JPH0678787B2 - 環状封止体 - Google Patents

環状封止体

Info

Publication number
JPH0678787B2
JPH0678787B2 JP62043764A JP4376487A JPH0678787B2 JP H0678787 B2 JPH0678787 B2 JP H0678787B2 JP 62043764 A JP62043764 A JP 62043764A JP 4376487 A JP4376487 A JP 4376487A JP H0678787 B2 JPH0678787 B2 JP H0678787B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil spring
sealing piece
trunk
sealing
seal
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62043764A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63210468A (ja
Inventor
恵司 大嶋
太 藤並
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP62043764A priority Critical patent/JPH0678787B2/ja
Publication of JPS63210468A publication Critical patent/JPS63210468A/ja
Publication of JPH0678787B2 publication Critical patent/JPH0678787B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、往復圧縮装置等に用いられるピストンとシ
リンダ間のシール構造に関する。
〔従来の技術〕
スターリング機関や医療用に用いられる往復圧縮装置の
ピストンの接触式シールは潤滑油による作動流体の汚染
を防止するために無潤滑で用いられる。この種の接触式
シールとしてコイルばねを内包してそのばね力によって
シールの面圧を与えるものが用いられる。これは金属性
のコイルばねがシール材料そのものよりばね定数の温度
の影響が少ないこと、コイルばねが小さいばね定数を与
え得ること、荷重−たわみ特性の線形性が良好であるな
ど種々の利点をもつためである。このようなコイルばね
を用いて環状の封止体として構成した接触式シールの断
面図を第2図に示す。
第2図において環状封止体としてのシールリング1は、
円環状の幹体としてのウェブ2とシリンダ5および保持
体としてのピストン6の溝9に保持される封止片として
のシールリップ3,4とから成り、横断面形状がコの字形
の円環状をなしてあらかじめ設定された半径方向のたわ
みを与えられて保持体としてのピストン6の溝9に装着
されている。
一対のシールリップ3,4の互いに対向する面内すなわち
前記のコの字形部分には例えば線材又は薄板材によって
作られた前述の円環に沿う中心軸をもつコイルばね7が
内包され該シールリップ3,4をそれぞれ保持体としての
ピストン6の溝9と、保持体と相対的に移動する移動面
8としてのシリンダ5の内面とに接触させて、シールす
る力を与えるようになっている。
また、前記シールリップ3,4には、互いに対向する面の
先端部に突起部10,11がそれぞれ設けられ、これら突起
部10,11と前記シールリング1のウェブ2によって、前
記コイルばね7の保持がなされている。
シールリング1は、摩耗係数が小さくて可撓性の大きい
例えば、充填材入り4フッ化エチレン樹脂で一体的に構
成され、コイルばね7は、ステンレス鋼,ハステロイ,
インコネルなどのばね性のある金属材料で構成されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
接触式シールの寿命時間T(hr)は一般に次式によって
与えられる。
ここでR,K,P,Vはそれぞれ摩耗可能量(m3),材料によ
って定まる摩耗係数(cm3・min/kg f・m・h),シー
ル面圧(kg f/cm2),滑り速度(m/min)である。すな
わちシールの寿命時間Tを長くするためには、Rを大
に、K,P,Vを小にする対策が必要である。ここでシール
面圧Pは下記の各寄与分によって与えられる。
P=P1+P2+P3 (2) P1はばね力による面圧寄与分,P2はシールリングの剛性
による面圧寄与分,P3は差圧による面圧寄与分である。
(1)(2)においてR,K,V,P3はあらかじめ定めること
のできる量である。したがってTを大にするにはP1+P2
すなわちばね力とシールリングの剛性による面圧寄与分
の和をシール性を保ち得る範囲でできるだけ小さくし、
シールに必要な面圧をもっぱら差圧によって与える必要
がある。
ところで第2図の構成においては、シールリップ3,4の
先端部に突起部10,11をそれぞれ設けてあるのでシール
リップ先端部の肉厚が摩耗に関与する中間部12および中
間部13にくらべて厚くなり、突起部10,11を環状体とし
てみたとき、その剛性がいずれも大きくなり、半径方向
