(57)【要約】【課題】優れた摺動性能および封止性能が得られるシール材の配置構造、を提供する。【解決手段】シール材の配置構造は、第１合わせ面３２を有し、溝部３３が形成される第１部材３１と、第２合わせ面２２を有し、第１部材３１に対して相対的に運動する第２部材２１と、溝部３３に収容され、第１部材３１および第２部材２１の間を封止し、大気側空間１１０と、加圧側空間１２０とを区画する環状のシール材１００とを備える。シール材１００は、第２合わせ面２２に向けて突出し、大気側空間１１０から加圧側空間１２０に向けて並ぶ複数の第１突部１２を含む。シール材１００は、溝部３３に収容されていない状態において、加圧側空間１２０の近くに配置される第１突部１２から大気側空間１１０の近くに配置される第１突部１２に移るほど、第１突部１２の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。【選択図】図２
2018173089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１合わせ面を有し、前記第１合わせ面から凹んで環状に延びる溝部が形成される第１部材と、
前記第１合わせ面と対面する第２合わせ面を有し、前記第１部材に対して相対的に運動する第２部材と、
前記溝部に収容され、前記第１部材および前記第２部材の間を封止し、第１空間と、前記第１空間よりも大きい圧力を有する第２空間とを区画する環状のシール材とを備え、
前記シール材は、前記第２合わせ面に向けて突出し、前記第１空間から前記第２空間に向けて並ぶ複数の第１突部を含み、
前記シール材は、前記溝部に収容されていない状態において、前記第２空間の近くに配置される前記第１突部から前記第１空間の近くに配置される前記第１突部に移るほど、前記第１突部の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する、シール材の配置構造。
【請求項２】
前記シール材は、前記溝部の底面に向けて突出し、前記第１空間から前記第２空間に向けて並ぶ複数の第２突部をさらに含み、
前記シール材は、前記第２空間の近くに配置される前記第２突部から前記第１空間の近くに配置される前記第２突部に移るほど、前記第２突部の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する、請求項１に記載のシール材の配置構造。
【請求項３】
複数の前記第１突部と、複数の前記第２突部とは、対称に設けられている、請求項２に記載のシール材の配置構造。
【請求項４】
前記第２空間から前記シール材に加わる圧力が低い時、複数の前記第１突部のうち最も前記第１空間の近くに配置される前記第１突部のみが、前記第２合わせ面に接触する、請求項１から３のいずれか１項に記載のシール材の配置構造。
【請求項５】
前記シール材は、前記第２空間から前記シール材に加わる圧力が上昇するのに従って、前記第１空間に近い前記第１突部から順に前記第２合わせ面に接触するように変形される、請求項４に記載のシール材の配置構造。
【請求項６】
前記第２空間には、油が配置され、
前記シール材は、互いに隣り合う前記第１突部間に設けられ、油を溜める凹部をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のシール材の配置構造。
【請求項７】
前記シール材は、単一材料から形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のシール材の配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シール材の配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシール材の配置構造に関して、たとえば、特開２０１０−２４２８７４号公報には、摺動抵抗の低減と、径方向への追随性による密閉性の確保とを両立させることを目的とした、往復動用密閉装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示された往復動用密閉装置は、保持溝が設けられたハウジングと、ハウジングの内周に、軸方向に往復動可能に配置された往復動部品と、保持溝に配置され、往復動部品の外周面に摺動可能に密接され、フッ素樹脂材料からなる摺動リングと、摺動リングの外周側に配置され、ゴム状弾性材料からなるパッキンとを備える。摺動リングは、パッキンにより径方向に付勢される本体部と、本体部の軸方向一端から延在され、往復動部品の外周面に摺動可能に密接されるシールリップと、保持溝内におけるパッキンの反密閉空間側の位置に延びる鍔部とを有する。
