JP2004116550A - 摺動部のシール構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】シール機能の低下や摺動性を悪化させる弊害を防止し、加工が容易で、組付けも容易な摺動部のシール構造を提供することである。
【解決手段】固定部材Ｈまたは可動部材Ｒに設けた環状溝２と、上記環状溝２内に介装され、一方または両方向から流体圧ＰＳが負荷されるＯリング１とにより、固定部材Ｈと可動部材Ｒの間をシールする摺動部のシール構造において、上記環状溝２の側面２ａ、２ｃの一方または両方が環状溝２内方向に傾斜し、かつ、各側面２ａ、２ｃの開口端間の距離がＯリング１の直径以上であることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】固定部材Ｈまたは可動部材Ｒに設けた環状溝２と、上記環状溝２内に介装され、一方または両方向から流体圧ＰＳが負荷されるＯリング１とにより、固定部材Ｈと可動部材Ｒの間をシールする摺動部のシール構造において、上記環状溝２の側面２ａ、２ｃの一方または両方が環状溝２内方向に傾斜し、かつ、各側面２ａ、２ｃの開口端間の距離がＯリング１の直径以上であることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定部材と可動部材の間に介装されるＯリングにより、液体または気体をシールする摺動部のシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シール構造は、密封される流体が外部へ流出すること、またはシール部を境に流体の移動することを防止するために使用され、特に封止部材間にＯリングが使用されているのが一般的である。
【０００３】
そして、従来のＯリングを使用したシール構造は、図９示すものが知られている。具体的には、図９に示すシール構造にあっては、ＪＩＳ規格で標準化されたものであり、このシール構造はＯリング１と環状溝３０とで構成され、環状溝の各側面は環状溝の底部３０ｂより環状溝開口部側が広がるように０から５度の傾斜角をもって傾斜している。また、環状溝３０は、Ｏリング１の直径よりも浅くつくられており、封止部材Ｒと封止部材Ｈとが当接すると、Ｏリング１が、環状溝３０内で押しつぶされながら封止部材Ｒおよび封止部材Ｈと圧接するので、シールされることとなる。
【０００４】
したがって、このようなシール構造でも、シールすることは充分可能である。
【０００５】
また、図１０に示すシール構造の提案（たとえば、非特許文献１参照）もある。このシール構造は、環状溝３１が環状溝側面の傾斜角２４度前後の蟻溝状になっており、開口部がＯリング１の直径より狭くなっている。
【０００６】
【非特許文献１】
小宮山 香苗、外４名、“漏洩防止法”、第１版、日本国、誠文堂新光社、昭和４０年６月３０日、ｐ７６−７７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のシール構造にあっては、以下の不具合を生じる恐れがある。
【０００８】
すなわち、図９に示したシール構造を摺動部に使用すると、環状溝３０内に挿入したＯリング１に側面から流体圧ＰＳが負荷された場合には、Ｏリング１が弾性体であるため、環状溝３０の側面３０ａに押し付けられ変形し、封止部材Ｒおよび封止部材Ｈに接触面圧ＦＲ，ＦＧ２，ＦＧ３が発生する。
【０００９】
このとき、側面３０ａは、環状溝の底部３０ｂより環状溝開口部側が広がるように０から５度の傾斜角をもって傾斜しているから、流体圧ＰＳの負荷だけでなく、側面３０ａから受ける反力も作用する場合もあり、封止部材Ｒ側の接触面圧ＦＲがその分高くなる傾向にある。
【００１０】
すると、上記接触面圧ＦＲが高くなることにより、封止部材Ｒが封止部材Ｈに対して摺動するときに発生する摩擦力が大きくなり、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つける場合があり、その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化させる弊害がある。
【００１１】
また、図１０に示すシール構造にあっては、Ｏリング１が環状溝３１の開口部を塞いでいるので、Ｏリング１には側面から流体圧が負荷されにくい構造となっており、結局Ｏリング１と封止部材Ｒとの接触面圧は、上記のＯリング１側面からの流体圧の影響は受けにくくなる。
【００１２】
したがって、封止部材ＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは、図９に示したシール構造より低くなるが、開口部が、Ｏリング１の直径より狭いために、Ｏリング１を環状溝３１に挿入しにくく、また、環状溝３１が上述の形状であるから、加工も難しい。
【００１３】
そこで、本発明は上記の不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、シール機能の低下や摺動性を悪化させる弊害を防止し、加工が容易で、組付けも容易な摺動部のシール構造を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、第１の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、上記環状溝の側面の一方または両方が環状溝内方向に傾斜し、かつ、各側面の開口端間の距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、環状溝の側面が環状溝内方向に傾斜しているので、流体圧がＯリング側面負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００１６】
さらに、環状溝の各側面の開口端間の距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００１７】
また、第２の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した勾配部を設け、かつ、勾配部の先端と勾配部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離あるいは各勾配部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００１８】
したがって、この場合も、環状溝側面に勾配部を設けて、その勾配部からの反力が環状溝を設けた部材方向に向いているので、固定部材または摺動部材とＯリングとの接触面圧を従来のシール構造よりも低くすることが可能であるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００１９】
さらに、環状溝の開口部の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００２０】
そして、さらに、第３の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した彎曲部を設け、かつ、湾局部の先端と彎曲部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離もしくは各彎曲部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００２１】
この場合も、環状溝側面に彎曲部を設けて、その彎曲部からの反力が環状溝を設けた部材方向に向いているので、固定部材または摺動部材とＯリングとの接触面圧を従来のシール構造よりも低くすることが可能であるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００２２】
また、環状溝の開口部の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００２３】
さらに、第４の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面が前記環状溝の開口端に近いほど軸方向肉厚が厚くなるように勾配されたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２４】
この場合には、環状溝の側面に傾斜を持たせるのではなく、環状溝側面とＯリングとの間に勾配した面を有するリングを挿入することにより、第１の課題解決手段と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
したがって、この場合には、より一層環状溝の加工が容易となり、また、リングを挿入した状態で、リングと他方の環状溝側面との距離をＯリングの直径より小さくすることもでき、その場合には、Ｏリングが環状溝から脱落してしまうのを防止することができる。
【００２６】
そして、また、第５の課題解決手段では、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した勾配部を設けたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２７】
この場合にも、第４の課題解決手段と同様の効果を奏することが可能である。
【００２８】
そして、さらに、第６の課題解決手段では、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した彎曲部を設けたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２９】
この場合にも、第４の課題解決手段と同様の効果を奏することが可能である。
【００３０】
さらに、第７の課題解決手段には、第４および第５の課題解決手段において、環状溝の両側面とＯリングとの間、二箇所に、二つのリングを挿入していることを特徴とする。
【００３１】
したがって、流体圧が、どちらがわから負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００３２】
また、さらに、第８の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されている請求項１に記載の摺動部のシール構造。環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３３】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３４】
そして、また、第９の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３５】
この場合にも、第８の課題解決手段同様に、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３６】
そして、さらに、第１０の課題解決手段は、第２の課題解決手段において、環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３７】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３８】
そして、また、第１１の課題解決手段は、第２の課題解決手段において、環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３９】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４０】
そして、さらに、第１２の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００４１】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４２】
