(57)【要約】      （修正有）【課題】外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の作動流体の掻き出しも防止することができるダストシールを提供する。【解決手段】外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダの、シリンダ本体とピストンロッド１２との間のシールに用いられるダストシ−ル５であって、シリンダ本体のロッド側端部に設置され、そのダストリップ部１に部分的にダスト埋没性樹脂を素材とするダスト埋没部１ａを一体成形した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダの、シリンダ本体とピストンロッドとの間のシールに用いられるダストシールであって、
前記シリンダ本体のロッド側端部に設置され、そのダストリップ部に部分的にダスト埋没性樹脂を素材とするダスト埋没部が一体形成されていることを特徴とするダストシール。
【請求項２】
ダスト埋没性樹脂が、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であって、ダスト埋没部がダストリップ部の外気側を構成するリング形状で、ピストンロッドとの接触部分直近に達し、このダスト埋没部の内部側で前記ダストリップ部がピストンロッドに接触するものあることを特徴とする請求項１記載のダストシール。
【請求項３】
ダスト埋没性樹脂が、ＰＴＦＥまたはＴＰＥであって、ダスト埋没部が外気側から内部側へのダストリップ部のピストンロッドとの接触部分に設けられたことを特徴とする請求項１記載のダストシール。
【請求項４】
外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダであって、請求項１から３のいずれか記載のダストシールが、シリンダ本体のロッド側端部に設置されたことを特徴とする流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用で、外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダの外気とのシール用のダストシール及びこのダストシールを用いた流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械用で、外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダにおいては、外気とのシール用に、この流体圧シリンダのシリンダ本体とピストンロッドとの間で、シリンダ本体のロッド側端部にダストシールが設置され、外気からの水、砂粒などを含めたダストの侵入を防ぐようにしている。
【０００３】
しかしながら、ダストシールを設けても、依然として、ダストの侵入が発生することがあり、その場合に侵入したダストにより、ロッドやダストシールや、より内部の各種のシールの傷つきが発生し、外部への流体洩れを発生するに至っている。
【０００４】
従来、このダスト侵入の原因は、ピストンロッドの横ブレにより発生するダストシールとピストンロッドとの間のダストより大きい隙間と考えられていたが、本出願人の分析により、横ブレではなく、ダストシールのダストリップとピストンロッドとの接触部分を越えてダストが侵入することが原因と推察された。
【０００５】
図６は、そのダスト侵入の原因を説明する図で、この図６において、符号４２はピストンロッド、符号３１は流体圧シリンダのシリンダ本体のロッド側端部に設けられたダストシール３５のダストリップ、符号Ｄはダスト（砂粒などの固いものを想定している。）である。
【０００６】
ここで、一般に、ダストの侵入を防ぐためには、ダストシール３５がピストンロッド４２に接触する部分であるダストリップ３１のエッジ半径を小さくすれば、より小さなダストＤを排除することができるが、そうすると内部の作動流体を掻き出すことにもなるので、あまり小さくすることができず、ダストリップのエッジ半径でのダスト侵入防止には限界があり、図６（ａ）、（ｂ）に示すようにダストＤの侵入を完全には防止することができなかった。
【０００７】
一方、流体圧シリンダ用のダストシール等については、特許文献１〜７に記載されたものがあるが、いずれも、上記のような外気からのダスト侵入の原因を分析することによって、その原因への対処を解決課題とするものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６１−５８７６７号公報（第３図の符号６）
【特許文献２】実開昭６３−１８５９６４号公報（第１図から第４図）
【特許文献３】特開２０００−７４２２３号公報（図２の符号１１）
【特許文献４】特開２００４−１９８６６号公報（図２の符号１６）
【特許文献５】特開２００５−２６５１６１号公報（図１の符号２０）
【特許文献６】特開２００６−２９５１８号公報（図３の符号１１）
