(57)【要約】【課題】インナーシールリング、アウターシールリングおよびバックリングの組み合わせよりなる密封装置において、アウターシールリングにヘタリが生じてインナーシールリングが外周側部材の対向面に接触したとしても摺動抵抗や摺動発熱が増大するのを抑制する。【解決手段】密封装置１は、外周側部材４３の対向面の内周側に非接触で配置されるインナーシールリング１１と、インナーシールリング１１の外周面に設けた保持溝１２に保持されるとともに外周側部材４３の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリング２１と、インナーシールリング１１の内周側に配置されるバックリング３１との組み合わせよりなる。インナーシールリング１１の外周面のうち外周側部材４３の対向面と非接触で対向する面に、円周方向に並ぶ多数の凹部１４が設けられている。【選択図】図３
2018179141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して相対に移動する内周側部材および外周側部材のうちの前記内周側部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに前記外周側部材の対向面に摺動可能に密接することにより前記二部材の対向面間で高圧側の密封対象が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置であって、
前記外周側部材の対向面の内周側に非接触で配置されるインナーシールリングと、前記インナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されるとともに前記外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングと、前記インナーシールリングの内周側に配置されるバックリングとの組み合わせよりなり、
前記インナーシールリングの外周面のうち前記外周側部材の対向面と非接触で対向する面に、円周方向に並ぶ多数の凹部を設けたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１記載の密封装置において、
前記凹部は、その軸直角方向に裁断した断面積が前記インナーシールリングの軸方向端部から前記保持溝へ近付くに連れて徐々に縮小する形状とされていることを特徴とする密封装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の密封装置において、
前記インナーシールリングの外周面のうち前記外周側部材の対向面と非接触で対向する面は、前記凹部が設けられることにより、山谷曲線が円周方向に連続する波形形状とされていることを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は先に、図５に示す密封装置５１を提案しており、この密封装置５１は、互いに対向して相対に移動する内周側部材４１および外周側部材４３のうちの内周側部材４１の対向面に設けた装着溝４２に装着される密封装置であって、外周側部材４３の対向面の内周側に非接触で配置されるインナーシールリング６１と、インナーシールリング６１の外周面に設けた保持溝６２に保持されるとともに外周側部材４３の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリング７１と、インナーシールリング６１の内周側に配置されるバックリング８１との組み合わせよりなるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７８８９０号公報
【特許文献２】特許第６０１７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の密封装置５１は、高剛性の材質よりなるインナーシールリング６１の外周面に、ＰＴＦＥやウレタン等の低摩擦の材質よりなるアウターシールリング７１を組み合わせることで、摩擦係数を低く抑え、摺動抵抗や摺動発熱を低減することができるが、この摺動抵抗や摺動発熱を低減することについて、更なる性能の向上が期待されている。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みて、インナーシールリング、アウターシールリングおよびバックリングの組み合わせよりなる密封装置において、アウターシールリングにヘタリが生じてインナーシールリングが外周側部材の対向面に接触しても、摺動抵抗や摺動発熱が増大するのを抑制することができる密封装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の密封装置は、互いに対向して相対に移動する内周側部材および外周側部材のうちの前記内周側部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに前記外周側部材の対向面に摺動可能に密接することにより前記二部材の対向面間で高圧側の密封対象が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置であって、前記外周側部材の対向面の内周側に非接触で配置されるインナーシールリングと、前記インナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されるとともに前記外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングと、前記インナーシールリングの内周側に配置されるバックリングとの組み合わせよりなり、前記インナーシールリングの外周面のうち前記外周側部材の対向面と非接触で対向する面に、円周方向に並ぶ多数の凹部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、実施の態様として、前記凹部は、その軸直角方向に裁断した断面積が前記インナーシールリングの軸方向端部から前記保持溝へ近付くに連れて徐々に縮小する形状とされていることを特徴とする。
