JPH0640416U - 空気圧シリンダのシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気圧シリンダのピストンシール装置の樹脂
リングの切欠部合わせ口からの漏れを低減するととも
に、外周部の摺動性も向上させること。 【構成】 空気圧シリンダのシール装置は、中空円筒状
のシリンダ本体２と、シリンダ内に摺動自在に嵌合され
たピストン３とを有し、ピストン３の外周に環状凹溝１
０を成形し、環状凹溝１０内の奥側に配設した切れ目の
ないＯリング１５と、環状凹溝１０内の外側に配設され
た切れ目のある樹脂リング１４とを重ね合わせた状態で
収納し、樹脂リング１４の切れ目の合わせ部に弾性体１
７を組み込む。さらに、弾性体１７の外周部に表面処理
層１８を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、製造設備等で使用される空気圧シリンダに関し、さらに詳細には 、空気圧シリンダのピストン部等のシール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図４に示すように、中空状のシリンダ２に摺動可能に嵌合するピストン ３に環状凹溝１０を形成し、環状凹溝１０にＯリング１５と樹脂リング１４を重 合して収納する構成は、例えば、実開昭６２−１３３００５号公報で公知である 。 次に、上記構成を有する空気圧シリンダのシール装置の作用を説明する。 樹脂リング１４の側面に流体の圧力を作用させ、樹脂リング１４が軸方向に移 動してＯリングに流体の圧力を導入し、この流体の圧力によりＯリングの変形さ せ、樹脂リングを外方に拡張させる。このシリンダ内壁に押し付けられた樹脂リ ング１４により、ピストン摺動時に作用する流体の圧力を受けて流体をシールす るものである。

【０００３】 ここで、Ｏリング１５はゴムで形成されるため、環状凹溝１０には内周を伸ば すことによりはめ込むことが可能である。 しかし、樹脂リング１４はほとんど弾性変形しないので、ピストンの環状凹溝 にはめ込むために、切れ目１６を設けている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来樹脂リングの切れ目からの流体の漏れについてほとんど考 慮が払われていなかった。そのため、せっかく樹脂リングとシリンダ内壁との間 の流体の漏れが減少されても、樹脂リングの切れ目からの漏れによりピストンの 動きが円滑さを欠く問題があった。 すなわち、切欠部の形状は多様であるが、いずれもリングの一部を切断したも のであるため、取付後もわずかながらすき間が生じる。樹脂リングが外方へ拡張 されてもこのすき間は閉じることはないので、ピストンに加圧された流体が接触 するとき、このすき間すなわち切欠部合わせ口から流体の漏れが生じていた。

【０００５】 また、従来のシール装置では、シリンダ内壁に対して樹脂リングの外周の摺動 面が過大に押圧され、そのために樹脂リングの摺動抵抗が増大し、ピストンの動 きを正確に制御できない問題があった。 また、余分な空気圧を必要とし、ピストン径を大きくする必要が発生し機器の 大型化およびコストアップが発生する問題があった。

【０００６】 この考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、樹脂リン グの切欠部合わせ口からの漏れを低減するとともに、外周部の摺動性も向上させ ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために、この考案の空気圧シリンダのシール装置は、中空 円筒状のシリンダと、シリンダ内に摺動自在に嵌合されたピストンとを有する空 気圧シリンダであって、ピストンの外周に環状凹溝を成形し、環状凹溝内の奥側 に配設した切れ目のない弾性体リングと、前記環状凹溝内の外側に配設された切 れ目のある樹脂リングとを重ね合わせた状態で収納し、樹脂リングの切れ目の合 わせ部に弾性体を組み込む。 さらに、弾性体の外周部に表面処理を施す。

【０００８】

【作用】

上記の構成を有するこの考案の空気圧シリンダのシール装置は、シリンダ内の ピストンで遮断されたシリンダ室の一方に空気を注入することにより、空気圧を ピストンにかけてピストンを任意の方向へ動かす。 その際、ピストンに流体の静的圧力がかかると共にピストンの動きによる動圧 も作用するため、ピストンとシリンダの間に空気の漏れが発生しやすくなる。 ピストンに形成された環状凹溝には、切れ目のない弾性体を弾性変形させて装 着し、その外周に該弾性体と接触させて切れ目のある樹脂リングが装着されてい る。

【０００９】 ピストンに一方向から空気圧が付与されると、弾性体リングと樹脂リングとは 空気圧により環状凹溝の空気圧が付与された方向と反対側の面に押し付けられる 。 また、弾性体リングは空気圧により押しつぶされ、樹脂リングを付勢して樹 脂リングを外側に拡張しシリンダ内壁に押し付ける。 これにより、ピストンの外周とシリンダ内壁との間からの空気の漏れを防ぐ。 樹脂リングには環状凹溝にはめ込むための切れ目があるが、その切れ目の間に組 み込まれている弾性体が、樹脂リングの切れ目面に当接することにより、樹脂リ ングの切れ目からの空気の漏れを防ぐ。 また、切れ目の間の弾性体もピストンとともにシリンダ内を摺動するので、弾 性体の外周部に表面処理を施すことにより、摺動抵抗が減少する。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。 図１は、この考案を利用した空気圧シリンダ１の断面図である。中空状のシリ ンダ本体２の中空部にはピストン３が摺動自在に嵌合されている。 ピストン３の一端面の中央部には、端面に垂直にピストンロッド４が形成され ている。ピストンロッド４の端部は、シリンダ本体２の一端部に形成された孔よ り外部に突き出ている。 シリンダ本体２のピストン３の左側の左室６には、駆動用空気を流入または流 出するための左空気圧ポート８が穿設されている。シリンダ本体２のピストン３ のロッド側の右室５には、駆動用空気を流入または流出するための右空気圧ポー ト７が設けられている。

【００１１】 ピストン３の外周には環状凹溝１０が成形されている。環状凹溝１０には、弾 性体であるゴムで成形されたリング状のＯリング１５が環状凹溝１０に密着して 装着されている。さらに、Ｏリング１５の外側に摩擦係数の小さい樹脂材料、例 えば、テフロン等から成形された樹脂リング１４が装着されている。 また、シリンダ本体２のピストンロッド４が突設する孔部には、ピストンロッ ド４を囲むシリンダ内周に環状凹溝１２が設けられＯリング１１が配設されてい る。

【００１２】 次に、本考案の主要部である樹脂リング１４の構成について図２により説明す る。図２はその樹脂リング１４の切欠部１６の平面図である。 樹脂リング１４には、ピストン３の環状凹溝１０にはめ込むために、１箇所の 段差状の切欠部１６が形成されている。 切欠部１６は樹脂リング１４の中央に長手方向にやや長い切欠き１６ａが形成 され、その長い切欠き１６ａは幅の広い空間を形成している。切欠部１６の両端 は樹脂リング１４の両側へ短い切欠き１６ｂでつながれている。 切欠部１６の中央部の広い空間の中である長い切欠き１６ａには、長手方向に 短い切欠き１６ｂに両端が接触するように弾性体１７が組み込まれている。

【００１３】 図３は弾性体１７を含む切欠部１６の断面図である。 ここで、弾性体１７は、材質としてニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いている。ま た、弾性体１７のシリンダ本体２に接する外周面には、摺動性を向上させるため にハロゲン化等された表面処理層１８が形成されている。 弾性体１７はピストン３と共にシリンダ本体２の内面を摺動するが、摺動性の よい樹脂リング１４に比較して弾性体１７はそのままでは摺動性が悪いため、表 面処理層１８を形成することにより、弾性体１７を組み込んだことによる摺動性 の低下を防ぐことができる。

【００１４】 図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、ピストン３をシリンダ本体２にはめ込ん だ状態の図であり、Ｏリング１５は圧迫されて変形している。この時、Ｏリング １５と樹脂リング１４が組み込まれたときに、Ｏリング１５が樹脂リング１４に 接する幅Ｂに対し、弾性体１７の幅Ａは、Ａ＜Ｂとなるようにしている。 弾性体１７の幅ＡをＯリング１５が樹脂リング１４に接する幅Ｂより小さくす ることにより、Ｏリング１５が必ず樹脂リング１４にも接触する。 従って、加圧空気の流入によりＯリング１５が変形されたときに、Ｏリング１ ５の変形によって、切欠部１６においても弾性体１７のみでなく樹脂リング１４ 本体をシリンダに圧迫する事ができ、外周部からの漏れを防ぐことが出来る。

【００１５】 一方、樹脂リング１４の切欠部１６にはめ込まれた弾性体１７は、加圧空気の 流入によりＯリング１５が変形されたときに、変形されたＯリング１５により圧 迫されることにより一部変形して、切欠部１６の短い切欠き１６ｂの入口部を塞 いでいる。弾性体１７は、これにより、切欠部１６からの漏れを防いでいる。 このとき、弾性体１７が一部変形するため、弾性体１７がシリンダ本体２の内 壁に押し付けられる圧力は大きくなるが、本実施例では弾性体１７のシリンダ本 体２との接触面に表面処理層１８が形成されているので、押し付け圧力が大きく なっても摩擦力はあまり変化しないため、ピストン３は円滑に摺動できる。

【００１６】 以上のように、本実施例の空気圧シリンダのシール装置によれば、ピストン３ の環状凹溝１０にはめ込んだＯリング１５と樹脂リング１４の組により、シリン ダ本体２の内面とピストン３の外周との間の空気の漏れを防ぐ。 また、樹脂リング１４の切欠部１６には、Ｏリング１５の幅を越えない幅の弾 性体１７をはめ込むことにより、切欠部１６を抜ける空気の漏れを防ぐ。 また、切欠部１６内の弾性体１７の外周部に表面処理を施して摺動性を高める ことにより、弾性体１７を組み込んだことによる摺動性の低下が避けられる。従 って、ピストン３の必要な動きを得るために、空気圧ポート７または８にかける 空気圧は、従来に比べ小さくて済むことになる。

【００１７】 本考案は本実施例に限定されることなく、種々の変更が可能である。すなわち 、本実施例では、ロッド部のシール装置として通常のＯリングを使用しているが 、Ｏリングの代わりに本考案のシール装置を使用すれば、シール効果がさらに良 くなる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したことから明かなように、この考案の空気圧シリンダのシール装置 によれば、ピストンの外周に環状凹溝を成形し、環状凹溝内の奥側に配設した切 れ目のない弾性体リングと、前記環状凹溝内の外側に配設された切れ目のある樹 脂リングとを重ね合わせた状態で収納し、樹脂リングの切れ目の合わせ部に弾性 体を組み込んでいるので、切欠部で発生する漏れを防ぎ、シール性を向上させる ことができるため、空気圧シリンダの性能を高め、またコストダウンすることが できる。 また、上記弾性体の外周部には表面処理を施しているので、弾性体がシリンダ 内壁に押し付けられたときの摩擦力を低下させ、ピストンの摺動性を向上させる ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を実施した空気圧シリンダのシール装置
を使用する空気圧シリンダの断面図である。

【図２】樹脂リングの切欠部合わせ口の平面図である。

【図３】環状凹溝内のＯリングと樹脂リングの断面図で
ある。

【図４】従来のシール装置の断面図である。

【符号の説明】

２ シリンダ本体 ３ ピストン １０ 環状凹溝 １４ 樹脂リング １５ 弾性体リング １６ 切欠部 １７ 弾性体 １８ 表面処理層

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空円筒状のシリンダと、該シリンダ内
   に摺動自在に嵌合されたピストンとを有する空気圧シリ
   ンダにおいて、 前記ピストンの外周に環状凹溝を成形し、 前記環状凹溝内の奥側に配設した切れ目のない弾性体リ
   ングと、前記環状凹溝内の外側に配設された切れ目のあ
   る樹脂リングとを重ね合わせた状態で収納し、 前記樹脂リングの切れ目の合わせ部に弾性体を組み込ん
   だことを特徴とする空気圧シリンダのシール装置。
2. 【請求項２】 請求項１の空気圧シリンダのシール装置
   において、 前記弾性体の外周部に表面処理を施した空気圧シリンダ
   のシール装置。