【特許文献７】特開２００８−２２３９００号公報（図１の符号１０、２０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の作動流体の掻き出しも防止することができるダストシール、及び、このダストシールを用いた流体圧シリンダを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のダストシールは、外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダの、シリンダ本体とピストンロッドとの間のシールに用いられるダストシールであって、前記シリンダ本体のロッド側端部に設置され、そのダストリップ部に部分的にダスト埋没性樹脂を素材とするダスト埋没部が一体形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の流体圧シリンダは、外気に曝された状態で用いられるもので、本発明のダストシールが、シリンダ本体のロッド側端部に設置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のダストシールによれば、外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダの、シリンダ本体とピストンロッドとの間のシールに用いられるダストシールであって、前記シリンダ本体のロッド側端部に設置され、そのダストリップ部に部分的にダスト埋没性樹脂を素材とするダスト埋没部が一体形成されているので、ダストリップ部外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の作動流体の掻き出しも防止することができる。
【００１３】
本発明の流体圧シリンダは、外気に曝された状態で用いられるもので、本発明のダストシールが、シリンダ本体のロッド側端部に設置されたので、上記ダストシールの効果を流体圧シリンダとして発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のダストシールの一例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図
【図２】本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図
【図３】本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図
【図４】本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図
【図５】本発明のダストシールを用いた流体圧シリンダを示すもので、（ａ）はその要部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のシール部分の拡大断面図
【図６】本発明の背景技術であるダストシールの一例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを内部側へ通過させた状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【実施形態１】
【００１６】
図１は、本発明のダストシールの一例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図である。
【００１７】
このダストシ−ル５は、外気に曝された状態で用いられる流体圧シリンダ（図４参照）の、シリンダ本体とピストンロッド１２との間のシールに用いられるダストシ−ル５であって、シリンダ本体のロッド側端部に設置され、そのダストリップ部１に部分的にダスト埋没性樹脂を素材とするダスト埋没部１ａが一体成形されていることを特徴とする。
【００１８】
このダストシ−ル５は、具体的には、ダスト埋没性樹脂が、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）であって、図１に示すように、ダスト埋没部１ａがダストリップ部１の外気側を構成するリング形状で、ピストンロッド１２との接触部直近に達し、このダスト埋没部１ａの内部側でダストリップ部１がピストンロッド１２に接触するものであることを特徴とする。
【００１９】
本出願人は、ＴＰＥには、砂粒などの微小な硬いダストを埋没させるという特性を有するものが含まれることを知見し、その特性を利用して、ダストリップ部１のエッジ部分では排除しきれない微小な堅いダストをダスト埋没部１ａに埋没させ、これにより、図１（ｂ）に示すように、ダストＤがシリンダの内部へ侵入せず、また、ピストンロッド１２や、内部の各種のシールを傷つけないようにできることを見いだしたものである。
【００２０】
また、これにより、ダストリップ部１のピストンロッド１２との接触部分直近に達するダスト埋没部１ａでダストが埋没させられるので、ダストリップ部１のエッジ半径もダスト排除の点を考慮して必要以上に小さくする必要がなくなり、内部の作動流体の掻き出しの問題も解決することができる。
【００２１】
つまり、このダストシ−ル５によれば、外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の流体の掻き出しも防止することができる。
【００２２】
また、このダストシ−ル５によれば、ダストリップ１の一部であるダスト埋没部１ａに異なる素材を用いるので、その場合、このダスト埋没部１ａだけを異なる色のものとすることができ、ダストシ−ル５の外観的な差別化を図り、顧客へアピールすることができる。
【００２３】
また、このダストシ−ル５によれば、ダスト埋没部１ａをダストリップ１に、つまり、ダストシ−ル５に、一体成形の一つである２色インジェクション成形により一体化しているので、別個独立の部品を必要とせず、別個にダスト埋没だけの部品を設置するスペースや作業工程が不要となる。
【００２４】
このダストシール５は、より具体的には、本体部分（ダスト埋没部１ａ以外の部分）をＵＲ（ウレタンラバ−）を素材とし、ダスト埋没部１ａをＴＰＥの一種であるＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）を素材として、上述のように、両者が２色インジェクション成形により一体化されたものである。
【００２５】
