JP3499198B2 - Seal structure of piston device - Google Patents

Seal structure of piston device

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JP3499198B2
JP3499198B2 JP2000240305A JP2000240305A JP3499198B2 JP 3499198 B2 JP3499198 B2 JP 3499198B2 JP 2000240305 A JP2000240305 A JP 2000240305A JP 2000240305 A JP2000240305 A JP 2000240305A JP 3499198 B2 JP3499198 B2 JP 3499198B2
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武俊 古賀
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、高圧流体により作
動するピストン装置のシール構造に関する。 【0002】 【従来の技術】例えば、セラミックスの粉体を真空中で
高圧で圧縮して成型する成型装置等に用いられるピスト
ン装置は、そのピストンの推力が千〜数千トン、あるい
は1万トンにまで達する。ピストンは、主に流体の圧力
によってシリンダ内を摺動させるが、流体の圧力に対す
るシリンダのボア径がそのまま推力に影響するため、装
置を小型化するには、流体圧力を上げなければならな
い。 【0003】流体圧力を上げるには、流体の供給元の圧
力を上げるか、あるいは途中に加圧装置を組み込めばよ
いが、この高圧とした流体圧力がピストンとシリンダと
の間に設けられるパッキンにも加わるため、パッキンの
耐圧を考慮しなければならない。ところが、摺動ピスト
ンに一般に用いられるパッキンの耐圧は大きくても約6
2MPa(630kg/cm2)が限界とされており、
約69MPa(700kg/cm2)以上の耐圧を有す
るパッキンはほとんど存在しない。 【0004】仮に、耐圧以上でパッキンを使用すれば、
パッキンの寿命を縮めたり、ピストンの加圧摺動時に流
体のリーク(漏れ)が生じる。ピストンの加圧摺動時に
流体のリークが生じると、推力が不足してしまうためそ
の分の流体を送り続けなければならないが、ピストンを
中間停止させなければならない状況においては流体のリ
ークが生じるとピストンをロックすることができなくな
ってしまう。 【0005】ところで、従来、回転ポンプの分野におい
ては、回転軸の軸受部を保護するために軸受部の低圧側
に圧力を掛けて、高圧側と低圧側との圧力差を少なくす
る技術が知られている。その例として、特開平3−16
4597号公報に記載の装置がある。 【0006】特開平3−164597号公報に記載の装
置は、ポンプ送液流体の通流するケーシング内の高圧側
液室と低圧段のメカニカルシールを収容した低圧側液室
との間を減圧弁機構を介して連通させ、この減圧弁機構
を通じて高圧側液室より低圧側液室へ減圧されたシール
液を補給するよう構成したものである。 【0007】この装置によれば、高圧側液室より減圧弁
機構を通じて減圧された流体が低圧段のメカニカルシー
ルに対するシール液として低圧側液室へ補給されること
になり、これにより高圧段、低圧段の各メカニカルシー
ルを常に安定した状態で使用することができるとされて
いる。このような装置において、メカニカルシールは高
圧側液室と低圧側液室との間に固定されている。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】一方、ピストン装置の
ようにシリンダー内をピストンが摺動する場合、シリン
ダとピストンの間には必ずクリアランスが設けられてお
り、この間にシリンダと接触してピストンと共に摺動す
るパッキンが介在する。このパッキン類は、圧力を受け
ても流体をリークさせないことを最大のポイントとして
設計されているため、ゴムやエラストマ等のゴム弾性を
有するパッキンが用いられる。 【0009】しかしながら、ゴムやエラストマ等のパッ
キンを高圧下で用いると、パッキンが変形してシリンダ
とピストンとの間のクリアランス内に入り込んだり、シ
リンダと密着して摺動面の流体切れを起こして摺動部の
発熱や摩耗等が発生するなど多大の問題を生じてしま
う。その結果、短期間にてパッキンが破損し、パッキン
の寿命となる。 【0010】そこで、本発明においては、特開平3−1
64597号公報等に記載の従来の減圧弁機構を応用
し、パッキンの耐圧以上の圧力でピストンを動作させて
も上記問題を発生することなく、シリンダとピストン間
のシールを可能とし、高圧下でもピストンの安定した動
作を可能としたピストン装置のシール構造を提供する。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダと、
シリンダと対峙して摺動するピストンとを備え、シリン
ダとピストンとの間に形成されるシリンダ室を流体によ
り加圧して仕事を得るピストン装置のシール構造であっ
て、シリンダとピストンとの間のクリアランスを塞ぐパ
ッキンをシリンダとピストンとの摺動面に複数条並設
し、さらにこの並設した複数条のパッキン間へシリンダ
室内の流体を段階的に減圧して導入する調圧機構を設け
たことを特徴とする。 【0012】これにより、シリンダとピストンとの間の
パッキンを挟んだ両側のクリアランス間の圧力差を小さ
くすることが可能となるため、パッキンに加わる圧力は
ピストンを動作させる圧力よりも小さくなる。また、並
設した複数条のパッキンの間に流体が供給されることに
よって、パッキンがシリンダと密着して摺動面の流体切
れを起こすことがない。 【0013】したがって、パッキンの耐圧以上の圧力で
ピストンを動作させても、パッキンが変形してシリンダ
とピストンとの間のクリアランス内に入り込んだりする
ことがなく、摺動部の発熱や摩耗等の発生も防止される
ため、高圧下でもピストンの安定した動作が可能とな
る。そのため、パッキンとして、ゴム弾性を有するゴム
またはエラストマ系のものを使用することが可能とな
り、ゴム弾性によってシリンダとピストンとの間のクリ
アランスを確実に塞ぎ、流体のリークを防止することが
できる。 【0014】調圧機構は、さらに、シリンダ室内の圧力
を減圧した際に並設した複数条のパッキン間の流体を排
出するものであることが望ましい。シリンダ室内の圧力
を減圧した際、並設した複数条のパッキン間の流体を排
出することによって、並設した複数条のパッキン間へ導
入されて高められた圧力を逃がすことが可能となり、減
圧時にパッキンへ作用する圧力を少なくすることができ
る。 【0015】あるいは、パッキンに、複数条のパッキン
間への流体のリークを阻止し、複数条のパッキン間から
の流体のリークを許す機能を備えるのが望ましい。これ
により、シリンダ室の加圧時には流体のリークを阻止し
てピストンの加圧摺動を効率的に行い、減圧時には複数
条のパッキン間から流体をリークさせることによって、
並設した複数条のパッキン間へ導入されて高められた圧
力を逃がし、ピストンの減圧摺動をスムーズに行わせる
ことが可能となる。 【0016】上記パッキンおよび調圧機構は、ピストン
のヘッドの摺動部およびピストンのロッドの摺動部にそ
れぞれ設けたものとすることが望ましい。これにより、
ピストンのヘッドの摺動部およびロッドの摺動部のクリ
アランスを塞ぐパッキンに加わる圧力を小さくすること
ができ、高圧下でもピストンの安定した動作が可能とな
る。 【0017】 【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態におけ
るピストン装置の構成を示す概略図、図2は図1のA部
詳細図である。 【0018】図1に示すように、本発明の実施の形態に
おけるピストン装置は、シリンダ1と、シリンダ1内を
摺動するピストンヘッド2とを備え、ピストンヘッド2
には、このピストンヘッド2の仕事を出力するためのピ
ストンロッド3が接続されている。また、ピストンヘッ
ド2によって、シリンダ1はシリンダ室としての第1液
室1aと第2液室1bとに区分され、第1液室1aと第