【０００４】
また、特開２０１０−１９０３００号公報には、凹溝への組み込み性に優れ、かつ、空気圧用途に好適であることを目的とした、回転軸シールが開示されている（特許文献２）。
【０００５】
特許文献２に開示された回転軸シールは、ゴム部と、回転軸に摺接する薄肉樹脂部とが一体に接着されて構成されている。薄肉樹脂部には、複数本の小凹溝が形成されている。
【０００６】
また、特開２０１３−５０１３３号公報には、摺動に対する耐久性を有効に高めて、初期の密封性を長期間に渡って維持することを目的とした、密封装置が開示されている（特許文献３）。
【０００７】
特許文献３に開示された密封装置は、ゴム状弾性材料から構成されている。密封装置は、密封装置の内部よりも相対的に緻密質で硬質に表面加工され、かつ、粗面化された摺動面を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２４２８７４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９０３００号公報
【特許文献３】特開２０１３−５０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献１〜３に開示されるように、相対的に往復運動する部材間や回転運動する部材間を封止する手段として、各種のシール材が提案されている。このようなシール材においては、スティックスリップの発生を防ぐべく、シール材の摺動抵抗が低いことが望まれる。一方、シール材の摺動抵抗を低くする方法として、単にシール材の緊迫力を小さくするのでは、シール材の封止性能が低下してしまう。
【００１０】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、優れた摺動性能および封止性能が得られるシール材の配置構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に従ったシール材の配置構造は、第１合わせ面を有し、第１合わせ面から凹んで環状に延びる溝部が形成される第１部材と、第１合わせ面と対面する第２合わせ面を有し、第１部材に対して相対的に運動する第２部材と、溝部に収容され、第１部材および第２部材の間を封止し、第１空間と、第１空間よりも大きい圧力を有する第２空間とを区画する環状のシール材とを備える。シール材は、第２合わせ面に向けて突出し、第１空間から第２空間に向けて並ぶ複数の第１突部を含む。シール材は、溝部に収容されていない状態において、第２空間の近くに配置される第１突部から第１空間の近くに配置される第１突部に移るほど、第１突部の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。
【００１２】
このように構成されたシール材の配置構造によれば、シール材が、第２空間からシール材に加わる圧力が低い時には、第２合わせ面およびシール材間の接触面積が小さくなり、第２空間からシール材に加わる圧力の上昇に伴って、第２合わせ面およびシール材間の接触面積が段階的に大きくなるように変形する。これにより、第１部材および第２部材間において、優れた摺動性能および封止性能を得ることができる。
【００１３】
また好ましくは、シール材は、溝部の底面に向けて突出し、第１空間から第２空間に向けて並ぶ複数の第２突部をさらに含む。シール材は、第２空間の近くに配置される第２突部から第１空間の近くに配置される第２突部に移るほど、第２突部の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。
【００１４】
このように構成されたシール材の配置構造によれば、第１部材および第２部材間において、さらに優れた摺動性能および封止性能を得ることができる。
【００１５】
また好ましくは、複数の第１突部と、複数の第２突部とは、対称に設けられている。
このように構成されたシール材の配置構造によれば、第２合わせ面およびシール材間の接触状態と、溝部の底面およびシール材間の接触状態とを、バランスよく得ることができる。
【００１６】
また好ましくは、第２空間からシール材に加わる圧力が低い時、複数の第１突部のうち最も第１空間の近くに配置される第１突部のみが、第２合わせ面に接触する。
【００１７】
このように構成されたシール材の配置構造によれば、第２空間からシール材に加わる圧力が低い時には、第２合わせ面およびシール材間の接触面積を極力小さくして、優れた摺動性能を得ることができる。
【００１８】
