WO2006123588A1 - 塗装機用ピストンパッキン - Google Patents

Abstract

　直線往復運動するピストンＰの外周面Ｑに設けられた凹周溝Ｇに装着される環状の塗装機用ピストンパッキン１として、ピストンパッキン１の横断面において、上記凹周溝Ｇの底面Ｇ1 に対応する内周面部２が直線状をなすストレート部３を有するようにする。そして、ピストンパッキン１の横断面において、上記凹周溝Ｇの幅方向に対応する方向の長さ寸法Ｗと、該凹周溝Ｇの深さ方向に対応する方向の長さ寸法Ｈとが、Ｗ／４≦Ｈ≦３Ｗを満たすようにする。また、ピストンパッキン１の横断面において、外周面部４が、外側に突出する曲線状をなす１個の凸曲線部５を有しているとともに、該凸曲線部５の曲率半径Ｒと、上記長さ寸法Ｗとが、Ｗ／５≦Ｒ≦２Ｗを満たすようにする。

Description

明 細 書

塗装機用ピストンパッキン

技術分野

[0001] 本発明は、塗装機のシリンダチューブ内で直線往復運動するピストンの外周面に 設けられた凹周溝に装着される環状の塗装機用ピストンパッキンに関する技術分野 に属する。

背景技術

[0002] 一般に、この種の塗装機用ピストンパッキンとしては、例えば、特許文献 1に示され ているように、 Oリングが用いられてきた。

特許文献 1：特開平 11— 128784号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、上記従来の Oリングは、潤滑膜が形成されない部分に使用されるた めに、ピストンの直線往復運動に伴ってねじれてしまう。このような Oリングのねじれは 、塗料又は溶剤のリーク量の急増や Oリングの偏摩耗又は切断につながるものであり 、この現象によって塗料と溶剤の混ざり合いや機器の作動不良といった不具合を引 き起こしていた。また、このような Oリングのねじれは不定期に発生するので、突発的 あるいは過剰な頻度で Oリングを交換する必要があり、メンテナンスに多大なコストを 費やしていた。

[0004] 本発明は、斯カる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記の ように、直線往復運動するピストンの外周面に設けられた凹周溝に装着される環状の 塗装機用ピストンパッキンに対して、その形状に工夫を凝らすことによって、ピストン の直線往復運動によるピストンパッキンのねじれの発生を防止して、塗料又は溶剤の リーク量の急増やピストンパッキンの偏摩耗又は切断が生じるのを防止しょうとするこ とにある。

課題を解決するための手段

[0005] 上記の目的を達成するために、本発明では、直線往復運動するピストンの外周面 に設けられた凹周溝に装着される環状の塗装機用ピストンパッキンを対象として、上 記ピストンパッキンの横断面において、上記凹周溝の底面に対応する内周面部が直 線状をなすストレート部を有するようにした。

[0006] この構成により、ストレート部が凹周溝の底面に常に密に接触した状態になり、この 結果、ピストンの直線往復運動によるピストンパッキンのねじれの発生を防止すること ができる。したがって、塗料又は溶剤のリーク量の急増やピストンパッキンの偏摩耗又 は切断が生じるのを防止することができるとともに、ピストンパッキンの交換に伴うメン テナンスコストを大幅に削減することができる。

[0007] ここで、より好ましい構成としては、上記ピストンパッキンの横断面において、上記凹 周溝の幅方向に対応する方向の長さ寸法 Wと、該凹周溝の深さ方向に対応する方 向の長さ寸法 Hとが、

W/4≤H≤3W

を満たすように設定されて ヽることである。

[0008] こうすることで、ピストンパッキンを凹周溝に容易に装着することができるとともに、適 切なシール効果を得ることができるようになる。

[0009] また、上記ピストンパッキンの横断面において、外周面部が、外側に突出する曲線 状をなす 1個又は 2個の凸曲線部を有して 、るとともに、該凸曲線部の曲率半径尺と

、上記凹周溝の幅方向に対応する方向の長さ寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定されて 、ることが好ま 、。

