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JP4332666B2 - Reciprocating sealing device - Google Patents
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JP4332666B2 - Reciprocating sealing device - Google Patents

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Description

本発明は、油圧シリンダやダンパ、自動二輪車のフロントフォーク等におけるように、シリンダ内部に液状流体たとえば油が封入され、ピストンおよびピストンロッドが往復運動する機械要素の密封装置に関する。   The present invention relates to a sealing device for a mechanical element in which a liquid fluid such as oil is sealed inside a cylinder and a piston and a piston rod reciprocate as in a hydraulic cylinder, a damper, a front fork of a motorcycle, and the like.

油圧シリンダやダンパ、自動二輪車のフロントフォーク等におけるように、シリンダ内部に液状流体たとえば油が封入され、ピストンおよびピストンロッドが往復運動する機械要素は、図9に示すように、シリンダ101、ピストン102、ピストンロッド103から構成されている。この機械要素にあっては、ピストンロッド103の軸方向運動を案内すべく、ガイドブッシュ105がシリンダ101内周面に固設されている。シリンダ101の一端、図9でみて上端は閉じられており、他端において、ピストンロッド103の外周面とシリンダ101の内周面間に形成される環状隙間に、封止要素たとえばオイルシール106が密に配設されている。而して、たとえば自動二輪車のフロントフォークにあっては、図9に示すように、シリンダ101の閉じている一端に、空気といった気状流体が封入されている。   As shown in FIG. 9, mechanical elements in which a liquid fluid such as oil is sealed inside the cylinder and the piston and the piston rod reciprocate as in a hydraulic cylinder, a damper, a front fork of a motorcycle, and the like. The piston rod 103 is constituted. In this mechanical element, a guide bush 105 is fixed to the inner peripheral surface of the cylinder 101 in order to guide the axial movement of the piston rod 103. One end of the cylinder 101, the upper end as viewed in FIG. 9, is closed, and at the other end, a sealing element such as an oil seal 106 is inserted into an annular gap formed between the outer peripheral surface of the piston rod 103 and the inner peripheral surface of the cylinder 101. It is densely arranged. Thus, for example, in a front fork of a motorcycle, a gaseous fluid such as air is sealed at one end of the cylinder 101 as shown in FIG.

上記往復運動部材を有する機械要素にあって、ピストンロッドといった往復部材の運動に伴い、液状流体たとえば油は、ガイドブッシュ105内周面とピストンロッド103外周面間を移動する。このことに起因して、ガイドブッシュ105と封止要素(シール)106間の環状空間には、ピストンロッド103の往復運動に伴って正圧・負圧が生じる。図9(a)に示す、ピストンロッド103の伸び行程にあっては、ガイドブッシュ105と封止要素(シール)106間の環状空間には正圧(p>0)が生じ、図9(b)に示す、ピストンロッド103の縮み行程にあっては、ガイドブッシュ105と封止要素(シール)106間の環状空間には負圧(p<0)が生じる。   In the mechanical element having the reciprocating member, the liquid fluid such as oil moves between the inner peripheral surface of the guide bush 105 and the outer peripheral surface of the piston rod 103 in accordance with the movement of the reciprocating member such as the piston rod. As a result, positive pressure and negative pressure are generated in the annular space between the guide bush 105 and the sealing element (seal) 106 as the piston rod 103 reciprocates. In the extension stroke of the piston rod 103 shown in FIG. 9A, positive pressure (p> 0) is generated in the annular space between the guide bush 105 and the sealing element (seal) 106, and FIG. In the contraction stroke of the piston rod 103 shown in FIG. 3, a negative pressure (p <0) is generated in the annular space between the guide bush 105 and the sealing element (seal) 106.

