WO2011099402A1 - 流体圧シリンダ - Google Patents

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WO2011099402A1
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泰志 船戸
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カヤバ工業株式会社
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings

Definitions

  • This invention relates to a seal structure for a piston housed in a fluid pressure cylinder.
  • a piston that is housed in a fluid pressure cylinder and defines an oil chamber in the fluid pressure cylinder is provided with a seal ring that slides on the cylinder tube.
  • a ring-shaped accommodation groove for holding the seal ring is formed on the outer periphery of the piston.
  • the diameter of the seal ring is increased using a mounting jig and guided to the receiving groove along the outer periphery of the piston.
  • the seal ring that reaches the periphery of the receiving groove is fitted into the receiving groove by reducing the diameter using a correction jig. Disclosure of the invention
  • JP62-016865U issued by the Japan Patent Office in 1987, proposes that the seal ring can be easily installed by dividing the piston.
  • the object of the present invention is to facilitate the mounting of the seal ring to the piston without complicating the structure of the piston.
  • a fluid pressure cylinder includes a cylinder tube having a central axis and a cylindrical inner peripheral surface facing the central axis, and is accommodated in the cylinder tube.
  • a piston that slidably contacts the peripheral surface and defines a fluid chamber in the cylinder tube, a seal ring that is held in a seal ring receiving groove formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the piston, and is formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the piston
  • a piston ring having a tearable portion that can be expanded and contracted in diameter, held in the piston ring receiving groove, and mounted on the outer periphery of the piston between the seal ring and the piston ring, and the seal ring and the piston ring at both ends in the central axis direction And a backup ring in contact with the.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view including a partial side surface of a hydraulic cylinder according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of the hydraulic cylinder.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the main part of the piston according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a tearing portion of the piston ring according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part of a hydraulic cylinder according to a second embodiment of the present invention.
  • a hydraulic cylinder 1 using oil as a working fluid includes a cylinder tube 2, a piston 4 slidably housed inside the cylinder tube 2, and a piston 4 coupled to the piston 4.
  • a piston rod 3 projecting in the direction.
  • the piston rod 3 protrudes outside the cylinder tube 2 through a cylinder head 7 provided at the opening end of the cylinder tube 2 so as to freely slide.
  • the hydraulic cylinder 1 is used as an actuator in construction machines and work machines, for example. It is also possible to use a water-soluble alternative liquid or gas instead of oil as the working fluid.
  • the cylinder tube 2, the piston rod 3, the piston 4, and the cylinder head are arranged coaxially with respect to the central axis O of the cylinder tube 2 and the piston 4.
  • the inside of the cylinder tube 2 is defined by the piston 4 into an oil chamber 5 on the piston rod 3 side and an oil chamber 6 on the opposite side.
  • Oil chambers 5 and 6 are each connected to a hydraulic pressure source via a pipe.
  • the hydraulic cylinder 1 is contracted according to the supply of hydraulic oil from the hydraulic source to the oil chamber 5, and is extended according to the supply of hydraulic oil from the hydraulic source to the oil chamber 6.
  • FIG. 2 various rings that are in sliding contact with the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2 are mounted on the outer periphery of the piston 4. That is. Piston ring 21, bearing ring 15, piston ring 21, backup ring 13, seal ring 10, backup ring 13, piston ring 21, bearing ring 15, and piston ring 21 are arranged in this order from the top to the bottom of the figure. Is done.
  • FIG. 3 four piston ring receiving grooves 41 that are continuous in the circumferential direction are formed in parallel on the outer peripheral surface 45 of the piston 4.
  • the piston ring 21 is fitted into the piston ring receiving groove 41.
  • the piston ring 21 is made of a metal such as steel and has a rectangular cross section.
  • the piston ring 21 has a tearing portion at one location of the ring.
  • the tearing portion is constituted by the end portions 21 e and 21 f of the piston ring 21.
  • Each of the end portions 21e and 21f has an L-shaped notch.
  • the ends 21e and 21f overlap while being physically broken.
