(57)【要約】【課題】シール性を維持しつつ摺動部分の摩耗を抑制することができる密封装置を提供する。【解決手段】ハウジング４の軸孔に設けられた環状溝４０に装着されて、ハウジング４と軸孔に挿入される軸５との間の環状隙間を密封する密封装置であって、軸５に向かって突出し、その先端が軸５に摺接する凸部２０を備えた環状の樹脂部材２を備える密封装置において、凸部２０は、低圧側斜面２０ａと高圧側斜面を両裾として構成され、高圧側Ｈからの圧力Ｐにより、樹脂部材２の凸部２０よりも高圧側の部分が軸５から離れて、凸部２０の高圧側斜面と軸５の周面との間の傾斜角度が大きくなるとともに、樹脂部材２の凸部２０よりも低圧側の部分が軸５に近づいて、凸部２０の低圧側斜面２０ａが軸５の周面に密着する。【選択図】図２
2007247672.tif 000002
【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、
他方の部材に向かって突出し、その先端が該他方の部材に摺接する凸部を備えた環状の樹脂部材を備える密封装置において、
前記凸部は、低圧側斜面と高圧側斜面を両裾として構成され、
高圧側からの圧力により、
前記樹脂部材の前記凸部よりも高圧側の部分が前記他方の部材から離れて、前記凸部の前記高圧側斜面と前記他方の部材の周面との間の傾斜角度が大きくなるとともに、
前記樹脂部材の前記凸部よりも低圧側の部分が前記他方の部材に近づいて、前記凸部の前記低圧側斜面が前記他方の部材の周面に密着することを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記樹脂部材を前記他方の部材側に付勢する付勢部材をさらに備え、
前記樹脂部材は、高圧側端面および低圧側端面が環状溝の溝底側から他方の部材側に向かうにつれて低圧側に傾斜しており、溝底側周面が高圧側から低圧側に向かうにつれて前記環状溝の溝底側に傾斜しており、
無圧時には、前記付勢部材による付勢力によって、前記凸部の先端が前記他方の部材に密着しており、
加圧時には、前記樹脂部材の前記高圧側端面および前記凸部の高圧側斜面に働く圧力と、溝底側周面に働く付勢部材の付勢力とにより、前記樹脂部材が前記凸部先端を支点として回動することによって、前記凸部の前記低圧側斜面が前記他方の部材に密着し、前記樹脂部材の前記低圧側端面が前記環状溝の低圧側側壁に密着することを特徴とする請求項１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、例えば建設機械や運搬車両等のアクチュエータとして用いられる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】
油圧シリンダ等に使用される密封装置としては、図３（ａ）に示すような、樹脂部材１１０とＯリング１２０とからなる密封装置１００が従来から知られている。密封装置１００は、油圧シリンダのロッド用の密封装置として、油圧シリンダの内周摺動部に使用され、外部への油漏れ防止を目的している。
【０００３】
樹脂部材１１０は、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料からなる断面矩形の環状部材であり、シリンダ２００の内周面に設けられた環状溝２０１に装着される。そして、その内周面１１１がピストン３００の外周面に摺接し、その低圧側端面１１２が環状溝２０１の低圧側側壁２０２に当接することにより、高圧側Ｈからの油漏れを防いでいる。
【０００４】
また、樹脂部材１１０と環状溝２０１の溝底との間には、ゴム製のＯリング１２０が配設されており、樹脂部材１１０をピストン３００に向かって付勢して樹脂部材１１０の内周面１１１とピストン３００の外周面との間の接触圧力を確保している。
【０００５】
しかしながら、このような樹脂部材は、耐圧性・耐摩耗性は高いものの、摺動相手面への密着性が悪く、密封性能に劣るため、油漏れが許されない（例えば、漏れた油を回収するための機構を備えていない等）用途への適用が困難であった。
【０００６】
そこで、耐圧性・耐摩耗性を保持しながら、シール性を高めるために、図３（ｂ）に示すような、樹脂部材の摺動面に凸部１１３を設けたものが特許文献１に開示されている。
【０００７】
この樹脂部材１１０ａは、図４（ａ）に示すように、接触圧力分布Ｙにおいて凸部１１３部分の接触圧力の勾配の傾きを急にすることにより、上述した樹脂部材１１０に対してシール性の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００１−３４９４３８号公報
