專利名稱：U型墊圈以及流體單動(dòng)壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸的活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞所間隔的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封的U型墊圈、以及包括該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸。
背景技術(shù)：
使用油壓或水壓等的流體壓缸內(nèi)有，將工作流體只供給活塞的底部側(cè)而產(chǎn)生直線驅(qū)動(dòng)力的流體單動(dòng)壓缸。該流體單動(dòng)壓缸是使用，在工作流體的作用下不讓工作流體從底部側(cè)向相對(duì)的拉桿側(cè)泄漏而維持兩者間的流體密封的U型墊圈。
以下通過(guò)圖7來(lái)說(shuō)明關(guān)于使用該種U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的一例子。該圖7所示是本發(fā)明背景技術(shù)中使用U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的例子的剖面圖，記載于日本專利特開(kāi)2003-49806號(hào)公報(bào)(特許文獻(xiàn)1)中。
該流體單動(dòng)壓缸30包括，壓缸本體25、該壓缸本體25內(nèi)流體密封的滑動(dòng)的活塞26、前端上具有上述活塞并將由工作流體產(chǎn)生的直線驅(qū)動(dòng)力向外輸出的活塞拉桿27。
活塞26的外周上設(shè)有密封槽26a，該密封槽26a內(nèi)設(shè)有維持被活塞26分割的底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間的流體密封的U型墊圈23。
壓缸本體25的底部側(cè)由壓缸頭部25a封閉，該壓缸頭部25a上設(shè)有為了讓工作流體流通的通路25c。壓缸本體25的拉桿側(cè)是由使活塞拉桿26流體密封的且可滑動(dòng)的突出的壓缸頭部25b封閉。
流體單動(dòng)壓缸30在驅(qū)動(dòng)時(shí)接受向底部側(cè)流體室Ca提供的工作流體，將活塞26向該圖的上方擠壓上升，非驅(qū)動(dòng)時(shí)(即活塞26下降時(shí))對(duì)活塞拉桿27方向的負(fù)荷擠壓而活塞26下降。
此時(shí)，U型墊圈23雖然在防止工作流體在自底部側(cè)流體室Ca向拉桿側(cè)流體室Cb的泄漏，但無(wú)法完全防止泄露，這時(shí)，溜入拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體阻止活塞26達(dá)到最上限的位置。
為此，該流體單動(dòng)壓缸30要想活塞26達(dá)到上限時(shí)，就要包括使溜入拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體回流到底部側(cè)流體室Ca的控制機(jī)構(gòu)28。
該控制機(jī)構(gòu)28包括，位于比上述U型墊圈23更在拉桿側(cè)的、自拉桿側(cè)流體室Cb向底部側(cè)流體室Ca相通的、設(shè)置于活塞26和活塞拉桿27之間的流體通路28a、28b、28c以及設(shè)有朝向流體通路28c的底部側(cè)流體室Ca的出口的控制閥28d。
控制閥28d在拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力大于底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力時(shí)，允許工作流體從拉桿側(cè)流體室Cb向底部側(cè)流體室Ca流通。
如此，對(duì)于包括該控制機(jī)構(gòu)28的流體單動(dòng)壓缸30，要想活塞26達(dá)到上限時(shí)，拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力大于底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力時(shí)，就要拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體向底部側(cè)流體室Ca回流，活塞26才能順利的達(dá)到該上限。
然而，這樣的控制機(jī)構(gòu)28必須有控制閥28d，又在活塞26或活塞拉桿27上必須設(shè)置流體通路28a、28b、28c，這些都需要成本。
作為解決該問(wèn)題的方法，最好使密封功能為主要目的的U型墊圈來(lái)承擔(dān)控制功能，關(guān)于這些也有如特公昭49-49330號(hào)公報(bào)(第2圖、第3圖)、實(shí)開(kāi)昭59-51232號(hào)公報(bào)(第2圖、第3圖、第4圖)、實(shí)開(kāi)平6-51658號(hào)公報(bào)(圖1)、特開(kāi)平8-35504號(hào)公報(bào)中所記載的技術(shù)提案。
