特許 6371570 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6371570

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/18 20060101AFI20180730BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/18 A

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-80650(P2014-80650)

(22)【出願日】2014年4月10日

(65)【公開番号】特開2015-178890(P2015-178890A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2017年3月14日

(31)【優先権主張番号】特願2014-33967(P2014-33967)

(32)【優先日】2014年2月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(72)【発明者】

【氏名】前田 敏行

(72)【発明者】

【氏名】中村 孝史

【審査官】 熊谷 健治

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−０６５５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９４８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２００５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−０７５６５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２２１０２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／１６−１５／３２

Ｆ１６Ｊ １５／３２４−１５／３２９６

Ｆ１６Ｊ １５／４６−１５／５３

Ｆ１５Ｂ １５／００−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向して相対に移動する内周側部材および外周側部材のうちの前記内周側部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに前記外周側部材の対向面に摺動可能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、
前記外周側部材の対向面の内周側に配置されるインナーシールリングと、前記インナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されるとともに前記外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングと、前記インナーシールリングの内周側に配置されるバックリングとの組み合わせよりなり、
前記インナーシールリングは、前記アウターシールリングよりも高剛性の材質よりなり円周上１箇所にカット部を備え、かつその外径寸法を前記外周側部材の内径寸法よりも小さく設定されることにより前記外周側部材の対向面に接触しない形状とされ、
前記アウターシールリングは、前記インナーシールリングよりも低摩擦かつ低剛性の材質よりなり円周上エンドレスに形成され、
前記バックリングは、前記アウターシールリングおよび前記インナーシールリングよりも高弾性の材質よりなり前記インナーシールリングを介して前記アウターシールリングを前記外周側部材の対向面に押し付ける弾性を備え、
前記インナーシールリングの外周面における軸方向端部に外径寸法が軸方向中央部から軸方向端部へかけて徐々に縮小する向きの環状の傾斜面が設けられていることを特徴とする密封装置。

【請求項2】

請求項１記載の密封装置において、
前記アウターシールリングは、ＰＴＦＥ、ウレタンまたはゴムよりなり、
前記インナーシールリングは、高強度樹脂材料よりなり、
前記バックリングは、ゴムまたはウレタンよりなることを特徴とする密封装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の密封装置において、
前記カット部は、バイアスカットまたはステップカットであることを特徴とする密封装置。

【請求項4】

請求項３記載の密封装置おいて、
前記バイアスカットは、そのカット端部にてストレートカットとの組み合わせとされていることを特徴とする密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、往復動油圧シリンダのピストンシールとして用いられ、またはその他の油圧機器におけるシール等として用いられる。

【背景技術】

【0002】

従来から例えば高圧用往復動油圧シリンダのピストンシールとして図１２（Ａ）に示す密封装置５１が知られており、この密封装置５１は、ピストンの外周面に設けた環状の装着溝に装着されるとともにシリンダの内周面に摺動可能に密接することによりピストンおよびシリンダ間で高圧の圧油などをシールするものであって、シリンダの内周面に摺動可能に密接するＰＴＦＥ製のシールリング５２と、シールリング５２の内周側に配置されるとともにシールリング５２を支持する環状の凸部５３ａとこの凸部５３ａより幅広な台座部５３ｂとからなる断面凸形状のＮＢＲ製のバックリング５３と、シールリング５２およびバックリング５３の凸部５３ａを挟み込むように配置される一対のポリアミド樹脂製のバックアップリング５４，５５との組み合わせよりなるものとされている。

【0003】

上記図１２（Ａ）の密封装置５１は、各部品の形状、配置および材質上の特性等からして優れたシール性を発揮することが可能とされるが、部品点数が多いことから取付スペースが大きく部品コストが高い問題がある。

【0004】

このため近年、図１２（Ｂ）に示すように、よりコンパクトで低コストなポリアミド樹脂製のシールリング６２とＮＢＲ製のバックリング６３との組み合わせよりなる密封装置６１が普及し始めている。

