JPS61167778A - パツキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静止固定される保持リングと、案内面を存し
上記保持リングに支承される案内リングと、該案内リン
グに接触しシールリップを有する弾性変形可能な材料の
パツキンリングとを包含し、パツキンリングのシールリ
ップと案内リングの案内面がこれらに対して相対的に可
動な機械部材に接触する、往復動及び／又は回転する機
械部材のためのパツキンに関する。

〔従来技術及び問題点〕

上記の種類のパツキンは米国特許第４２０５５９５号明
細書に記載されている。そこにおいてパツキンは空気シ
リンダの往動式ピストンの形をなし、従って反対向きの
２つの軸方向に突出するシールリップを有する。案内リ
ングは保持リングの外側に開放した溝の中に支承され、
その案内面は空気シリンダの内面に支えられている。

両方のシールリップとシリンダ内面の相対的相互関係は
、このような構造により、ピストン棒により横からの力
が加えられても安定である。

ところが例えばビスｌ−ン棒がその工程の間に、パツキ
ンに対し、変化する曲げ荷重を受ける場合等に発生する
縦揺れモーメントが加わると、上述の事情は一変する。

同様の状態は多くの作動シリンダで見受けられ、例えば
ピストンシリンダ装置の自重が縦方向の力の原因となる
場合もある。この状態下で生ずる力は大抵方向が同じで
あり、シールリップとシリンダ壁面の相互関係を周方向
に変化させる。従ってあまり好適でない使用特性をもた
らし、パツキンの早期の不調を招くことがある。本発明
はここに注目した訳である。

本発明の目的とするところは、パツキンに縦揺れモーメ
ントが加わっても、シールリップ及びこれと相対的に可
動の機械部材の間の相互関係の変化がもはや起こらない
ように、冒頭に挙げた種類のパツキンを改良するという
問題点を解決することである。

〔問題点解決のための手段〕

本発明に基づき、冒頭に挙げた種類のパツキンにおいて
、パツキンリングと案内リングが水密に相互に接触固定
され、かつ案内リングがパツキンの軸線を基準として傾
倒可能に保持リングに水密に固定されることによって、
上記の問題点が解決される。このようにして本発明に基
づき提案される構造においては、パツキンリング、特に
そのシールリップ及びこれと相対的に可動の機械部材の
間の相互関係は、横方向の力及び／又は縦揺れモーメン
トが加わっても、それらにかかわりなく常に不変である
。横方向の力は保持リングに直接固定した案内リングを
経て、これと相対的に可動の機械部材の表面に導入され
る。従ってシールリップ及びこれと相対的に可動の機械
部材の間の相対的相互関係に関しては不利な影響がない
。その場合、案内リングに密封機能が全くないことが特
に好都合である。それ故案内リングは、相対的に可動の
機械部材に対する低い摩擦係数、極めて小さな変形、良
好な耐摩耗性といった特徴を有する材料で作製すること
ができる。

また、本発明に基づき提案される構造においては、パツ
キンリングを支える案内リングを保持リングに対して傾
倒可能に支承することによって、シールリップが傾倒運
動することが遠ざけられる。その場合、保持リングが大
きな傾倒荷重を有していても、もはやシールリップ及び
これと相対的に可動の機械部材との間の相対的相互関係
の変化をもたらすことはない。従って、最適の密封成績
を得る観点だけからシールリップの横断面形状を形成す
ればよい。その場合、先行技術による当該の構造と違っ
て、タンデム的配列と二次押圧手段の使用を併せて考慮
に入れることが可能である。

パツキンリングの製造のためには、そのような方面に使
用されるすべての材料、例えばポリ四フフ化エチレンを
ベースとする材料を使用することができる。但しエラス
トマー材料を使用することが好ましい。エラストマー材
料は安価に入手することができ、またこのような用途に
対する有用性が実証済みだからである。そして加硫する
ことによって案内リングとたやすく結合されうる。

本発明のパツキンは、密封される部材を同軸に取り囲み
、相対的往復及び／又は回転運動を遂行するすべての用
途に適する。その場合、パツキンリングを有する案内リ
ングを用途に応じて保持リングの外側又は内側に配設す
ることとする。従ってピストン又はロンドの密封のほか
に、車軸又は軸体の密封も可能である。

保持リングに対する案内リングの所期の傾倒可能性を得
ることに関連して、保持リングの案内リングに臨む側が
保持リングの中心を含む球面によって画定され、案内リ
ングがその球面上に支承されることが好ましい。この場
合は横方向の力が加わっても、相対的に可動の機械部材
の中心線を基準としてパツキンの中心が偏心変位する心
配はない。

案内リングの上記球面に接触する区域は、その球面形状
に従って球形に彎曲させればよい。

これによって特に良好な相対的可動性が保証される。そ
れと共に低い表面押圧力を得ることに関しては、案内リ
ングと保持リングがなるべく大きな面積で相互に接触す
ることが有利であることが既に実証済みである。とりわ
け案内リングが保持リングよりも変形能が小さい材料か
らなる場合には、この条件を守ることが重要である。し
かし案内リングの適当な球状曲面に、上記保持リングの
球面の両側の軸方向境界を超えて張り出す延長部を設け
ることによって、上述゛の条件はたやすく満たされる。