  • the amount of overlap varies depending on the expansion / contraction of the piston ring 21. This overlap prevents a gap from occurring between the end portions 21e and 21f, and ensures the continuity of the piston ring 21.
  • the shape of the rupture portion of the piston ring 21 is not limited to the above, but may be other shapes including a bias cut.
  • the piston ring 21 is fitted in the piston ring receiving groove 41 in a state where the tearing portion is expanded, that is, in a state where the overlap between the end portions 21e and 21f is reduced, and is fit in the piston ring receiving groove 41 by shrinking the tearing portion. Combine. According to this mounting structure, the piston ring 21 can be easily fitted into the piston ring receiving groove 41 without requiring the piston 4 to be divided.
  • the piston ring 21 has an inner peripheral portion that fits in the piston ring receiving groove 41 and an outer peripheral portion that protrudes from the piston ring receiving groove 41 toward the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2.
  • the piston ring 21 is in contact with the inner peripheral surface 2a of the cylinder tube 2 over the entire circumference by the elastic restoring force in the direction of expanding the fractured portion, in other words, in the diameter expanding direction. Due to this contact between the piston ring 21 and the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2, the contamination material contained in the hydraulic oil is transferred to the sliding contact portion between the seal ring 10 and the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2. It functions as a contamination seal ring that prevents entry. Further, it also serves as a buffering function that prevents the high pressure generated in the oil chamber 5 on the piston rod 3 side or the oil chamber 6 on the opposite side from directly acting on the seal ring 10.
  • the bearing ring 15 is made of synthetic resin such as polyimide resin and has a rectangular cross section.
  • the bearing ring 15 is formed as a continuous ring without a tearing portion and is fitted to the outer periphery of the piston 4.
  • the outer peripheral surface 15 d of the bearing ring 15 is in contact with the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2 and has a role of supporting the piston 4 slidably with respect to the cylinder tube 2. It is also possible to provide a tearing portion in the bearing ring 15.
  • the bearing ring 15 is disposed between the piston rings 21.
  • One end surface 15a of the bearing ring 15 faces the inward end surface 21b of the piston ring 21 at the upper end or the lower end of the drawing, and the other end surface 15b of the bearing ring 15 is the piston ring 21 located in the vicinity of the seal ring 10. , Opposite to the end face 21 a opposite to the seal ring 10.
  • the inner peripheral surface 15 c of the piston ring 21 faces the outer peripheral surface 45 of the piston 4.
  • the end surface 21b of one piston ring 21, the end surface 21a of the other piston ring 21, and the outer peripheral surface 45 of the piston 4 define an annular bearing ring housing portion 51 that houses the bearing ring 15.
  • Each bearing ring 15 is thus sandwiched by the two piston rings 21 from above and below in the figure.
  • the two piston rings 21 serve to regulate the displacement of the bearing ring 15 relative to the piston 4 with respect to the direction of the central axis O of the cylinder tube 2.
  • one annular seal ring receiving groove 39 is formed between the upper two piston ring receiving grooves 41 and the lower two piston ring receiving grooves 41 in the figure. Is done.
  • the O-ring 11 and the seal ring 10 are fitted in the seal ring housing groove 39.
  • the O-ring 11 is made of an elastically deformable material such as rubber and has a circular cross-sectional shape.
  • the O-ring 11 is formed as a continuous ring without a tearing portion.
  • the O-ring 11 is disposed inside the seal ring 10 in the seal ring receiving groove 39, that is, on the central axis O side.
  • the O-ring 11 presses the inner peripheral surface 10c of the seal ring 10 with an elastic restoring force to urge the seal ring 10 toward the outside.
  • the seal ring 10 is made of a synthetic resin material such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and has a rectangular cross section.
  • the seal ring 10 is formed as a continuous ring without a tearing portion.
  • the seal ring 10 has a fitting portion that fits into the seal ring receiving groove 39 and a protruding portion that protrudes outward from the seal ring receiving groove 39.
  • the seal ring 10 has a role of blocking the oil chamber 5 on the piston rod 3 side and the oil chamber 6 on the opposite side by contacting the outer peripheral surface 10d of the protruding portion with the inner peripheral surface 2a of the cylinder tube 2 over the entire circumference. Have.
