JPH0615163Y2 - パッキン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばＯリング等のパッキンに関し、特に樹
脂製のシールリングとゴム状弾性体製のバックリングと
を組み合せたものに関する。

（従来の技術） 従来、この種のパッキンとしては、たとえば第６図に示
すような往復ロッド用のものがある（実開昭５７−１３
７６６７号公報参照）。すなわち、パッキン１００は、
ハウジング１０１内周に形成された装着溝１０２に装着
され、ハウジング１０１に相対移動自在組み付けられる
ロッド１０３に摺動自在に接触してロッド１０３の摺動
部を密封するものである。

このパッキン１００の構成は、ロッド１０３外周に密封
接触する樹脂製シールリング１０４と、この樹脂製シー
ルリング１０４の外周側に組み付けられるゴム状弾性体
製のバックリング１０５とからなっている。バックリン
グ１０５は、樹脂製シールリング１０４とハウジング１
０１との間に半径方向に圧縮状態で介在されており、そ
のつぶし代に応じた弾性復元力によって、樹脂製シール
リング１０４をロッド１０３に押圧して樹脂製シールリ
ング１０４のシール面圧を付与している。また、樹脂製
シールリング１０４の内周密封摺動面の密封流体側端面
はテーパー状にカットされている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら上記した従来技術の場合には、バックリン
グ１０５は軟かいゴム製なので、高圧時にあっては第７
図に示すように、密封流体の圧力によって装着溝１０２
内で軸方向反密封流体側につぶされて移動するのに対し
て、樹脂製シールリング１０４は硬質なので密封流体の
圧力によって移動せず、バックリング１０５が樹脂製シ
ールリング１０４に対して相対位置が変化する。そのた
め、樹脂製シールリング１０４を押圧するバックリング
１０５の圧縮力のピークの位置が、反密封流体側にずれ
てしまい、シール性に関与するシール面の接触面圧分布
が変化して、シール特性が変わってしまう。この接触面
圧分布は、バックリング１０５の線径，樹脂製シールリ
ング１０４の巾Ｈ，その密封摺動面の巾ａ寸法の設定に
より変化し、安定性に欠ける場合が多く、装着溝１０２
の巾Ｂ，深さＷとの関係において、バックリング１０５
の線径や樹脂製シールリング１０４の各寸法設定が制約
されてしまうという問題があった。

本考案は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、密封流体の圧力
変動にかかわらず樹脂製シールリングの接触圧力分布を
優れた状態で一定に保持でき、寸法設定の制約のないパ
ッキンを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案にあっては、互いに
同芯的に相対移動自在に組み付けられる二部材のうち一
方に装着され、他方の部材に摺動自在に接触して二部材
間を密封するものであって、摺動面を構成する樹脂製シ
ールリングと、該樹脂製シールリングと上記装着側部材
との間に半径方向に圧縮状態で介在され、その弾性復元
力でもって樹脂製シールリングを移動側部材に押圧する
ゴム状弾性体製のバックリングと、から構成されるパッ
キンにおいて、前記樹脂製シールリングの前記バックリ
ングとの当接面の断面形状を、その中央部がバックリン
グ側に盛上る凸形状とし、一方、樹脂製シールリングの
摺動面の密封流体側端縁には密封流体側に向かって徐々
に拡径するテーパ面を形成し、前記樹脂製シールリング
の凸形状の頂点を前記摺動面のテーパ面側端部位置とほ
ぼ一致させ、前記樹脂製シールリングに作用する押圧力
を前記テーパ面側端部に集中させたことを特徴とする。

（作用） 上記構成のパッキンにあっては、バックリングは、その
ゴム弾性によって凸形状に成形した樹脂製シールリング
の当接面に倣って凹形状に変形して密着し、樹脂製シー
ルリングに作用する押圧力は、樹脂製シールリングの当
接面の法線方向成分に分かれて摺動面のテーパ面側端部
一点に集中するように作用し、接触面圧分布は摺動面の
テーパ面側端部にピークを持つ理想的な分布となる。摺
動面に集中する位置は、バックリングの位置に拘らず、
樹脂製シールリングの当接面の形状によって決定され
る。

（実施例） 以下に、本考案を図示の実施例に従って説明する。本考
案の一実施例を示す第１図乃至第３図において、１はパ
ッキン全体を示しており、本実施例においても、従来例
と同様に往復ロッド用のパッキンを例にとって説明する
ものとする。