そして、また、第１３の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００４３】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４４】
そして、より具体的には、第１４の課題解決手段は、固定部材を空圧または油圧緩衝器等のヘッド部材とし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンロッドとしたことを特徴とする。
【００４５】
したがって、本発明は、特に、上述のように空圧または油圧緩衝器等の軸受部材とピストンロッドとの間をシールする場合に使用されると高い効果が期待される。
【００４６】
また、第１５の課題解決手段は、固定部材を空圧または油圧緩衝器等のシリンダとし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンとしたことを特徴とする。
【００４７】
したがって、空圧または油圧緩衝器等のシリンダとピストンとの間をシールする場合に使用されると、特に高い効果が期待される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるシール構造は、図１に示す第１の実施の形態と、図３に示す第２の実施の形態と、図５に示す第３の実施の形態と、図６に示す第４の実施の形態と、図７に示す第５の実施の形態と、図８に示す第６の実施の形態とがある。
【００４９】
また、説明の都合上、空圧または油圧緩衝器に本発明が具現化された場合について説明するが、本発明の構成上、およそ摺動部における他のシール部に本発明が具現化可能であることは、本発明の構成上明らかである。
【００５０】
第１の実施の形態におけるシール構造は、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝２とで構成される。
【００５１】
環状溝２は、環状溝内方向に傾斜した環状溝側面２ａと、底部２ｂと、他方の環状溝側面２ｃとで構成され、この環状溝２内には、Ｏリング１が挿入される。そして、軸受部材ＨとピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【００５２】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材Ｈが封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、軸受部材ＨがピストンロッドＲと摺接している。
【００５３】
また、軸受部材ＨとピストンロッドＲが摺接すると環状溝２がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【００５４】
そして、環状溝２の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝２内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【００５５】
つづいて、作用について説明すると、
たとえば、ピストンロッドＲの図１中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図１中左側に移動するとき、軸受部材Ｈの環状溝２内にはＯリング１の図１中右側から、流体圧ＰＳが負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、図１のように変形する。
【００５６】
そうすると、Ｏリング１は、傾斜した側面２ａから、反力を受け、接触面圧ＦＧ２を生じる。他方、ピストンロッドＲとＯリング１との間にも同様に接触面圧ＦＲを生じるが、上述の接触面圧ＦＧ２は、側面２ａが環状溝内方向に傾斜しているため軸受部材Ｈ側に向けて作用するから、Ｏリングが側面の傾斜していない環状溝内に挿入された場合に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなる。すなわち、本発明にあっては、Ｏリングに負荷される流体圧を利用して、可動部材または固定部材とＯリングとの接触面圧ＦＲを低くすることを意図している点で、図１０の従来のシール構造とは、その目的とするところが全く異なることは明らかである。なお、このことは、以下説明する他の実施の形態における発明についても同様である。
【００５７】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【００５８】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【００５９】
さらに、環状溝２の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝２への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成としたので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工が容易となる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【００６１】
この場合には、図２に示すように、環状溝２の側面２ａだけを傾斜するのではなく、他の側面２ｃをも環状溝２内方向へ傾斜させることが好ましい。すなわち、ピストンはシリンダ内を伸側室と圧側室とに画成するため、図１中左右から、流体圧を受けることがあるので、環状溝の両側の側面を傾斜して、シリンダとＯリング１の接触面圧を低くすることが好ましいからである。
【００６２】
上述のように、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしても、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【００６３】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【００６４】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３に示すように、第２の実施の形態におけるシール構造は、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝３とで構成される。
【００６５】
軸受部材ＨおよびピストンロッドＲおよびＯリング１については、第１の実施の形態を同様の構成であるので、その詳しい説明は省略する。
【００６６】
環状溝３は、各側面３ａ、３ｃと底部３ｂとで構成され、うち一方の側面３ａは、底部から垂直に立ち上がっており、その側面３ａ上であって、環状溝３の開口部側に開口部に近づくほど肉厚となる勾配部４が設けられている。
【００６７】
そして、Ｏリング１が環状溝３内に挿入され、軸受部材ＨとピストンロッドＲとが、摺接していることは第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
すなわち、第１の実施の形態で説明したように、ピストンロッドＲの図３中右側にピストンが設けられている場合に、シリンダからピストンロッドＲが突出する際には、やはり、第１の実施の形態と同様に、Ｏリング１は右側面からの流体圧ＰＳにより、図３に示すように、弾性変形する。
【００６９】
そして、Ｏリング１には、環状溝３の側面３ａの勾配部４から、図３中斜め下向きの接触面圧ＦＧ４による反力が働くので、結局、この場合も第１の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００７０】
したがって、第２の実施の形態における作用および効果は、第１の実施の形態と同様となる。
【００７１】
また、勾配部４の先端と他の環状溝３の側面３ｃとの巾は、Ｏリング１の直径以上であるため、この場合にも、Ｏリング１の環状溝３への挿入は容易であるので、摺動部の組付性も良い。
【００７２】
さらに、この場合におけるシール構造にあっても、固定部材をシリンダとし、可動部材をピストンとしても、同様の効果を奏することが可能である。このときには、やはり、第１の実施の形態を同様に、図４に示すように、環状溝３の各側面３ａ、３ｃに勾配部４ａ、４ｂを環状溝内方向に突出させて設けることが好ましい。
【００７３】
つづいて、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態におけるシール構造は、図５に示すように、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝５とで構成される。
【００７４】
軸受部材ＨおよびピストンロッドＲおよびＯリング１については、第１の実施の形態を同様の構成であるので、その詳しい説明は省略する。
【００７５】
環状溝５は、各側面５ａ、５ｃと底部５ｂとで構成され、うち一方の側面５ａは、底部から垂直に立ち上がっており、その側面５ａ上であって、環状溝５の開口部側に開口部に近づくほど肉厚となる彎曲部６が設けられている。
【００７６】
そして、Ｏリング１が環状溝５内に挿入され、軸受部材ＨとピストンロッドＲとが、摺接していることは第１の実施の形態と同様である。
【００７７】
すなわち、第１の実施の形態で説明したように、ピストンロッドＲの図５中右側にピストンが設けられている場合に、シリンダからピストンロッドＲが突出する際には、やはり、第１の実施の形態と同様に、Ｏリング１は右側面からの流体圧により、図５に示すように、弾性変形する。
【００７８】
そして、Ｏリング１には、環状溝５の側面５ａの彎曲部６から、図５中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第１の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００７９】
したがって、第３の実施の形態における作用および効果は、第１の実施の形態と同様となる。
【００８０】
また、彎曲部６の先端と他の環状溝５の側面５ｃとの巾は、Ｏリング１の直径以上であるため、この場合にも、Ｏリング１の環状溝５への挿入は容易であるので、摺動部の組付性も良い。
【００８１】
さらに、この場合におけるシール構造にあっても、固定部材をシリンダとし、可動部材をピストンとしても、同様の効果を奏することが可能である。このときには、やはり、第１の実施の形態を同様に、環状溝５の各側面５ａ、５ｃに彎曲部を環状溝方向に突出させて設けることが好ましい。
【００８２】
さらに、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態におけるシール構造は、図６に示すように、固定部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで構成した軸受部材と、勾配部７を設けた環状溝側面８ａを構成する第１部材Ｈ１と、底部８ｂおよび他方の環状溝側面８ｃを構成する第２部材Ｈ２とで形成されている環状溝８と、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１とで構成される。
【００８３】
環状溝８は、第１部材Ｈ１の側面で形成される環状溝側面８ａと、第２部材Ｈ２に段部を設けて段部の水平面で形成される環状溝底部８ｂと同じく段部の垂直面で形成される他方の環状溝側面８ｃとで構成され、第１部材Ｈ１側で形成する環状溝側面８ａは、第１部材Ｈ１底部から垂直に立ち上がっており、その側面８ａ上であって、環状溝８の開口部側に、環状溝８内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部７が設けられている。
【００８４】
ここでは、詳しく説明しないが、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２は、たとえば、螺合、圧入されることにより結合されている。
【００８５】
したがって、この場合には、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで、軸受部材が構成されることとなる。
【００８６】
そして、環状溝８内には、Ｏリング１が挿入される。さらに、第１部材Ｈ１および第２部材Ｈ２は、ピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【００８７】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２が封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２がピストンロッドＲと摺接している。
【００８８】
また、軸受部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２がピストンロッドＲに摺接すると環状溝８がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【００８９】
そして、環状溝８の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝８内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【００９０】
つづいて、作用について説明すると、
たとえば、ピストンロッドＲの図６中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図６中左側に移動するとき、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで形成する環状溝８内にはＯリング１の図６中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図６のように変形する。
【００９１】
そして、Ｏリング１には、環状溝８の側面８ａの勾配部７から、図６中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第２の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００９２】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【００９３】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【００９４】
さらに、環状溝８の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝８への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで環状溝８を形成したので、従来のシール構造と比較して、軸受部材に直接環状溝を形成するのではなく、第１部材Ｈ１に勾配部７と形成する一方、第２部材に段部を形成するだけでよいので、軸受部材への環状溝を形成する加工が一層容易となる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【００９６】
この場合には、第２部材の段部の垂直面で形成する環状溝側面８ｃにも、環状溝８内方向に突出する勾配部を設けることで、環状溝８の形状は、図４と同様になるので、第３の実施の形態で説明した、両側から流体圧ＰＳを受ける部位にこのシール構造を適用することができ、この場合にも、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【００９７】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【００９８】
また、本実施の形態では、環状溝側面に勾配部を設けているものにつき説明したが、勾配部に替えて第３の実施の形態で説明した彎曲部を設けても良く、さらに、第１の実施の形態で説明した環状溝側面自体を環状溝内方向に傾斜させても良い。
【００９９】
さらに、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態におけるシール構造は、図７に示すように、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４とを有する可動部材たるピストンＰと、勾配部９ａを設けた環状溝側面１０ａを構成する第１部材Ｈ１と、底部１０ｂを形成する第２部材Ｈ３と、他方の勾配部９ｂを設けた環状溝側面１０ｃを構成する第３部材Ｈ４とで形成されている環状溝１０と、固定部材たるシリンダＳと、Ｏリング１とで構成される。
【０１００】
環状溝１０は、第１部材Ｈ１の側面で形成される環状溝側面１０ａと、第２部材Ｈ３の外周面で形成される環状溝底部１０ｂと、第３部材Ｈ４の側面で形成される他方の環状溝側面１０ｃとで構成され、第１部材Ｈ１側で形成する環状溝側面１０ａは、第１部材Ｈ１底部から垂直に立ち上がっており、その側面１０ａ上であって、環状溝１０の開口部側に、環状溝１０内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部９ａが設けられている。さらに、第３部材Ｈ４で形成する他方の環状溝側面１０ｃは、第３部材Ｈ４底部から垂直に立ち上がっており、その側面１０ｃ上であって、環状溝１０の開口部側に、環状溝１０内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部９ｂが設けられている。
【０１０１】
ここでは、詳しく説明しないが、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４は、たとえば、螺合、圧入されることにより結合されている。
【０１０２】
したがって、この場合には、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４で、ピストンＰの全部または一部が構成されることとなる。
【０１０３】
そして、環状溝１０内には、Ｏリング１が挿入される。さらに、第１部材Ｈ１および第２部材Ｈ３および第３部材Ｈ４は、シリンダＳは当接するように配置されている。
【０１０４】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンＰは、たとえば、シリンダＳ内に移動自在に挿入されたピストンロッド（図示せず）の先端に配在され、シリンダＳを圧側室と伸側室に画成している。
【０１０５】
そして、上述のように第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がピストンＰの全部または一部を構成し、シリンダＳ内には、流体が封入され、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がシリンダＳと摺接している。
【０１０６】
また、ピストンＰの全部または一部たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がシリンダＳに摺接すると環状溝１０がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もシリンダＳと摺接することとなる。
【０１０７】
そして、環状溝１０の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝１０内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【０１０８】
つづいて、作用について説明すると、たとえば、ピストンＰがシリンダＳ内を図７中右側に移動すると、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４とで形成する環状溝１０内にはＯリング１の図７中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図７のように変形する。
【０１０９】
そして、Ｏリング１には、環状溝１０の側面１０ａの勾配部９ａから、図７中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第２の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【０１１０】
したがって、従来のシール構造に比較して、シリンダＳとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダＳとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【０１１１】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【０１１２】
また、逆にピストンＰがシリンダＳ内を図７中左側に移動したときは、上記した場合とは全く正反対に流体圧ＰＳを受けることとなるが、この場合にも、動作が正反対となるだけで、作用効果はピストンＰがシリンダＳ内を右に移動した場合と同様である。
【０１１３】
さらに、環状溝１０の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝１０への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４で環状溝１０を形成したので、従来のシール構造と比較して、軸受部材に直接環状溝を形成するのではなく、第１部材Ｈ１および第３部材に勾配部９ａ、９ｂを形成するだけでよいので、ピストンへの環状溝を形成する加工が一層容易となる。
【０１１４】
最後に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態におけるシール構造は、図８に示すように、固定部材たる軸受部材Ｈ５と、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈ５に設けた環状溝１１と、環状溝の側面１１ａとＯリング１との間に、Ｏリング１側の端面であって前記環状溝１１の内方かつ開口端側に突出した勾配部１２ａを設けたリング１２とで構成される。
【０１１５】
環状溝１１は、軸受部材Ｈ５に形成される水平な底部１１ｂと、水平な底部１１ｂに対し垂直な各側面１１ａ、１１ｃとで構成される。そして、この環状溝１１内にＯリング１が挿入される。
【０１１６】
さらに、環状溝１１内で、環状溝側面１１ａとＯリング１との間に、上述のリング１２が勾配部１２ａをＯリング１側に向けて挿入される。このとき、リング１２の挿入場所は、Ｏリング１に流体圧ＰＳが負荷される方と反対側に挿入される。
【０１１７】
なお、上記リングを低摩擦のＰＴＦＥ材等でつくる場合には、変形させて環状溝１１に挿入可能な場合にはエンドレスリングに、挿入が困難な場合には円周状の１部を切り開くカットリングとするとよい。また、図６、７に示すように環状溝を複数部材で構成する場合にはエンドレスリングとカットリングのいずれも使用可能である。
【０１１８】
そうしておいて、軸受部材Ｈ５とピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【０１１９】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材Ｈ５が封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、軸受部材ＨがピストンロッドＲと摺接している。
【０１２０】
また、軸受部材Ｈ５とピストンロッドＲが摺接すると環状溝１１がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【０１２１】
そして、環状溝１１の軸方向の開口部巾は、リング１２が挿入される分、Ｏリング１の直径以上の長さに設定されるので、環状溝１０内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【０１２２】
さらに、本実施の形態では、リング１２を挿入したときに、勾配部１２ａの先端とリング１２が挿入されない方の環状溝側面１１ｃとの距離をＯリング１の直径より小さくすると、リング１２はＯリング１が環状溝１１内から脱落することを防止する抜け止めとしても機能する。
【０１２３】
つづいて、作用について説明すると、たとえば、ピストンロッドＲの図８中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図８中左側に移動するとき、軸受部材Ｈの環状溝１１内にはＯリング１の図８中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図８のように変形する。
【０１２４】
そうすると、Ｏリング１は、リング１２の勾配部１２ａから、第２の実施の形態と同様に図８中斜め下向きの反力が働くので、Ｏリング１が側面の傾斜していない環状溝内に挿入された場合に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなる。
【０１２５】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【０１２６】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【０１２７】
さらに、環状溝１１の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝１１への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、環状溝１１を形成するに際し、わざわざ環状溝の側面に傾斜を設けなくてよいので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工が容易となる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【０１２９】
この場合には、環状溝１１の側面１１ａとＯリング１との間にリング１２を設けるだけでなく、他の側面１１ｃとＯリング１との間にも、Ｏリング１側に勾配部１２ａを向けてリング１２を挿入する。すなわち、ピストンはシリンダ内を伸側室と圧側室とに画成するため、図中左右から、流体圧を受けることがあるので、Ｏリング１の両側リング１２の勾配部１２ａから反力を受けることにより、シリンダとＯリング１の接触面圧を低くすることが可能である。
【０１３０】
上述のように、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしても、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３１】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【０１３２】
また、本実施の形態では、リング側面に勾配部を設けているものにつき説明したが、勾配部に替えて彎曲部を設けても良く、さらに、Ｏリング側の端面が外径側の軸方向巾より内径側の軸方向巾が狭くなるように勾配されたリングにしても良い。
【０１３３】
【発明の効果】
請求項１、２および３に記載の発明によれば、固定部材または可動部材に環状溝側面を環状溝内方向に傾斜させた環状溝、もしくは勾配部、もしくは彎曲部を設けたので、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１３４】
そして、ひいては、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３５】
さらに、環状溝の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【０１３６】
また、請求項４、５および６の発明によれば、Ｏリングが挿入される環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面が前記環状溝の開口端に近いほど軸方向肉厚が厚くなるように勾配された、もしくは、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した勾配部を設けた、もしくは、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した彎曲部を設けたリングを挿入したので、Ｏリングの側面に流体圧が負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１３７】
そして、ひいては、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３８】
さらに、環状溝を形成するに際し、わざわざ環状溝の側面に傾斜を設けなくてよいので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工がより一層容易となる。
【０１３９】
また、リングを挿入した状態で、リングと他方の環状溝側面との距離をＯリングの直径より小さくすることもでき、その場合には、Ｏリングが環状溝から脱落してしまうのを防止することができる。
【０１４０】
また、請求項７の発明によれば、環状溝内のＯリングの両側に勾配部等を備えたリングを設けているので、Ｏリングの左右どちらから流体圧が負荷されても、Ｏリングと可動部材または固定部材との接触面圧を低くすることができる。
【０１４１】
したがって、Ｏリングの左右どちらがわから流体圧が負荷されても、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１４２】
さらに、請求項８、１０および１２に記載の発明によれば、環状溝が、傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されているので、請求項１、２および３の発明と同様の効果を奏することは勿論のこととして、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【０１４３】
そして、また、請求項９、１１および１３の発明によれば、環状溝が、傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第３部材とで形成されているので、請求項１、２および３の発明と同様の効果を奏することは勿論のこととして、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【０１４４】
そして、さらに、請求項１４の発明によれば、上述の各効果は、空圧または油圧緩衝器等の軸受部材とピストンロッドとの間をシールする場合に使用される場合に、特に高い効果が期待できる。
【０１４５】
そして、また、請求項１５の発明によれば、上述の各効果は、空圧または油圧緩衝器等のシリンダとピストンとの間をシールする場合に使用されると、特に高い効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態における両環状溝側面を環状溝内方向に傾斜したシール構造の縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態における両環状溝側面に勾配部を設けたシール構造の縦断面図である。
【図５】第３の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図６】第４の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図７】第５の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図８】第６の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図９】従来のシール構造の縦断面図である。
【図１０】従来のシール構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１ Ｏリング
２、３、５、８、１０、１１ 環状溝
２ａ、２ｃ、３ａ、３ｃ、５ａ、５ｃ、８ａ、８ｃ、１０ａ、１０ｃ、１１ａ、２ｂ、３ｂ、５ｂ、８ｂ、１０ｂ、１１ｂ 底部
４、４ａ、４ｂ、７、９ａ、９ｂ、１２ａ 勾配部
６ 彎曲部
Ｈ、Ｈ５ 固定部材たる軸受部材
Ｈ１ 第１部材
Ｈ２、Ｈ３ 第２部材
Ｈ４ 第３部材
Ｐ 可動部材たるピストン
Ｒ 可動部材たるピストンロッド
ＦＲ、ＦＧ２、ＦＧ４ 接触面積
ＰＳ 流体圧
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定部材と可動部材の間に介装されるＯリングにより、液体または気体をシールする摺動部のシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シール構造は、密封される流体が外部へ流出すること、またはシール部を境に流体の移動することを防止するために使用され、特に封止部材間にＯリングが使用されているのが一般的である。
【０００３】
そして、従来のＯリングを使用したシール構造は、図９示すものが知られている。具体的には、図９に示すシール構造にあっては、ＪＩＳ規格で標準化されたものであり、このシール構造はＯリング１と環状溝３０とで構成され、環状溝の各側面は環状溝の底部３０ｂより環状溝開口部側が広がるように０から５度の傾斜角をもって傾斜している。また、環状溝３０は、Ｏリング１の直径よりも浅くつくられており、封止部材Ｒと封止部材Ｈとが当接すると、Ｏリング１が、環状溝３０内で押しつぶされながら封止部材Ｒおよび封止部材Ｈと圧接するので、シールされることとなる。
【０００４】
したがって、このようなシール構造でも、シールすることは充分可能である。
【０００５】
また、図１０に示すシール構造の提案（たとえば、非特許文献１参照）もある。このシール構造は、環状溝３１が環状溝側面の傾斜角２４度前後の蟻溝状になっており、開口部がＯリング１の直径より狭くなっている。
【０００６】
【非特許文献１】
小宮山 香苗、外４名、“漏洩防止法”、第１版、日本国、誠文堂新光社、昭和４０年６月３０日、ｐ７６−７７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のシール構造にあっては、以下の不具合を生じる恐れがある。
【０００８】
すなわち、図９に示したシール構造を摺動部に使用すると、環状溝３０内に挿入したＯリング１に側面から流体圧ＰＳが負荷された場合には、Ｏリング１が弾性体であるため、環状溝３０の側面３０ａに押し付けられ変形し、封止部材Ｒおよび封止部材Ｈに接触面圧ＦＲ，ＦＧ２，ＦＧ３が発生する。
【０００９】
このとき、側面３０ａは、環状溝の底部３０ｂより環状溝開口部側が広がるように０から５度の傾斜角をもって傾斜しているから、流体圧ＰＳの負荷だけでなく、側面３０ａから受ける反力も作用する場合もあり、封止部材Ｒ側の接触面圧ＦＲがその分高くなる傾向にある。
【００１０】
すると、上記接触面圧ＦＲが高くなることにより、封止部材Ｒが封止部材Ｈに対して摺動するときに発生する摩擦力が大きくなり、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つける場合があり、その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化させる弊害がある。
【００１１】
