JPWO2008126866A1 - 密封装置 - Google Patents

Abstract

摺動面の全周に渡って良好な潤滑油膜を形成することができる密封装置を提供する。軸孔を有するハウジングと軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間を密封する密封装置１であって、２部材の軸方向の相対運動によって他方の部材と摺動するシールリング２を備えた密封装置１において、シールリング２は、他方の部材との摺動面２０の軸方向両端部に、シールリング２の端面２１から摺動面２０の軸方向中央側に向かって延びる溝２２が、それぞれ複数形成され、溝２２と摺動面２０との境界線を、摺動面２０の摺動方向に対して傾斜した線のみで構成するとともに、境界線が傾斜した線で構成される領域が摺動面２０の全周に渡って連続するように、複数の溝２３が周方向に隣接して設けられていることを特徴とする。

Description

本発明は、油圧シリンダ等に使用される密封装置に関するものである。

従来、油圧シリンダとピストンとの間には、図１５に示すような密封装置が用いられている。図１５は、従来技術に係る密封装置の模式的半断面図である。

密封装置１００は、シリンダ２００の内周面２０１とピストン３００の外周面３０１との間の環状隙間４００を密封するものであり、ピストン３００の外周面３０１に形成された環状溝３０２に装着される。密封装置１００は、シリンダ２００の内周面２０１に摺動接触する樹脂製のシールリング１０１と、シールリング１０１と環状溝３０２の溝底３０３との間に装着され、シールリング１０１に拡張力を付与する弾性リング１０２とから構成される。

このような密封装置においては、シールリング１０１とシリンダ２００の内周面２０１との摺動面に潤滑油による油膜が形成されることで、摺動面における摩耗、摺動抵抗の低減や、異音、スティックリップ、発熱等の発生防止が図られている。

そして、このような潤滑油膜の形成をより確実にし、また、潤滑油膜をより長期的に維持するため、シールリングの摺動面に潤滑油を導入するための溝を設けたものが、例えば、特許文献１及び２に記載されている。
特開２００１−３０４４１３号公報 実開平０７−０４３６７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、シリンダ内周面と軸受部材表面との摺動面に密封対象側と反密封対象側とを連通する溝を設けるものであり、シール性が要求される箇所へ適用することができない。

また、特許文献２に記載されている技術は、摺動面の溝を密封対象側と反密封対象側とが連通しないように設けているものの、溝による潤滑油膜の形成が摺動面全周をカバーできずに十分な効果が得られない場合がある。

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、摺動面の全周に渡って良好な潤滑油膜を形成することができる密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明における密封装置は、
軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、
前記２部材の軸方向の相対運動によって他方の部材と摺動するシールリングを備えた密封装置において、
前記シールリングは、前記他方の部材との摺動面の軸方向両端部に、前記シールリングの端面から前記摺動面の軸方向中央側に向かって延びる溝が、それぞれ複数形成され、
前記溝と前記摺動面との境界線を、前記摺動面の摺動方向に対して傾斜した線のみで構成するとともに、
前記境界線が傾斜した線で構成される領域が前記摺動面の全周に渡って連続するように、複数の前記溝が周方向に隣接して設けられていることを特徴とする。

このように、溝と摺動面との境界線を摺動方向に対して傾斜した線のみで構成することによって、溝に導かれた潤滑油は、２部材の相対運動により、摺動面の縁部に対して斜めに侵入することになる。これにより、潤滑油が摺動面に侵入する際の抵抗が低減され、潤滑油膜を良好に形成することができる。

ここで、摺動面に発生する面圧は、摺動面の端部において最も高くなり、その面圧分布形状は、摺動面の端部において縁部から内側に向かって急激に上昇する急勾配の斜面が形成されたような形状となる。そのため、摺動面の縁部に対して直交する方向に侵入する潤滑油は、係る斜面を急勾配で真っ直ぐに登るような抵抗を受けることになる。一方、潤滑油が摺動面の縁部に対して斜めに侵入する場合には、潤滑油が受ける抵抗は急勾配の斜面を斜めに登る、すなわち、緩い勾配で斜面登るような抵抗となるため、潤滑油の摺動面に対する侵入抵抗が低減される。

