(57)【要約】【課題】第一のＵパッキンと第二のＵパッキンとの間の空間部に作動油が溜まっても、この空間部の圧力が急激に高まることのない油圧シリンダのシール構造を提供する。【解決手段】ピストンロッド５に取付けられたピストン４をシリンダ１内に移動自在に設け、このシリンダ１に対してワイパーシール５，第一のパッキン１３及び第二のパッキン１４を介してピストンロッド５を摺動自在に密封支持する油圧シリンダのロッドシール構造において、第一のパッキン１３と第二のパッキン１４との間となるシリンダ１に収納溝２１を設け、この収納溝２１内に第一のパッキン１３と第二のパッキン１４との間の空間部Ｓに溜まった作動油に起因する圧力上昇を緩和するための圧力上昇緩和部材２２を挿着した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドに取付けられたピストンをシリンダ内に移動自在に設け、このシリンダに対して順次直列に配置した第一のパッキン，第二のパッキン及びワイパーシールを介してピストンロッドを摺動自在に密封支持する油圧シリンダのロッドシール構造において、第一のパッキンと第二のパッキンとの間となるシリンダに収納溝を設け、この収納溝内に第一のパッキンと第二のパッキンとの間の空間部に溜まった作動油に起因する圧力上昇を緩和するための圧力上昇緩和部材を挿着したことを特徴とする油圧シリンダのロッドシール構造。
【請求項２】
前記圧力上昇緩和部材は中空状のＯリングであって、収納溝内に常にはピストンロッドと摺接しないように挿着されている請求項１記載の油圧シリンダのロッドシール構造。
【請求項３】
前記圧力上昇緩和部材は独立発砲状態のウレタン樹脂にて形成されたリング体である請求項１記載の油圧シリンダのロッドシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダに対してピストンロッドを密封支持するＵパッキンを備えた油圧シリンダのロッドシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧シリンダとしては、例えば、図２，図３に示すものがあるが、この油圧シリンダは、両端が塞がれたシリンダ１内に二つの油室２，３を区画するピストン４を移動自在に設け、このピストン４が一端に取付けられたピストンロッド５を前記シリンダ１に貫通させるとともに、このシリンダ１におけるピストンロッド５の貫通部にはピストンロッド５を油密的にかつ摺動可能に支持するロッドシール６が設けられている。
【０００３】
又、シリンダ１には油室２，３に連通する油路７，８がそれぞれ設けられ、油路７を介して外部の図示しない油圧源からの作動油を油室２に供給すると共に、油路８を介して油室３を図示しない外部のタンクに連通することで、ピストンロッド５を収縮させる一方、油路８を介して前記油圧源からの作動油を油室３に供給するとともに、油路７を介して油室２を外部のタンクに連通することでピストンロッド５を伸長させるようになっている。
【０００４】
ところで、シリンダ１におけるピストンロッド５の貫通孔９内周には、図３に示すように、二本の環状溝１０，１１と、シリンダ１の外側に臨む環状切欠部１２とが設けられている。
【０００５】
この環状溝１０，１１内及び環状切欠部１２内には、上記のロッドシール６、即ち、油室側の環状溝１０内にはウレタン樹脂等からなる第一のＵパッキン１３が、また、大気側の環状溝１１内には同じくウレタン樹脂等からなる第二のＵパッキン１４が、そして、環状切欠部１２内にはワイパーシール１５がそれぞれ挿着されている。
【０００６】
前記第一のＵパッキン１３は、シャープな突端縁となるように形成されたリップ部１３ａを有しており、油室２側が高圧になった場合にこのリップ部１３ａの背面側が貫通孔９内に食い込むのを阻止するように、このリップ部１３ａを補強するナイロン樹脂等よりなるバックアップ部材１６が隣接配置されている。
【０００７】
前記第二のＵパッキン１４は、同じくシャープな突端縁となるように形成されたリップ部１４ａを有しており、油室２側が高圧になった場合にこのリップ部１４ａの背面側が貫通孔９内に食い込むのを阻止するように、この第二のＵパッキン１４を補強するナイロン樹脂等よりなるバックアップ部材１７が隣接配置されている。
【０００８】
前記ワイパーシール１５は、外部に臨むダストリップ部１５ａと、内側に臨むオイルリップ部１５ｂとを備え、金属製の芯金１８と一体的に形成されるとともに、この芯金１８が前記環状切欠部１２に嵌着されている。
