(57)【要約】【課題】簡易な構成で耐摩耗性の向上を図ったシーリングシステムを提供する。【解決手段】ハウジング３００に設けられた第１環状溝３０１に装着される第１密封装置１０と、ハウジング３００に設けられ、かつ第１環状溝３０１よりも密封側（Ｗ）に設けられた第２環状溝３０２に装着される第２密封装置２０と、を備え、第２密封装置２０は、ロッド２００に対して摺動自在に設けられると共に、第２環状溝３０２内において、往復移動方向に移動可能、かつ溝底との間に隙間を有するように配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
2010196763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に往復移動する２部材間の環状隙間を封止するシーリングシステムにおいて、
前記２部材のうちの一方の部材に設けられた第１環状溝に装着される第１密封装置と、
前記一方の部材に設けられ、かつ第１環状溝よりも密封側に設けられた第２環状溝に装着される第２密封装置と、
を備え、
第２密封装置は、
前記２部材のうちの他方の部材に対して摺動自在に設けられると共に、
第２環状溝内において、往復移動方向に移動可能、かつ溝底との間に隙間を有するように配置されていることを特徴とするシーリングシステム。
【請求項２】
第２密封装置における他方の部材に対して摺動する面には、両端面のうちの一方にのみ連通する溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシーリングシステム。
【請求項３】
第２環状溝における密封側とは反対側には、密封側からその反対側に向かうにつれて前記他方の部材との間の距離が短くなる傾斜面が設けられており、
第２密封装置は、単一の環状部材により構成されており、かつ第２密封装置が密封側とは反対側に移動することによって前記傾斜面に密着する密着面が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のシーリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に往復移動する２部材間の環状隙間を封止するシーリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プランジャーポンプや水圧シリンダには、相対的に往復移動する２部材間の環状隙間を封止するために密封装置が設けられる。ここで、密封対象となる流体（以下、密封流体と称する）が水や農薬のように油に比べて粘度の低いものの場合、潤滑状態が悪い。そのため、密封装置としては、耐摩耗性に優れた材料（ＰＴＦＥなど）を用いたシールや、摺動部分が摩耗しても締め代を確保できるＶパッキン（特許文献１参照）などが利用されている。
【０００３】
一例として前者の場合について、図７を参照して説明する。図７は従来例１に係る密封装置の模式的断面図である。なお、図中、右側は密封側（Ｗ）、左側は密封側とは反対側（以下、反密封側と称する）（Ａ）である。
【０００４】
この密封装置５００は、相対的に往復移動するロッド２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止するために用いられる。また、この密封装置５００は、ハウジング３００に設けられた、ロッド２００が挿通される軸孔の内周面に設けられた環状溝３０１に装着される。そして、この密封装置５００は、耐摩耗性に優れたＰＴＦＥからなる樹脂リング５２０と、この樹脂リング５２０をロッド２００の外周面に押し付けるためのゴムリング５１０とから構成される。
【０００５】
このように構成される密封装置５００においては、ロッド２００とハウジング３００が相対的に往復移動した場合に、ロッド２００と樹脂リング５２０との間で摺動する。上記の通り、樹脂リング５２０は耐摩耗性に優れたＰＴＦＥから構成されるため、ゴム製のシールで密封する場合と比べて、耐久性に優れている。
【０００６】
しかしながら、上記の通り、密封流体が粘度の低いものの場合、潤滑状態が悪いことに変わりなく、製品寿命が短いため、より長寿命化のニーズがある。長寿命化のニーズに対しては、密封装置を複数配置するものも知られている。このような従来例２に係る密封構造について図８を参照して説明する。なお、図中、右側は密封側（Ｗ）、左側は反密封側（Ａ）である。図８は従来例２に係る密封構造の模式的断面図である。
【０００７】
図示のように、この従来例においては、ハウジング３００の軸孔の内周面に２つの環状溝３０１が設けられている。そして、これら２つの環状溝３０１に、それぞれ密封装置５００が装着されている。それぞれの密封装置５００の構成については、上記従来例１の場合の構成と同一であるので、その説明は省略する。
【０００８】
