(57)【要約】【課題】往復動に対して長期的に適切な油圧保持が可能な密封装置を提供する。【解決手段】軸孔を有するハウジング３０と軸孔に挿入される軸４０のうちの一方の部材に設けられた環状溝４１に装着されて、これら２部材間の環状隙間５を密封する密封装置１であって、他方の部材３０に摺接する樹脂リング１０と、樹脂リング１０と環状溝４１との間に装着されて樹脂リング１０を他方の部材３０側に付勢するゴムリング２０と、を備え、樹脂リング１０は、その高さが環状溝４１の幅と一致するとともに、側面１２にスリット１３が形成され、ゴムリング２０との接触面に凹部１４が形成されており、ゴムリング２０は、凹部１４に嵌合される凸部２３を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、
他方の部材に摺接する樹脂リングと、
前記樹脂リングと前記環状溝との間に装着されて前記樹脂リングを前記他方の部材側に付勢するゴムリングと、
を備え、
前記樹脂リングは、その高さが前記環状溝の幅と一致するとともに、側面にスリットが形成され、前記ゴムリングとの接触面に凹部が形成されており、
前記ゴムリングは、前記凹部に嵌合される凸部を備える
ことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記接触面の軸方向の両端側にそれぞれ形成されたテーパ面部と、該テーパ面部の間に形成された軸に平行な周面部とから構成され、
前記凸部は、前記凹部の前記テーパ面部及び前記周面部の形状に対応したテーパ面部及び周面部から構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記凹部及び前記凸部の各周面部は、軸方向の幅が少なくとも１ｍｍである
ことを特徴とする請求項２に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧シリンダ等に使用される密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダに使用される密封装置としては、図６に示すようなものがある。密封装置１００は、油圧シリンダ２００のピストン２０１用の密封装置として、油圧シリンダ２００の外周摺動部Ｄに使用されるもので、ロッド２０２の往復動において油圧を保持するために設けられるものである。
【０００３】
この密封装置１００は、図７に示すように、樹脂リング１０１とゴムリング１０２から構成されており、ピストン２０１の外周面に形成された環状溝２０３に装着される。
【０００４】
樹脂リング１０１は、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料からなる断面略矩形の環状部材であり、その外周面１１１が油圧シリンダ２００の内周面に摺接し、その側面１２１が環状溝２０３の側面２０４に密着する。
【０００５】
ゴムリング１０２は、樹脂リング１０１と環状溝２０３の溝底との間に圧縮して装着され、その弾性復元力によって樹脂リング１０１を油圧シリンダ２００側に付勢し、樹脂リング１０１と油圧シリンダ２００との間の密着性を高めている。
【０００６】
なお、関連する技術については以下の文献に示されたものもある。
【特許文献１】実用新案登録第２５３８３２５号公報
【特許文献２】特開平９−１３３２１６号公報
【特許文献３】特開２００３−２５４４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら樹脂リング１０１とゴムリング１０２は、図７（ａ）に示すように、軸方向の一方側（図の上方）から加わる油圧Ｐによって環状溝２０３の軸方向他方側（図の下方）の側面２０４に押し付けられている。そして、ロッド２０２の往復動によって油圧が加わる向きが変わると、軸方向他方側（図下方）から加わる油圧Ｐによって樹脂リング１０１とゴムリング１０２はそれぞれ環状溝２０３の軸方向一方側（図上方）に移動して、図７（ｂ）に示すように、環状溝２０３の軸方向一方側（図上方）の側面２０４に押し付けられる。
【０００８】
油圧シリンダのピストン用の密封装置においては、このような油圧方向の切り替わりが繰り返し生じるため、ゴムリング１０２は、油圧方向が切り替わる度に樹脂リング１０１の内周面上を摺動して、軸方向一方側と他方側との間を何度も行き来することになる。
【０００９】
そうすると、ゴムリング１０２は樹脂リング１０１との接触面に摩耗を生じ（図７中のＥ）、その結果、ゴムリング１０２のつぶし代が低下して樹脂リング１０１と油圧シリンダ２００との間の密着性が低下してしまうという問題があった。
【００１０】
また、図８に示すように、油圧方向が切り替って樹脂リング１０１が環状溝２０３内を移動したときに、樹脂リング１０１の一部がゴムリング１０２と環状溝２０３の側面２０４との間の隙間に挟み込まれてしまうという問題もあった（図８（ｂ））。このような状態になってしまうと、油圧の適切な保持が図れなくなってしまう。
