JP6649007B2 - シール - Google Patents
シール Download PDFInfo
- Publication number
- JP6649007B2 JP6649007B2 JP2015156888A JP2015156888A JP6649007B2 JP 6649007 B2 JP6649007 B2 JP 6649007B2 JP 2015156888 A JP2015156888 A JP 2015156888A JP 2015156888 A JP2015156888 A JP 2015156888A JP 6649007 B2 JP6649007 B2 JP 6649007B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- coating layer
- base
- lip
- friction coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
て、OリングやUパッキンが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
1に記載の油圧シリンダのピストンロッド用のシールも密封性能及び耐摩耗性が重視され
ている。
気あるいはガスを使用して、内部圧力が急に変動する空圧機械(器具)が、最近になって
出現している。そのような空圧機械(器具)では、シールとしての密封性能や耐摩耗性以
外に、摺動抵抗を低減することが必要である。
ートル以上もジャンプするものも出現しているが、このホッピング用具では、衝撃的な空
気圧の変動が内部に生じ、しかも、空気圧力は、約3.0Mpaにも達するため、シール
としては、そのような高圧と圧力変動にも耐える密封性能・耐久性能が要求されるのは当
然として、さらに、少しでも高くジャンプしたいという強い要求に応えるようなシール特
性を付与することが重要である。
抵抗を低減する必要があることに、本発明者等は、多大な実験と試行錯誤の結果気付いた
。
即ち、従来は、ホッピング用具のエアーシリンダ内部のピストンに、Oリングを用いる
構造であり、このOリングは摺動抵抗が高いことも判明した(後述の表1参照)。
に低い(往復動用)シールを提供することを目的とする。
る往復動用のシールである。
また、往復動ピストンのシール用凹周溝に装着されて、ホッピング用エアースプリング
に使用される。
性ゴムによる密封が十分に行なわれ、同時に、低摩擦被覆層によって(摺接対応面に対す
る)摺動抵抗が十分に低減できる。
図1〜図4に示すように、本発明に係る往復動用シールSは、略矩形状のシール基部1
と、このシール基部1から突出状に連設された、シール用凹周溝10の溝底10A側の第1リップ部11と摺動側の第2リップ部12とを、備え、全体が横断面U字形のシールである。一般的には、Uパッキンと呼ばれている。U字状凹溝2がシール基部1と第1リップ部11と第2リップ部12にて形成される。
発明のシールSが使用されている場合を例示する。具体的には、足乗せ部3と握り部4が
倒立状のエアーシリンダCのシリンダバレル5の下部と上部に突設され、シリンダバレル
5内に、ピストン6が上下往復動自在に収納され、さらに、上端がピストン6に連結され
たピストンロッド7が、シリンダバレル5の下端の孔部8に挿通され、ピストンロッド7
の下端が、床面9に当接する当り部14である。
被覆層20とから成る。この低摩擦被覆層20は、シリンダバレル5の円形状内周面5A等───摺接相手面26───に対向する、シール外周面21に配設される。また、低摩擦被覆層20はシール本体Rを金型内で加熱加圧する加硫工程で一体状に成型される。
ΔH=(D18−D1)/2
本発明では、2×ΔH=(D18−D1)の30%だけ小さな直径の円筒面25で第2リッ
プ部12を切断したと仮定した領域を、リップ頂上領域16と定義する。
5A(摺接相手面26)に対して、前記先端境界線22を中心として弾性的にシールSが圧縮変形し、同図に併記した接触面圧力分布曲線が得られる。特に、密封性は先端境界線22よりも先端側の弾性ゴム部30にて十分に発揮され、かつ、摺動抵抗の低減作用は、先端境界線22より基端側の低摩擦被覆層20の先端部位20Aにて行なわれる。
ここで、「基端寄り」とは、図2〜図4及び図5(A)と図6(A)に示すように、シ
ール基部1のアキシャル方向基端角部24を含み、さらに、図5(B)と図6(B)のように、アキシャル方向基端角部24と同じアキシャル方向位置、及び、図5(C)と図6(C)のように、シール基部1のアキシャル方向寸法の10%以下の寸法W23だけ先端方向へ移動した位置を含むものとする。
aの(比較的高圧の)空気又は各種ガス等の気体の密封用であり、しかも、図1(B)の
グラフ図のように、ホッピング作動毎に圧力Pが急激に変動する往復動に適用できる。
(a)本発明の実施例(1):
図2,図3,図4に示した横断面形状でシール本体Rのゴムの硬度が70のシール
(b)本発明の実施例(2):
図2,図3,図4に示した横断面形状でシール本体Rのゴムの硬度が80のシール
(c)従来例(1):
硬度70のゴム製Oリング
(d)従来例(2):
硬度80のゴム製Oリング
(e)従来例(3):
硬度90のゴム製Oリング
(f)従来例(4):
硬度60のゴム製Oリング
(g)従来例(5):
横断面の外形輪郭形状が図3,図4と同じであって、全体が、硬度80のゴムから
成るUパッキン
(h)参考例(1):
図7に示した横断面形状であって、図3,図4と外形輪郭形状が同じであるが、低
摩擦被覆層20は第2リップ部12から省略され、シール基部1にのみ配設されている 。シール本体Rのゴムの硬度は70のUパッキン
