JPH03199774A

JPH03199774A - 一方向性シール装置

Info

Publication number: JPH03199774A
Application number: JP33644089A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Iwamoto; 昭一岩本; Fujio Toda; 戸田　富士夫; Masahiro Matsuo; 松尾　政弘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JP2838557B2

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、シリンダとピストンとを含んで構成される各
種のポンプ、エンジン等のシリンダ内壁とピストン外壁
との間に介装されて、その両側に形威される２つの空間
相瓦間の流体の流れを一方向にのみ流れやすくした一方
向性シール装置に関する。

〈従来の技術〉従来、コンプレッサにおいては吸入弁、バキュームポン
プにおいては排気弁を備えることが夫々必須である。

また、スターリング機関においては、系内に密封された
ガスが圧縮・膨張を繰り返すため、サイクル毎に圧縮室
から少しずつガス漏れが生じ、このガス漏れ量が大きく
なると圧縮室における圧力変化幅が減少して仕事量を減
少させ、引いては出力を低下させることになるので、多
段のピストンリングを装着してガス漏れ防止を図ってい
る。

また往復動内燃機関等においても、燃焼室からの燃焼ガ
ス漏れは仕事率の低下に繋がり、さらにこの燃焼ガスは
有毒であるため、同様にピストンリングを多段装着して
燃焼室からガス漏れを可及的に抑制することを図ってい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、前記コンプレッサやバキュームポンプに
おける吸入弁や排気弁は、その駆動機構をも必要とし、
構造の複雑、大型化さらにはコストアップを招くことと
なる。

一方、スターリング機関において、現状のピストンリン
グではガス漏れが大きく、仕事率引いては出力低下が大
きくなっていた。特に、スターリング機関は密封サイク
ルであるため作動ガスの汚れや熱交換器に対する問題か
ら無潤滑運転することが望まれているが、その場合はさ
らにガス漏れが増大して出力を低下させていた。

また、内燃機関の場合も同様にピストンリングのガス漏
れ抑止機能には限界があり、有害なブローバイガスの増
大による出力低下を大きくしていた。

本発明は、このような従来の実情に鑑みなされたもので
、ピストンとシリンダとの間に設けられるピストンリン
グ等の構造を改良して作動流体の一方向の漏れは可及的
に抑制しつつ、逆方向には積椅的に作動流体を流入させ
るというシール機能を持たせるという全く新規な着想に
基づく構成により前記各種の問題を解決できるのみなら
ず、広い範囲に渡って応用されうる画期的な機能を有し
た一方向性シール装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉このため、本発明は、シリンダ内を運動するピストンの
外壁と前記シリンダの内壁との一方に弾性力により圧接
して摺動するシールリングを、他方に形威された周溝内
に嵌挿して、該シールリングの両側に２つの空間を形成
する一方、前記シールリングと周溝とをシールリングの
前記摺動側とは反対側及び前記２つの空間が並ぶ方向に
隙間を持つ大きさに形威し、かつ、一端部において前記
周溝の一方の周側面にシール性を有して連結されていて
、前記２つの空間が並ぶ方向の幅が該周溝より短い弾性
リングが、シールリングの前記摺動側と対向する面に、
前記弾性力と同方向に圧接されて装着される構成とした
。

また、弾性リングのシールリングの前記摺動側と対向す
る面には、前記弾性リングを介してシールリングを前記
摺動側に圧接するテンシジンリングを装着してもよい。

また、弾性リングは、前記周溝の一方の周側面に形成さ
れた溝部にその一端部を嵌挿し、前記シールリングの摺
動側と同一方向の面が該溝部の周側面に圧接されてシー
ル性を有して連結してもよい。

また、シールリングは、リングの一部が欠如された合口
部を有するリング部材を複数個備えて、各リング部材の
合口部相互が重ならないように前記２つの空間が並ぶ方
向に重合して装着してもよい。

また、シールリングは、弾性リングの前記一端部と反対
側の周側面に、放射状に複数個の溝を形成してもよい。

また、周溝の一方の周側面と反対側に位置する他方の周
側面に、放射状に複数個の溝を形成してもよい。

また、シールリングが複数個備えられ、前記周溝の他方
の周側面側に位置するシールリングが前記２つの空間が
並ぶ方向に沿う軸の周りにらせん状に巻回したスパイラ
ルリングとしてもよい。

また、シールリングと前記周溝との相対回転を防止する
回転防止装置を設けてもよい。

また、一方向性シール装置を複数個前記２つの空間が並
ぶ方向に所定の向きで重ね合わせてもよい。

〈作用〉以上の構成による作用を説明するが、ピストンがシリン
ダ内を往復運動する場合、回転運動をする場合に分けて
説明する。まずピストンがシリンダ内を自由に往復運動
する場合についての作用を説明する。

