シール材
【課題】バックアップリングなどの補助部材を併用せずとも高圧条件下において使用可能であるとともに、摺動抵抗が小さく、シール材の長寿命化を図ることが可能なシール材を提供すること。
【解決手段】装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、弾性材料から形成された弾性部材と、弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、シール溝に装着された際に、弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、シール部材の上面がシール面と当接するように構成されており、シール部材の上面には、その断面において、少なくとも低圧空間側に向かってテーパーが付されており、弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内の少なくとも高圧空間側に位置する側面が、弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されている。
【解決手段】装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、弾性材料から形成された弾性部材と、弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、シール溝に装着された際に、弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、シール部材の上面がシール面と当接するように構成されており、シール部材の上面には、その断面において、少なくとも低圧空間側に向かってテーパーが付されており、弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内の少なくとも高圧空間側に位置する側面が、弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール材に関し、特に、油空圧機器などにおけるロッドやピストンなど、回転・摺動する部材をシールするに用いられて好適なシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油空圧機器などにおけるロッドやピストンなど、回転・摺動する部材間をシールするために用いられるシール材として、キャップＯリングと呼ばれる環状のシール材が知られている。
【０００３】
図７は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材を示した断面図、図８は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材が、シール溝に装着されてシール面と当接している状態を示した断面図である。
【０００４】
この従来のシール材１００は、図７に示したように、断面円形状のゴム製のＯリング１１０の内径面に、フッ素樹脂からなる断面三日月状のシール部材１２０が一体成形によって接合されることで構成されている。
【０００５】
そして、図８に示したように、例えばハウジング１３０などの内周面に形成されているシール溝１３２に装着される。そして、シール部材１２０がハウジング１３０に収容されているロッド１４０の外周面（シール面１４２）と当接し、ハウジング１３０とロッド１４０との間をシールする。ハウジング１３０とロッド１４０の間には、図中の矢印で示した方向から流体圧力Ｐ´が作用しており、このシール材１００によって、ハウジング１３０とロッド１４０との間が、高圧空間１３５ａと低圧空間１３５ｂの２つの空間に隔てられている。
【０００６】
また、図８に示したように、シール溝１３２の低圧空間１３５ｂ側には、シール材１００を保持するための部材として、シール材１００とシール溝１３２の側面との間を埋めるように、バックアップリング１１５が配置されている。このバックアップリング１１５は、シール面１４２とも当接するように配置されており、上述したシール部材１２０と同様に、フッ素樹脂によって形成されている。
【０００７】
このような構成からなる従来のシール材１００は、シール面１４２と当接するシール部材１２０が摺動性に富むフッ素樹脂により形成されているため、摺動抵抗が小さくなっている。また、ゴム製のＯリング１１０は高い弾力性を備えている。したがって、シール面１４２によって図中の矢印Ｆで示した方向にシール部材１２０が押圧されると、Ｏリング１１０が圧縮され、その弾性復元力Ｒによってシール部材１２０がシール面１４２に押し付けられるため、高いシール性を発揮することができるようになっている。
【０００８】
また、シール溝１３２の低圧空間１３５ｂ側にバックアップリング１１５が配置されているため、図中の矢印で示した方向から流体圧力Ｐ´が作用した場合でも、シール材１００が転動して捻じれたり、ハウジング１３０とロッド１４０の間にはみ出したりすることがないようになっている。
【０００９】
なお、この従来のシール材１００は、流体圧力Ｐ´が低い場合は、バックアップリング１１５がなくとも使用可能である。しかしながら、流体圧力Ｐ´が約２．９ＭＰａを超えるような高圧条件下では、シール材１００の捻じれやはみ出しを防止するために、バックアップリング１１５を併用する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、回転・摺動する部材に用いられるシール材において長寿命化を図るためには、シール材とシール面との間の摺動抵抗を極力小さくして、摺動抵抗によるシール材の損傷を防ぐことが重要である。また、摺動抵抗を小さくすることは、ロッドやピストンなどの回転・摺動する部材の低トルク化を図る上でも重要である。
【００１１】
シール面とシール材との摺動抵抗を小さくするためには、シール材がシール面に押し付けられる力（シール材の当接力）を小さくする必要がある。しかしながら、上述した従来のシール材１００では、シール材の当接力を十分に小さくすることはできず、所望の長寿命化、低トルク化に必要な程度にまで摺動抵抗を小さくすることはできなかった。
【００１２】
また、上述した従来のシール材１００にあっては、流体圧力Ｐ´が高い場合にはバックアップリング１１５を併用する必要があるが、シール材１００とシール溝１３２の側面との間にバックアップリング１１５を配置すると、シール面１４２によってシール部材１２０が押圧された際に、そのＯリング１１０の圧縮変形が抑制されてしまう。したがって、シール面１４２によって押圧されたＯリング１１０の弾性復元力Ｒがその分だけ大きくなり、シール材１００の当接力も大きくなってしまう。また、バックアップリング１１５を併用すると、部品点数が多くなり、コスト高となる他、シール材１００の装着性にも難があった。
【００１３】
本発明は、このような現状に鑑みなされたものであって、従来のシール材と比べて、シール面との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材の長寿命化を図ることが可能なシール材を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、シール面との摺動抵抗を小さくすることで、ロッドやピストンなどの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることが可能なシール材を提供することを目的としている。
【００１５】
また、本発明は、バックアップリングなどの補助部材を併用せずとも高圧条件下において使用可能であり、低コスト化で装着性にも優れたシール材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するために発明されたものであって、
本発明のシール材は、
装着体に形成されたシール溝に装着され、相手側部材のシール面と当接することで、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、
弾性材料から形成された弾性部材と、該弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、該弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、