したがって、より多くの潤滑油を摺動面に送り込み易くなり、より厚い潤滑油膜を形成することができる。

また、溝に導かれた潤滑油が摺動面の縁部に対して斜めに侵入する領域が、周方向に連続することになるため、潤滑油の侵入抵抗が摺動面全周に渡って低減される。したがって、摺動面全面に渡って良好な潤滑油膜の形成が可能となる。

前記摺動面は、一方の端部に形成される溝と他方の端部に形成される溝との間に凹部を備えてもよい。

かかる凹部を設けることで、２部材の相対運動のストロークが短い場合でも、効率よく油膜を形成することが可能となる。すなわち、一度目のストロークで一方の端部の溝から凹部まで達した潤滑油は凹部で一旦保持され、二度目のストロークでさらに他方の端部側に向かって移動することになり、ストロークが短い場合でも摺動面の一方側から他方側まで油膜を行き渡らせることができる。

前記溝は、軸方向に対して傾斜して延びる傾斜溝であり、
周方向に隣接する傾斜溝の一方の傾斜溝と他方の傾斜溝との間に、軸方向にみた場合に重なり合う部分が形成されるように、前記一方の傾斜溝と前記他方の傾斜溝とが隣接しているのもよい。

溝をかかる傾斜溝とすることで、潤滑油を摺動面の縁部に対して斜めに侵入させることができる。

また、周方向に隣接する溝同士を、周方向において部分的にオーバーラップさせることで、溝に導かれた潤滑油が摺動面の縁部に対して斜めに侵入する領域が、周方向に連続する構成となる。これにより、摺動面全周に渡って潤滑油の侵入抵抗が低減され、良好な潤滑油膜の形成が可能となる。

前記溝は、楔状溝であり、前記摺動面の全周に渡って連続して設けられてもよい。

溝を楔状溝とすることで、潤滑油を摺動面の縁部に対して斜めに侵入させることができる。また、溝に導かれる潤滑油が徐々に狭い空間に押し込められるようになるので、楔効果によって摺動面の面圧を低減することができる。

また、かかる楔状溝を連続して設けることで摺動面の縁部は鋸歯形状となるため、摺動面の全周に渡って潤滑油が摺動面の縁部に対して斜めに進入する構成となる。したがって、摺動面全周に渡って潤滑油の侵入抵抗が低減され、良好な潤滑油膜の形成が可能となる。

前記摺動面の軸方向の幅が、全周に渡って変化しないようにするとよい。

これにより、シールリングの摺動幅が周方向に一定となって、断面ボリュームが周方向に均一となることにより、シールリングの強度の均一化・安定化が図られる。したがって、強度不均一による破損の発生が抑制される。また、軸方向の摺動幅がいずれの断面においても一定となることで、異物による摺動面上の貫通傷の発生が抑制され、シール性の安定化が図られる。

以上説明したように、本発明により、摺動面の全周に渡って良好な潤滑油膜を形成することができる。

実施例１に係る密封装置の構成を示す模式図である。 実施例１に係る密封装置の模式的斜視図である。 実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的半断面図である。 実施例１に係る密封装置のシールリングの外周面の構成を示す模式図である。 シールリングの摺動面に形成される面圧分布を模式的に示した図である。 実施例２に係る密封装置の構成を示す模式図である。 実施例２に係る密封装置の模式的斜視図である。 試験装置の概略構成を示す模式図である。 シールリングの摺動抵抗を比較した図表である。 シールリングの到達温度を比較した図表である。 受圧面積と到達温度との関係を説明する図表である。 実施例３に係る密封装置の構成を示す模式図である。 実施例４に係る密封装置のシールリングの外周面の構成を示す模式図である。 変形例に係る密封装置の模式的半断面図である。 従来技術に係る密封装置の模式的半断面図である。

符号の説明

１ 密封装置
２ シールリング
２０ 外周面
２１ 側面
２２ 溝
２３ 楔状溝
２４ 凹部
３ 弾性リング
４ ハウジング
４０ 内周面
５ 軸
５０ 環状溝
５１ 側面
５２ 溝底
６ 環状隙間

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて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。

