JPS63176873A

JPS63176873A - シ−ル装置

Info

Publication number: JPS63176873A
Application number: JP783287A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Hiraoka; 平岡　尚文; Noritsugu Kawashima; 教嗣川島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-07-21
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2735182B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、シール部材を複数段に亙っで設けるようにし
たシール装置に関する。

（従来の技術）従来、シリンダとピストンとの間を、ピストンの移動に
悪影響を与えることなくシールする手段として、ピスト
ンリングを装着することが多用されている。すなわち、
シリンダ内を移動するピストンの外周面に環状の溝を設
け、この溝内にシリンダ内面へ）雪接する関係にピスト
ンリングを装着するようにしている。そして、スターリ
ングエンジンのようにピストンリングとして無給油式の
ものを用いる場合には１通常、第５図に示すように、シ
リンダ１内に配置されたピストン２の外周面に、ピスト
ン２の移動方向へ、たとえば４段構成に環状溝３を設け
、これら環状溝３内に無給油式のピストンリング４をそ
れぞれ装着するようにしている。このように、ピストン
リング４を複数段設ける理由は、シール性を向上させる
とともにガス圧による一段当りの負荷を減少させてリン
グの耐久性を向上させるためである。

ところで、上記のように装着されるピストンリング４は
、第６図に実線天川で示すようにリング背面の流体圧力
と、リング・シリンダ間流体圧力との差圧が主な力とな
ってシリンダ１に押付けられてリング・シリンダ間をシ
ールする。そして。

上記の押付は力は、リングを境にした両側空間の圧力差
△Ｐにほぼ比例すると言われている。したがって、第５
図に示したように、リングを複数段設け、リング間空間
圧を段階的に下げると、１段当りのΔＰを減少させるこ
とができる。その結果として各リングのシリンダ１への
押付は力が減り。

摩耗を低減させることが可能となる。

しかし、リング間空間圧の分布は１通常１片寄るとが多
（、これによって特定のリングを境にしてのΔＰが他に
比べて大きくなる。たとえば、第７図に示すようなリン
グ間空間圧の分布であると。

空間Ａと空間Ｂとの間に装着されるリングの押付は力が
最大となる。どのリングの押付は力が最大となるかは、
シールするガス圧力の変動状況などによって決まる。

従来の複数段シール方式を採用したシール装置にあって
は、単にピストンリング等のシール部材を複数段に設け
ただけの構成であるため、各段のシール部材が同じ摩耗
速度を示すことはほとんどなく、特定のシール部材の摩
耗速度が他に比べて早いことが多い。摩耗の進行したシ
ール部材は。

肉厚が薄くなり、ついには破壊してシリンダとピストン
との間に入ってピストン等の動きに支障を与える。この
ため、シール装置の寿命が、最も摩耗進行の速いシール
部材によって決定されてしまう問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、従来のシール装置にあっては。

シール部材を複数段に設けたことによる特徴を最大限に
発揮させることができない問題があった。

そこで本発明は、シール部材を複数段設けたことによる
特徴、つまり長寿命化を実現できるシール装置を提供す
ることを目的としている。

［発明の構成］〈問題点を解決するための手段）本発明に係るシール装置では、複数段設けられるシール
部材に、摩耗が一定値に達した時点でシール部材の摺接
力をほぼ零とす′る摺接力規制機構を設けている。

（作用）複数のシール部材のうち、あるシール部材の摩耗量が一
定値まで進行すると、そのシール部材に設けられた摺接
力用制御１構の作用でシール部材の摺接力がほぼ零とな
る。このため、摩１＠量が一定値に至ったシール部材は
、摩耗がそれ以上進行して破壊に至るようなことはない
。このため、他のまだ摩耗の少ないシール部材のシール
機能を使って運転を続行できることになり、結局、シー
ル装置としての寿命を延ばすことが可能となる。

（実施例）以下１図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図はピストンリング使用のシール装置に本発明を適
用した一例を示すもので、第５図と同一部分は同一符号
で示しである。

