JPH0579128U - 摺動用パッキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 相互に軸方向摺動可能な摺動部材の内のいず
れか一方に環状凹溝を形成して、これに装着されるパッ
キンである。横断面形状に於て、摺動頭部１と、十分に
厚さの薄い中央首部２と、丸形の胴部３とから成るダル
マ形である。摺動頭部１の両側面に小突起７…を周方向
に所定ピッチで有する。 【効果】 摩擦抵抗が小さい。吹き漏れが生じない。耐
久寿命が長く、機器の小型化を図り得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、互いに軸方向摺動可能に嵌合するシリンダチューブとピストン、あ るいは、シリンダヘッドとピストンロッド等の摺動部材のいずれか一方の部材の 環状凹溝内に装着される摺動用パッキンであって、主として無給油用空気圧シリ ンダに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】

従来、シリンダのピストンにはＵパッキンを背中合せに２個組込んで両方向の 密封をするものが使用されていたが、機器の小型化、軽量化、コスト低減の面で 好ましくないため、最近、１個のパッキンで往復両方向の密封が出来るパッキン ───以下「単一形パッキン」という───が要望されるようになった。

【０００３】 従来の単一形パッキンとしては、例えば、Ｘ字形横断面をした、いわゆるＸリ ングが用いられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このＸリングは、装着された環状凹溝の側面に吸着し易く、か つ、パッキンの姿勢が不安定で、そのため吹き漏れを発生することがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、相互に軸方向摺動可能に嵌合した摺動部材のいずれか一方の環状凹 溝内に装着される摺動用パッキンに於て、横断面形状が摺動頭部と中央首部と胴 部とから成るダルマ形であって、該摺動頭部の両側面に小突起を周方向所定ピッ チで配設し、かつ、上記中央首部の厚さ寸法をＴとすると共に背高寸法をＷｂと すると、0.10・Ｗｂ≦Ｔ≦0.40・Ｗｂにて示される関係式が成立するように上記 中央首部の厚さ寸法Ｔを設定した。

【０００６】

【作用】

中央首部が弾性的に圧縮されやすく、摺動頭部と相手摺動面との摩擦抵抗が減 少出来る。

【０００７】 また、摺動頭部と相手摺動面とがエンドレス状に接触し、同時に、胴部と環状 凹溝の溝底面とがエンドレス状に接触し、吹き漏れを生じない。

【０００８】 そして、摺動頭部の両側面に所定ピッチで小突起が配設されているため、パッ キンが環状凹溝の溝側面に吸着することが防止され、吹き漏れを一層確実に防止 する。

【０００９】 上記摩擦抵抗が減少して、接触面圧が適度に低いため、摩耗が少なくて寿命が 長い。

【００１０】 単一形パッキンとして、コンパクトであり、シリンダ等の小型・軽量化を図る ことを可能とする。

【００１１】

【実施例】

以下、図示の実施例について詳説する。

【００１２】 図１に示すように、横断面形状がダルマ形であって、摺動頭部１と中央首部２ と胴部３から成り、全体は円環状に一体に形成されている。

【００１３】 材質は各種弾性ゴム材や弾性プラスチック材から成る。

【００１４】 図６は、このパッキンＡが環状凹溝４内に装着された状態（圧力ゼロ）を示す 。相互に軸方向摺動可能に嵌合した摺動部材５，６として、例えば、同図ではシ リンダチューブとピストンを示し、その内のピストンに上記凹溝４が形成された 場合を示す。

【００１５】 そして、該パッキンＡは、図７に示すように左側から、及び、その逆方向から 、交互に圧力を受けて、矢印Ｂ，Ｃのように直線往復運動するところの摺動部材 ６に用いられた単一形の摺動用パッキンであるといえる。

