JP2022082258A - シールリング及び密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールリングとこのシールリングと接触する相手側の部材との間のフリクションを低減する。【解決手段】シールリング１０Ａは、摺動部１１、溝底部１２、加圧側面１３及び非加圧側面１４を有する。非加圧側面１４は、シールリング１０Ａにおいて加圧側面１３とは反対側に位置する。溝底部１２は、シールリング１０Ａの中心線Ｏに対して傾斜する傾斜面１６を含む。シールリング１０Ａは、非加圧側面１４から張り出す凸部１５を有する。傾斜面１６は、傾斜面１６の加圧側面１３から遠い方の端部１６ｂが、加圧側面１３に近い方の端部１６ａよりも、摺動部１１の近くに位置するように傾斜する。【選択図】図３

Description

本開示は、シールリング及び密封装置に関する。

相対移動する２つの部材のうち、一方の部材に設けられた装着溝に装着されて、他方の部材に摺動自在に密着するシールリングがある（例えば、特許文献１，２参照）。このようなシールリングとしては、Ｏリングや、Ｄリングが知られている。

特開２００９－２４７１２号公報 特開２０１１－１６３４３８号公報

シールリングの使用状態において、シールリングの一方の部材側の周面は、装着溝の底面によって押圧され、シールリングの他方の部材側の周面は、他方の部材によって押圧される。シールリングは、シールリングの径方向の両側から押圧されて圧縮された状態で、他方の部材に対して摺動する。この状態において、シールリングに圧縮反力が生じ、シールリングと他方の部材と間のフリクションが大きくなる。本開示は、フリクションを低減することが可能なシールリング及び密封装置を提供する。

本開示のシールリングは、摺動部、溝底部、加圧側面及び非加圧側面を有するシールリングであって、非加圧側面は、シールリングにおいて加圧側面とは反対側に位置し、溝底部は、シールリングの中心線に対して傾斜する傾斜面を含み、シールリングは、非加圧側面から張り出す凸部を有し、傾斜面は、傾斜面の加圧側面から遠い方の端部が、加圧側面に近い方の端部よりも、摺動部の近くに位置するように傾斜する。

本開示の密封装置は、第１部材と、第１部材が配置される内部空間を有する第２部材と、第１部材の外周面と第２部材の内周面との間の隙間を封止する前述のシールリングと、を備える。

第１実施形態に係るシールリングを備える密封装置を示す断面図である。 第１実施形態に係るシールリングを示す平面図である。 図２中のＡ－Ａ線に沿う断面を示す断面図である。 ピストンの装着溝に装着されたシールリングを示す断面図である。 加圧時のシールリングを示す断面図である。 無圧時のシールリングを示す断面図である。 実施例及び比較例に係るシールリングのＦＥＭ解析結果を示す表である。 第２実施形態に係るシールリングを備える密封装置を示す断面図である。 第２実施形態に係るシールリングを示す平面図である。 図９中のＢ－Ｂ線に沿う断面を示す断面図である。 従来技術に係るＯリングの中心軸に沿う断面を示す断面図である。 従来技術に係るＤリングの中心軸に沿う断面を示す断面図である。 加圧時のＤリングを示す断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面において各部の寸法及び縮尺は実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に記載する実施形態は、本開示の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

図１～図６を参照して第１実施形態に係るシールリング１０Ａについて説明する。第１実施形態では、シールリング１０Ａを備える密封装置１Ａについて説明する。図１は、シールリング１０Ａを備える密封装置１Ａを示す断面図である。図２は、シールリング１０Ａを示す平面図である。図３は、図２中のＡ－Ａ線に沿う断面を示す断面図である。図４は、ピストン２の装着溝４に装着されたシールリング１０Ａを示す断面図である。各図において、軸方向Ｘ及び径方向Ｙが矢印で示される。軸方向Ｘは、シールリング１０Ａの中心線Ｏに沿う方向である。径方向Ｙは、シールリング１０Ａの径方向である。なお、図１、図３及び図４に示される断面図は、中心線Ｏに沿う断面図である。

図１に示される密封装置１Ａは、シールリング１０Ａの他に、ピストン２と、シリンダー３と、を備える。ピストン２は第１部材の一例であり、シリンダー３は第２部材の一例である。