[0010] こうすれば、ピストンパッキンの弾性反発力が適度に分散されて、シール性がより一 層向上する。

[0011] さらに、上記ピストンパッキンの横断面において、外周面部が、上記凹周溝の幅方 向に対応する方向の中間部に位置する頂部と、該頂部からそれぞれ該方向の両側 に向力つて上記内周面部側に傾斜して延びる 2つの勾配直線部とを有する三角山 型形状をなし、かつ上記頂部が、外側に突出する曲線状をなす凸曲線部を有してい るとともに、上記凸曲線部の曲率半径 Rと、上記凹周溝の幅方向に対応する方向の 長さ寸法 Wとが、 W/5≤R≤2W

を満たすように設定されて 、ることが好ま 、。

[0012] このようにすれば、ピストンパッキンの弾性反発力が頂部力 シリンダチューブの内 周面に適度に作用して、優れたシール性を発揮する。

[0013] さらにまた、上記ピストンパッキンの横断面における上記ストレート部の長さ寸法 W

3 力 上記凹周溝の幅寸法 Wgに対して、

0. 6Wg≤W ≤0. 95Wg

3

を満たすように設定されて 、ることが好まし 、。

[0014] このようにすれば、ピストンパッキンを凹周溝に容易に装着することができるとともに 、適切なシール効果を得ることができる。

発明の効果

[0015] 本発明の塗装機用ピストンパッキンによると、ピストンパッキンの横断面において、 内周面部が直線状をなすストレート部を有するので、ピストンの直線往復運動による ピストンパッキンのねじれの発生を防止することができ、これにより、従来の Oリングよ りも長期に亘つてシール性能を安定かつ向上させることができるとともに、ピストンパッ キンの交換に伴うメンテナンスコストを大幅に削減することができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る塗装機用ピストンパッキンの使用状態 を示す、塗装機のシリンダチューブ及びピストンの縦断面図である。

[図 2]図 2は、上記ピストンパッキンの横断面の詳細を示す、上記シリンダチューブ及 びピストンの要部拡大断面図である。

[図 3]図 3は、第 2の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

[図 4]図 4は、第 3の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

[図 5]図 5は、第 4の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

[図 6]図 6は、第 5の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

[図 7]図 7は、第 6の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

[図 8]図 8は、第 7の実施形態を示すピストンパッキンの横断面図である。

符号の説明 [0017] 1 塗装機用ピストンパッキン

2 内周面部

3 ストレート部

4 外周面部

5 凸曲線部

7 勾配直線部

15 頂部

G 凹周溝

G 底面

1

H ピストンパッキンの横断面における凹周溝深さ方向に対応する方向の長さ寸法

(高さ寸法）

P ピストン

Q 外周面

R ピストンパッキンの横断面における凸曲線部の曲率半径

W ピストンパッキンの横断面における凹周溝幅方向に対応する方向の長さ寸法（ 幅寸法）

Wg 凹周溝の幅寸法

W ピストンパッキンの横断面におけるストレート部の長さ寸法

3

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0019] 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る塗装機用ピストンパッキン 1の使用状態を 示す。このピストンパッキン 1は、耐溶剤性を有するふつ素ゴムやパーフロロエラストマ 一等の弾性体から成る。そして、ピストンパッキン 1は、環状であって、シリンダチュー ブ 11内で図 1の左右方向に直線往復運動するピストン Pの外周面 Qに設けられた凹 周溝 Gに装着される。これにより、ピストンパッキン 1は、シリンダチューブ 11の内周面 12とピストン Pの外周面 Qとの間をシールする。上記ピストン Pの凹周溝 Gの底面 G

