KR20160078236A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상대적으로 왕복이동하는 2부재 사이의 환상간극(環狀間隙, 고리모양 간극)을 밀봉하는 밀봉장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a sealing device for sealing an annular gap (annular gap, annular gap) between two members reciprocating relatively.
유압 실린더 등에 사용되는 밀봉장치에 있어서는, 상대적으로 왕복이동하는 2부재(피스톤과 실린더) 사이의 환상간극을 밀봉하는 역할을 담당하고 있다. 이러한 종래예에 따른 밀봉장치에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 종래예에 따른 밀봉장치의 사용상태를 나타내는 모식적 단면도이다.In a sealing device used in a hydraulic cylinder or the like, it plays a role of sealing an annular gap between two relatively reciprocating members (a piston and a cylinder). A sealing apparatus according to this conventional example will be described with reference to Fig. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state of use of the sealing apparatus according to the conventional example.
도시의 밀봉장치(500)는, 피스톤(200)에 설치된 환상홈(210) 내에서 왕복이동 가능한 상태로 배치되고, 피스톤(200)과 실린더(300) 사이의 환상간극을 밀봉하는 기능을 발휘한다. 또, 밀봉장치(500)의 양측의 유체 압력(이하, 적절히 간단하게 「압력」이라 칭한다)의 고저가 교대로 바뀌도록 구성되어 있다. 그리고, 밀봉장치(500)는, 수지제 실 링(seal ring; 510)과, 실 링(110)을 실린더(300)의 내주 표면으로 향해 누르는 탄성체제 백 링(back ring; 520)과, 실 링(510)의 양측에 각각 설치되는 수지제 백업 링(back-up ring; 530)으로 구성된다.The
이상과 같이 구성되는 밀봉장치(500)에 있어서, 도면 중 좌측의 압력이 우측의 압력보다도 높은 상태에서는, 실 링(510)과, 백 링(520)과, 우측의 백업 링(530)이 우측(즉 저압측)으로 이동한다. 실 링(510)에 대해서는, 백 링(520)에 의한 압압력(押壓力, 누르는 힘)이 가해지고 내주면 측으로부터의 유체압력도 가해져 실린더(300)의 내주 표면에 대해 충분히 밀착한 상태로 되어 밀봉성이 발휘된다. 또, 백업 링(530)에 의해, 간극이 메워진 상태로 되어 실 링(510)이 환상홈(環狀溝, 고리모양 홈)(210)의 외측으로 비어져 나와 버리는 것이 억제된다. 또, 도면 중 우측의 압력이 좌측의 압력보다도 높아지면, 실 링(510)과, 백 링(520)과, 좌측의 백업 링(530)이 좌측(즉 저압측)으로 이동하여, 마찬가지의 기능이 발휘된다.In the
여기서, 예를 들어 최대 40MPa 정도의 고압 조건 하에서 밀봉장치(500)가 사용되는 경우에는, 백업 링(530)이 백업 링(530)에 밀착하는 부재에 대해 붙어 버리는 일이 있다( 도 4 중 Y부 참조). 특히, 백업 링(530)은 환상홈(210)의 측벽면에 대해 붙어 버리기 쉽다. 그 때문에, 양측의 압력의 고저가 바뀌어도, 실 링(510) 등이 곧바로 반대측으로 이동하지 않는 경우가 있다.Here, when the
도 4에 있어서는, 도면 중 좌측의 압력이 높은 상태로부터 우측의 압력(P)이 높은 상태로 바뀐 직후의 상태를 나타내고 있다. 상기와 같이, 백업 링(530)이 환상홈(210)의 측벽면에 대해 붙은 채, 실 링(510) 등이 도면 중 좌측으로 곧바로 이동하지 않는 경우에는, 실 링(510)에 의한 밀봉기능이 아직 충분히 발휘되고 있지 않는 상태에서 우측의 압력이 높아져서, 유체가 도면 중 좌측으로 내뿜어지는 일이 있다(도면 중, 화살표 X 참조). 이 경우에는, 피스톤(200)의 작동 지연 등의 작동 불량이 발생해 버린다.4 shows a state immediately after the pressure on the left side in the figure is changed from the high pressure state to the high pressure P on the right side in the figure. When the