【特許文献２】特開平０８−２５４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、凸部１１３は凸部先端の相手摺動面への接触面積が小さいため、凸部先端付近に接触圧力のピークが発生する。そして、高圧側Ｈの圧力が大きくなると、図４（ｂ）に示すように、凸部先端部分の接触圧力が上昇し、該部分における潤滑性が低下する等して凸部に摩耗が発生してしまう。
【０００９】
そして、凸部１１３の摩耗が大きくなると、Ｏリング１２０のしめ代が低下してＯリング１２０による接触圧力の確保の効果が低下してしまい、シール性が低下してしまう。また、凸部１１３が摩耗して摺動面積等が変化することにより、樹脂部材の挙動が不安定となり、このこともシール性の低下の原因となる。
【００１０】
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、シール性を維持しつつ摺動部分の摩耗を抑制することができる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】
【００１１】
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、
他方の部材に向かって突出し、その先端が該他方の部材に摺接する凸部を備えた環状の樹脂部材を備える密封装置において、
前記凸部は、低圧側斜面と高圧側斜面を両裾として構成され、
高圧側からの圧力により、
前記樹脂部材の前記凸部よりも高圧側の部分が前記他方の部材から離れて、前記凸部の前記高圧側斜面と前記他方の部材の周面との間の傾斜角度が大きくなるとともに、
前記樹脂部材の前記凸部よりも低圧側の部分が前記他方の部材に近づいて、前記凸部の前記低圧側斜面が前記他方の部材の周面に密着することを特徴とする。
【００１２】
このように、加圧時には凸部先端だけでなく低圧側斜面も相手部材に密着することにより樹脂部材は他方の部材に対して面状に接触することになる。したがって、摺動部分の接触圧力が低減されて摺動部分の摩耗が抑制される。また、面状に接触することにより接触圧力のピークは低下するが、凸部の高圧側斜面の他方の部材に対する傾斜が大きくなることによって凸部先端付近の接触圧力の勾配の傾きが急になり、十分なシール性を得ることができる。
【００１３】
前記樹脂部材を前記他方の部材側に付勢する付勢部材をさらに備え、
前記樹脂部材は、高圧側端面および低圧側端面が環状溝の溝底側から他方の部材側に向かうにつれて低圧側に傾斜しており、溝底側周面が高圧側から低圧側に向かうにつれて前記環状溝の溝底側に傾斜しており、
無圧時には、前記付勢部材による付勢力によって、前記凸部の先端が前記他方の部材に密着しており、
加圧時には、前記樹脂部材の前記高圧側端面および前記凸部の高圧側斜面に働く圧力と、溝底側周面に働く付勢部材の付勢力とにより、前記樹脂部材が前記凸部先端を支点として回動することによって、前記凸部の前記低圧側斜面が前記他方の部材に密着し、前記樹脂部材の前記低圧側端面が前記環状溝の低圧側側壁に密着する構成でもよい。
【００１４】
このように、無圧時には凸部先端が相手部材に接触するため、凸部先端部分の接触圧力が上昇して凸部先端付近に接触圧力のピークが発生しているが、加圧時には樹脂部材が凸部先端を支点として回動することにより、凸部の低圧側斜面が相手部材に接触して相手部材に対して面で接触することになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明により、シール性を維持しつつ摺動部分の摩耗を抑制することができ、密封装置の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
図１および図２を参照して、実施例に係る密封装置について説明する。図１は、本実施例に係る密封装置１０の径方向に沿って切断して得られる模式的切断面である。図２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り、（ａ）は無圧時の状態、（ｂ）は加圧時の状態をそれぞれ示す。
【００１８】
本実施例に係る密封装置１は、油圧ピストンのロッドパッキンとして使用されるものであり、環状の樹脂部材２と、その外周側に配設されるゴム製のＯリング３とから構成され、シリンダ（ハウジング）４の内周面に設けられた環状溝４０に装着されてシリンダ４の内周面とピストン（軸）５の外周面との間の環状隙間を密封し、高圧側Ｈから低圧側Ｌへの油漏れを防止する。
【００１９】
樹脂部材２は、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂からなる環状部材であり、その内周面がピストン５の外周面に摺接し、その低圧側Ｌの端面がシリンダ４の環状溝４０の低圧側側壁に密着することにより、シリンダ４の内周面とピストン５の外周面との間の環状隙間が密封される。