ピストンロッド103の往復運動に伴って生じる、ガイドブッシュ105と封止要素(シール)106間の環状空間における正圧・負圧は、正圧による封止要素(シール)106からの液状流体たとえば油の流出をまた、負圧による外気の吸い込みを招く。このような、液状流体たとえば油の封止要素(シール)106からの流出や封止要素(シール)106からの外気の吸い込みといった問題を解決すべく、封止要素(シール)106の緊迫力を大きくすることがなされてきたが、ピストンロッド103外周面・封止要素(シール)106間の摩擦が大きくなり、エネルギ・ロスや機械要素の円滑な作動を阻害する等の問題を惹起する。   The positive pressure / negative pressure in the annular space between the guide bush 105 and the sealing element (seal) 106 generated by the reciprocating motion of the piston rod 103 is a liquid fluid such as oil from the sealing element (seal) 106 due to the positive pressure. The outflow of air also causes inhalation of outside air due to negative pressure. In order to solve such problems as outflow of liquid fluid such as oil from the sealing element (seal) 106 and suction of outside air from the sealing element (seal) 106, the tightening force of the sealing element (seal) 106 is reduced. Although it has been increased, friction between the outer peripheral surface of the piston rod 103 and the sealing element (seal) 106 is increased, causing problems such as energy loss and hindering smooth operation of the mechanical element.

また、ピストンロッド(プランジャ)外周面周方向に刻設されている溝に埋設されるOリング(シール部材)の負荷を軽減すべく、プランジャの圧力面端部と前記Oリング(シール部材)の間に蓄圧容積部をプランジャ胴部に形成する流体シール構造が開示されている(たとえば特許文献1参照)。
特開平10−61528号公報
Further, in order to reduce the load on the O-ring (seal member) embedded in the groove formed in the circumferential direction of the piston rod (plunger) outer peripheral surface, the pressure surface end of the plunger and the O-ring (seal member) A fluid seal structure is disclosed in which a pressure accumulating volume portion is formed in the plunger barrel portion (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-10-61528

しかしながら、上記流体シール構造によるときは、上記特許文献1の第6頁、図1に示されているプランジャの圧力面端部と燃料加圧チャンバによって形成される空間における圧力の急激かつ1秒間当り数回の頻度の圧力変動に起因するOリング(シール部材)の過大な負荷を緩和することはできるけれども、本願に添付した図9に示すピストンロッド103の縮み行程における、ガイドブッシュ105と封止要素(シール)106間に形成される空間における負圧(p<0)に起因する外気の吸い込みを抑止することはできない。
本発明は、往復運動機械要素におけるピストンロッドの往復運動に起因する、ガイドブッシュと封止要素(シール)間の環状空間における圧力変動を小さくし、液状流体たとえば油の封止要素(シール)からの流出や封止要素(シール)からの外気の吸い込みがなくかつ、封止要素(シール)におけるピストンロッド外周面間の摩擦力を可及的に低い水準とすることができる往復運動用密封装置を提供することを目的とする。
However, when the fluid seal structure is used, the pressure in the space formed by the pressure surface end of the plunger and the fuel pressurization chamber shown in FIG. Although it is possible to relieve an excessive load on the O-ring (seal member) caused by pressure fluctuations several times, the guide bush 105 and the seal are sealed in the contraction stroke of the piston rod 103 shown in FIG. 9 attached to the present application. Inhalation of outside air due to negative pressure (p <0) in the space formed between the elements (seal) 106 cannot be suppressed.
The present invention reduces pressure fluctuations in the annular space between the guide bush and the sealing element (seal) due to the reciprocating motion of the piston rod in the reciprocating machine element, thereby reducing the liquid fluid such as oil sealing element (seal). The sealing device for reciprocating motion that can prevent the outside air from sucking out or sucking outside air from the sealing element (seal) and can reduce the frictional force between the outer peripheral surfaces of the piston rod in the sealing element (seal) to the lowest possible level. The purpose is to provide.

