JP7474632B2 - Sealing material - Google Patents

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Description

本発明は、シール部材に関する。 The present invention relates to a sealing member.

シール部材は、様々な機械要素において使用され、気密性または液密性などの所期の機能を発現する。このようなシール部材の一例として、ロータリ式バルブに使用されるシール部材が知られている。例えば特許文献1に開示されているシール部材を、図8に示す。図8に示すシール部材177は、ケーシング102によって形成されているロータ収容空間に収容されているロータ101に向かって延出するように設けられている。より詳しくは、シール部材177は、ロータ収容空間に向けて開口する開口部125aに配置されている。シール部材177は、開口部125aの内周面に当接する筒部と、当該筒部の一端から突出し、ロータ101に当接する先端当接部180とを有している。先端当接部180は、先端側に向かうにつれて内側に狭まり、かつ、折り返されるように湾曲している内側湾曲部181を備えている。このように、シール部材177は、回動するロータ101に先端当接部180で当接し、摺動するロータ101と開口部125aとの隙間を密閉している。シール部材177の筒部は、例えば、ロータ101への冷却水の経路となっている。 Seal members are used in various machine elements to achieve desired functions such as airtightness or liquid tightness. As an example of such a seal member, a seal member used in a rotary valve is known. For example, a seal member disclosed in Patent Document 1 is shown in FIG. 8. The seal member 177 shown in FIG. 8 is provided so as to extend toward the rotor 101 housed in the rotor housing space formed by the casing 102. More specifically, the seal member 177 is disposed in the opening 125a that opens toward the rotor housing space. The seal member 177 has a cylindrical portion that abuts against the inner peripheral surface of the opening 125a, and a tip abutment portion 180 that protrudes from one end of the cylindrical portion and abuts against the rotor 101. The tip abutment portion 180 has an inner curved portion 181 that narrows inward toward the tip side and is curved so as to be folded back. In this way, the seal member 177 abuts against the rotating rotor 101 at the tip abutment portion 180, sealing the gap between the sliding rotor 101 and the opening 125a. The cylindrical portion of the seal member 177 serves as a path for cooling water to the rotor 101, for example.

特開2013-245737号公報JP 2013-245737 A

上述のようなシール部材のロータに押し付けられる部分には、ロータに対するシール性とともに摺動性が必要である。シール性と摺動性は相反する性質であるとも言える。例えば、先述の特許文献1は、比較的摩擦係数の低い樹脂部材からシール部材177を形成することが記載されている。比較的摩擦係数の低い樹脂部材でシール部材177を形成すると、摺動性は十分だがシール性が不十分となる虞がある。 The portion of the sealing member that is pressed against the rotor as described above needs to be able to slide as well as seal against the rotor. It can be said that sealing and sliding are contradictory properties. For example, the aforementioned Patent Document 1 describes forming the sealing member 177 from a resin member with a relatively low coefficient of friction. If the sealing member 177 is formed from a resin member with a relatively low coefficient of friction, there is a risk that the sliding properties will be sufficient but the sealing properties will be insufficient.

そこで、本発明の一態様は、シール性と摺動性とを兼ね備えるシール部材を実現することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention aims to realize a sealing member that combines sealing properties and sliding properties.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るシール部材は、弾性を有するとともに環状の平面形状を有する第一突条部と、弾性を有するとともに環状の平面形状を有し、前記第一突条部に隣り合う第二突条部と、前記第一突条部および前記第二突条部の間に形成される、環状の平面形状を有する凹部と、前記第一突条部および前記第二突条部よりも低い摩擦係数を有する滑材で構成されるとともに前記凹部に支持されて、平面視したときに環状に配置される滑性凸部と、を有する。 In order to solve the above problem, the sealing member according to one embodiment of the present invention has a first ridge portion that is elastic and has a ring-shaped planar shape, a second ridge portion that is elastic and has a ring-shaped planar shape and is adjacent to the first ridge portion, a recess that has a ring-shaped planar shape formed between the first ridge portion and the second ridge portion, and a slippery protrusion that is made of a slippery material that has a lower friction coefficient than the first ridge portion and the second ridge portion, is supported by the recess, and is arranged in a ring shape when viewed in a plane.

本発明の一態様によれば、シール性と摺動性とを兼ね備えるシール部材を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a sealing member that combines sealing properties and sliding properties.

本発明の実施形態1に係るシール部材の部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a seal member according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1に係るシール部材の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an external appearance of a sealing member according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1に係るシール部材がシールしている様を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state in which the sealing member according to the first embodiment of the present invention is sealing. 本発明の実施形態1に係るシール部材の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the seal member according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2に係るシール部材の部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a seal member according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2に係るシール部材がシールしている様を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a state in which a sealing member according to a second embodiment of the present invention is sealing 本発明の実施形態3に係るシール部材の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a seal member according to a third embodiment of the present invention. 従来技術を示す図である。FIG. 1 illustrates the prior art.

〔実施形態1〕
以下、本発明に係るシール部材の一実施形態について、図1から図4を用いて説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of a seal member according to the present invention will be described with reference to FIGS.