  • the backup ring 13 is interposed between the two piston rings 21 in the vicinity of the seal ring 10 and the seal ring 10.
  • the backup ring 13 has a rectangular cross section and is formed as a continuous ring without a tearing portion. It is also possible to provide a tearing portion in the backup ring 13.
  • the backup ring 13 is formed to have a smaller radial thickness than the seal ring 10.
  • the one end face 13a of the backup ring 13 faces the end face 21b of the piston ring 21, and the other end face 13b of the backup ring 13 faces the end face 10a or 10b of the seal ring 10.
  • the inner peripheral surface 13 c of the backup ring 13 faces the outer peripheral surface 45 of the piston 4, and the outer peripheral surface 13 d of the backup ring 13 faces the inner peripheral surface 2 a of the cylinder tube 2.
  • a groove-like backup ring housing portion 52 that houses the backup ring 13 by the end surface 21 b of the piston ring 21 near the seal ring 10, the end surface 10 a or 10 b of the seal ring 10, and the outer peripheral surface 45 of the piston 4. Is defined.
  • the backup ring 13 has a role of suppressing the deformation of the outer peripheral edge of the seal ring 10 by bringing the end surface 13b into contact with the end surface 10a or 10b of the seal ring 10. It is also possible to set the radial thickness of the backup ring 13 to be equal to the thickness of the bearing ring 15. A load parallel to the central axis O applied to the seal ring 10 with the operation of the hydraulic cylinder 1 is supported by the piston ring 21 via the backup ring 13.
  • the piston 4 provided with the above seal structure is assembled in the following order, for example.
  • the O-ring 11 made of the elastically deformable material passes through the outer periphery of the piston 4 to reach the seal ring receiving groove 39 in a state where the diameter is expanded by elastic deformation, and is reduced in diameter by the elastic restoring force to be sealed. 39.
  • the seal ring 10 made of a synthetic resin material also expands in diameter mainly by elastic deformation, passes through the outer periphery of the piston 4 and fits into the seal ring receiving groove 39.
  • the piston ring 21 is not attached to the piston 4. Therefore, it is not necessary to greatly enlarge the diameter of the seal ring 10 in order to get over the piston ring 21.
  • Such an assembly order setting is preferable in order to prevent plastic deformation due to the diameter expansion of the seal ring 10. This is because a process of reducing the diameter of the seal ring 10 using a correction jig is not required when the seal ring 10 is mounted in the seal ring receiving groove 39.
  • the pair of backup rings 13 are fitted to the outer peripheral surface 45 of the piston 4 so as to be adjacent to the end faces 10a and 10b of the seal ring 10, respectively.
  • the pair of piston rings 21 are fitted into the pair of piston ring receiving grooves 41 from the seal ring 10 through the outer periphery of the piston 4 by expanding the tearing portion so as to be adjacent to the pair of backup rings 13. Include. Thereafter, the pair of piston rings 21 functions as a retaining member and a support member for the backup ring 13.
  • the pair of piston rings 21 are respectively attached to the pair of piston ring receiving grooves 41 apart from the seal ring 10 by expanding the tearing portion.
  • the pair of piston rings 21 functions as a retaining member for the bearing ring 15 and a support member.
  • the assembly procedure of the piston 4 is not limited to the above.
  • FIG. Piston ring 21, bearing ring 15, piston ring 21, backup ring 13, seal ring 10, backup ring 13, piston ring 21, bearing ring 15, and piston ring 21 are attached to piston 4 in order from above or below 3. It is also possible to continue. Also in this case, since the seal ring 10 does not need to get over another ring when mounted on the piston 4, deformation for expanding the diameter of the seal ring 10 is minimized.
  • the piston ring 21 performs the following functions.
  • ⁇ Functions as a contamination seal ring that prevents contamination substances in the hydraulic oil from entering the sliding contact portion between the seal ring 10 and the inner peripheral surface 2a of the cylinder tube 2.
