JPH0799207B2 - Unidirectional shaft seal device - Google Patents

Unidirectional shaft seal device

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JPH0799207B2
JPH0799207B2 JP1210015A JP21001589A JPH0799207B2 JP H0799207 B2 JPH0799207 B2 JP H0799207B2 JP 1210015 A JP1210015 A JP 1210015A JP 21001589 A JP21001589 A JP 21001589A JP H0799207 B2 JPH0799207 B2 JP H0799207B2
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ring
peripheral
groove
shaft
peripheral side
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昭一 岩本
富士夫 戸田
政弘 松尾
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昭一 岩本
富士夫 戸田
政弘 松尾
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、軸とケーシングとを含んで構成される各種の
アクチュエータ等のケーシングと、軸の外周面と、の間
に介装されて、2つの空間相互間の流体の流れを一方向
にのみ許容する一方向性軸シール装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention is interposed between a casing such as various actuators including a shaft and a casing, and an outer peripheral surface of the shaft, The present invention relates to a unidirectional shaft seal device which allows a fluid flow between two spaces only in one direction.

〈従来の技術〉 従来、回転運動や往復運動を行う機関においては、防塵
や防水の目的のため、該運動を行っている軸と該軸が嵌
挿されたケーシングとの間をシールする所謂軸シール装
置を備えることが必須なものがある。
<Prior Art> Conventionally, in an engine that performs a rotary motion or a reciprocating motion, a so-called shaft that seals between a shaft performing the motion and a casing in which the shaft is inserted for the purpose of dustproofing and waterproofing. For some, it is essential to have a sealing device.

例えば、第13図(a),(b)に示すようなベローズタ
イプとベロフラムタイプは完全軸シールが可能である
が、耐久性に問題があると共に軸の往復運動にのみ使用
可能なものである。
For example, the bellows type and bellows type shown in Figs. 13 (a) and (b) are capable of complete shaft sealing, but have problems in durability and can only be used for reciprocating shaft movement. is there.

第13図(c)に示すメカニカルシールは、密封端面の摩
耗に従い軸93方向に動く従動リング91と移動することの
ないシートリング92とから構成されており、漏れが僅か
であるが、該メカニカルシールは回転軸に対してのみ有
効であり軸93の往復運動には使用することができない。
The mechanical seal shown in FIG. 13 (c) is composed of a driven ring 91 that moves in the direction of the axis 93 and a seat ring 92 that does not move according to the wear of the sealing end surface, and the mechanical seal has little leakage. The seal is effective only for the rotating shaft and cannot be used for the reciprocating motion of the shaft 93.

ここで、軸の往復運動及び回転運動に使用可能なものと
して第13図(d)に示すグランドパッキン94があるが、
該グランドパッキン94自身の耐久性に問題がある。そこ
で、軸の往復運動及び回転運動に対して使用可能で密封
性にも優れ、しかも耐久性を有るものとして第13図
(e)に示すオイルシールがある。
Here, there is a gland packing 94 shown in FIG. 13 (d) which can be used for the reciprocating motion and the rotating motion of the shaft.
There is a problem in the durability of the gland packing 94 itself. Therefore, there is an oil seal shown in FIG. 13 (e) that is usable for reciprocating motion and rotating motion of the shaft, has excellent sealing property, and has durability.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、前記オイルシールはゴム製であるため、前述
の密封性を確保するためには常に軸に摺接させておく必
要がある。このため、軸とオイルシールとの間に常に大
きな摩擦力が作用していることとなり、機関に搭載した
際に摩耗損失の増大によって高出力が得られない。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, since the oil seal is made of rubber, it is necessary to always be in sliding contact with the shaft in order to ensure the above-mentioned sealing performance. For this reason, a large frictional force always acts between the shaft and the oil seal, and when mounted on an engine, high output cannot be obtained due to an increase in wear loss.

また軸シール装置に関しては、機関内部に外部からのゴ
ミ等が侵入することを防止したり、機関内部の潤滑油等
が外部に流出することを防止したり、シールすべき流体
の流れは一方向で良い場合が多く、軸とケーシングとを
含んで構成される各種のポンプ,アクチュエータ等にお
いて前述のオイルシールのように、常に大きな摩擦力に
より軸シールを行う必要はなく、即ち2つの空間相互間
の流体の流れを一方向にのみ、確実にかつ密封性良くシ
ールする構成であれば十分軸シール装置としての機能を
果たすものである。
With regard to the shaft seal device, dust from the outside is prevented from entering the engine, lubricating oil inside the engine is prevented from flowing out, and the flow of the fluid to be sealed is unidirectional. In many cases, it is not necessary to always use a large frictional force to seal the shaft in the various pumps, actuators, etc. that include a shaft and a casing, that is, between the two spaces. If it is configured so that the fluid flow can be reliably and hermetically sealed in only one direction, it can sufficiently function as a shaft seal device.

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
で、軸がその内側を自由に運動するよう嵌挿されたケー
シングと、該軸との間に介装される軸シール装置の構造
を改良することにより、作動流体の一方向の漏れは可及
的に抑制しつつ、逆方向には積極的に作動流体を流入さ
せるという弁機能をもたせるという全く新規な着想に基
づく構成により、上記種々の問題を解決した一方向性軸
シール装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and a structure of a shaft seal device interposed between a casing in which a shaft is fitted so as to freely move inside thereof and the shaft. By improving the above, the configuration based on a completely new idea of having a valve function of positively inflowing the working fluid in the opposite direction while suppressing leakage of the working fluid in one direction as much as possible, It is an object of the present invention to provide a unidirectional shaft seal device that solves various problems.

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、ケーシングの内周面と、該ケーシ
ング内に嵌挿された軸の外周面との間に介装される一方
向性軸シール装置であって、前記ケーシング及び軸から
なる2部材のうち、一方の部材の周面に形成された周溝
に軸方向移動自由に嵌挿保持されると共に他方の部材の
周面に摺接するシールリングと、該シールリングと前記
周溝の底部との間に装着され一方の周側面と前記周溝の
一方の周側面との間に前記周溝底部の内部空間と周溝外
部とを連通する連通路を形成し他方の周側面が前記周溝
の他方の周側面に圧接する弾性リングと、前記弾性リン
グと前記周溝底部との間に装着され前記弾性リングを介
してシールリングを前記他方の部材の周面に押し付ける
バネ性を有したテンションリングと、を含んで構成さ
れ、前記弾性リングにより前記周溝底部の内部空間と外
部とを画して両者を前記連通路を介して連通する構成と
したことを特徴とする。
<Means for Solving the Problem> Therefore, the present invention provides a unidirectional shaft seal device which is interposed between the inner peripheral surface of the casing and the outer peripheral surface of the shaft fitted in the casing. And a seal ring which is inserted into and held by a peripheral groove formed on the peripheral surface of one of the two members formed of the casing and the shaft so as to freely move in the axial direction, and which is in sliding contact with the peripheral surface of the other member. A communication passage that is mounted between the seal ring and the bottom of the circumferential groove and that communicates between the inner space of the bottom of the circumferential groove and the outside of the circumferential groove between one circumferential side surface and one circumferential side surface of the circumferential groove. And an elastic ring whose other peripheral side surface is in pressure contact with the other peripheral side surface of the peripheral groove, and a seal ring is mounted between the elastic ring and the peripheral groove bottom portion via the elastic ring to form the other member. A tension ring that has a spring property and is pressed against the peripheral surface of the The elastic ring separates the inner space and the outside of the bottom portion of the circumferential groove from each other and communicates the two through the communication passage.

