JPH01135996A - 筒体の液密進退構造 - 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） この発明は、軸線方向へ相対変位可能な内外二本の筒体
間を液密に封止する、筒体の液密進退構造に関するもの
であり、たとえば、伸縮管継手、レシプロ型の液体ポン
プなどに適用されてすぐれた耐圧性（耐負圧性も含む）
および耐久性を発揮するものである。

（従来の技術） 配管中に適用される伸縮管継手としては、ベローズタイ
プのものが従来から広く一般に使用されており、この伸
縮管継手では、ベローズの伸縮作動によって、配管の据
え付は誤差、製作誤差などを吸収することができるとと
もに、配管の、温度変化に基づく伸縮を吸収することが
できる。

また、従来既知の、レシプロ型の液体ポンプとしては、
相互に対向する底付きの二本の筒体を、ベローズ継手に
よって液密に相互連結し、一方の筒体を、ベローズ継手
の伸縮変形下で、他方の筒体に対して往復運動させるこ
とにて、両筒体内容積の増減に基づき、それらの筒体内
への液体の吸い込みおよびそこからの液体の送出を行う
もの、または、有底の、内外二本の筒体を、０リングを
介して嵌め合わせ、それらの両筒体の、相対的な往復運
動によって、液体の吸い込みおよび送出を行うものがあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、これらの従来の液密進退構造のうち、ベロー
ズを用いるものにあっては、そこへの内圧の作用状態で
、軸線方向の圧縮変形を受けると、ベローズに座屈が生
じ易いという問題があった他、繰り返し伸縮されるベロ
ーズに、十分なる耐久性を付与すること、および、その
ベローズの大径化をもたらすことが甚だ困難であるとい
う問題があった。

また、０リングを用いるものにあっては、多くは、内筒
の外周面に嵌め合わされて位置決めされる０リングが、
それに対して摺動運動を行う外筒によって比較的早期に
摩耗されるため、長期間にわたって液密性を維持するこ
とができないという問題があった。

この発明は、従来技術のかかる問題を有利に解決するも
のであり、大径化はもちろん、所要に応じた大ストロー
クを極めて容易に実現することができ、すぐれた耐圧性
および耐久性を発揮することができる筒体の液密進退構
造を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の、筒体の液密進退構造は、軸線方向へ相対変
位可能な内筒および外筒を、半径方向に間隔をおいて配
置するとともに、内筒の外周面および外筒の内周面に、
軸線方向に凹凸をなす剛性表面もしくは弾性表面をそれ
ぞれ形成し、そして、それらの両凹凸表面間に、断面輪
郭が、円形、多角形その他の所要形状をなす少なくとも
一本の弾性リングを配設したものである。

（作　用） この発明の液密進退構造では、少なくとも一本の弾性リ
ングを、通常は、内外筒の両凹凸表面の、それぞれの凹
部内に、好ましくは、弾性リングの、断面形状が偏平と
なる方向への幾分の圧縮変形下にて嵌まり込ませること
により、それらの弾性リングのシール作用に基づき、内
外筒間に十分なる液密性をもたらすことができる。ここ
で、凹部内へ嵌まり込んだ弾性リングの、内外筒の軸線
方向への移動は１．凹凸表面の凸部によって有効に阻止
されるので、内外圧の圧力差が大きい場合であっても、
弾性リングは、所定め位置にて、それ自身に何の損傷も
受けることなく、液密性を確実に維持することができる
。

また、凹部内に位置する弾性リングは、内外筒の進出方
向または後退方向への相対変位に際しては、それが凹凸
表面から受ける摩擦力によって、環状中心線の周りで転
勤しつつ、より大きな圧縮変形を受は乍ら、それぞれの
凹凸表面の両凸部を乗り越えるので、内外筒のかかる相
対変位中においても、内外筒間の液密性および耐圧性を
十分に維持し得ることはもちろん、弾性リングの摩耗を
有効に防止して、それの耐久性を著しく向上させること
ができる。

なおここにおける内外筒のストローク長さは、それらの
筒体の長さおよび凹凸表面の軸線方向長さを選択するこ
とによって極めて容易に延長することができ、そしてま
た、この液密進退構造の口径は、弾性リングのたとえば
直径を、内外筒のそれと対応するものとすることのみに
て、これもまた極めて容易に大径化することができる。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は伸縮管継手におけるこの発明の一実施例を示す
要部断面図である。

図中１．２はそれぞれ、半径方向に所定の間隔をおいて
同軸配置した、剛性材料製の内筒および外筒を、また３
は、伸縮管継手゛にて相互連結される輸送管をそれぞれ
示し、ここにおける内外筒１゜２は、それらの軸線方向
の各一端に、半径方向外方へ突出し、隣接するそれぞれ
の輸送管３に締付固定される連結用フランジ４．５をそ
れぞれ有する。

ここでは、軸線方向へ相対変位可能ならしめたこれらの
内外筒１，２において、内筒１の外周面および外筒２の
内周面のそれぞれに、それらの軸線方向にて凹凸をなす
凹凸表面６．７を形成する。

これらのそれぞれの凹凸表面６．７は、剛性材料製の内
外筒に、直接的に加工を施すことによって形成し得る他
、内筒１よび外筒２のそれぞれに、凹凸表面を有する剛
性スリーブもしくは弾性スリーブを嵌め合わせ固定する
ことにて形成することもできる。

また、ここに示すそれぞれの凹凸表面６，７は、断面輪
郭がほぼ台形をなす凸部８．９を、内外筒１，２の軸線
方向へ相互に隣接させて設けることによって形成するこ
ととしているが、それらの凹凸表面６，７は、第２図に
示すように、断面輪郭が弓形をなす凸部８，９を相互に
隣接させて設けること、または、第３図に示すように、
断面形状が、歯車のほぼ歯形状をなす凸部８．９を設け
ることによって形成することもでき、さらには、断面輪
郭が三角形のその他の多角形形状もしくは曲線形状をな
す凸部、波形をなす凸部などにて形成することもできる
。

なお、ここにおけるそれぞれの凸部８，９は、それらの
各々を、内外筒の周方向へ連続したものとし得ることは
もちろん、周方向に所定の間隔をおいたものとすること
もできる。

さらにここでは、内外筒１．２のそれぞれの凹凸表面６
．７間に、所要の断面形状、第１〜３図に示すところで
は円形断面形状を有する、少なくとも一本の弾性リング
１０を配設し、通常は、これらの弾性リング１０を、凹
凸表面６．７０両凹部間に、好ましくは、弾性リング１
０の断面形状が偏平となる方向への幾分の圧縮変形状態
にて位置させる。

ここで、弾性リング１０の全体形状は、内外筒１゜２の
周面輪郭に応じ、円形、多角形、楕円形その他の形状と
することができる。また、その断面輪郭は、第４図に示
すように、凹凸表面６，７の、相互に離間する三角形凸
部８．９間で、凹部内へ丁度嵌まり込む大角形形状とす
ることができる他、第５図に示すように、波形形状をな
す両凹凸表面６．７間で、凹部内へ丁度嵌まり込む六花
弁形状とすることもでき、さらには、第６．７図にそれ
ぞれ示すように、台形凸部８．９間、もしくは三角形凸
部８．９間の凹部内へ入り込む、ラグ１１を具えた偏平
形状とすることもできる。

弾性リング１０のこのような断面輪郭は、その全長にわ
たって同一とし得ることはもちろんであるが、とくには
、凹凸表面６，７の凸部８，９が周方向に間隔をおいて
形成されている場合には、凸部８．９の存在しない部分
において、その断面輪郭を、円形、角形などの単純形状
とすることも可　。

能である。

そしてまた、中空構造もしくは中実構造とすることがで
きるかかる弾性リング１０において、それをとくに中実
構造とする場合には、弾性リング１０に要求される弾性
力との関連の下で、その全体を単一の弾性材料にて構成
することに加え、弾性材料にて囲繞される芯部を、異質
弾性材料、気体、液体、ワイヤロープなどの軟硬各種の
異種材料にて構成することも可能である。

以上のような液密進退構造によれば、内外筒１゜２の静
止状態においては、少なくとも一本の弾性リング１０は
、多くは、両凹凸表面６．７の、それぞれの凹部内に位
置して、好ましくは、弾性リング１０の断面形状が幾分
偏平となる方向へのそれの圧縮変形下で、両凹凸表面６
，７に十分緊密に接触するので、弾性リング１０のシー
ル作用によって、内外筒１．　２間の液密性が確実に実
現されることになる。そしてまた、両凹部内へ一旦嵌ま
り込んだその弾性リング１０は、そこに大きな内圧もし
くは外圧が作用した場合であっても、それの、内外筒１
，２の軸線方向への移動が、凹凸表面６．７の凸部８．
９によって有効に阻止されることから、それ自身には何
の損傷も受けることなく、極めてすぐれた耐圧性をもた
らすことができる。

この一方において、内外筒１，２を進出方向もしくは後
退方向へ相対変位させるに際しては、たとえば、第８．
９図に断面図で例示するように、各弾性リング１０は、
それぞれの凹凸表面６．７から受ける摩擦力によって、
その環状中心線の周りで、内外筒１，２の変位方向へ転
勤することにより、凹凸表面６．７の凸部８．９による
比較的大きな圧縮変形を受けて両凸部８．９を乗り越え
た後、隣接する凹部内へ嵌まり込むことになり、このこ
とを、内外筒１，２の相対変位が停止されるまで繰り返
すので、内外筒１，２のかかる相対変位中においてもな
お、弾性リング１０の圧縮変形下にて、液密性および耐
圧性が十分に維持されることになる。そしてまたここで
は、内外筒１，２の相対変位に基づいて弾性リング１０
が転勤を行うので、その弾性リング１０の摩耗その他の
損傷を長期間にわたって有効に防止して、弾性リング１
０の耐久性を著しく向上させることができる。

さらに、この液密進退構造では、内外筒１，２のストロ
ーク長さを、それらの軸線方向への、凹凸表面６，７の
、延在長さを適宜に選択することのみにて決定すること
ができるので、所要に応じた大ストロークを極めて容易
に実現することができる。加えてここでは、たとえば○
リングにて構成することができる弾性リング１０によっ
て、液密進退構造の液密性および耐圧性をもたらすこと
ができるので、それの大径化をもまた極めて容易に実現
することができる。

以上、伸縮管継手におけるこの発明の一実施例について
説明したが、この発明の液密進退構造は、内外筒を強制
的に進退運動させてそれらの内容積を変化させることに
より、レシプロ型の液体ポンプとして作用させることも
可能である。

第１０図はその一例を示す縦断面図であり、これは、汲
出しパイプとして機能する内筒１をコンクリートケーソ
ン２１に固定するとともに、フロートとして機能する外
筒２を、そのコンクリートケーソン２１内に配置し、そ
れらの内外筒１，２間に、この発明の液密進退構造を設
けたものである。

この液体ポンプでは、たとえば、波による水面レベルの
昇降に基づいて、外筒２をコントリートケーソン２１内
で昇降させることにより、その下降時には、外筒２の下
端に設けた逆止弁２２の作用下で、外筒内へ水を導入す
る一方、その上昇時には、内筒１の下端に設けた逆止弁
２３の開放下で、外筒２内の水を、内筒１から汲み出す
ことが可能となり、液体ポンプのこような作動に際し、
この発明の液密進退構造は、前述したと同様にして、常
にすぐれだ液密性および耐圧性を発揮することができる
とともに、十分なる耐久性を発揮することができる。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、それぞれ
の凹凸表面の凸部断面輪郭および弾性リングの断面輪郭
を、図示以外の適宜なる角形形状、曲線形状、それら両
者の組合せ形状などとすることもできる。

（発明の効果） かくして、この発明によれば、とくには、内筒の外周面
および外筒の内周面に、軸線方向の凹凸表面をそれぞれ
形成し、そして、それらの両凹凸表面間に、少なくとも
一本の弾性リングを配設することにより、弾性リングと
凹凸表面との緊密なる接触に基づき、゛すぐれだ液密性
および耐圧性をもたらすことができる。そしてまた、内
外筒の進退変位に際して、弾性リングを転勤させること
により、それの摩耗その他の損傷を有効に防止して、液
密性および耐圧性を長期間にわたって維持することがで
きる。

さらにここでは、内外筒の軸線方向への、凹凸表面の延
在長さを選択することのみにて、それら両筒体の、所要
に応じた大ストロークを簡単に実現することができる他
、製造の容易な弾性リングの環直径を変更することにて
大口径の構造体を極めて容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は伸縮管継手におけるこの発明の一実施例を示す
要部断面図、 第２〜７図は他の実施例を示す断面図、第８．９図はそ
そぞれ弾性リングの挙動を示す断面図、 第１０図はレシプロ型の液体ポンプにおけるこの発明の
実施例を示す断面図である。 １・・・内筒　　　　　　２・・・外筒６．７・・・、
凹凸表面 ８．９・・・凸部　　　　１０・・・弾性リング特許出
願人　株式会社　ブリヂストン 第７図 ／ｆ 第８図 ａ） Ｊｂ） 第９図 （ａ） （ｂｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軸線方向へ相対変位可能な内筒および外筒を、半径
   方向に間隔をおいて配置するとともに、内筒の外周面お
   よび外筒の内周面に、軸線方向の凹凸表面をそれぞれ形
   成し、それらの両凹凸表面間に、少なくとも一本の弾性
   リングを配設してなる筒体の液密進退構造。