また、図１０に示すシール構造にあっては、Ｏリング１が環状溝３１の開口部を塞いでいるので、Ｏリング１には側面から流体圧が負荷されにくい構造となっており、結局Ｏリング１と封止部材Ｒとの接触面圧は、上記のＯリング１側面からの流体圧の影響は受けにくくなる。
【００１２】
したがって、封止部材ＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは、図９に示したシール構造より低くなるが、開口部が、Ｏリング１の直径より狭いために、Ｏリング１を環状溝３１に挿入しにくく、また、環状溝３１が上述の形状であるから、加工も難しい。
【００１３】
そこで、本発明は上記の不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、シール機能の低下や摺動性を悪化させる弊害を防止し、加工が容易で、組付けも容易な摺動部のシール構造を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、第１の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、上記環状溝の側面の一方または両方が環状溝内方向に傾斜し、かつ、各側面の開口端間の距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、環状溝の側面が環状溝内方向に傾斜しているので、流体圧がＯリング側面負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００１６】
さらに、環状溝の各側面の開口端間の距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００１７】
また、第２の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した勾配部を設け、かつ、勾配部の先端と勾配部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離あるいは各勾配部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００１８】
したがって、この場合も、環状溝側面に勾配部を設けて、その勾配部からの反力が環状溝を設けた部材方向に向いているので、固定部材または摺動部材とＯリングとの接触面圧を従来のシール構造よりも低くすることが可能であるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００１９】
さらに、環状溝の開口部の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００２０】
そして、さらに、第３の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した彎曲部を設け、かつ、湾局部の先端と彎曲部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離もしくは各彎曲部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする。
【００２１】
この場合も、環状溝側面に彎曲部を設けて、その彎曲部からの反力が環状溝を設けた部材方向に向いているので、固定部材または摺動部材とＯリングとの接触面圧を従来のシール構造よりも低くすることが可能であるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００２２】
また、環状溝の開口部の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【００２３】
さらに、第４の課題解決手段は、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面が前記環状溝の開口端に近いほど軸方向肉厚が厚くなるように勾配されたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２４】
この場合には、環状溝の側面に傾斜を持たせるのではなく、環状溝側面とＯリングとの間に勾配した面を有するリングを挿入することにより、第１の課題解決手段と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
したがって、この場合には、より一層環状溝の加工が容易となり、また、リングを挿入した状態で、リングと他方の環状溝側面との距離をＯリングの直径より小さくすることもでき、その場合には、Ｏリングが環状溝から脱落してしまうのを防止することができる。
【００２６】
そして、また、第５の課題解決手段では、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した勾配部を設けたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２７】
この場合にも、第４の課題解決手段と同様の効果を奏することが可能である。
【００２８】
そして、さらに、第６の課題解決手段では、固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した彎曲部を設けたリングを挿入したことを特徴とする。
【００２９】
この場合にも、第４の課題解決手段と同様の効果を奏することが可能である。
【００３０】
さらに、第７の課題解決手段には、第４および第５の課題解決手段において、環状溝の両側面とＯリングとの間、二箇所に、二つのリングを挿入していることを特徴とする。
【００３１】
したがって、流体圧が、どちらがわから負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【００３２】
また、さらに、第８の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されている請求項１に記載の摺動部のシール構造。環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３３】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３４】
そして、また、第９の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３５】
この場合にも、第８の課題解決手段同様に、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３６】
そして、さらに、第１０の課題解決手段は、第２の課題解決手段において、環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３７】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００３８】
そして、また、第１１の課題解決手段は、第２の課題解決手段において、環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００３９】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４０】
そして、さらに、第１２の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されていることを特徴とする。
【００４１】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４２】
そして、また、第１３の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されていることを特徴とする。
【００４３】
したがって、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【００４４】
そして、より具体的には、第１４の課題解決手段は、固定部材を空圧または油圧緩衝器等のヘッド部材とし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンロッドとしたことを特徴とする。
【００４５】
したがって、本発明は、特に、上述のように空圧または油圧緩衝器等の軸受部材とピストンロッドとの間をシールする場合に使用されると高い効果が期待される。
【００４６】
また、第１５の課題解決手段は、固定部材を空圧または油圧緩衝器等のシリンダとし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンとしたことを特徴とする。
【００４７】
したがって、空圧または油圧緩衝器等のシリンダとピストンとの間をシールする場合に使用されると、特に高い効果が期待される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるシール構造は、図１に示す第１の実施の形態と、図３に示す第２の実施の形態と、図５に示す第３の実施の形態と、図６に示す第４の実施の形態と、図７に示す第５の実施の形態と、図８に示す第６の実施の形態とがある。
【００４９】
また、説明の都合上、空圧または油圧緩衝器に本発明が具現化された場合について説明するが、本発明の構成上、およそ摺動部における他のシール部に本発明が具現化可能であることは、本発明の構成上明らかである。
【００５０】
第１の実施の形態におけるシール構造は、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝２とで構成される。
【００５１】
環状溝２は、環状溝内方向に傾斜した環状溝側面２ａと、底部２ｂと、他方の環状溝側面２ｃとで構成され、この環状溝２内には、Ｏリング１が挿入される。そして、軸受部材ＨとピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【００５２】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材Ｈが封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、軸受部材ＨがピストンロッドＲと摺接している。
【００５３】
また、軸受部材ＨとピストンロッドＲが摺接すると環状溝２がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【００５４】
そして、環状溝２の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝２内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【００５５】
つづいて、作用について説明すると、
たとえば、ピストンロッドＲの図１中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図１中左側に移動するとき、軸受部材Ｈの環状溝２内にはＯリング１の図１中右側から、流体圧ＰＳが負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、図１のように変形する。
【００５６】
そうすると、Ｏリング１は、傾斜した側面２ａから、反力を受け、接触面圧ＦＧ２を生じる。他方、ピストンロッドＲとＯリング１との間にも同様に接触面圧ＦＲを生じるが、上述の接触面圧ＦＧ２は、側面２ａが環状溝内方向に傾斜しているため軸受部材Ｈ側に向けて作用するから、Ｏリングが側面の傾斜していない環状溝内に挿入された場合に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなる。すなわち、本発明にあっては、Ｏリングに負荷される流体圧を利用して、可動部材または固定部材とＯリングとの接触面圧ＦＲを低くすることを意図している点で、図１０の従来のシール構造とは、その目的とするところが全く異なることは明らかである。なお、このことは、以下説明する他の実施の形態における発明についても同様である。
【００５７】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【００５８】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【００５９】
さらに、環状溝２の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝２への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成としたので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工が容易となる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【００６１】
この場合には、図２に示すように、環状溝２の側面２ａだけを傾斜するのではなく、他の側面２ｃをも環状溝２内方向へ傾斜させることが好ましい。すなわち、ピストンはシリンダ内を伸側室と圧側室とに画成するため、図１中左右から、流体圧を受けることがあるので、環状溝の両側の側面を傾斜して、シリンダとＯリング１の接触面圧を低くすることが好ましいからである。
【００６２】
上述のように、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしても、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【００６３】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【００６４】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３に示すように、第２の実施の形態におけるシール構造は、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝３とで構成される。
【００６５】
軸受部材ＨおよびピストンロッドＲおよびＯリング１については、第１の実施の形態を同様の構成であるので、その詳しい説明は省略する。
【００６６】
環状溝３は、各側面３ａ、３ｃと底部３ｂとで構成され、うち一方の側面３ａは、底部から垂直に立ち上がっており、その側面３ａ上であって、環状溝３の開口部側に開口部に近づくほど肉厚となる勾配部４が設けられている。
【００６７】
そして、Ｏリング１が環状溝３内に挿入され、軸受部材ＨとピストンロッドＲとが、摺接していることは第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
すなわち、第１の実施の形態で説明したように、ピストンロッドＲの図３中右側にピストンが設けられている場合に、シリンダからピストンロッドＲが突出する際には、やはり、第１の実施の形態と同様に、Ｏリング１は右側面からの流体圧ＰＳにより、図３に示すように、弾性変形する。
【００６９】
そして、Ｏリング１には、環状溝３の側面３ａの勾配部４から、図３中斜め下向きの接触面圧ＦＧ４による反力が働くので、結局、この場合も第１の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００７０】
したがって、第２の実施の形態における作用および効果は、第１の実施の形態と同様となる。
【００７１】
また、勾配部４の先端と他の環状溝３の側面３ｃとの巾は、Ｏリング１の直径以上であるため、この場合にも、Ｏリング１の環状溝３への挿入は容易であるので、摺動部の組付性も良い。
【００７２】
さらに、この場合におけるシール構造にあっても、固定部材をシリンダとし、可動部材をピストンとしても、同様の効果を奏することが可能である。このときには、やはり、第１の実施の形態を同様に、図４に示すように、環状溝３の各側面３ａ、３ｃに勾配部４ａ、４ｂを環状溝内方向に突出させて設けることが好ましい。
【００７３】
つづいて、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態におけるシール構造は、図５に示すように、固定部材たる軸受部材Ｈと、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈに設けた環状溝５とで構成される。
【００７４】
軸受部材ＨおよびピストンロッドＲおよびＯリング１については、第１の実施の形態を同様の構成であるので、その詳しい説明は省略する。
【００７５】
環状溝５は、各側面５ａ、５ｃと底部５ｂとで構成され、うち一方の側面５ａは、底部から垂直に立ち上がっており、その側面５ａ上であって、環状溝５の開口部側に開口部に近づくほど肉厚となる彎曲部６が設けられている。
【００７６】
そして、Ｏリング１が環状溝５内に挿入され、軸受部材ＨとピストンロッドＲとが、摺接していることは第１の実施の形態と同様である。
【００７７】
すなわち、第１の実施の形態で説明したように、ピストンロッドＲの図５中右側にピストンが設けられている場合に、シリンダからピストンロッドＲが突出する際には、やはり、第１の実施の形態と同様に、Ｏリング１は右側面からの流体圧により、図５に示すように、弾性変形する。
【００７８】
そして、Ｏリング１には、環状溝５の側面５ａの彎曲部６から、図５中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第１の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００７９】
したがって、第３の実施の形態における作用および効果は、第１の実施の形態と同様となる。
【００８０】
また、彎曲部６の先端と他の環状溝５の側面５ｃとの巾は、Ｏリング１の直径以上であるため、この場合にも、Ｏリング１の環状溝５への挿入は容易であるので、摺動部の組付性も良い。
【００８１】
さらに、この場合におけるシール構造にあっても、固定部材をシリンダとし、可動部材をピストンとしても、同様の効果を奏することが可能である。このときには、やはり、第１の実施の形態を同様に、環状溝５の各側面５ａ、５ｃに彎曲部を環状溝方向に突出させて設けることが好ましい。
【００８２】
さらに、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態におけるシール構造は、図６に示すように、固定部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで構成した軸受部材と、勾配部７を設けた環状溝側面８ａを構成する第１部材Ｈ１と、底部８ｂおよび他方の環状溝側面８ｃを構成する第２部材Ｈ２とで形成されている環状溝８と、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１とで構成される。
【００８３】
環状溝８は、第１部材Ｈ１の側面で形成される環状溝側面８ａと、第２部材Ｈ２に段部を設けて段部の水平面で形成される環状溝底部８ｂと同じく段部の垂直面で形成される他方の環状溝側面８ｃとで構成され、第１部材Ｈ１側で形成する環状溝側面８ａは、第１部材Ｈ１底部から垂直に立ち上がっており、その側面８ａ上であって、環状溝８の開口部側に、環状溝８内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部７が設けられている。
【００８４】
ここでは、詳しく説明しないが、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２は、たとえば、螺合、圧入されることにより結合されている。
【００８５】
したがって、この場合には、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで、軸受部材が構成されることとなる。
【００８６】
そして、環状溝８内には、Ｏリング１が挿入される。さらに、第１部材Ｈ１および第２部材Ｈ２は、ピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【００８７】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２が封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２がピストンロッドＲと摺接している。
【００８８】
また、軸受部材たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２がピストンロッドＲに摺接すると環状溝８がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【００８９】
そして、環状溝８の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝８内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【００９０】
つづいて、作用について説明すると、
たとえば、ピストンロッドＲの図６中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図６中左側に移動するとき、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで形成する環状溝８内にはＯリング１の図６中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図６のように変形する。
【００９１】
そして、Ｏリング１には、環状溝８の側面８ａの勾配部７から、図６中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第２の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【００９２】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【００９３】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【００９４】
さらに、環状溝８の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝８への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ２とで環状溝８を形成したので、従来のシール構造と比較して、軸受部材に直接環状溝を形成するのではなく、第１部材Ｈ１に勾配部７と形成する一方、第２部材に段部を形成するだけでよいので、軸受部材への環状溝を形成する加工が一層容易となる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【００９６】
この場合には、第２部材の段部の垂直面で形成する環状溝側面８ｃにも、環状溝８内方向に突出する勾配部を設けることで、環状溝８の形状は、図４と同様になるので、第３の実施の形態で説明した、両側から流体圧ＰＳを受ける部位にこのシール構造を適用することができ、この場合にも、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【００９７】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【００９８】
また、本実施の形態では、環状溝側面に勾配部を設けているものにつき説明したが、勾配部に替えて第３の実施の形態で説明した彎曲部を設けても良く、さらに、第１の実施の形態で説明した環状溝側面自体を環状溝内方向に傾斜させても良い。
