JP4758084B2 - パッキン - Google Patents

Description

本発明は、切粉などの異物のシーリングのためのリング状のパッキンに関する。

回転テーブルのような回転駆動機構は、回転軸や回転テーブルなどの回転部材とその回転部材をベアリングなどを介して支持するフレームとを有する。回転駆動機構は、回転部材とフレームとの隙間から切粉などの異物がベアリングなどに入り込まないようにするために、その隙間にリング状のパッキンを配置している。

図６に示すように、そのようなパッキン１００は、半径方向内方へ窪む凹状の曲面を有する外周面１０２と半径方向外方へ窪む凹状の曲面を有する内周面１０４と相対する互いに平行な２つの側面１０６，１０８とを含むＸ状の横断面を有するＸリングが知られている（特許文献１参照）。

回転部材の回転軸に対して直角の方向の外力が回転部材に作用するとき、Ｘリングは、回転テーブルの回転動作中の撓みにより、その中心軸線方向に伸縮する。

しかし、そのようなＸリングは、回転テーブルの中心軸線方向（Ｘリングの厚み方向）に伸縮されたとき、Ｘリングの円周方向に直角の断面形状において、Ｘリングの半径方向の寸法が所々小さくなることがある。

詳細には、Ｘリングパッキンとシールリング樹脂部材およびフレームとの接触面積が小さくなる。また、回転テーブルに工作物を載置して加工するとき、工作物ひいては回転テーブルが瞬間的に回転テーブルが中心軸線方向に撓んで浮き上がる場合がある。

そのような場合、Ｘリングは、回転テーブルとフレームとの間に隙間が瞬時的に生じてしまうことがあり、その隙間から切粉などの異物が進入してしまう問題があった。

また、側面１０６，１０８の外側縁部１１０，１１２は、外周面１０２の底部より半径方向内方に位置しているから、Ｘリングが中心軸線方向に圧縮されても、外側縁部１１０，１１２はわずかに外方に移動するだけであり、隙間に溜まった切粉などの異物はＸリングから除去されない。なお、内周面１０４側に対しても同様の現象が発生する場合がある。

さらに一般的なＸリングは、端部が半円形状のため端部近傍に切粉等の異物が溜まりやすい。一般的なＯリングも同様である。

実開平１−９４６６４号公報

本発明の目的は、切粉などの異物が入り込みにくく、密閉性をよくすることにある。

本発明に係るパッキンは、リング状のパッキンであって、外周面、内周面、及び相対する２つの側面を含み、前記外周面と前記各側面とで形成される２つの外周縁、及び前記内周面と前記各側面とで形成される２つの内周縁はそれぞれパッキンの中心軸線方向について最も外側に位置しており、前記外周縁を形成する少なくとも前記外周縁近傍の前記外周面と前記側面との内角及び前記内周縁を形成する少なくとも前記内周縁近傍の前記内周面と前記側面との内角はそれぞれが直角以下であり、前記外周面及び前記内周面はそれぞれ半径方向へ窪むと共に円周方向に形成された凹部を有し、前記外周縁と前記外周面と前記側面とによって外側リップ部が形成されると共に前記内周縁と前記内周面と前記側面とによって内側リップ部を形成されており、前記外側リップ部を形成する前記側面及び前記内側リップ部を形成する前記側面は、パッキンの中心軸線に対する直交方向の水平面に対して鋭角をなしており、前記各側面のぞれぞれにおける前記外側リップ部と前記内側リップ部との間に突起部分が形成されている。

なお、本発明に係るパッキンにおいて、パッキンの中心軸線に対する直交方向における凹部の底部から外周縁までの長さ寸法は、パッキンの中心軸線方向における外側リップ部分の平均厚さ寸法以上であることが好ましい。

また、パッキンの中心軸線に対する直交方向における凹部の底部から内周縁までの長さ寸法は、パッキンの中心軸線方向における内側リップ部分の平均厚さ寸法以上であることが好ましい。

