JPH04231777A - ロッドシール - Google Patents
ロッドシールInfo
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- JPH04231777A JPH04231777A JP3139695A JP13969591A JPH04231777A JP H04231777 A JPH04231777 A JP H04231777A JP 3139695 A JP3139695 A JP 3139695A JP 13969591 A JP13969591 A JP 13969591A JP H04231777 A JPH04231777 A JP H04231777A
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-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
圧または空気圧作動器に関し、特にロッドが圧力境界を
通して延びる所での外部への洩れを防ぎまたは制限する
が、圧力作動ロッドシールにしばしば伴なう高摩擦を防
ぐ圧力釣合いロッドシールに関するものである。
意図された圧力で付勢される。この圧力付勢は、シール
上に半径方向の力を生ずる。この半径方向の力はシール
の摩耗を生じ、シール寿命を減少する。これが頻繁なシ
リンダの、みがき直しを必要とする。その上、加圧され
たシールからの半径方向の力はしばしばシリンダ内の摩
擦の主原因である。
ションまたは飛行突進など特殊作動に使われる液圧また
は空気圧シリンダは、ベアリング寿命と摩擦特性を改善
するため、しばしば、流体静力学のベアリングを使って
いる。しかしこれらベアリングは全く精巧であり、作る
のに高くつくが、なお、液圧力の必要条件に加えて相当
な洩れを生ずる。
従来技術の問題を排除する長寿命、低摩擦のロッドシー
ルを得ることである。
ドシールにより実現することができる。これを可能にす
るため、ロッドは別々のベアリングとして働く個々の弾
性リングにより支持される。
ロッドシールは、シリンダロッドに隙間なく適合するが
、ロッドがシールとロッドベアリング内で軸線方向に動
く時、少くとも限られた距離だけ半径方向に自由に動く
ことのできるロッドシールリングを使っている。半径方
向の遊びのため、軸線方向のロッドの運動はロッドシー
ルにより妨げられない。ロッドと浮動シールとの間の接
触応力は僅かである。従って、シールとロッドとの間に
通常発生する摩擦は相当に排除される。低摩擦のためき
びしい使用でも摩耗が少くて長い作動寿命が期待される
。その上、圧力釣合い領域がロッドシール上に設けられ
、これらは弾性静止シールリングにより分離される。 これらシールリングは半径方向のシール摩擦を最小に減
少する材料で形成することができる。
は例えば鋳鉄または同様な耐久性材料で形成され、かつ
シールリングはロッドの直径と隙間なく合う内径を持っ
ている。ロッドシールリング上には、近端と遠端の円筒
形部分と、中心の環状フランジとがあり、フランジは遠
端、近端部分の直径より大きい直径を持っている。中心
の環状フランジ内の環状凹所または溝は中心のリングシ
ールを担持し、その外径は中心環状フランジのそれより
少くとも僅かに大きく、環状凹所内に限られた量の半径
方向の遊びを持っている。
形ハウジングの遠端に形成され、かつロッドシールリン
グの近端、遠端部を設けるため円筒形の近端、遠端部を
持ち、各々に対し小さい半径方向の隙間を残している。 座の近端部と遠端部との間の環状空所は環状フランジを
受ける。この空所は環状フランジに関して小さい半径方
向の隙間を形成するほぼ円筒形の基部を持っている。中
心のリングシールはこの円筒形面に向けて接触する。座
の近端、遠端円筒部内の近端、遠端環状凹所は、各々が
夫々の凹所内でいくらかの半径方向遊びを持ってリング
シールを受ける。これらリングシールはロッドシールの
円筒形部分に向けて接触する内面を持っている。圧力釣
合い領域は夫々近端、遠端リングシールと中心リングシ
ールとの間に形成される。圧力釣合い孔は、ロッドシー
ルリング内で、近端から中心リングシールと遠端リング
シールとの間の空間まで、および遠端から近端リングシ
ールと中心リングシールとの間の空間まで延びる。
、利点は次の好適実施例から添付図面を参照して理解さ
れる。
関係する部品の中に示されている。このシリンダは米国