然而，無(wú)論如何還沒(méi)有能適用像本發(fā)明在拉桿側(cè)流體室Cb和底部側(cè)流體室Ca之間非常高壓的工作流體進(jìn)行平衡條件這樣嚴(yán)苛環(huán)境的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了改善上述問(wèn)題，提供一種嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封這樣嚴(yán)苛環(huán)境下也能發(fā)揮控制功能的U型墊圈，以及使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸。
本發(fā)明的U型墊圈，其嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封，將該U型墊圈的開(kāi)口側(cè)當(dāng)作上述底部側(cè)使用，其設(shè)有連通上述開(kāi)口側(cè)和非開(kāi)口側(cè)的回流孔，該U型墊圈在上述密封槽內(nèi)移動(dòng)方式為上述底部側(cè)的工作流體壓(以下稱正壓)比上述拉桿側(cè)的工作流體壓(以下稱背壓)大時(shí)，上述回流孔被上述密封槽的拉桿側(cè)側(cè)壁封閉，當(dāng)上述背壓比上述正壓大時(shí)，上述回流孔對(duì)應(yīng)上述拉桿側(cè)側(cè)壁處敞開(kāi)。
又，本發(fā)明的流體單動(dòng)壓缸使用上述U型墊圈。
本發(fā)明的U型墊圈是嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)、設(shè)有為維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間流體密封的回流孔，該U型墊圈通過(guò)在密封槽內(nèi)移動(dòng)將回流孔開(kāi)關(guān)而發(fā)揮著控制功能，因此該嚴(yán)苛的環(huán)境下也能發(fā)揮控制功能。
又，本發(fā)明的流體單動(dòng)壓缸由于使用上述U型墊圈，因此將該U型墊圈的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
以下配合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。


圖1所示是本發(fā)明U型墊圈的第一實(shí)施例，其中圖1(a)是其正面圖、圖1(b)是其剖面圖、圖1(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖、圖1(d)是圖1(c)的U型墊圈部分的放大圖、圖1(e)是相對(duì)于圖1(d)該U型墊圈向底部側(cè)移動(dòng)后狀態(tài)的放大圖。
圖2所示是本發(fā)明U型墊圈的第二實(shí)施例，其中圖2(a)是U型墊圈的正面圖、圖2(b)是U型墊圈的剖面圖、圖2(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖。
圖3所示是本發(fā)明U型墊圈的第三實(shí)施例，其中圖3(a)是U型墊圈的正面圖、圖3(b)是U型墊圈的剖面圖、圖3(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖。
圖4所示是本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例，其中圖4(a)是其構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的卡環(huán)的正面圖、圖4(b)是其重要部分的剖面圖、圖4(c)是其構(gòu)成同一密封結(jié)構(gòu)的U型墊圈的正面圖、圖4(d)是其重要部分的剖面圖、圖4(e)是其他實(shí)施例的卡環(huán)的其重要部分的剖面圖。
圖5(a)是使用圖4(a)~(d)的密封結(jié)構(gòu)的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖、圖5(b)~(e)是其密封結(jié)構(gòu)的控制功能的說(shuō)明圖。
圖6(a)所示是本發(fā)明的構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的第五實(shí)施例的U型墊圈的正面圖、圖6(b)是其重要部分的剖面圖、圖6(c)是說(shuō)明密封結(jié)構(gòu)的控制功能的重要部分的剖面圖、圖6(d)是圖6(c)的剖面圖。
圖7是背景技術(shù)的使用U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的例子的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
第一大部分實(shí)施例1圖1所示是本發(fā)明U型墊圈的第一實(shí)施例，其中圖1(a)是正面圖、圖1(b)是剖面圖、圖1(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖、圖1(d)是圖1(c)的U型墊圈部分的放大圖、圖1(e)是相對(duì)于圖1(d)該U型墊圈向底部側(cè)移動(dòng)后的狀態(tài)放大圖。
