JPH0529415Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はシリンダとその内部を摺動するピスト
ンのように互いに摺動する円筒形部材間のシール
（密封装置）に関する。さらに詳しくは、両方向
からの気体圧力を一部材でシールできる空気圧用
両圧形ピストンシールに関する。

（従来の技術） シリンダとその内部を摺動するピストンの間の
流体洩れを防止するためには環状のピストンシー
ルが用いられている。例えば円形断面のＯリング
をピストン外周面に穿設された溝内に嵌め込み、
リングの外周面をシリンダ内面に押圧、接触させ
てシリンダ、ピストン間の流体洩れを防止する。

（考案が解決しようとする問題点） このような型の従来のピストンシールの場合、
シールの密封能力は、シールを構成する環状体の
外周面がシリンダ内面を径方向に押圧、接触する
力（拡張力）に依存する。従つて密封性能を上げ
るためには環状体の拡張力を増大させる必要があ
る。ところが拡張力の増大はピストンの摺動抵抗
増大を招き、ピストンの円滑な運動を妨げる。

一方、摺動抵抗を減少させるためシール環状体
の拡張力を減少させるとシールの密封性能も低下
する。またシールの耐久性能も悪化し易い。

従つて本考案の目的は、ピストンシールの密封
性能、耐久性能を低下させることなく摺動抵抗を
抑制して円滑なピストンの作動を確保するピスト
ンシールを提供することである。特に単一部材で
両方向からの気体圧力を密封できる上述のような
ピストンシールを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案の要旨とするところは、軸方向２端面お
よび内外周面を有する環状体と、環状体の軸方向
両端面に全周に亘つて設けられた溝と、前記両端
面の各溝において環状体の径方向に対し傾斜して
各溝を横断する複数のリブとを備え、各溝のリブ
が、その溝から突出することなく、環状体の径方
向に対し、互いに逆の角度で設けられ、かつ環状
体の両端面に設けられた各溝の外周壁に、溝と環
状体外周面を結ぶスリツトを設けた両圧用シール
である。

本考案者らは上述の目的を達成するため研究を
重ねた結果、軸方向２端面および内外周面を有す
る環状体の軸方向両端面に全周に亘つて比較的深
い溝を設け、ピストンシールが有する拡張力の外
に空気圧力が溝外周壁をシリンダ内面に径方向に
積極的に押圧する形状とし、拡張力と伴に気体圧
力を利用することに想到した。この際、溝外周壁
に上述のような圧力導入用のスリツトを設ければ
確実に空気圧力を径方向押圧力として密封性能向
上に利用でる。

しかしこのような比較的深い溝を設けた場合、
溝外周壁および各溝に挟まれた部分が比較的薄く
なる結果、シールの耐久性および耐圧性が低下す
る問題が生じる。

この問題を解決するため本考案者らはさらに研
究を重ね、径方向に溝を横切る複数のリブを放射
状に設けて溝外周壁を補強する着想を得た。しか
し半径方向リブによる補強は、リブで補強された
部分の半径方向の力が補強されていない部分に比
較して大きいため、その部分の摩耗が大きくなる
欠点がある。

この欠点を解決するためには、リブを半径方向
に対し所定の角度で傾斜させれば良い。この際両
面の溝内のリブの傾斜角を逆にし、一方の軸方向
からシール環状体を見た場合に両端面の溝のリブ
が互いに交差するように配置すれば、両端面のリ
ブが他面のリブのない部分を補う形になり全周に
亘り溝外周壁および両溝に挟まれた部分のほゞ均
一な補強が可能となる。

尚、上述のリブの傾斜角としては45°〜90°が好
ましい。また本考案の思想は空気用ピストンシー
ル以外においても、摺動円筒状部材相互間の流体
洩れを防止するシール一般に適用できる。

（作用） 各溝内に導入された空気圧により溝外周壁はシ
リンダ内面に径方向に押圧されて、シリンダとピ
ストンの間の密封性能を向上させる。この際、溝
外周壁にスリツトを設ければ確実に空気圧を溝内
に導入することができる。

両端面において溝内を逆方向に傾斜するリブは
溝外周壁を全周に亘りほゞ均一に補強する。この
結果、シールの耐圧性が向上するとともに、経時
によるシールの拡張力の減少が少なくなる。

（実施例） 次に本考案の実施例について添付図面を参照し
ながら詳しく説明する。

第１図は本考案にかかる空気圧用両圧型ピスト
ンシールを軸方向から見た部分端面図であつて、
シール環状体の中心軸を通る水平面に対する上半
分を示す図である。第２図は、第１図のシールの
鎖線−に沿う断面図、第３図は、第２図と同
様の断面図であるがピストンに装着した状態の部
分断面を模式的に示す。

