JP2001349444A - Seal structure - Google Patents

Seal structure

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JP2001349444A
JP2001349444A JP2000170144A JP2000170144A JP2001349444A JP 2001349444 A JP2001349444 A JP 2001349444A JP 2000170144 A JP2000170144 A JP 2000170144A JP 2000170144 A JP2000170144 A JP 2000170144A JP 2001349444 A JP2001349444 A JP 2001349444A
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JP
Japan
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piston member
cylinder
seal structure
actuator
fixed
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JP2000170144A
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Akiichi Kitagawa
昭市 北川
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Original Assignee
CKD Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal structure capable of outputting motion of a small stroke stably with favorable precision, and miniaturizing an actuator. SOLUTION: This seal structure comprising a piston member 7 fixed to a slide rod 4 inserted into cylinders 2 and 3 for keeping gas tightness between the axially slidable piston member 7 and the cylinder 3 is provided with a seal member 8 comprising an inner circumferential fixture part 11 and an outer circumferential fixture part 12, circularly formed, and connected to each other by a film-like flexible part 13, and a pressure receiving surface formed at the outer circumferential fixture part 12 for diametrically receiving fluid pressure. The inner circumferential fixture part 11 is fixed to the piston member 7, and the outer circumferential fixture part 12 is engaged with an installation part formed on an inner wall of the cylinder 3, where a seal member 8 is installed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば流体圧によ
って変位して往復直線運動を出力するアクチュエータな
どのシール構造に関し、特に安定した精度の良い小スト
ロークの運動を出力することを可能にしたシール構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal structure such as an actuator which outputs a reciprocating linear motion by being displaced by a fluid pressure, and more particularly to a seal capable of outputting a stable and accurate small stroke motion. Regarding the structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】直線往復運動を出力するアクチュエータ
は、その用途として、例えば出力軸に弁体を連結し、弁
の開閉を行うようにしたオペレートバルブに使用され
る。そして、こうしたバルブに使用されるアクチュエー
タにも様々なものがあるが、例えば特定の雰囲気内で作
業を行う場合には、安全面からソレノイドバルブなどよ
りもエア圧を利用して駆動制御を行うエアオペレートバ
ルブが使用される。そしてまた、エアオペレートバルブ
を構成するアクチュエータにもダイヤフラム式、或いは
ピストンパッキン式など様々な構造のものがある。そう
した中で今回は、小ストロークの運動を出力するための
エアオペレート式のアクチュエータの開発が問題となっ
た。
2. Description of the Related Art An actuator that outputs a linear reciprocating motion is used, for example, in an operate valve in which a valve is connected to an output shaft to open and close the valve. There are various types of actuators used for such valves.For example, when working in a specific atmosphere, air is used to perform drive control using air pressure rather than a solenoid valve for safety reasons. Operate valves are used. Further, there are various types of actuators constituting the air operated valve, such as a diaphragm type or a piston packing type. In such a situation, the development of an air-operated actuator for outputting a small stroke motion was a problem this time.

【0003】従来から、エアオペレートアクチュエータ
(以下、単に「アクチュエータ」とする)には、駆動部
とシリンダとの間の気密を保つためのシール構造とし
て、図6に示すダイアフラム式や、図7に示すようなピ
ストンパッキン式のものがある。更には、ベローフラム
を用いたものもあるが、ここでは省略する。そこで、こ
れら図示したアクチュエータについて、その構造を簡単
に説明する。
Conventionally, an air operated actuator (hereinafter simply referred to as “actuator”) has a diaphragm type shown in FIG. 6 or a type shown in FIG. 7 as a seal structure for maintaining airtightness between a drive unit and a cylinder. There is a piston packing type as shown. Further, there is a case using a bellows flam, but the description is omitted here. Therefore, the structure of these illustrated actuators will be briefly described.

【0004】図6に示すダイヤフラム式のアクチュエー
タ50は、出力ロッド51がボディ52を貫通して摺動
自在に支持され、その出力ロッド51にダイヤフラム5
3が一体に形成されている。即ち、ダイヤフラム53
は、挟持盤54A,54Bに挟み込まれ、その中心孔を
貫いた出力ロッド51に締付ナット55で固定されてい
る。ダイヤフラム53は、平面に形成された中心部から
湾曲した可撓部が連続し、更にその周縁部が、筒形状の
押え部材56によってボディ52との間に押さえ込まれ
て固定されている。そして、シリンダカバー57が、内
部にはめられた押え部材56を押さえ込んでボディ52
に螺設されている。
In a diaphragm type actuator 50 shown in FIG. 6, an output rod 51 is slidably supported by penetrating a body 52.
3 are integrally formed. That is, the diaphragm 53
Is clamped between clamping plates 54A and 54B and is fixed to an output rod 51 penetrating the center hole thereof with a tightening nut 55. The diaphragm 53 has a curved flexible portion continuing from a central portion formed in a plane, and a peripheral portion thereof is pressed and fixed between the diaphragm 53 and the body 52 by a cylindrical pressing member 56. Then, the cylinder cover 57 presses down the pressing member 56 fitted inside, and
Threaded.