その場合、傾倒運動が最大となる場合にも、案内リング
全体が″　球面に接するように延長部を設計する。

多くの用途においては、保持リングに対し案内リングを
相互に支承するだけで、両部材の間の十分な密封が生じ
る。ところが特定の用途にあっては、少なくとも１個の
二次的な密封手段をこの区域に使用することが必要とな
る。その場合、密封手段が少なくとも１個の膜状に形成
されたパツキンリングの環状突起からなり、これが保持
リングに密接することが適当であることが判明した。環
状突起と保持リングを例えば加硫により固結してもよい
。それは完全な密封を保証する。膜状に形成された環状
突起が、案内リングと保持リングの間の相対的可動性に
あまり影響してはならないことはいうまでもない。

しかし適当に設計することによって、この条件はたやす
く保証される。

〔実　施　例〕

次に添付の図面に基づいて、本発明の主題を詳述する。

このパツキンはピストン棒のａＦ封のためのもので、こ
の理由から保持リング１は案内リング２の外側を取り囲
む。

保持リング１の内側は、保持リングの中心から等距離に
ある球面６によって画定される。球面６には案内リング
２の外側が全面的に接触している。案内リング２の外側
は球面６に対応する曲面を有し、該曲面は軸方向両側で
保持リン。

グ１を超えて延長され、案内リング２に傾倒運動が導入
されても、案内リング２が保持リングｌに対して常にな
るべく大きな接触面を有するようにされている。

保持リングｌは鋼、案内リング２はポリ四フッ化エチレ
ンからなる。従って両部材の間の相対変位は決して大き
な摩擦力に打ち勝つことを要求はしない、案内リング２
は図示しない、これと相対的に可動の機械部材の傾倒運
動に追従することができる。パツキンを取り付けた後、
機械部材の表面は案内リング２の案内面７に接触する。

別の材料組み合わせでは、２つの関係する摩擦成分の一
方の破壊を急速に招くいわゆるスナック・スリップ効果
を生ずる恐れがあるが、それはこの区域には生じない。

特別の潤滑は不要である。

案内リング２には外側方向に、ゴム弾性材料からなる環
状の塵よけリップ３が加硫結合されている。密封される
機械部材の取り付けの後、塵よけリップ３の中高に形成
された環状隆起部が機械部材の表面に接する。

案内リング２の、被密封媒質に臨む側にはパツキンリン
グ（シールリップ）４が加硫結合される。パツキンリン
グ４は、互いに独立して被密封軸に対して押し付けられ
る３個の密封縁を有する。相対的に可動の機械部材に対
する押圧条件は、傾倒連動が導入されても、すべての密
封縁で全く等しい、このため密封縁の特殊な形状と、機
械部材の表面に対する密封縁の押圧を、従来慣用の折衷
的な設計を用いることなく、最適の効果を得ることだけ
を考慮して画定することが可能である。これによって、
密封成績も恒久的安定性も大幅に改善される。コイルば
ね５の形の二次押圧要素の使用も可能である。

塵よけリップ３もパツキンリング４も、これらに一体に
突設した環状突起８によって保持リング１と連結される
。環状突起８は保持リング１の外周の区域では軸方向に
厚みが増されており、保持リングに接続する機械部材の
密封のための静止パツキンをこの区域に形成する。更に
この区域では加硫により保持リングｌと結合される。

案内リング２の球状曲面区域では、環状突起と案内リン
グ２の間に固定的結合がなく、各部材は多かれ少なかれ
緩く相接するだけである。

更に環状突起８の肉厚は極めて小さく定められているか
ら、保持リングｌに対する案内リング２の相対的な傾き
に対してあまり抵抗を示すことができない。それでも環
状突起８は、両部材が相互に接触する帯域に被密封媒質
や塵埃が侵入して望ましくない洩れを生じることを防止
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づき提案されるパツキンの断面図を
示す。 １・・・保持リング ２・・・案内リング ３・・・リップ ４・・・パツキンリング ５・・・コイルばね ６・・・球面 ７・・・案内面 ８・・・環状突起 出願人代理人　　古　谷　　　零 同　　溝部孝彦 同　　古谷　聡 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　静止固定される保持リングと、案内面を有し上記保
   持リングに支承される案内リングと、該案内リングに接
   触しシールリップを有する弾性変形可能な材料のパッキ
   ンリングとを包含し、前記シールリップと前記案内面が
   これらに対して相対的に可動な機械部材に接触する、往
   復動及び／又は回転する機械部材のためのパッキンにお
   いて、パッキンリング（４）と案内リング（２）が水密
   に相互に接触固定され、かつ案内リングがパッキンの軸
   線を基準として傾倒可能かつ水密に保持リング（１）に
   固定されることを特徴とするパッキン。 ２　パッキン（４）がエラストマー材料からなり、案内
   リング（２）に加硫結合されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載のパッキン。 ３　保持リング（１）の案内リング（２）に臨む側が、
   保持リングの中心を包む球面（６）によって画定され、
   かつ案内リング（２）がその球面（６）上に支承される
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第２項
   に記載の方法。 ４　案内リング（２）の球面（６）と接触する区域が、
   該球面の形状に対応して球形に彎曲していることを特徴
   とする、特許請求の範囲第３項に記載のパッキン。 ５　少なくとも１個の二次的な密封手段によって案内リ
   ング（２）が保持リング（１）に対して密封されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載のパッキン。 ６　二次的な密封手段が、パッキンリング（４）に膜状
   に形成された、保持リング（１）に密接する少なくとも
   １個の環状突起（８）からなることを特徴とする、特許
   請求の範囲第５項に記載のパッキン。 ７　環状突起（８）と保持リング（１）が固結されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載のパ
   ッキン。