JP5040338B2 - Sealing device and hydraulic cylinder - Google Patents
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Description
本発明は、液体が密封された第1密封領域への気体漏れを防止すると共に気体が密封された第2密封領域への液体漏れを防止する密封装置及び油圧シリンダに関するものである。 The present invention relates to a sealing device and a hydraulic cylinder that prevent gas leakage to a first sealed region in which liquid is sealed and prevent liquid leakage to a second sealed region in which gas is sealed.
例えばブレーカーに用いられる油圧シリンダにおいては、油などの液体が密封された密封領域(第1密封領域)と窒素ガスなどの気体が密封された密封領域(第2密封領域)を有したものがある。このような油圧シリンダには、第1密封領域と第2密封領域を同時に密封する密封装置が設けられている。このような密封装置の従来例を、図7及び図8を参照して説明する。図7は従来例1に係る密封装置の模式的断面図である。図8は従来例2に係る密封装置の模式的断面図である。 For example, some hydraulic cylinders used in breakers have a sealed region (first sealed region) in which a liquid such as oil is sealed and a sealed region (second sealed region) in which a gas such as nitrogen gas is sealed. . Such a hydraulic cylinder is provided with a sealing device for simultaneously sealing the first sealing region and the second sealing region. A conventional example of such a sealing device will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Conventional Example 1. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Conventional Example 2.
第1密封領域から第2密封領域への液体の漏れと、第2密封領域から第1密封領域への気体の漏れを同時に防止するためには、第1密封領域側と第2密封領域側のそれぞれにシールリップを備えるのが適切である。そのため、2つの密封領域を同時に密封するためには、図7や図8に示すように、断面が略X形状のXリングが用いられるのが一般的である。 In order to prevent the liquid leakage from the first sealing region to the second sealing region and the gas leakage from the second sealing region to the first sealing region at the same time, the first sealing region side and the second sealing region side Suitably each has a sealing lip. Therefore, in order to seal two sealing regions at the same time, as shown in FIGS. 7 and 8, an X ring having a substantially X-shaped cross section is generally used.
図7及び図8にそれぞれ示す密封装置100,200は、ブレーカーに用いられる油圧シリンダに備えられるもので、往復移動するピストン132の外周表面と、シリンダ131に形成された軸孔の内周表面との間の環状隙間に配置されるものである。そして、これらの密封装置100,200によって、油が密封された第1密封領域Oと窒素ガスが密封された第2密封領域Gが同時に密封される。
図7に示す密封装置100は、第1密封領域O側に設けられる第1シールリップ101と、第2密封領域G側に設けられる第2シールリップ102とを備えている。これら第1シールリップ101と第2シールリップ102は、いずれもリップ先端が丸みを帯びた形状(曲面形状(R形状))で構成されている。
The
図8に示す密封装置200も、第1密封領域O側に設けられる第1シールリップ201と、第2密封領域G側に設けられる第2シールリップ202とを備えている。これら第1シールリップ201と第2シールリップ202は、いずれもリップ先端が角張った形状(エッジ形状(尖った形状))で構成されている。 The sealing device 200 shown in FIG. 8 also includes a first seal lip 201 provided on the first sealing region O side and a second seal lip 202 provided on the second sealing region G side. Each of the first seal lip 201 and the second seal lip 202 is configured to have an angular shape (edge shape (pointed shape)) at the tip of the lip.
ここで、往復動用の密封装置における密封メカニズムは、摺動部分に形成される密封対象流体の厚みに基づくという考え方が一般的である。例えば、相対的に往復移動する軸とハウジングとの間の環状隙間に配置され、油が大気側に漏れてしまうことを防止する一般的な往復動用の密封装置の場合を例にして説明する。この場合、軸に対して密封装置が大気側に移動する場合(引き工程)に軸表面における密封装置が摺動する部分に形成される油膜の方が、軸に対して密封装置が密封領域側に移動する場合(押し工程)に上記部分に形成される油膜よりも厚みが厚くなるように構成される。このような構成により、油が密封流体側に吸い込まれる吸い込み現象が発生するため、油が大気側に漏れてしまうことを防止できる。 Here, the idea that the sealing mechanism in the reciprocating sealing device is generally based on the thickness of the fluid to be sealed formed in the sliding portion. For example, the case of a general reciprocating sealing device that is disposed in an annular gap between a relatively reciprocating shaft and a housing and prevents oil from leaking to the atmosphere side will be described as an example. In this case, when the sealing device moves to the atmosphere side with respect to the shaft (pulling step), the oil film formed on the portion where the sealing device slides on the shaft surface is closer to the sealing region side with respect to the shaft. In the case of moving to (pushing process), the oil film is formed to be thicker than the oil film formed on the part. With such a configuration, a suction phenomenon in which oil is sucked into the sealed fluid side occurs, so that oil can be prevented from leaking to the atmosphere side.
