JPH11236973A - ピストン・シリンダー間シール構造 - Google Patents
ピストン・シリンダー間シール構造Info
- Publication number
- JPH11236973A JPH11236973A JP10043108A JP4310898A JPH11236973A JP H11236973 A JPH11236973 A JP H11236973A JP 10043108 A JP10043108 A JP 10043108A JP 4310898 A JP4310898 A JP 4310898A JP H11236973 A JPH11236973 A JP H11236973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- packing
- piston
- cylinder
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動作方向によってリング摩擦抵抗が変化しエ
ネルギーロスを低減でき、リングの面圧を局部的に増大
できるシール構造の提供。 【解決手段】 環状のパッキン１１とそれによって押さ
れるリング１２とからなり、パッキン１１は圧縮作動方
向に開いたＵ字状断面を有し、パッキン１１がリング１
２の、パッキンのＵ字状断面の開方向の端部１２ａ側
で、リング１２を押す、ピストン・シリンダー間シール
構造。パッキン１１とリング１２の、パッキンのＵ字状
断面の開方向の端部１１ａ、１２ａには、半径方向に延
びる溝１３が形成されている。
ネルギーロスを低減でき、リングの面圧を局部的に増大
できるシール構造の提供。 【解決手段】 環状のパッキン１１とそれによって押さ
れるリング１２とからなり、パッキン１１は圧縮作動方
向に開いたＵ字状断面を有し、パッキン１１がリング１
２の、パッキンのＵ字状断面の開方向の端部１２ａ側
で、リング１２を押す、ピストン・シリンダー間シール
構造。パッキン１１とリング１２の、パッキンのＵ字状
断面の開方向の端部１１ａ、１２ａには、半径方向に延
びる溝１３が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン・シリン
ダー間のシール構造に関し、たとえば、コンプレッサ
ー、エアポンプ、エアモーター、液圧モーターなどの、
片側圧縮作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向
動でもよい）装置のピストン・シリンダー間の組合せシ
ール構造に関する。この場合、シリンダーとピストンの
概念の中には、静止のハウジング（シリンダーに対応）
とそれに対し摺動する軸状物（ピストンに対応）なども
含まれるものとする。
ダー間のシール構造に関し、たとえば、コンプレッサ
ー、エアポンプ、エアモーター、液圧モーターなどの、
片側圧縮作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向
動でもよい）装置のピストン・シリンダー間の組合せシ
ール構造に関する。この場合、シリンダーとピストンの
概念の中には、静止のハウジング（シリンダーに対応）
とそれに対し摺動する軸状物（ピストンに対応）なども
含まれるものとする。
【０００２】
【従来の技術】従来の組合せシールは、たとえば特開平
８−３０３５９０号公報に開示されている。従来の組合
せシール構造は、図９、図１０に示すように、いずれ
も、外側に樹脂製リング１０１を用い、内側にゴム製リ
ング１０２または１０２´を用い、内側のゴム製リング
の弾性により外側リングを拡張させ、シリンダー１０４
に密着させ、ピストン１０３とシリンダー１０４間のシ
ールを行う構造となっている。２つ以上の要素からなる
シールは組合せシールと呼ばれ、高圧、高速の片側圧縮
作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向動でもよ
い）装置（たとえば、高圧油圧シリンダー、高速エアシ
リンダー、切替バルブ）などのシールとして用いられ
る。また、外側リングと内側リングの材質をフッ素系材
料などにすることにより、高温用シールとしても用いら
れる。
８−３０３５９０号公報に開示されている。従来の組合
せシール構造は、図９、図１０に示すように、いずれ
も、外側に樹脂製リング１０１を用い、内側にゴム製リ
ング１０２または１０２´を用い、内側のゴム製リング
の弾性により外側リングを拡張させ、シリンダー１０４
に密着させ、ピストン１０３とシリンダー１０４間のシ
ールを行う構造となっている。２つ以上の要素からなる
シールは組合せシールと呼ばれ、高圧、高速の片側圧縮
作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向動でもよ
い）装置（たとえば、高圧油圧シリンダー、高速エアシ
リンダー、切替バルブ）などのシールとして用いられ
る。また、外側リングと内側リングの材質をフッ素系材
