JP4026640B2 - Piston cylinder sealing device - Google Patents

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Description

本発明は、ピストン形シリンダの密封装置、特に水を作動媒体とし、高圧下で円滑に摺動する水圧シリンダの密封に好適に用いることができるピストン形シリンダの密封装置に関する。   The present invention relates to a sealing device for a piston cylinder, and more particularly to a sealing device for a piston cylinder that can be suitably used for sealing a hydraulic cylinder that slides smoothly under high pressure using water as a working medium.

流体作動機器の作動媒体として、油を代表として、空気や水等が利用される。これらの流体作動機器では、その作動媒体に応じて、様々な密封装置が適宜使用されている。例えば、油圧用としてはシール部材にいわゆるリップを設けて気密性を高めたり、空気圧用としてはシール部材の先端にR部を設けて円滑な摺動を確保している。   As a working medium of the fluid working device, air, water, or the like is used, typically oil. In these fluid operation devices, various sealing devices are appropriately used depending on the operation medium. For example, for oil pressure, a so-called lip is provided on the sealing member to improve airtightness, and for air pressure, an R portion is provided at the tip of the sealing member to ensure smooth sliding.

作動媒体として油を従来から使用してきた流体作動機器において、作動媒体を水に変更することにより、廃油の処理や、この流体作動機器の廃棄や事故等の解体・分解時における、作動媒体の外部への流出による環境汚染や火災発生等を事実上解消でき、環境保護に配慮した流体作動機器を提供できる。また、作動媒体として水を考慮した場合、一般的な鉱物油と比較すると、剛性が高くかつ気泡が抜けやすいために機器の作動遅れが事実上ない(体積弾性係数:鉱物油1000〜1600MPa、水2000〜2300MPa)とともに、温度変化による粘度変化が少なく低温時にも作動の変化が少ないことから流体作動機器の性能を向上できること、さらには、低温でも粘度が低くかつ粘度変化も少ないために配管等における圧力損失が少なく、熱容量が大きいため(鉱物油1890J/kg・K、水4200J/kg・K)にタンク容量を小さくでき、さらには水は入手性や価格の面で油よりも優れることから、経済性も有利である。   In fluid working equipment that has traditionally used oil as the working medium, change the working medium to water so that the outside of the working medium can be removed when disposing of this oil working equipment or dismantling / disassembling the fluid working equipment. It is possible to virtually eliminate environmental pollution and fires caused by spills, and to provide fluid-operated equipment that is environmentally friendly. In addition, when water is taken into consideration as a working medium, compared to general mineral oil, since the rigidity is high and bubbles are easily removed, there is virtually no delay in the operation of the device (volume elastic modulus: mineral oil 1000 to 1600 MPa, water 2000-2300MPa), and there is little change in viscosity due to temperature change, and there is little change in operation even at low temperatures, so that the performance of fluid operating equipment can be improved. In addition, since viscosity is low and viscosity change is low even at low temperatures, Because the pressure loss is small and the heat capacity is large (mineral oil 1890J / kg · K, water 4200J / kg · K), the tank capacity can be reduced, and water is more excellent than oil in terms of availability and price. Economics are also advantageous.

しかしながら、これまで用いられてきた油圧機器の作動媒体を水に代えて水圧機器とするためには、例えば水圧シリンダでは、油圧シリンダの使用圧力である、例えば14MPaといったような高圧力に耐えることができる必要がある。なお、以降の説明では、水圧機器が水圧シリンダである場合を例にとる。   However, in order to replace the working medium of hydraulic equipment that has been used so far with water and use hydraulic equipment, a hydraulic cylinder, for example, can withstand a high pressure such as 14 MPa, which is the working pressure of the hydraulic cylinder. It needs to be possible. In the following description, a case where the hydraulic device is a hydraulic cylinder is taken as an example.

水圧シリンダは、構造用部材として水に対する腐食性や機械的強度を満足する必要性から、ステンレス鋼を用いることが考えられ、この水圧シリンダの密封部材や摺動部材(以下、「密封部材等」と総称する)には、水環境下でステンレス鋼と相性が良い樹脂やセラミックス材を用いることが考えられる。すなわち、水圧シリンダに、油圧シリンダ等では慣用されるゴム製の密封部材等を用いようとすると、錆が早期に発生すること、密封部材等の剛性が小さいために耐圧性が不足すること、密封部材等の摩擦係数が大きく摺動抵抗が大きいために摩耗して漏れ易いとともにシリンダの摩擦損失が大きくなること、さらには、摺動抵抗の変化量が大きいためにシリンダの制御が難しくなることといった問題が想定されるからである。なお、水の表面張力が大きいために相手面に対する濡れ性が悪いこと、潤滑性が乏しいこと、氷点下の周囲温度では凍るために凍結防止対策を講じる必要があること、さらには水は使用に伴って変色、ぬめり、菌等の発生を生じて劣化することといった問題もある。さらに、水圧システムの需要が少ないために、設備費が割高になってしまうという問題もある。   The hydraulic cylinder is considered to use stainless steel as a structural member because it needs to satisfy the corrosiveness and mechanical strength against water. The sealing member and sliding member of this hydraulic cylinder (hereinafter referred to as “sealing member”) It is conceivable to use a resin or a ceramic material that is compatible with stainless steel in an aqueous environment. That is, if the hydraulic cylinder is used with a rubber sealing member or the like that is commonly used for a hydraulic cylinder, rusting occurs early, the rigidity of the sealing member is small, the pressure resistance is insufficient, the sealing Since the friction coefficient of the member, etc. is large and the sliding resistance is large, it is easy to wear and leak, and the friction loss of the cylinder increases, and furthermore, the control amount of the cylinder becomes difficult due to the large amount of change in sliding resistance. This is because a problem is assumed. In addition, the surface tension of water is large, so wettability to the mating surface is poor, lubricity is poor, it is necessary to take anti-freezing measures to freeze at ambient temperatures below freezing, and water There are also problems such as deterioration due to discoloration, slimming and generation of bacteria. Furthermore, since there is little demand for the hydraulic system, there is a problem that the equipment cost becomes expensive.

一方、樹脂製の密封部材等に関しても、弾性が乏しいために密封性が劣るとともに、水圧シリンダの潤滑条件が油圧シリンダの潤滑条件に比較するとかなり厳しいものであるために負担が大きい密封部材等の摩耗が促進されてしまう傾向にある。   On the other hand, the sealing member made of resin also has poor sealing performance due to poor elasticity, and the hydraulic cylinder lubrication conditions are considerably strict compared with the hydraulic cylinder lubrication conditions. Wear tends to be promoted.