シールリングの両側に形成された２つの空間における圧
力の関係が、弾性リングの一端部がシール性を有して連
結されている周溝の一方の周側面側の外部（以下一方の
外部と称する）における圧力が、前記周溝の他方の周側
面の外部（以下他方の外部と称する）における圧力より
相対的に低圧状態であるときは、シールリングと周溝と
の間には前記２つの空間が並ぶ方向に隙間があるので、
シールリングは周溝内を前記一方の周側面側に移動して
該一方の周側面に当接する。

ここで、シールリングの前記摺動側と対向する面に装着
された弾性リングは、一端部において前記周溝の一方の
周側面に連結されていて、かつ前記２つの空間が並ぶ方
向の幅が該周溝より短く構成されている。従って前述の
移動により、シールリングの弾性リングにおける前記一
端部と反対側の端部と周溝の他方の周側面との隙間に、
前記シールリングの摺動側とは反対側に形成された周溝
底部との隙間と、前記他方の外部とを連通ずる連通路が
開口し、前記他方の外部に存在する流体が該連通路を通
じて周溝底部との隙間に侵入し、弾性リングをシールリ
ングの前記摺動側と対向する面に押し付ける力、及びシ
ールリングをピストンの外壁とシリンダの内壁との一方
に圧接して摺動する力を強めるように作用する。

このように、弾性リングとシールリングとが強力に圧接
し、さらにピストンの外壁とシリンダの内壁との一方と
シールリングとが強力に摺接し、かつ弾性リングの前記
一端部が前記周溝の一方の周側面にシール性を有して連
結されるので、前記他方の外部に存在する流体が前記一
方の外部に漏れることを効果的に抑制できる。

一方、前記一方の外部における圧力が前記他方の外部に
おける圧力より相対的に高圧になると、シールリングは
周溝内を前記連通路を形成する側に移動して、前記他方
の周側面に当接する。

これにより、前記一方の外部に存在する流体がシールリ
ングと周溝との間に生じた隙間から侵入し、シールリン
グと弾性リングとの圧接面に生じた隙間、また、ピスト
ンの外壁とシリンダの内壁との何れか一方とのシールリ
ングの摺接面に生じた隙間を介して前記他方の外部に流
出して、両方の外部の圧力が均等化されるように２つの
外部の間で流体の流動が容易に行われる。

前記弾性リングのシールリングの前記摺動側と対向する
面に、該弾性リングを前記摺動側に圧接するテンション
リングを装着した場合、一方の外部における圧力が他方
の外部における圧力より相対向に低圧状態となり、シー
ルリングが周溝の一方の周側面に当接して前記他方の外
部とを連通ずる連通路が開口したときに、前記他方の外
部に存在する流体はテンションリングと周溝底部との隙
間に侵入し、シールリングの前記摺動側と対向する面に
該テンションリングを押し付ける力、及びＳ亥テンショ
ンリングを介してシールリングをピストンの外壁とシリ
ンダの内壁との何れか一方に圧接して摺動する力を強め
るように作用する。

また、前記周溝の一方の周側面に形成された溝部に弾性
リングの一端部を嵌挿し、前記シールリングの摺動側と
同一方向の面を溝部の周側面に圧接する構成とした場合
、弾性リングは該一端部における前記摺動側と同一方向
の面が溝部の周側面に圧接されるので、該圧接面で一端
部におけるシール性が確保されることとなる。

また、シールリングがリング部材を複数個備えて、各リ
ング部材の合口部相互が重ならないように前記２つの空
間が並ぶ方向に重合して装着した場合、シールリングが
前記周溝の一方の周側面側に移動する際は前記合口から
の流体の漏れは合口部相互が重ならないように装着され
ているので抑制でき、一方前記周溝の他方の周側面側へ
の移動時には、合口部の隙間を通じても前記一方の外部
への流体の流出が行われる。

また、シールリングの前記弾性リングの前記一端部と反
対側の周側面に、放射状に複数個の溝を形成した場合は
、線溝と共に連通路が形成され、該連通路を通じて前記
他方の外部の流体が弾性リングと周溝底部との隙間によ
り侵入し易くなり、前記他方の外部の圧力が高圧の場合
は、弾性リングをシールリングの前記摺動側と対向する
面に押し付ける力、及びシールリングをピストンの外壁
とシリンダの内壁との一方に圧接して摺動する力が増大
して、流体の流出抑制機能が増大する。