【0005】

またその一方で、複雑な溝形状を採用したピストンシールとして図１２（Ｃ）に示すように、シリンダの内周面に摺動可能に密接するＰＴＦＥ製のシールリング７２と、シールリング７２の内周側に配置された断面円形のＮＢＲ製のバックリング７３と、シールリング７２を挟み込むように配置される一対のポリアミド樹脂製のバックアップリング７４，７５との組み合わせよりなる密封装置７１が開発されており、この密封装置７１には図１２（Ａ）の密封装置５１や図１２（Ｂ）の密封装置６１と比較して摺動抵抗が低い特徴がある。

【0006】

上記図１２（Ｂ）の密封装置６１と図１２（Ｃ）の密封装置７１とを比較すると、シリンダ装置の重量を軽減するにはコンパクトな図１２（Ｂ）の密封装置６１が好ましいが、この図１２（Ｂ）の密封装置６１は耐はみ出し性の観点からして摺動面を高剛性のポリアミド樹脂で構成しており、ポリアミド樹脂は摩擦係数が高いものである。このため図１２（Ｂ）の密封装置６１は図１２（Ｃ）の密封装置７１と比較して摺動抵抗および摺動発熱が大きく、よって密封装置（シーリングシステム）の寿命の観点からして図１２（Ｃ）の密封装置７１よりも劣る問題がある。

【0007】

現状として、図１２（Ｂ）の密封装置６１のようにコンパクトな設計で、かつ低摺動抵抗（低摩擦）を両立する密封装置は未だ開発されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００５−２２１０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は以上の点に鑑みて、部品点数が少なく具体的には部品点数が３点以下であり、よって密封装置のコンパクト化を実現することができ、耐はみ出し性を備え、しかも摺動抵抗を低く抑えることができる密封装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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内周側部材および外周側部材のうちの前記内周側部材の対向面に設けた装着溝に装着されるとともに前記外周側部材の対向面に摺動可能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、前記外周側部材の対向面の内周側に配置されるインナーシールリングと、前記インナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されるとともに前記外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングと、前記インナーシールリングの内周側に配置されるバックリングとの組み合わせよりなり、前記インナーシールリングは、前記アウターシールリングよりも高剛性の材質よりなり円周上１箇所にカット部を備え、かつその外径寸法を前記外周側部材の内径寸法よりも小さく設定されることにより前記外周側部材の対向面に接触しない形状とされ、前記アウターシールリングは、前記インナーシールリングよりも低摩擦かつ低剛性の材質よりなり円周上エンドレスに形成され、前記バックリングは、前記アウターシールリングおよび前記インナーシールリングよりも高弾性の材質よりなり前記インナーシールリングを介して前記アウターシールリングを前記外周側部材の対向面に押し付ける弾性を備え、前記インナーシールリングの外周面における軸方向端部に外径寸法が軸方向中央部から軸方向端部へかけて徐々に縮小する向きの環状の傾斜面が設けられていることを特徴とする。

【0011】

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、前記アウターシールリングは、ＰＴＦＥ、ウレタンまたはゴムよりなり、前記インナーシールリングは、高強度樹脂材料よりなり、前記バックリングは、ゴムまたはウレタンよりなることを特徴とする。

【0012】

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、前記カット部は、バイアスカットまたはステップカットであることを特徴とする。

【0013】

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３記載の密封装置おいて、前記バイアスカットは、そのカット端部にてストレートカットとの組み合わせとされていることを特徴とする。

【0014】

上記構成を備える本発明の密封装置は、外周側部材の対向面の内周側に配置されるインナーシールリングと、インナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されるとともに外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングと、インナーシールリングの内周側に配置されるバックリングとの組み合わせよりなり、部品点数が上記図１２（Ａ）の密封装置５１および図１２（Ｃ）の密封装置７１における４点よりも少ない３点とされている。また、インナーシールリングの外周面に設けた保持溝にアウターシールリングが保持されるとともにインナーシールリングの内周側にバックリングが配置されているため、これら３部品は密封装置の径方向に並べられている。また、インナーシールリングの外周面に設けた保持溝にアウターシールリングが保持されているため、両リングは密封装置の径方向において少なくとも一部がオーバーラップして配置されている。したがってこのように部品点数が３点と少なく設定され、３部品が密封装置の径方向に並べられることにより密封装置の軸方向幅が小さく設定され、インナーシールリングおよびアウターシールリングが密封装置の径方向において少なくとも一部でオーバーラップして配置されることにより密封装置の径方向幅も小さく設定されているため、密封装置が全体としてコンパクトなものとされている。

