(57)【要約】【課題】ダストシール装置において、材料のヘタリによるシール性の低下を防止する。【解決手段】外周部材１１０の内周面に形成された環状溝１１３に装着されたダストシール本体１を備え、このダストシール本体１は、外周部材１１０の内周に軸方向相対移動可能に挿通された内周部材１２０の外周面に摺動可能に密接されると共に先端部が環状溝１１３の内側面に密接されるダストリップ１２を備え、外周部材１１０に、ダストリップ１２と環状溝１１３との間の密閉空間Ｓ３にグリースＧを圧入可能な加圧孔２２が開設され、この加圧孔２２に、密閉空間Ｓ３のグリース圧力を保持する栓部材３が取り付けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部材の内周面に形成された環状溝に装着されたダストシール本体を備え、このダストシール本体は、前記外周部材の内周に軸方向相対移動可能に挿通された内周部材の外周面に摺動可能に密接されると共に先端部が前記環状溝の内側面に密接されるダストリップを備え、前記外周部材に、前記ダストリップと前記環状溝との間の密閉空間にグリースを圧入可能な加圧孔が開設され、この加圧孔に、前記密閉空間のグリース圧力を保持する栓部材が取り付けられたことを特徴とするダストシール装置。
【請求項２】
外周部材が外周部材本体及びこの外周部材本体の端部に取り付けられた押さえ板からなり、ダストシール本体を装着する環状溝が前記外周部材本体と押さえ板の間に形成され、前記ダストシール本体のダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面が前記押さえ板に形成され、加圧孔が前記押さえ板に開設されたことを特徴とする請求項１に記載のダストシール装置。
【請求項３】
栓部材が、外部からのグリースの圧入を許容すると共に外部へのグリースの流出を阻止するグリースニップルからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のダストシール装置。
【請求項４】
栓部材が、加圧孔にねじ込まれるボルトからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のダストシール装置。
【請求項５】
ダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面にシール手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダストシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械や産業機械の油圧シリンダ装置のシリンダとロッドの間など、互いに軸方向往復動する２部材間の環状隙間を密封する密封手段として用いられるダストシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械などに使用される油圧シリンダ装置においては、シリンダと、このシリンダ内の油圧を受けるピストンによって軸方向へ往復動するロッドとの間の環状隙間を密封するために、軸方向複数段のシールが用いられる。
【０００３】
図８は、従来の技術によるこの種の油圧シリンダ装置の軸シール部を示すものであって、油圧シリンダ装置におけるシリンダ１１０とその軸孔に往復動可能に挿通されたロッド１２０との間の環状隙間に介在し、シリンダ１１０の内周面に形成された環状溝１１１〜１１３に保持され、図中右側の油室Ｓ１内の作動油が図中左側の外部空間Ｓ２へ漏洩するのを防止するロッドシール２１０と、このロッドシール２１０より油室Ｓ１側にあって高負荷時の衝撃圧力や変動圧力を緩衝し、あるいは高温の作動油がロッドシール２１０に直接接触しないようにするためのバッファリング２２０と、ロッドシール２１０より外側にあって外部空間Ｓ２からの泥水やダストの浸入を防止するダストシール２３０を備える。
【０００４】
このうちダストシール２３０は、金属製の補強環２３１と、この補強環２３１に一体的に成形されロッド１２０の外周面に摺動可能に密接されたダストリップ２３２及びオイルリップ２３３を備え、シリンダ１１０の内周面における最も外側の環状溝１１３に止め環２３４によって固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダストシール２３０は、ロッド１２０の外周面に摺動可能に密接されるダストリップ２３２及びオイルリップ２３３を、ゴム材やウレタンなど、柔軟性を有する材料で成形しているが、経時劣化や熱劣化などによって「ヘタリ」と呼ばれる応力緩和を生じ、ロッド１２０の外周面に対するダストリップ２３２の締め代が低下すると、外部空間Ｓ２からの泥水やダストの浸入を許容してしまうことが懸念される。