そこで、特許文献1には、水圧シリンダのシリンダチューブをポリオレフィン樹脂製とすることによってさらなる円滑な摺動性を確保する発明が開示されている。
また、特許文献2には、水圧シリンダのシリンダチューブ全体を樹脂製とするともにシリンダチューブの内側に金属製の筒体を嵌合することによって軽量化、小型化さらには耐食性を確保する発明が開示されている。
In view of this, Patent Document 1 discloses an invention in which a smoother slidability is ensured by making a cylinder tube of a hydraulic cylinder made of a polyolefin resin.
Patent Document 2 discloses an invention in which the entire cylinder tube of the hydraulic cylinder is made of resin, and a metal cylinder is fitted inside the cylinder tube to reduce weight, reduce size, and ensure corrosion resistance. Has been.

さらに、本出願人は、先に特許文献3により、特に油圧シリンダあるいは空気圧シリンダ等の流体圧機器の密封装置として、過酸化物加硫剤で架橋することが可能なゴムからなるシール本体と、このシール本体の摺動面側に、分子量が一般的に100万以上と極めて大きく、耐摩耗性や自己潤滑性、低温での耐衝撃特性等が優れていることで知られる超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる被覆層を接着剤なしで複合化した密封装置を開示した。   Further, the applicant of the present invention previously described in Patent Document 3, as a sealing device for fluid pressure equipment such as a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, in particular, a seal body made of rubber that can be crosslinked with a peroxide vulcanizing agent, On the sliding surface side of this seal body, the molecular weight is generally very large at 1 million or more, and ultra-high molecular weight polyethylene known for its excellent wear resistance, self-lubricating property, impact resistance property at low temperature, etc. A sealing device in which a coating layer made of UHMWPE) is combined without an adhesive is disclosed.

特開2001−12415号公報JP 2001-12415 A 特開2003−4008号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-4008 特開平11−325255号公報JP 11-325255 A

特許文献1〜3により開示された従来の技術によれば、目標とする水圧シリンダそれ自体を改善することができ、流体作動機器における油圧シリンダを水圧シリンダに置換する際の技術的課題が改善される。   According to the conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3, the target hydraulic cylinder itself can be improved, and the technical problem in replacing the hydraulic cylinder in the fluid operating device with the hydraulic cylinder is improved. The

しかしながら、これら従来の技術においても、水圧シリンダを構成するピストン及びシリンダ間の密封構造それ自体は、殆ど考慮されることはなく、油圧シリンダ又は空気圧シリンダの密封構造をそのまま流用しているに過ぎないものである。   However, in these conventional techniques, the sealing structure between the piston and the cylinder constituting the hydraulic cylinder is hardly considered, and the sealing structure of the hydraulic cylinder or the pneumatic cylinder is merely used as it is. Is.

このため、上述したように、1MPa以上の圧力下、とりわけ例えば14MPaといったような高圧力下で使用される水圧シリンダを提供しようとすると、水圧シリンダの密封部材等の耐久性や摺動特性が不足するおそれが高い。このため、水圧シリンダの密封部材等として好適な密封装置を提供する必要がある。   For this reason, as described above, when it is intended to provide a hydraulic cylinder that is used under a pressure of 1 MPa or higher, particularly under a high pressure such as 14 MPa, the durability and sliding characteristics of the sealing member of the hydraulic cylinder are insufficient. There is a high risk of doing so. For this reason, it is necessary to provide a sealing device suitable as a sealing member for a hydraulic cylinder.

すなわち、作動媒体として油を使用してきた流体作動機器の作動媒体を水に変更する際の課題は、作動媒体である水が低粘度であるために漏れ易く水膜を形成し難いとともに、また潤滑液膜を形成することが難しく潤滑性が乏しいために密封部材であるパッキンの摩耗が促進されてしまうことから、水を作動媒体とする流体作動機器を現に提供することができない点である。   In other words, the problem in changing the working medium of fluid working equipment that has used oil as the working medium to water is that the working medium, water, has a low viscosity, so that it is easy to leak and it is difficult to form a water film. Since it is difficult to form a liquid film and the lubricity is poor, the wear of the packing, which is a sealing member, is promoted, so that it is not possible to actually provide a fluid working device using water as a working medium.

本発明の目的は、ピストン形シリンダの密封装置を提供することであり、具体的に説明すると、特に水を作動媒体とし、1MPa以上の圧力下、とりわけ例えば14MPaといったような高圧力下で円滑に、かつ十分な耐久性を備えて、摺動する水圧シリンダの密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a sealing device for a piston-type cylinder, and more specifically, in particular, water is used as a working medium and smoothly under a pressure of 1 MPa or more, particularly, a high pressure such as 14 MPa. It is another object of the present invention to provide a sealing device for a piston-type cylinder that has sufficient durability and can be suitably used for sealing a sliding hydraulic cylinder.

本発明者らは、上述した課題を解決することができるピストン型シリンダの密封装置について、密封部材の材料及び形状について検討した。
密封部材は、吸水や膨潤等により性状及び寸法変化を生じないとともに水膜の形成が期待できないために自己潤滑性を有する材料からなることが必要である。このような材料としては、充填材入り4弗化エチレン樹脂(PTFE)、超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)さらには自己潤滑性を有するゴム等が挙げられるが、水を作動媒体とする場合には超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)を用いることが望ましい。
The present inventors have examined the material and shape of the sealing member for the piston cylinder sealing device that can solve the above-described problems.
The sealing member needs to be made of a material having self-lubricating properties because it does not cause changes in properties and dimensions due to water absorption or swelling, and formation of a water film cannot be expected. Examples of such a material include filled tetrafluoroethylene resin (PTFE), ultrahigh molecular weight polyethylene resin (UHMWPE), and rubber having self-lubricating properties. It is desirable to use ultra high molecular weight polyethylene resin (UHMWPE).

一般的にシールシステムにおいて一次シールは、作動媒体を密封し圧力を確実に遮断することにより、シリンダを確実に作動させることを第一の目的とするが、水膜(油膜)程度の微小な漏れであってもシリンダの作動には殆ど影響しない。   In general, a primary seal in a seal system is intended to ensure that the cylinder is operated by sealing the working medium and shutting off the pressure. However, the primary seal is a small leak of water film (oil film). However, it hardly affects the operation of the cylinder.