【0005】また、アクチュエータ50は、出力ロッド
51が挟持盤54Aを介して上方からスプリング58に
よって付勢され、一方その付勢力に抗するエア圧かける
ため、ダイヤフラム53に仕切られた下方の加圧室59
に連通するパイロット孔60が出力ロッド51に穿設さ
れている。従って、このアクチュエータ50によれば、
ダイヤフラム53が、パイロット孔60を通って加圧室
59に供給された圧縮エアのエア圧によって上昇し、逆
にそのエアを排気すればスプリング58の付勢力によっ
て下降する。アクチュエータ50は、こうしたダイヤフ
ラム53の上下動によって出力ロッド51から往復直線
運動が出力される。
The actuator 50 is urged by a spring 58 from above with the output rod 51 via a holding plate 54A. On the other hand, in order to apply air pressure against the urging force, a lower pressurized diaphragm 53 is used. Room 59
Is formed in the output rod 51. Therefore, according to this actuator 50,
The diaphragm 53 is raised by the air pressure of the compressed air supplied to the pressurizing chamber 59 through the pilot hole 60, and is lowered by the urging force of the spring 58 when the air is exhausted. The actuator 50 outputs a reciprocating linear motion from the output rod 51 by the vertical movement of the diaphragm 53.

【0006】次に、図7に示すピストンパッキン式のア
クチュエータ70は、外周側面部にリングパッキン71
を備えたピストン72が、シリンダカバー73内に摺動
自在に装填され、上方からスプリング74によって付勢
されている。ピストン72には中心を貫いた出力ロッド
75が嵌合し、当該ピストン72に仕切られた下方の加
圧室76に、出力ロッド75に穿設されたパイロット孔
77が連通している。従って、このアクチュエータ70
によれば、ピストン72が、パイロット孔77を通って
加圧室76に供給されたエアのエア圧によって上昇し、
逆にエアを排気すればスプリング74の付勢力によって
下降する。アクチュエータ70は、こうしたピストン7
2の上下動によって出力ロッド75から往復直線運動が
出力される。
Next, a piston packing type actuator 70 shown in FIG.
Is slidably mounted in the cylinder cover 73 and urged by a spring 74 from above. An output rod 75 penetrating the center is fitted to the piston 72, and a pilot hole 77 formed in the output rod 75 communicates with a lower pressurizing chamber 76 partitioned by the piston 72. Therefore, this actuator 70
According to the above, the piston 72 rises by the air pressure of the air supplied to the pressurizing chamber 76 through the pilot hole 77,
Conversely, when the air is exhausted, the spring 74 is lowered by the urging force of the spring 74. The actuator 70 has the piston 7
The reciprocating linear motion is output from the output rod 75 by the up and down movement of 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来のアクチュエータには次のような問題があった。先
ず、ダイヤフラム式のアクチュエータ50の場合、ピス
トン72と同じエア圧の下で同じだけの推力を発生させ
ようとすれば、ダイヤフラム53の径が大きくなり、ま
たアクチュエータ50の構造が複雑になって部品点数が
多くなる。図6に示すように、ダイヤフラム53はその
周縁部分をある程度の幅で挟む必要があるため、押え部
材56等を必要とし、シリンダカバー57の径がその分
大きくなってしまうからである。こうしたアクチュエー
タ50の大型化は、これを取り付ける装置、例えばエア
オペレートバルブなどの大型化にもつながり、コンパク
ト化、集積化が進む半導体製造設備などのニーズに対応
できず、改善すべき課題であった。
However, such a conventional actuator has the following problems. First, in the case of the diaphragm-type actuator 50, if the same thrust is generated under the same air pressure as the piston 72, the diameter of the diaphragm 53 becomes large, and the structure of the actuator 50 becomes complicated. The score increases. As shown in FIG. 6, the diaphragm 53 needs to sandwich its peripheral edge with a certain width, so that the pressing member 56 and the like are required, and the diameter of the cylinder cover 57 increases accordingly. Such an increase in the size of the actuator 50 leads to an increase in the size of a device to which the actuator 50 is attached, for example, an air operated valve, and cannot meet the needs of a semiconductor manufacturing facility that is becoming more compact and integrated. .

【0008】また、ピストンシリンダ式のアクチュエー
タ70の場合、ダイヤフラム式のように径が大きくなる
ことはないが、出力時にはリングパッキン71が常に摺
動抵抗を受けるためにヒステリシスが大きく、ストロー
クが小さいと出力精度が安定しないという問題があっ
た。従って、小ストロークのアクチュエータが安定した
運動を出力するための構造としては、摺動抵抗を受けな
い前者のダイヤフラム式が好ましいが、一方でダイヤフ
ラム式には前述したように大型化の問題があり、従来か
ら小ストロークの運動を出力する小型のアクチュエータ
が存在しないのが現実であった。
In the case of the piston-cylinder type actuator 70, the diameter does not increase as in the case of the diaphragm type, but when output, the ring packing 71 always receives sliding resistance, so that the hysteresis is large and the stroke is small. There was a problem that output accuracy was not stable. Therefore, as the structure for outputting a stable movement of the small-stroke actuator, the former diaphragm type which does not receive sliding resistance is preferable, while the diaphragm type has a problem of enlargement as described above. It has been a reality that there has been no small actuator that outputs a small stroke motion.