【０００７】
そこで、材料の耐ヘタリ性の向上を図り、あるいはダストリップ２３２の初期締め代を大きくとるといった対策を講じているが、材料の耐ヘタリ性の向上を図るために耐熱性の高い材料を使用した場合は材料コストの上昇をきたし、ロッド１２０の外周面に対する初期締め代を大きくした場合はロッド１２０の作動性に悪影響を及ぼしたり、摺動発熱量が増大して材料が熱劣化しやすくなったりし、しかも十分な耐ヘタリ性が得られない場合がある。
【０００８】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ダストシール装置において、材料のヘタリによるシール性の低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した目的を達成するため、以下の手段を採用した。
すなわち本発明のダストシール装置は、外周部材の内周面に形成された環状溝に装着されたダストシール本体を備え、このダストシール本体は、前記外周部材の内周に軸方向相対移動可能に挿通された内周部材の外周面に摺動可能に密接されると共に先端部が前記環状溝の内側面に密接されるダストリップを備え、前記外周部材に、前記ダストリップと前記環状溝との間の密閉空間にグリースを圧入可能な加圧孔が開設され、この加圧孔に、前記密閉空間のグリース圧力を保持する栓部材が取り付けられたことを特徴とするものである（請求項１）。
【００１０】
上記構成のダストシール装置は、ダストシール本体は、外周部材の内周面に形成された環状溝に装着されると共に、ダストリップが内周部材の外周面に摺動可能に密接されることによって、外部の泥水やダストが外周部材と内周部材の間の環状隙間へ浸入するのを防止するものである。そしてダストリップのヘタリによって内周部材の外周面に対する締め代が低下した場合は、外周部材に開設された加圧孔から、前記環状溝とダストリップとの間の密閉空間にグリースを圧入すると共に栓部材によって前記密閉空間のグリース圧力を保持すれば、内周部材の外周面に対するダストリップの締め代が回復するので、外部の泥水やダストに対するシール性が維持される。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するため更に以下の手段を採用してもよい。
すなわち上記構成のダストシール装置（請求項１）において、外周部材が外周部材本体及びこの外周部材本体の端部に取り付けられた押さえ板からなり、ダストシール本体を装着する環状溝が前記外周部材本体と押さえ板の間に形成され、前記ダストシール本体のダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面が前記押さえ板に形成され、加圧孔が前記押さえ板に開設されたことを特徴とするものである（請求項２）。
【００１２】
このように構成すれば、ダストシール本体を環状溝から抜け止めする手段と、ダストリップとの間に密閉空間を形成する手段と、この密閉空間へグリースを圧入する手段を、押さえ板で兼ねることができる。
【００１３】
また、上記構成のダストシール装置（請求項１又は２）において、栓部材が、外部からのグリースの圧入を許容すると共に外部へのグリースの流出を阻止するグリースニップルからなるものである（請求項３）。
【００１４】
このように構成すれば、環状溝とダストリップとの間の密閉空間へのグリースの圧入と、密閉空間のグリース圧力の保持を容易に行うことができる。
【００１５】
また、上記構成のダストシール装置（請求項１又は２）において、栓部材が、加圧孔を介して環状溝とダストリップとの間の密閉空間へグリースを注入した後、前記加圧孔にねじ込まれるボルトからなるものである（請求項４）。
【００１６】
このように構成すれば、加圧孔を介して環状溝とダストリップとの間の密閉空間へグリースを充填した後、前記加圧孔にボルトをねじ込むと、このボルトのねじ込み量に応じて加圧孔内のグリースが前記密閉空間へ圧入され、その圧力が保持される。
【００１７】
また、上記構成のダストシール装置（請求項１〜４のいずれか）において、ダストリップの先端部が密接される環状溝の内側面にシール手段を設けたものである（請求項５）。
【００１８】