1 は、円筒状をなしている。

[0020] 図 1において、 Aは溶剤系塗料又は水系塗料が充填される塗料室 (第 1ピストン室） であり、 Bは酢酸プチル、キシレン等の溶剤が充填される溶剤室 (第 2ピストン室)であ る。そして、塗装対象物（図示省略)の塗装時には第 2ピストン室 B内の溶剤に圧力が 付加されることによってピストン Pが図 1の左方向に移動して第 1ピストン室 A内の塗料 が吐出 ·吸入口 Eより吐出される。塗料室が空になると、吐出 ·吸入口 Eより新しい塗 料が充填され、ピストン Pは図 1の右方向に移動する。塗装機用ピストンパッキン 1は、 ピストン Pを移動させる作動圧確保と流体 (塗料及び溶剤）同士の混入防止の目的で 装着されて 、る。ピストン Pはモーター又は空気圧で移動させる場合もある。

[0021] 図 2に示すように、上記ピストンパッキン 1は、ピストン Pの凹周溝 Gの底面 G に対応

1 する内周面部 2と、この内周面部 2と該ピストンパッキン 1の径方向（図 2の上下方向） に対向する外周面部 4と、該ピストンパッキン 1の中心軸に沿った方向（図 2の左右方 向）に対向する 2つの側面部 6, 6とを有している。

[0022] 上記ピストンパッキン 1の横断面において、上記内周面部 2は、凹周溝 Gの底面 G

1 に沿うように、直線状をなすストレート部 3を有している。このピストンパッキン 1の横断 面において、ストレート部 3の長さ寸法 Wは、上記凹周溝 Gの幅方向に対応する方

3

向（ピストンパッキン 1の中心軸に沿った方向であり、以下、左右方向という）の長さ寸 法 W (以下、幅寸法 Wという）の 60%以上 100%以下に設定するのが好ましいが、図 2では、 W =Wとしている。

3

[0023] 上記ピストンパッキン 1の横断面において、上記幅寸法 Wと、上記凹周溝 Gの深さ 方向に対応する方向（ピストンパッキン 1の径方向であり、以下、上下方向という）の長 さ寸法 H (以下、高さ寸法 Hという）とは、

W/4≤H≤3W

を満たすように設定することが好ましい。これは、 H<WZ4の場合には、ピストンパッ キン 1の弾性反発力が小さくなる虞れがある一方、 3W<Hの場合には、ピストンパッ キン 1を凹周溝 Gに装着するときに大きな力を要するからである。

[0024] また、上記ピストンパッキン 1の横断面において、外周面部 4が、外側に突出する曲 線状をなす 1個の凸曲線部 5を有しており、この凸曲線部 5の一端が、一方の側面部 6に接続され、凸曲線部 5の他端が、他方の側面部 6に接続されている。そして、ビス トンパッキン 1の横断面において、上記凸曲線部 5の曲率半径 Rと、上記幅寸法 Wと は、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定することが好ましい。これは、 R<WZ5の場合には、ピストン Pが 直線往復運動するときに、ピストンパッキン 1に無理な力が加わって外周面部 4が摩 耗し易くなる虞れがある一方、 2W<Rの場合には、ピストンパッキン 1の弾性反発力 が過剰に分散し、シリンダチューブ 11の内周面 12への接触面積が過小となって、シ リンダチューブ 11の内周面 12とピストン Pの外周面 Qとの間のシール性 (密封性）が 悪ィ匕する虞れがあるからである。

[0025] また、上記ピストンパッキン 1の横断面における上記ストレート部 3の長さ寸法 Wは

3

、上記凹周溝 Gの幅寸法 Wgに対して、

0. 6Wg≤W ≤0. 95Wg

3

を満たすように設定されていることが好ましい。これは、 W < 0. 6Wgの場合には、ピ

3

ストンパッキン 1が凹周溝 G内で不安定となる傾向がある一方、 0. 95Wg<W の場

3 合には、ピストンパッキン 1の凹周溝 Gへの装着が困難となる傾向がある力もである。

[0026] 具体的には、上記長さ寸法 Wは、 0. 5mm以上 10mm以下に設定するのがよい

3

。これは、上記長さ寸法 Wが 0. 5mmよりも小さいと、シリンダチューブ 11の内周面 1

3

2とピストン Pの外周面 Qとの間のシール効果が小さくなつて、その間から流体 (塗料 及び溶剤）が漏れる虞れがある一方、 10mmよりも大きいと、ピストンパッキン 1を凹周 溝 Gに装着するときに大きな力を要する力 である。