上記課題を解決するための本発明は、シリンダ、ピストン、ピストンロッドを有する往復運動機械要素であって、内部に液状流体が封入されシリンダの一端は閉じており、他端においてピストンロッド外周面とシリンダ内周面間の環状隙間に前記液状流体の封止要素が密に配設されるとともに、該封止要素と前記ピストンロッド軸方向に所定間隔を置いて前記ピストンロッドを案内するガイドブッシュがシリンダ内壁面に固設される往復運動機械要素において、ピストンロッドの往復動に伴うガイドブッシュおよび封止要素からなる空間への流出入液状流体を、往復運動機械要素の外部に設けた、気体が上部空間に封入され下部に前記液状流体が充填されているアキュムレータ下部に管路で連通せしめ、ガイドブッシュおよび封止要素からなる空間における圧力変動を抑制するよう構成してなる往復運動用密封装置である。 The present invention for solving the above problems is a reciprocating mechanical element having a cylinder, a piston, and a piston rod, in which a liquid fluid is enclosed and one end of the cylinder is closed, and at the other end, the piston rod outer peripheral surface and The liquid fluid sealing element is densely disposed in an annular gap between the inner peripheral surfaces of the cylinder, and a guide bush for guiding the piston rod at a predetermined interval in the axial direction of the piston rod with the sealing element. In the reciprocating machine element fixed to the inner wall surface of the cylinder, the liquid flowing into and out of the space consisting of the guide bush and the sealing element accompanying the reciprocating movement of the piston rod is provided outside the reciprocating machine element. The lower part of the accumulator, which is sealed in the upper space and filled with the liquid fluid in the lower part, is connected by a pipe line, and includes a guide bush and a sealing element. A reciprocating sealing device consisting configured to dampen a pressure variation in the space.

本発明の往復運動用密封装置によれば、簡潔な構成にしてピストンロッドの往復動に伴うシリンダ内のガイドブッシュおよび封止要素(シール)間に形成される空間への液状流体の流出入に起因するガイドブッシュおよび封止要素からなる空間における圧力変動を小さな範囲内に抑え得、圧力変動に起因する封止要素(シール)からの液状流体の漏出や外気の吸い込みを能く防止することができる。   According to the reciprocating sealing device of the present invention, liquid fluid can flow into and out of the space formed between the guide bush in the cylinder and the sealing element (seal) in accordance with the reciprocating motion of the piston rod with a simple configuration. The pressure fluctuation in the space consisting of the guide bush and sealing element can be suppressed within a small range, and it is possible to prevent the leakage of liquid fluid from the sealing element (seal) due to the pressure fluctuation and the suction of outside air. it can.

本発明の往復運動用密封装置は、ピストンロッドの往復動に伴うシリンダ内のガイドブッシュおよび封止要素(シール)間に形成される空間への液状流体の流出入(移動)を許容し得る構造によって前記空間における圧力変動を小さな範囲内に維持し得るようにしたものである。而して、圧力変動に起因する封止要素(シール)からの液状流体の漏出や外気の吸い込みを能く防止することができるほか、封止要素(シール)部にかかる圧力を低下させ得るから封止要素(シール)本数を少なくでき、シール部における摩擦力の低減が可能となる。さらに、ガイドブッシュにおける液状流体の流動を許容することで、ガイドブッシュ内周面とピストンロッド外周面間の摩擦力の低減が可能となる。また、ガイドブッシュ内周面における液状流体の移動によってガイドブッシュ内周面とピストンロッド外周面での油膜形成が容易となり摩擦低減も可能となる。本発明の往復運動用密封装置によれば、ピストンロッドの往復動に伴うシリンダ内のガイドブッシュおよび封止要素(シール)間に形成される空間への液状流体の流出入に起因するガイドブッシュおよび封止要素からなる空間における圧力変動は、図9に示す従来の往復運動機械要素における場合の約1/10である。   The reciprocating sealing device of the present invention has a structure that allows liquid fluid to flow in and out (moving) into a space formed between a guide bush in a cylinder and a sealing element (seal) accompanying reciprocal movement of a piston rod. The pressure fluctuation in the space can be maintained within a small range. Thus, it is possible to effectively prevent leakage of liquid fluid from the sealing element (seal) due to pressure fluctuations and inhalation of outside air, and to reduce the pressure applied to the sealing element (seal) part. The number of sealing elements (seal) can be reduced, and the frictional force at the seal portion can be reduced. Further, by allowing the liquid fluid to flow in the guide bush, the frictional force between the guide bush inner peripheral surface and the piston rod outer peripheral surface can be reduced. Further, the movement of the liquid fluid on the inner peripheral surface of the guide bush facilitates the formation of an oil film on the inner peripheral surface of the guide bush and the outer peripheral surface of the piston rod, and also reduces friction. According to the sealing device for reciprocating motion of the present invention, the guide bush caused by the flow of liquid fluid into and out of the space formed between the guide bush in the cylinder and the sealing element (seal) accompanying the reciprocating motion of the piston rod, and The pressure fluctuation in the space composed of the sealing elements is about 1/10 that in the conventional reciprocating mechanical element shown in FIG.

