JPS6023672A - 流体シ−ル - Google Patents
流体シ−ルInfo
- Publication number
- JPS6023672A JPS6023672A JP12792383A JP12792383A JPS6023672A JP S6023672 A JPS6023672 A JP S6023672A JP 12792383 A JP12792383 A JP 12792383A JP 12792383 A JP12792383 A JP 12792383A JP S6023672 A JPS6023672 A JP S6023672A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- shape memory
- fluid seal
- seal
- memory alloy
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- Granted
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は流体シールに係り、特に高圧の流体の密閉動作
を繰り返し行なう装置の７一ル機械を自動化するのに好
ａｈ流体シールに関する。
を繰り返し行なう装置の７一ル機械を自動化するのに好
ａｈ流体シールに関する。
し発明の背景〕
従来、第１図に示すような、流体３を内蔵するチャンバ
２におりる孔とこの孔を通してはめこまれた円筒体ｌと
の間のすき間を密閉をするシール４を必要とする装置に
おいては、シール４として第２図に示すような傘型シー
ルが用いられさらにシール４を円筒体ｌに密着させる手
段として抑圧壌５をもうける方法が深川されできた。
２におりる孔とこの孔を通してはめこまれた円筒体ｌと
の間のすき間を密閉をするシール４を必要とする装置に
おいては、シール４として第２図に示すような傘型シー
ルが用いられさらにシール４を円筒体ｌに密着させる手
段として抑圧壌５をもうける方法が深川されできた。
従来例のθを体シールに２ける問題点は密層性を良くす
るために特に高圧の流体でｅよシール４を大きく変形す
るので、これを繰り返した場合、材質劣化によって寿命
が短かいことと、シール４を押圧する圧力をヴ６生する
ために窒気圧などで押圧壌５を押すための複雑な機構を
必要とすることなどである。
るために特に高圧の流体でｅよシール４を大きく変形す
るので、これを繰り返した場合、材質劣化によって寿命
が短かいことと、シール４を押圧する圧力をヴ６生する
ために窒気圧などで押圧壌５を押すための複雑な機構を
必要とすることなどである。
本発明の目的は高圧の流体を密閉でき、かつシールの開
閉を単純な機構で自動化できる流体シールを提供するこ
とにおる。
閉を単純な機構で自動化できる流体シールを提供するこ
とにおる。
従来の流体シールは密層させるために大きな変形を必要
とし、また開閉動作ケ自動化はせるのに複雑な機構を必
要とした。このためシール劇に大きな変形が加わらずか
つ単純な機構で開閉動作が可能な流体シールについて検
討した。検討の結果、匠来の流体シールでも使用された
ゴム、プラスチックなどの材質と同様の材質から成るリ
ング状の非金属弾性体の内部に形状記憶台金から成る駆
動体を内蔵する流体シールを考案した。
とし、また開閉動作ケ自動化はせるのに複雑な機構を必
要とした。このためシール劇に大きな変形が加わらずか
つ単純な機構で開閉動作が可能な流体シールについて検
討した。検討の結果、匠来の流体シールでも使用された
ゴム、プラスチックなどの材質と同様の材質から成るリ
ング状の非金属弾性体の内部に形状記憶台金から成る駆
動体を内蔵する流体シールを考案した。
形状記憶台金は温度が上昇していく時、ある温縫で急に
大きな形状変化と力の発生を示す性質がある。形状記憶
合金にこのような性質のあることはたとえは雑読「機械
設計」の第２４巻、第１０号（１９８１年８月号）の６
７ページから７３ページに「形状１Ｃ憶合金とその機械
部品への応用」と屈して解説されている。形状記憶合金
の形状変化および力の発生を流体シールに用いた場合、
従来のような複雑な機構によらずとも流体の密閉動作が
可能であり、またシールの非金属弾性体に加わる変形量
も非常に小さくできる。
大きな形状変化と力の発生を示す性質がある。形状記憶
