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発明の名称 パッキン
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−221343(P2001−221343A)
公開日 平成13年8月17日(2001.8.17)
出願番号 特願2000−34293(P2000−34293)
出願日 平成12年2月7日(2000.2.7)
代理人 【識別番号】100085006
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3J006
【Fターム(参考)】
3J006 AB02 CA01 
発明者 平野 学
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】軸方向に往復運動する可動部材に設けた溝に配置され、該可動部材と、前記可動部材と同軸的に設けられたハウジングと、の間の隙間を密封可能とするパッキンであって、前記可動部材が反密封対象側に向かって移動する工程において前記隙間を密封する密封状態と、前記可動部材が密封対象側に向かって移動する工程において密封対象流体を密封対象側から反密封対象側へ供給可能とする非密封状態と、を有するパッキンにおいて、前記ハウジングに常に密接する第1シール部と、密封対象流体を通過可能とする第1流体通過部と、前記溝の溝底面に常に当接する当接部と、を有する支持部と、前記密封状態では前記溝の密封対象側溝側面に密接し、前記非密封状態では前記溝の密封対象側溝側面と離れる第2シール部と、前記可動部材が密封対象側に向かって移動する工程において前記溝の反密封対象側溝側面に当接した時に密封対象流体を通過可能とする第2流体通過部と、を備えたことを特徴とするパッキン。
【請求項2】ゴム状弾性体で成形されたことを特徴とする請求項1に記載のパッキン。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般産業機械のプランジャポンプ等に用いられるパッキンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ハウジングとしてのシリンダの中で可動部材としてのプランジャを往復運動させ、シリンダ内の容積を変えることによって流体を密封対象側である供給側から吸い込み、供給側とは別の排出口からシリンダ内の流体の送り出しを行うプランジャポンプがある。
【0003】このプランジャポンプには、シリンダ内の容積を大きくしてシリンダ内への流体を吸い込む時に流体を供給側から吸い込ませるため流路を形成する非密封状態となると共に、シリンダ内の容積を小さくしてシリンダ内から流体を送り出す時に流体の供給側への逆流を防ぐため密封状態となるプランジャポンプ用パッキン(以下パッキンという)が設けられている。
【0004】このような目的に使用される従来のパッキンとしては、図4に示すものがある。図4に示すパッキン101は、金属製の金具102とゴム状弾性体製のゴム部103とを組み合わせた環状のもので、往復運動を行うプランジャ111に設けられた環状溝112に配置されている。
【0005】パッキン101の金具102は円筒状部材であり、その外周側にはプランジャ111往復運動方向(軸方向という)における中央部にゴム部103が嵌合される嵌合溝102aを備えている。また、金具102の供給側I軸方向端部に突部102bが設けられている。
【0006】このパッキン1を環状溝112に配置した場合、内周側にはプランジャ111の環状溝112の溝底面112aとの間に隙間が形成される。
【0007】ゴム部103は、金具102の嵌合溝102aに嵌合されており、シリンダ内側Oに向かって延びてシリンダのハウジング内壁面110に接触するリップ103aを有している。
【0008】そして、このパッキン101の動作を図5を用いて説明すると、プランジャ111が押し工程の時、即ち、シリンダ内の容積を小さくしてシリンダ内から流体を送り出す時は、図5(a)のように突部102bが環状溝112の供給側溝側面112bに当接し、この溝側面112bに当接した突部102bとハウジング内壁面110に当接させたリップ103aとで供給側Iからシリンダ内側Oへの流体の通過を防止した密封状態となり、シリンダ内の流体が供給側Iに逆流することが防止される。
【0009】一方、引き工程の時、即ち、シリンダ内の容積を大きくしてシリンダ内へ流体を吸い込む時は、図5(b)のようにパッキン101は非密封状態となり、環状溝112の溝側面112b,112c及び溝底面112aに沿った流路が形成され、流体が供給側Iからシリンダ内側Oへ供給される。
