JPH01315678A - 高圧シール - 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ｊ 本発明は高圧シールに係わり、特に、数千ｋｇ／ｃｖａ
２にも及ぶ超高圧流体を発生するプランジャ型ポンプに
好適に使用できるプランジャの高圧シールに関する。

［従来の技術］ 従来、圧力流体をシール（封止）する手段として、セル
フシール形のシールとゲランドパ・ｌキン形のシールと
が知られる。第９図は前者セルフシール形のシールの装
袴槙断面図を示す。このシールには主にＵ形又はＶ形の
リップパツキンが用いらｔ仁、す、ノブ部が押し潰され
ることにより初期締めｆすけ力が得るようになっている
。これに更に流体圧が加わることにより、シール面に更
に接触圧が生じ、高圧流体を適度にシールする（例えば
。

実公昭６０−４０９３８号参照）。尚１図示しないが、
後者ダランドパッキン形のシールは低圧側からパ・ｌキ
ンを圧縮することにより、シール面への接触圧を得てシ
ールする構成である。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のシールは耐高圧性及び耐４’
　Ｑｒ性の点で次に掲げる問題がある。ｌｌｉｉ行七ノ
ｌフシール形のシールのリップパフキン（シリツブ部で
シールを行っているが、流体が水である場合、ａ滑膜が
切れ易く、この結果、リップ部が早期摩耗を起こしてし
まうという不都Ｃがある。即ち、シール面への接触圧が
得られなくなり、Ｆｉ！、期に７ド漏れを生じてしまう
という欠点がある。更に。

比較的柔らかい材質をシール材として使用するため、高
圧時１間隙からシールがはみ出してしまう等の不都合ら
ある。他方、後者グランドパツキン形はシール可能王力
が／−ルの締め付はトルクに比例するという構成である
ため、数千ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ　”もの高圧を得よう
とすると、こｔＬに見合う大きな締め付はトルクを付与
しなければならない。しかしながら、シール及びプラン
ジャの構成並びに締めつけ装置等の点から、むやみに、
また実際上、大きな締め付はトルクを付与することが困
難である。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、耐高圧ｔ１及び
長寿命の高圧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］ 上記目的を達成するために１本発明に係わる高圧シール
は、毫２図に基＝／き説明すれば、シリンダ内で往復運
動を行うことにより高圧流体を発生せしめるプランジャ
の外接シールリングにおいて、前記シリンダとプランジ
ャとの間に前記外接シールリングを固設するために設け
た空間、Ｌ−１この空間内に高圧側から低圧側へ順に、
断面彩状が略喫彩の弾性リング３．この弾性リング３の
低圧側の両楔面１３，１４を挟持する２個の弾性シール
リング４ａ、４ｂ及びこの弾性シールリングの１個４１
）に背設する支持リング５からなる前記外接シールリン
グと、支持リング５に背接し、かメツ。

前記外接シールリングに緊迫力を与えるための調整リン
グ６とを備え、この調整リング６を調整することにより
、前記外接シールリングを前記シリンダとプランジャと
に圧接して高圧流体をシールする構成とした。更に、第
３図に示すように、支持リング５に背設される弾性シー
ルリングが２個の弾性シールリング４ａ、４ｂである構
成の高圧シールであってもよい。また、第７図及び第８
図に示すように、上記構成の高圧シールにおいて。

支持リング５とＦｌｌクリング６の間に、シリンダの内
周とプランジャ７の外周との／−メアイ公差を厳しくし
た円筒リング９を追設した構成の高圧シールであっても
よい。

［（’Ｉｉ用１ 本発明の構成によれば１弾性リング４ｂのプランジャ側
弾性リング４ａのシリンダ側及び楔面がシール面を形成
する。このシール面の接触圧は。

調整リング６の調整により生ずる。即ち、７Ａ整リング
６を締め付けることにより、この締め付は力が支持リン
グ５と、２個の弾性リング４ａ、４１Ｊとを介して略喫
彩弾性リンダ３に伝えられる。このとき、２個の弾性リ
ング４ａ、４ｂと９弾性リング３とが横面で接触してい
るため、Ｉ効果が生じ９弾性りンダ４１）のシール面が
プランジャ７に弾性リング４ａのシール面がシリンダに
圧接するようになり、流体を適宜にシールすることが可
能どなる。尚、請求項３の構成であれば、支持リング５
が低圧側へはみ出すことを防止することができる。詳し
くは、　Ｊｌ請求項及び１ｎ求項２の構成だけでは、調
整リング６を調整するとき、Ｒ整すング６が偏心するこ
とが多々ある。このような場合、支持リング５の低圧側
において、Ｆ１９リング６の内周面とプランジャ７の外
周面との間隙が不均一になり、この結果、支持リング５
が低圧側へはみ出すことになる。請求項３の構成であれ
ば、支持リング５と調整リング６との間に、シリンダの
内周とプランジャ７の外周とのハメアイ公差を厳しくし
た円面リング９を追設した構成であるため、調整リング
６を調整しても、少なくとも円筒リング９の内周とプラ
ンジャの外周部との間隙は均一・となり、この結果１円
筒リング９の高圧側に備えられた支持リング５が低圧側
へはみ出してしまうことはなくなる。

