JP2011080529A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧の無負荷時及び負荷開始直後でも高いシール性を維持できると共に、流体圧が常時負荷する作動時には、シール性を維持しながらも摺動抵抗を低減することのできる密封装置の提供。
【解決手段】本発明に係る密封装置は、軸孔を有するハウジングと、該軸孔に挿入されると共に該ハウジングと相対摺動移動を行う軸との間の環状隙間40を流体から密封するべく、前記軸又は前記ハウジングのうちの一方の部材に形成された環状溝31に装着される密封装置1であって、相手摺動部品20と摺動する摺動面を有すると共に流体圧の負荷時に前記環状隙間40を密封するシールリング部11と、流体圧の無負荷時に、前記シールリング部11と前記環状溝31との間を密封する密封部12とを有してなり、前記密封部12は、流体圧の負荷時には、該流体圧によって、前記シールリング部11と前記環状溝31との間の密封状態を解除する方向に変形可能に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、相対往復動又は相対回転動を行う相対摺動部材間からの流体の漏洩を防止するための密封装置に関し、詳しくは、流体圧が負荷する作動時にシール性を確保しながらも摺動抵抗を低減することのできる密封装置に関する。

例えばＡＴ（Automatic Transmission）、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）等の回転用のシール等のように、相対往復動又は相対回転動を行う相対摺動部材間からの流体の漏洩を防止するための密封装置としては、図１７に示すような樹脂製の環状体からなるシールリング１００が主として用いられてきた（特許文献１）。

このようなシールリング１００は、図１７（ａ）に示すように、環状溝１０１内に装着されて相手摺動部材１０２に対して密着するが、流体圧が掛かっていない無負荷時には、図中矢印で示すように、流体の高圧側（図中左側）からシールリング１００と環状溝１０１との間隙を通って低圧側（図中右側）に抜ける流体の漏れ流路が形成されてしまい、シール機能を発揮しない。この状態からシールリング１００に流体圧がかかると、図１７（ｂ）に示すように、シールリング１００は流体圧によって環状溝１０１内の低圧側の側壁面１０３に押圧され、相手摺動部品１０２との密着部Ｓ１及び環状溝１０１の側壁面１０３との密着部Ｓ３の二面において密着し、シール機能を発揮するようになっている。

このような密封装置では、流体の無負荷時には漏れ流路が形成されてシール機能を発揮しないことから、ＡＴ、ＣＶＴ等のように流体が油圧ポンプによって圧送される油である場合、油圧ポンプが停止した無負荷状態では、シールリングがシールしていた油が流路を通ってオイルパンに戻ってしまい、シールリング近傍の油がなくなってしまう。従って、この状態からエンジン始動直後等のように油圧が掛かり始めると、シールリングの近傍は潤滑のない状態で作動開始することとなり、応答性や作動性が悪化する問題があった。

このため、従来、特に無負荷時でも高いシール性が要求される箇所に適用される密封装置として、図１８に示すように、相手摺動部品２０２と摺動する摺動リング２００ａにゴム状弾性体２００ｂを組み合わせた組合せシールからなる密封装置が用いられている（特許文献２）。

このような密封装置は、ゴム状弾性体２００ｂを環状溝２０１の溝底面２０２側に配置し、且つ、該ゴム状弾性体２００ｂが所定のつぶし代を形成するように装着することで、摺動リング２００ａと相手摺動部品２０２との密着部Ｓ１、摺動リング２００ａと環状溝２０１の側壁面２０３との密着部Ｓ３及びゴム状弾性体２００ｂと環状溝２０１の溝底面２０２との密着部Ｓ２の三面において密着し、環状溝２０１に漏れ流路が形成されてしまうことを防止して、流体圧の無負荷時及び負荷開始直後においてもシール性を維持することができるようになっている。

特開２００１−１４１０６５号公報 特開２００７−１０７５７１号公報

しかしながら、このような従来の組合せシールからなる密封装置を用いた場合、これらは流体圧の無負荷時と負荷時とに関わらず、常に三面の密着部Ｓ１、Ｓ２及びＳ３で相手部品に対してそれぞれ密着するため、作動時の摺動抵抗が大きくなってしまう問題があった。このような摺動抵抗の増大化は、密封装置が特に自動車部品の駆動系に適用される場合、燃費性能を低下させてしまう大きな問題となる。