特許第4,691,621号に全体として示されている
型でよい。ここでシリンダ10は円筒形スリーブ11と
、円形断面の可動ピストンロッド12とを持っている。 ロッド12は、スリーブ11内で液圧(又は空気圧)で
駆動されるピストン(図示せず)を持っている。 図1は遠端組立体13の特徴を示し、これを通してピス
トンロッド12がスリーブ11を出る。組立体13はシ
リンダ10の内部と流体圧連絡する液圧口14を持って
いる。結合体または継手15は、液圧管に結合される。 同様な結合体または継手(図示せず)がシリンダ10の
近端に置かれる。
に支持する弾性体又は金属のベアリングリング18を有
する。パッキング17は支持リング16の中に収容され
、流体流出口19はベアリングリング18の近端に置か
れる。
流体または圧縮空気が、ベアリングリング18とパッキ
ングリング16との近くに洩れるのを制御するよう働く
。
、鋳鉄またはその他適当な材料でなるべく形成されるロ
ッドシールリング21(図2に詳しく示す)を有する。 リング21は、ほぼ円筒形で、円筒形近端部22と円筒
形遠端部23とを持っている。ここには部分22,23
のものより大直径の中心環状領域、即ちフランジ24が
ある。フランジ24は環状の凹所または溝25を持って
いる。弾性体リングシール26は溝25の中に担持され
る。この実施例では、リングシールは背中合わせに置か
れた2つのリングを有する。シール26はポリテトラフ
ルオロエチレン又はその他同様の低摩擦材料を持つ弾性
体と合体して、凹所または溝の中でのシール26の半径
方向運動を容易にするのが好ましい。適当な材料にはポ
リエーテルエーテルケトン(商品名アーロン)又はポリ
マイド(商品名ベスペル)がある。
グ21用の座27が形成される。座27は環状空所28
を有し、空所は環状フランジ24のものより僅かに大き
い直径の円筒面を持っている。この面29は図示のよう
にリングシール26と組合わされる。座27はまた、ロ
ッドシールリング21の近端部22と遠端部23とを受
ける円筒形近端部30と円筒形遠端部31とを持ってい
る。部分30、31はシールリングの部分22、23よ
り僅かに大きい直径であり、少くとも限られた量の半径
方向の遊びまたは隙間を許している。部分30、31の
各々の中に、夫々環状溝又は凹所32、33があり、こ
の中に各々がリングシール26とほぼ同じ型のリングシ
ール34、35が置かれる。夫々の溝32、33の中に
少くとも限られた量のシール34、35の遊びがある。 これらシール34、35の各々の内側円形面は、夫々リ
ングシールの部分22、23の円筒面に向けて合わされ
る。代りの同等の実施例では溝32、33はハウジング
遠端組立体13の中ではなく、シール組立体20の中に
機械加工することができる。
があり、この孔はロッド12の直径に隙間なく合致する
。孔36によりロッド12を軸線方向に自由に動かすこ
とができる。孔36の中の横方向の環状溝37は、ラビ
リンス式シールを作り出し、ロッド12と孔36の壁と
の間の極めて小さい隙間の中の液圧流体または圧縮空気
の流れに抵抗する。
ング21は、ピストンロッド12に隙間なく合っている
が、ロッドがベアリング内で動く時、シールに妨害され
ることなく、半径方向に自由に動く。浮動シール組立体
20は、半径方向の支持が全部遠端組立体13に設けら
れているので、ロッド12上に半径方向の力をかけない
。ロッド12と浮動シール組立体20との間に接触応力
がほぼないから、従来技術のロッドシールに通常伴う摩
擦は現れない。この摩擦が低いことはシリンダ10に長
い作動寿命を与え、必要動力の減少を達成する。
する圧力釣合い装置を組入れている。シール組立体20
の第1および第2圧力釣合い領域は、静止シールリング
により形成される。第1領域は遠端リングシール35と
中心リングシール26との間に形成され、一方第2領域
は中心リングシール26と近端リングシール34との間
に形成される。第1圧力釣合い孔38は、ロッドシール
リング21内でその近端からフランジ24の遠端側に延
び、一方第2圧力釣合い孔39はフランジ24の近端側
からロッドシールリング21の遠端に延びる。
、39のために、フランジ24の近端環状面に向けてお
よび遠端部23の環状端面に向けて等しい圧力P1があ
り、またフランジ24の遠端環状面に向けて、および近
端部22の環状端面に向けて等しい圧力P2がある。 端部22、23有効断面積A1、B1を持ち、一方フラ
