(57)【要約】【課題】部品点数の削減、およびシール溝への各シール部材の取付時間、および、取付工数を減らすことを可能とする、シール構造を提供する。【解決手段】このシール構造は、油空圧機器におけるシリンダ１とロッド２との摺動隙間に設けられ、高圧側と低圧側と仕切るシール構造であって、ロッド２の外周面の周方向に沿って環状に設けられたシール溝２０Ａと、シール溝２０Ａの内部に収容され、シリンダ１とロッド２との摺動隙間を塞ぐシール部材２０とを備え、シール部材２０は、ロッド２の外周面に接する摺動リング２３０と、摺動リング２３０に対して、低圧側に配置されるバックアップリング２２０とを含み、摺動リング２３０は、バックアップリング２２０よりも高圧側に位置し、径方向に延びる第１リング領域２３１ａと、第１リング領域２３１ａに対して直交する方向に延びるとともに、径方向に見て、バックアップリング２２０の径方向の外側に位置する第２リング領域２３１ｂとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油空圧機器におけるシリンダとロッドとの摺動隙間に設けられ、高圧側と低圧側と仕切るシール構造であって、
前記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられたシール溝と、
前記シール溝の内部に収容され、前記シリンダと前記ロッドとの摺動隙間を塞ぐシール部材と、を備え、
前記シール部材は、
前記ロッドの外周面に接する摺動リングと、
前記摺動リングに対して、前記低圧側に配置されるバックアップリングと、を含み、
前記摺動リングは、
前記バックアップリングよりも高圧側に位置し、径方向に延びる第１リング領域と、
前記第１リング領域に対して直交する方向に延びるとともに、前記径方向に見て、前記バックアップリングの径方向の外側に位置する第２リング領域と、を有する、シール構造。
【請求項２】
前記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられた第１シール溝と、
前記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられ、前記第１シール溝よりも前記高圧側に位置する第２シール溝と、
前記第１シール溝の内部に収容され、前記シリンダと前記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第１シール部材と、
前記第２シール溝の内部に収容され、前記シリンダと前記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第２シール部材と、を備え、
前記シール溝は、前記第２シール溝を構成し、
前記シール部材は、前記第２シール部材を構成する、請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記第１シール溝を挟んで、前記第２シール溝とは反対側に、前記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられた第３シール溝と、
前記第３シール溝の内部に収容され、前記シリンダと前記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第３シール部材と、をさらに備える請求項２に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール構造に関し、特に、油空圧機器などにおけるロッド（ピストンロッド）とシリンダとの摺動隙間に用いられるシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、油圧機器におけるシリンダとロッド（ピストンロッド）との摺動隙間には、油室に導入される作動油の漏れ（高圧側から低圧側への作動油の漏れ）を防止するとともに、ロッドの往復運動を円滑に実現するために、シリンダに設けられたシール溝にシール部材が嵌め入れられるシール構造が採用されている。このようなシール構造は、特開２００５−３３７４４０号公報（特許文献１）等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、シール構造によるシール性能を高めるため、メインシール部材である第１シール部材に加えて、バックリング用の第２シール部材、さらに、バックアップ用の第３シール部材が設けられるようになってきている。
【０００５】
しかし、部品点数が増加すると、シール構造に必要とされるコストの上昇を招くことになる。さらに、シール溝への各シール部材の取付時間、および、取付工数が増加する。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、部品点数の削減、およびシール溝への各シール部材の取付時間、および、取付工数を減らすことを可能とする、シール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいたシール構造においては、油空圧機器におけるシリンダとロッドとの摺動隙間に設けられ、高圧側と低圧側と仕切るシール構造であって、上記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられたシール溝と、上記シール溝の内部に収容され、上記シリンダと上記ロッドとの摺動隙間を塞ぐシール部材とを備える。
【０００８】
上記シール部材は、上記ロッドの外周面に接する摺動リングと、上記摺動リングに対して、上記低圧側に配置されるバックアップリングとを含む。
【０００９】