圖1(a)、(b)所示的U型墊圈3，它的整體呈環(huán)狀，通過(guò)中心的平面上切斷的斷面為略呈U字狀，它的開(kāi)口側(cè)在自然狀態(tài)下在環(huán)狀U型墊圈3的外徑方向、內(nèi)徑方向上的外唇緣部3a、內(nèi)唇緣部3b均呈擴(kuò)大形狀，該U型墊圈3設(shè)有連通開(kāi)口側(cè)與非開(kāi)口側(cè)的回流孔1。
外唇緣部3a、內(nèi)唇緣部3b之間形成的空間部分稱為開(kāi)口部3c，上述回流孔1是連通著U型墊圈3的非開(kāi)口側(cè)與開(kāi)口側(cè)的開(kāi)口部3c。
又，回流孔1是設(shè)置于U型墊圈的非開(kāi)口側(cè)的圓周上的等分位置上，具體而言，該回流孔1是在U型墊圈3的橡膠體成形時(shí)，將剛體回流孔成形體1a在U型墊圈的能形成并維持該回流孔1的必要部位的表面上未露出表面(突出)的方式埋入而成的。
其中，必要部位是指，就算U型墊圈3在高壓環(huán)境下使用時(shí)變形等的情況下該回流孔成形體1a也能維持該回流孔1，而正是設(shè)置上述回流孔1所需位置的附近。
該回流孔成形體1a在本實(shí)施例中呈長(zhǎng)方體形狀，其相對(duì)二面的中心部分由回流孔1貫通。
外唇緣部3a的軸向端緣的重要位置上形成有使回流孔1和開(kāi)口部3c內(nèi)的工作流體向U型墊圈3的外周側(cè)流通的流體凹槽3d。
U型墊圈3的材料與通常的U型墊圈相同，該材料的功能為，在自然狀態(tài)下它的形狀與嵌入槽的內(nèi)外徑吻合，當(dāng)安裝時(shí)，它的內(nèi)徑可以比該槽的外徑擴(kuò)大的程度伸縮，又，對(duì)應(yīng)正壓(是指作用于開(kāi)口側(cè)的工作流體的壓力)時(shí)外唇緣部3a與壓缸的內(nèi)周面、內(nèi)唇緣部3b與上述槽的底周面以流體密封的緊密接觸而發(fā)揮密封功能，具體而言可以是橡膠類的合成樹(shù)脂有(polyurethane)聚氨酯(PU，包含TPU、PUR)、(nitrile)腈橡膠(NBR)、熱可塑性(elastomer)人造橡膠(TPE)等。
該U型墊圈3是用于圖1(c)所示的流體單動(dòng)壓缸10。該流體單動(dòng)壓缸10是用于(forklift)鏟車(chē)(叉式升降車(chē))的叉子的升降等，其包括壓缸本體5、該壓缸本體5內(nèi)流體密封的可滑動(dòng)的活塞6、一端上具有上述活塞6而另一端向壓缸本體5外突出并對(duì)外部負(fù)荷給予直線驅(qū)動(dòng)的活塞拉桿7。
壓缸本體5的兩側(cè)由壓缸頭部封閉，該圖1(c)中看得到該底部側(cè)的壓缸頭部5a。該壓缸頭部5a上設(shè)有為了工作流體流通的通路5c。
活塞6的外周上設(shè)有密封槽6a，該密封槽6a上將本發(fā)明的U型墊圈3由其開(kāi)口側(cè)當(dāng)作底部側(cè)(底部側(cè)流體室Ca側(cè))方式填入，來(lái)維持壓缸本體5與活塞6之間的流體密封，換言之被活塞6分割的底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間的流體密封。
還，這些壓缸本體5、活塞6、活塞拉桿7等的基本功能與圖7中說(shuō)明的流體單動(dòng)壓缸30中的相同，因此省略了其詳細(xì)說(shuō)明。
密封槽6a與U型墊圈3之間在活塞6的軸向即滑動(dòng)方向上具有一定的間隙，通過(guò)底部側(cè)流體室Ca的工作流體和拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力差，使具有回流孔1的U型墊圈3在密封槽6a內(nèi)軸向上移動(dòng)而發(fā)揮控制功能。下面通過(guò)圖1(d)、(e)來(lái)說(shuō)明。
圖1(d)是驅(qū)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，即在活塞6達(dá)到最上限之前的狀態(tài)下，底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力(正壓)高于拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力(背壓)，通過(guò)該壓力差，U型墊圈3的非開(kāi)口側(cè)端面與密封槽6a的拉桿側(cè)壁面6b接觸，回流孔1被拉桿側(cè)壁面6b封閉的狀態(tài)。
此狀態(tài)下，U型墊圈3發(fā)揮著底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間的流體密封功能，工作流體不會(huì)從底部側(cè)流體室Ca向拉桿側(cè)流體室Cb流動(dòng)。
圖1(e)是活塞6比圖1(d)更上升至就要達(dá)到最上限的狀態(tài)，拉桿側(cè)流體室Cb處漏出的工作流體漸漸的變小而被封入拉桿側(cè)流體室Cb內(nèi)，表示其壓力(背壓)變得比底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力(正壓)高。
此時(shí)，通過(guò)它的壓力差U型墊圈3的開(kāi)口側(cè)端面與密封槽6a的底部側(cè)壁面6c接觸，另一方面非開(kāi)口側(cè)端面從拉桿側(cè)壁面6b離走而回流孔1形成被開(kāi)放的狀態(tài)。