また好ましくは、シール材は、第２空間からシール材に加わる圧力が上昇するのに従って、第１空間に近い第１突部から順に第２合わせ面に接触するように変形される。
【００１９】
このように構成されたシール材の配置構造によれば、第２空間からシール材に加わる圧力の上昇に伴って、第２合わせ面およびシール材間の接触面積を段階的に大きくすることにより、封止性能を高めることができる。
【００２０】
また好ましくは、第２空間には、油が配置される。シール材は、互いに隣り合う第１突部間に設けられ、油を溜める凹部をさらに含む。
【００２１】
このように構成されたシール材の配置構造によれば、凹部を油溜まりとして機能させることにより、摺動性能のさらなる向上を図ることができる。
【００２２】
また好ましくは、シール材は、単一材料から形成されている。
このように構成されたシール材の配置構造によれば、優れた摺動性能および封止性能が得られるシール材を安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上に説明したように、この発明に従えば、優れた摺動性能および封止性能が得られるシール材の配置構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】シール材を示す平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造（初期状態）を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造（中圧状態）を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造（高圧状態）を示す断面図である。
【図５】図２から図４中のシール材の、溝部に収容されていない状態（未装着状態）を示す断面図である。
【図６】加圧側空間からシール材に加わる圧力（油圧）と、第２合わせ面およびシール材間の接触圧力との関係を示すグラフである。
【図７】図４中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。
【図８】シール材の各種変形例を示す断面図である。
【図９】シール材の各種変形例を示す断面図である。
【図１０】シール材の各種変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、シール材を示す平面図である。図２から図４は、この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造を示す断面図である。図５は、図２から図４中のシール材の、溝部に収容されていない状態（未装着状態）を示す断面図である。
【００２７】
図２から図５中には、環状のシール材の接線方向に直交する平面により切断した場合のシール材の配置構造（シール材）の断面が示されている。シール材は、基本的に、シール材の周方向のいずれの位置においても、同一の断面形状を有する。
【００２８】
図１から図５を参照して、本実施の形態におけるシール材の配置構造は、シール材１００と、第１部材３１と、第２部材２１とを有する。
【００２９】
シール材１００は、環状のシール材であり、第１部材３１と第２部材２１との間を封止するために使用される。シール材１００は、単一材料から形成されている。シール材１００は、ゴム等の弾性変形可能な材料から形成されている。シール材１００に用いられるゴム材料としては、たとえば、硬度６０〜９０ＨＡ程度のフッ素ゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ系ゴムなどが挙げられる。
【００３０】
第２部材２１は、第１部材３１に対して相対的に運動する。本実施の形態では、第１部材３１が、円筒形状を有するハウジングであり、第２部材２１が、円柱形状を有し、第１部材３１の内側に挿入されるシャフトである。第２部材２１は、図２から図４中の矢印１０１に示す方向に沿って往復運動する。
【００３１】
第１部材３１および第２部材２１を形成する材料は特に限定されない。一例として、第１部材３１および第２部材２１は、金属から形成されている。
【００３２】
第１部材３１は、第１合わせ面３２を有する。第１合わせ面３２は、円筒形状を有する第１部材３１の内周面である。第２部材２１は、第２合わせ面２２を有する。第２合わせ面２２は、円柱形状を有する第２部材２１の外周面である。第１部材３１および第２部材２１は、第１合わせ面３２と第２合わせ面２２とが互いに向かい合わせとなるように配置されている。第１合わせ面３２および第２合わせ面２２は、第１部材３１および第２部材２１の半径方向において、互いに向かい合わせとされている。