また、周溝の一方の周側面と反対側に位置する他方の周
側面に、放射状に複数個の溝を形成した場合も、線溝が
連通路の一部を構成することとなり、該連通路を介して
前記他方の外部の流体が弾性リングと周溝底部との隙間
により侵入し易くなり、前記他方の外部の圧力が高圧の
場合は、弾性リングをシールリングの前記摺動側と対向
する面に押し付ける力、及びシールリングをピストンの
外壁とシリンダの内壁との一方に圧接して摺動する力が
増大して、流体の流出抑制機能が増大する。

また、シールリングを複数個備え、前記周溝の他方の周
側面側に位置するシールリングを前記２つの空間が並ぶ
方向に沿う軸の周りにらせん状に巻回Ｌ　タスパイラル
リングとした場合は、該スパイラルリングの重なり溝を
介して前記他方の外部の流体が該連通路を通じて弾性リ
ングと周溝底部との隙間に侵入し易くなり、前記他方の
外部の圧力が高圧の場合は、弾性リングをシールリング
の前記摺動側と対向する面に押し付ける力、及びシール
リングをピストンの外壁とシリンダの内壁との一方に圧
接して摺動する力が増大して、流体の流出抑制機能が増
大する。

また、一方向性シール装置を例えば前述した他方の周側
面側を同一にする向きで前記２つの空間が並ぶ方向に沿
う軸方向に重ね合わせることにより、シールリングが多
段で押し付けられることとなり、結果として押し付は力
が増大して流体の流出抑制機能が増大する。尚、一方向
性シール装置を前述した他方の周側面側が相対する向き
で前記２つの空間が並ぶ方向に沿う軸方向に重ね合わせ
た場合は、双方からの流体の流出漏れ抑制機能を有する
こととなり、もって方向性を有しないシール装置とする
ことができる。

次にピストンがシリンダ内を自由に回転運動する場合に
ついての一方向性シール装置の作用を説明する。

この場合も、弾性リングは周溝に連結されまたシールリ
ングと圧接しているので、連結側と反対側の外部空間の
圧力を連結側の外部空間の圧力より相対的に高くセツテ
ィングすることにより、前述の往復運動の場合と同様に
、シールリングのピストンの外壁とシリンダの内壁との
一方への押し付は力の増大による流体のシール機能が得
られる。

また、前記とは逆向きの圧力関係でセツティングすれば
、流体を摺動部隙間から流出させつつ摺動回転するため
、所謂流体軸受としての機能が得られる。

また、回転運動する場合に適応する構威として、シール
リングと前記ケーシングとの相対回転を防止する回転防
止装置を設けた場合は、シールリングと周溝の周側面と
の相対回転を確実に固定することとなる。従って、シー
ルリングと弾性リングとの圧接面においては、回転に伴
う摩擦による摩耗が防止できる。よってピストンの外壁
とシリンダの内壁との一方とシールリングとの摺動面に
おいてのみ回転運動をしながらのシールとなる。

〈実施例〉以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る一方向性シール装置の第１実施
例として該装置をピストンリングとしてコンプレッサに
適用したものである。

図において、吐出口９１には、該吐出口９１方向のみに
開くリード弁（図示せず）が装着され、シリンダｌ内に
嵌挿されるピストン２のシリンダ１との間に本発明に係
る一方向性シール装置を所謂ピストンリング装置として
装着している。

即ち、一番外周側には外周壁がシリンダ１の内周壁に摺
接すると共に、第２図に示す環状の一部を軸方向に切断
した合口２１ａを有する鋼等からなる一対のピストンリ
ング２１がそれぞれ合口２１ａが重ならないように軸方
向に重合してピストン２の周壁上に形成した周溝３に装
着される。尚、ピストンリング２１の軸方向幅Ｗは周溝
３の幅りより短く設定されている。

また、周溝３の一方の周側面３ａには溝部５が形成され
ており、前記一対のピストンリング２１の内周側には、
一端部３２が前記溝部５に嵌挿されて、かつ軸方向の有
効長さｌが該周溝３の輻りより短い弾性リング３１が装
着される。

尚、前記溝部５の前記弾性リング３１の内周側には、く
さび状の断面形状を有する固定リング４１が嵌挿され、
前記弾性リング３１の外周側の面３３を該溝部５の一方
の周側面５ａに圧接する構成となっている。従って、前
記弾性リング３１は固定リング４１によるくさび効果に
より、前記溝部５にシール性を有して連結されることと
なる。

さらに本実施例では、一対のピストンリング２１の外周
面をシリンダ１の内壁に弾性力をもって圧接させるよう
に拡開付勢するバネ性を有したバネ鋼等からなるテンシ
ョンリング５１が弾性リング３１の内周側に嵌挿されて
いる。

