JPH0623801Y2 - 一方向シールリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は流体流路の一方向流の流体のみに対してシール
機能を発揮する一方向シールリングに関する。

〔従来の技術〕

一般に、油圧機器、空圧機器には各種の構成のシールリ
ングが用いられており、その用途上一方向流の流体のみ
に対してシール機能を発揮し、逆方向流の流体の通過を
許容する一方向シールリングが開発され、多用されてい
る。

例えば、軸方向に往復動するピストンとシリンダとの間
の流体流路のシールや、往復動するロッドとこれを支承
する軸受部との間の流体流路のシールとして一方向性シ
ールリングが用いられている。

第９図はこの種の従来の一方向シールリング１を示して
いる。

第９図における一方向シールリング１は断面が略Ｕ字形
に形成されており、往復動するピストン２の外周面に設
けられた凹溝３内に装着されて、シールリップ１ａをシ
リンダ４に当接させるようにしている。そして、ピスト
ン２が上昇する場合や、ピストン２の上方の流体圧力が
下方より高くなった場合に、シールリップ１ａをシリン
ダ４方向に流体圧力によって押圧してシールを行ない、
ピストン２が下降する場合や、ピストン２の下方の流体
圧力が上方より高くなった場合に、シールリップ１ａを
シリンダ４から離れる方向に流体圧力によって押圧し
て、シールリップ１ａをシリンダ４から離間させて、ピ
ストン２の下方の流体を上方へ流通させている。

ところが、第９図の従来例においては、シールリップ１
ａがゴム等の弾性部材によって製せられているため、高
圧の流体圧力が加わるとシールリップ１ａとシリンダ４
との摩擦係数が大きく、シール時におけるシールリップ
１ａとシリンダ４との摺動抵抗が非常に大きくなるとい
う不都合があった。

そこで、従来は第１０図および第１１図に示すように、
摩擦係数の小さい４ふっ化エチレン樹脂などの樹脂材製
の環状のシール部材５をシリンダ４に摺接させ、このシ
リンダ４の奥側となる凹溝３内にＯリング等の弾性部材
製のバックアップリング６を装填している。これらの各
図の従来例においては、上方より流体圧力が作用する時
にそれぞれシール機能を発揮し、しかもシール部材５と
シリンダ４との摺動抵抗を小さく維持させ、逆に下方よ
り流体圧力が作用する時に流体を上方へ漏洩させるよう
にしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１０図および第１１図に示す従来の一
方向シールリングにおいては、シール機能はある程度発
揮されるが、逆方向の流体圧力が作用した場合の応答性
が悪く、逆方向の流体圧力が相当程度高くならないと流
体漏洩が発生せず、油圧機器等の破損等の誘因となる等
の不都合があった。

本考案はこれらの点に鑑みてなされたものであり、シー
ル機能を発揮している場合のシール部における摺動抵抗
を小さく維持することができ、また、逆方向の流体圧力
が作用した時に応答性よく設定圧力において確実に流体
漏洩を行なうことができる一方向シールリングを提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の一方向シールリングは、互いに相対移動する２
つの物体間のシールすべき環状の流体流路部分に形成さ
れたシール部材収容空間内に装着された単一部材からな
る環状のシール本体とバックアップリングとを有してお
り、前記シール本体およびバックアップリングは前記流
体流路を仕切る形状とされ、前記シール本体は前記２物
体の各物体側シール面にそれぞれ密着するリング側シー
ル面を有するとともに、前記流体流路の一方向からの流
体圧力により前記両シール面を密着させる方向に移動自
在に形成されており、前記バックアップリングは前記シ
ール本体の各リング側シール面を各物体側シール面に対
して所定圧力で弾力的に押圧するように弾性変形自在に
形成されており、前記シール本体とバックアップリング
の少なくとも一方には、シール本体が前記流体流路の他
方向からの圧力を受けてリング側シール面を物体側シー
ル面から離間させた時に、仕切っている前記流体流路を
連通させる連通路が形成されていることを特徴とする。

〔作用〕

本考案の一方向シールリングによれば、シールすべき方
向からの流体圧力が作用すると、シール部材収容空間内
に流入した流体の圧力によりシール本体が強く押圧され
て、シール本体の各リング側シール面が２物体の各物体
側シール面に密着してシール機能が発揮される。更に、
この場合、バックアップリングの弾力によってもシール
本体が２物体方向に押圧されて一層シール機能が強固な
ものとされる。

一方、シールすべき方向の逆方向からの流体圧力が作用
した場合、その流体圧力がバックアップリングのシール
本体を押圧する圧力を越えると、シール本体がバックア
ップリングを弾性変形させながらリング側シール面を物
体側シール面から離間させる。これによりシール部材収
容空間内に流入した流体は、前記シール本体およびバッ
クアップリングの少なくともとも一方の部分に形成され
た連通路を通って仕切られていた他方の流体流路へ漏洩
する。

従って、バックアップリングによるシール本体の押圧力
調整することにより、逆圧時の流体漏洩の応答性を良く
するとともに確実に動作させることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図から第８図について説明
する。