（実施例１）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る密封装置の概略構成について説明する。図１は、本実施例に係る密封装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は軸方向からみた様子を示しており、（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ矢視図である。図２は、本実施例に係る密封装置の模式的斜視図である。図３は、本実施例に係る密封装置の装着状態を示す模式的半断面図であり、（ａ）は無圧時の状態を示し、（ｂ）は加圧時の状態を示す。

本実施例に係る密封装置１は、例えば、油圧シリンダにおけるピストン用の密封装置として用いられるものであり、シールリング２と弾性リング３とから構成されている。密封装置１は、軸穴を有するハウジング（シリンダ）４と該軸穴に挿入される軸（ピストンやロッド等）５との間の環状隙間６を密封すべく、軸５の外周面に設けられた環状溝５０に装着される。

シールリング２は、断面略矩形の環状部材であり、環状溝５０の開口部側に配置される。そして、シールリング２の外周面２０がハウジング４の内周面４０と摺動接触することでハウジング４に対するシール面が形成される。また、油圧ＯＰがかかると、シールリング２が環状溝５０の反油圧側に押し込められることにより、シールリング２の反油圧側の側面（端面）２１が環状溝５０の側面５１に密着して、軸５に対するシール面が形成される。

シールリング２の材料としては、摺動材として一般的に広く使用される四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）の他、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の汎用の熱可塑性エンジニアリング樹脂全般を用いることが可能である。

弾性リング３は、二トリルゴム等のゴム材料からなる断面略円形の環状部材であり、シールリング２と環状溝５０の溝底５２との間に圧縮して装着される。そして、弾性復元力によってシールリング２をハウジング４側に付勢し、シールリング２とハウジング４との密着性を高めている。なお、弾性リング３の断面形状は円形に限定されるものではなく、種々の形状を適宜採用し得る。

シールリング２は、ハウジング４の内周面４０との摺動面である外周面２０に複数の溝２２が形成されている。溝２２は、シールリング２の側面２１から外周面２０の内側（軸方向中央側）に向かって延びる傾斜溝である。溝２２は、外周面２０の軸方向両側（両端部）にそれぞれ設けられており、その深さは、径方向に外周面２０の端部から中央部の手前まで延びた構成となっている。

次に、図４及び図５を参照して、本実施例に係る密封装置１の特徴的な構成である外周面２０に設けられた溝２２について詳しく説明する。図４は、本実施例に係る密封装置１のシールリング２の外周面２０の構成を示す模式図である。図５は、シールリングの摺動面において形成される面圧分布を模式的に示した図である。なお、溝２２は、外周面２０の両端部にそれぞれ同様の構成で軸方向に対称的に設けられるものであり、以下の説明では、一方の端部の溝についてのみ説明し、他方の端部の溝については説明を省略する。

溝２２は、ハウジング４の内周面４０とシールリング２の外周面２０との摺動部分に潤滑油を介在させ易くするべく設けられるものであり、シールリング２の側面２１から外周面２０の中央側に向かって、軸方向に対して傾斜した方向に延びている。

溝２２と外周面２０との境界線、すなわち、溝２２が設けられている部分における外周面２０の縁部２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、全て軸方向（シールリング２の摺動方向Ｃ）に対して傾斜した線で構成されており、これにより、溝２２に導かれた潤滑油は、シールリング２の摺動によって外周面２０の縁部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対して斜めの角度で侵入することになる（矢印Ｄ）。したがって、潤滑油が外周面２０に侵入する際の抵抗が低減され、潤滑油膜を良好に形成することが可能となる。

すなわち、シールリングＳの摺動面（外周面）に発生する面圧は、図５に示すように、摺動面Ｓ１の両端部（端面Ｓ２側）で最も高くなり、その面圧分布形状Ｐは、摺動面Ｓ１の端部において縁から最大面圧Ｐｍａｘまで急激に上昇する急勾配の斜面Ｐ１が形成されたような形状となる。

したがって、摺動面Ｓ１の縁部Ｓ３がシールリングＳの摺動方向（矢印Ｅ）に対して直交する場合には、潤滑油は摺動面Ｓ１の縁部Ｓ３に対して直交する方向に侵入することになり、斜面Ｐ１を急勾配で真っ直ぐ登るような抵抗を受けることになる（矢印Ｆ）。