この実施例が従来のものと異なる点は、各段に装着され
たピストンリング４ａの構成にある。すなわち、各ピス
トンリング４ａには、第２図に示すようにリングの外周
縁と内周縁との間に厚み方向（軸方向）に貫通する摺接
力規制機構としての透孔１１が周方向に屋って複数形成
されている。

このような構成であると、第３図に示すように。

４つのピストンリングのうち摩耗速度の最も速いピスト
ンリングの摩耗量が一定値に達すると、透ＩＬ１１を通
してそのピストンリングを境にして両側に位置する空間
１２，１３が連通する。このため、リングを境にして両
側の差圧はほぼ零となり。

そのリングのシリンダ１への押付は力もほぼ零となる。

したがって、このリングの摩耗は止まり。

以後その形状に保たれ、また以後のシール機能は残った
他の３つのピストンリング４ａが担当することになる。

シール機能を担当する３つのピストンリング間でも摩耗
速さに差が生じるが、このうち最も摩耗の速いピストン
リングの摩耗量が一定値に達すると、このリングは先に
シール機能を停止したリングと同様に破壊に至る前にシ
ール機能を停止する。したがって、Ｒ後の１段に至るま
で運転を続行できることになり、従来の装置に比べて寿
命を大幅に延ばすことができる。

なお１本発明は上記実施例に限定されるものではない。

すなわち、上記実施例ではピストンリングに透孔を設け
、この透孔で摺接力規制機構を構成しているが、第４図
に示すように、ピストンリング４ｂの合い口１４の広さ
が一定以上となるのを防止する爪金具１５と、この爪金
具１５の爪部に係合する凹部１６とを設け、ピストンリ
ング４ｂが一定量摩耗した時点でシール面への押付は明
は、ピストンリング使用のものだけに限定されるもので
はなく、互いに対向しながら対向方向と直交する直線に
沿って相対移動する２つの部品の一方の部品の対向面に
移動方向と直交する溝を移動方向へ複数設け、これら溝
内に他方の部品の対向面に摺接するシール部材を装着し
てなるシール装置全般に適用することができる。

［発明の効果］以上述べたように２本発明によれば、シール部材が一定
量摩耗するとシール面への押付は力を失って摩耗が止ま
る構成を採用しているので、シール部材の破壊を回避さ
せることができる。このため、特定のシール部材の摩耗
破壊によってシール装置の寿命が決まるのを防止でき、
シール装置の長寿命化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をピストンリング式のものに適用した一
実施例装置を局部的に示す縦断面図、第２図は同装置に
組み込まれたピストンリングの斜視図、第３図は同装置
の作用を説明するための図。第４図はピストンリングの変形例を示す斜視図。第５図は複数段シール方式を採用した従来のシール装置
を一部切欠して示す側面図、第６図および第７図は従来
装置の問題点を説明するための図である。１・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・環状溝
。４ａ、４ｂ・・・ピストンリング、１１・・・摺接力規
制機構を構成する透孔、１４・・・合い口、１５・・・
爪金具、１６・・・凹部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第４図第５図第６図　　　　第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに対向しながら対向方向と直交する直線に沿
って相対移動する２つの部品の一方の部品の対向面に移
動方向と直交する溝を移動方向へ複数設け、これら溝内
に他方の部品の対向面に摺接するシール部材を装着して
なるシール装置において、前記シール部材に、摩耗が一
定値に達した時点で前記他方の部品の対向面への摺接力
をほぼ零とする摺接力規制機構を設けてなることを特徴
とするシール装置。
（２）前記２つの部品はシリンダとピストンとであり、
前記シール部材はピストンリングであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のシール装置。
（３）前記摺接力規制機構は、摩耗が一定値に達した時
点でシール部材を境とした両空間を連通させる如く前記
ピストンリングに軸方向に穿設された透孔であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載のシール装置。
（４）前記ピストンリングは、無給油式のものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のシール装置
。