(i)参考例(2):
図7に示した横断面形状であって、図3,図4と外形輪郭形状が同じであるが、低
摩擦被覆層20は第2リップ部12から省略され、シール基部1にのみ配設されている 。シール本体Rのゴムの硬度は80のUパッキン
ル5Tは両端に孔部8T,8Tを有し、内部に2個のピストン6T,6Tを収容し、各ピ
ストン6Tのピストンロッド7Tは孔部8Tを挿通させ、平行に対面する2つの固定壁9
T,9Tに当接させ、シリンダバレル5Tの中央に設けた空気注入部13Tから所定圧力Pの空気を注入して、シリンダバレル5Tの2個のピストン6T,6T間の空気圧力Pを所定値に保ち、引張ハカリ19Tを矢印方向に所定一定速度Vにて引張りつつ、シリンダバレル5Tを(図8の右方向へ)移動させながら引張ハカリ19Tの目盛りを読み取って、2個のピストン6T,6Tについての摺動摩擦抵抗を計測する。
す。各ピストン6Tには前記(a)〜(i)の各種のシールが1個ずつ装着されているた
め、この表1の計測値は、各シール2個分の数値を表わしていることになる。
(i)本発明の実施例(1)(2)のシールは、従来例(1)〜(4)のOリング、及び
従来例(5)のUパッキンに比較して、いずれの圧力Pに於ても、著しい摺動抵抗の低減
が図られていることを実証している。特に、圧力が1.5Mpa,2.0Mpaにあって
も、本発明の実施例(1)(2)のシールは摺動抵抗の値が極めて低い。
(ii)本発明の実施例(1)(2)と、同一外形の輪郭を有する従来例(5)のUパッキ
ンと比較すると、特に、圧力が2.0Mpaでは、約7%という低い値を示している。こ
の事実は、低摩擦被覆層20の摩擦係数が小さいこと、及び、ゴム製シール本体Rの高圧時の変形をシール外周面側から低摩擦被覆層20が抑制していること、を示す。
(iii)本発明の実施例(1)(2)と、図7に示した参考例(1)(2)とを、比較する
と、いずれの圧力においても実施例(1)(2)のシールは十分に低い値を示し、特に、
圧力が2.0Mpaでは約25%という低い値である。この事実は、本発明のシールは自
封性シールでありながらも、第2リップ部12を低摩擦被覆層20が被覆して、シリンダバレル内周面5Aに摺接するためである。
(iv)参考例(1)(2)と、従来例(5)とを、比較すると、同一外形輪郭線のUパッ
キンでありながら、参考例(1)(2)は明らかに低い値を示している。この事実は、シ
ール基部1のみを低摩擦被覆層20にて被覆した構成であっても、シリンダバレル内周面5Aに対して、シール基部1も接触状態で摺動していること、及び、このシール基部1の摺動摩擦抵抗が、基部1の低摩擦被覆層20によって、低減していること、が明らかとなる。
までもを被覆した低摩擦被覆層20の摺動摩擦抵抗低減作用が明らかとなる。言い換えれば、本発明のシールに於て、被覆層20の基端境界線23が、(シール基部1の基端寄りではなく)第2リップ部12の付根部、又は、シール基部1の先端寄りに、存在していたと仮定すれば、表1中の本発明の実施例(1)(2)について示した低い値は、得られなかったであろう。このように基端境界線23がシール基部1の基端寄りに配設する構成の重要性が明らかとなる。
れた溝底10A側の第1リップ部11と摺動側の第2リップ部12とを、備えた横断面U字形のシールに於て、ゴム製シール本体Rと低摩擦被覆層20とから成り、しかも、上記第2リップ部12のリップ頂上領域16内に、ゴム製シール本体Rに対する被覆層20の先端境界線22が配設されている構成であるので、第2リップ部12が(シリンダバレル内周面5A等の摺接相手面26に対して)受圧状態で摺接する際、弾性ゴムと低摩擦被覆層20の両者が同時に圧接し、弾性ゴムの圧接にて高いシール性(密封性)が確保され、かつ、低摩擦被覆層20の圧接にて、シール性及び摺動摩擦抵抗の低減と耐摩耗性が、得られる。そして、摺動摩擦抵抗の低減によって、エアーシリンダ等では軽快かつ高い応答性をもって伸縮作動を実現する。例えば、エアーシリンダ(エアースプリング)を用いたホッピングに適用すれば、従来よりも高いジャンプを実現可能となり、また、エアーシリンダを用いた精密ロボットに適用すれば、高い応答性をもって的確な迅速行動が実現可能である。さらに、急激な密封気体の圧力変動(図1(B)参照)にも十分使用可能である。
する往復動用のシールであるので、ホッピング用具のエアースプリング(エアーシリンダ
)Cに好適であり、従来よりも高いジャンプを実現できることとなる。
6 ピストン
10 シール用凹周溝
10A 溝底
11 第1リップ部
12 第2リップ部
16 リップ頂上領域
18 ピーク
20 低摩擦被覆層
22 先端境界線
23 基端境界線
P 圧力
C エアースプリング
S シール
R シール本体
Claims (3)
- シール基部(1)と、該シール基部(1)から突出状に連設された溝底(10A)側の第1リップ部(11)と摺動側の第2リップ部(12)とを、備えた横断面U字形のシールに於て、
ゴム製シール本体(R)と、厚みが薄肉かつ均一な厚みの低摩擦被覆層(20)とから成り、
上記ゴム製シール本体(R)に対する上記低摩擦被覆層(20)の先端境界線(22)が、上記第2リップ部(12)のリップ頂上領域(16)における外径寸法が最大のピーク(18)に、一致するように、配設され、
しかも、上記リップ頂上領域(16)に於て、上記低摩擦被覆層(20)は、均一な上記厚みに相当する深さをもって上記ゴム製シール本体(R)に埋設状であり、
上記ゴム製シール本体(R)に対する上記低摩擦被覆層(20)の基端境界線(23)が、上記シール基部(1)の基端寄りに配設され、
