JP2004332920A - 密封構造及び端面シール - Google Patents

Abstract

【課題】
摺動部における摩擦を低減しつつ安定したシール性能を発揮する密封構造及び端面シールを提供する。
【解決手段】 端面２１を有するハウジング２０と、端面２１に垂直な軸を中心に回転し、端面２１に対向する端面４１を有する回転部品４０と、端面４１に形成された環状の装着溝４３と、装着溝４３に装着されて、ハウジング２０と回転部品４０との間に形成された平面隙間をシールする樹脂製の端面シール１と、を備え、前記軸の径方向の一方から作用する密封流体圧力をシールする密封構造であって、装着溝４３は、加圧側から反加圧側に向かって装着溝４３の溝深さが浅くなるように傾斜するテーパ面４３ｂを備え、端面シール１は、前記密封流体圧力によりテーパ面４３ｂに密接するテーパ面６と、装着溝４３が形成されていない端面２１に密接する端面４と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、密封流体を用いる油圧機器等の密封構造に関し、対向する２面間の隙間を封止する回転用の端面シールに関するものである。

従来、各種油圧機器において、図４に示すような回転用途の平面運動用シールのニーズがある（例えば、特許文献１参照）。図４は軸を中心に少なくとも一方が回転する２部材の端面同士の平面隙間をシール部材により密封している状態を説明するための概略断面図である。

図４に示すシール部材には、ゴム製のＯリングが用いられており、該Ｏリングにかかる圧力は、Ｏリングの内周側からかかる内圧Ｐ１（Ｐ１’）及びＯリングの外周側からかかる外圧Ｐ２の２通りが存在する。

しかし、主に平面固定用で用いられるゴム製のＯリングを相対的に回転する２部材の端面同士の隙間に用いると、往復動用パッキンとは異なり、油膜が形成されにくい。そのため、摺動部の材料として耐摩耗性を重視した樹脂材料を選定することがある。

図７は従来のスリッパシールの概略断面図、図８は従来のシールリングの概略断面図である。

図７に示すスリッパシール１００は、相対回転する一方の部材１１０と他方の部材１２０との対向面同士の隙間を密封する端面シールである。

スリッパシール１００は、樹脂リング１０１とゴムリング１０２との組み合わせからなり、他方の部材１２０の端面１２０ａに回転軸を中心にリング状に設けられた溝部１２０ｂにゴムリング１０２がはめ込まれ、樹脂リング１０１が一方の部材１１０の端面１１０ａに摺動自在に接触している。

従って、上述のスリッパシール１００は、摺動面に樹脂材料である樹脂リング１０１を選定することにより低摩擦・耐摩耗性に優れ、樹脂リング１０１及びゴムリング１０２のしめ代Ｓ１及びＳ２により端面１１０ａと端面１２０ａとの隙間のシール性を保持する。更には、バックリングに弾性を有したゴムリング１０２を用いているので、使用時においてもゴムの弾性力により密着性を得ることができる。

また、図８に示すシールリング２００は、相対回転する一方の部材２１０と他方の部材２２０との対向面同士の隙間を密封する端面シールである。

シールリング２００は、断面が長方形であるリング状の樹脂シールであり、他方の部材２２０の端面２２０ａに回転軸を中心にリング状に設けられた溝部２２０ｂに装着される。

装着されたシールリング２００は、油圧によりシールリング２００の内周面２００ａが溝部２２０ｂの内周壁２２０ｂ１と接触し、シールリング２００の端面２００ｂが一方の部材２１０の端面２１０ａと摺動自在に接触することでシール性を保持する。更には、シールリング２００は摺動面が樹脂のため、低摩擦・耐摩耗性にも優れている。
特開平１１−０８２７５５号公報

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。

すなわち、図７に示すスリッパシール１００を端面用シールとして用いた場合、締め代を設けているため、シール性は優れているものの、回転速度の増加や摺動発熱により、摩耗が大きくなること及び高温によるゴムのヘタリが大きくなることで締め代が減り、シール性が低下する。

また、図８に示すシールリング２００を端面用シールとして用いた場合、締め代を設けていないため、締め代の減少によるシール性の低下という問題は発生しない。しかし、締め代が発生しないように「溝深さの最小値≧シールリング高さの最大値」となるように寸法設定すると、「溝深さの最小値＞シールリング高さの最大値」の場合、図９に示すように、スキマが発生し、油圧がスキマから吹き抜けシール性が低下してしまうことがある。

本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、摺動部における摩擦を低減しつつ安定したシール性能を発揮する密封構造及び端面シールを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の密封構造にあっては、
第１の端面を有する一方の部材と、
前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、
前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝と、
前記装着溝に装着されて、前記一方の部材と前記他方の部材との間に形成された平面隙間をシールする樹脂製の端面シールと、を備え、
前記軸の径方向の一方から作用する密封流体圧力をシールする密封構造であって、
前記装着溝は、加圧側から反加圧側に向かって装着溝の溝深さが浅くなるように傾斜する傾斜面を備え、
前記端面シールは、前記密封流体圧力により前記傾斜面に密接する第１の密封面と、前記装着溝が形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接する第２の密封面と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の端面シールにあっては、
第１の端面を有する一方の部材と、前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、の間に形成された平面隙間をシールするために、
前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成され、加圧側から反加圧側に向かって溝深さが浅くなるように傾斜する傾斜面を備えた環状の装着溝に装着される樹脂製の端面シールであって、
前記密封流体圧力により前記傾斜面に密接する第１の密封面と、前記装着溝が形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接する第２の密封面と、を備えることを特徴とする。

これにより、第１の密封面や第２の密封面が摩耗することで端面シールの締め代が減少した場合でも、傾斜面をスライドして溝深さが浅い位置まで変形することで安定したシール性能を発揮することができる。

前記端面シールは、前記軸方向の最大高さが、前記装着溝の最大深さよりも小さくかつ前記装着溝の最小深さよりも大きいことが好適である。

これにより、傾斜面に押し付けられる端面シールは、圧力の吹き抜けを防止するために装着時に締め代を持つように設定しても、傾斜面をスライドして締め代による抵抗を受けないように変形することで、締め代による摺動抵抗を低減しつつ安定したシール性能を発揮することができる。

前記端面シールは、前記装着溝において変位するように直径を変化させるための斜めカット部を有することが好適である。

これにより、簡易な構成で容易に端面シールの直径を変化させることができ、締め代による摺動抵抗が発生しない溝深さの位置に端面シールを保持することができ、締め代による摺動抵抗を低減しつつ安定したシール性能を発揮することができる。

また、本発明の密封構造にあっては
第１の端面を有する一方の部材と、
前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、
前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝と、
前記装着溝に装着されて、前記一方の部材と前記他方の部材との間に形成された平面隙間をシールする端面シールと、を備え、
前記軸の径方向の一方から作用する密封流体圧力をシールする密封構造であって、
前記端面シールは、
加圧側から反加圧側に向かって前記シールリングの前記軸の方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜面を備えた、樹脂材料からなるシールリングと、
前記傾斜面に密着する、弾性材料からなるバックリングと、を有し、
前記密封流体圧力により前記バックリングが前記装着溝の周面及び溝底に密接すると共に、前記バックリングの復原力により前記シールリングが前記装着溝の形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接することを特徴とする。

また、本発明の端面シールにあっては、
第１の端面を有する一方の部材と、前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、の間に形成された平面隙間をシールするために、
前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝に装着される端面シールであって、
加圧側から反加圧側に向かって前記シールリングの前記軸の方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜面を備えた、樹脂材料からなるシールリングと、
前記傾斜面に密着する、弾性材料からなるバックリングと、を有し、
密封流体圧力により前記バックリングが前記装着溝の周面及び溝底に密接すると共に、前記バックリングの復原力により前記シールリングが前記装着溝の形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接することを特徴とする。

これにより、シールリングがバックリングにより端面に押し付けられるので端面シールの締め代が減少した場合でも、安定したシール性能を発揮することができる。

前記装着溝の溝深さは、シールリングの外周面の高さより大きく、端面シールの高さより小さいことを特徴とする。

前記装着溝の溝深さは、シールリングの内周面の高さより大きく、端面シールの高さより小さいことを特徴とする。

前記装着溝の幅は、シールリングの幅より大きく、端面シールの幅より小さいことを特徴とする。

前記装着溝の内周面の直径は、バックリングの内径以上、シールリングの内周面の直径より小さいことを特徴とする。

前記装着溝の外周面の直径は、バックリングの外径以下、シールリングの外周面の直径より大きいことを特徴とする。

これにより、装着溝に端面シールを装着すると締め代が発生し、よりシール性能を向上することができる。

以上説明したように、本発明は、摺動部における摩擦を低減しつつ安定したシール性能を発揮することが可能となった。

以下に実施例及び図面を参照して、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。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

図１、図２を参照して、実施例１に係る密封構造及び端面シールについて説明する。図１は実施例１に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図、図２は本願発明に係る密封装置を好適に採用できる油圧機器の一部を示した概略断面図である。

はじめに、本実施例に係る密封構造及び端面シールを好適に採用できる油圧機器の概略を説明する。

油圧機器５０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に設けられた取付孔にハウジング２０と環状隙間を有して取り付けられた軸３０と、軸３０と連結され油圧により回転する回転部品４０と、回転部品４０とハウジング２０との間をシールするリング状の端面シール１とから主に構成される。

ハウジング２０の内周面には、軸３０の径方向外側に向かって溝が円周状に設けられている。

回転部品４０は、ハウジング２０の端面２１，２２と平面隙間を有して前記溝に取り付けられている。

端面シール１は、回転部品４０の端面４１，４２とハウジング２０の端面２１，２２との平面隙間をシールすると共にハウジング２０に対して回転可能に回転部品４０を支持する。

回転部品４０と軸３０との間には回り止めが設けられ、回転部品４０の外周に加えられ
た油圧による回転部品４０の回転に連動して軸３０が回転するよう構成されている。

次に実施例１に係る油圧機器に好適に採用できる密封構造及び端面シールについてより具体的に説明する。

図１は、実施例１に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図であり、図２に示した油圧機器の領域Ａを拡大したものである。

図１（ａ）は、本実施例に係る回転用の端面シール１の半断面図である。図１（ｂ）は本実施例に係る回転用の端面シール１の上面図である。

図１に示す端面シール１は、耐油性の高い樹脂材で構成される。より具体的には、ＰＴＦＥ（四ふっ化エチレン樹脂）やＰＡ（ポリアミド樹脂）等の樹脂材料（剛性体）を用いることができる。

端面シール１は、内周面２、外周面３、リング状のほぼ平らな端面４，５、により囲まれ、内周面２の直径がＤ、外周面３の直径が（Ｄ＋２Ｔ）のリング状のシールであり、内周面２の一部に設けられたテーパ面６により内周面２の高さＨ１が外周面３の高さＨ２より低くなっている。

また、端面シール１は、図１（ｂ）に示すように斜めカット部７を有するため、内周面の高さＨ１に締め代を設けても、装着時に締め代を解消するように変形し、締め代による摺動抵抗への影響はない。

ここで、テーパ面６のテーパ角度θは、断面形状において、回転軸方向とテーパ面６とがなす角である。

次に、本実施例に係る端面シール１が装着される回転部品４０に設けられた装着溝４３について図１（ｃ）を参照して説明する。

装着溝４３は、回転部品４０の端面４１，４２に環状に設けられている。なお、端面４１，４２に設けられた装着溝４３はそれぞれ同一の構成をとるので、以下では、端面４１に設けられた装着溝４３についてのみ説明する。