密封装置１Ａは、油圧シリンダーであり、動力伝達機構として使用され得る。密封装置１Ａは、例えば自動車のオートマチックトランスミッションのクラッチ部において、クラッチ板を接続する際の動力を伝達する。ピストン２は、シリンダー３の内部空間に保持されて、軸方向Ｘに往復動する。シリンダー３の内部には、油圧作動油が充填され、油圧作動油が昇圧されて、油圧を発生させる。この油圧によってピストン２が駆動される。ピストン２には、ピストンロッド６が接続される。軸方向Ｘにおいて、ピストン２からみて一方側に位置する空間に、油圧作動油が充填される。図１において、ピストン２の左側の空間であり、ピストンロッド６とは反対側に位置する内部空間に、油圧作動油が充填される。

なお、シールリング１０Ａは、自動車のオートマチックトランスミッションに使用されるものに限定されず、例えば自動車のその他の機構に使用できる。シールリング１０Ａを備える密封装置１Ａは、例えば、建設機械、又は産業機械等に使用できる。シールリング１０Ａによって封止される流体としては、油、水、空気、又はその他ガス等が挙げられる。

ピストン２は、油圧によって加圧され、ピストン２はＸ１方向に押し出される。図１では、Ｘ１方向が右向きの矢印で図示され、Ｘ２方向が左向きの矢印で図示されている。Ｘ１方向及びＸ２方向は、軸方向Ｘに沿い、互いに反対向きである。シリンダー３内の油圧が低下すると、ピストン２は、図示しない圧縮コイルばねによって押され、Ｘ２方向に移動する。

ピストン２の外周面２ａには装着溝４が形成されている。シールリング１０Ａは、装着溝４に装着される。シールリング１０Ａは、ピストン２の外周面２ａと、シリンダー３の内周面３ａとの間の隙間５を封止する。

図１～図４に示されるシールリング１０Ａは、外周面１１と、内周面１２と、側面１３と、側面１４とを有する。側面１３及び側面１４は、軸方向Ｘに交差する面を含む。図２は、側面１４側からシールリング１０Ａを示す図である。側面１３は、シールリング１０Ａにおいて側面１４の反対側の側面である。シールリング１０Ａが、密封装置１Ａのピストン２に装着される場合、外周面１１が摺動面となる。外周面１１は摺動部の一例であり、内周面１２は溝底部の一例である。溝底部は、シールリング１０Ａの径方向Ｙにおいて、摺動部とは反対側の周面である。

「摺動面」とは、２つの物体が接触しながら相対的に移動する場合において、互い接触する面をいう。２つの物体が相対的に移動していない状態であっても、相対的に移動する際に接触するのであれば、それらの面は摺動面に含まれる。外周面１１は、シリンダー３の内周面３ａに対して摺動する面である。

側面１３は、シールリング１０Ａの加圧側面（第１面）の一例である。側面１４は、シールリング１０Ａの非加圧側面（第２面）の一例である。シールリング１０Ａは、例えばゴム材料から形成される。

図３及び図４に示されるように、シールリング１０Ａは、側面１４から張り出す凸部１５と、傾斜面１６と、を有する。傾斜面１６は、内周面１２に設けられている。

図３及び図４では、基準線Ｌｘ及び基準線Ｌｙが図示されている。基準線Ｌｘは軸方向Ｘに平行な仮想の直線である。基準線Ｌｘは径方向Ｙに平行な仮想の直線である。基準線Ｌｘは、図３及び図４に示される断面のうち、外周面１１の頂部１１ａと内周面１２の頂部１２ａとの中間の位置を通る直線である。外周面１１の頂部１１ａは、径方向Ｙにおいて、最も中心線Ｏから離れた位置である。内周面１２の頂部１２ａは、径方向Ｙにおいて、最も中心線Ｏに近い位置である。基準線Ｌｙは、軸方向Ｘにおいて、側面１３と側面１４と間の中間の位置を通る。

側面１３は、シールリング１０Ａの使用状態において、軸方向Ｘにおけるシールリング１０Ａの両側に位置する２つの空間のうち、圧力が高い方である加圧側の空間に接する。軸方向Ｘにおいて、基準線Ｌｙを基準として、側面１３が位置する方が、加圧側であり、側面１４が位置する方が非加圧側である。なお、加圧側は、油圧によって加圧される方である。非加圧側は、軸方向Ｘにおいて、加圧側の反対側である。

密封装置１Ａの使用状態においてシールリング１０Ａは変形するが、図３では、変形していない状態のシールリング１０Ａが図示されている。シールリング１０Ａが装着溝４に装着された状態において、シールリング１０Ａの内周面１２は、装着溝４の底面４ａに接触し、シールリング１０Ａの外周面１１は、シリンダー３の内周面３ａに接触する。