【０００８】
また、実施の態様として、前記インナーシールリングの外周面のうち前記外周側部材の対向面と非接触で対向する面は、前記凹部が設けられることにより、山谷曲線が円周方向に連続する波形形状とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、インナーシールリングの外周面のうち外周側部材の対向面と非接触で対向する面に、円周方向に並ぶ多数の凹部が設けられているため、アウターシールリングにヘタリが生じてインナーシールリングが外周側部材の対向面に接触しても、接触面積が限定されたものとされる。したがって接触前の状態と比較して摺動抵抗や摺動発熱が極端に増大するのを抑制することが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る密封装置を示す図で、（Ａ）はその要部平面図、（Ｂ）は要部側面図、（Ｃ）は要部断面図
【図２】同密封装置の要部断面斜視図
【図３】本発明の他の実施の形態に係る密封装置を示す図で、（Ａ）はその要部平面図、（Ｂ）は要部側面図、（Ｃ）は要部断面図
【図４】同密封装置の要部断面斜視図
【図５】背景技術に係る密封装置の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施の形態に係る密封装置１を示している。当該実施の形態に係る密封装置１は、互いに対向して相対に移動する往復動油圧シリンダにおけるピストン（内周側部材）４１およびシリンダ（シリンダチューブ、外周側部材）４３のうちのピストン４１の対向面（外周面）に設けた環状の装着溝４２に装着されるとともにシリンダ４３の対向面（内周面）に摺動可能に密接することによりピストン４１およびシリンダ４３の対向面間で高圧側の密封対象（圧油等）が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置（ピストンシール）である。また、当該密封装置１はその構成部品として、シリンダ４３の対向面の内周側に非接触で配置されるインナーシールリング１１と、インナーシールリング１１の外周面に設けた環状の保持溝１２に保持されるとともにシリンダ４３の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリング２１と、インナーシールリング１１の内周側に配置されるバックリング３１との組み合わせよりなるものとされている。
【００１２】
このうち、インナーシールリング１１は、アウターシールリング２１よりも高剛性の材質であって具体的にはポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ等の高強度樹脂材料（引張強度：４０ＭＰａ以上）により成形されている。またインナーシールリング１１は、シリンダ４３の対向面に対し接触せずシリンダ４３の対向面との間に所定の径方向間隙を設定されるようにシリンダ４３の対向面に対する外径しめ代を持たない大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法よりも少々小さく設定されている。またインナーシールリング１１は、円周上１箇所で切断した形状とされてこの円周上１箇所にカット部（図示せず）を備えている。またインナーシールリング１１は、軸方向に長い断面長方形状に成形され、その外周面の軸方向中央部に環状の保持溝１２が設けられ、外周面の軸方向両端部にそれぞれ外径寸法が軸方向中央部から軸方向端部へかけて徐々に縮小する向きの環状の傾斜面（テーパー面）１３が設けられている。
【００１３】
アウターシールリング２１は、インナーシールリング１１よりも低摩擦の材質であって、具体的にはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ウレタンまたはゴムにより成形されている。またアウターシールリング２１は、インナーシールリング１１の外周面に設けた保持溝１２に嵌合されてインナーシールリング１１によって保持され、シリンダ４３の対向面に対し摺動可能に密接する大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法よりも少々大きく設定されている。またアウターシールリング２１は、円周上カット部を持たないエンドレス状に形成されている。またアウターシールリング２１は、軸方向に長い断面長方形状に成形され、上記保持溝１２内に収容されている。またアウターシールリング２１は、その外周部を除く内周部で上記保持溝１２内に収容されているので、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１はその径方向の一部でオーバーラップして配置されている。
【００１４】
バックリング３１は、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１よりも高弾性の材質であって具体的にはゴムまたはウレタンにより成形されている。またバックリング３１は、インナーシールリング１１を介してアウターシールリング１２をシリンダ４３の対向面に押し付ける弾性を備え、すなわちその内径寸法を装着溝４２の溝底部における外径寸法よりも少々小さく設定されている。またバックリング３１は、円周上カット部を持たないエンドレス状に形成されている。またバックリング３１は、径方向に長い断面長方形状に成形され、その軸方向幅をインナーシールリング１１の軸方向幅よりも少々小さく設定されている。またバックリング３１は、その断面長方形状の四隅にそれぞれ断面円弧状または断面直線状の面取り部３２が設けられている。