合金にこのような性質のあることはたとえは雑読「機械
設計」の第２４巻、第１０号（１９８１年８月号）の６
７ページから７３ページに「形状１Ｃ憶合金とその機械
部品への応用」と屈して解説されている。形状記憶合金
の形状変化および力の発生を流体シールに用いた場合、
従来のような複雑な機構によらずとも流体の密閉動作が
可能であり、またシールの非金属弾性体に加わる変形量
も非常に小さくできる。
本発明の流体シールに用いられる形状記憶合金の駆動は
形状記憶合金に常温から１００Ｃ程度の温度範囲の熱サ
イクルを与えることによってなされる。
形状記憶合金に常温から１００Ｃ程度の温度範囲の熱サ
イクルを与えることによってなされる。
本発明の流体シールにおいてシールの開閉動作のうち閉
動作は形状記憶合金自身の力で行なわれるが、一方間動
作は非金属弾性体もしくは金属弾性体の力を用いて行な
われる。
動作は形状記憶合金自身の力で行なわれるが、一方間動
作は非金属弾性体もしくは金属弾性体の力を用いて行な
われる。
以下、本うら明の一実施例を第３図によ如説明する。第
３図はり／グ形状紫した流体シールの内径が収縮めるい
は膨張することによって開閉動作を行なうタイプの流体
シールでおる。
３図はり／グ形状紫した流体シールの内径が収縮めるい
は膨張することによって開閉動作を行なうタイプの流体
シールでおる。
第３図において金属製の内環１４は円周を３等分する位
置で分割でれている。この分割の数は任意であり、数が
多いほど流体シールとしての密着性は向上する。クラン
プ１１は形状記憶合金によってつくられておシ円壌１４
同志ケ接続する。クラップ１１の外観は第４図に示すよ
うな形状である。クラップ１１はマルチ／サイトに態Ｔ
Ｍ度が５０Ｃ前後のＴＩ合金もしくはＣｕ合金の形状記
憶合金でつくられる。クラップ１１の断面形状は第５図
に示すように温麓によって変化する。低温たとえは２０
Ｃにおいてはゴムなどの非金属弾性体でつくられている
カバー１２の弾性力の方がクラップ１１の力よシ強いた
めに、クランプ１１は楕円形状に変形している。クラッ
プ１１の形状変化がカバー１２の弾性力のみでｅま不足
する場合には、第６図に示すように、内−ｍ１４の分割
置所に’ｒｉ）ｇ％製のスプリング１６のような弾性体
をはめこんでやり、その反力を利用してクラップ１１を
楕円形状とする。クラ７プ１１の形状が楕円形状となる
と流体プールの内形は膨張し、シールは開状態となる。
置で分割でれている。この分割の数は任意であり、数が
多いほど流体シールとしての密着性は向上する。クラン
プ１１は形状記憶合金によってつくられておシ円壌１４
同志ケ接続する。クラップ１１の外観は第４図に示すよ
うな形状である。クラップ１１はマルチ／サイトに態Ｔ
Ｍ度が５０Ｃ前後のＴＩ合金もしくはＣｕ合金の形状記
憶合金でつくられる。クラップ１１の断面形状は第５図
に示すように温麓によって変化する。低温たとえは２０
Ｃにおいてはゴムなどの非金属弾性体でつくられている
カバー１２の弾性力の方がクラップ１１の力よシ強いた
めに、クランプ１１は楕円形状に変形している。クラッ
プ１１の形状変化がカバー１２の弾性力のみでｅま不足
する場合には、第６図に示すように、内−ｍ１４の分割
置所に’ｒｉ）ｇ％製のスプリング１６のような弾性体
をはめこんでやり、その反力を利用してクラップ１１を
楕円形状とする。クラ７プ１１の形状が楕円形状となる
と流体プールの内形は膨張し、シールは開状態となる。
つぎにクラップ１１の温度が＾温だとえｌ−１：８０Ｃ
になると、クランプ１１自身が円形状ケ記憶させられて
いるので、この温度ではカバー１２．ｆ）るいはスプリ
ング１６のような弾性体よりも強い形状復帰力が作用し
、クシ７プ１１の形状は円形状となる。このとき流１本
ゾールの内径は１区縮し、シールは開状態となる。
になると、クランプ１１自身が円形状ケ記憶させられて
いるので、この温度ではカバー１２．ｆ）るいはスプリ
ング１６のような弾性体よりも強い形状復帰力が作用し
、クシ７プ１１の形状は円形状となる。このとき流１本
ゾールの内径は１区縮し、シールは開状態となる。
クラップｌｌを高面シに加熱するには、第７図に示すよ
うにクラ７プ１１の表面に抵抗線１７をはりつけ、これ
に−流を流して発熱させる方法もしくは第３図のバイブ
１５よシ渦水青の湿温流体を導入して流体シール内部を
満たず方法を用いる。
うにクラ７プ１１の表面に抵抗線１７をはりつけ、これ