從而，該情況下拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體通過(guò)U型墊圈3的回流孔1、開(kāi)口部3c、流體凹槽3d后向底部側(cè)流體室Ca回流，活塞6能夠順利的上升到最上限。
即，本發(fā)明的設(shè)有回流孔1的U型墊圈3雖然只設(shè)有回流孔1這樣的簡(jiǎn)單的構(gòu)造，但是能夠得到必要的控制功能，加上不需要在背景技術(shù)的圖7的流體單動(dòng)壓缸30中不可或缺的控制機(jī)構(gòu)28，可降低成本。
換言之，本發(fā)明的U型墊圈3，嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸10活塞6的密封槽6a內(nèi)來(lái)維持被上述活塞6分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封，在這樣的嚴(yán)苛環(huán)境下能完全發(fā)揮控制功能。
又，正好使用U型墊圈3的流體單動(dòng)壓缸10可將U型墊圈3的效果作為壓缸10的效果發(fā)揮。
又，關(guān)于本發(fā)明的U型墊圈3，由于為完成控制功能的回流孔1是由剛體的回流孔成形體1a形成并確保，因此在底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間非常高壓的工作流體進(jìn)行平衡條件下，即這樣的嚴(yán)酷環(huán)境下也能夠進(jìn)一步確切的確?；亓骺?，使其能夠確切的發(fā)揮控制功能。
又，正好使用U型墊圈3的流體單動(dòng)壓缸10可將U型墊圈3的效果作為壓缸10的效果發(fā)揮。
實(shí)施例2圖2所示是本發(fā)明U型墊圈的第二實(shí)施例，其中圖2(a)是U型墊圈的正面圖、圖2(b)是U型墊圈的剖面圖、圖2(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖。以下，關(guān)于已經(jīng)說(shuō)明過(guò)并標(biāo)有相同符號(hào)的部分省略了重復(fù)說(shuō)明。
該U型墊圈3A與圖1的U型墊圈3相比不同點(diǎn)在于，其非開(kāi)口側(cè)的外周上嵌設(shè)有卡環(huán)4。
又，回流孔成形體1b不是圖1中的那種長(zhǎng)方體形狀而是圓柱狀，這一點(diǎn)也是不同。但是，回流孔成形體是必須能夠確?；亓骺?又在高壓下也不變形的剛體，其并不依賴于它的外形形狀，其作用效果與圖1的情況相同。
卡環(huán)4是斜向截?cái)嗍?biascuttype)，該卡環(huán)4不在活塞6的密封槽6a內(nèi)的狀態(tài)下先將U型墊圈3A嵌入后，再將卡環(huán)4在U型墊圈3A的外周非開(kāi)口側(cè)組合嵌入。
卡環(huán)4是由硬質(zhì)的素材構(gòu)成，防止在高壓下U型墊圈3A的變形，使U型墊圈3A的密封功能更好發(fā)揮。又，其防止變形功能對(duì)于高壓下確?；亓骺?也有好的影響。
從而，根據(jù)該U型墊圈3A，其發(fā)揮U型墊圈3的基本功能的基礎(chǔ)上能夠完全發(fā)揮密封功能以及控制功能。
又，圖2(c)是使用該U型墊圈3A的流體單動(dòng)壓缸10A，該流體單動(dòng)壓缸10A可將U型墊圈3A的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
實(shí)施例3圖3所示是本發(fā)明U型墊圈的另外實(shí)施例，其中圖3(a)是U型墊圈的正面圖、圖3(b)是U型墊圈的剖面圖、圖3(c)是使用該U型墊圈的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖。
該U型墊圈3B與圖1的U型墊圈3相比區(qū)別在于，其開(kāi)口側(cè)雖與圖1的U型墊圈3相同的材料制造，但其非開(kāi)口側(cè)是由更硬質(zhì)的材料制造的硬質(zhì)部3e，而該開(kāi)口側(cè)與硬質(zhì)部3e作為整體一體形成。
回流孔1作為該硬質(zhì)部3e的主要部分而形成于其上，為的是在高壓下維持形狀而確?；亓骺?。
又，該硬質(zhì)部3e因硬質(zhì)而不能擴(kuò)張方式裝著，所以活塞6的密封槽6a’的拉桿側(cè)側(cè)壁部形成著脫可能的環(huán)體6d，當(dāng)安裝該U型墊圈3B時(shí)有必要以下列程序來(lái)完成，即一旦將環(huán)體6d向外移開(kāi)后就將U型墊圈3B嵌入，之后將環(huán)體6d恢復(fù)至從前。
根據(jù)上述的U型墊圈3B，具有硬質(zhì)部3e并其中形成回流孔1，因此發(fā)揮與圖1的U型墊圈3相同的效果的基礎(chǔ)上，也發(fā)揮與圖2的具有卡環(huán)4的U型墊圈3A相同的效果。
又，圖3(c)是使用該U型墊圈3B的流體單動(dòng)壓缸10B，該流體單動(dòng)壓缸10B可將U型墊圈3B的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