この従来例の場合、初期の頃は高圧となる密封側（Ｗ）の密封装置５００に大きな負荷がかかり、最初は、この密封側（Ｗ）の密封装置５００が摩耗によって劣化する。そして、この密封側（Ｗ）の密封装置５００の耐圧性がなくなると、反密封側（Ａ）の密封装置５００に負荷がかかるようになる。従って、この従来例の場合には、密封装置５００が一つの場合に比べて、製品寿命はおおよそ２倍になる。
【０００９】
しかしながら、このような対策では、密封装置の個数を増やした分、製品寿命が延びるだけなので効果が少ない。
【００１０】
ここで、往復動用の密封装置において、密封流体が油の場合には、密封装置がロッドに対して密封側に相対的に移動する場合に、ロッドの表面に油膜が形成される。そして、密封装置がロッドに対して反密封側に相対的に移動する場合には、ロッドの表面に形成された油膜によって、摺動部分の潤滑性が保たれる。しかしながら、密封流体が農薬や水のように粘度の低いものの場合には、密封装置がロッドに対して密封側に相対的に移動する場合に、ロッドの表面に流体による膜が形成されない。従って、密封装置がロッドに対して反密封側に相対的に移動する場合に、摺動抵抗が大きくなり、摩耗が促進されてしまう。
【００１１】
そこで、密封装置における摺動部分に対して、反密封側からも、強制的に潤滑剤（一般的に、密封流体）を供給するものも知られている。このような従来例３に係る密封構造について図９を参照して説明する。なお、図中、左側は密封側（Ｗ）、右側は反密封側（Ａ）である。図９は従来例３に係る密封構造の模式的断面図である。
【００１２】
この従来例においても、ハウジング３００の軸孔の内周面に２つの環状溝３０１が設けられている。そして、これら２つの環状溝３０１に、それぞれ密封装置５００が装着されている。それぞれの密封装置５００の構成については、上記従来例１の場合の構成と同一であるので、その説明は省略する。
【００１３】
そして、この従来例の場合には、２つの環状溝３０１の間に、ロッド２００とハウジング３００との間の環状隙間に連通する連通孔を設けて、この連通孔を通じて、潤滑剤（通常、密封流体）を供給する供給機構６００が設けられている。なお、供給機構６００は、例えばポンプやドレインポートなどによって構成される。
【００１４】
この従来例の場合には、供給機構６００によって、密封側（Ｗ）の密封装置５００に対して、反密封側（Ａ）からも密封流体が供給されるため、摺動部分の潤滑性が保たれ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００１５】
しかしながら、この従来例３の場合には、供給機構６００が必要となるため、構造が複雑化してしまう欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】実開昭６０−８２５８８号公報
【特許文献２】特開２００１−４１３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、簡易な構成で耐摩耗性の向上を図ったシーリングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１９】
すなわち、本発明のシーリングシステムは、
相対的に往復移動する２部材間の環状隙間を封止するシーリングシステムにおいて、
前記２部材のうちの一方の部材に設けられた第１環状溝に装着される第１密封装置と、
前記一方の部材に設けられ、かつ第１環状溝よりも密封側に設けられた第２環状溝に装着される第２密封装置と、
を備え、
第２密封装置は、
前記２部材のうちの他方の部材に対して摺動自在に設けられると共に、
第２環状溝内において、往復移動方向に移動可能、かつ溝底との間に隙間を有するように配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、第２密封装置は、第２環状溝内において、往復移動方向に移動可能に構成されており、かつ溝底との間に隙間を有するように配置されている。従って、密封対象となる流体（以下、密封流体と称する）の圧力がかかっていないときに、第２密封装置が第２環状溝における密封側とは反対側（以下、反密封側と称する）の側面から離れて、第２密封装置よりも反密封側に密封流体が供給される。
【００２１】
これにより、第２密封装置を介して密封側と反密封側の両側に密封流体を存在させることができ、第２密封装置と他方の部材との摺動部分の潤滑性を保つことができる。
【００２２】
また、第２密封装置における他方の部材に対して摺動する面には、両端面のうちの一方にのみ連通する溝が形成されているとよい。なお、ここで言う、「両端面のうちの一方にのみ連通する溝」とは、密封側の端面にのみ連通する溝または反密封側の端面にのみ連通する溝を意味する。そして、本発明においては、これら両者の溝が備えられているものも含まれる。
【００２３】
このように、摺動する面に、上記のような溝を形成することによって、密封流体を積極的に摺動面に導くことができる。これにより、第２密封装置と他方の部材との摺動部分の潤滑性を保つことができる。
【００２４】
第２環状溝における密封側とは反対側には、密封側からその反対側に向かうにつれて前記他方の部材との間の距離が短くなる傾斜面が設けられており、
第２密封装置は、単一の環状部材により構成されており、かつ第２密封装置が密封側とは反対側に移動することによって前記傾斜面に密着する密着面が設けられているとよい。
【００２５】
このように構成すれば、密封流体の圧力によって、第２密封装置が反密封側に移動することで、第２密封装置に設けられた密着面が第２環状溝に設けられた傾斜面に密着する。
【００２６】
従って、摺動摩耗によって第２密封装置の厚みが薄くなっても、第２密封装置による密封性能（耐圧性能）が維持されるので、長期に亘ってシーリングシステムの密封性能を維持することができる。
【００２７】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で耐摩耗性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るシーリングシステムの模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係るシーリングシステムの使用状態を示す模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係るシーリングシステムの使用状態を示す模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例２に係る第２密封装置の模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例３に係る第２密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。
【図６】図６は本発明の実施例３に係る第２密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。
【図７】図７は従来例１に係る密封装置の模式的断面図である。
【図８】図８は従来例２に係る密封構造の模式的断面図である。
【図９】図９は従来例３に係る密封構造の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
（実施例１）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係るシーリングシステムについて説明する。図１は本発明の実施例１に係るシーリングシステムの模式的断面図である。図２及び図３は本発明の実施例１に係るシーリングシステムの使用状態を示す模式的断面図である。なお、図２は密封対象となる流体（以下、密封流体と称する）の圧力による負荷がある状態を示しており、図３は密封流体の圧力による負荷がない状態を示している。なお、図２，３中、右側は密封側（Ｗ）、左側は密封側とは反対側（以下、反密封側と称する）（Ａ）である。
【００３２】
＜シーリングシステムの構成＞
本発明の実施例１に係るシーリングシステム１００は、プランジャーポンプや水圧シリンダに適用される。より具体的には、このシーリングシステム１００は、相対的に往復移動するロッド２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止するために用いられる。また、このシーリングシステム１００は、第１密封装置１０と第２密封装置２０とから構成される。
【００３３】
そして、第１密封装置１０はハウジング３００の軸孔の内周面に設けられた第１環状溝３０１に装着される。また、第２密封装置２０はハウジング３００の軸孔の内周面に設けられ、かつ第１環状溝３０１よりも密封側（Ｗ）に設けられた第２環状溝３０２に装着される。
【００３４】
ここで、第１密封装置１０は、耐摩耗性に優れたＰＴＦＥ等の樹脂からなる樹脂リング１２と、ゴムリング１１とから構成される。樹脂リング１２の内周面は、ロッド２００の外周面に対して摺動自在な状態で装着される。そして、ゴムリング１１は、樹脂リング１２の外周面と第１環状溝３０１の溝底（内周面）によって圧縮された状態で装着される。これにより、ゴムリング１１の反発力によって、樹脂リング１２の内周面がロッド２００の外周面に押し付けられる。
【００３５】
そして、第２密封装置２０は、単一の環状部材によって構成される。この第２密封装置２０の材料としては、耐摩耗性に優れたＰＴＦＥ等の樹脂などを好適に用いることができる。
【００３６】
この第２密封装置２０は、その内周面がロッド２００の外周面に対して摺動自在な状態で、第２環状溝３０２に装着される（図２中、Ｓ１は摺動部分を示している）。そして、第２密封装置２０は、第２環状溝３０２内において、往復移動方向に移動可能、かつ第２環状溝３０２の溝底との間に隙間を有するように配置される。また、本実施例に係る第２密封装置２０は、内周側かつ反密封側（Ａ）に面取り２１が設けられている。