そこで、本発明は、流体圧の無負荷時及び負荷開始直後でも高いシール性を維持できると共に、流体圧が常時負荷する作動時には、シール性を維持しながらも摺動抵抗を低減することのできる密封装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
軸孔を有するハウジングと、該軸孔に挿入されると共に該ハウジングと相対摺動移動を行う軸との間の環状隙間を流体から密封するべく、前記軸又は前記ハウジングのうちの一方の部材に形成された環状溝に装着される密封装置であって、
相手摺動部品と摺動する摺動面を有すると共に流体圧の負荷時に前記環状隙間を密封するシールリング部と、流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝との間を密封する密封部とを有してなり、
前記密封部は、流体圧の負荷時には、該流体圧によって、前記シールリング部と前記環状溝との間の密封状態を解除する方向に変形可能に設けられていることを特徴とする密封装置。

（請求項２）
前記密封部は、前記シールリング部から前記環状溝の内壁面に向けて傾斜状に延びるリップ形状に形成され、前記流体圧の無負荷時には前記リップ形状の密封部が前記環状溝の内壁面に当接して前記シールリング部と前記環状溝との間を密封すると共に、前記流体圧の負荷時には前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に屈曲変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。

（請求項３）
前記密封部が前記流体圧の負荷時に屈曲変形した際、前記シールリング部と前記密封部との間に形成される溝部を封止する封止部を有していることを特徴とする請求項２記載の密封装置。

（請求項４）
前記封止部は前記密封部の先端部によって構成され、該先端部は、前記流体圧の負荷時に前記密封部が屈曲変形した際、前記先端部が前記環状溝の内壁面に当接することによって、前記溝部を該内壁面との間で前記流体の流入に対して封止するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の密封装置。

（請求項５）
前記封止部は、前記溝部内に別体に設けられたＯリングからなり、前記流体圧の負荷時に前記密封部が屈曲変形した際、前記Ｏリングが前記シールリング部と前記密封部との間で挟着されることによって、前記溝部を前記流体の流入に対して封止するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の密封装置。

（請求項６）
前記シールリング部と前記密封部との間に形成される溝部内に、前記密封部が前記環状溝の溝底面に当接するように付勢力を作用させる環状のばね部材が介装されていることを特徴とする請求項２記載の密封装置。

（請求項７）
前記シールリング部と前記密封部とに亘って、前記密封部を前記環状溝の内壁面に付勢するためのＶ字状のバネ部材が埋設されていることを特徴とする請求項２記載の密封装置。

（請求項８）
前記密封部は前記シールリング部とは別体のゴム状弾性体によって形成され、前記シールリング部に対して一体に接着されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の密封装置。

（請求項９）
前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側に配置され、前記流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝の溝底面との間を密封することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の密封装置。

（請求項１０）
前記密封部は、前記シールリング部の軸方向に並設され、前記流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝の側壁面との間を密封することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の密封装置。

（請求項１１）
前記シールリング部は、前記相手摺動部品と摺動する摺動面から前記環状溝の溝底面に向けて延びるフランジ部を有しており、
前記密封部は、前記シールリング部とは別体のゴム状弾性体からなり、前記環状溝の溝底面から前記フランジ部の内面に向けて傾斜状に延びるリップ形状に形成され、前記流体圧の無負荷時には前記リップ形状の密封部が前記フランジ部の内面に当接して前記シールリング部と前記環状溝との間を密封すると共に、前記流体圧の負荷時には前記フランジ部から離間して前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に屈曲変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。

（請求項１２）
前記密封部は、環状のゴム状弾性体と、前記ゴム状弾性体を保形するガス封入部とを有してなり、
前記ガス封入部は、前記流体圧の無負荷時には、前記環状溝内における前記ゴム状弾性体の形状を、前記シールリング部と前記環状溝との間を密封する形状に保形すると共に、前記流体圧の負荷時には、前記ゴム状弾性体が前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に変形する際に追従して圧縮することを特徴とする請求項１記載の密封装置。

（請求項１３）
前記ゴム状弾性体は、前記シールリング部と前記環状溝の溝底面との間で該溝底面を塞ぐように配置され、
前記ガス封入部は、前記ゴム状弾性体と前記溝底面との間にガスが封入されることによって形成されていることを特徴とする請求項１２記載の密封装置。

（請求項１４）
前記ゴム状弾性体は中空状に形成され、
前記ガス封入部は、前記ゴム状弾性体の内部にガスが封入されることによって形成されていることを特徴とする請求項１２記載の密封装置。

（請求項１５）
前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側に該シールリング部とは別体に設けられ、前記流体圧の無負荷時に前記シールリング部と前記環状溝の内壁面との間を密封することを特徴とする請求項１４記載の密封装置。

（請求項１６）
前記密封部は、前記シールリング部に対して一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の内壁面との間を密封することを特徴とする請求項１４記載の密封装置。

（請求項１７）
前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側の周面に一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の溝底面との間を密封することを特徴とする請求項１６記載の密封装置。