装着溝４３は、溝底４３ａとテーパ面４３ｂと内周面４３ｃと外周面４３ｄとにより形成されている。

本実施例では、油圧が外周面側からかかるため、傾斜面であるテーパ面４３ｂを、加圧側である外周面４３ｄから反加圧側である内周面４３ｃに向かって溝深さが浅くなるように内周面４３ｃの一部に設けている。

内周面４３ｃの直径ｄは、端面シール１の内周面２の直径Ｄより小さく、端面シール１を装着溝４３に装着した場合に、端面シール１の内周面２と対向する装着溝４３の内周面４３ｃとの間に環状隙間が形成されている。これにより、端面シール１が装着溝において径方向に変位することができる。

溝底４３ａとテーパ面４３ｂの径方向の長さとを加えた幅Ｗは、端面シール１の幅Ｔより大きく設定されている。これにより、端面シール１が装着溝４３において径方向に変位することができる。

次に、装着溝４３に端面シール１を装着した状態における密封構造について図１（ｄ）を参照して説明する。

端面シール１の内周面２の高さＨ１を、装着溝４３のテーパ面４３ｂの一部の溝深さｈ１に対して締め代を持つように設定することで、従来のシールリング２００と異なり、装着時における隙間は発生せず、圧力の吹き抜けを防止することができる。

なお、端面シール１は斜めカット部７を有するため、径方向への変形が可能となる。そして、端面シール１はテーパ面４３ｂの溝深さがＨ１となる直径まで変形することで端面シール１の端面４とハウジング２０の端面２１との隙間及び端面シール１のテーパ面６と装着溝４３のテーパ面４３ｂとの隙間がゼロの状態で保持され、締め代による摺動抵抗への影響がなくなる。

すなわち、端面シール１は径方向外側に向かってシール高さが大きくなるテーパ面６と斜めカット部７を有するため、装着溝４３に装着された際に締め代による抵抗がないように径方向に変形し、最適な直径で保持される。

そして、装着溝４３の外周側からかかる油圧により、端面シール１が装着溝４３の内周側に押され、端面シール１のテーパ面６（第１の密封面）が装着溝４３のテーパ面４３ｂに押し付けられることでテーパ部におけるシールが行われる。また、同時に端面シール１の端面４（第２の密封面）が装着溝４３のテーパ面４３ｂからの力を受けてハウジング２０の端面２１に押し付けられることで端面部におけるシールが行われる。

すなわち、油圧が発生している時に、端面部とテーパ部で圧力保持を行うことで、油圧機器の回転動作により端面部における摩耗や樹脂のヘタリによる締め代の減少が生じても端面シール１の直径が適宜小さくなることで、常にテーパ部と端面部における隙間がない状態となり、油圧の吹き抜けを生じない。

図３は、実施例２に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。

図３に示す端面シール１１は、実施例１に示した端面シール１がテーパ面６を内周面２の一部に設けているのに対し、テーパ面１６を外周面１３の一部に設けている点が大きく異なる。

このような構成にしたのは、端面シール１１が内周側からかかる油圧をシールする用途に使用するためである。

すなわち、装着溝５３の内周側からかかる油圧により、端面シール１１が装着溝５３の外周側に押され、端面シール１１のテーパ面１６が装着溝５３のテーパ面５３ｂに押し付けられることでテーパ部におけるシールが行われる。また、同時に端面シール１１の端面１４が装着溝５３のテーパ面５３ｂからの力を受けてハウジング２０の端面２１に押し付けられることで端面部におけるシールが行われる。

すなわち、油圧が発生している時に、端面部とテーパ部で圧力保持を行うことで、油圧機器の回転動作により端面部における摩耗や樹脂のヘタリによる締め代の減少が生じても端面シール１１の直径が適宜大きくなることで、常にテーパ部と端面部における隙間がない状態となり、油圧の吹き抜けを生じない。

図５は、実施例３に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。

図５（ａ）は、本実施例に係る回転用の端面シールの半断面図である。

図５（ａ）に示す端面シールとしてのスリッパシール３１は、シールリング３２と、バックリング３３とからなる。

シールリング３２は耐油性の高い樹脂材で構成されており、例えば、ＰＴＦＥ（四ふっ化エチレン樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）等を好適に用いることができる。また、バックリング３３は、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＵＲ（ポリウレタン）等を好適に用いることができる。

シールリング３２は、内周面３４、外周面３５、リング状のほぼ平らな端面３６，３７により囲まれ、内周面３４の直径がＤ１、外周面３５の直径が（Ｄ１＋２Ｔ１）のリング状のシールである。また、内周面３４の一部に設けられたテーパ面３８により、内周面３４の高さＨ３が外周面３５の高さＨ４より低くなっている。

バックリング３３は、その断面が直径Ｌの円であり、内径がＤ２、外径が（Ｄ２＋２Ｌ）のリングである。

スリッパシール３１は、回転部品４０に設けられた装着溝６３に装着される。ここで、装着溝６３は、回転部品４０の端面４１に環状に設けられている。また、装着溝６３は、溝底６３ａと内周面６３ｂと外周面６３ｃとにより形成されている（図５（ｂ）参照）。

そして、スリッパシール３１を装着溝６３に装着すると、バックリング３３が変形し、その復原力により、シールリング３２の端面３７、外周面３５が、それぞれハウジング２０の端面２１、装着溝６３の外周面６３ｃに押し付けられる。そのため、端面３７と端面２１との間、及び、外周面３５と外周面６３ｃとの間のスキマが０となり、圧力の吹き抜けを防止することができる（図５（ｃ）参照）。

なお、装着溝６３の溝深さｈ３は、シールリング３２の外周面３５の高さＨ４より大きく、スリッパシール３１の高さＨ５より小さいとよい。ここで、溝深さとは、ハウジング２０の端面２１と溝底６３ａとの距離である。このようにすれば、スリッパシール３１を装着溝６３に装着した部品４０をハウジング２０に取り付けた際に締め代が発生する。そのため、スリッパシール３１は確実に端面２１及び溝底６３ａと接触しスキマが０になる。より詳しくは、シールリング３２が端面２１と接触し、バックリング３３が溝底６３ａと接触する。

また、装着溝６３の幅Ｗは、シールリング３２の幅Ｔ１より大きく、スリッパシール３１の幅Ｔ２より小さいとよい。このようにすれば、スリッパシール３１を装着溝６３に装着した際には締め代が発生する。そのため、スリッパシール３１は確実に装着溝６３の内周面６３ｂ、外周面６３ｃと接触しスキマが０になる。より詳しくは、シールリング３２が外周面６３ｃと接触し、バックリング３３が内周面６３ｂと接触する。

また、装着溝６３の内周面６３ｂの直径ｄ１は、バックリング３３の内径Ｄ２以上、シールリング３２の内周面３４の直径Ｄ１より小さいとよい。このようにすれば、スリッパシール３１を装着溝６３に装着した際には締め代が発生する。そのため、バックリング３３の内径部が装着溝６３の内周面６３ｂに押圧され変形する。そのため、その復原力によりバックリング３３の内径部と内周面６３ｂとが密着しスキマが０になる。

上述のような設定であるスリッパシール３１を装着溝６３に装着し、装着溝６３の外周側から油圧をかけると、スリッパシール３１は装着溝６３の内周側に押される。より詳しくは、シールリング３２のテーパ面３８が装着溝６３の内周側に移動し、バックリング３３を変形させながら装着溝６３の溝底６３ａ及び内周面６３ｂに押し付ける。その結果、バックリング３３と、溝底６３ａ及び内周面６３ｂとの間がシールされる。一方、シールリング３２はバックリング３３の復原力により端面２１に押し付けられ、シールリング３２と端面２１の間がシールされる（図５（ｄ）参照）。

このように、スリッパシール３１は、油圧等による加圧時であっても吹き抜けを防止することができる。また、油圧等による加圧のみによりシールを行う場合と比較して、バックリング３３の復原力も利用してシールリング３２を端面２１に押し付けることで、よりシール性が向上する。更には、実施例１、２と比較して、装着溝６３にテーパ形状を設ける必要がなく、部品４０の加工がより容易となる。

また、装着溝６３の外周側から油圧等がかからず、低圧若しくは無圧の場合では、スリッパシール３１は装着溝６３に対して締め代を有するので、スリッパシール３１が溝底６３ａ、内周面６３ｂ、外周面６３ｃ、端面２１と密着しシールが行われる。より詳しくは、テーパ面３８によりバックリング３３が変形し、溝底６３ａ、内周面６３ｂに押し付けられることで、バックリング３３と、溝底６３ａ及び内周面６３ｂとの間がシールされる。また、変形したバックリング３３の復原力によりシールリング３２が端面２１、外周面６３ｃに押し付けられることで、シールリング３２と、端面２１及び外周面６３ｃとの間がシールされる（図５（ｅ）参照）。

従って、加圧時だけでなく低圧又は無圧時であってもダスト等が装着溝６３入り込むことがなくシール性を満足することができる。

なお、回転軸方向とテーパ面３８とがなすテーパ角度θ’は４５°であるとよい。このようにすれば、バックリング３３の復原力が端面２１と外周面６３ｃに均等に伝わり、シール性が向上する。

上述のように本実施例では、油圧が発生している時には、シールリングとバックリングで圧力保持を行うことで、油圧機器の回転動作により端面部における摩耗や樹脂のヘタリによる締め代の減少が生じても、バックリングによりシールリングが常に端面に押し付けられるため、長期にわたり安定したシール性能を発揮することができ、油圧の吹き抜けを生じない。

図６は、実施例４に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。

図６（ａ）に示す端面シールとしてのスリッパシール７１は、実施例３に示したシールリング３２がテーパ面３８を内周面３４の一部に設けているのに対し、シールリング７２のテーパ面７８を外周面７５に設けている点が大きく異なる。また、テーパ面７８が外周面７５に設けられているのに伴い、バックリング７３はテーパ面７８に対向するように配置されている。

このような構成にしたのは、スリッパシール７１を内周側からかかる油圧をシールする用途に使用するためである。以下、実施例３と異なる点を主に説明する。

スリッパシール７１は、シールリング７２と、バックリング７３とからなる。

シールリング７２は、内周面７４、外周面７５、リング状のほぼ平らな端面７６，７７により囲まれ、内周面７４の直径がＤ３、外周面７５の直径が（Ｄ３＋２Ｔ３）のリング状のシールである。また、外周面７５の一部に設けられたテーパ面７８により、内周面７４の高さＨ６が外周面７５の高さＨ７より高くなっている。

バックリング７３は、その断面が直径Ｌの円であり、外径がＤ４、内径が（Ｄ４−２Ｌ）のリングである。

そして、スリッパシール７１を装着溝６３に装着すると、バックリング７３が変形し、その復原力により、シールリング７２の端面７７、内周面７４が、それぞれハウジング２０の端面２１、装着溝６３の内周面６３ｂに押し付けられる。そのため、端面７７と端面２１との間、及び、内周面７４と内周面６３ｂとの間のスキマが０となり、圧力の吹き抜けを防止することができる（図６（ｃ）参照）。

なお、装着溝６３の溝深さｈ４は、シールリング７２の内周面７４の高さＨ６より大きく、スリッパシール７１の高さＨ８より小さいとよい。ここで、溝深さとは、ハウジング２０の端面２１と溝底６３ａとの距離である。このようにすれば、スリッパシール７１を装着溝６３に装着した部品４０をハウジング２０に取り付けた際に締め代が発生する。そのため、スリッパシール７１は確実に端面２１及び溝底６３ａと接触しスキマが０になる。より詳しくは、シールリング７２が端面２１と接触し、バックリング７３が溝底６３ａと接触する。