また、シールリングはリングの一部が欠除された合口部
を有するリング部材を複数個備えて、各リング部材の合
口部相互が重ならないように軸方向に重合して装着して
もよい。
In addition, the seal ring may include a plurality of ring members each having an abutment part in which a part of the ring is removed, and the seal rings may be mounted by overlapping in an axial direction so that the abutment parts of the ring members do not overlap each other.

また、弾性リングは、前記周溝の溝幅より大きな幅で形
成し、前記一方の周側面に該周側面方向に切欠きを分散
して形成することにより連通路を形成してもよい。
Further, the elastic ring may be formed with a width larger than the groove width of the circumferential groove, and the communication passage may be formed by forming notches on the one circumferential side surface in a distributed manner in the circumferential side surface direction.

また、弾性リングは、前記一方の周側面と前記周溝の一
方の周側面との間に押圧手段を有し、前記他方の周側面
が該押圧手段の押圧力により前記周溝の他方の周側面に
圧接させるようにしてもよい。
Further, the elastic ring has a pressing means between the one peripheral side surface and one peripheral side surface of the peripheral groove, and the other peripheral side surface of the elastic ring is the other peripheral surface of the peripheral groove by the pressing force of the pressing means. It may be pressed against the side surface.

また、シールリングは、前記弾性リングの前記一方の周
側面と同一側の周側面に、放射状に複数個の溝を形成し
てもよい。
In addition, the seal ring may have a plurality of grooves radially formed on a peripheral side surface on the same side as the one peripheral side surface of the elastic ring.

また、周溝の一方の周側面は、前記シールリングの一方
の周側面と同一側の周側面に、放射状に複数個の溝を形
成してもよい。
In addition, one circumferential side surface of the circumferential groove may be radially formed with a plurality of circumferential grooves on the same circumferential side surface as the one circumferential side surface of the seal ring.

また、シールリングを複数個備え、前記一方の周側面と
同一側のシールリングを軸の周りにらせん状に巻回した
スパイラルリングとしてもよい。
Further, it may be a spiral ring provided with a plurality of seal rings, and the seal ring on the same side as the one peripheral side surface is spirally wound around an axis.

また、シールリングと前記ケーシングとの相対回転を防
止する回転防止装置を設けてもよい。
Further, a rotation prevention device for preventing relative rotation between the seal ring and the casing may be provided.

また、一方向性軸シール装置を複数組軸方向に所定の向
きで重ね合わせてもよい。
Further, a plurality of sets of unidirectional shaft sealing devices may be stacked in the axial direction in a predetermined direction.

〈作用〉 以上の構成による作用を説明するが、軸(ピストン等を
含む)が往復運動を行う場合、回転運動を行う場合に分
けて説明する。まず軸がケーシング内外を自由に往復運
動する場合についての作用を説明する。
<Operation> The operation of the above configuration will be described, but the description will be divided into cases where the shaft (including piston and the like) reciprocates and cases where the shaft performs rotational motion. First, the operation when the shaft freely reciprocates inside and outside the casing will be described.

周溝底部の内部空間と外部とを連通する連通路を形成す
る前記周溝の一方の周側面側の外部(以後一方の外部と
称する)における圧力が、前記周溝の他方の周側面側の
外部(以後他方の外部と称する)における圧力より相対
的に高圧状態であるときは、シールリングは周溝内を前
記連通路を形成する側と反対側である他方の周側面に移
動して、該他方の周側面に当接する。
The pressure on the outside of one of the peripheral side surfaces of the peripheral groove (hereinafter referred to as one of the outside) that forms a communication path that communicates the internal space of the peripheral groove bottom with the outside is equal to that of the other peripheral side surface of the peripheral groove. When the pressure is relatively higher than the pressure at the outside (hereinafter referred to as the other outside), the seal ring moves in the circumferential groove to the other circumferential side surface opposite to the side forming the communication passage, It abuts on the other peripheral side surface.

これにより、シールリングの一方の周側面と周溝の一方
の周側面との隙間に周溝底部の内部空間と一方の外部と
を連通する連通路が開口し、前記一方の外部に存在する
流体が該連通路を通じてテンションリングと周溝との間
に侵入し、テンションリングをシールリングの当接面に
押し付ける力、及びテンションリングを介してシールリ
ングを周溝が形成されない前記他方の部材の摺接面に押
し付ける力を強めるように作用する。
As a result, a communication passage that communicates the inner space of the bottom of the circumferential groove with the outside of the one side is opened in the gap between the one circumferential side surface of the seal ring and the one circumferential side surface of the circumferential groove, and the fluid existing outside the one side is opened. Enters between the tension ring and the circumferential groove through the communication passage and presses the tension ring against the abutment surface of the seal ring, and the sliding of the other member through which the circumferential ring is not formed on the seal ring through the tension ring. It acts to strengthen the force that is applied to the contact surface.

また、前記弾性リングは他方の周側面が前記周溝の他方
の周側面に圧接する構成であるので、他方の周側面は、
全周にわたって周溝の他方の周側面に弾性力をもって圧
接する。
Further, since the elastic ring has a configuration in which the other peripheral side surface is in pressure contact with the other peripheral side surface of the peripheral groove, the other peripheral side surface is
The entire circumference is pressed against the other circumferential side surface of the circumferential groove with elastic force.

このように、弾性リングとシールリングの当接面相互間
が強力に圧接し、シールリングと前記他方の部材との間
も強力に摺接し、かつ、弾性リングの他方の周側面が前
記周溝の他方の周側面に圧接して、各部のシール性が高
められるため、前記一方の外部に存在する流体が前記他
方の外部に漏れることを効果的に抑制できる。
In this way, the contact surfaces of the elastic ring and the seal ring are strongly pressed against each other, the seal ring and the other member are also strongly slidably contacted, and the other peripheral side surface of the elastic ring is the peripheral groove. Since the sealability of each part is improved by being pressed against the other side surface of the other side, it is possible to effectively prevent the fluid existing outside the one side from leaking to the outside of the other side.

一方、前記一方の外部における圧力より前記他方の外部
における圧力が相対的に高圧になると、シールリングは
周溝内を前記連通路を形成する側に移動して、前記一方
の周側面に当接する。
On the other hand, when the pressure on the other side becomes relatively higher than the pressure on the other side, the seal ring moves to the side forming the communication passage in the circumferential groove and abuts on the one side surface. .

これにより、前記他方の外部に存在する流体がシールリ
ングと周溝との間に生じた隙間から侵入し、シールリン
グと弾性リングとの圧接面に生じた隙間及びシールリン
グと周溝との圧接面に生じた隙間を介して、また、シー
ルリングと前記他方の部材との摺接面に生じた隙間を介
して前記一方の外部に流出して、両方の外部の圧力が均
等化されるように2つの外部の間で流体の流動が容易に
行われる。
As a result, the fluid existing outside the other side enters through the gap formed between the seal ring and the peripheral groove, and the gap formed on the pressure contact surface between the seal ring and the elastic ring and the pressure contact between the seal ring and the peripheral groove. It flows out to the outside of the one through the gap formed in the surface and the gap in the sliding contact surface between the seal ring and the other member, so that the pressures of both outsides are equalized. In addition, the fluid flow between the two exteriors is facilitated.