本発明によれば、半径方向において、外側リップ部分の位置は外周面の底部より外方に位置し、内側リップ部分の位置は内周面の底部より内方に位置しているから、側面の一方及び他方に接触している回転部材及びそれのフレームによってパッキンをパッキンの中心軸線方向に圧縮させても、外周面は外方に膨らみながら外方に移動し、内周面は内方に膨らみながら内方に移動する。

さらに、側面の一方及び他方は、回転部材及びフレームをなぞるように密着しながら撓むから、パッキンは、パッキンと回転部材との間、又はパッキンとフレームとの間に付着した切粉などの異物を掻き出すように、押しのける。これにより、切粉などの異物がパッキンの内周面の内方に入り込みにくくなり、密閉性がよくなる。

また、内周縁又は外周縁近傍の外周面と側面とが平面又は凹状曲面を形成しているから、シール性能は、一般のＸリング又はＸリングのような形状を有するリングの端部が半円形状を形成する場合より高くなり、切粉などの異物も掻き出しやすくなる。

［第１の実施例］

図１から図３を参照するに、リング状のパッキン１０は、回転テーブル１２と回転テーブル１２を支持するフレーム１４との間に配置されている。

回転テーブル１２の中央の下側には、一対のベアリング１６が嵌合する軸部１８が一体的に形成されている。回転テーブル１２の縁部２０の下側には、リング状の樹脂部材２２が取り付けられている。

回転テーブル１２の下側には、ウオームホイール部２４が一体的に形成されている。しかし、ウオームホイール部２４は回転テーブル１２にボルトのような留め具によって組み付けても良い。

フレーム１４は、一対のベアリング１６を介して、回転テーブル１２を中心軸線Ｌの周りを回転可能に支持している。

フレーム１４は、ウオーム２６を枢軸的に保持している。フレーム１４には、ベアリング１６と同心円の溝２８が形成されている。

フレーム１４の上面には、リング状の溝２８が形成されている。溝２８の溝幅寸法は、回転テーブル１２の樹脂部材２２の先端部の幅寸法よりも僅かに大きくされている。したがって、樹脂部材２２の先端部は溝２８に接触することなく、溝２８の内側で回転することができる。

ウオーム２６は、回転テーブル１２のウオームホイール部２４に歯合している。ウオーム２６が回転駆動装置（図示せず）により回転されるとウオームホイール部２４を介して回転テーブル１２を回転させる。

パッキン１０は、外周面３０と内周面３２と相対する２つの側面３４，３６とを含む。なお、側面３４、３６は互いに中心軸線Ｌの方向に対して離間している。

外周面３０と側面３４とは外周縁（第１の外周縁）３８を形成している。外周面３０と側面３６とは外周縁（第２の外周縁）４０を形成している。内周面３２と側面３４とは内周縁（第１の内周縁）４２を形成している。内周面３２と側面３６とは内周縁（第２の内周縁）４４を形成している。

それぞれの縁はパッキン１０の中心軸線方向において最も外側に位置している。換言すると、外周縁３８及び内周縁４２は、それぞれ側面３４の全体よりパッキン１０の中心軸線方向において外側に位置し、外周縁４０及び内周縁４４は、それぞれ側面３６の全体よりパッキン１０の中心軸線方向において外側に位置している。なお、この実施例の場合、それぞれの縁の近傍を含む側面、外周面及び内周面はそれぞれ平面である。

また、ここでいう近傍とは切粉などの異物を掻き出すことができる程度の範囲のことであり、具体的には異物の大きさにより各外周縁及び各内周縁から略０．３ｍｍの範囲である。

外周面３０には、底部４６を有する半径方向へ窪む凹部の形状をした外周溝４８が円周方向に形成されている。内周面３２には、底部５０を有する半径方向へ窪む凹部の形状をした内周溝５２が円周方向に形成されている。なお、外周溝４８及び内周面５２の幅はパッキン１０の中心軸線Ｌの方向における幅より狭い。