前記シール溝に装着された際に、前記弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、前記シール部材の上面が前記シール面と当接するように構成されており、
前記シール部材の上面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に向かってテーパーが付されており、
前記弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、前記弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に位置する側面が、前記弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように構成することによって、弾性部材の下面が上面よりも幅狭に形成されているため、シール材の弾性復元力を低減することができ、シール材とシール面との摺動抵抗を小さくすることができる。また、シール材のボリュームも少なくできるため、低コストのシール材とすることができる。
【００１８】
また、シール部材の上面には、低圧空間側に向かってテーパーが付されているとともに、弾性部材の高圧空間側に位置する側面が、弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されているため、流体圧力が作用した際に、シール材が高圧空間側に傾いた状態でシール面に当接する。これにより、シール材の弾性復元力を低減することができ、シール材とシール面との摺動抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１９】
上記発明において、
前記シール部材の断面側方の両端部の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に位置する端部には、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部が形成されている。
【００２０】
このような厚肉部が、シール部材の低圧空間側に位置する端部に形成されていれば、シール材に高い流体圧力が作用してシール材がシール溝の側面に押し付けられた場合であっても、シール材が、シリンダなどの装着体とピストンなどの相手側部材との間にはみ出したりすることがない。
【００２１】
したがって、従来のシール材のようにバックアップリングなどの補助部材を併用せずとも、高圧条件下で使用することが可能となり、部品点数を少なくでき、コストを低減できる他、装着性に優れたシール材とすることができる。
【００２２】
また、上記発明において、
前記弾性部材の下面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に向かってテーパーが付されていることが望ましい。
【００２３】
このように、弾性部材の下面に高圧空間側に向かってテーパーが付されていれば、シール材とシール面との摺動抵抗をより小さくすることができる。
また、上記発明において、
前記シール材の断面が、左右方向に線対称形状となるように形成されていることが望ましい。
【００２４】
このように、シール材の断面が左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、例えばピストンの移動に応じて、高圧空間と低圧空間とが入れ替わるような場合においても、本発明のシール材を用いることが可能となる。
【００２５】
また、左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、装着方向を間違えることがないため、シール材の装着性がより一層向上する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来のシール材と比べて、シール面との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材の長寿命化を図ることが可能なシール材を提供することができる。
また、シール面との摺動抵抗を小さくすることで、ロッドやピストンなどの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることが可能なシール材を提供することができる。
【００２７】
また、バックアップリングなどの補助部材を併用せずとも高圧条件下において使用可能であり、低コスト化で装着性にも優れたシール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明のシール材を示した平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図３は、本発明のシール材の断面を拡大して示した拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明のシール材をシール溝に装着した状態を示した断面図である。
【図５】図５は、本発明のシール材がシール溝に装着され、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てている状態を示した断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図７】図７は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材を示した断面図である。
【図８】図８は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材が、シール溝に装着されてシール面と当接している状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本明細書において、「上面側」および「上面」とはシール材がシール溝に装着された際のシール面側およびその側の面を指し、「下面側」および「下面」とは用シール材がシール溝に装着された際のシール溝の底面側およびその側の面を指す。
【００３０】
図１は、本発明のシール材を示した平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は、本発明のシール材の断面を拡大して示した拡大断面図である。
本発明のシール材１は、図１に示したように、環状のシール材であって、図１および図２に示したように、シール材１の外周側に位置する環状の弾性部材１０と、シール材１の内周側に位置する環状のシール部材２０とから構成されている。この弾性部材１０とシール部材２０とは、図３に示したように、弾性部材１０の上面１２ａと、シール部材２０の下面２２ｂとが接合されることで、一体化されている。
【００３１】
また、本発明のシール材１は、図３に示したように、中心線ＣＬを境界として左右方向に線対称形状に形成されている。そして、後述する図４に示すように、装着体３０に形成されているシール溝３２に装着される。この際、シール材１は、弾性部材１０の下面１２ｂがシール溝３２の底面３４と当接するとともに、シール部材２０の上面２２ａが、相手側部材４０のシール面４２と当接するように装着される。
【００３２】
本実施形態において、上述した装着体３０は、例えばハウジング３０であり、相手側部材４０は、例えばロッド４０である。すなわち、本実施形態においては、シール溝３２はハウジング３０の内周面に形成されており、シール面４２は、ロッド４０の外周面に相当している。また、ハウジング３０とロッド４０との間には、後述するように、その左右少なくともいずれか一方側から流体圧力Ｐが作用する。そして、シール材１がシール溝３２に装着されることで、ハウジング３０とロッド４０との間が圧力差のある２つの空間に隔てられるようになっている。
【００３３】
弾性部材１０は、図３に示したように、上述したシール部材２０の下面２２ｂと接合される上面１２ａと、シール溝３２に装着された際に上述したシール溝３２の底面３４と当接する下面１２ｂと、この上面１２ａと下面１２ｂとを接続する２つの側面１４ｌ、１４ｒと、を備えている。この２つの側面１４ｌ、１４ｒは、ともに弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって直線的に外側に拡がるような形状に形成されている。すなわち、シール溝３２の側壁側に傾くように延伸している。この側面１４ｌ、１４ｒの傾斜角度θは、後述するように、シール材１が所望の方向に傾斜するように、シール材１やシール溝３２の寸法、後述する流体圧Ｐの大きさなどに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、３°〜２０°の範囲で設定されるのが好ましく、本実施形態では約５°に設定されている。
