JP5093743B2 - Backup ring - Google Patents
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本発明は、バックアップリングに関する。
また、本発明は、シール部材と共に用いて有用なバックアップリングに関する。
更に、本発明は、往復動する建設機械、一般機械用のシリンダー、ショックアブソーバ等の油圧緩衝器の相対部材間からの漏洩を確実に防止するバックアップリングに関する。
The present invention relates to a backup ring.
The present invention also relates to a backup ring useful in conjunction with a seal member.
Furthermore, the present invention relates to a backup ring that reliably prevents leakage between relative members of hydraulic shock absorbers such as reciprocating construction machines, general machine cylinders, and shock absorbers.
更にまた、本発明は、相対移動する固定部と移動部の何れか一方に装着され、外部から内部への泥水等の異物の浸入及び内部から外部への油等の漏洩を効果的に防止する、パッキンと共に使用して有用な、バックアップリングに関する。 Furthermore, the present invention is attached to either one of the fixed portion and the moving portion that move relative to each other, and effectively prevents the intrusion of foreign matters such as muddy water from the outside to the inside and the leakage of oil and the like from the inside to the outside. It relates to a backup ring that is useful when used with packing.
従来、パッキン用バックアップリングは、第4図に示す様に、パッキン100と相対運動部材A,B間の一方に設けた溝110の壁面111との間に配置されている。
そして、バックアップリング200は、パッキン100が加圧された際、第5図に示す様に、軸方向に圧縮変形し、径方向に伸張する。
この結果、バックアップリング200の内外周面と相対運動部材A,B間との間に存在していた間隙Zが小さくなり、パッキン100のはみ出しが防止される。
Conventionally, the packing backup ring is disposed between the
When the
As a result, the gap Z existing between the inner and outer peripheral surfaces of the
従って、バックアップリング200の内外周面20,30と相対運動部材A,B間との間に存在する間隙Zは最初から小さいことが望ましい。
しかし、装着性や寸法公差を考慮すると、一定の間隙を許容しているのが現状である。
また、バックアップリング200の材質は、耐圧性を高める意味から、出来るだけ硬質であることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the gap Z existing between the inner and outer
However, in consideration of mounting properties and dimensional tolerances, a certain gap is allowed at present.
Further, the material of the
しかし、硬質の材料を使用した場合、バックアップリング200の伸張が十分得られず、間隙を小さく出来ないという問題を惹起した。
一方、PTFEの様な軟質の材料を用いた場合、耐圧性が不足して、高圧の用途に用いられない問題を有していた。
そこで、第6図に示す様に硬さの異なる、2種類のバックアップリング201、202を組み合わせて使用する態様が提案された。
しかし、この種バックアップリング201、202は、複数枚の種類の異なるバックアップリングを使用するため、費用が嵩み、取り付けスペースも大きくならざるを得ない問題を惹起した。
However, when a hard material is used, the
On the other hand, when a soft material such as PTFE is used, the pressure resistance is insufficient and there is a problem that it cannot be used for high pressure applications.
Therefore, as shown in FIG. 6 , a mode has been proposed in which two types of
However, since these types of
更に、第7図に示す様に、バックアップリング203にテーパー面300を設け、このテーパー面300に対応する溝110の底面も同様のテーパー面301とした態様が提案された(特開平11−315925号)。
しかし、この種のものは、溝形状が特殊なため、溝加工に費用が嵩む問題を有していた。
Furthermore, as shown in FIG. 7 , a mode has been proposed in which a
However, since this type of groove has a special groove shape, it has a problem of increasing the cost for groove processing.
そこで、第8図、第9図に示す形状のバックアップリング204が提案された(特開平8−135795号公報)。
この種、バックアップリング204の断面形状は平行四辺形をしており、パッキング100に押圧されて第9図の様に変形すると、バックアップリング204の外周面400と一方の相対運動部材Aに設けた環状の溝110の底面113との間に隙間410が生じる。
Accordingly, a
The cross-sectional shape of this kind of
この隙間410は、パッキング100側に開口しているため、この隙間410にパッキング100の一部が食い込む問題を招来していた。
そして、バックアップリング204が、第9図の状態から第8図の状態に戻る際に、この隙間410に食い込んだパッキング100の一部が損傷するという問題を惹起していた。
Then, when the
しかしながら、上述した従来のバックアップリングでは、費用が嵩んだり、バックアップリングと相対運動部材間との間隙を完全に無くす事は困難であった。 However, the conventional backup ring described above is expensive and it is difficult to completely eliminate the gap between the backup ring and the relative motion member.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、シール部材のはみ出しを確実に防止して、良好な密封性能が維持できるバックアップリングを提供することを目的とする。
また、本発明は、比較的安価でシール部材のはみ出しを抑止できるバックアップリングを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a backup ring that can reliably prevent the seal member from protruding and maintain good sealing performance.
