JP3783899B2 - Seal structure and sealing method for fluid pressure actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧アクチュエータのシール構造及びシール方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばエア圧を利用したエアシリンダにおいては、エアシリンダを構成する部材同士が摺動する箇所を何らかの手段によりシールすることで、摺動箇所からのエアの漏れを防止しておく必要がある。ここで従来におけるシール構造の一例を図10に示す。なお、これと同種の従来技術は、例えば特公昭63−23426号公報にも開示されている。
【0003】
従来技術のシール構造によると、エアシリンダ71を構成するハウジング72内にはピストンロッド73が挿通されている。ピストンロッド73の一端側には、図示しないピストンが設けられている。そして、そのピストンの両側に区画された両室へのエア給排により、ピストンロッド73がハウジング72から出没するように構成されている。ハウジング72内に形成されたパッキング収容空間74には、シールパッキング75が収容されている。シールパッキング75は環状であって、その内周側に2つのリップ状のシール部76,77を備えている。これらのシール部76,77の先端がロッド外周面に摺接するように配置される結果、相対移動するシリンダ構成部材同士の摺動箇所のシールが図られている。
【0004】
また、このようなシール構造であると、一段めのシール部76及び二段めのシール部77のいずれか一方のみを設けた場合と比べてシール部76,77に摩耗が起こりにくくなり、シール力の早期低下も阻止される。そのため、シール寿命がいくぶん長くなることで摺動箇所から外部へのエア漏れが防止され、シリンダ71の耐久性が向上につながるものと考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術によると、一段めのシール部76及び二段めのシール部77をロッド外周面に対してともに当初から摺接させた状態で、エアシリンダ71の使用が開始される。従って、両シール部76,77にはほぼ同時に摩耗が生じることとなり、いわばシール力に無駄が多かった。このため、期待するほどシール寿命を飛躍的に長くすることができなかった。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール寿命を飛躍的に長くすることができる流体圧アクチュエータのシール構造及びシール方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、 相対移動する2つのアクチュエータ構成部材同士の摺動箇所にシールパッキングを設けたシール構造において、
前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シールパッキングのシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
前記補助シールパッキングのシール部を前記主シールパッキングのシール部が摺接する前記アクチュエータ構成部材から離間する方向に付勢して弾性変形させておくためのシール部押圧体を前記補助シールパッキングのシール部と前記アクチュエータ構成部材との間に係脱可能に設け、そのシール部押圧体の係止により前記補助シールパッキングのシール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール構造をその要旨とする。
【0008】
請求項2に記載の発明では、 相対移動する2つのアクチュエータ構成部材同士の摺動箇所にシールパッキングを設けたシール構造において、
前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
前記補助シール部を前記主シール部が摺接する前記アクチュエータ構成部材から離間する方向に付勢して弾性変形させておくためのシール部押圧体を前記補助シール部と前記アクチュエータ構成部材との間に係脱可能に設け、そのシール部押圧体の係止により前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール構造をその要旨とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記シール部押圧体は、前記補助シールパッキングのシール部または前記補助シール部に係止することにより同シール部を径方向に付勢して弾性変形させる係止部と、前記アクチュエータ構成部材同士の相対移動方向に沿った移動による係脱動作を行う際に用いられる操作部とを備える筒状部材であるとした。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記シール部押圧体は可撓性材料からなり、かつ自身の軸線方向に沿って形成されたスリットを備えているとした。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項3または4において、前記操作部はアクチュエータ外側に露呈するように設置されているとした。
請求項6に記載の発明は、相対移動する2つのアクチュエータ構成部材同士の摺動箇所にシールパッキングを設けたシール構造において、前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、一方のアクチュエータ構成部材側に第1係止構造を設けるとともに前記補助シールパッキング側に前記第1係止構造に係脱可能な第2係止構造を設け、両係止構造同士の係止に基づく前記補助シールパッキンの拡径によって、前記シール部を他方のアクチュエータ構成部材から離間させる方向に同補助シールパッキングを弾性変形させておくことにより、同シール部を前記他方のアクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造をその要旨とする。
請求項7に記載の発明は、相対移動する2つのアクチュエータ構成部材同士の摺動箇所にシールパッキングを設けたシール構造において、前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、一方のアクチュエータ構成部材側に第1係止構造を設けるとともに前記補助シール部側に前記第1係止構造に係脱可能な第2係止構造を設け、両係止構造同士の係止に基づく前記補助シール部の拡径によって、他方のアクチュエータ構成部材から離間させる方向に同補助シール部を弾性変形させておくことにより、同シール部を前記他方のアクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造をその要旨とする。
【0013】
請求項8に記載の発明は、請求項7において、前記第1係止構造は複数の係止孔であり、前記第2係止構造はアクチュエータ外側から前記各係止孔を介して操作可能な複数の係止突起であるとした。
【0014】
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項において、前記補助シールパッキングのシール部または前記補助シール部はリップ形状であるとした。
【0015】
請求項10に記載の発明では、請求項1に記載の流体圧アクチュエータのシール構造によるシール方法において、前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接させ、前記補助シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持し、かつ前記主シールパッキングのシール部のシール力がある程度低下した後に同補助シールパッキングのシール部を同アクチュエータ構成部材に対して摺接させるようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール方法をその要旨とする。
【0016】
請求項11に記載の発明では、請求項2に記載の流体圧アクチュエータのシール構造によるシール方法において、前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接させ、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持し、かつ前記主シール部のシール力がある程度低下した後に同補助シール部を同アクチュエータ構成部材に対して摺接させるようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール方法をその要旨とする。
【0017】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項1に記載の発明によると、使用当初においては、主シールパッキングのシール部のみがアクチュエータ構成部材に対して摺接する。このとき、補助シールパッキングのシール部は未だ摺接不能な状態にあるため、少なくとも所定期間が経過するまでの間、同シール部には摩耗が生じえない。即ち、両シールパッキングのシール力が同時に低下することはなく、所定期間が経過するまでの間、補助シールパッキングのシール力は損なわれずに温存される。それゆえ、シール力の無駄も少なく、従来に比べてシール寿命を飛躍的に長くすることができる。
【0018】
請求項2に記載の発明によると、使用当初においては、シールパッキングの主シール部のみがアクチュエータ構成部材に対して摺接する。このとき、補助シール部は未だ摺接不能な状態にあるため、少なくとも所定期間が経過するまでの間、補助シール部には摩耗が生じえない。つまり、両シール部のシール力が同時に低下することはなく、所定期間が経過するまでの間、補助シール部のシール力は損なわれずに温存される。それゆえ、シール力の無駄も少なく、従来に比べてシール寿命を飛躍的に長くすることができる。また、このようなシール構造であると、複数のシールパッキングを用いた場合に比べてコンパクト化に好都合となる。
【0019】
請求項1または2に記載の発明によると、シール部押圧体が前記シール部に係止している状態のときには、同シール部はアクチュエータ構成部材に対して摺接不能な状態に維持されている。シール部押圧体による係止状態を解除すると、アクチュエータ構成部材から離間する方向に付勢されていた同シール部は、元の形状に弾性的に復帰して、同アクチュエータ構成部材に摺接するようになる。従って、同シール部の弾性力が好適なシール力として作用するとともに、そのシール力を確実に温存することができる。
【0020】
請求項3に記載の発明によると、操作部を操作することにより、アクチュエータ構成部材同士の相対移動方向に沿ってシール部押圧体を簡単に移動させることができる。従って、シール部押圧体の移動による係脱動作を比較的容易に行うことができる。
【0021】
請求項4に記載の発明によると、このようなスリットを備えるシール部押圧体であると、変形力の付加による拡径・縮径が可能であるため、アクチュエータ構成部材への着脱に便利になる。また、可撓性材料からなるシール部押圧体であるので、前記変形力を取り除けば元の形状に復帰することができる。
