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JP4229987B2 - シャフトワイパーシール - Google Patents

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Description

技術分野
本発明は、一般的にロッド/シャフトワイパーに関する。より詳細には、本発明は、油圧シリンダ等のロッドに関するワイパーシールに関する。
本分野の背景
油圧シリンダ等に関する現在既知のロッドワイパー構造は、リングにより形成されたアパーチュアを通り軸線方向に可動なロッドまたは軸を磨いたり、拭くように配置された少なくとも一つの周リップを有する弾性まだは金属リングを一般的に利用する。現在知られているロッドワイパー構造を使用するときに直面する１つの問題は、リップまたは別の隣接するキャビティの周りにくずが累積され、シャフトが内部に引き込まれる際に、このくずが油圧シリンダに進入してしまうことである。別の問題は、ある種の設計によるリップは、シールハウジングから軸線外方に延びて、多くの場合、粗い面と接触し、ワイパーのリップに損傷を与えることである。ワイパーのリップが損傷を受けると、ごみ、または別の汚染物がシリンダの内部キャビティに進入することになる。
既知のシールの取付けにも、問題があることが証明された。過去において、金属支持部材が、取付け工程において助けとなるより強固な部材を形成するためにワイパー部材に固定されており、ワイパーシールと、ハウジングまたはこのワイパーシールが挿入される部材との間で締まり嵌めを可能にする。ワイパーシール取付けツールが利用されるにしても、適切な取付けツールを使用しないで、取付け者がワイパーシールを取付けるのにハンマーを使用することは一般的な実行方法である。既知のワイパーシール上を何回もハンマーで打ちつけることは、金属支持部材に損失を与え、このためワイパー部材にも損失を与えることになる。
本発明は、上述の問題の１か、２以上を解決するものである。
本発明の開示
本発明の１態様において、ワイパーシールが形成されており、基準軸線を備える。ワイパーシールは、ハウジング内に固定され、軸線方向に可動なシャフトの面を清浄にするように作用する。ワイパーシールは、弾性部材と金属支持部材とを含む。弾性部材は、基準軸線に垂直である第１のほぼ平坦な面と、第２のこれに対向する面と、基準軸線に対しほぼ平行な外側外周面および基準軸線に関し円弧角を形成する内側周縁面とを有する。ワイパー部分が、第１のほぼ平坦な面と内側周縁面との交差点によって形成される。全体的に鋭利な角が、第１のほぼ平坦な面が外側の周縁面と交差することによって形成されている。金属支持部材は、外側周縁面に沿って延びており、これに固定された第１の脚部部分と、第１のほぼ平面の一部に沿って延びており、これに固定された第２の脚部部分とを有する。第１および第２の脚部部分は内面をそれぞれ有しており、各内側面の交差点は、外周面と弾性部材の第１のほぼ平坦な面の交差点と一致する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施例を組み入れたシャフトシール構造が中に配置されているハウジングの一部の概略図である。
図２は、軸線方向に可動なシャフトがシール構造を貫通して配置された状態の図１のハウジングおよびシール構造の概略図である。
図３は、矢印が、バッファシールとシール構造のリップシールとに作用する加圧流体の存在を表すようにしている、図２の概略図である。
本発明を実施するのに最良の形態
図、より詳細には図１から３を参照すると、シール構造10が、軸線方向の可動シャフト12とハウジング14との間の加圧流体をシールするのに図示されている。シール構造は、ワイパーシール16と、バックアップリング19を有するバッファシール18と、半径方向リップシール20と摩耗ストリップ22とを含む。シャフト12の中心線は、シール16,18,20のそれぞれに関する基準線23として利用する。
ハウジング14は、全体的に平坦な端部面26から内方に延びるこれの一端に形成された凹部24を有する。第１の溝28はハウジング内に形成されており、バッファシール18を受取るような大きさであり、第２の溝30はハウジング内に形成されており、半径方向のリップシール20を受取るような大きさである。ボア32がハウジング内に形成されており、摩耗ストリップ22を受取る。
ワイパーシール16は、図２に見られるようにシャフトが左に動くと、シャフト12からの挨および別の汚れを清浄するように作用する。これは、半径方向リップシール20またはバッファシール18が汚染物に曝されることによって損傷を受ける可能性を排除する。
半径方向のリップシール20は、高圧流体を含む流体室34から流体が漏れることを防ぐように、公知の手段で作用する。
バッファシール18は流体室34内の高圧を緩和し、かつ、シールするように作用する。図３の矢印は、バッファおよび半径方向リップシール18,20のそれぞれに作用する圧力をグラフ的に示している。半径方向のリップシール20がたとえ高レベルの圧力に耐えなければならないにしても、バッファシール18は半径方向のリップシール20よりも大きい急激な圧力レベルを通常受けることがわかる。
ワイパーシール16は弾性部材40と金属支持部材42とを含む。弾性部材40は、基準軸線23に対しほぼ垂直である第１のほぼ平坦な面44と、これとは反対側の面46と、基準軸線23に対しほぼ平行である外側周縁面48と、内側周縁面50とを有する。
第１のほぼ平坦な面44が外側周縁面48に隣接する段部分52を有する。ワイパーシールが取付けられた状態では、第１のほぼ平坦な面44がハウジング14の平坦な端部面26と同一の高さである。
内側外周面50は基準軸線23に対し鋭角を形成し、この鋭角は、約30度未満が好ましいが、約５度未満でないほうがよい。多くの用途において、角度は10度から20度までであることが好ましい。ワイパー部分54は、第１のほぼ平坦な面44と内側外周面50との間の交差によって形成される。
全体的に鋭利な角56が外側周縁面48と段部分52の面58との交差部分によって弾性部材40の上に形成される。
金属支持部材42は第１の脚部60と第２の脚部62とを有する。第１の脚部60は各内側及び外側面64,66を有しており、第２の脚部は内側および外側面68,70それぞれを有する。第１の脚部60は外側周縁面48に沿って延びており、第２の脚部62は段付き部分52の表面58に沿って延びている。各内側面64,68の交差部は外側周縁面48と段部分52の表面58の交差部と一致している。金属支持部材42の第１及び第２の脚部60,62の内側面64,68のそれぞれは弾性部材40に接着剤で結合されている。
第２の脚部62の外側面70は、弾性部材40の第１の実質的に平坦な面44とハウジング14の平坦面26とほぼ一致している。外側面66,70の交差部の半径は、該交差部と凹部24の曝露面との間に汚染物が溜まるのを最小にし、凹部24と金属支持部材42の外側面66との間の摩擦接触量を最大にするために、所定の最小の大きさに保持される。ワイパー部分54の周りの位置における領域には、ポケット、キャビティまたは凹部がない。従って、異物がこれらの領域に集積されることはなく、集積された異物が半径方向リップシール20またはバッファシール18の方向に進入することがなくなる。
ワイパーシール16をこれ自体で使用してもよいし、または別の種類のシールと組み合せて使用してもよい。図で図示されている使用は例示にすぎず、ワイパーシール16の使用を制限するものではない。
産業上の利用可能性
作用中には、シャフト２４が図において左方向に動くと、ワイパーシール16のワイパー部分54が該シャフト12の面を清浄する。弾性部材40の第１の実質的に平坦な面44と、金属支持部材42の外面70をハウジング14の平坦端部面26とほぼ同じ高さにすることによって、どんなごみもワイパー部分54近くに収集されることはない。更に、本発明のワイパーシール16が油圧シリンダ等に使用される場合、ワイパー部分54は、ハウジング14から離れて外方向に延びて、凹凸面又は粗い面に曝されることがなくなる。これらの凹凸面又は粗い面としては、アイレットがシリンダロッドに溶接された部分や、仕上げられていないシャフトまたはロッドの領域がある。
内側周縁面50の基準軸線23に対する鋭角は、ワイパー部分54とシャフト12との間に作用する力の大きさを制御する助けとなるように機能する。この角度を30度未満に維持することによって、力を制御でき、ワイパー部分54は、該ワイパー部分を使用中に内方に押し出そうとする傾向に抵抗するのに十分な背圧力をもつことができる。
第１脚部60と、第２脚部62との交差部において小半径を形成する第２の脚部62は、ワイパーシール16を凹部24に取付けるとき、組立て者が打ち付けて組立てるような頑丈な面を与えるように機能する。ほとんどの組立て者は、ワイパーシールを取付けるのに特別の工具を使用しないので、組立て中にハンマーの打撃に対することのできる充分な耐久性を有するワイパーシールを形成することが重要である。