또, 캐비테이션(cavitation, 공동 현상)에 의한 환상홈(210)의 측벽면의 손상에 의해, 백업 링(530)의 기능이 저하해 버리는 문제도 있다. 즉, 백업 링(530)이 환상홈(210)의 측벽면에 대해 붙어 버리면, 차압(差壓)이 꽤 높아진 상태에서, 백업 링(530)은 환상홈(210)의 측벽면으로부터 세차게 떨어져 간다. 그 때문에, 이들 사이에는 급격한 부압(負壓)이 발생하기 때문에, 기포가 발생하고, 이 기포가 파열(破裂)하여 충격파가 발생한다. 이와 같이 해서 캐비테이션이 발생함으로써, 환상홈(210)의 측벽면이 경시적으로 손상해 버린다. 피스톤(200)의 외주면에 축받이(軸受) 기능을 갖도록 하기 위해, 피스톤(200)의 적어도 일부가 황동(黃銅)에 의해 구성되고, 환상홈(210)의 측벽면이 황동에 의해 구성되는 경우가 있다. 황동은 연질재(軟質材)이기 때문에, 상기와 같은 캐비테이션이 발생하면, 손상해 버리기 쉽다.
In addition, there is also a problem that the function of the
본 발명의 목적은, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후로부터 밀봉 기능을 발휘시킬 수 있고, 또 캐비테이션(cavitation, 공동 현상)의 발생을 억제 가능하게 하는 밀봉장치를 제공함에 있다.
An object of the present invention is to provide a sealing device capable of exerting a sealing function immediately after the fluid pressure at both sides is changed and also capable of suppressing the occurrence of cavitation (cavitation).
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.The present invention employs the following means to solve the above problems.
즉, 본 발명의 밀봉장치는,That is, in the sealing apparatus of the present invention,
상대적으로 왕복이동하는 2부재 중 한쪽의 부재에 설치된 환상 홈 내에서 왕복이동 가능한 상태로 배치되고, 이들 2부재 사이의 환상간극을 밀봉함과 더불어, 양측의 유체 압력의 고저가 교대로 바뀌는 환경에서 사용되는 밀봉장치로서,In an environment in which the annular gap between these two members is sealed and the height of the fluid pressure on both sides is alternately changed in an alternating manner in an annular groove provided in one of two members reciprocating in a relatively reciprocating manner As a sealing device to be used,
상기 2부재 중 다른쪽의 부재 표면에 슬라이딩 자재로 설치되는 수지제 실 링과,A resin seal ring provided on a surface of the other of the two members with a sliding material,
상기 실 링과 상기 환상 홈의 홈 바닥에 밀착하여 탄성 반발력에 의해 상기 실 링을 상기 다른쪽의 부재 표면으로 향해 누르는 탄성체제 백 링과,An elastic regulating bag ring which is in close contact with the bottom of the groove of the seal ring and the annular groove and which presses the seal ring toward the surface of the other member by an elastic repulsive force,
상기 실 링의 양측에 각각 설치되고, 상기 실 링의 상기 환상 홈의 외측으로의 비어져 나옴을 억제하는 수지제 백업 링을 구비하되,And a resin backup ring which is provided at both sides of the seal ring and suppresses the release of the seal ring to the outside of the annular groove,
상기 백업 링의 양 측면에는, 표면 전체에 각각 요철(凹凸)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The backup ring is characterized in that concavities and convexities are formed on both sides of the entire surface of the backup ring.