(シール部材の構成)
まず、本実施形態1のシール部材の外観から説明する。図2は、本実施形態1のシール部材1Aの外観を示す斜視図である。シール部材1Aは、弾性を有する材料から構成することができ、シール対象物に対してその一部分を当接させることにより当接領域においてシール性を実現する。
(Configuration of sealing member)
First, the appearance of the seal member of the present embodiment 1 will be described. Fig. 2 is a perspective view showing the appearance of the seal member 1A of the present embodiment 1. The seal member 1A can be made of an elastic material, and by bringing a part of the seal member into contact with the object to be sealed, the sealability is realized in the contact area.

図2に示すように、シール部材1Aは、円筒形状の全体構造を有する本体部10を備える。本体部10の上面10aは、平面視において環状であり、図2中に示す本体部10の中心軸Cの位置にて最も深く窪んだ球面の一部に相当する、曲面を有している。なお、本体部10の形状はこれに限定されるものではなく、シール対象物の表面に概ね沿うように、当該表面の三次元形状に合ったものであればよい。そのため、環状の上面10aは、平面を有していてもよい。 As shown in FIG. 2, the sealing member 1A has a main body 10 having an overall cylindrical structure. The upper surface 10a of the main body 10 is annular in plan view, and has a curved surface that corresponds to a part of a sphere that is deeply recessed at the position of the central axis C of the main body 10 shown in FIG. 2. Note that the shape of the main body 10 is not limited to this, and it is sufficient if it matches the three-dimensional shape of the surface so as to generally follow the surface of the object to be sealed. Therefore, the annular upper surface 10a may have a flat surface.

シール部材1Aは、上面10aに、弾性を有するとともに環状の平面形状を有する第一突条部11と、弾性を有するとともに環状の平面形状を有し、第一突条部11に隣り合う第二突条部12と、第一突条部11および第二突条部12の間に形成される、平面視したときに環状に配置される滑性凸部30を有する。 The sealing member 1A has, on the upper surface 10a, a first protrusion 11 that is elastic and has a ring-shaped planar shape, a second protrusion 12 that is elastic and has a ring-shaped planar shape and is adjacent to the first protrusion 11, and a slippery protrusion 30 that is formed between the first protrusion 11 and the second protrusion 12 and is arranged in a ring shape when viewed in a plane.

第一突条部11は、中心軸Cを中心とした環状の平面形状を有する。第二突条部12も、中心軸Cを中心とした環状の平面形状を有し、第一突条部11よりも外側に形成されている。滑性凸部30も、中心軸Cを中心とした環状の平面形状を有し、第一突条部11よりも外側、且つ第二突条部12よりも内側に配されている。 The first ridge portion 11 has an annular planar shape centered on the central axis C. The second ridge portion 12 also has an annular planar shape centered on the central axis C, and is formed outside the first ridge portion 11. The slippery protrusion 30 also has an annular planar shape centered on the central axis C, and is disposed outside the first ridge portion 11 and inside the second ridge portion 12.

シール部材1Aについて更に図1を用いて詳述する。図1は、図2に示す切断線A-A´においてシール部材1Aを切断した状態を示す矢視断面図である。 The sealing member 1A will be described in further detail with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the sealing member 1A cut along the cutting line A-A' shown in FIG. 2.

シール部材1Aは、図1に示すように、本体部10の上面10aに、上方に突出した第一突条部11および第二突条部12を有する。ここで、上方とは、上面10aを平面とみなして当該平面をXY平面と仮定した場合のXY平面に対して垂直方向をZ軸としたXYZ座標からなる三次元座標系において、Z軸の正方向のことを示す。Z軸は、中心軸Cと概ね平行である。第一突条部11および第二突条部12は、上方に概ね真っ直ぐ突出していてもよく、突出端に向かって、第一突条部11と第二突条部12とが互いに遠ざかる方向に広がってV字型を形成するようになっていてもよい。第一突条部11および第二突条部12の上面10aからの突出長H(図1)は、特に制限はないが、本実施形態1では、第一突条部11および第二突条部12の突出端のほうが、滑性凸部30の上端よりも上方に突出している。要するに、第一突条部11および第二突条部12の突出端の高さと滑性凸部30の上端の高さとの間には、差△dがある。 As shown in FIG. 1, the sealing member 1A has a first protrusion 11 and a second protrusion 12 protruding upward on the upper surface 10a of the main body 10. Here, "upward" refers to the positive direction of the Z axis in a three-dimensional coordinate system consisting of XYZ coordinates in which the Z axis is perpendicular to the XY plane when the upper surface 10a is considered to be a plane and the plane is assumed to be the XY plane. The Z axis is generally parallel to the central axis C. The first protrusion 11 and the second protrusion 12 may protrude generally straight upward, or may form a V-shape by expanding in a direction away from each other toward the protruding end. There is no particular limit to the protruding length H (FIG. 1) of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 from the upper surface 10a, but in this embodiment 1, the protruding ends of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 protrude upward from the upper end of the slippery convex portion 30. In other words, there is a difference Δd between the height of the protruding ends of the first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 and the height of the upper end of the smooth convex portion 30.

