JP2011027127A

JP2011027127A - パッキン

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Publication number: JP2011027127A
Application number: JP2009170419A
Authority: JP
Inventors: Takashi Orihara; 俊折原; Masahiro Okuma; 正博大熊
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-21
Also published as: JP5360569B2

Abstract

【課題】筒状ハウジング内を軸線方向に摺動する仕切部材の周面の溝内に収容されて、該筒状ハウジングとの間をシールするパッキンとして、従来のウエアリングの機能をも備えた単一ゴム弾性材からなるパッキンを提供する。
【解決手段】筒状ハウジング１１内を軸線方向に摺動する仕切部材１２の周面の溝１３内に収容されるパッキンを、上記溝に収容されるパッキン本体２の外周面に、筒状ハウジングに弾性的に接触するシール用突部３を備えると共に、その両側に位置させて、仕切部材１２に作用する上記軸線方向と直交する方向の荷重によりシール用突部３が圧潰されたときに、筒状ハウジングに当接して該筒状ハウジングと仕切部材とが接触するのを抑止する受け面４を備え、これらをゴム弾性材により一体に形成することにより構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧シリンダのシリンダチューブのような筒状ハウジング内をその軸線方向に摺動するピストン等の仕切部材の周面の溝内に収容され、該筒状ハウジング内面との間をシールするパッキンに関するものである。

流体圧シリンダのシリンダチューブのような筒状ハウジング内を軸線方向に摺動するピストン等の仕切部材においては、その周面の溝内に収容したパッキンにより該筒状ハウジング内面との間をシールするが、通常、そのシール機能を負担させるゴム弾性材製のパッキン（Ｏリング等）とは別に、仕切部材に作用する上記軸線方向と直交する方向の荷重により、該パッキンの一部がシリンダチューブ内面に押し付けられて極度に圧潰されるのを抑制するウエアリングを、上記パッキンに並列的に嵌着している。このウエアリングは、上記パッキンよりは硬質で摺動性においてすぐれた合成樹脂等により、一部にピストン等の仕切部材への嵌着のための切れ目を有するリング状に形成され、該仕切部材の軸線が筒状ハウジングの軸線からずれないように保持する機能を持つものである。

シリンダ内に嵌挿するピストンに上記パッキン（シールリング）及び上記ウエアリング（バックアップリング）を備えた装置の一例として、特許文献１には、ピストンの外周面の環状溝に、ゴム材製で断面円形のシールリングと該シールリングより硬質で断面矩形状のバックアップリングとを並列に嵌合したものが開示されている。

しかしながら、上記特許文献１に記載のものを含む従来から公知のものでは、パッキン自体がシールに適した軟弾性を有しているため、筒状ハウジングと仕切部材との間には、該パッキンのほかに、仕切部材にその軸線を筒状ハウジングの軸線上に保持するためのウエアリング（バックアップリング）を介在させる必要があり、しかも、このウエアリングは上記切れ目で開いてピストン等の仕切部材の外周の取付溝に嵌着する必要があるので、その組み付け工程も煩雑になるという問題がある。

特開平９−７２３１０号公報

本発明の技術的課題は、筒状ハウジング内を軸線方向に摺動する仕切部材の周面の溝内に収容されて、該筒状ハウジングとの間をシールするパッキンの改善により、上記ウエアリングを用いる必要をなくし、仕切部材の構成を簡素化すると共に低コスト化することにある。
本発明の他の技術的課題は、上述したウエアリングの機能をも備えた単一ゴム弾性材からなるパッキンを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、筒状ハウジング内をその軸線方向に摺動する仕切部材の周面の溝内に収容され、該筒状ハウジングとの間をシールするパッキンであって、上記溝に収容されるパッキン本体の外周面に、上記筒状ハウジングに弾性的に接触するシール用突部を備えると共に、その両側に位置させて、仕切部材に作用する上記軸線方向と直交する方向の荷重により上記シール用突部が圧潰されたときに上記筒状ハウジングに当接して該筒状ハウジングと仕切部材とが接触するのを抑止する受け面を備え、これらをゴム弾性材により一体に形成していることを特徴とするパッキンが提供される。

本発明に係る上記パッキンの好ましい実施形態においては、上記パッキン本体におけるシール用突部とその両側または片側の受け面との間に、グリス溜めを兼ねて、シール用突部の圧潰時の逃げ部を形成する凹溝を設けられる。
上記受け面には、グリス溜となる複数の周方向の細溝を設けることができる。

