に優れ、特に250kgf/c
m2もの高圧下でも使用可能で良好な密封性を発揮してい
る。
ール装置は漏れが少なく、密封性に優れ、特に250kgf/c
m2もの高圧下でも使用可能で良好な密封性を発揮してい
る。
また、上記第８図から、回転トルクが小さいと共に、
摺動トルクと起動トルクとの差が小さく、スティックス
リップが起き難い回転用シール装置である。
摺動トルクと起動トルクとの差が小さく、スティックス
リップが起き難い回転用シール装置である。
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏
する。
する。
高圧の250kgf/cm2まで使用可能な、かつ、低圧から
高圧までの広い圧力範囲で優れた密封性を示す。
高圧までの広い圧力範囲で優れた密封性を示す。
回転トルクが非常に小さい（従来のＯリングの場合
の約1/3以下となる）。
の約1/3以下となる）。
摺動トルクと起動トルクとの差が小さく、スティッ
クスリップが起き難い利点がある。
クスリップが起き難い利点がある。
凹溝４が一体形の場合でも、装着が可能である。
第２部材２と共廻りせず、寿命が著しく延び、耐久
性に優れている。
性に優れている。
左右対称な形状であるから、シールに方向性がな
く、組込間違いを生じない。
く、組込間違いを生じない。
第１図は本発明の一実施例を示す装着状態の要部拡大断
面図、第２図は自由状態に於ける簡略説明図、第３図は
弾性支持リングの製造方法説明斜視図、第４図は要部斜
視図、第５図と第６図は供試用部品の寸法説明図、第７
図は性能試験に使用したテスト装置の断面図、第８図は
圧力−回転トルク特性グラフ図である。 １……第１部材、２……第２部材、３……孔部、４……
凹溝、５……弾性支持リング、６……密封リング、７…
…外周面、8,9……廻り止め突条。
面図、第２図は自由状態に於ける簡略説明図、第３図は
弾性支持リングの製造方法説明斜視図、第４図は要部斜
視図、第５図と第６図は供試用部品の寸法説明図、第７
図は性能試験に使用したテスト装置の断面図、第８図は
圧力−回転トルク特性グラフ図である。 １……第１部材、２……第２部材、３……孔部、４……
凹溝、５……弾性支持リング、６……密封リング、７…
…外周面、8,9……廻り止め突条。
Claims (1)
- 【請求項１】孔部内周面に凹溝を有する第１部材の該凹
溝の奥部に嵌着されると共に横断面形状が略正方形乃至
矩形の弾性支持リングと、該支持リングによって該凹溝
の開口側へ押圧されて第２部材の外周面に密封状に接す
る硬質樹脂製の密封リングとを備え、さらに、該密封リ
ングの外周面に、上記凹溝内への嵌着状態で上記支持リ
ングの内周押圧面に喰込む廻り止め突条を、周方向に設
けたことを特徴とする回転用シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215521A JP2673377B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 回転用シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215521A JP2673377B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 回転用シール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0379868A JPH0379868A (ja) | 1991-04-04 |
| JP2673377B2 true JP2673377B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16673795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1215521A Expired - Fee Related JP2673377B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 回転用シール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673377B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653449A (en) * | 1995-09-27 | 1997-08-05 | Trw Inc. | Seal assembly |
| JPH09250640A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-09-22 | Sakagami Seisakusho:Kk | シールリング |
| JPH11141687A (ja) * | 1997-11-04 | 1999-05-25 | Nippon Seiko Kk | 軸封装置 |
| JP2002295689A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Nok Corp | 密封装置 |
| JP2005249033A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Nok Corp | 密封装置 |
| JP2006207707A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Nok Corp | 密封装置 |
| JP5273243B2 (ja) * | 2009-04-07 | 2013-08-28 | Ｎｏｋ株式会社 | 密封装置 |
| JP6012284B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-10-25 | 六菱ゴム株式会社 | 摺動シール及びそれを備えるシール構造 |
| CN102720455A (zh) * | 2012-07-06 | 2012-10-10 | 常熟市石油固井工具有限公司 | 一种高性能抽油杆密封圈 |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1215521A patent/JP2673377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0379868A (ja) | 1991-04-04 |
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| JPS6212933Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718 Year of fee payment: 11 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718 Year of fee payment: 12 |
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