JP2023149987A - ダストシールリング - Google Patents

Abstract

【課題】シール性能のさらなる向上を可能とするダストシールリングを提供する。【解決手段】このダストシールリング１００Ａは、略矩形形状の本体部１１１と、本体部１１１の半径方向の内側面１１１ａにおいて、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側において、内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びる第１リップ１１２と、本体部１１１の半径方向の内側面１１１ａにおいて、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側において、内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びる第２リップ１１３とを含む。【選択図】図３

Description

この発明は、油圧エレベータジャッキ、油圧シリンダ、その他の流体伝動装置のオイル漏れを防ぎ、外部からの異物侵入を防ぐのに適した、ダストシールリングの構造に関する。

たとえば、特開２０１７－２０７１４８号公報（特許文献１）には、環状部材からなるシールリングにおいて、周方向の一部が分割され、対向する端面同士を当接する構造が採用されている。このように分割されたシールリングを用いることで、流体伝動装置を分解することなくシールリングの交換を行なうことができるため、流体伝動装置のメンテナンスの工数および費用を削減することを可能としている。

特開２０１７－２０７１４８号公報

近年は、分割されたダストシールリングのカット部分でのシール性能をより向上させたダストシールリングが求められるようになってきている。したがって、この発明は、シール性能のさらなる向上を可能とするダストシールリングを提供することを目的とする。

この開示のダストシールリングにおいては、周方向の一部が分割された円環状の本体シールと、上記本体シールの分割面において、継合わされるように設けられた本体シール当接面とを備え、上記本体シールの中心軸を含む仮想平面に沿って見た上記本体シールの断面において、略矩形形状の本体部と、上記本体部の半径方向の内側面において、上記中心軸が延びる方向の一方側において、内方に向かって上記本体部から遠ざかる方向に傾斜して延びる第１リップと、上記本体部の半径方向の上記内側面において、上記中心軸が延びる方向の他方側において、内方に向かって上記本体部から遠ざかる方向に傾斜して延びる第２リップと、を含む。

他の形態においては、上記本体シールの中心軸を含む仮想平面に沿って見た上記本体シールの断面において、上記本体部は、上記本体部の半径方向の外側面において、上記中心軸が延びる方向の一方側において、外方に向かって突出する第１凸部と、上記本体部の半径方向の上記外側面において、上記中心軸が延びる方向の他方側において、外方に向かって突出する第２凸部と、を含む。

他の形態においては、略矩形形状の上記本体部の上記中心軸が延びる方向の一方側の第１側面上に、上記本体シールの環状形状に沿って配置される第１押えプレートと、略矩形形状の上記本体部の上記中心軸が延びる方向の他方側の第２側面上に、上記本体シールの環状形状に沿って配置される第２押えプレートと、を含む。

他の形態においては、上記第１リップの長さおよび第２リップの長さは、上記本体部の半径方向の幅よりも短く設けられている。

このダストシールリングによれば、シール性能のさらなる向上を可能とするダストシールリングの提供を可能とする。

実施の形態１のダストシールリングの平面図である。 図１中のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 実施の形態１のダストシールリングの拡大断面図である。 実施の形態１のダストシールリングの取付状態の断面図である。 比較技術のダストシールリングの平面図である。 図５中のＶＩ－ＶＩ線矢視断面図である。 比較技術のダストシールリングの拡大断面図である。 比較技術のダストシールリングの取付状態の断面図である。 実施の形態２のダストシールリングの平面図である。 図９中のＸ－Ｘ線矢視断面図である。 実施の形態２のダストシールリングの取付状態の断面図である。

本実施の形態におけるダストシールリングについて、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。また、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。以下の説明においては、説明の便宜上、上下の文言を用いて位置関係を明示しているが、上下の配置が天地逆になる構成、および、左右に配置される構成を排除するものではい。

（実施の形態１：ダストシールリング１００Ａ）
図１および図２を参照して、本実施の形態のダストシールリング１００Ａについて説明する。図１は、ダストシールリング１００Ａの平面図、図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

ダストシールリング１００Ａは、平面視において、円環状の形態を有している。一例ではあるが、外径寸法は、約φ３０ｍｍ～φ４０ｍｍ、内径寸法（軸寸法）は、約φ２０ｍｍ～φ３０ｍｍ程度、後述する本体部１１１の高さ（Ｈ：図４参照）は、約４ｍｍ～約５ｍｍ程度である。ダストシールリング１００Ａの材料としては、たとえば、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が用いられる。