一次シールのピストン用は圧力側及び非圧力側の両側に、ピストンロッド用は圧力側において、密封部材の周囲は作動媒体である水により囲まれていることから、比較的水膜を維持し易いものの、水は油に比較して潤滑が乏しいためにスティックスリップ現象(水の圧縮性とパッキン・摺動部の摩擦力変化等により生じる自励振動によるびびり)が発生しやすくなることを考慮し、シール部材と支持部材とからなる密封部材(本明細書では後述するように「STNシール」ともいう)を用いる。   The primary seal piston is on both the pressure and non-pressure sides, the piston rod is on the pressure side, and the periphery of the sealing member is surrounded by water as the working medium, so it is relatively easy to maintain a water film. However, since water is poorly lubricated compared to oil, stick-slip phenomena (chatter due to self-excited vibration caused by changes in the compressibility of water and frictional force of the packing and sliding parts) are likely to occur. A sealing member composed of a sealing member and a supporting member (also referred to as “STN seal” as described later) is used.

一方、二次シールの密封部材は、水膜が外部に曝されるために水膜が厚いと当然水漏れになるが、薄くても水が蒸発し、さらに潤滑状態が悪化するため、ロッド表面の水膜維持は難しい。二次シールとして上述したSTNシールだけを用いたのでは密封性が不足するので、水膜をコントロールすること、すなわち外部への水漏れを防止することが難しい。そこで、二次シールを、上述したSTNシールとともに、リップ先端形状が丸みを持った複数の環状突起により、ロッド外周面になだらかな接触面圧を形成することができるとともに凹部にグリース又は水を保持することによって潤滑性を保持することができる空気圧用シール(「GLYパッキン」ともいう)を用いて行うことにより、水膜を厚くして潤滑状態を改善することが可能となる。   On the other hand, the sealing member of the secondary seal is naturally exposed to water leakage when the water film is thick because the water film is exposed to the outside. It is difficult to maintain a water film. If only the above-mentioned STN seal is used as the secondary seal, the sealing performance is insufficient, so it is difficult to control the water film, that is, to prevent water leakage to the outside. Therefore, along with the above-mentioned STN seal, the secondary seal can form a gentle contact surface pressure on the outer peripheral surface of the rod and keep grease or water in the recess by a plurality of annular projections with rounded lip tips. By using a pneumatic seal (also referred to as “GLY packing”) that can maintain lubricity by doing so, it becomes possible to thicken the water film and improve the lubrication state.

また、外部からの塵埃等を防止してシリンダ内部にあるパッキンや軸受けを保護するために、三次シールとしてダストシールを用いる。
本発明者らは以上の知見に基づいて鋭意検討を重ねた結果、シリンダに収容されるピストン及びピストンロッドを有するとともに水を作動媒体とするピストン形シリンダに複数の密封部材を設けるとともに、これら複数の密封部材の設置位置、材質さらには構造を具体的に特定することによって、例えば14MPaといった高圧下でも、円滑にかつ十分な耐久性を備えて摺動する水圧シリンダの密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置を提供できることを知見して、本発明を完成した。
Also, a dust seal is used as a tertiary seal in order to prevent dust and the like from the outside and protect the packing and bearings inside the cylinder.
As a result of intensive studies based on the above knowledge, the present inventors have provided a plurality of sealing members in a piston-type cylinder having a piston and a piston rod accommodated in the cylinder and using water as a working medium. By specifically specifying the installation position, material, and structure of the sealing member, it can be suitably used for sealing a hydraulic cylinder that slides smoothly and with sufficient durability even under a high pressure of 14 MPa, for example. The present invention has been completed by discovering that it is possible to provide a sealing device for a piston-type cylinder capable of achieving the above.

本発明は、シリンダに収容されるピストン及びピストンロッドを有し、水を作動媒体とするピストン形シリンダの密封装置であって、超高分子量ポリエチレンからなるシール部材、及びシール部材をシリンダの内面へ向けて付勢する支持部材からなり、ピストンの外面に装着される第一の密封部材と、超高分子量ポリエチレンからなるシール部材、及びシール部材をピストンロッドの外面へ向けて付勢する支持部材からなり、シリンダの内面に装着される第二の密封部材と、ピストンロッドの外面に接触する凸部を形成されたリップを有するゴム製のパッキンであって、シリンダの内面に装着される第三の密封部材と、ピストンロッドの外面に接触するようにシリンダの内面に装着されてダストの侵入を防止する樹脂製の第四の密封部材とを組み合わせて備え、第一の密封部材、第二の密封部材、第三の密封部材及び第四の密封部材を、ピストンからピストンロッドへ向かう方向にこの順で備えるとともに、第二の密封部材と第三の密封部材との間の領域に、第三の密封部材がシールした水を排水することによりこの領域の圧力の高まりを防止するためのドレンポートを備えることを特徴とするピストン形シリンダの密封装置である。 The present invention is a sealing device for a piston-type cylinder having a piston and a piston rod accommodated in a cylinder and using water as a working medium, and a sealing member made of ultra-high molecular weight polyethylene and a sealing member on the inner surface of the cylinder A first sealing member attached to the outer surface of the piston, a sealing member made of ultra high molecular weight polyethylene, and a supporting member that urges the sealing member toward the outer surface of the piston rod. A rubber seal having a second sealing member mounted on the inner surface of the cylinder and a lip formed with a convex portion that contacts the outer surface of the piston rod, the third sealing member being mounted on the inner surface of the cylinder A sealing member and a resin-made fourth sealing member that is attached to the inner surface of the cylinder so as to contact the outer surface of the piston rod and prevents dust from entering. With combined viewed, the first sealing member, the second sealing member, a third sealing member and the fourth sealing member, together with the provided in this order in a direction from the piston to the piston rod, a second seal member in the region between the third sealing member, a piston-type cylinder is a third sealing member, characterized in Rukoto includes a drain port for preventing the growing pressure of the region by draining sealed water The sealing device.

なお、本出願人が上述した特許文献3により開示したように、ゴム製のシール部材の摺動面側に超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる被覆層を接着剤なしで複合化した、流体圧機器の密封装置は既に公知である。しかしながら、特許文献3のみならず特許文献1、2においても、例えば14MPaといった高圧下で水を作動媒体とするピストン形シリンダに設けられた複数の密封部材の設置位置、材質さらには構造は、何ら示唆されていない。本発明の意義は、これを明らかにすることによって、このような高圧下においても円滑に、かつ十分な耐久性を備えて、摺動する水圧シリンダの密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置を現に提供することができる点にある。   In addition, as disclosed in Patent Document 3 described above by the present applicant, a fluid pressure obtained by combining a coating layer made of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) on the sliding surface side of a rubber seal member without an adhesive. Equipment sealing devices are already known. However, not only in Patent Document 3, but also in Patent Documents 1 and 2, for example, the installation positions, materials, and structures of a plurality of sealing members provided in a piston cylinder using water as a working medium under a high pressure of 14 MPa, for example, Not suggested. By clarifying the significance of the present invention, a piston type that can be suitably used for sealing a sliding hydraulic cylinder smoothly and sufficiently with durability even under such a high pressure. A cylinder sealing device can actually be provided.