に−流を流して発熱させる方法もしくは第３図のバイブ
１５よシ渦水青の湿温流体を導入して流体シール内部を
満たず方法を用いる。
クラップｌｌ’を低温に冷却する方法としては、電流し
ゃ断、わるいは高温流体排出後自然冷却するかもしく
Ｉｉ比３図のパイプ１５よシ冷水寺の低温流体音流体シ
ール内部に褥人する。
ゃ断、わるいは高温流体排出後自然冷却するかもしく
Ｉｉ比３図のパイプ１５よシ冷水寺の低温流体音流体シ
ール内部に褥人する。
なおりジ／ゾ１１に用いる形状記憶合金に可逆的形状記
憶処理’ｔｆｈ山すことによって第５図に示す低温時の
形状を記憶させることができる。可逆的形状記憶処理を
〃瓜ずには／（とえは第８図に示すように、至温て円形
状ケ准している形状記憶合金２０に対し、加工冶具２１
によって強夏の変形を与えてやシ楕円形状とする。この
変形量は形状記憶合金の表面ひずみで３九以上である。
憶処理’ｔｆｈ山すことによって第５図に示す低温時の
形状を記憶させることができる。可逆的形状記憶処理を
〃瓜ずには／（とえは第８図に示すように、至温て円形
状ケ准している形状記憶合金２０に対し、加工冶具２１
によって強夏の変形を与えてやシ楕円形状とする。この
変形量は形状記憶合金の表面ひずみで３九以上である。
以上の処埋を与えると第８図（Ｃ）に示す円形状の高温
形状と第８図（ｄ）に示す瑣円状の低温形状が記憶され
、高温形状と低温形状は合雀の温跣叢化に応じて繰シ返
し再現される。以上の司通約形状記憶処理ヶ与えられた
クランプ１１を使用する場合には第６図に示すスプリン
グ１６に必要とされた反力は小さくなる。このためスプ
リング１６は省略または小型化できる。
形状と第８図（ｄ）に示す瑣円状の低温形状が記憶され
、高温形状と低温形状は合雀の温跣叢化に応じて繰シ返
し再現される。以上の司通約形状記憶処理ヶ与えられた
クランプ１１を使用する場合には第６図に示すスプリン
グ１６に必要とされた反力は小さくなる。このためスプ
リング１６は省略または小型化できる。
なお第３図において外環１３は笠属装の円環でめり、流
体シールのカバー１２の外佳曲が流体チャンバの孔の内
面に密巻して接するのを容易にするだめにもうけられて
いる。
体シールのカバー１２の外佳曲が流体チャンバの孔の内
面に密巻して接するのを容易にするだめにもうけられて
いる。
本実施例によれは流体シールを閉状態にした時、非金属
弾性体でつくられているカバー１２の受ける変形量は従
来の傘型シールのような流体シールの受ける変形量より
も非常に小さい。このため非金属弾性体の材質劣化によ
る寿命は従来の流体シールよりも著しく改善される。ま
た本実施例によれば、流体シールの内部にｇ動機構が内
蔵されるため、寸法を小型にできる。また駆動の手段と
して熱的夏化のみ全周いているので流体シールの開閉動
作を自動化するのに袂する機構は従来よりも簡単である
。
弾性体でつくられているカバー１２の受ける変形量は従
来の傘型シールのような流体シールの受ける変形量より
も非常に小さい。このため非金属弾性体の材質劣化によ
る寿命は従来の流体シールよりも著しく改善される。ま
た本実施例によれば、流体シールの内部にｇ動機構が内
蔵されるため、寸法を小型にできる。また駆動の手段と
して熱的夏化のみ全周いているので流体シールの開閉動
作を自動化するのに袂する機構は従来よりも簡単である
。
第９図は本発明の第２の実施例金示す。第９図において
コイル１８は形状記憶合金でつくられでいる。コイル１
８の数は必ずしも２個でるる必要はなく、１個でも同様
の効果が得られる。しρ・しコイル１８の数を多くする
ほど流体シールの密着性は向上する。コイル１８は高温
状態では収縮するよう形状記憶処理がｌ憾才もている。
コイル１８は形状記憶合金でつくられでいる。コイル１
８の数は必ずしも２個でるる必要はなく、１個でも同様
の効果が得られる。しρ・しコイル１８の数を多くする
ほど流体シールの密着性は向上する。コイル１８は高温
状態では収縮するよう形状記憶処理がｌ憾才もている。
コイル１８の内側にはコイル１８の条内溝を仔する金属
製の内環１４がはめこまれでいる。内環１４は３分割さ
れているが、この分割の数は任意であり、分割数が多い
ほど流体シールの密層性が良い。内環１４同志の間には
すき間がもうけられているが、このすき＋＝Ｊはコイル
は８が高温状態になると、強い収縮力が発生ず／）ため
