(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の摺動リングと該摺動リングの内周面又は外周面に接合された弾性体からなるバックリングとを有し、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入されて前記ハウジングと相対移動を行う軸との間の環状隙間を密封する密封装置であって、
前記摺動リングは、周方向に沿って延びる１本の周方向切断部と、該周方向切断部の両端部から前記摺動リングの軸方向に沿って互いに反対方向に延びる２本の軸方向切断部とからなるステップカット状の貫通切断部と、周方向に沿う複数の型割部によって複数に分割される成形型を用いて射出成形されることにより、前記成形型の型割りによって該摺動リング表面の周方向に沿って形成される複数本の型割り線とを有し、
前記型割り線は、前記摺動リングにおける前記バックリングとの接合面に露呈する前記周方向切断部と、長さ方向に亘って互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
複数本の前記型割り線のうち、前記バックリングとの接合面に形成された前記型割り線は、前記周方向切断部に対して軸方向の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項３】
全ての前記型割り線は、前記摺動リングにおける前記バックリングとの接合面以外の面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密封装置に関し、詳しくは、樹脂製の摺動リングと弾性体からなるバックリングとを組み合わせ、油空圧機器の互いに摺動する相対部材間からの流体の漏えいを防止するための密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストンシールやロッドシール等のように、軸孔を有するハウジングとこの軸孔に挿入されてハウジングと相対移動を行う軸との間の環状隙間を密封する際、摺動面に当接する摺動部材である摺動リングと、この摺動リングの摺動面とは反対面（外周面又は内周面）に接合され、摺動リングに対して所定の弾性力を与えるバックリングとを組み合わせた組合せシールからなる密封装置が用いられている（特許文献１、２）。【０００３】
かかる密封装置は、摺動リング側が他方部材との摺動面に接するように、環状隙間に臨んで凹設された環状凹溝内に嵌着される。【０００４】
摺動リングは、特に摺動リング材料として高強度の材料を用いた場合、環状凹溝内に嵌着することが困難となる。このため、摺動リングには、周方向を横断する貫通切断部を設けることにより、摺動リングをこの貫通切断部において拡開可能とすることで組付け性を向上させている。【０００５】
図６は、このような密封装置の断面図である。この密封装置１００は、摺動リング２００の内周面側にバックリング３００を接合させることで、組合せシールを構成している。【０００６】
貫通切断部２０１は、シール性を考慮して、摺動リング２００の周方向に沿って所定長さで延びる１本の周方向切断部２０１Ａと、この周方向切断部２０１Ａの両端部から摺動リング２００の軸方向（図中のＸ方向）に沿って互いに反対方向に延びる２本の軸方向切断部２０１Ｂ、２０１Ｂとからなるステップカット状としている。【０００７】
このような摺動リング２００は、一般に、摺動リング形状に相当するキャビティを形成する成形型を用い、この成形型内に樹脂材料を圧入することによって低コストに製作されている。【０００８】
図７は、摺動リング２００を射出成形する際に用いられる従来の成形型を示す断面図である。【０００９】
成形型４００は、内部に摺動リング形状に相当するキャビティ４０１を有している。成形型４００は、成形後の摺動リング２００の型出しを容易にするため、通常、摺動リング２００の軸方向の略中央部位の外周側と内周側の両方に対応する位置に、それぞれ周方向に沿う型割部４０２Ａ、４０２Ｂを形成し、この型割部４０２Ａ、４０２Ｂによって成形型４００を２つの型４００Ａ、４００Ｂに分割可能とすることで、摺動リング２００の軸方向に型開きできるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実用新案登録第２５２３６４６号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５８７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