【0009】そこで本発明は、かかる課題を解決すべ
く、小ストロークの運動を安定して精度良く出力するこ
とができ、アクチュエータの小型化が可能なシール構造
を提供することを目的とする。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a seal structure capable of stably outputting a small-stroke motion with high accuracy and capable of reducing the size of an actuator.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダ内に
挿入された摺動ロッドにピストン部材が固定され、軸方
向に摺動する当該ピストン部材とシリンダとの間の気密
を保つためのシール構造であって、環状に形成された内
周固定部と外周固定部とを膜状の可撓部で連結し、その
外周固定部に流体圧を径方向に受けるための受圧面が形
成されたシール部材を備え、前記内周固定部を前記ピス
トン部材に固定させ、前記外周固定部を前記シリンダの
内壁に形成された取付部に嵌合させて当該シール部材を
装着することを特徴とする。
According to the present invention, a piston member is fixed to a sliding rod inserted into a cylinder, and a seal for maintaining airtightness between the piston member sliding in the axial direction and the cylinder. The inner fixed portion and the outer fixed portion formed in a ring are connected by a film-shaped flexible portion, and a pressure receiving surface for radially receiving fluid pressure is formed on the outer fixed portion. A seal member is provided, wherein the inner peripheral fixing portion is fixed to the piston member, and the outer peripheral fixing portion is fitted to a mounting portion formed on an inner wall of the cylinder to mount the seal member.

【0011】また、本発明は、シリンダ内に挿入された
摺動ロッドにピストン部材が固定され、軸方向に摺動す
る当該ピストン部材とシリンダとの間の気密を保つため
のシール構造であって、環状に形成された内周固定部と
外周固定部とを膜状の可撓部で連結し、その内周固定部
及び外周固定部に流体圧を径方向に受けるための受圧面
が形成されたシール部材を備え、前記内周固定部を前記
ピストン部材の外周部分に形成された取付部に嵌合さ
せ、前記外周固定部を前記シリンダの内壁に形成された
取付部に嵌合させて当該シール部材を装着することを特
徴とする。
Further, the present invention is a seal structure in which a piston member is fixed to a sliding rod inserted into a cylinder, and airtightness is maintained between the piston member and the cylinder sliding in the axial direction. A ring-shaped inner peripheral fixed portion and an outer peripheral fixed portion are connected by a film-shaped flexible portion, and a pressure receiving surface for radially receiving fluid pressure is formed on the inner peripheral fixed portion and the outer peripheral fixed portion. The inner peripheral fixing portion is fitted to a mounting portion formed on the outer peripheral portion of the piston member, and the outer peripheral fixing portion is fitted to a mounting portion formed on the inner wall of the cylinder. It is characterized by attaching a seal member.

【0012】また、本発明のは、前記シール構造におい
て、前記ピストン部材及びシリンダ内壁に形成された取
付部が環状に形成された環状溝であって、前記内周固定
部及び外周固定部が、その環状溝内に気密にはまり込む
形状のものであることを特徴とする。
Further, according to the present invention, in the sealing structure, the piston member and the mounting portion formed on the inner wall of the cylinder are annular grooves formed in an annular shape, and the inner peripheral fixing portion and the outer peripheral fixing portion are It is characterized in that it has a shape that fits tightly into the annular groove.

【0013】よって、本発明のシール構造によれば、ダ
イヤフラムのように周縁部、更には内周部を固定しなく
とも、シリンダ内を加圧した流体圧によって各受圧面が
径方向に加圧されることにより、その嵌合した取付部に
おいてシリンダ内壁及びピストン部材に押し付けられて
気密性を保持する。従って、ダイヤフラムのように摺動
抵抗を受けるようなことがないため、小ストロークの運
動を安定して精度良く出力することができ、また周縁部
を固定する構造を必要としないため、径方向の寸法を小
さくすることでアクチュエータの小型化が可能となる。
Therefore, according to the seal structure of the present invention, each pressure-receiving surface is pressurized in the radial direction by the fluid pressure pressurized in the cylinder without fixing the peripheral portion and the inner peripheral portion like a diaphragm. As a result, the fitting portion is pressed against the inner wall of the cylinder and the piston member to maintain airtightness. Therefore, there is no sliding resistance as in the case of the diaphragm, so that a small stroke movement can be output stably and accurately, and a structure for fixing the peripheral portion is not required. By reducing the size, the size of the actuator can be reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るシール構造の
一実施形態について図面を参照して説明する。図1及び
図2は本実施形態のシール構造を備えたアクチュエータ
の断面図であり、異なる出力形態を示している。このア
クチュエータ1は、前記従来例のものと同様にエアオペ
レート式であり、ボディ2に螺設したシリンダカバー3
内に気密な空間(加圧室)を形成して構成されたもので
ある。ボディ2には中心に貫通孔21が穿設され、そこ
に摺動自在に挿入された摺動ロッド4が、シリンダカバ
ー3内から外側に突き出されている。即ち、ボディ2に
は被駆動側(例えばバルブ)と連結するための円筒状の
雄ねじ部22が形成され、その中に摺動ロッド4が突き
出ている。
Next, an embodiment of a seal structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views of an actuator having the seal structure of the present embodiment, and show different output forms. This actuator 1 is of an air operated type like the above-mentioned conventional example, and has a cylinder cover 3 screwed to the body 2.
An airtight space (pressurizing chamber) is formed in the inside. A through hole 21 is formed at the center of the body 2, and a sliding rod 4 slidably inserted therein protrudes outward from inside the cylinder cover 3. That is, a cylindrical male screw portion 22 for connecting to a driven side (for example, a valve) is formed in the body 2, and the sliding rod 4 protrudes therein.