【００１１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、往復動に対して長期的に適切な油圧保持が可能な密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明における密封装置は、
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、
他方の部材に摺接する樹脂リングと、
前記樹脂リングと前記環状溝との間に装着されて前記樹脂リングを前記他方の部材側に付勢するゴムリングと、
を備え、
前記樹脂リングは、その高さが前記環状溝の幅と一致するとともに、側面にスリットが形成され、前記ゴムリングとの接触面に凹部が形成されており、
前記ゴムリングは、前記凹部に嵌合される凸部を備える
ことを特徴とする。
【００１３】
樹脂リングはその高さが環状溝の幅と一致しているので、油圧方向の切替え時において樹脂リングが環状溝内を移動するのが抑制され、樹脂リングの一部がゴムリングと環状溝との間の隙間に挟み込まれるのが防止される。
【００１４】
また、スリットを設けることで、環状溝が樹脂リングによって完全に塞がれることがなくなり、環状溝内に油圧を導入することが可能となる。
【００１５】
また、樹脂リングとゴムリングは、凹凸嵌合によって接触しているので、油圧方向の切り替わり時に、ゴムリングが樹脂リングに対して摺動するのが抑制され、ゴムリングの樹脂リングとの接触面の摩耗を抑制することができる。
【００１６】
ここで、樹脂リングの高さとは軸方向の幅のことをいい、樹脂リングの側面とは軸方向の端面のことをいう。
【００１７】
前記凹部は、軸方向の両端側にそれぞれ形成されたテーパ面部と、該テーパ面部の間に形成された軸に平行な周面部とから構成され、
前記凸部は、前記凹部の前記テーパ面部及び前記周面部の形状に対応したテーパ面部及び周面部から構成されてもよい。
【００１８】
前記凹部及び前記凸部の各周面部は、軸方向の幅が少なくとも１ｍｍであってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明により、往復動に対して長期的に適切な油圧保持が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、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。
【実施例１】
【００２１】
まず、図４を参照して、本発明の実施例に係る密封装置の概略構成について説明する。
図４は本実施例に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。
【００２２】
＜密封装置の構成及び概要＞
本実施例に係る密封装置１は、図６に示すような油圧シリンダにおけるピストン用の密封装置であり、ロッドの往復動において油圧を保持するために設けられるものである。密封装置１は、樹脂リング１０とゴムリング２０とから構成されており、軸孔を有するハウジング（シリンダ）３０と該軸孔に挿入される軸（ピストン及びロッド）４０との間の環状隙間５を密封する。
【００２３】
密封装置１は、軸４０の外周面に設けられた環状溝４１に装着される。樹脂リング１０は、環状溝４１の開口部側に配置され、その外周面１１がハウジング３０の内周面に摺接し、その側面１２が環状溝４１の側面４２に密着する。ゴムリング２０は、樹脂リング１０と環状溝４１の溝底４３との間に圧縮して装着され、その外周面が樹脂リング１０の内周面に密着し、その内周面２１が環状溝４１の溝底４３に密着する。そして、ゴムリング２０は、その弾性復元力によって樹脂リング１０をハウジング３０側に付勢し、樹脂リング１０とハウジング３０との密着性を高めている。
【００２４】
ゴムリング２０の側面２２と環状溝４１の側面４２との間には、隙間６が形成されている。樹脂リング１０の側面１２には、油圧導入用のスリット１３が複数形成されており、このスリット１３を介して隙間６と環状隙間５とが連通されている。
【００２５】
また、樹脂リング１０の内周面には周方向に延びる環状の凹部１４が形成されている。一方、ゴムリング２０の外周面には周方向に延びる環状の凸部２３が形成されている。樹脂リング１０とゴムリング２０は、凹部１４と凸部２３が嵌合して互いに接触している。
【００２６】
次に、図１〜図３を参照して、本実施例に係る密封装置１を構成する樹脂リング１０及びゴムリング２０の概略構成について説明する。図１は本実施例に係る密封装置の樹脂リングの構成を示す模式図であり、（ａ）は軸方向からみた様子を示しており、（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面図である。図２は本実施例に係る密封装置のゴムリングの構成を示す模式図であり、（ａ）は軸方向からみた様子を示しており、（ｂ）は（ａ）のＢＢ断面図である。図３は本実施例に係る密封装置の樹脂リングとゴムリングと環状溝との間の寸法関係を示す模式的断面図である。