2液室1bにはそれぞれ流体ライン4a,4bが接続さ
れている。 【0019】シリンダ1と対峙して摺動するピストンヘ
ッド2の摺動面には、シリンダ1の内面と接触してシリ
ンダ1とピストンヘッド2との間のクリアランス5を塞
ぐゴム製のパッキン(一方向耐圧パッキン6a,6bお
よび耐圧Oリング7a,7b)が4条並設されている。
また、シリンダ1と対峙して摺動するピストンロッド3
の摺動面にも、一方向耐圧パッキン6aと同様の一方向
耐圧パッキン6cが設けられている。 【0020】一方向耐圧パッキン6a,6bはピストン
ヘッド2の摺動面の両外側に設けられ、一方向耐圧パッ
キン6aは第1液室1a方向からの耐圧性(最大受圧力
約59MPa(600kg/cm2))を有し、一方向
耐圧パッキン6bは第2液室1b方向からの耐圧性(最
大受圧力約59MPa(600kg/cm2))を有す
る。 【0021】すなわち、一方向耐圧パッキン6aは、第
1液室1aから一方向耐圧パッキン6a,6b間への流
体のリークを阻止し、一方向耐圧パッキン6a,6b間
から第1液室1aへの流体のリークを許す。一方向耐圧
パッキン6bも同様に、第2液室1bから一方向耐圧パ
ッキン6a,6b間への流体のリークを阻止するための
ものである。 【0022】耐圧Oリング7a,7bは、一方向耐圧パ
ッキン6a,6b間に第1液室1a側から順に並設され
ており、それぞれ両方向からの耐圧性(最大受圧力約4
9MPa(500kg/cm2))を有する。 【0023】さらに、本実施形態におけるピストン装置
には、クリアランス5の一方向耐圧パッキン6aと耐圧
Oリング7aとの間の空間、およびクリアランス5の耐
圧Oリング7aと耐圧Oリング7bとの間の空間へ第1
液室1a内の流体を段階的に減圧して導入する調圧機構
としての調圧装置8を備える。さらにこの調圧装置8
は、逆に第1液室1a内の圧力を減圧した際、クリアラ
ンス5の一方向耐圧パッキン6aと耐圧Oリング7aと
の間の空間、およびクリアランス5の耐圧Oリング7a
と耐圧Oリング7bとの間の空間の流体を排出して圧力
を逃がすものである。 【0024】調圧装置8は、図2に示すように、4つの
チェックバルブ9a,9b,9c,9dを備え、これら
のチェックバルブ9a,9b,9c,9dは、それぞれ
弁体としてのチェックボール10a,10b,10c,
10dおよびスプリング11a,11b,11c,11
dにより構成される。 【0025】第1液室1aとチェックバルブ9aとは流
路12aにより連通され、この流路12aは押圧力約3
9MPa(400kg/cm2)のスプリング11aで
押圧されるチェックボール10aにより閉塞される。チ
ェックバルブ9aとチェックバルブ9bとは流路12b
により連通され、この流路12bは押圧力約29MPa
(300kg/cm2)のスプリング11bで押圧され
るチェックボール10bにより閉塞される。 【0026】また、チェックバルブ9bとチェックバル
ブ9cとは流路12cにより連通され、この流路12c
は押圧力約1MPa(10kg/cm2)のスプリング
11cで押圧されるチェックボール10cにより閉塞さ
れる。チェックバルブ9cとチェックバルブ9dとは流
路12dにより連通され、この流路12dは押圧力約1
MPa(10kg/cm2)のスプリング11dで押圧
されるチェックボール10dにより閉塞される。チェッ
クバルブ9dと第1液室1aとは流路12eにより連通
される。 【0027】さらに、クリアランス5の一方向耐圧パッ
キン6aと耐圧Oリング7aとの間の空間とチェックバ
ルブ9aとは流路12fにより連通され、クリアランス
5の耐圧Oリング7aと耐圧Oリング7bとの間の空間
とチェックバルブ9bとは流路12gにより連通され
る。チェックバルブ9aとチェックバルブ9cとは流路
12hにより連通される。 【0028】次に、上記構成のピストン装置の動作につ
いて、図3および図4を用いて説明する。図3は図1の
ピストン装置の加圧時における動作を示す説明図、図4
は図1のピストン装置の減圧時における動作を示す説明
図である。 【0029】ピストン装置の加圧摺動時、流体ライン4
aより最大上昇圧力約98MPa(1000kg/cm
2)の流体としての油が第1液室1aに入ってくるとピ
ストンヘッド2が押され、ピストンロッド3に仕事の動
作負荷が掛かって第1液室1aの圧力が上昇し始める。
第1液室1aの圧力が約39MPa(400kg/cm
2)を超えると、図3に示すようにスプリング11aに
て約39MPa(400kg/cm2)で押圧されるチ
ェックボール10aが押され、流路12aを介して油が
チェックバルブ9a内に流入する。同時に、スプリング
11bにて約29MPa(300kg/cm2)で押圧
されるチェックボール10bも押され、流路12bを介
して油がチェックバルブ9b内に流入する。 【0030】チェックバルブ9a内に流入した油は流路
12fを通り、クリアランス5の一方向耐圧パッキン6
aと耐圧Oリング7aとの間の空間に流入する。このと
き、チェックバルブ9a内および一方向耐圧パッキン6
aと耐圧Oリング7aとの間の空間内の圧力は、第1液
室1a内の圧力からスプリング11aの押圧力約39M
Pa(400kg/cm2)を差し引いた分だけ作用す
る。また、チェックバルブ9b内に流入した油は流路1
2gを通り、クリアランス5の耐圧Oリング7aと耐圧
Oリング7bとの間の空間に流入する。このとき、チェ
ックバルブ9b内および耐圧Oリング7aと耐圧Oリン
グ7bとの間の空間内の圧力は、チェックバルブ9a内
の圧力からスプリング11bの押圧力約29MPa(3
00kg/cm2)を差し引いた分だけ作用する。 【0031】さらにチェックバルブ9a内に油が流入し
てチェックバルブ9a内の圧力が約59MPa(600
kg/cm2)に達するとき、チェックバルブ9b内の
圧力は約29MPa(300kg/cm2)となり、ス
プリング11bの押圧力約29MPa(300kg/c
2)が加算されて、約59MPa(600kg/c
2)の押圧力でチェックボール10bを押し、チェッ
クバルブ9bを閉じる。そして、第1液室1a内の圧力
が約98MPa(1000kg/cm2)に達すると
き、チェックバルブ9a内の圧力は約59MPa(60
0kg/cm2)となり、スプリング11aの押圧力約
39MPa(400kg/cm2)が加算されて、約9
8MPa(1000kg/cm2)の押圧力でチェック
ボール10aを押し、チェックバルブ9aを閉じる。 【0032】一方、チェックバルブ9dは第1液室1a
側から約98MPa(1000kg/cm2)の圧力と
スプリング11dの押圧力約1MPa(10kg/cm
2)を受け、流路12d側からチェックバルブ9a内と
同じ約59MPa(600kg/cm2)の圧力を受け
るため、チェックボール10dは約40MPa(410
kg/cm2)で押圧され、チェックバルブ9dを閉じ
ている。チェックバルブ9cは流路12d側から約59
MPa(600kg/cm2)の圧力とスプリング11
cの押圧力約1MPa(10kg/cm2)を受け、流
路12c側から約29MPa(300kg/cm2)の
圧力を受けるため、チェックボール10cは約30MP
a(310kg/cm2)で押圧され、チェックバルブ
9cを閉じている。 【0033】このような状態において、各パッキンが受
けている圧力は、一方向耐圧パッキン6aが第1液室1
a内の圧力約98MPa(1000kg/cm2)に対
して流路12f側から約59MPa(600kg/cm
2)の圧力で対抗するため、差し引き約39MPa(4
00kg/cm2)の圧力しか受けない。同様に、耐圧
Oリング7aは流路12f側の圧力約59MPa(60
0kg/cm2)に対して流路12g側から約29MP
a(300kg/cm2)の圧力で対抗するため、差し
引き約29MPa(300kg/cm2)の圧力しか受
けない。耐圧Oリング7bは、流路12g側の圧力約2
9MPa(300kg/cm2)を受ける。また、同時
に各パッキンの間、すなわち一方向耐圧パッキン6aと
耐圧Oリング7aとの間および耐圧Oリング7aと耐圧
Oリング7bとの間にそれぞれ油が供給されることによ
って、この加圧摺動時に摺動面の油切れは起こらない。 【0034】一方、ピストン装置の減圧摺動時、流体ラ