【0015】一方、シリンダカバー3には筒状のガイド
部31が内部に突設され、摺動ロッド4が更にこのガイ
ド部31内にも摺動自在に挿入されている。従って、摺
動ロッド4は、ボディ2とシリンダカバー3とによって
上下で支持され、その軸心に沿って直線的に移動するこ
とができるようになっている。アクチュエータ1には、
こうした摺動ロッド4に本実施形態の特徴をなすシール
構造が設けられ、それによって上下2室に仕切られたシ
リンダカバー3の下方には加圧室5が形成され、上方に
はスプリング6が装填されている。
On the other hand, a cylindrical guide portion 31 is protruded inside the cylinder cover 3, and a sliding rod 4 is further slidably inserted into the guide portion 31. Therefore, the sliding rod 4 is vertically supported by the body 2 and the cylinder cover 3 and can move linearly along its axis. Actuator 1 has
Such a sliding rod 4 is provided with a seal structure which is a feature of the present embodiment, whereby a pressurizing chamber 5 is formed below a cylinder cover 3 divided into upper and lower chambers, and a spring 6 is loaded above the cylinder cover 3. Have been.

【0016】本実施形態のシール構造は、ピストン部材
7が摺動ロッド4に貫かれて嵌合し、更にそのピストン
部材7とシリンダカバー3との間の気密を保つためにダ
イヤフラムパッキン8が装着されている。ここで、図3
は、ダイヤフラムパッキン8を示した拡大断面図であ
り、図4は、そのダイヤフラムパッキン8の装着状態を
示した拡大断面図である。ダイヤフラムパッキン8は、
共に環状に形成された小径の内周固定部11と大径の外
周固定部12とが同軸上に位置し、湾曲した膜状の可撓
部13によってダイヤフラムのように連続した一つのシ
ール部材を構成している。
In the seal structure of the present embodiment, the piston member 7 is fitted through the sliding rod 4 and the diaphragm packing 8 is mounted to keep the piston member 7 and the cylinder cover 3 airtight. Have been. Here, FIG.
Is an enlarged sectional view showing the diaphragm packing 8, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the mounted state of the diaphragm packing 8. Diaphragm packing 8
A small-diameter inner peripheral fixing portion 11 and a large-diameter outer peripheral fixing portion 12 which are both formed in an annular shape are coaxially arranged, and one continuous sealing member like a diaphragm is formed by a curved film-like flexible portion 13. Make up.

【0017】内周固定部11及び外周固定部12は共に
厚肉で形成され、外周固定部12は、図示するような台
形断面をしている。特に、外周固定部12は、その内周
側が垂直な受圧面12Aをなし、外周側が裾広がりに傾
斜した押圧面12Bをなしたリップパッキン形状となっ
ている。更に、可撓部13の内周側付根部分P1は、内
周固定部11の中段位置から付き出ており、鋭角になる
可撓部13の凸面側にはRが付けられている。一方、可
撓部13の外周側付根部分P2は、可撓部13が外周固
定部12の上端面から上方に付きで出ており、受圧面1
2Aが可撓部13の凹面側に連続している。
The inner and outer fixing portions 11 and 12 are both formed to be thick, and the outer fixing portion 12 has a trapezoidal cross section as shown in the figure. In particular, the outer peripheral fixing portion 12 has a lip packing shape in which the inner peripheral side forms a vertical pressure receiving surface 12A, and the outer peripheral side forms a pressing surface 12B that is inclined so as to expand toward the bottom. Further, the inner peripheral side root portion P1 of the flexible portion 13 protrudes from the middle position of the inner peripheral fixing portion 11, and the convex portion of the flexible portion 13 that becomes an acute angle has an R. On the other hand, in the outer peripheral side root portion P2 of the flexible portion 13, the flexible portion 13 protrudes upward from the upper end surface of the outer peripheral fixing portion 12, and the pressure receiving surface 1
2A is continuous with the concave side of the flexible portion 13.