【0010】以上のように、パッキン101には、押し工程時の密封性と、引き工程時の流体通過性と、パッキン101の軸方向移動による損傷防止のための剛性(従来技術では金具102によって高い剛性を得ていた。)と、が要求されていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術のパッキンでは、図6(a)に示すように外周側だけをゴム部103のリップ103aが当接した力F1で支持していたため、図6(b)に示すようにパッキン101が環状溝112内で傾いて姿勢が不安定となった場合には、押し工程時の密封性に悪影響を及ぼしていた。
【0012】また、パッキン101には剛性を高めるために金具102を用いているが、パッキン101の姿勢が不安定となっている時にプランジャ111の偏心の影響も加わり、金具102の嵌合溝102aに応力が集中してしまい、疲労破損を起こし易かった。
【0013】さらに、パッキン101は金具102とゴム部103を組み合わせた構成であるので、コストが高いといった問題があった。
【0014】本発明は、上記した従来技術の問題を解決するものであり、その目的とするところは、安価で常に安定した姿勢を保ち、耐久性に優れた高性能なパッキンを提供することにある。
【0015】
【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発明にあっては、軸方向に往復運動する可動部材に設けた溝に配置され、該可動部材と、前記可動部材と同軸的に設けられたハウジングと、の間の隙間を密封可能とするパッキンであって、前記可動部材が反密封対象側に向かって移動する工程において前記隙間を密封する密封状態と、前記可動部材が密封対象側に向かって移動する工程において密封対象流体を密封対象側から反密封対象側へ供給可能とする非密封状態と、を有するパッキンにおいて、前記ハウジングに常に密接する第1シール部と、密封対象流体を通過可能とする第1流体通過部と、前記溝の溝底面に常に当接する当接部と、を有する支持部と、前記密封状態では前記溝の密封対象側溝側面に密接し、前記非密封状態では前記溝の密封対象側溝側面と離れる第2シール部と、前記可動部材が密封対象側に向かって移動する工程において前記溝の反密封対象側溝側面に当接した時に密封対象流体を通過可能とする第2流体通過部と、を備えたことを特徴とする。
【0016】ゴム状弾性体で成形されたことが好ましい。
【0017】本発明によれば、パッキンは第1シール部及び支持部の当接部の両方で可動部材とハウジングの両方に対して反対方向にそれぞれ支持するので、パッキンの姿勢を常に安定して維持することができ、密封状態のパッキンの密封性を向上することができる。
【0018】また、パッキンの姿勢が常に安定したことにより、強度な剛性は必要なくなるので、ゴム状弾性体だけの構成とすることができ、コストダウンが図れる。
【0019】第2シール部を備えたことで、密封状態の時に第2シール部が密封対象側溝側面と密接するので密封性が向上する。
【0020】密封対象流体を通過可能とする第1、第2流体通過部を有することで、パッキンが溝の反密封対象側溝側面に当接した場合にも密封対象流体が密封対象側から反密封対象側へ通過可能であるので、密封対象流体の流路を確保することができ、非密封状態では密封対象流体を反密封対象側へ確実に供給することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0022】図1は実施の形態に係るプランジャポンプ用パッキン(以下パッキンという)を示す半断面図であり、図2(a)は押し工程時のパッキンの状態、図2(b)は引き工程時のパッキンの状態を示す説明図である。
【0023】図1のパッキン1は、従来技術と同様にプランジャ11に設けられた環状溝12に配置されている。
【0024】パッキン1は全てゴム状弾性体製であり、反密封対象側であるシリンダ内側Oに向かって延びる、第1シール部としての外周リップ2及び内周リップ3を備えると共に、この外周リップ2と内周リップ3の間にU字形状に凹んだU溝4が設けられている。
【0025】外周リップ2は先端をシリンダのハウジング内壁面10に常に密接させ、パッキン1を支持すると共にハウジング内壁面10とパッキン1間の密封性を保持している。
【0026】内周リップ3はプランジャ11の環状溝12の溝底面12aとは接触しないようにプランジャ11往復運動方向(軸方向という)に平行に延びている。また、内周リップ3の先端には、内周リップ3の先端を環状溝12のシリンダ内側溝側面12cに当接させた場合にも内周リップ12先端部分から流体を通過可能とさせるための第2流体通過部としての切り欠き部3aが設けられている。
【0027】パッキン1の内周側には、外周リップ2による外周側でのパッキン1の支持に加え内周側でもパッキン1を支持するための支持部が設けられており、支持部には環状溝12の溝底面12aに当接する当接部としての突起5が円周方向に4等配されて設けられている。支持部は円周方向で突起5間に第1流体通過部としての隙間を有することから、流体をこの突起5間の隙間を通じて溝底面12aとパッキン1内周側との間で軸方向に通過可能とさせている。