【００３４】
また、弾性部材１０の下面１２ｂは上面１２ａよりも幅狭に形成されている。そして、弾性部材１０の上面１２ａには、その略中央部に凸部１３が形成されている。そして、弾性部材１０の下面１２ｂは、その略中央部が膨出しており、上述した側面１４ｌ、１４ｒとの接続部には湾曲状のテーパー１３ｌ、１３ｒが付されている。
【００３５】
このような弾性部材１０は、弾力性に富んだ弾性材料、例えばゴム材料などによって形成することができる。具体的には、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴムなどの合成ゴム材料により形成することができる。本実施形態の弾性部材１０は、ニトリルゴムにより形成されている。
【００３６】
このように、弾性部材１０を弾力性に富んだ弾性材料によって形成することで、後述するように、弾性部材１０の弾性復元力Ｒによって、シール部材２０がシール面４２に押し付けられ、ハウジング３０とロッド４０との間を封止するようになっている。
【００３７】
シール部材２０は、図３に示したように、断面略下向きコ字状に形成されている。また、シール部材２０の上面２２ａは、その略中央部が膨出するとともに、その両端部との接続部に湾曲状のテーパー２３ｌ、２３ｒが付されている。また、シール部材２０の断面側方の両端部には、上述したテーパー２３ｌ、２３ｒと接続して、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されている。
【００３８】
このようなシール部材２０は、弾性部材１０よりも低摩擦性の材料から形成されており、摺動性に富んだフッ素樹脂材料や、高機能樹脂と呼ばれる樹脂材料によって形成することができる。具体的には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン）などの各種フッ素樹脂や、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレン、布入りフェノールなどの高機能樹脂により形成することができる。本実施形態のシール部材２０は、ＰＴＦＥにより形成されている。
【００３９】
このように、シール部材２０が弾性部材１０よりも低摩擦性の材料から形成されていれば、本発明のシール材１をロッド４０などの回転・摺動する部材に用いた際に、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができる。
【００４０】
上述した弾性部材１０とシール部材２０とは、例えば接着剤などによって接合することも可能であるが、インサート成形などの方法によって一体成形されることで、接合されていることが好ましい。このように、弾性部材１０とシール部材２０とが一体成形によって接合されていれば、弾性部材１０とシール部材２０とが高い強度で接合されるとともに、シール材１の取り扱いも容易となる。
【００４１】
次に、本発明のシール材１がシール溝３２に装着された際における、シール面４２とシール材１との摺動抵抗について、図４および図５を基に説明する。
ここで、図４は、本発明のシール材がシール溝に装着され、シール材がシール面と当接している状態を示した断面図である。また、図５は、図４に示した状態において、シール材にその側方から流体圧力が作用した状態を示した断面図である。
【００４２】
先ず、図４に示した状態において、シール面４２と当接するシール材１には、シール面４２から図中の矢印Ｆに示した方向に押圧力Ｆが作用している。そして、シール溝３２の底面３４に押し付けられた弾性部材１０が圧縮変形し、その弾性復元力Ｒによって、シール材１がシール面４２に押し付けられている。
【００４３】
この際、本発明のシール材１は、上述したように、弾性部材１０の下面１２ｂが上面１２ａよりも幅狭に形成されている。したがって、弾性部材１０の下面１２ｂと上面１２ａとが同じ幅に形成されている場合と比べて、より圧縮変形し易くなっており、その分だけ弾性復元力Ｒも小さくなっている。これにより、シール材１とシール面４２との摺動抵抗も小さくなっている。また、弾性部材１０の下面１２ｂを上面１２ａよりも幅狭に形成することで、シール材１のボリュームも少なくすることができ、低コストのシール材１とすることができる。
【００４４】
次に、図５に示した状態において、シール溝３２に装着されたシール材１には、図中の左側から流体圧力Ｐ´に起因する流体力Ｐが、弾性部材１０の左側面１４ｌに対して垂直な方向に作用している。そして、ハウジング３０とロッド４０との間が、高圧空間３５ａと低圧空間３５ｂの２つの空間に隔てられている。
【００４５】
この流体力Ｐにより、シール材１はシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられるとともに、シール材１に図中の矢印Ｍｐで示したように回転力Ｍｐが作用する。そして、シール材１は高圧空間３５ａ側に傾斜し、シール部材２０の上面２２ａの低圧空間３５ｂ側に位置するテーパー２３ｒが、シール面４２に押し付けられる。また、弾性部材１０の下面１２ｂの高圧空間３５ａ側に位置するテーパー１３ｌが、シール溝３２の底面３４に押し付けられる。
【００４６】
このように、本発明のシール材１では、弾性部材１０の高圧空間３５ａ側に位置する側面３５ｌが、弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるように形成されているため、流体圧力Ｐ´が作用した際に、シール材１が高圧空間３５ａ側に傾いた状態でシール面４２に当接するようになっている。そして、シール部材２０の上面２２ａには、低圧空間３５ｂ側に向かって湾曲状のテーパー２３ｒが付されており、このテーパー２３ｒとシール面４２とが当接するため、図４に示した状態と比べて、シール材１の圧縮変形力が小さくなる。すなわち、図４に示した状態と比べて、押圧力Ｆが小さくなり、シール材１の弾性復元力Ｒも小さくなるため、シール材１とシール面４２との摺動抵抗も小さくなるようになっている。
【００４７】
また、上述したように、弾性部材１０の下面１２ｂに、高圧空間３５ａ側に向かって湾曲状のテーパー１３ｌが付されており、このテーパー１３ｌとシール溝３２の底面３４とが当接するため、図４に示した状態と比べて、シール材１の圧縮変形力がより小さくなっている。すなわち、図４に示した状態と比べて、押圧力Ｆが小さくなり、シール材１の弾性復元力Ｒも小さくなるため、シール材１とシール面４２との摺動抵抗がより小さくなるようになっている。
【００４８】
また、本発明のシール材１では、上述したように、シール部材２０の低圧空間３５ｂ側に位置する端部に、厚肉部２６ｒが形成されている。よって、図５に示したように、シール材１がシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられた状態にあっても、この厚肉部２６ｒがシール溝３２の開口端部３６と当接し、ハウジング３０とロッド４０との間を塞ぐため、弾性部材１０がハウジング３０とロッド４０との間にはみ出したりすることがない。したがって、従来のシール材１００のようにバックアップリングなどの補助部材を併用せずとも、高圧条件下で使用することが可能となり、部品点数を少なくでき、コストを低減できる他、装着性に優れたシール材１とすることができる。
【００４９】
また、本発明のシール材１では、上述したように、中心線ＣＬを境界として左右方向に線対称形状に形成されている。このように左右方向に線対称形状に形成されていれば、例えばロッド４０の移動に応じて、高圧空間３５ａと低圧空間３５ｂとが交互に入れ替わるような油圧機器に対しても、本発明のシール材１を好適に用いることができる。また、左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、装着方向を間違えることがないため、シール材１の装着性がより一層向上する。
【００５０】