【0018】そして、こうしたダイヤフラムパッキン8
をアクチュエータ1に組み付けるため、ピストン部材7
及びシリンダカバー3には取り付け部が設けられてい
る。即ち、ピストン部材7には、その外周面に環状の取
付溝7Aが形成され、シリンダカバー3には、その内周
面に環状の取付溝3Aが形成されている。シリンダカバ
ー3の取付溝3Aは、その側面が垂直に形成され、そこ
にはめ込まれる外周固定部12の形状には合っていな
い。これは、外周固定部12の弾性変形によって、その
受圧面12Aと取付溝3Aとの密着性を良くするためで
ある。
Then, such a diaphragm packing 8
To assemble the actuator 1 with the piston member 7
The cylinder cover 3 is provided with a mounting portion. That is, the piston member 7 has an annular mounting groove 7A formed on its outer peripheral surface, and the cylinder cover 3 has an annular mounting groove 3A formed on its inner peripheral surface. The side surface of the mounting groove 3A of the cylinder cover 3 is formed vertically, and does not match the shape of the outer peripheral fixing portion 12 fitted therein. This is to improve the adhesion between the pressure receiving surface 12A and the mounting groove 3A by the elastic deformation of the outer peripheral fixing portion 12.

【0019】そこで、内周固定部11が取付溝7Aへ、
外周固定部12が取付溝3Aへそれぞれはめ込まれ、図
1に示すようにダイヤフラムパッキン8が装着される。
具体的には、ダイヤフラムパッキン8の内周固定部11
は、ピストン部材7の取付溝7Aに強く押し込まれ、そ
れ自身の弾性による応力によって強固に取り付けられ
る。一方、ダイヤフラムパッキン8の外周固定部12
は、図3に示す形状であったものがシリンダカバー3の
取付溝3A内にはめ込まれ、外側に傾斜した押圧面12
Bが反力によって内側に押し返され、図4に示すように
逆に押圧面12Aが内側に傾斜するように変形する。こ
のとき、押圧面12は、その外周固定部12の弾性変形
による弾性力によって、取付溝3Aの側面に気密に接す
ることとなる。
Then, the inner peripheral fixing portion 11 is inserted into the mounting groove 7A.
The outer peripheral fixing portions 12 are respectively fitted into the mounting grooves 3A, and the diaphragm packing 8 is mounted as shown in FIG.
Specifically, the inner peripheral fixing portion 11 of the diaphragm packing 8 is
Is strongly pushed into the mounting groove 7A of the piston member 7, and is firmly mounted by a stress due to its own elasticity. On the other hand, the outer peripheral fixing portion 12 of the diaphragm packing 8
The pressing surface 12 having the shape shown in FIG. 3 is fitted into the mounting groove 3A of the cylinder cover 3 and inclined outward.
B is pushed back inward by the reaction force, and as shown in FIG. 4, the pressing surface 12A is deformed so as to be inclined inward. At this time, the pressing surface 12 comes into air-tight contact with the side surface of the mounting groove 3 </ b> A due to the elastic force due to the elastic deformation of the outer peripheral fixing portion 12.

【0020】アクチュエータ1は、こうしたシール構造
によってリンダカバー3内が上下2室に仕切られ、密閉
された下方の加圧室5と、摺動ロッド4に穿設されたパ
イロット孔4Aを介してポート32とが連通している。
一方、シール構造によって仕切られた上方には前述した
ようにスプリング6が装填され、ピストン部材7が下方
に付勢されている。また、シリンダカバー3には、その
上端に呼吸孔33,33が穿設されている。
The interior of the cylinder cover 3 is divided into upper and lower chambers by such a sealing structure, and the actuator 1 has a port through a sealed lower pressurizing chamber 5 and a pilot hole 4A formed in the sliding rod 4. 32 is in communication.
On the other hand, the spring 6 is loaded on the upper part partitioned by the seal structure as described above, and the piston member 7 is urged downward. The cylinder cover 3 is provided with breathing holes 33 at its upper end.

【0021】そこで、ダイヤフラムパッキン8からなる
シール構造のアクチュエータ1は、次のような操作によ
って往復直線運動が出力される。アクチュエータ1は、
通常スプリング6の付勢力を受けてピストン部材7が押
し下げられ、摺動ロッド4が図1に示す位置にある。そ
こにポート32から圧縮エアが封入されると、その圧縮
エアはパイロット孔4Aを通って加圧室5へ供給され
る。そのため、加圧室5内の圧力が高まり、ピストン部
材7及びダイヤフラムパッキン8が下方から加圧され、
そのピストン部材7が摺動ロッド4とともに図2に示す
位置にまで上昇する。
Therefore, the actuator 1 having the seal structure composed of the diaphragm packing 8 outputs a reciprocating linear motion by the following operation. Actuator 1 is
Normally, the piston member 7 is pushed down under the urging force of the spring 6, and the sliding rod 4 is at the position shown in FIG. When the compressed air is sealed from the port 32, the compressed air is supplied to the pressurizing chamber 5 through the pilot hole 4A. Therefore, the pressure in the pressurizing chamber 5 increases, and the piston member 7 and the diaphragm packing 8 are pressurized from below,
The piston member 7 moves up to the position shown in FIG.