【００１５】
上記密封装置１は、上記構成により、摺動部における摩擦係数を低く抑え、ピストン４１作動時における摺動抵抗や摺動発熱を低減することができるが、アウターシールリング２１にヘタリが生じてインナーシールリング１１が直接、シリンダ４３の対向面に接触する事態が発生すると、摺動抵抗や摺動発熱が増大することが懸念される。そこで上記密封装置１には、更なる構成として、以下の対策が施されている。
【００１６】
すなわち、インナーシールリング１１の外周面のうち、シリンダ４３の対向面と非接触で対向する面に、円周方向に並ぶ多数の凹部１４が設けられ、これにより、この面がシリンダ４３の対向面に接触したときにシリンダ４３の対向面に接触する接触面積が減少するように構成されている。シリンダ４３の対向面と非接触で対向する面はインナーシールリング１１の外周面から保持溝１２を差し引いた領域であって、この領域には上記したように、外径寸法が軸方向中央部から軸方向端部へかけて徐々に縮小する向きの環状の傾斜面１３が設けられているので、この傾斜面１３に、円周方向に並ぶ多数の凹部１４が設けられている。
【００１７】
凹部１４それぞれの形状として、凹部１４はインナーシールリング１１の軸方向端部１１ａに所定の深さｄおよび幅ｗを備える長方形ないし扇形の開口部として開口している。また、この凹部１４は、インナーシールリング１１の軸方向端部１１ａから保持溝１２へ近付くに連れて、その深さおよび／または幅が徐々に縮小することにより、軸直角方向に裁断した断面積が徐々に縮小する形状に形成され、これによりピストン４１作動時にクサビ効果による動圧を発生することが可能とされている。
【００１８】
上記構成の密封装置１によれば、アウターシールリング２１にヘタリが生じてインナーシールリング１１が直接、シリンダ４３の対向面に接触する事態が発生したとしても、接触面積が限定されたものとされる。したがって接触前の状態と比較して摺動抵抗や摺動発熱が極端に増大するのを抑制することができる。
【００１９】
また、上記したように凹部１４の断面積がインナーシールリング１１の軸方向端部１１ａから保持溝１２へ近付くに連れて徐々に縮小する形状とされているため、この形状によってピストン４１作動時にクサビ効果による動圧が発生する。したがってこの動圧によって摺動抵抗や摺動発熱を低減することができるため、これによっても摺動抵抗や摺動発熱が極端に増大するのを抑制することができる。
【００２０】
凹部１４の他の形状としては例えば、図３および図４に示すように、インナーシールリング１１の外周面のうちシリンダ４３の対向面と非接触で対向する面、すなわち上記傾斜面１３を、凹部１４を設けることによって、山谷曲線が円周方向に連続する波形形状とすることが考えられ、この場合、インナーシールリング１１は波形形状における山部の稜線部のみをもってシリンダ４３の対向面に線接触する。したがって接触面積がきわめて限定されるため、接触前の状態と比較して摺動抵抗や摺動発熱が極端に増大するのを一層有効に抑制することが可能とされる。
【００２１】
またこの場合、インナーシールリング１１の接触部に発生する応力が分散されるため、局所的な負荷が軽減される。したがってインナーシールリング１１が破損するのを抑制し、インナーシールリング１１の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
本発明において、凹部１４はその形状を特に限定されないが、アウターシールリング２１のはみ出し破損を防止するため、凹部１４は保持溝１２に到達しない形状とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００２３】
１  密封装置
１１  インナーシールリング
１１ａ  軸方向端部
１２  保持溝
１３  傾斜面
１４  凹部
２１  アウターシールリング
３１  バックリング
３２  面取り部
４１  ピストン（内周側部材）
４２  装着溝
４３  シリンダ（外周側部材）
【図１】
2018179141.tif 000003
【図２】
2018179141.tif 000004
【図３】
2018179141.tif 000005
【図４】
2018179141.tif 000006
【図５】
2018179141.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月25日(2017.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
バックリング３１は、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１よりも高弾性の材質であって具体的にはゴムまたはウレタンにより成形されている。またバックリング３１は、インナーシールリング１１を介してアウターシールリング２１をシリンダ４３の対向面に押し付ける弾性を備え、すなわちその内径寸法を装着溝４２の溝底部における外径寸法よりも少々小さく設定されている。またバックリング３１は、円周上カット部を持たないエンドレス状に形成されている。またバックリング３１は、その軸方向幅をインナーシールリング１１の軸方向幅よりも少々小さく設定されている。またバックリング３１は、その断面長方形状の四隅にそれぞれ断面円弧状または断面直線状の面取り部３２が設けられている。