上記低摩擦被覆層(20)は、上記ゴム製シール本体(R)の加硫工程で一体状に成型されていることを特徴とするシール。 - 被密封流体が気体であり、圧力(P)が0.4〜3.0Mpaの範囲内で急激に変動する往復動用のシールである請求項1記載のシール。
- 往復動ピストン(6)のシール用凹周溝(10)に装着されて、ホッピング用エアースプリング(C)に使用される請求項1又は2記載のシール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015156888A JP6649007B2 (ja) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | シール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015156888A JP6649007B2 (ja) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | シール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017036755A JP2017036755A (ja) | 2017-02-16 |
JP6649007B2 true JP6649007B2 (ja) | 2020-02-19 |
Family
ID=58047401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015156888A Expired - Fee Related JP6649007B2 (ja) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | シール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6649007B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5087037A (en) * | 1990-05-14 | 1992-02-11 | Morrow George S | Pneumatically elevating recreational exercise device |
JP3304446B2 (ja) * | 1992-11-10 | 2002-07-22 | エヌオーケー株式会社 | パッキン |
JPH11325255A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-26 | Sakagami Seisakusho Ltd | 密封装置 |
JP5226765B2 (ja) * | 2010-01-18 | 2013-07-03 | 三菱電線工業株式会社 | 密封構造 |
-
2015
- 2015-08-07 JP JP2015156888A patent/JP6649007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017036755A (ja) | 2017-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5157914B2 (ja) | 密封装置及び密封装置の製造方法 | |
US8739684B2 (en) | Fluid pressure apparatus | |
KR20080018909A (ko) | 립타입 시일 | |
JP2006266279A (ja) | パッキン | |
JP2013194884A (ja) | 密封装置 | |
JP6649007B2 (ja) | シール | |
EP2031269A2 (en) | Sealing apparatus for reciprocrating shaft | |
JP2017036754A (ja) | シール | |
JP2014214769A (ja) | シール構造 | |
JP5531386B2 (ja) | シーリングシステム | |
JP2006322528A (ja) | 密封装置 | |
JP6779167B2 (ja) | シール材の配置構造 | |
CN108291648B (zh) | 密封构件 | |
JP6076789B2 (ja) | シール構造 | |
KR20110013277A (ko) | 밀봉장치 | |
JP4927067B2 (ja) | 無潤滑の往復動圧縮機用ピストンリング及びそれを用いた往復動圧縮機 | |
JP2013050133A (ja) | 密封装置及びその製造方法 | |
JP5494329B2 (ja) | 密封装置 | |
JPWO2020241135A5 (ja) | ||
JP2020034039A (ja) | パッキン | |
JP7203971B2 (ja) | 密封装置 | |
JP5244736B2 (ja) | 流体圧シリンダの潤滑構造 | |
JP2019158102A (ja) | 密封装置 | |
KR101395983B1 (ko) | 오일 실 | |
JP2014190362A (ja) | シール構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180302 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6649007 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |