JP2562738B2 - シール構造 - Google Patents
シール構造Info
- Publication number
- JP2562738B2 JP2562738B2 JP3074501A JP7450191A JP2562738B2 JP 2562738 B2 JP2562738 B2 JP 2562738B2 JP 3074501 A JP3074501 A JP 3074501A JP 7450191 A JP7450191 A JP 7450191A JP 2562738 B2 JP2562738 B2 JP 2562738B2
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- Japan
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- piston
- ring
- groove
- pressure
- cylinder
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空圧シリンダや油圧シ
リンダなどの流体圧機器のシール構造に関し、特に、ピ
ストンの両面に作用する圧力差の変化にかかわらずピス
トンの摺動抵抗をほぼ一定に保つことができるシール構
造に関する。
リンダなどの流体圧機器のシール構造に関し、特に、ピ
ストンの両面に作用する圧力差の変化にかかわらずピス
トンの摺動抵抗をほぼ一定に保つことができるシール構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、流体圧シリンダ等の流体圧機器の
ピストンとシリンダの間のシールには、一般にはＯリン
グが用いられているが、特に摺動抵抗を小さくしたい場
合にはＹ型パッキンやピストンリングが用いられてい
る。
ピストンとシリンダの間のシールには、一般にはＯリン
グが用いられているが、特に摺動抵抗を小さくしたい場
合にはＹ型パッキンやピストンリングが用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｙ型パッキンを用いた
場合の摺動抵抗を図３に基づいて説明すると、シリンダ
ａ内に僅な間隙を空けて嵌合するピストンｂに形成され
たリング溝ｃ内にＹ型パッキンｄが嵌入されていて、リ
ング溝ｃ内の右側にはピストンｂの右側の高圧力Ｐ１が
作用し、リング溝ｃ内の左側にはピストンｂの左側の低
圧力Ｐ２が作用する。
場合の摺動抵抗を図３に基づいて説明すると、シリンダ
ａ内に僅な間隙を空けて嵌合するピストンｂに形成され
たリング溝ｃ内にＹ型パッキンｄが嵌入されていて、リ
ング溝ｃ内の右側にはピストンｂの右側の高圧力Ｐ１が
作用し、リング溝ｃ内の左側にはピストンｂの左側の低
圧力Ｐ２が作用する。
【０００４】そうすると、Ｙ型パッキンｄのシリンダａ
と接触する部分の内周には高圧力Ｐ１がその部分をシリ
ンダａに押し付ける方向に作用し、外周には高圧力Ｐ１
から低圧力Ｐ１へ変化する圧力がその部分をシリンダａ
から引き離す方向に作用する。
と接触する部分の内周には高圧力Ｐ１がその部分をシリ
ンダａに押し付ける方向に作用し、外周には高圧力Ｐ１
から低圧力Ｐ１へ変化する圧力がその部分をシリンダａ
から引き離す方向に作用する。
【０００５】ここで、Ｙ型パッキンｄのシリンダａと接
触する部分の面積をＡとすると、Ｙ型パッキンｄがシリ
ンダａに押し付けられる力Ｆｐは次式で表される。 Ｆｐ＝Ｐ１・Ａ−（Ｐ１＋Ｐ２）／２・Ａ＝（Ｐ１−Ｐ２）／２・Ａ 故に、摩擦係数をμとすると、Ｙ型パッキンｄによる摺
動抵抗Ｆは次式で表される。 Ｆ＝μ・Ｆｐ＝μ・（Ｐ１−Ｐ２）／２・Ａ
触する部分の面積をＡとすると、Ｙ型パッキンｄがシリ
ンダａに押し付けられる力Ｆｐは次式で表される。 Ｆｐ＝Ｐ１・Ａ−（Ｐ１＋Ｐ２）／２・Ａ＝（Ｐ１−Ｐ２）／２・Ａ 故に、摩擦係数をμとすると、Ｙ型パッキンｄによる摺
動抵抗Ｆは次式で表される。 Ｆ＝μ・Ｆｐ＝μ・（Ｐ１−Ｐ２）／２・Ａ
【０００６】したがって、高圧力側と低圧力側の圧力差
Ｐ１−Ｐ２が大きくなればなるほど摺動抵抗が大となっ
てピストンｂの作動効率が低下する欠点があり、これが
本発明の解決すべき課題である。このことはピストンリ
ングの場合も同様である。
Ｐ１−Ｐ２が大きくなればなるほど摺動抵抗が大となっ
てピストンｂの作動効率が低下する欠点があり、これが
本発明の解決すべき課題である。このことはピストンリ