以上のとおり、本発明のシール材１によれば、従来のシール材１００と比べてシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材１の長寿命化を図ることができる。また、シール面４２との摺動抵抗を小さくすることで、ロッド４０などの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることできる。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、弾性部材１０の２つの側面１４ｌ、１４ｒが、ともに弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるような形状に形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ａに示したように、一方の側面１４ｌだけが、下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるような形状に形成されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、弾性部材１０の上面１２ａと下面１２ｂとを接続する２つの側面１４ｌ、１４ｒの内の少なくとも高圧空間３５ａ側に位置する側面が、弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるように形成されていればよい。
【００５２】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の下面１２ｂには、２つのテーパー１３ｌ、１３ｒが付されていた。また、シール部材２０の上面２２ａにも２つのテーパー２３ｌ、２３ｒが付されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｂに示したように、弾性部材１０の下面１２ｂの一方側にだけテーパー１３ｌが付されていてもよく、シール部材２０の上面２２ａの一方側にだけテーパー２３ｒが付されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、弾性部材１０の下面１２ｂにおいて、少なくとも高圧空間３５ａ側に向かってテーパーが付されていればよく、シール部材２０の上面２２ａにおいて、少なくとも低圧空間３５ｂ側に向かってテーパーが付されていればよいものである。
【００５３】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒは湾曲状に形成されていた。また、シール部材２０の上面２２ａのテーパー２３ｌ、２３ｒも湾曲状に形成されていた。このように、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒ、およびシール部材２０の上面２２ａの２３ｌ、２３ｒが、湾曲状に形成されていれば、シール材１に流体力Ｐが作用した際に、シール材１がスムーズに傾斜するため、好ましい。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｃに示したように、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒ、およびシール部材２０の上面２２ａの２３ｌ、２３ｒが、例えば直線状に形成することも可能である。
【００５４】
また、上述した実施形態では、シール部材２０は断面略下向きコ字状に形成されており、その両端部には厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｄに示したような断面形状に形成されていてもよい。すなわち、シール部材２０の全体が略均一に厚肉に形成され、両端部に肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されていなくともよい。このような断面形状を有するシール部材２０であっても、シール材１がシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられた際に、シール部材２０の側面２４ｒがシール溝３２の開口端部３６と当接し、ハウジング３０とロッド４０との間を塞ぐため、弾性部材１０がハウジング３０とロッド４０との間にはみ出したりすることがない。
【００５５】
しかしながら、シール部材２０よりも弾性部材１０の方が圧縮性に優れているため、上述した実施形態に示したように、シール部材２０が断面略下向きコ字状に形成されている方が、シール材１の圧縮変形量を大きく確保でき、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくできるため、より好ましいものである。
【００５６】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の側面１４ｌ、１４ｒは、直線状に形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｅに示したように、湾曲凹状に形成されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、流体圧Ｐが作用した際に、シール材１を高圧空間３５ａ側に傾斜させるような回転力Ｍｐがシール材１に作用するように、全体として外側に拡がるような形状に形成されていればよい。
【００５７】
また、このように弾性部材１０の側面１４ｌ、１４ｒが湾曲凹状に形成されていれば、上述した実施形態よりもさらにシール材１のボリュームを少なくできるため、より圧縮変形し易く、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができる。また、シール材１のボリュームを減らすことで、より低コストのシール材１とすることができる。
【００５８】
また、上述した実施形態では、ハウジング３０の内周面に形成されたシール溝３２に、シール材１を装着する場合を例に説明したが、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、ロッド４０の外周面に形成されたシール溝に装着するようにシール材１を構成することも可能である。この場合、上述した実施形態では、シール材１の外周側に弾性部材１０が位置し、内周側にシール部材２０が位置するように構成されていたが、それを逆向きに、すなわち、外周側にシール部材２０が、内周側に弾性部材１０が位置するように、シール材１を構成すればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ シール材
１０ 弾性部材
１２ａ 上面
１３ 凸部
１３ｌ、１３ｒ テーパー
１４ｌ、１４ｒ 側面
２０ シール部材
２２ａ 上面
２２ｂ 下面
２３ｌ、２３ｒ テーパー
２４ｌ、２４ｒ 側面
２６ｌ、２６ｒ 厚肉部
３０ 装着体（ハウジング）
３２ シール溝
３４ 底面
３５ａ 高圧空間
３５ｂ 低圧空間
３５ｌ、３５ｒ 側面
３６ 開口端部
３８ｒ 側面
４０ 相手側部材（ロッド）
４２ シール面
１００ シール材
１１０ Ｏリング
１１５ バックアップリング
１２０ シール部材
１３０ シリンダ
１３２ シール溝
１３５ａ 高圧空間
１３５ｂ 低圧空間
１４０ ピストン
１４２ シール面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール材に関し、特に、油空圧機器などにおけるロッドやピストンなど、回転・摺動する部材をシールするに用いられて好適なシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油空圧機器などにおけるロッドやピストンなど、回転・摺動する部材間をシールするために用いられるシール材として、キャップＯリングと呼ばれる環状のシール材が知られている。
【０００３】
図７は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材を示した断面図、図８は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材が、シール溝に装着されてシール面と当接している状態を示した断面図である。
【０００４】
この従来のシール材１００は、図７に示したように、断面円形状のゴム製のＯリング１１０の内径面に、フッ素樹脂からなる断面三日月状のシール部材１２０が一体成形によって接合されることで構成されている。
【０００５】