また、シールリングがリング部材を複数個備えて、各リ
ング部材の合い口相互が重ならないように軸方向に重合
して装着した場合、シールリングが前記周溝の他方の周
側面側に移動する際は前記合い口からの流体の漏れは合
い口相互が重ならないよう装着されているので抑制で
き、一方前記周溝の一方の周側面側への移動時には、合
い口の隙間を通じても前記一方の外部への流体の流出が
行われる。
Further, when the seal ring is provided with a plurality of ring members and is mounted by overlapping in the axial direction so that the abutments of the ring members do not overlap with each other, the seal ring moves to the other circumferential side surface side of the circumferential groove. In this case, the leakage of fluid from the abutment can be suppressed because the abutments are mounted so that they do not overlap each other. The fluid flows out to the outside.

また、弾性リングの前記一方の周側面に該周側面方向に
切欠きを分散して形成した場合は、これにより周溝底部
の内部空間と外部とを連通する連通路が開口形成され、
前述と同様の作用を及ぼすと共に、弾性リングの幅を前
記周溝の溝幅より大きな幅で形成した場合は、該弾性リ
ングが弾性変形を起こすことにより、弾性リングの他方
の周側面は全周にわたって周溝の他方の周側面に弾性力
をもって圧接する。
Further, when the notches are formed in a distributed manner on the one circumferential side surface of the elastic ring in the circumferential side surface direction, a communication passage that communicates the internal space of the circumferential groove bottom portion with the outside is formed by this.
In addition to exerting the same effect as described above, when the width of the elastic ring is formed to be larger than the groove width of the peripheral groove, the elastic ring is elastically deformed, and the other peripheral side surface of the elastic ring is the entire circumference. It is pressed against the other circumferential side surface of the circumferential groove with elastic force.

また、弾性リングの前記一方の周側面において前記周溝
の一方の周側面との間に押圧手段を設けることにより、
前記周溝の他方の周側面において該押圧手段の押圧力に
より圧接する。
Further, by providing a pressing means between the one circumferential side surface of the elastic ring and the one circumferential side surface of the circumferential groove,
The other peripheral side surface of the peripheral groove is pressed by the pressing force of the pressing means.

またシールリングの前記弾性リングの前記一方の周側面
と同一の周側面に、放射状に複数個の溝を形成した場合
は、溝を介して前記一方の外部の流体が該連通路を通じ
てテンションリングと周溝との間に侵入し易くなり、前
記一方の外部の圧力が高圧の場合は、テンションリング
をシールリングに押し付ける力及び、テンションリング
を介して、シールリングを前記他方の部材に押し付ける
力が増大して、流体の流出漏れ抑制機能が増大する。
Further, when a plurality of grooves are radially formed on the same peripheral side surface as the one peripheral side surface of the elastic ring of the seal ring, the one external fluid flows through the groove to the tension ring through the communication passage. When the pressure on the outside of the one side is high, the force for pressing the tension ring against the seal ring and the force for pressing the seal ring against the other member via the tension ring become easy. As a result, the fluid leakage prevention function is increased.

また周溝の前記一方の周側面と同一の周側面に、放射状
に複数個の溝を形成した場合も、該溝を介して前記一方
の外部の流体が該連通路を通じてテンションリングと周
溝との間に侵入し易くなり、前記一方の外部の圧力が高
圧の場合は、テンションリングをシールリングに押し付
ける力及び、テンションリングを介して、シールリング
を前記他方の部材に押し付ける力が増大して、流体の流
出漏れ抑制機能が増大する。
Also, when a plurality of grooves are radially formed on the same circumferential side surface as the one circumferential side surface of the circumferential groove, the one external fluid is passed through the groove to the tension ring and the circumferential groove through the communication passage. When the pressure on the one side is high, the force of pressing the tension ring against the seal ring and the force of pressing the seal ring against the other member via the tension ring increase. , The fluid leakage prevention function is increased.

また、シールリングを複数個備え、前記一方の周側面と
同一側のシールリングを、軸の周りにらせん状に巻回し
たスパイラルリングとした場合は、該スパイラルリング
の重なり溝を介して前記一方の外部の流体が該連通路を
通じてテンションリングと周溝との間に侵入し易くな
り、前記一方の外部の圧力が高圧の場合は、テンション
リングをシールリングに押し付ける力及び、テンション
リングを介して、シールリングを前記他方の部材に押し
付ける力が増大して、流体の流出漏れ抑制機能が増大す
る。
Further, when a plurality of seal rings are provided, and the seal ring on the same side as the one peripheral side surface is a spiral ring spirally wound around the shaft, the one side is provided through the overlapping groove of the spiral ring. When the external pressure of the one side is high pressure, the fluid outside of the one easily enters between the tension ring and the circumferential groove through the communication passage, and the force for pressing the tension ring against the seal ring and the tension ring are used. , The force of pressing the seal ring against the other member increases, and the function of suppressing the outflow and leakage of fluid increases.

また、一方向性軸シール装置を、例えば前述した一方の
周側面側を同一にする向きで軸方向に重ね合わせること
により、シールリングが多段で軸の外周面への押し付け
られることとなり、結果として押し付け力が増大して流
体の流出漏れ抑制機能が更に増大する。尚、一方向性軸
シール装置を前述した一方の周側面側を相対する向きで
軸方向に重ね合わせた場合は、双方からの流体の流出漏
れ抑制機能を有することとなり、もって方向性を有しな
い軸シール装置とすることができる。
Further, by overlapping the unidirectional shaft seal device in the axial direction in the same direction on one of the peripheral side surfaces described above, the seal rings can be pressed in multiple steps against the outer peripheral surface of the shaft. The pressing force is increased, and the function of suppressing the outflow and leakage of fluid is further increased. When the one-way shaft seal device is axially overlapped with the one circumferential side surface facing each other, it has a function of suppressing the outflow and leakage of fluid from both sides, and thus has no directivity. It can be a shaft seal device.

次に軸が自由に回転運動する場合についての一方向性軸
シール装置の作用を説明する。
Next, the operation of the unidirectional shaft seal device when the shaft freely rotates will be described.

この場合は、弾性リングが周溝とシールリングとに圧接
しているので、周溝と弾性リングとシールリングとは相
対的に固定された状態となり、シールリングと前記他方
の部材との当接面相互が摺接する構成となる。そして、
前述した軸が往復運動を行う場合と同様に、各構成に伴
う作用については同様の作用を奏することとなるが、こ
こでは説明を省略する。
In this case, since the elastic ring is in pressure contact with the circumferential groove and the seal ring, the circumferential groove, the elastic ring and the seal ring are relatively fixed, and the seal ring and the other member come into contact with each other. The surfaces are in sliding contact with each other. And
Similar to the case where the shaft reciprocates as described above, the actions associated with the respective configurations have similar actions, but the description thereof is omitted here.