これにより、前記ピストンリング２１が第１発明におけ
るシールリングを構威し、弾性リング３１及びテンショ
ンリング５１が第１発明における弾性リングを構成する
。尚、金属製等のテンションリングの表面にゴム材等の
弾性リングを貼巻して、−体化するようにしてもよい、
そして、ピストンリング２１の軸方向幅Ｗが周溝３の幅
りより短く設定されており、また、弾性リング３１の軸
方向の有効長さｌも前記幅りより短いので、周溝３とピ
ストンリング２１及び弾性リング３１との間には隙間６
ａ。

６ｂが形成される。

次に本実施例の作用を説明する。

第３図（ａ）はコンプレッサにより仕事を行っている状
態を示し、コンプレッサの圧縮室Ｃ側の圧力Ａが反対側
空間の圧力（大気圧）Ｂに対して高圧である。この圧力
Ａにより、一対のピストンリング２１は周溝３の前記一
方の周側面３ａに当接している。このとき作動流体はピ
ストンリング２１と周溝３との隙間６ｂを通り、さらに
弾性リング３１と周溝底部３ｃとの隙間６ｃに流入し、
該隙間６ｃにおいては圧力降下によって減少した圧力Ｅ
となってピストンリング２１を径方向に拡開させる力と
なって作用する。これにより、ピストンリング２１の外
周壁がシリンダｌの内周壁に強い力で摺接するため、摺
接面ｇ及びピストンリング２１と弾性リング３１との圧
接面りからの作動流体の漏れを減少できる。

また、溝部５に嵌挿される弾性リング３１の一端部３２
は固定リング４１によるくさび効果により外周側の面３
３が該溝部５の一方の周側面５ａに圧接するので、前記
溝部５にシール性を有して連結されるため、この部分ｉ
からの作動流体の漏れも完全に防１ヒできる。

第３図（Ｉ））はコンプレッサによる仕事が終了してい
る状態を示し、圧縮室Ｃにおいて前述した仕事を行って
いる場合の流体の排出分以上の容積が拡大して、圧縮室
Ｃの圧力Ａが反対側の空間の圧力Ｂより低下したときの
状態を示す。

この時、圧力Ｂはピストンリング２１と周溝３との隙間
から一方の周側ｍ３ａに作用し、弾性リング３１及びテ
ンションリング５１の径を縮小させるような面圧として
作用し、テンションリング５１のハネ張力に打ち勝って
ピストンリング２１と弾性リング３１との当接面りに隙
間が発生して、圧力Ｂ（大気圧）側の空間から圧縮室Ｃ
側へ作動流体が流入し易くなる。また、前記当接面りに
隙間が生じるため、ピストンリング２１とシリンダｌと
の摺接面ｇにおける押し付は力も低下する。このため、
ピストンリング２１の周側面に作用する圧力Ｂによって
該ピストンリングは周溝３内を他方の周側面３ｂ側に移
動して、該周側面３ｂに当接する。

これにより、作動流体がピストンリング２１と周溝３と
の間に生じた隙間６ａから、ピストンリング２１と弾性
リング３１との圧接面りに生じた隙間を介して、また更
に、ピストンリング２１の外周面とシリンダ１の内周面
との摺接面ｇに生じた隙間を介して、両方の空間の圧力
ＡとＢとが均等化されるように該圧力ＡとＢとの差に応
じた量の作動流体が圧縮室Ｃへ流入する。

このようにして、コンプレッサにより仕事を行う際に漏
れた作動流体を補うように、仕事を行っていない行程時
に圧縮室Ｃへ作動流体が流入し、これにより、次回の仕
事を行う際の効率が高められ、また仕事を行う行程にお
ける作動流体の漏れも無く圧力を高められるので、コン
プレッサの全体的な効率を向上させることができるもの
である。

第４図に、本発明に係る一方向性シール装置の第２実施
例として該装置をシールリングとしてアクチュエータに
適用したものを示す。

本第２実施例では、軸（アクチュエータの出力軸）　１
２が自由に往復運動するように嵌挿されたケーシング１
１の端部に形成された周溝１３と、軸１２の外周面との
間に介装された一方向性軸シール装置として本発明に係
る一方向性シール装置を用いている。

図において、アクチュエータの内部側に近い側には、内
周面が軸１２の外周面と摺接すると共に、第２図に示し
たような環の一部が欠如された合口を有する鋼等のリン
グ部材からなる一対のシールリング２４が、夫々の合口
が重ならないように軸方向に重合して装着される。

即ち、−参内周側には内周壁が軸１２の外周壁に摺接す
る一対のシールリング２４がケーシング１１のの周壁上
に形成した周溝１３に装着される。尚、シールリング２
４の軸方向幅Ｗは周溝１３の幅りより短く設定されてい
る。