そして、図８に示したように、例えばハウジング１３０などの内周面に形成されているシール溝１３２に装着される。そして、シール部材１２０がハウジング１３０に収容されているロッド１４０の外周面（シール面１４２）と当接し、ハウジング１３０とロッド１４０との間をシールする。ハウジング１３０とロッド１４０の間には、図中の矢印で示した方向から流体圧力Ｐ´が作用しており、このシール材１００によって、ハウジング１３０とロッド１４０との間が、高圧空間１３５ａと低圧空間１３５ｂの２つの空間に隔てられている。
【０００６】
また、図８に示したように、シール溝１３２の低圧空間１３５ｂ側には、シール材１００を保持するための部材として、シール材１００とシール溝１３２の側面との間を埋めるように、バックアップリング１１５が配置されている。このバックアップリング１１５は、シール面１４２とも当接するように配置されており、上述したシール部材１２０と同様に、フッ素樹脂によって形成されている。
【０００７】
このような構成からなる従来のシール材１００は、シール面１４２と当接するシール部材１２０が摺動性に富むフッ素樹脂により形成されているため、摺動抵抗が小さくなっている。また、ゴム製のＯリング１１０は高い弾力性を備えている。したがって、シール面１４２によって図中の矢印Ｆで示した方向にシール部材１２０が押圧されると、Ｏリング１１０が圧縮され、その弾性復元力Ｒによってシール部材１２０がシール面１４２に押し付けられるため、高いシール性を発揮することができるようになっている。
【０００８】
また、シール溝１３２の低圧空間１３５ｂ側にバックアップリング１１５が配置されているため、図中の矢印で示した方向から流体圧力Ｐ´が作用した場合でも、シール材１００が転動して捻じれたり、ハウジング１３０とロッド１４０の間にはみ出したりすることがないようになっている。
【０００９】
なお、この従来のシール材１００は、流体圧力Ｐ´が低い場合は、バックアップリング１１５がなくとも使用可能である。しかしながら、流体圧力Ｐ´が約２．９ＭＰａを超えるような高圧条件下では、シール材１００の捻じれやはみ出しを防止するために、バックアップリング１１５を併用する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、回転・摺動する部材に用いられるシール材において長寿命化を図るためには、シール材とシール面との間の摺動抵抗を極力小さくして、摺動抵抗によるシール材の損傷を防ぐことが重要である。また、摺動抵抗を小さくすることは、ロッドやピストンなどの回転・摺動する部材の低トルク化を図る上でも重要である。
【００１１】
シール面とシール材との摺動抵抗を小さくするためには、シール材がシール面に押し付けられる力（シール材の当接力）を小さくする必要がある。しかしながら、上述した従来のシール材１００では、シール材の当接力を十分に小さくすることはできず、所望の長寿命化、低トルク化に必要な程度にまで摺動抵抗を小さくすることはできなかった。
【００１２】
また、上述した従来のシール材１００にあっては、流体圧力Ｐ´が高い場合にはバックアップリング１１５を併用する必要があるが、シール材１００とシール溝１３２の側面との間にバックアップリング１１５を配置すると、シール面１４２によってシール部材１２０が押圧された際に、そのＯリング１１０の圧縮変形が抑制されてしまう。したがって、シール面１４２によって押圧されたＯリング１１０の弾性復元力Ｒがその分だけ大きくなり、シール材１００の当接力も大きくなってしまう。また、バックアップリング１１５を併用すると、部品点数が多くなり、コスト高となる他、シール材１００の装着性にも難があった。
【００１３】
本発明は、このような現状に鑑みなされたものであって、従来のシール材と比べて、シール面との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材の長寿命化を図ることが可能なシール材を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、シール面との摺動抵抗を小さくすることで、ロッドやピストンなどの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることが可能なシール材を提供することを目的としている。
【００１５】
また、本発明は、バックアップリングなどの補助部材を併用せずとも高圧条件下において使用可能であり、低コスト化で装着性にも優れたシール材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するために発明されたものであって、
本発明のシール材は、
装着体に形成されたシール溝に装着され、相手側部材のシール面と当接することで、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、
弾性材料から形成された弾性部材と、該弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、該弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、
前記シール溝に装着された際に、前記弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、前記シール部材の上面が前記シール面と当接するように構成されており、
前記シール部材の上面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に向かってテーパーが付されており、
前記弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、前記弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に位置する側面が、前記弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このように構成することによって、弾性部材の下面が上面よりも幅狭に形成されているため、シール材の弾性復元力を低減することができ、シール材とシール面との摺動抵抗を小さくすることができる。また、シール材のボリュームも少なくできるため、低コストのシール材とすることができる。
【００１８】
また、シール部材の上面には、低圧空間側に向かってテーパーが付されているとともに、弾性部材の高圧空間側に位置する側面が、弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されているため、流体圧力が作用した際に、シール材が高圧空間側に傾いた状態でシール面に当接する。これにより、シール材の弾性復元力を低減することができ、シール材とシール面との摺動抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１９】
上記発明において、
前記シール部材の断面側方の両端部の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に位置する端部には、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部が形成されている。
【００２０】
このような厚肉部が、シール部材の低圧空間側に位置する端部に形成されていれば、シール材に高い流体圧力が作用してシール材がシール溝の側面に押し付けられた場合であっても、シール材が、シリンダなどの装着体とピストンなどの相手側部材との間にはみ出したりすることがない。
【００２１】
したがって、従来のシール材のようにバックアップリングなどの補助部材を併用せずとも、高圧条件下で使用することが可能となり、部品点数を少なくでき、コストを低減できる他、装着性に優れたシール材とすることができる。
【００２２】
また、上記発明において、
前記弾性部材の下面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に向かってテーパーが付されていることが望ましい。
【００２３】
このように、弾性部材の下面に高圧空間側に向かってテーパーが付されていれば、シール材とシール面との摺動抵抗をより小さくすることができる。
また、上記発明において、
前記シール材の断面が、左右方向に線対称形状となるように形成されていることが望ましい。
