阅读说明：本技术 支承环 (Supporting ring ) 是由 德永渉 于 2019-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种支承环,即便混入油中的金属异物浸入其与往复运动轴之间,该支承环也能够充分防止往复运动轴的滑动面受到损伤。一种支承环1,其特征在于,该支承环支撑圆环状垫圈,该圆环状垫圈与往复运动轴102的外周面102a接触,该往复运动轴配置于外壳内且顶端侧向大气侧突出、基端侧位于液压侧,其中,在与所述往复运动轴102的外周面102a相对的内周面1a上,沿该往复运动轴102的轴向遍及全周形成有多个突条6,所述突条6的长度比该支承环1的轴向全长短。(The invention provides a support ring, which can prevent the sliding surface of the reciprocating shaft from being damaged even if the metal foreign matter mixed in the oil is immersed between the support ring and the reciprocating shaft. A backup ring 1 is characterized in that it supports an annular washer which is in contact with an outer peripheral surface 102a of a reciprocating shaft 102 disposed in a housing and having a tip end side projecting to the atmosphere side and a base end side positioned on the hydraulic pressure side, wherein a plurality of ribs 6 are formed on an inner peripheral surface 1a facing the outer peripheral surface 102a of the reciprocating shaft 102 over the entire circumference in the axial direction of the reciprocating shaft 102, and the length of the ribs 6 is shorter than the entire axial direction of the backup ring 1.)

支承环

技术领域

本发明涉及一种支承环，更详细地，涉及一种即便混入油中的金属异物浸入其与往复运动轴之间，也能够充分防止往复运动轴的滑动面受到损伤的支承环。

背景技术

以往，如图6所示，为了确保耐压性，在液压超过30MPa的高压环境中用于活塞杆密封件部的垫圈100，如建筑机械的液压缸或悬架、以及汽车的减震器等，组合使用例如聚酰胺树脂制成的支承环200以构成支承环300(专利文献1)。支承环300在高负载的情况下缓冲液压并阻断高温油。

往复运动轴400配置于填充有油的未图示出的外壳内，如图6中的箭头A所示，能够沿轴向往复运动。该往复运动轴400的基端侧(图6中的右方)位于外壳内，顶端侧(图6中的左方)从外壳的开口端部向轴向外侧(以下称为“大气侧”。)突出。

垫圈100由氨基甲酸酯等橡胶状弹性材料一体形成为圆环状。垫圈100利用油封唇部110对外壳内的油进行密封。垫圈100在往复运动轴400的外周面(滑动面)410形成适度的油膜。支承环200配置并支撑于外壳上形成的环状槽内。环状槽围绕往复运动轴400的外周面410而形成。

垫圈100被施加过大压力时，可能会变形并突出到往复运动轴400与外壳之间的环状缝隙中，导致破损。在组合使用支承环200而形成的支承环300中，支承环200通过压力变形并紧贴往复运动轴400，从而抑制垫圈100突出到环状间隙中。由此，即便在高压环境下，支承环200也能长期维持垫圈100的形状，并有助于提高液压设备的寿命。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平02-035272号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

支承环200需要一定程度的硬度，以避免突出到往复运动轴400与外壳之间的环状间隙中。因此，当混入油中的金属异物浸入支承环200与往复运动轴400的滑动面410之间时，金属异物与往复运动轴400之间会产生高接触压力，如图7所示，可能会导致往复运动轴400的滑动面410发生损伤411。若滑动面410发生损伤411，则垫圈100与往复运动轴400之间可能会漏油。

支承环200中存在如下结构：如图6所示，内周面上设有多个突条210，以减小与往复运动轴400的滑动面410之间的接触面积。通过减小与滑动面410之间的接触面积，以减少金属异物滞留在支承环200与滑动面410之间的情况，从而防止滑动面410发生损伤411。