[0027] 本実施形態では、ピストンパッキン 1の横断面において、上記 2つの側面部 6, 6は、 ストレート部 3と同様に、直線状をなして、互いに平行に上下方向に延びている。

[0028] 図 3は、本発明の第 2の実施形態を示し、上記第 1の実施形態に対して、外周面部 4の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、ピストンパッキン 1の 横断面において、外周面部 4が、外側に突出する曲線状をなす 2個の凸曲線部 5, 5 を有している。これら両凸曲線部 5, 5は、ピストンパッキン 1の横断面において、外周 面部 4の左右方向両端部にそれぞ; ^立置して側面部 6, 6にそれぞれ接続されて ヽ る。そして、外周面部 4において上記両凸曲線部 5, 5の間の部分が、上記ストレート 部 3と平行に左右方向に延びる直線状フラット部 14とされて 、る。 [0029] 本実施形態においても、上記第 1の実施形態と同様に、ピストンパッキン 1の横断面 において、凸曲線部 5, 5の曲率半径 Rと、上記幅寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定されていることが好ましい。また、上記幅寸法 Wと高さ寸法 Hとの 関係、及び、ストレート部 3の長さ寸法 W と凹周溝 Gの幅寸法 Wgとの関係も、上記

3

第 1の実施形態と同様に設定するのが好ましい。

[0030] 図 4は、本発明の第 3の実施形態を示し、上記第 2の実施形態に対して、 2つの側 面部 6, 6の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、ピストンパッ キン 1の横断面において、各側面部 6が、外側に突出する曲線状をなす側面凸曲線 部 13を有し、外周面部 4は、上記第 2の実施形態と同様に、直線状フラット部 14と、 上記各側面凸曲線部 13の延長部で構成された凸曲線部 5, 5とから成る。

[0031] 本実施形態では、上記幅寸法 Wは、各側面凸曲線部 13が最大に突出している部 分 (上下方向略中央部）における幅寸法 (ピストンパッキン 1の横断面における左右方 向の最大長さ寸法)であり、これにより、ストレート部 3の長さ寸法 Wは、上記幅寸法

3

Wよりも小さくなつている。この場合、ストレート部 3の長さ寸法 Wは、幅寸法 Wの 60

3

%以上 100%未満（特に好ましいのは、 60%以上 95%以下）に設定するのが好まし い。

[0032] 図 5は、本発明の第 4の実施形態を示し、上記第 1の実施形態に対して、内周面部 2の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、ピストンパッキン 1の 横断面において、内周面部 2が、ストレート部 3と、 2つの勾配直線部 16, 16とを有す る。これら両勾配直線部 16, 16は、ピストンパッキン 1の横断面において、内周面部 2の左右方向両端部にそれぞれ位置して 、て、それぞれ左右方向の外側に向かつ て外周面部 4側に傾斜している。そして、各勾配直線部 16の一端は、ストレート部 3 に接続され、各勾配直線部 16の他端は、側面部 6に接続されている。

[0033] この構成により、ストレート部 3の長さ寸法 Wは、幅寸法 Wよりも小さくなつている。

3

この場合も、上記第 3の実施形態と同様に、ストレート部 3の長さ寸法 Wは、幅寸法

3

Wの 60%以上 100%未満（特に好ましいのは、 60%以上 95%以下）に設定するの が好ましい。 [0034] 図 6は、本発明の第 5の実施形態を示し、上記第 1の実施形態に対して、外周面部 4の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、ピストンパッキン 1の 横断面において、外周面部 4が、左右方向の中間部（中央部）に位置する頂部 15と 、該頂部 15からそれぞれ左右方向の両側（図 6の左側及び右側）に向かって内周面 部 2側に傾斜して延びる 2つの勾配直線部 7, 7とを有する三角山型形状をなしてい る。上記各勾配直線部 7の頂部 15と反対側の端は、各側面部 6にそれぞれ接続され ている。