第１図から第３図は本考案の一実施例を示す。

本実施例の一方向シールリング１１は、ピストン１２と
シリンダ１４との間のシールを行なうものであり、ピス
トン１２の外周部に形成された凹溝１３からなるシール
部材収容空間内に装着されている環状のシール本体１５
とバックアップリング１６とによって構成されている。
一方のシール本体１５は低摩擦係数、低摩耗性を有する
４ふっ化エチレン樹脂や、これに充填剤を混入させたも
のや、他の合成樹脂等の一体成形品であり、２つの物体
であるピストン１２およびシリンダ１４との間のシール
を行なう。すなわち、ピストン１２およびシリンダ１４
の物体側シール面としては、ピストン１２に形成されて
いる凹溝１３の一方の内側面１３ａおよびシリンダ１４
の内周面１４ａとされ、シール本体１５のリング側シー
ル面としては、シール本体１５の側端面１５ａおよび外
周面１５ｂとされている。また、このシール本体１５は
第１図において上方から凹溝１３内へ流体圧力が作用す
ると、各面１５ａ，１５ｂをそれぞれ凹溝１３の内側面
１３ａおよびシリンダ１４の内周面１４ａへ密着させる
ように移動自在とされている。他方のバックアップリン
グ１６はゴム等の弾性部材で製せられている弾性変形自
在なＯリングによって形成されており、シール本体１５
の傾斜面１５ｃと凹溝１３との間に弾性変形させて装着
されていて、シール本体１５の各面１５ａ，１５ｂを凹
溝１３の内側面１３ａおよびシリンダ１４の内周面シリ
ンダ１４の内周面１４ａに対して所定圧力で押圧させて
いる。そして、シール本体１５とバックアップリング１
６の形状は、逆圧の作用時に、シール本体１５が第２図
に示すように、側端面１５ａと内側面１３ａとの間に空
隙を介在させるように移動した時に、両者でピストン１
２とシリンダ１４との間の流体流路を仕切るように形成
され、なおかつ、シール本体１５およびバックアップリ
ング１６には、第２図に示す逆圧作用時に、シール本体
１５およびバックアップリング１６によって仕切られて
いる前記流体流路を相互に連通する連通路が設けられて
いる。本実施例においては、第３図に示すように一方の
バックアップリング１６に３個の凹溝１７を周方向等分
位置に形成することにより、前記連通路を形成ている。

次に、本実施例の作用を説明する。

シール部に圧力が何ら作用しない圧力＝０の場合には、
シール本体１５はバックアップリング１６の弾力によっ
てのみピストン１２およびシリンダ１４側へ押圧され
て、各面１５ａ，１５ｂと内側面１３ａ、内周面１４ａ
とが所定圧力で密着してシールされている。

次に、第１図に示すように、ピストン１２の上側のＡ方
向からシールすべき流体圧力が作用すると、その圧力は
直接シール本体１５に作用して、各面１５ａ，面１５ｂ
をそれぞれ内側面１３ａ、内周面１４ａに強固に押圧し
てシール機能を増大させ、確実なシールを行なうように
なる。この場合、シール本体１５を低摩擦係数の部材で
製することにより、シリンダ１４とシール本体１５との
摺動抵抗を極めて小さく抑えることができる。

次に、第２図に示すように、ピストン１２の下側のＢ方
向から逆圧として流体圧力が作用すると、その流体圧力
がバックアップリング１６によるシール本体１５のピス
トン１２およびシリンダ１４への所定の押圧力を越える
と、シール本体１５が軸方向上方に移動し、シール本体
１５の側端面１５ａと凹溝１３の内側面１３ａとの間に
隙間１８が形成される。この隙間１８が形成されると同
時に、シール本体１５およびバックアップリング１６に
よって隔てられている流体流路のＡ，Ｂ側部分はバック
アップリング１６に形成されている凹溝１７および凹溝
１３を介して連通され、Ｂ側の流体はＡ側に移動する。
従って、本実施例においては、バックアップリング１６
によるシール本体１５の側端面１５ａを凹溝１３の内側
面１３ａへ押圧する所定圧力を大小調整することによ
り、逆圧による流体の漏洩圧力を調整することができる
とともに、その設定圧力に応答性よく応じ、しかも確実
に漏洩させることができ、動作の信頼性が高くなる。

次に、本実施例の動作性能を第９図、第１０図および第
１１図に示す従来例と比較する。

この動作性能は第６図および第７図に示す試験機によっ
て求めた。

すなわち、基台２０上にピストン１２を立設するととも
に、外周に２本の凹溝１３，１３を設け、両凹溝１３内
に圧油Ｐを導びく圧油送給路２１を形成し、このピスト
ン１２に上方から外嵌させたシリンダ１４を、ロッド２
２、ユニバーサルジョイント２３およびロードセル２４
を介して上下動自在な天井部材２５より吊下し、前記両
凹溝１３，１３にそれぞれ本実施例の一方向シールリン
グ１１，１１および従来例を装着して、一方向シール性
およびシリンダ１４とシール本体１５またはシールリッ
プ１ａ、シール部材５との間の摺動抵抗を測定した。