【0015】

また、外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングが低摩擦かつ低剛性の材質によって成形されているため、摺動抵抗が低く抑えられる。アウターシールリングの材質としてはＰＴＦＥ、ウレタンまたはゴムとするのが好適である。

【0016】

また、このようにアウターシールリングが低摩擦かつ低剛性の材質によって成形されると、このアウターシールリングが内周側部材および外周側部材間の隙間にはみ出すことにより損傷する虞があるところ、本発明では上記したようにアウターシールリングがインナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されているため、アウターシールリングが内周側部材および外周側部材間の隙間にはみ出すことがない。一方、インナーシールリングは高剛性の材質によって成形されているため、このインナーシールリングが内周側部材および外周側部材間の隙間にはみ出すこともない。インナーシールリングの材質としては高強度樹脂材料とするのが好適である。

【0017】

尚、このようにインナーシールリングが高剛性の材質によって成形されると、その内周側に配置されるバックリングの弾性が外周側のアウターシールリングに伝わらず、よってバックリングがアウターシールリングを外周側部材の対向面に押し付けることができなくことが懸念されるが、本発明では上記したようにインナーシールリングがその円周上１箇所にカット部を備えているため、バックリングの弾性をアウターシールリングに伝えることが可能とされる。バックリングの材質としてはゴムまたはウレタンとするのが好適である。

【0018】

カット部は、インナーシールリングをその円周上１箇所で切断した形状とするもので、これによりインナーシールリングは径方向に大きく弾性変形することが可能とされる。カット部の形状は特に限定されないが、リングを斜めにカットした形状のバイアスカットや、リングを階段状にカットした形状のステップカット等とするのが好適である。

【0019】

但し、バイアスカットについては、リングを円周方向に対し斜めにカットした形状であるため、そのカット端部の先端が直角度よりも小さな角度の尖端となって、薄く破損しやすいことが懸念される。そこでこれに対策するには、インナーシールリングにおけるバイアスカットをそのカット端部にてストレートカットとの組み合わせとすることが考えられ、この場合はカット端部の先端にストレートカットによる径方向厚みが設定されるため、カット端部の先端の強度を増大することが可能とされる。ストレートカットは、リングをその中心軸線を含む平面にてカットした形状である。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、以下の効果を奏する。

【0021】

すなわち本発明においては以上説明したように、密封装置の部品点数が３点と少なく設定され、３部品が密封装置の径方向に並べられることにより密封装置の軸方向幅が小さく設定され、インナーシールリングおよびアウターシールリングが密封装置の径方向において少なくとも一部でオーバーラップして配置されることにより密封装置の径方向幅も小さく設定されているため、密封装置が全体としてコンパクトなものとされる。また、外周側部材の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリングが低摩擦かつ低剛性の材質によって成形されているため、摺動抵抗が低く抑えられる。また、アウターシールリングがインナーシールリングの外周面に設けた保持溝に保持されているため、アウターシールリングが内周側部材および外周側部材間の隙間にはみ出すことがなく、インナーシールリングが高剛性の材質によって成形されているため、インナーシールリングが内周側部材および外周側部材間の隙間にはみ出すこともなく、いずれもはみ出しによるシールリングの破損が抑制される。したがって以上により本発明所期の目的どおり部品点数が少なく、密封装置のコンパクト化を実現することができ、耐はみ出し性を備え、しかも摺動抵抗を低く抑えることができる密封装置を提供することができる。また、カット部の構造として、バイアスカットをその端部にてストレートカットと組み合わせることによりカット端部先端の強度を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図

【図2】同密封装置に備えられるカット部の第１例を示す図で、（Ａ）は密封装置の一部切欠きした正面図、（Ｂ）は密封装置の側面図

【図3】同カット部の作動状態を示す図で、（Ａ）は密封装置の側面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ部拡大図

