JPH0522947U - 低摺動抵抗のピストンパツキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 このピストンパッキン１０は、シリンダの内
周面に圧接する先端部１６と、パッキン溝の底面に圧接
する基端部１５と、これら先端部と基端部とを連結する
連結部１７とからなり、前記先端部は、シリンダ内周面
に圧接する圧接面の断面が中央程凸となるように曲線状
に形成してあると共に、パッキン溝の側壁に対面する部
位に所定間隙の通路を規定するように不連続に形成され
た複数個の突起１８を有し、前記基端部は、パッキン溝
の底面に圧接する圧接面の断面が直線状に形成してあ
り、前記連結部は、パッキン溝の側面に対面する部位
に、前記先端部から基端部にわたって、第１凹状部、凸
状部、第２凹状部を、この順に有することを特徴とす
る。 【効果】 優れたクッション性により吹き抜け現象を防
止し、装着性が向上し、流体圧作用時のピストンパッキ
ン溝側面への張りつきが防止され、無給油空気圧シリン
ダの分野においても摺動抵抗が少なく、摩耗を抑え、安
定的なシール性が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】

本考案は、エアーシリンダなどのピストンなどに使用される低摺動抵抗のピス トンパッキンの改良に関する。

【０００２】

【考案の技術的背景】

一般に、ピストンパッキンは、合成ゴム等の弾性材料により構成され、ピスト ン外周面に形成された断面凹状のパッキン溝内に嵌装され、ピストン外周面とシ リンダ内周面との間の隙間をシールするために用いられている。

【０００３】 このような場合、エアーシリンダなどのピストンでは、その両面から加圧され るため、両方向の圧力をシールする必要があるが、近年では、１個のピストンで もって両方向の圧力をシールする両圧型のピストンパッキンが提案されている。 このような両圧型の従来のピストンパッキンには、図５に示すように、断面形状 をほぼＷ型としたもの（実開昭59-85,456 号公報参照）、図６に示すように、断 面のほぼ中央部を薄肉で形成し、かつ、外周側摺動面の中央部と内周側の両端部 とを膨出させて上下対称断面形状としたもの（特開昭62-171,506号公報参照）、 図７に示すように、断面のほぼ中央部を括れさせた瓢箪形のもの（実公昭62-24, 133 号公報参照）等が提案されている。

【０００４】 これらは、いずれの形状であっても、その断面形状によりクッション効果を得 てパッキン溝１の底面２及びシリンダ３の内周面３ａにソフトに圧接し、摺動抵 抗の上昇を防止している。また、ピストン４の移動中においてもクッション効果 によりピストンパッキン５が変形し、シリンダ３の内周面３ａに追従し、シリン ダ３の内周面３ａとのシールが損なわれにくいようになっている。

【０００５】 ところが、このように構成されたピストンパッキンであっても、摺動抵抗の低 減が未だ不十分とされ、一層の努力が望まれている。特に、無給油空気圧シリン ダでは、長期間無給油のまま放置され、その後、直ちに始動を開始することもあ る。このような場合でも、無給油空気圧シリンダは、ピストンパッキン５がシリ ンダ３の内周面３ａに付着せず、安定的に作動し、作動時の摺動抵抗も小さいこ とが好ましい。

【０００６】

【考案の目的】

本考案は、上述した従来技術が有する課題を解決するためになされたもので、 無給油空気圧シリンダの分野において使用されるピストンパッキンであっても、 シール性を維持し、摺動抵抗が少なく、ひいては摩耗を抑えて長寿命化を図ると 共に、パッキン溝への装着も容易なピストンパッキンを提供することを目的とす る。

【０００７】

【考案の概要】

かかる目的を達成するための本考案は、 ピストン外周面に形成したパッキン溝内に嵌装され、このピストン外周面とシ リンダ内周面との間の隙間をシールする低摺動抵抗のピストンパッキンにおいて 、 このピストンパッキンは、シリンダの内周面に圧接する先端部と、パッキン溝 の底面に圧接する基端部と、これら先端部と基端部とを連結する連結部とからな り、 前記先端部は、シリンダ内周面に圧接する圧接面の断面が中央ほど凸となるよ うに曲線状に形成してあると共に、パッキン溝の側壁に対面する部位に所定間隙 の通路を規定するように不連続に形成された複数個の突起を有し、 前記基端部は、パッキン溝の底面に圧接する圧接面の断面が直線状に形成して あり、 前記連結部は、パッキン溝の側面に対面する部位に、前記先端部から基端部に わたって、第１凹状部、凸状部、第２凹状部を、この順に有することを特徴とす る低摺動抵抗のピストンパッキンである。