【0022】
請求項5に記載の発明によると、アクチュエータ外側に露呈するように操作部を設置しておくと、シール部押圧体を外部操作することが可能となる。従って、流体圧アクチュエータをあえて分解しなくても、シール部押圧体の係止を解除することができる。
【0023】
請求項6または7に記載の発明によると、両係止構造が係止している状態のときには、補助シールパッキングが拡径しているため、そのシール部はアクチュエータ構成部材に対して摺接不能な状態に維持されている。このような係止状態を解除すると、補助シールパッキングが元の大きさに弾性的に復帰し、アクチュエータ構成部材から離間していた前記シール部がアクチュエータ構成部材に摺接するようになる。従って、補助シールパッキングの弾性力が好適なシール力として作用する。また、この構成であるとシール部押圧体が不要になるため、それを使用した構成に比べて構造が簡単になる。
【0024】
請求項8に記載の発明によると、アクチュエータ構成部材の各係止孔に補助シールパッキングの各係止突起を係止することにより、補助シールパッキングを確実に拡径させておくことができる。また、各係止孔を介して各係止突起を外部操作することにより、各係止突起を各係止孔から取り外して補助シールパッキングを元の大きさに弾性的に復帰させることができる。従って、流体圧アクチュエータをあえて分解しなくても足りる。
【0025】
請求項9に記載の発明によると、前記シール部をリップ形状にしておくと、流体圧が加わったときに、同シール部がアクチュエータ構成部材側に押し付けられるように変形する。このため、高いシール力を確保することができ、摺接箇所を介した流体漏れを防止する効果がいっそう高くなる。
【0026】
請求項10に記載の発明によると、使用当初においては、主シールパッキングのシール部のみがアクチュエータ構成部材に対して摺接する。従って、主シールパッキングのシール部が摩耗してシール力がある程度低下するまでの間は、主シールパッキングの作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからの流体漏れが防止される。補助シールパッキングのシール部については摺接不能な状態にあるため、少なくともこのとき同シール部には摩耗が生じえない。そして、主シールパッキングのシール力がある程度低下した後においては、今度は補助シールパッキングの作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからの流体漏れが防止される。つまり、両シールパッキングのシール力が同時に低下することはなく、主シールパッキングのシール力がある程度低下するまでの間、補助シールパッキングのシール力は損なわれずに温存される。それゆえ、シール力の無駄が最小限に抑えられ、従来に比べてシール寿命を飛躍的に長くすることができる。
【0027】
請求項11に記載の発明によると、使用当初においては、シールパッキングの主シール部のみがアクチュエータ構成部材に対して摺接する。従って、主シール部が摩耗してシール力がある程度低下するまでの間は、主シール部の作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからの流体漏れが防止される。補助シール部については摺接不能な状態にあるため、少なくともこのとき補助シール部には摩耗が生じえない。そして、主シール部のシール力がある程度低下した後においては、今度は補助シール部の作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからの流体漏れが防止される。つまり、両シール部のシール力が同時に低下することはなく、主シール部のシール力がある程度低下するまでの間、補助シール部のシール力は損なわれずに温存される。それゆえ、シール力の無駄が最小限に抑えられ、従来に比べてシール寿命を飛躍的に長くすることができる。また、このようなシール方法であると、複数のシールパッキングを用いた場合に比べてコンパクト化に好都合となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明をエアシリンダ1における内周シール構造及び内周シール方法に具体化した一実施形態を、図1,図2に基づき詳細に説明する。
【0029】
図1(a)には、流体圧アクチュエータとしてのエアシリンダ1の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ1はこの状態で使用される。
【0030】
このエアシリンダ1を構成するハウジング2は、略円筒状の全体形状を有している。アクチュエータ構成部材としてのハウジング2は、パッキング収容空間3及び図示しないピストン収容空間をその内部に備えている。パッキング収容空間とピストン収容空間とは、ピストンロッド4を挿通するためのロッド挿通孔5を介して互いに連通されている。
【0031】
ピストン収容空間内には、図示しないピストンがハウジング軸線方向に沿って往復動可能に収容されている。ピストンはピストン収容空間内を2つの室(図示略)に区画する。ハウジング2の外周面には、一対の室にそれぞれ連通する図示しない一対のエア給排ポートが形成されている。両ポートを介してピストンの両側に交互に流体としてのエアが供給され、これによりピストンが駆動される。
【0032】
ピストンにおける一方の端面中央部には、アクチュエータ構成部材としてのピストンロッド4が取り付けられている。ピストンロッド4は、ロッド挿通孔5を通り抜けてシリンダ外部に突出している。従って、ピストンを駆動すると、ピストンロッド4がエアシリンダ1のロッド側端面から出没する。
【0033】
パッキング収容空間3には、2つのシールパッキング6,7がピストンロッド4に挿通された状態で収容されている。図1(a)において右側(ピストン収容空間に近い側)に位置するものを主シールパッキング6と呼び、図1(a)において左側(ピストン収容空間から遠い側)に位置するものを補助シールパッキング7と呼ぶことにする。
【0034】
本実施形態において両シールパッキング6,7は同一の形状を有する。両者6,7はいずれも環状であって、ゴム等の弾性体を材料として金型成形されたものである。これらのシールパッキング6,7は、2箇所にリップ形状のシール部8,9を備えていることから、略Y字状の断面形状を有している。シールパッキング6,7において外周側には外側シール部8が位置し、内周側には内側シール部9が位置している。外側シール部8は、その先端部がパッキング収容空間3の内壁面に対して当接している。また、外側シール部8及び内側シール部9は環状基部10から突出しており、ともにその先端部がピストン収容空間の方向を向いている。即ち、両シール部8,9の先端部は、エアが漏れ出す際の流れの方向とほぼ反対の方向を向いている。エア圧が付加したとき、両シール部8,9は互いの先端部が離間するようなかたちで変形する。
【0035】
このエアシリンダ1は、シール部押圧体としての押圧スリーブ11を備えている。図2に示されるように、押圧スリーブ11は円筒状をした部材であって、ピストンロッド4が挿通可能な中心孔12を有している。この中心孔12の内径は、エアシリンダ1の使用時に押圧スリーブ11自身がピストンロッド4と摺接しない程度の大きさに設計されていることが望ましい。
【0036】
押圧スリーブ11を構成する筒状の係止部13の一端には、操作部としてのフランジ14が形成されている。図1(a)の状態において前記係止部13は、全体的にロッド挿通孔5内に挿入されている。このような完全挿入状態のとき、係止部13の先端部がパッキング収容空間3のちょうど半分の深さに達するように設計されている。従って、係止部13は、主シールパッキング6の内側シール部9に係止することはない反面、補助シールパッキング7の内側シール部9に係止することが可能である。つまり、図1(a)に示されるように、主シールパッキング6の内側シール部9は、ロッド外周面に対して当初から摺接する状態に配置されている。一方、補助シールパッキング7の内側シール部9は、ロッド外周面に対して当初は摺接不能かつ所定期間経過後から摺接可能な状態に配置されている。そして、押圧スリーブ11の係止部13は、内側シール部9を径方向に付勢して弾性変形させることで、ロッド外周面から同シール部9を離間させておく役割を果たしている。
【0037】
係止部13の先端縁には、外側に捲れ上がった状態の捲れ上がり部13aが設けられている。捲れ上がり部13aがあると内側シール部9の係止部13からの脱落防止が図られるため、内側シール部9の係止がより確実な状態となる。ロッド挿通孔5から突出するフランジ14は、図1(a)の状態ではその内側端面がハウジング2のロッド側端面2aに当接している。即ち、フランジ14はシリンダ外側に露呈するように設置されている。
【0038】
このフランジ14は、ピストンロッド4の軸線方向(即ちアクチュエータ構成部材同士の相対移動方向)に沿って押圧スリーブ11を移動させる際に用いられる。それにより、係止部13及び内側シール部9の係脱動作が行われる。
【0039】
この押圧スリーブ11は可撓性材料からなる筒状部材であって、図2に示されるように自身の軸線方向に沿って形成されたスリット15を備えている。従って、変形力を付加することにより、着脱時に押圧スリーブ11を拡径または縮径することが可能である。また、可撓性材料からなる押圧スリーブ11であるので、前記変形力を取り除けば元の形状に復帰する。
【0040】
図1(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後の、より具体的には主シールパッキング6の内側シール部9に摩耗が生じた状態のエアシリンダ1が示されている。つまり、エア圧が無付加であるとロッド外周面と内側シール部9との間に部分的に隙間ができるため、シール力がある程度低下したものとなっている。このため、使用を続行するとやがて摺動箇所から外部にエア漏れが起こるおそれがある。従って、この場合には押圧スリーブ11をピストンロッド4の軸線方向に沿って移動させることにより、押圧スリーブ11をエアシリンダ1から引き抜いて使用する。すると、補助シールパッキング7の内側シール部9が元の形状に弾性的に復帰し、ロッド外周面に摺接するようになる。ゆえに、補助シールパッキング7の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所から外部へのエア漏れが防止される。
【0041】
主シールパッキング6の内側シール部9が摩耗してシール力がある程度低下するまでの間は、主シールパッキング6の作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからのエア漏れが防止される。補助シールパッキング7の内側シール部9については摺接不能な状態にあるため、少なくとも図1(a)の状態では同シール部9には摩耗が生じえない。そして、主シールパッキング6のシール力がある程度低下した後においては、今度は補助シールパッキング7の作用により摺動箇所のシールが図られ、そこからのエア漏れが防止される。つまり、両シールパッキング6,7のシール力が同時に低下することはなく、主シールパッキング6のシール力がある程度低下するまでの間、補助シールパッキング7のシール力は損なわれずに温存されることとなる。