このように構成すれば、環状溝とダストリップとの間の密閉空間からのグリースの漏れによるグリース圧力の低下を防止して、ダストリップの締め代を一層良好に維持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るダストシール装置によれば、ダストリップのヘタリによって内周部材の外周面に対する締め代が経時的に低下しても、グリースの圧力によって、内周部材の外周面に対するダストリップの締め代が回復し、保持されるので、外部の泥水やダストに対する優れたシール性を長期にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るダストシール装置の第一の実施の形態を、油圧シリンダ装置の軸シール部におけるロッドシール及びバッファリングと共に軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】本発明に係るダストシール装置の第一の実施の形態を示すもので、（Ａ）はロッドの挿入前の状態、（Ｂ）はロッドの挿入状態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図３】本発明に係るダストシール装置の第一の実施の形態における要部を示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｏ−Ｂ’断面図である。
【図４】本発明に係るダストシール装置の第一の実施の形態において、グリースの圧入によりダストリップの締め代を回復させた状態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図５】本発明に係るダストシール装置の第二の実施の形態における要部を示すもので、（Ａ）は軸心と平行な方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｏ−Ｂ’断面図である。
【図６】本発明に係るダストシール装置の第三の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図７】本発明に係るダストシール装置の第四の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図８】従来のダストシール装置の一例を、油圧シリンダ装置の軸シール部におけるロッドシール及びバッファリングと共に軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るダストシール装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１〜図４は、第一の実施の形態を示すものである。
【００２２】
図１に示すように、建設機械などに使用される油圧シリンダ装置には、シリンダ１１０と、このシリンダ１１０の軸孔に挿通され、油圧を受ける不図示のピストンによって軸方向へ往復動するロッド１２０との間の環状隙間を密封するために、軸方向複数段のシールが用いられる。
【００２３】
すなわち、図示の油圧シリンダ装置の軸シール部は、図１における右側の油室Ｓ１内の作動油が図１における左側の外部空間Ｓ２へ漏洩するのを防止するロッドシール２１０と、このロッドシール２１０より油室Ｓ１側にあって高負荷時の衝撃圧力や変動圧力を緩衝し、あるいは高温の作動油がロッドシール２１０に直接接触しないようにするためのバッファリング２２０と、ロッドシール２１０より外側設けられたダストシール装置１０を備える。なお、シリンダ１１０は請求項２に記載された外周部材本体に相当するものであり、ロッド１２０は請求項１に記載された内周部材に相当するものである。
【００２４】
このうち、ロッドシール２１０は、ゴム材製のＵ字パッキン２１１と合成樹脂材製のバックアップリング２１２からなり、シリンダ１１０の軸孔内周面に形成された環状溝１１１に装着される。また、バッファリング２２０は、断面略Ｕ字状のゴム弾性体製のバッファリング本体２２１と樹脂製のバックアップリング２２２からなり、シリンダ１１０の軸孔内周面にロッドシール２１０用の環状溝１１１よりも油室Ｓ１側に位置して形成された環状溝１１２に装着される。
【００２５】