また、装着溝６３の幅Ｗは、シールリング７２の幅Ｔ３より大きく、スリッパシール７１の幅Ｔ４より小さいとよい。このようにすれば、スリッパシール７１を装着溝６３に装着した際には締め代が発生する。そのため、スリッパシール７１は確実に装着溝６３の内周面６３ｂ、外周面６３ｃと接触しスキマが０になる。より詳しくは、シールリング７２が内周面６３ｂと接触し、バックリング７３が外周面６３ｃと接触する。

また、装着溝６３の外周面６３ｃの直径Ｄ１は、バックリング７３の外径Ｄ５以下、シールリング７２の外周面７４の直径Ｄ２より大きいとよい。このようにすれば、スリッパシール７１を装着溝６３に装着した際には締め代が発生する。そのため、バックリング７３の外径部が装着溝６３の外周面６３ｃに押圧され変形する。そのため、その復原力によりバックリング７３の外径部と外周面６３ｃとが密着しスキマが０になる。

上述のような設定であるスリッパシール７１を装着溝６３に装着し、装着溝６３の内周側から油圧をかけると、スリッパシール７１は装着溝６３の外周側に押される。より詳しくは、シールリング７２のテーパ面７８が装着溝６３の外周側に移動し、バックリング７３を変形させながら装着溝６３の溝底６３ａ及び外周面６３ｃに押し付ける。その結果、バックリング７３と、溝底６３ａ及び外周面６３ｃとの間がシールされる。一方、シールリング７２はバックリング７３の復原力により端面２１に押し付けられ、シールリング７２と端面２１の間がシールされる（図６（ｄ）参照）。

このように、スリッパシール７１は、油圧等による加圧時であっても吹き抜けを防止することができる。また、油圧等による加圧のみによりシールを行う場合と比較して、バックリング７３の復原力も利用してシールリング７２を端面２１に押し付けることで、よりシール性が向上する。更には、実施例１、２と比較して、装着溝６３にテーパ形状を設ける必要がなく、部品４０の加工がより容易となる。

また、装着溝６３の内周側から油圧等がかからず、低圧若しくは無圧の場合では、スリッパシール７１は装着溝６３に対して締め代を有するので、スリッパシール７１が溝底６
３ａ、内周面６３ｂ、外周面６３ｃ、端面２１と密着しシールが行われる。より詳しくは、テーパ面７８によりバックリング７３が変形し、溝底６３ａ、外周面６３ｃに押し付けられることで、バックリング７３と、溝底６３ａ及び外周面６３ｃとの間がシールされる。また、変形したバックリング７３の復原力によりシールリング７２が端面２１、内周面６３ｂに押し付けられることで、シールリング７２と、端面２１及び内周面６３ｂとの間がシールされる（図６（ｅ）参照）。

従って、加圧時だけでなく低圧又は無圧時であってもダスト等が装着溝６３内に入り込むことがなくシール性を満足することができる。

なお、回転軸方向とテーパ面７８とがなすテーパ角度θ’は４５°であるとよい。このようにすれば、バックリング７３の復原力が端面２１と内周面６３ｂに均等に伝わり、シール性が向上する。

上述のように本実施例では、油圧が発生している時には、シールリングとバックリングで圧力保持を行うことで、油圧機器の回転動作により端面部における摩耗や樹脂のヘタリによる締め代の減少が生じても、バックリングによりシールリングが常に端面に押し付けられるため、長期にわたり安定したシール性能を発揮することができ、油圧の吹き抜けを生じない。