ダストシールリング１００Ａは、周方向の一部が分割された円環状の本体シール１１０と、本体シール１１０の分割面において、継合わされるように設けられた本体シール当接面１１０ｃとを備える。本体シール当接面１１０ｃは、複数の階段状に設けられており、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側の第１側面１１１ｃ側に、継ぎ合せラインＣ１が露出している。同様に、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側の第２側面１１１ｄ側に、継ぎ合せラインＣ２が露出している。本体シール当接面１１０ｃの形態は、階段状に限定されるものでなく、公知の種々の形態を適用することができる。

図３を参照して、ダストシールリング１００Ａの断面形状について説明する。図３は、ダストシールリング１００Ａの拡大断面図であり、この断面は、本体シール１１０の中心軸ＣＬを含む仮想平面に沿って見た形状である。

本体シール１１０は、略矩形形状の本体部１１１を備える。この本体部１１１は、本体部１１１の半径方向の内側に位置する内側面１１１ａと、本体部１１１の半径方向の外側に位置する外側面１１１ｂと、本体部１１１の中心軸ＣＬが延びる方向の一方側の第１側面１１１ｃと、本体部１１１の中心軸ＣＬが延びる方向の他方側の第２側面１１１ｄと、を含む。

本体シール１１０は、内側面１１１ａ側に、第１リップ１１２および第２リップ１１３を含む。第１リップ１１２は、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側において、第１側面１１１ｃに連続して内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びる形態を有している。第２リップ１１３、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側において、第２側面１１１ｄに連続して内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びる形態を有している。第１リップ１１２の厚さ（Ｅ１）は、約１ｍｍ程度である。第２リップ１１３の厚さ（Ｅ２）は、約１ｍｍ程度である。

第１側面１１１ｃと第１リップ１１２との外面は、湾曲面Ｂ１により連続するように設けられている。第２側面１１１ｄと第２リップ１１３との外面は、本体部１１１側に凹む凹面Ｂ２により連続するように設けられている。

さらに、第１リップ１１２の長さＬ１および第２リップ１１３の長さＬ２は、本体部１１１の半径方向の幅Ｗ１よりも短くなるように設けられている。第１リップ１１２の長さＬ１は、図３の断面において、第１側面１１１ｃと交差する第１リップ１１２の根元から第１リップ１１２の先端までの長さを意味する。第２リップ１１３の長さＬ２は、凹面Ｂ２の底部から、第２リップ１１３の先端までの長さを意味する。本体部１１１の半径方向の幅Ｗ１は、外側面１１１ｂから凹面Ｂ２の底部までの長さを意味する。

さらに、本実施の形態では、外側面１１１ｂに、外方に向かって突出する第１凸部１１４および第２凸部１１５が設けられている。第１凸部１１４は、第１側面１１１ｃ側に設けられ、第２凸部１１５、第２側面１１１ｄ側に設けられている。なお、第１凸部１１４および第２凸部１１５が設けられていない形態の採用も可能である。

（ダストシールリング１００Ａの取付状態）
図４を参照して、上記構成を有するダストシールリング１００Ａの取付状態について説明する。図４は、ダストシールリング１００Ａの取付状態の断面図である。この断面は、本体シール１１０の中心軸ＣＬを含む仮想平面に沿って見た形状である。

ダストシールリング１００Ａが、ロッド５００の外周面に装着されている状態を示している。ダストシールリング１００Ａは、本体６００に設けられた装着溝６００ｍに嵌め入れられ、第１側面１１１ｃ側から分割プレート７００によりダストシールリング１００Ａの本体部１１１が圧縮された状態で固定されている。圧縮には、図示しないクランプ装置が用いられる。第１リップ１１２の中心と分割プレート７００の端面７００ｔとの隙間（Ｓ）は、約１ｍｍ程度が好ましい。また、分割プレート７００の端面７００ｔの傾斜角度（α）は、約１５度程度が好ましい。

ダストシールリング１００Ａの外径寸法は、装着溝６００ｍの装着部寸法よりも大きくしておくことで（０．５％～２％程度）、ダストシールリング１００Ａの装着溝６００ｍへの装着後には、半径方向の外径側から圧縮されるような寸法設定としておくとよい。

また、装着溝６００ｍは、分割タイプの構成が好ましく、分割プレート７００で本体部１１１を圧縮するとよい。本体部１１１の寸法は、装着溝６００ｍに対して２％～６％のつぶし代を設けるとよい。