また、本発明の好ましい実施形態においては、仕切部材の周面の溝の底面に接するパッキン本体の内周面に、該底面に弾性的に接触する内周シール凸部が設けられる。
上記内周シール凸部は、上記シール用突部に対し仕切部材の軸線方向位置を同じくして設け、しかも、上記内周シール凸部の両側に、上記シール用突部の両側に位置する受け面に対応させて、上記軸線方向と直交する方向の荷重により内周シール凸部が圧潰されたときに上記仕切部材周面の溝の底面に当接する当たり面を備えるのが望ましい。
更に、上記パッキンは、その断面積が仕切部材の周面に設けた上記溝の断面積よりも大きく、該溝内から一部が外部に突出するように形成されることが望まれる。

上記構成を有するパッキンは、仕切部材にその軸線方向と直交する方向に作用する荷重（以下、横荷重という。）がない状態においては、シール用突部が筒状ハウジングの内面全周に対し弾性的に均等に当接して、仕切部材の両側間をシール状態に保持し、一方、上記横荷重が作用したときには、該横荷重を受ける側のシール用突部が圧縮され、その反力により仕切部材を横荷重に抗して押し戻すが、更に上記横荷重が増大してシール用突部が圧潰されたときには、シール用突部の両側に設けている受け面が上記筒状ハウジングの内面に当接して、該筒状ハウジングと仕切部材とが接触するのを抑止する。

そして、上記パッキンは、その内周面側に、上記受け面に対応させて、横荷重が作用したときに溝の底面に当接する当たり面を形成するとか、パッキンの断面積を仕切部材の周面の溝の断面積よりも大きく設定するなどの上記受け面の縮径抑制手段を付与することができるので、該手段により筒状ハウジングと仕切部材とが接触するのを抑止し、結果的に上記受け面により従来のウエアリングと同等の機能を発揮させることができる。
しかも、上記パッキンは、ゴム弾性材によってパッキン本体に上記シール用突部やウエアリングの機能を発揮する受け面を一体に形成しているので、仕切部材の構成だけでなくその組立工程も著しく単純化される。

以上に詳述した本発明のパッキンによれば、筒状ハウジング内を軸線方向に摺動する仕切部材の周面の溝内に収容するパッキンの構成を改善し、ウエアリングの機能をも備えた単一ゴム弾性材からなるパッキンを用いるので、ウエアリングを用いる必要がなくなり、仕切部材の構成を簡素化すると共に低コスト化することができる。

本発明に係るパッキンの第１実施例の使用状態を示す断面図である。上記第１実施例のパッキンの筒状ハウジングへの未嵌挿の状態を示す断面図である。上記第１実施例のパッキンを流体圧シリンダのピストンに装着した状態を示す半断面図である。本発明に係るパッキンの第２実施例の断面図である。本発明に係るパッキンの第３実施例の断面図である。本発明に係るパッキンの第４実施例の断面図である。本発明に係るパッキンの第５実施例の断面図である。

図１〜図３は、本発明に係るパッキンの第１実施例を示すもので、図１は、該第１実施例のパッキン１Ａが、筒状ハウジング１１内をその軸線方向に摺動する仕切部材１２の周面の溝１３内に収容され、横荷重を受けない状態で該筒状ハウジング１１との間をシールしている状態を示し、図２は、上記パッキン１Ａを仕切部材１２の周面の溝１３内に収容しているが、該仕切部材１２を筒状ハウジング１１内に未嵌挿の状態であり、該筒状ハウジング１１の内面の位置を鎖線ａで示している。また、図３は、上記筒状ハウジング１１が流体圧シリンダ２０のシリンダチューブ２１であり、該シリンダチューブ２１内をその軸線方向に摺動する上記仕切部材１２としてのピストン２２の周面の溝２３内に上記パッキン１Ａを装着した状態を示している。

上記パッキンを使用する装置の一例として示す図３の流体圧シリンダ２０は、上記ピストン２２に連結したピストンロッド２４を、シリンダチューブ２１の端部におけるロッドカバー２５内のシール２６を貫通させて外部に導出し、一対の給排ポート２７ａ，２７ｂを通して圧力空気源からピストン２２の両側の圧力室２８ａ，２８ｂに給排される圧縮空気により、その軸線方向に駆動されるものである。
なお、上記横荷重は、通常、上記ピストンロッド２４の先端に連結した部材により該ピストンロッド２４の軸線に直交する方向に作用する力に基づき、上記ピストン２２にその軸線に直交する力として作用するものである。