また、周溝１３の一方の周側面１３ａには溝部１５が形
成されており、前記一対のシールリング２４の外周側に
は、一端部３５が前記溝部１５に嵌挿されて、かつ軸方
向の有効長さｌが該周溝１３の幅りより短い弾性リング
３４が装着される。

尚、前記溝部１５の前記弾性リング３４の外周側には、
くさび状の断面形状を有する固定リング４４が嵌挿され
、前記弾性リング３４の内周側の面３６を該溝部１５の
一方の周側面１５ａに圧接する構成となっている。従っ
て、前記弾性リング３４は固定リング４４によるくさび
効果により、前記溝部１５にシール性を有して連結され
ることとなる。

さらに本実施例では、一対のシールリング２４の内周面
を軸１２の外壁に弾性力をもって圧接させるように縮閉
付勢するバネ性を有したバネ鋼等からなるテンションリ
ング５４が弾性リング３４の外周側に嵌挿されている。

これにより、前記シールリング２４が第１発明における
シールリングを構威し、弾性リング３４及びテンション
リング５４が第１発明における弾性リングをＩ戒する。

そして、シールリング２４の軸方向幅Ｗが周溝１３の幅
りより短く設定されており、また、弾性リング３４の軸
方向の有効長さｌも前記幅りより短いので、周溝１３と
シールリング２４及び弾性リング３４との間には隙間１
６ａ、１６ｂが形成される。

次に本実施例の作用を説明する。

第５図（ａ）はアクチュエータにより仕事を行っている
状態を示す。即ち、アクチュエータの一方の室（Ｌ）に
例えば圧縮空気等の作動流体が導入され、軸■２がＬ側
からＲ側に移動することにより図示しない荷重等を移動
させている。

そして、アクチュエータの一方の室（Ｌ）側の圧力Ａ゛
が反対側の室（Ｒ）の圧力（大気圧）Ｂ″に対して高圧
となっている状態を示す。この圧力Ａ”により、一対の
シールリング２４は周溝１３の前記一方の周側面１３ａ
に当接している。このとき作動流体はシールリング２４
と周溝１３との隙間１６ｂを通り、さらに弾性リング３
４と周溝底部１３ｃとの隙間１６ｃに流入し、該隙間１
６ｃにおいては圧力降下によって減少した圧力Ｅ゛とな
ってシールリング２４を径方向に縮閉させる力となって
作用する。これにより、シールリング２４の内周壁が軸
１２の外周壁に強い力で圧接するため、摺接面ｇ゛及び
シールリング２４と弾性リング３４との圧接面ｈ”から
の作動流体の漏れを減少できる。

また、溝部１５に嵌挿される弾性リング３４の一端部３
５は固定リング４４によるくさび効果により内周側の面
３６が該溝部１５の一方の周側面１５ａに圧接するので
、前記溝部１５にシール性を有して連結されるため、こ
の部分ｉ′からの作動流体の漏れも完全に防止できる。

以上説明したような、軸１２がＬ側からＲ側に移動する
ことにより行われる仕事が終了して、該軸１２を当初の
位置に戻す場合は、アクチュエータの一方の室（Ｌ）は
作動流体を新たに導入させる必要があるので、反対側の
室（Ｒ）より低圧となる。

第５図Φ）はアクチュエータによる仕事が終了している
状態を示す。この時、圧力Ｂ゛はシールリング２４と周
溝１３との隙間から一方の周側面１３ａに作用し、弾性
リング３４及びテンションリング５４の径を拡大させる
ような面圧として作用し、テンションリング５４のバネ
張力に打ち勝ってシールリング２４と弾性リング３４と
の当接面ｈ゛に隙間が発生して、Ｒ室からＬ室へ作動流
体が流入し易くなる。

また、前記当接面ｈ′に隙間が生じるため、シールリン
グ２４と軸１２との摺接面ｇ゛における押し付は力も低
下するため、シールリング２４の周側面に作用する圧力
Ｂ゛によって該シールリング２４は周溝１３内を他方の
周側面１３ｂ側に移動して、該周側面１３ｂに当接する
。

これにより、作動流体がシールリング２４と周溝１３と
の間に生じた隙間１６ａから、シールリング２４と弾性
リング３４との圧接面ｈ”に生した隙間及びシールリン
グ２４の内周面と軸１２の外周面との摺接面ｇ゛に生じ
た隙間を介して、両方の室Ｒ，Ｌの圧力Ａ゛　とＢ゛　
とが均等化されるように、該圧力Ａ″とＢ′との差に応
じた量の作動流体が室りへ流入する。

