JP4744935B2 - Equipment for mounting gaskets for pneumatic actuators - Google Patents
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Description
本発明は、ガスケット装着用機器に関し、特に、優れた組立作業性と密閉性能を実現した空圧アクチュエータのガスケット装着用機器に関する。 The present invention relates to a gasket mounting device, and more particularly to a gasket mounting device for a pneumatic actuator that realizes excellent assembly workability and sealing performance.
従来より、空圧式・油圧式アクチュエータ等の圧力機器に用いられる密封シールや、水・粉塵などの浸入を防止するダストシールには、例えば、蓋体との合わせ面をゴムや樹脂などの弾性材料で密閉シールする必要があり、容器本体側或は蓋体側の合わせ面の周縁に凹状の溝を設けて、この溝内にゴム製や樹脂製のガスケットを装着した後、ネジなどの締付部材を介して蓋体を締付固定している。 Conventionally, for sealing seals used in pressure devices such as pneumatic and hydraulic actuators, and dust seals that prevent water and dust from entering, for example, the mating surface with the lid is made of an elastic material such as rubber or resin. It is necessary to hermetically seal, and a concave groove is provided on the periphery of the mating surface on the container body side or the lid body side, and after installing a rubber or resin gasket in this groove, a tightening member such as a screw is attached. The lid is fastened and fixed via
ゴム製ガスケットを装着する溝の場合には、ゴム製ガスケットの潰しによって、ガスケットが溝内に充満しないように余裕を持った設計がなされている。そのため、ガスケットを溝に入れた状態では、ガスケットは溝内に保持されることはなく、カバーを傾けたり逆さまにすれば、当然ガスケットは脱落してしまい、紛失するおそれもある。 In the case of a groove in which a rubber gasket is mounted, a design is provided with a margin so that the gasket is not filled into the groove by crushing the rubber gasket. Therefore, in a state where the gasket is put in the groove, the gasket is not held in the groove, and if the cover is tilted or turned upside down, the gasket may naturally fall off and be lost.
このようなガスケットの脱落を防止する手段として、組立時にグリスなどを塗布してガスケットを接着する方法がある。ガスケットを接着剤などで完全に接着してしまうと、ガスケットの交換や分別廃棄ができなくなることから、グリス程度の粘性のあるもので接着するのが一般的となっている。しかし、グリスの塗布作業は極めて面倒なものであり、作業性の低下や製造コストがかかるなどの問題がある。その他、ガスケットの脱落防止を図る一例として、以下の技術が開示されている。 As a means for preventing such a gasket from dropping off, there is a method of applying a grease or the like at the time of assembly and bonding the gasket. If the gasket is completely bonded with an adhesive or the like, the gasket cannot be replaced or disposed of separately. Therefore, it is common to bond the gasket with a material having a viscosity of about grease. However, the grease application operation is extremely troublesome, and there are problems such as reduced workability and increased manufacturing costs. In addition, the following technique is disclosed as an example for preventing the gasket from falling off.
例えば、実開平7−35857号公報(特許文献1)には、バルブと基台とに開設した複数個のポートを個別に連通させる複数個の開口を有し、バルブと基台との間をシールするバルブ用ガスケットが開示されている。バルブと基台との間にガスケットを介在させて、これらを締付部材により締付けると、両シール面に設けた内外のリブが圧縮されて、これらのリブ間の閉塞空間の圧力が大気圧より僅かに低下し、ガスケットとバルブ及び基台とのシール面間に吸着力を発生させることで、バルブと基台とを分離しても、ガスケットがバルブ又は基台の何れか一方に吸着して離脱しない旨が記載されている。 For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-35857 (Patent Document 1) has a plurality of openings for individually communicating a plurality of ports established in a valve and a base, and the space between the valve and the base is A sealing valve gasket is disclosed. When a gasket is interposed between the valve and the base and these are tightened by a tightening member, the inner and outer ribs provided on both seal surfaces are compressed, and the pressure in the closed space between these ribs is more than atmospheric pressure. Even if the valve and the base are separated by generating an adsorption force between the sealing surfaces of the gasket and the valve and the base, the gasket is adsorbed to either the valve or the base. It states that it will not leave.