にたわませるのに大きな力を必要とする。このためシー
ルリップ3とシリンダ5との接触部の面圧特に突起部10
の接触部の面圧が大になる。これを避けて突起部10の外
径を小さめにとるとはやはり剛性が大であるために逆に
シール性を損なうおそれを生ずるという問題がある。
また、シールリップ3が摩耗して、ばね力によってシー
ルリップ3を半径方向に拡張してシリンダとの接触を保
たせる場合においても、コイルばね7の力とシールリッ
プ3の剛性による力とが打消し合って前述のようにP1+
P2をほぼ0にすることが望ましいが、温度などの周囲環
境やシールリップ3の摩耗状態によって突起部10の剛性
が変化するので、ばね力は、突起部10の比較的大きな初
期剛性に合わせて選定することになり、摩耗や温度変化
などに対してはばね力とシールリップ剛性による力の差
が生じる。この力の差は突起部10を含むシールリップ3
の剛性が大きい程大きくなり、この力によってシール面
圧を大きくしてしまうという問題もあった。
さらに、コイルばね7の荷重が作用する点(荷重点)
は、第2図において矢印で示すように、コイルばね7の
軸心付近にあり、突起部10の剛性の変化の影響を受ける
ので、シリンダ5とシールリップ3の接触面に作用する
力のばらつきが大きくなるという問題もあった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、移動面側の封止片の摩耗に関与する部分の肉厚を
減少させることなく、封止片の剛性によるシール面圧寄
与分と、コイルばねによるシール面圧寄与を減少させる
とともに、これらが摩耗や温度変化の影響を受けぬよう
にして、シール寿命を延長させると同時にシール摩擦に
よる損失を小さくすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明によれば、 シリンダおよびピストンのいずれか一方を保持体とし、
円環状の幹体の内周部と外周部とにそれぞれ一方が保持
体側に他方がその保持体と相対的に移動する移動面側に
配された封止片を備えたコの字形の断面を持ち、そのコ
の字形部分に前記円環に沿う中心軸を持つコイルばねを
内包して前記封止片をそれぞれ前記保持体および移動面
に圧着してシリンダ内面およびピストン外面の間の空間
の流体を封止する可撓材料より成る封止体において、 移動面側の封止片は、前記コイルばねとの接触箇所と幹
体に設けられた薄肉部のコイルばね側の面との距離Lを
超え且つコイルばねの反幹体側に達しない長さと、前記
接触箇所近傍の領域において一定となる厚みを有し、 保持体側の封止片は、一部を幹体の厚肉部により設けら
れた前記コイルばねを収容する溝を有し、 て成るものとする。
〔作用〕
移動面側の封止片には、コイルばねの反幹体側に達しな
い長さしか与えられていないので、封止片は移動面にコ
イルばねの荷重点近傍において接触するようになる。ま
た封止片の厚みが、接触箇所近傍の領域で一定であっ
て、特に剛性の高い部分を持たない。しかも封止片に連
なる部分の幹体の厚みを減少し薄肉部としているので、
封止片の取り付け部の剛性も小さい。従って、封止片の
剛性は極めて小となり、封止片を移動面に押しつける力
はコイルばねの撓み力のみで与えられ、封止片の磨耗に
よる厚みの変化、温度変化による幹体と封止片の剛性変
化は力に殆ど影響を及ぼさなくなる。しかも上述のよう
に、封止片がコイルばねの荷重点において移動面に接触
しているので、コイルばねの撓み力がそのまま接触部の
面圧を定めることとなり、所定の面圧を与えることが容
易となる。
一方、保持体側の封止片は、一部を幹体の厚肉部により
設けられたコイルばねを収容する溝を備えているので、
コイルばねはこの溝に保持される。よって、移動面側の
封止片が短くなり、突起部が無くなっても、コイルばね
が脱落することはない。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例を示す。環状封止体21としての
シールリングは幹体22としてのウェブと2個の封止片2
3,24としてのシールリップを備え、断面がコの字形に形
成され、そのコの字形の部分にコイルばね7を内包して
いる。ここで、幹体22は、削除部222により、薄肉部221
と厚肉部223とを有する。
本実施例では、上記の環状封止体21は、保持体としての
ピストン6の溝9に保持されており、幹体22の外周部側
の封止片23が、シリンダ5の内面に接している。このシ
リンダ5の内面が、保持体としてのピストン6に対して
相対的に移動する移動面8となっている。
移動面8に接触する封止片23の長さは、コイルばね7と
の接触箇所231と幹体22の薄肉部221のコイルばね7側の
面との距離Lを超え、コイルばね7の反幹体側には達し
ない長さとなっており、もう一方の封止片24よりも短
く、その厚さはコイルばね7との接触箇所231近傍にお
いて一定にとられている。上記のように、この封止片23
に連なる部分の幹体22は薄肉部221となっている。幹体2
2のピストン6側、即ち幹体22の内周部側の封止片24
は、ピストンの溝9の幅とほぼ等しい長さを有し、一部
を幹体22の厚肉部223により設けられたコイルばね7を
収容する保持溝25が設けてあり、この溝25によりコイル
ばね7を保持する。よって、外周部の移動面側の封止片