本発明は、ピストンロッドの往復動に伴うシリンダ内のガイドブッシュおよび封止要素(シール)間に形成される空間への液状流体の流出入(移動)を許容し得る構造とすることで、ピストンロッドの往復動に伴うシリンダ内のガイドブッシュおよび封止要素(シール)間に形成される空間への液状流体の流出入に起因するガイドブッシュおよび封止要素からなる空間における圧力変動を小さくし、往復運動機械要素からの液状流体の漏出や封止要素(シール)からの外気の吸い込み等のトラブルを抑止するものである。   The present invention has a structure that allows liquid fluid to flow in and out (moving) into a space formed between a guide bush in a cylinder and a sealing element (seal) that accompanies the reciprocation of a piston rod. The pressure fluctuation in the space consisting of the guide bush and the sealing element due to the flow of liquid fluid into and out of the space formed between the guide bush and the sealing element (seal) in the cylinder due to the reciprocating movement of the rod is reduced, This is to prevent troubles such as leakage of liquid fluid from the reciprocating machine element and inhalation of outside air from the sealing element (seal).

図1に、本発明の一実施例に係る往復運動用密封装置を示す。図1において、1はシリンダであって、図1でみてその上端が閉じられている。2はピストン、3はピストンロッド、4は液状流体たとえば油である。5はガイドブッシュであり、ピストンロッド3の軸方向における往復動をガイドすべく機能し、シリンダ1の内周面に固設されている。而して、ピストンロッド3の往復動に伴ってピストンロッド3外周面は、ガイドブッシュ5内周面と摺動する。6は封止要素たとえばオイルシールであり、シリンダ1の、図1でみて下部の開放端において、シリンダ1の内周面とピストンロッド3外周面とで形成される環状隙間に配設され、シリンダ1内部の液状流体4が外部へ漏出するのを封止すべく機能する。   FIG. 1 shows a reciprocating sealing device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder whose upper end is closed as viewed in FIG. 2 is a piston, 3 is a piston rod, and 4 is a liquid fluid such as oil. A guide bush 5 functions to guide the reciprocating motion of the piston rod 3 in the axial direction, and is fixed to the inner peripheral surface of the cylinder 1. Thus, as the piston rod 3 reciprocates, the outer circumferential surface of the piston rod 3 slides with the inner circumferential surface of the guide bush 5. Reference numeral 6 denotes a sealing element such as an oil seal, which is disposed in an annular gap formed by the inner peripheral surface of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the piston rod 3 at the lower open end of the cylinder 1 as viewed in FIG. 1 It functions to seal leakage of the liquid fluid 4 inside.