一方、潤滑油が摺動面Ｓの縁部Ｓ３に対して斜めに侵入する場合には、潤滑油が受ける抵抗は、急勾配の斜面Ｐ１を斜めに登る（矢印Ｇ）、すなわち、斜面Ｐ１を緩い勾配で登るような抵抗となり、潤滑油の摺動面に対する侵入抵抗が低減される。

したがって、図４に示すように、溝２２に導かれた潤滑油の外周面（摺動面）２０に対する侵入角度が、縁部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対して直交しないで傾斜するように構成することで、潤滑油の侵入抵抗を低減し、より多くの潤滑油を外周面２０に送り込み易くしている。これにより、ハウジング４の内周面４０とシールリング２の外周面２０との間に厚い潤滑油膜を介在させることが可能となる。

また、周方向に隣接する溝２２ａと溝２２ｂとの間には周方向におけるオーバーラップ部分Ｈが形成されるように構成されている。すなわち、溝２２ａにおいて最も溝２２ｂ側の部分（溝２２ａの入口側部分）と、溝２２ｂにおいて最も溝２２ａ側の部分（溝２２ｂの奥側部分）とが、周方向に部分的に互い違いな配置となるように、言い換えると、隣接する溝２２ａと溝２２ｂのうち一方の溝２２ａの外周面２０との境界線上のいずれかの一点から軸方向（摺動方向）に延長した仮想線上に、他方の溝２２ｂの外周面２０との境界線が存在するように、溝２２ａと溝２２ｂとが隣接しており、軸方向に見た（投影した）場合に重なり合う部分（オーバーラップ部分Ｈ）が形成されている。

このように隣接する溝同士の間にオーバーラップ部分を設けることで、溝２２に導かれた潤滑油が外周面２０の縁部に対して斜めに侵入する領域が、外周面２０の周方向に全周に渡って連続することになる。したがって、外周面２０全周に渡って潤滑油の侵入抵抗が低減され、良好な潤滑油膜を外周面２０全周に渡って形成することが可能となる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２に係る密封装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、本実施例に係る密封装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は軸方向からみた様子を示しており、（ｂ）は（ａ）のＩＩ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＪ矢視図である。図７は、本実施例に係る密封装置の模式的斜視図である。なお、上記実施例１と共通する構成については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施例に係る密封装置１´では、シールリング２の外周面２０に形成される溝が楔状溝２３となっている。すなわち、楔状溝２３は、シールリング２の側面２１から外周面２０の内側（軸方向中央側）に向かって溝幅が徐々に狭くなるように構成されており、その深さは、径方向に外周面２０の端部から中央部の手前まで延びている。

また、図６及び図７に示すように、隣接する楔状溝２３は、周方向に隙間なく連続的に設けられており、楔状溝２３と外周面２０との境界線、すなわち、外周面２０の縁部は鋸歯形状となっている。したがって、外周面２０の縁部は、全て軸方向（シールリング２の摺動方向）に対して傾斜した線で構成され、潤滑油の侵入抵抗が外周面全周に渡って低減される。

また、潤滑油が、楔状溝２３によって形成される摺動方向に徐々に狭くなる空間に押し込められることにより、ハウジング４とシールリング２との間に互いに離れる向きに作用する力が発生し、ハウジング４の内周面４０とシールリング２の外周面２０との間の面圧が低減される（楔効果）。その結果、シールリング２の外周面２０の面圧勾配が低減され、ハウジング４とシールリング２との間に適度な潤滑油膜を介在させることが可能となる。

ここで、楔状溝２３によって発揮される楔効果は、各楔状溝２３と外周面２０との間の二つの境界線がなす角度が小さい程、すなわち、楔状溝２３の楔形状の先端角がより鋭角になる程大きくなり、面圧勾配低減の効果を高めることができる。

また、外周面２０の面積が小さくなると、すなわち、ハウジング４の内周面４０との接触面積が小さくなると、面圧が大きくなってしまうので、楔状溝２３の軸方向の深さ（長さ）を浅く（短く）して、外周面２０の面積を必要以上に小さくしないことが好ましい。

（潤滑改善効果の検証）
ここで、実施例２の潤滑特性の改善効果について、図８〜図１１を参照して、従来品と対比した試験結果に基づいて検証する。図８は、試験装置の概略構成を示す模式図である。図９は、シールリングの摺動抵抗を比較した図表である。図１０は、シールリングの到達温度を比較した図表である。図１１は、受圧面積と到達温度との関係を説明する図表である。