ングの場合も同様である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するための手段として、リング溝の底面の幅方向
のほぼ中央に形成した保持溝と、その保持溝に嵌入され
てピストンリングの内周に弾接することによりその接触
位置を境にしてそのピストンリングの内周に作用する高
圧側の圧力と低圧側の圧力とを分断するシールリングと
からなり、ピストンリングは、その外周に高圧側の圧力
から低圧側の圧力にほぼ直線的に変化する圧力が作用
し、かつ、シールリングの接触位置を境にして作用する
逆方向の力が互いに相殺される剛性を有する構成とし
た。
を解決するための手段として、リング溝の底面の幅方向
のほぼ中央に形成した保持溝と、その保持溝に嵌入され
てピストンリングの内周に弾接することによりその接触
位置を境にしてそのピストンリングの内周に作用する高
圧側の圧力と低圧側の圧力とを分断するシールリングと
からなり、ピストンリングは、その外周に高圧側の圧力
から低圧側の圧力にほぼ直線的に変化する圧力が作用
し、かつ、シールリングの接触位置を境にして作用する
逆方向の力が互いに相殺される剛性を有する構成とし
た。
【０００８】
【発明の作用及び効果】本発明は上記構成になり、ピス
トンリングをシリンダに押し付ける力の方向が、シール
リングがピストンリングに接触する位置を境にしてプラ
スとマイナスに変わるから、互いに相殺されて絶対値が
小さくなり、従って、ピストンの両側に作用する圧力差
が大きくてもピストンの摺動抵抗が小さく抑えられる効
果がある。
トンリングをシリンダに押し付ける力の方向が、シール
リングがピストンリングに接触する位置を境にしてプラ
スとマイナスに変わるから、互いに相殺されて絶対値が
小さくなり、従って、ピストンの両側に作用する圧力差
が大きくてもピストンの摺動抵抗が小さく抑えられる効
果がある。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１に基づいて
説明する。シリンダａ内に僅な間隙を空けて嵌合するピ
ストンｂに形成されたリング溝ｃ内にピストンリング１
が嵌入されていて、リング溝ｃ内の右側にはピストンｂ
の右側の高圧力Ｐ１が作用し、リング溝ｃ内の左側には
ピストンｂの左側の低圧力Ｐ２作用しており、ピストン
リング１は左右の差圧によりリング溝ｃの左側に押し付
けられている。
説明する。シリンダａ内に僅な間隙を空けて嵌合するピ
ストンｂに形成されたリング溝ｃ内にピストンリング１
が嵌入されていて、リング溝ｃ内の右側にはピストンｂ
の右側の高圧力Ｐ１が作用し、リング溝ｃ内の左側には
ピストンｂの左側の低圧力Ｐ２作用しており、ピストン
リング１は左右の差圧によりリング溝ｃの左側に押し付
けられている。
【００１０】リング溝ｃの底面には幅の狭い浅い保持溝
４が形成され、この溝４内には弾性材料からなる円形断
面のシールリング２が緊密に嵌入されていて、線Ｌにお
いてピストンリング１の内周面と接触することにより、
それより右側と左側とを完全に遮断しており、ピストン
リング１の内周面の線Ｌより右側の面積をＡ１、左側の
面積をＡ２とする。リング溝ｃの底面とピストンリング
１の内周面との間には、シールリング２の両側に、ばね
３、３が装着されていて、ピストンリング１をシリンダ
ａの内周面に押し付けている。
４が形成され、この溝４内には弾性材料からなる円形断
面のシールリング２が緊密に嵌入されていて、線Ｌにお
いてピストンリング１の内周面と接触することにより、
それより右側と左側とを完全に遮断しており、ピストン
リング１の内周面の線Ｌより右側の面積をＡ１、左側の
面積をＡ２とする。リング溝ｃの底面とピストンリング
１の内周面との間には、シールリング２の両側に、ばね
３、３が装着されていて、ピストンリング１をシリンダ
ａの内周面に押し付けている。
【００１１】ここで、ピストンリング１とシリンダａの
間に作用する圧力分布は、高圧力Ｐ１から低圧力Ｐ２に
直線的に変化するから、シールリング２と接触する線Ｌ
と対応する位置における圧力をＰｓとする。また、リン
グ溝ｃ内の線Ｌより右側には高圧力Ｐ１が、左側には低
圧力Ｐ２が、それぞれ作用するから、流体圧によつて、
線Ｌより右側においてピストンリング１をシリンダａに
押し付ける力をＦ１、線Ｌより左側においてピストンリ
ング１をシリンダａに押し付ける力をＦ２とすると、Ｆ