特開平6−235469号公報(特許文献2)には、断面四角状のガスケット本体の両側面から突起体を突出させ、この突起体をガスケット挿着溝の側壁面に当接させる旨が記載されている。
ところが、特許文献1に記載のガスケットでは、ガスケット本体の内外両側面にリブを突設した構造であることから、このガスケットを空圧式・油圧式アクチュエータ等の圧力機器に適用すれば、例えば、内圧封止の場合、内圧によって外側面に設けたリブが潰され、ガスケットには局所的に大きな荷重がかかることになり、しかも、空圧式・油圧式アクチュエータ等の圧力機器に必要な高い密閉性能は確保されない。
However, since the gasket described in
また、特許文献2に記載のガスケットは、弁室内の気密性を保持すべく、突起体をガスケット挿着溝の側壁面にシールさせるものであって、この突起体はガスケットを溝内に保持させるように機能するものではない。
In addition, the gasket described in
本発明は、上記の課題点に鑑み、鋭意研究の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、ガスケットの不用意な脱落を防いで優れた組立作業性を実現すると共に、シール面に優れた密閉性能を具備した空圧アクチュエータのガスケット装着用機器を提供することにある。 The present invention has been developed as a result of diligent research in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent inadvertent removal of the gasket and to realize excellent assembly workability, and to seal An object of the present invention is to provide a device for mounting a gasket of a pneumatic actuator having excellent sealing performance on the surface.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ピストンを収容したハウジングの開口端を被蓋する蓋体の合わせ面に対向する一対の円弧状部と、この円弧状部の両端部に矩辺の張り出し部を連設して凹状の環状ガスケット溝を形成し、この張り出し部の内側に前記ハウジング内に給排気する給排気路を位置させると共に、樹脂製又はゴム製の弾性材から成る環状のガスケットを前記ガスケット溝に対応する一対の円弧状部の両端部に矩辺の張り出し部を有する環形状に形成し、このガスケットには、前記ガスケット装着溝の溝幅より小さい幅寸法に形成されたガスケットの円弧状部の内周面に肉厚方向へ延び、かつ、圧潰量を10〜15%に設定した突起部を等間隔に複数形成し、このガスケットを前記ガスケット溝に対応した状態で組み込んだときに、前記突起部が溝壁面に当接してガスケットをガスケット装着溝内に保持するようにした空圧アクチュエータのガスケット装着用機器である。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項1に係る発明によると、突起部の弾発力とその反力でガスケットをガスケット装着溝内に保持させることができ、装着されたガスケットが不用意に脱落することはない。しかも、ガスケット装着溝へ組み込む際の抵抗が小さく、突起部を押し潰すだけでガスケットを装着・保持しうるので、従来に比して、組立作業性を飛躍的に向上させた。更に、メンテナンス等でシール面を開口する場合にあっても、ガスケットが脱落することはなく、メンテナンス後、シール面には優れた密閉性能が再現される。 According to the first aspect of the present invention, the gasket can be held in the gasket mounting groove by the elastic force of the protrusion and the reaction force thereof, and the mounted gasket does not fall off carelessly. In addition, since the resistance when assembled into the gasket mounting groove is small and the gasket can be mounted and held by simply crushing the protrusion, the assembly workability is greatly improved compared to the conventional case. Furthermore, even when the sealing surface is opened for maintenance or the like, the gasket does not fall off, and excellent sealing performance is reproduced on the sealing surface after maintenance.
突起部の弾発力とその反力を内周方向に対して等間隔に発生させることができ、更に安定した脱落防止効果が得られる。請求項3に係る発明によれば、突起部とガスケット装着溝との接触面積を小さくして、ガスケット装着溝へ組み込む際の抵抗を小さくすると共に、ガスケット自体の磨耗・劣化を防ぐという効果を奏する。 Collision resilient force of the electromotive section and equally spaced can be generated that the inner peripheral direction reaction force is obtained more stable drop-off prevention effect. According to the third aspect of the present invention, the contact area between the protrusion and the gasket mounting groove is reduced, so that the resistance when assembled into the gasket mounting groove is reduced and the gasket itself is prevented from being worn or deteriorated. .
本発明を適用した合わせ面(シール面)には優れた密閉性能が備わり、例えば、空圧式・油圧式アクチュエータ等の圧力機器にあっては、突起部を受圧側であるガスケット本体の内側面のみに形成すれば、受圧時にガスケット本体の外側面の全面をガスケット装着溝の溝壁面に密着させることができ、しかも、ガスケットの局部変形の生じ難い構造が実現され、空圧式アクチュエータの圧力機器としての機能を長期に亘って、如何なく発揮させることが可能となる。 The mating surface (seal surface) to which the present invention is applied has an excellent sealing performance. For example, in a pressure device such as a pneumatic or hydraulic actuator, only the inner surface of the gasket main body on the pressure receiving side is the protrusion. When the pressure is received, the entire outer surface of the gasket body can be brought into close contact with the groove wall surface of the gasket mounting groove, and a structure that does not easily cause local deformation of the gasket is realized. As a pressure device for a pneumatic actuator , It becomes possible to make the function appear for a long time.