図８に示すように、試験装置は、シリンダ４ａと、不図示の駆動シリンダに連結されるとともにシリンダ４ａ内部を軸方向に往復動できるように構成されたピストン５ａと、を備えており、ピストン５ａ外周面の両端に設けられた環状溝に評価サンプルとしてのシールリング２ａ、２ｂがそれぞれ装着される。また、２つのサンプルの間にはウェアリング７が装着されるとともに、圧力がホース８を介しピストン５ａの内部を通り２つのサンプルの間に加えられるような構成となっている。符号９はロードセル、符号１０はシリンダ４ａの壁面温度を測定する壁温測定部である。

２つのサンプル間を所定（１０ＭＰａ、３０ＭＰａ等）の一定圧力で加圧し、密封装置２ａ、２ｂに圧力が作用している状態でピストン５ａを駆動シリンダによって往復動させ、密封装置２ａ、２ｂをシリンダ４ａ内周面に対して摺動させる。

到達温度の測定は、ピストン５ａの往復動による発熱でシリンダ４ａの壁温が上昇し、その上昇がサーチュレートしたときの温度（発熱と放熱が平衡状態となったときの温度）を到達温度として測定を行った。

また、摺動抵抗の測定は、ピストン５ａの往復動に要する荷重をロードセル９にて測定し、その波形から摺動抵抗を採取することで測定を行った。

実施例２におけるシールリング２に対応するもの、すなわち、シールリングの外周面（摺動面）の軸方向両端に楔状溝を連続して形成したものを実施例品とし、楔状溝を形成していない従来技術に係る断面矩形のシールリングを従来品１とし、シールリング外周面の軸方向両端がテーパ面となっているシールリングを従来品２として、到達温度や摺動抵抗等の各種の値をそれぞれ比較した。

図９に示すように、摺動抵抗については、従来品１が４３８ｋｇｆ、従来品２が３７５ｋｇｆであるのに対し、実施例品は２７３ｋｇｆとなっている。すなわち、楔状溝を設けることにより、従来品１に対しては３７％、従来品２に対しては１４％、摺動抵抗が低減されている。したがって、従来品２のようにテーパ面を設けるよりも、実施例品のように楔状溝を設けた方が、溝等を何ら設けない従来品１に対して摺動抵抗が大幅に低減されることがわかる。ここで、試験条件は、往復動の速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ、２つのサンプル間の圧力を３０ＭＰａ、ストローク長を１００ｍｍとしている。また、この試験では、シリンダの摺動部（内周面）に極力近い部分の外周面（外壁）の温度が１００℃で一定に保たれるようにして試験装置を作動させた。具体的には、シリンダの外周側から内周側に貫通する一方手前（１ｍｍ程度）までドリルで穴をあけ、その中に温度センサである熱電対を埋め込むとともに、熱電対の測定温度が１００℃となるようにヒーターで加熱・制御して、シリンダの摺動面近傍における温度が１００℃一定となるようにした。

図１０に示すように、２つのサンプル間の圧力を１０ＭＰａとした場合の到達温度については、従来品１が８７℃であるのに対し、従来品２は７６℃、実施例品は７５℃となっており、従来品１に対して１２℃低くなっている。また、２つのサンプル間の圧力を３０ＭＰａとした場合の到達温度については、従来品１が１２６℃であるのに対し、実施例品は１０２℃となっており、従来品１に対して２４℃低くなっている。すなわち、実施例品の方が、従来品１と比べて摺動による発熱の影響を受けにくいということがわかる。また、従来品１に対する到達温度の低減率は、１０ＭＰａのときよりも３０ＭＰａのときの方が大きいことから、特に高圧用途での使用に好適であることもわかる。ここで、試験条件は、往復動の速度を５０ｍｍ／ｓｅｃ、ストローク長を１００ｍｍとしている。

図１１に示すように、実施例品は、従来品２よりも、接触面積及び有効受圧面積が大きく、従来品１に対する受圧面積低減率が従来品２よりも小さいものの、到達温度が従来品２と同レベルとなっている。すなわち、受圧面積低減率が小さいのにもかかわらず、到達温度低減率が同等であることから、実施例品のように楔状溝を設けた方が、従来品２のようなテーパ面を設けるよりも、潤滑改善効果が大きいものと推測することができる。

