JP2015140861A

JP2015140861A - 密封装置

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Publication number: JP2015140861A
Application number: JP2014014149A
Authority: JP
Inventors: 安喰　賢一; Kenichi Agui; 賢一安喰
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-08-03

Abstract

【課題】金属バネ対比で長期間に亙ってシール性を発揮し、吹き抜け漏れを抑制し、しかもゴム材料に特有な熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制する密封装置を提供する。
【解決手段】樹脂製の摺動リングおよびゴム状弾性体製の負荷リングの組み合わせよりなる。摺動リングは、装着溝の底面側に配置される第１筒部と、第２筒部と、径方向部とを一体に備える形状とされる。径方向部の低圧側であって両筒部および径方向部に囲まれる空間内に負荷リングが装着される。装着溝の底面に密接する第１シールリップが第１筒部の周面に設けられるとともに他方の部材の対向面に摺動自在に密接する第２シールリップが第２筒部の周面に設けられる。第１筒部の径方向幅、第２筒部の径方向幅および負荷リングの径方向幅の和が装着溝の底面および他方の部材の対向面間の径方向幅より大きく設定されることにより密封装置に径方向のつぶし代が設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、一般産業機械における油圧シリンダにおいて圧油（高圧）をシールするために用いられる。

従来から密封装置の一種として、ゴム状弾性体製の摺動リング（ゴムリング）の単体よりなるものが知られているが、この摺動リングを油圧シリンダやコンプレッサ等で１６０〜１７０℃程度の高温に対する耐熱性および耐冷媒性・耐油性が求められる用途に用いた場合には、摺動リングに熱劣化や膨潤などの不具合が発生する。したがって摺動リングによるシール性が低下し、密封対象の漏れが発生する。

尚、摺動リングのゴム材料としてＦＫＭ（フッ素ゴム）を用いる場合にはその特性上耐熱性を確保することができるが、ＦＫＭには耐冷媒性について難点がある。

上記問題を解消するため摺動リングの材質を耐熱性および耐冷媒性・耐薬品性に優れるＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等の樹脂製とし、図６に示すようにこの樹脂製の摺動リング１０１に金属バネ１０２を組み込むことにより、しめ代を発生させる密封装置が採用されている。摺動リング１０１はシールリップ１０３を有し、シールリップ１０３は金属バネ１０２によるバネ力で接触の相手面に押し付けられる。金属バネ１０２はこれ自身、耐熱性および耐冷媒性・耐油性に優れるものであって、またこれ自身で、しめ代を維持する拡張力を発揮する。

しかしながら金属バネ１０２は初期拡張力が小さいため、拡張力の維持に劣るものである。したがって樹脂製の摺動リング１０１および金属バネ１０２の組み合わせよりなる密封装置について使用後品の残留しめ代を測定してみると、しめ代は殆んど残されていない。したがって金属バネ１０２を組み込んだことによる効果（しめ代維持効果）は比較的短期間で消失してしまい、これに伴ってシール性が比較的短期間で低下する。したがってこの図６の密封装置には、長期間に亙ってシール性を発揮することができない問題がある。

また、金属バネ１０２は初期拡張力が小さいため、拡張力が低下する以前であっても、機器の断続運転に際しての再始動時に樹脂材料の熱膨張（収縮）でバネ力が負けてしまうことがある。この場合シールリップ１０３の先端とこれが接触する相手面との間に隙間が発生し、この隙間から密封対象が漏洩する吹き抜け漏れが発生する問題がある。

