JP2651407B2 - 低温用シール - Google Patents

低温用シール

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JP2651407B2 JP2324361A JP32436190A JP2651407B2 JP 2651407 B2 JP2651407 B2 JP 2651407B2 JP 2324361 A JP2324361 A JP 2324361A JP 32436190 A JP32436190 A JP 32436190A JP 2651407 B2 JP2651407 B2 JP 2651407B2
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伸雄 勝原
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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SUMITOMO SEIMITSU KOGYO KK
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低温用シールに関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕
従来、横断面が略U字形のシール本体内に、金属製ば
ねを装入した低温用シールが知られている。
ところが従来の低温用シールの略U字形シール本体の
材質は、フッ素系樹脂等のプラスチックに限られてい
た。
ピストンやロッド等のシール溝内にシールを装着可能
とするため、上記プラスチックのシール本体と金属ばね
から成るシールでは、シール溝に於て、上記ピストン等
を分割組立式とせねばならなかった。その理由は、常温
に於てプラスチックは比較的硬く、弾性的伸びが小さい
−ふつう4%未満−ため、ピストン等のシール溝が一体
形の場合、装着不可能であった。
流体機器にあっては、ピストン等の軸部寸法が小さか
ったり、又は、コンパクト化を厳しく要求される使用箇
所であるため、ピストン等の軸部に、シール溝を一体物
にて作らざるを得ない場合がある。或いは、既存の設備
や装置に於て、低温という厳しい条件下で、Oリングや
角リングでは流体洩漏が止まらないため、その対策用の
新たな高密封性低温用シールを要求される場合がある
が、その既存の設備や装置に於けるシール溝が(分解不
可能な)一体形の溝の場合も考えられる。
本発明は、このような低温で使用されて密封性を発揮
し、かつ、ピストン等の軸部の一体形のシール溝へ装着
可能な低温用シールを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、シール溝内に装着されてゴムの弾性が無く
なる低温で使用されると共に、横断面が略U字形のシー
ル本体と、該シール本体の溝内へ装入されて該溝を拡開
させる方向に弾発付勢するばねと、からなる低温用シー
ルであって;全体の幅寸法をWとすると共に上記シール
溝の幅寸法をYとしたときに1.2・W≦Y≦1.3・Wとな
り、かつ、上記シール本体が常温にて伸縮可能な弾性を
有するゴム材質から成ると共に、上記ばねを上記低温に
て弾性を失わない金属製の低温弾性力保持用とし、さら
に、該ばねに2箇所以上の切断部を円周に設けた。
〔作 用〕
常温に於て、一体形のシール溝へ本シール材を装着す
る場合、外径が拡大する方向に手で又は治具にて力を加
えると、低温弾性力保持用ばね自身はほとんど周長が伸
びることができないが、2箇所以上の切断部を有するた
めに、ゴム材質のシール本体の拡大を妨げることがなく
シール全体が拡開することができ、一体形のシール溝へ
の装着が可能となる。特に、シール本体をゴム材質と
し、かつ上記切断部をばねに設けたことにより、一体形
シール溝への常温での装着が可能となる。
ところが、使用温度の低温では、シール本体はゴム材
質であるため弾性力を全く乃至殆ど無くしてしまう。こ
の時に、弾性を失わない内部のばねが、弾性力を保持し
ていて、シール本体のシールリップ部が、シール溝内面
及び相手被圧着面に圧接し、密封性を、低温下で、維持
できる。また、全体の幅寸法をWとすると共にシール溝
の幅寸法をYとしたときに、1.2・W≦Y≦1.3・Wとな
るので、このシールをシール溝に装着する際に、十分な
軸方向間隙部を形成することができ、装着作業性が向上
する。
〔実施例〕
以下、図示の実施例に基づき本発明を説明する。
第1図の要部断面図及び第2図の分解断面図に示すよ
うに、本発明の低温用シールSは、横断面が略U字形で
あって、常温にて十分大きく伸縮可能な弾性を有するゴ
ム材質から成るシール本体1と、その溝2内へ装着され
て該溝2を拡開させる方向に弾発付勢する金属製の低温
弾性力保持用のばね3とから、構成される。この金属は
使用される低温でも弾性を失わない材質とする。例えば
ステンレス鋼が防錆上からも好ましい。
具体的には、シール本体1の溝2の開口部には、開口
部側へ折曲状の小係止突部4,4が形成され、装着された
断面が略U字形のばね3の外れを防止する。また、5は
外周用シールリップ、6は内周側のシールリップであっ
て、全体が円環状を呈する本シールSの最大径の外周部
と最小形の内周部に該当する。
そして、第3図と第4図に示すように、ピストンやピ
ストンロッドやスプール等の軸部7の一体形シール溝8
内へ装着した状態で、外周側シールリップ5は、シリン
ダチューブ等の孔の内周面9に圧接するように、第3図
に示した自由状態では外周側シールリップ5の径寸法
は、僅かに上記内周面9の径よりも大きく設定する。他
方、一体形シール溝8の内周面8aの径よりも、内周側シ
ールリップ6の内径寸法を僅かに小さく設定する。即