【図4】同密封装置に備えられるカット部の第２例を示す図で、（Ａ）は密封装置の一部切欠きした正面図、（Ｂ）は密封装置の側面図

【図5】同カット部の作動状態を示す図で、（Ａ）は密封装置の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＦ部拡大図

【図6】同密封装置に備えられるカット部の第３例を示す図で、（Ａ）は密封装置の一部切欠きした正面図、（Ｂ）は密封装置の側面図

【図7】同密封装置に備えられるカット部の第４例を示す図で、（Ａ）は密封装置の一部切欠きした正面図、（Ｂ）は密封装置の側面図

【図8】同カット部の形状説明図

【図9】同密封装置に備えられるカット部の第５例を示す図で、（Ａ）は密封装置の一部切欠きした正面図、（Ｂ）は密封装置の側面図

【図10】摺動抵抗に係る比較試験の結果を示すグラフ図

【図11】摺動発熱に係る比較試験の結果を示すグラフ図

【図12】（Ａ）は従来例に係る密封装置の要部断面図、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ他の従来例に係る密封装置の要部断面図

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明の密封装置は、インナーシールリング、アウターシールリングおよびバックリングよりなる組合せシールである。インナーシールリングは、高圧条件下でのはみ出しを抑制するバックアップリングとしての機能を備え、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ等の高強度樹脂材料（引張強度：４０ＭＰａ以上）で構成される。摺動部に設置するアウターシールリングは、低摺動抵抗を確保するため、インナーシールリングの材料に対し低摩擦、低剛性の材料（ＰＴＦＥ、ウレタン、ゴム等）で構成される。バックリングは、アウターシールリングを外周摺動面に拡張させる機能（面圧保持機能）を備え、弾性を有するゴム、ウレタン等で構成する。尚、インナーシールリングは溝への装着性を考慮し円周上１箇所にバイアスカットまたはステップカット等よりなるカット部を設けることが好ましい。
（２）高強度であるが摩擦係数の高いインナーシールリングの外周面に、ＰＴＦＥやウレタン等の低摩擦係数のアウターシールリングを埋め込むことでシール全体の摩擦係数を低く抑え、摺動抵抗、摺動発熱を低減させる。摺動発熱の低減により、シリンダ内で併用するパッキンの寿命延長が可能となる。アウターシールリングは高強度なインナーシールリングに挟まれているため、高圧条件下でもはみ出し破損を抑制できる。シールのサイズは図１２（Ｂ）の密封装置６１と同等とすることで、図１２（Ａ）の密封装置５１や図１２（Ｃ）の密封装置７１と比較してコンパクト化が図れる。図１２（Ａ）の密封装置５１や図１２（Ｃ）の密封装置７１の構成部品数が４点であるのに対し本発明は３点と少ないため、低コスト化を期待できる。

【0024】

（３）本発明の密封装置は、インナーシールリングの円周上１箇所にカット部を設け、その外周面にエンドレスのアウターシールリングを埋め込むとともにその内周側にバックリングを組み付けたことを特徴とする組合せシールである。
（４）各部品の材質について、エンドレスのアウターシールリングは、容易に伸ばして組み付けることが可能なＰＴＦＥやウレタンやゴム等を適用し、特に摩擦特性に優れるＰＴＦＥを用いるのが好ましい。カット部を設けたインナーシールリングは、高圧が作用した際にアウターシールリングがはみ出し破損することを抑制するバックアップリング機能を備えるため、ポリアミド樹脂等の高強度樹脂材料を用いるのが好ましい。エンドレスのバックリングは、シールリングを摺動面に押し付ける機能を備えるため、ゴムやウレタン等の弾性体を用いるのが好ましい。