然而，在遍及轴向全长L上设有多个突条210的支承环200中，并不能充分防止金属异物的滞留，仍然不能充分防止滑动面410发生损伤。

因此，本发明的课题在于提供一种支承环，即便混入油中的金属异物浸入其与往复运动轴之间，也能够充分防止往复运动轴的滑动面受到损伤。

本发明的其他课题将通过以下记载而明确。

用于解决技术课题的手段

上述课题通过以下各发明得以解决。

1.一种支承环，其特征在于，该支承环支撑圆环状垫圈，该圆环状垫圈与往复运动轴的外周面接触，该往复运动轴配置于外壳内且顶端侧向大气侧突出、基端侧位于液压侧，其中，

在与所述往复运动轴的外周面相对的内周面上，沿该往复运动轴的轴向遍及全周形成有多个突条，

所述突条的长度比该支承环的轴向全长短。

2.根据所述1所述的支承环，其特征在于，所述多个突条包括液压侧突条组、以及与该液压侧突条组相比形成于大气侧的大气侧突条组，

所述液压侧突条组与所述大气侧突条组相对于支承环的角度位置互不相同。

3.根据所述2所述的支承环，其特征在于，所述液压侧突条组与所述大气侧突条组在周向上不重叠。

4.根据所述1、2或3所述的支承环，其特征在于，所述突条的长度为该支承环的轴向全长的40％～50％。

5.根据所述1～4的任一项所述的支承环，其特征在于，所述多个突条以等角度间隔形成。

6.根据所述1～5的任一项所述的支承环，其特征在于，所述突条的两端部的宽度比中央部窄。

发明效果

根据本发明，能够提供一种支承环，即便混入油中的金属异物浸入其与往复运动轴之间，该支承环也能够充分防止往复运动轴的滑动面受到损伤。

附图说明

图1是表示使用了本发明的支承环的第1实施方式的活塞杆密封件部的纵剖视图；

图2是表示图1所示的支承环的纵剖视图；

图3是表示图1所示的支承环的突条的侧视图(a)、透视图(b)以及俯视图(c)；

图4是表示使用了本发明的支承环的往复运动轴的侧视图；

图5是表示本发明的支承环的第2实施方式的纵剖视图；

图6是表示以往的支承环的纵剖视图；

图7是表示使用了以往的支承环的往复运动轴的侧视图。

符号的说明

1-支承环，1a-内周面，2-活塞杆垫圈，3-减震环，4-防尘密封件，5-U型垫圈，6-突条，61-两端部，62-中央部，6a-液压侧突条组，6b-大气侧突条组，101-外壳，101a-开口部，102-往复运动轴(活塞杆)，102a-外周面，103-环状槽，104-大气侧环状槽，105-液压侧环状槽

具体实施方式

下面，针对本发明具体实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示使用了本发明的支承环的第1实施方式的活塞杆密封件部的纵剖视图。

该支承环1的第1实施方式在建筑机械的液压缸或悬架、以及汽车的减震器等中，用于活塞杆密封件部。本实施方式是在液压缸(未图示出整体)采用的活塞杆密封件部中应用的例子，该液压缸用作建筑机械、土木机械、运货车辆等的执行机构。

如图1所示，活塞杆密封件部设置于往复运动轴(活塞杆)102与外壳(气缸外壳)101之间，该往复运动轴102是作为进行往复运动的可动部，该外壳101是作为收纳该往复运动轴102的固定部。活塞杆密封件部由外壳101支撑。外壳101的大气侧(图1中的左方)设置为开口部101a，液压侧(图1中的右方、内部侧)用盖子密闭。

外壳101内配置有往复运动轴102。该往复运动轴102的顶端侧从外壳101的开口部101a向大气侧突出，基端侧位于外壳101内的液压侧。如图1中的箭头A所示，往复运动轴102能在轴向上往复运动。

活塞杆密封件部具备：活塞杆垫圈2；减震环3，配置于活塞杆垫圈2的液压侧；以及防尘密封件4，配置于活塞杆垫圈2的大气侧。因此，从液压侧向大气侧，按照减震环3、活塞杆垫圈2、防尘密封件4的顺序排列。

活塞杆垫圈2是防止液压油向外部渗漏的主密封件，是以氨基甲酸酯等橡胶状弹性材料制成的圆环状U型垫圈为主体，并在该U型垫圈上邻接平型垫片状支承环而成的结构。活塞杆垫圈2的内周面压接于往复运动轴102的外周面(滑动面)102a，密封其与外周面102a之间的间隙。活塞杆垫圈2收纳在外壳101的内周面上设置的环状槽103中。

防尘密封件4由弹性材料一体形成为圆环状。形成防尘密封件4的材料是能够密封其与往复运动轴102的外周面(滑动面)102a之间的间隙的弹性材料，优选各种橡胶、氨基甲酸酯、PTPE等合成树脂材料。防尘密封件4收纳在外壳101的内周面上设置的大气侧安装槽104中。

减震环3发挥如下作用：对高负载时的冲击压力和变动压力进行缓冲，防止高温液压油流入活塞杆垫圈2侧，维持活塞杆垫圈2的耐久性。

减震环3是以氨基甲酸酯等橡胶状弹性材料制成的圆环状U型垫圈5为主体，并在该U型垫圈5的后跟部嵌入支承环1而成的结构。U型垫圈5与往复运动轴102的外周面102a接触。U型垫圈5由支承环1支撑，由此即便被施加过大压力，也可抑制发生变形而突出到往复运动轴102与外壳101之间的环状间隙中的情况。减震环1因压力而发生变形并紧贴往复运动轴102，抑制U型垫圈5突出到环状间隙中。

这些U型垫圈5和支承环1均收纳于外壳101的内周面上设置的液压侧安装槽105中。液压侧安装槽105位于外壳101内的液压侧，围绕往复运动轴102的外周面102a，与往复运动轴102同轴形成。

图2是表示图1所示的支承环的纵剖视图。

如图2所示，支承环1例如由聚酰胺树脂等硬质材料形成为圆环状。支承环1在其与往复运动轴102的外周面102a相对的内周面1a上，沿往复运动轴102的轴向遍及全周形成有多个突条6。