本発明によれば、特に水を作動媒体とし、1MPa以上の圧力下、とりわけ例えば14MPaといったような高圧力下で円滑に摺動する水圧シリンダの密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置を提供することができる。   According to the present invention, a piston-type cylinder that can be suitably used for sealing a hydraulic cylinder that slides smoothly under a pressure of 1 MPa or more, particularly a high pressure such as 14 MPa, in particular, using water as a working medium. A sealing device can be provided.

以下、本発明に係るピストン形シリンダの密封装置を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係るピストン形シリンダの密封装置1の構造の一例を示す縦断面図である。図1では、ピストンの中心線lよりも下半分は省略してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out a piston-type cylinder sealing device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of a piston-type cylinder sealing device 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, the lower half of the piston center line l is omitted.

図1に示す密封装置1は、水を作動媒体とするピストン形シリンダ5の密封装置1である。ピストン形シリンダ5は、周知慣用のものであり、本例においてもシリンダ3に収容されてシリンダ3の対向摺動面を構成するピストン4a及び外部へ露出するピストンロッド4bを有している。   A sealing device 1 shown in FIG. 1 is a sealing device 1 for a piston-type cylinder 5 using water as a working medium. The piston-type cylinder 5 is a well-known and conventional one, and also in this example, it has a piston 4a that is accommodated in the cylinder 3 and constitutes an opposing sliding surface of the cylinder 3, and a piston rod 4b that is exposed to the outside.

そして、この密封装置1は、第一の密封部材6、第二の密封部材7、第三の密封部材8及び第四の密封部材9を、ピストン4aからピストンロッド4bへ向かう方向(図1における右から左へ向かう方向)にこの順に備える。そこで、密封装置1の構成要素である密封部材6〜9を、以下に順次説明する。   And this sealing device 1 makes the 1st sealing member 6, the 2nd sealing member 7, the 3rd sealing member 8, and the 4th sealing member 9 the direction (in FIG. 1) toward piston rod 4b from piston 4a. (In the direction from right to left). Then, the sealing members 6-9 which are the components of the sealing device 1 are demonstrated one by one below.

[第一の密封部材6]
図2は、第一の密封部材6及び後述する第二の密封部材7を抽出して示す説明図である。
[First sealing member 6]
FIG. 2 is an explanatory view showing an extracted first sealing member 6 and a second sealing member 7 described later.

図1及び図2に示すように、第一の密封部材6は、ピストン4aの外周面に環状に刻設された溝部10に適宜手段によって装着されて収容される。この第一の密封部材6は、シール部材11と支持部材(バックリング)12とにより構成され、ピストンシールをなすものである。なお、本明細書では、シール部材11及び支持部材12により構成される第一の密封部材6を、「STNシール」ともいう。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first sealing member 6 is mounted and accommodated by appropriate means in a groove portion 10 formed in an annular shape on the outer peripheral surface of the piston 4 a. The first sealing member 6 is composed of a seal member 11 and a support member (back ring) 12 and forms a piston seal. In the present specification, the first sealing member 6 including the seal member 11 and the support member 12 is also referred to as an “STN seal”.

シール部材11は、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)により構成される。ここで、「超高分子量ポリエチレン」とは、分子量が一般的に100万以上と極めて高く、耐摩耗性や自己潤滑性、さらには低温での耐衝撃性等が優れるものである。超高分子量ポリエチレンは通常の販路で市販されており、例えば三井石油化学工業(株)製のハイゼックスミリオン240M(商品名)を用いることができる。   The seal member 11 is made of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Here, “ultra high molecular weight polyethylene” has a very high molecular weight of generally 1 million or more, and is excellent in wear resistance, self-lubricating property, impact resistance at low temperature, and the like. Ultra high molecular weight polyethylene is commercially available on a normal sales channel. For example, Hi-Zex Million 240M (trade name) manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. can be used.

上述したように、水を作動媒体とするピストン形シリンダ5の密封装置1のシール部材11の材料には、(a)吸水、潤滑等によっても性状及び寸法がいずれも変化しないこと、及び(b)水膜形成が期待できないので、自己潤滑性を有するものであることがある。このような材料としては、充填材入り4弗化エチレン樹脂(PTFE)、超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)さらには自己潤滑性を有するゴム等を挙げることができるが、本発明では水を作動媒体とするため、水との相性が最もよい超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)を用いる。   As described above, the material of the sealing member 11 of the sealing device 1 of the piston-type cylinder 5 using water as a working medium includes (a) that neither properties nor dimensions change due to water absorption or lubrication, and (b ) Since water film formation cannot be expected, it may be self-lubricating. Examples of such materials include filled tetrafluoroethylene resin (PTFE), ultrahigh molecular weight polyethylene resin (UHMWPE), and self-lubricating rubber. In the present invention, water is used as a working medium. Therefore, an ultra high molecular weight polyethylene resin (UHMWPE) having the best compatibility with water is used.

また、このシール部材11は、横断面が矩形であって円環状をなす形状に形成されている。形成手段等は公知の手段によればよく、特定の手段には限定されない。シール部材11の外周面が接触面11aとしてシリンダ3の内周面3aに接触することにより、ピストン4aとシリンダ3とを密封する。   The seal member 11 is formed in an annular shape having a rectangular cross section. The forming means may be a known means and is not limited to a specific means. When the outer peripheral surface of the seal member 11 contacts the inner peripheral surface 3a of the cylinder 3 as the contact surface 11a, the piston 4a and the cylinder 3 are sealed.

なお、本例とは異なり、シール部材11を、シール部材11の接触面11aのみを超高分子量ポリエチレンにより構成する複合化シールとしてもよい。
一方、支持部材12は、例えばゴム等の弾性を有する材料(本例ではNBR)により、横断面が円形であって円環状をなす形状に形成されている。そして、支持部材12は、シール部材11の内面側の面(接触面11aに対向する位置に形成された面)を支持することにより、シール部材11をシリンダ3の内面3a側へ向けて付勢する。これにより、シール部材11の外周面がシリンダ3の内面3aに面接触し、シリンダ3とピストン4aとが密封される。
Unlike this example, the seal member 11 may be a composite seal in which only the contact surface 11a of the seal member 11 is made of ultrahigh molecular weight polyethylene.
On the other hand, the support member 12 is formed in an annular shape with a circular cross section by an elastic material such as rubber (NBR in this example). The support member 12 urges the seal member 11 toward the inner surface 3a side of the cylinder 3 by supporting the inner surface side surface of the seal member 11 (the surface formed at a position facing the contact surface 11a). To do. Thereby, the outer peripheral surface of the seal member 11 is in surface contact with the inner surface 3a of the cylinder 3, and the cylinder 3 and the piston 4a are sealed.