본 발명에 의하면, 백업 링의 양 측면에는, 표면 전체에 요철이 형성되어 있으므로, 백업 링이 환상홈의 측벽면, 실 링 및 백 링에 대해 붙어 버리는 일을 억제할 수 있다. 이에 따라, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후에, 백업 링이 환상홈의 측벽면으로부터 떨어져 실 링 등은 저압측으로 이동하고, 실 링 등에 유체 압력이 걸린다. 따라서, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후로부터 밀봉 기능이 발휘되기 때문에, 내뿜음 현상의 발생을 억제할 수 있다. 또, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후에, 백업 링이 환상홈의 측벽면으로부터 떨어짐으로써, 캐비테이션의 발생을 억제시킬 수 있다.According to the present invention, since convexo-concaves are formed on both sides of the backup ring on the entire surface, it is possible to prevent the backup ring from sticking to the side wall surface of the annular groove, the seal ring and the back ring. Thus, immediately after the fluid pressure at both sides is changed, the backup ring moves away from the side wall surface of the annular groove, and the seal ring or the like moves to the low pressure side, and fluid pressure is applied to the seal ring or the like. Therefore, since the sealing function is exerted immediately after the high and low of the fluid pressure on both sides are changed, the occurrence of the flushing phenomenon can be suppressed. Further, immediately after the high and low of the fluid pressure on both sides are changed, the backup ring is separated from the side wall surface of the annular groove, so that occurrence of cavitation can be suppressed.
상기 백업 링에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부(凹部)는 연속적으로 이어져 있고, 그 표면에 형성되어 있는 볼록부(凸部)는 각각 독립한 상태에서 복수 설치되어 있으면 좋다.The concave portions formed on the surfaces of both side surfaces of the backup ring are continuous and a plurality of convex portions formed on the surface of the backup ring may be independently provided.
이에 따라, 유체가 오목부를 흐를 수 있으므로, 백업 링이 환상홈의 측벽면, 실 링 및 백 링에 대해 붙어 버리는 일을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.Accordingly, since the fluid can flow through the concave portion, it is possible to more reliably prevent the backup ring from sticking to the side wall surface of the annular groove, the seal ring, and the back ring.
상기 백 링은,The back-
상기 환상 홈의 홈 바닥에 밀착하는 제1 환상부와,A first annular portion in close contact with the bottom of the groove of the annular groove,
제1 환상부의 중앙에 설치되며, 상기 실 링에 밀착하고 또한 제1 환상부보다도 축선방향의 폭이 좁은 제2 환상부를 갖추고,A second ring-shaped portion provided at the center of the first ring-shaped portion and closely contacting the seal ring and having a narrower axial width than the first ring-shaped portion,
상기 백업 링은, 상기 실 링의 측면과, 상기 백 링에서의 제2 환상부의 측면과, 상기 백 링에서의 제1 환상부의 둘레면에 대해 각각 밀착하면 좋다.The backup ring may be in close contact with the side surface of the seal ring, the side surface of the second annular portion in the back ring, and the circumferential surface of the first annular portion in the back ring.
상기 백업 링에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부의 깊이는, 상기 실 링에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차, 및 상기 백 링에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차보다도 크면 좋다.The depth of the concave portion formed on the surfaces of both side surfaces of the backup ring may be larger than the difference in height of the concavo-convex according to the surface roughness of the seal ring and the difference in height of the concavo-convexity depending on the surface roughness of the back ring.
이에 따라, 백업 링과 실 링이 붙어 버리는 일, 및 백업 링과 백 링이 붙어 버리는 일을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.As a result, it is possible to more reliably suppress the sticking of the backup ring and the seal ring, and the sticking of the backup ring and the back ring.
상기 백업 링에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부의 깊이는, 상기 백 링의 표면이 상기 백업 링의 양 측면에 형성되어 있는 요철에 따르도록 변형해도 파손하지 않는 범위 내에 설계되어 있으면 좋다.The depth of the concave portions formed on the surfaces of both side surfaces of the backup ring may be designed within a range that the surface of the back ring does not break even when deformed to conform to the concave and convex portions formed on both side surfaces of the backup ring.
이에 따라, 백업 링의 표면에 요철이 형성되어 있어도, 백 링의 표면이 파손해 버리는 일은 없다.Accordingly, even if the surface of the backup ring has irregularities, the surface of the back ring is not damaged.
또한, 상기 각 구성은, 가능한 한 조합시켜 채용할 수 있다.