（請求項１８）
前記密封部は、前記シールリング部の軸方向に並設して一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の側壁面との間を密封することを特徴とする請求項１６記載の密封装置。

（請求項１９）
前記ゴム状弾性体は、前記流体圧の無負荷時の密封部位が突起状に形成されていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の密封装置。

本発明によれば、流体圧の無負荷時及び負荷開始直後でも高いシール性を維持できると共に、流体圧が常時負荷する作動時には、シール性を維持しながらも摺動抵抗を低減することのできる密封装置を提供することができる。

本発明に係る密封装置の一例を示す断面図 密封部をシールリング部と別体に形成した態様を示す断面図 密封部をシールリング部の軸方向の端部側に一体に接着した態様を示す断面図 密封部をシールリング部の軸方向の端部側に一体に接着した他の態様を示す断面図 封止部の別の態様を示す断面図 封止部としてＯリングを用いた場合の密封装置の別の態様を示す断面図 図１に示す密封装置において溝部内に環状のばね部材を介装した態様を示す断面図 図６に示す密封装置のＯリングに代えて横向きＶ字状のばね部材を埋設した態様を示す断面図 横向きＶ字状のばね部材を用いた密封装置の他の態様を示す断面図 密封部がシールリング部とは別体に形成された密封装置の更に別の態様を示す断面図 ガス封入部を有する密封装置の一例を示す断面図 ガス封入部を有する密封装置の他の一例を示す断面図 ガス封入部を有する密封装置の更に他の一例を示す断面図 中空状のゴム状弾性体を有する密封装置の一例を示す断面図 中空状のゴム状弾性体を有する密封装置の他の一例を示す断面図 中空状のゴム状弾性体を有する密封装置の更に他の一例を示す断面図 従来のシールリングのみからなる密封装置を示す断面図 従来の組合せシールからなる密封装置を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について詳述する。

本発明に係る密封装置は、軸孔を有するハウジングと、該軸孔に挿入されると共に該ハウジングと相対摺動移動を行う軸との間の環状隙間を流体から密封するべく、軸又はハウジングのうちの一方の部材に形成された環状溝に装着されるものであり、相手摺動部品と摺動する摺動面を有すると共に流体圧の負荷時に環状隙間を密封するシールリング部と、流体圧の無負荷時に、シールリング部と環状溝との間を密封する密封部とを有している。密封部は、流体圧の負荷時には、該流体圧によって、シールリング部と環状溝との間の密封を解除する方向に変形可能に設けられる。

すなわち、密封部は、流体圧が負荷しない無負荷時には、シールリング部と環状溝との間を密封することで、負荷が掛かり始める負荷開始直後であっても、環状溝内においてシールリング部との間に、密封装置を境にした流体の高圧側と低圧側とを繋ぐ流体の漏れ流路が形成されてしまうことがない。このため、密封装置は、少なくともシールリング部の相手摺動部品との摺動面と、密封部によるシールリング部と環状溝との間の密封部位とによって、従来の組合せシールからなる密封装置と同様、流体圧が負荷しない状態でも高いシール性を維持することができる。

また、流体圧が負荷する状態では、シールリング部がハウジングと軸との間の環状隙間を密封すると共に、この流体圧によって密封部がシールリング部と環状溝との間の密封状態を解除するように変形することで、この密封部による密封部位が、摺動部品が作動した際に大きな摺動抵抗を発生させることがない。このため、流体圧が常時負荷する作動時には、シール性を維持しながらも摺動抵抗が低減され、図１７に示すような既存のシールリングだけからなる密封装置と同等の摺動抵抗に抑えることができる。

従って、作動時の摺動抵抗の増加無しに、従来のシールリングだけからなる密封装置の欠点である流体圧の無負荷時の流体漏れを無くすことができる。

この密封部は、様々な形態とすることができる。例えば、シールリング部から環状溝の内壁面に向けて傾斜状に延びるリップ形状に形成することができる。

このリップ形状からなる密封部は、流体圧の無負荷時には、環状溝の内壁面に当接してシールリング部と環状溝の内壁面との間を密封すると共に、流体圧の負荷時にはシールリング部と環状溝の内壁面との間の密封状態を解除する方向に屈曲変形可能に設けられる。従って、流体圧が負荷すると、リップ形状の密封部は屈曲変形することにより、摺動部品が作動した際に相手部品と摺動することがなくなり、摺動抵抗は低減される。

本発明に係る密封装置は、特に断りがない限り、シールリング部の外周面側を摺動面とする態様、内周面側を摺動面とする態様のいずれにも適用可能である。

図１は、本発明に係る密封装置の一例を示す断面図である。図中、１は密封装置であり、密封装置１は、互いに摺動する摺動部品２０と３０との間に形成される環状隙間４０を密封するべく、一方の摺動部品３０に形成された環状溝３１内に装着されている。ここでは、摺動部品２０がハウジング、摺動部品３０が軸であり、環状溝３１が摺動部品３０の外周面に凹設される場合を例示する。

なお、以下に図示する全ての態様において、流体圧は環状隙間４０を図中左側から右側に向けて作用するものとする。

密封装置１において、１１はシールリング部、１２はリップ形状の密封部であり、シールリング部１１において密封部１２と反対側の面が摺動部品２０との摺動面とされている。

一般にシールリング部１１は、例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリアミド（ナイロン）等の樹脂によって形成することができる。

リップ形状の密封部１２は、シールリング部１１と同じ樹脂によって一体成形されており、シールリング部１１の軸方向の図示左側の端部から環状溝３１の溝底面３１ａに向けて垂下するフランジ部１１ａの下端から、該溝底面３１ａに向けて傾斜状に延びる傾斜部１２ａと、該傾斜部１２ａの先端から溝底面３１ａに沿うようにシールリング部１１と平行に延びる平坦部１２ｂと、この平坦部１２ｂの先端からシールリング部１１側に向けてやや立ち上がる立ち上がり部１２ｃとを有している。

これにより、密封装置１は、シールリング部１１と密封部１２との間に横向きＵ字状の溝部１３が形成され、この溝部１３が流体の低圧側（図示右側）となるように位置決めされて環状溝３１内に装着される。

密封部１２は、フランジ部１１ａと傾斜部１２ａとの接続部位が他部位よりも薄肉状に形成された屈曲変形部１２ｄとされ、この屈曲変形部１２ｄよりも先端側がシールリング部１１側に向けて、すなわち環状溝３１の溝底面３１ａから離間する方向に変形可能となっている。

ここで、密封装置１は、摺動部品２０と環状溝３１の溝底面３１ａとの間で所定のしめ代及びつぶし代を有して装着され、流体圧が作用しない無負荷時において、シールリング部１１と摺動部品２０との密着部Ｓ１と、密封部１２の平坦部１２ｂと環状溝３１の溝底面３１ａとの密着部Ｓ２とによって、環状隙間４０に漏れ流路が形成されないように摺動部品２０、３０間を密封する。

密封部１２は、流体圧の無負荷状態で、図１（ａ）に示すように、密封装置１の軸方向において、立ち上がり部１２ｃの先端が、これと同一側のシールリング部１１の図示右側の端部１１ｂよりも内側（図示左側）に位置し、装着時にシールリング部１１の端部１１ｂが環状溝３１の図示右側の側壁面３１ｂに当接しても、立ち上がり部１２ｃの先端は該側壁面３１ｂには当接せず、若干の間隙１４を形成するようになっている。

これにより、この密封装置１に流体圧が負荷して、環状隙間４０から環状溝３１内に流入した流体の圧力が溝底面３１ａから密封部１２の傾斜部１２ａに作用すると、密封部１２が、屈曲変形部１２ｄを支点としてシールリング部１１に向けて屈曲変形し、密封部１２は環状溝３１の溝底面３１ａから離間する（図１（ｂ））。

このとき、シールリング部１１は、流体圧によって環状溝３１の側壁面３１ｂに密着して密着部Ｓ３を形成することで、密着部Ｓ１と併せて環状隙間４０を密封すると共に、密封部１２の平坦部１２ｂと溝底面３１ａとの密着状態は解除されて密着部Ｓ２は解消されるため、摺動部品２０、３０間での摺動作動時の摺動抵抗は、既存のシールリングだけからなる密封装置と同等の摺動抵抗に抑えられる。

流体圧が負荷する際、密封部１２が溝底面３１ａから離間すると、流体が溝部１３内に流入することにより、密封部１２が溝底面３１ａに当接する方向に変形しようとする力が作用し、該密封部１２の屈曲変形力が低下するおそれがある。このため、密封部１２は、図１（ｂ）に示すように、密封部１２の屈曲変形時に、立ち上がり部１２ｃの先端が環状溝３１の側壁面３１ｂに当接して密着部Ｓ４を形成し、溝部１３が封止されるように設定することにより、流体が溝部１３内に流入することを阻止して、安定した摺動抵抗の低減機能を図るようにすることが好ましい。

図１に示す態様では、この密封部１２の立ち上がり部１２ｃの先端部によって、密封部１２が屈曲変形した際、シールリング部１１と密封部１２との間に形成される溝部１３を封止する封止部を構成している。