上記第１実施例のパッキン１Ａは、図１及び図２からわかるように、ゴム弾性材により形成されて上記溝１３に収容される断面が矩形状のパッキン本体２の外周面の中央に、上記筒状ハウジング１１の内面に弾性的に接触するシール用突部３を備えると共に、その両側に位置させて、上記横荷重により上記シール用突部３が圧潰されたときに上記筒状ハウジング１１内面に当接して、該筒状ハウジング１１と仕切部材１２とが接触するのを抑止する一対の受け面４を備え、更に、上記シール用突部３とその両側の受け面４との間に、グリス溜めを兼ねてシール用突部３の圧潰時の逃げ部を形成する一対の凹溝５を設けている。

また、上記仕切部材１２の周面の溝１３の底面に接するパッキン本体２の内周面には、該底面に弾性的に接触して該底面とパッキン本体２との間を安定的にシールする内周シール凸部６を設けている。該内周シール凸部６は、望ましくは上記シール用突部３に対し仕切部材１２の軸線方向位置を同じくして設けられ、上記内周シール凸部６の両側に、前記シール用突部３の両側に位置する受け面４に対応させて、上記横荷重により内周シール凸部６が圧潰されたときに上記仕切部材１２の溝１３の底面に当接する当たり面７を備えている。そして、これらの各部はゴム弾性材により上記パッキン本体２と一体に形成している。

上記構成を有する第１実施例のパッキン１Ａは、図２に示す状態から、シール用突部３が筒状ハウジング１１の内面により押圧された図１の状態にして筒状ハウジング１１内に嵌挿し、仕切部材１２に横荷重が作用していない状態においては、シール用突部３が筒状ハウジング１１の内面全周に対し弾性的に均等に当接して、仕切部材１２の両側空間の間をシール状態に保持し、一方、上記横荷重が作用したときには、該横荷重を受ける側のシール用突部３が圧縮されるが、更に上記横荷重が増大してシール用突部３が圧潰されたときには、該シール用突部３の両側に設けている受け面４が上記筒状ハウジング１１の内面に当接して、該筒状ハウジング１１と仕切部材１２とが接触することによる損傷を抑止することになる。

そして、上記パッキン１Ａは、その内周面側に、上記受け面４に対応させて、横荷重が作用したときに溝１３の底面に当接する当たり面７を形成するとか、パッキンの断面積を溝１３の断面積よりも大きく設定するなどの受け面４の縮径抑制手段を付与することができるので、該手段により上記横荷重で筒状ハウジング１１と仕切部材１２とが接触するのを抑止し、結果的に、上記受け面４により従来のウエアリングと同等の機能を発揮させることができる。
しかも、上記パッキン１Ａは、単一のゴム弾性材によってパッキン本体２に上記シール用突部３やウエアリングの機能を発揮する受け面４を一体に形成しているので、仕切部材１２の構成だけでなく、その組立工程も著しく単純化される。

上記パッキン本体２におけるシール用突部３とその両側の受け面４との間には凹溝５を設けているが、この凹溝５は、後述するようにグリス溜としても機能し、また、シール用突部３が筒状ハウジング１１の内面に押し付けられて、その頂面が図１に示すように押し潰され、あるいは、シール用突部３の両側の受け面４が筒状ハウジング１１の内面に接する程度にまで該シール用突部３が圧潰されたときに、該シール用突部３が扁平化して幅方向に広がるための逃げ部としても機能し、シール用突部３自体が過度の圧潰力を受けて損傷するのを抑制するものである。

図４は、本発明に係るパッキンの第２実施例を示し、このパッキン１Ｂでは、上記第１実施例のパッキン１Ａにおけるシール用突部３がパッキン本体２の外周面の中央に設けられているのに対し、該外周面の一側方に偏寄させた位置にシール用突部３を設けている。この第２実施例のパッキン１Ｂは、例えば、仕切部材１２の両側に作用する圧力が同等でない単動シリンダのピストンなどにおいて有効に利用できるものである。
上記第２実施例のパッキン１Ｂのその他の構成及び作用は、実質的に第１実施例のパッキン１Ａの場合と同一であるから、同一部分または相当部分に同一符号を付して、それらの説明を省略する。

図５に示す第３実施例のパッキン１Ｃは、上記第１実施例及び第２実施例におけるパッキン１Ａ，１Ｂのシール用突部３が、パッキン本体２の外周面からなだらかな山形に突出するものとして構成されているのに対して、シール用突部３の中央におけるシール機能部３ａを細幅の山形に形成して、このシール機能部３ａが鎖線ｂで示す筒状ハウジング１１の内面にシール状態で当接するようにし、それによって、該シール機能部３ａと筒状ハウジング１１の内面との間の摺動抵抗を軽減させ、しかしながら、シール用突部３の全体を細幅の山形に形成すると、該シール用突部３に作用する流体圧や摺動抵抗によってそれが倒伏しやすくなることから、該シール機能部３ａをそれ自体の高さを小さくするための台部３ｂ上に設けている。該台部３ｂに設けた小突部は必ずしも設ける必要がないものであるが、その内側をシール機能部３ａに近いグリス溜として機能させることもできる。