【００３７】
＜シーリングシステムの動作＞
図２は密封流体の圧力による負荷がある状態を示している。この場合、密封流体の圧力によって、第２密封装置２０は、第２環状溝３０２における反密封側（Ａ）の側壁面に密着する（図２中、Ｓ２は密着部分を示している）。これにより、第２密封装置２０によって、密封側（Ｗ）から第１密封装置１０への流体経路が遮断される。従って、第２密封装置２０が密封流体の圧力を受けることによって、第１密封装置１０に流体圧力の負荷がかかることを抑制できる。なお、本実施例においては、第２密封装置２０の内周側かつ反密封側（Ａ）に面取り２１が設けられているため、第２密封装置２０における内周側かつ反密封側（Ａ）の端縁の部分が、ハウジング３００の軸孔の内周面（環状溝が形成されていない部分）とロッド２００の外周面との間の隙間にはみ出してしまうことを抑制できる。これにより、この部分の損傷を抑制することができる。
【００３８】
図３は密封流体の圧力による負荷がない状態を示している。この場合、第２密封装置２０は、第２環状溝３０２における反密封側（Ａ）の側壁面に対する密着状態が解消されて、この側壁面から離れた状態となる。これにより、第２密封装置２０と第２環状溝３０２の溝底との間の隙間、及び第２密封装置２０と第２環状溝３０２の側壁面との間の隙間を介して、密封側（Ｗ）から第１密封装置１０に至る流体経路が形成される。従って、第２密封装置２０よりも反密封側（Ａ）に密封流体が供給される。
【００３９】
＜本実施例の優れた点＞
以上のように、本実施例に係るシーリングシステム１００によれば、密封流体の圧力がかかっていないときに、第２密封装置２０が第２環状溝３０２における反密封側（Ａ）の側面から離れて、第２密封装置２０よりも反密封側（Ａ）に密封流体が供給される。
【００４０】
これにより、第２密封装置２０を介して密封側（Ｗ）と反密封側（Ａ）の両側に密封流体を存在させることができ、第２密封装置２０とロッド２００との摺動部分の潤滑性を保つことができる。そのため、密封流体が水や農薬のように油に比べて粘度の低いものであっても、第２密封装置２０の両側に密封流体が存在することで、摺動部分の潤滑性を保つことができる。
【００４１】
このように、本実施例に係るシーリングシステム１００によれば、潤滑剤を供給するための供給機構を設ける場合と比べて、簡易な構成で良好な潤滑状態を保つことができる。また、これに伴い、耐摩耗性を向上させることができ、製品寿命を長くすることができる。
【００４２】
なお、例えば、本実施例に係るシーリングシステム１００がプランジャーポンプに適用された場合、ロッド２００がハウジング３００に対して相対的に反密封側（Ａ）に移動する場合には図２に示す状態となり、ロッド２００がハウジング３００に対して相対的に密封側（Ｗ）に移動する場合には図３に示す状態となる。従って、ロッド２００とハウジング３００が相対的に往復移動する際、第２密封装置２０の両側に、常時、密封流体が存在した状態となる。
【００４３】
（実施例２）
図４には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、第２密封装置におけるロッドに対して摺動する面に、溝を設ける場合の構成を示す。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。
【００４４】
図４は本発明の実施例２に係る第２密封装置の模式的断面図である。本実施例に係る第
２密封装置３０においても、上記実施例１に係る第２密封装置２０の場合と同様に、単一の環状部材によって構成される。また、その内周面がロッド２００の外周面に対して摺動自在な状態で、第２環状溝３０２に装着され、第２環状溝３０２内において、往復移動方向に移動可能、かつ第２環状溝３０２の溝底との間に隙間を有するように配置される点についても、上記実施例１の場合と同様である。更に、本実施例に係る第２密封装置３０においても、内周側かつ反密封側（Ａ）に面取り３１が設けられている。
【００４５】
そして、本実施例に係る第２密封装置３０が、上記実施例１における第２密封装置２０と異なる点は、その内周面（ロッド２００に対して摺動する面）に複数の溝３２，３３が設けられている点である。本実施例においては、密封側（Ｗ）にのみ連通する溝３２と、反密封側（Ａ）にのみ連通する溝３３が設けられている。また、これらの溝３２，３３は、周方向に所定の間隔で複数設けられている。
【００４６】
以上のように、本実施例に係る第２密封装置３０によれば、摺動面となる内周面に溝３２，３３が設けられているため、密封流体を積極的に摺動面に導くことができる。これにより、第２密封装置３０とロッド２００との摺動部分の潤滑性をより一層好適に保つことができる。
【００４７】
（実施例３）