【００９９】
さらに、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態におけるシール構造は、図７に示すように、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４とを有する可動部材たるピストンＰと、勾配部９ａを設けた環状溝側面１０ａを構成する第１部材Ｈ１と、底部１０ｂを形成する第２部材Ｈ３と、他方の勾配部９ｂを設けた環状溝側面１０ｃを構成する第３部材Ｈ４とで形成されている環状溝１０と、固定部材たるシリンダＳと、Ｏリング１とで構成される。
【０１００】
環状溝１０は、第１部材Ｈ１の側面で形成される環状溝側面１０ａと、第２部材Ｈ３の外周面で形成される環状溝底部１０ｂと、第３部材Ｈ４の側面で形成される他方の環状溝側面１０ｃとで構成され、第１部材Ｈ１側で形成する環状溝側面１０ａは、第１部材Ｈ１底部から垂直に立ち上がっており、その側面１０ａ上であって、環状溝１０の開口部側に、環状溝１０内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部９ａが設けられている。さらに、第３部材Ｈ４で形成する他方の環状溝側面１０ｃは、第３部材Ｈ４底部から垂直に立ち上がっており、その側面１０ｃ上であって、環状溝１０の開口部側に、環状溝１０内に突出する向に、開口部に近づくほど肉厚となる勾配部９ｂが設けられている。
【０１０１】
ここでは、詳しく説明しないが、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４は、たとえば、螺合、圧入されることにより結合されている。
【０１０２】
したがって、この場合には、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４で、ピストンＰの全部または一部が構成されることとなる。
【０１０３】
そして、環状溝１０内には、Ｏリング１が挿入される。さらに、第１部材Ｈ１および第２部材Ｈ３および第３部材Ｈ４は、シリンダＳは当接するように配置されている。
【０１０４】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンＰは、たとえば、シリンダＳ内に移動自在に挿入されたピストンロッド（図示せず）の先端に配在され、シリンダＳを圧側室と伸側室に画成している。
【０１０５】
そして、上述のように第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がピストンＰの全部または一部を構成し、シリンダＳ内には、流体が封入され、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がシリンダＳと摺接している。
【０１０６】
また、ピストンＰの全部または一部たる第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４がシリンダＳに摺接すると環状溝１０がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もシリンダＳと摺接することとなる。
【０１０７】
そして、環状溝１０の軸方向の開口部巾は、Ｏリング１の直径以上の長さであるので、環状溝１０内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【０１０８】
つづいて、作用について説明すると、たとえば、ピストンＰがシリンダＳ内を図７中右側に移動すると、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４とで形成する環状溝１０内にはＯリング１の図７中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図７のように変形する。
【０１０９】
そして、Ｏリング１には、環状溝１０の側面１０ａの勾配部９ａから、図７中斜め下向きの反力が働くので、結局、この場合も第２の実施の形態と同様に、接触面圧ＦＲは、従来のシール構造に比べて、低い面圧となる。
【０１１０】
したがって、従来のシール構造に比較して、シリンダＳとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダＳとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【０１１１】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【０１１２】
また、逆にピストンＰがシリンダＳ内を図７中左側に移動したときは、上記した場合とは全く正反対に流体圧ＰＳを受けることとなるが、この場合にも、動作が正反対となるだけで、作用効果はピストンＰがシリンダＳ内を右に移動した場合と同様である。
【０１１３】
さらに、環状溝１０の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝１０への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、第１部材Ｈ１と第２部材Ｈ３と第３部材Ｈ４で環状溝１０を形成したので、従来のシール構造と比較して、軸受部材に直接環状溝を形成するのではなく、第１部材Ｈ１および第３部材に勾配部９ａ、９ｂを形成するだけでよいので、ピストンへの環状溝を形成する加工が一層容易となる。
【０１１４】
最後に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態におけるシール構造は、図８に示すように、固定部材たる軸受部材Ｈ５と、可動部材たるピストンロッドＲと、Ｏリング１と、軸受部材Ｈ５に設けた環状溝１１と、環状溝の側面１１ａとＯリング１との間に、Ｏリング１側の端面であって前記環状溝１１の内方かつ開口端側に突出した勾配部１２ａを設けたリング１２とで構成される。
【０１１５】
環状溝１１は、軸受部材Ｈ５に形成される水平な底部１１ｂと、水平な底部１１ｂに対し垂直な各側面１１ａ、１１ｃとで構成される。そして、この環状溝１１内にＯリング１が挿入される。
【０１１６】
さらに、環状溝１１内で、環状溝側面１１ａとＯリング１との間に、上述のリング１２が勾配部１２ａをＯリング１側に向けて挿入される。このとき、リング１２の挿入場所は、Ｏリング１に流体圧ＰＳが負荷される方と反対側に挿入される。
【０１１７】
なお、上記リングを低摩擦のＰＴＦＥ材等でつくる場合には、変形させて環状溝１１に挿入可能な場合にはエンドレスリングに、挿入が困難な場合には円周状の１部を切り開くカットリングとするとよい。また、図６、７に示すように環状溝を複数部材で構成する場合にはエンドレスリングとカットリングのいずれも使用可能である。
【０１１８】
そうしておいて、軸受部材Ｈ５とピストンロッドＲは当接するように配置されている。
【０１１９】
ここで、詳しく説明はしないが、ピストンロッドＲは、たとえば、シリンダ（図示せず）内にピストン（図示せず）を介して移動自在に挿入されており、該シリンダの上端を軸受部材Ｈ５が封止しており、シリンダ内には、流体が封入され、軸受部材ＨがピストンロッドＲと摺接している。
【０１２０】
また、軸受部材Ｈ５とピストンロッドＲが摺接すると環状溝１１がＯリング１の直径より浅くつくられており、Ｏリング１もピストンロッドＲと摺接することとなる。
【０１２１】
そして、環状溝１１の軸方向の開口部巾は、リング１２が挿入される分、Ｏリング１の直径以上の長さに設定されるので、環状溝１０内へのＯリング１の挿入は容易であるから、摺動部の組付性も良い。
【０１２２】
さらに、本実施の形態では、リング１２を挿入したときに、勾配部１２ａの先端とリング１２が挿入されない方の環状溝側面１１ｃとの距離をＯリング１の直径より小さくすると、リング１２はＯリング１が環状溝１１内から脱落することを防止する抜け止めとしても機能する。
【０１２３】
つづいて、作用について説明すると、たとえば、ピストンロッドＲの図８中右側にピストンが設けられていて、ピストンロッドＲがシリンダ内から突出する場合に、すなわち、ピストンロッドＲが図８中左側に移動するとき、軸受部材Ｈの環状溝１１内にはＯリング１の図８中右側から、流体圧が負荷されるが、このとき、断面が円形のＯリング１は、弾性体であるから、第２の実施の形態と同様に、図８のように変形する。
【０１２４】
そうすると、Ｏリング１は、リング１２の勾配部１２ａから、第２の実施の形態と同様に図８中斜め下向きの反力が働くので、Ｏリング１が側面の傾斜していない環状溝内に挿入された場合に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなる。
【０１２５】
したがって、従来のシール構造に比較して、ピストンロッドＲとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、ピストンロッドＲとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止できる。
【０１２６】
すると、Ｏリングの傷つきが防止できるから、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる。したがって、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となることは、言うまでもない。
【０１２７】
さらに、環状溝１１の開口部の軸方向巾が、Ｏリング１の直径以上となっているので、Ｏリング１の環状溝１１への挿入が容易となっていることは、上述したが、また、このような構成、すなわち、環状溝１１を形成するに際し、わざわざ環状溝の側面に傾斜を設けなくてよいので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工が容易となる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、ピストンロッドと軸受部材に本発明を具現化した場合を説明したが、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしてもよい。
【０１２９】
この場合には、環状溝１１の側面１１ａとＯリング１との間にリング１２を設けるだけでなく、他の側面１１ｃとＯリング１との間にも、Ｏリング１側に勾配部１２ａを向けてリング１２を挿入する。すなわち、ピストンはシリンダ内を伸側室と圧側室とに画成するため、図中左右から、流体圧を受けることがあるので、Ｏリング１の両側リング１２の勾配部１２ａから反力を受けることにより、シリンダとＯリング１の接触面圧を低くすることが可能である。
【０１３０】
上述のように、固定部材をシリンダとして、可動部材をピストンとしても、従来のシール構造に比較して、シリンダとＯリング１との接触面圧ＦＲは低くなるから、シリンダとＯリング１間の摩擦力も小さくなり、その結果、Ｏリング１の傷つきを防止でき、シール機能の低下が防止され、Ｏリングの長寿命化が図られる本発明の効果を奏することができ、シール機能が維持されるので、それに伴い、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３１】
なお、上述のように、環状溝はシールする場所によって、固定部材側に設けてもよいし、逆に可動部材側に設けてもよく、本シール構造を用いる機器や用途によって適宜最適な箇所に環状溝を設けることが好ましい。
【０１３２】
また、本実施の形態では、リング側面に勾配部を設けているものにつき説明したが、勾配部に替えて彎曲部を設けても良く、さらに、Ｏリング側の端面が外径側の軸方向巾より内径側の軸方向巾が狭くなるように勾配されたリングにしても良い。
【０１３３】
【発明の効果】