【0025】

（５）インナーシールリングに設けるカット部として特にバイアスカットを採用すると使用中、熱の影響により周長が伸びてもバイアスカット部同士が乗り上げるため、カット部が突き当てとなることがなく、クリープを生じない。よって外径しめ代をゼロにできる。これにより、シリンダへの組込み荷重の低減と摺動抵抗の低減が可能となる。
（６）バイアスカット部が乗り上げた際は、以下のメカニズムにより漏れ流路の形成を抑制し、シール機能を維持できる。
（６−１）インナーシールリングの外周側バイアスカット部先端が乗り上げても、エンドレスのアウターシールリングにより漏れ流路無し。
（６−２）インナーシールリングの内周側バイアスカット部先端が乗り上げても、バックリングの拡張力によりカット部先端がなじむ形に変形し、漏れ流路を縮小する。
（６−３）インナーシールリングの側面側バイアスカット部先端が乗り上げても、軸方向に連通する漏れ流路無し。
（７）エンドレスのアウターシールリングにＰＴＦＥ等の低摩擦材料を採用することにより、さらにシールの摺動抵抗低減が可能となる。

【0026】

（８）バイアスカットのカット形状が、インナーシールリングを軸方向一方から見てカットの斜め線が視認されるカット形状である場合、斜め線が一直線であると外周側のカット部先端は薄肉となり、円周上の他の部位対比で剛性が低下する。このため、高圧条件下で使用した場合、カット部先端にはみ出し（横ずれ）を生じやすいことが懸念される。インナーシールリングのカット部にはみ出しを生じると、アウターシールリングもはみ出しを生じ、はみ出し進行による破損での漏れが懸念される。
（９）そこで、これに対策するため、インナーシールリングのカット形状について、アウターシールリングが収まる部位はストレートカットとし、アウターシールリングよりも内周側をバイアスカット（傾斜したカット）とする。
（１０）インナーシールリングのアウターシールリングが収まる部位をストレートカットとすることで、外周側カット部先端の剛性が向上する。これによりインナーシールリングのはみ出しを抑制できる。

【実施例】

【0027】

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

【0028】

図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。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往復動油圧シリンダにおけるピストン（内周側部材）４１およびシリンダ（シリンダチューブ、外周側部材）４３のうちのピストン４１の対向面（外周面）に設けた環状の装着溝４２に装着されるとともにシリンダ４３の対向面（内周面）に摺動可能に密接することによりピストン４１およびシリンダ４３の対向面間で高圧側の密封対象（圧油等）が低圧側へ漏洩するのを抑制する密封装置（ピストンシール）であって、その構成部品として、インナーシールリング１１と、インナーシールリング１１の外周側であってインナーシールリング１１およびシリンダ４３間に配置されるアウターシールリング２１と、インナーシールリング１１の内周側であってインナーシールリング１１および装着溝４２の溝底部間に配置されるバックリング３１とが組み合わせたものとされている。

【0029】

このうち、インナーシールリング１１は、アウターシールリング２１よりも高剛性の材質であって具体的にはポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ等の高強度樹脂材料（引張強度：４０ＭＰａ以上）により成形され、シリンダ４３の対向面に対し接触せずシリンダ４３の対向面との間に所定の径方向間隙を設定されるようにシリンダ４３の対向面に対する外径しめ代を持たない大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法よりも少々小さく設定され、また図２に示すように円周上１箇所で切断した形状とされてこの円周上１箇所にカット部１２を備えている。また、このインナーシールリング１１は軸方向に長い断面長方形状に成形され、その外周面の軸方向中央部に環状の保持溝１３が設けられ、外周面の軸方向両端部にそれぞれ外径寸法が軸方向中央部から軸方向端部へかけて徐々に縮小する向きの環状の傾斜面１４が設けられている。上記カット部１２については後述する。

【0030】

アウターシールリング２１は、インナーシールリング１１よりも低摩擦かつ低剛性の材質であって具体的にはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ウレタンまたはゴムにより成形され、インナーシールリング１１の外周面に設けた保持溝１３に嵌合されてインナーシールリング１１によって保持され、シリンダ４３の対向面に対し摺動可能に密接する大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法よりも少々大きく設定され、また円周上カット部を持たないエンドレス状に形成されている。また、このアウターシールリング２１は軸方向に長い断面長方形状に成形され、上記保持溝１３内に収容されている。また、このアウターシールリング２１はその外周部を除く内周部で上記保持溝１３内に収容されているので、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１はその径方向の一部でオーバーラップして配置されている。

