JPH05588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直線運動あるいは回転運動を行なつ
ている円筒形部材の周面を流体漏れのないように
する環状のパツキンまたはシール部品（本明細書
では、総括的にパツキンとする）の改良に関す
る。

環状のパツキン本体と、その片面において全周
にわたつて軸線方向に突出しかつ互いに隔たる間
に溝あるいは谷を構成している内、外周リツプを
有し、これら内、外周リツプの各々がその外端面
よりも軸線方向内側の位置で外側面から外方に突
出する円周方向突出部を有する上記形式のパツキ
ンは公知である。このようなパツキンにおいて
は、密封性を向上させるべく円筒形部材に対する
接触力（以下、緊迫力と言う）を高めるために、
内、外周リツプを外側に大きく張出させたり、リ
ツプ間の谷部を浅くしてリツプの剛性を高くした
り、特に内周リツプの円周方向突出部の角度をよ
り鋭くしたりしている。このような方法では、接
触面圧が高くなつて優れた密封性が得られる反
面、摩擦による熱の発生が大きくなり、特に内周
リツプ部分が熱の影響で「へたり」やすくなり、
摺動部の摩耗と共に緊迫力の減少によつて密封性
を失い、耐久性の点で問題がある。

これらの問題を解決すべく、ガータスプリング
（第６図の３１）やフインガスプリングなどにお
ける金属製ばねを組込む方法とか、パツキン谷部
に環状シール材（以下Ｏリングと言う）や谷部の
形状に合わせたライナリングを（第７図の３３）
を併用する方法が提案されている。金属製ばねを
併用する方法では、パツキン本体の他にばねの費
用が上積みされると共に、ばねの取付スペースを
必要とするためにパツキン断面が大きくなり、さ
らにパツキンの取付けの際に変形が大きいと、ば
ねが外れたり、塑成変形を起こすことがあり、そ
のために溝構造を分割式にしなければならず、こ
の加工もコストの上昇を招く原因となつている。

Ｏリングやライナリングを併用するパツキンで
は、パツキンを装着した際にライナリングを圧縮
することによつてばね力を生じさせ、パツキンの
緊迫力を与えるが、リングの材質、使用条件、形
状、寸法によつては圧縮状態で使用されるリング
の老化の進行がリツプ部よりも速くなることがあ
り、リングの材質として耐熱性や圧縮永久歪特性
に優れた特殊な材質を用いなければならず、コス
トが高くなる。さらに、ライナリング併用のパツ
キングでは、ライナリングを圧縮することによつ
て発生するばね力がライナリングの僅かな変形で
も大きくなるので、高い緊迫力を得ることができ
るが、追随性を向上させるためにリツプの外方張
出量を大きくするなどの設計が難しく、場合によ
つては緊迫力が大きくなりすぎることもあり、こ
れは耐久性を損なう。

本発明の目的は、密封性を向上させかつリツプ
部の「へたり」などによる耐久性の低下を防ぐこ
とができると共に、構造簡単、取扱い容易で安価
な前記形式のパツキンを提供することにある。

この目的を達成すべく、本発明は、環状のパツ
キン本体と、このパツキン本体の片面から全周に
わたつて軸線方向に突出しかつ互いに隔たる間に
谷部を形成している内、外周リツプとを有し、こ
れら内、外周リツプの各々がその外端面よりも軸
線方向内側の位置で外側面から外方に突出する円
周方向突出部を有するパツキンにおいて、内周リ
ツプの内側面から谷部を横切り、外周リツプの内
側面に向つて複数のほゞ円周方向に隔たつたリブ
が延び、各リブが内周リツプに対して同一方向の
ほゞ接線方向に延びかつ内、外周リツプの外端面
を越えない高さを有することを特徴とするパツキ
ンを提供する。

また、本発明は、環状のパツキン本体と、この
パツキン本体の片面から全周にわたつて軸線方向
に突出しかつ互いに隔たる間に谷部を形成する
内、外周リツプとを有し、これら内、外周リツプ
の各各がその外端面よりも軸線方向内側の位置で
外側面から外方に突出する円周方向突出部を有す
るパツキンにおいて、内周リツプの内側面から谷
部を横切り、外周リツプの内側面に向つて複数の
円周方向に隔たつたリブが延び、各リブが内周リ
ツプに対して同一方向のほゞ接線方向に延びかつ
内、外周リツプの外端面を越えない高さを有し、
また、内、外周リツプの間で谷部内にパツキン本
体の円周方向に延びる連続した中間リブが設けら
れ、この中間リブが接線方向のリブのそれぞれと
交差しながら延び、かつほゞ接線方向リブの高さ
と同じ高さを有することを特徴とするパツキンを
提供する。