【0042】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
(イ)本実施形態のエアシリンダ1では、補助シールパッキング7のシール力が一定期間損なわれずに温存されることから、シール力の無駄が最小限に抑えられる。つまり、シール箇所は本来1箇所で足りるので、シール箇所が当初から2箇所である図10の従来技術のような無駄がないからである。このため、従来に比べてシール寿命を飛躍的に長くすることができる。具体的にいうと、本実施形態の場合であれば、仮にシールパッキング6,7を1つのみ用いたときの約2倍のシール寿命を達成することができる。
【0043】
(ロ)本実施形態のエアシリンダ1では、シール部押圧体として上記のような押圧スリーブ11を用いている。よって、押圧スリーブ11が補助シールパッキング7の内側シール部9に係止している状態のときには、同シール部9はロッド外周面に対して摺接不能な状態に維持される。押圧スリーブ11による係止状態を解除すると、ロッド外周面から離間する方向に付勢されていた同シール部9は、元の形状に弾性的に復帰してロッド外周面に摺接するようになる。つまり、このような押圧スリーブ11があると、補助シールパッキング7の内側シール部9のシール力を確実に温存しておくことができる。
【0044】
(ハ)本実施形態における押圧スリーブ11は、係止部13とフランジ14とを備えたものである。従って、フランジ14を把持して引っ張ることにより、ピストンロッド4の軸線方向に沿って押圧スリーブ11を簡単に移動、撤去することができる。従って、押圧スリーブ11の移動により係合を解除する動作を比較的容易に行うことができる。また、押圧スリーブ11は可撓性材料からなりかつスリット15を備えていることから、変形力の付加による拡径・縮径が可能である。従って、このハウジング2への着脱を簡単に行うことができ便利である。さらに、フランジ14はシリンダ外側に露呈するように設置されているため、押圧スリーブ11は外部操作されることが可能となっている。従って、エアシリンダ1をあえて分解しなくても、または分解不能な構造であっても、押圧スリーブ11の係止を解除することができる。以上述べたように、本実施形態のエアシリンダ1は極めて取扱性・操作性に優れたものとなっている。
【0045】
(ニ)本実施形態のエアシリンダ1では、両シールパッキング6,7の両シール部8,9がいずれもリップ形状になっている。従って、ピストン収容空間側からエア圧が加わったとき、外側シール部8がパッキング収容空間3の内壁面側に押し付けられ、内側シール部9がロッド外周面側に押し付けられるように変形する。このため、被シール面に高いシール力を確保することができ、摺接箇所を介した外部へのエア漏れを防止する効果がいっそう高くなる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施形態における内周シール構造及び内周シール方法を図3,図4に基づき詳細に説明する。実施形態1と共通する部分については同一の部材番号を付すものとする。
【0046】
図4(a)には、エアシリンダ21の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ21はこの状態で使用される。図4(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後のエアシリンダ21が示されている。
【0047】
この実施形態のエアシリンダ21は、押圧スリーブ11を備えていない点が前記実施形態1のエアシリンダ1と相違し、その代わりに次のような係止構造を備えている。
【0048】
ハウジング2のロッド側端面2aには、第1係止構造としての係止孔24が形成されている。係止孔24は断面円形状かつ複数個(ここでは4個)であって、ロッド側端面2aの表裏を貫通している。図3に示されるように、各係止孔24は、ピストンロッド4を包囲するとともに同ピストンロッド4を中心として回転対象となるように配置されている。
【0049】
一方、補助シールパッキング23の環状基部10には、各係止孔24に係脱可能な第2係止構造としての係止突起25が形成されている。係止突起25は円柱状かつ複数個(ここでは4個)であって、それらは各係止孔24に対応した位置にそれぞれ突設されている。ここで、各係止孔24が座している第1の仮想円及び各係止突起25が座している第2の仮想円をそれぞれ想定する。第1の仮想円の直径は、補助シールパッキング7に応力が付加していない状態において、第2の仮想円の直径よりも大きくなるように設計されている必要がある。従って、図4(a)のごとく各係止孔24に各係止突起25を係止したときには、補助シールパッキン23が径方向に引っ張られて若干拡径した状態となる。このとき、補助シールパッキング23の内側シール部9は、ロッド外周面から離間する方向に弾性変形するとともに、一定期間のあいだ摺接不能な状態に維持される。
【0050】
主シールパッキング22の内側シール部9に摩耗が生じてある程度シール力がある程度低下してきたら、図4(b)に示されるように各係止孔24と各係止突起25との係止を解除して使用する。具体的には、各係止孔24内において見えている各係止突起25の頭部を先の尖ったもので押圧操作すればよい。すると、各係止突起25が各係止孔24から外れて引っ張り力がなくなる結果、補助シールパッキング23が元の形状に弾性的に復帰し、内側シール部9がロッド外周面に摺接するようになる。ゆえに、補助シールパッキング23の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所から外部へのエア漏れが防止される。
【0051】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
(イ)本実施形態でも両シールパッキング22,23のシール力が同時に低下することはなく、主シールパッキング22のシール力がある程度低下するまでの間、補助シールパッキング23のシール力は損なわれずに温存される。従って、シール力の無駄が最小限に抑えられ、シール寿命を飛躍的に長くすることができる。
【0052】
(ロ)本実施形態のエアシリンダ21では、係止孔24と係止突起25との係止により、一定期間のあいだ補助シールパッキング23の内側シール部9をロッド外周面に対して摺接不能な状態に維持する構造となっている。従って、補助シールパッキング23の内側シール部9のシール力を確実に温存しておくことができる。また、押圧スリーブ11のようなシール部押圧体が不要になるため、それを使用したものに比べて構造が簡単になる。
【0053】
(ハ)このエアシリンダ21では、シリンダ外部からの押圧操作により、各係止突起25を各係止孔24から取り外して、補助シールパッキング23を元の大きさに弾性的に復帰させることができる。従って、エアシリンダ21をあえて分解しなくても足り、極めて取扱性・操作性に優れたものとすることができる。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施形態における内周シール構造及び内周シール方法を図5に基づき詳細に説明する。実施形態1と共通する部分については同一の部材番号を付すものとする。
【0054】
図5(a)には、エアシリンダ31の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ31はこの状態で使用される。図5(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後のエアシリンダ31が示されている。
【0055】
この実施形態のエアシリンダ31では、シールパッキング32を1つのみ使用している。このシールパッキング32は、リップ形状をした2つのシール部33,34を内周側に備えている。図4(a)において右側(ピストン収容空間に近い側)に位置するものを主シール部33と呼び、図5(a)において左側(ピストン収容空間から遠い側)に位置するものを補助シール部34と呼ぶことにする。これらのシール部33,34は、実施形態1において述べた内側シール部9に相当する役割を担っている。また、両シール部33,34は、ほぼ同じ長さ・同じ角度となるように環状基部35から突設されている。
【0056】
図5(a)のように押圧スリーブ11を挿入した状態では、主シール部33のみがロッド外周面に対して摺接する。補助シール部34は、係止部13により径方向に押圧される結果、ロッド外周面に対して摺接不能な状態に配置される。
【0057】
主シール部33に摩耗が生じてシール力がある程度低下してきたら、図5(b)に示されるように押圧スリーブ11を引き抜いて使用する。すると、補助シール部34が元の形状に弾性的に復帰し、ロッド外周面に摺接するようになる。ゆえに、シールパッキング35の補助シール部34の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所から外部へのエア漏れが防止される。
【0058】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
(イ)本実施形態でもシールパッキング32の両シール部33,34のシール力が同時に低下することはなく、主シール部33のシール力がある程度低下するまでの間、補助シール部34のシール力は損なわれずに温存される。従って、シール力の無駄が最小限に抑えられ、シール寿命を飛躍的に長くすることができる。なお、実施形態1にて述べた各作用効果ロ、ハ、ニを奏することもいうまでもない。
【0059】
(ロ)また、本実施形態によれば、複数のシールパッキング6,7を用いた実施形態1に比べて、シールパッキング32自体を小さく形成することができる。従って、パッキング収容空間も小さくて足り、全体のコンパクト化に好都合となる。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施形態における外周シール構造及び外周シール方法を図6に基づき詳細に説明する。
【0060】
図6(a)には、エアシリンダ41の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ41はこの状態で使用される。図6(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後のエアシリンダ41が示されている。
【0061】
アクチュエータ構成部材としてのシリンダチューブ42の両端は、図示しないカバーによって閉塞されている。その結果、シリンダチューブ42内にはピストン収容空間43が形成されている。ピストン収容空間43内には、アクチュエータ構成部材であるピストン44がチューブ軸線方向に沿って往復動可能に収容されている。同ピストン44はピストン収容空間43を2つの圧力作用室に区画している。