イン4aより油が第1液室1aから排出され、第1液室
1aの圧力が低下し始める。第1液室1aの圧力が約5
8MPa(590kg/cm2)まで低下すると、スプ
リング11dの押圧力約1MPa(10kg/cm2
を加算しても流路12d側の圧力約59MPa(600
kg/cm2)以下となり、チェックバルブ9dが開い
て流路12d側の圧力を逃がす。流路12d側の圧力が
約28MPa(290kg/cm2)まで低下すると、
同様にチェックバルブ9cが開いて流路12c側の圧力
を逃がす。こうして、シリンダ装置の往復運動が行わ
れ、再び第1液室1a内の圧力が上昇すると上記動作が
繰り返される。なお、減圧摺動時には、第2液室1b内
の圧力はピストンヘッド2を戻すために必要な分しか作
用しないため、一方向耐圧パッキン6bに高い圧力は作
用しない。したがって、本実施形態における調圧機構8
は、最大上昇圧力約98MPa(1000kg/c
2)の油により加圧する第1液室1a側だけに設けれ
ばよく、第2液室1b側に設ける必要はない。 【0035】なお、本実施形態においては、ピストンヘ
ッド2の摺動面の外側に第1液室1a方向からのみ耐圧
性を示す一方向耐圧パッキン6aを用いているため、上
記減圧摺動時、第1液室1a内の圧力が低下すると、一
方向耐圧パッキン6aから第1液室1aへ油がリークす
るため、チェックバルブ9dを介さなくても流路12d
側の圧力を逃がすことができる。逆に、チェックバルブ
9dが存在する場合、一方向耐圧パッキン6aは、耐圧
Oリング7a,7bのような通常のパッキンを用いても
よい。 【0036】また、上記の説明において、調圧装置8は
ピストンヘッド2に埋め込まれた構成であるが、この調
圧装置8をユニット化して、図5に示すような調圧ユニ
ット13とすることも可能である。図5は本発明の別の
実施の形態を示す図1のA部詳細図である。 【0037】図5において、調圧ユニット13は、図1
に示す調圧装置8と同様のチェックバルブ9a,9b,
9c,9dおよび流路12a,12b,12c,12
d,12e,12hを含む部分をユニット化して外径を
円柱状とし、組付ネジ16によってピストンヘッド2へ
着脱可能としたものである。また、調圧ユニット13の
外周には、流路14a,14bおよびOリング15a,
15bを備える。Oリング15aは、第1液室1aと流
路14aとを遮断するためのものである。Oリング15
bは、流路14aと流路14bとを遮断するためのもの
である。 【0038】流路14a,14bは、調圧ユニット13
外周を囲むように形成され、それぞれ流路12fとチェ
ックバルブ9a、流路12gとチェックバルブ9a,9
bを連通するための流体通路である。また、流路14
a,14bは、組付ネジ16による調圧ユニット13の
ねじ込み方向の流路12f,12gのそれぞれの幅より
も広く形成されている。これにより、調圧ユニット13
を組付ネジ16によってねじ込んだときに調圧ユニット
13がどの方向を向いていても、また多少の位置ずれが
あっても、流路12aと流路12f、流路14bと流路
12gはそれぞれ連通される。 【0039】このように調圧装置8を着脱可能にユニッ
ト化して調圧ユニット13とすることにより、本発明の
シール構造の製作や加工は容易となり、また経済性や汎
用性といった利点も得られる。なお、図5に示す例で
は、調圧ユニット13は組付ネジ16によってピストン
ヘッド2へ取り付けているが、その他にもフランジ等を
用いて取り付けることも可能である。 【0040】また、本実施形態の説明においては、調圧
機構をチェックボール10a〜10dおよびスプリング
11a〜11dを用いたチェックバルブ9a〜9dによ
って形成した例を示しているが、この調圧機構は一般に
流体圧力調整に用いられているもので代用することも可
能である。例えば、円錐型弁とスプリングを組み合わせ
たもの、ピストン受圧面積に比例させて調圧するもの
や、スプリングの押圧調整によるもの等のいずれも使用
することが可能である。この中でピストン受圧面積に比
例させて調圧するものを用いれば、液室の圧力に比例さ
せて減圧させ、本発明のシール構造の機能を発揮させる
ことが可能である。 【0041】以上のような本発明のシール構造は、推力
数千トンあるいは数万トンで動作するシリンダ装置の場
合でも、ピストンとシリンダとの間隔が微少で、一方向
耐圧パッキン6aと耐圧Oリング7a間、耐圧Oリング
7aと耐圧Oリング7b間、耐圧Oリング7bと一方向
耐圧パッキン6b間等の空間体積はごく僅かであるた
め、調圧機構は小型とすることができ、ユニット化した
場合には組み付け作業も容易にできる。 【0042】なお、本実施形態において、シリンダ2は
単胴複動型シリンダであり、第1液室1aを高圧とした
ときの動作について説明しているが、第1液室1aおよ
び第2液室1bそれぞれを高圧として動作させる土木用
油圧重機等のピストン装置に適用することも可能であ
る。図6は本発明を双方向に高圧で動作させるピストン
装置へ適用した例を示す概略構成図、図7は図6のB部
詳細図であり、図1〜図4で示した構成と同じものにつ
いては共通の符号で示している。 【0043】図6に示すピストン装置は、図1の一方向
耐圧パッキン6a、耐圧Oリング7a,7bおよび調圧
装置8をシリンダ1とピストンヘッド2との摺動部の第
1液室1a側だけでなく第2液室1b側にもそれぞれ設
けたものである。また、シリンダ1とピストンロッド3
との摺動部にも同様に、図1の一方向耐圧パッキン6
a、耐圧Oリング7a,7bおよび調圧装置8がそれぞ
れ図7に示すように設けてある。シリンダ1とピストン
ロッド3との摺動部の調圧装置8は、シリンダ1とピス
トンロッド3とのクリアランス5aの一方向耐圧パッキ
ン6aと耐圧Oリング7aとの間の空間、およびクリア
ランス5aの耐圧Oリング7aと耐圧Oリング7bとの
間の空間へ第2液室1b内の流体を段階的に減圧して導
入するものである。 【0044】これにより、第2液室1bを高圧として動
作させる場合、第2液室1bに臨むシリンダ1とピスト
ンヘッド2との摺動面およびシリンダ1とピストンロッ
ド3との摺動面それぞれの一方向耐圧パッキン6a、耐
圧Oリング7aおよび耐圧Oリング7bが受ける圧力
は、前述と同様、調圧装置8の作用により小さくなる。
したがって、第2液室1bを各パッキン(一方向耐圧パ
ッキン6aおよび耐圧Oリング7a,7b)の耐圧以上
の圧力で加圧しても、各パッキンにはそれぞれのパッキ
ンの耐圧以下の圧力しか加わらないようになるため、第
1液室1aおよび第2液室1bにそれぞれ高圧流体を導
入してピストン装置の安定した動作が可能である。 【0045】また、本実施形態における調圧装置8は、
流体圧で摺動するピストン、シリンダやロッド等に対
し、単胴複動型、ラム型を問わず適用可能である。図8
は本発明をラム型ピストン装置へ適用した例を示す概略
構成図、図9は図8のC部詳細図である。 【0046】図8に示すラム型ピストン装置は、固定ベ
ースプレート21上の支柱兼スライド軸22の上部に固
定された固定梁23と一体としたラムシリンダ24と、
ラムシリンダ24と対峙して摺動するラムピストン25
とによって構成される。ラムピストン25には、支柱兼
スライド軸22に沿って上下にスライドする可動梁26
が固定される。可動梁26は、ラムシリンダ24とラム
ピストン25との間に形成されるシリンダ室27に接続
された流体ライン28へ高圧流体を導入することにより
下降し、固定ベースプレート21上に載置した被加工材
(図示せず)をプレスする。また、可動梁26と固定ベ
ースプレート21との間には、可動梁26を上昇させる
ための上昇用ピストン装置29が設けられている。 【0047】図9に示すように、ラムシリンダ24とラ
ムピストン25との摺動部には、図1と同様、一方向耐
圧パッキン6aおよび耐圧Oリング7a,7bと調圧ユ
ニット30が設けられている。調圧ユニット30は、シ
リンダ室27から流路31を介して導入される流体を、
ラムシリンダ24とラムピストン25とのクリアランス
5bの一方向耐圧パッキン6aと耐圧Oリング7aとの
間の空間、およびクリアランス5bの耐圧Oリング7a
と耐圧Oリング7bとの間の空間へ段階的に減圧して導
入する調圧機構をユニット化したものである。流路12