第一突条部11と第二突条部12との間には、環状の平面形状を有する凹部13が設けられている。凹部13は、上面10aよりも下方に窪んだ形状を有しており、滑性凸部30を嵌合させている。これにより、滑性凸部30を、本体部10に確実に支持させることができる。ただし、この態様に限定されるものではなく、凹部13の底の位置は、上面10aと同一面内にあってもよい。 Between the first ridge 11 and the second ridge 12, a recess 13 having a ring-shaped planar shape is provided. The recess 13 has a shape that is recessed below the upper surface 10a, and the slippery protrusion 30 is fitted into the recess 13. This allows the slippery protrusion 30 to be reliably supported by the main body 10. However, this is not limited to this form, and the bottom of the recess 13 may be located in the same plane as the upper surface 10a.

本体部10は、第一突条部11および第二突条部12を含めて、弾性を有し、且つ滑性凸部30よりも高い摩擦係数を有する材料から構成することができる。例えば、本体部10の材料は、通常のゴム材料であってよい。本体部10の弾性は、シール部材1Aの用途に応じて適宜に決めることが可能である。 The main body 10, including the first ridge 11 and the second ridge 12, can be made of a material that has elasticity and a higher coefficient of friction than the smooth convex portion 30. For example, the material of the main body 10 can be a normal rubber material. The elasticity of the main body 10 can be determined appropriately depending on the application of the sealing member 1A.

また、「摩擦係数」は、JIS K7125として定義される。第一突条部11および第二突条部12を含めて本体部10の摩擦係数は、シール部材1Aの用途に応じた十分な相対的な滑り性を本体部10が発現する範囲において適宜に決めることができ、例えば、摺動面のシールの用途では0.04~0.5の範囲から適宜に決めてもよい。 The "friction coefficient" is defined as JIS K7125. The friction coefficient of the main body 10, including the first ridge 11 and the second ridge 12, can be appropriately determined within a range in which the main body 10 exhibits sufficient relative slipperiness according to the application of the seal member 1A. For example, when used to seal a sliding surface, it may be appropriately determined within a range of 0.04 to 0.5.

これらの条件を満たす本体部10の具体例としては、例えば一般的なゴム材料、各種の樹脂材料等がある。これらの材料は使用用途に応じて適宜選択することができる。 Specific examples of the main body 10 that satisfy these conditions include general rubber materials and various resin materials. These materials can be selected appropriately depending on the intended use.

滑性凸部30は、凹部13に支持された、本体部10とは別の部材である。具体的には、滑性凸部30は、凹部13に嵌合することによって、環状の第一突条部11と第二突条部12との間に配される。なお、凹部13に滑性凸部30を嵌合させるだけでなく、適当な接着剤を用いて凹部13の表面に対して滑性凸部30を固着させてもよい。 The slippery protrusion 30 is a separate member from the main body 10 and is supported by the recess 13. Specifically, the slippery protrusion 30 is disposed between the annular first protrusion 11 and second protrusion 12 by fitting into the recess 13. In addition to fitting the slippery protrusion 30 into the recess 13, the slippery protrusion 30 may also be fixed to the surface of the recess 13 using an appropriate adhesive.

滑性凸部30は、図1に示すように、断面形状が円形である。その断面の直径は、滑性凸部30が嵌合していない状態の凹部13の幅、すなわち第一突条部11および第二突条部12との離間距離よりも、僅かに大きい。そのため、滑性凸部30は、凹部13を僅かに押し広げるようにして、凹部13と嵌合している。ここで、先述した第一突条部11と第二突条部12とがV字型をなす態様として、凹部13に滑性凸部30が嵌合する前は、第一突条部11と第二突条部12とは平行に上方に突出していてもよい。そして、嵌合によって凹部13が押し広げられることによって第一突条部11と第二突条部12とがV字型を形成してもよい。 As shown in FIG. 1, the smooth protrusion 30 has a circular cross-sectional shape. The diameter of the cross section is slightly larger than the width of the recess 13 when the smooth protrusion 30 is not engaged, i.e., the distance between the first protrusion 11 and the second protrusion 12. Therefore, the smooth protrusion 30 engages with the recess 13 by slightly expanding the recess 13. Here, in the embodiment in which the first protrusion 11 and the second protrusion 12 form a V-shape as described above, the first protrusion 11 and the second protrusion 12 may protrude upward in parallel before the smooth protrusion 30 engages with the recess 13. Then, the first protrusion 11 and the second protrusion 12 may form a V-shape by expanding the recess 13 due to the engagement.