上記摺動リングは、上記バックアップリングよりも高圧側に位置し、径方向に延びる第１リング領域と、上記第１リング領域に対して直交する方向に延びるとともに、上記径方向に見て、上記バックアップリングの径方向の外側に位置する第２リング領域とを有する。
【００１０】
他の形態においては、上記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられた第１シール溝と、上記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられ、上記第１シール溝よりも上記高圧側に位置する第２シール溝と、上記第１シール溝の内部に収容され、上記シリンダと上記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第１シール部材と、上記第２シール溝の内部に収容され、上記シリンダと上記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第２シール部材とを備える。
【００１１】
上記シール溝は、上記第２シール溝を構成し、上記シール部材は、上記第２シール部材を構成する。
【００１２】
他の形態においては、上記第１シール溝を挟んで、上記第２シール溝とは反対側に、上記ロッドの外周面の周方向に沿って環状に設けられた第３シール溝と、上記第３シール溝の内部に収容され、上記シリンダと上記ロッドとの摺動隙間を塞ぐ第３シール部材とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品点数の削減、およびシール溝への各シール部材の取付時間、および、取付工数を減らすことを可能とする、シール構造を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態における油圧機器に採用されるシール構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態における第２シール部材を構成するバックアップリングの構造を示す斜視図である。
【図３】実施の形態における第２シール部材を構成する摺動リングの構造を示す斜視図である。
【図４】実施の形態における第２シール部材を構成する摺動リングの構造を示す平面図である。
【図５】実施の形態における第２シール部材を構成する摺動リングの構造を示す底面図である。
【図６】図４中ＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図７】図４中ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。
【図８】他の実施の形態における第２シール部材を構成する摺動リングの構造を示す斜視図である。
【図９】図８中ＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に基づいた各実施の形態におけるシール構造について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下では、油空圧機器の一例として油圧シリンダを挙げているが、油圧シリンダに限定されず、広く油空圧機器に適用することが可能である。
【００１６】
（シール構造）
図１を参照して、本実施の形態におけるシール構造について説明する。図１は、実施の形態における油圧シリンダに採用されるシール構造を示す断面図である。図１中において、シリンダ１およびロッド（ピストンロッド）２は、説明の便宜上破線で図示している。図１に示すシール構造は、ロッド２との圧接およびロッド２の往復運動（図１中の上下方向）にともなって変形するが、シール構造を明確に理解するため、シール構造には圧力が加わっていない状態を図示している。
【００１７】
ロッド２の外周面の周方向に沿って環状の第１シール溝１０Ａが設けられている。この第１シール溝１０Ａには、シリンダ１とロッド２との摺動隙間を塞ぐ第１シール部材１０が収容される。この第１シール部材１０は、メインシール部材１０を構成する。
【００１８】
ロッド２の外周面の周方向に沿って環状に設けられ、第１シール溝１０Ａよりも高圧側に、第２シール溝２０Ａが設けられている。図視において、上方側に高圧の油圧室が設けられている。第２シール溝２０Ａには、シリンダ１とロッド２との摺動隙間を塞ぐ第２シール部材２０が収容される。第２シール部材２０は、補助シール部材２０を構成する。
【００１９】
本実施の形態では、第１シール溝１０Ａを挟んで、第２シール溝２０Ａとは反対側に、ロッド２の外周面の周方向に沿って環状に設けられた第３シール溝３０Ａが設けられている。第３シール溝３０Ａには、シリンダ１とロッド２との摺動隙間を塞ぐ第３シール部材３０が収容される。この第３シール部材３０は、外部からのダストの侵入を防止するためのダストシール部材３０を構成する。
【００２０】
図視において、上方側の油圧室が設けられる側が高圧側となり、下方側が大気の低圧側となる。本実施の形態では、ダストシール部材を設ける構成を採用しているが、ダストシール部材は必要に応じて設ければよい。
【００２１】
（メインシール部材１０）
メインシール部材１０は、高圧側に開放側を有する断面形状が略Ｕ字形状のメインシール１１０と、メインバックアップリング１８０とを有する。メインシール１１０は高圧側に位置し、メインバックアップリング１８０は低圧側に位置している。
【００２２】
メインシール１１０は、全体として環状の形態を有し、ウレタン樹脂等の合成樹脂、天然ゴム、または、合成ゴムにより一体成型されている。メインバックアップリング１８０は、全体として環状の形態を有し、メインシール１１０よりも、剛性、強度および耐クリープ性に優れた熱可塑性樹脂等で成型されている。メインバックアップリング１８０は、圧力作用時におけるメインシール１１０の内周側への変形を規制する。
【００２３】