特開２０１１−６９３８３号公報

本発明は以上の点に鑑みて、金属バネ対比で長期間に亙ってシール性を発揮することができ、吹き抜け漏れを抑制することができ、しかもゴム材料に特有な熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制することもできる密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、互いに対向して相対に移動する二部材のうちの一方の部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに他方の部材の対向面に摺動自在に密接することにより前記二部材の対向面間で高圧側の密封対象が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置であって、樹脂製の摺動リングおよびゴム状弾性体製の負荷リングの組み合わせよりなり、前記摺動リングは、前記装着溝の底面側に配置される第１筒部と、前記装着溝の開口側に配置される第２筒部と、前記第１筒部の高圧側端部および前記第２筒部の高圧側端部を連結した径方向部とを一体に備える形状とされ、前記径方向部の低圧側であって前記第１筒部、前記第２筒部および前記径方向部に囲まれる空間内に前記負荷リングが装着され、前記装着溝の底面に密接する第１シールリップが前記第１筒部の周面に設けられるとともに前記他方の部材の対向面に摺動自在に密接する第２シールリップが前記第２筒部の周面に設けられ、前記第１筒部の径方向幅、前記第２筒部の径方向幅および前記負荷リングの径方向幅の和が前記装着溝の底面および前記他方の部材の対向面間の径方向幅より大きく設定されることにより当該密封装置に径方向のつぶし代が設定されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記負荷リングはＯリングよりなることを特徴とする。

また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１または２記載の密封装置において、前記第１シールリップはそのリップ先端が前記第１筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置され、前記第２シールリップはこれもそのリップ先端が前記第２筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置されていることを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１、２または３記載の密封装置において、前記摺動リングにおける前記第１筒部、前記第２筒部および前記径方向部に囲まれる空間の開口部に栓部材が装着されていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の密封装置においては、樹脂製の摺動リングおよびゴム状弾性体製の負荷リングが組み合わされ、摺動リングが、装着溝の底面側に配置される第１筒部と、装着溝の開口側に配置される第２筒部と、両筒部を連結した径方向部とを一体に備える形状とされ、摺動リングの内部空間内に負荷リングが装着され、装着溝の底面に密接する第１シールリップが第１筒部の周面に設けられるとともに他方の部材の対向面に摺動自在に密接する第２シールリップが第２筒部の周面に設けられ、第１筒部の径方向幅、第２筒部の径方向幅および負荷リングの径方向幅の和が装着溝の底面および他方の部材の対向面間の径方向幅より大きく設定されることにより径方向のつぶし代が設定されているため、この径方向のつぶし代によりしめ代が発生し、すなわちシールリップが接触の相手面（装着溝の底面、他方の部材の対向面）に押し付けられる。そして、ゴム材料のつぶし代により発生する反発力は、金属バネのバネ力により発生する反発力と比較して時間が経過しても消失しにくいものである。したがって本発明によれば、金属バネ対比で比較的長期間に亙って安定したシール性を発揮することが可能とされ、例えばシールリップにヘタリ・摩耗や偏芯などが発生してもしめ代が確保されシール性を維持することが可能とされる。

また、金属バネは初期拡張力が比較的小さいところ、ゴム状弾性体製の負荷リングによれば初期拡張力を比較的大きく設定することができる。したがって機器の断続運転に際しての再始動時に樹脂材料の熱膨張（収縮）が生じてもシールリップの先端とこれが接触する相手面との間に隙間が発生しにくい。したがってこの隙間から密封対象が漏洩する吹き抜け漏れが発生するのを抑制することが可能とされる。

また、上記構成を備える本発明の密封装置においては、摺動リングが第１筒部の高圧側端部と第２筒部の高圧側端部とを径方向部で連結した形状とされ、径方向部の低圧側であって第１筒部、第２筒部および径方向部に囲まれる空間内に負荷リングが装着されているため、負荷リングはその三方（外周側、内周側および軸方向一方の高圧側）を摺動リングで包囲されることにより高圧側の密封対象に直接接触しにくいものとされている。したがって負荷リングがゴム状弾性体製であっても、この負荷リングに熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制することが可能とされる。

ゴム状弾性体製の負荷リングの断面形状は特に限定されないが、摺動リングの内部空間に対する充填率を適度に設定する都合などからして、断面円形（楕円形や長円形を含む）のＯリングを用いるのが好適である。