【0031】

また、バックリング３１は、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１よりも高弾性の材質であって具体的にはゴムまたはウレタンにより成形され、インナーシールリング１１を介してアウターシールリング１２をシリンダ４３の対向面に押し付ける弾性を備え、すなわちその内径寸法を装着溝４２の溝底部における外径寸法よりも少々小さく設定され、また円周上カット部を持たないエンドレス状に形成されている。また、このバックリング３１は径方向に長い断面長方形状に成形され、その軸方向幅をインナーシールリング１１の軸方向幅よりも少々小さく設定され、またその内周面の軸方向両端部にそれぞれ面取り部３２が設けられている。

【0032】

上記カット部１２は図２に示すように、インナーシールリング１１をその円周上１箇所で斜めにカットした形状のバイアスカットとされ、一層詳細にはそのカット面がインナーシールリング１１の外周面部位と内周面部位とで円周方向に変位し（図２（Ｂ））、インナーシールリング１１の軸方向一方の端面部位と他方の端面部位では円周方向に変位しない（図２（Ａ））ものとされ、かつカット面は傾斜した平面状とされている。したがって一対のカット端部１２ａ，１２ｂはインナーシールリング１１の径方向に並んだかたちで一方が他方に乗り上げた状態とされている。

【0033】

上記構成を備える密封装置１においては、密封装置１の部品点数がインナーシールリング１１、アウターシールリング２１およびバックリング３１よりなる３点とされ、３部品が径方向に一列に並べられることにより密封装置１の軸方向幅が小さく設定され、インナーシールリング１１およびアウターシールリング２１が径方向の一部でオーバーラップして配置されることにより密封装置１の径方向幅も小さく設定されているため、密封装置１がその全体としてコンパクトなものとされている。また、シリンダ４３の対向面に対し摺動可能に接触するアウターシールリング２１が低摩擦かつ低剛性の材質によって成形されているため、摺動抵抗が低く抑えられている。また、アウターシールリング２１がインナーシールリング１１の外周面に設けた保持溝１３に保持されているため、アウターシールリング２１がピストン４１およびシリンダ４３間の隙間４４にはみ出すことがなく、インナーシールリング１１が高剛性の材質によって成形されているため、インナーシールリング１１がピストン４１およびシリンダ４３間の隙間４４にはみ出すこともなく、いずれもはみ出しによるシールリング１１，２１の破損が抑制される。したがって以上により部品点数が少なく、よって密封装置１のコンパクト化を実現することができ、耐はみ出し性を備え、しかも摺動抵抗を低く抑えることができる密封装置１を提供することができる。

【0034】

また、上記構成を備える密封装置１においては、ポリアミド樹脂等の高強度樹脂材料よりなるインナーシールリング１１が備えられるが、このインナーシールリング１１がシリンダ４３の対向面に対する外径しめ代を持たない大きさに形成されているため、インナーシールリング１１はシリンダ４３への組込みに際しての抵抗要素とならず、代わって抵抗要素となるアウターシールリング２１はＰＴＦＥ、ウレタンまたはゴムよりなるため、比較的弾性変形しやすく抵抗荷重が小さい。したがってシリンダ４３への組込み荷重を低減することができ、組込み作業を容易化することができる。

【0035】

また、インナーシールリング１１の円周上１箇所に備えられるカット部１２がシールリング円周方向に対し直角のステップカットではなくシールリング円周方向に対し斜めのバイアスカットとされているため、インナーシールリング１１が熱の影響を受けて円周方向に伸縮してもカット端部１２ａ，１２ｂ同士は互いに乗り上げた状態を維持し、カット端部１２ａ，１２ｂ同士の間に隙間が発生しない。したがってアウターシールリング２１やバックリング３１がカット端部１２ａ，１２ｂ同士間の隙間（図示せず）にはみ出して破損するのを抑制することができる。