In addition, the above-described respective constitutions can be employed in combination as much as possible.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후로부터 밀봉 기능을 발휘시킬 수 있고, 또 캐비테이션(cavitation, 공동 현상)의 발생을 억제할 수 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the sealing function can be exerted immediately after the fluid pressure at both sides is changed to high and low, and the occurrence of cavitation (cavitation) can be suppressed.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백업 링의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 사용상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는 종래예에 따른 밀봉장치의 사용상태를 나타내는 모식적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a backup ring according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing the use state of the sealing device according to the embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a state of use of the sealing apparatus according to the conventional example.
이하에 도면을 참조해서, 이 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초해서 예시적으로 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한은 이 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of examples on the basis of the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the constituent parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them, unless otherwise specified.
(실시예)(Example)
도 1∼도 3을 참조해서, 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치에 대해 설명한다. 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)는, 상대적으로 왕복이동하는 2부재 중 한쪽의 부재에 설치된 환상 홈 내에서 왕복이동 가능한 상태로 배치된다. 그리고, 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)는, 이들 2부재 사이의 환상간극을 밀봉함과 더불어, 양측의 유체 압력의 고저가 교대로 바뀌는 환경에서 사용된다. 본 실시예에 있어서는, 밀봉장치가 유압 실린더에 사용된 경우를 예로 해서 설명한다. 이 경우, 상기 2부재 중 한쪽의 부재는 피스톤(200)이고, 다른쪽의 부재는 실린더(300)이다.1 to 3, a sealing device according to an embodiment of the present invention will be described. The
<밀봉장치의 전체 구성><Overall Configuration of Sealing Apparatus>
특히, 도 1을 참조해서, 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)의 전체 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)의 모식적 단면도이다. 한편, 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)를 구성하는 복수의 부재는, 모두 회전대칭 형상이고, 도 1에서는 밀봉장치(100)를 구성하는 각종 부재의 중심 축선을 포함하는 면에서 절단한 단면도를 나타내고 있다. 또, 각 부재의 배치구성 및 치수관계를 알기 쉽도록, 각 부재에 대해서는 외력을 받고 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 이에 따라, 부재끼리의 일부는 서로 겹치도록 도시되어 있다. 또, 피스톤(200) 및 실린더(300)에 대해서는, 그 표면의 위치가 점선으로 나타내어져 있다.Particularly, referring to Fig. 1, the overall configuration of the