7はアキュムレータであって、図1に示すように、その上部に空気、窒素ガスといった気体が封入された空気室が形成され、下部の液状流体たとえば油4は、
流路72を介してシリンダ1におけるガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体たとえば油4と連通している。8は気状流体たとえば空気であって、シリンダ1の閉じている端部側に、図1でみて液状流体4の上部に封入されている。
7 is an accumulator. As shown in FIG. 1, an air chamber in which a gas such as air or nitrogen gas is sealed is formed at the upper portion thereof, and a lower liquid fluid such as oil 4 is
The fluid fluid such as oil 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 in the cylinder 1 is communicated via the flow path 72. 8 is a gaseous fluid such as air, which is sealed on the closed end side of the cylinder 1 and above the liquid fluid 4 as viewed in FIG.

図1に示す、本発明の一実施例に係る往復運動用密封装置の動作を説明する。
図1に示す往復運動用機械要素において、ピストンロッド3が突出する、図9に(a)に示す伸び行程においては、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体たとえば油4の圧力が上昇する。そうすると、液状流体4は流路72を通ってアキュムレータ7内に流入し、アキュムレータ7上部の空気室71内のガス体を圧縮する。こうして、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体4の圧力上昇が吸収される。
The operation of the sealing device for reciprocating motion according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
In the mechanical element for reciprocating motion shown in FIG. 1, the piston rod 3 protrudes, and in the extending stroke shown in FIG. 9A, the liquid in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6. The pressure of the fluid, for example oil 4, increases. Then, the liquid fluid 4 flows into the accumulator 7 through the flow path 72 and compresses the gas body in the air chamber 71 above the accumulator 7. In this way, the pressure increase of the liquid fluid 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 is absorbed.

一方、ピストンロッド3がシリンダ1内に収蔵される、図9(b)に示す縮み行程にあっては、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体たとえば油4の圧力が下降する。そうすると、アキュムレータ7内の空気室71において圧縮されていたガス体が膨張し、アキュムレータ7内の液状流体たとえば油4を、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間に流路72を経て流入せしめる。こうして、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間の圧力降下延いては負圧が解消される。   On the other hand, in the contraction stroke shown in FIG. 9B in which the piston rod 3 is stored in the cylinder 1, a liquid fluid such as oil in an annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6. 4 pressure drops. Then, the gas body compressed in the air chamber 71 in the accumulator 7 expands, and the liquid fluid in the accumulator 7 such as oil 4 flows into the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6. It flows in through the path 72. In this way, the pressure drop and the negative pressure in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 are eliminated.

発明者らは本発明をなすに際し、自動二輪車のフロントフォークを模して、モータによって偏心カムを回転させ、コネクティングロッド、直線ガイドによってピストンロッドが直線運動する試験装置を作製した。この試験装置において、車輪をつけたフォークを押すことでピストンロッドを相対的に往復動させた。このとき、シリンダ(フォーク)に加わる反力を歪ゲージで検出した。また、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体たとえば油4の圧力変動を、圧力センサによって検出した。偏心カムの回転数が4.2rpmおよび120rpmの場合について、データを採った。   In making the present invention, the inventors made a test apparatus in which an eccentric cam was rotated by a motor, a piston rod was linearly moved by a connecting rod and a linear guide, imitating a front fork of a motorcycle. In this test apparatus, the piston rod was reciprocated relatively by pushing a fork with wheels. At this time, the reaction force applied to the cylinder (fork) was detected with a strain gauge. Moreover, the pressure fluctuation of the liquid fluid, for example, oil 4, in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 was detected by a pressure sensor. Data were taken for eccentric cam rotation speeds of 4.2 and 120 rpm.