【0028】また、パッキン1の供給側軸方向端部の腰部には、パッキン1がプランジャ11の環状溝12の供給側溝側面12bと接触した場合にパッキン1と供給側溝側面12bの接触部分を密封するための第2シール部としての腰部リップ6が設けられている。
【0029】図2を用いてパッキン1の動作について説明する。プランジャ11が押し工程の時、即ち、シリンダ内の容積を小さくしてシリンダ内から流体を送り出す時は、図2(a)に示すようにプランジャ11がシリンダ内へ押し込まれて環状溝12もシリンダ内側Oへ移動するので、パッキン1は環状溝12の供給側溝側面12bに押し付けられることで移動する。
【0030】このため、押し工程では、パッキン1の腰部リップ6がプランジャ11の環状溝12の供給側溝側面12bに密接し、この溝側面12bに密接した腰部リップ6とハウジング内壁面10に密接した外周リップ2とで供給側Iからシリンダ内側Oへの流体の通過を防止した密封状態となり、シリンダ内の流体が供給側Iに逆流することが防止される。
【0031】引き工程の時、即ち、シリンダ内の容積を大きくしてシリンダ内へ流体を吸い込む時は、図2(b)に示すようにプランジャ11が供給側Iへ引き戻されて環状溝12も供給側Iへ移動するので、パッキン1は環状溝12のシリンダ内側溝側面12cに押し付けられることで移動する。
【0032】このため、引き工程では、内径リップ3先端がプランジャ11の環状溝12のシリンダ内側溝側面12cに当接した状態となる。この時、内径リップ3先端の切り欠き部3a及びパッキン1内径側の突起5間の隙間を介して流体が供給側Iからシリンダ内側Oに通過可能な非密封状態となっているので、環状溝12の溝側面12b,12c及び溝底面12aに沿った流路が形成され、流体が供給側Iからシリンダ内側Oに供給される。
【0033】以上説明した本実施の形態のパッキン1では、図3に示すように外周側を外周リップ2が当接する力F2で支持し、かつ内周側を突起5が当接する力F3で支持することで、内外周の異なる2方向でパッキン1の支持ができるので、パッキン1の挙動が抑制でき、パッキン1が環状溝12内で傾いて姿勢が不安定となることを防止して常に安定した姿勢を維持することができる。
【0034】このため、姿勢が不安定となるために生じる押し工程時の密封性の悪化を防止して密封性を向上することができる。
【0035】上記のようにパッキン1が常に安定した姿勢を維持することで、パッキン1の軸方向移動による損傷が生じなくなってパッキン1に高い剛性は必要なくなるので、パッキン1は従来のような剛性を高めるための金具を必要とせず、ゴム状弾性体だけで構成することができ、製造工程の簡略化などによりコストダウンが図れる。
【0036】このようにパッキン1がゴム状弾性体だけで成形されるので、従来のような金具の疲労破損もなく、耐久性を向上することができる。
【0037】また、押し工程時には、パッキン1の腰部リップ6がプランジャ11の環状溝12の供給側溝側面12bに密接するので、ハウジング内壁面10に当接させた外周リップ3と共に供給側Iからシリンダ内側Oへの流体の通過を防止して密封性を向上することができる。
【0038】さらに、引き工程時には、従来では流体の供給が良好に行えないことがあったが、本実施の形態ではパッキン1内径側の突起5間の隙間及び内径リップ3先端の切り欠き部3aを介して環状溝12の溝側面12b,12c及び溝底面12aに沿った流路が形成されるので、流体を確実に供給側Iからシリンダ内側Oに供給することができる。
【0039】なお、外周リップ2及び突起5が当接するためのしめしろはパッキン1の姿勢を安定させる力F2,F3のバランスを考慮して決定される。また、円周方向の突起5間の隙間及び切り欠き部3aで流体を通過可能とさせていたが、流体が通過可能な形状であればこれらは例えば貫通孔やスリット等でもよい。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、パッキンは第1シール部及び支持部の両方で可動部材とハウジングの両方に対して反対方向にそれぞれ支持するので、パッキンの姿勢を常に安定して維持することができ、密封状態のパッキンの密封性を向上することができる。
【0041】また、パッキンの姿勢が常に安定したことにより、強度な剛性は必要なくなるので、ゴム状弾性体だけの構成とすることができ、コストダウンが図れる。
【0042】第2シール部を備えたことで、密封状態の時に第2シール部が密封対象側溝側面と密接するので密封性が向上する。
【0043】密封対象流体を通過可能とする第1、第2流体通過部を有することで、パッキンが溝の反密封対象側溝側面に当接した場合にも密封対象流体が密封対象側から反密封対象側へ通過可能であるので、密封対象流体の流路を確保することができ、非密封状態では密封対象流体を反密封対象側へ確実に供給することができる。




 

 


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