【００２７】
＜樹脂リングの構成及び概要＞
図１に示すように、樹脂リング１０は断面が概ね矩形状の環状部材であり、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料からなる。
【００２８】
樹脂リング１０は、複数のスリット１３が両側面１２にそれぞれ形成されている。スリット１３は、両側面１２それぞれにおいて等間隔に形成されるとともに、一方の側面１２に形成されるスリット１３と他方の側面１２に形成されるスリット１３との間で周方向の配置が互い違いとなるように形成されている。
【００２９】
また、樹脂リング１０の内周面は、その軸方向の端部から中央に向かって外径方向に傾斜したテーパ面部１４ａが内周面両側にそれぞれ形成されている。また、これらテーパ面部１４ａに挟まれて軸方向に平行に延びる周面部１４ｂが形成されている。これらテーパ面部１４ａ及び周面部１４ｂにより、樹脂リング１０の内周面を周方向に延びる環状の凹部１４が構成される。
【００３０】
＜ゴムリングの構成及び概要＞
図２に示すように、ゴムリング２０は断面が概ね矩形状の環状部材であり、ニトリルゴ
ム等のゴム材料からなる。
【００３１】
ゴムリング２０の外周面は、その軸方向の端部から中央に向かって外径方向に傾斜したテーパ面部２３ａが外周面両側にそれぞれ形成されている。また、これらテーパ面部２３ａに挟まれて軸方向に平行に延びる周面部２３ｂが形成されている。これらテーパ面部２３ａ及び周面部２３ｂにより、ゴムリング２０の外周面を周方向に延びる環状の凸部２３が構成される。
【００３２】
＜樹脂リングとゴムリングと環状溝との間の寸法関係＞
図３に示すように、樹脂リング１０の高さ（軸方向の幅）と環状溝４１の幅は、同じ寸法Ｗ１に設定される。また、樹脂リング１０の凹部１４の周面部１４ｂとゴムリング２０の凸部２３の周面部２３ｂは、同じ幅Ｗ２に設定される。
【００３３】
さらに、樹脂リング１０の凹部１４のテーパ面部１４ａとゴムリング２０の凸部２３のテーパ面部２３ａは、同じ傾斜角度に設定される。すなわち、樹脂リング１０の凹部１４とゴムリング２０の凸部２３は、互いに対応した形状に形成されており、装着状態においては、テーパ面部１４ａとテーパ面部２３ａ、及び、周面部１４ｂと周面部２３ｂとがそれぞれ当接する。
【００３４】
ここで、周面部１４ｂ、２３ｂの幅Ｗ２は、油圧作用時における樹脂リング１０のテーパ面部１４ａへの応力集中により樹脂リング１０が破損してしまうのを防止するため、１ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【００３５】
次に、図５を参照して、本実施例に係る密封装置１の使用時の様子について説明する。図５は本実施例に係る密封装置において油圧が作用した場合の様子を示す模式的断面図であり、（ａ）は油圧が軸方向の一方側（図の上方）から作用した場合を示し、（ｂ）は油圧が軸方向の他方側（図の下方）から作用した場合を示す。
【００３６】
＜油圧作用時＞
図５（ａ）に示すように、油圧が軸方向一方側（図上方）から作用した場合、樹脂リング１０の軸方向一方側の側面１２に設けられた油圧導入用のスリット１３を介して、ゴムリング２０の側面２２と環状溝４１との間の軸方向一方側の隙間６に油圧が導入される。
【００３７】
この油圧により、ゴムリング２０は、軸方向他方側（図下方）に向かって押し込まれる。一方、樹脂リング１０は、その高さが環状溝４１の幅と一致しているので、油圧に対して環状溝４１内を移動するのが規制される。
【００３８】
このとき、ゴムリング２０は、外周面に形成された凸部２３が樹脂リング１０の内周面に形成された凹部１４に嵌め合わされているので、ゴムリング２０の外周面が樹脂リング１０の内周面に対して摺動するのが抑制される。
【００３９】
したがって、ゴムリング２０は、凸部２３の周面部２３ｂと樹脂リング１０の凹部１４の周面部１４ｂとの接触状態が維持されて外周面側があまり変形することなく、内周面２１側（環状溝４１の溝底４３側）に向かうにつれて大きく軸方向他方側に変形し、環状溝４１の軸方向他方側の側面４２に押し付けられた状態となる。
【００４０】
このとき、ゴムリング２０は、凸部２３と凹部１４との凹凸嵌合により外周面側があまり変形しないため、ゴムリング２０の軸方向他方側の側面２２のテーパ面部２３ａに近い部分がスリット１３にはみ出してしまうことがない（図５中のＣ）。
【００４１】
また、ゴムリング２０が軸方向他方側に押し込まれることにより、樹脂リング１０の凹部１４の軸方向他方側のテーパ面部１４ａと、これに当接しているゴムリング２０の凸部２３のテーパ面部２３ａとの間の面圧が高められる。
【００４２】
次に、図５（ｂ）に示すように、軸（ピストン）４０の往復動により油圧の作用方向が切り替わって、油圧が軸方向他方側（図下方）から作用した場合、樹脂リング１０の軸方向他方側の側面１２に設けられた油圧導入用のスリット１３を介して、ゴムリング２０の側面２２と環状溝４１との間の軸方向他方側の隙間６に油圧が導入される。