ここで、本発明のようなオイルシ−ルにおける樹脂成形の一体成形法としては、先に別部材であるダスト埋没部を一定の形状に成形しておいて、その成形後のダスト埋没部をオイルシ−ルの目的とする位置あるいは部分にインサート（挿入）しておき、その後に、本体側の樹脂を注入して全体を成形するインサート成形法と、異なる素材の樹脂をそれぞれの位置あるいは部分に相前後して注入する上述の２色インジェクション成形法とがある。
【００２６】
この実施形態１のオイルシール５のように、本体側をＵＲとし、ダスト埋没部１ａをＴＰＵを素材とするリング形状（オイルシ−ルの外側部分を形成する円盤形状）とする場合には、上述したように、２色インジェクション成形が適している。
【００２７】
加えて、このオイルシール５においては、ダスト埋没部１ａは限りなく、オイルシール５とピストンロッド１２との接触部分の直近まで達して、ダストＤを埋没させるが、ピストンロッド１２には、ＵＲ製であるオイルシール５が接触するので、ＵＲ製であるオイルシールの利点である対摩耗性、高硬度性、高弾性、耐衝撃性、耐油性に優れ、経たりにくいという利点が維持される。
【００２８】
なお、オイルシール５のように、リング形状のダスト埋没部１ａをインサ−ト成形しようとすると、ダスト埋没部のリング形状を予め成形しておくのに機械加工が必要となり、コストが高くなる。しかしながら、コストの問題を除外すれば、このオイルシ−ル５をインサート成形で、製造することも可能である。
【００２９】
更に、このリング形状のダスト埋没部１ａを有するオイルシール５においては、ダスト埋没部１ａ部分の容積が多く、樹脂の使用量が多くなるが、その点でも、単価の比較的に安いＴＰＥ（ＴＰＵ）が適している。
【００３０】
一方、このタイプのダストシ−ルにおいて、ダスト埋没性樹脂として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いるようにしても良い。ＰＴＦＥには、素材自身が高価であるという問題と、インサ−ト成形する前の成形費用が比較的高価であるという問題があるが、それらの問題は、ダスト埋没性樹脂として、ＰＴＦＥの採用を排除するものではない。
【００３１】
なお、ダストシール又はオイルシールの一部あるいは全部を、ＰＴＦＥで構成するという技術が、特許文献２、特許文献３に記載されているが、これらはＰＴＦＥの低摩擦性を利用するもので、これらの文献には、ダスト埋没性に関する記載はない。
【００３２】
また、油圧シリンダ内部の微粒粉を内部ダストシールで吸収埋没する技術が、特許文献１に記載されているが、この技術は、外気からのダストの侵入を防止するものではなく、また、微粒粉の吸収埋没に別個独立の部品である内部ダストシールを必要とし、そのために余分なスペースも必要とするものである。
【００３３】
また、この特許文献１の内部ダストシールについては、具体的な素材についての記載がなく、ＰＴＦＥについての記載もない。
【実施形態２】
【００３４】
図２は、本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図である。これより、既に説明した部分と同じ部分については同じ符号を付して重複説明を省略することがある。
【００３５】
このダストシール５Ａは、ダスト埋没性樹脂がＰＴＦＥであって、図２に示すように、ダスト埋没部１ｂが外気側から内部側へのダストリップ部１のピストンロッド１２との接触部分を覆うシート形状であり、このダスト埋没部１ｂをインサート成形により、一体成形したものである点が、図１のダストシール５と異なっている。
【００３６】
この場合は、ピストンロッド１２との接触部分が、ダスト埋没部１ｂとなるので、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、そのエッジ半径をダストＤより小さくすることなく、ダストＤを埋没させ、捕捉することができ、一方、内側の作業流体の掻き出しも抑えることができる。
【００３７】
つまり、このダストシ−ル５Ａによれば、図１のダストシール５と同様に、外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の流体の掻き出しも防止することができる。
【００３８】
ここで、本願発明者は、上述したように、ＰＴＦＥもダスト埋没性樹脂として採用可能であることを見出したが、ＰＴＦＥの場合には、素材の費用が高いという問題がある。しかしながら、このダストシール５Ａのダスト埋没部１ｂのようにシート形状とすると、樹脂の使用量を減らすことができ有利である。
【００３９】
また、一般に、ＰＴＦＥは成形為にくいものであるが、一般に入手・成形の為やすいシート状とした後に、ダストシール５Ａのダストリップ部１のピストンロッド１２との接触部分を覆う形に裁断すればよいので、このようなシート形状のダスト埋没部１ｂとすれば、一体成形前の成形性とその成形の費用の問題も解決可能である。
【００４０】
また、このようなシート形状のダスト埋没部１ｂの場合のオイルシ−ル５Ａの一体成形法としては、インサート成形法が適している。
【００４１】
このタイプのダストシール用のダスト埋没性樹脂としては、図１のダストシール５で提案したＴＰＵを含むダスト埋没性を有するＴＰＥを採用してもよい。
【実施形態３】
【００４２】
図３は、本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図である。
【００４３】
このダストシール５Ｂは、ダスト埋没性樹脂がＴＰＥであって、図３に示すように、ダスト埋没部１ｃが外気側から内部側へのダストリップ部１のピストンロッド１２との接触部分を形成する山形リング形状である点が、図１のダストシール５と異なっている。
【００４４】
この場合も、ピストンロッド１２との接触部分が、ダスト埋没部１ｃとなるので、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、そのエッジ半径をダストＤより小さくすることなく、ダストＤを埋没させ、捕捉することができ、一方、内側の作業流体の掻き出しも抑えることができる。