f,12g,31のラムシリンダ24と調圧ユニット3
0との接続部には、それぞれの流路12f,12g,3
1からの流体の漏れを防ぐためにOリング32a,32
b,32cを設ける。 【0048】このような構成においても、シリンダ室2
7内に各パッキン(一方向耐圧パッキン6aおよび耐圧
Oリング7a,7b)の耐圧以上の圧力で高圧流体を導
入した場合、シリンダ室27からクリアランス5bを介
して導入された流体は、調圧ユニット30の作用により
段階的に減圧して一方向耐圧パッキン6aと耐圧Oリン
グ7aとの間の空間および耐圧Oリング7aと耐圧Oリ
ング7bとの間の空間へ導入される。したがって、前述
と同様、各パッキンにはそれぞれの耐圧以下の圧力しか
加わらないようになるため、シリンダ室27に高圧流体
を導入してピストン装置の安定した動作が可能である。 【0049】 【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。 【0050】(1)シリンダとピストンとの間のクリア
ランスを塞ぐパッキンをピストンの摺動面に複数条並設
し、さらにこの並設した複数条のパッキン間へシリンダ
室内の流体を段階的に減圧して導入する調圧機構を設け
たことによって、シリンダとピストンとの間のパッキン
を挟んだ両側のクリアランス間の圧力差を小さくし、パ
ッキンの耐圧以上の圧力でピストンを動作させても、パ
ッキンが変形してシリンダとピストンとの間のクリアラ
ンス内に入り込んだりすることがない。また、並設した
複数条のパッキンの間に流体が供給されることによっ
て、パッキンがシリンダと密着して摺動面の流体切れを
起こすことがない。したがって、摺動部の発熱や摩耗等
の発生が防止され、高圧下でもピストンの安定した動作
が可能となる。 【0051】(2)調圧機構が、さらに、シリンダ室内
の圧力を減圧した際に並設した複数条のパッキン間の流
体を排出することによって、第1液室内の圧力を減圧し
た際、並設した複数条のパッキン間へ導入されて高めら
れた圧力を逃がすことが可能となり、減圧時にパッキン
へ作用する圧力を少なくすることができ、ピストンの減
圧摺動をよりスムーズに行わせることが可能となる。 【0052】(3)パッキンとして、ゴムまたはエラス
トマ系のものを使用することによって、ゴム弾性によっ
てシリンダとピストンとの間のクリアランスを確実に塞
ぎ、流体のリークを防止することができる。 【0053】(4)パッキンが、複数条のパッキン間か
ら流体のリークを許す機能を備えることによって、減圧
時には複数条のパッキン間から流体をリークさせ、並設
した複数条のパッキン間へ導入されて高められた圧力を
逃がし、ピストンの減圧摺動をさらにスムーズに行わせ
ることが可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a seal structure of a moving piston device. 2. Description of the Related Art For example, ceramic powders are vacuumed.
Fixie used in molding equipment that compresses and molds at high pressure
The thrust of the piston is 1,000 to several thousand tons, or
Reaches 10,000 tons. The piston is mainly the pressure of the fluid
Slides in the cylinder, but does not respond to fluid pressure.
Cylinder bore diameter directly affects the thrust.
To reduce the size of the device, the fluid pressure must be increased.
No. [0003] To increase the fluid pressure, the pressure of the fluid supply source is increased.
Increase the power or incorporate a pressure device in the middle
However, this high fluid pressure causes the piston and cylinder to
Because it also joins the packing provided between
Withstand voltage must be considered. However, sliding fixie
The pressure resistance of the packing generally used for
2MPa (630kg / cm Two ) Is considered the limit,
About 69MPa (700kg / cm Two ) With higher pressure resistance
Packing is almost nonexistent. If the packing is used at a pressure higher than the withstand pressure,
The life of the packing may be shortened, or the flow may occur when the piston slides under pressure.
Body leaks occur. When the piston presses and slides
If a fluid leak occurs, thrust will be insufficient.
Need to keep sending the fluid
In situations where an intermediate stop is required, fluid
If a lock occurs, the piston cannot be locked.
I will. By the way, conventionally, in the field of rotary pumps,
In order to protect the bearing of the rotating shaft,
To reduce the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side.
Are known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
There is an apparatus described in Japanese Patent No. 4597. The device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-164597 is disclosed.
The high pressure side in the casing through which the pump feed fluid flows
Low-pressure side liquid chamber containing liquid chamber and low-pressure stage mechanical seal
Through a pressure reducing valve mechanism.
The pressure is reduced from the high pressure side liquid chamber to the low pressure side liquid chamber through
It is configured to replenish the liquid. According to this device, the pressure reducing valve is provided from the high-pressure side liquid chamber.