摺動リング２００をこのような成形型４００を用いて射出成形すると、成形品に型割部４０２Ａ、４０２Ｂに沿う段差やバリが発生する。段差は、型４００Ａ、４００Ｂの精度ばらつきに起因する型割部４０２Ａ、４０２Ｂのずれによって形成される。また、バリは、キャビティ４０１内に樹脂材料が圧入される際、樹脂材料が型割部４０２Ａ、４０２Ｂの隙間に入り込むことによって形成される。これら段差やバリは、図６に示すように、型割部４０２Ａ、４０２Ｂに対応する成形後の摺動リング２００の外周面及び内周面に、周方向に沿う型割り線２０２Ａ、２０２Ｂを構成する。【００１２】
これら段差やバリからなる型割り線２０２Ａ、２０２Ｂが大きい場合（径方向の高さが高い場合）、摺動リング２００がバックリング３００と接合されて密封装置とされ、これが長期使用に供された際、摺動リング２００のバックリング３００との接合面に位置する型割り線２０２Ｂ（段差やバリ）が該バックリング３００の表面を摩耗させてしまい、図８に示すように、バックリング３００における摺動リング２００との接合面３０１に、型割り線２０２Ｂに沿う損傷部（摩耗）３０２を形成してしまう。【００１３】
このバックリング３００における摺動リング２００との接合面３０１には、摺動リング２００に形成される貫通切断部２０１の軸方向切断部２０１Ｂ、２０１Ｂに沿って、該軸方向切断部２０１Ｂ、２０１Ｂによって受ける摩耗、損傷による損傷部（摩耗）３０３、３０３が形成される場合がある。軸方向切断部３０１Ｂ、３０１Ｂは、環状凹溝内へ嵌着された使用状態で隙間や段差が発生し易く、周方向切断部２０１Ａに比べてバックリング３００の表面を攻撃し易いためである。【００１４】
このとき、摺動リング２００に形成される型割り線２０２Ｂが、同じく摺動リング２００の表面に形成される貫通切断部２０１の周方向切断部２０１Ａと、その長さ方向に亘って重なり合うように位置していると、型割り線２０２Ｂに沿う損傷部３０２が、軸方向切断部２０１Ｂ、２０１Ｂに沿う２つの損傷部３０３、３０３を共に跨いだり、損傷部３０２が２つの損傷部３０３、３０３の両方と接して形成されてしまい、軸方向切断部２０１Ｂ、２０１Ｂに沿う損傷部３０３、３０３が型割り線２０２Ｂに沿う損傷部３０２によって連通してしまうことにより、図中の矢印で示すように、シール部を横断する漏れ流路３０４が生じ、シール性が低下してしまう問題があった。【００１５】
そこで、本発明は、射出成形することによって摺動リング表面に形成される型割り線に起因するバックリングの損傷部が、摺動リングのステップカット状の貫通切断部に起因する損傷部と連通して漏れ流路を形成してしまうことがなく、長期に亘ってシール性を維持することのできる密封装置を提供することを課題とする。【００１６】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。【００１８】
請求項１記載の発明は、樹脂製の摺動リングと該摺動リングの内周面又は外周面に接合された弾性体からなるバックリングとを有し、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入されて前記ハウジングと相対移動を行う軸との間の環状隙間を密封する密封装置であって、前記摺動リングは、周方向に沿って延びる１本の周方向切断部と、該周方向切断部の両端部から前記摺動リングの軸方向に沿って互いに反対方向に延びる２本の軸方向切断部とからなるステップカット状の貫通切断部と、周方向に沿う複数の型割部によって複数に分割される成形型を用いて射出成形されることにより、前記成形型の型割りによって該摺動リング表面の周方向に沿って形成される複数本の型割り線とを有し、前記型割り線は、前記摺動リングにおける前記バックリングとの接合面に露呈する前記周方向切断部と、長さ方向に亘って互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする密封装置である。【００１９】
請求項２記載の発明は、複数本の前記型割り線のうち、前記バックリングとの接合面に形成された前記型割り線は、前記周方向切断部に対して軸方向の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の密封装置である。【００２０】
請求項３記載の発明は、全ての前記型割り線は、前記摺動リングにおける前記バックリングとの接合面以外の面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の密封装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、射出成形することによって摺動リング表面に形成される型割り線に起因するバックリングの損傷部が、摺動リングのステップカット状の貫通切断部に起因する損傷部と連通して漏れ流路を形成してしまうことが回避され、長期に亘ってシール性を維持することのできる密封装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る密封装置の断面図