【００２０】
樹脂部材２の基本的な形状は略矩形を呈するが、その内周面にはピストン５に向かって突出する凸部２０が設けられている。凸部２０は軸方向に沿って偏倚した形状を呈し、その両裾をなす斜面のうち低圧側Ｌの斜面２０ａは、ピストン５の外周面から環状溝４０に向かってわずかに傾斜している。一方、高圧側Ｈの斜面２０ｂは低圧側斜面２０ａよりも大きな角度でピストン５の外周面から環状溝４０に向かって傾斜している。
【００２１】
また、樹脂部材２の高圧側Ｈと低圧側Ｌの両端面２１、２２は、外周側から内周側（環状溝４０の溝底側からピストン５側）に向かうにつれて低圧側Ｌの方向に傾斜しており、外周面２３は、高圧側Ｈから低圧側Ｌに向かうにつれ外径方向（環状溝４０の溝底側）に傾斜している。
【００２２】
樹脂部材２の端面２１と端面２２および外周面２３と凸部２０の低圧側斜面２０ａとは、それぞれ略平行に形成されている。また、高圧側端面２１と凸部２０の高圧側斜面２０ｂとの間には、無圧時においてピストン５の外周面と略平行な周面２４が形成されている。
【００２３】
Ｏリング３は、樹脂部材２と環状溝４０の溝底との間に配設されて、樹脂部材２をピストン５に向かって付勢する付勢部材であり、その外径が環状溝４０の溝底径よりも大きく設定されることにより、樹脂部材２と環状溝４０の溝底との間で圧縮され、樹脂部材２をピストン５に向かって付勢する弾性力が発生する。
【００２４】
次に、密封装置１の装着状態について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、無圧状態においては、樹脂部材２は凸部２０のみがピストン５の外周面に摺接しており、図中Ｘで示すような接触圧力分布が形成される。すなわち、凸部２０の先端付近で接触圧力のピークが発生している。
【００２６】
次に、高圧側Ｈから圧力Ｐが作用して加圧状態になると、Ｏリング３が低圧側Ｌに押し込まれることによって外周面２３が内径方向に受ける力と、高圧側端面２１、高圧側斜面２０ｂ、周面２４が高圧側Ｈから受ける圧力Ｐとにより、樹脂部材２は凸部２０の先端を支点として低圧側Ｌに回動することになる。
【００２７】
その結果、樹脂部材２は凸部２０の先端を境として高圧側Ｈの部分がピストン５から離れるとともに、低圧側Ｌの部分がピストン５に近づいていき、図２（ｂ）に示すように、凸部２０の低圧側斜面２０ａがピストン５の外周面に密着し、低圧側端面２２が環状溝４０の低圧側側壁４１に密着するようになる。すなわち、凸部２０の先端による線の接触か
ら、凸部２０の低圧側斜面２０ａによる面の接触に切り替わることになる。
【００２８】
そして、樹脂部材２とピストン５の外周面との摺接部分の接触圧力は、図中Ｘ´で示すように、凸部２０の低圧側斜面２０ａ全体にわたって接触圧力のピークが発生するような分布となり、図４（ｂ）に示すような、加圧状態においても凸部２０先端部のみが摺接している場合と比して、接触圧力のピークが低下することになる。したがって、樹脂部材２のピストン５外周面に摺動する部分における接触圧力は低減されることになる。
【００２９】
また、凸部２０の高圧側斜面２０ｂのピストン５の外周面に対する傾斜角度が、樹脂部材２の回動により、無圧状態のときと比してより大きくなるため、接触圧力の勾配もより一層急となり、接触圧力のピークは、無圧状態のときと比して大きくなる。
【００３０】
すなわち、図４（ｂ）に示す場合と比して、ピストン５の外周面に面で接触することにより接触圧力のピークは低下するが十分な接触圧力を確保することができ、十分なシール性を得ることができる。
【００３１】
したがって、十分なシール性を確保しつつ接触圧力を低減することにより摺動部分の摩擦を抑制することができ、密封装置の長寿命化を図ることができる。
【００３２】
本実施例においては、樹脂部材２の両端面２１、２２がそれぞれ略平行に形成されているが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施例に係る密封装置の模式的断面図。
【図２】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。
【図３】従来技術に係る密封装置の模式的断面図。
【図４】従来技術に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１  密封装置
２  樹脂部材
３  Ｏリング
４  シリンダ
５  ピストン
Ｘ、Ｘ´  接触圧力分布
【図１】
2007247672.tif 000003
【図２】
2007247672.tif 000004
【図３】
2007247672.tif 000005
【図４】
2007247672.tif 000006