【０００８】 かかる構成によれば、ピストンパッキンの先端部は自由状態で曲線状に形成さ れているので、ピストンパッキンがシリンダの内周面に圧接されると、その先端 部は圧縮されて当接する。このような状態で上記曲線状の先端部がシリンダに当 接すると、シリンダとの圧接応力は、先端部の当接するその部位によって不均等 になる。従って、先端部の形状が曲線状の場合には、先端部の形状が平坦な場合 に生じ易い、シリンダへの粘着といった問題がない。また、先端部が不均等な応 力で押圧されているので、シリンダを長期に亘り放置しても作動初期の摺動抵抗 が大きくなるといった問題がなく、長時間間隔をおいて作動させてもピストンを スムースに摺動させることができる。

【０００９】 また、かかる構成ではピストンパッキンの連結部に、凸部を境に両側に２ヶ所 の凹部を設けているので、材料自体の特性とも相俟って、この形状特性により優 れたクッション効果を発揮させることができ、摺動抵抗を低く抑えることができ る。

【００１０】 さらにかかる構成では、パッキン溝に接する基端部は、平坦に形成されている ので、圧力が作用した状態では、基端部をピストン溝底部に確実に固定すること ができ、これにより摺動による移動を抑えて内周面の摩耗を防止することができ る。

【００１１】 さらにかかる構成では、連結部の両側に不連続の突起を複数個設けているので 、これら突起間の通路から両側に空気を導入し、空気の導入による圧力増加によ り自己密封作用を促すことができ、従ってシール性を良好に維持し、シール部の 吹き抜け現象を防止することができる。

【００１２】 このように、上記構成によるピストンパッキンでは、優れたクッション効果が 得られるとともに、良好なシール性を維持し、摺動抵抗を低く抑えて、摩耗の虞 れを少なくし、長寿命化を図ることができる。

【００１３】 さらに、かかる構成によれば、優れたクッション性によりパッキン溝への装着 が容易となる。加えて、連結部に設けた不連続な突起間の通路から凹部内に潤滑 剤を導入し、その潤滑剤を保持させることができるので、シリンダへの張り付き を防止するとともに、シールの耐久性も向上させることが可能となる。

【００１４】

【考案の具体的説明】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。 図１は本考案の一実施例を示すもので、両圧型ピストンパッキンの破断斜視図 、図２は同ピストンパッキンの断面図、図３はパッキン溝内に嵌装された状態の ピストンパッキンを示す説明図である。

【００１５】 本実施例のピストンパッキン１０は、両圧型であり、図１，２，３に示すよう に、全体的には、合成ゴム等の弾性材料により形成されたリング状のもので、ピ ストン１１の外周面１１ａに形成された断面凹状のパッキン溝１２内に嵌装され 、ピストン外周面１１ａとシリンダ１３の内周面１３ａとの間の隙間Ｓをシール するものである。

【００１６】 このピストンパッキン１０の断面構成は、図２，３に示すように、パッキン溝 １２の底面１２ａより僅かに小さな幅をもって圧接する基端部１５と、シリンダ １３の内周面１３ａと圧接する側が中高状に形成され、かつパッキン溝１２の幅 より僅かに小さな幅を有する先端部１６と、この基端部１５と先端部１６とを連 結する連結部１７とを有するものである。

【００１７】 上記基端部１５は、二段構成をなし、パッキン溝１２の底面１２ａに圧接され る幅の狭い第１部分１５ａと、パッキン溝１２の側壁１２ｂに圧接され、前記第 １部分１５ａに対して幅の広い第２部分１５ｂとからなり、第１部分１５ａの有 する圧接面１５ｃの断面形状は図示したように直線状に形成されている。また、 第１部分１５ａと第２部分１５ｂとの間に画成される段差Ｄ，Ｄ’は、第２部分 １５ｂの撓み代として構成される。

【００１８】 上記先端部１６は、シリンダ内周面１３ａに圧接する圧接面１６ａの断面が、 中央ほど凸となるように曲線状に形成されている。具体的には、比較的広い円弧 状に形成されている。また、先端部１６は、パッキン溝１２の側壁１２ｂに対面 する部位に、各々不連続に複数個の突起１８，１８…が周方向に形成されている 。また、突起１８と相隣る突起１８との間には、各々通路Ｔが構成されている。 これらの通路Ｔは、パッキン溝１２の側面１２ｂにピストンパッキン１０が張り ついたとき、空気をピストンパッキン１０とパッキン溝１２との間に空気を導入 し、安定したシール性を発揮させるためのものである。

【００１９】 上記連結部１７は、パッキン溝１２の側面１２ｂとの間に周溝ｍが形成される ように、先端部１６側から基端部１５側に渡って、肉の薄い部分と肉の厚い部分 とを交互に設け、これにより、上記連結部１７では、先端部１６側から基端部１ ５側に渡って、それぞれ円弧状の第１凹状部１９、凸状部２０、第２凹状部２１ がこの順で配置され、中央部が両側に膨出した対称形状に形成されている。