The fluid depressurized through the mechanism is a mechanical
To the low pressure side liquid chamber as seal liquid for the
And the mechanical stages of the high-pressure stage and low-pressure stage
Can always be used in a stable state
I have. In such devices, the mechanical seal
It is fixed between the pressure side liquid chamber and the low pressure side liquid chamber. [0008] On the other hand, the piston device
When the piston slides inside the cylinder,
Clearance is always provided between the piston and piston.
Contact the cylinder during this time and slide with the piston.
Packing is interposed. These packings are subject to pressure
The biggest point is not to leak fluid
Designed to reduce rubber elasticity of rubber and elastomers
Is used. [0009] However, rubber or elastomer or the like
If the kin is used under high pressure, the packing will
May get into the clearance between the
The fluid closes on the sliding surface due to close contact with the
It causes many problems such as heat generation and wear.
U. As a result, the packing is damaged in a short time,
Of life. Accordingly, in the present invention, Japanese Patent Laid-Open No.
Application of the conventional pressure reducing valve mechanism described in Japanese Patent No. 64597
And operate the piston with a pressure higher than the pressure resistance of the packing.
Between the cylinder and piston without the above problems
Seal, and stable piston movement even under high pressure
Provided is a seal structure of a piston device which enables the operation. [0011] The present invention provides a cylinder,
A piston that slides in opposition to the cylinder;
The cylinder chamber formed between the
The seal structure of the piston device that
To close the clearance between the cylinder and piston.
A plurality of packings are arranged on the sliding surface between the cylinder and piston.
And a cylinder between the multiple packings
A pressure regulation mechanism is provided to introduce and reduce the pressure of the fluid in the room in stages.
It is characterized by having. [0012] Thereby, the distance between the cylinder and the piston is
Reduce the pressure difference between the clearances on both sides of the packing
Pressure applied to the packing
It is smaller than the pressure at which the piston operates. Also, average
The fluid is supplied between the multiple packings
Therefore, the packing comes into close contact with the cylinder,
Never happen. Therefore, at a pressure higher than the pressure resistance of the packing,
Even if the piston is operated, the packing deforms and the cylinder
Into the clearance between the piston and the piston
Generation of heat and abrasion of the sliding part are prevented.
Therefore, stable operation of the piston is possible even under high pressure.
You. Therefore, rubber having rubber elasticity
Or it is possible to use an elastomer type
The rubber elasticity makes the clearance between the cylinder and piston
It is possible to securely close the alance and prevent fluid leakage
it can. The pressure regulating mechanism further comprises a
When the pressure is reduced, the fluid between the multiple packings
It is desirable that they be issued. Cylinder chamber pressure
When the pressure is reduced, the fluid between the multiple packings
By putting it out, it leads between multiple packings
To release the increased pressure.
The pressure acting on the packing during pressurization can be reduced
You. Alternatively, a plurality of packings may be used for the packing.
Prevents leakage of fluid into the gap between multiple packings
It is desirable to have a function that allows the fluid to leak. this
This prevents fluid leakage when the cylinder chamber is pressurized.
To efficiently pressurize and slide the piston.
By leaking fluid between the strip packings,
Increased pressure introduced between multiple packings
Releases the force and makes the piston smoothly slide under reduced pressure
It becomes possible. [0016] The packing and the pressure adjusting mechanism may include a piston.
On the sliding part of the head and the sliding part of the piston rod.
It is desirable that each is provided. This allows
Clear the sliding parts of the piston head and rod.
Reducing the pressure applied to the packing that blocks Alance
The piston can operate stably even under high pressure.
You. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of a piston device, and FIG.
FIG. As shown in FIG. 1, in the embodiment of the present invention,
The piston device in the cylinder 1 and the inside of the cylinder 1
A piston head 2 that slides.
To output the work of the piston head 2
Stone rod 3 is connected. Also, the piston head
Cylinder 1 is made of the first liquid as a cylinder chamber
The first chamber 1a and the second chamber 1a are divided into a chamber 1a and a second chamber 1b.
Fluid lines 4a and 4b are connected to the two-liquid chamber 1b, respectively.
Have been. The piston which slides facing the cylinder 1
The sliding surface of the cylinder 2 contacts the inner surface of the cylinder 1
The clearance 5 between the piston 1 and the piston head 2 is closed.
Rubber packing (one-way pressure-resistant packing 6a, 6b
And four O-rings 7a, 7b).
A piston rod 3 that slides facing the cylinder 1
The same sliding surface as the one-way pressure-resistant packing 6a
A pressure-resistant packing 6c is provided. The one-way pressure-resistant packings 6a and 6b are pistons.
Provided on both outer sides of the sliding surface of the head 2,
Kin 6a has a pressure resistance (maximum receiving pressure) from the first liquid chamber 1a direction.
About 59MPa (600kg / cm Two )), One way
The pressure-resistant packing 6b has a pressure resistance (most
Large receiving pressure about 59MPa (600kg / cm Two ))
You. That is, the one-way pressure-resistant packing 6a is
Flow from one liquid chamber 1a to one-way pressure-resistant packing 6a, 6b
Prevents body leakage and allows one-way pressure-resistant packing 6a, 6b
From the first liquid chamber 1a to the first liquid chamber 1a. Unidirectional pressure resistance
Similarly, the packing 6b is also one-way pressure-resistant from the second liquid chamber 1b.
For preventing fluid leakage between the packings 6a and 6b.
Things. The pressure-resistant O-rings 7a and 7b are
Between the first and second liquid chambers 1a.
Pressure resistance from both directions (maximum receiving pressure of about 4
9MPa (500kg / cm Two )). Further, the piston device in the present embodiment
, The unidirectional pressure-resistant packing 6a of the clearance 5 and the pressure resistance
The space between the O-ring 7a and the clearance 5
First into the space between the pressure O-ring 7a and the pressure-resistant O-ring 7b
Pressure adjusting mechanism for introducing the fluid in the liquid chamber 1a while reducing the pressure in a stepwise manner.
The pressure regulating device 8 is provided. Further, this pressure adjusting device 8
Conversely, when the pressure in the first liquid chamber 1a is reduced,
Unidirectional pressure-resistant packing 6a and pressure-resistant O-ring 7a
And the pressure-resistant O-ring 7a of the clearance 5
The fluid in the space between the pressure O-ring 7b and the pressure
Is to escape. As shown in FIG. 2, the pressure adjusting device 8 has four
Check valves 9a, 9b, 9c, 9d are provided.
Check valves 9a, 9b, 9c, 9d
Check balls 10a, 10b, 10c as valve bodies,
10d and springs 11a, 11b, 11c, 11
d. The first liquid chamber 1a and check valve 9a
The passage 12a communicates with the passage 12a.
9MPa (400kg / cm Two ) Of the spring 11a
It is closed by the pressed check ball 10a. H
Check valve 9a and check valve 9b are connected to flow path 12b.
The flow path 12b has a pressing force of about 29 MPa.
(300kg / cm Two ) Spring 11b
Is closed by the check ball 10b. The check valve 9b and the check valve
The passage 9c is communicated with the passage 9c by the passage 12c.
Is a pressing force of about 1 MPa (10 kg / cm Two ) Spring
Closed by check ball 10c pressed by 11c
It is. Check valve 9c and check valve 9d
The passage 12d communicates with the passage 12d.