料などにすることにより、高温用シールとしても用いら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シールメカニ
ズムを組付時のゴムリングのつぶしによる反力にたよっ
ている従来シールには、つぎの問題がある。 従来シールは、動作方向に関係なく一定の摩擦抵抗
を有する。片側圧縮作動タイプの装置では、ピストンが
圧縮方向にストロークしている時に高シールが必要であ
るが、圧縮方向と反対方向にストロークしている時には
高シールは必要でない。それにもかかわらず、圧縮方向
と反対方向にストロークしている時に圧縮方向ストロー
ク時と同じ摩擦抵抗が働いているので、不要に、エネル
ギーロスが大きくなり、リングの摩耗量が大となり、寿
命も短くなる。 外側リングは、堅い樹脂であり、ゴムリング反力で
中央部を押されるため、外側リングはその外周面全面で
シリンダー壁に接し、単位面積当たりの面圧は低く、リ
ーク量が比較的大きい。本発明の目的は、 動作方向によってリングの摩擦抵抗が変化し、圧縮
方向作動時には接触面圧が大きくなって効果的なシール
を果たし、それと反対方向の作動時には摩擦抵抗が小さ
くなって摩擦によるエネルギーロスを少なくでき、 リングの面圧を局部的に高くして効果的なシールを
果たしリーク量を減じることができる、低損失かつ高寿
命のピストン・シリンダー間のシール構造を提供するこ
とにある。
ズムを組付時のゴムリングのつぶしによる反力にたよっ
ている従来シールには、つぎの問題がある。 従来シールは、動作方向に関係なく一定の摩擦抵抗
を有する。片側圧縮作動タイプの装置では、ピストンが
圧縮方向にストロークしている時に高シールが必要であ
るが、圧縮方向と反対方向にストロークしている時には
高シールは必要でない。それにもかかわらず、圧縮方向
と反対方向にストロークしている時に圧縮方向ストロー
ク時と同じ摩擦抵抗が働いているので、不要に、エネル
ギーロスが大きくなり、リングの摩耗量が大となり、寿
命も短くなる。 外側リングは、堅い樹脂であり、ゴムリング反力で
中央部を押されるため、外側リングはその外周面全面で
シリンダー壁に接し、単位面積当たりの面圧は低く、リ
ーク量が比較的大きい。本発明の目的は、 動作方向によってリングの摩擦抵抗が変化し、圧縮
方向作動時には接触面圧が大きくなって効果的なシール
を果たし、それと反対方向の作動時には摩擦抵抗が小さ
くなって摩擦によるエネルギーロスを少なくでき、 リングの面圧を局部的に高くして効果的なシールを
果たしリーク量を減じることができる、低損失かつ高寿
命のピストン・シリンダー間のシール構造を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） ピストンと該ピストンが相対動するシリンダー
との間のシール構造であって、前記ピストンおよび前記
シリンダーの一方に周方向全周にわたって形成された溝
と、該溝内に配置された環状のパッキンおよびリング
と、からなり、前記環状のパッキンは、弾性材からな
り、かつ前記ピストンの前記シリンダーに対する圧縮側
の動きの方向に開いたほぼＵ字状の断面を有しており、
前記リングは、前記パッキンを構成する弾性材より堅い
樹脂材料からなり、かつピストン半径方向に前記パッキ
ンと前記ピストンおよび前記シリンダーの他方との間に
配置されており、前記リングの軸方向中心より前記パッ
キンのＵ字状断面の開方向に位置する部分にて前記パッ
キンのＵ字状断面の開側端部と接触している、ピストン
・シリンダー間シール構造。 （２） 前記環状のパッキンのＵ字状断面の開側端部の
うち前記リングと接触する側の端部と、前記リングの端
部のうち前記パッキンのＵ字状断面の開方向に位置する
端部には、ピストン半径方向に延びる溝が形成されてい
る（１）記載のピストン・シリンダー間シール構造。
明はつぎの通りである。 （１） ピストンと該ピストンが相対動するシリンダー
との間のシール構造であって、前記ピストンおよび前記
シリンダーの一方に周方向全周にわたって形成された溝
と、該溝内に配置された環状のパッキンおよびリング
と、からなり、前記環状のパッキンは、弾性材からな
り、かつ前記ピストンの前記シリンダーに対する圧縮側
の動きの方向に開いたほぼＵ字状の断面を有しており、
前記リングは、前記パッキンを構成する弾性材より堅い
樹脂材料からなり、かつピストン半径方向に前記パッキ
ンと前記ピストンおよび前記シリンダーの他方との間に
配置されており、前記リングの軸方向中心より前記パッ
キンのＵ字状断面の開方向に位置する部分にて前記パッ
キンのＵ字状断面の開側端部と接触している、ピストン
・シリンダー間シール構造。 （２） 前記環状のパッキンのＵ字状断面の開側端部の
うち前記リングと接触する側の端部と、前記リングの端
部のうち前記パッキンのＵ字状断面の開方向に位置する
端部には、ピストン半径方向に延びる溝が形成されてい
る（１）記載のピストン・シリンダー間シール構造。
【０００５】上記（１）のピストン・シリンダー間シー
ル構造では、シール力を発生させるため、環状のパッキ
ンが断面Ｕ字状パッキンとされている。これによって、