また、本発明では上記したように、装着溝の底面に密接する第１シールリップが第１筒部の周面に設けられるとともに他方の部材の対向面に摺動自在に密接する第２シールリップが第２筒部の周面に設けられるが、これらのシールリップを高圧側の密封対象の近くに配置すると、しめ代（シール面圧）のピーク値が高圧側の密封対象の近くに立つので、密封対象が装着溝の底面および第１筒部の周面間の間隙や他方の部材の対向面および第２筒部の周面間の間隙に侵入しにくくなり、よってこの分シール性が高められる。したがってこのような理由からして第１シールリップはこれを第１筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置するのが好ましく、第２シールリップはこれも第２筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置するのが好ましい。尚、シールリップはそのリップ先端でしめ代（シール面圧）のピーク値が立つので、シールリップの軸方向位置はこのリップ先端の軸方向位置により定められる。

また、本発明の密封装置は、摺動リングおよび負荷リングの２部品よりなることを基本とするが、第３の部品として摺動リングにおける第１筒部、第２筒部および径方向部に囲まれる空間の開口部に栓部材を装着するようにしても良く、この場合にはこの栓部材によって、摺動リングから負荷リングを抜け止めすることが可能とされ、また負荷リングをその四方（内周側、外周側、軸方向一方の高圧側および軸方向他方の低圧側）から囲むことが可能とされる。したがって負荷リングが高圧側の密封対象に対し更に接触しにくくなる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明においては以上説明したように、ゴム材料のつぶし代により発生する反発力によってシールリップを接触の相手面（装着溝の底面、他方の部材の対向面）に押し付けるように構成されており、ゴム材料のつぶし代により発生する反発力は金属バネのバネ力により発生する反発力と比較して時間が経過しても消失しにくい。したがって本発明によれば、金属バネ対比で比較的長期間に亙って安定したシール性を発揮することが可能とされる。

また、金属バネと比較してゴム状弾性体製の負荷リングは初期拡張力を比較的大きく設定することができるため、機器の断続運転に際しての再始動時に樹脂材料の熱膨張（収縮）が生じてもシールリップの先端とこれが接触する相手面との間に隙間が発生しにくい。したがってこの隙間から密封対象が漏洩する吹き抜け漏れが発生するのを抑制することが可能とされる。

また、摺動リングが第１筒部の高圧側端部と第２筒部の高圧側端部とを径方向部で連結した形状とされ、径方向部の低圧側であって第１筒部、第２筒部および径方向部に囲まれる空間内に負荷リングが装着されているため、負荷リングはその三方を摺動リングで包囲されることにより高圧側の密封対象に直接接触しにくい。したがって負荷リングがゴム状弾性体製であっても負荷リングに熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制することが可能とされる。

以上により本発明によれば所期の目的どおり、金属バネ対比で長期間に亙ってシール性を発揮することができ、吹き抜け漏れを抑制することができ、しかもゴム材料に特有な熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制することもできる密封装置を提供することができる。

また、第１シールリップのリップ先端を第１筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置するとともに第２シールリップのリップ先端を第２筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置することにより、しめ代（シール面圧）のピーク値が高圧側の密封対象の近くに立つので、シール性を一層高めることができる。

また、摺動リングおよび負荷リングのほかに栓部材を装着することにより、摺動リングから負荷リングを抜け止めすることができ、高圧側の密封対象が負荷リングに接触しにくくなるため、負荷リングの耐久性を高めることができる。

本発明の第１実施例に係る密封装置の半裁断面図同密封装置の装着状態を示す断面図本発明の第２実施例に係る密封装置の半裁断面図本発明の第３実施例に係る密封装置の半裁断面図同密封装置の装着状態を示す断面図従来例に係る密封装置の半裁断面図

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・
図１は、本発明の第１実施例に係る密封装置１の半裁断面を示しており、その装着状態が図２に示されている。

図２に示すように当該実施例に係る密封装置１は、互いに対向して相対に移動する二部材のうちの一方の部材であるシールハウジング４１の対向面（軸孔ないしシリンダ孔の内周面）４２に設けた装着溝４３に装着されるとともに他方の部材である軸ないしピストン（以下、単に軸と称する）５１の対向面（外周面）５２に摺動自在に密接することによりシールハウジング４１および軸５１の対向面４２，５２間で高圧側Ａの密封対象が低圧側Ｂへ漏洩しないようにこれをシールする。また当該密封装置１は、回転・往復運動用（回転または／および往復運動用）の密封装置である。

図１に示すように当該密封装置１は、樹脂製の摺動リング（樹脂リングとも称する）１１およびゴム状弾性体製の負荷リング（ゴムリングとも称する）２１の組み合わせにより構成されている。

摺動リング１１は、所定の樹脂材料たとえばＰＴＦＥによって成形され、装着溝４３の底面４３ａ側に配置される外周側の第１筒部１２と、装着溝４３の開口４３ｂ側に配置される内周側の第２筒部１３と、第１筒部１２の高圧側端部１２ａおよび第２筒部１３の高圧側端部１３ａを連結した環状の径方向部１４とを一体に備える形状とされ、このような形状の摺動リング１１における径方向部１４の低圧側Ｂであって第１筒部１２、第２筒部１３および径方向部１４に囲まれる空間１５内に負荷リング２１が装着されている。

また、第１筒部１２の外周面に、装着溝４３の底面４３ａに密接する第１シールリップ１６が設けられ、第２筒部１３の内周面に、軸５１の外周面５２に摺動自在に密接する第２シールリップ１７が設けられている。

第１筒部１２は断面長方形状とされ、これに対し第１シールリップ１６は頂点を径方向外方へ向けた断面三角形状とされ、リップ先端１６ａの高圧側Ａに高圧側斜面１６ｂを備えるとともにリップ先端１６ａの低圧側Ｂに低圧側斜面１６ｃを備える形状とされている。またこの断面形状における三角形は高圧側斜面１６ｂより低圧側斜面１６ｃのほうが長い不等辺三角形とされ、これにより第１シールリップ１６はそのリップ先端１６ａが第１筒部１２の軸方向中間位置１２ｂより高圧側Ａに配置され、第１筒部１２と負荷リング２１が接触する位置より高圧側Ａに配置されている。また、第１筒部１２の低圧側端部の外周面には、所定の軸方向幅ｗに亙って密封装置１の中心軸線０と平行な円筒面部（軸方向ストレート面）１８が形成され、これにより装着時、第１シールリップ１６の低圧側斜面１６ｃは装着溝４３の底面４３ａに全面接触せず、リップ先端１６ａにシール面圧のピーク値が設定されるように構成されている。

同様に、第２筒部１３は断面長方形状とされ、これに対し第２シールリップ１７は頂点を径方向内方へ向けた断面三角形状とされ、リップ先端１７ａの高圧側Ａに高圧側斜面１７ｂを備えるとともにリップ先端１７ａの低圧側Ｂに低圧側斜面１７ｃを備える形状とされている。またこの断面形状における三角形は高圧側斜面１７ｂより低圧側斜面１７ｃのほうが長い不等辺三角形とされ、これにより第１シールリップ１７はそのリップ先端１７ａが第２筒部１３の軸方向中間位置１３ｂより高圧側Ａに配置され、第２筒部１３と負荷リング２１が接触する位置より高圧側Ａに配置されている。また、第２筒部１３の低圧側端部の内周面には、所定の軸方向幅ｗに亙って密封装置１の中心軸線０と平行な円筒面部（軸方向ストレート面）１９が形成され、これにより装着時、第２シールリップ１７の低圧側斜面１７ｃは軸５１の外周面５２に全面接触せず、リップ先端１７ａにシール面圧のピーク値が設定されるように構成されている。

摺動リング１１の断面形状は、径方向に対称な形状とされている。したがって第１シールリップ１６のリップ先端１６ａと第２シールリップ１７のリップ先端１７ａは軸方向同一箇所に配置されている。

一方、負荷リング２１は、所定のゴム状弾性体によって成形されている。また負荷リング２１は、その断面形状を円形とするＯリングとして成形されている。

摺動リング１１および負荷リング２１の各部寸法は、以下のように設定されている。

摺動リング１１における第１筒部１２の内径寸法は、負荷リング２１の外径寸法と同等ないし略同等に設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の外径寸法は、負荷リング２１の内径寸法と同等ないし略同等に設定されている。摺動リング１１における第１筒部１２の外径寸法（リップ先端１６ａの外径寸法）は、装着溝４３における底面４３ａの内径寸法よりも大きく設定されている。摺動リング１１における第１筒部１２の円筒面部１８の外径寸法は、装着溝４３における底面４３ａの内径寸法よりも小さく設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の内径寸法（リップ先端１７ａの内径寸法）は、軸５１の外径寸法よりも小さく設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の円筒面部１９の内径寸法は、軸５１の外径寸法よりも大きく設定されている。負荷リング２１の軸方向幅は、摺動リング１１における内部空間１５の軸方向幅と同等ないし略同等に設定されている。摺動リング１１の軸方向幅は、装着溝３３の軸方向幅よりも小さく設定されている。