밀봉장치(100)는, 피스톤(200)에 설치된 환상 홈(210) 내에서 왕복이동 가능한 상태로 배치된다. 이 밀봉장치(100)는, 수지제의(예를 들어, PTFE제의) 실 링(seal ring, 110)과, 고무 등의 탄성체제 백 링(back ring, 120)과, 수지제의(예를 들어, 나일론으제의) 한 쌍의 백업 링(130)으로 구성된다. 실 링(110)은, 실린더(300)의 내주 표면에 대해 슬라이딩 자재로 설치된다. 백 링(120)은, 실 링(110)의 내주 표면과 환상홈(210)의 홈 바닥(212)에 밀착하여 탄성 반발력에 의해 실 링(110)을 실린더(300)의 내주 표면으로 향해 누르는 기능을 발휘한다. 백업 링(130)은, 실 링(110)의 양측에 각각 설치되고, 실 링(110)의 환상홈(210)의 외측으로의 비어져 나옴을 억제하는 기능을 발휘한다.The
또, 백 링(120)은, 환상홈(210)의 홈 바닥(212)에 밀착하는 제1 환상부(121)와, 제1 환상부(121)의 중앙에 설치되며, 실 링(110)에 밀착하고 또한 제1 환상부(121)보다도 축선방향의 폭이 좁은 제2 환상부(122)를 갖추고 있다. 그리고, 백업 링(130)은, 실 링(110)의 측면과, 백 링(120)에서의 제2 환상부(122)의 측면과, 백 링(120)에서의 제1 환상부(121)의 외주 표면(121a)에 대해 각각 밀착하도록 구성되어 있다.The
다음에, 밀봉장치(100)를 구성하는 각 부재에 대해, 외력을 받고 있지 않은 상태에서의 치수관계에 대해 설명한다. 실 링(110)의 외경(外俓)은, 실린더(300)의 내경(內徑)보다도 크다. 이에 따라, 실 링(110)의 외주 표면(111)은, 실린더(300)의 내주 표면에 밀착한다. 실 링(110)의 내경은, 백 링(120)의 최대 외경보다도 작다. 또, 백 링(120)의 내경은, 환상홈(210)의 홈 바닥(212)의 외경보다도 작다. 이에 따라, 백 링(120)의 외주 표면(122a)은 실 링(110)의 내주 표면(112)에 밀착하고, 백 링(120)의 내주 표면(121b)은 환상홈(210)의 홈 바닥(212)에 밀착한다. 그리고, 백 링(120)은 직경방향으로 압축된 상태로 되어, 상기와 같이 탄성 반발력에 의해 실 링(110)을 실린더(300)의 내주 표면으로 향해 누르는 기능을 발휘한다. 백업 링(130)의 외경은 실린더(300)의 내경보다 작고, 백업 링(130)의 내경은 백 링(120)에서의 제1 환상부(121)의 외주 표면(121a)의 외경보다도 크다. 이에 따라, 외력이 작용하고 있지 않은 상태에 있어서는, 백업 링(130)의 외주 표면(131)은 실린더(300)로부터 떨어져 있고, 백업 링(130)의 내주 표면(132)은 제1 환상부(121)의 외주 표면(121a)으로부터 떨어져 있다.Next, dimensional relationships in a state in which no external force is applied to the respective members constituting the
<백업 링><Backup ring>
특히 도 2를 참조해서, 백업 링(130)에 대해 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백업 링의 개략도로서, 동 도면 좌측에는 백업 링(130)의 측면도를 나타내고 있고, 동 도면 우측에는 그 일부를 확대한 도면을 나타내고 있다.With particular reference to Figure 2, the
본 실시예에 따른 백업 링(130)의 양측의 측면(133)에는, 표면 전체에 각각 요철(凹凸, 미세한 요철)(134a, 134b, 134c)이 형성되어 있다. 한편, 도 2 중 우측에는 각각 다른 패턴의 요철(134a, 134b, 134c)이 나타내어져 있고, 각 도면에서의 선의 부분이 오목부이고, 백발(흑색 바탕 이외의 글자·도형을 희게 함)의 부분이 볼록부에 상당한다. 백업 링(130)을 형성한 후에, 후가공에 의해 요철(134a, 134b, 134c)을 형성할 수 있지만, 백업 링(130)을 형성하는 금형(金型)의 제품면에 미세한 요철을 형성하는, 소위 「크레이프 가공」을 실시함으로써, 측면(133)의 표면 전체에 간단히 요철(134a, 134b, 134c)을 형성할 수 있다.On the side surfaces 133 on both sides of the