  • ⁇ Functions as a buffering that prevents the high pressure generated in the oil chamber 5 on the piston rod 3 side or the oil chamber 6 on the opposite side from directly acting on the seal ring 10.
  • the diameter of the piston 4 can be made smaller than the diameter of the seal ring 10 by an amount corresponding to the depth of the receiving groove. As a result, the number of man-hours for cutting the piston 4 for forming the receiving groove is also reduced.
  • the gap between the outer peripheral surface 45 of the piston 4 and the inner peripheral surface 2a of the cylinder tube 2 is increased, so that the outer peripheral surface 45 of the piston 4 becomes the inner peripheral surface of the cylinder tube 2 even when a lateral load is applied to the piston 4. It becomes difficult to collide with 2a.
  • the fitting depth of the seal ring 10 into the seal ring receiving groove 39 becomes shallow. Accordingly, the deformation amount for expanding the diameter when the seal ring 10 is attached to the piston 4 can be further reduced. If the amount of deformation for expanding the diameter is small, when attaching the seal ring to the seal ring receiving groove 39, the work of reducing the diameter of the seal ring 10 using a dedicated correction jig is not required. Therefore, the seal ring 10 can be easily attached to the piston 4.
  • FIG. 4 With reference to FIG. 4, another embodiment of the present invention will be described.
  • the piston 4 according to this embodiment corresponds to the piston 4 according to the first embodiment in which the piston ring 21 and the bearing ring 15 close to the oil chamber 5 on the piston rod 3 side are omitted.
  • the piston ring 21, the backup ring 13, the seal ring 10, the backup ring 13, the piston ring 21, The bearing ring 15 and the piston ring 21 are arranged in this order.
  • the present invention is applied to the piston 4 of the double-acting hydraulic cylinder 1, but the present invention can also be applied to a single-acting hydraulic cylinder.