【００１６】 しかして、図１と図３に示す如く、摺動頭部１の両側面に半球状の小突起７… が周方向に所定ピッチで配設されている。

【００１７】 また、この小突起７…としては、図４に示すように小判形としても良い。この ときの横断面形状も図１と同様に半円形を示す。

【００１８】 また、（図示省略したが）これ以外の形状に小突起７を形成しても良いが、金 型による成型が容易な形状が望ましい。

【００１９】 いずれの形状の小突起７…であるにせよ、軸方向両側面に同じ数だけ円周等ピ ッチで配置し、また、この両側面に於て小突起７…の配設位置は、同じ位置とし ても、また、千鳥状にづらせて配置しても、自由である。

【００２０】 そして、図２に於て、中央首部２の厚さ寸法をＴとすると共に、背高寸法をＷ ｂ，全体の外径寸法をＤｏ，軸方向全体厚さ寸法をＷａとすると、0.10・Ｗｂ≦ Ｔ≦0.40・Ｗｂにて示される関係式（以下、関係式という）が成立するように 、上記寸法Ｔ，Ｗｂを設定する。

【００２１】 即ち、中央首部２は十分にくびれたダルマ形であって、しかも、図から明らか なように、流線形にくびれている。

【００２２】 また、Ｗｂ＞Ｗａなる関係式が成立し、横断面に於て、径方向の背高寸法Ｗｂ が、軸方向全体厚さ寸法Ｗａよりも大きい「背高」である。従って、図６に示す ように、環状凹溝４へ装着した状態でのパッキン張り代が大きくなり、シリンダ チューブ内径のバラツキ等の摺動部材５，６の寸法誤差（がたつき）に追随し易 い利点がある。

【００２３】 ところで、上述の関係式に於て、Ｔ＜0.10・Ｗｂとした場合には次のような 問題を生ずる。

【００２４】 （ａ） パッキンＡの剛性が不足し、耐圧強度が不足する。

【００２５】 （ｂ） 中央首部２の肉が薄くなって、つぶし力が小さくなり、摺動部材５に 接触する接触面圧が過小となって漏れが発生し易くなる。

【００２６】 （ｃ） 圧力Ｐによる変形が過大（図７参照）となって、往復動のためにパッ キンＡの両側面から繰返し加えると、パッキンＡは逆くの字とくの字の変形を繰 返して、肉薄の中央首部２で屈曲疲労で破損する（寿命が短くなる）。

【００２７】 逆に、Ｔ＞0.40・Ｗｂとした場合には次のような問題を生ずる。

【００２８】 （ａ） 中央首部２が厚くなり過ぎて、摺動部材５に接する接触面圧が高くな り、摺動頭部１の摺接部１ａが摩耗し易くなって、寿命が短くなり、かつ、摩擦 抵抗が大きくなる。

【００２９】 従って、上述の関係式を充足するように中央首部２の厚さ寸法Ｔを設定する のが望ましい。

【００３０】 特に、0.18・Ｗｂ≦Ｔ≦0.30・Ｗｂが好適である。

【００３１】 次の表１に、図２の各部寸法の具体的数値例を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】 さらに、上記実施品２と、従来品（Ｘリング）とを、始動抵抗値について実測 した比較のためのグラフを図８に示す。

【００３４】 なお、同グラフの横軸には放置時間を示し、また、縦軸には始動抵抗を示した 。使用したシリンダは、復動形空気圧シリンダで、ロッドパッキンを取外し、グ リース潤滑で作動させ、各２個づつの平均値を採ったものである。

【００３５】 この図８から、放置時間が長くなると、本考案実施品が従来品に比較して始動 抵抗が著しく小さい点が一層顕著となるといえる（従来品の約２／３となる）。

【００３６】 ところで、図５では摺動部材５，６を仮想線にて示したもので、これに対する 寸法関係を説明するために実線でパッキンＡを重ねて描いている。即ち、この図 のパッキンＡは自由状態を示しており、外径寸法は摺動部材５の内径よりも僅か に大きく、かつ、内径寸法は凹溝４の溝底径よりも僅かに小さい。