여기서, 요철(134a, 134b, 134c)에서의 오목부는, 밀봉대상인 유체(여기서는, 기름)를 도입하는 역할을 담당하고 있다. 도입된 유체는 오목부를 흐르도록 구성하는 것이 바람직하기 때문에, 오목부는 연속적으로 이어지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 측면(133)의 표면에 형성되어 있는 볼록부는 각각 독립한 상태에서 복수 설치된다. 요철(134a)에 있어서는, 다수의 오목부가 랜덤하게 배치되는 패턴을 나타내고 있다. 요철(134b)에 있어서는, 오목부가 격자 모양으로 설치되는 패턴을 나타내고 있다. 요철(134c)에 있어서는, 오목부가 물떼새 모양으로 설치되는 패턴을 나타내고 있다. 본 발명에서의 요철에 관하여는, 이들 도시의 예에 한정되는 것은 아니고, 각종의 패턴을 채용할 수 있다. 또한, 측면(133)의 표면 전체에 설치된 오목부는, 반드시 전부 하나로 이어져 있을 필요는 없다. 다만, 오목부가 각각 독립한 상태에서 복수 설치되는 구성(예를 들어, 도트 모양의 복수의 오목부가 설치되는 구성)은, 그다지 바람직하지 않다. 즉, 그러한 구성의 경우에는, 각 오목부에서 축압(蓄壓)이 발생함으로써 캐비테이션을 증장(增長)시켜 버린다거나, 유체의 흐름이 방해되어 백업 링(130)의 붙음 억제기능을 훼손시키거나 할 우려가 있다.Here, the concave portions in the
요철(134a, 134b, 134c)에서의 오목부의 깊이는, 실 링(110)에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차, 및 백 링(120)에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차보다도 커지도록 설계되어 있다. 또, 오목부의 깊이는, 백 링(120)의 표면이 백업 링(130)의 양 측면에 형성되어 있는 요철(134a, 134b, 134c)에 따르도록 변형해도 파손하지 않는 범위 내(예를 들어, 최대 150㎛ 정도)에 설계되어 있다.The depth of the recesses in the
<밀봉장치의 동작>≪ Operation of sealing device >
특히, 도 3을 참조해서, 본 실시예에 따른 밀봉장치(100)의 동작에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치(100)의 사용상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 3에 있어서는, 밀봉장치(100)가 유압 실린더에 장착된 상태에 있어서, 밀봉장치(100)의 중심 축선을 포함하는 면에서 절단한 단면도를 나타내고 있다. 유압 실 링(110)에 있어서는, 밀봉장치(100)의 양측의 유체 압력(여기서는, 유압)의 고저가 교대로 바뀜으로써, 피스톤(200)이 왕복이동한다.Particularly, referring to Fig. 3, the operation of the
도 3에 있어서는, 도면 중 좌측의 압력(P)이 우측의 압력보다도 높은 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서는, 실 링(110)과, 백 링(120)과, 우측의 백업 링(130)이 우측(즉 저압측)으로 이동한다. 실 링(110)에 대해서는, 백 링(120)에 의한 압압력(押壓力, 누르는 힘)이 가해지고 내주면 측으로부터의 유체압력도 가해진다. 또, 백 링(120)은, 유체 압력에 의해 축선방향에 대해 압축됨으로써, 직경방향으로 신장하려고 하기 때문에, 백 링(120)에 의한 실 링(110)으로의 압압력도 증가한다. 이들에 따라, 실 링(110)은 실린더(300)의 내주 표면에 대해 충분히 밀착한 상태로 되어 밀봉성이 발휘된다.3, the pressure P on the left side in the figure is higher than the pressure on the right side. In this state, the
또, 백업 링(130)에 의해, 간극이 메워진 상태로 되어 실 링(110)이 환상홈(210)의 외측으로 비어져 나와 버리는 것이 억제된다. 또한, 백업 링(130)은 실 링(110)과 백 링(120)으로부터 꽉 눌림으로써, 축선방향에 대해 압축되어 직경방향으로 신장한 상태로 된다. 이에 따라, 백업 링(130)의 외주 표면(131)은 실린더(300)의 내주면에 밀착하고, 백업 링(130)의 내주 표면(132)은 백 링(120)에서의 제1 환상부(121)의 외주 표면(121a)에 대해 밀착한 상태로 된다. 그리고, 백업 링(130)의 측면(133)은 환상홈(210)의 측벽면(211)에 대해 밀착한 상태로 된다. 이상에 의해, 실 링(110)의 일부가 백업 링(130)의 외주 표면(131)과 실린더(300)의 내주면 사이의 간극으로 들어가 버리는 일이 억제되고, 또한 백 링(120)에서의 제1 환상부(121)의 일부가 백업 링(130)의 측면(133)과 환상홈(210)의 측벽면(211) 사이의 간극으로 들어가 버리는 일도 억제된다. 또, 도면 중 우측의 압력이 좌측의 압력보다도 높아지면, 실 링(110)과, 백 링(120)과, 좌측의 백업 링(130)이 좌측(즉 저압측)으로 이동하여, 마찬가지의 기능이 발휘된다.Further, the gap is filled by the