又，本發(fā)明的U型墊圈和流體單動(dòng)壓缸不限于上述實(shí)施例，在權(quán)利要求書(shū)范圍記載的范圍和實(shí)施例的范圍內(nèi)可以各種各樣的變化或組合。
第二大部分以下說(shuō)明關(guān)于與上面所述的U型墊圈一樣嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸的活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封這樣的嚴(yán)苛環(huán)境下發(fā)揮控制功能，并且U型墊圈非單獨(dú)而與卡環(huán)組合的密封機(jī)構(gòu)，主要是在卡環(huán)側(cè)發(fā)揮密封功能的密封機(jī)構(gòu)，以及使用該密封機(jī)構(gòu)的流體單動(dòng)壓缸。
還有，以下說(shuō)明的是關(guān)于作為本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)主張的第2基礎(chǔ)特許申請(qǐng)2006-196493記載的發(fā)明，將各組成元件的番號(hào)一個(gè)一個(gè)的，「1」作為「11」、「2」作為「12」、……「7」作為「17」、「10」作為「20」，圖面番號(hào)的「圖1」作為「圖4」、「圖2」作為「圖5」、「圖3」作為「圖6」來(lái)引用，未添加其他變化。
還有，未使用該原申請(qǐng)的圖4。
特開(kāi)2003-49806號(hào)公報(bào)(圖1)是，與上述專利文獻(xiàn)1同樣在流體單動(dòng)壓缸的活塞的密封槽內(nèi)使用U型墊圈和卡環(huán)組合的密封機(jī)構(gòu)，但是該密封機(jī)構(gòu)沒(méi)有控制功能。
作為解決該問(wèn)題的方法，最好使構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的U型墊圈上或者輔助用的卡環(huán)上持有控制功能，但是目前沒(méi)有通過(guò)使卡環(huán)持有控制功能而使密封機(jī)構(gòu)作為整體持有控制功能的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明為了改善上述問(wèn)題，提供一種其卡環(huán)側(cè)上持有控制功能而作為整體能發(fā)揮控制功能的密封結(jié)構(gòu)，以及使用該密封結(jié)構(gòu)的流體單動(dòng)壓缸。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)是由嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封的U型墊圈和上述U型墊圈的拉桿側(cè)上嵌入的卡環(huán)構(gòu)成，其特征在于，上述活塞的拉桿側(cè)的流體壓力比底部側(cè)變高時(shí)，該卡環(huán)形成使工作流體由上述密封槽的拉桿側(cè)向上述卡環(huán)的U型墊圈側(cè)流通可能的流體通路，該流體通路是由上述卡環(huán)的厚度方向貫通的貫通孔和與該貫通孔連通并設(shè)置于上述卡環(huán)的U型墊圈側(cè)的側(cè)面上的環(huán)狀槽構(gòu)成。
本發(fā)明的流體單動(dòng)壓缸的特征在于，其使用上述密封結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)由于在流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)具有用來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封的U型墊圈和上述U型墊圈的拉桿側(cè)上嵌入的卡環(huán)，上述活塞拉桿側(cè)的流體壓力比底部側(cè)變高時(shí)，該卡環(huán)形成使工作流體由上述密封槽的拉桿側(cè)向上述卡環(huán)的U型墊圈側(cè)流通可能的流體通路，因此該密封結(jié)構(gòu)通過(guò)使卡環(huán)側(cè)持有控制功能而作為整體發(fā)揮控制功能。
本發(fā)明的流體單動(dòng)壓缸由于使用上述密封結(jié)構(gòu)，將該密封結(jié)構(gòu)的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
以下關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)參圖說(shuō)明。
實(shí)施例4圖4所示是本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例，其中圖4(a)是其構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的卡環(huán)的正面圖、圖4(b)是其重要部分的剖面圖、圖4(c)是其構(gòu)成同一密封結(jié)構(gòu)的U型墊圈的正面圖、圖4(d)是其重要部分的剖而圖、圖4(e)是其他實(shí)施例的卡環(huán)的其重要部分的剖面圖、圖5(a)是使用圖4(a)~(d)的密封結(jié)構(gòu)的流體單動(dòng)壓缸的重要部分的剖面圖、圖5(b)~(e)是其密封結(jié)構(gòu)的控制功能的說(shuō)明圖。