これらの試験に対しては、各一方向シールリング１１，
１とも第７図（ａ）に示すように、圧油送給路２１から
送給されて来る圧油Ｐの圧力が１５０kgf/cm²の時に完
全なシール性を果すことのできる性能を有するものに対
して行なわれた。

一方向シール性の試験は、第７図（ｂ）に示すように、
圧油送給路２１から送給されて来る圧油Ｐが逆圧方向と
なるように各凹溝１３内へ各一方向シールリング１１，
１を装着して行なった。

その結果、本実施例の一方向シールリング１１はバック
アップリング１６の弾力を調整して設定した設定圧力：
１０kgf/cm²で圧油Ｐの漏洩が認められた。第９図の従
来例は、１．６kgf/cm²で圧油Ｐの漏洩が認められた。
第１０図および第１１図の従来例においては、それぞれ
１５０kgf/cm²の逆圧でも未だに圧油Ｐの漏洩が認めら
れなかった。

従って、この一方向シール性試験より、本実施例は逆圧
時の流体の漏洩を設定圧力において応答性よく確実に漏
洩させることができるが、他の従来例は本実施例のよう
に動作することはできなかった。

摺動抵抗の測定は、各一方向シールリング１１，１を第
７図（ａ）の状態にして各凹溝１３内に装着させ、シリ
ンダ１４を５００mm／分の速度で下降させるように天井
部材２５を下降させるとともに、圧油Ｐの圧力を０〜２
００kgf/cm²の範囲で変化させて行なった。

その測定結果は第８図に示す通りであり、本実施例の摺
動抵抗（図中太実線）は圧油Ｐの圧力が上昇しても低く
抑えられており、第９図、第１０図および第１１図に示
す従来例の摺動抵抗（図中、破線、一点鎖線、二点鎖
線）と比べて極めて優れていることが判明した。

本考案の連通路は前記実施例のバックアップリング１６
に形成した凹溝１７の他に、第４図および第５図に示す
ように、シール本体１５の傾斜面１５ｃに１本または複
数本の凹溝１９を形成したり、シール本体１５またはバ
ックアップリング１６に貫通孔を形成する等、シール本
体１５およびバックアップリング１６によって仕切られ
ている流体流路を連通可能なものであればよい。また、
シール本体１５およびバックアップリング１６の形状も
前記実施例の形状の他に、必要に応じて変形するとよ
い。また、一方向シールリング１１をピストン１２側に
形成した凹溝内に装着するようにしてもよい。

また、本考案は前記各実施例に限定されるものではな
く、必要に応じて変更することができる。

〔考案の効果〕

このように本考案の一方向シールリングは構成され作用
するものであるから、シール機能を発揮している場合の
シール部における摺動抵抗を小さく維持することがで
き、また、逆方向の流体圧力が作用した時に応答性よく
設定圧力において確実に流体漏洩を行なうことができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本考案の一方向シールリングの一実
施例を示し、第１図はシール状態を示す要部断面図、第
２図は逆圧力状態を示す断面図、第３図はバックアップ
リングの平面図、第４図は本考案の他の実施例を示す第
１図同様の断面図、第５図は第４図のシール本体部の平
面図、第６図は一方向シールリングの動作特性を求める
試験機の概略図、第７図（ａ）（ｂ）はそれぞれ一方向
シールリングをシール時または逆圧時の装着状態を示す
第６図の要部の断面図、第８図は摺動抵抗と油圧力との
関係を示す動作特性図、第９図から第１１図はそれぞれ
従来の一方向シールリングを示す要部断面図である。 １１……一方向シールリング、１２……ピストン、１３
……凹溝、１３ａ……内側面、１３ｂ……外側面、１４
……シリンダ、１５……シール本体、１５ａ……側端
面、１５ｂ……外周面、１６……バックアップリング、
１７，１９……凹溝、１８……間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに相対移動する２つの物体間のシール
   すべき環状の流体流路部分に形成されたシール部材収納
   空間内に装着された単一部材からなる環状のシール本体
   とバックアップリングとを有しており、前記シール本体
   およびバックアップリングは前記流体流路を仕切る形状
   とされ、前記シール本体は前記２物体の各物体側シール
   面にそれぞれ密着するリング側シール面を有するととも
   に、前記流体流路の一方向からの流体圧力により前記両
   シール面を密着させる方向に移動自在に形成されてお
   り、前記バックアップリングは前記シール本体の各リン
   グ側シール面を各物体側シール面に対して所定圧力で弾
   力的に押圧するように弾性変形自在に形成されており、
   前記シール本体とバックアップリングの少なくとも一方
   には、シール本体が前記流体流路の他方向からの圧力を
   受けてリング側シール面を物体側シール面から離間させ
   た時に、仕切っている前記流体流路を連通させる連通路
   が形成されていることを特徴とする一方向シールリン
   グ。