<본 실시예에 따른 밀봉장치의 우수한 점>≪ Advantages of the sealing device according to this embodiment >
본 실시예에 따른 밀봉장치(100)에 의하면, 백업 링(130)의 양 측면에는, 표면 전체에 요철이 형성되어 있다. 따라서, 백업 링(130)이 환상홈(210)의 측벽면(211), 실 링(110) 및 백 링(120)에 대해 붙어 버리는 일을 억제할 수 있다. 이에 따라, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후에, 백업 링(130)이 환상홈(210)의 측벽면(211)으로부터 떨어져 실 링(110) 등은 저압측으로 이동하고, 실 링(110) 등에 유체 압력이 걸린다. 그 때문에, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후로부터 밀봉 기능이 발휘되어, 내뿜음 현상의 발생을 억제할 수 있다.According to the
또, 양측의 유체 압력의 고저가 바뀐 직후에, 백업 링(130)이 환상홈(210)의 측벽면(211)으로부터 떨어짐으로써, 캐비테이션의 발생을 억제시킬 수 있다. 이에 따라, 환상홈(210)의 측벽면(211)이 캐비테이션의 발생에 의해 경시적으로 손상해 버리는 것을 억제할 수 있다. 또, 백업 링(130)이 측벽면(211)으로부터 떨어진 때에, 가령 기포가 발생하고, 기포가 파열함으로써 충격파가 발생한다고 해도, 백업 링(130)의 양 측면의 표면 전체에 요철이 형성되어 있는 것에 의해, 충격이 랜덤하게 반사 또한 간섭해서 충격을 감쇠시키는 것을 기대할 수 있다.Also, immediately after the fluid pressure on both sides is changed, the
또, 도 2 중 우측에 나타낸 패턴과 같이, 백업 링(130)에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부가 연속적으로 이어져 있고, 그 표면에 형성되어 있는 볼록부는 각각 독립한 상태에서 복수 설치되어 있는 구성을 채용하는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 채용하면, 유체가 오목부를 흐를 수 있으므로, 백업 링(130)이 환상홈(210)의 측벽면(211), 실 링(110) 및 백 링(120)에 대해 붙어 버리는 일을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.2, the concave portions formed on the surfaces of both side surfaces of the
또, 본 실시예에 있어서는, 백업 링(130)에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부의 깊이는, 실 링(110)에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차, 및 백 링(120)에서의 표면 거칠기에 따른 요철의 고저차보다도 크다. 이에 따라, 백업 링(130)과 실 링(110)이 붙어 버리는 일, 및 백업 링(130)과 백 링(120)이 붙어 버리는 일을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.In the present embodiment, the depth of the concave portion formed on the surface of both side surfaces of the
더욱이, 본 실시예에 있어서는, 백업 링(130)에서의 양 측면의 표면에 형성되어 있는 오목부의 깊이는, 백 링(120)의 표면이 백업 링(130)의 양 측면에 형성되어 있는 요철에 따르도록 변형해도 파손하지 않는 범위 내에 설계되어 있다. 이에 따라, 백업 링(130)의 표면에 요철이 형성되어 있어도, 백 링(120)의 표면이 파손해 버리는 일은 없다.In the present embodiment, the depth of the concave portion formed on the surface of both side surfaces of the
(기타)(Other)
상기 실시예에 있어서는, 피스톤(200) 측에 환상홈(210)이 설치되어, 이 환상홈(210)에 밀봉장치(100)가 배치되는 경우를 나타내었다. 그렇지만, 본 실시예에 있어서는, 실린더 측에 형성된 환상홈에 밀봉장치가 배치되는 경우에도 적용가능하다. 또한, 이 경우에는, 실 링의 내주 표면이 피스톤의 외주 표면에 밀착한다. 그리고, 백 링의 외주 표면이 실린더에 설치된 환상홈의 홈 바닥에 밀착하고, 백 링의 내주 표면이 실 링의 외주 표면에 밀착한 상태로 된다.
