JPH01193468A - 流体シール装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、流体の漏れを防止する流体シール装置）こ関
する。

（従来の技術） 往徨動式の気体圧縮機等におけるシリンダーピストン系
にはシリンダ内の作動流体の外部への漏れを防止するた
めの手段として、ピストンリング。

パツキンシールといったシール装置が設けられている。

これらのシール装置は、適用する機械の仕様、用途Ｉこ
応じて種々選択される。例えば、自動車用エンジンのよ
うｌこ比較的高速で摩擦損失を小さくする必要があるも
のではピストンリングが多く使用され、比較的低速で摩
擦損失が大きくなっても流体の絶対的な漏れを最小限に
少なくしだい場合には、いわゆるＵパツキン■パツキン
といった型のシールが用いられる。また、特に摩擦損失
を小さくしたい場合には非接触の往復動式ラビリンスパ
ツキンを用いた機械もある。

（発明が解決しようとする課題） このようなシール装置はシール性能、耐久性。

摩擦損失などの緒特性を考えると一長一短があり、上述
のように用途−こ応じて種々選択されているが特に、ラ
ビリンスパツキンでは常に非接触状態Ｉこ保つため、ピ
ストンの運動を高精度Ｉこ管理しなければならないとい
う欠点がある。このことは漏れを小さくしようとすると
さらに厳しくなるため、おのずから限皆があった。

したがうて、本発明はピストンの運動を特に高精度に保
つ必要もなく、しかも摩擦損失の小さいシール装置を提
供することにあ−る。

〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明はシリンダとピストンの間ｌこ位置するように、
上記シリンダまたはピストンのいずれか一方に円筒状の
リングを装着し、このリング擾こ対して相対運動する上
記シリンダまたはピストンと向いあう上記リングの表面
にｌまたは複数の溝を周方向に設けたことを特做とする
流体シール装置である。

（作用） 円筒状のリングｌこ設けられた溝がラビリンス効果を発
揮し、シリンダ内の流体の漏れをおさえる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本実施例を示す断面図である。シリンダ＋１）の内
部にはシリンダ＜１）軸に沿って往復動するピストン（
２１が設けられている。このピストン（２１は先端側ピ
ストン（３）とクランク機構（図示せず）など外部機構
を接続するプッシーロブド（４）と一体となったロッド
側ピストン（５）の２分割にされている。また、このピ
ストン（２）の両端部にはシリンダ＋１）内壁に沿って
摺動し、ピストン（２）の運動をガイドするガイドリン
グ（６）　、　（７）が設けられている。さらに、これ
らガイドリング＋８１　、　（７１の間には円筒状のリ
ング（８）が装着されている。ピストン（２）はこのリ
ング（８）を装着するためｌこ２分割されている。なお
、このリング（８）はピストン（２）に対して完全に固
定されるのではなく、半径方向、軸方向共醗こ多少の自
由度があるよう憂こ装着される。

第２図はリング（８）を拡大した部分断面図である。

リング（８）の両端部の外径はシリンダ（１）の内径と
適正な公差を持って同一となって、リング（８）がシリ
ンダ（１）内壁に沿って摺動するためのガイド部（１（
Ｈこなっている。さらｌこ、このガイド部αＱの間に位
置し、このリング（８）と相対運動するシリンダ（１１
と向いあう面には複数の溝αυが設けられている。なお
本実施例では溝αによって形成される突起部ｔｉｚの外
径はシリンダ（１１の内径より小さく設定されているが
、必ずしもその必要はなくシリンダ（１１内径と同程度
でもよい。

なお、リング（８）の材質は油・グリースなどでの潤滑
が可能であれば金属でもかまわないが、耐摩耗性を考慮
する呂自己潤滑性を有する樹脂ｌこするのが好ましい。

特に無潤滑で使用する場合には、ＦＴＦＢ複合材、ポリ
イミド等の樹脂材料を用いるのがよい。

次Ｉこ本実施例の作用について説明する。ピストン（２
）はガイドリング＋６＋　、　（７目ご案内されてシリ
ンダ（１１内を往復動するが、シリンダ（１）内の流体
の漏れはリング（８）Ｉこよって防止される。すなわち
、シリンダ（１）とリング（８）との間では液体はシー
ル作用のないガイド部Ｑ（Ｉを通り複数の溝αυが設け
られた領域を通過しようとするが、このガイド部αりの
間の領域では複数の溝＋１１１によってラビリンス効果
が発生し、流体の漏れが防止される。ここでのシール性
能は通常の往復動式のラビリンスパツキンと同等である
。また、ピストン（２）とリング（８）との間を通過し
ようとする流体は、リング（８）の一端四部ｌこよって
シールされる。この四部は流体の圧力作用によって、リ
ング（８）がシリンダ（１）外部側Ｉこ押さｎることに
よって形成される。