【図２】本発明に係る密封装置のバックリングにおける摺動リングとの接合面を示す部分平面図
【図３】本発明に係る密封装置における摺動リングを射出成形するための成形型の断面図
【図４】本発明に係る密封装置における摺動リングを射出成形するための成形型の他の態様を示す断面図
【図５】図４に示す成形型によって射出成形された摺動リングを有する密封装置のバックリングにおける摺動リングとの接合面を示す部分平面図
【図６】従来の密封装置の断面図
【図７】従来の密封装置の摺動リングを射出成形するための成形型を示す断面図
【図８】従来のバックリングの摺動リングとの接合面を示す部分平面図
【符号の説明】
【００２３】
１：密封装置
２：摺動リング
２１：バックリングとの接合面
２２：貫通切断部
２２Ａ：周方向切断部
２２Ｂ：軸方向切断部
２３Ａ、２３Ｂ：型割り線
３：バックリング
３１：摺動リングとの接合面
３２、３３：損傷部
４：成形型
４Ａ、４Ｂ：型
４１：キャビティ
４２Ａ、４２Ｂ：型割部
４３、４４：キャビティ面
４５：交差線
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る密封装置は、樹脂製の摺動リングと該摺動リングの内周面又は外周面に接合された弾性体からなるバックリングとを有する組合せシールからなるシールリングを構成する。かかる密封装置は、軸孔を有するハウジングとこの軸孔に挿入されてハウジングと相対移動を行う軸との間に形成される環状隙間を密封するべく、前記軸孔の内周面又は前記軸の外周面に凹設される環状凹溝内に、バックリング側が溝底側に位置するように嵌着され、摺動リングが他方部材との摺動面に対して摺動することによってシールする。
【００２５】
本発明における摺動リングは、成形型を用いて成形されるものであり、一般には樹脂材料を射出成形することによって成形される。摺動リングの樹脂材料としては、一般に、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）等が用いられ、特に高圧用途には、高強度材であるナイロン（ＰＡ）等が例示される。
【００２６】
一方、バックリングは、全周に亘って無端状に成形された弾性体からなる。バックリング材料としては、一般に、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＰＵ（ポリウレタン）等のゴム材料（弾性体）が例示される。
【００２７】
摺動リングを射出成形する際に用いられる成形型は、周方向に沿う複数の型割部によって複数に分割され、摺動リングの軸方向に型開きされることで、内部の摺動リング成形品が型出しされる。本発明における摺動リングは、かかる成形型を用いて射出成形されることにより、型割りによって摺動リング表面の周方向に沿って、型割部に対応する位置に段差やバリからなる複数本の型割り線が形成される。
【００２８】
また、本発明における摺動リングは、組付け性を良好とするため、周方向に沿って延びる１本の周方向切断部と、該周方向切断部の両端部から摺動リングの軸方向に沿って互いに反対方向に延びる２本の軸方向切断部とからなるステップカット状の貫通切断部を有している。このため、摺動リングは、貫通切断部の部位で拡開可能とされる。貫通切断部は、射出成形時に成形型によって同時に成形されるようにしてもよいし、無端状の摺動リングを射出成形して得た後に、適宜の切断加工手段によって後加工してもよい。
【００２９】
貫通切断部は摺動リングの外周面と内周面とを連通するように貫通するため、これら外周面及び内周面に貫通切断部が露呈する。従って、バックリングが摺動リングの外周面及び内周面のいずれの面に接合されても、バックリングは貫通切断部の軸方向切断部による摩耗、損傷の影響を受け、摺動リングとの接合面に該軸方向切断部に起因する損傷部（摩耗）を発生させるおそれがある。
【００３０】
本発明では、この摺動リングにおけるバックリングとの接合面に露呈する周方向切断部と、成形型の型割部によって摺動リングの周方向に沿って形成される段差やバリからなる型割り線とが、長さ方向に亘って互いに重なり合わないように配置されていることを特徴としている。すなわち、型割り線は、摺動リングの表面に形成される周方向切断部と、少なくとも周方向切断部の長さ方向に亘って互いに一致する位置には形成されず、摺動リングの表面に形成される型割り線が２本の軸方向切断部を共に跨いだり、２本の軸方向切断部の両方と接したりすることはない。