【００３３】
第１部材３１には、溝部３３が形成されている。溝部３３には、シール材１００が収容されている。溝部３３は、第１合わせ面３２から凹んで環状に延びている。溝部３３は、第１合わせ面３２に開口し、第１部材３１の周方向に沿って延びている。溝部３３は、矩形形状の溝断面を有する。
【００３４】
第１部材３１は、溝底面３６と、一対の溝側面３７（３７ｍ，３７ｎ）とを有する。溝部３３は、溝底面３６と、一対の溝側面３７とにより形成されている。溝底面３６は、第２合わせ面２２と対面し、溝部３３の底壁をなしている。溝底面３６は、第２合わせ面２２と平行に配置されている。溝底面３６は、第１合わせ面３２と平行に配置されている。一対の溝側面３７は、溝底面３６から第１合わせ面３２に向けて立ち上がり、溝部３３の側壁をなしている。一対の溝側面３７は、溝底面３６から直角に立ち上がっている。溝側面３７ｍおよび溝側面３７ｎは、第１部材３１の軸方向において互いに対向している。
【００３５】
シール材１００は、大気側空間１１０と、加圧側空間１２０との間を区画している。大気側空間１１０および加圧側空間１２０は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向に距離を隔てて設けられている。シール材１００は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向において、大気側空間１１０および加圧側空間１２０の間に配置されている。
【００３６】
大気側空間１１０は、大気解放された空間である。加圧側空間１２０は、大気側空間１１０よりも大きい圧力を有する。加圧側空間１２０は、油が配置される油圧空間である。加圧側空間１２０は、これに限られず、たとえば、空気が配置される空圧空間であってもよい。
【００３７】
シール材１００は、その構成部位として、基部１１と、複数の第１突部１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）と、複数の第２突部１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）とを有する。
【００３８】
基部１１は、シール材１００の主要部をなしている。基部１１は、第２合わせ面２２および溝底面３６から離れた位置に設けられている。基部１１は、第２合わせ面２２から、第１部材３１および第２部材２１の半径方向外側に離れ、溝底面３６から、第１部材３１および第２部材２１の半径方向内側に離れた位置に設けられている。
【００３９】
第１突部１２は、第２合わせ面２２に向けて突出している。第１突部１２は、基部１１から第２合わせ面２２に向けて突出する凸形状を有する。複数の第１突部１２は、大気側空間１１０から加圧側空間１２０に向けて並んでいる。複数の第１突部１２は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向に並んでいる。
【００４０】
複数の第１突部１２の並び方向において、第１突部１２Ａは、複数の第１突部１２のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置し、第１突部１２Ｃは、複数の第１突部１２のうちで最も大気側空間１１０の近くに位置する。複数の第１突部１２の並び方向において、第１突部１２Ｂは、第１突部１２Ａおよび第１突部１２Ｃの間に位置する。
【００４１】
図５中に示す未装着状態において、シール材１００は、加圧側空間１２０の近くに配置される第１突部１２から大気側空間１１０の近くに配置される第１突部１２に移るほど、第１突部１２の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。
【００４２】
図５中には、溝部３３の深さ方向におけるシール材１００の中心線１０２が示されている。この中心線１０２を基準にした場合に、複数の第１突部１２のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置する第１突部１２Ａは、高さＨ１を有する。第１突部１２Ａに隣り合って位置する第１突部１２Ｂは、高さＨ１よりも大きい高さＨ２を有する（Ｈ２＞Ｈ１）。複数の第１突部１２のうちで最も大気側空間１１０の近くに位置する第１突部１２Ｃは、高さＨ２よりも大きい高さＨ３を有する（Ｈ３＞Ｈ２）。
【００４３】