23の長さが短くとも、コイルばね7が脱落することはな
い。
上記の構成において、移動面8に接触する封止片23に
は、コイルばね7との接触箇所231と幹体の薄肉部との
距離Lを超え且つコイルばね7の反幹体側に達しない長
さしか与えられていない。よって、封止片23は、移動面
8にコイルばね7の荷重点近傍で接触するようになる。
従って、コイルばね7の撓み力が直接に接触部の面圧と
して伝達されるようになる。一方封止片23の厚みは、前
記の接触箇所231近傍において一定であり、従来技術の
ように剛性の高い突起部が無いため、コイルばね7が封
止片23を開こうとする力に殆ど抗しない。さらに幹体22
の封止片に連なる部分が厚みの薄い薄肉部221に形成さ
れているので、この部分の剛性も小となる。このため
(2)式におけるP2を零として差し支えなく、環状封止
体21の面圧はコイルばね7のたわみ量をあらかじめ所要
面圧を与える値に設定しておくことによって望み通りの
値を与えることが容易となる。そしてこのたわみには封
止片23の剛性と平衡させる分を考慮する必要は全くな
い。既に述べたようにこの値は接触部のシール性を保持
し得る範囲で極力小にとることとなり、このような微妙
な値をあらかじめ与えることが容易にできるようにな
る。しかも封止片23の摩耗による厚みの変化や、環境温
度変化による幹体22と封止片23の剛性の変化があって
も、封止片23の剛性がきわめて小さくなっているので、
これらの変化はコイルばね7のたわみ力によって与えら
れている接触部の面圧にほとんど影響を及ぼさなくな
る。
したがって環状封止体21を構成するには、まずあらかじ
め設定したたわみ分だけ外径を大きめにとったコイルば
ね7を封止片24の保持溝25中に装着する。このようにし
て外周部の封止片21の外径が前記のあらかじめ設定した
たわみ分だけ径方向の寸法が大であるような環状封止体
21を保持体としてピストン6に設けた溝9に装着する。
この実施例では環状封止体21をピストン6に装着したも
のを説明したので、保持体がピストン6,移動面8がシリ
ンダ5の内面となっているが、環状封止体1をシリンダ
5に装置してシリンダ5を保持体とし、移動面8をピス
トン外面としてもよいのはもちろんである。ただしこの
場合は封止片23は内周側になり、封止片24は外周側とな
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上記の構成を採用した結果、封止片が
移動面に接触する箇所が環状封止体に内包されたコイル
ばねの荷重点近傍となるとともに、封止片の剛性が極め
て小となる。このため、移動面との接触部の面圧をコイ
ルばねの撓み量のみで定めることが可能となり、封止が
可能な範囲でできるだけ小さな面圧を与え得る撓み量が
予め設定できるようになる。しかも封止片の剛性が小さ
いので、封止片の磨耗や環境温度の変化によってその剛
性が変わっても、接触部の面圧はその影響を殆ど受けな
い。従って、シール寿命を延長させるとともに摩擦損失
を低減させることができる。
保持体側の封止片には、一部が幹体の厚肉部であるコイ
ルばねを収容する保持溝を設けて、コイルばねを脱落さ
せることなく確実に保持し、上記の効果を奏することが
できる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の実施例の断面図,第2図は従来技術
による環状封止体の断面図である。 1:シールリング(環状封止体)、2:ウェブ(幹体)、3,
4:シールリップ(封止片)、5:シリンダ、6:ピストン
(保持体)、7:コイルばね、8:移動面、21:環状封止
体、22:幹体、23,24:封止片、25:保持溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダおよびピストンのいずれか一方を
    保持体とし、円環状の幹体の内周部と外周部とにそれぞ
    れ一方が保持体側に他方がその保持体と相対的に移動す
    る移動面側に配された封止片を備えたコの字形の断面を
    持ち、そのコの字形部分に前記円環に沿う中心軸を持つ
    コイルばねを内包して前記封止片をそれぞれ前記保持体
    および移動面に圧着してシリンダ内面およびピストン外
    面の間の空間の流体を封止する可撓材料より成る封止体
    において、 移動面側の封止片は、前記コイルばねとの接触箇所と幹
    体に設けられた薄肉部のコイルばね側の面との距離Lを
    超え且つコイルばねの反幹体側に達しない長さと、前記
    接触箇所近傍の領域において一定となる厚みを有し、 保持体側の封止片は、一部を幹体の厚肉部により設けら
    れた前記コイルばねを収容する溝を有し、 て成ることを特徴とする環状封止体。
JP62043764A 1987-02-26 1987-02-26 環状封止体 Expired - Fee Related JPH0678787B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62043764A JPH0678787B2 (ja) 1987-02-26 1987-02-26 環状封止体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62043764A JPH0678787B2 (ja) 1987-02-26 1987-02-26 環状封止体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63210468A JPS63210468A (ja) 1988-09-01