本発明の好ましい実施例では、上記パツキン
は、ほゞ接線方向リブの各々および中間リブの頂
面が外周リツプの突出部の先端と内周リツプの突
出部の先端との間の高さにあることを特徴とす
る。

以下、添付図面を参照しながら本発明を一層詳
しく説明する。

まず、第１図から第３図にまでを参照して、パ
ツキン１は環状の本体２と、この本体の片面から
その全周にわたつて軸線方向に突出しかつ互いに
隔たる間に谷部３を形成している内、外周リツプ
４，５を有する。内、外周リツプ４，５は、装着
前の状態では、それぞれ外方に張出しており、こ
のときの全体的な張出幅は第３図にＷ１で示して
ある。第３図でわかるように、装着時、これら
内、外周リツプ４，５は互いに向つて押され、Ｗ
０で示す張出幅となる。第３図では、パツキン１
は、密封しようとしている円筒形部材６、たとえ
ば、ロツドを囲む固定部材７の側面に設けた環状
の溝８内に装着するように示されているが、パツ
キンの使用条件はこれに限られないことは了解さ
れたい。

外周リツプ５はその外側面から外方に突出する
円周方向の連続した突出部９を有し、内周リツプ
４はその外側面から外方に突出する円周方向の連
続した突出部１０を有する。これらの突出部９，
１０は、それぞれ、先端１１，１２が尖つてお
り、これが第３図に示すような溝の内側面７Ａあ
るいは円筒形部材６の外周面１４と係合し、密封
作用を行なう。突出部９，１０の先端１１，１２
は、パツキン本体２からの高さが異なつており、
図示実施例では、内周リツプ４の先端１２の方が
外周リツプ５の先端１１よりも低くなつている。

内周リツプ４の内側面４Ａから谷部３を横切つ
て外周リツプ５の内側面５Ａに向つて複数の互い
に円周方向に隔たつたリブ１６が延びており、こ
れらのリブ１６は内周リツプ４に対してほゞ接線
方向となつている。すなわち、パツキン１の半径
線Ｒに対する角度θは60度〜90度が好ましい。第
２図でわかるように、各接線方向リブ１６の頂面
１６Ａのパツキン本体２に対する高さＨは内周リ
ツプ４の外端面４Ｂのパツキン本体２に対する高
さｈよりも小さくなつている。すなわち、各接線
方向リブ１６は内周リツプ４の外端面４Ｂを越え
ない高さとなつている。図示実施例では、内周リ
ツプ４が外周リツプ５よりも低くなつているが、
この逆の場合も考えられ、その場合にもやはりＨ
＜ｈの関係があると好ましい。Ｈ＞ｈである場
合、摺動摩擦あるいは背圧により、内周あるいは
外周リツプの外端面がパツキン収容溝の軸線方向
側面７Ｂ（第３図）に押し付けられたとき、リブ
１６が倒れ込むなどする変形が生じ、接触力の均
衡を崩すので好ましくない。なお、図示実施例の
ように、各接線方向リブ１６の頂面１６Ａを含む
平面を、内周リツプ４の突出部１０の先端１２を
含む平面と外周リツプ５の突出部９の先端１１を
含む平面の間に位置させると、最も良い結果を得
られることがわかつた。

パツキン１が第３図に示すようにパツキン収容
溝８内に装着され、その内周リツプ４の突出部１
０が円筒形部材６の周面１４と係合したとき、パ
ツキン１の谷部３が狭められ、リブ１６が撓み、
この変形によりばね力が発生して内周リツプ４に
作用し、それを大きな緊迫力で円筒形部材６に接
触させる。リブ１６の部分は内周リツプ４の部分
に比べて摩擦熱の影響を受け難いため、熱老化な
どによつて内周リツプ４が「へたり」を生じた場
合でも、リブ１６のばね力は多少の減衰はあるも
のの失われることはなく、内周リツプ４での緊迫
力を維持する。

