JPH10318374A - シリンダの密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密封装置において、シールリングを支持する
バックアップリングを常に正常に保持してシールリング
が損傷するのを防止することにある。 【解決手段】 シールリングとバックアップリングとを
並列に配置するシールリング用環状溝にバックアップリ
ングを嵌着する取付溝を設け、バックアップリングが作
動中にシールリングを常に支持するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン型アキュ
ムレータのシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する従来技術として、図５に
示すピストン型アキュムレータのシール装置が存在す
る。

【０００３】図５において、ピストン型アキュムレータ
５０は、内周面５２を設けたシリンダ５１と、この内周
面５２に嵌合して移動自在に配置されたピストン５３と
を有する。

【０００４】シリンダ５１は、図示省略したが、左側端
側に液体流入ポートが設けられていると共に、右側端側
に気体封入バルブを設けている。そして、流入ポートよ
り作動流体が流入、流出可能に構成されている。又、気
体封入バルブからは、Ｎ₂ ガスが封入されている。そし
て、ピストン５３を境にして流入ポート側が液体室５４
に形成されていると共に、気体封入バルブ側が気体室５
５に形成されている。

【０００５】シリンダ５１の内周面５２に移動自在に嵌
合したピストン５３は、外周面５６に二条のパッキン用
環状溝５７を形成している。そして、このパッキン用環
状溝５７には、Ｏリング５８が嵌合されていると共に、
Ｏリング５８の両側にバックアップリング５９が嵌着さ
れている。

【０００６】Ｏリング５８は、ゴム材製で、断面円形に
形成されている。このＯリング５８を支持するバックア
ップリング５９は、樹脂材製でＯリング５８より硬質に
構成され、断面矩形状に形成されている。

【０００７】ピストン５３は、液体室５４に作用する流
体により作動するが、ピストン５３とシリンダ５１との
間隙は、Ｏリング５８によりシールされている。そし
て、Ｏリング５８が作動流体の圧力によりシリンダ５１
とピストン５３との間隙６１に弾性変形して入り込むの
をバックアップリング５９により防止される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来技術のシール装置は、Ｏリング５８をバックアッ
プリング５９が流体圧力に対向して支持すると共に、Ｏ
リング５８がピストン５３とシリンダ５１との間隙６１
に入り込むのを防止しようとするため、バックアップリ
ング５９の外径はシリンダ５１の内周面５２と略同径寸
法に形成されている。

【０００９】このため、シリンダ５１にピストン５３を
組立てのために挿入しようとすると、バックアップリン
グ５９に不具合が惹起する。

【００１０】図６は、このピストン型アキュムレータ５
０のシリンダ５１にピストン５３を挿入する状態の要部
断面図である。

【００１１】図６において、シリンダ５１にピストン５
３を挿入するとき、バックアップリング５９の外周面が
シリンダの内周面５２に接合する寸法に形成されている
ので、図示右側のバックアップリング５９は、シリンダ
５１の摩擦により異常な取付状態にセットされる。この
異常なセットが、アキュムレータの作動中に不具合を惹
起する。

【００１２】又、図７は、図５でピストン５３の作動中
にバックアップリング５９が作動流体の圧力により揺動
変形した状態の要部断面図である。

【００１３】図７において、ピストン型アキュムレータ
５０の流入ポートより流入する圧力流体は、ピストン５
３に対し衝撃的に作用するので、バックアップリング５
９も、図示するように変形される。又、反対に流入ポー
ト側の圧力が気体室側の圧力より小さくなるとバックア
ップリング５９は図示とは対称の形に変形させられる。

【００１４】そして、バックアップリング５９は、パッ
キン用環状溝５７に挿入するために１カ所軸方向にカッ
トされているので、このカット部が損傷されやすくな
る。更には、バックアップリング５９の内外周面が相手
摺動面との摩擦により摩耗してバックアップリング５９
としての機能を低下させることになる。