本発明における空圧アクチュエータのガスケット装着用機器の実施形態を図面に基づいて詳述する。図1は、本発明において、ガスケットの装着前の状態を示した斜視図であり、図2は、ガスケットを装着した状態を示した平面図である。図中1は蓋体に形成されたシール面(合わせ面)であり、2はシール面1に設けた凹状のガスケット装着溝であり、3は樹脂製又はゴム製等の弾性材料から成る環状のガスケット、また、4はガスケット装着用機器である。
An embodiment of a device for mounting a gasket of a pneumatic actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state before the gasket is attached in the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a state where the gasket is attached. In the figure, 1 is a sealing surface (mating surface) formed on the lid, 2 is a concave gasket mounting groove provided on the sealing
本発明は、シール面1に設けたガスケット装着溝2内に弾性を有する環状ガスケット3を装着したガスケット装着用機器4である。前記ガスケット装着溝2の溝幅よりも小さい幅寸法で、且つ、溝深さよりも大きい肉厚寸法に形成されたガスケット本体3の内周面3a及び外周面3bの双方若しくは何れか一方の面に肉厚方向(軸芯方向)へ延びる突起部5を有し、当該ガスケット3を前記ガスケット装着溝2内に組み込んだときに、前記突起部5が溝壁面2aと当接し、ガスケット装着溝2内に保持されることを特徴としている。なお、本実施形態では、アクチュエータ等の圧力機器に適用し、この場合、前記ガスケット3は、アクチュエータの環状シリンダをシールする円弧状部3cと、該円弧状部3cから張り出し、アクチュエータの給排気路をシールする張り出し部3dとから構成するが、勿論、これに限定されるものではない。
The present invention is a
図1及び図2に示すように、空圧式アクチュエータの圧力機器(例えば、内圧封止)に適用する場合には、前記突起部5をガスケット本体3の受圧側となる内側面3aにのみ形成し、受圧時にガスケット本体3の外側面3bの全面をガスケット装着溝2の外側溝壁面2aに密着させるように構成しており、これにより、シール面1には優れた密閉性能が発揮されると共に、ガスケット3の局部変形の生じ難い構造を実現している。
As shown in FIGS. 1 and 2, when applied to a pressure device (for example, internal pressure sealing) of a pneumatic actuator , the
詳述すると、内圧によってガスケット3がガスケット装着溝2の外側溝壁面2aに押し付けられるが、ガスケット本体3の外側面3bには前記突起部5がないので、ガスケット3に対する荷重は一定となる。一方、外側面3bに突起部5を形成すれば、内圧によって突起部5が過剰に潰されて局所的に荷重が大きくなる。従って、空圧式・油圧式アクチュエータ等の圧力機器に適用する場合には、本例で示すように、流体圧力によってガスケット3が押圧される側に突起部5を形成しないのがよい。
More specifically, the
図3は、本発明に係るガスケット装着用機器の作用説明図である。同図(a)に示すように、前記ガスケット本体3の肉厚方向(軸芯方向)に向けて突起部5を形成したことで、同図(b)に示すような、成形勾配を有するガスケット装着溝2であっても、肉厚方向に延びる突起部5の何れかの部位でガスケット装着溝2の溝壁面2aと当接し、突起部5の弾発力とその反力で、ガスケット3をガスケット装着溝2内に保持させることができる。しかも、本例に示すように、突起部5をガスケット本体3の内周方向に対して、等間隔に複数(本例では6個)設けることで、安定した脱落防止効果を得る。ここで、ガスケット装着溝2の成形勾配とは、ガスケット装着溝2をダイキャスト鋳造や樹脂射出により成形する際の、型の抜き勾配のことをいい、ガスケット装着溝が垂直方向に対して、やや開口部側に傾いた角度をいう。
FIG. 3 is an operation explanatory view of the gasket mounting device according to the present invention. As shown in FIG. 6A, the
また、突起部5の先端を断面略円弧状に形成すれば、ガスケット装着溝2の溝壁面2aとの接触面積が小さくなり、ガスケット3をガスケット装着溝2へ組み込む際の抵抗を小さくすることができる。本例で示すガスケット3には円弧状部3cから張り出した張り出し部3dを有しているが、張り出し部3dよりも長辺である円弧状部3cを、突起部5によりガスケット装着溝2内に強固に保持しているので、短辺である張り出し部3dに突起部5を設ける必要なく、安定した脱落防止効果を得ることができる。
Further, if the tip of the