【０００９】
上記のように構成されたロッドシール構造では、特に、油室２側が高圧となった場合、バッファシールとして機能する第一のＵパッキン１３がリップ部１３ａのシャープな突端縁で貫通孔９とピストンロッド５との隙間を通してシリンダ１の外へ移動しようとする作動油をカットして第二のＵパッキン１４側へ漏れるのを防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構造の油圧シリンダのロッドシール構造にあっては、第一のＵパッキン１３のリップ部１３ａをシャープな突端縁とし、この突端縁をピストンロッドの外周に摺接することで、ピストンロッド５の外周面に付着した油膜をカットするので、成形不良等の原因によって前記リップ部１３ａがシャープな突端縁とならない場合には、上記の油膜カット作用が充分になされない場合が想定される。
【００１１】
この場合には、ピストンロッド５の伸長行程において第一のＵパッキン１３でカットされなかった作動油はこの第一のＵパッキン１３と第二のＵパッキン１４との間に形成される空間部Ｓに進入し、その後の圧縮行程において前記バックアップ部材１６のピストンロッド５との摺接部分で再びカットされるので、上記の空間部Ｓ内に溜まることが考えられる。
【００１２】
そして、ピストンロッドの伸縮動作の繰り返しにより、この空間部Ｓが上記の作動油で充満されると、それ以降はこの空間部Ｓの圧力が急激に上昇し、その圧力で上記の第一又は第二のＵパッキン１３，１４を損傷させたり、外部への作動油漏れを生じさせたりしてシール構造自体の寿命を短くする虞がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、第一のＵパッキン１３と第二のＵパッキン１４との間の空間部Ｓに作動油が溜まっても、この空間部Ｓの圧力が急激に高まることのない油圧シリンダのシール構造を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、ピストンロッドに取付けられたピストンをシリンダ内に移動自在に設け、このシリンダに対して順次直列に配置した第一のパッキン、第二のパッキンおよびワイパーシールを介してピストンロッドを摺動自在に密封支持する油圧シリンダのロッドシール構造において、第一のパッキンと第二のパッキンとの間となるシリンダに収納溝を設け、この収納溝内に第一のパッキンと第二のパッキンとの間の空間部に溜まった作動油に起因する圧力上昇を緩和するための圧力上昇緩和部材を挿着したことを特徴とするものである。
【００１５】
この場合、圧力上昇緩和部材は中空状のＯリングであって、収納溝内に常にはピストンロッドと摺接しないように挿着されていることが好ましい。
【００１６】
又、圧力上昇緩和部材は独立発砲状態のウレタン樹脂にて形成されたリング体であっても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を高圧建機用シリンダのロッドシール構造に具体化した実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
このロッドシール構造は、前述した図２，３に示す従来の油圧シリンダの第一のＵパッキン１３と、第二のＵパッキン１４との間に圧力上昇緩和部材を設けた点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記の従来構造と同様なので、図中に同一の符号を付するのみとし、その説明を省略する。
【００１９】
即ち、シリンダ１における第一のＵパッキン１３が挿着される環状溝１０と、第二のＵパッキン１４が挿着される環状溝１１との略中間部分には断面が長方形状をなす収納溝２１が環状に形成され、この収納溝２１内には圧力上昇緩和部材としての中空状をなすＯリング２２が挿着されている。
このＯリング２２は、ＰＦＡパイプの端部同士を溶融圧着することによって環状に形成されるとともに、常にはその一部が収納溝２２からピストンロッド５側に露出しないように前記収納溝２２に対して弾性変形した状態で位置固定的に挿着されている。
【００２０】
従って、第一のＵパッキン１３と、第二のＵパッキン１４とで形成される空間部Ｓが作動油で満たされた後には、収納溝２１内のＯリング２２を弾性変形させることによって以後の急激な圧力上昇を防止するようになっている。
【００２１】