  • the single-acting fluid pressure cylinder only one of the oil chamber on the opposite side to the oil chamber on the piston rod side is filled with the pressurized working fluid. Therefore, a backup ring may be provided only on one side of the seal ring in the piston of the single-acting fluid pressure cylinder.
  • the fluid pressure cylinder according to the present invention is useful for hydraulic equipment and pneumatic equipment for construction machines and work machines.

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Abstract

　流体圧シリンダのピストンは、シールリング収容溝に介装されるシールリングと、ピストンのピストンリング収容溝に介装される断裂部を持つピストンリングと、シールリングとピストンリングに接してピストン４の外周面４５に装着されるバックアップリングと、を備える。バックアップリングを保持する溝が不要となり、ピストンの径をシールリングに対して相対的小さくでき、ピストンへのシールリングの装着が容易になる。

Description

流体圧シリンダ
　この発明は、流体圧シリンダに収装するピストンのシール構造に関する。
　流体圧シリンダに収装して、流体圧シリンダ内に油室を画成するピストンには、シリンダチューブに摺接するシールリングが装着される。そのために、ピストンの外周にはシールリングを保持するリング状の収容溝が形成される。
　シールリングのピストンへの装着時にはシールリングを装着治具を用いて拡径し、ピストンの外周に沿って収容溝へと案内する。収容溝の周囲に達したシールリングは、矯正治具を用いて縮径することで収容溝にはめ込まれる。
発明の開示
　ピストンへのシールリングの装着はこのように複数の治具を用いて行うために、ピストンの組み立て工数を増やすことは避けられない。
　日本国特許庁が１９８７年に発行したＪＰ６２－０１６８６５Ｕはピストンを分割することで、シールリングの装着を容易にすることを提案している。
　この提案によれば、シールリングの装着は容易になるが、ピストンの構造は複雑化してしまう。
　この発明の目的は、したがって、ピストンの構造を複雑化することなく、ピストンへのシールリングの装着を容易にすることである。
　以上の目的を達成するために、この発明による流体圧シリンダは、中心軸と中心軸を向いた円筒面状の内周面とを有するシリンダチューブと、シリンダチューブに収装され、シリンダチューブの内周面に摺接し、シリンダチューブ内に流体室を画成するピストンと、ピストンの外周面に周方向に形成したシールリング収容溝に保持されたシールリングと、ピストンの外周面に周方向に形成されたピストンリング収容溝に保持される、径の拡縮可能な断裂部を有するピストンリングと、シールリングとピストンリングの間においてピストンの外周に装着され、中心軸方向に関する両端をシールリングとピストンリングに接するバックアップリングと、を備えている。
　この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
ＦＩＧ．１はこの発明の第１の実施例による油圧シリンダの一部側面を含む縦断面図である。 ＦＩＧ．２は油圧シリンダ要部の縦断面図である。 ＦＩＧ．３はこの発明の第１の実施例によるピストン要部の拡大縦断面図である。 ＦＩＧ．４はこの発明の第１の実施例によるピストンリングの断裂部の斜視図である。 ＦＩＧ．５はこの発明の第２の実施例による油圧シリンダ要部の縦断面図である。
　図面のＦＩＧ．１を参照すると、作動流体に油を用いた油圧シリンダ１は、シリンダチューブ２と、シリンダチューブ２の内側に摺動可能に収められたピストン４と、ピストン４に結合してシリンダチューブ２から軸方向に突出するピストンロッド３と、を備える。ピストンロッド３はシリンダチューブ２の開口端に設けたシリンダヘッド７を介して摺動自由にシリンダチューブ２の外側へ突出する。
　油圧シリンダ１は例えば建設機械や作業機械においてアクチュエータとして用いられる。作動流体として油の代わりに水溶性代替液やガスを用いることも可能である。
　シリンダチューブ２、ピストンロッド３、ピストン４、シリンダヘッドは、シリンダチューブ２及びピストン４の中心軸Ｏに関して同軸的に配置される。
