JPH044364A - 摺動機構のシール構造 - 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］ 本発明は、圧縮機、ポンプ等のレシプロ式の機器におけ
るピストンとシリンダーとの間をシールしたり、回転機
器の回転軸と軸受部の摺動部とをシールする摺動機構の
シール構造に関するものである。

Ｆ従来の技術］ 一般に、ピストン式のポンプや、回転軸等にシール性保
持を目的として装着されるシールリングは、ゴムからな
るＯリングが多く用いられている。

０リングは、全周が均質で材料が同一ゴム製のもの、あ
るいはゴム材からなる基材の表面を他の材料により被覆
したものがある。

この種のＯリングは、その表面に例えばグリース等の潤
滑材を塗布して使用されるため、摺動に伴って潤滑材の
不足を招き易く、そのため摩耗が生じてシール性や摺動
性能が低下し易いという欠点がある。

そこで、このような欠点を解決したＯリングが実開昭５
６−１７０３６３号公報に開示されている。

このＯリングは、ゴム材料からなるリング形状のリング
本体に、中空部を設け、該中空部にオイル、グリース等
の流動性潤滑材を充填したもので、グリース等の流動性
潤滑材はリング本体内を浸透拡散して外表面へしみ出る
という含浸性を有している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような潤滑材充填のＯリングを上述した
ピストンポンプ等のレシプロ機器あるいは回転機械の回
転軸等に実際に使用した場合、潤滑性の寿命は従来のＯ
リングに比較して格段に延びるが、再充填は必要となる
。

この場合、機器を分解してＯリングを取り出さなければ
ならず、作業性が悪いといった難点があった。

また、Ｏリングに対し許容される間隙が僅かである場合
には、例えばピストンにＯリングを装着した状態で、ピ
ストンをシリンダー内に挿入するのが困難になる場合が
あった。

本発明の第１の目的は、このような従来の問題点を解決
し、Ｏリングに対する流動性潤滑材の充填作業が容易な
摺動機構のシール構造を提供することにある。

また本発明の第２の目的は、０リングといったシール部
材を用いることな（シール性を保持することができる摺
動機構のシール機構を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の目的を達成するための摺動機構のシール
構造は、摺動部材と、該摺動部材を取り囲む囲い部材と
、該摺動部材の外周部に装着されて該囲い部材の内周面
と接触する含浸性を有し内部に流動性潤滑材が収容され
るＯリングとからなる摺動機構のシール構造において、
該囲い部材に流動性潤滑材を該Ｏリングに圧入する圧入
口を設けたことを特徴とする。

本発明の第２の目的を達成するための摺動機構のシール
構造は、少なくとも外周部が弾性変形可能な材質からな
る摺動部材と、該摺動部材を取り囲む囲い部材と、該囲
い部材の内周面と該摺動部材の外周面との間に局部的に
流動性潤滑材を供給する潤滑材供給手段とからなる摺動
機構のシール構造であって、潤滑材供給手段にて局部的
に供給された潤滑材の圧力で、該摺動部材の外周面に周
方向に沿って流動性潤滑材を溜る溝部を弾性変形で形成
することを特徴とする。

［作　用］ 上記の如（構成した第１の目的を達成するための摺動機
構のシール構造は、例えばピストンである摺動部材に装
着されているＯリングに対し、例えばシリンダーである
囲い部材の外から流動性潤滑材の充填が可能となり、潤
滑材の補充や、Ｏリングに潤滑材を未充填の状態として
ピストンをシリンダー内に挿入することができ、挿入後
に潤滑材を充填できる。

また、上記した第２の目的を達成するための摺動機構の
シール構造は、囲い部材と摺動部材との間に局部的に供
給された流動性潤滑材の圧力により、摺動部材の外周部
に周方向に沿って溝部を弾性変形で形成し、そこに流動
性潤滑材を溜めてシール部を構成する。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

実施例１ 第１図は本発明による摺動機構のシール構造の実施例１
を示している。

本実施例は、ピストンポンプの一種で、シリンダー１内
にピストン２をその長手方向移動可能に内装しており、
第１図（ａ）において、例えばピストン２の左側の区室
に高圧水を供給してピストン２を右側に移動させること
により、ピストン２の右側の区室内に収容されている流
動性を有する被圧送物を高圧で他に圧送する正大装置の
シール構造である。