上記のように構成された油圧シリンダでは、第一のＵパッキン１３のリップ部１３ａは、その突端縁がピストンロッド５の外周に摺接した状態となっているので、例えば、ピストンロッド５の伸長工程おいては、ピストンロッド５はその外周に付着した油膜を適宜の厚さにカットされた状態で第一のＵパッキン１３上を摺動移動するとともに、このリップ部１３ａにより油室２側の高圧が第二のＵパッキン１４に影響を及ぼさないようにしている。
【００２２】
このとき、前記リップ部１３ａが製造誤差等の理由によりシャープな突端縁となっていなかった場合には、上記の油膜カット作用が充分に発揮されず、余分な作動油が第一のＵパッキン１３と、第二のＵパッキン１４とで形成される空間部Ｓに溜まる。
【００２３】
この状態でピストンロッド５の進退動作が繰り替えされると、前記空間部Ｓ内は作動油で満たされ、その後、急激な圧力上昇を起こそうとする。
【００２４】
ところが、本実施の形態では、二つの環状溝１０、１１間に収納溝２１を形成し、この収納溝２１内に中空状のＯリング２２を挿着しているので、このＯリング２２を弾性変形させることによって上記の圧力上昇を吸収することができる。
【００２５】
又、上記の効果を確認するため、ピストンロッド５を１００ｋｍと４００ｋｍ往復動させ、その時の上記空間部Ｓ内の圧力をそれぞれ測定してみたところ、１００ｋｍでは１Ｍｐａ、４００ｋｍでは１Ｍｐａの圧力にしかならなかった。
【００２６】
因みに、本実施形態における中空状のＯリングを用いない場合には１００ｋｍで２１Ｍｐａ、４００ｋｍでは３８Ｍｐａとなり、本件実施の形態の効果が確認された。
【００２７】
従って、従来技術で示したような急な圧力上昇に起因した各Ｕパッキンの破損や、油漏れと言った不具合を確実に防止して寿命を延ばすことができる。
【００２８】
又、中空状のＯリング２２を収納溝２１内に常にはピストンロッド５と摺接しないように挿着したので、ピストンロッド５の進退動作の際に余分な抵抗を与えることがないばかりでなく、Ｏリング２２自体の耐久性も上げることができる。
【００２９】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して具体化することもできる。
【００３０】
１）圧力上昇緩和部材は、本件実施の形態で示した中空状のＯリング２２の他、独立発泡状態のウレタン樹脂や、それ以外の合成樹脂等を用いても良く、発泡状態のウレタン樹脂を用いる場合には、発泡率を変えることによって緩和させる設定圧力を容易に変更することができる。
【００３１】
２）収納溝２１の断面形状は、前記長方形に限定されるものではなく、正方形やその他の形状としても良い。
【００３２】
３）本実施の形態では、高圧建機用シリンダを示したが、これに限定されるものではなく、一般的な油圧シリンダに具体化しても良いことは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果がある。
【００３４】
１）各請求項の発明によれば、第一及び第二のＵパッキンで形成される空間部に溜まる作動油に起因して生じる急激な圧力上昇を第一及び第二のＵパッキン間に設けられた圧力上昇緩和部材によって抑制することができるので、第一又は第二のＵパッキンを損傷させたり、外部への作動油漏れを生じさせたりする虞を確実に防止してロッドシール構造自体の寿命を延ばすことができる。
【００３５】
２）請求項２の発明によれば、中空状のＯリングを収納溝内に常にはピストンロッドと摺接しないように挿着したので、ピストンロッドの進退動作の際に余分な抵抗を与えることがないばかりでなく、Ｏリング自体の耐久性も上げることができる。
【００３６】
３）請求項３の発明によれば、発泡率を変えることによって緩和させる設定圧力を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す油圧シリンダのロッドシール構造を示す要部断面である。
【図２】従来の油圧シリンダを示す断面図である。
【図３】従来の油圧シリンダのロッドシール構造を示す要部断面である。
【符号の説明】
１　シリンダ
４　ピストン
５　ピストンロッド
１３　第一のパッキン
１４　第二のパッキン
１５　ワイパーシール
２１　収納溝
２２　Ｏリング（圧力上昇緩和部材）
Ｓ　空間部
【図１】
2004019782.tif 000003
【図２】
2004019782.tif 000004
【図３】
2004019782.tif 000005