請求項１、２および３に記載の発明によれば、固定部材または可動部材に環状溝側面を環状溝内方向に傾斜させた環状溝、もしくは勾配部、もしくは彎曲部を設けたので、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１３４】
そして、ひいては、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３５】
さらに、環状溝の各側面間距離がＯリングの直径以上であるので、Ｏリングの環状溝内に挿入が容易となり、かつ、環状溝の開口部が従来より広いので、加工も容易となる。
【０１３６】
また、請求項４、５および６の発明によれば、Ｏリングが挿入される環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面が前記環状溝の開口端に近いほど軸方向肉厚が厚くなるように勾配された、もしくは、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した勾配部を設けた、もしくは、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した彎曲部を設けたリングを挿入したので、Ｏリングの側面に流体圧が負荷されても、固定部材または可動部材とＯリングとの接触面圧を従来より低くすることができるので、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１３７】
そして、ひいては、油圧緩衝器等のこのシール構造が採用されるであろう空圧または油圧機器の機能の維持が可能となる。
【０１３８】
さらに、環状溝を形成するに際し、わざわざ環状溝の側面に傾斜を設けなくてよいので、従来のシール構造と比較して、軸受部材への環状溝を形成する加工がより一層容易となる。
【０１３９】
また、リングを挿入した状態で、リングと他方の環状溝側面との距離をＯリングの直径より小さくすることもでき、その場合には、Ｏリングが環状溝から脱落してしまうのを防止することができる。
【０１４０】
また、請求項７の発明によれば、環状溝内のＯリングの両側に勾配部等を備えたリングを設けているので、Ｏリングの左右どちらから流体圧が負荷されても、Ｏリングと可動部材または固定部材との接触面圧を低くすることができる。
【０１４１】
したがって、Ｏリングの左右どちらがわから流体圧が負荷されても、固定部材に対し可動部材が摺動するときに発生する摩擦力を低く押えることができ、その摺動運動を妨げたり、また、摩擦力が大きいためにＯリングそのものを傷つけるという弊害が防止される。その結果、シール機能の低下や摺動性の悪化も防止することができる。
【０１４２】
さらに、請求項８、１０および１２に記載の発明によれば、環状溝が、傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されているので、請求項１、２および３の発明と同様の効果を奏することは勿論のこととして、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【０１４３】
そして、また、請求項９、１１および１３の発明によれば、環状溝が、傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した、もしくは勾配部を設けた、もしくは彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第３部材とで形成されているので、請求項１、２および３の発明と同様の効果を奏することは勿論のこととして、開口部を巾狭にする加工をしなくとも、環状溝を形成することができるから、環状溝の加工が容易となる。
【０１４４】
そして、さらに、請求項１４の発明によれば、上述の各効果は、空圧または油圧緩衝器等の軸受部材とピストンロッドとの間をシールする場合に使用される場合に、特に高い効果が期待できる。
【０１４５】
そして、また、請求項１５の発明によれば、上述の各効果は、空圧または油圧緩衝器等のシリンダとピストンとの間をシールする場合に使用されると、特に高い効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態における両環状溝側面を環状溝内方向に傾斜したシール構造の縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態における両環状溝側面に勾配部を設けたシール構造の縦断面図である。
【図５】第３の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図６】第４の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図７】第５の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図８】第６の実施の形態におけるシール構造の縦断面図である。
【図９】従来のシール構造の縦断面図である。
【図１０】従来のシール構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１ Ｏリング
２、３、５、８、１０、１１ 環状溝
２ａ、２ｃ、３ａ、３ｃ、５ａ、５ｃ、８ａ、８ｃ、１０ａ、１０ｃ、１１ａ、２ｂ、３ｂ、５ｂ、８ｂ、１０ｂ、１１ｂ 底部
４、４ａ、４ｂ、７、９ａ、９ｂ、１２ａ 勾配部
６ 彎曲部
Ｈ、Ｈ５ 固定部材たる軸受部材
Ｈ１ 第１部材
Ｈ２、Ｈ３ 第２部材
Ｈ４ 第３部材
Ｐ 可動部材たるピストン
Ｒ 可動部材たるピストンロッド
ＦＲ、ＦＧ２、ＦＧ４ 接触面積
ＰＳ 流体圧
Claims (15)
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、上記環状溝の側面の一方または両方が環状溝内方向に傾斜し、かつ、各側面の開口端間の距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする摺動部のシール構造。
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した勾配部を設け、かつ、勾配部の先端と勾配部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離あるいは各勾配部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする摺動部のシール構造。
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝開口部であって一方または両方の環状溝側面に、環状溝内方向に向けて突出した彎曲部を設け、かつ、湾局部の先端と彎曲部を設けていない環状溝側面の開口端との間の距離もしくは各彎曲部の先端間距離がＯリングの直径以上であることを特徴とする摺動部のシール構造。
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面が前記環状溝の開口端に近いほど軸方向肉厚が厚くなるように勾配されたリングを挿入したことを特徴とする摺動部のシール構造。
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した勾配部を設けたリングを挿入したことを特徴とする摺動部のシール構造。
- 固定部材または可動部材に設けた環状溝と、上記環状溝内に介装され、一方または両方向から流体圧が負荷されるＯリングとにより、固定部材と可動部材の間をシールする摺動部のシール構造において、環状溝の側面とＯリングとの間に、Ｏリング側の端面であって前記環状溝の内方かつ開口端側に突出した彎曲部を設けたリングを挿入したことを特徴とする摺動部のシール構造。
- 環状溝の両側面とＯリングとの間、二箇所に、二つのリングを挿入している請求項４、５または６に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されている請求項１に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、傾斜した環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されている請求項１に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されている請求項２に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、勾配部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されている請求項２に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部および他方の環状溝側面を構成する第２部材とで形成されている請求項３に記載の摺動部のシール構造。
- 環状溝が、彎曲部を設けた環状溝側面を構成する第１部材と、底部を構成する第２部材と、他方の傾斜した環状溝側面を構成する第３部材とで形成されている請求項３に記載の摺動部のシール構造。
- 固定部材を空圧または油圧緩衝器等のヘッド部材とし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンロッドとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、および１２に記載の摺動部のシール構造。
- 固定部材を空圧または油圧緩衝器等のシリンダとし、可動部材を空圧または油圧緩衝器等のピストンとした請求項項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、および１２に記載の摺動部のシール構造。
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|---|---|---|---|
| JP2002276989A JP2004116550A (ja) | 2002-09-24 | 2002-09-24 | 摺動部のシール構造 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007090198A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 塗装機用密封構造及び塗装機 |
| JP2008298225A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Kayaba Ind Co Ltd | 流体圧機器 |
| JP2011080533A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Saginomiya Seisakusho Inc | シール構造及び制御弁 |
| CN104303294A (zh) * | 2012-08-03 | 2015-01-21 | 富士电机株式会社 | 冷却构造体和电力转换装置 |
| JP2016183702A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 株式会社ショーワ | 圧力緩衝装置 |
| CN108413019A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-08-17 | 苏州济和精密传动系统有限公司 | 新型防漏油谐波减速机的钢轮 |
-
2002
- 2002-09-24 JP JP2002276989A patent/JP2004116550A/ja active Pending
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