MPa (10 kg / cm Two ) Pressed by spring 11d
The check ball 10d is closed. Check
The valve 9d and the first liquid chamber 1a communicate with each other through a flow path 12e.
Is done. Further, the unidirectional pressure-resistant package of the clearance 5 is provided.
The space between the kin 6a and the pressure-resistant O-ring 7a and the check bar
The valve 9a is communicated with the lube 9a by a flow path 12f, and a clearance is provided.
5 between the pressure-resistant O-rings 7a and 7b
And the check valve 9b are communicated by a flow path 12g.
You. The check valve 9a and the check valve 9c are flow paths.
It is communicated by 12h. Next, the operation of the piston device having the above configuration will be described.
The description will be made with reference to FIGS. FIG.
Explanatory diagram showing the operation of the piston device at the time of pressurization, FIG.
Shows the operation of the piston device of FIG. 1 at the time of pressure reduction.
FIG. When the piston device is slid under pressure, the fluid line 4
The maximum rise pressure is about 98MPa (1000kg / cm
Two When oil as a fluid enters the first liquid chamber 1a,
The stone head 2 is pushed and the piston rod 3 moves the work.
The operation load is applied, and the pressure of the first liquid chamber 1a starts to increase.
The pressure of the first liquid chamber 1a is about 39 MPa (400 kg / cm
Two ), The spring 11a is connected to the spring 11a as shown in FIG.
About 39MPa (400kg / cm Two )
Check ball 10a is pushed, and oil flows through flow path 12a.
It flows into the check valve 9a. At the same time, the spring
About 29 MPa (300 kg / cm Two ) Press
The check ball 10b is also pushed and passes through the flow path 12b.
Then, the oil flows into the check valve 9b. The oil flowing into the check valve 9a is
12f, one-way pressure-resistant packing 6 of clearance 5
a into the space between the pressure-resistant O-ring 7a. This and
The check valve 9a and the one-way pressure-resistant packing 6
a in the space between the pressure-resistant O-ring 7a and the first liquid
The pressure of the spring 11a is about 39M from the pressure in the chamber 1a.
Pa (400 kg / cm Two ) Works only after subtracting)
You. The oil flowing into the check valve 9b is
2 g, withstand pressure O-ring 7 a of clearance 5 and withstand pressure
It flows into the space between the O-ring 7b. At this time,
Pressure valve 9b and withstand pressure O-ring 7a and withstand pressure O-ring
Pressure in the space between the check valve 9a
From the pressure of about 29 MPa (3
00kg / cm Two ) Works by subtracting). Further, oil flows into the check valve 9a.
The pressure inside the check valve 9a is about 59 MPa (600
kg / cm Two ), The check valve 9b
Pressure is about 29MPa (300kg / cm Two )
The pressing force of the pulling 11b is about 29 MPa (300 kg / c
m Two ) Is added and about 59 MPa (600 kg / c
m Two Press the check ball 10b with the pressing force
The valve 9b is closed. And the pressure in the first liquid chamber 1a.
Is about 98MPa (1000kg / cm Two ) Is reached
The pressure inside the check valve 9a is about 59 MPa (60
0kg / cm Two ), And the pressing force of the spring 11a is approximately
39MPa (400kg / cm Two ) Is added and about 9
8MPa (1000kg / cm Two Check by pressing force
Press the ball 10a and close the check valve 9a. On the other hand, the check valve 9d is connected to the first liquid chamber 1a.
98MPa (1000kg / cm Two ) Pressure and
The pressing force of the spring 11d is about 1 MPa (10 kg / cm
Two ), And the inside of the check valve 9a from the flow path 12d side.
About 59MPa (600kg / cm Two ) Under pressure
Therefore, the check ball 10d is approximately 40 MPa (410
kg / cm Two ) And closes the check valve 9d
ing. The check valve 9c is about 59 from the side of the flow path 12d.
MPa (600 kg / cm Two ) Pressure and spring 11
c of about 1 MPa (10 kg / cm Two )
Approximately 29 MPa (300 kg / cm Two )of
Check ball 10c is about 30MP
a (310 kg / cm Two ) Is pressed by the check valve
9c is closed. In such a state, each packing is received.
The one-way pressure-resistant packing 6 a is applied to the first liquid chamber 1.
a pressure of about 98MPa (1000kg / cm Two ) To
About 59 MPa (600 kg / cm
Two ), The balance is about 39 MPa (4
00kg / cm Two ) Pressure only. Similarly, withstand pressure
The O-ring 7a has a pressure of about 59 MPa (60
0kg / cm Two ) From the channel 12g side about 29MP
a (300 kg / cm Two ) To counter pressure.
About 29MPa (300kg / cm Two ) Pressure only
I can't. The pressure-resistant O-ring 7b has a pressure of about 2 on the side of the flow path 12g.
9MPa (300kg / cm Two ). Also, at the same time
Between each packing, ie, one-way pressure-resistant packing 6a
Withstand pressure O-ring 7a and withstand pressure O-ring 7a
Oil is supplied between the O-ring 7b and the O-ring 7b.
Therefore, the sliding surface does not run out of oil during this pressurized sliding. On the other hand, when the piston device slides under reduced pressure,
The oil is discharged from the first liquid chamber 1a through the first liquid chamber 1a.
The pressure of 1a begins to drop. When the pressure of the first liquid chamber 1a is about 5
8MPa (590kg / cm Two ), The sp
The pressing force of the ring 11d is about 1 MPa (10 kg / cm Two )
Is added to the pressure of about 59 MPa (600
kg / cm Two ), The check valve 9d opens
To release the pressure on the side of the flow path 12d. The pressure on the side of the flow path 12d is
About 28MPa (290kg / cm Two ),
Similarly, the check valve 9c is opened and the pressure on the side of the flow path 12c is
Let go. Thus, the reciprocating motion of the cylinder device is performed.
When the pressure in the first liquid chamber 1a increases again, the above operation is performed.
Repeated. In addition, when sliding under reduced pressure, the inside of the second liquid chamber 1b is
Pressure is sufficient to return the piston head 2.
Since high pressure is not applied to the one-way pressure
Do not use. Therefore, the pressure adjustment mechanism 8 in the present embodiment
Is a maximum rise pressure of about 98 MPa (1000 kg / c
m Two ) Is provided only on the first liquid chamber 1a side pressurized with oil.
It is not necessary to provide on the second liquid chamber 1b side. In this embodiment, the piston
Withstand pressure only from the direction of the first liquid chamber 1a outside the sliding surface of the pad 2
Since the one-way pressure-resistant packing 6a showing the property is used,
When the pressure in the first liquid chamber 1a decreases during the pressure reduction sliding,
Oil leaks from the directional pressure-resistant packing 6a to the first liquid chamber 1a.
Therefore, the flow path 12d does not need to pass through the check valve 9d.
Side pressure can be relieved. Conversely, check valve
9d, the one-way pressure-resistant packing 6a
Even if a normal packing such as the O-rings 7a and 7b is used,
Good. In the above description, the pressure regulating device 8
Although the structure is embedded in the piston head 2,
The pressure adjusting device 8 is unitized to form a pressure adjusting unit as shown in FIG.
It is also possible to use the unit 13. FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of a part A of FIG. 1 showing an embodiment. In FIG. 5, the pressure adjusting unit 13 is
Check valves 9a, 9b,
9c, 9d and flow paths 12a, 12b, 12c, 12
The unit including d, 12e, and 12h is unitized to reduce the outer diameter.