圧縮方向作動時のみに断面Ｕ字状パッキン内側に圧力が
加わりパッキンにリングを押す力を発生させ、効果的な
シールを行い、圧縮方向と逆方向作動時には断面Ｕ字状
パッキン内側に圧力が加わらないのでパッキンのリング
を押す力は無くなるかまたは弱くなりわざと吹き抜けさ
せる。これによって、リングとリングが摺動する面との
間の摩擦抵抗は圧縮方向作動時のみに大きくなり圧縮方
向と逆方向作動時には小さくなって、リングとそれが摺
動する面（シリンダーまたはピストン）間の摩擦による
エネルギーロスが従来シールに比べて半減し、シールの
寿命が伸びる。また、リングは、リングの軸方向中心よ
りパッキンのＵ字状断面の開方向に位置する部分にてパ
ッキンのＵ字状断面の開側端部と接触しているので、パ
ッキンからの押力はリングの中心から偏心した部分にか
かり、シールはリングの片側のエッジとその近傍によっ
て行われ、その部分の面圧が局部的に上がり、シール効
果が改良される。上記（２）のピストン・シリンダー間
シール構造では、圧縮方向作動への切替時に、外部の圧
力を溝を通して急速にパッキンの内部に取り入れること
ができ、シール応答性を向上できる。
ル構造では、シール力を発生させるため、環状のパッキ
ンが断面Ｕ字状パッキンとされている。これによって、
圧縮方向作動時のみに断面Ｕ字状パッキン内側に圧力が
加わりパッキンにリングを押す力を発生させ、効果的な
シールを行い、圧縮方向と逆方向作動時には断面Ｕ字状
パッキン内側に圧力が加わらないのでパッキンのリング
を押す力は無くなるかまたは弱くなりわざと吹き抜けさ
せる。これによって、リングとリングが摺動する面との
間の摩擦抵抗は圧縮方向作動時のみに大きくなり圧縮方
向と逆方向作動時には小さくなって、リングとそれが摺
動する面（シリンダーまたはピストン）間の摩擦による
エネルギーロスが従来シールに比べて半減し、シールの
寿命が伸びる。また、リングは、リングの軸方向中心よ
りパッキンのＵ字状断面の開方向に位置する部分にてパ
ッキンのＵ字状断面の開側端部と接触しているので、パ
ッキンからの押力はリングの中心から偏心した部分にか
かり、シールはリングの片側のエッジとその近傍によっ
て行われ、その部分の面圧が局部的に上がり、シール効
果が改良される。上記（２）のピストン・シリンダー間
シール構造では、圧縮方向作動への切替時に、外部の圧
力を溝を通して急速にパッキンの内部に取り入れること
ができ、シール応答性を向上できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例のピストン・シ
リンダー間シール構造を、図１〜図８を参照して、説明
する。図１は、コンプレッサーに適用した場合を示して
あるが、適用対象はコンプレッサーに限るものではな
く、エアポンプ、エアモーター、液圧モーターなどの、
片側圧縮作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向
動でもよい）装置であればよい。また、シリンダーおよ
びピストンの概念にはハウジングおよびハウジングに摺
動する軸状物を含む。図１に示すピストン・シリンダー
間シール構造は、ピストン４とピストン４が軸方向およ
び／または回転方向に相対動（たとえば、摺動）するシ
リンダー３との間のシール構造である。コンプレッサー
では、ピストン４にはコネクティングロッド６の一端が
連結され、コネクティングロッド６の他端はクランクピ
ン７によりクランク軸（図示略）に連結されている。５
はシリンダー３に設けられた吸・排気ポートであり、２
はスライドリングである。ピストン４が図１において上
方に移動するのが圧縮方向の動きである。
リンダー間シール構造を、図１〜図８を参照して、説明
する。図１は、コンプレッサーに適用した場合を示して
あるが、適用対象はコンプレッサーに限るものではな
く、エアポンプ、エアモーター、液圧モーターなどの、
片側圧縮作動タイプの軸方向動（回転動を伴なう軸方向
動でもよい）装置であればよい。また、シリンダーおよ
びピストンの概念にはハウジングおよびハウジングに摺
動する軸状物を含む。図１に示すピストン・シリンダー
間シール構造は、ピストン４とピストン４が軸方向およ
び／または回転方向に相対動（たとえば、摺動）するシ
リンダー３との間のシール構造である。コンプレッサー
では、ピストン４にはコネクティングロッド６の一端が
連結され、コネクティングロッド６の他端はクランクピ
ン７によりクランク軸（図示略）に連結されている。５
はシリンダー３に設けられた吸・排気ポートであり、２
はスライドリングである。ピストン４が図１において上
方に移動するのが圧縮方向の動きである。
【０００７】本発明実施例のピストン・シリンダー間シ
ール構造は、ピストン４およびシリンダー３の一方（図
示例ではピストン４の方）に周方向全周にわたって形成
された溝８と、溝８内に配置されたシールアッセンブリ
ー（組合せシールとも呼ばれ）１と、からなる。シール
アッセンブリー１は溝８内に配置された環状のパッキン