【0036】

また、インナーシールリング１１の周長が熱等により変化してバイアスカットのカット端部１２ａ，１２ｂ同士が互いに変位する際には、以下のメカニズムによって漏れ流路の形成が抑制される。すなわち、図３のＤ部に示すようにバイアスカットの外周側カット端部１２ａが内周側カット端部１２ｂに対し径方向外方へ突き出るように変位しても、外周側カット端部１２ａの更に外周側にアウターシールリング２１が存在するため、漏れ流路は形成されない。また、図３のＥ部に示すようにバイアスカットの内周側カット端部１２ｂが外周側カット端部１２ａに対し径方向内方へ突き出るように変位しても、バックリング３１の拡張力により内周側カット先端部２１ｂがなじむ形に変形するため、漏れ流路が縮小する。したがってこの構造によれば十分なシール機能を維持することができる。

【0037】

尚、上記インナーシールリング１１のカット部１２におけるバイアスカットは、以下のような構造のものであっても良い。

【0038】

カット部の第２例・・・
図４および図５に示す第２例において、カット部１２におけるバイアスカットは、そのカット面がインナーシールリング１１の軸方向一方の端面部位と他方の端面部位とで円周方向に変位し（図４（Ａ））、インナーシールリング１１の外周面部位と内周面部位では円周方向に変位しない（図４（Ｂ））ものとされ、かつカット面は傾斜した平面状とされている。したがって一対のカット端部１２ａ，１２ｂはインナーシールリング１１の軸方向に並んだかたちで一方が他方に乗り上げた状態とされている。この場合、図５のＧ部に示すようにバイアスカットの一方のカット端部が他方のカット端部に対し軸方向へ突き出るように変位しても、軸方向に連通（貫通）する漏れ流路は形成されず、よって十分なシール機能を維持することができる。

【0039】

カット部の第３例・・・
図６に示す第３例において、カット部１２におけるバイアスカットは、そのカット面がインナーシールリング１１の軸方向一方の端面部位と他方の端面部位とで円周方向に変位し（図６（Ａ））、インナーシールリング１１の外周面部位と内周面部位でも円周方向に変位する（図６（Ｂ））ものとされ、かつカット面は傾斜した平面状とされている。したがって一対のカット端部１２ａ，１２ｂはインナーシールリング１１の軸方向および径方向の双方に対し袈裟懸け方向に並んだかたちで一方が他方に乗り上げた状態とされている。この場合、バイアスカットの斜め外周側カット端部１２ａが斜め内周側カット端部１２ｂに対し径方向外方へ突き出るように変位しても、斜め外周側カット端部１２ａのさらに外周側にアウターシールリング２１が存在するため、漏れ流路は形成されない。また、バイアスカットの斜め内周側カット端部１２ｂが斜め外周側カット端部１２ａに対し径方向内方へ突き出るように変位しても、バックリング３１の拡張力により斜め内周側カット端部２１ｂがなじむ形に変形するため、漏れ流路が縮小する。また、バイアスカットの一方のカット端部が他方のカット端部に対し軸方向へ突き出るように変位しても、軸方向に連通（貫通）する漏れ流路は形成されない。したがってこの構造によれば十分なシール機能を維持することができる。

【0040】

カット部の第４例・・・
また、カット部１２におけるバイアスカットは上記したようにインナーシールリング１１を円周方向に対し斜めにカットしたものであるので、そのカット端部１２ａ，１２ｂの先端は直角度より小さな角度の尖端となり、尖端は薄く破損しやすい。そこでこれに対策するため、バイアスカットをそのカット端部１２ａ，１２ｂにてストレートカット１５との組み合わせとすることが考えられ、この場合は、カット端部１２ａ，１２ｂの先端にストレートカット１５による厚みが設定されるため、カット端部１２ａ，１２ｂの先端の強度を増大することが可能とされる。ストレートカット１５は、そのカット面がインナーシールリングの径方向に延設されるものである。

【0041】

図７および図８は、このような例としてバイアスカットをストレートカット１５と組み合わせた第４例を示し、そのカット面がインナーシールリング１１の外周面部位と内周面部位とで円周方向に変位し（図７（Ｂ））、インナーシールリング１１の軸方向一方の端面部位と他方の端面部位では円周方向に変位しない（図７（Ａ））ものとされ、かつカット面が、バイアスカット１２による内周側の斜め平面状の部位と、ストレートカット１５によってインナーシールリング１１の径方向に沿って延設された外周側の直角平面状の部位との組み合わせとされている。したがってこの構造によれば外周側カット端部１２ａの先端にストレートカット１５による径方向の厚みが設定されるため、先端の強度が増大し、割れや欠け等の破損が発生するのを抑制することができる。尚、ストレートカット１５の径方向幅についてはこれを保持溝１３の溝深さと同等程度とするのが好適である。