【００３１】
これにより、摺動リング表面の型割り線に起因する損傷部は、摺動リングの軸方向切断部に起因してバックリング表面に形成される２つの損傷部を共に跨いだり、この２つの損傷部の両方と接したりするような位置には形成されず、型割り線に沿う損傷部と軸方向切断部に沿う損傷部とが連通してシール部を横断する漏れ流路を発生させる事態が回避される。従って、長期に亘ってシール性を維持することができる。
【００３２】
摺動リングの表面に形成される型割り線の配置は、成形型の型割部の位置によって決定される。成形型の型割部は、一般には、成形型を２分割して軸方向に型開きできるように、周方向に沿って２本形成されるが、周方向に沿う３本以上の型割部とすることにより、摺動リング表面に周方向に沿う３本以上の型割り線が形成されてもよい。この場合も、いずれの型割り線も、接合面に露呈する周方向切断部と長さ方向に亘って互いに重なり合わず、２本の軸方向切断部を共に跨いだり、この２本の軸方向切断部の両方と接したりするような位置に形成されないように配置される。
【００３３】
本発明における摺動リングは、このようにバックリングとの接合面に露呈する周方向切断部と、型割り線とが長さ方向に亘って互いに重なり合わないように配置されていれば、成形型の型開きに支障がない限り、型割り線を摺動リング表面のどの位置に配置してもよい。
【００３４】
例えば、摺動リングにおいてバックリングとの接合面に形成される型割り線を、周方向切断部に対して軸方向の端部側にずれた位置に配置させることにより、周方向切断部と型割り線との重なり合いを回避することができる。
【００３５】
また、摺動リングの表面に形成される全ての型割り線を、摺動リングにおけるバックリングとの接合面以外の面に配置させることにより、周方向切断部と型割り線との重なり合いを回避することもできる。この場合は、摺動リングのバックリングとの接合面には型割り線が一切存在しなくなり、型割り線によってバックリングを摩耗させてしまう現象自体起こらなくなる。
【００３６】
摺動リング表面の型割り線は、貫通切断部の周方向切断部に対して相対的にずれていればよい。従って、貫通切断部が射出成形時に同時に成形される場合は、成形型における摺動リングのバックリングとの接合面に対応する位置の型割部を、周方向切断部の成形位置に対して軸方向の端部側にずらして配置するか、その周方向切断部の成形位置を、型割部に対して軸方向の端部側にずらせて配置するようにすればよい。また、貫通切断部が射出成形後に後加工される場合は、後加工される周方向切断部の位置を、既に摺動リングに形成されている型割り線に対して軸方向の端部側にずらせて形成するようにすればよい。
【００３７】
次に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
図１は、本発明に係る密封装置の断面図である。
【００３９】
この密封装置１は、軸孔に挿入されて摺動する例えばピストンシールのような軸の外周に形成された環状凹溝に嵌着される態様の密封装置であり、射出成形等によって成形された樹脂製の摺動リング２と、この摺動リング２の内周面側に接合された弾性体からなるバックリング３とを有している。
【００４０】
摺動リング２は、周方向に沿って所定長さで延びる１本の周方向切断部２２Ａと、この周方向切断部２２Ａの両端部から摺動リング２の軸方向（図中Ｘ方向）に沿って互いに反対方向に延びる２本の軸方向切断部２２Ｂ、２２Ｂとからなるステップカット状の貫通切断部２２を有しており、この貫通切断部２２がバックリング３との接合面２１に露呈している。ここでは、周方向切断部２２Ａは、摺動リング２の軸方向の中央部に配置されている。
【００４１】
また、この摺動リング２の表面は、成形時に成形型の型割部によって形成された段差やバリからなる２本の型割り線２３Ａ、２３Ｂを有しており、このうち一方の型割り線２３Ｂがバックリング３との接合面２１に配置されている。
【００４２】
このバックリング３との接合面２１に配置された型割り線２３Ｂは、同じくバックリング３との接合面２１に露呈する貫通切断部２２のうちの周方向切断部２２Ａに対し、軸方向の端部側（図１中の右側）にずれた位置となるように配置されている。従って、型割り線２３Ｂは、貫通切断部２２のうちの一方の軸方向切断部２２Ｂのみを跨いで交差するだけであり、２本の軸方向切断部２２Ｂ、２２Ｂの両方を共に跨いだり、接したりするようなことはなく、また、周方向切断部２２Ａの長さ方向に亘って互いに重なり合って一致するようなこともない。