［実施例ｊ 本発明に係わる実施例を図面を参照し、以下説明する。

第１図及び第２図は請求ｆｒ４１の実施例を示す図、第
３図は請求項２の実施例を示す図、第１図は請求項１の
実施例の効果を示す特性グラフ、第５図は請求項２の実
施例の効果を示す特性グラフ、第６図及び第７図は請求
項３の第１実施例を示す図、第８図は請求ｒｉ　３の第
２実施例を示す図、そして７４１０図は実施例との比較
のための従来のセルフシール形でＶ形のリップμ・１キ
ンの構成における効果を示す特性グラフである。

１ぎ求項ｌの実施例は第１図と第２図とで示される。第
２図は第１図の１１部の部分拡大図である。部材２は金
属製の円筒リングである。この円筒リング２の低圧側の
面１２にはゴム製であって。

かつ、断面形状が略喫形の弾性リング３が装着されてい
る。このＩ３模形の弾性リング３の低圧側は断面形状が
略楔状の面１３，１４となっており。

面１３のシリンダｌ側には断面形状が略三角形の弾性シ
ールリング４ａが装着されている。他方。

血１４のプランジャ７側には断面形状が略台形の弾性シ
ールリング４ｂが装着されている。後行弾性シールリン
グ４ｂはプランジャ７の面２０でプランジャ７と密杵す
ると共に、その低圧側の而１５で樹脂製の支持リング５
に背設さｊしている。プランジャの外接シールリングは
１以上の通り９弾性リング３９弾性シールリング４ａ、
４ｔ）及び支持リング５で構成されている。前記支持リ
ング５は、その低圧側の面１６において、金属製の調整
リング６により支持されＣいる。更に、これら調整リン
グ６と前記外接シールリングとはシリンダ１とプランジ
ｖ７との間の設けらｔした空間に固設されて高圧シール
を形成している。尚、この実施例において、高圧シール
を固設するための空間は、スヘーサ８及び円筒り／グ２
をシリンダｌの高圧側内壁に装着すること：こより設け
られているが、シリンダ１の内壁に直接凹部を設けるこ
とによっても得ることができる。円節リング２は高圧シ
ールの機能上、基本的に役目を持たない。この円筒リン
グ２は高圧シールを取り外しに有効である。即ち、低圧
側より引っ掛は治具などを挿入し。

この円筒リング２に当てて引くと、高圧シールを容易に
取り外すことができる。逆に高圧シールの損込みは、低
圧側から外接シールリングを挿入し、次に支持リング５
を入れ、最後に、、ｌ！Ｉ整リング６を組み込むことに
よ１１できる。詳しくは、調整リング６を回すことによ
り、その力は、支持リング５を経て１弾性シールリンダ
４ａ、４ｈ及び弾性リング３に伝えられる。この時９弾
性シールリング４ａ、４ｂと弾性リング３との間に喫ｆ
ｖ用が生じて弾性シールリング４ａ、４ｂはそれぞれの
シール面１０．２０に押し付けられ、初期接触圧を得る
ことができる。更に流体圧が空隙、へ室、Ｂ室に加わる
ことにより、略模形の弾性リング３が更に圧縮さ！し１
弾性シールリンダ４ａ、４ｈに力を伝え、より好適なシ
ール効果を奏する。尚、支持リング５は弾性シールリン
グ４１〕より高い降伏強度をＩ！えているため、高圧発
生時の弾性シールリング４１】の低圧側へのはみ出しを
防止することができる。仮に、長時間のｆヤ動により９
弾性シールリング４ｂのシール面２０が掌耗し、初期接
触圧が得られなくなり漏れを生じても、Ｊ！＋整リシリ
ング６外部ネジ部）を再度回して増し締めすることによ
り、初期接触１王を回復することができる。つまり、シ
ール効果らまた回復する。

請求項２の実施例は第３図で示される。この実施例は、
上記請求項１の実施例との違いで説明する。尚、この実
施例と上記実施例とで示す図番は同一部位については同
一の図番を付しである。即ち、共に弾性シールリング４
ａ、４ｂが略吹形の弾性リング３の両横面１３，１４を
挟持することに変わりは無い。しかしながら９本実施例
では。

これら弾性シールリング４ａ、４１）の断面形状は、上
記実施例と異なり、共に略台形のものである。′）まり
、密η面Ｉ７に対し、互いに対象となって略喫形弾性リ
ング３の横面１３，１４を挟持するように配置されてい
る。これら実施例の効果を、その実験値（第４図及び第
５図）と、従来の構成（セルフシール形のｖ彩り７プパ
ツキン）の実験値（第１０図）との比較して述べる。結
論を先ず述べれば、これらの特性グラフ（第４図、第５
図、第１θ図）から分かるように１本発明の高圧シール
は従来のシールに比較して略１０倍の寿命を備えている
。詳しくは、請求１ｉ（１の実施例の特性グラフ（第４
図）と、請求項２の実施例の特性グラフ（第５図）とに
見られるように、これら実施例によれば、高圧シールか
らの高圧流体の漏れ値の増加に対し、調整リング６の増
し締めが有効にシール面１０．２０の接触圧を回復せし
めることが分かる。例えば、こ＃Ｌらは５００時間を越
えてもシール効果は持続している。これに対し、従来の
構成は、第１０図に見られるように、３０００　ｋｇ／
ｃｏ＋２のような高圧下の場合、シール効果を早期に失
う。また、たとえ増し締めを行っても短時間でシール効
果が失われてしまうことがわかる。