【0042】

カット部の第５例・・・
また、インナーシールリング１１のカット部１２は、上記したバイアスカットのほかにステップカットとしても良い。ステップカットは例えば図９に示すように、インナーシールリング１１をその円周上１箇所で階段状にカットした形状であって、シールリング円周方向に対し直交する平面状の第１面１２ｃ、シールリング円周方向に対し平行な平面状の第２面１２ｄおよびシールリング円周方向に対し直交する平面状の第３面１２ｅがシールリング軸方向に並べられ、これら３面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅによってシールリング１１を切断した形状とされている。

【0043】

また、本願発明者らは、上記実施例（図９）の密封装置１ならびに図１２（Ａ）の密封装置５１および図１２（Ｂ）の密封装置６１をサンプルとして摺動抵抗および摺動発熱に係る比較試験を行なったので、以下にその試験方法および試験結果を説明する。

【0044】

（１）摺動抵抗に係る比較試験
試験方法・・・
以下の条件にて各サンプルに発生する摺動抵抗を測定した。
・シリンダ径：φ１００
・摺動速度：１００ｍｍ／ｓ
・温度：１００℃
・油種：エンジンオイルＳＡＥ１０Ｗ
試験結果・・・
試験結果は、図１０のグラフ図（○プロット：図１２（Ａ）の密封装置５１、△プロット：図１２（Ｂ）の密封装置６１、◇プロット：実施例の密封装置１）に示すとおり、実施例の密封装置１によれば図１２（Ａ）の密封装置５１および図１２（Ｂ）の密封装置６１と比較して、発生する摺動抵抗が低減することを確認することができた。

【0045】

（２）摺動発熱に係る比較試験
試験方法・・・
以下の条件にて各サンプルに発生する摺動発熱を測定した。
・シリンダ径：φ１００
・圧力：１０ＭＰａ
・摺動速度：５０ｍｍ／ｓ
・温度：自然昇温
試験結果・・・
摺動発熱は摺動開始後、シリンダ表面温度が徐々に上昇し、サチュレートした時の到達温度を示す。試験結果は、図１１のグラフ図（サンプルａ：図１２（Ａ）の密封装置５１、サンプルｂ：図１２（Ｂ）の密封装置６１、サンプルｃ：実施例の密封装置１）に示すとおり、実施例の密封装置１によれば図１２（Ａ）の密封装置５１および図１２（Ｂ）の密封装置６１と比較して、発生する摺動発熱が低減することを確認することができた。

【0046】

また、上記実施例では、円周上１箇所にバイアスカットまたはステップカット等のカット部１２を設けたインナーシールリング１１について、これをシリンダ４３の対向面に対し接触せずシリンダ４３の対向面との間に所定の径方向間隙を設定されるようにシリンダ４３の対向面に対する外径しめ代を持たない大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法よりも少々小さく設定されたものとしたが、このインナーシールリング１１は、シリンダ４３の対向面に対し接触するものとしても良く、シリンダ４３の対向面に対する外径しめ代を持つ大きさに形成され、すなわちその外径寸法をシリンダ４３の内径寸法と同等または同等以上の大きさに設定されたものとしても良い。この場合はアウターシールリング２１がシリンダ４３の対向面に対し接触し、これに加えてインナーシールリング１１もシリンダ４３の対向面に対し接触することになる。

【符号の説明】

【0047】

１ 密封装置
１１ インナーシールリング
１２ カット部
１２ａ，１２ｂ カット端部
１３ 保持溝
１４ 傾斜面
１５ ストレートカット
２１ アウターシールリング
３１ バックリング
３２ 面取り部
４１ ピストン（内周側部材）
４２ 装着溝
４３ シリンダ（外周側部材）
４４ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】