【００４３】
この油圧により、ゴムリング２０は、軸方向一方側（図上方）に向かって押し込まれ、樹脂リング１０は、その高さが環状溝４１の幅と一致しているので、油圧に対して環状溝４１内を移動するのが規制される。
【００４４】
また、ゴムリング２０は、凹部１４と凸部２３との凹凸嵌合により、樹脂リング１０に対する摺動が抑制されて周面部１４ｂと周面部２３ｂとの接触状態が維持されたまま、内周面側が大きく軸方向一方側に向かって変形し、環状溝４１の軸方向一方側の側面４２に押し付けられた状態となる。
【００４５】
この場合も、上述の図５（ａ）の場合と同様、ゴムリング２０の一部がスリット１３にはみ出すことがなく、また、樹脂リング１０の凹部１４の軸方向一方側のテーパ面部１４ａと、これに当接しているゴムリング２０の凸部２３のテーパ面部２３ａとの間の面圧が高められる。
【００４６】
＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置によれば、樹脂リングはその高さが環状溝の幅と一致しているので、油圧方向の切替え時において樹脂リングが環状溝内を移動するのが抑制され、樹脂リングの一部がゴムリングと環状溝との間の隙間に挟み込まれるのが防止される。
【００４７】
また、スリットを設けることで、環状溝が樹脂リングによって完全に塞がれることがなくなり、環状溝内に油圧を導入することが可能となる。
【００４８】
また、樹脂リングとゴムリングは、凹凸嵌合によって接触しているので、油圧方向の切り替わり時に、ゴムリングが樹脂リングに対して摺動するのが抑制され、ゴムリングの樹脂リングとの接触面の摩耗を抑制することができる。したがって、摩耗によるゴムリングのつぶし代の低下が抑制され、密封性を長期間維持することが可能となる。
【００４９】
ここで、本実施例に係る密封装置のようなピストン用の密封装置においては、高圧の油圧に対しても密封性を発揮し、維持するためには、密封装置自体の緊迫力によって相手面に密着することに加え、装着溝（環状溝）内に導入された油圧による拡張力を得ることが重要となる。しかしながら、装着溝に油圧がスムーズに導入されない場合には、油圧側から反油圧側に向かって、いわゆる吹き抜け漏れ（パッシング）が発生することがある。また、上述のように、樹脂リングの一部がゴムリングと環状溝との間の隙間に挟み込まれた場合、ゴムリングのつぶし代が低下した場合にも吹き抜け漏れが発生することがある。
【００５０】
したがって、本実施例に係る密封装置によれば、吹き抜け漏れの発生を抑制することができる。
【００５１】
また、油圧によってゴムリングが環状溝の側面に押し込まれることにより、ゴムリングが押し込まれた側の樹脂リング凹部のテーパ面部と、これに当接しているゴムリング凸部のテーパ面部との間の面圧が高められる。これにより、樹脂リングのハウジングに対する
面圧が高められて密着性・密封性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施例に係る密封装置の樹脂リングの構成を示す模式図である。
【図２】本実施例に係る密封装置のゴムリングの構成を示す模式図である。
【図３】本実施例に係る密封装置の樹脂リングとゴムリングと環状溝との間の寸法関係を示す模式的断面図である。
【図４】本実施例に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。
【図５】本実施例に係る密封装置において油圧が作用した場合の様子を示す模式的断面図である。
【図６】従来技術に係る密封装置が使用される油圧シリンダの構成を説明する図である。
【図７】従来技術に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。
【図８】従来技術に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１     密封装置
１０   樹脂リング
１１   外周面
１２   側面
１３   スリット
１４   凹部
１４ａ テーパ面部
１４ｂ 周面部
２０   ゴムリング
２１   内周面
２２   側面
２３   凸部
２３ａ テーパ面部
２３ｂ 周面部
３０   ハウジング
４０   軸
４１   環状溝
４２   側面
４３   溝底
５     環状隙間
６     隙間
【図１】
2008045658.tif 000003
【図２】
2008045658.tif 000004
【図３】
2008045658.tif 000005
【図４】
2008045658.tif 000006
【図５】
2008045658.tif 000007
【図６】
2008045658.tif 000008
【図７】
2008045658.tif 000009
【図８】
2008045658.tif 000010