これに対して、上記の密封装置100,200の場合には、ピストン132に対して、密封装置100,200が第1密封領域O側に移動した場合に摺動部分にできる密封対象
流体の膜の厚みと、第2密封領域G側に移動した場合に摺動部分にできる密封対象流体の膜の厚みが、理論上等しくなるように設定されている。
On the other hand, in the case of the
これは、往復動用シールにおける密封メカニズムの考え方は、密封対象流体が液体であっても気体であっても同じであったため、第2密封領域Gへの油漏れと第1密封領域Oへの窒素ガス漏れを同時に防止するためには、どちら側に対しても吸い込み現象が発生しないようにしなければならないという設計思想に基づくものである。なお、上記の密封装置100,200においては、軸方向の幅の中心Cに対して対称形状とすることにより、どちら側に対しても吸い込み現象が発生しないようにしている。
This is because the concept of the sealing mechanism in the reciprocating seal is the same regardless of whether the fluid to be sealed is liquid or gas, so that oil leaks into the second sealed region G and nitrogen into the first sealed region O. In order to prevent gas leakage at the same time, it is based on the design concept that the suction phenomenon should not occur on either side. In the above-described
しかしながら、実際上は、第2密封領域G側に油漏れが発生してしまっている。その理由としては、第1に、密封装置100,200がピストン132に対して往復移動する場合に、往路にできる油膜の厚みと復路にできる油膜の厚みを理論上等しくしていても、実際には、何らかの影響(偏心などの外乱や各種寸法誤差など)により、油膜の厚みを常に設計どおりの厚みにすることは不可能であることが挙げられる。また、第2に、リップ先端とピストン132が摺動する部分には油膜が形成されるため、気体(窒素ガス)が第1密封領域Oに漏れてしまうことは殆どないと考えられることが挙げられる。
However, in practice, oil leakage has occurred on the second sealed region G side. First, when the
また、上記のような密封装置100,200においては、一般的に、摺動性を良くするために、リップ先端に複数の微小な環状突起が設けられる。図9は従来例に係る密封装置におけるリップ先端付近を示す模式的断面図である。図示のように、第1シールリップ121の第2密封領域G側の傾斜面と、第2シールリップ122の第1密封領域O側の傾斜面には、それぞれ複数の微小な環状突起121a,122aが設けられている。これらの環状突起121a,122aは摺動面に設けられており、突起間にできる隙間に油を保持できるため、摺動性を良くすることが可能となる。
Further, in the
ここで、これらの環状突起121a,122aは、上記の往復動用の密封装置における密封メカニズムに基づき、密封対象流体が密封領域側に引き込まれるように設計されている。つまり、環状突起121aは、第1密封領域O側に密封対象流体が引き込まれるように設計され、環状突起122aは、第2密封領域G側に密封対象流体が引き込まれるように設計されている。
Here, these
そのため、環状突起121aによって油が第1密封領域O側に引き込まれるのは望ましいことであるが、環状突起122aによって油を第2密封領域G側に送り出す結果を招いてしまっていた。これにより、第2密封領域Gへの油漏れを助長していた。
For this reason, it is desirable that the oil is drawn into the first sealing region O by the
なお、関連する技術としては、特許文献1〜3に開示されたものがある。
本発明の目的は、液体が密封された第1密封領域への気体漏れを防止すると共に気体が密封された第2密封領域への液体漏れを、より確実に防止することを可能とする密封装置及び油圧シリンダを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sealing device that can prevent gas leakage to a first sealed region sealed with liquid and more reliably prevent liquid leak to a second sealed region sealed with gas. And providing a hydraulic cylinder.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に往復移動する2部材間の環状隙間に配置される密封装置であって、
液体が密封された第1密封領域側に設けられ、かつ2部材のうちの一方の部材表面に対して摺動する第1シールリップと、
気体が密封された第2密封領域側に設けられ、かつ前記一方の部材表面に対して摺動する第2シールリップと、を備え、
第1密封領域への気体漏れを防止すると共に第2密封領域への液体漏れを防止する密封装置において、
第1シールリップのリップ先端の形状と第2シールリップのリップ先端の形状が、
第1シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みが、第2シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みよりも薄くなるように、第1シールリップのリップ先端は角張った形状であるのに対して、第2シールリップのリップ先端は丸みを帯びた形状で構成されていることを特徴とする。
また、他の発明の密封装置は、
相対的に往復移動する2部材間の環状隙間に配置される密封装置であって、
液体が密封された第1密封領域側に設けられ、かつ2部材のうちの一方の部材表面に対して摺動する第1シールリップと、
気体が密封された第2密封領域側に設けられ、かつ前記一方の部材表面に対して摺動する第2シールリップと、を備え、
第1密封領域への気体漏れを防止すると共に第2密封領域への液体漏れを防止する密封装置において、
第1シールリップのリップ先端の形状と第2シールリップのリップ先端の形状が、
第1シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みが、第2シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みよりも薄くなるように、第1シールリップのリップ先端と第2シールリップのリップ先端はいずれも丸みを帯びた形状で構成され、かつ曲率半径が第1シールリップの先端の方が小さくなるように構成されていることを特
徴とする。