また、回転運動する場合に適応する構成として、シール
リングと前記ケーシングとの相対回転を防止する回転防
止装置を設けた場合は、シールリングと周溝の周側面と
の相対回転を確実に固定することとなる。従って、弾性
リングの一方の周側面と周溝の一方の周側面との圧接面
及びシールリングの外周面と弾性リングの内周面との圧
接面においては、回転に伴う摩擦による摩耗が防止でき
る。よって、シールリングと前記他方の部材との摺接面
においてのみ回転運動をしながらのシールとなり、前述
の往復運動の場合と同様に、シールリングの前記他方の
部材への押し付け力の増大による流体の流出漏れ抑制、
及び両方の外部の圧力を均等化するような2つの外部の
間での流体の流動が行われる。
Further, when a rotation prevention device for preventing relative rotation between the seal ring and the casing is provided as a configuration adapted to the rotational movement, the relative rotation between the seal ring and the circumferential side surface of the circumferential groove is reliably fixed. It will be. Therefore, wear due to friction due to rotation can be prevented at the pressure contact surface between the one peripheral side surface of the elastic ring and the one peripheral side surface of the peripheral groove and the pressure contact surface between the outer peripheral surface of the seal ring and the inner peripheral surface of the elastic ring. . Therefore, a seal is formed while rotating only on the sliding contact surface between the seal ring and the other member, and as in the case of the reciprocating motion described above, the fluid due to the increase in the pressing force of the seal ring against the other member is used. Leakage control,
And there is a fluid flow between the two exteriors which equalizes the pressures of the two exteriors.

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Below, the Example of this invention is described based on drawing.

第1図に示す第1実施例は本発明に係る一方向性軸シー
ル装置をアクチュエータに適用したものであり、軸(ア
クチュエータの出力軸)1が自由に往復運動するよう嵌
挿されたケーシング2の端部に形成された周溝2aと、軸
1の外周面との間に介装された一方向性軸シール装置で
ある。
The first embodiment shown in FIG. 1 is an application of the unidirectional shaft sealing device according to the present invention to an actuator, and a casing 2 in which a shaft (output shaft of the actuator) 1 is inserted so as to freely reciprocate. The unidirectional shaft seal device is interposed between the peripheral groove 2a formed at the end of the shaft and the outer peripheral surface of the shaft 1.

図において、アクチュエータの内部側に近い側には、内
周面が軸1の外周面と摺接すると共に、第2図に示す環
の一部が欠除された合い口3aを有する鋼等のリング部材
からなる一対のシールリング3が、夫々の合い口3aが重
ならないように軸方向に重合して周溝2a内に軸方向移動
自由に嵌挿保持される。
In the figure, on the side closer to the inside of the actuator, the inner peripheral surface is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft 1, and a ring made of steel or the like having an abutment 3a with a part of the ring shown in FIG. 2 cut away. A pair of seal rings 3 made of members are overlapped in the axial direction so that the respective mating openings 3a do not overlap with each other, and are fitted and held in the circumferential groove 2a so as to be freely movable in the axial direction.

前記一対のシールリング3の外周には、前記周溝2aの溝
幅より少し大きな幅を有し、かつ、前記アクチュエータ
の内部側(第1図において左側)である一方の周側面に
周方向断続的に切欠き4aを分散して形成した、第3図に
示す、ゴムまたはゴム的弾性を有する材料からなる弾性
リング4が圧接される。これにより、前記弾性リング4
を境として前記周溝2a底部の内部空間と周溝外部とを画
して、両者を連通路としての前記切欠き4aを介して連通
している。
The outer circumference of the pair of seal rings 3 has a width slightly larger than the groove width of the peripheral groove 2a, and is circumferentially interrupted on one peripheral side surface which is the inner side (left side in FIG. 1) of the actuator. An elastic ring 4 made of rubber or a material having rubber-like elasticity as shown in FIG. Thereby, the elastic ring 4
The inner space at the bottom of the peripheral groove 2a and the outside of the peripheral groove are separated from each other as a boundary, and both are communicated with each other through the notch 4a as a communication passage.

弾性リング4の形成材料としては、天然ゴム,スチレン
ブタジエンゴム,ブチルゴム,エチレンプロピレンゴ
ム,クロロプレンゴム,ニトリルゴム,ウレタンゴム,
エビクロロヒドレンゴム,アクリルゴム,シリコンゴ
ム,ふっ素ゴム,四ふっ化エチレン樹脂等があり、運転
条件に応じて適切なものを選択すればよい。例えば耐熱
性を考慮する場合はシリコンゴム等、考慮しない場合は
天然ゴム等でよい。
As a material for forming the elastic ring 4, natural rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber,
There are shrimp chlorohydrin rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluororubber, tetrafluoroethylene resin, etc., and an appropriate one may be selected according to operating conditions. For example, when considering heat resistance, silicone rubber or the like may be used, and when not considering, natural rubber or the like may be used.

前記弾性リング4の外周には、弾性リング4を介してシ
ールリング3を軸1の外周面に押し付けるバネ性を有し
たバネ鋼等からなるテンションリング5が装着される。
該テンションリング5も、環の一部が合い口で切断され
た形状を有している。
On the outer circumference of the elastic ring 4, a tension ring 5 made of spring steel or the like having a spring property for pressing the seal ring 3 against the outer peripheral surface of the shaft 1 via the elastic ring 4 is mounted.
The tension ring 5 also has a shape in which a part of the ring is cut at the joint.

次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

第4図(a)はアクチュエータにより仕事を行っている
状態を示し、アクチュエータの内部側空間Cの圧力Pcが
アクチュエータの外部側空間Eの圧力Peに対して高圧
(Pc>Pe)の状態である。この場合は、この圧力Pcによ
り、一対のシールリング3は周溝2a内を切欠き4aと反対
側方向に移動して、該切欠き4aと反対側の他方の周側面
21aに当接する。
FIG. 4 (a) shows a state in which work is performed by the actuator, and the pressure Pc in the inner space C of the actuator is higher than the pressure Pe in the outer space E of the actuator (Pc> Pe). . In this case, the pressure Pc causes the pair of seal rings 3 to move in the circumferential groove 2a in the direction opposite to the cutout 4a, and the other circumferential side surface opposite to the cutout 4a.
Abut on 21a.

このとき空間Cの流体は、シールリング3と周溝2aとの
隙間11を通り、更に弾性リング4の切欠き4aを通り、シ
ールリング3の外周では圧力降下によって減少した圧力
Pc′の流体となって、シールリング3を径方向に縮閉さ
せる力となって作用する。これにより、弾性リング4の
内周面がシールリング3の外周面に強い力で圧接すると
共に、シールリング3の内周面が軸1の外周面に強い力
で摺接するため、圧接面61及び摺接面7からの、例えば
空気圧用アクチュエータであれば作動流体としての空気
の漏れは略完全に防止できる。
At this time, the fluid in the space C passes through the gap 11 between the seal ring 3 and the circumferential groove 2a, further passes through the notch 4a of the elastic ring 4, and the pressure on the outer circumference of the seal ring 3 is reduced by the pressure drop.
It becomes a fluid of Pc 'and acts as a force for compressing and closing the seal ring 3 in the radial direction. As a result, the inner peripheral surface of the elastic ring 4 comes into pressure contact with the outer peripheral surface of the seal ring 3 with a strong force, and the inner peripheral surface of the seal ring 3 comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft 1 with a strong force. With a pneumatic actuator, for example, air as a working fluid can be almost completely prevented from leaking from the sliding contact surface 7.

また、前記弾性リング4は前記周溝2aの溝幅より少し大
きな幅を有しているので、該弾性リング4は前記他方の
周側面が全周にわたって前記周溝2aの他方の周側面21a
に弾性力をもって圧接しているため、圧接面62からの作
動流体の漏れも略完全に防止できる。
Further, since the elastic ring 4 has a width slightly larger than the groove width of the peripheral groove 2a, the other peripheral side surface of the elastic ring 4 is the other peripheral side surface 21a of the peripheral groove 2a over the entire circumference.
Since they are pressed against each other with elastic force, leakage of the working fluid from the pressed surface 62 can be almost completely prevented.

