JPH0738816U - 摺動シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、シール部における摺動抵抗の軽減
とシール性の向上とを両立させることのできる摺動シー
ル構造を提供することを目的とする。 【構成】 軸穴11ａを有する軸穴部材11とその軸穴11ａ
に摺動自在に嵌入された軸部材12とのうち一方の部材の
摺動部位に環状溝15を形成し、該環状溝内に、他方の部
材に摺接するシールリング21と該シールリング21を他方
の部材に付勢する弾性部材22とを収納してなる摺動シー
ル構造において、シールリング21の内周部にその軸方向
中央部で開口する凹部25を形成するとともに、凹部25の
縁部近傍で内径が最小となり凹部25から離隔するほど内
径が大きくなるよう凹部25に隣接するシールリング21の
内周面21ａ、21ｂを互い逆方向のテーパ面とする。凹部
25はシールリング21の軸方向中央部に設けられた環状の
円弧溝であるのが好ましい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸と軸穴部材が相対変位する部分に設けられる摺動シール構造、例 えば液圧シリンダのピストンロッドとシリンダのロッド貫通穴との間に設けて効 果的な摺動シール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、直動型の液圧アクチュエータ等においてはピストンにより仕切られた圧 力室間の差圧によってピストンを変位させるようになっており、そのピストンと シリンダの摺動部には作動流体の外部へ漏出を防止するための摺動シール構造が 採用されている。

【０００３】 このような摺動シール構造としては、例えばエラストマーからなるシールリン グを摺動部の一方側に形成した環状溝に装着するものが一般的であるが、高い応 答性や耐久性を要求されるような場合（例えば航空機や車両等において使用され る油圧アクチュエータが考えられる）には、前記摺動シール構造は、例えばピス トン又はシリンダのうち一方の環状溝に装着された弾性リングと、この弾性リン グとシリンダ又はピストンのうち他方との間に介装されたフッ素系樹脂等からな る摺動リングとから構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の摺動シール構造にあっては、前記摺動リング の相手側部材への緊迫力が大きいと、油のもれ量が少なくシール性は良いものの 、シール部での摺動抵抗が大きくなり、一方、前記緊迫力が小さいと、シール部 での摺動抵抗は軽減されるものの、シール性が悪くなってシールすべき油が低圧 側又は外部へ漏洩していた。すなわち、従来の摺動シール構造にあっては、シー ル部における摺動抵抗の軽減とシール性の向上とを両立させることができなかっ た。そのため、摺動リングの摩擦抵抗（ピストンの摺動抵抗）によってアクチュ エータの応答性が悪くなったり、シール性の低下によりアクチュエータの出力や 応答性が低下が低下するという問題があった。

【０００５】 そこで、本考案は、シール部における摺動抵抗の軽減とシール性の向上とを両 立させることのできる摺動シール構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のため、請求項１記載の考案は、軸穴を有する軸穴部材と該軸穴 に摺動自在に嵌入された軸部材とのうち一方の部材の摺動部位に環状溝を形成し 、該環状溝内に、他方の部材に摺接するシールリングと該シールリングを他方の 部材に付勢する弾性部材とを収納してなる摺動シール構造において、前記シール リングの内周部にその軸方向中央部で開口する凹部を形成するとともに、該凹部 の縁部近傍で内径が最小となり凹部から離隔するほど内径が大きくなるよう凹部 に隣接するシールリングの軸方向両側の内周面を互い逆方向のテーパ面としたこ とを特徴とするものであり、 請求項２記載の考案は、前記凹部がシールリングの軸方向中央部に設けられた 環状の円弧溝であることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

請求項１記載の考案では、シールリングの内周部にその軸方向中央部で開口す る凹部が形成され、該凹部の縁部近傍で内径が最小となり凹部から離隔するほど 内径が大きくなるよう該凹部に隣接するシールリングの軸方向両側の内周面が互 い逆方向のテーパ面として形成される。したがって、シールすべき流体がテーパ 面からシールリング内に容易に入り、その流体によってシールリングの緊迫力が 摺動速度に応じて適宜緩和されるとともに、凹部内に流体が溜るのと相俟ってシ ール部での潤滑が促進される。

【０００８】 請求項２記載の考案では、前記凹部がシールリングの軸方向中央部に設けられ た環状の円弧溝であるから、該円弧溝の両側縁のエッジが鈍角となり、摺動抵抗 が小さくなる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。 図１および図２は本考案に係る摺動シール構造の一実施例を示す図であり、本 考案を油圧シリンダの摺動シール構造に適用した例を示している。なお、図１に おいては軸線を含む断面の片側のみを拡大して図示している。