すなわち、シール部材11及び支持部材12により構成される第一の密封部材6の周囲は、水で囲まれることとなるために比較的水膜を維持し易いものの、油に比較すると潤滑性が乏しいために、スティックスリップ現象が発生し易いことを考慮し、STNシールを用いた。
本実施の形態における第一の密封部材6は、以上のように構成される。
That is, although the periphery of the first sealing member 6 constituted by the seal member 11 and the support member 12 is surrounded by water, it is relatively easy to maintain a water film, but has poor lubricity compared to oil. Therefore, an STN seal was used in consideration of the possibility of stick-slip phenomenon.
The first sealing member 6 in the present embodiment is configured as described above.

[第二の密封部材7]
図1及び図2に示すように、第二の密封部材7は、シリンダ3の内面に環状に刻設された溝部3bに装着されて収容される。すなわち、第二の密封部材7は、後述する第3の密封部材8及び第4の密封部材9とともに、ロッド用パッキンを構成する。しかし、ロッド用パッキンは、水膜が外部に曝されるため、水膜が厚いと当然水漏れを生じるが、薄い場合にも水が蒸発し、さらに潤滑状態が悪化する。このため、ロッド表面の水膜の維持は難しい。このため、この第二の密封部材7だけでは、充分な密封性を確保することが難しく、水膜をコントロールすること、つまり外部への水漏れを防止することができない。
[Second sealing member 7]
As shown in FIGS. 1 and 2, the second sealing member 7 is mounted and accommodated in a groove 3 b that is formed in an annular shape on the inner surface of the cylinder 3. That is, the 2nd sealing member 7 comprises the packing for rods with the 3rd sealing member 8 and the 4th sealing member 9 which are mentioned later. However, since the water film of the rod packing is exposed to the outside, if the water film is thick, water leakage naturally occurs. However, even if the water film is thin, the water evaporates and the lubrication state is further deteriorated. For this reason, it is difficult to maintain the water film on the rod surface. For this reason, it is difficult to ensure sufficient sealing performance only with the second sealing member 7, and it is impossible to control the water film, that is, to prevent water leakage to the outside.

そこで、本発明では、この第二の密封部材7によって、多少の水漏れは許容しても、シリンダ5の内部の圧力を確実に遮断するとともに、後述する第3の密封部材8により水膜を確実にコントロールして水漏れを防止する。   Therefore, in the present invention, even if some water leakage is allowed by the second sealing member 7, the pressure inside the cylinder 5 is surely cut off, and a water film is formed by the third sealing member 8 described later. Be sure to control to prevent water leaks.

第二の密封部材7も、第1の密封部材6と同様に、シール部材11及び支持部材12からなる「STNシール」により構成される。支持部材12が、シール部材11の外面側を支持することにより、シール部材11をピストンロッド4bの外面側へ向けて付勢する。これにより、シール部材11の内周面がピストンロッド4bの外面に面接触する。これにより、第二の密封部材7は、後述する第三の密封部材8とともに、シリンダ3に対するピストン4aの密封性を確保する。   Similarly to the first sealing member 6, the second sealing member 7 is also configured by an “STN seal” including a sealing member 11 and a support member 12. The support member 12 urges the seal member 11 toward the outer surface side of the piston rod 4 b by supporting the outer surface side of the seal member 11. Thereby, the inner peripheral surface of the seal member 11 is in surface contact with the outer surface of the piston rod 4b. Thereby, the 2nd sealing member 7 ensures the sealing performance of piston 4a with respect to the cylinder 3 with the 3rd sealing member 8 mentioned later.

本実施の形態における第二の密封部材7は、以上のように構成される。
図3、4は、いずれも、上述した第一の密封部材6及び第二の密封部材7の変形例6−1、6−2、7−1、7−2を示す説明図である。
The second sealing member 7 in the present embodiment is configured as described above.
3 and 4 are explanatory views showing modified examples 6-1, 6-2, 7-1, and 7-2 of the first sealing member 6 and the second sealing member 7 described above.

図3に示す変形例6−1、7−1は、シール部材11の接触面11aに環状に突起13を二本形成したものである。これにより、接触面圧を高めることができるため、密封性を向上することができる。また、突起13に方向性を設けることにより、圧力側から非圧力側(第二の密封部材7と第三の密封部材8との間)へさらに水膜を薄く形成することができるとともに、非圧力側へ漏れ出た水膜を圧力側に容易に引き込むことができる。本明細書では、変形例6−1、7−1を「SMJシール」ともいう。   In the modified examples 6-1 and 7-1 shown in FIG. 3, two protrusions 13 are formed annularly on the contact surface 11 a of the seal member 11. Thereby, since a contact surface pressure can be raised, sealing performance can be improved. Further, by providing directionality to the protrusion 13, it is possible to form a thinner water film from the pressure side to the non-pressure side (between the second sealing member 7 and the third sealing member 8). The water film leaking to the pressure side can be easily drawn to the pressure side. In this specification, the modified examples 6-1 and 7-1 are also referred to as “SMJ seals”.

一方、図4に示す変形例6−2、7−2では、支持部材12として横断面が矩形であってあって環状に形成されたものを用いるとともに、シール部材11として横断面が円形であって環状に形成されたものを用いた。これにより、なだらかな接面応力分布を得ることができる。本明細書では、「STシール」ともいう。   On the other hand, in the modified examples 6-2 and 7-2 shown in FIG. 4, the support member 12 having a rectangular cross section and an annular shape is used, and the seal member 11 has a circular cross section. The one formed in an annular shape was used. Thereby, a gentle contact stress distribution can be obtained. In this specification, it is also referred to as “ST seal”.

なお、作動媒体の外部への漏れを特に防止する必要がある場合には、第一の密封部材6及び第二の密封部材7として、シール部材11及び支持部材12を組み合わせたSTNシール、SMJシール又はSTシールとともに、公知のゴム製の各種シールを併用することとしてもよい。これにより、シリンダ3に対するピストン4aの密封性をさらに高めることができ、作動媒体である水が外部へ漏洩することを確実に防止できる。   When it is particularly necessary to prevent the working medium from leaking to the outside, the first sealing member 6 and the second sealing member 7 are STN seals or SMJ seals in which the seal member 11 and the support member 12 are combined. Alternatively, various known rubber seals may be used in combination with the ST seal. Thereby, the sealing performance of the piston 4a with respect to the cylinder 3 can be further improved, and it is possible to reliably prevent the water as the working medium from leaking to the outside.

本実施の形態における第二の密封部材7は、以上のように構成される。
[第三の密封部材8]
図5は、本実施の形態における第三の密封部材8を示す説明図である。
The second sealing member 7 in the present embodiment is configured as described above.
[Third sealing member 8]
FIG. 5 is an explanatory view showing the third sealing member 8 in the present embodiment.