密封部１２は、シールリング部１１とは別部材によって形成することもできる。

図２は、密封部１２をシールリング部１１と別体に形成した態様を示している。

この密封部１２は、ゴム状弾性体によって横向きＶ字状に形成され、シールリング部１１における摺動部品２０との摺動面とは反対面に一体に接着されている。これにより、密封部１２の先端は、シールリング部１１から環状溝３１の溝底面３１ａに向けて傾斜状に真っ直ぐ延びる傾斜部１２ａとなり、この傾斜部１２ａの先端が、流体圧の無負荷時に溝底面３１ａと当接して密着部Ｓ２を形成し（図２（ａ））、流体圧の無負荷時に傾斜部１２ａ全体が弾性変形して屈曲することで、先端が溝底面３１ａから離間して密封状態を解除する（図２（ｂ））。

この態様では、密封部１２の材質としてシールリング部１１とは別の最適な材質を用いることができると共に、接着によって密封部１２をシールリング部１１と一体化（一部品化）することができるため、環状溝３１内への装着も容易である。

この態様においても、密封部１２の傾斜部１２ａの先端部によって封止部を構成することが好ましく、密封部１２の屈曲変形時に、傾斜部１２ａの先端が環状溝３１の側壁面３１ｂに当接して密着部Ｓ４を形成し、溝部１３が封止されるように設定される。

図２に示すように密封部１２を接着によりシールリング部１１と一体化する態様では、密封部１２は、シールリング部１１の周面側に接着するものに限らず、シールリング部１１の軸方向の端部側に一体に接着してもよい。

図３は、このような密封部１２をシールリング部１１の軸方向の端部側に一体に並設させるように接着した態様を示している。

この場合、密封部１２は、シールリング部１１の軸方向における流体の高圧側（図示左側）に配置され、流体圧の無負荷時には、シールリング部１１と環状溝３１の側壁面３１ｃとの間を密封する密着部Ｓ２を形成し（図３（ａ））、流体圧の負荷時には、密封部１２が屈曲変形することで、側壁面３１ｃから離間し、密封状態は解除される（図３（ｂ））。

図３に示す密封部１２は、溝部１３が溝底面３１ａ側を向くように配置されているが、図４に示すように、溝部１３が溝底面３１ａとは反対側を向くように配置されるようにしてもよい。

図５は封止部の別の態様を示している。

この密封装置１における封止部は、溝部１３内に別体に設けられたゴム状弾性体によって形成されたＯリング１５からなる。Ｏリング１５は、流体圧の無負荷時には、自身の弾性力（締め付け力）によって、密封部１２に対して環状溝３１の溝底面３１ａへ当接させようとする付勢力を作用させる（図５（ａ））が、流体圧の負荷時に密封部１２が屈曲変形した際、シールリング部１１と密封部１２との間で挟着されることによって、溝部１３を流体の流入に対して封止する（図５（ｂ））。従って、立ち上がり部１２ｃの先端で封止する必要がなく、密封部１２の先端部の寸法形状を厳密に規定する必要はない。

この図５に示す密封装置１は、シールリング部１１の外周面側を摺動部品２０との摺動面とする場合に適用できる。

図６は封止部としてＯリングを用いた場合の密封装置の別の態様を示している。

この密封装置１は、シールリング部１１と一体成形された密封部１２が、該シールリング部１１における溝底面３１ａ側から該溝底面３１ａに向けて傾斜状に真っ直ぐ延びる傾斜部１２ａのみによって構成され、この傾斜部１２ａの先端によって、流体圧の無負荷時に溝底面３１ａと当接して密着部Ｓ２を形成するようになっている。このような密封部１２は、例えば樹脂製のシールリング部１１の内周側又は外周側から所定厚みで内側又は外側に切り倒すことによって形成することができる。

Ｏリング１５は、シールリング部１１と密封部１２との間に介装されるが、この場合、流体圧の負荷、無負荷に関わらず、シールリング部１１と密封部１２との双方に密着するように設けられる。従って、流体圧の無負荷時には、Ｏリング１５の弾性力によって、密封部１２に対して溝底面３１ａへ当接させて密着力を作用させ（図６（ａ））、流体圧の負荷時には、流体圧の負荷による密封部１２の屈曲変形によって圧縮されると共に、溝部１３を流体の流入に対して封止する（図６（ｂ））。

この態様では、Ｏリング１５は、封止部としての機能のみならず、流体圧の無負荷時に密封部１２に対して溝底面３１ａに対する密着力をも発生させるように機能している。このため、密封部１２が密着力を持つ必要がないため、密封装置１の長寿命化を図ることができる。

また、密封部１２とは別のばね部材の弾発力を利用して密着力を発生させるようにすることもできる。

図７は、図１に示す密封装置１において、溝部１３内に、密封部１２が環状溝３１の溝底面３１ａに当接するように付勢力を作用させる環状のばね部材１６を介装した態様を示している。