ピストン２にはその長さ方向中央に、周溝２ａが形成さ
れ、この周溝２ａに０リング３が装着されるようになっ
ている。

０リング３は、第１図（ｂ）に示すように、リング形状
のリング本体に中空部３ａが形成されている。リング３
は、含浸性を有するゴム材料から形成されており、該中
空部３ａ内にグリース等の流動性潤滑材４を注入針にて
充填し、また該注入針の針孔から該流動性潤滑材が漏出
するのを防ぐために、該中空部３ａの外周壁部にゴム材
からなる柱部（所謂へそ）５を設けている。

本実施例において、Ｏリング３は流動性潤滑材４を未充
填の状態でピストン２の周溝２ａに装着し、これをシリ
ンダー１内に挿入するようにしており、第１図（Ｃ）に
示すように、図中右端に設けられた鏡板１ａに近接した
位置までピストン２を移動し、この位置で流動性潤滑材
４を例えば注入針（不図示）を介して充填する。

流動性潤滑材４の充填は、シリンダー１の周壁に設けた
圧入口６から上記した注入針をＯリング３に差し込み、
昇圧したグリース等の流動性潤滑材４を０リング３の中
空部３ａ内に充填する。その際、注入針がＯリング３の
柱部５に差し込めるように、柱部５を圧入口６に予め位
置合わせしてピストン２をシリンダー１に挿入しておく
ことが必要である。

勿論、本実施例では、流動性潤滑材４の初期充填のみな
らず、補充する場合も同様に行うことができる。なお、
潤滑材の充填後、圧入口６は閉塞され、被圧送物がここ
から漏出しないようにしている。

また本実施例においては、ピストン２の両受圧面２ｂ、
２ｃを、ピストン２に作用する圧力がピストン２の中心
に集中するように凹面とし、作動時にピストン２が傾く
ことな（シリンダーの軸線に沿って移動できるようにし
ており、Ｏリング３の扁摩耗やピストン２の片当たり等
の発生を防止している。

なお、受圧面２ａ、２ｂはシリンダーの中心軸線上の一
点あるいは複数点を中心とする球面形状に形成している
。

実施例２ 第２図は実施例２を示す。

上記した実施例１は、Ｏリング３への流動性潤滑材４の
充填を注入針によりシリンダー１の外部から行っている
が、本実施例はＯリング３が含浸性であることを利用し
、高圧の流動性潤滑材をＯリング３の周面からその中空
部内に充填するようにしたものである。

０リング３の装着されるピストン２０は、Ｏリング３の
装着される周溝２０ａに開口を有する油路２１を半径方
向に複数形成すると共に、ピストン２０の中心でこれら
の油路２１と油供給路２２とを連通させており、油供給
路２２はシリンダー１の鏡板ｌａ側にゴム製の枠部５ａ
を設けている。

また、鏡板１ａにはその中心に開孔６を設けており、該
開孔６と油供給路２２の開口を塞ぐ枠部５°とはシリン
ダー１の中心軸線で一致している。

すなわち、開孔６から注入針を枠部５ａに差し込み、油
供給路２２に昇圧された流動性潤滑材を供給すると、該
油供給路２２から複数の油路２１を通して周溝２０ａに
達し、この周溝２０ａに装着されているＯリング３にそ
の内周面側から圧入されて中空部３ａ内に流動性潤滑剤
が充填される。

なお、油供給路２２への流動性潤滑材４の供給に際し、
ピストン２０を右端位置まで移動させて該ピストン２０
の左側より圧力を与えた状態において、油供給路２２の
突出した開口が圧入口６の挿入端と当接し、注入針によ
り上記の如く潤滑材の供給が行われる。