（実施例３）
次に、図１２を参照して、本発明の実施例３に係る密封装置について説明する。図１２は、本実施例に係る密封装置と実施例２に係る密封装置との構成の違いを説明する図であって、（ａ）は実施例２に係る密封装置の断面構成及びシールリングの外周面の構成を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＫＫ断面あり、（ｃ）は（ａ）のＬＬ断面であり、（ｄ）は実施例３に係る密封装置の断面構成及びシールリングの外周面の構成を示す模式図であり、（ｅ）は（ｄ）のＭＭ断面であり、（ｆ）は（ｄ）のＮＮ断面であり、（ｇ）は（ｄ）のＯＯ断面である。なお、ここで述べる断面とは、密封装置を軸線を含む面で切った断面であり、以下同様である。

図１２（ａ）に示すように、実施例２に係る密封装置では、シールリング２の外周面に形成される楔状溝２３において、外周面２０の軸方向一方側に設けられる楔状溝２３ａと、他方側に設けられる楔状溝２３ｂとが、軸方向に対称的な配置、すなわち、周方向に隣接する楔状溝との境目及び楔形状の頂部の周方向の位置が同じになるような配置となっている。したがって、摺動面（外周面２０）の軸方向の幅が周方向に変化し、シールリング２の断面ボリュームが周方向に変化する構成となっている。

すなわち、図１２（ｂ）に示すように、周方向に隣接する楔状溝との境目における断面では、摺動面（外周面２０）がシールリング２の幅寸法（外周面の軸方向長さ）まで形成されており、摺動幅Ｗａが最大となっている。また、ことのきのシールリング２の断面ボリュームも最大となる。また、図１２（ｃ）に示すように、楔状溝の楔形状の頂部における断面では、摺動面が一方の楔状溝２３ａと他方の楔状溝２３ｂの頂部間で形成され、摺動幅Ｗｂが最小となっている。このときのシールリング２の断面ボリュームが最小となる。

一方、本実施例に係る密封装置では、シールリング２の外周面に形成される楔状溝２３において、外周面２０の軸方向一方側に設けられる楔状溝２３ａと、他方側に設けられる楔状溝２３ｂとを互い違いにずらしたような構成、すなわち、一方の楔状溝の頂部の周方向の位置と、他方の楔状溝における隣接する楔状溝との境目の周方向の位置とが一致するような配置となっている。したがって、図１２（ｄ）に示すように、本実施例では、摺動面が周方向に蛇行するような形状を呈し、図１２（ｅ）〜図１２（ｇ）に示すように、摺動面の軸方向の幅Ｗｃが周方向に常に一定となる構成となっている。また、シールリング２の断面ボリュームも周方向に一定となっている。

本実施例では、シールリング２の摺動幅Ｗｃを周方向に一定にし、断面ボリュームが周方向に変化せずに均一となるようにすることで、シールリング２の強度の均一化・安定化を図り、強度不均一による破損の発生を抑制した構成となっている。また、軸方向の摺動幅Ｗｃがいずれの断面においても一定とすることで、異物による摺動面上の貫通傷の発生の抑制し、シール性の安定化を図った構成となっている。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４に係る密封装置について、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施例に係る密封装置のシールリングの外周面の構成を示す模式図である。なお、上記実施例と共通する構成については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施例に係る密封装置１´´は、実施例１に係る密封装置１のシールリング２において、外周面２０の一方の端部に形成される溝２２と他方の端部に形成される溝２２との間の領域に、凹部２４を形成した構成となっている。

このように、凹部２４を設けることにより、ハウジング４と軸５の軸方向の相対運動のストロークが短い場合でも、効率よく油膜を形成することが可能となる。すなわち、一度目のストロークで一方の端部の溝２２から凹部２４まで達した潤滑油は凹部２４で一旦保持され、二度目のストロークでさらに奥に（他方の端部側に）移動することになり、ストロークが短い場合でも外周面２０の一方側から他方側まで油膜を行き渡らせることができる。