ばね部材１６は例えばコイルばねによって構成することができ、流体圧の無負荷時には、その弾発力（締め付け力）によって密封部１２を溝底面３１ａに対して密着させ（図７（ａ））、流体圧の負荷時には、密封部１２の屈曲変形に追従して弾性変形し、密封部１２の溝底面３１ａとの密封状態を解除する（図７（ｂ））。このように、密封部１２の密着力はばね部材１６によって受け持つため、密封装置１を長寿命化できる。

この図７に示す密封装置１は、シールリング部１１の外周面側を摺動面とする場合に適用できる。

図８は、図６に示す密封装置１のＯリング１５に代えて、シールリング部１１と密封部１２とに亘る横向きＶ字状のばね部材１７を埋設した態様を示している。

このばね部材１７は、流体圧の無負荷時には、その弾発力（Ｖ字が開こうとする力）によって密封部１２を溝底面３１ａに対して密着させ（図８（ａ））、流体圧の負荷時には、密封部１２の屈曲変形に追従して弾性変形し、密封部１２の溝底面３１ａとの密封状態を解除する（図８（ｂ））。

このような横向きＶ字状のばね部材１７は、図９に示すように、密封部１２をシールリング部１１とは別体のゴム状弾性体によって形成して一体に接着した態様の密封装置にも適用することができる。この場合は、密封部１２はゴム状弾性体からなるため、流体圧の無負荷時のシール性に優れる利点がある。

図１０は、密封部がシールリング部とは別体に形成された更に別の態様を示している。

このシールリング部１１は、摺動部品２０との摺動面から環状溝３１の溝底面３１ａに向けて延びるフランジ部１１ａを有しており、軸方向におけるこのフランジ部１１ａ側の端部が流体の高圧側となるように環状溝３１内に装着される。

一方、密封部１２は、シールリング部１１とは別体のゴム状弾性体であり、環状溝３１の溝底面３１ａと密着するように配置される環状の基部１２ｅと、この基部１２ｅ上からシールリング部１１側に向けて傾斜状に延びる傾斜部１２ｆとを有するリップ形状に形成されており、シールリング部１１のフランジ部１１ａよりも流体の低圧側に配置される。傾斜部１２ｆの先端は、フランジ部１１ａの低圧側から該フランジ部１１ａの内面に向けて延びるように配置され、流体圧の無負荷時には、この傾斜部１２ｆの先端がフランジ部１１ａの内面に当接してシールリング部１１との間を密封して密着部Ｓ２を形成する（図１０（ａ））。また、流体圧の負荷時には、密封部１２は流体圧によって屈曲変形し、傾斜部１２ｆの先端がフランジ部１１ａから離間してシールリング部１１との密封を解除し、摺動抵抗を低減する（図１０（ｂ））。

この態様では、密封部１２をシールリング部１１と別部品とするため、製造が容易である。

本発明は、密封部がシールリング部とは別体に形成される場合、密封部が、環状のゴム状弾性体と、該ゴム状弾性体を保形するガス封入部とを有してなる態様とすることも好ましい。このようなガス封入部は、流体圧の無負荷時には、環状溝内におけるゴム状弾性体の形状を、シールリング部と環状溝との間を密封する形状に保形すると共に、流体圧の負荷時には、ゴム状弾性体がシールリング部と環状溝との間の密封を解除する方向に変形する際に追従して圧縮する。

このガス封入部によって、密封部はゴム状弾性体単独の場合に比べて容易に低圧で変形可能とすることができ、また、劣化によるヘタリの発生も低くできるため、密封装置の耐久性を向上させることができる。

図１１は、このようなガス封入部を有する密封装置を示している。

この態様において、密封部１２を構成するゴム状弾性体１２０は、シールリング部１１とは別体に構成されており、環状溝３１内の溝底面３１ａに装着された２つの離間用スリーブ５０ａ、５０ａの上面に、該溝底面３１ａを塞ぐように載置され、更にそのゴム状弾性体１２０の上面から、２つの固定用スリーブ５０ｂ、５０ｂによって離間用スリーブ５０ａ、５０ａとの間で挟着されることで、溝底面３１ａから離間して配置されている。

ガス封入部１２１は、このゴム状弾性体１２０と溝底面３１ａとの間の空間部にガスが封入されることによって形成されている。ガスとしては、一般に空気が用いられるが、窒素やその他、不活性ガスを用いることもでき、ゴムからの漏れ難さから、窒素であることが好ましい。