圖4(a)、(b)所示的卡環(huán)12是本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)14的構(gòu)成部分，其整體呈矩形斷面的環(huán)狀體，是由高壓作用下也不會(huì)變形的剛性材料制成，其與密封為主要目的的U型墊圈13一起使用。
具體而言，如本實(shí)施例所示，該卡環(huán)12是在流體單動(dòng)壓缸20活塞16的密封槽16a內(nèi)與U型墊圈13共同設(shè)置，其嵌設(shè)在U型墊圈13的拉桿側(cè)上卡住U型墊圈13，以免U型墊圈13在高壓下變形，使U型墊圈13的密封性能完全發(fā)揮。
U型墊圈13是如圖4(c)、(d)所示，其標(biāo)準(zhǔn)形狀和尺寸是公知的，故省略了詳細(xì)說(shuō)明，其與上述卡環(huán)12組合而構(gòu)成本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)14。
還有，U型墊圈13的開(kāi)口端的外周側(cè)和內(nèi)周側(cè)上設(shè)有為防止積壓破損的欠缺槽13a。
而，作為本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)14的特征部分的該卡環(huán)12，一邊發(fā)揮著上述基本功能，一邊設(shè)有當(dāng)活塞拉桿側(cè)的流體壓力比底部側(cè)變高時(shí)，形成使工作流體由上述密封槽16a的拉桿側(cè)向上述卡環(huán)12的U型墊圈13側(cè)流通可能的流體通路11。
該流體通路11包括上述卡環(huán)12的厚度方向貫通的貫通孔11a和與該貫通孔11a連通并設(shè)置于上述卡環(huán)12的U型墊圈側(cè)的側(cè)面上的環(huán)狀槽11b。
卡環(huán)12的材料與通常的卡環(huán)材料相同，例如聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoroethylene)，其具有接受高壓工作流體也不變形的剛性，其在密封槽16a內(nèi)通過(guò)在分割面處一次分開(kāi)后嵌入使用。
該卡環(huán)12作為密封結(jié)構(gòu)14，用于如圖5(a)所示的流體單動(dòng)壓缸20。
該流體單動(dòng)壓缸20是用于鏟車(chē)(叉式升降車(chē))的叉子的升降等，其包括壓缸本體15、該壓缸本體15內(nèi)流體密封的滑動(dòng)的活塞16、一端上具有上述活塞6而另一端向壓缸本體15外突出并對(duì)外部負(fù)荷給予直線驅(qū)動(dòng)的活塞拉桿17。
壓缸本體15的兩側(cè)由壓缸外殼封閉，該圖5(a)中看得見(jiàn)該底部側(cè)的壓缸底部15a。該壓缸底部15a上設(shè)有為了工作流體流通的通路15c。
活塞16的外周上設(shè)有密封槽16a，該密封槽16a內(nèi)將本發(fā)明的卡環(huán)12位于U型墊圈13的拉桿側(cè)并其環(huán)狀槽11b朝向U型墊圈13側(cè)方式填入，來(lái)維持壓缸本體15與活塞16之間的流體密封，換言之被活塞6分割的底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間的流體密封。
還有，這些壓缸本體15、活塞16、活塞拉桿17等的基本功能與圖7中說(shuō)明的流體單動(dòng)壓缸30中的相同，因此省略其詳細(xì)說(shuō)明。
密封槽16a的軸向?qū)挾却笮榭ōh(huán)12和U型墊圈13的厚度加上對(duì)應(yīng)密封結(jié)構(gòu)14的厚度該活塞16的軸向最大范圍上滑動(dòng)所需的一定間隙，具有流體通路11的該卡環(huán)12通過(guò)該底部側(cè)流體室Ca的工作流體和拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力差，與U型墊圈13一起在密封槽16a內(nèi)軸向上移動(dòng)，而發(fā)揮控制功能。
以下參照?qǐng)D5(b)~(e)進(jìn)行說(shuō)明。
圖5(b)是驅(qū)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，即在活塞16達(dá)到最上限之前的狀態(tài)下，底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力(正壓)高于拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力(背壓)，通過(guò)該壓力差，卡環(huán)12的反U型墊圈3側(cè)與密封槽16a的拉桿側(cè)壁面16b接觸，貫通孔11a被拉桿側(cè)壁面16b封閉的狀態(tài)。
此狀態(tài)下，該卡環(huán)12與U型墊圈13一起發(fā)揮著底部側(cè)流體室Ca和拉桿側(cè)流體室Cb之間的流體密封功能，工作流體不會(huì)從底部側(cè)流體室Ca向拉桿側(cè)流體室Cb流動(dòng)。