１１およびリング１２と、からなる。環状のパッキン１
１の方が溝８の奥側に配置され、リング１２の方が溝８
の出口側に配置されてピストン４およびシリンダー３の
他方（図示例ではシリンダー３の方）と摺動する。
ール構造は、ピストン４およびシリンダー３の一方（図
示例ではピストン４の方）に周方向全周にわたって形成
された溝８と、溝８内に配置されたシールアッセンブリ
ー（組合せシールとも呼ばれ）１と、からなる。シール
アッセンブリー１は溝８内に配置された環状のパッキン
１１およびリング１２と、からなる。環状のパッキン１
１の方が溝８の奥側に配置され、リング１２の方が溝８
の出口側に配置されてピストン４およびシリンダー３の
他方（図示例ではシリンダー３の方）と摺動する。
【０００８】図２はシールアッセンブリー１とその近傍
の拡大を示しており、図３および図４はパッキン１１の
詳細を、図５および図６はリング１２の詳細を、それぞ
れ、示している。図２〜図４に示すように、環状のパッ
キン１１は、弾性材（たとえば、ゴム）からなり、かつ
ピストン４のシリンダー３に対する圧縮側の動きの方向
（図２においてはＣの方向）に開いたＵ字状の断面を有
している。リング１２は、パッキン１１を構成する弾性
材より堅い樹脂材料からなり、かつピストン半径方向
に、パッキン１１と、ピストン４およびシリンダー３の
うち溝８が形成されていない方の部材（図示例ではシリ
ンダー３）との間に配置されている。
の拡大を示しており、図３および図４はパッキン１１の
詳細を、図５および図６はリング１２の詳細を、それぞ
れ、示している。図２〜図４に示すように、環状のパッ
キン１１は、弾性材（たとえば、ゴム）からなり、かつ
ピストン４のシリンダー３に対する圧縮側の動きの方向
（図２においてはＣの方向）に開いたＵ字状の断面を有
している。リング１２は、パッキン１１を構成する弾性
材より堅い樹脂材料からなり、かつピストン半径方向
に、パッキン１１と、ピストン４およびシリンダー３の
うち溝８が形成されていない方の部材（図示例ではシリ
ンダー３）との間に配置されている。
【０００９】図２に示すように、リング１２は、リング
１２の軸方向中心１２ｃよりパッキン１１のＵ字状断面
の開方向に位置する端部１２ａおよびその近傍部分に
て、パッキン１１のＵ字状断面の開側端部１１ａ（パッ
キン１１のＵ字状断面の開側端部は２つあるがそのうち
リング１２に近い側の端部）と接触しており、この端部
１２ａおよびその近傍部分にてパッキン１１からの押力
を受けるようになっている。図２、図３に示すように、
パッキン１１のリング１２と接触する側の外側面は、パ
ッキンの自由状態（圧縮されていない状態）において、
パッキン１１のＵ字状断面の開側端部１１ａに近づくほ
どリング１２側にせり出しており、開側端部１１ａとそ
の近傍のみでリング１２に接触することを確実にしてい
る。
１２の軸方向中心１２ｃよりパッキン１１のＵ字状断面
の開方向に位置する端部１２ａおよびその近傍部分に
て、パッキン１１のＵ字状断面の開側端部１１ａ（パッ
キン１１のＵ字状断面の開側端部は２つあるがそのうち
リング１２に近い側の端部）と接触しており、この端部
１２ａおよびその近傍部分にてパッキン１１からの押力
を受けるようになっている。図２、図３に示すように、
パッキン１１のリング１２と接触する側の外側面は、パ
ッキンの自由状態（圧縮されていない状態）において、
パッキン１１のＵ字状断面の開側端部１１ａに近づくほ
どリング１２側にせり出しており、開側端部１１ａとそ
の近傍のみでリング１２に接触することを確実にしてい
る。
【００１０】図２に示すように、望ましくは、リング１
２のピストン軸方向（と平行な方向）の長さは、パッキ
ン１１のピストン軸方向（と平行な方向）の長さより長
くしてある。また、図２に示すように、望ましくは、シ
ールアッセンブリー１が配置されている溝８は、段付き
溝であり、溝奥部の第１の溝部分８ａのピストン軸方向
（と平行な方向）の高さより溝出口に近い第２の溝部分
８ｂのピストン軸方向（と平行な方向）の高さの方が大
とされており、第１の溝部分８ａの上面と第２の溝部分
８ｂの上面とが面一とされている。そして、パッキン１
１が第１の溝部分８ａに配置され、リング１２が第２の
溝部分８ｂに配置される。この溝構造によって、リング
１２がパッキンＵ字状断面開方向の端部１２ａにてパッ
キン１１にて押されることが確実になり、かつパッキン
１１とリング１２との位置関係が、はじめに設定された
位置関係からずれにくくなる。
２のピストン軸方向（と平行な方向）の長さは、パッキ
ン１１のピストン軸方向（と平行な方向）の長さより長
くしてある。また、図２に示すように、望ましくは、シ
ールアッセンブリー１が配置されている溝８は、段付き
溝であり、溝奥部の第１の溝部分８ａのピストン軸方向
（と平行な方向）の高さより溝出口に近い第２の溝部分
８ｂのピストン軸方向（と平行な方向）の高さの方が大
とされており、第１の溝部分８ａの上面と第２の溝部分
８ｂの上面とが面一とされている。そして、パッキン１
１が第１の溝部分８ａに配置され、リング１２が第２の