【0022】一方、加圧室5内の圧縮エアを排気すれ
ば、圧力低下に伴ってスプリング6により押し下げられ
る。こうした摺動ロッド4のストロークは、上限値がピ
ストン部材7がガイド部31の下端に当たる位置で決定
され、一方の下限値は、このアクチュエータ1において
は設定されておらず、例えば組み付けられたバルブにお
いて弁体が弁座に当接する位置によって決定される。
On the other hand, if the compressed air in the pressurizing chamber 5 is exhausted, it is pushed down by the spring 6 as the pressure decreases. The upper limit of the stroke of the sliding rod 4 is determined at a position where the piston member 7 contacts the lower end of the guide portion 31. One lower limit is not set in the actuator 1, and for example, in an assembled valve, It is determined by the position where the valve body contacts the valve seat.

【0023】ところで、このアクチュエータ1では、加
圧室5内のエア圧の調整によって運動を出力することが
できるが、当然ダイヤフラムパッキン8がその加圧室5
内のエア漏れを防止するシール部材として機能してい
る。即ち、摺動ロッド4を上昇させる加圧時のエア漏れ
を防止している。そこで、このダイヤフラムパッキン8
の機能について、更に詳しく説明する。加圧室5へ圧縮
エアが供給されると、加圧室5内の圧力が高まってダイ
ヤフラムパッキン8にも加圧室5側の面に圧力が直接作
用する。そのため、その可撓部13及びピストン部材7
が加圧室5側からエア圧を受け、摺動ロッド4が上昇す
るための推力が働く。
The actuator 1 can output a motion by adjusting the air pressure in the pressurizing chamber 5, but the diaphragm packing 8 naturally has the
It functions as a seal member to prevent air leakage inside. That is, air leakage at the time of pressurization to raise the sliding rod 4 is prevented. Therefore, this diaphragm packing 8
The function will be described in more detail. When the compressed air is supplied to the pressurizing chamber 5, the pressure in the pressurizing chamber 5 increases, and the pressure directly acts on the diaphragm packing 8 on the surface on the pressurizing chamber 5 side. Therefore, the flexible portion 13 and the piston member 7
Receives air pressure from the pressurizing chamber 5 side, and a thrust for raising the sliding rod 4 acts.

【0024】このときダイヤフラムパッキン8は、可撓
部13だけでなく加圧室5に面している外周固定固定部
12の受圧面12Aにも径方向(シリンダカバー3側)
にエア圧を受けることになる。従って、外周固定部12
は、その押圧面12Bが自らの弾性によって取付溝3A
の内側面に密着するとともに、エア圧によって加圧され
て更に気密に押し付けられる。また、このとき外周固定
部12は、径方向の加圧力によって圧縮されて軸方向
(図面上下方向)にも変形を生じ、その上下端面が取付
溝3Aの溝面に強く押し付けられる。即ち、このダイヤ
フラムパッキン8は、エア圧をかけない非駆動時に比
べ、駆動時の方がエア圧によって外周固定部12の密着
が良くなりシール性が増すことになる。
At this time, the diaphragm packing 8 is provided not only on the flexible portion 13 but also on the pressure receiving surface 12A of the outer peripheral fixed portion 12 facing the pressurizing chamber 5 in the radial direction (on the cylinder cover 3 side).
The air pressure. Therefore, the outer peripheral fixing portion 12
Means that the pressing surface 12B has its own elasticity so that the mounting groove 3A
And pressurized by air pressure to be further airtightly pressed. Further, at this time, the outer peripheral fixing portion 12 is compressed by the radial pressing force and deforms in the axial direction (vertical direction in the drawing), and the upper and lower end surfaces thereof are strongly pressed against the groove surface of the mounting groove 3A. That is, when the diaphragm packing 8 is driven, the tightness of the outer peripheral fixing portion 12 is improved by the air pressure compared with the non-driven state where no air pressure is applied, and the sealing performance is increased.

【0025】一方、内周固定部11は、既にそれ自身の
弾性によって気密にはめ込まれ、十分なシール性を得て
いる。また、ダイヤフラムパッキン8は、ピストン部材
7の上昇によって可撓部13の外周側付根部分P2が上
方へ引っ張られるが、外周固定部12は、それ自身の取
付溝3Aに対するひっかかりと、前述した受圧面12A
で受けるエア圧とによって、取付溝3A内でずれるよう
なことなくシール状態を維持できる。
On the other hand, the inner peripheral fixing portion 11 is already airtightly fitted by its own elasticity, and has a sufficient sealing property. In addition, the diaphragm packing 8 has the outer peripheral side root portion P2 of the flexible portion 13 pulled upward by the rise of the piston member 7, but the outer peripheral fixing portion 12 catches itself on the mounting groove 3A and the pressure receiving surface described above. 12A
The sealing state can be maintained without shifting in the mounting groove 3A due to the air pressure received at the step S1.