ち、実際にシールSをシール溝8に装着し、内周面9に
密着させた使用状態では、両シールリップ5,6は、常温
下では、ばね3の弾発付勢力、及び、シール本体1の弾
性力にて、弾発的に内周面9と内周面8aに、密着(圧
接)して、流体の密封作用をなす。
しかして、第5図に示すように極めて小さいピッチで
S−Z形に交互に蛇行した形状の金属薄板製のばね素材
を、同図の中心線10から弯曲させて、第2図のような略
U字形断面として、ばね3が製造されるが、このばね3
は360゜(全周)連続としないで、必ず、第6図のよう
に、2箇所の切断部C,Cにて約180゜に分割し、又は、第
7図のように3箇所の切断部C……にて約120゜に分割
し、若しくは、第8図のように4箇所の切断部C……に
て約90゜に分割する。要するに2箇所以上に分割すれば
良い。
第6図〜第8図の各々の(I)は、シールSに外力を
加えない時のばね3の円弧状の分割体3a……の配置を示
している。(第4図(I)参照)。
ところが、軸部7のシール溝8は一体形であるから、
これに本シールSを装着するには、第4図(II)に示す
ように、常温にて、シールSに手(又は図示省略の治具
にて)外力を加える。(第6図(II)〜第8図(II)図
に於て、この外力を矢印F……にて示す。)そうする
と、切断部C……に於て、シール本体1のゴムが十分に
−常温で150%以上の伸びを示すゴムを選択する−伸長
するから、第6図(II)〜第8図(II)のように、大き
な径となり、第4図(I)から(II)を経て、第4図
(III)をさらに経て、第3図の如くシール溝8へ装着
できる。
なお、第4図(II)に於て、シール材Sを傾斜させ
て、円周の一部のみをまずシール溝8内へ入れて、残部
を、その後に拡径しつつ、装着する方法を用いるも望ま
しいことである。
また、第3図に於て、シールSの幅寸法Wよりも、シ
ール溝8の幅寸法Yが十分に大きく、例えば、1.2・W
≦Y≦1.3・Wに設定して、シール溝8とシールSとの
間に十分な軸方向間隙部12を形成する。この間隙12に、
第4図(III)のように、ドライバ13等の工具にて、装
着作業性を向上している。
なお、第9図の変形例では、ばね3は横断面が円形を
した螺旋状コイルばねを用いた場合を示す。その他、シ
ール本体1の形状、及び、ばね3の形状は、種々設計変
更自由である。なお、第3図と第4図等では外周密封用
の場合を例示したが、内周密封用とすることも自由であ
る。
また、シール本体1のゴム材質の選択は、使用温度を
十分考慮して行い、例えば、TR10がマイナス40℃の材質
では、使用温度はマイナス50℃とする。即ち、ゴムは低
温ではガラス状となるが、完全ガラス状では僅かに外力
が掛かっても亀裂を生じて使用不可であり、外力が掛か
っても亀裂しない程度のガラス状までの使用は許容出来
る−勿論、この状態で内部のばね3が弾性力を保持して
シール本体1のシールリップ5,6を相手部材に圧接させ
る。
第1表はこのような点を考慮した使用温度とゴム材質
の適用例である。
なお、このシールSは、固定用又は小さいストローク
の摺動用として好適である。
〔発明の効果〕
「本発明は上述の如く構成されているので、次に記載
する効果を奏する。
金属製ばね3を備えているにもかかわらず、該ばね
3には、2箇所以上の切断部Cが設けられるので、この
シール装着時において、このばね3は、ゴム材質である
シール本体1の拡大を妨げず、シール全体の拡径を可能
とする。従って、ピストン等の軸部7に形成した一体形
シール溝8に、(分割シール溝でなくても)常温下で簡
単に装着することができる。
低温の使用温度域では、ゴム材質は、ガラス状態に
近づいて弾性力を喪失するが、内部のばね3が、この低
温時においても弾性力を失わず、この弾性力にて、シー
ル本体1の一方のシールリップ5が相手被圧着面に圧接
すると共に他方のシールリップ6がシール溝内面に圧接
し、密着性を保持することができる。
このシールをシール溝8に装着する際に、十分な軸
方向間隙部12を形成することができ、装着作業性が向上
する。
コンパクトな流体機器用や既設の流体装置であっ
て、一体形シール溝8でなければならない箇所への低温
用シールとして優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第2図は
分解状態の要部断面図、第3図は寸法関係説明図、第4
図は装着方法説明図、第5図はばね素材の一例を示す平
面図、第6図〜第8図はばねの形状とシールの装着時の
変形の説明のための簡略図、第9図は変形例を示す要部
断面図である。 S……低温用シール、C……切断部、1……シール本
体、2……溝、3……ばね。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−40102(JP,U) 実開 昭61−164862(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シール溝内に装着されてゴムの弾性が無く
    なる低温で使用されると共に、横断面が略U字形のシー
    ル本体と、該シール本体の溝内へ装入されて該溝を拡開
    させる方向に弾発付勢するばねと、からなる低温用シー
    ルであって、 全体の幅寸法をWとすると共に上記シール溝の幅寸法を
    Yとしたときに1.2・W≦Y≦1.3・Wとなり、かつ、上
    記シール本体が常温にて伸縮可能な弾性を有するゴム材
    質から成ると共に、上記ばねを上記低温にて弾性を失わ
    ない金属製の低温弾性力保持用とし、さらに、該ばねに
    2箇所以上の切断部を円周に設けたことを特徴とする低
    温用シール。
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