【0062】
ピストン44の外周部には、パッキング装着部としての環状のパッキング嵌着溝45が形成されている。このパッキング装着溝45には、2つのシールパッキング46,47が嵌着されている。図6(a)において左側に位置するものを主シールパッキング46と呼び、図6(a)において右側に位置するものを補助シールパッキング47と呼ぶことにする。本実施形態における両シールパッキング46,47も同一の形状を有し、かつリップ形状をした外周シール部8A及び内周シール部9Aを備えている。
【0063】
シール部押圧体としての押圧スリーブ48には、筒状の係止部49が設けられている。図6(a)においてその係止部49は、補助シールパッキング47の外側シール部8Aに係止している。その結果、主シールパッキング46の外側シール部8Aは、チューブ内周面に対して当初から摺接する状態に配置されている。一方、補助シールパッキング47の外側シール部8Aは、チューブ内周面に対して当初は摺接不能かつ所定期間経過後から摺接可能な状態に配置されている。
【0064】
つまり、押圧スリーブ48の係止部49は、補助シールパッキング47の外側シール部9を径方向に付勢して弾性変形させることで、チューブ内周面から同シール部9を離間させておく役割を果たしている。
【0065】
主シールパッキング46の外側シール部8Aに摩耗が生じてシール力がある程度低下してきたら、図6(b)に示されるように押圧スリーブ48をチューブ軸線方向に引き抜いて使用する。すると、補助シールパッキング47の外側シール部8Aが元の形状に弾性的に復帰し、チューブ内周面に摺接するようになる。ゆえに、補助シールパッキング47の外側シール部8Aの弾性力が好適なシール力として作用する。その結果、チューブ内周面とピストン外周面とがなす隙間を介した圧力作用室間のエア漏れが防止される。
【0066】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
(イ)本実施形態でも両シールパッキング46,47のシール力が同時に低下することはなく、主シールパッキング46のシール力がある程度低下するまでの間、補助シールパッキング47のシール力は損なわれずに温存される。従って、シール力の無駄が最小限に抑えられ、シール寿命を飛躍的に長くすることができる。
【0067】
(ロ)この実施形態によれば、実施形態1において列挙した作用効果ロ、ニも奏することができる。
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施形態における外周シール構造及び外周シール方法を図7に基づき詳細に説明する。
【0068】
図7(a)には、エアシリンダ51の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ51はこの状態で使用される。図7(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後のエアシリンダ51が示されている。
【0069】
ここでは、リップ形状をした2つのシール部53,54をその外周側に備えたシールパッキング52を1つのみ使用している。
図7(a)のように押圧スリーブ48を挿入した状態では、主シール部53のみがチューブ内周面に対して摺接する。補助シール部54は、係止部49により径方向に押圧される結果、チューブ内周面に対して摺接不能な状態に配置される。
【0070】
主シール部53に摩耗が生じてシール力がある程度低下してきたら、図7(b)に示されるように押圧スリーブ48を引き抜いて使用する。すると、補助シール部54が元の形状に弾性的に復帰し、チューブ内周面に摺接するようになる。ゆえに、シールパッキング52の補助シール部54の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所からのエア漏れが防止される。
【0071】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
(1)本実施形態でもシールパッキング52の両シール部53,54のシール力が同時に低下することはなく、主シール部53のシール力がある程度低下するまでの間、補助シール部54のシール力は損なわれずに温存される。従って、シール力の無駄が最小限に抑えられ、シール寿命を飛躍的に長くすることができる。
【0072】
(2)また、本実施形態によれば、実施形態4に比べてシールパッキング52自体を小さく形成することができる。従って、パッキング収容溝45も小さくて足り、全体のコンパクト化に好都合となる。
[第6の実施の形態]
次に、第6の実施形態における内周シール構造及び内周シール方法を図8に基づき詳細に説明する。
【0073】
図8(a)には、エアシリンダ61の使用を開始する前の状態が示されている。使用を開始した当初から一定期間が経過するまでの間、同エアシリンダ61はこの状態で使用される。図8(b)には、使用を開始してから一定期間が経過した後のエアシリンダ61が示されている。
【0074】
本実施形態では、主シールパッキング6が1つ、補助シールパッキング7が2つ使用されている。図8において右側にあるものを一段めの補助シールパッキング7と呼び、左側にあるものを二段めの補助シールパッキング7と呼ぶことにする。
【0075】
また、ここでは3つのシールパッキング6,7を収容するために、パッキング収容空間3が実施形態1のそれよりも大きく形成されている。押圧スリーブ11Aは、完全挿入状態のときに係止部13の先端部がパッキング収容空間3の約2/3の深さに達するように設計されている。従って、図8(a)に示すように、補助シールパッキング7の内側シール部9は、2つとも、ロッド外周面に対して当初は摺接不能かつ所定期間経過後から摺接可能な状態に配置されている。
【0076】
主シールパッキング6の内側シール部9に摩耗が生じた場合、図8(b)に示されるように、ピストンロッド4の軸線方向に沿って、押圧スリーブ11Aを補助シールパッキング7の1個分の長さだけ移動させる。すると、一段めの補助シールパッキング7の内側シール部9が元の形状に弾性的に復帰し、ロッド外周面に摺接するようになる。ゆえに一段めの補助シールパッキング7の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所から外部へのエア漏れが防止される。
【0077】
一段めの補助シールパッキング7の内側シール部9にも摩耗が生じた場合、図8(c)に示されるように、押圧スリーブ11Aをさらに移動させ、それをピストンロッド4から引き抜いた状態で使用する。すると、今度は二段めの補助シールパッキング7の内側シール部9が元の形状に弾性的に復帰し、ロッド外周面に摺接するようになる。ゆえに二段めの補助シールパッキング7の弾性力が好適なシール力として作用し、摺動箇所から外部へのエア漏れが防止される。
【0078】
つまり、3つのシールパッキング6,7のシール力が同時に低下することはなく、主シールパッキング6のシール力がある程度低下するまでの間、両補助シールパッキング7のシール力が損なわれずに温存される。同様に、一段めの補助シールパッキング7のシール力がある程度低下するまでの間、二段めの補助シールパッキング7のシール力が損なわれずに温存される。
【0079】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を挙げる。
(イ)このような構成のエアシリンダ61であっても、実施形態1と同様の作用効果イ〜ニを奏することはいうまでもない。特に本実施形態によれば、仮にシールパッキング6,7を1つのみ用いたときの約3倍のシール寿命を達成することができ、従来に比較してシール寿命が飛躍的に長くなる。
【0080】
なお、本発明は上記1〜6の各実施形態に限定されることはなく、例えば次のような別の形態に変更することが可能である。
◎ 図9に示す別例のように、シール部押圧体である押圧スリーブ11Bの内端面側に、切欠凹部66を形成しておくことがよい。このようにすると、切欠凹部66に工具等の先端を係合することが可能となる。ゆえに、フランジ14がロッド側端面2aに密着していたとしても、押圧スリーブ11Bとの間に空隙をあけることができ、押圧スリーブ11Bをピストンロッド4からより簡単に引き抜くことが可能となる。
【0081】
◎ 実施形態2において、補助シールパッキング23側の第2係止構造として係止孔24のような凹状係止構造を採用し、かつハウジング2側の第1係止構造として係止突起25のような凸状係止構造を採用することも可能である。ただし、外部操作が可能になるという点を鑑みると、実施形態2の構成のほうが好ましい。
【0082】
◎ 各シール部8,9…は必ずしもリップ形状に限定されるわけではなく、それ以外の形状であってもよい。
◎ 複数のシールパッキング6,7…を用いている実施形態において、各シールパッキング6,7…は必ずしも同一断面形状でなくてもよい。また、補助シールパッキング7,23…の数は、1つまたは2つのみに限定されることはなく、3つ以上であっても勿論よい。
【0083】
◎ シールパッキング35に主シール部33を1つ及び補助シール部34を1つ設けた実施形態3に代え、補助シール部34を2つまたはそれ以上設け、かつ図8のようにそれら34を時間差で使用してもよい。
【0084】
◎ 本発明のシール構造及びシール方法は、エアシリンダ以外にも他の流体を利用したシリンダに適用されることができる。また、かかる流体圧シリンダに止まることはなく、その他の流体圧アクチュエータに適用されることができる。
【0085】
ここで、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
(1) 前記係止部の先端縁には、外側に捲れ上がった捲れ上がり部が設けられていることを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造。この構成であると、係止部からのシール部の脱落防止が図られ、係止がより確実な状態となる。
【0086】
(2) 前記操作部は前記係止部の外端側に形成されたフランジであり、そのフランジの内端面側には切欠凹部が形成されていることを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造。この構成であると、切欠凹部に工具等の先端を係合可能となるので、シール部押圧体をより簡単に引き抜くことができる。
【0087】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「アクチュエータ構成部材: 流体圧アクチュエータを構成する部材のことであり、流体圧シリンダにおいては例えばピストンロッド、ハウジング、シリンダチューブ、ピストン、スライドテーブル等を指す。」
【0088】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に記載の発明によれば、シール寿命を飛躍的に長くすることができる流体圧アクチュエータのシール構造を提供することができる。