パッキン１は、ロッド２に摺接する内側の樹脂製シール
リング３と、この樹脂製シールリング３の外側に組み付
けられるゴム状弾性体製のバックリング４とから構成さ
れている。そして、ロッド２が往復動自在に組み付けら
れるハウジング５内周に設けられた装着溝６に装着され
ている。

装着溝６は断面矩形状で、その巾は樹脂製シールリング
３の巾寸法よりも若干巾広になっている。

バックリング４は、本実施例では断面円形状のＯリング
が用いられており、その線径は、樹脂製シールリング３
よりも、若干大径に設定されている。

ハウジング５に設けられる装着溝６の深さは、樹脂製シ
ールリング３の背面と装着溝６の底面６ａとの間隔が、
バックリング４の線径よりも小さくなるように設定され
ている。したがって、装着状態でバックリング４は半径
方向に圧縮され、その弾性復元力によって樹脂製シール
リング３を縮径する方向に緊迫して、適正なシール面圧
を付与するようになっている。

樹脂製シールリング３はほぼ断面矩形状で、内周面がロ
ッド２外周面に摺接し、密封流体側端面３ｂおよび大気
側端面３ｃが、それぞれ装着溝６の両壁面６ｃに対向
し、通常は大気側端面が装着溝の大気側壁面３ｃに当接
し、密封流体側端面３ｂと装着溝６の密封流体側壁面３
ｂとの間に、隙間が開いている。また、樹脂製シールリ
ング３内周の密封摺動面３ａ密封流体側端縁には、軸方
向密封流体側に向かって徐々に拡径するテーパー面７が
形成されており、樹脂製シールリング３の接触面圧の圧
力分布Ｐのピーク位置Ｐｏがそのエッジ部７ａになるよ
うに設定している。

そして、バックリング４内周が当接する樹脂製シールリ
ング３の外周当接面３ｄは、バックリング４側に向かっ
て盛上がる凸形状の円弧面となっている。

そして、本実施例では、円弧状の外当接周面３ｄの最大
径部となる頂点位置Ａを、樹脂製シールリング内周の密
封摺動面３ａのテーパー面側端部のエッジ部７ａ位置に
一致させている。

上記構成のパッキン１にあっては、ロッド２とハウジン
グ５間の隙間のうち、ロッド２外周には樹脂製シールリ
ング３が密接してシールされ、樹脂製シールリング３外
周と装着溝底面６ａとの間はゴム状弾性体製のバックリ
ング４によってそれぞれシールされる。

ここで、低圧時にあっては第１図（ａ）に示すように、
バックリング４に作用する圧力は小さく、バックリング
４は、樹脂製シールリング外周当接面３ｄのほぼ中央に
位置している。

そして、バックリング４は、そのゴム弾性によって円弧
状に成形した樹脂製シールリング３の外周当接面３ｄに
倣って凹状に変形して密着し、樹脂製シールリング３に
作用する押圧力は、樹脂製シールリング３の外周当接面
３ｄの法線方向に分かれて密封摺動面３ａの一点に集中
するように作用する。

密封摺動面３ａに集中する位置は、本実施例では樹脂製
シールリング３内周のテーパー面７側のエッジ部７ａ位
置に集中させているので、接触面圧分布Ｐは密封摺動面
３ａの密封流体側エッジ部７ａにピークＰｏを持つ理想
的な分布となっている。

次に高圧時においては、第１図（ｂ）に示すように軟ら
かいゴム状弾性体製のバックリング４が密封流体の圧力
によって軸方向大気側に圧縮されてつぶされ、樹脂製シ
ールリング３に対して相対的に大気側に移動する。

密封流体の圧力によって樹脂製シールリング３を押圧す
る押圧力も増大するが、樹脂製シールリング３の外周当
接面３ｄは円弧状となっているので、押圧力の作用する
方向は、低圧時と同様に密封摺動面３ａのテーパー面側
エッジ部７ａに集中するように作用する。このように、
シール性能に関与する接触面圧分布Ｐは、樹脂製シール
リング３に対するバックリング４の位置に拘らず一定に
保つことができる。この接触面圧に分布Ｐは、樹脂製シ
ールリング３の外周当接面３ｄの形状のみによって決ま
る。したがって、バックリング４の線径や、樹脂製シー
ルリング３の巾や密封摺動面３ａの巾を比較的自由に設
定することができる。

上記実施例では、樹脂製シールリング３の外周当接面３
ｄの形状を円弧状としたが、たとえば、第４図に示すよ
うに、バックリング４側に鈍角状に盛上がる山形状に成
形してもよい。

このようにすると、バックリング４は樹脂製シールリン
グ３の外周当接面３ｄ形状にならって山形状にへこみ、
外周当接面３ｄの斜面それぞれの法線方向に押圧力が作
用する。この例の場合も山形状にした外周当接面３ｄの
最大径部である頂点Ａ位置を内周の密封摺動面３ａのテ
ーパー側エッジ部７ａ位置に設定してあり、押圧力は密
封摺動面３ａのテーパー側エッジ部７ａ位置に集中す
る。

樹脂製シールリング３の外周当接面３ｄの形状として
は、上記円弧状、山形状に限るものではなく、バックリ
ング４側に凸形状に盛上がった形状で、バックリング４
からの押圧力を樹脂製シールリング３の密封摺動面３ａ
の一箇所に集中させ得るような構成となっていればよ
い。

また、上記実施例にあっては、樹脂製シールリング３を
内側に、バックリング４を外側に組み付けたものについ
て説明したが、第５図に示すように、樹脂製シールリン
グ３を外側に、バックリング４を内側に組み付けて構成
され、樹脂製シールリング３がハウジング５内周に密封
接触して摺動するような、いわゆるピストンシール用の
パッキンについても同様に適用できるものである。

尚、バックリングとしては、上記各実施例にあってＯリ
ングを例にとって説明したが、Ｏリングに限るものでは
無く、Ｄリングや角リングなどの各種成形パッキンも利
用できることはもちろんであり、その他樹脂製シールリ
ングの外周当接面の形状に倣って変形し密に接触し得る
ようなものであればよい。

また、上記各実施例では往復動用パッキンについて説明
したが、回転用のパッキンについても同様に適用できる
ものである。

（考案の効果） 本考案は、以上の構成および作用からなるもので、バッ
クリングから樹脂製シールリングに作用する押圧力は、
凸形状に成形した樹脂製シールリングの当接面の法線方
向に分かれて摺動面のテーパ面側端部一点に集中するよ
うに作用し、接触面圧分布は摺動面のテーパ面側端部に
ピークを持つ理想的な分布となるので、バックリングの
位置に拘らず、常にシール性のより優れた接触圧力分布
を安定して得ることができ、シール性能を向上させるこ
とができる。

また、接触圧力分布は樹脂製シールリングの当接面形状
によって決まるので、バックリングの線径やシールリン
グの寸法を比較的自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本考案の一実施例に係るパ
ッキンの使用状態の要部縦断面図、第２図は第１図のパ
ッキンの半縦断面図、第３図は第１図のパッキンの樹脂
性シールリングの要部拡大縦断面図、第４図は第１図の
パッキンの他の態様を示す要部縦断面図、第５図は本考
案の他の実施例に係るパッキンの半縦断面図、第６図お
よび第７図は従来のパッキンの要部縦断面図である。 符号の説明 １……パッキン、２……ロッド ３……樹脂製シールリング ３ａ……密封摺動面、３ｂ……外周摺動面 ５……ハウジング、６……装着溝 ６ａ……底面、７……テーパー面 ７ａ……エッジ部 Ｐ……面圧分布、Ｐｏ……ピーク位置 Ａ……頂点

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同芯的に相対移動自在に組み付けら
   れる二部材のうち一方に装着され、他方の部材に摺動自
   在に接触して二部材間を密封するものであって、摺動面
   を構成する樹脂製シールリングと、該樹脂製シールリン
   グと上記装着側部材との間に半径方向に圧縮状態で介在
   され、その弾性復元力でもって樹脂製シールリングを移
   動側部材に押圧するゴム状弾性体製のバックリングと、
   から構成されるパッキンにおいて、 前記樹脂製シールリングの前記バックリングとの当接面
   の断面形状を、その中央部がバックリング側に盛り上が
   る凸形状とし、一方、樹脂製シールリングの摺動面の密
   封流体側端縁には密封流体側に向かって徐々に拡径する
   テーパ面を形成し、前記樹脂製シールリングの凸形状の
   頂点を前記摺動面のテーパ面側端部位置とほぼ一致さ
   せ、前記樹脂製シールリングに作用する押圧力を前記テ
   ーパ面側端部に集中させたことを特徴とするパッキン。