図3は、上面10a側からみたシール部材1Aの平面図である。図3に示すように、滑性凸部30は、凹部13に重ねられる環状の部材である。ただし、環状の部材である必要はなく、後述する実施形態3に示すように、別の態様であってもよい。また、本実施形態1では、滑性凸部30の断面形状が図1に示すように円形であるが、この形状に限定されるものではない。例えば、断面形状が、台形を含む四角形および六角形といった矩形であってもよく、断面が楕円形であってもよい。また、滑性凸部30は中空であってもよい。 Figure 3 is a plan view of the sealing member 1A as viewed from the upper surface 10a side. As shown in Figure 3, the slippery protrusion 30 is an annular member that is overlaid on the recess 13. However, it does not have to be an annular member, and may be another form as shown in embodiment 3 described later. In addition, in this embodiment 1, the cross-sectional shape of the slippery protrusion 30 is circular as shown in Figure 1, but is not limited to this shape. For example, the cross-sectional shape may be rectangular, such as a square or hexagon including a trapezoid, or the cross section may be elliptical. In addition, the slippery protrusion 30 may be hollow.

滑性凸部30は、第一突条部11および第二突条部12よりも低い摩擦係数を有する滑材で構成される。滑性凸部30の摩擦係数は、本体部10の摩擦係数と同様に、滑性凸部30が、シール部材1Aの用途に応じた十分な滑り性を作用面および本体部10の少なくとも一方に対して発現する範囲において適宜に決めることができる。滑性凸部30の摩擦係数は、例えば摺動面のシールの用途であれば、0.04~0.5の範囲から適宜に決めてもよい。 The slippery protrusions 30 are composed of a slippery material having a lower coefficient of friction than the first ridges 11 and the second ridges 12. The coefficient of friction of the slippery protrusions 30, like that of the main body 10, can be appropriately determined within a range in which the slippery protrusions 30 exhibit sufficient slipperiness with respect to at least one of the working surface and the main body 10 according to the application of the seal member 1A. For example, if the application is to seal a sliding surface, the friction coefficient of the slippery protrusions 30 may be appropriately determined within a range of 0.04 to 0.5.

なお、ここでいう滑材とは、シール対象物の表面に対して滑性を有する材料として定義することができるが、これに加えて、凹部13の表面に対して滑性を有する材料であってもよい。滑性凸部30の具体例としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を採用できるほか、ポリアセタール、ポリアミド、ポリオレフィン系、シリコーン系、エラストマー系の自己潤滑材料を添加した樹脂等を採用することができる。中でも、十分な潤滑性と十分な強度とを有するという理由から、フッ素樹脂を採用することが好ましい。 The lubricant here can be defined as a material that has lubricity relative to the surface of the object to be sealed, but may also be a material that has lubricity relative to the surface of the recess 13. Specific examples of the lubricating protrusion 30 include fluororesins such as polytetrafluoroethylene, as well as resins containing self-lubricating materials such as polyacetal, polyamide, polyolefin, silicone, and elastomers. Of these, it is preferable to use fluororesins because they have sufficient lubricity and strength.

なお、滑性凸部30は、先に例示した材料によって構成される単一部材であるが、本発明の一形態としてはこれに限定されるものではなく、例えば環状の基材の表面に先に例示した滑性を有する材料が膜状に貼着した態様であってもよい。 The lubricating protrusion 30 is a single member made of the material exemplified above, but this is not a limited form of the present invention. For example, the lubricating material exemplified above may be attached in the form of a film to the surface of a ring-shaped base material.

本実施形態1のシール部材1Aは、上面10aにシール対象物を当接させてシールするが、シールしている状態においてシール対象物を摺動させる。例えば図1に示すように曲面である上面10aを有するシール部材1Aは、中心軸Cに対して直交する方向に管軸を有する管やバルブであるシール対象物に対して好適なシール部材となる。そして、シール部材1Aは、先述の第一突条部11および第二突条部12、並びに滑性凸部30を具備することによって、このようなシール対象物へのシール性とともにシール対象物の摺動性を実現する。これについて、以下に、図4を用いて説明する。 The sealing member 1A of this embodiment 1 seals the object to be sealed by abutting it against the upper surface 10a, but allows the object to slide while being sealed. For example, as shown in FIG. 1, the sealing member 1A having the curved upper surface 10a is an appropriate sealing member for objects to be sealed, such as pipes or valves having a pipe axis perpendicular to the central axis C. The sealing member 1A is provided with the first protrusion 11 and second protrusion 12 described above, as well as the slippery convex portion 30, thereby realizing the sealing ability to the object to be sealed and the sliding ability of the object to be sealed. This will be explained below with reference to FIG. 4.

(シール対象物への当接)
図4は、シール対象物の表面400に、シール部材1Aを当接させた状態を示す部分断面図である。シール部材1Aを、本体部10の上面10aを表面400に対向させて、表面400に向けて押し付けると、まず第一突条部11および第二突条部12の突出端が表面400に当接する。これに伴い、弾性を有する第一突条部11および第二突条部12は、突出長Hが(当接前よりも)短くなるように変形する。このとき、第一突条部11および第二突条部12の各々の突出端が、互いから遠ざかる方向にも変形する。これを、図4に、変形後の第一突条部11´および第二突条部12´として示している。図4に示す断面視においては、変形後の第一突条部11´および第二突条部12´と、表面400との間には、2箇所のシール領域Sが形成される。
(Contacting the object to be sealed)
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state where the seal member 1A is abutted against the surface 400 of the object to be sealed. When the seal member 1A is pressed against the surface 400 with the upper surface 10a of the main body 10 facing the surface 400, the protruding ends of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 first abut against the surface 400. Accordingly, the elastic first protrusion 11 and the second protrusion 12 are deformed so that the protruding length H becomes shorter (compared to before the abutment). At this time, the protruding ends of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 are also deformed in a direction away from each other. This is shown in FIG. 4 as the first protrusion 11' and the second protrusion 12' after deformation. In the cross-sectional view shown in FIG. 4, two seal regions S are formed between the first protrusion 11' and the second protrusion 12' after deformation and the surface 400.