図1、5に示すように、第三の密封部材8は、シリンダ3の内面に環状に刻設された溝部3cに装着されて収容される。この第三の密封部材8は、ピストンロッド4bの外面に接触する凸部8bを形成されたリップ8aを有するパッキンであり、空気圧用パッキンとして周知慣用のものである。本明細書では「GLYパッキン」ともいう。   As shown in FIGS. 1 and 5, the third sealing member 8 is mounted and accommodated in a groove 3 c formed in an annular shape on the inner surface of the cylinder 3. The third sealing member 8 is a packing having a lip 8a formed with a convex portion 8b that contacts the outer surface of the piston rod 4b, and is well known and commonly used as a pneumatic packing. In this specification, it is also referred to as “GLY packing”.

リップ8aの先端8dは、面取りした曲面形状又はストレートな平面形状となっており、これにより、ピストンロッド4bの外周面になだらかに小さな接面応力分布を形成できる。また、GLYパッキン8は、凹部8cにグリース又は水を保持することができるため、潤滑性を確保することができる。   The tip 8d of the lip 8a has a chamfered curved surface shape or a straight planar shape, whereby a gently small contact stress distribution can be formed on the outer peripheral surface of the piston rod 4b. Moreover, since the GLY packing 8 can hold | maintain grease or water in the recessed part 8c, it can ensure lubricity.

また、第三の密封部材8の材質としては、一般的に1MPa以下で使用されることから、硬さHsが70のものを用いることが望ましい。GLYパッキンでは、Hs73であることから、さらに材料自体に自己潤滑作用のある特殊配合のゴムを用いている。これにより、潤滑性及び摺動性を充分に確保することができる。   Moreover, as a material of the 3rd sealing member 8, since it is generally used by 1 Mpa or less, it is desirable to use the thing of hardness Hs70. In GLY packing, because it is Hs73, a rubber with a special composition having a self-lubricating action is further used in the material itself. Thereby, sufficient lubricity and slidability can be ensured.

本発明者らの知見によると、この第三の密封部材8として、リップ先端がシャープな形状を有するために水膜を掻き出し易く外部漏れを生じ難い、NBRからなる油圧用のSNYパッキンを用いると、潤滑状態が悪いことに起因して、このSNYパッキンの摩耗が促進され、所望の耐久性が得られない。   According to the knowledge of the present inventors, as this third sealing member 8, since the lip tip has a sharp shape, it is easy to scrape out a water film and hardly cause external leakage, and a hydraulic SNY packing made of NBR is used. Due to the poor lubrication state, the wear of the SNY packing is promoted and the desired durability cannot be obtained.

そこで、本発明では、第三の密封部材8として、このSNYパッキンにより形成される水膜よりは厚さが大きい水膜を形成することができるとともに外部漏れを確実に防止するために、GLYパッキンを用いている。   Therefore, in the present invention, as the third sealing member 8, a water film having a thickness larger than that of the water film formed by the SNY packing can be formed, and in order to reliably prevent external leakage, the GLY packing is used. Is used.

第三の密封部材8は、第二の密封部材7とともに、シリンダ3に対するピストン4aの密封性を確保する。
本実施の形態における第三の密封部材8は、以上のように構成される。
The third sealing member 8 together with the second sealing member 7 ensures the sealing performance of the piston 4 a with respect to the cylinder 3.
The third sealing member 8 in the present embodiment is configured as described above.

[第四の密封部材9]
図6は、第四の密封部材9の構造を示す説明図である。
第四の密封部材9は、シール部材13及び支持部材(バックリング)14により構成される。なお、本明細書ではこの第四の密封部材9を、「SDRスクレーパ」ともいう。
[Fourth sealing member 9]
FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of the fourth sealing member 9.
The fourth sealing member 9 includes a seal member 13 and a support member (buckling) 14. In the present specification, the fourth sealing member 9 is also referred to as “SDR scraper”.

シール部材13は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)であり、支持部材14はNBRからなるOリングである。シール部材13にはPTFEを用いることも可能であるが、UHMWPEのほうが水との相性がよい。また、SMDスクレーパ9は、平面状の接触面を有する二つの接触部13a,13bが突設されたシール部材13を有するため、なだらかな接面応力分布を示す。   The seal member 13 is ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), and the support member 14 is an O-ring made of NBR. PTFE may be used for the seal member 13, but UHMWPE is more compatible with water. Further, since the SMD scraper 9 includes the seal member 13 having two contact portions 13a and 13b having a flat contact surface projecting, the contact surface stress distribution is gentle.

これにより、SMDスクレーパからなる第四の密封部材9は、図1及び図6に示すように、ピストンロッド4bの外面に接触するようにシリンダ3の内面に装着されてダストの侵入を防止する。   Thereby, the 4th sealing member 9 which consists of a SMD scraper is attached to the inner surface of the cylinder 3 so that it may contact the outer surface of the piston rod 4b, as shown in FIG.1 and FIG.6, and prevents intrusion of dust.

図7は、リップ9a、9bを有するゴム製のシール部材であるSDRシール9−1の構造を示す説明図である。このSDRシール9−1は、一般油圧用シリンダでは慣用されるNBR製のダストシールであり、リップ9aにより塵埃の侵入を防止し、リップ9bによりオイルシールを行うものである。   FIG. 7 is an explanatory view showing the structure of an SDR seal 9-1 which is a rubber seal member having lips 9a and 9b. The SDR seal 9-1 is an NBR dust seal commonly used in general hydraulic cylinders. The lip 9a prevents dust from entering, and the lip 9b provides an oil seal.

本発明者らの知見によると、SDRシール9−1を第4の密封部材9として用いると、リップ9aがシャープエッジとなっているため、潤滑性が悪化して著しく摩耗してしまい、所望の耐久性を確保できない。   According to the knowledge of the present inventors, when the SDR seal 9-1 is used as the fourth sealing member 9, since the lip 9a has a sharp edge, the lubricity deteriorates and wears down significantly. Durability cannot be secured.

このため、本実施の形態では、ゴム単体からなるSDRシール9−1を用いたダストシールは困難であると判断し、上述したように、シール部材13及び支持部材(バックリング)14により構成されるSMDスクレーパ9を用いた。   For this reason, in the present embodiment, it is determined that dust sealing using the SDR seal 9-1 made of a single rubber is difficult, and the seal member 13 and the support member (back ring) 14 are configured as described above. An SMD scraper 9 was used.