第4図(b)はアクチュエータによる仕事が終了してい
る状態を示し、空間Cにおいて前述した仕事を行ってい
る場合の流体の排出分以上の容積が拡大して、空間Cの
圧力Pcが空間Eの圧力Peに対して低圧(Pc<Pe)となっ
たときの状態を示す。
FIG. 4 (b) shows a state in which the work by the actuator is completed, and the volume of the fluid discharged when the above-mentioned work is performed in the space C is expanded and the pressure Pc of the space C is increased. The state when the pressure becomes low (Pc <Pe) with respect to the pressure Pe of E is shown.

この場合は、この圧力Peは一対のシールリング3と周溝
2aとの隙間13から弾性リング4の切欠き4a形成側とは反
対側の内周面8に作用し、弾性リング4及びテンション
リング5の径を拡大させるような面圧として作用し、テ
ンションリング5のバネ力に打ち勝ってシールリング3
と弾性リング4との圧接面61に隙間が発生して、空間E
から空間Cへ作動流体が流し易くなる。また、前記圧接
面61に隙間が生じるため、シールリング3と軸1との摺
接面7における押し付け力も低下するため、シールリン
グ3の周側面10に作用する圧力Peによって該シールリン
グ3は周溝2a内を切欠き4a側に移動して、周溝2aの一方
の周側面22aに当接する。
In this case, this pressure Pe is due to the pair of seal rings 3 and the circumferential groove.
The tension ring acts on the inner peripheral surface 8 of the elastic ring 4 opposite to the side where the notch 4a is formed from the gap 13 with the 2a, and acts as a surface pressure for enlarging the diameters of the elastic ring 4 and the tension ring 5. Seal ring 3 overcoming the spring force of 5
And a gap is generated on the pressure contact surface 61 between the elastic ring 4 and the elastic ring 4, and the space E
The working fluid easily flows from the space C to the space C. Further, since a gap is created in the pressure contact surface 61, the pressing force on the sliding contact surface 7 between the seal ring 3 and the shaft 1 is also reduced, and thus the pressure Pe acting on the peripheral side surface 10 of the seal ring 3 causes the seal ring 3 to rotate. The groove 2a is moved to the notch 4a side and abuts on one peripheral side surface 22a of the peripheral groove 2a.

これにより、作業流体がシールリング3と周溝2aとの間
に生じた隙間13から、シールリング3と弾性リング4と
の圧接面61に生じた隙間及びシールリング3と周溝2aと
の当接面に生じた隙間12を介して、また更に、シールリ
ング3の内周面と軸1の外周面との摺接面7に生じた隙
間を介して、両方の空間C,Eの圧力が均等化されるよう
に、圧力Peと圧力Pcとの差に応じた量だけ空間Eから空
間Cに流出する。
As a result, the working fluid comes into contact with the seal ring 3 and the peripheral groove 2a from the gap 13 formed between the seal ring 3 and the peripheral groove 2a on the pressure contact surface 61 between the seal ring 3 and the elastic ring 4. The pressure in both spaces C and E is passed through the gap 12 formed in the contact surface and further through the gap formed in the sliding contact surface 7 between the inner peripheral surface of the seal ring 3 and the outer peripheral surface of the shaft 1. To be equalized, the gas flows out from the space E to the space C by an amount corresponding to the difference between the pressure Pe and the pressure Pc.

このようにして、アクチュエータにより仕事を行う際に
漏れた作動流体を補うように、仕事を行っていない行程
時に空間Cへ作動流体が流入し、これにより、次回の仕
事を行う際の効率が高められ、また仕事を行う行程にお
ける作動流体の漏れも無く圧力を高められるので、アク
チュエータの全体的な効率を向上することができるもの
である。
In this way, the working fluid flows into the space C during the stroke when the work is not performed, so as to supplement the leaked working fluid when the work is performed by the actuator, thereby improving the efficiency of the next work. In addition, since the pressure can be increased without leakage of the working fluid in the work process, the overall efficiency of the actuator can be improved.

第5図に本発明に係る一方向性軸シール装置の第2実施
例を示す。尚本実施例において、前述した第1実施例と
同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the unidirectional shaft seal device according to the present invention. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本第2実施例に係る構成として、前記一対のシールリン
グ3の外周には四ふっ化エチレン樹脂等より形成される
インナーリング41が装着されている。該インナーリング
41は、前記周溝2aの溝幅より少し小さな幅を有し、か
つ、前記アクチュエータの内部側(第5図において左
側)の周側面に、押圧手段としてのスプリング42が複数
介装されている。
As the structure according to the second embodiment, an inner ring 41 made of ethylene tetrafluoride resin or the like is mounted on the outer circumference of the pair of seal rings 3. The inner ring
41 has a width slightly smaller than the groove width of the peripheral groove 2a, and a plurality of springs 42 as pressing means are provided on the peripheral side surface on the inner side (left side in FIG. 5) of the actuator. .

次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

インナーリング41は、前記アクチュエータの内部側にス
プリング42が複数介装されているが、該スプリング42間
の隙間が前記第1実施例における切欠き4aと同様の作用
を果たす。
In the inner ring 41, a plurality of springs 42 are provided on the inner side of the actuator, and the gap between the springs 42 functions similar to the notch 4a in the first embodiment.

また、スプリング42の押圧力によりインナーリング41は
前記スプリング42介装側と反対側の周側面が全周にわた
って前記周溝2aの周側面21aに弾性力をもって圧接して
いるため、圧接面62からの作動流体の漏れを略完全に防
止できる。
Further, the inner ring 41 is pressed by the pressing force of the spring 42 from the pressure contact surface 62 because the peripheral side surface on the side opposite to the spring 42 side is elastically pressed against the peripheral side surface 21a of the peripheral groove 2a over the entire circumference. The leakage of the working fluid can be almost completely prevented.

従って、アクチュエータにより仕事を行っている際は、
インナーリング41の内周面がシールリング3の外周面に
強い力で圧接すると共に、シールリング3の内周面が軸
1の外周面に強い力で摺接するため、圧接面61及び摺接
面7からの作動流体の漏れも略完全に防止できる。
Therefore, when working with an actuator,
The inner peripheral surface of the inner ring 41 presses against the outer peripheral surface of the seal ring 3 with a strong force, and the inner peripheral surface of the seal ring 3 slides against the outer peripheral surface of the shaft 1 with a strong force. Leakage of the working fluid from 7 can be prevented almost completely.

また、アクチュエータによる仕事が終了した際には、前
述の第1実施例と同様に、両方の空間C,Eの圧力が均等
化されるように2つの空間C,Eの間で流体の流動が行わ
れる。
Further, when the work by the actuator is completed, the flow of the fluid between the two spaces C and E is equalized so that the pressures in both spaces C and E are equalized, as in the first embodiment. Done.

ところで、シールリング3と周溝2aとの隙間は数十ミク
ロン程度と小さいため、前記実施例における圧力降下Δ
P(=Pc−Pc′)が相当大きくなる。
By the way, since the gap between the seal ring 3 and the circumferential groove 2a is as small as several tens of microns, the pressure drop Δ
P (= Pc-Pc ') becomes considerably large.