側面３４と外周面３０と外周溝４８の面とは外側リップ部分５４を形成している。側面３４と内周面３２と内周溝５２の面とは内側リップ部分５６を形成している。側面３６と外周面３０と外周溝４８の面とは外側リップ部分５８を形成している。側面３６と内周面３２と内周溝５２の面とは内側リップ部分６０を形成している。

側面３４の中央には突起部分６２が形成されている。外側リップ部分５４と突起部分６２との間の側面３４、及び、内側リップ部分５６と突起部分６２との間の側面３４には、溝６４及び６６が形成されている。

側面３６の中央には突起部分６８が形成されている。外側リップ部分５８と突起部分６８との間の側面３６、及び、内側リップ部分６０と突起部分６８との間の側面３６には、溝７０及び７２が形成されている。しかし、突起部分６２，６８は、なくてもよい。

溝６４，６６の高さ寸法ｈ２は、突起部分６２の高さ寸法ｈ１より短い。溝７０，７２の高さ寸法ｈ４は、突起部分６８の高さ寸法ｈ３より短い。しかし、高さ寸法ｈ２，ｈ４は０であってもよい。

パッキン１０が取り付けられていない状態のパッキン１０の厚み方向において、外周縁３８と内周縁４２とは、突起部分６２と同じかそれより外側に位置している。

パッキン１０が取り付けられていない状態のパッキン１０の厚み方向において、外周縁４０と内周縁４４とは、突起部分６８と同じかそれより外側に位置している。

外側リップ部分５４の側面３４は外周縁３８を含む水平面（第１の水平面）Ｆ１に対して鋭角である角度θ１をなしている。同じく外周面３０は、水平面Ｆ１に対して外周面３０の外側で角度θ２をなしている。角度θ１は角度θ２より小さい。

外側リップ部分５８の外側側面３６は外周縁４０を含む水平面（第２の水平面）Ｆ２に対して鋭角である角度θ３をなしている。同じく外周面３０は、水平面Ｆ２に対して外周面３０の外側で角度θ４をなしている。角度θ３は角度θ４より小さい。

内側リップ部分５６の側面３４は水平面Ｆ１に対して鋭角である角度θ５をなしている。同じく内周面３２は、水平面Ｆ１に対して内周面３２の外側で角度θ６をなしている。角度θ５は角度θ６より小さい。

内側リップ部分６０の側面３６は水平面Ｆ２に対して鋭角である角度θ７をなしている。同じく内周面３２は、水平面Ｆ２に対して内周面３２の外側で角度θ８をなしている。角度θ７は角度θ８より小さい。

角度θ１，θ３，θ５，θ７は３°以上５°以下であることが好ましい。角度θ２，θ４，θ６，θ７は６０°以上１３５°以下、特に、９０°以上１２０°以下であることが好ましい。図示の例では、角度θ２，θ４，θ６，θ８は、いずれもほぼ９０°とした。また、各縁近傍の外周面又は内周面と側面との内角は直角以下である。

角度θ１，θ３，θ５，θ７を大きすぎず適度な角度に設定すれば、パッキン１０と樹脂部材２２及び溝２８の底部との間に空間ができるので、その空間の気圧により吸着効果が発生し、シール効果を向上させることができる。

また、水平面Ｆ１に平行な方向における底部４６から外周縁３８までの長さ寸法Ｌ１は、水平面Ｆ１に直角の方向である中心軸線Ｌの方向における外側リップ部分５４の厚さ寸法の平均寸法Ｌ２と等しいかこれより大きくされている。しかし、長さ寸法Ｌ１は、外側リップ部分５４の最も薄い部分の厚さ寸法と等しいかこれより大きくしてもよい。

水平面Ｆ２に平行な方向における底部４６から外周縁４０までの長さ寸法Ｌ３は、中心軸線Ｌの方向における外側リップ部分５８の厚さ寸法の平均寸法Ｌ４と等しいかこれより大きくされている。しかし、長さ寸法Ｌ３は、外側リップ部分５８の最も薄い部分の厚さ寸法と等しいかこれより大きくしてもよい。

