(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２対向面により形成される環状隙間のいずれか一方の面に形成された環状溝に嵌め込まれ、他方の面に当接する摺動面を備えたシール部材と、このシール部材に当接して前記他方の面へと付勢する付勢部材とを備えた密封装置において、
前記シール部材は、前記摺動面を有する周壁部と、この周壁部の軸方向に離れた位置からそれぞれ径方向に延出する一対のフランジ部とを備え、
前記付勢部材は、前記一対のフランジ部をそれぞれ外側に向かって押圧して変位させることにより、前記周壁部を撓ませるように一対のフランジ部の間に嵌め込まれることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記環状溝は、前記シール部材のフランジ部の端部に当接するテーパー部を溝底部に備え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】
前記シール部材のフランジ部は、前記環状溝の側壁部に当接する突条部を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項４】
前記シール部材の周壁部の摺動面側略中央部に、溝を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封装置。
【請求項５】
前記シール部材の周壁部の摺動面は、前記付勢部材がフランジ部の間に嵌め込まれる前において、平坦な面として形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の密封装置。
【請求項６】
前記シール部材は樹脂材料により形成され、前記付勢手段はゴム状弾性材料により形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動面を備えたシール部材とこのシール部材に当接する付勢部材とを備える密封装置に関し、そのシール性を向上させる技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高圧の密封流体（作動油等）が作用する装置の駆動力伝達部等において、ハウジングの軸孔内周面と該軸孔に挿通される軸の外周面との間の環状隙間からの密封流体の漏れを防止するために密封装置が備えられている。
【０００３】
図８は、このような密封装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの断面概略構成（図８（ａ），（ｃ），（ｅ））と，使用形態を説明する断面構成説明図（図８（ｂ），（ｄ），（ｆ））である。
【０００４】
各密封装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、外周側に配置される樹脂材料（例えばＰＴＦＥ等）による樹脂リング１１１，１１２，１１３と、これら樹脂リングの内周側に当接して拡張力を与えるゴム状弾性体によるＯリング１１４，１１５，１１６の２つの構成部材を備えている。
【０００５】
図８（ｂ），（ｄ），（ｆ）において、ハウジング１０１の軸孔１０１ａと軸１０２は同軸的に配置されており、軸１０２は目的に合わせて停止／回転動／揺動／往復動等の動作がなされる。そして、軸１０２の外周面１０２ａには断面矩形状の環状溝１０２ｂが設けられ、密封装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが装着されている。
【０００６】
密封装置１００Ａと１００Ｂは断面矩形状の樹脂リング１１１，１１２を備え、樹脂リング１１１，１１２の外周面１１１ａ，１１２ａ（樹脂リングを円筒形状にみたてた場合その外周壁面）がハウジング１０１の軸孔１０１ａとの摺動面となっている。
【０００７】
また、密封装置１００Ｃは、装着状態において矢印Ａ１０１方向からの流体の進入をより防止可能とする片側シールとして機能させるために、樹脂リング１１３の断面形状を左右非対称としている。
【０００８】
具体的には、外周面を矢印Ａ１０１方向に向けて縮径させた傾斜面部１１３ａと、傾斜面部１１３ａよりも若干小径の平行面部１１３ｂとを軸方向に接続させた外周輪郭を有する断面形状である（図８の断面形状は外周輪郭の特徴を際立たせており、実際の傾斜面部１１３ａと平行面部１１３ｂとの間隔は図に示されたものよりも小さく設定されることもある）。
【０００９】
従って、このような構成の密封装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、樹脂リングとＯリングを組み合わせることにより、弾性の低い樹脂リングに拡張力を与え、対向摺動面（図８ではハウジング１０１の軸孔１０１ａ）に対し所定の圧力で当接させてシール性を発揮させると共に、かつ樹脂材料の特性から摺動性／耐摩耗性に優れたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、密封装置１００Ａ，１００Ｂにおいては、樹脂リング１１１，１１２がＯリング１１４，１１５により略軸方向略中央部に一番大きな拡張力を受けることから、その外周面１１１ａ，１１２ａにおける面圧分布ＰＤ１００Ａ，ＰＤ１００Ｂは、中央部に向かって序々に面圧が高くなる山形形状となっており、面圧の低い軸方向端部より両方向より流体が進入し易くなり、シール性を低下させている。
【００１１】
一方、密封装置１００Ｃでは、耐圧を発揮させる側（図において左側）に急な立ち上がりを有する面圧分布ＰＤ１００Ｃが形成されることになり、矢印Ａ１０１方向のシール性に対しては十分であるが、反対側（図において右側）からは流体が進入し易くなり、シール性を低下させている。
【００１２】
また、密封装置１００Ｃでは、外周壁面が平面（円筒壁面）ではないので、密封装置１００Ａ，１００Ｂに比較して製作性が劣り、また傾斜面部１１３ａの摩耗によって面圧分布が変化しシール性や寿命の低下につながることも懸念されていた。
【００１３】
本発明は上記従来技術の問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、良好なシール性を発揮する面圧分布を形成可能とすること、両方向にシール性を発揮させること等を図り、かつ簡易な構成で密封装置のシール性を向上させることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、２対向面により形成される環状隙間のいずれか一方の面に形成された環状溝に嵌め込まれ、他方の面に当接する摺動面を備えたシール部材と、このシール部材に当接して前記他方の面へと付勢する付勢部材とを備えた密封装置において、前記シール部材は、前記摺動面を有する周壁部と、この周壁部の軸方向に離れた位置からそれぞれ径方向に延出する一対のフランジ部とを備え、前記付勢部材は、前記一対のフランジ部をそれぞれ外側に向かって押圧して変位させることにより、前記周壁部を撓ませるように一対のフランジ部の間に嵌め込まれることを特徴とする。
【００１５】
これにより、シール部材の摺動面が当接する他方の面に対して軸方向に凹むように撓み、摺動面の軸方向端部近傍をピークとする２つの山を有する面圧分布が形成される。
【００１６】
この面圧分布の山の形状は、軸方向外側に急な立ち上がりを有して両方向に高いシール性を発揮し、例えば密封装置を介して２つの流体を混合させずに分離状態とすることもできる。
【００１９】
また、前記環状溝は、前記シール部材のフランジ部の端部に当接するテーパー部を溝底部に備えることも好適である。
【００２０】
これにより、フランジ部の端部がテーパー部に当接することで、フランジ部を２対向面の他方の面側へと押し上げ、摺動面の軸方向端部近傍の面圧を大きくしてシール性をさらに向上させる。
【００２１】
但し、フランジ部の端部にもテーパーを備え、付勢部材による軸方向の付勢中心位置よりも２対向面の他方の面側で環状溝のテーパー部と当接させることにより、前記摺動面を凸状（２対向面の他方の面に対して）に撓ませるレバー手段としてフランジ部が機能することが防止される。
【００２２】
また、前記シール部材のフランジ部は、前記環状溝の側壁部に当接する突条部を備えることも好適である。
【００２３】
これにより、レバー手段として機能するフランジ部を突条部を支点として変位させることができ、フランジ部をより変位させることができ、確実に摺動面の撓みが形成される。
【００２４】
また、前記シール部材の周壁部の摺動面側略中央部に、溝を備えることも好適である。
【００２５】
従って、この溝により周壁部の撓みを容易に形成することができる。また、溝内部にゴム状弾性体によるシールリングや多孔性（スポンジ状）の流体保持部材等を備えることで、シール性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記シール部材の周壁部の摺動面は、前記付勢部材がフランジ部の間に嵌め込まれる前において、平坦な面として形成されていることも好適である。
【００２７】
従って、シール部材の周壁部の摺動面の加工性を低下させることがない。
【００２８】
また、前記シール部材は樹脂材料により形成され、前記付勢手段はゴム状弾性材料により形成されることも好適である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１〜図２は本発明を適用した第１の実施の形態における密封装置１の構成を説明する図である。図１においては、密封装置１が軸１０２に設けた環状溝１０２ｂに嵌め込まれ、２対向面としてのハウジング１０１の軸孔１０１ａと軸１０２の外周面１０２ａの間の環状隙間１０６をシールしている状態を説明する要部の断面構成説明図（軸方向に切断した図）である。
【００３０】
図２においては、密封装置１を構成するシール部材としての樹脂材料により形成された樹脂リング２と付勢部材としてのゴム状弾性材料により形成されたＯリング３をそれぞれ単独で示した断面図（図２（ａ））、樹脂リング２にＯリング３を嵌め込んだ状態の断面図（図２（ｂ））である。
【００３１】
まず図２により密封装置１を構成する部材から説明する。
【００３２】
樹脂リング２は、ＰＴＦＥ等の耐摩耗及び摺動性に優れた樹脂材料であり、周壁部２ａの外周面をハウジング１０１の軸孔１０１ａに当接・摺動する摺動面２ｂとし、周壁部２ａの内周側の軸方向両端部に径方向に延出する１対のフランジ部２ｃ，２ｄを備えている。
【００３３】
フランジ部２ｃ，２ｄの間は、Ｏリング３が嵌め込まれる保持溝２ｅとなっている。尚、摺動面２ｂは、Ｏリング３が嵌め込まれる前において、平坦な面として加工されている。
【００３４】
また、Ｏリング３は、この実施の形態では円形断面形状を呈しており、単独状態での直径Ｗの寸法は、保持溝２ｅの幅Ｈの寸法に対してＷ＞Ｈの関係となるように設定されている。すなわち、保持溝２ｅはＯリング３に対してしめ代を有している。
【００３５】
そして、図２（ｂ）に示されるように樹脂リング２にＯリング３を嵌め込むと、フランジ部２ｃ，２ｄが矢印Ａ１，Ａ２方向に変位し、周壁部２ａを撓ませるレバー手段として機能する。従って、樹脂リング２の摺動面２ｂも軸方向に凹んだ状態となる。
【００３６】
次に図１により、密封装置１が環状溝１０２ｂに嵌め込まれシール機能を発揮している状態を説明する。
【００３７】
樹脂リング２は、Ｏリング３が径方向につぶれる際の反作用として発生する拡張力により、その摺動面２ｂが軸孔１０１ａに対して付勢され当接する。そして摺動面２ｂは軸方向に凹んでいることから摺動面の軸方向端部近傍をピークとする２つの山を有する面圧分布ＰＤ１，ＰＤ２が形成される。
【００３８】
この面圧分布ＰＤ１，ＰＤ２の山の形状は、軸方向外側に急な立ち上がりを有して両方向（図において矢印Ａ３，Ａ４方向から進入しようとする流体に対して）に高いシール性を発揮し、例えばこの密封装置１を介してハウジング１０１内部で２つの流体を混合させずに分離状態とすることもできる。
【００３９】
従って、簡易な構成で摺動面２ｂに両方向にシール性を発揮する面圧分布を形成することができ、密封装置のシール性の向上を図ることができる。
【００４０】
尚、この実施の形態では、環状隙間１０６を密封するために密封装置１も環状としていたが、２対向面が平面の場合にも環状の曲率を大きく設定し、環状の一部を利用したものとみなすことで、適用することが可能である。
【００４１】
（実施の形態２）
図３，４，５に第２の実施の形態における密封装置１１を示す。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ樹脂リング１２，Ｏリング３，軸１０２の環状溝１０２ｃを独立的に示した断面図であり、図４は密封装置１１と環状溝１０２ｃとの係合関係を示す図であり、図５は密封装置１１の作動状態を示す図である。
【００４２】
この密封装置１１では、密封装置１１が嵌め込まれる軸１０２の環状溝１０２ｃに、樹脂リング１２のフランジ部１２ｃ，１２ｄの端部に当接するテーパー部１０２ｄ，１０２ｅを溝底部１０２ｆ（あるいは環状溝１０２ｃの側壁部１０２ｇ，１０２ｈの一部）に備える。
【００４３】
また、樹脂リング１２のフランジ部１２ｃ，１２ｄの端部は、テーパー部１０２ｄ，１０２ｅと比較して軸方向に対して傾斜の緩いテーパー部１２ｅ，１２ｆが備えられている。
【００４４】
そして、樹脂リング１２にＯリング３を嵌め込み、環状溝１０２ｃへと係合させると（図４参照）、樹脂リング１２のテーパー部１２ｅ，１２ｆの外側の端部１２ｇ，１２ｈがテーパー部１０２ｄ，１０２ｅに当接し、フランジ部１２ｃ，１２ｄを矢印Ａ５，Ａ６方向に押上ようとする応力が発生してさらに周壁部１２ａを撓ませ、摺動面１２ｂを軸方向に凹ませる。
【００４５】
このような構成を採用することにより、図５に示されるように、摺動面１２ｂの軸方向端部近傍をピークとする２つの山を有する面圧分布ＰＤ３，ＰＤ４のピーク面圧をより大きくすることができ、両方向のシール性を向上させる。
【００４６】
尚、端部１２ｇ，１２ｈの位置が、Ｏリング３による軸方向の付勢中心位置よりも外周側にあることで、摺動面１２ｂを凸状に撓ませるレバー手段としてフランジ部１２ｃ，１２ｄが機能することが防止され、より好ましい。
【００４７】
（実施の形態３）
図６は、第３の実施の形態に係る密封装置２１の断面構成説明図である。ハウジング１０１及び軸１０２の構成は第１の実施の形態と同じである。また、密封装置２１に関しても第１の実施の形態と同様の構成には同じ符号が付されている。
【００４８】
密封装置２１の特徴的な構成は、樹脂リング２の１対のフランジ部２ｃ，２ｄの軸方向外側に環状溝１０２ｂの側壁部１０２ｇ，１０２ｈに当接する突条部２２，２３を備えている。
【００４９】
これにより、レバー手段として機能するフランジ部２ｃ，２ｄを突条部２２，２３を支点として変位させることができ、フランジ部２ｃ，２ｄをより変位させることができ、確実に摺動面２ｂの撓みが形成される。
【００５０】
その他の作用・効果は第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。尚、突条部２２，２３の位置は、Ｏリング３による軸方向の付勢中心位置よりも外周側にあることで、摺動面２ｂを凸状に撓ませるレバー手段としてフランジ部２ｃ，２ｄが機能することが防止され、より好ましい。
【００５１】
また、その突出断面形状はこの実施の形態のように半円断面に限らず、矩形断面形状等のその他の断面形状を適宜設定することが可能である。
【００５２】
（実施の形態４）
図６は、第４の実施の形態に係る密封装置３１の断面構成説明図である。ハウジング１０１及び軸１０２の構成は第１の実施の形態と同じである。また、密封装置３１に関しても第１の実施の形態と同様の構成には同じ符号が付されている。
【００５３】
密封装置３１の特徴的な構成は、樹脂リング２の摺動面２ｂの略中央部に溝３２を備えている。
【００５４】
従って、この溝３２によりフランジ部２ｃ，２ｄの撓みを容易に形成することができる。また、溝３２の内部にゴム状弾性体によるシールリングや多孔性（スポンジ状）の流体保持部材等を備えることで、シール性を向上させることも可能である。
【００５５】
その他の作用・効果は第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。尚、溝３２の断面形状は、この実施の形態のような略Ｕ字状断面に限らず、円弧断面形状や矩形断面形状を適宜設定することが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
上記に説明されたように、本発明を適用した密封装置によると、簡易な構成で摺動面に良好なシール性を発揮する面圧分布が形成可能となり、また、両方向にシール性を発揮させることが可能となり、密封装置のシール性を向上させることができる。
【００５８】
環状溝がテーパー部を溝底部に備えることにより、フランジ部の端部がテーパー部に当接してフランジ部を２対向面の他方の面側へと押し上げ、摺動面の軸方向端部近傍の面圧を大きくしてシール性をさらに向上させる。
【００５９】
フランジ部に環状溝の側壁部に当接する突条部を備えることにより、レバー手段として機能するフランジ部を突条部を支点として変位させることができ、フランジ部をより変位させることができ、確実に摺動面の撓みが形成される。
【００６０】
シール部材の周壁部の摺動面側略中央部に、溝を備えることにより周壁部の撓みを容易に形成することができ、よりシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る密封装置の構成部材の図。
【図３】図３は第２の実施の形態に係る密封装置構成部材の図。
【図４】図４は第２の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図５】図５は第２の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図６】図６は第３の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図７】図７は第４の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図８】図８は従来の密封装置とその摺動面の面圧分布特性を示す図。
【符号の説明】
１  密封装置
２  樹脂リング（シール部材）
２ａ  周壁部
２ｂ  摺動面
２ｃ，２ｄ  フランジ部
２ｅ  保持溝
３  Ｏリング
１０１  ハウジング
１０１ａ  軸孔
１０２  軸
１０２ａ  外周面
１０２ｂ  環状溝
１０６  環状隙間
ＰＤ１，ＰＤ２  面圧分布
【図１】
0003804257.tif 000002
【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】
0003804257.tif 000007
【図７】
0003804257.tif 000008
【図８】
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