１、Ｆ２は、それぞれ次式で表される。 Ｆ１＝Ｐ１・Ａ１−（Ｐ１＋Ｐｓ）／２・Ａ１＝（Ｐ１−Ｐｓ）／２・Ａ１ Ｆ２＝Ｐ２・Ａ２−（Ｐｓ＋Ｐ２）／２・Ａ２＝（Ｐ２−Ｐｓ）／２・Ａ２ なお、Ｐｓは次式で表される。Ｐ ｓ＝（Ｐ１−Ｐ２）・Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）＋Ｐ２ 故に、流体圧によってピストンリング１がシリンダａに
押し付けられる力は次式で表される。 Ｆ１＋Ｆ２＝（Ｐ１−Ｐ２）・（Ａ１−Ａ２）／２
間に作用する圧力分布は、高圧力Ｐ１から低圧力Ｐ２に
直線的に変化するから、シールリング２と接触する線Ｌ
と対応する位置における圧力をＰｓとする。また、リン
グ溝ｃ内の線Ｌより右側には高圧力Ｐ１が、左側には低
圧力Ｐ２が、それぞれ作用するから、流体圧によつて、
線Ｌより右側においてピストンリング１をシリンダａに
押し付ける力をＦ１、線Ｌより左側においてピストンリ
ング１をシリンダａに押し付ける力をＦ２とすると、Ｆ
１、Ｆ２は、それぞれ次式で表される。 Ｆ１＝Ｐ１・Ａ１−（Ｐ１＋Ｐｓ）／２・Ａ１＝（Ｐ１−Ｐｓ）／２・Ａ１ Ｆ２＝Ｐ２・Ａ２−（Ｐｓ＋Ｐ２）／２・Ａ２＝（Ｐ２−Ｐｓ）／２・Ａ２ なお、Ｐｓは次式で表される。Ｐ ｓ＝（Ｐ１−Ｐ２）・Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）＋Ｐ２ 故に、流体圧によってピストンリング１がシリンダａに
押し付けられる力は次式で表される。 Ｆ１＋Ｆ２＝（Ｐ１−Ｐ２）・（Ａ１−Ａ２）／２
【００１２】ピストンリング１にはさらに、ばね３、３
の弾圧力Ｆｓが作用するから、ピストンリング１がシリ
ンダａに押し付けられる力Ｆは次式で表される。 Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆｓ ここで、シリンダａとピストンリング１との摩擦係数を
μとすると、ピストンｂの摺動抵抗Ｔは次式で表され
る。 Ｔ＝μ・Ｆ＝μ・｛（Ｐ１−Ｐ２）・（Ａ１−Ａ２）／２＋Ｆｓ｝
の弾圧力Ｆｓが作用するから、ピストンリング１がシリ
ンダａに押し付けられる力Ｆは次式で表される。 Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆｓ ここで、シリンダａとピストンリング１との摩擦係数を
μとすると、ピストンｂの摺動抵抗Ｔは次式で表され
る。 Ｔ＝μ・Ｆ＝μ・｛（Ｐ１−Ｐ２）・（Ａ１−Ａ２）／２＋Ｆｓ｝
【００１３】したがって、線Ｌがピストンリング１の幅
方向の中心に位置するとき、すなわち、Ａ１＝Ａ２の場
合には Ｔ＝μ・Ｆｓ となり、ピストンｂの両側に作用する圧力差にかかわら
ず摺動抵抗の大きさは一定である。
方向の中心に位置するとき、すなわち、Ａ１＝Ａ２の場
合には Ｔ＝μ・Ｆｓ となり、ピストンｂの両側に作用する圧力差にかかわら
ず摺動抵抗の大きさは一定である。
【００１４】次に、本考案の第２実施例を図２に基づい
て説明する。上記第１実施例において、Ａ１＝Ａ２でな
くても、Ａ１≒Ａ２であれば Ｔ≒μ・Ｆｓ となり、ピストンｂの摺動抵抗を小さく押さえることが
できる。
て説明する。上記第１実施例において、Ａ１＝Ａ２でな
くても、Ａ１≒Ａ２であれば Ｔ≒μ・Ｆｓ となり、ピストンｂの摺動抵抗を小さく押さえることが
できる。
【００１５】本実施例は、保持溝４の幅が広く、シール
リング２が保持溝４内を移動しうる点で上記第１実施例
と相違する。すなわち、ピストンｂの右側が高圧になつ
た場合には、シールリング２は図に実線で示すように保
持溝４の左端へ移動し、ピストンｂの左側が高圧になつ
た場合には図に鎖線で示すように保持溝４の右端へ移動
するのであつて、シールリング２の移動範囲は保持溝４
の幅内に規制される。
リング２が保持溝４内を移動しうる点で上記第１実施例
と相違する。すなわち、ピストンｂの右側が高圧になつ
た場合には、シールリング２は図に実線で示すように保
持溝４の左端へ移動し、ピストンｂの左側が高圧になつ
た場合には図に鎖線で示すように保持溝４の右端へ移動
するのであつて、シールリング２の移動範囲は保持溝４
の幅内に規制される。
【００１６】したがつて、上記第１実施例のＡ１とＡ２
の差が一定範囲内に規制され、ピストンｂの両側に作用
する圧力差によるピストンｂの摺動抵抗の増大を抑制す
ることができる。
の差が一定範囲内に規制され、ピストンｂの両側に作用
する圧力差によるピストンｂの摺動抵抗の増大を抑制す