次に請求項３の発明の実施例について述べる。

第１実施例は第６図及びその部分拡大図である第７図に
示される。これは、上記請求項１の実施例の高圧シール
のＨＡ成（第１図及び第２図）において、第６図及び第
７図に示すように、支持リング５と調整リング６との間
に、シリンダの内周とプランジャ７の外周とのハメアイ
公差を厳しくした円筒リング９を追設した構成の高圧シ
ールである。第２実施例は第８図に示される。これも上
記第１実施例と同様に、上記請求項２の実施例の高圧７
・−ルの構成（第３図）において、第８図の部分拡大図
に示すように、支持リング５と調整リング６との間に、
シリンダの内周とプランジャ７の外周とのハメアイ公差
を厳しくした円筒リング９を追設した構成の高圧シール
である。

これら請求項３の？Ｊ１実施例及び第２実施例によれば
、支持リング５が低圧側へはみ出すことをを防止するこ
とができる。即ち、ＪＷ求項！及び請求項２の構成だけ
では、′Ｐ４整リシリング６整するとき、５１！ｌ整リ
ング６が偏心することが多々ある。

これは、支持リング５の低圧側において、２１！ｌ整リ
ング６の内周面とプランジャ７の外周面との間隙に不均
一をもたらす。この結果、支持リング５が低圧側へはみ
出すことになる。しかるに、これら実施例においては、
支持リング５と調整リング６との間に、シリンダの内周
とプランジャ７の外周とのハメアイ公差を厳しくした円
筒リング９を追設した構成であるため、８ｗ１リング６
を調整しても、少なくとも円筒リング９の内周とプラン
ジャの外周部との間隙は均一であり、この結果９円筒リ
ング９の高圧側に備えられた支持リング５が低圧側へは
み出すことはなくなる。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によれば、従来のシールに
おける耐高圧性及び耐寿命性の不足も解決することがで
きる。実施例の実測結果データに見られる通り本発明の
高圧シールにおいては従来のシールに比較し略１０倍の
耐寿命性がある。そしてこのことは耐高圧性に６優れて
いることを示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は請：Ｆｃ頃ｌの発明の実施例を示す
図であって、第１図は全体図、第２図は第１図のＰ１部
詳細図 第３図は＆ＩＩ求項２の発明の実施例を示す図第４図は
請求項１の発明の実施例の効果を示す特性グラフ 第５図は請求項２の発明の実施例の効果を示す特性グラ
フ 第６図及び第７図は請求項３の発明の第１実施例を示す
図であって、第６図は全体図、第７図は第６図のＰ２２
部詳細 第８図は請求項３の発明の第２実施例を示す間第９図は
従来のセルフシール形のｖ形のリップμ・Ｉキンの主要
部を示す図 第１ＯｔＸＪは実施例との比較のための従来のセルフシ
ール形でＶ形のリップパツキンの構成における効果を示
す特性グラフ ト・・シリンダ ３・・・略吹形の弾性リング ４ａ、４ｂ・・弾性シールリング ５・・・支持リング ６・・・調整リング ７・・・プランジャ ９・・・円筒リング １３．１４・命・楔面 特許出願人　株式会社小松製作所 第１図 第　２　図　　　　　　　Ｐ１部詳細 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内で往復運動を行うことにより高圧流体
   を発生せしめるプランジャの外接シールリングにおいて
   、前記シリンダとプランジャとの間に前記外接シールリ
   ングを固設するために設けた空間と、この空間内に高圧
   側から低圧側へ順に、断面形状が略楔形の弾性リング３
   、この弾性リング３の低圧側の両楔面１３、１４を挟持
   する２個の弾性シールリング４ａ、４ｂ及びこの弾性シ
   ールリングの１個４ｂに背設する支持リング５からなる
   前記外接シールリングと、支持リング５に背接し、かつ
   、前記外接シールリングに緊迫力を与えるための調整リ
   ング６とを備え、この調整リング６を調整することによ
   り前記外接シールリングを前記シリンダとプランジャと
   に圧接して高圧流体をシールしたことを特徴とする高圧
   シール。
2. （２）支持リング５に背設される弾性シールリングが２
   個の弾性シールリング４ａ、４ｂである請求１記載の高
   圧シール。
3. （３）請求項１又は請求項２記載の高圧シールにおいて
   、支持リング５と調整リング６との間に、シリンダの内
   周とプランジャ７の外周とのハメアイ公差を厳しくした
   円筒リング９を追設した構成を特徴とする高圧シール。