That is, the sealing device of the present invention is
A sealing device disposed in an annular gap between two members that reciprocally move relatively,
A first seal lip which is provided on the side of the first sealed region where the liquid is sealed and which slides on the surface of one of the two members;
A second seal lip that is provided on the side of the second sealed region where the gas is sealed and slides relative to the surface of the one member,
In a sealing device for preventing gas leakage to the first sealed region and preventing liquid leakage to the second sealed region,
The shape of the lip tip of the first seal lip and the shape of the lip tip of the second seal lip are
When the first seal lip slides with respect to the surface of the one member, the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion is determined when the second seal lip slides with respect to the surface of the one member. On the other hand, the lip tip of the first seal lip has an angular shape so as to be thinner than the thickness of the liquid film formed on the sliding portion, whereas the lip tip of the second seal lip is rounded. It is characterized by comprising a different shape .
Further, the sealing device of another invention is
A sealing device disposed in an annular gap between two members that reciprocally move relatively,
A first seal lip which is provided on the side of the first sealed region where the liquid is sealed and which slides on the surface of one of the two members;
A second seal lip that is provided on the side of the second sealed region where the gas is sealed and slides relative to the surface of the one member,
In a sealing device for preventing gas leakage to the first sealed region and preventing liquid leakage to the second sealed region,
The shape of the lip tip of the first seal lip and the shape of the lip tip of the second seal lip are
When the first seal lip slides with respect to the surface of the one member, the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion is determined when the second seal lip slides with respect to the surface of the one member. The lip tip of the first seal lip and the lip tip of the second seal lip are both rounded and have a curvature so as to be thinner than the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion. The radius is configured to be smaller at the tip of the first seal lip.
It is a sign.
本発明によれば、第1シールリップのリップ先端の形状と第2シールリップのリップ先端の形状を上記のように構成したことにより、液体が第1密封領域側に吸い込まれる吸い込み現象が発生する。これにより、第2密封領域への液体漏れをより確実に防止することができる。そして、第1シールリップのリップ先端と一方の部材表面との間、及び第2シールリップのリップ先端と一方の部材表面との間には液体による膜が形成されるので、気体が第1密封領域に漏れてしまうこともない。 According to the present invention, since the shape of the lip tip of the first seal lip and the shape of the lip tip of the second seal lip are configured as described above, a suction phenomenon in which liquid is sucked into the first sealed region side occurs. . Thereby, the liquid leak to a 2nd sealing area | region can be prevented more reliably. Since a liquid film is formed between the lip tip of the first seal lip and the one member surface and between the lip tip of the second seal lip and the one member surface, the gas is sealed in the first seal lip. It does not leak into the area.