It is cylindrical and is attached to the piston head 2 by the assembling screw 16
It is made detachable. In addition, the pressure adjustment unit 13
On the outer periphery, flow paths 14a, 14b and O-rings 15a,
15b. The O-ring 15a communicates with the first liquid chamber 1a.
This is for blocking the road 14a. O-ring 15
b is for shutting off the flow path 14a and the flow path 14b
It is. The flow paths 14a and 14b are
It is formed so as to surround the outer circumference, and
Check valve 9a, check valve 9a, 9
This is a fluid passage for communicating b. The flow path 14
a, 14b are the pressure adjusting units 13 by the assembling screws 16;
From the width of each of the flow paths 12f and 12g in the screwing direction
Is also widely formed. Thereby, the pressure regulation unit 13
Pressure adjusting unit when
No matter which direction the 13 is facing, some misalignment
Even if there is, the flow path 12a and the flow path 12f, and the flow path 14b and the flow path
12g are communicated with each other. As described above, the pressure adjusting device 8 is detachably attached to the unit.
By adjusting the pressure adjusting unit 13 to
The manufacture and processing of the seal structure becomes easy, and economical and general
Advantages such as usability are also obtained. In the example shown in FIG.
, The pressure adjustment unit 13 has a piston
It is attached to the head 2, but it also has a flange etc.
It is also possible to use and attach. In the description of the present embodiment, the pressure regulation
Check mechanism 10a-10d and spring
Check valves 9a to 9d using 11a to 11d
The pressure regulating mechanism is generally used as an example.
Can be replaced with the one used for fluid pressure adjustment
Noh. For example, combining a conical valve with a spring
That regulates pressure in proportion to the piston pressure receiving area
And any of those by adjusting the spring pressure
It is possible to do. Among them, compared to the piston pressure receiving area
For example, if a pressure regulator is used, it will be proportional to the pressure of the liquid chamber.
And depressurize to exert the function of the seal structure of the present invention.
It is possible. The seal structure of the present invention as described above has a thrust
For a cylinder device that operates at thousands or tens of thousands tons
Even if the distance between the piston and cylinder is very small,
Between the pressure-resistant packing 6a and the pressure-resistant O-ring 7a, the pressure-resistant O-ring
7a and withstand voltage O-ring 7b, one direction with withstand voltage O-ring 7b
The space volume between the pressure-resistant packings 6b is very small.
Therefore, the pressure regulation mechanism can be made small and unitized.
In this case, the assembling work can be easily performed. In this embodiment, the cylinder 2 is
Single cylinder double acting cylinder with high pressure in the first liquid chamber 1a
Although the operation at the time is described, the first liquid chamber 1a and the
For civil engineering to operate each of the second and first liquid chambers 1b at high pressure
It can also be applied to piston devices such as hydraulic heavy machinery.
You. FIG. 6 shows a piston for operating the present invention bidirectionally at high pressure.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example applied to an apparatus, and FIG.
FIG. 4 is a detailed view showing the same configuration as that shown in FIGS.
Are denoted by common reference numerals. The piston device shown in FIG.
Pressure-resistant packing 6a, pressure-resistant O-rings 7a and 7b, and pressure regulation
The device 8 is connected to the first sliding part between the cylinder 1 and the piston head 2.
Not only in the first liquid chamber 1a but also in the second liquid chamber 1b
It is a digit. The cylinder 1 and the piston rod 3
Similarly, the one-way pressure-resistant packing 6 shown in FIG.
a, the pressure-resistant O-rings 7a and 7b and the pressure regulator 8
It is provided as shown in FIG. Cylinder 1 and piston
The pressure adjusting device 8 of the sliding part with the rod 3 is
Unidirectional pressure-resistant packing with clearance 5a from ton rod 3
Between the housing 6a and the pressure-resistant O-ring 7a, and clear
Of the pressure-resistant O-rings 7a and 7b of the lance 5a
The fluid in the second liquid chamber 1b is decompressed stepwise to the space between
Is what you enter. Thus, the second liquid chamber 1b operates at a high pressure.
When working, the cylinder 1 facing the second liquid chamber 1b and the piston
Sliding surface with the piston head 2 and the cylinder 1 and piston lock
One-way pressure-resistant packing 6a for each sliding surface with
Pressure received by pressure O-ring 7a and pressure-resistant O-ring 7b
Is reduced by the operation of the pressure adjusting device 8 as described above.
Therefore, the second liquid chamber 1b is connected to each packing (one-way pressure-resistant packing).
Or higher than the pressure resistance of the packing 6a and the pressure-resistant O-rings 7a, 7b).
Even if pressurized with the pressure of
Pressure less than the withstand pressure of the
High-pressure fluid is introduced into the first liquid chamber 1a and the second liquid chamber 1b, respectively.
And the piston device can operate stably. Further, the pressure adjusting device 8 in the present embodiment
For pistons, cylinders, rods, etc. that slide under fluid pressure
However, the present invention can be applied to a single cylinder double acting type or a ram type. FIG.
Is an outline showing an example in which the present invention is applied to a ram-type piston device.
FIG. 9 is a detailed view of a portion C in FIG. The ram type piston device shown in FIG.
Fixed to the upper part of the support / slide shaft 22 on the base plate 21.
A ram cylinder 24 integrated with the fixed beam 23,
A ram piston 25 that slides facing the ram cylinder 24
It is constituted by and. The ram piston 25 has a support
A movable beam 26 that slides up and down along a slide shaft 22
Is fixed. The movable beam 26 is connected to the ram cylinder 24 and the ram
Connected to cylinder chamber 27 formed between piston 25
By introducing high pressure fluid into the fluid line 28
Work material descended and placed on the fixed base plate 21
Press (not shown). In addition, the movable beam 26 and the fixed base
The movable beam 26 is raised between the source plate 21 and the base plate 21.
Piston device 29 is provided. As shown in FIG. 9, the ram cylinder 24
As shown in FIG.
Pressure packing 6a, pressure-resistant O-rings 7a, 7b and pressure regulating unit
A knit 30 is provided. The pressure adjustment unit 30 is
The fluid introduced from the cylinder chamber 27 via the flow path 31 is
Clearance between ram cylinder 24 and ram piston 25
5b between the unidirectional pressure-resistant packing 6a and the pressure-resistant O-ring 7a.
The space between them and the pressure-resistant O-ring 7a of the clearance 5b
Into the space between the pressure-resistant O-ring 7b
This is a unitized pressure adjustment mechanism. Channel 12
f, 12 g, 31 ram cylinder 24 and pressure regulating unit 3
0, the respective flow paths 12f, 12g, 3
O-rings 32a, 32a to prevent fluid leakage from
b, 32c are provided. Even in such a configuration, the cylinder chamber 2
Each packing (one-way pressure-resistant packing 6a and pressure-resistant packing
High pressure fluid is introduced at a pressure higher than the pressure resistance of the O-rings 7a, 7b).
When it enters, it passes through the clearance 5b from the cylinder chamber 27.
Is introduced by the action of the pressure regulating unit 30
The pressure is reduced stepwise, and the one-way pressure-resistant packing 6a and the pressure-resistant O phosphorus
And the pressure-resistant O-ring 7a and the pressure-resistant O-ring.