（比較技術：ダストシールリング２００）
ここで、図５から図７を参照して、比較技術としてのダストシールリング２００の形状について説明する。図５は、比較技術のダストシールリング２００の平面図である。図６は、図５中のＶＩ－ＶＩ線矢視断面図、図７は、比較技術のダストシールリングの拡大断面図である。比較技術におけるダストシールリング２００の基本的な構成は、上記ダストシールリング１００Ａと同じである。相違点は、断面形状の相違にある。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。

ダストシールリング２００は、平面視において、円環状の形態を有している。ダストシールリング２００の材料としては、たとえば、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が用いられる。

ダストシールリング２００は、周方向の一部が分割された円環状の本体シール２１０と、本体シール２１０の分割面において、継合わされるように設けられた本体シール当接面２１０ｃとを備える。本体シール当接面２１０ｃは、複数の階段状に設けられており、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側に、継ぎ合せラインＣ１が露出している。同様に、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側に、継ぎ合せラインＣ２が露出している。

図７を参照して、ダストシールリング２００の断面形状について説明する。図７は、ダストシールリング２００の拡大断面図であり、この断面は、本体シール２１０の中心軸ＣＬを含む仮想平面に沿って見た形状である。

本体部２１１は、放射状に、第１リップ２１２、第２リップ２１３、および、第３リップ２１４が設けられている。第１リップ２１２は、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側において、本体部２１１から遠ざかる半径方向の内側方向に傾斜して延びる形態を有している。第２リップ２１３は、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側において、本体部２１１から遠ざかる半径方向の内側方向に傾斜して延びる形態を有している。第３リップ２１４は、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側において、本体部２１１から遠ざかる半径方向の外側方向に傾斜して延びる形態を有している。

第１リップ１１２と本体部２１１との外面は、湾曲面Ｄ１により連続するように設けられている。第２リップ２１３と第３リップ２１４との間には、本体部２１１側に凹む凹面Ｄ２により連続するように設けられている。第１リップ２１２と第２リップ２１３との外面は、湾曲面Ｄ３により連続するように設けられている。

図８を参照して、上記構成を有するダストシールリング２００の取付状態について説明する。図８は、ダストシールリング２００の取付状態の断面図である。この断面は、本体シール２１０の中心軸ＣＬを含む仮想平面に沿って見た形状である。

ダストシールリング２００が、ロッド５００の外周面に装着されている状態を示している。ダストシールリング２００は、本体６００に設けられた装着溝６００ｍに嵌め入れられ、本体部２１１の上面側から分割プレート７００によりダストシールリング２００の本体部２１１が固定されている。

（比較・検討）
図４に示す取付状態のダストシールリング１００Ａと図８に示す取付状態のダストシールリング２００のシーリング機能について、比較検討する。図８に示すダストシールリング２００の場合には、第１リップ２１２、第２リップ２１３、および、第３リップ２１４には、本体シール当接面２１０ｃが存在する。そのため、ダストシールリング２００に圧が加わると、第１リップ２１２、および、第２リップ２１３の長さが、ダストシールリング２００全体の構成に比較して長く設けられていることから、第１リップ２１２、および、第２リップ２１３が倒れやすくなる。その結果、本体シール当接面２１０ｃでオイル漏れが発生しやすくなる。

一方、上記実施の形態１におけるダストシールリング１００Ａの場合には、ダストシールリング２００と同様に、本体シール当接面１１０ｃが存在する。しかしながら、ダストシールリング１００Ａの第１リップ１１２は、本体部１１１の半径方向の内側面１１１ａにおいて、中心軸ＣＬが延びる方向の一方側において、内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びている。

また、ダストシールリング１００Ａの第２リップ１１３は、本体部１１１の半径方向の内側面１１１ａにおいて、中心軸ＣＬが延びる方向の他方側において、内方に向かって本体部１１１から遠ざかる方向に傾斜して延びる第２リップ１１３と、を有している。その結果、ダストシールリング１００に圧が加わっても、第１リップ１１２、および、第２リップ１１３が倒れにくい。その結果、本体シール当接面１１０ｃでのオイル漏れの発生を抑制することができる。