以上のようＩこ本実施例はシール作用を発揮するが、ピ
ストンリングなどのようにテンシｌンリングを設けて摺
動部を相手面に押付けたりすることがないので摩擦損失
の極めて小さい構成となっている。また、リング（８）
はピストン（２）ｃこ対して半径方向、軸方向に自由度
があるので、ピストン（２）ＩＣ横荷重が負荷してもリ
ング（８）には何ら影響はない。

このため、リング（８）のガイド部（ＩＱのような摺動
部の摩擦はガイドリング（６）　、　（７）と比較して
極めて小さくなる。さらｌこけ、ガイドリング＋６）　
、　（７）の摩耗が進行し、ピストン（２１の運動精度
が悪化したとしでも、リング（８）は上述の理由でピス
トン（２）とは独立してシリンダｆｉｌ内壁ｌこ沿って
運動するのでシール性能ｌこ悪影響が生じることはない
。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。

第３図はリング（８）に対するピストン（２）の対向面
ｌこ周方向ｌこ複数の溝（２１）を設けたものである。

このことによりで、リング（８）とピストン（２）の間
を通過しようとする流体は（５）部だけでなく、この溝
＠）列のラビリンス効果によってシールされる。

また、第４図は第３図に示した溝（２１）をリング（８
）側憂こ設けた場合の例である。この場合も第３図に示
した例と同様な効果が発揮される。さらに、第５図はリ
ング（８）の（５）部ｌこ溝（３）を設はラビリンスパ
ツキンを形成した例である。これはリング（８）の両端
に設けるのが好ましい。本例ではピストン（２）ｌこも
溝（３））を設け、それぞれの溝（３１）、（（２）に
よって形成される突起部を入り組ませた構成ｌこなって
いるが、ピストン（２）側、リング（８）側いずれか一
方を平面としたものでもよい。なお、第３図〜第５図の
例をすべて採り入れた構成であってもよいことは言うま
でもない。さらに、リング（８）、溝Ｉ。

（２１）、（３１）、（３２）等の寸法、形状は図面に
て示したものだけでなく、適当な形状に設計変更可能で
ある。

さらに、他の実施例として第６図に示すようｌこリング
（８）をシリンダ（１）＃こ装着してもかまわず、第１
図の場合を同じ効果が得られる。また、この場合でも第
３図〜第５図に示したような例が当然適用できる。

〔発明の効果〕

本発明−こよれば簡便な構造によって、ピストン−シリ
ンダの相対運動を高精度に維持する必要なく、シかも摩
擦損失の少ないシール装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

の実施例を示す部分断面図、第６図は他の実施例を示す
断面図である。 １・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・先端側
ピストン、４・・・プッシェロツド、５・・・ロッド側
ピストン、６，７・・・ガイドリング、８・・・円筒状
のリング、１０・・・ガイド部、１１・・・溝、１２・
・・突起部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに相対運動するシリンダとピストンのいずれ
   か一方に上記シリンダとピストンとの間に位置するよう
   に円筒状のリングを装着し、このリングに対して相対運
   動する上記シリンダまたはピストンと向いあう上記リン
   グの表面に少なくともひとつの溝を周方向に設けたこと
   を特徴とする流体シール装置。
2. （２）互いに相対運動するシリンダとピストンのいずれ
   か一方に上記シリンダとピストンとの間に位置するよう
   に円筒状のリングを装着し、このリングが装着された上
   記シリンダまたはピストンと向いあう上記リングの表面
   に少なくともひとつの溝を周方向に設けたことを特徴と
   する流体シール装置。
3. （３）互いに相対運動するシリンダとピストンのいずれ
   か一方に、上記シリンダとピストンとの間に位置するよ
   うに円筒状のリングを装着するとともに、このリングと
   向いあう上記シリンダまたはピストンの表面に少なくと
   もひとつの溝を周方向に設けたことを特徴とする流体シ
   ール装置。