【００２０】 本考案の一実施例によるピストンパッキンは以上のように構成されるが、以下 に、この作用について説明する。 図３は、本考案のピストンパッキン１０の自由状態を実線で示し、ピストン１ １のパッキン溝１２と、シリンダ１３の内周面１３ａは一点鎖線で示している。

【００２１】 本実施例では、特に、パッキン１０の形状特性に係るクッション性により、充 分なシール性を発揮すると共に、摺動抵抗を著しく低減している。 先ず、シール性については、以下の３つの面から把握することができる。

【００２２】 ピストンパッキン１０の基端部１５がパッキン溝１２の底面１２ａに圧接し、 先端部１６がシリンダ１３の内周面１３ａに圧接している自由状態から明らかな ように、ピストンパッキン１０は、その形状と材料自体によりクッション性を発 揮し、弾性的にパッキン溝１２の底面１２ａやシリンダ１３の内周面１３ａに圧 接することになり、シール機能が発揮される。

【００２３】 また、シール機能は、圧力負荷による自緊状態にシール作用によっても行なわ れる。ピストンパッキン１０の周溝ｍ内に潤滑油あるいは空気などの流体圧が入 り込むと、基端部１５と先端部１６とが押し拡げられ、ピストンパッキン１０の 先端部１６がシリンダ１３の内周面１３ａに圧接し、自緊状態となり、これによ ってもシール作用を発揮することになる。

【００２４】 特に、ａ方向から空気圧が負荷された場合には、空気は、パッキン溝１２の側 面１２ｂを通り、パッキン１０の周溝ｍ内に空気が入り込み、基端部１５と先端 部１６とが押し拡げられ、ピストンパッキン１０の基端部１５がパッキン溝１２ の底面１２ａに圧接し、先端部１６がシリンダ１３の内周面１３ａに圧接するこ とにより、自緊状態にシール作用をする。一方、ｂ方向から空気圧が負荷された 場合、空気は、パッキン溝１２の側面１２ｂを通り、パッキン１０の周溝ｍ内に 空気が入り込み、基端部１５と先端部１６とが押し拡げられ、ピストンパッキン １０の先端部１６がシリンダ１３の内周面１３ａに圧接し、自緊状態のシール作 用をすることになる。したがって、いずれの方向から加圧流体が作用しても自緊 状態のシール作用は行なわれることになり、シール性の完全化が図られることに なる。

【００２５】 このように、パッキン１０の形状特性に係るクッション性により、充分なシー ル性が発揮されるが、さらに、このクッション性により、以下に述べるように摺 動抵抗も著しく低減することができる。

【００２６】 先ず、連結部１７に第１凹状部１９、凸状部２０および第２凹状部２１が形成 してあり、連結部１７は、非常に柔軟な構造となっているため、優れたクッショ ン性を発揮することができる。これにより、圧接面１６ａをシリンダ内周面１３ ａに極めて柔軟に圧接することができ、摺動抵抗を極めて低く抑えることができ る。

【００２７】 さらに、ピストンパッキン１０の先端部１６は自由状態で圧接面１６ａが中央 ほど凸となっているので、圧接面１６ａがシリンダ１３の内周面１３ａに圧接さ れると、中央ほど強く圧縮される。このように、この先端部１６での圧接応力は 、圧接するその部位によって不均等になる。従って、長期に亘り放置しても、例 えばピストンパッキンの先端が平坦なため、圧接面全域にわたり、同等の圧力で 圧接される場合のように、ピストンパッキンがシリンダの内周面に粘着する虞は ない。さらに先端部は不均等な応力でシリンダに押圧されているので、特に長期 に亘り放置した場合であっても作動初期の摺動抵抗が大きくならず、スムースな 作動を行うことができる。

【００２８】 さらに、パッキン溝１２に接する基端部１５は、断面形状で平坦に形成されて いるので、図３において圧力がａ，ｂ両方向から作用しても、その基端部１５を パッキン溝１２の底面１２ａに確実に固定することができ、これにより摺動によ る移動を抑えて、基端部内周面の摩耗を防止することができる。

【００２９】 さらに、連結部１７の両側に不連続の突起１８を複数個設けているので、これ ら突起１８，１８間の通路Ｔから両側に空気を導入し、空気の導入による流体圧 の増加により自己密封作用を促すことができ、よってシール性を良好に維持し、 シール部の吹き抜け現象を防止することができる。加えて、この突起１８，１８ 間に通路Ｔが形成されることにより、ピストンパッキン１０がパッキン溝１２の 側面１２ｂに張りついたとしても、この通路Ｔを通って空気がピストンパッキン １０とパッキン溝１２との間に導入され、パッキン溝１２の側面１２ｂへの張り つきが防止され、ピストンパッキン１０は安定的に動作し、優れたシール性を発 揮することができる。