実施例１に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。 本願発明に係る密封装置を好適に採用できる油圧機器の一部を示した概略断面図である。 実施例２に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。 軸を中心に少なくとも一方が回転する２部材の端面同士の平面隙間をシール部材により密封している状態を説明するための概略断面図である。 実施例３に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。 実施例４に係る密封構造及び端面シールを説明するための概略断面図である。 従来のスリッパシールの概略断面図である。 従来のシールリングの概略断面図である。 油圧が吹き抜ける状態を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１ 端面シール
２ 内周面
３ 外周面
４，５ 端面
６ テーパ面
７ カット部
１１ 端面シール
１３ 外周面
１４ 端面
１６ テーパ面
２０ ハウジング
２１，２２ 端面
３０ 軸
３１、７１ スリッパシール
３２、７２ シールリング
３３、７３ バックリング
４０ 回転部品
４１，４２ 端面
４３ 装着溝
４３ａ 溝底
４３ｂ テーパ面
４３ｃ 内周面
４３ｄ 外周面
５０ 油圧機器
５３ 装着溝
５３ｂ テーパ面
１００ スリッパシール
２００ シールリング
θ テーパ角度

Claims (8)

1. 第１の端面を有する一方の部材と、
   前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、
   前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝と、
   前記装着溝に装着されて、前記一方の部材と前記他方の部材との間に形成された平面隙間をシールする樹脂製の端面シールと、を備え、
   前記軸の径方向の一方から作用する密封流体圧力をシールする密封構造であって、
   前記装着溝は、加圧側から反加圧側に向かって装着溝の溝深さが浅くなるように傾斜する傾斜面を備え、
   前記端面シールは、前記密封流体圧力により前記傾斜面に密接する第１の密封面と、前記装着溝が形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接する第２の密封面と、を備えることを特徴とする密封構造。
2. 前記端面シールは、前記軸方向の最大高さが、前記装着溝の最大深さよりも小さくかつ前記装着溝の最小深さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
3. 前記端面シールは、前記装着溝において変位するように直径を変化させるための斜めカット部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の密封構造。
4. 第１の端面を有する一方の部材と、前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、の間に形成された平面隙間をシールするために、
   前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成され、加圧側から反加圧側に向かって溝深さが浅くなるように傾斜する傾斜面を備えた環状の装着溝に装着される樹脂製の端面シールであって、
   前記密封流体圧力により前記傾斜面に密接する第１の密封面と、前記装着溝が形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接する第２の密封面と、を備えることを特徴とする端面シール。
5. 前記端面シールは、前記軸方向の最大高さが、前記装着溝の最大深さよりも小さくかつ前記装着溝の最小深さよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の端面シール。
6. 前記端面シールは、前記装着溝において変位するように直径を変化させるための斜めカット部を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の端面シール。
7. 第１の端面を有する一方の部材と、
   前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、
   前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝と、
   前記装着溝に装着されて、前記一方の部材と前記他方の部材との間に形成された平面隙間をシールする端面シールと、を備え、
   前記軸の径方向の一方から作用する密封流体圧力をシールする密封構造であって、
   前記端面シールは、
   加圧側から反加圧側に向かって前記シールリングの前記軸の方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜面を備えた、樹脂材料からなるシールリングと、
   前記傾斜面に密着する、弾性材料からなるバックリングと、を有し、
   前記密封流体圧力により前記バックリングが前記装着溝の周面及び溝底に密接すると共に、前記バックリングの復原力により前記シールリングが前記装着溝の形成されていない
   前記第１の端面又は前記第２の端面に密接することを特徴とする密封構造。
8. 第１の端面を有する一方の部材と、前記第１の端面に垂直な軸を中心に回転し、前記第１の端面に対向する第２の端面を有する他方の部材と、の間に形成された平面隙間をシールするために、
   前記第１の端面又は前記第２の端面のいずれかに形成された環状の装着溝に装着される端面シールであって、
   加圧側から反加圧側に向かって前記シールリングの前記軸の方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜面を備えた、樹脂材料からなるシールリングと、
   前記傾斜面に密着する、弾性材料からなるバックリングと、を有し、
   密封流体圧力により前記バックリングが前記装着溝の周面及び溝底に密接すると共に、前記バックリングの復原力により前記シールリングが前記装着溝の形成されていない前記第１の端面又は前記第２の端面に密接することを特徴とする端面シール。

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