　シリンダチューブ２の内側は、ピストン４により、ピストンロッド３側の油室５と反対側の油室６とに画成される。油室５と６はそれぞれ配管を介して油圧源に接続される。油圧シリンダ１は油圧源から油室５への作動油の供給に応じて収縮作動し、油圧源から油室６への作動油の供給に応じて伸長作動する。
　ＦＩＧ．２を参照すると、ピストン４の外周には、シリンダチューブ２の内周面２ａに摺接する各種のリングが装着される。すなわち。図の上方から下方に向かって、ピストンリング２１，軸受リング１５，ピストンリング２１，バックアップリング１３，シールリング１０，バックアップリング１３、ピストンリング２１，軸受リング１５、及びピストンリング２１がこの順番で配置される。
　ＦＩＧ．３を参照すると、ピストン４の外周面４５に周方向に連続する４つのピストンリング収容溝４１が平行に形成される。ピストンリング収容溝４１にはピストンリング２１が嵌め込まれる。
　ピストンリング２１は鋼材等の金属を用いて構成され、矩形断面を有する。
　ＦＩＧ．４を参照すると、ピストンリング２１は、リングの１箇所に断裂部を有する。断裂部はピストンリング２１の端部２１ｅと２１ｆによって構成される。端部２１ｅと２１ｆはそれぞれＬ字形の切欠を有する。端部２１ｅの切欠に端部２１ｆが侵入し、端部２１ｆの切欠に端部２１ｅが侵入することで、端部２１ｅと２１ｆは物理的に断裂しつつオーバラップする。オーバラップの量はピストンリング２１の拡縮に応じて変動する。このオーバラップが端部２１ｅと２１ｆの間にギャップが生じるのを防いで、ピストンリング２１の連続性を確保する。
　ピストンリング２１の断裂部の形状は上記に限らず、バイアスカットを含む他の形状とすることも可能である。
　ピストンリング２１は、断裂部を拡げた状態、すなわち端部２１ｅと２１ｆのオーバラップを小さくした状態で、ピストンリング収容溝４１にそれぞれ嵌め込まれ、断裂部を縮めることでピストンリング収容溝４１に嵌合させる。この取り付け構造によれば、ピストン４の分割を要さずにピストンリング２１を容易にピストンリング収容溝４１に嵌合させることができる。
　再びＦＩＧ．３を参照すると、ピストンリング２１は、ピストンリング収容溝４１に嵌合する内周部と、ピストンリング収容溝４１からシリンダチューブ２の内周面２ａに向けて突出する外周部とを有する。
　ピストンリング２１は、断裂部を広げる方向、言い換えれば拡径方向の弾性復元力により、外周部を全周に渡ってシリンダチューブ２の内周面２ａに接する。ピストンリング２１とシリンダチューブ２の内周面２ａとのこの接触により、ピストンリング２１は、作動油に含まれるコンタミネーション物質がシールリング１０とシリンダチューブ２の内周面２ａとの摺接部へ侵入するのを阻止するコンタミネーションシールリングとして機能する。また、ピストンロッド３側の油室５または反対側の油室６に生じる高圧がシールリング１０に直接作用しないようにするバッファリング機能をも果たす。
　軸受リング１５はポリイミド樹脂等の合成樹脂によって構成され、矩形断面を有する。軸受リング１５は断裂部のない連続したリングに形成され、ピストン４の外周に嵌合する。軸受リング１５の外周面１５ｄはシリンダチューブ２の内周面２ａに接し、ピストン４をシリンダチューブ２に対して摺動可能に支持する役割をもつ。軸受リング１５に断裂部を設けることも可能である。
　軸受リング１５は、ピストンリング２１の間に配置される。軸受リング１５の一方の端面１５ａは図の上端または下端のピストンリング２１の内向きの端面２１ｂに対峙し、軸受リング１５のもう一方の端面１５ｂはシールリング１０の近傍に位置するピストンリング２１の、シールリング１０と反対側の端面２１ａに対峙する。ピストンリング２１の内周面１５ｃはピストン４の外周面４５に対峙する。
　結果として、一方のピストンリング２１の端面２１ｂと、もう一方のピストンリング２１の端面２１ａと、ピストン４の外周面４５とによって、軸受リング１５を収容する環状の軸受リング収容部５１が画成される。
　各軸受リング１５はこのようにして２本のピストンリング２１により図の上下方向から挟持される。２本のピストンリング２１はシリンダチューブ２の中心軸Ｏ方向に関して、ピストン４に対する軸受リング１５の変位を規制する役割をもつ。
　ピストン４の外周面４５の中央には、図の上２本のピストンリング収容溝４１と下２本のピストンリング収容溝４１の間に位置して１本の環状のシールリング収容溝３９が形成される。シールリング収容溝３９にはＯリング１１とシールリング１０が嵌め込まれる。
　Ｏリング１１は、例えばゴムのような弾性変形する材料を用いて構成され、円形の断面形状を有する。Ｏリング１１は断裂部のない連続したリングに形成される。Ｏリング１１はシールリング収容溝３９内においてシールリング１０の内側、すなわち中心軸Ｏ側に配置される。Ｏリング１１は、弾性復元力によってシールリング１０の内周面１０ｃを押圧することで、シールリング１０を外側に向けて付勢する。