【0089】
請求項2に記載の発明によれば、シール寿命を飛躍的に長くすることができ、しかもコンパクト化にも好都合な流体圧アクチュエータのシール構造を提供することができる。
【0090】
請求項1または2に記載の発明によれば、シール部のシール力を確実に温存しておくことができる。
請求項3,4,5に記載の発明によれば、取扱性・操作性に優れた流体圧アクチュエータの実現に好適となる。
【0091】
請求項6,7,8に記載の発明によれば、取扱性・操作性に優れ、かつ簡単な構造の流体圧アクチュエータの実現に好適となる。
請求項9に記載の発明によれば、流体漏れを防止する効果をいっそう高くすることができる。
【0092】
請求項10に記載の発明によれば、シール寿命を飛躍的に長くすることができる流体圧アクチュエータのシール方法を提供することができる。
請求項11に記載の発明によれば、シール寿命を飛躍的に長くすることができ、しかもコンパクト化にも好都合な流体圧アクチュエータのシール方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は第1実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【図2】前記エアシリンダの部分分解斜視図。
【図3】第2実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分斜視図。
【図4】(a),(b)は前記エアシリンダの部分断面図。
【図5】(a),(b)は第3実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【図6】(a),(b)は第4実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【図7】(a),(b)は第5実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【図8】(a)〜(c)は第6実施形態のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【図9】(a)は別例のシール部押圧体の正面図、(b)はその側面図。
【図10】従来のシール構造を備えたエアシリンダの部分断面図。
【符号の説明】
1,21,31,41,51,61…流体圧アクチュエータとしてのエアシリンダ、2…アクチュエータ構成部材としてのハウジング、3…アクチュエータ構成部材としてのピストンロッド、6,22,46…主シールパッキング、7,23,47…補助シールパッキング、8,8A…外側シール部、9,9A…内側シール部、11,11A,11B…シール部押圧体としての押圧スリーブ、13…係止部、14…操作部としてのフランジ、15…スリット、24…第1係止構造としての係止孔、25…第2係止構造としての係止突起、33,53…主シール部、34,54…補助シール部、42…アクチュエータ構成部材としてのシリンダチューブ、44…アクチュエータ構成部材としてのピストン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing structure and a sealing method for a fluid pressure actuator.
[0002]
[Prior art]
For example, in an air cylinder using air pressure, it is necessary to prevent leakage of air from the sliding portion by sealing the portion where the members constituting the air cylinder slide with each other. An example of a conventional seal structure is shown in FIG. A conventional technique of the same kind is also disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-23426.
[0003]
According to the seal structure of the prior art, the
[0004]
Further, with such a seal structure, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above prior art, the use of the
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a seal structure and a seal method for a fluid pressure actuator that can dramatically increase the seal life.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, in the seal structure in which the seal packing is provided at the sliding portion between the two actuator components that move relative to each other,
A plurality of seal packings are provided at the sliding portion, one of the seal packings is a main seal packing, and the remaining one is an auxiliary seal packing, on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the main seal packing The formed seal portion is disposed in a state of sliding contact with the actuator constituent member from the beginning, and the seal portion formed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the auxiliary seal packing is initially set with respect to the actuator constituent member. Is not slidable andThe sealing force of the main seal packing has decreased.Place it in a state that allows sliding contact later.,
A seal portion pressing member for energizing and elastically deforming the seal portion of the auxiliary seal packing in a direction away from the actuator constituent member in sliding contact with the seal portion of the main seal packing is a seal portion of the auxiliary seal packing. And the actuator component member are detachably provided, and the seal portion of the auxiliary seal packing is initially maintained in a non-slidable state with respect to the actuator component member by locking the seal portion pressing member. MadeThe gist of the sealing structure of the fluid pressure actuator is characterized by this.
[0008]
In the invention according to
A plurality of seal portions are provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the seal packing, one of them is a main seal portion, and the remaining one is an auxiliary seal portion, and the main seal portion is the actuator component. The auxiliary seal portion is initially incapable of sliding contact with the actuator component andThe sealing force of the main seal portion has decreasedPlace it in a state that allows sliding contact later.,
A seal portion pressing body for energizing and elastically deforming the auxiliary seal portion in a direction away from the actuator constituent member in sliding contact with the main seal portion is provided between the auxiliary seal portion and the actuator constituent member. Provided so that it can be engaged and disengaged, and the auxiliary seal portion is initially kept in a non-slidable state with respect to the actuator constituent member by locking the seal portion pressing body.The gist of the sealing structure of the fluid pressure actuator is characterized by this.