【００１０】 図１において、11はシリンダ（軸穴部材）で、同図中にはそのキャップ部分に 設けられたロッド貫通穴11ａ（軸穴）の周壁部断面を示している。12はシリンダ 11内に摺動自在に収納されたピストンで、図１中にはそのロッド部（軸部材）の 縦断面を示している。このピストン12は図示しないヘッド部によりシリンダ内を 複数の圧力室に仕切り、その圧力室間の差圧に応じて摺動変位するようになって いる。

【００１１】 これらシリンダ11およびピストン12のうち何れか一方の部材、例えばロッド貫 通穴11ａを有するシリンダ11には、ピストン12（他方の部材）との摺動部位に環 状溝15が形成されており、この環状溝15内には、ピストン12に摺接するグルーブ 付のシールリング21と、そのシールリング21をピストン12に付勢するエラストマ ー等からなる弾性部材22とが収納されている。

【００１２】 シールリング21は、商品名「テフロン」で知られる四弗化エチレン樹脂等の樹 脂材料からなり、図２に示すように、その外周部には弾性部材22を収納するグル ーブ24が形成され、内周部には軸方向中央部で開口する環状の凹部25が形成され ている。この凹部25は例えば円弧溝として形成され、油溜りとしての機能を発揮 する。また、この凹部25の縁部近傍で内径が最小となり凹部25から離隔するほど 内径が大きくなるように、シールリング21は凹部25に隣接する軸方向両側の内周 面21ａ、21ｂを互い逆方向のテーパ面として形成されている。このテーパ面のテ ーパ角度θは、内周面21ａ、21ｂに適当な逃げ角を与える程度のもので、例えば ２〜４゜の範囲とするのが好ましい。

【００１３】 以上のように構成された本実施例のシール構造では、シールリング21の内周部 にその軸方向中央部で開口する凹部25が形成され、その凹部25の縁部近傍で内径 が最小となり凹部25から離隔するほど内径が大きくなるよう、その凹部25に隣接 する内周面21ａ、21ｂが互い逆方向のテーパ面として形成されることから、ピス トン12上のシールすべき作動油（流体）がテーパ面21ａ、21ｂからシールリング 21内に容易に入り込み、その流体によって、凹部25の両側縁のエッジ26ａ、26ｂ に局部的に作用するシールリング21の緊迫力が摺動速度に応じて（それに対応す る動圧を発生させることで）適度に緩和される。また、シールリング21内に作動 油が入り込むと、その油が凹部25内に溜り、更に凹部25の両側縁のエッジ26ａ、 26ｂでピストン12上の作動油の掻き取りが行なわれるから、所要のシール性能が 十分に発揮される。そして、これらの作用が相俟って、凹部25の両側縁のエッジ 26ａ、26ｂ付近（シール部）での潤滑が十分に促進されるとともに、シール部の シール性が十分に得られる。さらに、本実施例では、凹部25がシールリング21の 軸方向中央部に設けられた環状の円弧溝となっているから、この円弧溝の両側縁 のエッジ26ａ、26ｂが鈍角となり、シール部におけるピストン12の摺動抵抗が小 さくなる。

【００１４】 このように本実施例では、シール部における摺動抵抗の軽減とシール性の向上 とを両立させることのできる摺動シール構造を実現している。 なお、本実施例ではシールリング21が外周部にグルーブを形成したものとなっ ていたが、シールリングの外周側の形状はこれに限らず、従来の各種態様の外周 部形状を採用することができる。

【００１５】 図３および図４はそのように上述の実施例とは外周部形状の異なるシールリン グを採用した場合の実施例を示す図である。 両図において、31は、上述例のシールリング21と同様な内周部形状を有するシ ールリングで、このシールリング31は、環状の円弧溝である軸方向中央部の凹部 35と、逆方向に傾斜するテーパ面31ａ、31ｂと、軸方向任意の位置で同一半径と なる外周面31ｃとを有している。そして、このシールリング31が両側端で環状溝 15に嵌合し、弾性部材22によってピストン12側に付勢されている。

【００１６】 このようにしても上述の実施例と同様な効果を得ることができる。

【００１７】

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、シールすべき流体をテーパ面からシールリング 内に入り込ませ、その流体によってシールリングの凹部近傍に局部的に作用する 緊迫力を摺動速度に応じて適宜緩和するとともに、凹部内に流体が溜るのと相俟 ってシール部での潤滑を促進することができる。その結果、シール部における摺 動抵抗の軽減とシール性の向上とを両立させることのできる摺動シール構造を提 供することができる。

【００１８】 請求項２記載の考案によれば、前記凹部をシールリングの軸方向中央部に環状 の円弧溝として設けるので、該円弧溝の両側縁のエッジを鈍角として摺動抵抗を より小さくすることができる。

【提出日】平成６年１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の摺動シール構造にあっては、前記摺動リング の相手側部材への緊迫力が大きいと、油のもれ量が少なくシール性は良いものの 、シール部での摺動抵抗が大きくなり、一方、前記緊迫力が小さいと、シール部 での摺動抵抗は軽減されるものの、シール性が悪くなってシールすべき油が低圧 側又は外部へ漏洩していた。すなわち、従来の摺動シール構造にあっては、シー ル部における摺動抵抗の軽減とシール性の向上とを両立させることができなかっ た。そのため、摺動リングの摩擦抵抗（ピストンの摺動抵抗）によってアクチュ エータの応答性が悪くなったり、シール性の低下によりアクチュエータの出力や 応答性が低下する という問題があった。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【作用】

請求項１記載の考案では、シールリングの内周部にその軸方向中央部で開口す る凹部が形成され、該凹部の縁部近傍で内径が最小となり凹部から離隔するほど 内径が大きくなるよう該凹部に隣接するシールリングの軸方向両側の内周面が互 い逆方向のテーパ面として形成される。したがって、シールすべき流体がテーパ 面からシールリング内に容易に入り、その流体によってシールリングの緊迫力が 適宜緩和される とともに、凹部内に流体が溜るのと相俟ってシール部での潤滑が 促進される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 以上のように構成された本実施例のシール構造では、シールリング21の内周部 にその軸方向中央部で開口する凹部25が形成され、その凹部25の縁部近傍で内径 が最小となり凹部25から離隔するほど内径が大きくなるよう、その凹部25に隣接 する内周面21ａ、21ｂが互い逆方向のテーパ面として形成されることから、ピス トン12上のシールすべき作動油（流体）がテーパ面21ａ、21ｂからシールリング 21内に容易に入り込み、その流体によって、凹部25の両側縁のエッジ26ａ、26ｂ に局部的に作用するシールリング21の緊迫力が適度に緩和される。また、シール リング21内に作動油が入り込むと、その油が凹部25内に溜り、更に凹部25の両側 縁のエッジ26ａ、26ｂでピストン12上の作動油の掻き取りが行なわれるから、所 要のシール性能が十分に発揮される。そして、これらの作用が相俟って、凹部25 の両側縁のエッジ26ａ、26ｂ付近（シール部）での潤滑が十分に促進されるとと もに、シール部のシール性が十分に得られる。さらに、本実施例では、凹部25が シールリング21の軸方向中央部に設けられた環状の円弧溝となっているから、こ の円弧溝の両側縁のエッジ26ａ、26ｂが鈍角となり、シール部におけるピストン 12の摺動抵抗が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る摺動シール構造の一実施例を示す
図で、(ａ)はその要部断面図、(ｂ)は(ａ)に示したシー
ルリングの凹部近傍の拡大図である。

【図２】一実施例のシールリングを示す図で、(ａ)はそ
の正面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】シールリングの態様を異ならせた本考案に係る
摺動シール構造の他の実施例を示すその要部断面図であ
る。

【図４】他の実施例のシールリングを示す図で、(ａ)は
その正面図、(ｂ)は(ａ)のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【符号の説明】

11 シリンダ（軸穴部材） 11ａ ロッド貫通穴（軸穴） 12 ピストン（ロッド部、軸部材） 15 環状溝 21、31 シールリング 21ａ、21ｂ、31ａ、31ｂ 内周面（テーパ面） 22 弾性部材 25、35 凹部 θ テーパ面のテーパ角度

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１月１９日

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸穴を有する軸穴部材と該軸穴に摺動自在
   に嵌入された軸部材とのうち一方の部材の摺動部位に環
   状溝を形成し、 該環状溝内に、他方の部材に摺接するシールリングと該
   シールリングを他方の部材に付勢する弾性部材とを収納
   してなる摺動シール構造において、 前記シールリングの内周部にその軸方向中央部で開口す
   る凹部を形成するとともに、該凹部の縁部近傍で内径が
   最小となり凹部から離隔するほど内径が大きくなるよう
   凹部に隣接するシールリングの軸方向両側の内周面を互
   い逆方向のテーパ面としたことを特徴とする摺動シール
   構造。
2. 【請求項２】前記凹部がシールリングの軸方向中央部に
   設けられた環状の円弧溝であることを特徴とする請求項
   １記載の摺動シール構造。