JPH02236060A - 高圧ピストン封止装置 - 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） 本発明は高圧ピストン封止装置、特に船舶装置に適用さ
れる、封止潤滑剤を不要とした精密な封止装置に関する
。

（技術背景） ピストン又はそれと同様の往復部材を組み込んだ種々の
装置においては、可動もしくは往復部材と静止部材間に
ダイナミックシールを施し、それしばしば該シールに′
゛巻き上げ′゜又は引裂きを発生させることになる。

この問題を解決するため、封止潤滑剤がしばしば使用さ
れる。該潤滑剤は穴の内面とかＯ−リング自体に塗布さ
れる。しかしながら、そのような潤滑剤は封止面が海洋
に暴露されるようなものにおいては有用でない。その場
合、潤滑剤は往復部材が数ストロークの運動を行う間に
素早く洗い流されてしまう。

上述した引裂きとか横揺れの問題を解決するために種々
の封止方式が開発された。その１つにＯリングを穴又は
溝内に嵌め込み、その接触面を硬いキャップリングで覆
うようにしたものがある。

そのような方式のものは、例えば米国特許第４７４９２
０２号に開示される。その他、特に超高圧用に適用する
ものがあり、これは突出防止リングを位置決めすること
により０−リングとキャップリングとを側面より支持す
るようにしたものである。このように設計したものにお
いては、０−リングは直接摩擦摩耗とか精密公差の往復
素子を含らの間にガス又は流体が流動するのを防止する
必要がある。これは、特に、高圧とか高温等の苛酷条件
下で使用される装置において強調される。

上記封止方式を確立すべく、種々の方式のものが開発さ
れた。この従来形式のものは一般に往復素子の外周に配
置される０−リングを組み込むようにしたものである。

しかしながら、高速装置等におけるようにＯ−リングを
苛酷条件で使用する場合、種々の欠点点がある。そのよ
うな゛装置において、当該シールは、０−リングの予備
加圧における差圧、Ｏ−リングの材質及び硬度、０−リ
ングが作用する穴の面粗さ、Ｏ−リングが穴内を移動す
る際の該穴との相対速度、化学物質に係る劣化因子等の
種々の要素によって定まる種々の応力を受ける。更に、
０−リング又はそれど同様の弾性素子を順調に作用させ
るには、往復素子の寸法公差を小さくしなければならな
い。このように往復素子間の寸法公差を小さなものにす
ると、上述した幾つかの要素と相俟って当該Ｏ−リング
又は弾性素子に可成りの横摩擦が加わることになり、む
装置において共通する横からの力から保護される。

上述したものにおける欠点は、ピストン又は他の往復素
子の回りに配置されるＣ）−リング、支持もしくは軸受
けリング及びキャップリングの位置決めとか取り外しに
特殊な工具を必要とすることである。そのような工具を
必要とすることは例えば、船内で早急に封止アッセンブ
リを取り外したり又は取り換える場合、非常に不都合で
ある。

更に、そのような封止機構は、しばしば、封止素子を早
外し又は早取り換えできるようにピストンとかその他の
封止素子を複雑な部品から構成しなければならないとい
う欠点がある。この問題を解消するためにいくつかの封
止装置が開発された。

しかしながら、これら従来の封止装置では熱油又は熱不
活性油を使用して封止部材を軟化し、このようにして往
復素子に取り付けるようにしている。

しかしながら、この方法は手間を要しかつ往復素子の封
止特性に悪影響を及ぼすという欠点がある。

（解決しようとする課題および解決手段）本発明は、上
述したような従来形式の封止装置における種々の問題点
を耐高圧封止装置によって解決しようとするものである
。本発明の封止装置は取り付け及び取り換え時に特殊な
工具が不要であり、しかもそれを適用するピストン又は
往復素子は簡単な組み立て部品とすることができる。更
に本発明の封止装置は封止潤滑剤を要することなく完全
に作動させることが出来る。

本発明の封止装置は概略ピストンに設けられた特殊な設
計の保持溝部に、蓄勢した、即ち圧縮した弾性リングを
嵌合させて構成される。この保持溝部は高及び低段階部
から成り、該高段階部は台座部を形成する２つの溝部間
に配置される。

台座部自体には曲面状の上面部が設けられ、該上面部に
Ｏ−リングの外径部が収容される。そのように曲面状封
止面とすることにより、Ｏ−リングと往復素子間に最太
封止面領域が確保される。