第1シールリップにおける第2密封領域側の傾斜面と第2シールリップにおける第1密封領域側の傾斜面には、いずれも複数の環状突起が設けられており、
これらの環状突起は、第1密封領域側も第2密封領域側も傾斜面によって構成されており、かつ、これらの環状突起が前記一方の部材表面に対して摺動した状態で該一方の部材表面に対する第1密封領域側の傾斜面の傾斜角度が第2密封領域側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくなるように構成されているとよい。
A plurality of annular protrusions are provided on both the inclined surface on the second sealing region side of the first seal lip and the inclined surface on the first sealing region side of the second seal lip,
These annular projections are formed by inclined surfaces on both the first sealing region side and the second sealing region side, and the one member is in a state in which these annular projections slide with respect to the surface of the one member. It is preferable that the inclination angle of the inclined surface on the first sealing region side with respect to the surface is larger than the inclination angle of the inclined surface on the second sealing region side.
このようにすれば、第1シールリップと第2シールリップのいずれにおいても、液体を第1密封領域側に移動させるように作用するため、第2密封領域への液体漏れをより一層確実に防止することができる。 In this way, since both the first seal lip and the second seal lip act to move the liquid to the first sealed region side, liquid leakage to the second sealed region can be prevented more reliably. can do.
また、本発明の油圧シリンダは、
軸孔を有するシリンダと、
前記軸孔内に挿入されるピストンと、を備える油圧シリンダにおいて、
前記シリンダ内には、油が密封された第1密封領域と窒素ガスが密封された第2密封領域が形成されており、
前記軸孔の内周表面と前記ピストンの外周表面の間の環状隙間に対して、第1密封領域側に第1シールリップが設けられ、第2密封領域側に第2シールリップが設けられるように、上記の密封装置が配置されることを特徴とする。
The hydraulic cylinder of the present invention is
A cylinder having a shaft hole;
In a hydraulic cylinder comprising a piston inserted into the shaft hole,
In the cylinder, a first sealed area sealed with oil and a second sealed area sealed with nitrogen gas are formed,
A first seal lip is provided on the first sealing region side and a second seal lip is provided on the second sealing region side with respect to the annular gap between the inner peripheral surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the piston. The above-mentioned sealing device is arranged.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, said each structure can be employ | adopted combining as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、液体が密封された第1密封領域への気体漏れを防止すると共に気体が密封された第2密封領域への液体漏れを、より確実に防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent gas leakage to the first sealed region where the liquid is sealed and more reliably prevent liquid leak to the second sealed region where the gas is sealed. Can do.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
(実施例)
図1〜図6を参照して、本発明の実施例に係る密封装置及び油圧シリンダについて説明する。
(Example)
A sealing device and a hydraulic cylinder according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
<油圧シリンダ>
図1を参照して、本発明の実施例に係る油圧シリンダの構成について説明する。なお、ここでは、一例として油圧シリンダがブレーカーに適用された場合を例にして説明する。図1は本発明の実施例に係る油圧シリンダが適用されたブレーカーの模式的断面図である。
<Hydraulic cylinder>
With reference to FIG. 1, the structure of the hydraulic cylinder which concerns on the Example of this invention is demonstrated. Here, a case where a hydraulic cylinder is applied to a breaker will be described as an example. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a breaker to which a hydraulic cylinder according to an embodiment of the present invention is applied.
ブレーカー30は、軸孔を有する筒状のシリンダ31と、このシリンダ31の軸孔内に、軸孔の内周面に対してクリアランスを有するように挿入されるピストン32とを備えている。ピストン32の先端には、コンクリートや岩盤を粉砕するためのチゼル(ロッド)33が設けられている。
The
そして、シリンダ31の先端側には筒状のフロントヘッド34が同軸的に固定されている。このフロントヘッド34の内側に、チゼル33が往復移動自在に設けられており、フロントヘッド34の内部には、チゼル33からの衝撃を受けるため、スラストリングやスラストブッシュが組み込まれている。また、シリンダ31の後端側には有底筒状のバックヘッド35が同軸的に固定されている。このバックヘッド35には、油圧の取出口やガスの吸気弁が組み込まれており、内部には窒素ガスが充填されている(以下、この窒素ガスが密封されている領域を第2密封領域Gと称する)。
A cylindrical front head 34 is coaxially fixed to the tip end side of the
また、ブレーカー30には、ピストン32の往復移動の制御を行うためのコントロールバルブ36や、シリンダ31内に設けられた油圧回路の圧力補償及び脈動防止を行い、内部には高圧の窒素ガスが充填されたアキュムレータ37も備えられている。
In addition, the
そして、シリンダ31に設けられた軸孔とピストン32との間の環状隙間を封止するために、後端側と先端側にそれぞれ第1シーリングシステム10と第2シーリングシステム20が設けられている。なお、図1においては、これら第1シーリングシステム10と第2シーリングシステム20は簡略的に示している。そして、これら第1シーリングシステム10と第2シーリングシステム20の間には、油が封じ込められている(以下、この油が密封されている領域を第1密封領域Oと称する)。第1シーリングシステム10は、この油の漏れを防止するとともに、上述した窒素ガスの漏れを防止する役割を担うものである。また、第2シーリングシステム20は、油の漏れを防止すると共に、外部からのダストの侵入を防止する役割を担うものである。
In order to seal the annular gap between the shaft hole provided in the
以上のように構成されたブレーカー30においては、油圧とガス圧により、ピストン3
2と共に杭状のチゼル33を軸方向に高速で往復移動させて、チゼル33の先端を破壊対象(コンクリートや岩盤など)に打ち付けることで、破壊対象を粉砕することができる。なお、油圧によりガスを圧縮し、ガスの反発力を利用することによって、ピストン32及びチゼル33を破壊対象に向けて高速(例えば、10m/s)で移動させることができる。
In the
The pile-shaped
<第1シーリングシステム>
図2を参照して、第1シーリングシステム10について説明する。図2は本発明の実施例に係る油圧シリンダの一部拡大断面図(第1シーリングシステムの辺りの拡大断面図)である。
<First sealing system>
The
第1シーリングシステム10は、第1密封領域O側に備えられる密封ユニット40と、第2密封領域G側に備えられる密封装置50とから構成される。シリンダ31の軸孔の内周面に、第1環状溝31aと第2環状溝31bが形成されている。そして、第1環状溝31aに密封ユニット40が備えられ、第2環状溝31bに密封装置50が備えられる。
The
密封ユニット40は、ピストン32の外周表面に対して摺動自在に設けられる樹脂製リング41と、樹脂製リング41の外周に嵌め込まれるゴム製リング42とから構成される。ゴム製リング42は、第1環状溝31aの溝底に密着しており、かつ、自己の弾性反発力によって、樹脂製リング41をピストン32の外周表面に向かって押圧している。このように構成される密封ユニット40は、主として、高圧となる油圧を緩衝する機能を発揮する。
The sealing
密封装置50は、ゴム状弾性体製のシールリングであって、第1密封領域Oから第2密封領域Gへの油の漏れと、第2密封領域Gから第1密封領域Oへの窒素ガスの漏れを同時に防止するためのものである。この密封装置50について、以下に詳細に説明する。
The sealing
<密封装置>
特に、図3〜図6を参照して、本発明の実施例に係る密封装置50について詳細に説明する。図3は本発明の実施例に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。図4は本発明の実施例に係る密封装置の一部拡大断面図(摺動部分の拡大断面図)である。図5は図4の一部(第1シールリップの摺動部)の拡大図である。図6は図4の一部(第2シールリップの摺動部)の拡大図である。
<Sealing device>
In particular, a sealing
密封装置50は、ピストン32の外周表面に対して摺動する第1シールリップ51及び第2シールリップ52と、シリンダ31の軸孔の内周面に設けられた第2環状溝31bの内壁面に密着する第3シールリップ53及び第4シールリップ54とを備えている。このように、密封装置50は、4つのシールリップを備えており、断面が略X形状のいわゆるXリングである。
The sealing
第1シールリップ51は第1密封領域O側に設けられ、第2シールリップ52は第2密封領域G側に設けられる。そして、第1シールリップ51のリップ先端は、角張った形状(エッジ形状(尖った形状))で構成されている。これに対して、第2シールリップ52のリップ先端は、丸みを帯びた形状(曲面形状(R形状))で構成されている。
The
また、図4に示すように、第1シールリップ51における第2密封領域G側の傾斜面と第2シールリップ52における第1密封領域O側の傾斜面には、それぞれ複数の微小な環状突起51a,52aが設けられている。なお、これらの環状突起51a,52aは、ピストン32に対して同心的に設けられている。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of minute annular protrusions are respectively formed on the inclined surface of the
これらの環状突起51a,52aは、第1密封領域O側も第2密封領域G側も傾斜面によって構成されており、かつ、これらの環状突起51a,52aがピストン32の外周表面に対して摺動した状態で該外周表面に対する第1密封領域O側の傾斜面の傾斜角度が第2密封領域G側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくなるように構成されている。すなわち、図5に示すように、環状突起51aにおける第1密封領域O側の傾斜面の傾斜角度をα1とし、第2密封領域G側の傾斜面の傾斜角度をβ1とした場合に、α1>β1となるように構成されている。また、図6に示すように、環状突起52aにおける第1密封領域O側の傾斜面の傾斜角度をα2とし、第2密封領域G側の傾斜面の傾斜角度をβ2とした場合に、α2>β2となるように構成されている。なお、本実施例では、α1=α2,β1=β2の関係を満たすように設定している。
These
このように、第1シールリップ51のリップ先端の摺動部分に設けた複数の環状突起51aと、第2シールリップ52のリップ先端の摺動部分に設けた複数の環状突起52aは、いずれも、ピストン32の外周表面との間で往復移動した際に、密封対象流体が第1密封領域O側に吸い込まれる吸い込み現象が発生するように構成されている。吸い込み現象が発生する理由については、往復動用の密封装置における密封メカニズムについて背景技術の中で説明した通りである。
As described above, the plurality of
<本実施例の優れた点(密封装置の機能)>
本実施例に係る密封装置50においては、第1シールリップ51がピストン32の表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される油膜の厚みが、第2シールリップ52がピストン32の表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される油膜の厚みよりも薄くなるという特徴がある。
<Excellent point of this embodiment (function of sealing device)>
In the
これは、上記の通り、本実施例に係る密封装置50においては、第1シールリップ51のリップ先端は角張った形状で構成されるのに対して、第2シールリップ52のリップ先端は丸みを帯びた形状で構成されたことによるものである。
As described above, in the
そのため、密封装置50がピストン32に対して第1密封領域O側に移動(図3中矢印X方向に移動)した場合に、ピストン32の表面に密封装置50によって形成される油膜の厚みの方が、密封装置50がピストン32に対して第2密封領域G側に移動(図3中矢印Y方向に移動)した場合に、ピストン32の表面に密封装置50によって形成される油膜の厚みよりも薄くなる。
Therefore, when the sealing
これにより、油が第1密封領域O側に吸い込まれる吸い込み現象が発生する。従って、第2密封領域Gへの油漏れをより確実に防止することができる。 As a result, a suction phenomenon occurs in which oil is sucked into the first sealed region O side. Therefore, oil leakage to the second sealing region G can be prevented more reliably.