【0026】従って、こうしたシール構造によって構成
されたアクチュエータ1は、ピストンパッキンのような
摺動抵抗を受けないためヒステリシスはなく、ダイヤフ
ラムのように周縁部を挟み込むような構成でないため径
方向の寸法を大きくするようなこともない。よって、小
ストロークの運動を安定して精度良く出力することがで
き、しかもアクチュエータ1を小型化することができ
た。
Therefore, the actuator 1 constituted by such a seal structure does not receive the sliding resistance unlike the piston packing, so that there is no hysteresis. There is no need to make it big. Therefore, a small stroke motion can be output stably and accurately, and the actuator 1 can be downsized.

【0027】ところで、本実施形態のシール構造は、そ
の前述したもの以外にも様々な変形が可能であり、ダイ
ヤフラム弁全般に適用できる。例えば、ダイヤフラムパ
ッキン8は、内周固定部11をピストン部材7に強固に
挟み込むように構成したが、内周側に外周固定部12の
ような広い受圧面を設け、エア圧によってシール性を増
すようにしてもよい。
By the way, the seal structure of the present embodiment can be variously modified in addition to the above-mentioned one, and can be applied to all diaphragm valves. For example, the diaphragm packing 8 is configured such that the inner peripheral fixing portion 11 is firmly sandwiched between the piston members 7, but a wide pressure receiving surface such as the outer peripheral fixing portion 12 is provided on the inner peripheral side to increase the sealing performance by air pressure. You may do so.

【0028】また、こうした内周固定部11及び外周固
定部12の取付け方法も、溝にはめ込む以外にも、例え
ば図5に示すように、逆に外周固定部(内周固定部も同
様)41側に取付溝41Aを設け、シリンダカバー(ピ
ストン部材も同様)42側に、その取付溝41Aとはま
り合う突起42Aを設けてもよい。更には、こうした溝
や突起は、必ずしも環状である必要はない。即ち、本発
明のシール構造は、膜状の可撓部の内周及び外周に固定
部を備えるダイヤフラムタイプのシール部材を使用し、
その固定部の取付けを強制的に挟み込まずともエア圧に
よってシール性を確保することにあるため、固定部が受
圧面を備え、エア圧によって径方向に受ける圧力によっ
てシールできる構成であれば良い。
In addition to the method of mounting the inner peripheral fixing portion 11 and the outer peripheral fixing portion 12, the outer peripheral fixing portion (the same applies to the inner peripheral fixing portion) 41 as shown in FIG. A mounting groove 41A may be provided on the side, and a projection 42A that fits into the mounting groove 41A may be provided on the cylinder cover (same for the piston member) 42 side. Furthermore, such grooves and projections need not necessarily be annular. That is, the seal structure of the present invention uses a diaphragm-type seal member having fixed portions on the inner and outer circumferences of the film-shaped flexible portion,
Since the sealing property is ensured by the air pressure without forcibly inserting the fixing portion, any structure may be used as long as the fixing portion has a pressure receiving surface and can be sealed by the pressure received in the radial direction by the air pressure.

【0029】更に、こうした構造にしたことによって、
シール部材の耐久性が大幅に向上する効果も奏する。つ
まり、従来から使用されているダイヤフラムは、可撓部
が撓むことによってその付根部分に亀裂が入るなどして
破損してしまうが、前記実施形態で示したシール構造で
は、ダイヤフラムパッキン8をダイヤフラムのように固
定部で強固に挟み込まないため、そこには初期状態で応
力集中がない。そのため、ピストン部材7が上下して可
撓部13が撓んでも、図4に示すP3部分にクラックが
生じるようなことがなく、強度の安定が図られる。
Furthermore, by adopting such a structure,
The effect of greatly improving the durability of the sealing member is also exerted. That is, the diaphragm used in the related art is broken due to a crack at the base portion due to the flexure of the flexible portion, but in the seal structure shown in the above embodiment, the diaphragm packing 8 is attached to the diaphragm packing 8. As described above, there is no stress concentration in the initial state because it is not firmly sandwiched by the fixed portion. Therefore, even when the flexible member 13 is bent by the vertical movement of the piston member 7, no crack is generated in the portion P3 shown in FIG. 4, and the strength is stabilized.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、環状に形成された内周固定部
と外周固定部とを膜状の可撓部で連結し、その外周固定
部に流体圧を径方向に受けるための受圧面が形成された
シール部材を備え、内周固定部をピストン部材に固定さ
せ、外周固定部を前記シリンダの内壁に形成された取付
部に嵌合させてシール部材を装着するシール構造とした
ので、小ストロークの運動を安定して精度良く出力する
ことができ、アクチュエータを小型化することが可能と
なった。
According to the present invention, there is provided a pressure receiving surface for connecting an inner peripheral fixed portion and an outer peripheral fixed portion formed in an annular shape with a film-shaped flexible portion, and receiving a fluid pressure in the outer peripheral fixed portion in a radial direction. Since a seal structure is provided in which a seal member is formed, the inner peripheral fixed portion is fixed to the piston member, and the outer peripheral fixed portion is fitted to a mounting portion formed on the inner wall of the cylinder to mount the seal member. A small stroke motion can be output stably and accurately, and the actuator can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る一実施形態のシール構造を備えた
アクチュエータの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator having a seal structure according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る一実施形態のシール構造を備えた
アクチュエータの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an actuator having a seal structure according to one embodiment of the present invention.