そしてダストシール装置１０は、シリンダ１１０の軸孔内周面にロッドシール２１０用の環状溝１１１よりも外部空間Ｓ２側に位置して形成された環状溝１１３に装着されたダストシール本体１を備え、このダストシール本体１は、前記環状溝１１３の内周面に嵌着される金属製の補強環１１と、この補強環１１にゴム弾性体で一体成形されたダストリップ１２及びオイルリップ１３と外周シール部１４からなる。ダストリップ１２は、押さえ板２の内周面２ａとロッド１２０の外周面との間を外部空間Ｓ２側へ向けて延びており、オイルリップ１３は、ダストリップ１２と反対側（ロッドシール２１０側）へ向けて延びている。
【００２６】
シリンダ１１０の外端部には円盤状の押さえ板２が、不図示の複数のボルトによって取り付けられている。そしてダストシール本体１を装着する環状溝１１３は、この押さえ板２とシリンダ１１０との間に形成されており、すなわち押さえ板２は環状溝１１３における外部空間Ｓ２側の壁面１１３ａを構成するものであり、ダストシール本体１における外周シール部１４が、この押さえ板２の内側面（前記壁面１１３ａ）に密接している。
【００２７】
押さえ板２の内周面２ａにおける外部空間Ｓ２側の端部には、内周端がロッド１２０の外周面に僅かな隙間を介して対向する内向き突縁２１が円周方向へ連続して形成されている。そして図２（Ａ）に示すように、ロッド１２０が挿入される前の状態では、ダストシール本体１におけるダストリップ１２の先端部は押さえ板２の内向き突縁２１と非接触であり、オイルリップ１３の先端部は環状溝１１３における押さえ板２と反対側の内側面と非接触であるが、図２（Ｂ）に示すように、ロッド１２０の挿入によって拡径変形を受けた状態では、ダストリップ１２の先端部が押さえ板２の内向き突縁２１の内側面に適当な締め代をもって密接され、これによって、環状溝１１３の一部を構成する押さえ板２と、ダストシール本体１におけるダストリップ１２との間に、環状の密閉空間Ｓ３が画成されると共に、オイルリップ１３の先端部が環状溝１１３における押さえ板２と反対側の内側面に密接されるようになっている。
【００２８】
押さえ板２には、半径方向に延びて内径端が内周面２ａに開口した加圧孔２２が開設されており、言い換えれば、この加圧孔２２の内径端は、図１に示す装着状態において、押さえ板２とダストシール本体１におけるダストリップ１２との間の環状の密閉空間Ｓ３に開口しており、押さえ板２の外周面に開口した加圧孔２２の外径端には栓部材３が取り付けられている。
【００２９】
第一の実施の形態においては、栓部材３として、図３に示すようにグリースニップル３Ａが用いられる。グリースニップル３Ａは公知の構造を有するものであって、すなわち加圧孔２２の外径端に形成された雌螺子部２２ａに螺合され、外部から不図示のグリースガン等によってグリースの圧入を許容すると共にその逆方向へのグリースの流出を阻止する不図示の逆止弁が内蔵されている。なお、図３における参照符号２３は、押さえ板２をシリンダ１１０の外端部に取り付けるボルトを挿通するための孔である。
【００３０】
以上の構成を備えるダストシール装置１０において、ダストシール本体１のダストリップ１２は、その内周縁がロッド１２０の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されることによって、外部空間Ｓ２からの泥水やダストの浸入を阻止し、オイルリップ１３は、その内周縁がロッド１２０の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されることによって、ロッドシール２１０側からの漏油がさらに外部空間Ｓ２側へ漏出するのを阻止するものである。
【００３１】
そして、ロッド１２０の外周面に対するダストリップ１２の締め代が、経時的なヘタリなどによって低下した場合は、これに伴って泥水やダストに対するシール性が損なわれることになるが、このような場合は、グリースニップル３Ａに不図示のグリースガン等を当て、図４に示すように、グリースニップル３Ａから加圧孔２２を経て押さえ板２とダストシール本体１におけるダストリップ１２との間の環状の密閉空間Ｓ３へグリースＧを圧入・充填すれば、密閉空間Ｓ３内のグリースＧの圧力がダストリップ１２の締め代を増大させるように作用し、しかも、グリースニップル３Ａに内蔵された逆止弁と、押さえ板２の内向き突縁２１に適宜締め代をもって密接したダストリップ１２との間でグリースＧが閉じ込められてその圧力が保持されるので、泥水やダストに対するダストリップ１２の優れたシール性が維持される。
【００３２】