このようにして、アクチュエータにより仕事を行う際に
漏れた作動流体を補うように、仕事を行っていない行程
時に逆方向に作動流体が流入し、これにより、次回の仕
事を行う際の効率が高められ、また仕事を行う行程にお
ける作動流体の漏れも無く圧力を高められるので、アク
チュエータの全体的な効率を向上させることができるも
のである。

また、前述の第１及び第２実施例においては、バネ性を
有したバネ鋼等からなるテンションリング５１．５４を
弾性リング３１．３４に隣接して介装することによりピ
ストンリング２１．シールリング２４をシリンダ１．軸
１２に弾性力をもって圧接させる構成としたが、ピスト
ンリング２１．シールリング２４夫々が作用する前記弾
性力と同方向に圧接されて装着されていればよいので、
例えば弾性リング３１゜３４をゴム的弾性を有する材料
により形成すればよい。

弾性リング３１の形成材料としては、天然ゴムスチレン
ブタジェンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム
、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シ
リコンゴム、四ふっ化エチレン樹脂等があり、運転条件
に応じて適切なものを選択すればよい。例えば耐熱性を
考慮する場合はシリコンゴム等、考慮しない場合は天然
ゴム等でよい。

また、前述の第１及び第２実施例においては、溝部５，
１５の前記弾性リング３１．３４に隣接して固定リング
４１．４４を嵌挿して、くさび効果により、前記弾性リ
ング３１．３４を該溝部５．１５の一方の周側面５　ａ
　＋　１５　ａに圧接する構成として、前記溝部５．１
５と弾性リング３１．３４とをシール性を有して連結さ
せることとしたが、前記溝部５，１５を設けること無く
、従って固定リング４１．４４をも嵌挿すること無く、
弾性リング３１．３４の一端部３２．３５を例えば接着
剤等で周溝３．１３の一方の周側面３ａ。

１３ａに接着することにより連結してもよい。

以下、本発明に係る他の実施例を説明するが、以下説明
する実施例は前記第１及び第２実施例に係る例であるの
で、前記第２実施例を代表例として説明する。

ところで、シールリング２４と周溝１３との隙間は数十
ミクロン程度と小さいため、前記実施例における圧力降
下ΔＰ　（−Ａ’−Ｅ’）が相当大きくなる。

そこで本発明に係る第３実施例として、第６図に示すよ
うにシールリング２４の片側の周側面に放射状に複数個
の溝２４ｂを設け、第４図において、前記溝２４ｂが周
溝１３の他方の周側面１３ｂ側に相対して形威されるよ
うに、シールリング２４を周溝１３に装着する。

かかる実施例においては、アクチュエータが仕事を行う
際に、アクチュエータの一方の室り側の圧力Ａ′が、前
記多溝２４ｂを通じてテンションリング５４の外周の隙
間１６ｃに侵入し易くなるため、圧力降下が減少し、シ
ールリング２４の軸１２の外周面への押し付は力がより
強化される。このため、アクチュエータの一方の室Ｒか
らの作動流体漏れ抑制機能がさらに高められ、引いては
、平均作動流体圧力がさらに高められる。

また、前述の第３実施例におけるシールリング２４に設
けた複数個の溝２４ｂと同様な作用、効果を及ぼす構成
として、第７図、第８図に示すような本発明に係る第４
実施例として、前記周溝１３の他方の周側面１３ｂに、
放射状の複数個の溝２５を設けた。尚本実施例において
も、前述した第２実施例と同−構成要素には同−符号付
して説明を省略する。

かかる実施例においても、アクチュエータが仕事を行う
際に、アクチュエータの一方の室り側の圧力Ａ′が、前
記多溝２５を通じてテンションリング５４の外周の隙間
１６ｃに侵入し易くなるため、圧力降下が減少し、シー
ルリング２４の軸１２の外周面への押し付は力がより強
化される。このため、アクチュエータの一方の室Ｒから
の作動流体漏れ抑制機能がさらに高められ、引いては、
平均作動流体圧力がさらに高められる。

また、本発明に係る第５実施例では、前述の第３実施例
におけるシールリング２４に設けた複数個の溝２４ｂと
同様な作用を及ぼす構成として、前記シールリング２４
が複数個備えられた場合において、前記周溝１３の他方
の周側面１３ｂと同一側のシールリングを、第９図に示
すような軸１２の周りに複数回らせん状に巻回したスパ
イラルリング２６としている。