また、上記の実施例１．２においてＯリングの装着され
る周溝２ａ、２０ａを断面半球形状としているが、断面
Ｖ字形状、コの字形形状であってもよい。

実施例３ 第３図は実施例３を示す。

本実施例は、ピストンとシール部材とを兼用したもので
ある。

３０は複数のくびれ部３１の間に環状部３２を形成し、
内部に流動性潤滑材が収容される中空部３３を形成した
蛇腹形状のピストンで、該複数のくびれ部３１は例えば
非弾力製のＯリング部材等からなる規制部材３０ａによ
ってその径が大きくなるのを阻止され、また両側の受圧
面には鋼製の板材からなり軸方向における膨張防止のた
めの規制部材３０ｂ　、　３０ｃが設けら、互いに不図
示のボルトにより連結されている。

また、複数の環状部３２はその外径寸法がシリンダー１
の内径等によって決まる所定の値よりも大きくならない
ように形成されており、例えば環状部３２の摺動面は少
なくとも上記の実施例に使用されたＯリングのゴム材、
あるいはナイロン等の繊維により構成され、中空部３３
内の潤滑材がしみ出ることができるようになっている。

ピストン３０は右端の中心部にシリンダー１の鏡板１ａ
に設けた圧入口６に対向してゴム製の枠部５ｂが取付け
られた弁機構３５が設けられ、中空部３３内の潤滑材が
漏出するのを防止するようにしている。

この弁機構３５は、弁座３９に円錐形状の弁体３７がバ
ネ部材３８により常時押し付けられて、中空部３３内の
潤滑材が該開口３４に漏れでなくしており、逆に開口３
４から潤滑材が供給された場合には、弁体３７をバネ部
材３８のバネ力に抗して図中左側に押し、中空部３３内
への潤滑材の供給を許容できるようになっている。

実施例４ 第４図は実施例４を示す。

上記した各実施例はいずれもＯリング用いたシール構造
について述べたが、本実施例はリングを用いないシール
構造を示す。

本実施例は、ピストン４０をゴム、ナイロン又はテフロ
ン等の弾性変形可能な材質により、あるいは金属ピスト
ンにゴム層、ナイロン層又はテフロン層等の弾性変形層
を厚手に被覆したもので、ピストン４０の外周部が弾性
変形可能であることを利用している。

すなわち、ピストン４０の外周面とシリンダー１の内周
面との間に、局部的に潤滑材を高圧で供給すると、一定
の幅でピストン４０の周面にその周方向に沿って、高圧
潤滑材により弾性変形された破線で示す油溝４１が形成
され、そこに潤滑材の油溜りが形成されることになる。

ピストン４０とシリンダー１の内周面との間への潤滑材
の供給は、第１図に示す実施例１のようにシリンダー１
の周壁部に設けた圧入口６から行うようにしてもよく、
また第２図に示す実施例２のように、ピストン４０に、
半径方向に複数の油路４１を形成すると共に、これら油
路４１とピストン中心部で連通ずる油供給路４２を形成
し、これら複数の油路４１の開口端から局部的に潤滑材
を供給しても良い。この場合、油供給路４２にはゴム製
の抄部５ｃを取付け、注入針の差し込みを行えるように
する。

本実施例は、０リングがないので、０リングの交換作業
等が不必要となり、潤滑材の供給を行うだけでよく、メ
インテナンスフリーに近い状態で使用することができる
。

なお、以上述べた各実施例はいずれもポンプを例にして
説明したが、このようなシール構造を回転軸のシール構
造として同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、０シールを
ピストン等の摺動部材に装着した状態で、グリース等の
流動性潤滑材をＯリングに充填することができ、シリン
ダー等の囲い部材に摺動部材を装填する際のクリアラン
スが小さくても、０シールに流動性潤滑材を未充填とし
ておけば容易に装填でき、また流動性潤滑材の補充も分
解作業を行うことな〈実施できる。

また、ピストンの受圧面を、長手方向の中心に作動圧力
が集中するような凹面を形成することにより、ピストン
の傾きを防止でき、より一層シール性を向上させること
が可能となる。