ンジ24の近端、遠端の環状面は有効面積A2、B2を
持っている。シールリング20上の軸線力Fは、面積と
これらに向けて夫々働く圧力との積の和である。即ち、
−A1P1+A2P2+B1P2−B2P
1=F面積は夫々の直径DR、DI及びDOの如何によ
る。与えられたロッド直径に対し、孔の直径DRが確立
し、直径DI、DOはA1=A2、B1=B2のように
選ばれる。これがすべての加えられる圧力P1、P2に
対し、正味ゼロの軸線力を生じる。
構造簡単で、比較的安価で作ることができることが認め
られる。ロッドシール組立体は、軸線方向の摩擦が少な
くて、極めて高い流体シール特性を生じる。
入れた液圧作動器またはシリンダの遠端部の断面図であ
る。
拡大図である。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 直線型の液圧または空気圧作動器シリ
ンダ用のロッドシールにして、そのピストンロッドは円
型断面でかつハウジングの遠端の半径方向支持ベアリン
グを通して延び、その液圧流体の口は、前記シリンダを
作動し、前記ロッドを軸線方向に動かすための液圧流体
を供給または引き出すため、前記ハウジングの遠端に置
かれているロッドシールにおいて、前記口と前記半径方
向支持ベアリングとの間に置かれたロッドシールリング
を有し、前記ロッドシールリングは、前記ロッドの直径
と、予め決められた直径の円筒形部分の近端部と遠端部
とに隙間なく合致する内径を持ち、さらに前記近端部、
遠端部の直径より大きい予め決められた直径を持つ中心
環状フランジと、前記中心環状フランジ内にある環状凹
所と、前記中心環状フランジより大きい外径を持ち、前
記環状凹所内に少くとも限られた量の半径方向の遊びを
持つ中心リングシールと、前記シリンダハウジングの遠
端の所に形成され、前記ロッドリングの前記近端、遠端
部を受けるための近端、遠端部を持ち、その間に半径方
向の隙間を形成するほぼ円筒形の座と、前記環状フラン
ジを受けるよう前記座の近端と遠端との間にあり、前記
環状フランジに関して少くとも限られた半径方向の隙間
を形成し、前記中心リングシールがこれに向けて接触す
るほぼ円筒形の面を持つ環状空所と、前記座の前記近端
および遠端の円筒部分内か又は前記近端および遠端のロ
ッドシールリング内かにある近端及び遠端の環状凹所と
を有し、前記凹所の中に夫々前記近端及び遠端のリング
シールが受けられ、前記シールはその夫々の凹所の中に
少くとも限られた量の半径方向の遊びを持ち、前記凹所
は夫々前記ロッドシールリングの近端及び遠端部と、前
記座の前記近端及び遠端の円筒部との残りと接触する面
を持ち、さらに前記ロッドシールは、前記ロッドシール
リングの近端から、前記中心リングシールと前記遠端リ
ングシールとの間に形成される第1空間に流体圧力を連
絡する第1圧力釣合い装置と、前記ロッドシールの遠端
から、前記近端リングシールと前記中心リングシールと
の間に形成される第2空間に流体圧力を連絡する第2圧
力釣合い装置とを有するロッドシール。 - 【請求項2】 請求項1の前記ロッドシールリングは
鋳鉄で形成されるロッドシール。 - 【請求項3】 請求項1の前記第1圧力釣合い装置は
、前記ロッドシールリングの近端面から前記環状フラン
ジの遠端面に延びる少くとも1つの孔を有するロッドシ
ール。 - 【請求項4】 請求項1の前記第2圧力釣合い装置は
、前記環状フランジの近端面から、前記ロッドシールリ
ングの遠端面に延びる少くとも1つの孔を有するロッド
シール。 - 【請求項5】 請求項1の前記近端、中心および遠端
のリングシールの各々は、低摩擦の弾性材料で形成され
たリングを有するロッドシール。 - 【請求項6】 請求項5の前記第1リングの各々はポ
リテトラフルオロエチレンを有するロッドシール。 - 【請求項7】 請求項1の前記近端、中心および遠端
リングシールの各々は、横に並べられた一対のリングを
有するロッドシール。 - 【請求項8】 請求項1の前記第1空間と前記近端シ
ールリング部分とは、ほぼ同じ有効断面積を持ち、前記
第2空間と前記遠端シールリング部分とはほぼ同じ有効
断面積を持って、流体圧力により加えられる前記ロッド
シールリング上の軸線力は互いに釣合うのに役立つロッ
ドシール。
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