Another object of the present invention is to provide a backup ring that is relatively inexpensive and can prevent the seal member from protruding.
また、本発明は、高圧の流体圧が作用しても、シール部材のはみ出しを抑止できるバックアップリングを提供することを目的とする。
更に、バックアップリングが高圧により変形した際にも、シール部材側に隙間を生じることがないため、シール部材の一部がバックアップリングにより損傷を受ける危険性が無いことを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a backup ring that can prevent the seal member from protruding even when a high fluid pressure acts.
Furthermore, even when the backup ring is deformed by a high pressure, there is no gap on the seal member side, so that there is no risk that a part of the seal member is damaged by the backup ring.
本発明のバックアップリングは、 相対運動部材間を密封するシール部材と共に使用され、前記シール部材が被密封流体の圧力により、前記相対運動部材間の間隙にはみ出すことを防止するバックアップリングにおいて、前記バックアップリングは、押圧されていない状態において、断面略四角形状で、前記シール部材と接すると共に、前記シール部材と接する側の前記相対運動部材の外周面との成す角度が鈍角である第1の径方向傾斜面と、前記第1の径方向傾斜面と略並行な第2の径方向傾斜面と、前記第1の径方向傾斜面と前記第2の径方向傾斜面を内周側で連結している内周面と、前記第1の径方向傾斜面と前記第2の径方向傾斜面を外周側で連結している外周面とを備え、前記外周面と前記第1の径方向傾斜面とが成す角度が90度と等しいか90度よりも小さ、かつ前記内周面と前記第1の径方向傾斜面との成す角度が鋭角であることを特徴とする。
The backup ring of the present invention is used with a seal member that seals between the relative motion members, and the backup ring prevents the seal member from protruding into the gap between the relative motion members due to the pressure of the sealed fluid. In a state where the ring is not pressed , the first radial direction has a substantially quadrangular cross section and is in contact with the seal member and an obtuse angle with the outer peripheral surface of the relative motion member on the side in contact with the seal member An inclined surface, a second radial inclined surface substantially parallel to the first radial inclined surface, and the first radial inclined surface and the second radial inclined surface are connected on the inner peripheral side. An inner peripheral surface, an outer peripheral surface connecting the first radial inclined surface and the second radial inclined surface on the outer peripheral side, the outer peripheral surface and the first radial inclined surface; The angle formed by is 90 degrees, etc. Squid smaller than 90 degrees, and an angle formed between the inner peripheral surface and the first radial inclined surface, characterized in that an acute angle.
また、本発明のバックアップリングは、外周面と第1の径方向傾斜面との成す角度が鋭角であることを特徴とする。
本発明のバックアップリングは、内周面と第1の径方向傾斜面との成す角度が鋭角であることを特徴とする
また、本発明のバックアップリングは、材質がポリアミドであることを特徴とする。
また、本発明のバックアップリングの内外周面は、軸線に対し平行であることを特徴とする。
In addition, the backup ring of the present invention is characterized in that an angle formed between the outer peripheral surface and the first radially inclined surface is an acute angle.
The backup ring of the present invention is characterized in that the angle formed by the inner peripheral surface and the first radially inclined surface is an acute angle. The backup ring of the present invention is characterized in that the material is polyamide. .
The inner and outer peripheral surfaces of the backup ring of the present invention are parallel to the axis.
また、本発明のバックアップリングは、シール部材がゴム状弾性材製パッキングであることを特徴とする。 Further, the backup ring of the present invention is characterized in that the seal member is a rubber elastic material packing.