にせばめられる。内環１４同志のすき間がせばめられる
と、その内側にあるゴム等の非金属弾性体でつくられて
いるカッ（−１２がしめつけられる。このため、流体シ
ールは閉状態となる。第９図のコイル１８に高温に加熱
するだめの手段としてはバイブ１５盆通してコイル１８
の内部に温水等の高温流体を導入する方法を用いる。コ
イル１８の外側にはコイル１８の案内溝を有する金属製
の外環１３がもうけられている。外ｊＪｉ１３の役目は
流体シールの力／＜−１２の外径側の面が流体のチャフ
）（の孔の内面に密着して接するのを容易にすることで
ある。
製の内環１４がはめこまれでいる。内環１４は３分割さ
れているが、この分割の数は任意であり、分割数が多い
ほど流体シールの密層性が良い。内環１４同志の間には
すき間がもうけられているが、このすき＋＝Ｊはコイル
は８が高温状態になると、強い収縮力が発生ず／）ため
にせばめられる。内環１４同志のすき間がせばめられる
と、その内側にあるゴム等の非金属弾性体でつくられて
いるカッ（−１２がしめつけられる。このため、流体シ
ールは閉状態となる。第９図のコイル１８に高温に加熱
するだめの手段としてはバイブ１５盆通してコイル１８
の内部に温水等の高温流体を導入する方法を用いる。コ
イル１８の外側にはコイル１８の案内溝を有する金属製
の外環１３がもうけられている。外ｊＪｉ１３の役目は
流体シールの力／＜−１２の外径側の面が流体のチャフ
）（の孔の内面に密着して接するのを容易にすることで
ある。
ｆｚＪ＝−コイＡ／１８は高温たとえば８０Ｃで収縮し
密巻の状態になるよう形状記憶処理を行ｌう。
密巻の状態になるよう形状記憶処理を行ｌう。
流体シールの組み立ては下記のように行なう。
すなわち、形状記憶処理を受けたコイル１８のコイルピ
ッチ全常温にて大きく引き伸ばしだ状態で内環１４およ
びバイブ１５を接続した外環１３を所定の位置に配置す
る。最後にカバー１２の内部に全体を収納する。
ッチ全常温にて大きく引き伸ばしだ状態で内環１４およ
びバイブ１５を接続した外環１３を所定の位置に配置す
る。最後にカバー１２の内部に全体を収納する。
本実施例によれば第１の実施例の場合における場合より
も形状記憶合金袈の駆動体の使用量を多くできるため、
流体シールが同一寸法、流体シールの密着性および耐圧
性を史に大きくすることができる。
も形状記憶合金袈の駆動体の使用量を多くできるため、
流体シールが同一寸法、流体シールの密着性および耐圧
性を史に大きくすることができる。
本発明によれば流体シールの流体の圧力が数気圧以上、
数十気圧に達する範囲でも気密性を保つことが可能でめ
る。
数十気圧に達する範囲でも気密性を保つことが可能でめ
る。
また流体シールの開閉動作を非常に単純な機構で行なう
ことができるので自動化に要するコストは従来のものよ
シ低減される。
ことができるので自動化に要するコストは従来のものよ
シ低減される。
第１図は、従来の流体シール機構を示す図、第２図は、
傘型流体シールの断面図、第３図（ａ）ｌｑ、本発明の
第１の実施例の流体シールの断面図、第３！！４ｊ（ｂ
）はＡ−Ａ断面図、第４図は形状記憶合金製クランプの
外観図、第５図は、クランプの低温（イ）と高温（ロ）
における図、第６図は、スプリング盆適用したクランプ
の断面図、第７図は、クランプに抵抗線をはる状況を示
す外観図、第８図は、クランプに可逆的形状記憶処理を
施こす工程と処理後の高温と低温における断面図、第９
図（ａ）は本発明の第２の実ｈｍ例の流体シールの断面
図、第９図（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 １１・・・クランプ、１４・・・内環、１２・・・カッ
（−１１３・・・外環、１５・・・パイプ、１６・・・
スグリ／グ、１７・・・抵抗線、１８・・・コイル。 代理人 弁理士 尚橋明う 亭１図 兎２図 １旧 （１ 噌′１図 弔８Ｍ （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第ｑ （σ） 図 （ｅ）
傘型流体シールの断面図、第３図（ａ）ｌｑ、本発明の
第１の実施例の流体シールの断面図、第３！！４ｊ（ｂ
）はＡ−Ａ断面図、第４図は形状記憶合金製クランプの
外観図、第５図は、クランプの低温（イ）と高温（ロ）
における図、第６図は、スプリング盆適用したクランプ
の断面図、第７図は、クランプに抵抗線をはる状況を示