【００２４】
このように、シール材の断面が左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、例えばピストンの移動に応じて、高圧空間と低圧空間とが入れ替わるような場合においても、本発明のシール材を用いることが可能となる。
【００２５】
また、左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、装着方向を間違えることがないため、シール材の装着性がより一層向上する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来のシール材と比べて、シール面との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材の長寿命化を図ることが可能なシール材を提供することができる。
また、シール面との摺動抵抗を小さくすることで、ロッドやピストンなどの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることが可能なシール材を提供することができる。
【００２７】
また、バックアップリングなどの補助部材を併用せずとも高圧条件下において使用可能であり、低コスト化で装着性にも優れたシール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明のシール材を示した平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図３は、本発明のシール材の断面を拡大して示した拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明のシール材をシール溝に装着した状態を示した断面図である。
【図５】図５は、本発明のシール材がシール溝に装着され、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てている状態を示した断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明の別の実施形態のシール材を示した断面図である。
【図７】図７は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材を示した断面図である。
【図８】図８は、従来のキャップＯリングと呼ばれるシール材が、シール溝に装着されてシール面と当接している状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本明細書において、「上面側」および「上面」とはシール材がシール溝に装着された際のシール面側およびその側の面を指し、「下面側」および「下面」とは用シール材がシール溝に装着された際のシール溝の底面側およびその側の面を指す。
【００３０】
図１は、本発明のシール材を示した平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は、本発明のシール材の断面を拡大して示した拡大断面図である。
本発明のシール材１は、図１に示したように、環状のシール材であって、図１および図２に示したように、シール材１の外周側に位置する環状の弾性部材１０と、シール材１の内周側に位置する環状のシール部材２０とから構成されている。この弾性部材１０とシール部材２０とは、図３に示したように、弾性部材１０の上面１２ａと、シール部材２０の下面２２ｂとが接合されることで、一体化されている。
【００３１】
また、本発明のシール材１は、図３に示したように、中心線ＣＬを境界として左右方向に線対称形状に形成されている。そして、後述する図４に示すように、装着体３０に形成されているシール溝３２に装着される。この際、シール材１は、弾性部材１０の下面１２ｂがシール溝３２の底面３４と当接するとともに、シール部材２０の上面２２ａが、相手側部材４０のシール面４２と当接するように装着される。
【００３２】
本実施形態において、上述した装着体３０は、例えばハウジング３０であり、相手側部材４０は、例えばロッド４０である。すなわち、本実施形態においては、シール溝３２はハウジング３０の内周面に形成されており、シール面４２は、ロッド４０の外周面に相当している。また、ハウジング３０とロッド４０との間には、後述するように、その左右少なくともいずれか一方側から流体圧力Ｐが作用する。そして、シール材１がシール溝３２に装着されることで、ハウジング３０とロッド４０との間が圧力差のある２つの空間に隔てられるようになっている。
【００３３】
弾性部材１０は、図３に示したように、上述したシール部材２０の下面２２ｂと接合される上面１２ａと、シール溝３２に装着された際に上述したシール溝３２の底面３４と当接する下面１２ｂと、この上面１２ａと下面１２ｂとを接続する２つの側面１４ｌ、１４ｒと、を備えている。この２つの側面１４ｌ、１４ｒは、ともに弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって直線的に外側に拡がるような形状に形成されている。すなわち、シール溝３２の側壁側に傾くように延伸している。この側面１４ｌ、１４ｒの傾斜角度θは、後述するように、シール材１が所望の方向に傾斜するように、シール材１やシール溝３２の寸法、後述する流体圧Ｐの大きさなどに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、３°〜２０°の範囲で設定されるのが好ましく、本実施形態では約５°に設定されている。
【００３４】
また、弾性部材１０の下面１２ｂは上面１２ａよりも幅狭に形成されている。そして、弾性部材１０の上面１２ａには、その略中央部に凸部１３が形成されている。そして、弾性部材１０の下面１２ｂは、その略中央部が膨出しており、上述した側面１４ｌ、１４ｒとの接続部には湾曲状のテーパー１３ｌ、１３ｒが付されている。
【００３５】
このような弾性部材１０は、弾力性に富んだ弾性材料、例えばゴム材料などによって形成することができる。具体的には、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴムなどの合成ゴム材料により形成することができる。本実施形態の弾性部材１０は、ニトリルゴムにより形成されている。
【００３６】
このように、弾性部材１０を弾力性に富んだ弾性材料によって形成することで、後述するように、弾性部材１０の弾性復元力Ｒによって、シール部材２０がシール面４２に押し付けられ、ハウジング３０とロッド４０との間を封止するようになっている。
【００３７】
シール部材２０は、図３に示したように、断面略下向きコ字状に形成されている。また、シール部材２０の上面２２ａは、その略中央部が膨出するとともに、その両端部との接続部に湾曲状のテーパー２３ｌ、２３ｒが付されている。また、シール部材２０の断面側方の両端部には、上述したテーパー２３ｌ、２３ｒと接続して、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されている。
【００３８】
このようなシール部材２０は、弾性部材１０よりも低摩擦性の材料から形成されており、摺動性に富んだフッ素樹脂材料や、高機能樹脂と呼ばれる樹脂材料によって形成することができる。具体的には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン）などの各種フッ素樹脂や、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレン、布入りフェノールなどの高機能樹脂により形成することができる。本実施形態のシール部材２０は、ＰＴＦＥにより形成されている。
【００３９】
このように、シール部材２０が弾性部材１０よりも低摩擦性の材料から形成されていれば、本発明のシール材１をロッド４０などの回転・摺動する部材に用いた際に、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができる。
【００４０】
上述した弾性部材１０とシール部材２０とは、例えば接着剤などによって接合することも可能であるが、インサート成形などの方法によって一体成形されることで、接合されていることが好ましい。このように、弾性部材１０とシール部材２０とが一体成形によって接合されていれば、弾性部材１０とシール部材２０とが高い強度で接合されるとともに、シール材１の取り扱いも容易となる。