【００３７】 そのため、圧力ゼロの状態で凹溝４へ装入した図６に示した状態では、パッキ ンＡの摺接部１ａ及び胴部３の内周面部３ａが、弾性的に圧縮（潰）されて、接 触面圧分布は各々、Ｐ₁ ，Ｐ₂ のように低い山型分布となる。

【００３８】 次に、高い圧力Ｐが作用すると、図７に示す如く、パッキンＡは（同図では） 逆くの字状に弾性変形し、前記接触面圧Ｐ₁ ，Ｐ₂ が低圧側───同図右方側─ ──へ片寄って分布する。

【００３９】 （図示省略するが）図７と逆に、右方から高い圧力が作用した場合には、パッ キンＡは凹溝４内で同図左方へ移動すると同時にくの字状に変形する。

【００４０】 しかしながら、図６と図７で明らかなように、常時、シリンダチューブ内面等 が相当する摺動部材５の内面には、全周連続状に摺動頭部１の摺接部１ａが圧接 し、かつ、凹溝４の溝底には、胴部３の内周面部３ａが全周連続状に圧接し、吹 き漏れが生じないことが分かる。

【００４１】 さらに、図６と図７に於て、小突起７…を有することによって、凹溝４の側面 と、パッキンＡの中央首部２の凹み部８との間が真空となることを、防止出来る 。つまり、パッキンＡが凹溝４の側面へ吸着しない。これにより、自封性を備え て一層吹き漏れが防止出来る。

【００４２】 また、本考案のパッキンＡの摩擦抵抗が低い理由としては、前述の関係式に よって、図６のように接触圧力Ｐ₁ が適度に低く、密封性とバランスしているた めであると共に、小突起７…が所定ピッチに配設され、エンドレス状に連続して いないため、上記接触圧力Ｐ₁ を増加させないで済むのである。

【００４３】 また、接触部１ａの接触圧力Ｐ₁ が適度に低く、摩擦抵抗が小さく、かつ、中 央首部２によって摩耗分を補充出来るために、パッキン寿命が長い。

【００４４】 また、図例のようにパッキンＡが流線形であるから、金型を製作時の刃型が単 純であり、安価かつ容易に作り得る。そして、小突起７…を図例のように半球状 乃至小判状とすれば、一層、金型製作が容易となり、従って安価に製作可能とな る。

【００４５】

【考案の効果】

本考案は上述の構成により次のような著大な効果を奏する。

【００４６】 摩擦抵抗が低減出来る。

【００４７】 吹き漏れが起きない。

【００４８】 耐久寿命が長い。

【００４９】 （シリンダ装置等の本パッキンを用いた）機器の小型化が図り得る。

【００５０】 金型のキャビティ形状が単純化出来て、製造効率が向上し、かつ、金型製 作が容易となって製作費が低減出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の断面図である。

【図２】寸法関係説明図である。

【図３】要部破断斜視図である。

【図４】他の実施例を示す要部破断斜視図である。

【図５】自由状態の要部断面図である。

【図６】凹溝装着状態かつ圧力が掛からない状態を示す
要部断面図である。

【図７】圧力が掛かった状態を示す要部断面図である。

【図８】始動抵抗を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 摺動頭部 ２ 中央首部 ３ 胴部 ４ 環状凹溝 ５ 摺動部材 ６ 摺動部材 ７ 小突起 Ｔ 厚さ寸法 Ｗｂ 背高寸法

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に軸方向摺動可能に嵌合した摺動部
   材のいずれか一方の環状凹溝内に装着される摺動用パッ
   キンに於て、横断面形状が摺動頭部と中央首部と胴部と
   から成るダルマ形であって、該摺動頭部の両側面に小突
   起を周方向所定ピッチで配設し、かつ、上記中央首部の
   厚さ寸法をＴとすると共に背高寸法をＷｂとすると、0.
   10・Ｗｂ≦Ｔ≦0.40・Ｗｂにて示される関係式が成立す
   るように上記中央首部の厚さ寸法Ｔを設定したことを特
   徴とする摺動用パッキン。