　シールリング１０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の合成樹脂材で構成され、矩形断面を有する。シールリング１０は断裂部のない連続したリングに形成される。シールリング１０は、シールリング収容溝３９に嵌合する嵌合部と、シールリング収容溝３９から外向きに突出する突出部を有する。シールリング１０は突出部の外周面１０ｄを全周に渡ってシリンダチューブ２の内周面２ａに接することで、ピストンロッド３側の油室５と反対側の油室６とを遮断する役割をもつ。
　バックアップリング１３はシールリング１０の近傍の２個のピストンリング２１とシールリング１０との間にそれぞれ介装される。バックアップリング１３は、矩形断面を有し、断裂部のない連続したリングに形成される。バックアップリング１３に断裂部を設けることも可能である。
　バックアップリング１３はシールリング１０と比べて、ラジアル方向の厚みが少なくなるように形成される。
　バックアップリング１３の一方の端面１３ａはピストンリング２１の端面２１ｂに対峙し、バックアップリング１３のもう一方の端面１３ｂはシールリング１０の端面１０ａまたは１０ｂに対峙する。バックアップリング１３の内周面１３ｃはピストン４の外周面４５に対峙し、バックアップリング１３の外周面１３ｄはシリンダチューブ２の内周面２ａに対峙する。
　言い換えれば、シールリング１０の近傍のピストンリング２１の端面２１ｂと、シールリング１０の端面１０ａまたは１０ｂと、ピストン４の外周面４５とによって、バックアップリング１３を収容する溝状のバックアップリング収容部５２が画成される。
　バックアップリング１３は、端面１３ｂをシールリング１０の端面１０ａまたは１０ｂに当接することで、シールリング１０の外周のエッジの変形を抑制する役割をもつ。バックアップリング１３のラジアル方向の厚さを、軸受リング１５の厚さと同等に設定することも可能である。油圧シリンダ１の作動に伴ってシールリング１０に加わる中心軸Ｏと平行な荷重はバックアップリング１３を介してピストンリング２１に支持される。
　以上のシール構造を備えたピストン４は、例えば次の順番で組み立てられる。
　（１）Ｏリング１１とシールリング１０を、ピストン４のシールリング収容溝３９に嵌め込む。
　弾性変形する材料で構成されたＯリング１１は、弾性変形により拡径した状態で、ピストン４の外周を通過してシールリング収容溝３９に至り、弾性復元力により縮径してシールリング収容溝３９に嵌合する。
　合成樹脂材で構成されたシールリング１０も、主として弾性変形により拡径し、ピストン４の外周を通過してシールリング収容溝３９に嵌合する。この段階では、ピストンリング２１はピストン４に装着されていない。したがって、ピストンリング２１を乗り越えるために、シールリング１０を大きく拡径させる必要はない。このような組み立ての順番設定はシールリング１０の拡径による塑性変形を防止するうえで好ましい。シールリング１０のシールリング収容溝３９への装着時に、シールリング１０を矯正治具を用いて縮径させる工程が不要になるからである。
　（２）一対のバックアップリング１３を、シールリング１０の端面１０ａと１０ｂにそれぞれ隣接するように、ピストン４の外周面４５に嵌合させる。
　（３）一対のピストンリング２１を、一対のバックアップリング１３に隣接するように、断裂部を拡げてピストン４の外周を経由して、シールリング１０よりの一対のピストンリング収容溝４１にそれぞれ嵌め込む。以後、一対のピストンリング２１は、バックアップリング１３の抜け止め及び支持部材として機能する。
　（４）一対の軸受リング１５を、各ピストンリング２１に隣接するように、ピストン４の外周面４５にそれぞれ嵌合させる。
　（５）一対のピストンリング２１を、断裂部を拡げてシールリング１０から離れた一対のピストンリング収容溝４１にそれぞれ装着する。この一対のピストンリング２１は、軸受リング１５の抜け止め及び支持部材として機能する。
　なお、ピストン４の組み立て手順は、上記に限らない。例えばＦＩＧ．３の上方または下方から、ピストンリング２１、軸受リング１５、ピストンリング２１、バックアップリング１３、シールリング１０、バックアップリング１３、ピストンリング２１、軸受リング１５、及びピストンリング２１を順番にピストン４に装着していくことも可能である。この場合も、シールリング１０はピストン４への装着に際して他のリングを乗り越える必要がないので、シールリング１０の拡径のための変形は最小限に抑えられる。
　ピストンリング２１は次の機能を果たす。
　・バックアップリング収容部５２を画成する。
　・作動油中のコンタミネーション物質がシールリング１０とシリンダチューブ２の内周面２ａとの摺接部に侵入するのを阻止するコンタミネーションシールリングとして機能する。