また、図4に示すように第一突条部11´および第二突条部12´が変形することにより、当接前は第一突条部11および第二突条部12に埋もれていた滑性凸部30が露出するかたちとなって、表面400に当接する。先述のように滑性凸部30は摩擦係数が低い滑材によって構成されているため、この当接領域においては、シール対象物が表面400の面方向に摺動しやすい。以下、この当接領域を、摺動が促進される領域として摺動促進領域Rと称する。なお、滑性凸部30が、凹部13内において摺動してもよい。 As shown in FIG. 4, the first ridge 11' and the second ridge 12' are deformed, and the slippery protrusions 30, which were buried in the first ridge 11 and the second ridge 12 before contact, are exposed and come into contact with the surface 400. As described above, the slippery protrusions 30 are made of a lubricant with a low coefficient of friction, so that in this contact area, the object to be sealed tends to slide in the planar direction of the surface 400. Hereinafter, this contact area is referred to as the sliding promotion area R, where sliding is promoted. The slippery protrusions 30 may slide within the recesses 13.

要するに、本実施形態1のシール部材1Aによれば、シール対象物の表面400に対して、2箇所のシール領域Sの間に摺動促進領域Rが形成されていることから、比較的簡素な構成でありながらシール性と摺動性とを兼ね備えることができる。 In short, according to the sealing member 1A of this embodiment 1, a sliding promotion region R is formed between two sealing regions S on the surface 400 of the object to be sealed, so that it is possible to achieve both sealing properties and sliding properties while having a relatively simple configuration.

(シール部材の製造方法)
本実施形態1のシール部材1Aは、本体部10を射出成型等により製造した後、別工程によって作製した環状の滑性凸部30を、本体部10の凹部13に嵌合させることによって製造することができる。
(Method of manufacturing the sealing member)
The sealing member 1A of this embodiment 1 can be manufactured by manufacturing the main body 10 by injection molding or the like, and then fitting an annular slippery convex portion 30, which has been prepared in a separate process, into the concave portion 13 of the main body 10.

(調整について)
本実施形態1のシール部材1Aは、図1に示すように、第一突条部11および第二突条部12が、滑性凸部30よりも突出している。そのため、シール対象物の表面への当接の度合いを調整することによって、シール性の強度を調整することができる。
(Regarding adjustments)
1, in the seal member 1A of the present embodiment 1, the first protrusion 11 and the second protrusion 12 protrude beyond the slippery convex portion 30. Therefore, the strength of the sealability can be adjusted by adjusting the degree of contact with the surface of the object to be sealed.

具体的には、シール対象物の表面に対してシール部材1Aを比較的軽く当接させた場合には、滑性凸部30は当該表面に当接せず、第一突条部11および第二突条部12のみが当接することによって、シール性が比較的緩いシール部材1Aをすることができる。 Specifically, when the sealing member 1A is brought into relatively light contact with the surface of the object to be sealed, the slippery convex portion 30 does not come into contact with the surface, and only the first protrusion portion 11 and the second protrusion portion 12 come into contact, resulting in the sealing member 1A having a relatively loose sealing property.

反対に、シール対象物の表面に対してシール部材1Aを比較的強く当接させた場合には、摩擦抵抗が大きい第一突条部11および第二突条部12が変形して表面に対する抵抗性が大きくなる。その一方で、滑性凸部30も表面に当接することによって、摺動促進領域が形成され、摺動が促進される。 Conversely, when the seal member 1A is pressed relatively firmly against the surface of the object to be sealed, the first ridge portion 11 and the second ridge portion 12, which have a large frictional resistance, deform and become more resistant to the surface. On the other hand, the lubricating protrusions 30 also come into contact with the surface, forming a sliding promotion area and promoting sliding.

当接の具合の調整は、例えば、図1に示した本体部10の外側面にネジ山を設けることによって実現可能である。すなわち、シール部材1Aを雄ネジとして構成し、シール対象物の表面に対向する位置に設けた雌ネジを含む構成要素に螺合させる態様とし、螺合の度合いを調整する。これにより、所期のシール性および摺動性を実現させることができる。 The degree of contact can be adjusted, for example, by providing a screw thread on the outer surface of the main body 10 shown in FIG. 1. That is, the seal member 1A is configured as a male screw, which is screwed into a component including a female screw provided at a position facing the surface of the object to be sealed, and the degree of screwing is adjusted. This allows the desired sealing and sliding properties to be achieved.

〔変形例〕
第一突条部11および第二突条部12は、本体部10とは別の部材から構成してもよい。別の部材から構成する場合には、第一突条部11および第二突条部12を、先に例示した材料から構成すればよく、その場合は、本体部10を構成する材料に制限がなくなる。
[Modifications]
The first protrusion portion 11 and the second protrusion portion 12 may be formed from a member separate from the main body portion 10. When formed from a member separate from the main body portion 10, the first protrusion portion 11 and the second protrusion portion 12 may be formed from the materials exemplified above, in which case there are no limitations on the material forming the main body portion 10.

また、第一突条部11および第二突条部12の全体が滑性凸部30よりも高い摩擦係数を有する材料から構成されている必要もない。例えば、第一突条部11および第二突条部12の表面における少なくとも突出端およびその近傍が、滑性凸部30よりも高い摩擦係数を有する材料から構成されていればよい。すなわち、弾性を有する第一突条部11および第二突条部12と、その表面とが別材料から構成され、当該表面の突出端およびその近傍のみが、滑性凸部30よりも高い摩擦係数を有する材料によって構成されていてもよい。 Furthermore, it is not necessary that the entire first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 are made of a material having a higher coefficient of friction than the smooth convex portion 30. For example, it is sufficient that at least the protruding ends and their vicinity on the surfaces of the first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 are made of a material having a higher coefficient of friction than the smooth convex portion 30. In other words, the elastic first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 and their surfaces may be made of different materials, and only the protruding ends and their vicinity on the surfaces may be made of a material having a higher coefficient of friction than the smooth convex portion 30.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図5および図6を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 5 and 6. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

図5は、本実施形態2のシール部材1Bの部分断面図である。図5に示す状態は、実施形態1の図1の状態に相当する。 Figure 5 is a partial cross-sectional view of a sealing member 1B of the second embodiment. The state shown in Figure 5 corresponds to the state shown in Figure 1 of the first embodiment.

上述の実施形態1のシール部材1Aは、図1に示したように、第一突条部11および第二突条部12が、滑性凸部30よりも突出している。これに対して、本実施形態2のシール部材1Bは、シール対象物に当接していない状態において、滑性凸部30が、第一突条部21および第二突条部22よりも突出している。ここで、第一突条部21および第二突条部12は、実施形態1の第一突条部11および第二突条部12と形状および滑性凸部30との相対的な位置関係が異なっているのみである。図5には、滑性凸部30と、第一突条部21および第二突条部22との突出量の差を、△d´で示す。 As shown in FIG. 1, in the sealing member 1A of the above-mentioned embodiment 1, the first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 protrude beyond the slippery protrusion portion 30. In contrast, in the sealing member 1B of the present embodiment 2, when not in contact with the object to be sealed, the slippery protrusion portion 30 protrudes beyond the first ridge portion 21 and the second ridge portion 22. Here, the first ridge portion 21 and the second ridge portion 12 differ from the first ridge portion 11 and the second ridge portion 12 of embodiment 1 only in their shape and their relative positional relationship with the slippery protrusion portion 30. In FIG. 5, the difference in the amount of protrusion between the slippery protrusion portion 30 and the first ridge portion 21 and the second ridge portion 22 is indicated by △d'.

シール部材1Bは、滑性凸部30の上面、および第一突条部21および第二突条部22の上面は、本体部10の上面10aから突出した位置に設けられている。そのため、シール対象物の表面に当接させる際、本体部10の上面10aではなく、滑性凸部30の上面、および第一突条部21および第二突条部22の上面が、当該表面に当接する。これについて、図6に基づいて説明する。 In the sealing member 1B, the upper surface of the slippery protrusion 30 and the upper surfaces of the first protrusion 21 and second protrusion 22 are provided in a position protruding from the upper surface 10a of the main body 10. Therefore, when the sealing member 1B is brought into contact with the surface of the object to be sealed, the upper surface of the slippery protrusion 30 and the upper surfaces of the first protrusion 21 and second protrusion 22, rather than the upper surface 10a of the main body 10, come into contact with the surface. This will be explained with reference to FIG. 6.

図6は、シール対象物の表面400に、シール部材1Bを当接させた状態を示す部分断面図である。図6に示す状態は、上述の実施形態1の図4の状態に相当する。シール部材1Bを、本体部10の上面10aを表面400に対向させて、表面400に向けて押し付けると、まず滑性凸部30が表面400に当接する。更に押し付けていくと、滑性凸部30は変形して表面400との当接領域(摺動促進領域R)を広げつつも凹部13の底に向かって押し込められ、これに伴って第一突条部21および第二突条部22の上面が表面400に当接する。弾性を有する第一突条部21および第二突条部22は、当接に伴い、突出長H´が(当接前よりも)短くなるように変形する(図6には変形後の第一突条部21´および第二突条部22´を図示している)。 Figure 6 is a partial cross-sectional view showing the state in which the seal member 1B is in contact with the surface 400 of the object to be sealed. The state shown in Figure 6 corresponds to the state shown in Figure 4 of the above-mentioned embodiment 1. When the seal member 1B is pressed against the surface 400 with the upper surface 10a of the main body 10 facing the surface 400, the slippery protrusions 30 first come into contact with the surface 400. When pressed further, the slippery protrusions 30 are deformed and the contact area with the surface 400 (sliding promotion area R) is expanded while being pushed toward the bottom of the recess 13, and the upper surfaces of the first protrusions 21 and the second protrusions 22 come into contact with the surface 400. The elastic first protrusions 21 and the second protrusions 22 are deformed with the contact so that the protrusion length H' becomes shorter (than before the contact) (Figure 6 shows the first protrusions 21' and the second protrusions 22' after deformation).

これにより、実施形態1のシール部材1Aと同様に、シール対象物の表面400に対して、2箇所のシール領域Sと、その間の摺動促進領域Rとが形成される。 As a result, similar to the sealing member 1A of embodiment 1, two sealing regions S and a sliding promotion region R between them are formed on the surface 400 of the object to be sealed.

すなわち、シール部材1Bによれば、比較的簡素な構成でありながらシール性と摺動性とを兼ね備えることができる。 In other words, the sealing member 1B has a relatively simple structure yet is capable of providing both sealing and sliding properties.

〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図7を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to Fig. 7. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

図7は、本実施形態3のシール部材1Cの平面図である。図7に示す状態は、実施形態1の図3に示す状態に相当する。実施形態1のシール部材1Aでは環状の部材からなる滑性凸部30が凹部13に支持されている態様であるのに対して、本実施形態3では、滑材で構成された複数の球33のそれぞれが凹部13に支持されて滑性凸部30´を構成している。 Figure 7 is a plan view of the sealing member 1C of the third embodiment. The state shown in Figure 7 corresponds to the state shown in Figure 3 of the first embodiment. In the sealing member 1A of the first embodiment, the slippery protrusion 30 made of an annular member is supported by the recess 13, whereas in the third embodiment, each of the multiple balls 33 made of a slippery material is supported by the recess 13 to form the slippery protrusion 30'.

各球33は、本体部10の製造工程とは別工程によって作製され、平面視において環状に形成された凹部13に嵌合させて一連の環状にすることによって、滑性凸部30´を作製する。図7では、球33同士は当接しているが、これに限らず、互いが離間していてもよい。また、球33は中空であってもよい。 Each ball 33 is manufactured in a separate process from the manufacturing process of the main body 10, and is fitted into a recess 13 that is formed in a ring shape in a plan view to form a continuous ring, thereby manufacturing the lubricating protrusion 30'. In FIG. 7, the balls 33 are in contact with each other, but this is not limited thereto, and they may be spaced apart from each other. The balls 33 may also be hollow.

各球33の径は、実施形態1の滑性凸部30の断面円形の径と等しく構成すればよい。また、球33は、実施形態1の滑性凸部30と同一の材料から構成すればよい。また、実施形態1と同様、球33が単一部材からなる必要はなく、滑性を有する材料によって芯部を内包した態様のものであってもよい。 The diameter of each ball 33 may be configured to be equal to the diameter of the circular cross section of the lubricating protrusion 30 of embodiment 1. The balls 33 may be configured from the same material as the lubricating protrusion 30 of embodiment 1. As in embodiment 1, the balls 33 do not need to be made of a single member, and may be configured to have a core enclosed within a material having lubricity.

本実施形態3のシール部材1Cが、シール対象物の表面に当接すると、図4に示した状態と同一となり、シール対象物の表面400に対して、2箇所のシール領域Sと、その間の摺動促進領域Rとが形成される。この状態において、シール対象物が摺動に伴って、少なくとも一つの球33が凹部13内において回転してもよい。これにより、シール対象物の摺動性が更に助長される。 When the sealing member 1C of this embodiment 3 comes into contact with the surface of the object to be sealed, it is in the same state as shown in FIG. 4, and two sealing regions S and a sliding promotion region R between them are formed on the surface 400 of the object to be sealed. In this state, at least one ball 33 may rotate within the recess 13 as the object to be sealed slides. This further promotes the sliding properties of the object to be sealed.

さらに、球33が嵌合している凹部13は、弾性を有する本体部10で構成されている。したがって、シール対象物からの押圧が強く、また変動する場合では、球33は、高い圧力で凹部13に対して押し付けられる。しかしながら、シール対象物からの変動する強い圧力は、球33を受ける凹部13によって吸収され、また球33自身が有する弾性によっても吸収される。よって、本実施形態では、シール対象物からの押圧が強く、また変動する場合においても、十分なシール性と摺動性とを発現しつつ、さらに高い耐久性を呈することが期待される。 Furthermore, the recess 13 into which the ball 33 fits is composed of an elastic main body 10. Therefore, when the pressure from the object to be sealed is strong and varies, the ball 33 is pressed against the recess 13 with high pressure. However, the strong and fluctuating pressure from the object to be sealed is absorbed by the recess 13 that receives the ball 33, and is also absorbed by the elasticity of the ball 33 itself. Therefore, in this embodiment, even when the pressure from the object to be sealed is strong and varies, it is expected to exhibit sufficient sealing and sliding properties while also exhibiting high durability.

以上のように、本実施形態3のシール部材1Cにおいても比較的簡素な構成でありながらシール性と摺動性とを兼ね備えることができる。 As described above, the sealing member 1C of this embodiment 3 has a relatively simple configuration, yet is capable of providing both sealing properties and sliding properties.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係るシール部材は、弾性を有するとともに環状の平面形状を有する第一突条部と、弾性を有するとともに環状の平面形状を有し、前記第一突条部に隣り合う第二突条部と、前記第一突条部および前記第二突条部の間に形成される、環状の平面形状を有する凹部と、前記第一突条部および前記第二突条部よりも低い摩擦係数を有する滑材で構成されるとともに前記凹部に支持されて、平面視したときに環状に配置される滑性凸部と、を有する。前記態様1の構成によれば、シール対象物へのシール性を実現し、且つシール対象物の摺動性を損なうことのないシール部材を提供することができる。
〔summary〕
A seal member according to a first aspect of the present invention includes a first ridge portion that is elastic and has an annular planar shape, a second ridge portion that is elastic and has an annular planar shape and is adjacent to the first ridge portion, a recess portion that is formed between the first ridge portion and the second ridge portion and has an annular planar shape, and a slippery protrusion portion that is made of a slipping material having a lower friction coefficient than the first ridge portion and the second ridge portion, is supported by the recess portion, and is arranged in an annular shape in a plan view. The configuration of the first aspect makes it possible to provide a seal member that achieves sealing performance for an object to be sealed without impairing the sliding properties of the object to be sealed.

本発明の態様2に係るシール部材は、前記態様1の構成において、前記滑性凸部は、平面視したときに前記凹部に重ねられる環状の部材であってもよい。これにより、シール対象物の一部の領域を囲むようにしてシール性を発揮することができると同時に当該領域を囲む環状に摺動性を発揮することができる。 In the sealing member according to aspect 2 of the present invention, in the configuration of aspect 1, the lubricating convex portion may be an annular member that overlaps the concave portion when viewed in a plan view. This allows the sealing property to be exhibited by surrounding a partial area of the object to be sealed, while at the same time allowing the sliding property to be exhibited in a ring shape surrounding that area.

本発明の態様3に係るシール部材は、前記態様1の構成において、前記滑性凸部は、前記滑材で構成された複数の球のそれぞれが前記凹部に支持されることにより構成されていてもよい。これにより、シール対象物の一部の領域を囲むようにしてシール性を発揮することができると同時に当該領域を囲む環状に摺動性を発揮することができる。 In the sealing member according to aspect 3 of the present invention, in the configuration of aspect 1, the lubricating protrusions may be configured by supporting each of a plurality of balls made of the lubricant in the recesses. This allows the sealing properties to be exhibited by surrounding a portion of the area of the object to be sealed, while at the same time allowing the sliding properties to be exhibited in a ring shape surrounding that area.

本発明の態様4に係るシール部材は、前記態様1~3の構成において、前記滑材は、フッ素樹脂であってもよい。これにより、耐久性に優れた滑性凸部を具備するシール部材を提供することができる。 In the sealing member according to aspect 4 of the present invention, in the configurations of aspects 1 to 3, the lubricant may be a fluororesin. This makes it possible to provide a sealing member having a lubricating protrusion with excellent durability.

1A、1B、1C シール部材
10 本体部
10a 上面
11、21 第一突条部
12、22 第二突条部
13 凹部
30、30´ 滑性凸部
33 球
1A, 1B, 1C Seal member 10 Body portion 10a Upper surface 11, 21 First protrusion portion 12, 22 Second protrusion portion 13 Recess 30, 30' Slippery protrusion portion 33 Ball

Claims (2)

弾性を有するとともに環状の平面形状を有する第一突条部と、
弾性を有するとともに環状の平面形状を有し、前記第一突条部に隣り合う第二突条部と、
前記第一突条部および前記第二突条部の間に形成される、環状の平面形状を有する凹部と、
前記第一突条部および前記第二突条部よりも低い摩擦係数を有する滑材で構成されるとともに前記凹部に支持されて、平面視したときに環状に配置される滑性凸部と、を有し、
前記滑性凸部は、前記滑材で構成された複数の球のそれぞれが前記凹部に支持されることにより構成されている、シール部材。
a first protrusion portion having elasticity and an annular planar shape;
a second protrusion portion having elasticity and an annular planar shape, the second protrusion portion being adjacent to the first protrusion portion;
a recess having an annular planar shape formed between the first protrusion portion and the second protrusion portion;
a lubricating protrusion formed of a lubricating material having a lower friction coefficient than the first protrusion and the second protrusion, supported by the recess, and arranged in an annular shape in a plan view;
A sealing member, wherein the lubricating convex portion is formed by a plurality of balls made of the lubricant being supported in the recesses.
前記滑材は、フッ素樹脂である、請求項に記載のシール部材。 The seal member according to claim 1 , wherein the lubricant is a fluororesin.
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