このような密封装置１によると、流体圧の無負荷時には、ガス封入部１２１がゴム状弾性体１２０を保形し、該ゴム状弾性体１２０が自身の弾性力によってシールリング部１１に密着し、密着部Ｓ２を形成して漏れ流路の発生を阻止する（図１１（ａ））。そして、流体圧の負荷時には、ガス封入部１２１のガスがゴム状弾性体１２０の変形に追従して圧縮し、これにより、ゴム状弾性体１２０はシールリング部との間の密封を解除する方向に変形し、摺動抵抗を低減する（図１１（ｂ））。

このようなゴム状弾性体１２０には、流体圧の無負荷時の密封部位が、突起状に形成されていることが好ましい。図１１には、ゴム状弾性体１２０のシールリング部１１との当接面側に、突起１２０ａが形成されている。この突起１２０ａにより、漏れ流路を密封する際の密封部位を特定することができる。そのため、この突起１２０ａを密封に特化した形状に設定できるようになり、低圧でのシール性について安定した効果を得ることができる。

ゴム状弾性体１２０を環状溝３１内に固定する方法としては、離間用スリーブ５０ａ、５０ａを用いる代わりに、図１２に示すように、環状溝３１にゴム状弾性体１２０が溝底面３１ａから離間するように載置するための段部３１ｄ、３１ｄを設けておき、固定用スリーブ５０ｂ、５０ｂによって、この段部３１ｄ、３１ｄとの間でゴム状弾性体１２０を挟着するようにしてもよい。この場合、スリーブは固定用スリーブ５０ｂ、５０ｂのみで済むため、部品点数を削減できる。

また、ゴム状弾性体１２０は、図１３に示すように、段部３１ｄ、３１ｄ上に直接接着することによって固定してもよい。これによれば、固定用スリーブ５０ｂ、５０ｂも不要となるため、コストの更なる低減化が可能である。

図１４は、ゴム状弾性体１２０を中空状に形成した態様を示している。

この密封装置１では、ガス封入部１２１は、中空状のゴム状弾性体１２０の内部にガスが封入されることによって形成されている。

このような密封装置１によると、流体圧の無負荷時には、ガス封入部１２１がゴム状弾性体１２０を保形し、該ゴム状弾性体１２０が自身の弾性力によってシールリング部１１に密着し、密着部Ｓ２を形成して漏れ流路の発生を阻止する（図１４（ａ））。そして、流体圧の負荷時には、ガス封入部１２１のガスがゴム状弾性体１２０の変形に追従して圧縮し、これにより、ゴム状弾性体１２０はシールリング部との間の密封を解除する方向に変形し、摺動抵抗を低減する（図１４（ｂ））。

これに加え、図１１、１２に示すようなスリーブも不要となると共に、密封部１２を環状溝３１内に装着する作業も容易となる利点がある。

中空状のゴム状弾性体１２０はシールリング部１１と一体に接着される態様とすることもできる。

図１５は、図１４に示した密封部１２を、流体圧の無負荷時に、突起１２０ａが溝底面３１ａと密着して密着部Ｓ２を形成するように、シールリング部１１における該溝底面３１ａ側の周面に対して一体に接着している（図１５（ａ））。従って、流体圧の負荷時には、この密着部Ｓ２が溝底面３１ａから離間して、密封状態を解除する方向に変形し、摺動抵抗を低減する（図１５（ｂ））。

このような中空状のゴム状弾性体１２０を有する密封部１２は、シールリング部１１の軸方向の端部に並設させることもできる。

図１６は、密封部１２をシールリング部１１の軸方向の端部に並設した態様を示しており、密封部１２がシールリング部１１の軸方向において、流体の高圧側となるように配置されて環状溝３１内に装着されている。

密封部１２は、流体圧の無負荷時に、ゴム状弾性体１２０の突起１２０ａが、環状溝３１の高圧側の側壁面３１ｃに密着して密着部Ｓ２を形成して漏れ流路を阻止し（図１６（ａ））、流体圧の負荷時には、ガス封入部１２１が圧縮して密封部１２が変形することにより、突起１２０ａが側壁面３１ｃから離間して密封状態を解除し、摺動抵抗を低減する（図１６（ｂ））。

１：密封装置
１１：シールリング部
１２：密封部
１３：溝部
２０：摺動部品
３０：摺動部品
３１：環状溝
４０：環状隙間

Claims (19)

