JPH04272580A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体圧機器のシール装
置、すなわち相対的に往復、回転などの運動をするピス
トン部あるいはロッド部に取付けられ、流体圧力をシー
ルするシール装置に関する。特に詳述すれば、シール装
置を構成する主リップ部を、流体中に存在する金属粉な
どの異物から保護するためにダストリップを圧力側に設
けたシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流体圧力をシールするシール
装置において、流体中に存在する金属粉などの異物から
、シール装置の主リップを保護するためには、多くの構
造が考えられ、提案されている。図１０はその１例を示
すもので、シール装置１００　は、シールパッキン１０
１　とダストシール１０３　とから構成され、ダストシ
ール１０３　はシールパッキン１０１　とは別に圧力側
に設けられており、シール装置１００　の本体のシール
パッキン１０１　のシール性を維持するため、圧力室１
０２　からシールパッキン１０１　とダストシール１０
３　の間に、流体圧力を導入するバイパス１０５　が設
けられている。シールパッキン１０１　内への異物の侵
入を阻止するために、バイパス１０５　の一部分に適宜
構造のフィルター１０８　を取付けてもよい。

【０００３】なお、図中、参照符号３１は相手運動面を
、参照符号３２は固定面をそれぞれ示す。しかしながら
、かかる従来装置には、複数のシール装置を組込むため
、装着スペースが大きくなり、かつバイパスを設けるな
ど加工も複雑になり、コストアップをもたらすという問
題がある。このような点を改良した装置として、図１１
に示すように、リップ２０２　から構成されたシール装
置２０１　において、ダストシールを目的とした補助リ
ップ２０４　を、主リップ２０３　の流体圧力側にこの
主リップ２０３　と一体に設けることが提案されている
。

【０００４】このシール装置２０１　において、ダスト
シールとしての補助リップ２０４　は、本来異物の除去
を目的としたリップであるが、このような従来装置の補
助リップ２０４は、異物の排除と共に流体圧力をもシー
ルする機能を有している。従って、ダストシールとして
の補助リップ２０４　を主リップ２０３　と一体に設け
た場合は、リップ２０２　の軸方向の長さが補助リップ
２０４　を設けた分増加するので、相手運動面（　図示
せず）　との接触面積および流体圧力の作用する面積が
大きくなり、流体圧力がリップ２０２　を相手運動面に
押圧する力が増加して、シール装置２０１　全体の摩擦
抵抗が高くなってしまう。この摩擦抵抗の増加傾向は、
流体圧力が高くなる程顕著に現れる。

【０００５】したがって、図１１に示す従来のシール装
置２０１　においても、前述したように、補助リップ２
０４　が流体圧力をもシールするため、摩擦抵抗の増加
とともに主リップ２０３　に潤滑剤が十分に供給され難
くなり、そのため主リップ２０３　の当接面に潤滑不良
による異常摩耗が発生し、その結果、耐久性が低下し、
あるいは早期に漏れが発生するなどの問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的目的は
、ダストリップを備えた従来からのシール装置における
上述した問題点を解決した、異物を排除する機能を有し
、かつシール性、耐久性に優れたシール装置を提供する
ことである。本発明の具体的目的は、ダストリップを備
えたシール装置において、流体中に存在する異物をシー
ルして主リップを保護すると共に、流体圧力によるダス
トリップの接触力および摩擦抵抗の増加傾向を少なくし
、さらに主リップの潤滑不良を防止したシール装置を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、相対的に運動
する２つの円筒形部材間の流体圧力をシールするシール
装置であって、相手運動面に当接し流体圧力をシールす
る主リップと、該主リップの圧力側において同じく相手
運動面に当接するとともに、前記主リップと一体的に形
成されたダストリップと、前記主リップの先端部と前記
ダストリップの先端部との間に形成される間隙に該ダス
トリップの圧力側からの流体圧力を導入する圧力導入手
段とを備えるとともに、該圧力導入手段を前記ダストリ
ップに設けたことを特徴とするシール装置である。

【０００８】本発明の好適態様によれば、前記圧力導入
手段は、次のようにして構成されてもよい。 （１）　前記ダストリップの相手運動面との当接面にお
いて軸方向に設けられた凸条または凹溝、あるいは交互
に設けられた凸条と凹溝とから構成される。 （２）　前記ダストリップの基部側の外周面と内周面を
両端とする連通穴から構成される。 （３）　前記ダストリップの先端の中心と、前記主リッ
プの先端の中心とをオフセットすることにより形成され
た隙間から構成される。 さらに、上記（２）　の態様においては、相手運動面と
は反対側部分において前記連通穴に対しフィルター装置
を設けるようにしてもよい。なお、これらの圧力導入手
段の具体的形状・寸法は、圧力が導入される一方で異物
の通過を阻止できる機能を有するものであれば、特定の
ものに制限されないことは理解されよう。