図2に、図9に示す往復運動用機械要素を用いたときについて、偏心カムの回転数が4.2rpmの場合の結果を、図3に、偏心カムの回転数が120rpmの場合の結果を示す。なお、何れの場合も、車輪とフロントフォーク軸心の相対位置変動に起因する、ピストンロッドの軸心に垂直な方向の荷重(横荷重)は、
245Nである。図3に示すように、図9に示す往復運動用機械要素を用いたときについて、偏心カムの回転数が120rpmとした場合、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動(点線で示す)は、+250kPa〜-80kPa間で変動している。
FIG. 2 shows the results when the reciprocating mechanical element shown in FIG. 9 is used, and the results when the eccentric cam rotation speed is 4.2 rpm. FIG. 3 shows the results when the eccentric cam rotation speed is 120 rpm. Show. In either case, the load (lateral load) in the direction perpendicular to the axis of the piston rod caused by the relative position fluctuation between the wheel and the front fork axis is
245N. As shown in FIG. 3, when the reciprocating mechanical element shown in FIG. 9 is used, an annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 when the rotational speed of the eccentric cam is 120 rpm. The pressure fluctuation (indicated by the dotted line) of the liquid fluid (oil) 4 in the figure fluctuates between +250 kPa and -80 kPa.

図1に示す本発明の一実施例について、偏心カムの回転数が4.2rpmのときの反力(摩擦力)およびガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を図4に、偏心カムの回転数が120rpmのときのそれらを図5に示す。図4および図5から明らかなように、偏心カムの回転数が4.2rpmのときのガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力は、10kPaの水準で安定している。また、偏心カムの回転数が120rpmのときのガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力は、0kPa〜+30kPaの間で安定している。このように、本発明によって、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動がきわめて低い水準に、安定して維持されている。   1, the reaction force (frictional force) when the rotational speed of the eccentric cam is 4.2 rpm and the liquid state in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 are used. FIG. 4 shows the pressure fluctuation of the fluid (oil) 4 and FIG. 5 shows the case where the rotation speed of the eccentric cam is 120 rpm. As is clear from FIGS. 4 and 5, the pressure of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 when the rotational speed of the eccentric cam is 4.2 rpm is as follows. It is stable at a level of 10 kPa. The pressure of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 when the rotational speed of the eccentric cam is 120 rpm is stable between 0 kPa and +30 kPa. . Thus, according to the present invention, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 is stably maintained at a very low level.

(参考例1)
図6に、本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す。図6において、図1におけると同一の符号は実施例1におけると同一の要素である。この参考例においては、図6に示すように、ガイドブッシュ15の外周面に軸方向に延在する溝51が刻設されている。而して、ガイドブッシュ15および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4は、このガイドブッシュ15の外周面に刻設されている軸方向に延在する溝51を介して、ガイドブッシュ15とピストン2によって形成される空間における液状流体4と連通状態となる。これによって、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ15および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を緩和する。
(Reference Example 1)
FIG. 6 shows a reciprocating sealing device as a reference example related to the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals as in FIG. 1 are the same elements as in the first embodiment. In this reference example , as shown in FIG. 6, a groove 51 extending in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the guide bush 15. Thus, the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 15 and the sealing element (seal) 6 is an axially extending groove formed on the outer peripheral surface of the guide bush 15. Via 51, the liquid fluid 4 communicates with the space formed by the guide bush 15 and the piston 2. Thereby, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 15 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating motion of the piston rod 3 is reduced.

(参考例2)
図7に、本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す。図7において、図1におけると同一の符号は実施例1におけると同一の要素である。この参考例においては、図7に示すように、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4と、ガイドブッシュ5とピストン2によって形成される空間における液状流体4を、液状流体用管路73によって連通状態となるよう構成している。これによって、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を緩和する。
(Reference Example 2)
FIG. 7 shows a reciprocating sealing device as a reference example related to the present invention. 7, the same reference numerals as in FIG. 1 are the same elements as in the first embodiment. In this reference example , as shown in FIG. 7, the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6, and the space formed by the guide bush 5 and the piston 2. The liquid fluid 4 is configured to communicate with the liquid fluid conduit 73. Thereby, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating motion of the piston rod 3 is reduced.