また、図１に示した断面形状における摺動リング１１の第１筒部１２の径方向幅ｄ_１、第２筒部１３の径方向幅ｄ_２および負荷リング２１の径方向幅ｄ_３の和ｄ_４は、装着溝４３の底面４３ａおよび軸５１の外周面５２間の径方向幅ｄ_５よりも大きく設定されている（ｄ_１＋ｄ_２＋ｄ_３＝ｄ_４，ｄ_４＞ｄ_５）。

したがって当該密封装置１には、当該密封装置１を装着溝３３に装着したときに当該密封装置１が径方向に圧縮されて弾性変形する、つぶし代が設定されている。

上記構成を備える密封装置１においては、上記したように径方向のつぶし代が設定されているために、当該密封装置１が装着溝４３に装着されると図２に示したように摺動リング１１および負荷リング２１が共に大きく弾性変形し、つぶし代によるしめ代が発生し、摺動リング１１における第１シールリップ１６のリップ先端１６ａが装着溝４３の底面４３ａに強く押し付けられるとともに第２摺動リング１７のリップ先端１７が軸５１の外周面５２に強く押し付けられる。そして、上記したようにゴム材料のつぶし代により発生する反発力は、金属バネのバネ力により発生する反発力と比較して時間が経過しても消失しにくいものである。したがって当該密封装置１によれば、金属バネ対比で比較的長期間に亙って安定したシール性を発揮することが可能とされ、例えばシールリップ１６，１７にヘタリ・摩耗や偏芯などが発生しても依然としてしめ代が確保されるため、シール性を維持することが可能とされている。

また、従来の金属バネは初期拡張力が小さいところ、ゴム状弾性体製の負荷リング２１は初期拡張力が比較的大きいものである。したがって機器の断続運転に際しての再始動時にシールリップ１６，１７の先端１６ａ，１７ａとこれが接触する相手面との間に隙間が発生しにくく、よってこの隙間から密封対象が漏洩する吹き抜け漏れが発生するのを抑制することが可能とされている。

また、上記構成を備える密封装置１においては、摺動リング１１が第１筒部１２の高圧側端部１２ａと第２筒部１３の高圧側端部１３ａとを径方向部１４で連結した形状とされ、径方向部１４の低圧側Ｂであって第１筒部１２、第２筒部１３および径方向部１４に囲まれる空間１５内に負荷リング２１が装着されているため、負荷リング２１はその三方（外周側、内周側および軸方向一方の高圧側Ａ）を摺動リング１１で包囲されることにより高圧側Ａの密封対象に直接接触しにくいものとされている。したがって負荷リング２１がゴム状弾性体製であっても、この負荷リング２１に熱劣化や膨潤などの不具合が発生するのを抑制することが可能とされている。

また、上記つぶし代による摺動リング１１の変形について、第１シールリップ１６のリップ先端１６ａが第１筒部１２の外周面の軸方向中間位置１２ｂより高圧側Ａに配置されるとともに第１シールリップ１７のリップ先端１７ａが第２筒部１３の外周面の軸方向中間位置１３ｂより高圧側Ａに配置されているため、摺動リング１１は図２に示したように高圧側Ａの密封対象に面した部位にて大きく径方向に圧縮され、しめ代（シール面圧）のピーク値が高圧側Ａの密封対象の近くに設定される。したがって高圧側Ａの密封対象が装着溝４３の底面４３ａおよび第１シールリップ１６の低圧側斜面１６ｃ間の間隙に侵入しにくく、軸５１の外周面５２および第２シールリップ１７の低圧側斜面１７ｃ間の間隙にも侵入しにくいため、この分シール性を高めることが可能とされている。