そこで、本発明に係る第3実施例として、第6図に示す
ようにシールリング3の片側の周側面に放射状に複数個
の溝3bを設け、第4図において、前記溝3bが弾性リング
4の切欠き4a形成側と同一側の周側面に形成されるよう
に、シールリング3を周溝2aに装着する。
Therefore, as a third embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 6, a plurality of grooves 3b are radially provided on one circumferential side surface of the seal ring 3, and in FIG. The seal ring 3 is mounted in the circumferential groove 2a so as to be formed on the circumferential side surface on the same side as the side where the notch 4a is formed.

かかる実施例においては、アクチュエータが仕事を行う
際に、空間Cの圧力Pcが、前記各溝3bを通じて、テンシ
ョンリング5の外周の隙間に侵入し易くなるため、圧力
降下が減少し、シールリング3の軸1の外周面への押し
付け力がより強化される。このため、空間Cからの作動
流体漏れ抑制機能がさらに高められ、ひいては、平均作
動流体圧力がさらに高められる。
In such an embodiment, when the actuator performs the work, the pressure Pc in the space C easily enters the clearance on the outer periphery of the tension ring 5 through the grooves 3b, so that the pressure drop decreases and the seal ring 3 The pressing force of the shaft 1 against the outer peripheral surface of the shaft 1 is further strengthened. Therefore, the function of suppressing the leakage of the working fluid from the space C is further enhanced, and the average working fluid pressure is further enhanced.

また、前述の第3実施例におけるシールリング3に設け
た複数個の溝3bと同様な作用,効果を及ぼす構成とし
て、第7図,第8図に示すような本発明に係る第4実施
例として、前記周溝2aの一方の周側面22aに、放射状に
複数個の溝24aを設けた。尚本実施例においても、前述
した第1実施例と同一構成要素には同一符号を付して説
明を省略する。
A fourth embodiment according to the present invention as shown in FIG. 7 and FIG. 8 has the same function and effect as the plurality of grooves 3b provided in the seal ring 3 in the third embodiment. As a result, a plurality of grooves 24a are radially provided on one circumferential side surface 22a of the circumferential groove 2a. Also in this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

かかる実施例においても、アクチュエータが仕事を行う
際に、空間Cの圧力Pcが、前記各溝24aを通じて、テン
ションリング5の外周の隙間に侵入し易くなるため、圧
力降下が減少し、シールリング3の軸1の外周面への押
し付け力がより強化される。このため、空間Cからの作
動流体漏れ抑制機能がさらに高められ、ひいては、平均
作動流体圧力がさらに高められる。
Also in this embodiment, when the actuator performs the work, the pressure Pc in the space C easily enters the clearance on the outer circumference of the tension ring 5 through the grooves 24a, so that the pressure drop decreases and the seal ring 3 The pressing force of the shaft 1 against the outer peripheral surface of the shaft 1 is further strengthened. Therefore, the function of suppressing the leakage of the working fluid from the space C is further enhanced, and the average working fluid pressure is further enhanced.

また、本発明に係る第5実施例では、前述の第3実施例
におけるシールリング3に設けた複数個の溝3bと同様な
作用を及ぼす構成として、前記シールリング3が複数個
備えられた場合において、前記周溝2aの一方の周側面22
aと同一側のシールリングを、第9図に示すような軸1
の周りに複数回らせん状に巻回したスパイラルリング33
としている。
Further, in the fifth embodiment according to the present invention, in the case where a plurality of the seal rings 3 are provided as a structure exerting the same effect as the plurality of grooves 3b provided in the seal ring 3 in the third embodiment described above. At one peripheral side surface 22 of the peripheral groove 2a
Attach the seal ring on the same side as a to the shaft 1 as shown in Fig. 9.
Spiral ring 33 with multiple spiral windings around
I am trying.

かかる実施例においても、両端の切り口33a位置をずら
すことが可能となるので同様の効果が得られる。
Also in this embodiment, it is possible to shift the positions of the cut ends 33a at both ends, so that the same effect can be obtained.

第10図に本発明に係る一方向性軸シール装置の第6実施
例を示す。尚本実施例においても、前述した第1実施例
と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 10 shows a sixth embodiment of the unidirectional shaft seal device according to the present invention. Also in this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本第6実施例に係る構成として、軸1がその内側を自由
に往復運動するよう嵌挿されたケーシング2の内壁に複
数の周溝25,26,27を形成し、夫々の周溝25,26,27に、例
えば前述した弾性リング4の切欠き4a形成側を同一にす
る向きで一方向性軸シール装置を重ね合わせる構成とし
ている。
As the configuration according to the sixth embodiment, a plurality of circumferential grooves 25, 26, 27 are formed on the inner wall of the casing 2 in which the shaft 1 is fitted so as to freely reciprocate inside thereof, and the respective circumferential grooves 25, 26, 27 are formed. For example, the unidirectional shaft sealing device is superposed on 26 and 27 in the same direction on the side where the notch 4a of the elastic ring 4 is formed.

係る実施例によれば、シールリング3が多段で軸1の外
周面への押し付けられることとなり、結果として押し付
け力が増大して流体の流出漏れ抑制機能が更に増大す
る。
According to such an embodiment, the seal rings 3 are pressed against the outer peripheral surface of the shaft 1 in multiple stages, and as a result, the pressing force increases and the fluid outflow / leakage suppression function further increases.

更に、第11図に本発明に係る一方向性軸シール装置の第
7実施例を示す。尚本実施例においても、前述した第1
実施例と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略
する。
Further, FIG. 11 shows a seventh embodiment of the unidirectional shaft seal device according to the present invention. Also in this embodiment, the above-mentioned first
The same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本第7実施例に係る構成としては、軸1がその内側を自
由に往復運動するよう嵌挿されたケーシング2の内壁に
2個の周溝28,29を形成し、夫々の周溝28,29に、例えば
前述した弾性リング4の切欠き4a形成側を、互いに外側
に向けて相対する向きで一方向性軸シール装置を重ね合
わせる構成としている。
In the structure according to the seventh embodiment, two peripheral grooves 28, 29 are formed in the inner wall of the casing 2 in which the shaft 1 is fitted so as to freely reciprocate inside thereof, and the respective peripheral grooves 28, 29 are formed. For example, the unidirectional shaft seal device is superposed on the notch 4a forming side of the elastic ring 4 described above in the direction of facing each other.

本実施例によれば、周溝28に係る一方向性軸シール装置
では、圧力PL,PRがPL>RRの場合における空間Lから空
間Rへの流体の漏れを防止する作用を奏し、また、周溝
29に係る一方向性軸シール装置では、PL<PRの場合にお
ける空間Rから空間Lへの流体の漏れを防止する作用を
奏する。
According to the present embodiment, the unidirectional shaft seal device relating to the circumferential groove 28 has the function of preventing the fluid from leaking from the space L to the space R when the pressures P L and P R are P L > R R. Playing and also the circumferential groove
The one-way shaft seal device according to 29 has an effect of preventing fluid leakage from the space R to the space L when P L <P R.

従って、シールリング3及び弾性リング4により双方か
らの流体の流出漏れ抑制作用を奏することとなり、方向
性を有しない軸シール装置とすることが可能となる。
Therefore, the seal ring 3 and the elastic ring 4 exert the action of suppressing the outflow and leakage of fluids from both, and the shaft seal device having no directionality can be obtained.