【００１５】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その目的は、シリンダにピストンを
挿入するとき、バックアップリングが不正常な取付状態
になるのを防止することにある。又、作動流体圧力によ
りバックアップリングが不正常な取付状態となって摩耗
損傷するのを防止すると共に、常に、シールリングを支
持する体勢にして、シールリングが損傷するのを防止す
ることにある。更に、バックアップリングによりシール
リングがシール能力を発揮するようにシールリングを常
に支持させることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたものであって、その技術的手段
は以下のように構成されている。すなわち、

【００１７】流入ポート部と連通した空室を有するシリ
ンダおよびシリンダの内周面に移動自在に嵌合して空室
を２室に区画するピストンを具備し、ピストンのシリン
ダとの嵌合面間にはシールリング用環状溝を有すると共
にシールリング用環状溝にはゴム状弾性材製のシールリ
ングとシールリングと並列にバックアップリングとが配
置され且つシールリング用環状溝にはバックアップリン
グの周面端部が嵌着される取付溝を有するものである。

【００１８】又、請求項２は、シリンダの空室の一方の
室が流体の流入流出する作動室に構成されていると共に
他方の室が気体を封入する蓄圧室に構成されているアキ
ュムレータ用である請求項１に記載のシリンダの密封装
置である。

【００１９】

【作用】本発明のシリンダの密封装置は、シールリング
用環状溝８にバックアップリング７を嵌着する取付溝１
７が形成されているので、この取付溝１７にバックアッ
プリング７を嵌着すると、流入ポート１２ａより作動流
体が作用しても、バックアップリング７が不正常になる
ことを防止し、シールリング６を常に支持する機能を発
揮することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
のシリンダの密封装置を図面に基づいて詳述する。

【００２１】図１は、本発明に係わる一実施の形態を示
すシリンダの密封装置を取付けたアキュムレータの断面
図である。

【００２２】図１において、１はアキュムレータであ
る。密封装置Ａを装備したアキュムレータ１は、一端に
ねじ部１９が形成されて、有底円筒状をしたシリンダ２
を有し、シリンダ２のねじ部１９を有する開口部は流入
ポート部１２が螺合して閉ざされていると共に、内部に
空室１３を形成している。又、シリンダ２の流入ポート
部１２側に対して反対側に、ガス封入バルブ１６が設け
られている。尚、流入ポート部１２には、作動流体用の
配管と連通する流入ポート１２ａが形成されていると共
に、この外周面には管用ねじ１２ｂが形成されている。

【００２３】シリンダ２の内周面２ａと移動自在に嵌合
したピストン３は、空室１３を蓄圧室４と作動室５とに
区画している。ピストン３には、シリンダ２の内周面２
ａと嵌合した嵌合面１４にシールリング用環状溝８が２
列形成されている。このシールリング用環状溝８のうち
作動流体側のシールリング用環状溝８には、作動流体を
シールするために作動流体用シールリング６ａが装着さ
れている。

【００２４】又、蓄圧室４側のシールリング用環状溝８
には、蓄圧室４の気体をシールするためにガス圧用シー
ルリング６ｂが装着されている。このガス圧用のシール
リング６ｂは安全のため二列にしても良い。

【００２５】シールリング用環状溝８には、上述したシ
ールリング６ａ、６ｂが装着されるが、このシールリン
グ６を支持するためにバックアップリング７も並列に配
置されている。シールリング６は、ゴム材質のＯリン
グ、角リング、Ｙパッキング等が用いられる。

【００２６】又、シールリング６の側面には並列に樹脂
材製のバックアップリング７が設けられている。このバ
ックアップリング７は角リングに形成されて、シールリ
ング用環状溝８の底面９に設けられた取付溝１７に嵌合
状態に取付けられている。このバックアップリング７の
嵌合位置は、シールリング用環状溝８の側面にバックア
ップリング７が接面するようにされている。以上の構成
がアキュムレータ１に取付けられた密封装置Ａである。