シールリング１０Ａの断面において、外周面１１は、半円形状を成している。外周面１１の頂部１１ａは、外周面１１のうち、シールリング１０Ａの径方向において最も外側に位置する。

シールリング１０Ａの内周面１２は、装着溝４の底面４ａに接触可能な面を含む。底面４ａは、シールリング１０Ａの使用状態において、装着溝４の底面４ａに対して、部分的に接触してもよい。内周面１２の頂部１２ａは、内周面１２のうち、シールリング１０Ａの径方向Ｙにおいて最も内側に位置する。シールリング１０Ａの断面において、内周面１２のうち頂部１２ａに対して側面１３に近い方の部分は、湾曲形状を成す。内周面１２のうち頂部１２ａに対して側面１３から遠い方の部分は、傾斜面１６である。

次に、シールリング１０Ａの凸部１５について説明する。凸部１５は、シールリング１０Ａの周方向において全周にわたり形成されている。凸部１５は、側面１５ａと、内側傾斜面１５ｂと、外側傾斜面１５ｃとを有する。内側傾斜面１５ｂは、側面１５ａの内周側に位置し、外側傾斜面１５ｃは、側面１５ａの外周側に位置する。側面１５ａは、径方向Ｙにおいて、基準線Ｌｘよりも内周側に位置する。径方向Ｙにおいて、側面１５ａは側面１４よりも内周側に位置する。

凸部１５の側面１５ａは、軸方向Ｘに交差する面を含む。凸部１５の側面１５ａは、軸方向Ｘにおいて、側面１４よりも側面１３から遠い方に位置する。凸部１５の内側傾斜面１５ｂは、中心線Ｏに対して傾斜する。凸部１５の外側傾斜面１５ｃは、中心線Ｏに対して傾斜する。

次に、シールリング１０Ａの傾斜面１６について説明する。傾斜面１６は、中心線Ｏに対して傾斜する。傾斜面１６は、シールリング１０Ａの周方向と直交する断面において、直線的に形成されている。傾斜面１６は端部１６ａ及び端部１６ｂを含む。端部１６ａは、軸方向Ｘにおいて、端部１６ｂよりも側面１３に近い方に位置する。端部１６ｂは、端部１６ａよりも中心線Ｏから離れた位置に配置される。換言すると、傾斜面１６は、中心線Ｏから端部１６ｂまでの距離が、中心線Ｏから端部１６ａまでの距離よりも長くなるように傾斜する。端部１６ｂは、径方向Ｙにおいて、端部１６ａよりも外周面１１の近くに位置する。端部１６ｂは、凸部１５の内側傾斜面１５ｂに含まれる。傾斜面１６は、凸部１５の内側傾斜面１５ｂを含む。

次に図４を参照して、シールリング１０Ａの寸法と、装着溝４の寸法との関係について説明する。ピストン２に装着されていない状態におけるシールリング１０Ａの内径は、装着溝４の底面４ａの外径以下である。ピストン２の中心線は、シールリング１０Ａの中心線Ｏに沿う。ピストン２の径方向Ｙは、シールリング１０Ａの径方向Ｙと同じ方向である。装着溝４は、底面４ａ、側面４ｂ及び側面４ｃを含む。ピストン２の周方向と直交する装着溝４の断面は、矩形状を成す。底面４ａは、ピストン２の径方向Ｙと交差する面である。側面４ｂ及び側面４ｃは、軸方向Ｘにおいて対向する。

シールリング１０Ａの径方向Ｙにおける凸部１５の長さＬａは、装着溝４の溝深さＨ以下である。装着溝４の溝深さＨとは、径方向Ｙにおいて、外周面１１が接触する相手側の部材のシリンダー３の内周面３ａから底面４ａまでの長さである。図４において、シリンダー３の内周面３ａは２点鎖線で示されている。シールリング１０Ａの径方向Ｙにおける凸部１５の長さＬａとは、凸部１５の側面１５ａの径方向Ｙに沿う長さである。長さＬａは、側面１５ａに隣接するＲ部を含んだ長さでもよい。

中心線Ｏの方向におけるシールリング１０Ａの長さＬｂは、装着溝４の溝幅Ｇ以下である。長さＬｂは、軸方向Ｘにおいて、側面１３から凸部１５の側面１５ａまでの長さである。装着溝４の溝幅Ｇは、軸方向Ｘにおいて、側面４ｂから側面４ｃまでの長さである。