【００４１】
次に、本発明のシール材１がシール溝３２に装着された際における、シール面４２とシール材１との摺動抵抗について、図４および図５を基に説明する。
ここで、図４は、本発明のシール材がシール溝に装着され、シール材がシール面と当接している状態を示した断面図である。また、図５は、図４に示した状態において、シール材にその側方から流体圧力が作用した状態を示した断面図である。
【００４２】
先ず、図４に示した状態において、シール面４２と当接するシール材１には、シール面４２から図中の矢印Ｆに示した方向に押圧力Ｆが作用している。そして、シール溝３２の底面３４に押し付けられた弾性部材１０が圧縮変形し、その弾性復元力Ｒによって、シール材１がシール面４２に押し付けられている。
【００４３】
この際、本発明のシール材１は、上述したように、弾性部材１０の下面１２ｂが上面１２ａよりも幅狭に形成されている。したがって、弾性部材１０の下面１２ｂと上面１２ａとが同じ幅に形成されている場合と比べて、より圧縮変形し易くなっており、その分だけ弾性復元力Ｒも小さくなっている。これにより、シール材１とシール面４２との摺動抵抗も小さくなっている。また、弾性部材１０の下面１２ｂを上面１２ａよりも幅狭に形成することで、シール材１のボリュームも少なくすることができ、低コストのシール材１とすることができる。
【００４４】
次に、図５に示した状態において、シール溝３２に装着されたシール材１には、図中の左側から流体圧力Ｐ´に起因する流体力Ｐが、弾性部材１０の左側面１４ｌに対して垂直な方向に作用している。そして、ハウジング３０とロッド４０との間が、高圧空間３５ａと低圧空間３５ｂの２つの空間に隔てられている。
【００４５】
この流体力Ｐにより、シール材１はシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられるとともに、シール材１に図中の矢印Ｍｐで示したように回転力Ｍｐが作用する。そして、シール材１は高圧空間３５ａ側に傾斜し、シール部材２０の上面２２ａの低圧空間３５ｂ側に位置するテーパー２３ｒが、シール面４２に押し付けられる。また、弾性部材１０の下面１２ｂの高圧空間３５ａ側に位置するテーパー１３ｌが、シール溝３２の底面３４に押し付けられる。
【００４６】
このように、本発明のシール材１では、弾性部材１０の高圧空間３５ａ側に位置する側面３５ｌが、弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるように形成されているため、流体圧力Ｐ´が作用した際に、シール材１が高圧空間３５ａ側に傾いた状態でシール面４２に当接するようになっている。そして、シール部材２０の上面２２ａには、低圧空間３５ｂ側に向かって湾曲状のテーパー２３ｒが付されており、このテーパー２３ｒとシール面４２とが当接するため、図４に示した状態と比べて、シール材１の圧縮変形力が小さくなる。すなわち、図４に示した状態と比べて、押圧力Ｆが小さくなり、シール材１の弾性復元力Ｒも小さくなるため、シール材１とシール面４２との摺動抵抗も小さくなるようになっている。
【００４７】
また、上述したように、弾性部材１０の下面１２ｂに、高圧空間３５ａ側に向かって湾曲状のテーパー１３ｌが付されており、このテーパー１３ｌとシール溝３２の底面３４とが当接するため、図４に示した状態と比べて、シール材１の圧縮変形力がより小さくなっている。すなわち、図４に示した状態と比べて、押圧力Ｆが小さくなり、シール材１の弾性復元力Ｒも小さくなるため、シール材１とシール面４２との摺動抵抗がより小さくなるようになっている。
【００４８】
また、本発明のシール材１では、上述したように、シール部材２０の低圧空間３５ｂ側に位置する端部に、厚肉部２６ｒが形成されている。よって、図５に示したように、シール材１がシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられた状態にあっても、この厚肉部２６ｒがシール溝３２の開口端部３６と当接し、ハウジング３０とロッド４０との間を塞ぐため、弾性部材１０がハウジング３０とロッド４０との間にはみ出したりすることがない。したがって、従来のシール材１００のようにバックアップリングなどの補助部材を併用せずとも、高圧条件下で使用することが可能となり、部品点数を少なくでき、コストを低減できる他、装着性に優れたシール材１とすることができる。
【００４９】
また、本発明のシール材１では、上述したように、中心線ＣＬを境界として左右方向に線対称形状に形成されている。このように左右方向に線対称形状に形成されていれば、例えばロッド４０の移動に応じて、高圧空間３５ａと低圧空間３５ｂとが交互に入れ替わるような油圧機器に対しても、本発明のシール材１を好適に用いることができる。また、左右方向に線対称形状となるように形成されていれば、装着方向を間違えることがないため、シール材１の装着性がより一層向上する。
【００５０】
以上のとおり、本発明のシール材１によれば、従来のシール材１００と比べてシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができ、シール材１の長寿命化を図ることができる。また、シール面４２との摺動抵抗を小さくすることで、ロッド４０などの摺動・回転する部材の低トルク化を図ることできる。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、弾性部材１０の２つの側面１４ｌ、１４ｒが、ともに弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるような形状に形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ａに示したように、一方の側面１４ｌだけが、下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるような形状に形成されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、弾性部材１０の上面１２ａと下面１２ｂとを接続する２つの側面１４ｌ、１４ｒの内の少なくとも高圧空間３５ａ側に位置する側面が、弾性部材１０の下面１２ｂから上面１２ａに向かって外側に拡がるように形成されていればよい。
【００５２】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の下面１２ｂには、２つのテーパー１３ｌ、１３ｒが付されていた。また、シール部材２０の上面２２ａにも２つのテーパー２３ｌ、２３ｒが付されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｂに示したように、弾性部材１０の下面１２ｂの一方側にだけテーパー１３ｌが付されていてもよく、シール部材２０の上面２２ａの一方側にだけテーパー２３ｒが付されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、弾性部材１０の下面１２ｂにおいて、少なくとも高圧空間３５ａ側に向かってテーパーが付されていればよく、シール部材２０の上面２２ａにおいて、少なくとも低圧空間３５ｂ側に向かってテーパーが付されていればよいものである。
【００５３】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒは湾曲状に形成されていた。また、シール部材２０の上面２２ａのテーパー２３ｌ、２３ｒも湾曲状に形成されていた。このように、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒ、およびシール部材２０の上面２２ａの２３ｌ、２３ｒが、湾曲状に形成されていれば、シール材１に流体力Ｐが作用した際に、シール材１がスムーズに傾斜するため、好ましい。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｃに示したように、弾性部材１０の下面１２ｂのテーパー１３ｌ、１３ｒ、およびシール部材２０の上面２２ａの２３ｌ、２３ｒが、例えば直線状に形成することも可能である。
【００５４】