尚、このように摺動リング１１が高圧側Ａの密封対象に面した部位にて大きく径方向に圧縮されると、径方向部１４が大きく撓むことになる。したがって径方向部１４としては、撓みやすい薄肉の膜状のものが好ましい。

第２実施例・・・
また、密封装置１を装着溝４３に装着する前たとえば密封装置１の搬送時に摺動リング１１から負荷リング２１が脱落するおそれがある場合にはこれを防止するため、摺動リング１１の内部空間１５の開口部に抜け止め用の突起状の係合部を設けることが考えられる。この場合、係合部は第１筒部１２の低圧側端部の内周面および第２筒部１３の低圧側端部の外周面のいずれか一方または双方に設けられるが、図３に示す例では、係合部２０が第１筒部１２の低圧側端部の内周面および第２筒部１３の低圧側端部の外周面の双方に設けられている。係合部２０は環状であるが環状でなくても良く、例えば円周上一部の突起よりなるものであっても良い。

第３実施例・・・
図４は、本発明の第３実施例に係る密封装置１の半裁断面を示しており、その装着状態が図５に示されている。

図５に示すように当該実施例に係る密封装置１は、互いに対向して相対に移動する二部材のうちの一方の部材であるシールハウジング４１の対向面（軸孔ないしシリンダ孔の内周面）４２に設けた装着溝４３に装着されるとともに他方の部材である軸ないしピストン（以下、単に軸と称する）５１の対向面（外周面）５２に摺動自在に密接することによりシールハウジング４１および軸５１の対向面４２，５２間で高圧側Ａの密封対象が低圧側Ｂへ漏洩しないようにこれをシールする。また当該密封装置１は、回転・往復運動用（回転または／および往復運動用）の密封装置である。

図１に示すように当該密封装置１は、樹脂製の摺動リング１１およびゴム状弾性体製の負荷リング（負荷リング）２１ならびに栓部材３１の組み合わせにより構成されている。

摺動リング１１は、所定の樹脂材料たとえばＰＴＦＥによって成形され、装着溝４３の底面４３ａ側に配置される外周側の第１筒部１２と、装着溝４３の開口４３ｂ側に配置される内周側の第２筒部１３と、第１筒部１２の高圧側端部１２ａおよび第２筒部１３の高圧側端部１３ａを連結した環状の径方向部１４とを一体に備える形状とされ、このような形状の摺動リング１１における径方向部１４の低圧側Ｂであって第１筒部１２、第２筒部１３および径方向部１４に囲まれる空間１５内に負荷リング２１および栓部材３１が装着されている。

第１筒部１２は断面長方形状とされ、これに対し第１シールリップ１６は頂点を径方向外方へ向けた断面三角形状とされ、リップ先端１６ａの高圧側Ａに高圧側斜面１６ｂを備えるとともにリップ先端１６ａの低圧側Ｂに低圧側斜面１６ｃを備える形状とされている。またこの断面形状における三角形は高圧側斜面１６ｂより低圧側斜面１６ｃのほうが長い不等辺三角形とされ、これにより第１シールリップ１６はそのリップ先端１６ａが第１筒部１２の軸方向中間位置１２ｂより高圧側Ａに配置されている。また、第１筒部１２の低圧側端部の外周面には、所定の軸方向幅ｗに亙って密封装置１の中心軸線０と平行な円筒面部（軸方向ストレート面）１８が形成され、これにより装着時、第１シールリップ１６の低圧側斜面１６ｃは装着溝４３の底面４３ａに全面接触せず、リップ先端１６ａにシール面圧のピーク値が設定されるように構成されている。