水平面Ｆ１に平行な方向における底部５０から内周縁４２までの長さ寸法Ｌ５は、中心軸線Ｌの方向における内側リップ部分５６の厚さ寸法の平均寸法Ｌ６と等しいかこれより大きくされている。しかし、長さ寸法Ｌ５は、内側リップ部分５６の最も薄い部分の厚さ寸法と等しいかこれより大きくしてもよい。

水平面Ｆ２に平行な方向における底部５０から内周縁４４までの長さ寸法Ｌ７は、中心軸線Ｌの方向における内側リップ部分６０の厚さ寸法の平均寸法Ｌ８と等しいかこれより大きくされている。しかし、長さ寸法Ｌ７は、内側リップ部分６０の最も薄い部分の厚さ寸法と等しいかこれより大きくしてもよい。

そのようなパッキン１０は溝２８に収容されている。外側リップ部分５４及び内側リップ部分５６は樹脂部材２２の先端部に接触しており、内側リップ部分６０及び外側リップ部分５８は溝２８の底部に接触している。

フレーム１４の溝２８に配置される前のパッキン１０の高さ寸法Ｈは約５．７ｍｍある。しかし、樹脂部材２２と溝２８との間の寸法は、パッキン１０の高さ寸法Ｈより約０．６ｍｍだけ短い約４．９ｍｍに設定されている。したがって、パッキン１０は、フレーム１４に配置した状態では、樹脂部材２２とフレームとの間において、約０．６ｍｍだけ圧縮される。なお、図示されている各図では各パッキンは溝２８に収容されており、パッキンの中心軸線方向に圧縮されている状態を示している。

なお、パッキン１０は樹脂部材２２とフレーム１４とにより圧縮されているだけであり、パッキン１０は樹脂部材２２及びフレーム１４には固定されていない。

この圧縮により生じる反力によって、外周縁３８，内周縁４２は樹脂部材２２に、外周縁４０，内周縁４４は、溝２８の底部に弾性接触している。これにより、切粉などの異物は、樹脂部材２２とパッキン１０との間、又は溝２８の底部とパッキン１０との間を通りにくくなる。

回転テーブル１２からの外力がパッキン１０に作用するとき、外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０が、それぞれ、パッキン１０の内方向に撓むが、突起部分６２，６８はシール性能を高めるためにパッキン１０を支えほとんど撓まない。

また、パッキン１０の半径方向において突起部分６２，６８の外側及び内側に外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０を形成したから、突起部分６２，６８と外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０とは樹脂部材２２及び溝２８の底部に均等に圧力（反力）を与える。これにより、パッキン１０のシール性能を向上させることができる。

側面３４に溝６４，６６を形成しているから、外側リップ部分５４及び内側リップ部分５６の厚み寸法を大きくすることができる。これにより、パッキン１０のシール性能が向上する。さらに外側リップ部分５４及び内側リップ部分５６が撓むときの弾力が増すから、切粉等の異物を力強く掻き出すことができる。また、側面３６の側に対しても同様のことがいえる。

［第２の実施例］

図４を参照するに、パッキン７４は、外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０の角度θ２，θ４，θ６，θ８を９０°よりも大きくしている。

これにより、外周面３０及び内周面３２は、樹脂部材２２及び溝２８の底部に対して、鋭角に即ちパッキン７４の外方向に向かってエッジのように立ってスライドするから、切粉などの異物をより確実に掻き出すことができる。

また、樹脂部材２２及び溝２８の底部に付着した切粉などの異物が大きくても、外周面３０及び外周溝４８、そして内周面３２及び内周溝５２が共同してその切粉などの異物を除去することができる。

また、第１の実施例のパッキン１０の外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０を形成している外周面３０及び内周面３２は截頭円錐の側面のような曲面にしているが、窪ませた凹状の曲面にしてもよい。