第２突部１３は、溝底面３６に向けて突出している。第２突部１３は、基部１１から溝底面３６に向けて突出する凸形状を有する。複数の第２突部１３は、大気側空間１１０から加圧側空間１２０に向けて並んでいる。複数の第２突部１３は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向に並んでいる。
【００４４】
複数の第２突部１３の並び方向において、第２突部１３Ａは、複数の第２突部１３のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置し、第２突部１３Ｃは、複数の第２突部１３のうちで最も大気側空間１１０の近くに位置する。複数の第２突部１３の並び方向において、第２突部１３Ｂは、第２突部１３Ａおよび第２突部１３Ｃの間に位置する。
【００４５】
図５中に示す未装着状態において、シール材１００は、加圧側空間１２０の近くに配置される第２突部１３から大気側空間１１０の近くに配置される第２突部１３に移るほど、第２突部１３の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。
【００４６】
図５中の中心線１０２を基準にした場合に、複数の第２突部１３のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置する第２突部１３Ａは、高さＨ１を有する。第２突部１３Ａに隣り合って位置する第２突部１３Ｂは、高さＨ１よりも大きい高さＨ２を有する（Ｈ２＞Ｈ１）。複数の第２突部１３のうちで最も大気側空間１１０の近くに位置する第２突部１３Ｃは、高さＨ２よりも大きい高さＨ３を有する（Ｈ３＞Ｈ２）。
【００４７】
複数の第１突部１２と、複数の第２突部１３とは、対称に設けられている。図５中に示すシール材１００の断面において、複数の第１突部１２と、複数の第２突部１３とは、中心線１０２に対して線対称に設けられている。図５中に示すシール材１００の断面形状を中心線１０２で折り曲げた場合、第１突部１２Ａと第２突部１３Ｂとが、互いに重なり合い、第１突部１２Ｂと第２突部１３Ｂとが、互いに重なり合い、第１突部１２Ｃと第２突部１３Ｃとが、互いに重なり合う。
【００４８】
図５中の中心線１０２と、複数の第１突部１２の突出端を結ぶ直線とがなす角度は、０°よりも大きく、１０°以下の範囲であることが好ましい。図５中の中心線１０２と、複数の第２突部１３の突出端を結ぶ直線とがなす角度は、０°よりも大きく、１０°以下の範囲であることが好ましい。シール材１００は、図５中の中心線１０２に対して線対称となる断面形状を有することが好ましい。
【００４９】
シール材１００は、第１側面１６と、第２側面１７とを有する。第１側面１６および第２側面１７は、基部１１に設けられている。第１側面１６は、加圧側空間１２０側の溝側面３７ｎと対面している。第２側面１７は、大気側空間１１０側の溝側面３７ｍと対面している。第１側面１６は、第２側面１７よりも小さい面積を有する。基部１１は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向において、第１突部１２Ａおよび第２突部１３Ａから第１側面１６に近づくほど先細りとなる断面形状を有する。なお、基部１１の断面形状は、特に限定されるものではない。
【００５０】
溝部３３には、バックアップリング３５がさらに収容されている。バックアップリング３５は、第１部材３１および第２部材２１の軸方向において、シール材１００と隣り合って配置されている。バックアップリング３５は、溝側面３７ｍおよび第２側面１７に接触して設けられている。なお、本発明において、バックアップリングは必須の構成ではない。
【００５１】
本実施の形態におけるシール材の配置構造は、油圧制御を伴う機器（たとえば、工作機械や搬送機械、昇降エレベータ）に搭載されている。これら機器の稼動状況に応じて、加圧側空間１２０の圧力が変化する。
【００５２】
図２中には、加圧側空間１２０からシール材１００に圧力（油圧）が加わっていない状態から、加圧側空間１２０からシール材１００に低圧力が加わっている状態までのシール材１００の断面形状が示されている（初期状態）。図３中には、加圧側空間１２０からシール材１００に中圧力が加わっている場合のシール材１００の断面形状が示されている（中圧状態）。図４中には、加圧側空間１２０からシール材１００に高圧力が加わっている場合のシール材１００の断面形状が示されている（高圧状態）。
【００５３】
図２中に示す初期状態において、複数の第１突部１２のうちで最も大気側空間１１０の近くに配置される第１突部１２のみが、第２合わせ面２２に接触する。複数の第２突部１３のうちで最も大気側空間１１０の近くに配置される第２突部１３のみが、溝底面３６に接触する。