ガスケット3の装着に際して、図2に示すように、前記ガスケット本体3の内側面3aより内径方向へ突設した前記突起部5が、対向する前記ガスケット装着溝2の内側溝壁面2aに接触して押し潰されるので、圧潰された突起部5に弾発力と反力が生じ、且つ、溝壁面2aとの摩擦力によってガスケット装着溝2内に保持される。好ましくは、ガスケット本体3に形成される突起部5の圧潰量を10〜15%に設定することで、ガスケット3をガスケット装着溝2へ装着する際の抵抗がより小さくなり、装着作業が容易に行えると共に、シール面1に挟持されるガスケット3がガスケット装着溝2からはみ出すおそれがなく、シール面1には優れた密閉性能が備わる。
When the
また、ガスケット3に形成する突起部5の個数は、環状のガスケット本体3の周長を考慮して決定するとよく、例えば、周長100mm以下であれば2〜3個、周長101〜200mmであれば4〜6個、周長201〜300mmであれば8〜12個などである。突起部5の配置については、特に平滑面に対しては均等に配置することで、安定した脱落防止効果が得られる。なお、他例として、図示しないが、ガスケット本体の一部を蛇行形状にしてこの部位を突起部とし、ガスケット装着溝の溝壁面に当接させることも可能である。
The number of the
ここで、本発明に係るガスケット装着用機器についての検証を行った。検証項目は、成形容易性、溝への装着性、抜き勾配を有する溝への保持性、及びガスケット本体の受圧対応性である。供試品として、図4(a)に示すように、周方向へ延びる長尺状の突起部16を形成したガスケット17を比較例1とし、図5(a)に示すように、半球形状の突起部18を形成したガスケット19を比較例2とした。また、図3(a)に示すように、ガスケット本体の肉厚と略同じ長さに延びる突起部5を形成したガスケットを本発明1とした。検証結果を表1に示す。
Here, it verified about the apparatus for gasket mounting which concerns on this invention. The verification items are ease of molding, mounting property to the groove, retaining property to the groove having a draft angle, and compatibility with pressure reception of the gasket body. As a test sample, as shown in FIG. 4A, a
比較例1:ガスケットの成形容易性については、突起位置で型を上下に割る必要があり、その評価を×とした。溝への装着性については、突起部16が反挿入方向へ変形してしまい挿入し難く、しかも、周方向へ突起部16の逃げる余地がなく、その評価を×とした。図4(b)に示すように、抜き勾配を有する溝への保持性については、抜き勾配の角度がばらつくと、突起部16と溝壁面2aとの当接が不十分となる場合があり、保持性が低下するため、その評価を×とした。ガスケットの受圧対応性については、ガスケット本体17の拡径が阻害されるため、その評価を△とした。
Comparative Example 1: For ease of molding of the gasket, it was necessary to divide the mold vertically at the protrusion position, and the evaluation was x. With respect to the mounting property to the groove, the
比較例2:ガスケットの成形容易性については、ガスケットの内径方向に型を抜く必要があるため、その評価を×とした。溝への装着性については、突起部18が反挿入方向へ変形してしまい挿入し難いため、その評価を△とした。図5(b)に示すように、抜き勾配を有する溝への保持性については、抜き勾配の角度がばらつくと、突起部18と溝壁面2aとの当接が不十分となる場合があり、保持性が低下するため、その評価を×とした。ガスケットの受圧対応性については、ガスケット本体19の拡径を妨げないので、その評価を○とした。
Comparative Example 2: Regarding the ease of molding of the gasket, since it was necessary to remove the mold in the inner diameter direction of the gasket, the evaluation was x. Regarding the mounting property to the groove, since the
本発明1:ガスケットの成形容易性については、ガスケットの肉厚方向に打ち抜き成形可能であるため、その評価を○とした。溝への装着性については、突起部5が反挿入方向に変形し難いので挿入し易く、しかも、周方向へ突起部5が逃げる余地があるので、その評価を○とした。図3(b)に示すように、抜き勾配を有する溝への保持性については、抜き勾配の角度にばらつきがあっても、軸芯方向に延びる突起部5の何れかの部位で溝2の溝壁面2aと当接して保持されるので、その評価を○とした。ガスケットの受圧対応性については、ガスケット本体3の拡径を妨げないので、その評価を○とした。なお、本実施例においては、板状のガスケット素材を肉厚方向に打ち抜き成形することにより、ガスケット本体3と突起部5を一工程で成形しており、突起部5の高さは、ガスケット本体3の肉厚と同一となっている。