このSMDスクレーパ9により、充分な耐久性を維持しながら、大気側のエッジ13cにより塵埃等の侵入を防止できるとともに、パッキン側のエッジ13dにより薄い水膜を形成でき、外部への水漏れを防止できる。   While maintaining sufficient durability, the SMD scraper 9 can prevent the entry of dust and the like by the edge 13c on the atmosphere side, and can form a thin water film by the edge 13d on the packing side, thereby preventing water leakage to the outside. it can.

第四の密封部材9は、外部からの塵埃等を防止して、シリンダ内部にあるパッキンや軸受を保護する。
本実施の形態における第四の密封部材9は、以上のように構成される。
The fourth sealing member 9 prevents dust and the like from the outside, and protects the packing and the bearing inside the cylinder.
The fourth sealing member 9 in the present embodiment is configured as described above.

なお、図1における符号16〜19は軸受を示す。軸受16〜19は、ピストンロッド4bの荷重を受けて偏心を防止するためのもので、一般的には布入りのフェノール樹脂や、ポリアミド樹脂、金属(金属にPTFEを焼き付けたタイプ;例えば大同メタル工業(株)のDUブッシュ)が用いられるが、布入りフェノール樹脂やポリアミド樹脂は吸水性が大きいために使用できない。そこで、軸受16〜19も超高分子ポリエチレンUHMWPEからなるリングを用いることが望ましい。ただし、樹脂製の軸受では寸法精度の関係から、ガタが大きくシール性に影響があることがあるため、軸受の数を増やすとともに、水圧側には防錆処理または対策された金属製の軸受(DUブッシュ)を用いることが望ましい。   In addition, the codes | symbols 16-19 in FIG. 1 show a bearing. The bearings 16 to 19 are for preventing eccentricity by receiving the load of the piston rod 4b, and are generally a phenol resin containing cloth, polyamide resin, metal (a type in which PTFE is baked on a metal; for example, Daido Metal) DU bushing of Kogyo Co., Ltd.) is used, but cloth-containing phenolic resins and polyamide resins cannot be used because of their high water absorption. Therefore, it is desirable that the bearings 16 to 19 also use rings made of ultrahigh molecular weight polyethylene UHMWPE. However, since plastic bearings may have a large backlash due to dimensional accuracy, the number of bearings may be increased, and metal bearings with anti-rust treatment or countermeasures on the hydraulic side ( It is desirable to use a DU bush.

また、符号21は、水のドレンポートを示す。ドレンポート21は、第三の密封部材8がシール水を排水するためのものであり、これにより、第二の密封部材7と第三の密封部材8との間で圧力が高まり、第三の密封部材8に圧力がかかって耐久性が損なわれることを防止する。但し、第二の密封部材7を「SMJシール」のような非圧力側へ漏れ出た水膜を圧力側へ容易に引き込むことができるシールを使用すればドレンポートを設置してもしなくても良い。   Reference numeral 21 denotes a water drain port. The drain port 21 is for the third sealing member 8 to drain the sealing water. As a result, the pressure increases between the second sealing member 7 and the third sealing member 8, and the third It prevents that the sealing member 8 is pressurized and the durability is impaired. However, if a seal that can easily draw the water film leaking to the non-pressure side, such as the “SMJ seal”, into the pressure side is used for the second sealing member 7, the drain port may or may not be installed. good.

このように、本実施の形態の密封装置1では、密封部材6、7のシール部材11を、ゴムよりも摩擦係数が小さい超高分子量ポリエチレンにより構成したため、第一、二の密封部材6、7の摺動抵抗を小さくできた。   As described above, in the sealing device 1 of the present embodiment, the sealing members 11 of the sealing members 6 and 7 are made of ultrahigh molecular weight polyethylene having a friction coefficient smaller than that of rubber. Therefore, the first and second sealing members 6 and 7 are used. The sliding resistance can be reduced.

また、本実施の形態の密封装置1では、超高分子量ポリエチレンからなるシール部材11及びゴムからなる支持部材12を備えるSTNシールを用いたため、摺動抵抗の変化量を小さく、かつ安定した状態を維持できる。   Further, in the sealing device 1 of the present embodiment, since the STN seal including the sealing member 11 made of ultra high molecular weight polyethylene and the support member 12 made of rubber is used, the amount of change in sliding resistance is small and stable. Can be maintained.

さらに、本実施の形態の密封装置1では、超高分子量ポリエチレンからなるシール部材11及びゴムからなる支持部材12を備えるSTNシールを用いたため、密封部材6、7の耐久性を向上させるとともに密封性を改善することができる。   Further, in the sealing device 1 of the present embodiment, since the STN seal including the sealing member 11 made of ultra high molecular weight polyethylene and the support member 12 made of rubber is used, the durability of the sealing members 6 and 7 is improved and the sealing performance is improved. Can be improved.

これにより、本実施の形態によれば、水を作動媒体とし、例えば14MPaといった高圧下で円滑に、かつ十分な耐久性を備えて、摺動する水圧シリンダ5の密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置1を提供できた。   As a result, according to the present embodiment, water is used as a working medium, and it can be suitably used for sealing the sliding hydraulic cylinder 5 smoothly and with sufficient durability under a high pressure of 14 MPa, for example. The piston type cylinder sealing device 1 that can be provided has been provided.

さらに、本発明を実施例を参照しながら説明する。
図1〜6に示す本発明に係る密封装置1において、第三の密封部材8及び第四の密封部材9を適宜変更して、作動媒体として14MPaの水圧をかけた状態で耐久試験を行った。最低作動圧力は、片方のポートから水をシリンダ3内に供給して、ピストン4aが作動した時の圧力として、計測した。密封装置1の諸元を、計測条件とともに以下に列記する。
Furthermore, the present invention will be described with reference to examples.
In the sealing device 1 according to the present invention shown in FIGS. 1 to 6, the third sealing member 8 and the fourth sealing member 9 were appropriately changed, and a durability test was performed in a state where a hydraulic pressure of 14 MPa was applied as a working medium. . The minimum operating pressure was measured as the pressure when the piston 4a was operated by supplying water into the cylinder 3 from one port. The specifications of the sealing device 1 are listed below together with the measurement conditions.

シリンダ3の寸法:シリンダチューブ径50mm、ピストンロッド径28mm、シリンダストローク300mm
圧力:14MPa
シリンダ速度:150mm/sec
水温:37.5〜40℃
Dimensions of cylinder 3: cylinder tube diameter 50 mm, piston rod diameter 28 mm, cylinder stroke 300 mm
Pressure: 14MPa
Cylinder speed: 150mm / sec
Water temperature: 37.5-40 ° C

図8は、第3の密封部材8を置換した、ゴム製の油圧用パッキン20(SNYパッキンという)を示す説明図である。最低作動圧力の計測結果を、試験条件とともに表1にまとめて示す。   FIG. 8 is an explanatory view showing a rubber hydraulic packing 20 (referred to as SNY packing) in which the third sealing member 8 is replaced. The measurement results of the minimum operating pressure are summarized in Table 1 together with the test conditions.