また上記構成によれば、ダストシール本体１を環状溝１１３から抜け止めする押さえ板２が、ロッド１２０の外周面に対するダストリップ１２の面圧を増圧するための密閉空間Ｓ３を形成する手段と、この密閉空間Ｓ３へのグリースＧの供給路を兼ねるものであり、グリースＧの供給口であるグリースニップル３Ａが、密閉空間Ｓ３におけるグリースＧの圧力を保持する栓部材３としての機能を有するものであり、簡素な構造とすることができる。
【００３３】
図５は、本発明に係るダストシール装置の第二の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、栓部材３として、上述した第一の実施の形態におけるグリースニップル３Ａに代えて、押さえ板２の加圧孔２２に形成した雌螺子部２２ａに螺合するボルト３Ｂを採用したものである。また、ボルト３Ｂには、押さえ板２の外周側に位置して、緩み止めナット３１が取り付けられている。その他の構成は、第一の実施の形態と同様に構成することができる。
【００３４】
この第二の実施の形態による作用を、第一の実施の形態との共通する部分を示す図４を用いて説明すると、例えば予め押さえ板２の加圧孔２２及びこれに連通する密閉空間Ｓ３にグリースＧを封入しておくと共に、ボルト３Ｂを加圧孔２２の雌螺子部２２ａに取り付けて緩み止めナット３１によって固定しておき、ロッド１２０の外周面に対するダストリップ１２の締め代が経時的なヘタリなどによって低下した場合は、緩み止めナット３１によるボルト３Ｂの固定を解除してから、このボルト３Ｂを前記雌螺子部２２ａに適宜ねじ込んでいくと、ねじ込み量に応じて、加圧孔２２内のグリースＧが密閉空間Ｓ３へ圧入され、その圧力がダストリップ１２の締め代を増大させるように作用し、ボルト３Ｂを緩み止めナット３１で固定することでグリースＧの圧力が保持されるので、泥水やダストに対するダストリップ１２の優れたシール性が維持される。
【００３５】
なお、グリースＧはダストリップ１２の締め代の回復が必要になった時点で充填するようにしても良い。
【００３６】
図６は、本発明に係るダストシール装置の第三の実施の形態を示すものであり、図７は、第四の実施の形態を示すものである。
【００３７】
このうち図６に示す第三の実施の形態は、押さえ板２の内向き突縁２１の内側面に形成した環状溝に、ダストシール本体１におけるダストリップ１２の先端部に密接されるＯリング２４を設けたものである。なお、このＯリング２４は、請求項５に記載されたシール手段に相当するものである。このように構成すれば、押さえ板２とダストリップ１２の間の密閉空間Ｓ３に圧入・充填されたグリースの漏れを確実に防止して、ダストリップ１２の締め代を長期間維持することができる。
【００３８】
また、図７に示す第四の実施の形態は、押さえ板２の内向き突縁２１の内側面に、ダストシール本体１におけるダストリップ１２の先端部に形成された溝状段差部１２ａに係合状態で密接されるシール突条２１ａを形成したものである。なお、このシール突条２１ａは、請求項５に記載されたシール手段に相当するものである。この場合も、押さえ板２とダストリップ１２の間の密閉空間Ｓ３に圧入・充填されたグリースの漏れを確実に防止して、ダストリップ１２の締め代を長期間維持することができる。
【００３９】
なお、図６に示す第三の実施の形態及び図７に示す第四の実施の形態はいずれも、加圧孔２２に取り付けられる栓部材３として、先に説明したグリースニップル３Ａあるいはボルト３Ｂ及び緩み止めナット３１を採用することができる。
【００４０】
なお、軸径φ４０、初期緊迫力＝２３３Ｎ、初期最大面圧＝１２．６ＭＰａのダストリップについて、締め代を完全に喪失させて緊迫力＝０Ｎ、最大面圧＝０ＭＰａとした後、このダストリップに外周からグリースによる圧力を加えた場合のＦＥＭ解析を行ったところ、グリース圧力１ＭＰａでは緊迫力が１８４Ｎ、最大面圧が９．３ＭＰａに回復し、グリース圧力２ＭＰａでは緊迫力が２６３Ｎ、最大面圧が１０．２ＭＰａに回復することが確認された。
【符号の説明】
【００４１】
１  ダストシール本体
１２  ダストリップ
２  押さえ板
２１  内向き突縁
２１ａ  シール突条（シール手段）
２２  加圧孔
２４  Ｏリング（シール手段）
３  栓部材
３Ａ  グリースニップル
３Ｂ  ボルト
３１  緩み止めナット
１１０  シリンダ（外周部材本体）
１１３  環状溝
１２０  ロッド（内周部材）
Ｓ１  油室
Ｓ２  外部空間
Ｓ３  密閉空間
【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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