【００４５】
つまり、このダストシ−ル５Ｂによれば、図１のダストシール５と同様に、外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の流体の掻き出しも防止することができる。
【００４６】
ここで、このように、ダスト埋没部１ｃをダストリップ部１Ｂのピストンロッド１２との接触部分を形成するような山形リング形状とする場合には、一体成形法としては、図１のダストシール１のダスト埋没部１ａと同様に２色インジェクション成形法が適しており、その理由も同様の理由である。
【００４７】
このタイプのダストシール用のダスト埋没性樹脂としては、費用や成形性の問題を考慮した上で、図２のダストシール５Ａで提案したＰＴＦＥを採用してもよい。
【００４８】
なお、図２のダストシール５Ａと、図３のダストシール５Ｂとは、一体成形法として、インサート成形法を採用するか、２色インジェクション成形法を採用するかで異なるが、ダスト埋没部１ｂ、１ｃが外気側から内部側へのダストリップ部１Ａ、１Ｂのピストンロッド１２との接触部分に設けられているという点で共通し、これにより、ダスト埋没性が向上するものと思われる。
【実施形態４】
【００４９】
図４は、本発明のダストシールの他例を示すもので、（ａ）はその使用状態の要部断面図、（ｂ）は（ａ）においてダストを埋没させた状態を示す断面図である。
【００５０】
このダストシール５Ｃは、図４に示すように、図２のダストシール５Ａに比べ、ダスト埋没性樹脂がＰＴＦＥである点、ダスト埋没部１ｄがシート形状で有ってインサート成形されるものである点は共通するが、このダスト埋没部１ｄは、外気側から内部側へのダストリップ部１Ｃのピストンロッド１２との接触部分の直近まで至って居るだけで、ピストンロッド１２と接触しているのは、ダストリップ部１Ｃの本体側である点が異なっている。
【００５１】
つまり、このダストシール５Ｃは、ダスト埋没性樹脂の素材の材種、シート形状、一体成形法の点では、図２のダストシール５Ａと共通し、ダスト埋没部１ｄが該接触部分の直近まで達しているが、ピストンロッド１２には接触せずに、近接してダスト埋没機能を発揮する点で、図１のダストシール５と共通する。
【００５２】
よって、このダストシ−ル５Ｃによれば、共通する部分において、図１のダストシール５の効果と、図２のダストシール５Ａの効果とを発揮することが出来る。
【００５３】
このタイプのダストシール用のダスト埋没性樹脂としては、図１のダストシール５で提案したＴＰＵを含むダスト埋没性を有するＴＰＥを採用してもよい。
【実施形態５】
【００５４】
図５は、本発明のダストシールを用いた流体圧シリンダを示すもので、（ａ）はその要部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のシール部分の拡大断面図である。
【００５５】
この流体圧シリンダは、建設機械のアクチュエータや、自動車の緩衝器として用いられるもので、ピストン１１と、このピストン１１を先端に備えたピストンロッド１２と、ピストン１１とピストンロッド１２とを内部で流体密にスライドさせるシリンダ本体１３と、このシリンダ本体１３の上下に設けられた作動流体を給排するポート１５、１４とを備えている。
【００５６】
ピストンロッド１２が外気側に突出している部分、つまり、シリンダ本体１３のロッド側端部に図１のダストシ−ル５、バックアップ部材６を備えた第２のＵパッキン７、バックアップ部材８を備えた第１のＵパッキン９などのシールが設けられ、外気からのダストの侵入を防止し、内部の作動流体の洩れを防いでいる。
【００５７】
また、図示はしていないが、このシリンダ本体１３のロッド側端部には、更に、内側にピストンロッド１２の軸受が設けられるものもある。
【００５８】
このように、図１のダストシ−ル５を備えることで、この流体圧シリンダ２０は、通常の流体圧シリンダ２０の機能を発揮することに加えて、ダストシ−ル５の効果を流体圧シリンダ２０として発揮することができる。
【００５９】
なお、流体圧シリンダは、図１のダストシ−ル５に代えて、図２〜４のダストシ−ル５Ａ〜５Ｃを備えることも可能で、その場合には、それぞれの流体圧シリンダは、それぞれのダストシ−ル５Ａ〜５Ｃの効果を流体圧シリンダとして発揮する。
【００６０】
なお、本発明のダストシール及び流体圧シリンダは、上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。
【００６１】
流体圧シリンダには、油圧シリンダや、空気圧シリンダ、水圧シリンダ等も含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のダストシール及び流体圧シリンダは、外気からダストの侵入を防止し、かつ、内部の作動流体の掻き出しも防止することができることが要請される産業分野、特に、建設機械用、各種緩衝器用として用いることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１〜１Ｃ      ダストリップ部
１ａ〜１ｄ    ダスト埋没部
５〜５Ｃ      ダストシール
１２          ピストンロッド
１３          シリンダ本体
２０          流体圧シリンダ
【図１】
2010164077.tif 000003
【図２】
2010164077.tif 000004
【図３】
2010164077.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010164077.tif 000008