　・作動油中の気泡がシールリング１０とシリンダチューブ２の内周面２ａとの摺接部に侵入するのを抑制し、気泡の圧縮熱で作動油が燃焼し、シールリング１０を損傷するのを防止する。
　・ピストンロッド３側の油室５または反対側の油室６に生じる高圧が直接シールリング１０に作用しないようにするバッファリングとして機能する。
　以上のシール構造によれば、バックアップリング１３の収容溝や、独立したコンタミネーションシールリングやバッファリングを設ける必要がない。バックアップリング１３の収容溝が不要になることで、収容溝の深さ相当分ピストン４の径をシールリング１０の径に対して小さくすることができる。その結果、収容溝を形成するためのピストン４の切削工数も減少する。
　また、ピストン４の外周面４５とシリンダチューブ２の内周面２ａとの間隙が大きくなり、ピストン４に横方向の荷重が加わった場合でもピストン４の外周面４５がシリンダチューブ２の内周面２ａに衝突しにくくなる。
　さらに、ピストン４の径が小さくなることで、シールリング１０のシールリング収容溝３９への嵌合深さが浅くなる。その分、シールリング１０をピストン４に装着する際の拡径のための変形量をさらに小さくすることができる。拡径のための変形量が小さいと、シールリング収容溝３９へシールリングを装着する際に、専用の矯正治具を用いてシールリング１０に縮径させる作業が不要になる。したがって、ピストン４へのシールリング１０の装着が容易になる。
　断裂部のない連続した軸受リング１５はピストン４の外周に嵌合させるだけなので、軸受リング１５はピストン４への装着時に拡径させる必要はない。
　ＦＩＧ．４を参照して、この発明の別の実施例を説明する。
　この実施例によるピストン４は、第１の実施例のピストン４から、ピストンロッド３側の油室５に近いピストンリング２１と軸受リング１５を省略したものに相当する。
　ピストン４の外周面４５とシリンダチューブ２の内周面２ａとの間には、図の上方から下方に向かって、ピストンリング２１，バックアップリング１３，シールリング１０，バックアップリング１３、ピストンリング２１，軸受リング１５、及びピストンリング２１がこの順番で配置される。
　この実施例において、ピストン４は、シリンダチューブ２に対して単一の軸受リング１５を介し摺接するので、シリンダチューブ２の中心軸Ｏ方向のピストン４の寸法を削減することが可能となり、油圧シリンダ１の有効ストロークを大きくすることができる。
　以上の説明に関して２０１０年２月１５日を出願日とする日本国における特願２０１０－２９８８２号、の内容をここに引用により合体する。
　以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
　例えば、上記の各実施例では複動式の油圧シリンダ１のピストン４にこの発明を適用しているが、この発明は単動式の流体圧シリンダにも適用可能である。単動式の流体圧シリンダは、ピストンロッド側の油室と反対側の油室の一方のみが加圧作動流体に満たされる。したがって、単動式の流体圧シリンダのピストンには、シールリングの片側のみにバックアップリングを設ければ良い。
　この発明による流体圧シリンダは、建設機械や作業機械の油圧機器、空気圧機器などに有用である。
　この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。

Claims (4)

  1. 　中心軸と中心軸を向いた円筒面状の内周面とを有するシリンダチューブと；
    　シリンダチューブに収装され、シリンダチューブの内周面に摺接し、シリンダチューブ内に流体室を画成するピストンと；
    　ピストンの外周面に周方向に形成したシールリング収容溝に保持されたシールリングと；
    　ピストンの外周面に周方向に形成されたピストンリング収容溝に保持される、径の拡縮可能な断裂部を有するピストンリングと；
    　シールリングとピストンリングの間においてピストンの外周に装着され、中心軸方向に関する両端をシールリングとピストンリングに接するバックアップリングと；
    　を備える流体圧シリンダ。
  2. 　中心軸方向に関して、ピストンのシールリングの両側にそれぞれバックアップリングとピストンリングを配置した、請求項１の流体圧シリンダ。
  3. 　中心軸方向に関して、ピストンのピストンリングの外側にさらに別のバックアップリングと別のピストンリングを配置した、請求項１または２の流体圧シリンダ。
  4. 　中心軸方向に関して、シールリングに作用する荷重をバックアップリングを介してピストンリングが支持する構造を備えた、請求項１から３のいずれかの流体圧シリンダ。
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