(参考例3)
図8に、本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す。図8において、図1におけると同一の符号は実施例1におけると同一の要素である。この参考例においては、図8に示すように、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4と、ピストン2とシリンダ1の閉じた端部によって形成される空間における液状流体4を、液状流体用管路74によって連通状態となるよう構成している。これによって、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を緩和する。
(Reference Example 3)
FIG. 8 shows a reciprocating sealing device as a reference example related to the present invention. 8, the same reference numerals as in FIG. 1 are the same elements as in the first embodiment. In this reference example , as shown in FIG. 8, the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 and the closed ends of the piston 2 and the cylinder 1 are used. The liquid fluid 4 in the space to be formed is configured to be in communication with the liquid fluid pipe 74. Thereby, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating motion of the piston rod 3 is reduced.

(参考例4)
ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間に、その内部に空気、窒素ガスといった気体が封入されている可撓性部材からなるドーナッツ状の膨張・収縮要素を配設した。而して、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を、内部に空気、窒素ガスといった気体が封入されている可撓性部材からなるドーナッツ状の膨張・収縮要素で吸収する。
(Reference Example 4)
An annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 is provided with a donut-like expansion / contraction element made of a flexible member in which a gas such as air or nitrogen gas is enclosed. . Thus, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating motion of the piston rod 3 is changed to a gas such as air or nitrogen gas. It is absorbed by a donut-like expansion / contraction element made of a flexible member in which is encapsulated.

(参考例5)
ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間に、その内部に空気、窒素ガスといった気体が封入されている環状ベローズを配設した。而して、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を、内部に空気、窒素ガスといった気体が封入されている環状ベローズで吸収する。
(Reference Example 5)
In an annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6, an annular bellows in which a gas such as air or nitrogen gas is enclosed is disposed. Thus, the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating motion of the piston rod 3 is changed to a gas such as air or nitrogen gas. Is absorbed by the annular bellows in which is encapsulated.

(参考例6)
この参考例においては、封止要素(シール)6の液状流体4に接する側に、非透液性膜で被覆されているスポンジ状体または、前記非透液性膜の内部に気体を封入した要素を隣接して配設し、ピストンロッド3の往復動に伴う、ガイドブッシュ5および封止要素(シール)6によって形成される環状空間における液状流体(油)4の圧力変動を、前記封止要素(シール)6の液状流体4に接する側に配設した非透液性膜で被覆されているスポンジ状体または、前記非透液性膜の内部に気体を封入した要素で吸収する。
(Reference Example 6)
In this reference example , on the side of the sealing element (seal) 6 that is in contact with the liquid fluid 4, a sponge-like body covered with a non-permeable membrane or a gas is enclosed in the non-permeable membrane. The elements are disposed adjacent to each other, and the pressure fluctuation of the liquid fluid (oil) 4 in the annular space formed by the guide bush 5 and the sealing element (seal) 6 due to the reciprocating movement of the piston rod 3 is reduced by the sealing. The element (seal) 6 is absorbed by a sponge-like body covered with a non-permeable membrane disposed on the side in contact with the liquid fluid 4 or an element in which a gas is sealed inside the non-permeable membrane.