シールリング１０Ａの周方向と直交する断面において、シールリング１０Ａの径方向Ｙの長さである肉厚ＬＡは、装着溝４の溝幅Ｇより大きい。肉厚ＬＡは、径方向Ｙにおける内周面１２の頂部１２ａから外周面１１の頂部１１ａまでの長さである。肉厚ＬＡは、シールリング１０Ａの周方向と直交する断面において、径方向Ｙにおける最大長さである。肉厚ＬＡは、装着溝４の溝深さＨよりも大きい値である。

傾斜面１６の中心線Ｏに対する傾斜角θは、例えば２５°である。傾斜角θは、２０°以上でもよい。傾斜角θは３０°以下でもよい。傾斜面１６の軸方向Ｘにおける長さＬ１６ｘは、例えば、シールリング１０Ａの軸方向Ｘの長さＬｂよりも短い。傾斜面１６の径方向Ｙにおける長さＬ１６ｙは、例えば、凸部１５の径方向Ｙの長さＬａより短い。

軸方向Ｘにおいて、側面１４から側面１５ａまでの長さＬ１５ｘは、シールリング１０Ａの長さＬｂの例えば３０％以下の長さである。軸方向Ｘにおける側面１４から側面１５ａまでの長さＬ１５ｘは、凸部１５の高さである。軸方向Ｘにおいて、側面１４から側面１５ａまでの長さＬ１５ｘは、傾斜面１６の軸方向Ｘにおける長さＬ１６ｘの例えば５０％以下の長さである。凸部１５の長さＬａは、シールリング１０Ａの肉厚ＬＡの例えば３０％以下の長さである。

次に、図５を参照して、加圧時におけるシールリング１０Ａの動作について説明する。図５は、加圧時のシールリング１０Ａを示す断面図である。「加圧時」とは、シリンダー３の油圧が昇圧されて、ピストン２がＸ１方向に移動する状態であり、シールリング１０Ａに油圧が作用している状態である。図５において、油圧による圧力Ｐが作用する向きを矢印で図示している。

加圧時において、シールリング１０Ａは、外周面１１がＸ１方向にずれるように変形する。外周面１１の頂部１１ａは、内周面１２の頂部１２ａよりも、Ｘ１方向にずれる。側面１３は、シリンダー３の内周面３ａと直交する法線方向Ｌ３に対して傾斜する。側面１３の外周面１１側の端部１３ａは、内周面１２側の端部１３ｂよりもＸ１方向にずれている。

加圧時において、シールリング１０Ａの傾斜面１６は装着溝４の底面４ａに接触している。傾斜面１６の端部１６ａから端部１６ｂまでが、装着溝４の底面４ａに接触する。

加圧時において、シールリング１０Ａの非加圧側の一部は、押しつぶされて、装着溝４の側面４ｃに接触する。シールリング１０Ａの側面１４は、装着溝４の側面４ｃに沿って変形する。凸部１５の側面１５ａ及び外側傾斜面１５ｃは、装着溝４の側面４ｃに沿うように変形する。加圧時において、シールリング１０Ａは、図５に示されように変形した状態で、Ｘ１方向にピストン２とともに移動する。

シールリング１０Ａは、外周面１１の頂部１１ａが、内周面１２の頂部１２ａよりも、Ｘ１方向にずれた状態で移動する。図５では、加圧時のシールリング１０Ａの反力増加方向Ｆ１が図示されている。例えば、反力増加方向Ｆ１は、内周面１２の頂部１２ａと、外周面１１の頂部１１ａとを結ぶ仮想の直線に沿う方向である。図５では、比較のため、反力増加方向Ｆ０が示されている。この反力増加方向Ｆ０は、シリンダー３の内周面３ａの法線方向Ｌ３に沿っている。反力増加方向Ｆ０は、従来のＤリング６０における反力増加方向である。従来のＤリング６０における反力増加方向については、図１３を参照して後述する。

シールリング１０Ａでは、加圧時において、反力増加方向Ｆ１がシリンダー３の内周面３ａの法線方向Ｌ３に対して傾斜する。一方、従来のＤリング６０の反力増加方向Ｆ０は、法線方向Ｌ３と同じ方向である。反力増加方向Ｆ１は、法線方向Ｌ３に対して傾斜しているので、従来と比較して、シリンダー３の内周面３ａに対する反力が弱くなっている。そのため、加圧時におけるシールリング１０Ａとシリンダー３との間のフリクションが弱められる。

次に、図６を参照して、無圧時のシールリング１０Ａの動作について説明する。図６は、無圧時のシールリング１０Ａを示す断面図である。「無圧時」とは、シリンダー３の油圧が解放されて、ピストン２がＸ２方向に移動する状態であり、シールリング１０Ａに油圧が作用していない状態である。

無圧時において、シールリング１０Ａには油圧による圧力Ｐが作用していない。無圧時において、シールリング１０Ａは、傾斜面１６が装着溝４の底面４ａに接触している。傾斜面１６の端部１６ａから端部１６ｂまで、装着溝４の底面４ａに接触する。

無圧時において、シールリング１０Ａの側面１３は、シリンダー３の内周面３ａと交差する法線方向Ｌ３に対して傾斜する。側面１３の外周面１１側の端部１３ａは、内周面１２側の端部１３ｂよりもＸ１方向にずれている。シールリング１０Ａは、外周面１１の頂部１１ａが、内周面１２の頂部１２ａよりもＸ１方向にずれるように傾いている。無圧時において、シールリング１０Ａは、図６に示されるように傾いた状態でＸ２方向に移動する。

無圧時において、シールリング１０Ａは、傾斜面１６が装着溝４の底面４ａに接触するように傾いている。これにより、反力増加方向が、法線方向Ｌ３に対して傾斜するので、従来と比較してシリンダー３の内周面３ａに対する反力が弱くなっている。なお、無圧時における反力は、加圧時における反力と比較して、極めて弱い。そのため図６では、反力増加方向を図示していない。

シールリング１０Ａによれば、加圧時及び無圧時におけるシールリング１０Ａとシリンダー３との間のフリクションを低減できる。シールリング１０Ａでは、簡素な構成で、コストの増加を抑えつつ、シールリング１０Ａとシリンダー３との間のフリクションを低減できる。

次に、実施例１に係るシールリング１０ＡのＦＥＭ（Finite Element Method、有限要素法）解析結果について説明する。実施例１のシールリング１０Ａの内径Ｄｉは、５０．５ｍｍ、肉厚ＬＡは、３．４ｍｍ、長さＬＢは、１．７ｍｍである。シールリング１０Ａのつぶし代σは０．２３ｍｍであり、装着溝４の溝幅Ｇは、２．６ｍｍである。内径Ｄｉは、径方向Ｙにおける内周面１２間の距離である。長さＬＢは、軸方向Ｘにおいて側面１３から側面１４までの長さである。つぶし代σは、肉厚ＬＡと溝深さＨとの差分である（σ＝ＬＡ－Ｈ）。

シールリング１０Ａの径方向Ｙにおける凸部１５の長さＬａは、０．８ｍｍ、軸方向Ｘの長さＬｂは、２．３ｍｍ、傾斜面１６の傾斜角θは、２５°である。

シールリング１０Ａのゴム材料は、アクリルゴム（ＡＣＭ）（ＨＡ７０）である。アクリルゴムは、アクリル酸アルキルエステル系ゴムである。使用条件として、加圧時の圧力Ｐは、２ＭＰａ、無圧時の圧力は、０ＭＰａ、使用温度は、常温（２５℃）、摺動距離３ｍｍである。摺動距離とは、加圧時におけるシールリング１０Ａの軸方向Ｘの移動距離である。アクリルゴムのタイプＡのデュロメータ硬度は、７０である。タイプＡのデュロメータ硬度は、ＩＳＯ １８５１７に対応するＪＩＳ Ｋ６２５３－１：２０１２に規定されている。

これらの条件で、実施例１のシールリング１０Ａについて、ＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析では、加圧時及び無圧時のシールリング１０Ａによる反力を算出した。算出した反力の方向は、径方向Ｙである。ＦＥＭ解析の結果、加圧時のシールリング１０Ａによる反力は、２５０Ｎであった。ＦＥＭ解析の結果、無圧時のシールリング１０Ａによる反力は、６Ｎであった。

次に、比較例１に係るＯリング５０及び比較例２に係るＤリング６０のＦＥＭ解析結果について説明する。図１３は、Ｏリング５０の中心軸に沿う断面を示す断面図であり、図１４は、Ｄリング６０の中心軸に沿う断面を示す断面図である。

比較例１のＯリング５０の内径Ｄｉは、５０．５ｍｍ、肉厚ＬＡは、３．４ｍｍ、長さＬＢは、１．７ｍｍである。Ｏリング１００のつぶし代σは０．２３ｍｍであり、装着溝４の溝幅Ｇは、２．６ｍｍである。

比較例２のＤリング６０の内径Ｄｉは、５０．５ｍｍ、肉厚ＬＡは、３．４ｍｍ、長さＬＢは、１．７ｍｍである。Ｄリング６０のつぶし代σは０．２３ｍｍであり、装着溝４の溝幅Ｇは、２．６ｍｍである。

Ｏリング５０及びＤリング６０のゴム材料及び使用条件は、上記の実施例１と同じである。

これらの条件で、比較例１及び比較例２について、実施例１と同様に、ＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析では、加圧時及び無圧時の反力を算出した。算出した反力の方向は、径方向Ｙである。ＦＥＭ解析の結果、加圧時の比較例１のＯリング５０による反力は、２９４Ｎであった。無圧時の比較例１のＯリング５０による反力は、５６Ｎであった。ＦＥＭ解析の結果、加圧時の比較例２のＤリング６０による反力は、３８３Ｎであった。無圧時の比較例２のＤリング６０による反力は、１０１Ｎであった。

ＦＥＭ解析の結果によれば、実施例１の加圧時の反力Ｎは、比較例１及び比較例２の加圧時の反力Ｎと比較して、小さくなった。ＦＥＭ解析の結果によれば、実施例１の無圧時の反力Ｎは、比較例１及び比較例２の無圧時の反力Ｎと比較して、小さくなった。

次に、図８～図１０を参照して第２実施形態に係るシールリング１０Ｂについて説明する。第２実施形態では、シールリング１０Ｂを備える密封装置１Ｂについて説明する。なお、第２実施形態のシールリング１０Ｂの説明において、前述の第１実施形態のシールリング１０Ａと同様の説明は省略する。図８は、シールリング１０Ｂを備える密封装置１Ｂを示す断面図である。図９は、第２実施形態に係るシールリング１０Ｂを示す平面図である。図１０は、図９中のＢ－Ｂ線に沿う断面を示す断面図である。

密封装置１Ｂは、シールリング１０Ｂの他に、円柱状を成すピストンロッド６と、筒状を成すブッシュ７と、を備える。ピストンロッド６は第１部材の一例であり、ブッシュ７は第２部材の一例である。ピストンロッド６は、ブッシュ７の内部空間に保持されて、軸方向Ｘに往復動する。ブッシュ７の内周面７ａには装着溝４が形成されている。シールリング１０Ｂは、装着溝４に装着される。シールリング１０Ｂは、ピストンロッド６の外周面６ａと、ブッシュ７の内周面７ａとの間の隙間５を封止する。シールリング１０Ｂが装着溝４に装着された状態において、シールリング１０Ｂの外周面２１は、装着溝４の底面４ａに接触し、シールリング１０Ｂの内周面２２は、ピストンロッド６の外周面６ａに接触する。

シールリング１０Ｂは、外周面２１と、内周面２２と、側面２３と、側面２４とを有する。図９は、側面２４側からシールリング１０Ｂを示す図である。側面２３は、シールリング１０Ｂにおいて側面２４の反対側の側面である。図９に示されるように、シールリング１０Ｂは、密封装置１Ｂに適用可能である。シールリング１０Ｂが、密封装置１Ｂのブッシュ７に装着される場合、内周面２２が摺動面となる。内周面２２は摺動部の一例であり、外周面２１は溝底部の一例である。側面２３は、シールリング１０Ｂの加圧側面（第１面）の一例である。側面２４は、シールリング１０Ｂの非加圧側（第２面）の一例である。シールリング１０Ｂは、側面２４から張り出す凸部２５と、傾斜面２６と、を有する。

シールリング１０Ｂの断面において、内周面２２は、半円形状を成している。内周面２２の頂部２２ａは、内周面２２のうち、シールリング１０Ｂの径方向Ｙにおいて最も内側に位置する。

シールリング１０Ｂの外周面２１は、装着溝４の底面４ａに当接可能な面を含む。外周面２１の頂部２１ａは、外周面２１のうち、シールリング１０Ｂの径方向Ｙにおいて最も外側に位置する。シールリング１０Ｂの断面において、外周面２１のうち頂部２１ａに対して側面２３に近い方の部分は、湾曲形状を成す。外周面２１のうち頂部２２ａに対して側面２３から遠い方の部分は、傾斜面２６である。

次に、シールリング１０Ｂの凸部２５について説明する。凸部２５は、シールリング１０Ｂの周方向において全周に形成されている。凸部２５は、側面２５ａと、内側傾斜面２５ｂと、外側傾斜面２５ｃとを有する。内側傾斜面２５ｂは、側面２５ａの内周側に位置し、外側傾斜面２５ｃは、側面２５ａの外周側に位置する。

凸部２５の側面２５ａは、軸方向Ｘに交差する面を含む。凸部２５の側面２５ａは、軸方向Ｘにおいて、側面２４よりも側面２３から遠い方に位置する。凸部２５の内側傾斜面２５ｂは、中心線Ｏに対して傾斜する。凸部２５の外側傾斜面２５ｃは、中心線Ｏに対して傾斜する。

次に、シールリング１０Ｂの傾斜面２６について説明する。シールリング１０Ｂの外周面２１は、傾斜面２６を含む。傾斜面２６は、中心線Ｏに対して傾斜する。傾斜面２６は、シールリング１０Ｂの周方向と交差する断面において、直線的に形成されている。傾斜面２６は端部２６ａ及び端部２６ｂを含む。端部２６ａは、軸方向Ｘにおいて、端部２６ｂよりも側面２３に近い方に位置する。端部２６ｂは、端部２６ａよりも中心線Ｏから近い位置に配置される。換言すると、傾斜面２６は、中心線Ｏから端部２６ｂまでの距離が、中心線Ｏから端部２６ａまでの距離よりも短くなるように傾斜する。端部２６ｂは、径方向Ｙにおいて、端部２６ａよりも内周面２２の近くに位置する。端部２６ｂは、凸部２５の外側傾斜面２５ｃに含まれる。傾斜面２６は、凸部２５の外側傾斜面２５ｃを含む。

このようなシールリング１０Ｂにおいても、第１実施形態のシールリング１０Ａと同様な作用効果を奏する。加圧時において、シールリング１０Ｂは、内周面２２がＸ１方向にずれるように変形する。内周面２２の頂部２２ａは、外周面２１の頂部２１ａよりも、Ｘ１方向にずれる。側面２３は、ピストンロッド６の外周面６ａと交差する垂線に対して傾斜する。側面２３の内周面２２側の端部２３ｂは、外周面２１側の端部２３ａよりもＸ１方向にずれている。

シールリング１０Ｂでは、加圧時において、反力増加方向がピストンロッド６の外周面６ａの法線方向に対して傾斜する。これにより、シールリング１０Ｂでは、従来と比較して、ピストンロッド６の外周面６ａに対する反力が弱くなっている。そのため、加圧時におけるシールリング１０Ｂとピストンロッド６との間のフリクションが弱められる。

無圧時において、シールリング１０Ｂの側面２３は、ピストンロッド６の外周面６ａと交差する法線方向に対して傾斜する。側面２３の内周面２２側の端部２３ｂは、外周面２１側の端部２３ａよりもＸ１方向にずれている。シールリング１０Ｂは、内周面２２の頂部２２ａは、外周面２１の頂部２１ａよりも、Ｘ１方向にずれるように傾いている。無圧時において、シールリング１０Ｂは、傾いた状態でＸ２方向に移動する。

シールリング１０Ｂでは、無圧時において、反力増加方向がピストンロッド６の外周面６ａの法線方向に対して傾斜する。これにより、シールリング１０Ｂでは、従来と比較して、ピストンロッド６の外周面６ａに対する反力が弱くなっている。そのため、無圧時におけるフリクションが弱められる。

次に、図１３を参照して、従来技術に係るＤリング６０における反力増加方向について説明する。ここでは、図１に示される密封装置１Ａのピストン２の装着溝４に、図１２に示すＤリング６０が装着された場合の反力増加方向について説明する。この場合、油圧による圧力Ｐが作用すると、Ｄリング６０は図１３に示されるように変形する。Ｄリング６０による反力増加方向Ｆ０は、径方向Ｙに沿う方向であり、シリンダー３の内周面３ａの法線方向である。

一般的に、シールリングが往復動する場合、シールリングとこのシールリングに接触する相手側の部材との間のフリクションＦは下記式（１）によって表現できる。
Ｆ＝μＮ…（１）
式（１）中、「μ」は摩擦係数であり、Ｎはシールリングによる反力である。フリクションを低下させようと考えた場合、摩擦係数μ又は反力Ｎを下げる必要がある。

摩擦係数μは、シールリングと接触する相手側の表面の状態や潤滑状態等を含む使用条件に影響される。そのため、シールリングによって、摩擦係数μを調整することは容易ではない。反力Ｎを下げるためには、つぶし代を低減したり、ゴム材料の硬度を低減したりする方法がある。しかしながらこの方法では、シール性能の低下を招くおそれがある。

一般的に、加圧時のシールリングによる反力Ｎ_Ｐは、下記式（２）によって表現できる。
Ｎ_Ｐ＝Ｎ_０＋Ｓ×Ｐ…（２）
式（２）中、「Ｎ_０」は、無圧時のシールリングによる反力であり、「Ｓ」は、シールリングの接触面積であり、「Ｐ」はシールリングに印加される圧力である。シールリングの接触面積Ｓとは、例えばシールリングの外周面と、相手側の部材であるシリンダー３の内周面３ａとの接触面積である。

シールリング１０Ａでは、図５に示されるように、反力増加方向Ｆ１がシリンダー３の内周面３ａに対して傾斜する。これにより、内周面３ａの法線方向Ｌ３に沿う反力の成分が減少するので、無圧時及び加圧時のシールリング１０Ａによる反力が低減される。そのため、シールリング１０Ａとシリンダー３と間のフリクションが弱められる。

なお、前述した実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。

前述の実施形態では、中心線Ｏに沿うシールリング１０Ａの断面において、傾斜面１６は、直線的に形成されているが、傾斜面１６は、直線的に形成されているものに限定されず、傾斜面１６は、緩やかに湾曲する部分、凹部などを含んでもよい。また、傾斜面１６は、複数の異なる傾斜角θの傾斜面を含んでもよい。

前述の実施形態では、凸部１５は、シールリング１０Ａの周方向の全周に形成されているが、凸部１５は、周方向において全周に限定されるものに限定されない。

１Ａ，１Ｂ…密封装置、２…ピストン（第１部材）、２ａ…外周面（第１部材の外周面）、３…シリンダー（第２部材）、３ａ…内周面（第２部材の内周面）、４…装着溝、５…隙間、６…ピストンロッド（第１部材）、６ａ…外周面、７…ブッシュ（第２部材）、７ａ…内周面、１０Ａ，１０Ｂ…シールリング、１１…外周面（摺動部）、１２…内周面（溝底部）、１３，２３…側面（加圧側面）、１４，２４…側面（非加圧側面）、１５，２５…凸部、１６，２６…傾斜面、１６ａ，２６ａ…端部（加圧側面から近い方の端部）、１６ｂ，２６ｂ…端部（加圧側面から遠い方の端部）、２１…外周面（溝底部）、２２…内周面（摺動面）、Ｏ…シールリングの中心線、Ｘ…軸方向、Ｙ…径方向（シールリングの径方向）。

Claims (6)

1. 摺動部、溝底部、加圧側面及び非加圧側面を有するシールリングであって、
   前記非加圧側面は、前記シールリングにおいて前記加圧側面とは反対側に位置し、
   前記溝底部は、前記シールリングの中心線に対して傾斜する傾斜面を含み、
   前記シールリングは、前記非加圧側面から張り出す凸部を有し、
   前記傾斜面は、前記傾斜面の前記加圧側面から遠い方の端部が、前記加圧側面に近い方の端部よりも、前記摺動部の近くに位置するように傾斜する、
   シールリング。
2. 前記シールリングの径方向における前記凸部の長さＬａは、前記シールリングが装着される装着溝の溝深さＨ以下であり、
   前記シールリングの前記中心線が延在する方向の長さＬｂは、前記装着溝の溝幅Ｇ以下である、
   請求項１に記載のシールリング。
3. 前記シールリングの周方向と交差する断面において、前記シールリングの径方向の長さである肉厚ＬＡは、前記シールリングが装着される装着溝の溝幅Ｇより大きい、
   請求項１又は２に記載のシールリング。
4. 前記傾斜面の前記加圧側面から遠い方の端部は、前記凸部の傾斜面に含まれる、
   請求項１～３のいずれか一項に記載のシールリング。
5. 前記凸部は、前記シールリングの周方向において全周に形成される請求項１～４のいずれか一項に記載のシールリング。
6. 第１部材と、
   前記第１部材が配置される内部空間を有する第２部材と、
   前記第１部材の外周面と前記第２部材の内周面との間の隙間を封止する請求項１～５のいずれか一項に記載のシールリングと、を備える、
   密封装置。

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