【００５４】
より具体的には、複数の第１突部１２のうちで最も大気側空間１１０の近くに配置される第１突部１２Ｃが、第２合わせ面２２に接触する。第１突部１２Ｃは、第２合わせ面２２と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。第１突部１２Ｂおよび第１突部１２Ａは、第２合わせ面２２と非接触とされている。第１突部１２Ｂおよび第２合わせ面２２間の隙間は、第１突部１２Ａおよび第２合わせ面２２間の隙間よりも小さい。
【００５５】
複数の第２突部１３のうちで最も大気側空間１１０の近くに配置される第２突部１３Ｃが、溝底面３６に接触する。第２突部１３Ｃは、溝底面３６と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。第２突部１３Ｂおよび第２突部１３Ａは、溝底面３６と非接触とされている。第２突部１３Ｂおよび溝底面３６間の隙間は、第２突部１３Ａおよび溝底面３６間の隙間よりも小さい。
【００５６】
図３中に示す中圧状態および図４中に示す高圧状態において、シール材１００は、加圧側空間１２０からシール材１００に加わる圧力が上昇するのに従って、大気側空間１１０に近い第１突部１２から順に第２合わせ面２２に接触するように変形される。シール材１００は、加圧側空間１２０からシール材１００に加わる圧力が上昇するのに従って、大気側空間１１０に近い第２突部１３から順に溝底面３６に接触するように変形される。
【００５７】
より具体的には、加圧側空間１２０からシール材１００に加わる圧力が上昇すると、シール材１００は、加圧側空間１２０から大気側空間１１０に向かう方向（第１部材３１および第２部材２１の軸方向）に圧縮変形される。この圧縮変形に伴って、シール材１００は、溝部３３の深さ方向に拡大するように変形される。
【００５８】
図３中に示す中圧状態において、第１突部１２Ｃに加えて、第１突部１２Ｃと隣り合って位置する第１突部１２Ｂが、第２合わせ面２２に接触する。第１突部１２Ｃおよび第１突部１２Ｂは、第２合わせ面２２と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。このとき、第１突部１２Ｃの潰し代（溝部３３の深さ方向における変形量）は、図２中の初期状態における第１突部１２Ｃの潰し代よりも大きい。第１突部１２Ｂの潰し代は、第１突部１２Ｃの潰し代よりも小さい。
【００５９】
第２突部１３Ｃに加えて、第２突部１３Ｃと隣り合って位置する第２突部１３Ｂが、溝底面３６に接触する。第２突部１３Ｃおよび第２突部１３Ｂは、溝底面３６と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。このとき、第２突部１３Ｃの潰し代は、図２中の初期状態における第２突部１３Ｃの潰し代よりも大きい。第２突部１３Ｂの潰し代は、第２突部１３Ｃの潰し代よりも小さい。
【００６０】
図４中に示す高圧状態において、第１突部１２Ｃおよび第１突部１２Ｂに加えて、複数の第１突部１２のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置する第１突部１２Ａが、第２合わせ面２２に接触する。第１突部１２Ａ、第１突部１２Ｂおよび第１突部１２Ｃは、第２合わせ面２２と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。このとき、第１突部１２Ｃの潰し代は、図３中の中圧状態における第１突部１２Ｃの潰し代よりも大きく、第１突部１２Ｂの潰し代は、図３中の中圧状態における第１突部１２Ｂの潰し代よりも大きい。第１突部１２Ａの潰し代は、第１突部１２Ｂの潰し代よりも小さく、第１突部１２Ｂの潰し代は、第１突部１２Ｃの潰し代よりも小さい。
【００６１】
第２突部１３Ｃおよび第２突部１３Ｂに加えて、複数の第２突部１３のうちで最も加圧側空間１２０の近くに位置する第２突部１３Ａが、溝底面３６に接触する。第２突部１３Ａ、第２突部１３Ｂおよび第２突部１３Ｃは、溝底面３６と接触することによって、溝部３３の深さ方向に圧縮変形されている。このとき、第２突部１３Ｃの潰し代は、図３中の中圧状態における第２突部１３Ｃの潰し代よりも大きく、第２突部１３Ｂの潰し代は、図３中の中圧状態における第２突部１３Ｂの潰し代よりも大きい。第２突部１３Ａの潰し代は、第２突部１３Ｂの潰し代よりも小さく、第２突部１３Ｂの潰し代は、第２突部１３Ｃの潰し代よりも小さい。
【００６２】