【００３０】 さらに、ピストンパッキン１０の断面形状による優れたクッション性によって 、ピストンパッキン１０自体をパッキン溝１２内に容易に装着することができる 。

【００３１】 このように、上記ピストンパッキン１０では、優れたクッション効果が得られ るとともに、良好なシール性を維持しながら摺動抵抗を低く抑えて摩耗を少なく することができる。また、上記通路Ｔを通って潤滑油が周溝ｍ内に、大量に入り 込むので、無給油のまま放置しても潤滑不足になり難く、耐久性が向上する。特 に、ピストンパッキン１０の優れた摺動抵抗は、従来のものとの比較した下記の 表から容易に理解することができる。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】 これら両表から明らかなように、本考案に係るピストンパッキン１０は、従来 品より相当摺動抵抗が小さいことがわかる。 以上、本考案の一実施例について説明したが、本考案は、上述した実施例のみ に限定されるものではなく、種々改変することができる。例えば、以上の実施例 では、両圧型のピストンパッキンが示されているが、本考案は、片方からの圧力 のみをシールするタイプのピストンパッキンにも適用できる。さらに本実施例で 形成した凸状部２０の頂部に、相隣る溝ｍ，ｍ間を連通させるための凹所を形成 し、該凹所により溝ｍ，ｍ間の流通を積極的に行なうこともできる。

【００３５】 また、図４に示したように上記実施例で形成された各溝ｍ内に、合成ゴムある いは樹脂からなる同形状のリブ２２を配設し、これら複数個のリブ２２によりク ッション効果を調整することもできる。また、本考案に係るピストンパッキンの 材料も合成ゴムのみでなく、天然ゴムなど他の材料であっても良い。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係るピストンパッキンによれば、先端部および 連結部の形状と材料自体によるクッション性、圧力負荷による自緊状態により、 優れたシール作用が行われることは勿論、優れたクッション性により摺動抵抗を 低くでき、摩耗を著しく少なくできる。またこのクッション性により、ピストン パッキン自体の装着性も向上する。さらに、曲線状に形成された先端部は不均等 な応力でシリンダに押圧されるので、シリンダを無給油で長期に亘り放置しても 、作動初期の摺動抵抗が大きくなるといった問題がなく、長寿命化に寄与する。 また、ピストンパッキンの先端部に形成されている突起間の通路を通って導入さ れる空気により自己密封作用が向上し、良好なシール性が維持されると共に、シ ール部の吹き抜け現象を防止することができる。さらに、直線状に形成された基 端部はシリンダ内周面に安定して固定されるので、摩耗が防止され、この摩耗の 防止と上述した摺動抵抗が少ないことと相俟って長寿命化が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例を示すもので、ピスト
ンパッキンの破断斜視図である。

【図２】図２は図１の断面図である。

【図３】図３はパッキン溝内に嵌装された状態のピスト
ンパッキンを示す説明図である。

【図４】図４は本考案の他実施例を示す断面図である。

【図５】図５は従来のピストンパッキンの一例を示す断
面図である。

【図６】図６は従来のピストンパッキンの他の例を示す
断面図である。

【図７】図７は従来のピストンパッキンの更に他の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ピストンパッキン １１ ピストン １１ａ ピストン外周面 １２ パッキン溝 １３ シリンダ １３ａ シリンダ内周面 １５ 基端部 １６ 先端部 １７ 連結部 １８ 突起 １９ 第１凹状部 ２０ 凸状部 ２１ 第２凹状部 ｍ 周溝 Ｔ 通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン外周面に形成したパッキン溝内
   に嵌装され、このピストン外周面とシリンダ内周面との
   間の隙間をシールする低摺動抵抗のピストンパッキンに
   おいて、 このピストンパッキンは、シリンダの内周面に圧接する
   先端部と、パッキン溝の底面に圧接する基端部と、これ
   ら先端部と基端部とを連結する連結部とからなり、 前記先端部は、シリンダ内周面に圧接する圧接面の断面
   が中央ほど凸となるように曲線状に形成してあると共
   に、パッキン溝の側壁に対面する部位に、所定間隙の通
   路を規定するように不連続に形成された複数個の突起を
   有し、 前記基端部は、パッキン溝の底面に圧接する圧接面の断
   面が直線状に形成してあり、 前記連結部は、パッキン溝の側面に対面する部位に、前
   記先端部から基端部にわたって、第１凹状部、凸状部、
   第２凹状部を、この順に有することを特徴とする低摺動
   抵抗のピストンパッキン。