[0035] 図 7は、本発明の第 6の実施形態を示し、上記第 1の実施形態に対して、外周面部 4及び 2つの側面部 6の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、 ピストンパッキン 1の横断面において、外周面部 4は、その左右方向中央部にて外側 に半円山型状に突出した小突隆部 8を有し、各側面部 6は、その上下方向略中央部 にて外側に半円山型状に突出した小突隆部 8を有する。上記外周面部 4の小突隆部 8は、シリンダチューブ 11の内周面 12 (図 1参照）に対して適度に高い面圧で接触し て、摺動摩擦抵抗が小さくかつ優れたシール性及び耐久性を発揮する。

[0036] 図 8は、本発明の第 7の実施形態を示し、上記第 5の実施形態に対して、外周面部 4における頂部 15の形状を異ならせたものである。すなわち、本実施形態では、ビス トンパッキン 1の横断面において、頂部 15が、外側に突出する曲線状をなす凸曲線 部 5を有しており、この凸曲線部 5の一端力 一方の勾配直線部 7に接続され、凸曲 線部 5の他端が、他方の勾配直線部 7に接続されている。この凸曲線部 5の曲率半 径 Rと、上記幅寸法 Wとは、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定されていることが好ましい。これは、 R<WZ5の場合には、ピスト ン Pが直線往復運動するときに、ピストンパッキン 1に無理な力が加わって外周面部 4 が摩耗し易くなる虞れがある一方、 2W<Rの場合には、ピストンパッキン 1の弾性反 発力が過剰に分散し、シリンダチューブ 11の内周面 12への接触面積が過小となつ て、シリンダチューブ 11の内周面 12とピストン Pの外周面 Qとの間のシール性が悪化 する虞れがある力 である。

[0037] 本実施形態の凸曲線部 5は、上記第 6の実施形態における小突隆部 8と同様に、シ リンダチューブ 11の内周面 12に対して適度に高い面圧にて接触して、摺動摩擦抵 抗が小さくかつ優れたシール性及び耐久性を発揮する。

[0038] 尚、本発明は、上述の実施形態には限定されず、設計変更可能であって、例えば 、ピストンパッキン 1の横断面形状は、第 1の実施形態から第 7の実施形態までの各 々の内周面部 2、外周面部 4及び側面部 6のいずれかの形状を組み合わせたものと しても良い。また、外周面部 4のみ又は側面部 6のみが小突隆部 8を有するものであ つてもよく、外周面部 4又は側面部 6に、複数個（2個以上）の小突隆部 8,…を配設し てもよい。

[0039] 以上のように、本発明は、直線往復運動するピストン Pの外周面 Qに設けられた凹 周溝 Gに装着される環状の塗装機用ピストンパッキン 1として、ピストンパッキン 1の横 断面において、上記凹周溝 Gの底面 G に対応する内周面部 2が直線状をなすストレ

1

ート部 3を有するので、ピストン Pの直線往復運動によるピストンパッキン 1のねじれの 発生を防止することができ、この結果、従来の Oリングよりも長期に亘つて安定したシ ール性能を発揮する。例えば、従来の Oリングに対して数倍力 数十倍の耐久性を 有する。し力も、塗料又は溶剤のリークがなくて、塗装品質が向上するとともに、ピスト ンパッキン 1の交換に伴うメンテナンスコストを大幅に削減することができる。

[0040] また、上記ピストンパッキン 1の横断面において、上記凹周溝 Gの幅方向に対応す る方向の長さ寸法 Wと、該凹周溝 Gの深さ方向に対応する方向の長さ寸法 Hとが、 W/4≤H≤3W

を満たすようにすれば、ピストンパッキン 1を凹周溝 Gに容易に装着することができると ともに、適切なシール効果を得ることができる。

[0041] さらに、上記ピストンパッキン 1の横断面において、外周面部 4が、外側に突出する 曲線状をなす 1個又は 2個の凸曲線部 5を有しているとともに、該凸曲線部 5の曲率 半径 Rと、上記凹周溝 Gの幅方向に対応する方向の長さ寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすようにすれば、ピストンパッキン 1の弾性反発力が適度に分散されて、シー ル性がより一層向上する。