【００４３】
この密封装置１を長期使用すると、バックリング３の摺動リング２との接合面３１には、図２に示すように、摺動リング２の貫通切断部２２の軸方向切断部２２Ｂ、２２Ｂによって形成される軸方向に延びる損傷部３２、３２と、型割り線２３Ｂによって形成される周方向に延びる損傷部３３とが形成されるが、この周方向に延びる損傷部３３は、軸方向に延びる２つの損傷部３２、３２同士を連通させてしまうことはないため、シール性を低下させる漏れ流路が形成されることはなく、長期に亘ってシール性が維持される。
【００４４】
図３は、この密封装置１における摺動リング２を射出成形する際に用いられる成形型の断面図である。
【００４５】
成形型４は、内部に摺動リング２の形状に相当するキャビティ４１を有し、型割部４２Ａ、４２Ｂにより２つの型４Ａ、４Ｂに分割可能とされ、摺動リング２の軸方向に型開きできるよう構成されている。
【００４６】
成形される摺動リング２の表面には、これら型割部４２Ａ、４２Ｂによって周方向に沿う型割り線２３Ａ、２３Ｂが形成されるが、摺動リング２のバックリング３との接合面２１に対応するキャビティ面４３に対して直交する方向に延びる型割部４２Ｂは、キャビティ４１の軸方向の中央ｃよりも該キャビティ４１の軸方向の端部側（図中右側）にずれた位置にある。これにより、図１に示すように、摺動リング２の軸方向の中央部Ｃに周方向切断部２２Ａが配置されるように貫通切断部２２が形成される場合、摺動リング２のバックリング３との接合面２１には、周方向切断部２２Ａに対して軸方向の端部側にずれて配置される型割り線２３Ｂが形成される。
【００４７】
このため、これにより成形される摺動リング２は、上述したように、型割り線２３Ｂが、貫通切断部２２のうちの一方の軸方向切断部２２Ｂのみを跨いで交差するだけであり、２本の軸方向切断部２２Ｂ、２２Ｂの両方を共に跨いだり、接したりするようなことはなく、また、周方向切断部２２Ａの長さ方向に亘って互いに重なり合って一致するようなこともないため、バックリング３にシール性を低下させる漏れ流路が形成されることはなく、長期に亘ってシール性が維持される。
【００４８】
しかも、この図３に示す成形型４を用いる態様によれば、摺動リング２のバックリング３との接合面２１に対応するキャビティ面４３における型割部４２Ｂを、キャビティ４１の軸方向の中央ｃよりも該キャビティ４１の軸方向の端部側にずらすだけでよいため、成形型４の型開きも従来と何ら変わりなく行うことができ、成形後の摺動リング２の型出しも、従来とほとんど変わりなく行うことができる効果がある。
【００４９】
図４は、成形型の他の態様を示す断面図である。
【００５０】
この成形型４は、２つの型４Ａ、４Ｂに分割するための型割部４２Ａ、４２Ｂのいずれもが、摺動リング２のバックリング３との接合面２１に対応するキャビティ面４３には配置されていない。ここでは、キャビティ面４３に近い方の型割部４２Ｂは、摺動リング２の軸方向の一方端部の端面に対応するキャビティ面４４に対して直交する方向に延び、且つ、キャビティ面４３との交差線４５に位置するように配置されている。これにより、全ての型割部４２Ａ、４２Ｂは、摺動リングにおけるバックリングとの接合面以外の面に配置されている。
【００５１】
従って、図４に示す成形型４を用いて成形された摺動リングは、全ての型割り線がバックリングとの接合面以外の面に配置されることになるので、バックリングとの接合面に、図１において見られたような周方向に沿う型割り線２３Ｂが形成されることはない。このため、このような摺動リングと組み合されるバックリング３の外周面には、長期使用しても、図５に示すように、貫通切断部２２の軸方向切断部２２Ｂ、２２Ｂによる損傷部３２、３２が形成されるのみとなり、型割り線による損傷部は形成されない。
【００５２】
よって、この図４に示す成形型４を用いる態様によれば、摺動リングにおけるバックリングとの接合面には、シール性を低下させる漏れ流路を発生させる型割り線自体が形成されないため、長期に亘ってシール性を維持する効果をより確実なものとすることができる。
【００５３】
なお、摺動リング２の摺動面側（ここでは外周面側）に配置される型割り線２３Ａ（成形型４における型割部４２Ａ）は、ここでは軸方向のほぼ中央Ｃに配置されているが、この型割り線２３Ａはバックリング３に対して攻撃することはないため、その位置は型開きに支障がない限り、中央Ｃに限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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