（ダストシール部材３０）
ダストシール部材３０は、ロッド２側に開放側を有する断面形状が略Ｕ字形状のメインダストシール３１０と、ダストバックアップリング３８０とを有する。径方向に見て、メインダストシール３１０は、ロッド２側に位置し、ダストバックアップリング３８０は、メインダストシール３１０よりも外周側に位置している。
【００２４】
メインダストシール３１０は、全体として環状の形態を有し、ウレタン樹脂等の合成樹脂、天然ゴム、または、合成ゴムにより一体成型されている。ダストバックアップリング３８０は、全体として環状の形態を有し、メインダストシール３１０よりも、剛性、強度および耐クリープ性に優れた熱可塑性樹脂等で成型されている。ダストバックアップリング３８０は、ロッド２の摺動時に、メインダストシール３１０をロッド２側に押圧する。
【００２５】
（補助シール部材２０）
図１から図７を参照して、補助シール部材２０について詳細に説明する。図２は、補助シール部材２０（第２シール部材）を構成するバックアップリング２２０の構造を示す斜視図、図３は、補助シール部材２０を構成する摺動リング２３０の構造を示す斜視図、図４は、摺動リング２３０の構造を示す平面図、図５は、摺動リング２３０の構造を示す底面図、図６は、図４中ＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、図７は、図４中ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。
【００２６】
図１に示すように、補助シール部材２０は、ロッド２の外周面に接する摺動リング２３０と、摺動リング２３０に対して、低圧側に配置されるバックアップリング２２０とを含む。
【００２７】
（バックアップリング２２０）
図２に示すように、バックアップリング２２０は、断面が略矩形であり、全体として環状の形態を有し、ロッド２の移動方向である縦方向の寸法に対して、半径方向である横寸法（幅寸法）の方が大きい形態を有している。
【００２８】
バックアップリング２２０は、摺動リング２３０よりも、剛性、強度および耐クリープ性に優れた熱可塑性樹脂等で成型されている。バックアップリング２２０は、ロッド２の摺動時に、摺動リング２３０の内周側へのはみ出しを規制する。
【００２９】
（摺動リング２３０）
図３から図７に示すように、摺動リング２３０は、全体として環状の形態を有する本体部２３１を有している。本体部２３１は、バックアップリング２２０よりも高圧側に位置し、径方向に延びる第１リング領域２３１ａと、第１リング領域２３１ａに対して直交する方向に延びるとともに、径方向に見て、バックアップリング２２０の径方向の外側に位置する第２リング領域２３１ｂとを有する。
【００３０】
第１リング領域２３１ａの先端部分がロッド２に接触する。第２リング領域２３１ｂは、ロッド２の摺動時に、第１リング領域２３１ａをロッド２に押圧する機能を有する。
【００３１】
本体部２３１の上面側（高圧側）には、平面視において略円弧形状の凸部２３２が４か所に設けられている。凸部２３２の周方向における先端部の対向部（４か所）には、隙間Ｓが形成されている。４か所の隙間Ｓの内、１８０度対向する位置の、本体部２３１の側面部分には、高圧側から低圧側に通じる切欠部２３３が設けられている（２か所）。
【００３２】
凸部２３２の形状および数量、隙間Ｓの数量、切欠部２３３の位置、数量は、仕様に応じて適宜変更されるものであり、本実施の形態の形状に限定されない。たとえば、図８および図９に示すように、本体部２３１の上面側（高圧側）に凸部２３２を設けない構造の採用も可能である。
【００３３】
第１リング領域２３１ａのロッド２に接触する先端部分の形状として、断面が半球状の形態を採用しているが、この形態に限定されず、台径状、直線状であってもよい。
【００３４】
摺動リング２３０は、ロッド２の外周面に接し、高圧使用下におけるメインシール１１０への負荷を軽減する。摺動リング２３０は、ウレタン樹脂等の合成樹脂、天然ゴム、または、合成ゴムにより一体成型されている。
【００３５】
以上、本実施の形態におけるシール構造によれば、摺動リング２３０に、第１リング領域２３１ａと第２リング領域２３１ｂとを有する構成としている。これにより、第１リング領域２３１ａにロッド２に接する機能を担保させ、第２リング領域２３１ｂに、ロッド２の摺動時に、第１リング領域２３１ａをロッド２に押圧するバックリングとしての機能を担保している。
【００３６】
これにより、補助シール部材２０において、部品点数の削減、および第２シール溝２０Ａへの各シール部材の取付時間、および、取付工数を減らすことを可能とする。
【００３７】
上記実施の形態では、補助シール部材２０に本発明を適用した場合について説明しているが、メインシール部材１０およびダストシール部材３０に、本発明の構造を適用するこが可能である。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
１  シリンダ、２  ロッド、１０  メインシール部材（第１シール部材）、１０Ａ  第１シール溝、２０  補助シール部材（第２シール部材）、２０Ａ  第２シール溝、３０  ダストシール部材（第３シール部材）、３０Ａ  第３シール溝、１１０  メインシール、１８０  メインバックアップリング、２２０  バックアップリング、２３０  摺動リング、２３１  本体部、２３２  凸部、２３３  切欠部、３１０  メインダストシール、３８０  ダストバックアップリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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