圖5(c)是活塞16比圖5(b)更上升至就要達(dá)到最上限的狀態(tài)下，拉桿側(cè)流體室Cb處漏出的工作流體漸漸的變小而被封入拉桿側(cè)流體室Cb內(nèi)，表示其壓力(背壓)變得比底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力(正壓)高。
此時(shí)，通過(guò)它的壓力差與卡環(huán)12共同移動(dòng)的U型墊圈13的開(kāi)口側(cè)端面與密封槽16a的底部側(cè)壁面16c接觸，另一方面卡環(huán)12側(cè)從拉桿側(cè)壁面6b離走而貫通孔11a呈被開(kāi)放的狀態(tài)。
從而，拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體，如圖5(d)所示，通過(guò)卡環(huán)12的流體通路11即貫通孔11a和環(huán)狀槽11b向U型墊圈13側(cè)流動(dòng)。
此時(shí)，由于貫通孔11a和環(huán)狀槽11b作用于U型墊圈13的外周側(cè)方向上，因此將U型墊圈13的更外周側(cè)上更強(qiáng)力的擠壓，最終使得U型墊圈13的外周側(cè)向內(nèi)彎曲的作用，使U型墊圈13的外周與壓缸本體15內(nèi)周之間產(chǎn)生間隙，如圖5(e)所示，工作流體由拉桿側(cè)流體室Cb向底部側(cè)流體室Ca回流，活塞6能夠順利的上升到其最上限。
即，本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)14雖然其卡環(huán)12上只設(shè)有貫通孔11這樣的簡(jiǎn)單的構(gòu)造，但是能夠得到必要的控制功能，加上不需要在背景技術(shù)的流體單動(dòng)壓缸中不可或缺的控制機(jī)構(gòu)，可降低成本。
換言之，本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)14通過(guò)卡環(huán)12側(cè)上具有控制功能而作為整體發(fā)揮控制功能。
又，正好使用密封結(jié)構(gòu)14的流體單動(dòng)壓缸20可將密封結(jié)構(gòu)14的效果作為壓缸20的效果發(fā)揮。
還有，對(duì)于卡環(huán)12，其流體通路11就算只有貫通孔11a也能完全發(fā)揮上述效果，所以不設(shè)環(huán)狀槽11b也可以。
實(shí)施例5構(gòu)成圖4(e)所示的密封槽14A的卡環(huán)12A與圖4(a)、(b)的卡環(huán)12相比，其貫通孔11c、環(huán)狀槽11d的形態(tài)不一樣。
即，該卡環(huán)12A的經(jīng)過(guò)多處設(shè)置貫通孔11c的孔中心的圓的直徑Dc大于經(jīng)過(guò)卡環(huán)12A的徑向?qū)挾戎行牡膱A的直徑D2，同樣的，經(jīng)過(guò)環(huán)狀槽11d的徑向?qū)挾戎行牡膱A的直徑Dd(＝Dc)也大于經(jīng)過(guò)卡環(huán)12A的徑向?qū)挾戎行牡膱A的直徑D2。
從而，如圖5(a)~(e)的說(shuō)明一樣，使來(lái)自貫通孔11a和環(huán)狀槽11b的工作流體作用于U型墊圈13的更外周側(cè)，提高U型墊圈13的彎曲效果。
即，根據(jù)這樣的密封結(jié)構(gòu)14A，在卡環(huán)12A的彎曲輔助作用下，作為密封結(jié)構(gòu)14A整體能確實(shí)發(fā)揮控制功能，使用該種密封結(jié)構(gòu)14A的流體單動(dòng)壓缸可將密封結(jié)構(gòu)14A的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
又，貫通孔11a和環(huán)狀槽11b設(shè)置時(shí)，最好使其通過(guò)這些通路的工作流體作用于U型墊圈13的更外周側(cè)上，但是兩個(gè)都設(shè)置的情況下，經(jīng)過(guò)貫通孔11c的孔中心的圓的直徑不變，而經(jīng)過(guò)環(huán)狀槽11d的徑向?qū)挾戎行牡膱A的直徑可以大一些也好。
實(shí)施例6圖6(a)所示是本發(fā)明的構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的另外實(shí)施例的U型墊圈的正面圖、圖6(b)是其重要部分的剖面圖、圖6(c)是說(shuō)明密封結(jié)構(gòu)的控制功能的重要部分的剖面圖、圖6(d)是圖6(c)的剖面圖。以下，省略了已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的并標(biāo)有相同符號(hào)部分的重復(fù)說(shuō)明。
該密封結(jié)構(gòu)14B與圖4(a)~(d)的密封結(jié)構(gòu)14相比，卡環(huán)12與圖4(a)、(b)的結(jié)構(gòu)相同，只有圖6(a)、(b)所示的U型墊圈13A與圖4(c)、(d)的U型墊圈13不同。
如圖6(a)、(b)所示的，該U型墊圈13A的特點(diǎn)在于，其非開(kāi)口側(cè)的卡環(huán)12側(cè)上設(shè)有，將自卡環(huán)12的流體通路11流通來(lái)的工作流體向外周側(cè)引導(dǎo)的放射狀的導(dǎo)向槽13b。