より好ましくは、第１リップ１１２および第２リップ１１３のそれぞれの長さは、本体部１１１の半径方向の幅Ｗ１よりも短くなるように設けられていることで、ダストシールリング１００に圧が加わっても、第１リップ１１２、および、第２リップ１１３の倒れをより抑制することを可能としている。

さらに、本体部１１１には、外側面１１１ｂに、第１凸部１１４および第２凸部１１５が設けられていることにより、第１凸部１１４および第２凸部１１５が、装着溝６００ｍの平面を押圧し、オイル漏れの発生をより抑制することを可能とする。

（実施の形態２：ダストシールリング１００Ｂ）
図９から図１１を参照して、本実施の形態のダストシールリング１００Ｂについて説明する。図９は、ダストシールリング１００Ｂの平面図、図１０は、図９中のＸ－Ｘ線矢視断面図、図１１は、ダストシールリング１００Ｂの取付状態の断面図である。

本実施の形態のダストシールリング１００Ｂの基本的構成は、実施の形態１のダストシールリング１００Ａと同じである。よって、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。

実施の形態１のダストシールリング１００Ａとの相違点は、図９の平面図によく表れるように、本体部１１１の第１側面１１１ｃの上に、４分割された第１押えプレート１２１が設けられている点にある。隣接する第１押えプレート１２１の間には、第１押えプレート１２１が載置されていないスリットＳＬ１が設けられる。このスリットＳＬ１は、ダストシールリング１００Ｂを装着溝６００ｍへの装着した際の空気逃げ道として機能する。同様の目的から、本体部１１１の第２側面１１１ｄの上にも、４分割された第２押えプレート１２２が設けられている。

本実施の形態におけるダストシールリング１００Ｂにおいても、実施の形態１と同様の作用効果をえることができる。さらに、第１押えプレート１２１を設けることで、ダストシールリング１００Ｂを装着溝６００ｍへの装着した際に、本体部１１１がより圧縮され、オイル漏れの発生をより抑制することを可能とする。

なお、第１押えプレート１２１および第２押えプレート１２２を４分割した場合について説明したが、４分割に限定されることなく、ダストシールリングに要求されるシール性能に応じて、２以上に分割するとよい。

今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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すべての変更が含まれることが意図される。

１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００ ダストシールリング、１１０，２１０ 本体シール、１１０ｃ，２１０ｃ 本体シール当接面、１１１，２１１ 本体部、１１１ａ 内側面、１１１ｂ 外側面、１１１ｃ 第１側面、１１１ｄ 第２側面、１１２，２１２ 第１リップ、１１３，２１３ 第２リップ、１１４ 第１凸部、１１５ 第２凸部、１２１ 第１押えプレート、１２２ 第２押えプレート、２１４ 第３リップ、５００ ロッド、６００ 本体、６００ｍ 装着溝、７００ 分割プレート、７００ｔ 端面。

Claims (4)

1. 周方向の一部が分割された円環状の本体シールと、
   前記本体シールの分割面において、継合わされるように設けられた本体シール当接面と、
   を備え、
   前記本体シールの中心軸を含む仮想平面に沿って見た前記本体シールの断面において、
   略矩形形状の本体部と、
   前記本体部の半径方向の内側面において、前記中心軸が延びる方向の一方側において、内方に向かって前記本体部から遠ざかる方向に傾斜して延びる第１リップと、
   前記本体部の半径方向の前記内側面において、前記中心軸が延びる方向の他方側において、内方に向かって前記本体部から遠ざかる方向に傾斜して延びる第２リップと、
   を含む、ダストシールリング。
2. 前記本体シールの中心軸を含む仮想平面に沿って見た前記本体シールの断面において、
   前記本体部は、
   前記本体部の半径方向の外側面において、前記中心軸が延びる方向の一方側において、外方に向かって突出する第１凸部と、
   前記本体部の半径方向の前記外側面において、前記中心軸が延びる方向の他方側において、外方に向かって突出する第２凸部と、
   を含む、請求項１に記載のダストシールリング。
3. 略矩形形状の前記本体部の前記中心軸が延びる方向の一方側の第１側面上に、前記本体シールの環状形状に沿って配置される第１押えプレートと、
   略矩形形状の前記本体部の前記中心軸が延びる方向の他方側の第２側面上に、前記本体シールの環状形状に沿って配置される第２押えプレートと、
   を含む、請求項１に記載のダストシールリング。
4. 前記第１リップの長さおよび第２リップの長さは、前記本体部の半径方向の幅よりも短く設けられている、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダストシールリング。

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