なお、係る凹部２４は、上記各実施例に係る密封装置に適用しても同様の効果を得ることができる。

また、以上の説明において、各実施例に係る密封装置を、軸の外周に設けられた装着溝に装着されて使用されるものとして説明したが、これに限られず、ハウジングの軸孔に設けられた装着溝に装着されて、軸の外周面に摺動接触するものであってもよい。

上記各実施例に係る密封装置によれば、上述したように摺動面の潤滑性が向上されることにより、シールリングの材料の選択の幅が拡がる。すなわち、摺動材として従来では基本的に採用されることのなかったポリアミド等の汎用のエンジニアリング樹脂材料（以下、ＰＡ等）をシールリング２の材料として採用することが可能となる。

摺動特性に優れ、最も広く使用されている四フッ化エチレン（以下、ＰＴＦＥ）に対し、ＰＡ等は、摺動性の面では劣るものの、原料単価が安いため、シールリングの材料費を安く抑えることが可能となる。

また、高圧用途においてＰＴＦＥを採用する場合には、シールリング２０が環状隙間６にはみ出してしまうのを防止するために、ＰＡ等からなるバックアップリングを併用する必要があるが、ＰＴＦＥに対して弾性の高いＰＡ等であれば、シールリングとバックアップリングの機能とを兼ねることができるため、高圧用途においてもバックアップリングなしで単独で使用することができ、部材点数の削減を図ることもできる。

さらに、製作面においても、ＰＴＦＥは圧縮成形で素材を作った後に切削等によって残りの形状を加工する必要があるのに対し、ＰＡ等は射出成形によって少ない工程で大量生産することが可能である。したがって、製造工程の削減を図ることができるとともに、上述のように材料費が安くなることで、製造コストの大幅な低減を図ることが可能となる。

（変形例）
本発明の変形例に係る密封装置について、図１４を参照して説明する。図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の各種変形例に係る密封装置の構成を示す模式的半断面図である。

上記各実施例では、密封装置の構成として略矩形断面のシールリングと円形断面の弾性リングとを組み合わせた構成を採用しているが、係る構成に限定されるものではない。したがって、密封装置の構成としては、例えば、図１４（ａ）に示すような矩形断面のいわゆる角リング３ａや、図１４（ｂ）に示すような略Ｄ字形状断面のいわゆるＤリング３ｂ等をシールリングの付勢部材として組み合わせた構成を採用することもできる。

また、図１４（ｃ）に示すように、略Ｔ字形状の異形断面に構成された弾性リング３ｃと、シールリング２と弾性リング３ｃの軸方向両側にそれぞれ配置されて環状隙間へのシールリング２のはみ出しを防止するためのバックアップリング７とを組み合わせた構成等も採用することができる。

また、本発明の適用範囲としては、上記各実施例のような、往復動用の密封装置としての用途に限られるものではなく、例えば、往復動用の樹脂製のウエアリングや金属製の軸受等に適用しても、上記実施例と同様の効果が得られることはいうまでもない。

Claims (5)

1. 軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着されて、これら２部材間の環状隙間を密封する密封装置であって、
   前記２部材の軸方向の相対運動によって他方の部材と摺動するシールリングを備えた密封装置において、
   前記シールリングは、前記他方の部材との摺動面の軸方向両端部に、前記シールリングの端面から前記摺動面の軸方向中央側に向かって延びる溝が、それぞれ複数形成され、
   前記溝と前記摺動面との境界線を、前記摺動面の摺動方向に対して傾斜した線のみで構成するとともに、
   前記境界線が傾斜した線で構成される領域が前記摺動面の全周に渡って連続するように、複数の前記溝が周方向に隣接して設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記摺動面は、一方の端部に形成される溝と他方の端部に形成される溝との間に凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記溝は、軸方向に対して傾斜して延びる傾斜溝であり、
   周方向に隣接する傾斜溝の一方の傾斜溝と他方の傾斜溝との間に、軸方向にみた場合に重なり合う部分が形成されるように、前記一方の傾斜溝と前記他方の傾斜溝とが隣接していることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
4. 前記溝は、楔状溝であり、前記摺動面の全周に渡って連続して設けられることを特徴とすることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
5. 前記摺動面の軸方向の幅が、全周に渡って変化しないことを特徴とする請求項４に記載の密封装置。

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