また、上述した実施形態では、シール部材２０は断面略下向きコ字状に形成されており、その両端部には厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｄに示したような断面形状に形成されていてもよい。すなわち、シール部材２０の全体が略均一に厚肉に形成され、両端部に肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部２６ｌ、２６ｒが形成されていなくともよい。このような断面形状を有するシール部材２０であっても、シール材１がシール溝３２の側面３８ｒに押し付けられた際に、シール部材２０の側面２４ｒがシール溝３２の開口端部３６と当接し、ハウジング３０とロッド４０との間を塞ぐため、弾性部材１０がハウジング３０とロッド４０との間にはみ出したりすることがない。
【００５５】
しかしながら、シール部材２０よりも弾性部材１０の方が圧縮性に優れているため、上述した実施形態に示したように、シール部材２０が断面略下向きコ字状に形成されている方が、シール材１の圧縮変形量を大きく確保でき、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくできるため、より好ましいものである。
【００５６】
また、上述した実施形態では、弾性部材１０の側面１４ｌ、１４ｒは、直線状に形成されていた。しかしながら、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、図６Ｅに示したように、湾曲凹状に形成されていてもよい。すなわち、本発明のシール材１にあっては、流体圧Ｐが作用した際に、シール材１を高圧空間３５ａ側に傾斜させるような回転力Ｍｐがシール材１に作用するように、全体として外側に拡がるような形状に形成されていればよい。
【００５７】
また、このように弾性部材１０の側面１４ｌ、１４ｒが湾曲凹状に形成されていれば、上述した実施形態よりもさらにシール材１のボリュームを少なくできるため、より圧縮変形し易く、シール材１とシール面４２との摺動抵抗を小さくすることができる。また、シール材１のボリュームを減らすことで、より低コストのシール材１とすることができる。
【００５８】
また、上述した実施形態では、ハウジング３０の内周面に形成されたシール溝３２に、シール材１を装着する場合を例に説明したが、本発明のシール材１はこれに限定されず、例えば、ロッド４０の外周面に形成されたシール溝に装着するようにシール材１を構成することも可能である。この場合、上述した実施形態では、シール材１の外周側に弾性部材１０が位置し、内周側にシール部材２０が位置するように構成されていたが、それを逆向きに、すなわち、外周側にシール部材２０が、内周側に弾性部材１０が位置するように、シール材１を構成すればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ シール材
１０ 弾性部材
１２ａ 上面
１３ 凸部
１３ｌ、１３ｒ テーパー
１４ｌ、１４ｒ 側面
２０ シール部材
２２ａ 上面
２２ｂ 下面
２３ｌ、２３ｒ テーパー
２４ｌ、２４ｒ 側面
２６ｌ、２６ｒ 厚肉部
３０ 装着体（ハウジング）
３２ シール溝
３４ 底面
３５ａ 高圧空間
３５ｂ 低圧空間
３５ｌ、３５ｒ 側面
３６ 開口端部
３８ｒ 側面
４０ 相手側部材（ロッド）
４２ シール面
１００ シール材
１１０ Ｏリング
１１５ バックアップリング
１２０ シール部材
１３０ シリンダ
１３２ シール溝
１３５ａ 高圧空間
１３５ｂ 低圧空間
１４０ ピストン
１４２ シール面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着体に形成されたシール溝に装着され、相手側部材のシール面と当接することで、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、
弾性材料から形成された弾性部材と、該弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、該弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、
前記シール溝に装着された際に、前記弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、前記シール部材の上面が前記シール面と当接するように構成されており、
前記シール部材の上面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に向かってテーパーが付されており、
前記弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、前記弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に位置する側面が、前記弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されていることを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記シール部材の断面側方の両端部の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に位置する端部には、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記弾性部材の下面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に向かってテーパーが付されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシール材。
【請求項４】
前記シール材の断面が、左右方向に線対称形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシール材。
【請求項１】
装着体に形成されたシール溝に装着され、相手側部材のシール面と当接することで、装着体と相手側部材との間を圧力差のある２つの空間に隔てるシール材であって、
弾性材料から形成された弾性部材と、該弾性部材よりも低摩擦性の材料から形成されるとともに、該弾性部材の上面に接合されたシール部材と、を備え、
前記シール溝に装着された際に、前記弾性部材の下面がシール溝の底面と当接するとともに、前記シール部材の上面が前記シール面と当接するように構成されており、
前記シール部材の上面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に向かってテーパーが付されており、
前記弾性部材は、その断面において、下面が上面よりも幅狭に形成されるとともに、前記弾性部材の上面と下面とを接続する２つの側面の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に位置する側面が、前記弾性部材の下面から上面に向かって外側に拡がるように形成されていることを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記シール部材の断面側方の両端部の内、少なくとも、前記シール溝に装着された際における低圧空間側に位置する端部には、肉厚が他の部分よりも厚く形成された厚肉部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記弾性部材の下面には、その断面において、少なくとも、前記シール溝に装着された際における高圧空間側に向かってテーパーが付されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシール材。
【請求項４】
前記シール材の断面が、左右方向に線対称形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシール材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１５４３８７（Ｐ２０１２−１５４３８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７５０（Ｐ２０１１−１２７５０）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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