往复运动轴102的外周面102a仅与这些突条6的顶部接触，不与这些突条6以外的内周面1a接触。这些突条6以外的内周面1a与往复运动轴102的外周面102a之间形成有环状间隙。

图3是表示图1所示的支承环的突条的侧视图(a)、透视图(b)以及俯视图(c)。

各突条6的高度如图3(a)、(b)所示，例如为0.05mm左右，其使这些突条6以外的内周面1a与外周面102a之间的环状间隙满足如下条件：即便U型垫圈5由于压力而发生变形也不能突出到其中。突条6以外的内周面1a与外周面102a之间的环状间隙用于使混入往复运动轴102的外周面102a上的油膜中的金属异物通过。

各突条6如图3(b)所示，例如为半径0.5mm左右的圆柱的一部分的形状(半圆锥体型)。并且，各突条6的两端部61的上表面部(支承环1的内周侧)如图3(a)所示，例如为半径0.2mm左右的圆弧状。

此外，如图3(c)所示，还优选地，将突条6的横截面形状设置为椭圆形，且两端部61的宽度比中央部62窄。由此，能使混入外周面102a上的油膜中的金属异物顺利通过。

突条6的长度T比该支承环1的轴向全长L短。突条6的长度T优选为支承环1的轴向全长L的40％(2/5)～50％(1/2)，进一步优选为40％(2/5)左右。此外，突条6的长度T也可以大于支承环1的轴向全长L的50％。

并且，多个突条6优选相对于支承环1以等角度间隔形成。例如，多个突条6可以等角度间隔(间隔4°)形成90个。

突条6的长度、圆周方向的宽度及数量的设定满足如下条件：即便支承环1被施加压力，各突条6以外的内周面1a也不会与往复运动轴102的外周面102a接触。并且，若各突条6与往复运动轴102的外周面102a之间的接触面积减小，则表面压力将增大，突条6及往复运动轴102的磨耗将增大，因此，突条6的圆周方向的长度、宽度及数量需考虑使用的压力及温度条件而设定。其中，为了使混入油膜中的金属异物顺利通过，突条6的圆周方向的长度及宽度(顶部的面积)越小越好，数量越少越好。

此外，往复运动轴102的直径较大的情况下，为了使突条6彼此之间的间隔不会过大，优选增加突条6的数量。

图4是表示使用了本发明的支承环的往复运动轴的侧视图。

在使用了该支承环1的减震环3中，即便混入油中的金属异物浸入支承环1与往复运动轴102的外周面102a之间，在往复运动轴102移动时，金属异物将通过内周面1a与外周面102a之间的环状间隙，因此如图4所示，金属异物与往复运动轴102之间将不会产生接触压力，往复运动轴102的外周面102a不会发生损伤。

图5是表示本发明的支承环的第2实施方式的纵剖视图。

在支承环1中，如图5所示，多个突条6也可以包括液压侧突条组6a、以及与该液压侧突条组6a相比形成于大气侧的大气侧突条组6b。在该情况下，各突条6相对于支承环1的角度位置互不相同。

这样，在具备液压侧突条组6a及大气侧突条组6b的支承环1中，液压侧突条组6a的突条6与大气侧突条组6b的突条6相对于支承环1的角度位置互不相同，由此，往复运动轴102移动时，能够搅拌往复运动轴102的外周面102a上的油膜，并能够防止油膜中的金属异物滞留。通过防止金属异物滞留，而防止往复运动轴102的外周面102a发生损伤。

并且，在该实施方式的支承环1中，通过增加突条6与往复运动轴102之间的接触面积，能够提高突条6及往复运动轴102的耐磨耗性的同时，可防止因压力导致支承环1变形。并且，能够防止因不具备突条6的内周面与往复运动轴102之间的接触而导致支承环1扭曲。

所述液压侧突条组6a的突条6的长度T_o优选为比支承环1的轴向全长L短。并且，所述液压侧突条组6a的突条6的长度T_o更优选为支承环1的轴向全长L的40％～50％，进一步优选为40％左右。

并且，大气侧突条组6b的长度T_a优选为比支承环1的轴向全长L短。并且，所述大气侧突条组6b的突条6的长度T_a更优选为支承环1的轴向全长L的40％～50％，进一步优选为40％左右。

并且，液压侧突条组6a的突条6的长度T_o与大气侧突条组6b的突条6的长度T_a的总和优选为比支承环的轴向全长L短。并且，优选液压侧突条组6a的突条6与大气侧突条组6b的突条6在支承环1的周向上不重叠。

优选所述液压侧突条组6a的突条6以等角度间隔形成，所述大气侧突条组6b的突条6以等角度间隔形成。各突条组的突条彼此之间以等角度间隔形成即可。

以上各实施方式的说明中的具体结构、形状、材质、动作及树脂等只是用于对本发明进行说明的示例，不可利用这些示例对本发明进行限定性的解释。