接線方向リブ１６の発生するばね力は、リブの
数、パツキン半径線に対する角度θ、高さＨ、厚
さｔを変えることによつて調節することができる
が、リブ１６の数が少ない場合あるいは角度θが
小さい、すなわち、60度よりも小さい場合には、
リツプの接触面圧がリブ１６の部分とリブ１６間
の部分とでは均一性を欠き、局部摩耗の原因とな
るため少くとも60度以上にする必要があり、より
均一な接触を得るためにはリブ１６の角度θを大
きく、すなわちほゞ90度にし、比較的薄いリブを
多数設けるとよい。実験によれば、図示実施例の
場合、リブ１６の数が12個のとき、良い結果を得
た。

第４図は本発明の別の実施例を示しており、こ
の実施例では、接線方向のリブ２２は最初に述べ
た実施例と同様であるが、内、外周リツプ４，５
の間で谷部３内にパツキンの円周方向に連続する
中間リブ２３が設けてある。この中間リブ２３は
接線方向リブ２２と交差しており、接線方向リブ
２２を補強している。

以上、Ｕ字形の谷部を有するパツキンについて
説明してきたが、いわゆるリツプパツキン形式の
パツキンで、運動面に接するリツプと、これに対
向する位置に設けた固定側リツプあるいはリツプ
に相当するパツキン保持部分との間に谷部または
凹部を設けた構成のパツキンにも本発明を適用で
きることは了解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパツキンの平面図、第２
図は第１図の−線に沿つた断片断面図、第３
図は第１図および第２図に示すパツキンを作動状
態の装着したところを示す断片断面図、第４図は
本発明の別の実施例であるパツキンの平面図、第
５図は第４図の−線に沿つた断面図、第６図
はガータスプリングを備えたパツキンの従来例の
断面図、第７図はライナリングを備えた従来例の
断面図である。 図面において、１……パツキン、２……パツキ
ン本体、３……谷部、４……内周リツプ、５……
外周リツプ、６……円筒形部材、８……パツキン
収容溝、９，１０……突出部、１１，１２……先
端、１６，２２……接線方向リブ、２３……中間
リブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状のパツキン本体と、このパツキン本体の
   片面において全周にわたつて軸線方向に突出しか
   つ互いに隔たる間に谷部を形成している内、外周
   リツプとを有し、これら内、外周リツプの各々が
   その外端面よりも軸線方向内側の位置で外側面か
   ら外方に突出する円周方向突出部を有するパツキ
   ンにおいて、前記内周リツプの内側面から前記谷
   部を横切り、前記外周リツプの内側面に向つて複
   数の円周方向に隔たつたリブが延び、各リブが前
   記内周リツプに対して同一方向のほゞ接線方向に
   延びかつ内、外周リツプの外端面を越えない高さ
   を有することを特徴とするパツキン。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のパツキンにおい
   て、前記接線方向リブの各々の頂面が前記外周リ
   ツプの突出部の先端と前記内周リツプの突出部の
   先端との間の高さにあることを特徴とするパツキ
   ン。 ３ 環状のパツキン本体と、このパツキン本体の
   片面から全周にわたつて軸線方向に突出しかつ互
   いに隔たる間に谷部を形成している内、外周リツ
   プとを有し、これら内、外周リツプの各々がその
   外端面よりも軸線方向内側の位置で外側面から外
   方に突出する円周方向突出部を有するパツキンに
   おいて、前記内周リツプの内側面から前記谷部を
   横切り、前記外周リツプの内側面に向つて複数の
   円周方向に隔たつたリブが延び、各リブが前記内
   周リツプに対して同一方向のほゞ接線方向に延び
   かつ内、外周リツプの外端面を越えない高さを有
   し、また、前記内、外周リツプの間で前記谷部内
   にパツキン本体の円周方向にのびる連続した中間
   リブが設けてあり、この中間リブが前記接線方向
   のリブのそれぞれと交差しながら延びかつ前記リ
   ブの高さと同じ高さを有することを特徴とするパ
   ツキン。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のパツキンにおい
   て、前記接線方向リブの各々および前記中間リブ
   の頂面が前記外周リツプの突出部の先端と前記内
   周リツプの突出部の先端との間の高さにあること
   を特徴とするパツキン。