図５及び図６には本発明の実施例３が示されている。本実施例においては、第２密封装置に、自己シール機能を発揮させるためのテーパ（傾斜面）を設けた場合の構成を示す。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。
【００４８】
図５及び図６は本発明の実施例３に係る第２密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。なお、図５は密封対象となる流体の圧力による負荷がある状態を示しており、図６は密封流体の圧力による負荷がない状態を示している。なお、図５，６中、右側は密封側（Ｗ）、左側は反密封側（Ａ）である。
【００４９】
本実施例に係る第２密封装置４０においても、上記実施例１に係る第２密封装置２０の場合と同様に、単一の環状部材によって構成される。また、その内周面がロッド２００の外周面に対して摺動自在な状態で、第２環状溝３０３に装着され、第２環状溝３０３内において、往復移動方向に移動可能、かつ第２環状溝３０３の溝底との間に隙間を有するように配置される点についても、上記実施例１の場合と同様である。
【００５０】
そして、本実施例においては、第２環状溝３０３における反密封側（Ａ）には、密封側（Ｗ）から反密封側（Ａ）に向かうにつれて、ロッド２００との間の距離が短くなる傾斜面３０３ａが設けられている。より具体的には、この傾斜面３０３ａは、密封側（Ｗ）から反密封側（Ａ）に向かうにつれて縮径するテーパ面により構成されている。
【００５１】
また、第２密封装置４０における反密封側（Ａ）には、密封側（Ｗ）から反密封側（Ａ）に向かうにつれて縮径するテーパ面４１が設けられている。
【００５２】
本実施例においては、密封流体の圧力による負荷がある場合には、図５に示すように、第２密封装置４０が反密封側（Ａ）に移動し、第２密封装置４０におけるテーパ面４１が第２環状溝３０３の傾斜面３０３ａに密着する。つまり、第２密封装置４０におけるテーパ面４１が密着面を構成する。
【００５３】
また、密封流体の圧力による負荷がない場合には、図６に示すように、第２密封装置４０は、そのテーパ面４１の第２環状溝３０３における傾斜面３０３ａに対する密着状態が
解消されて、この傾斜面３０３ａから離れた状態となる。これにより、第２密封装置４０と第２環状溝３０３の溝底との間の隙間、及び第２密封装置４０と第２環状溝３０３の傾斜面３０３ａとの間の隙間を介して、上記各実施例の場合と同様に密封側（Ｗ）から第１密封装置１０に至る流体経路が形成される。
【００５４】
従って、本実施例の場合にも、上記実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、密封流体の圧力によって、第２密封装置４０が反密封側に移動することで、第２密封装置４０に設けられたテーパ面４１が第２環状溝３０３に設けられた傾斜面３０３ａに密着する。これにより、第２密封装置４０におけるテーパ面４１は内周側に向かう力を受けて、第２密封装置４０の内周面とロッド２００との密着性が増す。いわゆる自己シール機能が発揮される。そのため、摺動摩耗によって第２密封装置４０の厚みが薄くなっても、第２密封装置４０による密封性能（耐圧性能）が維持されるので、長期に亘ってシーリングシステムの密封性能を維持することができる。
【００５５】
なお、本実施例においては、第２環状溝３０３に設ける傾斜面３０３ａをテーパ面で構成し、第２密封装置４０における傾斜面３０３ａに対する密着面をテーパ面で構成する場合について説明した。しかしながら、これらの傾斜面はテーパ面に限られることはなく、湾曲面で構成してもよい。
【００５６】
（その他）
上記の各実施例においては、ハウジングの軸孔の内周面に設けた環状溝に第１密封装置及び第２密封装置を装着する場合を例にして説明した。しかしながら、本発明はロッド側に設けられた環状溝に第１密封装置及び第２密封装置を装着する場合についても適用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  シーリングシステム
１０  第１密封装置
１１  ゴムリング
１２  樹脂リング
２０，３０，４０  第２密封装置
３２，３３  溝
４１  テーパ面
２００  ロッド
３００  ハウジング
３０１  第１環状溝
３０２，３０３  第２環状溝
３０３ａ  傾斜面
【図１】
2010196763.tif 000003
【図２】
2010196763.tif 000004
【図３】
2010196763.tif 000005
【図４】
2010196763.tif 000006
【図５】
2010196763.tif 000007
【図６】
2010196763.tif 000008
【図７】
2010196763.tif 000009
【図８】
2010196763.tif 000010
【図９】
2010196763.tif 000011