根據(jù)上述的設(shè)有導(dǎo)向槽13b的U型墊圈13A，如圖6(c)、(d)所示的，與圖5(c)一樣，拉桿側(cè)流體室Cb的工作流體的壓力(背壓)高于底部側(cè)流體室Ca的工作流體的壓力(正壓)時(shí)，密封結(jié)構(gòu)14B整體向底部側(cè)移動(dòng)時(shí)，由流體通路11向U型墊圈13A側(cè)流入的工作流體，不會(huì)被U型墊圈13A的拉桿側(cè)側(cè)面阻害而立刻導(dǎo)向于U型墊圈13A的外周上，提高該外周的彎曲效果。
即，根據(jù)這樣的密封結(jié)構(gòu)14B，通過(guò)設(shè)有導(dǎo)向槽13b的U型墊圈13A，在U型墊圈13A的彎曲輔助作用下，作為密封結(jié)構(gòu)14B整體能確實(shí)發(fā)揮控制功能，使用該種密封結(jié)構(gòu)14B的流體單動(dòng)壓缸可將密封結(jié)構(gòu)14B的效果作為壓缸的效果發(fā)揮。
還有，本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)和流體單動(dòng)壓缸不限于上述實(shí)施例，在特許請(qǐng)求范圍記載的范圍和實(shí)施例的范圍內(nèi)可以各種各樣的變化或組合。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)和流體單動(dòng)壓缸包含以下結(jié)構(gòu)。
對(duì)于上述密封結(jié)構(gòu)，其U型墊圈的開(kāi)口側(cè)成為底部側(cè)，而非開(kāi)口側(cè)上的卡環(huán)側(cè)上設(shè)有將從卡環(huán)的流體通路流過(guò)來(lái)的工作流體導(dǎo)向外周側(cè)的放射狀導(dǎo)向槽。
產(chǎn)業(yè)上的利用性本發(fā)明的U型墊圈可用于有以下要求的所有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，即U型墊圈嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封這樣嚴(yán)苛環(huán)境下也能完全發(fā)揮控制功能。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)及流體單動(dòng)壓缸可用于有以下要求的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，即流體單動(dòng)壓缸作為整體通過(guò)其卡環(huán)側(cè)上具有控制功能而發(fā)揮控制功能。
權(quán)利要求
1.一種U型墊圈，其嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸的活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞所分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間的流體密封，其特征在于將該U型墊圈的開(kāi)口側(cè)當(dāng)作上述底部側(cè)使用，其設(shè)有連通上述開(kāi)口側(cè)和非開(kāi)口側(cè)的回流孔，該U型墊圈在上述密封槽內(nèi)移動(dòng)方式為上述底部側(cè)的工作流體壓(以下稱正壓)比上述拉桿側(cè)的工作流體壓(以下稱背壓)大時(shí)，上述回流孔被上述密封槽的拉桿側(cè)側(cè)壁封閉，當(dāng)上述背壓比上述正壓大時(shí)，上述回流孔對(duì)應(yīng)上述拉桿側(cè)側(cè)壁處敞開(kāi)。
2.如權(quán)利要求1所述的U型墊圈，其特征在于，上述回流孔是由在U型墊圈成形時(shí)上述U型墊圈內(nèi)只有在必要部位上埋入的剛體回流孔成形體構(gòu)成。
3.一種流體單動(dòng)壓缸，其特征在于，使用如權(quán)利要求1或2所述的U型墊圈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種U型墊圈，其嵌設(shè)于流體單動(dòng)壓缸的活塞的密封槽內(nèi)來(lái)維持被上述活塞分割的底部側(cè)和拉桿側(cè)之間流體密封而在如此嚴(yán)苛環(huán)境下能發(fā)揮控制功能。使用該U型墊圈時(shí)將其開(kāi)口側(cè)當(dāng)作上述底部(Ca)側(cè)，其設(shè)有連通上述開(kāi)口側(cè)和非開(kāi)口側(cè)的回流孔，該U型墊圈在密封槽內(nèi)移動(dòng)方式為上述底部(Ca)側(cè)的工作流體壓力(正壓)高于上述拉桿(Cb)側(cè)的工作流體壓力(背壓)情況下上述回流孔被上述密封槽的拉桿側(cè)側(cè)壁封閉，另一方面，上述背壓高于上述正壓時(shí)該回流孔對(duì)應(yīng)上述拉桿側(cè)側(cè)壁敞開(kāi)。
文檔編號(hào)F15B15/14GK101082378SQ20071010965
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者中西敦宏, 榎本博幸 申請(qǐng)人:Kayaba工業(yè)株式會(huì)社