Ｏ−リングが台座の頂部に取り付けられると、該Ｏ−リ
ングの外径部か往復素子の外径部に近接する。このよう
にして、○−リングは最小変形量を不活性流体を要する
ことなく往復素子にピストンの取り付けおよび取り換え
を簡単に行えることできるある。

本発明の封止装置の他の利点は封止潤滑剤を要すること
なく封止機能を発揮させることができることである。

更にもう１つの本発明封止装置の利点は一体形成体から
成り、２つのピストン間に当該ピストンが摺動する穴の
直径より小さい直径を有する部分を含む、２重ピストン
アッセンブリーの封止能力を有することである。この封
止能力は単一部分を利用するものであり、当該２重ピス
トンはそのような部分の設計を簡略化してアッセンブリ
ーコストを軽減すると同時に信頼性を高めたものである
。

（実施例） 表示の本発明の実施例をここに添付図面に基づいて述へ
る。

第１図において本発明の好ましい実施例の概略図が示さ
れる。第１図において、静止部材７に形成されたシリン
グー穴１４内にピストン３が摺動もって所定位置に固定
される。

台座部の両側部に形成された両溝部に軸受けリングが収
容される。これらの軸受けリングは各溝部に取り付けら
れた時、好ましくはシリンタの内壁と密着するような外
径を有する案内面を形成するようにする。両軸受けリン
グを所定位置に取り付けられると、これらの軸受けリン
グは第２溝部を形成し、該第２溝部の底部が上段部もし
《は台座部の頂部に嵌合されたＯ−リングで形成される
。

この第２溝部はキャップリングを収容する。好ましくは
、キャップリングと軸受けリンリグを組み合わせて往復
素子に沿って所定位置に配置されると、均一な封止案内
フラッシュ面を形成するようにする。

（作用効果） 本発明の封止装置は従来技術を超えた優れた種々の利点
を有する。その１つは封止装置の摩耗寿命が苛酷な高圧
条件下での使用にも充分に強化されていることである。

本発明装置の第２の利点は、特殊な工具とか熱可能に嵌
合される。該ピストン３はピストンロッド１を介して可
動であり、該ピス１・ンロッド１は順次図示しない作動
手段又はそれと同類のものに操作されるように連結され
る。

封止装置自体はフライス削り加工、鋳造又は旋盤加工さ
れた３段積み形の第１溝部１Ｂを形成したピストンヘッ
ド３から構成される。該溝部１８は第２図に詳細に示さ
れる。該溝部１８は概略２つの第２溝部又は軸受け溝２
０間に内部段部又は台座部２２を配置して構成される。

図示するように、台座部２２は溝部２０に対し***した
表面を有する。好ましくは、両第２溝部又は軸受け溝２
０は実質的に同等の深さ及び幅寸法を有し、詳細に後述
するような均一な軸受けリング９を収容するようになっ
ている。

第１図及び第２図において、台座部２２は所望の直径Ｄ
を有するＯ−リング５を収容するように設計される。こ
のようにして、台座部２２の最小幅Ｗは該寸法Ｄに応し
て決定される。好ましくは、台座部２２は曲面状上封止
而２４を有し、該曲面の弧はＯ−リング５の直径Ｄに応
じて決定される。

そのような曲面状上面２４を用いることにより０リング
５と台座部２２間の接触面積を増大し、したがってピス
トン３と０−リング５間の封止効果が強化される。

封止台座部２２は前述した直径Ｄを有するＯ〜リングを
受け入れ、穴１４に挿入された際０−リング５と台座部
２２間が良好に封止されるようになっている。好ましく
は、台座部２２と０−リング５を組み合わせることによ
り軸八から測ってピストンの半径Ｍと実質的に等しい最
大半径を有する封止面を形成するようにされる。

Ｏ−リングを局部的に支持しかつ耐摩損性を与えるため
、スロット無しキャップリング１１を取り付けて封止装
置′が完成する。該キャップリング１１は軸受けリング
９間に嵌合するとともにＯリング５を被覆する大きさの
寸法とされ、第１図に示すように静止部材７と密着した
フラッシュ封止面を形成する。好ましくは、この封止面
は軸Ａから測って均一な半径寸法Ｎを有し、穴１４にお
１１．− 込んでてこ作用により溝部２０からリング９を取り出す
ことが出来る。