す外観図、第８図は、クランプに可逆的形状記憶処理を
施こす工程と処理後の高温と低温における断面図、第９
図（ａ）は本発明の第２の実ｈｍ例の流体シールの断面
図、第９図（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 １１・・・クランプ、１４・・・内環、１２・・・カッ
（−１１３・・・外環、１５・・・パイプ、１６・・・
スグリ／グ、１７・・・抵抗線、１８・・・コイル。 代理人 弁理士 尚橋明う 亭１図 兎２図 １旧 （１ 噌′１図 弔８Ｍ （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第ｑ （σ） 図 （ｅ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、流体シールにおいて非金属弾性体の内部に形状記憶
合金によってつくられた駆動体をもうけ、この駆動体の
動作によって流体を密閉することを特徴とする流体シー
ル。 ２、特許請求の範囲第１項において、形状記憶合金製の
駆動体の熱源として抵抗発熱体もしくは高温流体を用い
ること全特徴とする流体シール。 ３、特許請求の範囲第１項において、形状記憶合金製駆
動体を動かす補助手段として金属弾性体を用いることヲ
特徴とする流体シール。 ４、特許請求の範囲第１項において、形状記憶合金製駆
動体の動作ｒ容易にする手段としてあらかじめ形状記憶
合金に”Ｊ通約形状記憶処理を付与す〜ること全特徴と
する流体シール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12792383A JPS6023672A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 流体シ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12792383A JPS6023672A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 流体シ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6023672A true JPS6023672A (ja) | 1985-02-06 |
| JPH0532633B2 JPH0532633B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=14971971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12792383A Granted JPS6023672A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 流体シ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023672A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56161585U (ja) * | 1980-05-06 | 1981-12-01 | ||
| JPS5773289A (en) * | 1980-10-20 | 1982-05-07 | Nippon Steel Corp | Pipe joining method |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP12792383A patent/JPS6023672A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56161585U (ja) * | 1980-05-06 | 1981-12-01 | ||
| JPS5773289A (en) * | 1980-10-20 | 1982-05-07 | Nippon Steel Corp | Pipe joining method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532633B2 (ja) | 1993-05-17 |
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