同様に、第２筒部１３は断面長方形状とされ、これに対し第２シールリップ１７は頂点を径方向内方へ向けた断面三角形状とされ、リップ先端１７ａの高圧側Ａに高圧側斜面１７ｂを備えるとともにリップ先端１７ａの低圧側Ｂに低圧側斜面１７ｃを備える形状とされている。またこの断面形状における三角形は高圧側斜面１７ｂより低圧側斜面１７ｃのほうが長い不等辺三角形とされ、これにより第１シールリップ１７はそのリップ先端１７ａが第２筒部１３の軸方向中間位置１３ｂより高圧側Ａに配置されている。また、第２筒部１３の低圧側端部の内周面には、所定の軸方向幅ｗに亙って密封装置１の中心軸線０と平行な円筒面部（軸方向ストレート面）１９が形成され、これにより装着時、第２シールリップ１７の低圧側斜面１７ｃは軸５１の外周面５２に全面接触せず、リップ先端１７ａにシール面圧のピーク値が設定されるように構成されている。

負荷リング２１は、所定のゴム状弾性体によって成形されている。また負荷リング２１は、その断面形状を円形とするＯリングとして成形されている。

摺動リング１１における第１筒部１２の内径寸法は、負荷リング２１の外径寸法よりも大きく設定されている。但し図５に示すように装着時には、第１筒部１２の内周面が負荷リング２１に密接するように設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の外径寸法は、負荷リング２１の内径寸法よりも小さく設定されている。但し図５に示すように装着時には、第２筒部１３の外周面が負荷リング２１に密接するように設定されている。摺動リング１１における第１筒部１２の外径寸法（リップ先端１６ａの外径寸法）は、装着溝４３における底面４３ａの内径寸法よりも大きく設定されている。摺動リング１１における第１筒部１２の円筒面部１８の外径寸法は、装着溝４３における底面４３ａの内径寸法よりも小さく設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の内径寸法（リップ先端１７ａの内径寸法）は、軸５１の外径寸法よりも小さく設定されている。摺動リング１１における第２筒部１３の円筒面部１９の内径寸法は、軸５１の外径寸法よりも大きく設定されている。負荷リング２１の軸方向幅は、栓部材３１を併設する都合上、摺動リング１１における内部空間１５の軸方向幅よりも随分と小さく設定されている。摺動リング１１の軸方向幅は、装着溝３３の軸方向幅よりも小さく設定されている。

栓部材３１は、所定の樹脂材料によって環状に成形され、摺動リング１１の内部空間１５内において負荷リング２１の低圧側Ｂであって内部空間１５の開口部に装着されている。装着は嵌合等による。また栓部材３１はその断面形状を長方形とされているが、装着時に摺動リング１１の弾性変形を阻害しないように段差状を呈する環状の逃げ部３２，３３が外周面および内周面の高圧側端部にそれぞれ設けられている。

図５に示す装着時、栓部材３１の外周面は、段差状の逃げ部３２の径方向立ち上がり面の外周側端部３２ａおよび段差状の逃げ部３２の底面の高圧側端部３２ｂの２箇所にて摺動リング１１の第１筒部１２の内周面に密接し、これにより密封対象が内部空間１５に侵入するのを抑制するシール作用を発揮する。また栓部材３１の内周面は、段差状の逃げ部３３の立ち上がり面の内周側端部３３ａおよび段差状の逃げ部３３の底面の高圧側端部３３ｂの２箇所にて摺動リングの第２筒部の外周面に密接し、これにより密封対象が内部空間１５に侵入するのを抑制するシール作用を発揮する。

上記構成を備える密封装置１においては、上記したように径方向のつぶし代が設定されているため、当該密封装置１が装着溝４３に装着されると図５に示すように摺動リング（樹脂リング）１１および負荷リング（ゴムリング）２１が共に大きく弾性変形し、つぶし代によるしめ代が発生し、摺動リング１１における第１シールリップ１６のリップ先端１６ａが装着溝４３の底面４３ａに強く押し付けられるとともに第２摺動リング１７のリップ先端１７が軸５１の外周面５２に強く押し付けられる。そして、上記したようにゴム材料のつぶし代により発生する反発力は、金属バネのバネ力により発生する反発力と比較して時間が経過しても消失しにくいものである。したがって当該密封装置１によれば、金属バネ対比で比較的長期間に亙って安定したシール性を発揮することが可能とされ、例えばシールリップ１６，１７にヘタリ・摩耗や偏芯などが発生しても依然としてしめ代が確保されるため、シール性を維持することが可能とされている。