ることができる。
【図１】本発明の第１実施例の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の断面図である。
【図３】従来例の断面図である。
ａ：シリンダ ｂ：ピストン ｃ：リング溝 １：ピス
トンリング ２：シールリング ３：ばね ４：保持溝
トンリング ２：シールリング ３：ばね ４：保持溝
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストンの外周に形成したリング溝にピ
ストンリングを嵌入し、該ピストンリングをシリンダの
内周に弾接して該シリンダとピストンとの間をシールす
るようにしたシール構造において、前記リング溝の底面の幅方向のほぼ中央に形成した保持
溝と、 該保持溝に嵌入されて前記ピストンリングの内周に弾接
することによりその接触位置を境にして該ピストンリン
グの内周に作用する高圧側の圧力と低圧側の圧力とを分
断するシールリングとからなり、 前記ピストンリングは、その外周に高圧側の圧力から低
圧側の圧力にはぼ直線的に変化する圧力が作用し、か
つ、前記シールリングの接触位置を境にして作用する逆
方向の力が互いに相殺される剛性を有する ことを特徴と
するシール構造。 - 【請求項２】前記リング溝と前記ピストンリングの間に
該ピストンリングを前記シリンダの内周に弾接させるば
ね弾力機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のシ
ール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3074501A JP2562738B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3074501A JP2562738B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | シール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285367A JPH04285367A (ja) | 1992-10-09 |
| JP2562738B2 true JP2562738B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=13549128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3074501A Expired - Lifetime JP2562738B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562738B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396773B1 (ko) * | 2001-02-22 | 2003-09-03 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 액츄에이터의 마모 방지 장치 |
| US9206899B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-12-08 | Fisher Controls International Llc | Pistons |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2528243C3 (de) * | 1975-06-25 | 1979-11-22 | Th. Kieserling & Albrecht, 5650 Solingen | Richtmaschine für stangenförmige Werkstücke |
| JPH0446122Y2 (ja) * | 1986-11-25 | 1992-10-29 |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3074501A patent/JP2562738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04285367A (ja) | 1992-10-09 |
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