【００２７】又、バックアップリング７の材質は、樹脂
の他に銅、鋳鉄等も利用することが可能である。銅等の
硬質材の場合は、１カ所が分割されている。又、ピスト
ン３を分割にして分割されないバックアップリング７を
シールリング用環状溝８に装着しても良い。

【００２８】ピストン３は、一端面に穴１８が設けられ
ているが、軸方向の長さが短い場合は、この穴１８を不
用にすることもできる。

【００２９】又、シリンダ２と流入ポート部１２との嵌
合面間にはシールリング用環状溝２１が形成されてい
る。このシールリング用環状溝２１には、固定用のＯリ
ング６ｃとバックアップリング７ｂとが嵌合されてい
る。このバックアップリング７ｂは、シールリング用環
状溝２１に嵌合しているのみで、取付溝には嵌着されて
いない。これは固定用バックアップリング７ｂであるか
ら必ずしも必要がないが、取付溝を設けてバックアップ
リング７ｂを取付けると更に良くなることも認められ
る。

【００３０】図２は、本発明に係わる他の実施の形態の
シリンダの密封装置Ａの断面図である。

【００３１】図２において、３２はシリンダである。シ
リンダ３２の両端には、図示省略の流入、流出継手が設
けられている。又、シリンダ３２にはピストン３３が移
動自在に嵌合していると共に、ピストン３３のシリンダ
３２との嵌合面１４にはシールリング用環状溝８が形成
されている。このシリンダ３２は、両端の流入、流出継
手よりピストン３３に対し、高圧又は高速の圧力流体が
作用するものである。

【００３２】シールリング用環状溝８は、底面９の両側
にバックアップリング７を取付ける取付溝１７が設けら
れている。この取付溝１７の巾Ｗは、バックアップリン
グ７の巾より０．５ｍｍ〜１ｍｍ位大きい寸法に形成さ
れている。又、取付溝１７の深さＨは、巾Ｗより小さく
形成されている。尚、この寸法関係はＷ＞Ｈにすると良
い。又、取付溝１７の底面９と取付溝１７の側面との角
部Ｘは円弧面又は面取りに形成されている。

【００３３】そして、このシールリング用環状溝８に
は、ゴム材製のＯリング形状のシールリング６が配置さ
れていると共に、シールリング６の両側に樹脂材製のバ
ックアップリング７が取付溝１７に嵌着した状態で配置
されている。

【００３４】シールリング６の材質は、一般に公知のＯ
リングおよびパッキングなどのシール材が用いられてい
る。又、バックアップリング７は、合成樹脂およびフッ
素樹脂材などが適している。特に、フッ素樹脂材製にす
ると良いことも認められる。

【００３５】バックアップリング７は、図３に示すよう
に形成されている。図３は、そのバックアップリング７
の断面図であり、又、図４は、図３の平面図である。

【００３６】図３および図４において、バックアップリ
ング７は、シールリング用環状溝８に取付ける必要から
１カ所分割面７ａ、７ａに形成されている。この分割面
７ａは軸方向へαの傾斜角に形成されている。更に、分
割面７ａは、図４に示すように、径方向にも、γ角度の
傾斜面に形成されている。

【００３７】上述のように構成されたシリンダの密封装
置Ａはバックアップリング７がシールリング用環状溝８
の取付溝１７に嵌着されてシールリング６と共に並列に
シールリング用環状溝８に配列されているから、シリン
ダ２、３２にピストン３、３３を挿入するとき、バック
アップリング７が不正常に移動変形することが防止され
る。

【００３８】更に、ピストン３３が高圧又は高速の作動
流体の圧力を受けてもバックアップリング７は、取付溝
１７により保持されるから、不正常な配置になることな
く、シールリング６を保持する作用を成すことができ
る。