1. 軸孔を有するハウジングと、該軸孔に挿入されると共に該ハウジングと相対摺動移動を行う軸との間の環状隙間を流体から密封するべく、前記軸又は前記ハウジングのうちの一方の部材に形成された環状溝に装着される密封装置であって、
   相手摺動部品と摺動する摺動面を有すると共に流体圧の負荷時に前記環状隙間を密封するシールリング部と、流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝との間を密封する密封部とを有してなり、
   前記密封部は、流体圧の負荷時には、該流体圧によって、前記シールリング部と前記環状溝との間の密封状態を解除する方向に変形可能に設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記密封部は、前記シールリング部から前記環状溝の内壁面に向けて傾斜状に延びるリップ形状に形成され、前記流体圧の無負荷時には前記リップ形状の密封部が前記環状溝の内壁面に当接して前記シールリング部と前記環状溝との間を密封すると共に、前記流体圧の負荷時には前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に屈曲変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記密封部が前記流体圧の負荷時に屈曲変形した際、前記シールリング部と前記密封部との間に形成される溝部を封止する封止部を有していることを特徴とする請求項２記載の密封装置。
4. 前記封止部は前記密封部の先端部によって構成され、該先端部は、前記流体圧の負荷時に前記密封部が屈曲変形した際、前記先端部が前記環状溝の内壁面に当接することによって、前記溝部を該内壁面との間で前記流体の流入に対して封止するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の密封装置。
5. 前記封止部は、前記溝部内に別体に設けられたＯリングからなり、前記流体圧の負荷時に前記密封部が屈曲変形した際、前記Ｏリングが前記シールリング部と前記密封部との間で挟着されることによって、前記溝部を前記流体の流入に対して封止するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の密封装置。
6. 前記シールリング部と前記密封部との間に形成される溝部内に、前記密封部が前記環状溝の溝底面に当接するように付勢力を作用させる環状のばね部材が介装されていることを特徴とする請求項２記載の密封装置。
7. 前記シールリング部と前記密封部とに亘って、前記密封部を前記環状溝の内壁面に付勢するためのＶ字状のバネ部材が埋設されていることを特徴とする請求項２記載の密封装置。
8. 前記密封部は前記シールリング部とは別体のゴム状弾性体によって形成され、前記シールリング部に対して一体に接着されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の密封装置。
9. 前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側に配置され、前記流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝の溝底面との間を密封することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の密封装置。
10. 前記密封部は、前記シールリング部の軸方向に並設され、前記流体圧の無負荷時に、前記シールリング部と前記環状溝の側壁面との間を密封することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の密封装置。
11. 前記シールリング部は、前記相手摺動部品と摺動する摺動面から前記環状溝の溝底面に向けて延びるフランジ部を有しており、
    前記密封部は、前記シールリング部とは別体のゴム状弾性体からなり、前記環状溝の溝底面から前記フランジ部の内面に向けて傾斜状に延びるリップ形状に形成され、前記流体圧の無負荷時には前記リップ形状の密封部が前記フランジ部の内面に当接して前記シールリング部と前記環状溝との間を密封すると共に、前記流体圧の負荷時には前記フランジ部から離間して前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に屈曲変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
12. 前記密封部は、環状のゴム状弾性体と、前記ゴム状弾性体を保形するガス封入部とを有してなり、
    前記ガス封入部は、前記流体圧の無負荷時には、前記環状溝内における前記ゴム状弾性体の形状を、前記シールリング部と前記環状溝との間を密封する形状に保形すると共に、前記流体圧の負荷時には、前記ゴム状弾性体が前記シールリング部と前記環状溝との間の密封を解除する方向に変形する際に追従して圧縮することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
13. 前記ゴム状弾性体は、前記シールリング部と前記環状溝の溝底面との間で該溝底面を塞ぐように配置され、
    前記ガス封入部は、前記ゴム状弾性体と前記溝底面との間にガスが封入されることによって形成されていることを特徴とする請求項１２記載の密封装置。
14. 前記ゴム状弾性体は中空状に形成され、
    前記ガス封入部は、前記ゴム状弾性体の内部にガスが封入されることによって形成されていることを特徴とする請求項１２記載の密封装置。
15. 前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側に該シールリング部とは別体に設けられ、前記流体圧の無負荷時に前記シールリング部と前記環状溝の内壁面との間を密封することを特徴とする請求項１４記載の密封装置。
16. 前記密封部は、前記シールリング部に対して一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の内壁面との間を密封することを特徴とする請求項１４記載の密封装置。
17. 前記密封部は、前記シールリング部における前記環状溝の溝底面側の周面に一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の溝底面との間を密封することを特徴とする請求項１６記載の密封装置。
18. 前記密封部は、前記シールリング部の軸方向に並設して一体に接着され、前記流体圧の無負荷時に前記環状溝の側壁面との間を密封することを特徴とする請求項１６記載の密封装置。
19. 前記ゴム状弾性体は、前記流体圧の無負荷時の密封部位が突起状に形成されていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の密封装置。

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