ここで、第1密封領域O側に密封対象流体が吸い込まれる吸い込み現象が発生することから、一見、第2密封領域G側の窒素ガスが第1密封領域Oに漏れてしまうようにも思われる。しかしながら、実際上は、第1シールリップ51のリップ先端とピストン32の表面は摺動しており、かつ、第2シールリップ52のリップ先端とピストン32の表面も摺動しており、これらの摺動部分には油膜が形成される。そのため、窒素ガスが第1密封領域Oに漏れてしまうことはない。
Here, since a suction phenomenon occurs in which the fluid to be sealed is sucked into the first sealed region O side, it seems that the nitrogen gas on the second sealed region G side leaks into the first sealed region O at first glance. . However, in practice, the lip tip of the
また、本実施例においては、第1シールリップ51のリップ先端の摺動部分には複数の環状突起51aが設けられ、第2シールリップ52のリップ先端の摺動部分には複数の環状突起52aが設けられている。従って、突起間にできる隙間に油を保持させることができるので、摺動性を良くすることができる。
In the present embodiment, a plurality of
そして、これらの環状突起51a,52aは、ピストン32の外周表面との間で往復移
動した際に、密封対象流体が第1密封領域O側に吸い込まれる吸い込み現象が発生するように構成されている。従って、第1シールリップ51と第2シールリップ52のいずれにおいても、油を第1密封領域O側に移動させるように作用するため、第2密封領域Gへの液体漏れをより一層確実に防止することができる。
The
<その他>
上記実施例では、第1シールリップ51のリップ先端は角張った形状で構成されるのに対して、第2シールリップ52のリップ先端は丸みを帯びた形状で構成される場合の例を示した。
<Others>
In the above embodiment, the lip tip of the
しかしながら、要は、第1シールリップ51がピストン32の表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される油膜の厚みが、第2シールリップ52がピストン32の表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される油膜の厚みよりも薄くなるようにすれば良い。
However, the point is that the thickness of the oil film formed on the sliding portion when the
これを実現するために、例えば、第1シールリップ51のリップ先端と第2シールリップ52のリップ先端を、いずれも丸みを帯びた形状とし、かつ、曲率半径を第1シールリップ51の方が小さくなるようにしても良い。この場合、第2シールリップ52のリップ先端の曲率半径(R)を、第2環状溝31bのスペースの許す限り大きくすると好適である。
In order to achieve this, for example, the lip tip of the
なお、リップの圧縮量(締め代)に違いを持たせることで、油膜の厚みが異なるようにすることも考えられ得る。しかしながら、リップの圧縮量に違いを持たせた場合、リップ先端の面圧(接触圧力)に違いは出るものの、圧力勾配に違いは生じにくいため、油膜の厚みにはあまり差は出ない。従って、リップの圧縮量に違いを持たせることで、上記のように油膜の厚みが異なるようにするのはあまり現実的ではない。 In addition, it can be considered that the thickness of the oil film is different by giving a difference in the compression amount (tightening allowance) of the lip. However, when there is a difference in the compression amount of the lip, a difference in the surface pressure (contact pressure) at the tip of the lip appears, but a difference in pressure gradient hardly occurs, so that there is not much difference in the thickness of the oil film. Therefore, it is not practical to make the oil film thicknesses different as described above by making a difference in the compression amount of the lip.
10 第1シーリングシステム
20 第2シーリングシステム
30 ブレーカー
31 シリンダ
31a 第1環状溝
31b 第2環状溝
32 ピストン
33 チゼル
34 フロントヘッド
35 バックヘッド
36 コントロールバルブ
37 アキュムレータ
40 密封ユニット
41 樹脂製リング
42 ゴム製リング
50 密封装置
51 第1シールリップ
51a 環状突起
52 第2シールリップ
52a 環状突起
53 第3シールリップ
54 第4シールリップ
O 第1密封領域
G 第2密封領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
液体が密封された第1密封領域側に設けられ、かつ2部材のうちの一方の部材表面に対して摺動する第1シールリップと、
気体が密封された第2密封領域側に設けられ、かつ前記一方の部材表面に対して摺動する第2シールリップと、を備え、
第1密封領域への気体漏れを防止すると共に第2密封領域への液体漏れを防止する密封装置において、
第1シールリップのリップ先端の形状と第2シールリップのリップ先端の形状が、
第1シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みが、第2シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みよりも薄くなるように、第1シールリップのリップ先端は角張った形状であるのに対して、第2シールリップのリップ先端は丸みを帯びた形状で構成されていることを特徴とする密封装置。 A sealing device disposed in an annular gap between two members that reciprocally move relatively,
A first seal lip which is provided on the side of the first sealed region where the liquid is sealed and which slides on the surface of one of the two members;
A second seal lip that is provided on the side of the second sealed region where the gas is sealed and slides relative to the surface of the one member,
In a sealing device for preventing gas leakage to the first sealed region and preventing liquid leakage to the second sealed region,
The shape of the lip tip of the first seal lip and the shape of the lip tip of the second seal lip are
When the first seal lip slides with respect to the surface of the one member, the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion is determined when the second seal lip slides with respect to the surface of the one member. On the other hand, the lip tip of the first seal lip has an angular shape so as to be thinner than the thickness of the liquid film formed on the sliding portion, whereas the lip tip of the second seal lip is rounded. The sealing device is characterized by being formed in a different shape .