In the above embodiment, the
100
밀봉장치
110
실 링
111
외주 표면
112
내주 표면
120
백 링
121
제1 환상부
121a
외주 표면
121b
내주 표면
122
제2 환상부
122a
외주 표면
130
백업 링
131
외주 표면
132
내주 표면
133
측면
134a, 134b, 134c
요철
200
피스톤
210
환상홈
211
측벽면
212
홈 바닥
300
실린더100 sealing device
110 thread ring
111 Outer surface
112 inner circumferential surface
120 back ring
121 first annular part
121a outer circumferential surface
121b inner peripheral surface
122 a second annular portion
122a outer circumferential surface
130 Backup ring
131 Outer surface
132 inner circumferential surface
133 side
134a, 134b, and 134c
200 piston
210 Annular groove
211 side wall surface
212 Home Floor
300 cylinders
Claims (6)
상기 2부재 중 다른쪽의 부재 표면에 슬라이딩 자재로 설치되는 수지제 실 링과,
상기 실 링과 상기 환상 홈의 홈 바닥에 밀착하여 탄성 반발력에 의해 상기 실 링을 상기 다른쪽의 부재 표면으로 향해 누르는 탄성체제 백 링과,
상기 실 링의 양측에 각각 설치되고, 상기 실 링의 상기 환상 홈의 외측으로의 비어져 나옴을 억제하는 수지제 백업 링을 구비하되,
상기 백업 링의 양 측면에는, 표면 전체에 각각 요철(凹凸)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
In an environment in which the annular gap between these two members is sealed and the height of the fluid pressure on both sides is alternately changed in an alternating manner in an annular groove provided in one of two members reciprocating in a relatively reciprocating manner As a sealing device to be used,
A resin seal ring provided on a surface of the other of the two members with a sliding material,
An elastic regulating bag ring which is in close contact with the bottom of the groove of the seal ring and the annular groove and which presses the seal ring toward the surface of the other member by an elastic repulsive force,
And a resin backup ring which is provided at both sides of the seal ring and suppresses the release of the seal ring to the outside of the annular groove,
Wherein a concave and a convex are formed on both sides of the backup ring on the entire surface.
The sealing apparatus according to claim 1, wherein the concave portions formed on the surfaces of both side surfaces of the backup ring are continuously connected, and a plurality of convex portions formed on the surface of the concave portion are provided independently of each other.
상기 환상 홈의 홈 바닥에 밀착하는 제1 환상부와,
제1 환상부의 중앙에 설치되며, 상기 실 링에 밀착하고 또한 제1 환상부보다도 축선방향의 폭이 좁은 제2 환상부를 갖추고,
상기 백업 링은, 상기 실 링의 측면과, 상기 백 링에서의 제2 환상부의 측면과, 상기 백 링에서의 제1 환상부의 둘레면에 대해 각각 밀착하는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
3. The apparatus according to claim 1 or 2,
A first annular portion in close contact with the bottom of the groove of the annular groove,
A second ring-shaped portion provided at the center of the first ring-shaped portion and closely contacting the seal ring and having a narrower axial width than the first ring-shaped portion,
Wherein the backup ring is in close contact with the side surface of the seal ring, the side surface of the second annular portion in the back ring, and the circumferential surface of the first annular portion in the back ring, respectively.
4. The back ring according to claim 3, wherein the depth of the concave portion formed on the surface of both side surfaces of the backup ring is determined by a difference in height of the concavo-convex depending on the surface roughness of the seal ring, Wherein the sealing member is larger than the sealing member.
The backup ring according to claim 3, wherein a depth of the concave portion formed on the surface of both side surfaces of the backup ring is in a range in which the surface of the back ring does not break even when deformed to conform to the unevenness formed on both sides of the backup ring And the sealing member is designed in the sealing member.
The backup ring according to claim 4, wherein a depth of the concave portion formed on the surface of both side surfaces of the backup ring is in a range in which the surface of the back ring does not break even if deformed to conform to the concave and convex portions formed on both sides of the backup ring And the sealing member is designed in the sealing member.
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