【００３９】更に、バックアップリング７は、シールリ
ング用環状溝８に挿入するために分割面７ａに形成され
ているが、取付溝１７によりバックアップリング７は保
持されてシールリング６を保持する能力を発揮する。特
に、バックアップリング７が傾斜した分割面７ａに形成
されていると、取付溝１７により両分割面７ａが流体圧
力を受けて異常に開いて変形するのを防止する働きがあ
る。そして、シールリング６が損傷しようとするのを効
果的に防止するように支持することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明のシリンダの密封装置は、バック
アップリングが取付溝に嵌着された状態でシールリング
用環状溝にシールリングと共に並列に配置されているか
ら、ピストンをシリンダに挿入するとき、バックアップ
リングはシリンダの角部で不正常に取付けられることが
なく、作動中にシールリングが損傷するのを効果的に防
止することが期待できる。

【００４１】ピストンに急激な圧力が作用してバックア
ップリングが正常な取付状態から不正常な取付状態に変
移するのを取付溝により効果的に防止することができ
る。しかも、バックアップリングは取付溝により径方の
み拡径するので、ピストンとシリンダとの嵌合間隙にシ
ールリングの一部が押し込まれて損傷するのも効果的に
防止することができる。

【００４２】特に、請求項２の発明のようにアキュムレ
ータに採用されたときには、流入ポートより急激な衝撃
力をバックアップリングに受けるが、取付溝によりバッ
クアップリングが径方向のみ変形自在に保持されている
から、シールリングをバックアップリングにより保持し
てシールリングのシール効果を発揮させることが可能に
なる。

【００４３】又、流入ポート側が蓋圧室の圧力により小
さくなった場合も、上述と同様な作用を受けるが、この
場合も上述と同様にしてシールリングが能力を発揮する
ようにバックアップリングにより支持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一実施の形態を示すシリンダの
密封装置を取付けたアキュムレータの半断面図である。

【図２】本発明に係わる他の実施の形態を示すシリンダ
の密封装置の半断面図である。

【図３】本発明に係わる一実施の形態のバックアップリ
ングの断面図である。

【図４】図３のバックアップリングの平面図である。

【図５】従来例のアキュムレータにおけるシリンダの密
封装置の半断面図である。

【図６】従来例のシリンダにピストンを挿入するときの
密封装置の状態を示す要部断面図である。

【図７】従来例の密封装置の作動状態を示す要部断面図
である。

【符号の説明】

１……アキュムレータ ２……シリンダ ２ａ……内周面 ３……ピストン ４……蓄圧室 ５……作動室 ６……シールリング ７……バックアップリング ７ａ……分割面 ８……シールリング用環状溝 ９……底面 １２……流入ポート部 １２ａ……流入ポート １２ｂ……管用ねじ １３……空室 １４……嵌合面 １６……ガス封入バルブ １７……取付溝 １８……穴 １９……ねじ部 ３２……シリンダ ３３……ピストン ５０……ピストン型アキュムレータ ５１……シリンダ ５２……内周面 ５３……ピストン ５４……液体室 ５５……気体室 ５６……外周面 ５７……パッキン用環状溝 ５８……Ｏリング ５９……バックアップリング ６１……間隙 Ａ……密封装置 Ｂ……角部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入ポート部（１２）と連通した空室
   （１３）を有するシリンダ（２、３２）および前記シリ
   ンダ（２、３２）の内周面に移動自在に嵌合して前記空
   室（１３）を２室に区画するピストン（３、３３）を具
   備し、前記ピストン（３、３３）の前記シリンダ（２、
   ３２）との嵌合面間にはシールリング用環状溝（８）を
   有すると共に前記シールリング用環状溝（８）にはゴム
   状弾性材製のシールリング（６）と前記シールリング
   （６）と並列にバックアップリング（７）とが配置され
   且つ前記シールリング用環状溝（８）には前記バックア
   ップリング（７）の周面端部（７ａ）が嵌着される取付
   溝（１７）を有することが特徴であるシリンダの密封装
   置。
2. 【請求項２】 前記シリンダ（２、３２）の空室の一方
   の室が流体の流入流出する作動室（５）に構成されてい
   ると共に他方の室が気体を封入する蓄圧室（４）に構成
   されているアキュムレータ用であることを特徴とする請
   求項１に記載のシリンダの密封装置。