かかる実施例においても、両端の切りロ２６ａ位置をず
らすことが可能となるので、同様の効果が得られる。

第１０図に本発明に係る第６実施例を示す。尚本実施例
においても、前述した第２実施例と同一構成要素には同
一符号を付して説明を省略する。

本第６実施例に係る構成として、軸１２がその内側を自
由に往復運動するよう嵌挿されたケーシング１２の内壁
に複数の周溝１７．１８．１９を形威し、夫々の周溝１
７．１８．１９に、例えば前述した溝部１５を同一側に
形成する向きで一方向性シール装置を重ね合わせる構成
としている。

係る実施例によれば、シールリング２４が多段で軸１２
の外周面へ押し付けられることとなり、結果として押し
付は力が増大して流体の流出漏れ抑制機能が更に増大す
る。

更に、第１１図に本発明に係る一方向性シール装置の第
７実施例を示す。尚本実施例においても、前述した第２
実施例と同−構成要素には同一符号を付して説明を省略
する。

本第７実施例に係る構成としては、軸１２がその内側を
自由に往復運動するよう嵌挿されたケーシング１２の内
壁に複数の周溝６１．６２を形成し、夫々の周溝６１．
６２に、例えば前述した溝部１５を互いに反対方向に形
成する向きで一方向性シール装置を重ね合わせる構成と
している。

本実施例によれば、周溝６１に係る一方向性シール装置
では、圧力Ｐｔ、Ｐ＋＋がＰＬ＜Ｐつの場合における空
間Ｒから空間りへの流体の漏れを防止する作用を奏し、
また周溝６２に係る一方向性シール装置では、Ｐ　Ｌ　
＞　Ｐ　ｗの場合における空間りから空間Ｒへの流体の
漏れを防止する作用を奏する。

従って、シールリング２４及び弾性リング３４により双
方からの流体の流出漏れ抑制機能を奏することとなり、
方向性を有しないシール装置とすることが可能となる。

以上説明したように、第１実施例は、軸がケーシング内
側を自由に往復運動するように嵌挿された軸の外周壁に
形成された周溝と、ケーシングの内周面との間に介装さ
れた一方向性シール装置に関するものであり、また第２
実施例〜第７実施例は、軸がその内側を自由に往復運動
するように嵌挿されたケーシングの内壁に形成された周
溝と、軸の外周面との間に介装された一方向性シール装
置に関するものであったが、本発明に係る一方向性シー
ル装置は、軸が回転運動するようにケーシングに嵌挿さ
れる場合において、前記軸またはケーシングの何方か一
方に形成された周溝と、他方の摺動面との間に介装して
も、前述と同様の作用。

効果を奏するものである。

即ち、軸１２が回転運動する場合の本発明に係る一方向
性シール装置の第８実施例として、第１２図に示すよう
な構成のものがある。尚、本実施例においても、前記第
２実施例に示したような軸が嵌挿されたケーシングの内
壁に形成された周溝と、軸の外周面との間に介装された
一方向性シール装置に関する例を代表例として説明する
と共に、前述した第２実施例と同一構成要素には同一符
号を付して説明を省略する。

本実施例に係る構成として、前記シールリング２４と前
記ケーシング１１との相対回転を防止する回転時１ヒ装
置としての回転防止ピン７１を設ける。該回転防止ピン
７１は周溝１３に固定されており、シールリング２４に
設けた孔７２に嵌挿されており、もってシールリング２
４は該回転防止ピン７１により周溝１３に対する回転を
禁止されて、周溝１３内を左右に移動する。

本実施例に係る構成によれば、シールリング２４と周溝
１３の周側面１３ａ、１３ｂとが相対的に回転方向に対
しては固定される。従って、シールリング２４と弾性リ
ング３４との圧接面ｈ゛は相対回転に伴う摩擦による摩
耗が防止できる。よって、シールリング２４の内周面と
軸１２の外周面との摺動面ｇにおいてのみ確実に回転運
動をしながらのシールとなる。

この場合も、弾性リング３４は周溝１３に連結されまた
シールリング２４と圧接しているので、図においてＬ側
の圧力Ｐ、をＲ側の圧力ｐＨより相対的に高くセツティ
ングすることにより、前述の往復運動の場合と同様に、
シールリング２４の内周面と軸１２の外周面との摺動面
ｇ°においてのみ確実に回転運動をしながらのシールと
なり、シールリング２４の内周と軸１２の外壁との一方
への押し付は力の増大による流体のシール機能が得られ
る。