溝部分８ｂに配置される。この溝構造によって、リング
１２がパッキンＵ字状断面開方向の端部１２ａにてパッ
キン１１にて押されることが確実になり、かつパッキン
１１とリング１２との位置関係が、はじめに設定された
位置関係からずれにくくなる。
【００１１】図２〜図６に示すように、環状のパッキン
１１のＵ字状断面の開方向の２つの端部のうちリング１
２と接触する側の端部１１ａと、リング１２の軸方向端
部１２ａ、１２ｂのうちパッキン１１のＵ字状断面の開
方向の端部１２ａには、それぞれ、ピストン半径方向に
延びる溝１３ａ、１３ｂが少なくとも１つ、望ましくは
複数、形成されている。１３ａがパッキン１１に形成さ
れた溝で、１３ｂがリング１２に形成された溝である。
溝１３ａと溝１３ｂは、互いに溝軸芯が一致している。
溝１３ａ、１３ｂからなる溝１３は、ピストン４が圧縮
方向にストロークするときに、ピストン圧縮方向移動前
方の室Ａの増大する圧力を、ピストン外周とシリンダー
内周間の隙間δ、および溝１３自身を通して、Ｕ字状パ
ッキン１１内のスペースＳに速やかに導入するための溝
であり、たとえパッキン１１の開側端面およびリングの
端面が溝８の上面に密着した状態でも、圧力をＵ字状パ
ッキン１１内のスペースＳに導入することができる。
１１のＵ字状断面の開方向の２つの端部のうちリング１
２と接触する側の端部１１ａと、リング１２の軸方向端
部１２ａ、１２ｂのうちパッキン１１のＵ字状断面の開
方向の端部１２ａには、それぞれ、ピストン半径方向に
延びる溝１３ａ、１３ｂが少なくとも１つ、望ましくは
複数、形成されている。１３ａがパッキン１１に形成さ
れた溝で、１３ｂがリング１２に形成された溝である。
溝１３ａと溝１３ｂは、互いに溝軸芯が一致している。
溝１３ａ、１３ｂからなる溝１３は、ピストン４が圧縮
方向にストロークするときに、ピストン圧縮方向移動前
方の室Ａの増大する圧力を、ピストン外周とシリンダー
内周間の隙間δ、および溝１３自身を通して、Ｕ字状パ
ッキン１１内のスペースＳに速やかに導入するための溝
であり、たとえパッキン１１の開側端面およびリングの
端面が溝８の上面に密着した状態でも、圧力をＵ字状パ
ッキン１１内のスペースＳに導入することができる。
【００１２】つぎに、本発明実施例のピストン・シリン
ダー間シール構造の作用を説明する。ピストン４がシリ
ンダー３に対して相対的に圧縮作動方向（図１、図２の
Ｃの方向）に移動する時、ピストン前方のピストン４と
シリンダー３によって囲まれた室Ａの圧力は上昇し、そ
の時には室Ａのエアがピストン後方の空間Ｂに吹き抜け
ないように、または吹き抜ける量を抑制するように、シ
ールアッセンブリー１がピストン・シリンダー間を効果
的にシールすることが必要となる。
ダー間シール構造の作用を説明する。ピストン４がシリ
ンダー３に対して相対的に圧縮作動方向（図１、図２の
Ｃの方向）に移動する時、ピストン前方のピストン４と
シリンダー３によって囲まれた室Ａの圧力は上昇し、そ
の時には室Ａのエアがピストン後方の空間Ｂに吹き抜け
ないように、または吹き抜ける量を抑制するように、シ
ールアッセンブリー１がピストン・シリンダー間を効果
的にシールすることが必要となる。
【００１３】本発明実施例では、環状のパッキン１１が
圧縮作動方向Ｃに開いたＵ字状の断面を有しているの
で、ピストン４が圧縮方向にストローク方向を切り替え
て圧縮方向Ｃにストロークする時、ピストン圧縮方向移
動前方の室Ａの増大する圧力は、ピストン外周とシリン
ダー内周間の隙間δを通して、Ｕ字状パッキン１１内の
スペースＳに導入され、Ｕ字状パッキン１１を半径方向
に拡張する。拡張されたパッキン１１は、リング１２を
リング１２が摺動する面（実施例では、シリンダー３の
内面）に摺動可能に強い力で押し付け、リング１２とシ
リンダー内面との摩擦力、シール性を大にし、ピストン
・シリンダー間をシールする。一方、ピストン４が圧縮
作動方向と逆方向に作動する時には室Ａの圧力は減少す
るので、上記の増大する圧力をＵ字状パッキン１１内の
スペースＳに導入してＵ字状パッキン１１を半径方向に
拡張するという作用は有効でなくなり、パッキン１１の
リング１２押力は弱まり、場合によっては、室Ａから室
Ｂへの吹き抜けも生じ、リング１２とシリンダー３の内
面との摩擦力も大幅に小さくなる。これによって、従
来、圧縮方向も逆方向も同じ一定の力でリングをシリン
ダー面に押し付けていたシールに比べて、本発明実施例
では、圧縮方向と逆方向の摩擦力がほぼ０になったこと
により、摩擦によるエネルギーロスが半減し、かつリン
グ１２の寿命が倍増する。
圧縮作動方向Ｃに開いたＵ字状の断面を有しているの
で、ピストン４が圧縮方向にストローク方向を切り替え
て圧縮方向Ｃにストロークする時、ピストン圧縮方向移
動前方の室Ａの増大する圧力は、ピストン外周とシリン
ダー内周間の隙間δを通して、Ｕ字状パッキン１１内の
スペースＳに導入され、Ｕ字状パッキン１１を半径方向
に拡張する。拡張されたパッキン１１は、リング１２を
リング１２が摺動する面（実施例では、シリンダー３の