To the space between the ring 7b. Therefore,
As with, each packing only has a pressure less than
High-pressure fluid in the cylinder chamber 27
And stable operation of the piston device is possible. According to the present invention, the following effects can be obtained.
Can be. (1) Clear between cylinder and piston
Multiple packings to seal the lance on the sliding surface of the piston
And a cylinder between the multiple packings
A pressure regulation mechanism is provided to introduce and reduce the pressure of the fluid in the room in stages.
The packing between the cylinder and the piston
The pressure difference between the clearances on both sides of the
Even if the piston is operated at a pressure higher than the pressure
The deformation of the packing causes the clearer between the cylinder and piston.
It does not get inside the dance. Also, juxtaposed
Fluid is supplied between multiple packings,
Gasket comes in close contact with the cylinder and runs out of fluid on the sliding surface.
Never wake up. Therefore, heat and wear of the sliding part
Generation is prevented and the piston operates stably even under high pressure.
Becomes possible. (2) The pressure adjusting mechanism is further provided in the cylinder chamber.
Between the multiple packings arranged side by side when the pressure of
By discharging the body, the pressure in the first liquid chamber is reduced.
Is introduced between the multiple packings
Pressure can be released, and packing can be performed during pressure reduction.
Pressure acting on the piston
Pressure sliding can be performed more smoothly. (3) Rubber or elastic as packing
By using a toma type, rubber elasticity
To securely close the clearance between the cylinder and piston.
And leakage of fluid can be prevented. (4) Whether the packing is between a plurality of packings
Decompression by providing a function that allows fluid leakage
In some cases, fluid leaks from between multiple packings and
Increased pressure introduced between the multiple packings
Release and make the piston slide smoothly under reduced pressure.
It becomes possible.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施の形態におけるピストン装置の
構成を示す概略図である。 【図2】 図1のA部詳細図である。 【図3】 図1のピストン装置の加圧時における動作を
示す説明図である。 【図4】 図1のピストン装置の減圧時における動作を
示す説明図である。 【図5】 本発明の別の実施の形態を示す図1のA部詳
細図である。 【図6】 本発明を双方向に高圧で動作させるピストン
装置に適用した例を示す概略構成図である。 【図7】 図6のB部詳細図である。 【図8】 本発明をラム型ピストン装置へ適用した例を
示す概略構成図である。 【図9】 図8のC部詳細図である。 【符号の説明】 1 シリンダ 1a 第1液室 1b 第2液室 2,2a ピストン 3 ロッド 4a,4b 流体ライン 5 クリアランス 6a,6b,6c 一方向耐圧パッキン 7a,7b 耐圧Oリング 8 調圧装置 9a,9b,9c,9d チェックバルブ 10a,10b,10c,10d チェックボール 11a,11b,11c,11d スプリング 12a〜12h 流路 13 調圧ユニット 14a,14b 流路 15a,15b Oリング 16 組付ネジ 21 固定ベースプレート 22 支柱兼スライド軸 23 固定梁 24 ラムシリンダ 25 ラムピストン 26 可動梁 27 シリンダ室 28 流体ライン 29 上昇用ピストン装置 30 調圧ユニット 31 流路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a piston device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of a portion A in FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing an operation of the piston device of FIG. 1 at the time of pressurization. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the piston device of FIG. 1 at the time of pressure reduction. FIG. 5 is a detailed view of a part A of FIG. 1 showing another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example in which the present invention is applied to a piston device that operates bidirectionally at a high pressure. FIG. 7 is a detailed view of a portion B in FIG. 6; FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example in which the present invention is applied to a ram-type piston device. 9 is a detailed view of a part C in FIG. [Description of Signs] 1 Cylinder 1a First liquid chamber 1b Second liquid chamber 2, 2a Piston 3 Rod 4a, 4b Fluid line 5 Clearance 6a, 6b, 6c Unidirectional pressure-resistant packing 7a, 7b Pressure-resistant O-ring 8 Pressure regulator 9a , 9b, 9c, 9d Check valves 10a, 10b, 10c, 10d Check balls 11a, 11b, 11c, 11d Springs 12a to 12h Flow paths 13 Pressure regulating units 14a, 14b Flow paths 15a, 15b O-ring 16 Assembly screw 21 Fixation Base plate 22 Support / slide shaft 23 Fixed beam 24 Ram cylinder 25 Ram piston 26 Movable beam 27 Cylinder chamber 28 Fluid line 29 Piston device 30 for ascending 30 Pressure regulating unit 31 Flow path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−164597(JP,A) 特開 平11−166510(JP,A) 特開 平7−224806(JP,A) 特開 昭60−245876(JP,A) 実開 昭63−75603(JP,U) 実開 平3−107571(JP,U) 実開 昭61−81061(JP,U) 実開 昭62−155932(JP,U) 実開 昭61−88072(JP,U) 実開 昭58−19164(JP,U) 実開 昭58−2348(JP,U) 実開 昭57−49902(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F15B 15/14 345 F16J 9/12 F16J 10/00 F16J 15/16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-3-164597 (JP, A) JP-A-11-166510 (JP, A) JP-A-7-224806 (JP, A) JP-A-60-1985 245876 (JP, A) Fully open 1988-75603 (JP, U) Fully open 3-107571 (JP, U) Fully open 1986-81061 (JP, U) Fully open, 62-155592 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 61-88072 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 58-19164 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 58-2348 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 57-49902 (JP, U) (58) (Int.Cl. 7 , DB name) F15B 15/14 345 F16J 9/12 F16J 10/00 F16J 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 シリンダと、同シリンダと対峙して摺動
するピストンとを備え、前記シリンダとピストンとの間
に形成されるシリンダ室を流体により加圧して仕事を得
るピストン装置のシール構造であって、前記シリンダと
ピストンとの間のクリアランスを塞ぐゴム系またはエラ
ストマ系のパッキンを前記シリンダとピストンとの摺動
面に複数条並設し、 前記シリンダ内の流体が加圧されたとき、加圧された前
記シリンダ室内の流体を段階的に減圧して、前記パッキ
ンで区画された複数の前記クリアランスのうち前記シリ
ンダ室近くに位置する前記クリアランスから遠くに位置
する前記クリアランスに対して順番に前記段階的に減圧
した流体を導入する調圧機構を設け、 さらに、前記調圧機構は、前記シリンダ室内の流体が減
圧されたとき、複数の前記クリアランス内の流体を前記
シリンダ室内へ排出するものであることを特徴とするピ
ストン装置のシール構造。
(57) [Claim 1] A cylinder, and a piston slidably opposed to the cylinder, and a cylinder chamber formed between the cylinder and the piston is pressurized with a fluid. A seal structure for a piston device that obtains a job, wherein the rubber or rubber seals a clearance between the cylinder and the piston.
A plurality of stoma-based packings are arranged in parallel on the sliding surface between the cylinder and the piston, and when the fluid in the cylinder is pressurized, the pressurized fluid in the cylinder chamber is depressurized stepwise, Among the plurality of clearances defined by the packing, the pressure is reduced stepwise in order to the clearance located far from the clearance located near the cylinder chamber.
The pressure regulating mechanism for introducing the fluid is provided, further, the pressure regulating mechanism, characterized in that when said cylinder chamber of the fluid is decompressed, and discharges the fluid in a plurality of said clearance to the cylinder chamber The seal structure of the piston device.
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