【０００９】このようにして、本発明によれば、相手運
動面に当接し流体圧力をシールする主リップと、前記主
リップの圧力側に主リップと一体にダストリップを設け
るとともに、前記主リップの先端部と前記ダストリップ
の先端部の間に形成された間隙に、ダストリップの圧力
側からの流体圧力を導入する手段、つまり圧力導入手段
をこのダストリップに設けることにより、簡便な構造で
もって異物の除去、摩擦抵抗の低減、潤滑不良の防止、
さらにはシール特性の確保を図るのである。

【００１０】

【作用】次に、本発明を添付図面を参照してさらに具体
的に説明する。図１ないし図８は、本発明の好適態様の
説明図であって、図９は図８に示す本発明にかかるシー
ル装置の装着状態の説明図である。

【００１１】図１において、本発明にかかるシール装置
１は合成ゴム等のゴム状弾性体から成るシールパッキン
本体２およびリップ部３を有しており、このリップ部３
は、図示しない相手運動面に当接し流体圧力をシールす
る主リップ４と、主リップの圧力側において同じく相手
運動面に当接するとともに、主リップ４と一体的に形成
されたダストリップ５とから構成されている。この主リ
ップ４の先端部とダストリップ５との先端部の間には、
一種の間隙８が形成されており、ダストリップ５に設け
られた凸条１１から構成される圧力導入手段を経て、ダ
ストリップ５の圧力側から隙間８へは流体圧力が導入さ
れる。図１では凸条１１はダストリップ５から主リップ
４にまで延設されているが、図２においてはダストリッ
プ５の一部だけに延設されている例を示す。

【００１２】図３は、図１または図２のシール装置１を
シリンダーに組み込んだ場合にシール装置の圧力側から
見た装着状態図であり、図４はその一部の拡大説明図で
ある。図１〜４に示すように、本発明によれば、相手運
動面３１に当接し流体圧力をシールする主リップ４の軸
方向端部２１に、軸方向に伸び相手運動面３１に当接す
るダストリップ５を一体に設け、ダストリップ５の先端
部２３を含む当接面２５にダストリップ５の先端部２３
より径方向に突出した１ないし複数の凸条１１が設けら
れている。装着時に相手運動面３１と前記凸条１１とに
より形成される微小隙間１８を圧力導入口として、流体
圧力を主リップ４の径方向の先端部２２とダストリップ
５の径方向の先端部２３との間に設けられた間隙８に流
体圧力が導入される。図４参照。

【００１３】図５は、この圧力導入手段の別の変更例を
示すもので、図１の前記凸条１１に代わり凹溝１２が設
けられており、相手運動面とダストリップ５の当接面２
５に、凹溝１２から流体圧力の圧力導入手段を構成する
ものである。図６は、ダストリップ５の当接面２５であ
る外側面とは反対の流体圧力が加わる側の内側面２６と
前記間隙８とを、ダストリップ５の基部側２７の外側面
２５と内側面２６を両端とする連通穴１５でもって連通
することにより、前記間隙８に流体圧力を導入しようと
するものである。

【００１４】連通穴１５は、流体圧機器の使用状況によ
っては、流体中の異物がシール装置１のダストリップ５
の内側面２６の側の凹所１０に滞積しやすく、また連通
穴１５の径によっては、前記凹所の少なくとも前記導入
穴の部分に、異物を濾過するフィルター装置２０を設け
ることにより本発明の目的が的確に実施されるものであ
る。図示のように、前記凹所１０にフィルター装置２０
として、ゴム弾性体による連続発泡材料を充満するよう
に取付けることにより、フィルター機能の他に、リップ
３の変形を防止する効果も得られる。

【００１５】さらに、図７に示すように、微細な凸条１
３と凹溝１４を交互に連続して設けた場合においても、
微細凸条１３と凹溝１４により圧力導入手段が構成され
ており、流体圧力を前記間隙８に導入することができる
。なお、リップ本体の補強用にバックアップリングを設
けてもよい。特に図７に示す場合のように凸条および凹
溝を交互に連続して設けると強度的に弱体化するためバ
ックアップリング３０のような何らかの補強手段は必要
であろう。

【００１６】さらに別の方法では、図８および図９に示
すように、ダストリップ５のリップ先端部２３の中心Ｃ
２と、主リップ４の先端部２２の中心Ｃ１とをオフセッ
トすることにより、装着時にダストリップ５の先端部２
３において、相手運動面３１に対し中心がオフセットさ
れた分、径方向の一方の側に微少隙間１８　（α）が得
られて、この隙間１８から圧力導入手段を構成し、ダス
トリップ５の圧力側である圧力室（Ａ）　からの流体圧
力を前述の間隙８に導入することを可能としている。図
９参照。

【００１７】このように、本発明にかかるシール装置１
においては、相手運動面３１に当接して流体圧力をシー
ルする主リップ４の軸方向端部に、軸方向に伸び相手運
動面に当接するダストリップ５を設け、流体中の異物は
ダストリップ５により排除し、異物が主リップ４に到達
しないようにして主リップ４を保護する。一方、ダスト
リップ５の当接面２５に軸方向に延設された１ないし複
数の凸条１１、凹溝１２、交互に設けた微細な凸条と凹
溝１３、１４、あるいは連通孔１５、さらにはシールリ
ップとダストリップとをオフセットしたときに形成され
る隙間１８から構成される圧力導入手段の作用によって
、間隙８へもダストリップ５の圧力側からの流体圧力が
導入されるためダストリップ５のシール作用は軽減され
、また主リップ４への潤滑作用は十分に行われ、本来の
シール機能が十分に発揮される。