環状体１は各種のエラストマー（例えば合成ゴ
ム）より成り、内外周面１ｃ，１ｄおよび軸方向
端面１ａ，１ｂを有する。両端面１ａ，１ｂには
全周に亘りそれぞれ溝２ａ，２ｂが設けられてい
る。また外周面１ｄは全周に亘つて径方向に突出
するシール用突起部３，４を備える。内周面１ｃ
も同様の突起部を備えることが好ましい。また各
溝２ａ，２ｂの外周壁の軸方向端には、周方向に
ほゞ等間隔で空気圧導入用のスリツト５ａ，５ｂ
が設けられ、装着状態において空気圧を溝２ａ，
２ｂ内に導入する（第３図参照）。この結果、シ
リンダ６内を摺動するピストン７の外周面の全周
に亘つて設けられた凹部８内に装着された環状体
１の溝２ａ，２ｂの外周壁には空気圧が径方向に
働き、突起部３，４をシリンダ６内面に押圧して
シリンダ６とピストン７の間を密封する。この
際、溝２ａ，２ｂ内に導入された空気圧は溝内周
壁に対しても径方向に作用し、環状体１の内周面
１ｃとピストン７の凹部８の底面の気密な接触に
貢献する。

径方向に対し一定の傾斜角θで傾斜する複数の
リブ９ａ，９ｂはそれぞれ溝２ａ，２ｂを横断す
る。（第１図において溝２ｂ内のリブ９ｂは破線
で示す）。ここでリブの傾斜角θとは、溝２ａ，
２ｂの内周壁面とリブ９ａ，２ｂの鈍角側壁面の
交差位置における傾斜角（即ち、該交差位置にお
けるリブ９ａ，９ｂの径方向に対する傾斜角）を
いう。第１図に示されているように、両端面の溝
２ａ，２ｂ内のリブ９ａ，９ｂは、周方向に等間
隔で溝を横切り、一方の軸方向から見た際、逆方
向に傾斜して両端面のリブが互いに交差するよう
に配置され、互いにリブの無い部分を補う。この
結果各溝２ａ，２ｂの外周壁は全周に亘りほゞ均
一に補強される。また両溝に挟まれた部分１０を
もほゞ均一に補強する。

上記のリブの傾斜角θの値としては45°ないし
90°が好ましい。これは、溝２ａ，２ｂの外周壁
をなるべく均一に補強する目的の外、ピストン７
の摺動抵抗を抑制しピストン７の円滑な摺動を確
保する目的のためである。第４図はリブの傾斜角
θ（°）と、シリンダ６内におけるピストン７の
摺動抵抗Ｆ（Kgf）の関係の実測例を示すグラフ
である。この図から分かるように摺動抵抗Ｆはθ
が45°〜90°の範囲で著しく低下する。

尚、以上の説明においては、リブ９ａ，９ｂの
溝２ａ，２ｂの外周壁の補強効果についてのみ述
べたが、両溝２ａ，２ｂにより挟まれた部分１
０、さらに溝２ａ，２ｂの内周壁が薄い場合には
内周壁をも同様に補強することは言うまでもな
い。

（考案の効果） 本考案のシールは以上のように構成されてい
る。従つて空気圧力を利用し、摺動抵抗を増加さ
せることなく高い密封性能、耐久性能を得ること
が出来る。特に環状体の両端面の溝内をリブが逆
方向に傾斜して横切る構成により、溝外周壁を全
周に亘り均一にしかも摺動抵抗を増加させること
なく補強し、シールの耐圧性能および寿命を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例ピストンシールを軸
方向から見た上半分の部分端面図；第２図は、第
１図のシールの鎖線−に沿う部分断面図；第
３図は、第２図とほゞ同一の断面をピストンに装
着した状態で模式的に示す第１図のシールの部分
断面図；および第４図は、リブの傾斜角θとピス
トンの摺動抵抗Ｆの関係を示すグラフである。 １……環状体、１ａ，１ｂ……軸方向端面、１
ｃ……内周面、１ｄ……外周面、２ａ，２ｂ……
溝、３，４……シール用突起部、５ａ，５ｂ……
スリツト、６……シリンダ、７……ピストン、８
……凹部、９ａ，９ｂ……リブ、１０……両溝に
挟まれた部分（溝底部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸方向２端面および内外周面を有する環状体
   と、環状体の軸方向両端面に全周に亘つて設けら
   れた溝と、前記両端面の各溝において環状体の径
   方向に対し傾斜して各溝を横断する複数のリブと
   を備え、各溝のリブが、該溝から突出することな
   く、環状体の径方向に対し、互いに逆の角度で設
   けられ、かつ環状体の両端面に設けられた各溝の
   外周壁に、溝と環状体外周面を結ぶスリツトを設
   けた両圧用シール。