[0010]
Claim3The invention described in claim1 or 2The seal portion pressing body includes a locking portion that elastically deforms by urging the seal portion in a radial direction by locking to the seal portion of the auxiliary seal packing or the auxiliary seal portion, and the actuator constituent member The cylindrical member is provided with an operation unit used when engaging / disengaging operation by movement along the relative movement direction of each other.
[0011]
Claim4The invention described in claim3The seal portion pressing body is made of a flexible material and has a slit formed along its own axial direction.
[0012]
Claim5The invention described in claim3Or4In the above, the operation unit is installed so as to be exposed to the outside of the actuator.
According to a sixth aspect of the present invention, in a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two actuator members that move relative to each other, a plurality of seal packings are provided at the sliding position, and One of them is a main seal packing, and the remaining one is an auxiliary seal packing, and a seal portion formed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the main seal packing is in sliding contact with the actuator component from the beginning. The seal portion formed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the auxiliary seal packing is not slidable with respect to the actuator constituent member at the beginning, and after the seal force of the main seal portion is reduced, the seal portion is slid. The first engaging structure is provided on one actuator component side, and the auxiliary shim is disposed. A second locking structure that can be engaged with and disengaged from the first locking structure is provided on the packing side, and the seal portion is configured as the other actuator by expanding the diameter of the auxiliary seal packing based on the locking between the two locking structures. The auxiliary seal packing is elastically deformed in a direction away from the member, so that the seal portion is initially maintained in a non-slidable state with respect to the other actuator constituent member.It is characterized byFlowBody pressure actuator seal structureIs the gist.
The invention described in claim 7In a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two actuator components that move relative to each other, a plurality of seal portions are provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the seal packing, and one of them is mainly used. A seal part is used, and the remaining part is an auxiliary seal part. The main seal part is arranged in sliding contact with the actuator component from the beginning, and the auxiliary seal is initially slid with respect to the actuator component. Arranged in a state where contact is impossible and sliding contact is possible after the sealing force of the main seal portion is reduced,The auxiliary seal is provided with a first locking structure on one actuator component sidePartThe auxiliary seal is provided on the side with a second locking structure that can be engaged with and disengaged from the first locking structure, and is based on the locking between the two locking structuresPartBy diameter expansion,otherAuxiliary seal in the direction away from the actuator componentPartBy maintaining the elastic deformation of the seal portion, the seal portion is initially maintained in a non-slidable state with respect to the other actuator constituent member.The gist of the sealing structure of the fluid pressure actuator.
[0013]
The invention according to
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the seal portion of the auxiliary seal packing or the auxiliary seal portion is formed in a lip shape.
[0015]
In the invention according to
[0016]
In the invention according to
[0017]
The “action” of the present invention will be described below.
According to the first aspect of the present invention, at the beginning of use, only the seal portion of the main seal packing is in sliding contact with the actuator constituent member. At this time, since the seal part of the auxiliary seal packing is still in a state in which the seal is not slidable, the seal part cannot be worn at least until a predetermined period elapses. That is, the sealing force of both seal packings does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal packing is kept intact until a predetermined period elapses. Therefore, there is little waste of the sealing force, and the seal life can be dramatically increased as compared with the conventional case.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, at the beginning of use, only the main seal portion of the seal packing is in sliding contact with the actuator constituent member. At this time, since the auxiliary seal portion is still in a state in which the auxiliary seal portion is not slidable, the auxiliary seal portion cannot be worn at least until a predetermined period elapses. That is, the sealing force of both the sealing portions does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary sealing portion is maintained without being impaired until the predetermined period elapses. Therefore, there is little waste of the sealing force, and the seal life can be dramatically increased as compared with the conventional case. Further, such a seal structure is convenient for downsizing as compared with the case where a plurality of seal packings are used.
[0019]
Claim1 or 2According to the invention described in (2), when the seal portion pressing body is locked to the seal portion, the seal portion is maintained in a state in which the seal portion cannot slide on the actuator constituent member. When the locked state by the seal portion pressing body is released, the seal portion biased in the direction away from the actuator component member is elastically returned to the original shape so as to be in sliding contact with the actuator component member. Become. Therefore, the elastic force of the seal portion acts as a suitable seal force, and the seal force can be reliably preserved.
[0020]
Claim3According to the invention described in, the seal portion pressing body can be easily moved along the relative movement direction of the actuator constituent members by operating the operation portion. Therefore, the engagement / disengagement operation by the movement of the seal portion pressing body can be performed relatively easily.
[0021]
Claim4According to the invention described in (4), since the seal portion pressing body having such a slit can be expanded and contracted by applying a deformation force, it is convenient to attach to and detach from the actuator component. Moreover, since it is a seal | sticker part press body which consists of flexible materials, if the said deformation force is removed, it can return to the original shape.
[0022]
Claim5According to the invention described in (2), if the operation portion is installed so as to be exposed to the outside of the actuator, the seal portion pressing body can be externally operated. Therefore, the lock of the seal portion pressing body can be released without decomposing the fluid pressure actuator.
[0023]
Claim6 orAccording to the seventh aspect of the present invention, when the both locking structures are in the locked state, the auxiliary seal packing is expanded in diameter, so that the seal portion is maintained in a state incapable of sliding contact with the actuator constituent member. Has been. When such a locked state is released, the auxiliary seal packing is elastically restored to its original size, and the seal portion that has been separated from the actuator constituent member comes into sliding contact with the actuator constituent member. Therefore, the elastic force of the auxiliary seal packing acts as a suitable sealing force. In addition, this configuration eliminates the need for the seal portion pressing body, and thus the structure is simpler than the configuration using it.
[0024]
According to the eighth aspect of the present invention, the diameter of the auxiliary seal packing can be reliably expanded by locking the locking protrusions of the auxiliary seal packing in the locking holes of the actuator constituent member. Further, by externally operating each locking projection through each locking hole, each locking projection can be removed from each locking hole and the auxiliary seal packing can be elastically returned to its original size. Therefore, it is not necessary to disassemble the fluid pressure actuator.
[0025]
According to the ninth aspect of the present invention, when the seal portion is formed in a lip shape, the seal portion is deformed so as to be pressed against the actuator constituent member side when fluid pressure is applied. For this reason, a high sealing force can be ensured, and the effect of preventing fluid leakage through the sliding contact portion is further enhanced.
[0026]
According to the tenth aspect of the present invention, at the beginning of use, only the seal portion of the main seal packing is in sliding contact with the actuator constituent member. Therefore, until the seal portion of the main seal packing is worn and the sealing force is reduced to some extent, the main seal packing acts to seal the sliding portion and prevent fluid leakage therefrom. Since the seal part of the auxiliary seal packing is in a state in which it cannot slide, at least at this time, the seal part cannot be worn. Then, after the sealing force of the main seal packing is reduced to some extent, this time, the sliding portion is sealed by the action of the auxiliary seal packing, and fluid leakage therefrom is prevented. That is, the sealing force of both seal packings does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal packing is kept intact until the sealing force of the main seal packing is reduced to some extent. Therefore, waste of the sealing force can be minimized, and the seal life can be greatly increased as compared with the conventional case.
[0027]
According to the eleventh aspect of the invention, at the beginning of use, only the main seal portion of the seal packing is in sliding contact with the actuator constituent member. Therefore, until the main seal portion is worn and the sealing force is reduced to some extent, the sliding portion is sealed by the action of the main seal portion, and fluid leakage therefrom is prevented. Since the auxiliary seal portion is in a state in which it cannot slide, at least at this time, the auxiliary seal portion cannot be worn. Then, after the sealing force of the main seal portion is reduced to some extent, this time, the sliding portion is sealed by the action of the auxiliary seal portion, and fluid leakage therefrom is prevented. That is, the sealing force of both seal portions does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal portion is maintained without being impaired until the sealing force of the main seal portion is reduced to some extent. Therefore, waste of the sealing force can be minimized, and the seal life can be greatly increased as compared with the conventional case. Further, such a sealing method is convenient for downsizing as compared with the case where a plurality of seal packings are used.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an inner circumference sealing structure and an inner circumference sealing method in an air cylinder 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
[0029]
FIG. 1A shows a state before starting to use the air cylinder 1 as a fluid pressure actuator. The air cylinder 1 is used in this state until a certain period of time has elapsed since the beginning of use.