【００１８】すなわち、圧力導入手段の作用によって、
ダストリップ５の部分は実質的に運動面側である外側面
２５と、その反対の内側面２６とで圧力バランスが得ら
れ、流体圧力の上昇によるリップ３の相手運動面３１と
の接触力の増加を防止できる。このような凸条、凹溝の
断面形状は、すでに述べたように圧力導入手段として機
能するものであれば、特定のものに制限されず、例えば
図１２（ａ）　〜（ｄ）　に示す凹溝１２、１４、凸条
１１、１３が例示される。

【００１９】

【実施例】本発明にかかるシール装置の摺動抵抗の変化
を見るために、図９のダストリップを除いた構造を有す
る単一リップを備えたシール本体を有するシール装置と
、図１１に示す補助リップを備えたシール本体を有する
シール装置と、そして本発明にかかる図１に示すシール
装置とをそれぞれ用いて流体圧力を変化させたときの摺
動抵抗の増加割合を調べた。シール本体の材質、寸法、
その他の条件はほぼ同一とした。

【００２０】結果は、図１３にグラフにまとめて示す。 これからも分かるように、本発明によるシール装置は、
図中、破線の曲線で示すように、低圧ではダストリップ
５自体の接触による摩擦抵抗の増加がみられるが、高圧
では、圧力導入手段を設けない従来の補助リップ付きの
シール装置２０１　の２／３　〜１／２　の摩擦抵抗で
あり、高圧時の摩擦抵抗は、図中、破線の曲線と重なっ
て示されるが、ダストリップを設けない単一リップを有
する場合のシール装置とほぼ同等の値である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるシール装
置は、主リップと一体に設けたダストリップの作用によ
り、作動流体中の異物から主リップを保護すると共に、
主リップの潤滑不良による異常摩耗、およびリップの受
圧面積の増加による摩擦抵抗の増大などを防止して、耐
久性、信頼性に優れた、しかも摩擦抵抗の低いダストシ
ール機能を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるシール装置の片側断面図である
。

【図２】図１の変更例のシール装置の片側断面図である
。

【図３】図１に示すシール装置の圧力側から見た装着状
態図である。

【図４】図２の凸条による相手運動面との隙間を示す図
である。

【図５】本発明にかかるシール装置の変更例の片側断面
図である。

【図６】本発明にかかるシール装置の別の変更例の片側
断面図である。

【図７】本発明にかかるシール装置のさらに別の変更例
の片側断面図である。

【図８】本発明にかかるシール装置のなおさらに別の変
更例の両側断面図である。

【図９】図８に示すシール装置の装着状態を示す断面図
である。

【図１０】従来からのシール装置を示す片側断面図であ
る。

【図１１】従来からのシール装置の別の例を示す片側断
面図である。

【図１２】図１２（ａ）　〜図１２（ｄ）　は本発明に
おける圧力導入手段を構成する凸条および凹溝の断面形
状の説明図である。

【図１３】本発明にかかるシール装置と、従来からのシ
ール装置の摺動抵抗を測定した実験結果を示すグラフで
ある。 〔符号の説明〕 １　　シール装置 ２　　シールパッキン本体 ３　　リップ部 ４　　主リップ ５　　ダストリップ ８　　間隙 １１、１３　　凸条 １２、１４　　凹溝 １５　　連通孔 １８　　微小隙間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　相対的に運動する２つの円筒形部材間
   の流体圧力をシールするシール装置であって、相手運動
   面に当接し流体圧力をシールする主リップと、該主リッ
   プの圧力側において同じく相手運動面に当接するととも
   に、前記主リップと一体的に形成されたダストリップと
   、前記主リップの先端部と前記ダストリップとの先端部
   の間に形成される間隙に該ダストリップの圧力側からの
   流体圧力を導入する圧力導入手段とを備えるとともに、
   該圧力導入手段を前記ダストリップに設けたことを特徴
   とするシール装置。
2. 【請求項２】　　前記圧力導入手段が、前記ダストリッ
   プの相手運動面との当接面において軸方向に設けられた
   凸条または凹溝、あるいは交互に設けられた凸条と凹溝
   とから構成される請求項１記載のシール装置。
3. 【請求項３】　　前記圧力導入手段が、前記ダストリッ
   プの基部側の外周面と内周面を両端とする連通穴から構
   成される請求項１記載のシール装置。
4. 【請求項４】　　前記圧力導入手段が、前記ダストリッ
   プの先端の中心と、前記主リップの先端の中心とをオフ
   セットすることにより形成された隙間から構成される請
   求項１記載のシール装置。
5. 【請求項５】　　相手運動面とは反対側部分において前
   記連通穴に対しフィルター装置を設けたことを特徴とす
   る請求項３記載のシール装置。