Invention 1: The ease of molding of the gasket can be stamped in the thickness direction of the gasket. With respect to the mounting property to the groove, the
次に、本発明に係るガスケット装着用機器の具体例を説明する。図6は、本発明を適用した空圧式アクチュエータの横断面図である。同図において、図中6はアクチュエータ、7はハウジング、8は蓋体、9は出力軸、10はピニオン、11はラック、12はピストン、13はOリングである。このアクチュエータ6は、直線運動を回転運動に変換するラック・ピニオン式の運動変換機構を有しており、中央室14と連通する給排口から空気圧を供給すると、中央室14に空気圧が充填されて対向する一対のピストン12,12が両側方向へ移動し、ラック11と噛合するピニオン10を固定した出力軸9が反時計回りに回転する。一方、両側室15,15と連通する図示しない給排口から空気圧を供給すると、両側室15,15に空気圧が充填され、前記ピストン12,12が中央方向へと移動し、これに伴って出力軸9が時計回りに回転する。この出力軸9の回転によって連結された図示しないバルブ弁体の開閉が行われる。
Next, a specific example of the gasket mounting device according to the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of a pneumatic actuator to which the present invention is applied. In the figure, 6 is an actuator, 7 is a housing, 8 is a lid, 9 is an output shaft, 10 is a pinion, 11 is a rack, 12 is a piston, and 13 is an O-ring. The
図1に示すように、前記アクチュエータ6の組立時には、蓋体8のシール面(合わせ面)1に設けたガスケット装着溝2内にガスケット3を装入し、図2に示すように、装着・保持させる。装着されたガスケット3とガスケット装着溝2との間には、上述のごとく、脱落防止機能が発揮され、ガスケット3を装着した蓋体8を傾けるなどしても、ガスケット3はガスケット装着溝2内に確実に保持されるので、不用意に脱落することはない。勿論、メンテナンス等で合わせ面1を開口する場合にあっても、ガスケット3が脱落することはなく、メンテナンス後、シール面1には優れた密閉性能が再現される。
As shown in FIG. 1, when the
更に、突起部5をガスケット本体3の受圧側である内側面3aのみに形成しているので、受圧時にはガスケット本体3の外側面3bの全面をガスケット装着溝2の外側溝壁面2aに密着させることが可能となり、ガスケット3の局部変形の生じ難い構造が実現される。ガスケット3を装着したハウジング7と蓋体8との合わせ面1は確実に密閉シールされるので、アクチュエータ6の機能は長期に亘り、如何なく発揮される。
Furthermore, since the
蓋体8のシール面1及びガスケット装着溝2以外の表面には、耐食性向上と外観向上の観点から、ポリエステル等の樹脂塗料を用いた焼付塗装が施されているが、塗膜面の均一化や剥離防止、硬度の確保といった塗装品質向上の理由から、エポキシ系やポリアミド系樹脂を用いた電着塗装を施す場合がある。この電着塗装は、蓋体8の全体を塗装液に浸漬することから、ガスケット装着溝2にも塗装が施されることとなる。塗装面は、塗装なしの面よりも表面粗さが小さく、滑らかな面となる。
Surfaces other than the sealing
一方、ガスケット装着溝2の内側溝壁面2aには、アクチュエータ6の本体に形成したエアー給排気路6aとの干渉を防ぐため、部分的な切欠き部2bが形成されている。このガスケット装着溝2に上記電着塗装が施され、且つ、装着溝2からの脱落を防止するためにグリスが塗布されたガスケット3を装着した場合、蓋体8をアクチュエータ6の本体に固定すると、ガスケット3には肉厚方向に押し潰される力の分力が作用すると共に、グリスによる滑り作用が加わり、ガスケット3が装着溝2の切欠き部2bからアクチュエータ内方に向って部分的にはみ出して、アクチュエータ6のシール性が損なわれるおそれがある。本発明に係る突起部5を有するガスケット3によれば、グリスを塗布することなく、脱落防止を図れることから、塗装等の表面処理が施された装着溝2に対して確実に固定することができ、アクチュエータ6のシール性を確保することができる。
On the other hand, a
1 シール面(合わせ面)
2 ガスケット装着溝
2a 溝壁面(内側溝壁面、外側溝壁面)
3 ガスケット(ガスケット本体)
3a 内側面
3b 外側面
4 ガスケット装着用機器
5 突起部
6 アクチュエータ
7 ハウジング
8 蓋体
1 Sealing surface (mating surface)
2
3 Gasket (gasket body)
3a
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