図６は、加圧側空間からシール材に加わる圧力（油圧）と、第２合わせ面およびシール材間の接触圧力との関係を示すグラフである。図２から図４中では、第２合わせ面２２およびシール材１００間の接触圧力の大きさが、矢印の長さによって表現されている。
【００６３】
図２から図６を参照して、初期状態１２１では、複数の第１突部１２のうちの第１突部１２Ｃのみを第２合わせ面２２に接触させることによって、第２合わせ面２２およびシール材１００間の接触圧力を極力小さくする。これにより、第２部材２１およびシール材１００間の摺動抵抗を低く抑えて、スティックスリップの発生を効果的に防ぐことができる。
【００６４】
次に、中圧状態１２２および高圧状態１２３では、加圧側空間１２０からシール材１００に加わる圧力が上昇するため、シール材１００により高い封止性能が要求されることになる。そこで、第１突部１２Ａに加えて、第１突部１２Ｂおよび第１突部１２Ｃを順に第２合わせ面２２に接触させることによって、第２合わせ面２２およびシール材１００間の接触圧力を段階的に増大させる。これにより、加圧側空間１２０からシール材１００に加わる圧力の増大に応じて、シール材１００による第１部材３１および第２部材２１間の封止性能を高めることができる。
【００６５】
なお、ここでは、第２合わせ面２２および第１突部１２間における接触圧力についてのみ説明したが、溝底面３６および第２突部１３間における接触圧力も同様に変化させることができる。
【００６６】
シール材のタイプとしては、潰し代を与えてシール性を得るスクィーズパッキン（Ｏリング、Ｄリング等）と、リップを摺動面に当接させてシール性を得るリップパッキン（Ｕパッキン、Ｖパッキン等）とがある。
【００６７】
スクィーズパッキンは、コンパクトな配置が可能、装着が容易といった長所を有する一方、摩擦力が比較的高く（特に低圧域において）、スティックスリップが起こり易いという短所を有する。また、リップパッキンは、密封性能が高い、低圧域における摩擦力が低いといった長所を有する一方、両方向の流体を密封することができず、これを可能とするため２個のシールを組み合わせると、構造が複雑になったり、コンパクトな配置が難しくなったりする短所を有する。また、リップパッキンの摺動面に、自己潤滑特性を有する低摩擦材料（ＰＴＦＥ等）を用いたパッキンも存在するが、材料改質や表面処理、貼り合わせによる表面加工が必要となるため、パッキンが高価になる。
【００６８】
これに対して、本実施の形態におけるシール材の配置構造によれば、スクィーズパッキンでありながら、スティックスリップが起こり難く、また、低価格で製造することができるシール材を実現することができる。また、Ｕパッキン等のリップパッキンと同等の低摩擦性を得ることができ、さらに、密閉性、耐久性、省スペース性およびコストの面でもバランスよく好評価が得られるパッキンを実現することができる。
【００６９】
さらに本実施の形態におけるシール材の配置構造は、スクィーズパッキンであるため、シール材をその周方向における所定部位にて切断した状態で溝部に装着して使用できるという特徴がある。一方、リップパッキンや、摺動面に（硬質な）表面加工を施したパッキン、複数の材質を組み合わせたパッキンでは、このような使用形態をとることが困難である。
【００７０】
図７は、図４中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図４および図７を参照して、互いに隣り合う第１突部１２の間には、凹部１４が設けられている。凹部１４には、油が溜められる。
【００７１】
本実施の形態では、第２合わせ面２２およびシール材１００間の接触圧力（緊迫力、シール面圧）をより小さくすることにより、第２合わせ面２２および第１突部１２間の接触面（摺動面）に最適な油膜を形成することができる。この際、凹部１４を、第２合わせ面２２および第１突部１２間の接触面（摺動面）に油を供給する油溜まりとして機能させることができる。
【００７２】
以上に説明した、この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造の基本的な構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるシール材の配置構造は、第１合わせ面３２を有し、第１合わせ面３２から凹んで環状に延びる溝部３３が形成される第１部材３１と、第１合わせ面３２と対面する第２合わせ面２２を有し、第１部材３１に対して相対的に運動する第２部材２１と、溝部３３に収容され、第１部材３１および第２部材２１の間を封止し、第１空間としての大気側空間１１０と、大気側空間１１０よりも大きい圧力を有する第２空間としての加圧側空間１２０とを区画する環状のシール材１００とを備える。シール材１００は、第２合わせ面２２に向けて突出し、大気側空間１１０から加圧側空間１２０に向けて並ぶ複数の第１突部１２を含む。シール材１００は、溝部３３に収容されていない状態において、加圧側空間１２０の近くに配置される第１突部１２から大気側空間１１０の近くに配置される第１突部１２に移るほど、第１突部１２の突出高さが段階的に大きくなる形状を有する。