また、上記つぶし代による摺動リング１１の変形について、第１シールリップ１６のリップ先端１６ａが第１筒部１２の外周面の軸方向中間位置１２ｂより高圧側Ａに配置されるとともに第１シールリップ１７のリップ先端１７ａが第２筒部１３の外周面の軸方向中間位置１３ｂより高圧側Ａに配置されているため、摺動リング１１は図５に示すように高圧側Ａの密封対象に面した部位にて大きく径方向に圧縮され、しめ代（シール面圧）のピーク値が高圧側Ａの密封対象の近くに設定される。したがって高圧側Ａの密封対象が装着溝４３の底面４３ａおよび第１シールリップ１６の低圧側斜面１６ｃ間の間隙に侵入しにくく、軸５１の外周面５２および第２シールリップ１７の低圧側斜面１７ｃ間の間隙にも侵入しにくいため、この分シール性を高めることが可能とされている。

また、上記構成を備える密封装置１においては、摺動リング１１および負荷リング２１のほかに第３の部品として栓部材３１が備えられ、この栓部材３１が摺動リング１１における第１筒部１２、第２筒部１３および径方向部１４に囲まれる空間１５の開口部に装着されているため、この栓部材３１によって、摺動リング１１から負荷リング２１を抜け止めすることが可能とされ、また負荷リング２１をその四方（内周側、外周側、軸方向一方の高圧側Ａおよび軸方向他方の低圧側Ｂ）から囲むことが可能とされている。したがって負荷リング２１が高圧側Ａの密封対象に対し更に接触しにくくされており、負荷リング２１の耐久性を高めることが可能とされている。

１密封装置
１１摺動リング
１２第１筒部
１２ａ，１３ａ高圧側端部
１２ｂ，１３ｂ軸方向中間位置
１３第２筒部
１４径方向部
１５摺動リング内部空間
１６第１シールリップ
１６ａ，１７ａリップ先端
１６ｂ，１７ｂ高圧側斜面
１６ｃ，１７ｃ低圧側斜面
１７第２シールリップ
１８，１９円筒面部
２０係合部
２１負荷リング
３１栓部材
３２，３３逃げ部
３２ａ外周側端部
３２ｂ，３３ｂ高圧側端部
３３ａ内周側端部
４１シールハウジング（一方の部材）
４２内周面（対向面）
４３装着溝
４３ａ底面
４３ｂ開口
５１軸（他方の部材）
５２外周面（対向面）
０中心軸線
Ａ高圧側
Ｂ低圧側

Claims

互いに対向して相対に移動する二部材のうちの一方の部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに他方の部材の対向面に摺動自在に密接することにより前記二部材の対向面間で高圧側の密封対象が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置であって、
樹脂製の摺動リングおよびゴム状弾性体製の負荷リングの組み合わせよりなり、
前記摺動リングは、前記装着溝の底面側に配置される第１筒部と、前記装着溝の開口側に配置される第２筒部と、前記第１筒部の高圧側端部および前記第２筒部の高圧側端部を連結した径方向部とを一体に備える形状とされ、前記径方向部の低圧側であって前記第１筒部、前記第２筒部および前記径方向部に囲まれる空間内に前記負荷リングが装着され、
前記装着溝の底面に密接する第１シールリップが前記第１筒部の周面に設けられるとともに前記他方の部材の対向面に摺動自在に密接する第２シールリップが前記第２筒部の周面に設けられ、
前記第１筒部の径方向幅、前記第２筒部の径方向幅および前記負荷リングの径方向幅の和が前記装着溝の底面および前記他方の部材の対向面間の径方向幅より大きく設定されることにより当該密封装置に径方向のつぶし代が設定されていることを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
前記負荷リングはＯリングよりなることを特徴とする密封装置。
請求項１または２記載の密封装置において、
前記第１シールリップはそのリップ先端が前記第１筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置され、前記第２シールリップはこれもそのリップ先端が前記第２筒部の軸方向中間位置より高圧側に配置されていることを特徴とする密封装置。
請求項１、２または３記載の密封装置において、
前記摺動リングにおける前記第１筒部、前記第２筒部および前記径方向部に囲まれる空間の開口部に栓部材が装着されていることを特徴とする密封装置。