また、本発明のバックアップリングによれば、バックアップリングがシール部材により押圧されていない状態において、バックアップリングの内外周端部と相対運動部材間に間隙が存在することを特徴とする。
また、本発明のバックアップリングは、バックアップリングがシール部材により押圧され、第1の径方向傾斜面と第2の径方向傾斜面とが軸線に直行する形に変形した際、バックアップリングの第1の径方向傾斜面と内外周面とが交わる両内外周端部が相対運動部材の周面と密着していることを特徴とする。
The backup ring according to the present invention is characterized in that a gap exists between the inner and outer peripheral ends of the backup ring and the relative motion member in a state where the backup ring is not pressed by the seal member.
Further, the backup ring of the present invention is configured such that when the backup ring is pressed by the seal member and the first radially inclined surface and the second radially inclined surface are deformed so as to be orthogonal to the axis, Both the inner and outer peripheral ends where the radially inclined surfaces and the inner and outer peripheral surfaces intersect are in close contact with the peripheral surface of the relative motion member.
また、本発明のバックアップリングによれば、バックアップリングはゴム状弾性材製パッキンと共に油圧シリンダーに用いられることを特徴とする。 Further, according to the backup ring of the present invention, the backup ring is used for a hydraulic cylinder together with a rubber elastic material packing.
本発明のバックアップリングによれば、従来のシール構造を変更することなく、バックアップリング内外周面と相対運動部材間との間隙を確実に無くす事を可能にできる。 According to the backup ring of the present invention, it is possible to reliably eliminate the gap between the inner peripheral surface of the backup ring and the relative motion member without changing the conventional seal structure.
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項1記載の発明のバックアップリングによれば、省スペースで部品点数も少なく、高圧に耐え、バックアップリング内外周面と相対運動部材間の周面との間隙を確実に無くす事を可能にすることが出来るため、シール部材がバックアップリングにより損傷を受けることがない。
The present invention has the following effects.
According to the backup ring of the first aspect of the present invention, it is possible to save space, reduce the number of parts, withstand high pressure, and reliably eliminate the gap between the inner peripheral surface of the backup ring and the peripheral surface between the relative motion members. Therefore, the seal member is not damaged by the backup ring.
また、請求項2記載の発明のバックアップリングによれば、バックアップリングの外周面と、一方の相対運動部材の周面との間に、シール部材側に開口した隙間を生じることが無い。
更に、請求項3記載の発明のバックアップリングによれば、バックアップリングの内周面と、他方の相対運動部材の周面との間に、シール部材側に開口した隙間を生じることが無い。
According to the backup ring of the second aspect of the present invention, there is no gap that opens on the seal member side between the outer peripheral surface of the backup ring and the peripheral surface of one of the relative motion members.
Furthermore, according to the backup ring of the third aspect of the present invention, there is no gap that opens on the seal member side between the inner peripheral surface of the backup ring and the peripheral surface of the other relative motion member.
更にまた、請求項4記載の発明のバックアップリングによれば、成形が容易で、相対運動部材を傷つけることが無い。
また、請求項5記載の発明のバックアップリングによれば、高圧に耐えることができる。
また、請求項6記載の発明のバックアップリングによれば、ゴム状弾性材製パッキングの損傷を確実に防止できる。
Furthermore, according to the backup ring of the invention as set forth in
Further, according to the backup ring of the invention described in
Further, according to the backup ring of the sixth aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent damage to the rubber elastic material packing.
また、請求項7記載の発明のバックアップリングによれば、装着性を向上させることが出来る。
また、請求項8記載の発明のバックアップリングによれば、高圧時のシール部材のはみ出しを確実に防止できる。
In addition, according to the backup ring of the seventh aspect of the invention, it is possible to improve the wearability.
According to the backup ring of the invention described in claim 8, it is possible to reliably prevent the seal member from protruding when the pressure is high.