以上説明した第1実施例〜第7実施例は、軸がその内側
を自由に往復運動するよう嵌挿されたケーシングの内壁
に形成された周溝と、軸の外周面との間に介装された一
方向性軸シール装置に関するものであったが、本発明に
係る一方向性軸シール装置は、軸が回転運動するよう嵌
挿されたケーシングに形成された周溝と、軸の外周面と
の間に介装された場合も前述と同様の作用,効果を奏す
る。
In the first to seventh embodiments described above, the shaft is interposed between the outer peripheral surface of the shaft and the peripheral groove formed in the inner wall of the casing in which the shaft is freely reciprocated. The present invention relates to a unidirectional shaft sealing device, the unidirectional shaft sealing device according to the present invention is provided with a circumferential groove formed in a casing fitted so that the shaft rotationally moves, and an outer peripheral surface of the shaft. The same action and effect as described above can be obtained when it is interposed between and.

即ち、軸1が回転運動する場合の本発明に係る一方向性
軸シール装置の第8実施例として、第12図に示すような
構成のものがある。尚本実施例においても、前述した第
1実施例と同一構成要素には同一符号を付して説明を省
略する。
That is, as an eighth embodiment of the unidirectional shaft seal device according to the present invention when the shaft 1 makes a rotational movement, there is a structure as shown in FIG. Also in this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

即ち、本実施例に係る構成として、前記シールリング3
と前記ケーシング2との相対回転を防止する回転防止装
置としての回転防止ピン15を設ける。該回転防止ピン15
は周溝2aに固定されており、シールリング3に設けた孔
16に嵌挿されており、もってシールリング3は該回転防
止ピン15により周溝2aに対する回転を禁止されて、周溝
2aを左右に移動する。
That is, the seal ring 3 has the configuration according to the present embodiment.
A rotation prevention pin 15 is provided as a rotation prevention device for preventing relative rotation between the casing 2 and the casing 2. The rotation prevention pin 15
Is fixed to the circumferential groove 2a and is a hole provided in the seal ring 3.
The seal ring 3 is fitted into the peripheral groove 2a and is prevented from rotating with respect to the peripheral groove 2a by the rotation preventing pin 15.
Move 2a left and right.

本実施例に係る構成によれば、シールリング3と周溝2a
の側面とが相対的に回転方向に対しては固定される。従
って、シールリング3と弾性リング4との圧接面61及び
弾性リング4の一方の周縁部と周溝2aとの圧接面62は相
対回転に伴う摩擦による摩耗が防止できる。よって、シ
ールリング3の内周面と軸1の外周面との摺動面7にお
いてのみ確実に回転運動をしながらのシールとなる。従
って、前記第1実施例等の軸が往復運動を行う場合と同
様に、各構成に伴う作用については同様の作用を奏する
と共に(ここでは説明を省略する)、シールリング3の
軸1の外周面への押し付け力の増大による流体の流出漏
れ抑制、及び両方の空間の圧力を均等化するような流体
の流動が行われる。尚、以上示した実施例では、軸側に
は周溝を設けず、軸を嵌挿するケーシング側に周溝を設
けたもののみを示したが、軸側に周溝を設けた構成とし
てもよい。例えば、第1図において、2をピストンに代
え、1をシリンダ周壁に代えれば、所謂ピストンリング
に代えて本発明に係る一方向性軸シール装置を介装した
構造となる。このものの機能は第1図のものと全く変わ
りない。
According to the configuration of this embodiment, the seal ring 3 and the circumferential groove 2a
Is fixed relative to the side surface relative to the direction of rotation. Therefore, the pressure-contact surface 61 between the seal ring 3 and the elastic ring 4 and the pressure-contact surface 62 between the peripheral edge portion 2a of the elastic ring 4 and the circumferential groove 2a can be prevented from being worn by friction due to relative rotation. Therefore, only the sliding surface 7 between the inner peripheral surface of the seal ring 3 and the outer peripheral surface of the shaft 1 provides a seal while reliably rotating. Therefore, similar to the case where the shaft reciprocates in the first embodiment and the like, the same actions as those associated with the respective configurations are performed (the description thereof is omitted here), and the outer periphery of the shaft 1 of the seal ring 3 is performed. The outflow and leakage of the fluid are suppressed by increasing the pressing force to the surface, and the fluid flows so as to equalize the pressures of both spaces. In the above-described embodiments, the peripheral groove is not provided on the shaft side, and only the peripheral groove is provided on the casing side into which the shaft is fitted. However, the peripheral groove may be provided on the shaft side. Good. For example, in FIG. 1, if 2 is replaced by a piston and 1 is replaced by a cylinder peripheral wall, a so-called piston ring is replaced with the unidirectional shaft seal device according to the present invention. The function of this is the same as that of FIG.

以上説明したように、本発明に係る一方向性軸シール装
置によれば、簡単な構造で、しかも従来の周溝に組み込
むことが可能であり、前記方向性はシール装置の向きを
入れ換えるだけで変更することが可能であり、また往復
運動機関等に適応させた場合は行程毎に特性の比を自由
に変えた設計が可能なため、例えば圧縮行程においては
完全に近い気密性が得られ、一方膨張行程においてはシ
ールリングの軸との摩擦が小さくなり、消費動力の低減
が図れる。
As described above, according to the unidirectional shaft seal device of the present invention, it is possible to incorporate the unidirectional shaft seal device into the conventional circumferential groove, and the directional property is obtained by simply changing the direction of the seal device. It is possible to change, and when adapted to a reciprocating engine, etc., it is possible to design by freely changing the ratio of characteristics for each stroke, so that, for example, near perfect airtightness can be obtained in the compression stroke, On the other hand, in the expansion stroke, friction with the shaft of the seal ring is reduced, and power consumption can be reduced.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、軸とケーシングと
のうちの一方の部材に形成した周溝と、他方の部材の周
面との間に介装される一方向性軸シール装置の両側に画
成される2つの空間の一方から他方への流体の流動は、
高いシール性を持たせて抑止するが、逆向きの流動は容
易に行わせる構成とすることにより、アクチュエータ等
の効率の向上及び駆動動力の低減を図ることが可能であ
り、また構造も簡単なため、低コスト化の他、駆動摩擦
低減に伴う運転コスト低減、静粛化等をも促進できるも
のである。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the unidirectionality interposed between the circumferential groove formed in one member of the shaft and the casing and the circumferential surface of the other member. The flow of fluid from one of the two spaces defined on both sides of the shaft seal device to the other is
Although it has a high sealing ability to prevent it, it is possible to improve the efficiency of the actuator etc. and reduce the driving power by adopting a structure that facilitates reverse flow, and the structure is simple. Therefore, in addition to cost reduction, it is possible to promote reduction of operation cost due to reduction of driving friction, quietness, and the like.