【００７３】
このように構成された、この発明の実施の形態１におけるシール材の配置構造によれば、第１部材３１および第２部材２１間において、優れた摺動性能および封止性能を得ることができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、往復運動する部材間の封止に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られず、たとえば、回転運動する部材間の封止に本発明を適用してもよい。本発明を、両方向の流体を封止するシール構造に適用することも可能である。たとえば、本実施の形態において、大気側空間１１０に替えて、油が配置され、加圧側空間１２０の圧力よりも小さい圧力を有する空間が設けられてもよい。
【００７５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１におけるシール材１００の各種変形例について説明する。図８から図１０は、シール材の各種変形例を示す断面図である。図８から図１０中には、未装着状態のシール材の断面形状が示されている。
【００７６】
図８（Ａ）および（Ｂ）中に示すように、シール材は、基部１１からの突出端において、円弧形状を有する第１突部１２および第２突部１３を有してもよいし、エッジ形状を有する第１突部１２および第２突部１３を有してもよい。
【００７７】
図８（Ｃ）および（Ｄ）中に示すように、シール材は、基部１１からの突出端において円弧形状を有する第１突部１２および第２突部１３と、基部１１からの突出端においてエッジ形状を有する第１突部１２および第２突部１３との両方を有してもよい。図８（Ｃ）中では、第１突部１２Ａ，１２Ｃおよび第２突部１３Ａ，１３Ｃの突出端が、エッジ形状を有し、第１突部１２Ｂおよび第２突部１３Ｂの突出端が、円弧形状を有する。図８（Ｄ）中では、第１突部１２Ａ，１２Ｃおよび第２突部１３Ａ，１３Ｃの突出端が、円弧形状を有し、第１突部１２Ｂおよび第２突部１３Ｂの突出端が、エッジ形状を有する。
【００７８】
図９および図１０中に示すように、シール材が有する第１突部１２および第２突部１３の数は、特に限定されない。図９中では、シール材が、２つの第１突部１２と、２つの第２突部１３とを有する。図１０中では、シール材が、４つの第１突部１２と、４つの第２突部１３とを有する。なお、本発明による効果は、第１突部の数が３つ以上である場合により効果的に奏される。
【００７９】
このように構成された、この発明の実施の形態２におけるシール材の配置構造によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
この発明は、油圧や空圧などが作用する運動用のシール材の配置構造に適用される。
【符号の説明】
【００８２】
１１  基部、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  第１突部、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  第２突部、１４  凹部、１６  第１側面、１７  第２側面、２１  第２部材、２２  第２合わせ面、３１  第１部材、３２  第１合わせ面、３３  溝部、３５  バックアップリング、３６  溝底面、３７，３７ｍ，３７ｎ  溝側面、１００  シール材、１０２  中心線、１１０  大気側空間、１２０  加圧側空間、１２１  初期状態、１２２  中圧状態、１２３  高圧状態。
【図１】
2018173089.tif 000003
【図２】
2018173089.tif 000004
【図３】
2018173089.tif 000005
【図４】
2018173089.tif 000006
【図５】
2018173089.tif 000007
【図６】
2018173089.tif 000008
【図７】
2018173089.tif 000009
【図８】
2018173089.tif 000010
【図９】
2018173089.tif 000011
【図１０】
2018173089.tif 000012