【図3】ダイヤフラムパッキン8を示した拡大断面図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the diaphragm packing 8;

【図4】ダイヤフラムパッキン8の装着状態を示した拡
大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a state in which the diaphragm packing 8 is mounted.

【図5】本発明に係る一実施形態のシール構造を示した
取り付け部の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a mounting portion showing a seal structure according to one embodiment of the present invention.

【図6】従来のシール構造であるダイアフラム式のアク
チュエータ断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a diaphragm type actuator which is a conventional seal structure.

【図7】従来のシール構造であるダピストンパッキン式
のアクチュエータ断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a double piston packing type actuator having a conventional sealing structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アクチュエータ 2 ボディ 3 シリンダカバー 4 摺動ロッド 5 加圧室 6 スプリング 7 ピストン部材 8 ダイヤフラムパッキン 11 内周固定部 12 外周固定部 13 可撓部 3A,7A 取付溝 12A 受圧面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 2 Body 3 Cylinder cover 4 Sliding rod 5 Pressurizing chamber 6 Spring 7 Piston member 8 Diaphragm packing 11 Inner circumference fixed part 12 Outer circumference fixed part 13 Flexible part 3A, 7A Mounting groove 12A Pressure receiving surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内に挿入された摺動ロッドにピ
ストン部材が固定され、軸方向に摺動する当該ピストン
部材とシリンダとの間の気密を保つためのシール構造で
あって、 環状に形成された内周固定部と外周固定部とを膜状の可
撓部で連結し、その外周固定部に流体圧を径方向に受け
るための受圧面が形成されたシール部材を備え、前記内
周固定部を前記ピストン部材に固定させ、前記外周固定
部を前記シリンダの内壁に形成された取付部に嵌合させ
て当該シール部材を装着することを特徴とするシール構
造。
1. A seal structure in which a piston member is fixed to a sliding rod inserted into a cylinder and which keeps airtight between the piston member and the cylinder which slides in the axial direction. A sealing member having a pressure receiving surface for receiving a fluid pressure in a radial direction on the outer fixed portion, the inner fixed portion and the outer fixed portion being connected by a film-shaped flexible portion; A seal structure wherein a fixing portion is fixed to the piston member, and the outer peripheral fixing portion is fitted to a mounting portion formed on an inner wall of the cylinder, and the seal member is mounted.
【請求項2】 シリンダ内に挿入された摺動ロッドにピ
ストン部材が固定され、軸方向に摺動する当該ピストン
部材とシリンダとの間の気密を保つためのシール構造で
あって、 環状に形成された内周固定部と外周固定部とを膜状の可
撓部で連結し、その内周固定部及び外周固定部に流体圧
を径方向に受けるための受圧面が形成されたシール部材
を備え、前記内周固定部を前記ピストン部材の外周部分
に形成された取付部に嵌合させ、前記外周固定部を前記
シリンダの内壁に形成された取付部に嵌合させて当該シ
ール部材を装着することを特徴とするシール構造。
2. A seal structure in which a piston member is fixed to a sliding rod inserted into a cylinder, and the airtightness between the piston member and the cylinder sliding in the axial direction is maintained. A sealing member in which the inner fixed portion and the outer fixed portion are connected by a film-shaped flexible portion, and a pressure receiving surface for radially receiving fluid pressure is formed on the inner fixed portion and the outer fixed portion. The seal member is attached by fitting the inner peripheral fixing portion to a mounting portion formed on an outer peripheral portion of the piston member, and fitting the outer peripheral fixing portion to a mounting portion formed on an inner wall of the cylinder. A seal structure characterized by performing.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のシール構
造において、 前記ピストン部材及びシリンダ内壁に形成された取付部
が環状に形成された環状溝であって、前記内周固定部及
び外周固定部が、その環状溝内に気密にはまり込む形状
のものであることを特徴とするアクチュエータのシール
構造。
3. The seal structure according to claim 1, wherein the piston member and the mounting portion formed on the inner wall of the cylinder are annular grooves formed in an annular shape, and the inner peripheral fixing portion and the outer periphery are provided. A seal structure for an actuator, wherein the fixing portion has a shape that fits tightly into the annular groove.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835032B1 (en) * 1968-11-21 1973-10-25
JPS56129648U (en) * 1980-02-07 1981-10-02
JPS5947570U (en) * 1982-09-24 1984-03-29 日信工業株式会社 Negative pressure booster
JPS6040805U (en) * 1983-08-30 1985-03-22 エヌオーケー株式会社 actuator
JPH04106558U (en) * 1991-02-28 1992-09-14 豊田合成株式会社 diaphragm

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4835032B1 (en) * 1968-11-21 1973-10-25
JPS56129648U (en) * 1980-02-07 1981-10-02
JPS5947570U (en) * 1982-09-24 1984-03-29 日信工業株式会社 Negative pressure booster
JPS6040805U (en) * 1983-08-30 1985-03-22 エヌオーケー株式会社 actuator
JPH04106558U (en) * 1991-02-28 1992-09-14 豊田合成株式会社 diaphragm

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