内面）に摺動可能に強い力で押し付け、リング１２とシ
リンダー内面との摩擦力、シール性を大にし、ピストン
・シリンダー間をシールする。一方、ピストン４が圧縮
作動方向と逆方向に作動する時には室Ａの圧力は減少す
るので、上記の増大する圧力をＵ字状パッキン１１内の
スペースＳに導入してＵ字状パッキン１１を半径方向に
拡張するという作用は有効でなくなり、パッキン１１の
リング１２押力は弱まり、場合によっては、室Ａから室
Ｂへの吹き抜けも生じ、リング１２とシリンダー３の内
面との摩擦力も大幅に小さくなる。これによって、従
来、圧縮方向も逆方向も同じ一定の力でリングをシリン
ダー面に押し付けていたシールに比べて、本発明実施例
では、圧縮方向と逆方向の摩擦力がほぼ０になったこと
により、摩擦によるエネルギーロスが半減し、かつリン
グ１２の寿命が倍増する。
【００１４】また、断面Ｕ字状のパッキン１１は、リン
グ１２の中央１２ｃより端部１２ａ側でリング１２と接
触して、リング１２をリング１２の中央１２ｃより端部
１２ａ側で押すので、リング１２の面圧はリング１２の
端部１２ａ側で局部的に強くなり、均一に押す結果面圧
が小さくなっていた従来シールに比べて、シール効果が
高くなる。
グ１２の中央１２ｃより端部１２ａ側でリング１２と接
触して、リング１２をリング１２の中央１２ｃより端部
１２ａ側で押すので、リング１２の面圧はリング１２の
端部１２ａ側で局部的に強くなり、均一に押す結果面圧
が小さくなっていた従来シールに比べて、シール効果が
高くなる。
【００１５】また、溝８は、段付き溝であり、溝奥部の
第１の溝部分８ａと溝出口に近い第２の溝部分８ｂとか
らなり、パッキン１１が第１の溝部分８ａに配置され、
リング１２が第２の溝部分８ｂに配置されているので、
ピストン４がシリンダー３に対して軸方向に相対的にス
トロークした時にリング１２がシリンダー内面から軸方
向力を受けても、リング１２はパッキン１１に対して相
対的に位置ずれを起こすことはなく、リング１２とパッ
キン１１の軸方向位置関係は不変である。したがって、
常に、リング１２がパッキンＵ字状断面開方向の端部１
２ａにてパッキン１１にて押されることになり、上記の
局部押し、局部面圧の増大、シール効果の増大が安定し
て得られる。
第１の溝部分８ａと溝出口に近い第２の溝部分８ｂとか
らなり、パッキン１１が第１の溝部分８ａに配置され、
リング１２が第２の溝部分８ｂに配置されているので、
ピストン４がシリンダー３に対して軸方向に相対的にス
トロークした時にリング１２がシリンダー内面から軸方
向力を受けても、リング１２はパッキン１１に対して相
対的に位置ずれを起こすことはなく、リング１２とパッ
キン１１の軸方向位置関係は不変である。したがって、
常に、リング１２がパッキンＵ字状断面開方向の端部１
２ａにてパッキン１１にて押されることになり、上記の
局部押し、局部面圧の増大、シール効果の増大が安定し
て得られる。
【００１６】リング１２とパッキン１１には、溝１３が
形成されているので、ピストン４が圧縮作動方向Ｃにス
トロークの方向を切替えストロークする時に、溝１３を
通してピストン移動方向前方の室Ａの圧縮エアをパッキ
ン１１内のスペースＳに速やかに導入することができ
る。この場合、たとえパッキン１１の開側端面およびリ
ング１２の端面が溝８の上面に密着した状態でも、溝１
３は閉塞されないので、溝１３を通して室Ａの圧力をＵ
字状パッキン１１内のスペースに導入することができ
る。これによって、シール作用の確実性、安定性が向上
する。
形成されているので、ピストン４が圧縮作動方向Ｃにス
トロークの方向を切替えストロークする時に、溝１３を
通してピストン移動方向前方の室Ａの圧縮エアをパッキ
ン１１内のスペースＳに速やかに導入することができ
る。この場合、たとえパッキン１１の開側端面およびリ
ング１２の端面が溝８の上面に密着した状態でも、溝１
３は閉塞されないので、溝１３を通して室Ａの圧力をＵ
字状パッキン１１内のスペースに導入することができ
る。これによって、シール作用の確実性、安定性が向上
する。
【００１７】
【発明の効果】請求項１のピストン・シリンダー間シー
ル構造によれば、パッキンが圧縮作動方向に開いたＵ字
状の断面を有するので、圧縮方向作動時のみにパッキン
内側に圧力を加えてパッキンにリングを押す力を発生さ
せ、効果的なシールを行い、圧縮方向と逆方向作動時に
はパッキン内側に圧力を加えないでパッキンのリングを
押す力を無くすか弱くし、わざと吹き抜けさせる。これ
によって、リングとリングが摺動する面との間の摩擦抵
抗は圧縮方向作動時のみに大きくなり圧縮方向と逆方向
作動時には小さくなって、リングとそれが摺動する面と
の間の摩擦によるエネルギーロスが従来に比べて半減
し、リングの寿命を伸ばすことができる。また、リング
は、リングの軸方向中心よりパッキンのＵ字状断面の開
方向に位置する部分にてパッキンのＵ字状断面の開側端
部と接触するので、パッキンからの押力はリングの中心
から偏心した部分にかかり、シールはリングの片側のエ