上記封止装置を往復素子に組み込むにはつぎのようにし
て行われる。なお、他の方法で組み込むようにしてもよ
い。まず、連結ロッド１に近い方の封止面又は溝部１８
の端部において、軸受けリング９のスロソト３０の周部
を変形させて溝部２０に取り付けられる。これは、前述
したように、手でスロソト３０が広げられ、よって該軸
受けリング９の内径部がピストンヘッド３を被覆するよ
うに取り付けられる。次に、０−リング５が台座部２２
の上部を画定する曲面２４に位置決めされる。その後、
キャ−ノプリング１１が０−リング５の頂部に取り付け
られる。最後に、上述したと同様の方法でもう１つの軸
受けリング９が溝部２０に嵌合され、これで封止装置が
完成する。出来上がった封止装置は滑らかなフラッシュ
封止案内面を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のシリンダー穴に取ける封止
特性が確実に良好なものとされる。 本発明の封止装置には、従来公知の形式の０リングを使
用するようにされる。しかしながら、穴１４に要求され
る封正に応じて特殊設計の０リングを使用するようにす
ることも出来る。０リング５は好ましくはウレタン又は
ブナＮて製作される。そのような材料は圧縮して６−リ
ングが形成され、組立時、ピストンヘッド３に緊張せし
めるのに充分な弾性を有するものである。軸受けリング
及びキャップリングは好ましくはそれぞれナイロン及び
ポリエチレンを用いて製作される。 そのような材料は一般に室温では充分な弾性を有しない
が、ピストン３に取り付けられる程度には変形可能とさ
れる。好ましくは、ピストン３に取り付け可能とするた
め、軸受けリング９に斜めスロット３０又はそれと同類
のものを設け、このような各リング９をピストン３の周
りの各溝部に取り付け可能とされる。このようにして、
上記リング９を取り外し又は取り換える場合、公知のド
ライバー又は他の同類の工具をスロット３０内に差り付
けられた封止装置の側面図、 第２図は上記封止装置のピストン部分の拡大側面図、 第３図は上記封止装置の分解斜視図である。 １・・連結ロッド、３・・・ピストン（ヘッド）、５・
・Ｏ−リング、７・・・静止部材、９・・・軸受けリン
グ、１１・・キャップリング、１８・・・第１溝部、２
０・・第２溝部、２２・・台座部、２４　・曲面、３０
・・スロット。 特許出願人　セイスミック・システムズ、インコーポレ
イテッド

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）摺動面をもって軸方向に延びるチャンバを形成し
   ているシリンダー、 上記チャンバ内で上記摺動面を横切って移動可能とされ
   、２つの第２溝部及び該両第２溝部間に配置される***
   面部で段付面部を形成する第１環状溝部が設けられたピ
   ストン、 上記第１環状溝部内の***面部の周りに取り付けられる
   弾性リング、 上記各第２溝部にそれぞれ取り付けられ、それらの間に
   第３溝部を形成している２つの軸受けリング、及び 上記弾性リングを被覆するとともに上記両軸受けリング
   間に形成された第３溝部内に配置され、該両軸受けリン
   グと組み合って上記摺動面と密封接触するフラッシュ面
   を形成しているキャップリングから構成したことを特徴
   とする、高圧ピストン封止装置。
2. （２）***面部に弾性リングを収容する曲面状封止面部
   を設けた、第１項記載の装置。
3. （３）摺動面部と組み合わされる弾性リングの外径がピ
   ストンの外径と実質的に同じ大きさである、第１項記載
   の装置。
4. （４）摺動面をもって軸方向に延びる貫通穴を有する制
   止部材、 上記チャンバ内で上記摺動面を横切って移動可能とされ
   、２つの第２溝部及び該両第２溝部間に配置される***
   面部で段付面部を形成する第１環状溝部が設けられたピ
   ストン、 上記第１環状溝部内の***面部の周りに取り付けられる
   予備加圧弾性リング、 上記各第２溝部にそれぞれ取り付けられ、それらの間に
   第３溝部を形成している２つの軸受けリング、及び 上記弾性リングを被覆するとともに上記両軸受けリング
   間に形成された第３溝部内に配置され、該各軸受けリン
   グと組み合って軸貫通穴に対し均一なフラッシュ接触面
   を形成しているキャップリングから構成したことを特徴
   とする、高圧ピストン封止装置。
5. （５）***面部に曲面状封止面部を設けた、第４項記載
   の装置。
6. （６）曲面状封止面部が弾性リングの曲面部と実質的に
   同等の円弧部を形成している、第５項記載の装置。
7. （７）***面部と組み合った弾性リングが当該ピストン
   の外径と実質的に同じ大きさの外径を有する、第６項記
   載の装置。