[0030]
The
[0031]
A piston (not shown) is accommodated in the piston accommodating space so as to be capable of reciprocating along the housing axial direction. The piston partitions the interior of the piston housing space into two chambers (not shown). On the outer peripheral surface of the
[0032]
A
[0033]
Two
[0034]
In this embodiment, both
[0035]
The air cylinder 1 includes a
[0036]
A
[0037]
The leading edge of the locking
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
FIG. 1B shows the air cylinder 1 in a state where the
[0041]
Until the
[0042]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) In the air cylinder 1 of the present embodiment, the sealing force of the auxiliary seal packing 7 is preserved for a certain period of time, so that waste of sealing force is minimized. In other words, since one seal point is originally sufficient, there is no waste as in the prior art of FIG. 10 where there are two seal points from the beginning. For this reason, the seal life can be dramatically increased as compared with the conventional case. Specifically, in the case of the present embodiment, a seal life that is approximately twice that of when only one seal packing 6, 7 is used can be achieved.
[0043]
(B) In the air cylinder 1 of the present embodiment, the above-described
[0044]
(C) The
[0045]
(D) In the air cylinder 1 of the present embodiment, both the
[Second Embodiment]
Next, the inner peripheral seal structure and the inner peripheral seal method in the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. Parts that are the same as those in the first embodiment are given the same member numbers.
[0046]
FIG. 4A shows a state before the use of the
[0047]
The
[0048]
A locking
[0049]
On the other hand, the
[0050]
When wear occurs in the
[0051]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) Even in this embodiment, the sealing force of both the seal packings 22 and 23 does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal packing 23 is not impaired until the sealing force of the main seal packing 22 decreases to some extent. Be preserved. Therefore, waste of the sealing force can be minimized and the seal life can be greatly increased.
[0052]
(B) In the
[0053]
(C) In this
[Third Embodiment]
Next, the inner peripheral seal structure and the inner peripheral seal method in the third embodiment will be described in detail with reference to FIG. Parts that are the same as those in the first embodiment are given the same member numbers.
[0054]
FIG. 5A shows a state before the use of the
[0055]
In the
[0056]
In the state where the
[0057]
When wear occurs in the
[0058]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) Even in this embodiment, the sealing force of both the
[0059]
(B) Further, according to the present embodiment, the seal packing 32 itself can be formed smaller than in the first embodiment using the plurality of
[Fourth Embodiment]
Next, the outer peripheral seal structure and the outer peripheral seal method in the fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0060]
FIG. 6A shows a state before the use of the
[0061]
Both ends of the
[0062]
An annular
[0063]
A
[0064]
That is, the locking
[0065]
When the outer seal portion 8A of the main seal packing 46 is worn and the sealing force is reduced to some extent, the
[0066]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) Even in this embodiment, the sealing force of both the seal packings 46 and 47 does not decrease at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal packing 47 is not impaired until the sealing force of the main seal packing 46 decreases to some extent. Be preserved. Therefore, waste of the sealing force can be minimized and the seal life can be greatly increased.
[0067]
(B) According to this embodiment, the operational effects b and d listed in the first embodiment can also be achieved.
[Fifth Embodiment]
Next, the outer peripheral seal structure and the outer peripheral seal method in the fifth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0068]
FIG. 7A shows a state before the use of the
[0069]
Here, only one seal packing 52 provided with two lip-shaped seal portions 53 and 54 on its outer peripheral side is used.
In the state where the
[0070]
When wear occurs in the main seal portion 53 and the sealing force decreases to some extent, the
[0071]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(1) Also in this embodiment, the sealing force of both seal portions 53 and 54 of the seal packing 52 is not reduced at the same time, and the sealing force of the auxiliary seal portion 54 is reduced until the sealing force of the main seal portion 53 is reduced to some extent. Is preserved intact. Therefore, waste of the sealing force can be minimized and the seal life can be greatly increased.
[0072]
(2) Further, according to the present embodiment, the seal packing 52 itself can be formed smaller than the fourth embodiment. Therefore, the packing
[Sixth Embodiment]
Next, the inner peripheral seal structure and the inner peripheral seal method in the sixth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0073]
FIG. 8A shows a state before the use of the
[0074]
In this embodiment, one main seal packing 6 and two
[0075]
Further, here, in order to accommodate the three
[0076]
When the
[0077]
When the
[0078]
That is, the sealing forces of the three
[0079]
Now, the following is a characteristic effect of the present embodiment.
(A) Needless to say, the
[0080]
In addition, this invention is not limited to each said 1-6 embodiment, For example, it can change to another form as follows.
As in another example shown in FIG. 9, a
[0081]
In
[0082]
Each
In the embodiment using a plurality of
[0083]
◎ Instead of
[0084]
The sealing structure and sealing method of the present invention can be applied to cylinders using other fluids besides air cylinders. Further, the fluid pressure cylinder does not stop and can be applied to other fluid pressure actuators.
[0085]
here,in frontThe technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below together with the effects thereof.
(1)in frontA seal structure for a fluid pressure actuator, wherein a tip end edge of the locking portion is provided with a swelled portion that swells outward. With this configuration, it is possible to prevent the seal portion from falling off the locking portion, and the locking is more reliable.
[0086]
(2)in frontThe operation portion is a flange formed on the outer end side of the locking portion, and a notch recess is formed on the inner end surface side of the flange. With this configuration, the tip of a tool or the like can be engaged with the notch recess, so that the seal portion pressing body can be pulled out more easily.
[0087]
The technical terms used in this specification are defined as follows.
“Actuator component: A member constituting a fluid pressure actuator, and in a fluid pressure cylinder, for example, a piston rod, a housing, a cylinder tube, a piston, a slide table, etc.”
[0088]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a seal structure for a fluid pressure actuator that can dramatically increase the seal life.
[0089]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a seal structure for a fluid pressure actuator that can dramatically increase the seal life and is also convenient for downsizing.
[0090]
Claim1 or 2According to the invention described in, the sealing force of the seal portion can be reliably preserved.
Claim3,4,5According to the invention described in (1), it is suitable for realizing a fluid pressure actuator excellent in handling and operability.
[0091]
Claim6,According to the inventions described in the seventh and eighth aspects, it is suitable for realizing a fluid pressure actuator having excellent handling and operability and a simple structure.
According to invention of
[0092]
According to the invention of the tenth aspect, it is possible to provide a sealing method for a fluid pressure actuator capable of dramatically extending the seal life.
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to provide a sealing method for a fluid pressure actuator that can dramatically increase the seal life and is also convenient for downsizing.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are partial cross-sectional views of an air cylinder having a seal structure according to a first embodiment.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the air cylinder.
FIG. 3 is a partial perspective view of an air cylinder provided with a seal structure according to a second embodiment.
4A and 4B are partial cross-sectional views of the air cylinder. FIG.
5A and 5B are partial cross-sectional views of an air cylinder provided with a seal structure according to a third embodiment.
FIGS. 6A and 6B are partial cross-sectional views of an air cylinder provided with a seal structure according to a fourth embodiment.
7A and 7B are partial cross-sectional views of an air cylinder provided with a seal structure according to a fifth embodiment.
8A to 8C are partial cross-sectional views of an air cylinder provided with a seal structure according to a sixth embodiment.
9A is a front view of another example of the seal portion pressing body, and FIG. 9B is a side view thereof.
FIG. 10 is a partial sectional view of an air cylinder having a conventional seal structure.