本発明の一実施例に係る往復運動用密封装置を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing a reciprocating sealing device according to an embodiment of the present invention. 従来の往復運動用密封装置を用いて4.2サイクル/分のピストン往復動を行ったときの摩擦力およびガイドブッシュ・封止要素(シール)間の圧力変動を示すグラフGraph showing friction force and pressure fluctuation between guide bush and sealing element (seal) when piston reciprocating at 4.2 cycles / min using a conventional reciprocating sealing device 従来の往復運動用密封装置を用いて、120サイクル/分のピストン往復動を行ったときの摩擦力およびガイドブッシュ・封止要素(シール)間の圧力変動を示すグラフGraph showing frictional force and pressure fluctuation between guide bush and sealing element (seal) when piston reciprocating motion is performed 120 cycles / min using a conventional sealing device for reciprocating motion 本発明の一実施例に係る往復運動用密封装置を用いて、4.2サイクル/分のピストン往復動を行ったときの摩擦力およびガイドブッシュ・封止要素(シール)間の圧力変動を示すグラフThe frictional force and the pressure fluctuation between the guide bush and the sealing element (seal) when the piston is reciprocated by 4.2 cycles / min using the reciprocating sealing device according to one embodiment of the present invention are shown. Graph 本発明の一実施例に係る往復運動用密封装置を用いて、120サイクル/分のピストン往復動を行ったときの摩擦力およびガイドブッシュ・封止要素(シール)間の圧力変動を示すグラフThe graph which shows the frictional force and the pressure fluctuation between a guide bush and a sealing element (seal) when a piston reciprocating motion is performed 120 cycles / min using the sealing device for reciprocating motion which concerns on one Example of this invention. 本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す縦断面図The longitudinal cross-sectional view which shows the sealing device for reciprocating motion as a reference example relevant to this invention 本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す縦断面図The longitudinal cross-sectional view which shows the sealing device for reciprocating motion as a reference example relevant to this invention 本発明に関連する参考例としての往復運動用密封装置を示す縦断面図The longitudinal cross-sectional view which shows the sealing device for reciprocating motion as a reference example relevant to this invention 従来の往復運動機械要素の一例を示す縦断面図A longitudinal sectional view showing an example of a conventional reciprocating mechanical element

1 シリンダ
2 ピストン
3 ピストンロッド
4 液状流体
5 ガイドブッシュ
6 封止要素(シール)
7 アキュムレータ
8 気状流体
15 ガイドブッシュ
51 溝
71 空気室
72 流路
73 液状流体用管路
74 液状流体用管路
101 シリンダ
102 ピストン
103 ピストンロッド
104 液状流体
105 ガイドブッシュ
106 封止要素(シール)
108 気状流体
1 Cylinder 2 Piston 3 Piston Rod 4 Liquid Fluid 5 Guide Bush 6 Sealing Element (Seal)
7 Accumulator 8 Gaseous fluid 15 Guide bush 51 Groove 71 Air chamber 72 Channel 73 Liquid fluid conduit 74 Liquid fluid conduit 101 Cylinder 102 Piston 103 Piston rod 104 Liquid fluid 105 Guide bush 106 Sealing element (seal)
108 Gaseous fluid

Claims (1)

シリンダ、ピストン、ピストンロッドを有する往復運動機械要素であって、内部に液状流体が封入されシリンダの一端は閉じており、他端においてピストンロッド外周面とシリンダ内周面間の環状間隙に前記液状流体の封止要素が密に配設されるとともに、該封止要素と前記ピストンロッド軸方向に所定間隔を置いて前記ピストンロッドを案内するガイドブッシュがシリンダ内壁面に固設される往復運動機械要素において、ピストンロッドの往復動に伴うガイドブッシュおよび封止要素からなる空間への流出入液状流体を、往復運動機械要素の外部に設けた、気体が上部空間に封入され下部に前記液状流体が充填されているアキュムレータ下部に管路で連通せしめ、ガイドブッシュおよび封止要素からなる空間における圧力変動を抑制するよう構成してなる往復運動用密封装置。 A reciprocating mechanical element having a cylinder, a piston, and a piston rod, in which liquid fluid is enclosed and one end of the cylinder is closed, and at the other end, the liquid is placed in an annular gap between the piston rod outer peripheral surface and the cylinder inner peripheral surface. A reciprocating machine in which a sealing element for fluid is closely arranged and a guide bush for guiding the piston rod at a predetermined interval in the axial direction of the piston rod is fixed to the inner wall surface of the cylinder In the element, a liquid fluid flowing into and out of the space consisting of the guide bush and the sealing element accompanying the reciprocating movement of the piston rod is provided outside the reciprocating mechanical element, the gas is enclosed in the upper space, and the liquid fluid is in the lower part. Connect the lower part of the accumulator filled with a pipe to suppress pressure fluctuations in the space consisting of the guide bush and sealing element. Configuration reciprocates sealing device comprising.
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