さらに、シール部をピストン等の摺動部材と一体に設け
ることによって、別にシール部材を設けることな（潤滑
性を備えたシール構造を得ることができる。

さらに、摺動部材の弾性変形を利用することにより、０
リングといったシール部材を用いる１　に となくシール部を作り出すことができ、０リングの交換
作業が不必要となり、その分のコスト低減が図れると共
に、メインテナンスフリーが図れるといった効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による摺動機構のシール構造の実施例１
を示し、第１図（ａ）は断面図、第１図（ｂ）は０リン
グの断面図、第１図（Ｃ）は流動性潤滑材の充填状態を
示す断面図である。 第２図は実施例２を示し、第２図（ａ）は断面図、第２
図（ｂ）はピストンの側面図、第３図は実施例３の断面
図、第４図は実施例４の断面図である。 ｌニジリンダ−１ ２，２０，３０，４０：ピストン、 ３：Ｏリング、　　　　４：流動性潤滑材、５．５ａ、
　５ｂ、５Ｃ：栓部材　　　６：圧入口。 区 区 平成　３年　６月２６゛日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、摺動部材と、該摺動部材を取り囲む囲い部材と、該
   摺動部材の外周部に装着されて該囲い部材の内周面と接
   触する含浸性を有し内部に流動性潤滑材が収容されるＯ
   リングとからなる摺動機構のシール構造において、 該囲い部材に流動性潤滑材を該Ｏリングに 圧入する圧入口を設けたことを特徴とする摺動機構のシ
   ール構造。 ２、請求項１に記載の摺動機構のシール構造における圧
   入口は、Ｏリングの外周部と対向する位置に設けたこと
   を特徴とする摺動機構のシール構造。 ３、請求項１に記載の摺動機構のシール構造における摺
   動部材は、非摺動面をなす側面に流動性潤滑材の注入さ
   れる注入口を形成すると共に、内部の流路を通して注入
   された流動性潤滑材をＯリングの装着される外周部に導
   くように形成したことを特徴とする摺動機構のシール構
   造。 ４、摺動部材はピストンであることを特徴とする請求項
   １、２又は３に記載の摺動機構の シール構造。 ５、摺動部材は回転軸であることを特徴とする請求項１
   、２又は３に記載の摺動機構のシール構造。 ６、ピストンの受圧面は、長手方向の中心に作動圧力が
   集中するような凹面に形成していることを特徴とする請
   求項４に記載の摺動機構のシール構造。 ７、摺動部材と、該摺動部材を取り囲む囲い部材とから
   なり、該摺動部材は少なくとも該囲い部材の内周面と接
   触する部分を透水性部材により形成すると共に、内部に
   流動性潤滑材の収容される収容部を形成し、且つ該収容
   部に流動性潤滑材を圧入するための注入手段を設け、該
   囲い部材に流動性潤滑材を該注入手段に供給するための
   圧入口を設けたことを特徴とする摺動機構のシール構造
   。 ８、少なくとも外周部が弾性変形可能な材質からなる摺
   動部材と、該摺動部材を取り囲む囲い部材と、該囲い部
   材の内周面と該摺動部材の外周面との間に局部的に流動
   性潤滑材を供給する潤滑材供給手段とからなる摺動機構
   のシール構造であって、 潤滑材供給手段にて局部的に供給された潤 滑材の圧力で、該摺動部材の外周面に周方向に沿って流
   動性潤滑材を溜る溝部を弾性変形で形成することを特徴
   とする摺動機構のシール構造。 ９、潤滑材供給手段は、囲い部材に設けられた流動性潤
   滑材供給孔であることを特徴とする請求項８に記載の摺
   動機構のシール構造。 １０、潤滑材供給手段は、摺動部材にその一側面から外
   周面へ通じる潤滑材供給路と、囲い部材の側部に該摺動
   部材の一側面に開孔する潤滑材供給路と対向して設けた
   潤滑材供給穴とから構成したことを特徴とする請求項８
   に記載の摺動機構のシール構造。 １１、摺動部材はピストンであることを特徴とする請求
   項８、９又は１０に記載の摺動機構のシール構造。 １２、摺動部材は回転軸であることを特徴とする請求項
   ８、９又は１０に記載の摺動機構のシール構造。 １３、ピストンの受圧面は、長手方向の中心に作動圧力
   が集中するような凹面に形成していることを特徴とする
   請求項１１に記載の摺動機構のシール構造。