図６は、本発明に係るパッキンの第４実施例を示すもので、この第４実施例におけるパッキン１Ｄでは、第１実施例のパッキン１Ａと比べて、パッキン本体２におけるシール用突部３とその両側の受け面４との間に凹溝５を設けていない点で相違している。
しかしながら、図６のパッキン１Ｄを筒状ハウジング１１内に嵌挿するに際し、シール用突部３が筒状ハウジング１１の内面によって押さえ付けられた場合には、該シール用突部３をパッキン本体２の上面に押入することになるので、該シール用突部３の両側に凹溝５と同様なものが形成されるのが通例であり、それが形成されるのであれば、図１の第１実施例のように、凹溝５を設けておく必要はなく、図６の第４実施例のように構成しても第１実施例の場合と変わるところがない。

また、上記第１実施例等における上記凹溝５は、本来、シール用突部３が筒状ハウジング１１の内面に当接して摺動する際に、該内面に付着していたグリスを掻き集めて凹溝５内に流下させ、それを溜めるグリス溜としても作用し、シール用突部３の摺動抵抗の軽減や、シール用突部３が横荷重により圧潰されて受け面４が筒状ハウジング１１の内面に圧接する際の摺動抵抗の軽減に寄与するものであるが、そのようなグリス溜を必要としない場合には、シール用突部３をパッキン本体２の上面に押入することによりその両側に凹溝５と同様なものが形成されるか否かは別として、この該４実施例のように前記凹溝５に相当するものを設けておく必要はない。なお、上記凹溝５は、シール用突部３の片側のみに設けることもできる。

更に、図７は、本発明に係るパッキンの第５実施例を示し、この第５実施例のパッキン１Ｅでは、上記受け面４にグリス溜となる複数の周方向の細溝５ａを設け、該受け面４が筒状ハウジング１１の内面に接触したときの摺動抵抗の軽減を図るようにしている。しかしながら、上記細溝５ａに限らず、上記受け面４には筒状ハウジング１１の内面に接したときの摺動抵抗の軽減を図るための各種手段を付加することができる。

なお、上記第３〜５実施例についての上述した点を除くその他の構成及び作用は、実質的に第１実施例のパッキン１Ａの場合と同一であるから、同一部分または相当部分に同一符号を付して、それらの説明を省略する。

１Ａ〜１Ｅパッキン
２パッキン本体
３シール用突部
４受け面
１１筒状ハウジング
１２仕切部材
１３溝

Claims

筒状ハウジング内をその軸線方向に摺動する仕切部材の周面の溝内に収容され、該筒状ハウジングとの間をシールするパッキンであって、
上記溝に収容されるパッキン本体の外周面に、上記筒状ハウジングに弾性的に接触するシール用突部を備えると共に、その両側に位置させて、仕切部材に作用する上記軸線方向と直交する方向の荷重により上記シール用突部が圧潰されたときに上記筒状ハウジングに当接して該筒状ハウジングと仕切部材とが接触するのを抑止する受け面を備え、これらをゴム弾性材により一体に形成している、
ことを特徴とするパッキン。
上記パッキン本体におけるシール用突部とその両側または片側の受け面との間に、グリス溜めを兼ねて、シール用突部の圧潰時の逃げ部を形成する凹溝を設けている、
ことを特徴とする請求項１に記載のパッキン。
上記受け面にグリス溜となる複数の周方向の細溝を設けている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のパッキン。
仕切部材の周面の溝の底面に接するパッキン本体の内周面に、該底面に弾性的に接触する内周シール凸部を設けている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパッキン。
上記内周シール凸部が、上記シール用突部に対し仕切部材の軸線方向位置を同じくして設けられ、上記内周シール凸部の両側に、上記シール用突部の両側に位置する受け面に対応させて、上記軸線方向と直交する方向の荷重により内周シール凸部が圧潰されたときに上記仕切部材周面の溝の底面に当接する当たり面を備えている、
ことを特徴とする請求項４に記載のパッキン。
パッキン断面積が、仕切部材の周面に設けた上記溝の断面積よりも大きく、該溝内から一部が外部に突出するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパッキン。