WO2020241135A1 - 密封装置 - Google Patents

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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device having an inner seal ring, an outer seal ring, and a buck ring.
  • Patent Document 1 discloses a sealing device having an inner seal ring, an outer seal ring, and a buck ring.
  • the present invention provides a sealing device that suppresses deterioration of sealing performance.
  • the sealing device is arranged in the peripheral groove of the inner member that reciprocates relative to the outer member, and is brought into contact with the inner peripheral surface of the hole of the outer member, so that one space and the other It is a sealing device that separates spaces, and has an outer peripheral surface having a peripheral groove, a resin inner seal ring having an inner peripheral surface, and an elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring.
  • An outer seal ring fitted in the peripheral groove of the seal ring which protrudes radially outward from the peripheral groove of the inner seal ring and slidably contacts the inner peripheral surface of the hole of the outer member.
  • It has an outer seal ring having an outer portion to be made to be formed and an elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring, and is arranged inside the inner seal ring in the radial direction, and the inner peripheral surface of the inner seal ring. It has a buckling that is compressed between the inner member and the bottom wall surface of the peripheral groove of the inner member. Inclined surfaces are formed at both ends of the outer peripheral surface of the inner seal ring in the axial direction, and the inclined surfaces have a diameter smaller as the distance from the center in the axial direction increases. At both ends of the inner peripheral surface of the inner seal ring in the axial direction, protruding ring portions that project inward in the radial direction and regulate the movement of the buck ring in the axial direction are formed.
  • the outer seal ring sliding on the inner peripheral surface of the hole of the outer member is worn, and as a result, the outer peripheral surface of the inner seal ring comes into contact with the inner peripheral surface of the hole of the outer member. Since inclined surfaces are formed at both ends of the outer peripheral surface of the inner seal ring in the axial direction, if the outer seal ring wears and the back ring deviates in the circumferential groove of the inner member, the back is backed. When pressed outward in the radial direction from the ring, one end of the inner seal ring on which one inclined surface is formed is elastically deformed in the axial direction, and the sealing performance of the sealing device is deteriorated.
  • the protruding ring portions formed at both ends of the inner peripheral surface of the inner seal ring in the axial direction restrict the movement of the buck ring in the axial direction. For this reason, the buckling is suppressed from being biased in the axial direction in the circumferential groove of the inner member, the elastic deformation of one end of the inner seal ring in the axial direction is suppressed, and the deterioration of the sealing performance of the sealing device is also suppressed. Will be done.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing a part of the sealing device of FIG. 1 in a used state. It is a side sectional view which shows a part of the sealing device of a comparative example. It is a side sectional view which shows a part of the sealing device of the comparative example in which the outer seal ring is worn.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing a part of a sealing device of a comparative example in which the outer seal ring is further worn. It is a side sectional view which shows a part of the sealing device of FIG. It is a side view of the sealing device which concerns on the modification of embodiment.
  • the sealing device 1 includes an inner seal ring 10, an outer seal ring 20, and a back ring 30.
  • an inner seal ring 10 In the upper part of FIG. 1, a cross section of the inner seal ring 10, the outer seal ring 20, and the back ring 30 is shown.
  • the inner seal ring 10 is a resin ring and has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface that are concentric with each other.
  • the diameter of the central portion of the outer peripheral surface in the axial direction is large, and the diameter of both ends of the outer peripheral surface in the axial direction is small. Further, the diameter of the central portion of the inner peripheral surface in the axial direction is large, and the diameter of both ends of the inner peripheral surface in the axial direction is small.
  • the inner seal ring 10 is formed of a resin having high strength, that is, high rigidity, such as polyamide, polyacetal, polyethylene, polyimide, and PEEK (polyetheretherketone).
  • the tensile strength of the material of the inner seal ring 10 is preferably 40 MPa or more.
  • a peripheral groove 11 is formed on the outer peripheral surface of the inner seal ring 10.
  • the peripheral groove 11 has two side wall surfaces that are parallel to each other and perpendicular to the axial direction of the sealing device 1. Further, the peripheral groove 11 has a uniform depth in the circumferential direction. That is, the peripheral groove 11 has a bottom wall surface that is concentric with the columnar inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10.
  • the outer seal ring 20 is fitted in the peripheral groove 11 of the inner seal ring 10. However, the difference between the initial outer radius and the inner radius of the outer seal ring 20 is larger than the depth of the peripheral groove 11, and the radial outer portion 21 of the outer seal ring 20 projects radially outward from the peripheral groove 11.
  • the outer seal ring 20 is an endless ring and has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface that are concentric with each other. As shown in FIGS. 1 and 3, the outer seal ring 20 has a substantially rectangular cross section. That is, the outer seal ring 20 has a side wall surface parallel to the side wall surface of the peripheral groove 11, and an inner peripheral surface and an outer peripheral surface concentric with the bottom wall surface of the peripheral groove 11.
  • the outer peripheral surface of the outer seal ring 20 has a uniform diameter in the axial direction, and the inner peripheral surface also has a uniform diameter in the axial direction.
  • the outer portion 21 in the radial direction of the outer seal ring 20 protrudes from the peripheral groove 11, so that the outer peripheral surface of the outer seal ring 20 is arranged radially outside the outermost end 12 of the inner seal ring 10. ing.
  • the outer seal ring 20 is formed of a material having elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring 10.
  • the outer seal ring 20 may be formed of an elastomer.
  • the outer seal ring 20 is made of a material having a coefficient of friction much smaller than that of the material of the inner seal ring 10.
  • Such materials include, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy alkane resin (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE). , Urethane, or polyamide.
  • the back ring 30 is an endless ring arranged inside the inner seal ring 10 in the radial direction, and has an outer peripheral surface 31 and an inner peripheral surface 32 that are concentric with each other.
  • the back ring 30 is formed of a material having elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring 10.
  • the buck ring 30 is made of elastomer or urethane.
  • the sealing device 1 is used as a piston seal for a hydraulic cylinder.
  • the hydraulic cylinder has a fixed cylinder tube (outer member) 2 and a piston (inner member) 4 arranged inside the hole of the cylinder tube 2.
  • the piston 4 reciprocates with respect to the cylinder tube 2 along the axial direction of the piston 4 (horizontal direction in FIG. 3).
  • the cylinder tube 2 and the piston 4 are made of a material having a rigidity higher than that of the sealing device 1, for example, metal.
  • a peripheral groove 5 is formed on the outer peripheral surface of the piston 4.
  • the peripheral groove 5 has two side wall surfaces 6a and 6b that are parallel to each other and perpendicular to the axial direction of the piston 4.
  • the distance between the side wall surfaces 6a and 6b is larger than the maximum axial length of the sealing device 1 (the distance between the two side wall surfaces of the inner seal ring 10).
  • the peripheral groove 5 has a uniform depth over the entire circumferential direction. That is, the peripheral groove 5 has a bottom wall surface 7 that is concentric with the outer peripheral surface of the piston 4.
  • the sealing device 1 is arranged in the peripheral groove 5 of the piston 4 and is brought into contact with the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2 to separate one space from the other space.
  • the left side of the sealing device 1 is one oil storage space
  • the right side of the sealing device 1 is the other oil storage space. Is assumed to be.
  • the inner diameter of the hole of the cylinder tube 2 is larger than the outer diameter of the piston 4, so that the gap 8a on the oil storage space side between the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2 and the outer peripheral surface of the piston 4 A gap 8b on the oil storage space side of the other is provided.
  • the sealing device 1 regulates oil leakage from the gap 8a to the gap 8b and oil leakage in the opposite direction.
  • the inner peripheral surface 32 of the back ring 30 arranged radially inside the inner seal ring 10 is the bottom wall surface of the peripheral groove 5 of the piston 4. Face contact with 7.
  • the outer peripheral surface 31 of the back ring 30 comes into surface contact with the columnar inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10.
  • the back ring 30 having elasticity higher than the elasticity of the inner seal ring 10 is compressed between the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 and the bottom wall surface 7 of the peripheral groove 5 of the piston 4. Therefore, the back ring 30 applies a pressing force that the inner seal ring 10 and thus the outer seal ring 20 expands radially outward to the inner seal ring 10 and thus the outer seal ring 20.
  • the outermost end 12 of the inner seal ring 10 does not come into contact with the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2, but the outer seal is arranged radially outside the outermost end 12 of the inner seal ring 10.
  • the outer peripheral surface of the ring 20 is brought into surface contact with the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2.
  • the outer seal ring 20 is compressed between the bottom wall surface of the peripheral groove 11 of the inner seal ring 10 and the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2.
  • the outer peripheral surface of the outer seal ring 20 slides with respect to the inner peripheral surface 3 as the piston 4 reciprocates.
  • Inclined surfaces 33 are formed at both ends of the inner peripheral surface 32 of the buckling 30 in the axial direction.
  • the inclined surface 33 facilitates arranging the buckling 30 around the piston 4 and deploying it inside the peripheral groove 5.
  • the outer peripheral surface 31 of the buck ring 30 may have a uniform diameter along the axial direction.
  • inclined surfaces 34a and 34b are formed at least at both ends in the axial direction of the outer peripheral surface 31, and each of the inclined surfaces 34a and 34b of the buckling 30 has a diameter smaller as the distance from the center in the axial direction increases.
  • the inclined surfaces 34a and 34b are curved in an arc shape when viewed from the side, but may be a straight line.
  • the outer peripheral surface 31 in the initial state, as shown by the virtual line in FIG. 3, the outer peripheral surface 31 has a substantially semicircular contour, and both ends thereof are inclined surfaces 34a and 34b having an arc shape.
  • the central portion of the outer peripheral surface 31 in the axial direction is compressed by the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10.
  • the outer seal ring 20 and the back ring 30 are endless rings, while the inner seal ring 10 is a ring formed by abutting two ends 10A and 10B (see FIGS. 1 and 2) of a rod. .. Therefore, the inner seal ring 10 having high rigidity can be easily arranged in the peripheral groove 5 of the piston 4.
  • the shapes of the ends 10A and 10B are known as disclosed in FIG. 9 of Patent Document 1.
  • the shape of the end portions 10A and 10B of the embodiment is an example, and the shape of the end portion of the inner seal ring 10 is not limited to the shape shown in the figure, and may be a straight cut, a bias cut, or another cut. May be good.
  • inclined surfaces 15a and 15b are formed at both ends of the outer peripheral surface of the inner seal ring 10 in the axial direction.
  • Each of the inclined surfaces 15a and 15b has a diameter that becomes smaller as the distance from the center in the axial direction increases. Therefore, as will be described later, after the outer portion 21 of the outer seal ring 20 is worn, it takes a certain amount of time for the entire outer peripheral surface of the inner seal ring 10 to come into contact with the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2. ..
  • Protruding ring portions 16a and 16b protruding inward in the radial direction are formed at both ends of the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 in the axial direction.
  • the protruding ring portions 16a and 16b each have a linear inclined surface 17a and 17b when viewed from the side, and each of the inclined surfaces 17a and 17b has a diameter smaller as the distance from the center in the axial direction increases.
  • the outer peripheral surface 31 of the back ring 30 is brought into surface contact with the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10.
  • FIG. 4 shows a sealing device 40 in a used state according to a comparative example.
  • the entire inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 of the sealing device 40 is a cylindrical surface and has a uniform diameter in the axial direction. That is, the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 of the sealing device 40 is not provided with protruding ring portions 16a and 16b that regulate the movement of the back ring 30 in the axial direction.
  • Other features of the sealing device 40 are the same as those of the sealing device 1 according to the embodiment.
  • the outer peripheral surface of the inner seal ring 10 also wears by sliding with respect to the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2.
  • the piston 4 since the protruding ring portions 16a and 16b for restricting the movement of the back ring 30 in the axial direction are not provided on the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10, the piston 4 reciprocates. Therefore, the buck ring 30 is biased in the axial direction in the peripheral groove 5 of the piston 4.
  • FIG. 6 shows a state in which the buck ring 30 is close to one side wall surface 6b of the peripheral groove 5. Since the back ring 30 applies a pressing force that the inner seal ring 10 expands radially outward to the inner seal ring 10, the end 41 of the inner seal ring 10 near the side wall surface 6b of the peripheral groove 5 is a biased back. Pressed by the ring 30, it is greatly elastically deformed outward in the radial direction, and the wide area of the surface 45b, which was the inclined surface 15b of the outer peripheral surface of the inner seal ring 10, comes into contact with the inner peripheral surface 3 of the hole of the cylinder tube 2. To do. In this case, the cylinder tube 2 gives a large sliding resistance to the inner seal ring 10 and thus the piston 4.
  • the wear of the surface 45b of the inner seal ring 10 is accelerated. Further, in the contact region 42 between the end 41 of the inner seal ring 10 and the buck ring 30, the compressed state of the buck ring 30 is weakened, so that there is a concern that the sealing performance of the sealing device 40 may be deteriorated in the contact region 42.
  • the protruding ring portions 16a and 16b formed at both ends of the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 in the axial direction restrict the movement of the buck ring 30 in the axial direction. .. Therefore, as shown in FIG. 7, even if the outer seal ring 20 is worn, the back ring 30 is prevented from being displaced in the axial direction in the peripheral groove 5 of the piston 4. Therefore, the local wear of the outer peripheral surface of the inner seal ring 10 is not accelerated, the elastic deformation of the end portion of the inner seal ring 10 in the axial direction is suppressed, and the deterioration of the sealing performance of the sealing device 1 is also suppressed. Will be done.
  • inclined surfaces 34a and 34b are formed at least at both ends of the outer peripheral surface 31 of the buckling 30 in the axial direction, and each of the inclined surfaces 34a and 34b becomes smaller as the distance from the center in the axial direction increases. Has a diameter. Therefore, the buck ring 30 can be easily arranged inside the inner seal ring 10 in which the protruding ring portions 16a and 16b are formed on the inner peripheral surface 14, and the buck ring 30 can be positioned with respect to the inner seal ring 10. It's easy.
  • each of the protruding ring portions 16a and 16b has an inner diameter that is smaller as the distance from the center in the axial direction increases. Therefore, when the buck ring 30 moves in the axial direction, the outer peripheral surface 31 of the back ring 30 easily comes into surface contact with the protruding ring portions 16a and 16b of the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10, so that the sealing device 1 Sealing performance is ensured.
  • the protruding ring portions 16a and 16b of the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 have inclined surfaces 17a and 17b that are linear when viewed from the side, respectively.
  • the protruding ring portions 16a and 16b of the inner peripheral surface 14 of the inner seal ring 10 have arcuate inclined surfaces 57a and 57b when viewed from the side, respectively. You may have.
  • Each of the inclined surfaces 57a and 57b has a diameter smaller as the distance from the center in the axial direction increases.
  • the shapes of the protruding ring portions 16a and 16b are not limited to those shown in the drawing, and may be other shapes.
  • the sealing device 1 is used as a piston seal of a hydraulic cylinder, and in the hydraulic cylinder, the piston 4 which is an inner member moves with respect to the cylinder tube 2 which is a fixed outer member. It may be used for other types of hydraulic or hydraulic equipment.
  • the inner member to which the sealing device 1 is deployed may be fixed, and the outer member may reciprocate with respect to the inner member. Alternatively, both the inner member and the outer member may be moved so that the inner member and the outer member move relatively back and forth.
  • a sealing device that is arranged in a peripheral groove of an inner member that reciprocates relative to an outer member, is brought into contact with the inner peripheral surface of a hole of the outer member, and separates one space from the other.
  • An outer peripheral surface having a peripheral groove, a resin inner seal ring having an inner peripheral surface, and The outer seal ring has elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring and is fitted in the peripheral groove of the inner seal ring, and is radially outside from the peripheral groove of the inner seal ring.
  • An outer seal ring having an outer portion that protrudes into the outer member and is slidably brought into contact with the inner peripheral surface of the hole of the outer member.
  • a sealing device characterized in that protruding ring portions that project inward in the radial direction and regulate the movement of the buck ring in the axial direction are formed at both ends of the inner peripheral surface of the inner seal ring in the axial direction. ..
  • the buck ring has an outer peripheral surface that is brought into surface contact with the inner peripheral surface of the inner seal ring.
  • a sealing device arranged in a peripheral groove of an inner member that reciprocates relative to an outer member.
  • An outer peripheral surface having a peripheral groove, a resin inner seal ring having an inner peripheral surface, and
  • the outer seal ring has elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring and is fitted in the peripheral groove of the inner seal ring, and is radially outside from the peripheral groove of the inner seal ring.
  • an outer seal ring that has an outer part that protrudes into A buckling that has elasticity higher than the elasticity of the material of the inner seal ring, is arranged inside the inner seal ring in the radial direction, and has an outer peripheral surface that is brought into surface contact with the inner peripheral surface of the inner seal ring.
  • a sealing device characterized in that it is brought into surface contact with the inner peripheral surface of the inner seal ring.
  • the buck ring can be easily arranged inside the inner seal ring having the protruding ring portion formed on the inner peripheral surface in the radial direction, and the positioning of the buck ring with respect to the inner seal ring is also easy.

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Abstract

密封装置は、外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置される。密封装置のインナーシールリングは、樹脂製であり、周溝を有する外周面を有する。密封装置のアウターシールリングは、高い弾性を有しており、インナーシールリングの周溝内に嵌め込まれる。アウターシールリングは、外側部材の孔の内周面に摺動可能に接触させられる。密封装置のバックリングは、高い弾性を有しており、インナーシールリングの径方向内側に配置され、インナーシールリングの内周面と内側部材の周溝の底壁面の間で圧縮させられる。インナーシールリングの外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。インナーシールリングの内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出する突出環部が形成されている。

Description

密封装置
　本発明は、インナーシールリングとアウターシールリングとバックリングとを有する密封装置に関する。
　特許文献１は、インナーシールリングとアウターシールリングとバックリングとを有する密封装置を開示する。
特許第６３７１５７０号
　この種の密封装置について、封止性能の低下はできるだけ抑制できるのが望ましい。
　そこで、本発明は、封止性能の低下を抑制する密封装置を提供する。
　本発明のある態様に係る密封装置は、外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置され、前記外側部材の孔の内周面に接触させられて、一方の空間と他方の空間を隔てる密封装置であって、周溝を有する外周面と、内周面を有する樹脂製のインナーシールリングと、前記インナーシールリングの材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの前記周溝内に嵌め込まれたアウターシールリングであって、前記インナーシールリングの前記周溝から径方向外側に突出して前記外側部材の前記孔の前記内周面に摺動可能に接触させられる外側部分を有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材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの径方向内側に配置され、前記インナーシールリングの前記内周面と前記内側部材の前記周溝の底壁面との間で圧縮させられるバックリングとを有する。前記インナーシールリングの前記外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。前記インナーシールリングの前記内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出し、前記バックリングの軸線方向の移動を規制する突出環部が形成されている。
　この態様においては、外側部材の孔の内周面に摺動するアウターシールリングが摩耗し、その結果、インナーシールリングの外周面が外側部材の孔の内周面に接触するようになる。インナーシールリングの外周面の軸線方向の両端部には傾斜面が形成されているため、アウターシールリングの摩耗が進行し、かつバックリングが内側部材の周溝内で軸線方向に偏倚すると、バックリングから径方向外側に押圧されて、一方の傾斜面が形成されているインナーシールリングの軸線方向の一端部が大きく弾性変形し、密封装置の封止性能が低下する。しかし、この態様においては、インナーシールリングの内周面の軸線方向の両端部に形成された突出環部が、バックリングの軸線方向の移動を規制する。このため、バックリングが内側部材の周溝内で軸線方向に偏倚することが抑制され、インナーシールリングの軸線方向の一端部の弾性変形が抑制されて、密封装置の封止性能の低下も抑制される。
本発明の実施形態に係る密封装置の側面図である。 図１の密封装置の正面図である。 使用状態での図１の密封装置の一部を示す側面断面図である。 比較例の密封装置の一部を示す側面断面図である。 アウターシールリングが摩耗した比較例の密封装置の一部を示す側面断面図である。 アウターシールリングがさらに摩耗した比較例の密封装置の一部を示す側面断面図である。 アウターシールリングが摩耗した図１の密封装置の一部を示す側面断面図である。 実施形態の変形例に係る密封装置の側面図である。
　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。
　図１から図３に示すように、実施形態に係る密封装置１は、インナーシールリング１０とアウターシールリング２０とバックリング３０とを有する。図１の上部では、インナーシールリング１０とアウターシールリング２０とバックリング３０の断面が示されている。
　インナーシールリング１０は、樹脂製のリングであって、互いに同心である外周面と内周面を有する。外周面の軸線方向の中央部の直径は大きく、外周面の軸線方向の両端部の直径は小さい。また、内周面の軸線方向の中央部の直径は大きく、内周面の軸線方向の両端部の直径は小さい。
　インナーシールリング１０は、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の高い強度すなわち高い剛性を有する樹脂から形成されている。インナーシールリング１０の材料の引張強度は、好ましくは４０ＭＰａ以上である。
　インナーシールリング１０の外周面には、周溝１１が形成されている。周溝１１は、互いに平行であって密封装置１の軸線方向に対して垂直である２つの側壁面を有する。また、周溝１１は、周方向にわたって一様な深さを有する。つまり、周溝１１は、インナーシールリング１０の円柱状の内周面１４に対して同心である底壁面を有する。
　アウターシールリング２０は、インナーシールリング１０の周溝１１内に嵌め込まれている。但し、アウターシールリング２０の初期の外側半径と内側半径の差は、周溝１１の深さより大きく、アウターシールリング２０の径方向の外側部分２１は、周溝１１から径方向外側に突出する。
　アウターシールリング２０は、無端のリングであって、互いに同心である外周面と内周面を有する。図１および図３に示すように、アウターシールリング２０はほぼ矩形の断面を有する。すなわち、アウターシールリング２０は、周溝１１の側壁面に平行な側壁面と、周溝１１の底壁面に同心である内周面と外周面とを有する。アウターシールリング２０の外周面は軸線方向にわたって一様な直径を有し、内周面も軸線方向にわたって一様な直径を有する。初期段階では、アウターシールリング２０の径方向の外側部分２１は周溝１１から突出するので、アウターシールリング２０の外周面は、インナーシールリング１０の最外端１２よりも径方向外側に配置されている。
　アウターシールリング２０は、インナーシールリング１０の材料の弾性よりも高い弾性を有する材料から形成されている。例えば、アウターシールリング２０はエラストマーから形成されてもよい。但し、好ましくは、アウターシールリング２０は、インナーシールリング１０の材料よりも摩擦係数がはるかに小さい材料から形成されている。このような材料は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ウレタン、またはポリアミドである。
　バックリング３０は、インナーシールリング１０の径方向内側に配置された無端のリングであって、互いに同心である外周面３１と内周面３２を有する。
　バックリング３０は、インナーシールリング１０の材料の弾性よりも高い弾性を有する材料から形成されている。例えば、バックリング３０は、エラストマーまたはウレタンから形成されている。
　この実施形態において、密封装置１は、油圧シリンダのピストンシールとして用いられる。図３に示すように、油圧シリンダは、固定されたシリンダチューブ（外側部材）２と、シリンダチューブ２の孔の内部に配置されたピストン（内側部材）４を有する。ピストン４は、ピストン４の軸線方向（図３における横方向）に沿ってシリンダチューブ２に対して往復運動する。シリンダチューブ２とピストン４は、密封装置１の剛性よりも高い剛性を有する材料、例えば金属から形成されている。
　ピストン４の外周面には周溝５が形成されている。周溝５は、互いに平行であってピストン４の軸線方向に対して垂直である２つの側壁面６ａ，６ｂを有する。側壁面６ａ，６ｂの間の間隔は、密封装置１の軸線方向の最大長さ（インナーシールリング１０の２つの側壁面の間の間隔）よりも大きい。また、周溝５は、周方向全体にわたって一様な深さを有する。つまり、周溝５は、ピストン４の外周面に対して同心である底壁面７を有する。
　密封装置１は、ピストン４の周溝５内に配置され、シリンダチューブ２の孔の内周面３に接触させられて、一方の空間と他方の空間を隔てる。以下の説明では、密封装置１とシリンダチューブ２とピストン４を表す図面（例えば図３）において、密封装置１の左側が一方の油収容空間であり、密封装置１の右側が他方の油収容空間であると想定する。シリンダチューブ２の孔の内径は、ピストン４の外径よりも大きく、このためシリンダチューブ２の孔の内周面３とピストン４の外周面の間には、一方の油収容空間側の間隙８ａと他方の油収容空間側の間隙８ｂが設けられている。密封装置１は、間隙８ａから間隙８ｂへの油の漏出および反対方向の油の漏出を規制する。
　図３に示すように、密封装置１が使用位置に配備されると、インナーシールリング１０の径方向内側に配置されたバックリング３０の内周面３２は、ピストン４の周溝５の底壁面７に面接触する。バックリング３０の外周面３１は、インナーシールリング１０の円柱状の内周面１４に面接触する。この状態で、インナーシールリング１０の弾性より高い弾性を有するバックリング３０は、インナーシールリング１０の内周面１４とピストン４の周溝５の底壁面７との間で圧縮させられる。したがって、バックリング３０は、インナーシールリング１０ひいてはアウターシールリング２０が径方向外側に拡大する押圧力を、インナーシールリング１０ひいてはアウターシールリング２０に与える。
　この状態で、インナーシールリング１０の最外端１２は、シリンダチューブ２の孔の内周面３に接触しないが、インナーシールリング１０の最外端１２よりも径方向外側に配置されたアウターシールリング２０の外周面は、シリンダチューブ２の孔の内周面３に面接触させられる。アウターシールリング２０は、インナーシールリング１０の周溝１１の底壁面とシリンダチューブ２の孔の内周面３との間で圧縮させられる。アウターシールリング２０の外周面は、ピストン４の往復に伴って、内周面３に対して摺動する。
　バックリング３０の内周面３２の軸線方向の両端部には、傾斜面３３が形成されている。傾斜面３３によって、バックリング３０をピストン４の周囲に配置して、周溝５の内部に配備するのが容易にされている。
　バックリング３０の外周面３１は、軸線方向にわたって一様な直径を有していてもよい。但し、好ましくは、外周面３１の少なくとも軸線方向の両端部に傾斜面３４ａ，３４ｂが形成され、バックリング３０の傾斜面３４ａ，３４ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。この実施形態では、傾斜面３４ａ，３４ｂは、側方から見て、円弧状に湾曲しているが、直線状であってもよい。また、この実施形態では、初期状態では、図３の仮想線で示すように、外周面３１はほぼ半円形の輪郭を有し、その両端が円弧状の傾斜面３４ａ，３４ｂである。密封装置１の使用状態において、図３の実線で示すように、外周面３１の軸線方向中央部は、インナーシールリング１０の内周面１４により圧縮される。
　アウターシールリング２０とバックリング３０は無端のリングであるが、インナーシールリング１０は、棒の２つの端部１０Ａ，１０Ｂ（図１および図２参照）が突き合せられて構成されたリングである。したがって、高い剛性を有するインナーシールリング１０をピストン４の周溝５内に容易に配置することができる。端部１０Ａ，１０Ｂの形状は、特許文献１の図９に開示されているように公知である。実施形態の端部１０Ａ，１０Ｂの形状は例示であって、インナーシールリング１０の端部の形状は、図示の形状に限定されず、ストレートカット、バイアスカット、またはその他のカットのいずれであってもよい。
　図３に示すように、インナーシールリング１０の外周面の軸線方向の両端部には、傾斜面１５ａ，１５ｂが形成されている。傾斜面１５ａ，１５ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。したがって、後述するように、アウターシールリング２０の外側部分２１が摩耗した後、インナーシールリング１０の外周面の全体がシリンダチューブ２の孔の内周面３に接触するまでにある程度の時間を要する。
　インナーシールリング１０の内周面１４の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出する突出環部１６ａ，１６ｂが形成されている。この実施形態では、突出環部１６ａ，１６ｂは、側方から見て直線状の傾斜面１７ａ，１７ｂをそれぞれ有しており、傾斜面１７ａ，１７ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。突出環部１６ａ，１６ｂの間で、バックリング３０の外周面３１がインナーシールリング１０の内周面１４に面接触させられている。つまり、径方向内側に突出する突出環部１６ａ，１６ｂの間に、バックリング３０とインナーシールリング１０の接触部分がある。したがって、突出環部１６ａ，１６ｂは、バックリング３０の軸線方向の移動を規制する。
　実施形態に係る密封装置１の効果を説明する。比較のため、図４に比較例に係る使用状態の密封装置４０を示す。
　密封装置４０のインナーシールリング１０の内周面１４全体は円柱面であり、軸線方向にわたって一様な直径を有する。すなわち、密封装置４０のインナーシールリング１０の内周面１４には、バックリング３０の軸線方向の移動を規制する突出環部１６ａ，１６ｂが設けられていない。密封装置４０の他の特徴は、実施形態に係る密封装置１の特徴と同じである。
　図５に示すように、密封装置１または４０の使用の間、シリンダチューブ２の孔の内周面３に摺動するアウターシールリング２０の外側部分２１が摩耗し、その結果、インナーシールリング１０の外周面がシリンダチューブ２の孔の内周面３に接触するようになる。密封装置１または４０の使用の間、バックリング３０は、インナーシールリング１０が径方向外側に拡大する押圧力を常にインナーシールリング１０に与えるからである。図５において、インナーシールリング１０の最外端１２が内周面３に接触している。
　さらにアウターシールリング２０の摩耗が進行すると、図６に示すように、インナーシールリング１０の外周面もシリンダチューブ２の孔の内周面３に対して摺動することにより摩耗する。比較例に係る密封装置４０では、インナーシールリング１０の内周面１４に、バックリング３０の軸線方向の移動を規制する突出環部１６ａ，１６ｂが設けられていないため、ピストン４の往復に伴って、バックリング３０がピストン４の周溝５内で軸線方向に偏倚する。
　図６は、バックリング３０が周溝５の一方の側壁面６ｂに接近した状態を示す。バックリング３０は、インナーシールリング１０が径方向外側に拡大する押圧力をインナーシールリング１０に与えるので、インナーシールリング１０のうち周溝５の側壁面６ｂに近い端部４１が、偏倚したバックリング３０に押圧されて、径方向外側に向けて大きく弾性変形し、インナーシールリング１０の外周面の傾斜面１５ｂであった面４５ｂの広い面積がシリンダチューブ２の孔の内周面３に接触する。こうなると、シリンダチューブ２がインナーシールリング１０ひいてはピストン４に大きな摺動抵抗を与えてしまう。また、インナーシールリング１０の面４５ｂの摩耗が加速する。さらに、インナーシールリング１０の端部４１とバックリング３０の接触領域４２では、バックリング３０の圧縮状態が弱まるので、密封装置４０の封止性能が接触領域４２において低下することが懸念される。
　図６と逆に、バックリング３０が周溝５の他方の側壁面６ａに接近した場合には、インナーシールリング１０のうち周溝５の側壁面６ａに近い端部が、偏倚したバックリング３０に押圧されて、径方向外側に向けて大きく弾性変形し、インナーシールリング１０の外周面の傾斜面１５ａの広い面積がシリンダチューブ２の孔の内周面３に接触する。したがって、側壁面６ａの付近で、やはり同様の懸念が生ずる。また、インナーシールリング１０に対して、バックリング３０が移動することによって、バックリング３０の外周面３１が摩耗し、インナーシールリング１０とバックリング３０の接触領域全体で封止性能が低下することが懸念される。
　しかし、実施形態に係る密封装置１においては、インナーシールリング１０の内周面１４の軸線方向の両端部に形成された突出環部１６ａ，１６ｂが、バックリング３０の軸線方向の移動を規制する。このため、図７に示すように、アウターシールリング２０の摩耗が進行したとしても、バックリング３０がピストン４の周溝５内で軸線方向に偏倚することが抑制される。したがって、インナーシールリング１０の外周面の局部的な摩耗が加速せず、また、インナーシールリング１０の軸線方向の端部の弾性変形が抑制されて、密封装置１の封止性能の低下も抑制される。
　実施形態に係る密封装置１においては、バックリング３０の外周面３１の少なくとも軸線方向の両端部に傾斜面３４ａ，３４ｂが形成され、傾斜面３４ａ，３４ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。したがって、バックリング３０は、内周面１４に突出環部１６ａ，１６ｂが形成されたインナーシールリング１０の径方向内側に配置することが容易であり、インナーシールリング１０に対するバックリング３０の位置決めも容易である。
　実施形態に係る密封装置１においては、突出環部１６ａ，１６ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい内径を有する。したがって、バックリング３０が軸線方向に移動した場合には、バックリング３０の外周面３１がインナーシールリング１０の内周面１４の突出環部１６ａ，１６ｂに面接触しやすいため、密封装置１の封止性能が確保される。
　以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。
　例えば、上記の実施形態においては、インナーシールリング１０の内周面１４の突出環部１６ａ，１６ｂは、側方から見て直線状の傾斜面１７ａ，１７ｂをそれぞれ有する。しかし、図８に示す変形例に係る密封装置５０のように、インナーシールリング１０の内周面１４の突出環部１６ａ，１６ｂは、側方から見て円弧状の傾斜面５７ａ，５７ｂをそれぞれ有してもよい。傾斜面５７ａ，５７ｂの各々は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する。突出環部１６ａ，１６ｂの形状は、図示に限定されず、他の形状であってもよい。
　上記の実施の形態においては、密封装置１は、油圧シリンダのピストンシールとして用いられ、油圧シリンダでは内側部材であるピストン４が、固定された外側部材であるシリンダチューブ２に対して移動するが、他の種類の油圧機器または水圧機器に使用されてもよい。密封装置１が配備される内側部材が固定され、外側部材が内側部材に対して往復移動してもよい。あるいは、内側部材と外側部材が相対的に往復移動するように、内側部材も外側部材も移動してもよい。
　本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。
条項１．　外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置され、前記外側部材の孔の内周面に接触させられて、一方の空間と他方の空間を隔てる密封装置であって、
　周溝を有する外周面と、内周面を有する樹脂製のインナーシールリングと、
　前記インナーシールリングの材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの前記周溝内に嵌め込まれたアウターシールリングであって、前記インナーシールリングの前記周溝から径方向外側に突出して前記外側部材の前記孔の前記内周面に摺動可能に接触させられる外側部分を有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材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの径方向内側に配置され、前記インナーシールリングの前記内周面と前記内側部材の前記周溝の底壁面との間で圧縮させられるバックリングとを有し、
　前記インナーシールリングの前記外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有し、
　前記インナーシールリングの前記内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出し、前記バックリングの軸線方向の移動を規制する突出環部が形成されている
ことを特徴とする密封装置。
条項２．　前記バックリングは、前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる外周面を有し、
　前記インナーシールリングの前記突出環部の間で、前記バックリングの前記外周面が前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる
ことを特徴とする条項１に記載の密封装置。
条項３．　外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置される密封装置であって、
　周溝を有する外周面と、内周面を有する樹脂製のインナーシールリングと、
　前記インナーシールリングの材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの前記周溝内に嵌め込まれたアウターシールリングであって、前記インナーシールリングの前記周溝から径方向外側に突出する外側部分を有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材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの径方向内側に配置され、前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる外周面を有するバックリングとを有し、
　前記インナーシールリングの前記外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有し、
　前記インナーシールリングの前記内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出する突出環部が形成されており、これらの突出環部の間で、前記バックリングの前記外周面が前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる
ことを特徴とする密封装置。
条項４．　前記バックリングの外周面の少なくとも軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記バックリングの前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。
　この条項によれば、バックリングは、内周面に突出環部が形成されたインナーシールリングの径方向内側に配置することが容易であり、インナーシールリングに対するバックリングの位置決めも容易である。
条項５．　前記突出環部は、軸線方向中央から離れるほど小さい内径を有する
ことを特徴とする条項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
　この条項によれば、バックリングが軸線方向に移動した場合には、バックリングの外周面がインナーシールリングの内周面の突出環部に面接触しやすいため、密封装置の封止性能が確保される。
１，５０　密封装置
２　シリンダチューブ（外側部材）
３　内周面
４　ピストン（内側部材）
５　周溝
１０　インナーシールリング
１１　周溝
１４　内周面
１５ａ，１５ｂ　傾斜面
１６ａ，１６ｂ　突出環部
２０　アウターシールリング
２１　外側部分
３０　バックリング
３１　外周面
３２　内周面
３３　傾斜面
３４ａ，３４ｂ　傾斜面

Claims (6)

  1. 　外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置され、前記外側部材の孔の内周面に接触させられて、一方の空間と他方の空間を隔てる密封装置であって、
    　周溝を有する外周面と、内周面を有する樹脂製のインナーシールリングと、
    　前記インナーシールリングの材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの前記周溝内に嵌め込まれたアウターシールリングであって、前記インナーシールリングの前記周溝から径方向外側に突出して前記外側部材の前記孔の前記内周面に摺動可能に接触させられる外側部分を有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材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの径方向内側に配置され、前記インナーシールリングの前記内周面と前記内側部材の前記周溝の底壁面との間で圧縮させられるバックリングとを有し、
    　前記インナーシールリングの前記外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有し、
    　前記インナーシールリングの前記内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出し、前記バックリングの軸線方向の移動を規制する突出環部が形成されている
    ことを特徴とする密封装置。
  2. 　前記バックリングの外周面の少なくとも軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記バックリングの前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記突出環部は、軸線方向中央から離れるほど小さい内径を有する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
  4. 　外側部材に相対的に往復する内側部材の周溝内に配置される密封装置であって、
    　周溝を有する外周面と、内周面を有する樹脂製のインナーシールリングと、
    　前記インナーシールリングの材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの前記周溝内に嵌め込まれたアウターシールリングであって、前記インナーシールリングの前記周溝から径方向外側に突出する外側部分を有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材料の弾性よりも高い弾性を有しており、前記インナーシールリングの径方向内側に配置され、前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる外周面を有するバックリングとを有し、
    　前記インナーシールリングの前記外周面の軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有し、
    　前記インナーシールリングの前記内周面の軸線方向の両端部には、径方向内側に突出する突出環部が形成されており、これらの突出環部の間で、前記バックリングの前記外周面が前記インナーシールリングの前記内周面に面接触させられる
    ことを特徴とする密封装置。
  5. 　前記バックリングの外周面の少なくとも軸線方向の両端部に傾斜面が形成され、前記バックリングの前記傾斜面は、軸線方向中央から離れるほど小さい直径を有する
    ことを特徴とする請求項４に記載の密封装置。
  6. 　前記突出環部は、軸線方向中央から離れるほど小さい内径を有する
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の密封装置。
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