Figure 0004026640
Figure 0004026640

表1に示す結果からも分かるように、第四の密封部材はゴム製のSDRスクレーパのほうが樹脂製のSMDスクレーパよりも、摺動抵抗が小さくなり、有利であった。   As can be seen from the results shown in Table 1, the fourth sealing member was advantageous in that the rubber SDR scraper had a smaller sliding resistance than the resin SMD scraper.

このように、摺動抵抗を低減するためには、第四の密封部材としてゴム製のSDRスクレーパが有利であるが、耐久性を考慮して耐久試験は表1におけるA、Bのみについて行った。結果を表2にまとめて示す。   Thus, in order to reduce the sliding resistance, a rubber SDR scraper is advantageous as the fourth sealing member, but the durability test was performed only for A and B in Table 1 in consideration of the durability. . The results are summarized in Table 2.

Figure 0004026640
Figure 0004026640

表2に示す結果からも分かるように、第三の密封部材8をGLYパッキンとするとともに第四の密封部材9をSMDスクレーパとした本発明に係るピストン形シリンダの密封装置1によれば、その耐久性を極めて顕著に向上できたことがわかる。   As can be seen from the results shown in Table 2, according to the piston-type cylinder sealing device 1 according to the present invention in which the third sealing member 8 is a GLY packing and the fourth sealing member 9 is an SMD scraper, It can be seen that the durability has been significantly improved.

したがって、本発明によれば、水を作動媒体とし、1MPa以上の圧力下、とりわけ例えば14MPaといったような高圧力下で円滑に、かつ十分な耐久性を備えて、摺動する水圧シリンダの密封に好適に使用することができるピストン形シリンダの密封装置1を提供できる。   Therefore, according to the present invention, water is used as a working medium, and it seals a sliding hydraulic cylinder smoothly and sufficiently under a pressure of 1 MPa or more, particularly at a high pressure such as 14 MPa. A piston-type cylinder sealing device 1 that can be suitably used can be provided.

実施の形態に係るピストン形シリンダの密封装置の構造の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the structure of the sealing apparatus of the piston type cylinder which concerns on embodiment. 第一の密封部材及び後述する第二の密封部材を抽出して示す説明図である。It is explanatory drawing which extracts and shows a 1st sealing member and the 2nd sealing member mentioned later. 第一の密封部材及び第二の密封部材の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of a 1st sealing member and a 2nd sealing member. 第一の密封部材及び第二の密封部材の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of a 1st sealing member and a 2nd sealing member. 実施の形態における第三の密封部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd sealing member in embodiment. 第四の密封部材を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a 4th sealing member. 図2に示す密封装置における第四の密封部材の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the 4th sealing member in the sealing device shown in FIG. 第3の密封部材を置換したゴム製のSNYパッキンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rubber-made SNY packing which substituted the 3rd sealing member.

符号の説明Explanation of symbols

1 密封装置
3 シリンダ
3a 内面
3b、3c 溝部
4a ピストン
4b ピストンロッド
5 ピストン形シリンダ
6、6−1、6−2 第一の密封部材
7、7−1、7−2 第二の密封部材
8 第三の密封部材
8a リップ
8b 凸部
8c 凹部
8d 先端
9 第四の密封部材
9a、9b リップ
9−1 SDRシール
10 溝部
11 シール部材
11a 接触面
12 支持部材
13 シール部材
13a,13b 接触部
13c エッジ
13d エッジ
14 支持部材
16〜19 軸受
20 油圧用パッキン
21 ドレンポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing device 3 Cylinder 3a Inner surface 3b, 3c Groove part 4a Piston 4b Piston rod 5 Piston type cylinder 6, 6-1, 6-2 First sealing member 7, 7-1, 7-2 Second sealing member 8 First Third sealing member 8a Lip 8b Convex portion 8c Concave portion 8d Tip 9 Fourth sealing member 9a, 9b Lip 9-1 SDR seal 10 Groove portion 11 Seal member 11a Contact surface 12 Support member 13 Seal member 13a, 13b Contact portion 13c Edge 13d Edge 14 Support members 16 to 19 Bearing 20 Hydraulic packing 21 Drain port

Claims (1)

シリンダに収容されるピストン及びピストンロッドを有し、水を作動媒体とするピストン形シリンダの密封装置であって、
超高分子量ポリエチレンからなるシール部材、及び該シール部材を前記シリンダの内面へ向けて付勢する支持部材からなり、前記ピストンの外面に装着される第一の密封部材と、
超高分子量ポリエチレンからなるシール部材、及び該シール部材を前記ピストンロッドの外面へ向けて付勢する支持部材からなり、前記シリンダの内面に装着される第二の密封部材と、
前記ピストンロッドの外面に接触する凸部を形成されたリップを有するゴム製のパッキンであって、前記シリンダの内面に装着される第三の密封部材と、
前記ピストンロッドの外面に接触するように前記シリンダの内面に装着されてダストの侵入を防止する樹脂製の第四の密封部材と
を組み合わせて備え
前記第一の密封部材、前記第二の密封部材、前記第三の密封部材及び前記第四の密封部材を、前記ピストンから前記ピストンロッドへ向かう方向にこの順で備えるとともに、
前記第二の密封部材と前記第三の密封部材との間の領域に、該第三の密封部材がシールした水を排水することにより該領域の圧力の高まりを防止するためのドレンポートを備えること
を特徴とするピストン形シリンダの密封装置。
A piston-type cylinder sealing device having a piston and a piston rod accommodated in a cylinder and using water as a working medium,
A seal member made of ultra high molecular weight polyethylene, and a support member that urges the seal member toward the inner surface of the cylinder, and a first sealing member attached to the outer surface of the piston;
A seal member made of ultra high molecular weight polyethylene, and a support member that urges the seal member toward the outer surface of the piston rod, and a second sealing member attached to the inner surface of the cylinder;
A rubber packing having a lip formed with a convex portion in contact with the outer surface of the piston rod, and a third sealing member attached to the inner surface of the cylinder;
In combination with a fourth sealing member made of resin that is attached to the inner surface of the cylinder so as to contact the outer surface of the piston rod and prevents the intrusion of dust ,
The first sealing member, the second sealing member, the third sealing member, and the fourth sealing member are provided in this order in the direction from the piston toward the piston rod,
A drain port is provided in a region between the second sealing member and the third sealing member to prevent an increase in pressure in the region by draining water sealed by the third sealing member. A sealing device for a piston-type cylinder.
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