[0042] また、上記ピストンパッキン 1の横断面において、外周面部 4が、上記凹周溝 Gの幅 方向に対応する方向の中間部に位置する頂部 15と、該頂部 15からそれぞれ該方向 の両側に向かって上記内周面部 2側に傾斜して延びる 2つの勾配直線部 7, 7とを有 する三角山型形状をなし、かつ上記頂部 15が、外側に突出する曲線状をなす凸曲 線部 5を有しているとともに、上記凸曲線部 5の曲率半径 Rと、上記凹周溝 Gの幅方 向に対応する方向の長さ寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすようにすれば、ピストンパッキン 1の弾性反発力が頂部 15からシリンダチュー ブ 11の内周面 12に適度に作用して、優れたシール性を発揮する。

[0043] さらにまた、上記ピストンパッキン 1の横断面における上記ストレート部 3の長さ寸法 W力 上記凹周溝の幅寸法 Wgに対して、

3

0. 6Wg≤W ≤0. 95Wg

3

を満たすようにすれば、ピストンパッキン 1を凹周溝 Gに容易に装着することができると ともに、適切なシール効果を得ることができる。

産業上の利用可能性

[0044] 本発明の塗装機用ピストンパッキンは、塗装機のシリンダチューブ内で直線往復運 動するピストンの外周面に設けられた凹周溝に装着されるものとして有用であり、従 来の Oリングよりも長期に亘つて安定したシール性能を発揮する点で産業上の利用 可能 ¾は高い。

Claims

請求の範囲

[1] 直線往復運動するピストン (P)の外周面 (Q)に設けられた凹周溝 (G)に装着される 環状の塗装機用ピストンパッキン（1)であって、

上記ピストンパッキン（1)の横断面において、上記凹周溝 (G)の底面 (G )に対応

1 する内周面部（2)が直線状をなすストレート部（3)を有することを特徴とする塗装機 用ピストンパッキン。

[2] 上記ピストンパッキン（1)の横断面において、上記凹周溝 (G)の幅方向に対応する 方向の長さ寸法 Wと、該凹周溝 (G)の深さ方向に対応する方向の長さ寸法 Hとが、 W/4≤H≤3W

を満たすように設定されていることを特徴とする請求項 1記載の塗装機用ピストンパッ キン。

[3] 上記ピストンパッキン（1)の横断面において、外周面部 (4)が、外側に突出する曲 線状をなす 1個又は 2個の凸曲線部（5)を有しているとともに、該凸曲線部（5)の曲 率半径 Rと、上記凹周溝 (G)の幅方向に対応する方向の長さ寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定されていることを特徴とする請求項 1記載の塗装機用ピストンパッ キン。

[4] 上記ピストンパッキン（1)の横断面において、外周面部 (4)が、上記凹周溝 (G)の 幅方向に対応する方向の中間部に位置する頂部（ 15)と、該頂部（ 15)からそれぞれ 該方向の両側に向かって上記内周面部（2)側に傾斜して延びる 2つの勾配直線部（ 7, 7)とを有する三角山型形状をなし、かつ上記頂部（15)が、外側に突出する曲線 状をなす凸曲線部（5)を有しているとともに、上記凸曲線部（5)の曲率半径 Rと、上 記凹周溝 (G)の幅方向に対応する方向の長さ寸法 Wとが、

W/5≤R≤2W

を満たすように設定されていることを特徴とする請求項 1記載の塗装機用ピストンパッ キン。

[5] 上記ピストンパッキン（1)の横断面における上記ストレート部（3)の長さ寸法 W力

3 上記凹周溝 (G)の幅寸法 Wgに対して、

0. 6Wg≤W ≤0. 95Wg

3

を満たすように設定されていることを特徴とする請求項 1記載の塗装機用ピストンパッ キン。