［第３の実施例］

図５を参照するに、パッキン７６の外周面３０は半径方向内方へ窪む凹状の曲面であり、内周面３２は半径方向外方へ窪む凹状の曲面である。

パッキン７６における外側リップ部分５４，５８及び内側リップ部分５６，６０の角度θ２，θ４，θ６，θ８はほぼ０°であるから、外周面３０及び内周面３２は、樹脂部材２２及び溝２８の底部に対して、さらに鋭角にパッキン７６の外方向にスライドする。これにより、切粉などの異物をより確実にはき出すことができる。

なお、第２及び第３の実施例において、側面３４，３６はパッキンの中心軸方向の圧縮により凸状曲面になっているが、側面３４，３６は溝２８に収容されていない自然体の状態では平面である。

各実施例に示したパッキンにおいて、リップ部は外周面側又は内周面側のいずれか一方のみに形成してよい。さらにリップ部は外周面側、内周面側それぞれの２つの縁においていずれか一方のみに形成してもよい。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係るパッキンの第１の実施例を示す断面図である。 図１に示すパッキンの拡大断面図である。 図２に示すパッキンのさらに拡大断面図である。 本発明に係るパッキンの第２の実施例を示す断面図である。 本発明に係るパッキンの第３の実施例を示す断面図である。 従来のパッキンの断面図である。

Ｆ１ 第１の水平面
Ｆ２ 第２の水平面
１０ パッキン
１２ 回転テーブル
１４ フレーム
１６ ベアリング
１８ 回転テーブルの軸部
２０ 回転テーブルの縁部
２２ 樹脂部材
２４ ウオームホイール部
２６ ウオーム
２８ フレームに形成された溝
３０ 外周面
３２ 内周面
３４ 側面（２つの側面の一方）
３６ 側面（２つの側面の他方）
３８ 第１の外周縁
４０ 第２の外周縁
４２ 第１の内周縁
４４ 第２の内周縁
４６ 外周溝の底部
４８ 外周溝
５０ 内周溝の底部
５２ 内周溝
５４ 第１の外側リップ部分
５６ 第１の内側リップ部分
５８ 第２の外側リップ部分
６０ 第２の内側リップ部分
６２，６８ 突起部分
６４，６６，７０，７２ 溝
７４，７６ パッキン

Claims (3)

1. リング状のパッキンであって、
   外周面、内周面、及び相対する２つの側面を含み、
   前記外周面と前記各側面とで形成される２つの外周縁、及び前記内周面と前記各側面とで形成される２つの内周縁は、それぞれパッキンの中心軸線方向について最も外側に位置しており、
   前記外周縁を形成する少なくとも前記外周縁近傍の前記外周面と前記側面との内角、及び前記内周縁を形成する少なくとも前記内周縁近傍の前記内周面と前記側面との内角は、それぞれが直角以下であり、
   前記外周面及び前記内周面は、それぞれ半径方向へ窪むと共に円周方向に形成された凹部を有し、
   前記外周縁と前記外周面と前記側面とによって外側リップ部が形成されると共に、前記内周縁と前記内周面と前記側面とによって内側リップ部を形成されており、
   前記外側リップ部を形成する前記側面及び前記内側リップ部を形成する前記側面は、パッキンの中心軸線に対する直交方向の水平面に対して鋭角をなしており、
   前記各側面のぞれぞれにおける前記外側リップ部と前記内側リップ部との間に突起部分が形成されている、パッキン。
2. 前記中心軸線に対する直交方向における前記凹部の底部から外周縁までの長さ寸法は、前記中心軸線方向における前記外側リップ部分の平均厚さ寸法以上である、請求項１に記載のパッキン。
3. 前記中心軸線に対する直交方向における前記凹部の底部から内周縁までの長さ寸法は、前記中心軸線方向における前記内側リップ部分の平均厚さ寸法以上である、請求項２に記載のパッキン。

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