また、請求項9記載の発明のバックアップリングによれば、油圧シリンダーの様な高圧が作用する箇所に使用されて好適である。 In addition, the backup ring according to the ninth aspect of the invention is suitable for use in a place where a high pressure acts, such as a hydraulic cylinder.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
第1図乃至第3図に基づき発明を実施するための最良の形態について説明する。
第1図において、一方の相対運動部材Aであるハウジング内周面には、環状の溝10が形成されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
The best mode for carrying out the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
In FIG. 1, an
そして、この溝1内には、樹脂材製のバックアップリング0とシール部材1が軸方向に配列されている。
バックアップリング0は、シール部材1より硬質のもので、金属、樹脂、硬質ゴム等が使用可能であるが、樹脂が好ましい。樹脂材としては、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、四ふっ化エチレン樹脂等が使用されるが、特に、ポリアミド樹脂が耐圧性の観点から好ましい。
シール部材1は、ゴム状弾性材製のパッキング、Оリング等の耐圧性シールがバックアップリング0と併用される。
In the groove 1, a backup ring 0 made of a resin material and a seal member 1 are arranged in the axial direction.
The backup ring 0 is harder than the seal member 1, and metal, resin, hard rubber or the like can be used, but resin is preferable. As the resin material, polyamide resin, polyacetal resin, ethylene tetrafluoride resin, or the like is used, and polyamide resin is particularly preferable from the viewpoint of pressure resistance.
As the seal member 1, a pressure-resistant seal such as a packing made of rubber-like elastic material or an O-ring is used together with the backup ring 0.
このバックアップリング0は、断面略四角形状で、第1の径方向傾斜面7と、第1の径方向傾斜面7と略並行な第2の径方向傾斜面2と、第1の径方向傾斜面7と第2の径方向傾斜面2を内周側で連結している内周面3と、第1の径方向傾斜面7と第2の径方向傾斜面2を外周側で連結している外周面4とを備えている。
The backup ring 0 has a substantially quadrangular cross section, a first radially
そして、外周面4と第1の径方向傾斜面7とが成す角度Xは、90度と等しいか90度よりも小さい。
通常は、外周面4と第1の径方向傾斜面7との成す角度Xは鋭角である。
また、内周面3と第1の径方向傾斜面7との成す角度Yも、鋭角である。
第1図のバックアップリング0は、第2図のバックアップリング0がシール部材1により押圧された状態を示している。
The angle X formed by the outer
Usually, the angle X formed by the outer
The angle Y formed by the inner
The backup ring 0 in FIG. 1 shows a state in which the backup ring 0 in FIG. 2 is pressed by the seal member 1.
このバックアップリング0は、外周面4と第1の径方向傾斜面7とが成す角度Xは、略90度に形成されているため、第1図のように第1の径方向傾斜面7が軸線と略直行する形に変形した場合、外周面4の全面が、一方の相対運動部材Aに設けた環状の溝10の底面11に密着する。
In this backup ring 0, the angle X formed by the outer
尚、バックアップリング0がシール部材1により押圧されていない状態において、バックアップリング0の内外周端部5、6と相対運動部材A、B間に間隙が存在する。
この様に、バックアップリング0がシール部材1により押圧され、第1の径方向傾斜面7と第2の径方向傾斜面2とが軸線に直行する形に変形した際、バックアップリング0の第1の径方向傾斜面7と内外周面3、4とが交わる両内外周端部5、6が相対運動部材A、Bの周面と密着して、シール部材1側に開口した隙間は存在しない。
In the state where the backup ring 0 is not pressed by the seal member 1, a gap exists between the inner and outer peripheral ends 5 and 6 of the backup ring 0 and the relative motion members A and B.
Thus, when the backup ring 0 is pressed by the seal member 1 and the first radially
第3図は他の実施例を示した図である。
第2図のものと相違する点は、外周面4と第1の径方向傾斜面7との成す角度Xが鋭角である点である。
このことにより、外周端部5が溝10の底面と先鋭に接するため、シール部材のはみ出しをより確実に防止できる。
FIG. 3 shows another embodiment.
The difference from FIG. 2 is that the angle X formed by the outer
As a result, the outer
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、従来のシール部材の構造を変更することなく、バックアップリング内外周面と相対運動部材の周面との間隙を確実に無くす事を可能にできる From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the gap between the inner peripheral surface of the backup ring and the peripheral surface of the relative motion member is reliably eliminated without changing the structure of the conventional seal member. Can make things possible
また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。 Further, the present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention described above, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
0‥‥バックアップリング
1‥‥シール部材
2‥‥第2の径方向傾斜面
3‥‥内周面
4‥‥外周面
5‥‥外周端部
6‥‥内周端部
7‥‥第1の径方向傾斜面
10‥‥溝
11‥‥底面
0 ... Backup ring 1 ...
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