Claims (6)

  1. 基準軸線(23)を有し、ハウジング(14)に固定され、これを貫通して軸線方向に可動な軸(12)の表面を清浄するように作用するワイパーシール(16)であって、
    前記軸線(23)に垂直な第１のほぼ平坦な面(44)と、これとは反対側に位置する第２の面(46)と、前記軸線(23)と実質的に平行な外側周縁面(48)と、前記軸線(23)に対し鋭角を形成する内側周縁面(50)とを有しており、ワイパー部分(54)が、シールの半径方向最内方部分において、前記第１の実質的に平坦な面(44)と前記内側周縁面(50)との交差部によって形成されており、前記ワイパー部分は、シールを貫通して軸線方向に可動に配置された前記軸に対して緊密に接触する凹部のない領域を形成しており、前記実質的に平坦な面(44)と前記外側周縁面(48)との交差部が実質的に鋭利な角部(56)を形成するようになった弾性部材(40)と、
    前記外側周縁面(48)に沿って延び、これに固定されている第１の脚部(60)と、前記実質的に平坦な面(44)の一部に沿って延び、これに固定されている第２の脚部(62)とを有しており、前記第１および第２の脚部(60.62)が、それぞれ互いに交差する内側面(64,68)を有しており、前記各内側面(64,68)の交差部が、前記弾性部材(40)の前記外側周縁面(48)と前記第１の実質的に平坦な面(44)の前記交差部と一致するようになっている金属支持部材(42)と、
    からなることを特徴とするワイパーシール(16)。
  2. 前記弾性部材(40)の前記第１の実質的に平坦な面(44)が段付き部分(52)を有しており、前記金属支持部材(42)の前記第２脚部(62)が前記段付き部分(52)に配置されていることを特徴する請求項１に記載のワイパーシール(16)。
  3. 前記第１および第２の脚部(60,62)の各々が、外側面(66,70)を有しており、前記各脚部(60,62)の前記外側面(66,70)の交差部が所定の最小大きさの半径を形成することを特徴とする請求項１に記載のワイパーシール(16)。
  4. 前記内側周縁面(50)と前記軸線(23)との間に形成された前記鋭角は30度未満であることを特徴とする請求項１に記載のワイパーシール(16)。
  5. 前記鋭角は10から20度の間であることを特徴とする請求項３に記載のワイパーシール(16)。
  6. 前記金属支持部材(42)は前記弾性部材(40)と接着剤で結合されていることを特徴とする請求項１に記載のワイパーシール(16)。
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