また、前記とは逆向きの圧力関係（ＰＬ＜ＰＲ）のセツ
ティングすれば、流体を摺動面ｇ“から流出させつつ摺
動回転するため、所謂流体軸受としての機能が得られる
。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、軸が往復運動また
は回転運動をするようにケーシングに嵌挿される場合に
おいて、前記軸またはケーシングの何れか一方に形成さ
れた周溝と、他方の摺動面との間に介装される一方向性
シール装置の両側に画成される２つの空間の一方から他
方への流体の流動は、高いシール性を持たせて抑止する
が、逆向きの流動は容易に行わせる構成とすることによ
り、アクチュエータ等の効率の向上及び駆動動力の低減
を図ることが可能であり、また構造も簡単なため、低コ
スト化の他、駆動摩擦低減に伴う運転コスト低減、静粛
化等をも促進できるものである。

更に、これらアクチュエータ等への適応に限られず、シ
ラツクアブソーバ等、軸とケーシングとを有してシール
性を要求されるものであれば如何なる箇所にも適応しう
るものであり、その用途は無限に広がるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す断面図、第２
図は同上実施例に係るピストンリングの斜視図、第３図
（ａ）は第１実施例の仕事実施時における状態を示す断
面図、同図（ｂ）は同じく仕事未実施時における状態を
示す断面図、第４図は本発明の第２実施例の構成を示す
断面図、第５図（ａ）は第２実施例の仕事実施時におけ
る状態を示す断面図、同図（ｂ）は同しく仕事未実施時
における状態を示す断面図、第６図（ａ）は本発明の第
３実施例に係るシールリングの正面図、同図（ｂ）は同
じく側面図、第７図は本発明に係る第４実施例の構成を
示す断面図、第８図は第７図におけるＸ−Ｘ断面矢視図
、第９図（ａ）は本発明の第５実施例に係るスパイラル
リングの斜視図、同図（ｂ）は同じく側面図、第１０図
は本発明の第６実施例の構成を示す断面図、第１１図は
本発明の第７実施例の構成を示す断面図、第１２図は本
発明の第８実施例の構成を示す断面図である。２．１２・・・軸６２・・・周溝　　５，１５・・・溝部２４・・・シー
ルリング５１、５４・・・テンションリンｈ、　　ｉｒ　　ｈ　＋　ｉ　　・・・１．１１・・・
ケーシング３．１３．１７〜１９．　６１゜２１・・・ピストンリング３１、３４・・・弾性リンググ　　ｇ、　　ｇ’　・・・摺接面圧接面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンダ内を運動するピストンの外壁と前記シリ
ンダの内壁との一方に弾性力により圧接して摺動するシ
ールリングを、他方に形成された周溝内に嵌挿して、該
シールリングの両側に２つの空間を形成する一方、前記
シールリングと周溝とをシールリングの前記摺動側とは
反対側及び前記２つの空間が並ぶ方向に隙間を持つ大き
さに形成し、かつ、一端部において前記周溝の一方の周
側面にシール性を有して連結されていて、前記２つの空
間が並ぶ方向の幅が該周溝より短い弾性リングが、シー
ルリングの前記摺動側と対向する面に、前記弾性力と同
方向に圧接されて装着されたことを特徴とする一方向性
シール装置。
（２）前記弾性リングのシールリングの前記摺動側と対
向する面には、前記弾性リングを介してシールリングを
前記摺動側に圧接するテンションリングが装着されてな
る請求項１記載の一方向性シール装置。
（３）前記弾性リングは、前記周溝の一方の周側面に形
成された溝部にその一端部を嵌挿し、前記シールリング
の摺動側と同一方向の面が該溝部の周側面に圧接されて
シール性を有して連結されてなる請求項１または２記載
の一方向性シール装置。
（４）前記シールリングはリングの一部が欠如された合
口部を有するリング部材を複数個備えて、各リング部材
の合口部相互が重ならないように前記２つの空間が並ぶ
方向に重合して装着されてなる請求項１〜３のいずれか
１つに記載の一方向性シール装置。
（５）前記シールリングは、弾性リングの前記一端部と
反対側の周側面に、放射状に複数個の溝が形成されてな
る請求項１〜４のいずれか１つに記載の一方向性シール
装置。
（６）前記周溝の一方の周側面と反対側に位置する他方
の周側面に、放射状に複数個の溝が形成されてなる請求
項１〜４のいずれか１つに記載の一方向性シール装置。
（７）前記シールリングが複数個備えられ、前記周溝の
他方の周側面側に位置するシールリングが前記２つの空
間が並ぶ方向に沿う軸の周りにらせん状に巻回したスパ
イラルリングからなる請求項１記載の一方向性シール装
置。
（８）前記シールリングと前記周溝との相対回転を防止
する回転防止装置を設けてなる請求項１〜７のいずれか
１つに記載の一方向性シール装置。
（９）前記一方向性シール装置を複数個前記２つの空間
が並ぶ方向に所定の向きで重ね合わせてなる請求項１〜
８のいずれか１つに記載の一方向性シール装置。