ッジとその近傍によって行われ、その部分の面圧を局部
的に高め、シール効果を改良できる。請求項２のピスト
ン・シリンダー間シール構造によれば、リング端部およ
びパッキン端部に溝を形成したので、圧縮方向作動への
切替時および圧縮方向へのストローク時に、外部の圧力
を溝を通して急速にパッキンの内部に取り入れることが
でき、シール応答性を向上できる。
ル構造によれば、パッキンが圧縮作動方向に開いたＵ字
状の断面を有するので、圧縮方向作動時のみにパッキン
内側に圧力を加えてパッキンにリングを押す力を発生さ
せ、効果的なシールを行い、圧縮方向と逆方向作動時に
はパッキン内側に圧力を加えないでパッキンのリングを
押す力を無くすか弱くし、わざと吹き抜けさせる。これ
によって、リングとリングが摺動する面との間の摩擦抵
抗は圧縮方向作動時のみに大きくなり圧縮方向と逆方向
作動時には小さくなって、リングとそれが摺動する面と
の間の摩擦によるエネルギーロスが従来に比べて半減
し、リングの寿命を伸ばすことができる。また、リング
は、リングの軸方向中心よりパッキンのＵ字状断面の開
方向に位置する部分にてパッキンのＵ字状断面の開側端
部と接触するので、パッキンからの押力はリングの中心
から偏心した部分にかかり、シールはリングの片側のエ
ッジとその近傍によって行われ、その部分の面圧を局部
的に高め、シール効果を改良できる。請求項２のピスト
ン・シリンダー間シール構造によれば、リング端部およ
びパッキン端部に溝を形成したので、圧縮方向作動への
切替時および圧縮方向へのストローク時に、外部の圧力
を溝を通して急速にパッキンの内部に取り入れることが
でき、シール応答性を向上できる。
【図１】本発明の一実施例のピストン・シリンダー間シ
ール構造を適用した片側圧縮装置（たとえば、コンプレ
ッサー）の断面図である。
ール構造を適用した片側圧縮装置（たとえば、コンプレ
ッサー）の断面図である。
【図２】図１の装置の、ピストン・シリンダー間シール
構造とその近傍の拡大断面図である。
構造とその近傍の拡大断面図である。
【図３】図２のうち環状のパッキンの溝部における断面
図である。
図である。
【図４】図２のうち環状のパッキンの半平面図である。
【図５】図２のうちリングの溝部における断面図であ
る。
る。
【図６】図２のうちリングの半平面図である。
【図７】本発明実施例のピストン・シリンダー間シール
構造とその近傍の、圧縮作動時における、拡大断面図で
ある。
構造とその近傍の、圧縮作動時における、拡大断面図で
ある。
【図８】本発明実施例のピストン・シリンダー間シール
構造とその近傍の、圧縮作動と逆作動時における、拡大
断面図である。
構造とその近傍の、圧縮作動と逆作動時における、拡大
断面図である。
【図９】従来のシール構造の一例の断面図である。
【図１０】従来のシール構造のもう一例の断面図であ
る。
る。
１ シールアッセンブリ ２ リング ３ シリンダー（ハウジングである場合を含む） ４ ピストン（軸状物である場合を含む） ５ 吸気または排気ポート ６ コネクティングロッド ７ クランクピン ８ 溝 ８ａ 第１の溝部分 ８ｂ 第２の溝部分 １１ （環状の）パッキン １２ リング １３ 溝 １３ａ パッキンに形成された溝 １３ｂ リングに形成された溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 秋雄 東京都墨田区錦糸４丁目17番６号 株式会 社阪上製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストンと該ピストンが相対動するシリ
ンダーとの間のシール構造であって、 前記ピストンおよび前記シリンダーの一方に周方向全周
にわたって形成された溝と、 該溝内に配置された環状のパッキンおよびリングと、か
らなり、 前記環状のパッキンは、弾性材からなり、かつ前記ピス
トンの前記シリンダーに対する圧縮側の動きの方向に開
いたほぼＵ字状の断面を有しており、 前記リングは、前記パッキンを構成する弾性材より堅い
樹脂材料からなり、かつピストン半径方向に前記パッキ
ンと前記ピストンおよび前記シリンダーの他方との間に
配置されており、前記リングの軸方向中心より前記パッ
キンのＵ字状断面の開方向に位置する部分にて前記パッ
キンのＵ字状断面の開側端部と接触している、ピストン
・シリンダー間シール構造。 - 【請求項２】 前記環状のパッキンのＵ字状断面の開側
端部のうち前記リングと接触する側の端部と、前記リン
グの端部のうち前記パッキンのＵ字状断面の開口方向に
位置する端部には、ピストン半径方向に延びる溝が形成
されている請求項１記載のピストン・シリンダー間シー