液体が密封された第1密封領域側に設けられ、かつ2部材のうちの一方の部材表面に対して摺動する第1シールリップと、
気体が密封された第2密封領域側に設けられ、かつ前記一方の部材表面に対して摺動する第2シールリップと、を備え、
第1密封領域への気体漏れを防止すると共に第2密封領域への液体漏れを防止する密封装置において、
第1シールリップのリップ先端の形状と第2シールリップのリップ先端の形状が、
第1シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みが、第2シールリップが前記一方の部材表面に対して摺動した際に摺動部分に形成される前記液体による膜の厚みよりも薄くなるように、第1シールリップのリップ先端と第2シールリップのリップ先端はいずれも丸みを帯びた形状で構成され、かつ曲率半径が第1シールリップの先端の方が小さくなるように構成されていることを特徴とする密封装置。 A sealing device disposed in an annular gap between two members that reciprocally move relatively,
A first seal lip which is provided on the side of the first sealed region where the liquid is sealed and which slides on the surface of one of the two members;
A second seal lip that is provided on the side of the second sealed region where the gas is sealed and slides relative to the surface of the one member,
In a sealing device for preventing gas leakage to the first sealed region and preventing liquid leakage to the second sealed region,
The shape of the lip tip of the first seal lip and the shape of the lip tip of the second seal lip are
When the first seal lip slides with respect to the surface of the one member, the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion is determined when the second seal lip slides with respect to the surface of the one member. The lip tip of the first seal lip and the lip tip of the second seal lip are both rounded and have a curvature so as to be thinner than the thickness of the film formed by the liquid formed on the sliding portion. A sealing device characterized in that the radius is configured to be smaller at the tip of the first seal lip .
封領域側の傾斜面には、いずれも複数の環状突起が設けられており、
これらの環状突起は、第1密封領域側も第2密封領域側も傾斜面によって構成されており、かつ、これらの環状突起が前記一方の部材表面に対して摺動した状態で該一方の部材表面に対する第1密封領域側の傾斜面の傾斜角度が第2密封領域側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の密封装置。 A plurality of annular protrusions are provided on both the inclined surface on the second sealing region side of the first seal lip and the inclined surface on the first sealing region side of the second seal lip,
These annular projections are formed by inclined surfaces on both the first sealing region side and the second sealing region side, and the one member is in a state in which these annular projections slide with respect to the surface of the one member. The sealing device according to claim 1 or 2, wherein an inclination angle of the inclined surface on the first sealing region side with respect to the surface is larger than an inclination angle of the inclined surface on the second sealing region side. .
前記軸孔内に挿入されるピストンと、を備える油圧シリンダにおいて、
前記シリンダ内には、油が密封された第1密封領域と窒素ガスが密封された第2密封領域が形成されており、
前記軸孔の内周表面と前記ピストンの外周表面の間の環状隙間に対して、第1密封領域側に第1シールリップが設けられ、第2密封領域側に第2シールリップが設けられるように、請求項1,2または3に記載の密封装置が配置されることを特徴とする油圧シリンダ。 A cylinder having a shaft hole;
In a hydraulic cylinder comprising a piston inserted into the shaft hole,
In the cylinder, a first sealed area sealed with oil and a second sealed area sealed with nitrogen gas are formed,
A first seal lip is provided on the first sealing region side and a second seal lip is provided on the second sealing region side with respect to the annular gap between the inner peripheral surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the piston. A hydraulic cylinder characterized in that the sealing device according to claim 1, 2 or 3 is arranged.
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