更に、これらアクチュエータ等への適応に限られず、シ
ョックアブソーバ等、軸とケーシングとを有してシール
性を要求されるものであれば如何なる箇所にも適用しう
るものであり、その用途は無限に広められるものであ
る。
Further, it is not limited to the application to these actuators and the like, and can be applied to any place such as a shock absorber as long as it has a shaft and a casing and is required to have a sealing property, and its application is endless. It is something that is spread.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の構成を示す断面図、第2
図は同上実施例に係るシールリングの斜視図、第3図は
同上実施例に係る弾性リングの斜視図、第4図(a)は
第1実施例の仕事実施時における状態を示す断面図、同
図(b)は同じく仕事未実施時における状態を示す断面
図、第5図は本発明の第2実施例の構成を示す断面図、
第6図(a)は本発明の第3実施例に係るシールリング
の正面図、同図(b)は同じく側面図、第7図は本発明
に係る第4実施例の構成を示す断面図、第8図は第7図
におけるA−A断面矢視図、第9図は本発明の第5実施
例に係るスパイラルリングの斜視図、第10図は本発明の
第6実施例の構成を示す断面図、第11図は本発明の第7
実施例の構成を示す断面図、第12図は本発明の第8実施
例の構成を示す断面図、第13図(a)〜(e)は従来の
軸シール装置の構成を示す断面図である。 1……軸、2……ケーシング、2a,25〜29……周溝、3
……シールリング、3b,24a……溝、4……弾性リング、
4a……切欠き、5……テンションリング、7……摺接
面、61,62……圧接面
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the first embodiment of the present invention, and FIG.
Fig. 3 is a perspective view of a seal ring according to the above embodiment, Fig. 3 is a perspective view of an elastic ring according to the above embodiment, and Fig. 4 (a) is a cross-sectional view showing a state of performing work according to the first embodiment. FIG. 5B is a sectional view showing a state when the work is not yet carried out, and FIG. 5 is a sectional view showing the constitution of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 (a) is a front view of a seal ring according to a third embodiment of the present invention, FIG. 6 (b) is a side view of the same, and FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 7, FIG. 9 is a perspective view of a spiral ring according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the configuration of a sixth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a sectional view showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view showing the constitution of the embodiment, FIG. 12 is a sectional view showing the constitution of the eighth embodiment of the present invention, and FIGS. 13 (a) to 13 (e) are sectional views showing the constitution of a conventional shaft seal device. is there. 1 ... Shaft, 2 ... Casing, 2a, 25-29 ... Circumferential groove, 3
...... Seal ring, 3b, 24a ...... groove, 4 ...... elastic ring,
4a …… Notch, 5 …… Tension ring, 7 …… Sliding contact surface, 61,62 …… Pressing contact surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 政弘 埼玉県蕨市北町4―2―22 (56)参考文献 実開 昭58−84350(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Matsuo 4-2-22 Kitamachi, Warabi-shi, Saitama (56) References Showa 58-84350 (JP, U)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ケーシングの内周面と、該ケーシング内に
嵌挿された軸の外周面との間に介装される一方向性軸シ
ール装置であって、 前記ケーシング及び軸からなる2部材のうち、一方の部
材の周面に形成された周溝に軸方向移動自由に嵌挿保持
されると共に他方の部材の周面に摺接するシールリング
と、 該シールリングと前記周溝の底部との間に装着され一方
の周側面と前記周溝の一方の周側面との間に前記周溝底
部の内部空間と周溝外部とを連通する連通路を形成し他
方の周側面が前記周溝の他方の周側面に圧接する弾性リ
ングと、 前記弾性リングと前記周溝底部との間に装着され前記弾
性リングを介してシールリングを前記他方の部材の周面
に押し付けるバネ性を有したテンションリングと、を含
んで構成され、 前記弾性リングにより前記周溝底部の内部空間と外部と
を画して両者を前記連通路を介して連通することを特徴
とする一方向性軸シール装置。
1. A unidirectional shaft seal device interposed between an inner peripheral surface of a casing and an outer peripheral surface of a shaft fitted into the casing, the two-member comprising the casing and the shaft. Of these, a seal ring which is inserted and held in a peripheral groove formed on the peripheral surface of one member so as to be freely movable in the axial direction and which is in sliding contact with the peripheral surface of the other member, the seal ring and the bottom of the peripheral groove. Is formed between one peripheral side surface of the peripheral groove and one peripheral side surface of the peripheral groove, and a communication passage that connects the internal space of the bottom of the peripheral groove and the outside of the peripheral groove is formed, and the other peripheral side surface is the peripheral groove. An elastic ring that is pressed against the other circumferential side surface of the elastic ring, and a spring-like tension that is mounted between the elastic ring and the bottom of the circumferential groove and presses the seal ring against the circumferential surface of the other member via the elastic ring. A ring, and the elastic ring A unidirectional shaft seal device, characterized in that an inner space and an outer part of the bottom of the circumferential groove are defined and are communicated with each other through the communication passage.
【請求項2】前記シールリングの一部が欠除された合口
部を有するリング部材を複数個備えて、各リング部材の
合口部相互が重ならないように軸方向に重合して装着さ
れてなる請求項1記載の一方向性軸シール装置。
2. A plurality of ring members each having an abutment part in which a part of the seal ring is removed, and the abutment parts of the respective ring members are mounted so as to overlap each other in an axial direction so as not to overlap each other. The unidirectional shaft seal device according to claim 1.
【請求項3】前記弾性リングは、前記周溝の溝幅より大
きな幅で形成され、前記一方の周側面に該周側面方向に
切欠きを分散して形成することにより連通路を形成して
なる請求項1または2記載の一方向性軸シール装置。
3. The elastic ring is formed with a width larger than the groove width of the peripheral groove, and cutouts are formed on the one peripheral side surface in the peripheral side surface direction to form a communicating path. The unidirectional shaft seal device according to claim 1 or 2.
【請求項4】前記弾性リングは、前記一方の周側面と前
記周溝の一方の周側面との間に押圧手段を有し、前記他
方の周側面が該押圧手段の押圧力により前記周溝の他方
の周側面に圧接されてなる請求項1または2記載の一方
向性軸シール装置。
4. The elastic ring has a pressing means between the one peripheral side surface and one peripheral side surface of the peripheral groove, and the other peripheral side surface is formed by the pressing force of the pressing means. The one-way shaft seal device according to claim 1 or 2, which is pressed against the other peripheral side surface of the.
【請求項5】前記シールリングは、前記弾性リングの前
記一方の周側面と同一側の周側面に、放射状に複数個の
溝が形成されてなる請求項1〜4のいずれか1つに記載
の一方向性軸シール装置。
5. The seal ring according to claim 1, wherein a plurality of grooves are radially formed on a peripheral side surface on the same side as the one peripheral side surface of the elastic ring. One-way shaft seal device.
【請求項6】前記周溝の一方の周側面は、前記シールリ
ングの一方の周側面と同一側の周側面に、放射状に複数
の溝が形成されてなる請求項1〜4のいずれか1つに記
載の一方向性軸シール装置。
6. A plurality of grooves are radially formed on one peripheral side surface of the peripheral groove on the same peripheral side surface as one peripheral side surface of the seal ring. Unidirectional shaft seal device described in 1.
【請求項7】前記シールリングが複数個備えられ、前記
一方の周側面と同一側のシールリングが軸の周りにらせ
ん状に巻回したスパイラルリングからなる請求項1記載
の一方向性軸シール装置。
7. The one-way shaft seal according to claim 1, wherein a plurality of the seal rings are provided, and the seal ring on the same side as the one circumferential side surface is a spiral ring wound around a shaft in a spiral shape. apparatus.
【請求項8】前記シールリングと前記ケーシングとの相
対回転を防止する回転防止装置を設けてなる請求項1〜
7のいずれか1つに記載の一方向性軸シール装置。
8. A rotation preventing device for preventing relative rotation between the seal ring and the casing.
7. The unidirectional shaft seal device according to any one of 7.
【請求項9】前記一方向性軸シール装置を複数組軸方向
に所定の向きで重ね合わせてなる請求項1〜8のいずれ
か1つに記載の一方向性軸シール装置。
9. The unidirectional shaft seal device according to claim 1, wherein a plurality of sets of the unidirectional shaft seal device are stacked in a predetermined direction in the axial direction.
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