[Explanation of symbols]
1, 2, 31, 41, 51, 61 ... Air cylinder as fluid pressure actuator, 2 ... Housing as actuator component, 3 ... Piston rod as actuator component, 6, 22, 46 ... Main seal packing, 7 , 23, 47 ... auxiliary seal packing, 8, 8A ... outer seal part, 9, 9A ... inner seal part, 11, 11A, 11B ... pressure sleeve as seal part pressing body, 13 ... locking part, 14 ... operation part , 15 ... slit, 24 ... locking hole as the first locking structure, 25 ... locking protrusion as the second locking structure, 33, 53 ... main seal portion, 34, 54 ... auxiliary seal portion, 42 ... Cylinder tube as an actuator constituent member, 44 ... Piston as an actuator constituent member.
Claims (11)
前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シールパッキングのシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
前記補助シールパッキングのシール部を前記主シールパッキングのシール部が摺接する前記アクチュエータ構成部材から離間する方向に付勢して弾性変形させておくためのシール部押圧体を前記補助シールパッキングのシール部と前記アクチュエータ構成部材との間に係脱可能に設け、そのシール部押圧体の係止により前記補助シールパッキングのシール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール構造。In a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two relatively moving actuator components,
A plurality of seal packings are provided at the sliding portion, one of the seal packings is used as a main seal packing, and the remaining one is used as an auxiliary seal packing, and the inner side or the outer side of the main seal packing is provided. The formed seal portion is disposed in a state of sliding contact with the actuator constituent member from the beginning, and the seal portion formed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the auxiliary seal packing is initially set with respect to the actuator constituent member. Is arranged in a state in which it is not slidable and slidable after the sealing force of the main seal packing is reduced ,
A seal portion pressing member for energizing and elastically deforming the seal portion of the auxiliary seal packing in a direction away from the actuator constituent member in sliding contact with the seal portion of the main seal packing is a seal portion of the auxiliary seal packing. And the actuator component member are detachably provided, and the seal portion of the auxiliary seal packing is initially maintained in a non-slidable state with respect to the actuator component member by locking the seal portion pressing member. seal structure of a fluid pressure actuator which is characterized in that the.
前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
前記補助シール部を前記主シール部が摺接する前記アクチュエータ構成部材から離間する方向に付勢して弾性変形させておくためのシール部押圧体を前記補助シール部と前記アクチュエータ構成部材との間に係脱可能に設け、そのシール部押圧体の係止により前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール構造。In a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two relatively moving actuator components,
A plurality of seal portions are provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the seal packing, one of them is a main seal portion, and the remaining one is an auxiliary seal portion, and the main seal portion is the actuator component. The auxiliary seal portion is initially slidable with respect to the actuator component and is slidable after the sealing force of the main seal portion is reduced . ,
A seal portion pressing body for energizing and elastically deforming the auxiliary seal portion in a direction away from the actuator constituent member in sliding contact with the main seal portion is provided between the auxiliary seal portion and the actuator constituent member. A seal for a fluid pressure actuator, wherein the seal is provided so as to be able to be engaged and disengaged, and the auxiliary seal portion is initially kept in a non-slidable state with respect to the actuator constituent member by locking the pressing portion of the seal portion. Construction.
前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シールパッキングの内周 側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
一方のアクチュエータ構成部材側に第1係止構造を設けるとともに前記補助シールパッキング側に前記第1係止構造に係脱可能な第2係止構造を設け、両係止構造同士の係止に基づく前記補助シールパッキンの拡径によって、前記シール部を他方のアクチュエータ構成部材から離間させる方向に同補助シールパッキングを弾性変形させておくことにより、同シール部を前記他方のアクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造。 In a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two relatively moving actuator components,
A plurality of seal packings are provided at the sliding portion, one of the seal packings is used as a main seal packing, and the remaining one is used as an auxiliary seal packing, and the inner side or the outer side of the main seal packing is provided. The formed seal portion is disposed in a state of sliding contact with the actuator constituent member from the beginning, and the seal portion formed on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the auxiliary seal packing is initially set with respect to the actuator constituent member. Is arranged in a state in which it is not slidable and slidable after the sealing force of the main seal portion is reduced,
A first locking structure is provided on one actuator component side, and a second locking structure that is detachable from the first locking structure is provided on the auxiliary seal packing side, and is based on the locking between the two locking structures. By expanding the diameter of the auxiliary seal packing, the auxiliary seal packing is elastically deformed in a direction in which the seal portion is separated from the other actuator component member, whereby the seal portion is initially set with respect to the other actuator component member. seal structure to that Fluid pressure actuator, characterized in that in order to maintain the sliding contact non condition.
前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接する状態に配置し、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能かつ前記主シール部のシール力が低下した後から摺接可能な状態に配置し、
一方のアクチュエータ構成部材側に第1係止構造を設けるとともに前記補助シール部側に前記第1係止構造に係脱可能な第2係止構造を設け、両係止構造同士の係止に基づく前記補助シール部の拡径によって、他方のアクチュエータ構成部材から離間させる方向に同補助シール部を弾性変形させておくことにより、同シール部を前記他方のアクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持するようにしたことを特徴とする流体圧アクチュエータのシール構造。 In a seal structure in which a seal packing is provided at a sliding position between two relatively moving actuator components,
A plurality of seal portions are provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the seal packing, one of them is a main seal portion, and the remaining one is an auxiliary seal portion, and the main seal portion is the actuator component. The auxiliary seal portion is initially slidable with respect to the actuator component and is slidable after the sealing force of the main seal portion is reduced. ,
A first locking structure is provided on one actuator component side, and a second locking structure is provided on the auxiliary seal portion side that can be engaged with and disengaged from the first locking structure, and is based on locking between both locking structures. the diameter of the auxiliary seal portion, by keeping elastically deforming the same auxiliary seal portion in a direction away from the actuator components of the other hand, initially the same sealing portion relative to the other actuator components are sliding seal structure that Fluid pressure actuator to, characterized in that in order to maintain the non-state.
前記摺動箇所に複数のシールパッキングを設けるとともに、それらのシールパッキングのうちの1つを主シールパッキングとし、かつ残りのものを補助シールパッキングとし、前記主シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接させ、前記補助シールパッキングの内周側または外周側に形成されたシール部を、前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持し、かつ前記主シールパッキングのシール部のシール力がある程度低下した後に同補助シールパッキングのシール部を同アクチュエータ構成部材に対して摺接させるようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール方法。 In the sealing method by the seal structure of the fluid pressure actuator according to claim 1 ,
A plurality of seal packings are provided at the sliding portion, one of the seal packings is used as a main seal packing, and the remaining one is used as an auxiliary seal packing, and the inner side or the outer side of the main seal packing is provided. The formed seal portion is brought into sliding contact with the actuator constituent member from the beginning, and the seal portion formed on the inner or outer peripheral side of the auxiliary seal packing is initially brought into sliding contact with the actuator constituent member. A fluid characterized in that the fluid is maintained in an incapable state and the sealing portion of the auxiliary seal packing is brought into sliding contact with the actuator constituent member after the sealing force of the sealing portion of the main seal packing is reduced to some extent. Pressure actuator sealing method.
前記シールパッキングの内周側または外周側に複数のシール部を設けるとともに、それらのうちの1つを主シール部とし、かつ残りのものを補助シール部とし、前記主シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初から摺接させ、前記補助シール部を前記アクチュエータ構成部材に対して当初は摺接不能な状態に維持し、かつ前記主シール部のシール力がある程度低下した後に同補助シール部を同アクチュエータ構成部材に対して摺接させるようにしたことを特徴とした流体圧アクチュエータのシール方法。 In the sealing method by the seal structure of the fluid pressure actuator according to claim 2 ,
A plurality of seal portions are provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the seal packing, one of them is a main seal portion, and the remaining one is an auxiliary seal portion, and the main seal portion is the actuator component. The auxiliary seal portion is initially kept in a state incapable of sliding contact with the actuator component, and the auxiliary seal portion is removed after the sealing force of the main seal portion is reduced to some extent. A fluid pressure actuator sealing method, wherein the actuator constituent member is slidably contacted.
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