ル構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10043108A JPH11236973A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | ピストン・シリンダー間シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10043108A JPH11236973A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | ピストン・シリンダー間シール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236973A true JPH11236973A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12654650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10043108A Pending JPH11236973A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | ピストン・シリンダー間シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236973A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180094653A1 (en) * | 2015-05-12 | 2018-04-05 | Kongsberg Automotive As | Position Dependent Valve Device for Control Cylinder |
-
1998
- 1998-02-25 JP JP10043108A patent/JPH11236973A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180094653A1 (en) * | 2015-05-12 | 2018-04-05 | Kongsberg Automotive As | Position Dependent Valve Device for Control Cylinder |
| US10605276B2 (en) * | 2015-05-12 | 2020-03-31 | Kongsberg Automotive As | Position dependent valve device for control cylinder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5050892A (en) | Sealing arrangement for piston in compressor | |
| US9488277B2 (en) | Seal assemblies for reciprocating and rotary applications | |
| JP2011236828A (ja) | ロッキングピストンのシール構造 | |
| JPH06117368A (ja) | 往復動型圧縮機 | |
| MXPA02005361A (es) | Aparato que utiliza pistones giratorios oscilantes. | |
| JPH07280095A (ja) | 環状ピストンリングと、環状ピストンリングを包含するアセンブリ | |
| EP0961032B1 (en) | A reciprocating type refrigerant compressor with an improved internal sealing unit | |
| JPH06117367A (ja) | 往復動型圧縮機 | |
| JPH11236973A (ja) | ピストン・シリンダー間シール構造 | |
| US6499974B2 (en) | Piston pump | |
| US6591624B1 (en) | Air conditioning system for an automobile | |
| CN112513503B (zh) | 滑阀式切换阀中的密封构造及该滑阀式切换阀 | |
| JPH086811B2 (ja) | 両圧用ピストンシール | |
| JPH0446116Y2 (ja) | ||
| KR200148387Y1 (ko) | 압축기의 흡입 머플러 조립체 | |
| JP7458240B2 (ja) | 密封装置 | |
| JPH04302778A (ja) | 圧力シリンダ用クッションパッキン | |
| CN114360960A (zh) | 一种快速断路器压气双动组件 | |
| KR100257724B1 (ko) | 다단계 스트로크 실린더 | |
| KR970004384B1 (ko) | 피스톤식 압축기에 있어서 냉매가스 흡입구조 | |
| JPS60216079A (ja) | 斜軸式液圧回転機 | |
| JP2000297750A (ja) | 振動式圧縮機 | |
| JP2007138804A (ja) | 圧縮機 | |
| JPH062652A (ja) | 多段圧縮装置 | |
| JPH11325253A (ja) | 密封装置 |