JPH0678787B2 true JPH0678787B2 (ja) 1994-10-05

Family

ID=12672822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62043764A Expired - Fee Related JPH0678787B2 (ja) 1987-02-26 1987-02-26 環状封止体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0678787B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163992A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 Nok株式会社 密封装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5038999A (en) * 1999-06-29 2001-01-31 Ampo, S. Coop. Superelastic seal for liquid natural gas processing plants
JP2003028302A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Nok Corp 密封装置
JP5327611B2 (ja) * 2009-03-18 2013-10-30 株式会社リコー クリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US10598241B2 (en) * 2014-02-26 2020-03-24 Bal Seal Engineering, Inc. Multi deflection canted coil springs and related methods

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655462A (en) * 1985-01-07 1987-04-07 Peter J. Balsells Canted coiled spring and seal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163992A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 Nok株式会社 密封装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63210468A (ja) 1988-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4655462A (en) Canted coiled spring and seal
US3822890A (en) Bearing seals
US4274641A (en) Shaft seal and method
JPH07158746A (ja) ロッドシール又はピストンシール
JPH0686906B2 (ja) 軸パッキン
US4165085A (en) Foamed plastic lubricating seal
US20080073856A1 (en) Sealing device for reciprocating shaft
WO2017221653A1 (ja) ダストシール
JPH05587B2 (ja)
EP3770469A1 (en) Ring-shaped dust seal
JP3695469B2 (ja) シール装置
US3647226A (en) Sealing cartridge assembly and ring element therefor
JPH10141415A (ja) 油圧緩衝器のフリクション設定機構
US5139244A (en) Slipper bushing assembly
JPS63210468A (ja) 環状封止体
JP3613833B2 (ja) 往復動用密封装置
JPS61256066A (ja) 形状記憶合金を組合せた複合密封部材
EP0003869A1 (en) Expansible bellows
JPS6330663A (ja) 相対移動可能な2つの機械部分を密封するための装置
JP4399930B2 (ja) 密封装置
GB2392482A (en) Fluid seal assembly
JPS62200044A (ja) 油圧緩衝器
JPH074365Y2 (ja) 往復動用オイルシール
JPH05133475A (ja) リングシール組立体
JP3287702B2 (ja) 密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees