技术领域本发明涉及一种用于密闭相对往复移动的2个部件间的环状间隙的密封装置。
背景技术：
在油压气缸等中使用的密封装置，承担密闭相对往复移动的2个部件(活塞和气缸)间的环状间隙的作用。这样的现有技术例的密封装置，参照图4进行说明。图4是表示现有技术例的密封装置的使用状态的截面示意图。图示的密封装置500在设置于活塞200的环状槽210内以可往复移动的状态配置，发挥密闭活塞200和气缸300之间的环状间隙的功能。另外，密封装置500的两侧流体压力(以下为了方便简称为“压力”)的高低以切换方式构成。另外，密封装置500由树脂制的密封环510、向气缸300的内周表面推压密封环510的弹性体制的衬圈520、分别设置在密封环510的两侧的树脂制的支承环530构成。在上述结构的密封装置500中，在图中左侧的压力比右侧的压力高的状态下，使密封环510、衬圈520、右侧的支承环530向右侧(也就是低压侧)移动。对于密封环510，利用衬圈520产生的推压力，再加上来自内周面侧的流体压力，使密封环510形成充分紧贴气缸300的内周表面的状态，从而发挥密封性。另外，利用支承环530形成填满间隙的状态，从而抑制密封环510超出到环状槽210的外侧。另外，在图中右侧的压力比左侧的压力高时，使密封环510、衬圈520、左侧的支承环530向左侧(也就是低压侧)移动，发挥同样的功能。此时，例如在最大40MPa左右的高压条件下，在使用密封装置500时，会导致支承环530与紧贴于支承环530的部件粘连(图4中，参照Y部)。尤其是，支承环530容易与环状槽210的侧壁面粘连。因此，即使两侧的压力的高低切换，也存在密封环510等不会立即向相反侧移动的情况。图4表示刚从图中左侧高压状态切换为右侧的高压力P状态后的情形。按照上述，支承环530保持与环状槽210的侧壁面粘连的状态，密封环510等不能马上向图中左侧移动，此时，在密封环510未能充分发挥密封功能的状态下，右侧的压力增高，从而导致流体渗透到图中左侧(图中，参照箭头X)。此时，导致发生活塞200的动作迟缓等的动作不良。另外，因气蚀导致环状槽210的侧壁面的损伤，由此产生支承环530的功能下降的问题。即，在支承环530与环状槽210的侧壁面粘连时，在压差相当高的状态下，支承环530急速离开从环状槽210的侧壁面。因此，在支承环530和环状槽210的侧壁面之间产生剧烈的负压，由此产生气泡，该气泡破裂而产生冲击波。这样，由于发生气蚀，导致环状槽210的侧壁面经一定时间后发生损伤。为了使活塞200的外周面具有轴承功能，而存在使活塞200的至少一部由黄铜构成，并使环状槽210的侧壁面由黄铜构成的情况。由于黄铜为软质材料，在发生上述气蚀时，容易发生损伤。现有技术文献【专利文献】专利文献1：实开昭58‐70504号公报
技术实现要素：
【发明要解决的课题】本发明的目的在于提供一种密封装置，该密封装置能够在两侧的流体压力的高低切换后立即发挥密封功能，另外，可抑制气蚀的发生。【用于解决课题的手段】为了解决上述课题，本发明采用以下的方式。即，本发明的密封装置，其在设置于相对往复移动的2个部件中的一方的部件的环状槽内以可往复移动的状态配置，密闭所述2个部件间的环状间隙，而且在两侧的流体压力的高低交相替换的环境下使用，所述密封装置具有：树脂制的密封环，其设置在所述2个部件中的另一方的部件表面，且能够自由滑动；弹性体制的环垫，其紧贴所述密封环和所述环状槽的槽底，利用弹性反力将所述密封环向所述另一方的部件表面按压；和树脂制的支承环，其分别设置在所述密封环的两侧，抑制所述密封环向所述环状槽的外侧被挤出，在所述支承环的两侧面分别在整体表面上形成凹凸。根据本发明，在支承环的两侧面，由于在表面整体上形成凹凸，能够抑制支承环与环状槽的侧壁面、密封环及衬圈粘连。由此，在将两侧的压力的高低切换后，支承环立即从环状槽的侧壁面离开，密封环等向低压侧移动，从而对密封环等施加流体压力。因此，由于从两侧的流体压力的高低切换后立即发挥密封功能，从而能够抑制漏气现象的发生。另外，在两侧的流体压力的高低切换后，支承环立即从环状槽的侧壁面离开，因此而能够抑制气蚀的发生。本发明的密封装置，优选，在所述支承环的两侧面的表面形成的凹部呈连续性连接，在该表面上形成的凸部以各自独立的状态设置有多个。由此，由于流体能够在凹部流动，从而能够更切实地抑制支承环与环状槽的侧壁面、密封环及衬圈粘连。所述环垫具有与所述环状槽的槽底紧贴的第1环状部，和设置在第1环状部的中间，并与所述密封环紧贴且在轴线方向比第1环状部宽度更窄的第2环状部，所述支承环分别紧贴于所述密封环的侧面、所述环垫的第2环状部的侧面和所述环垫的第1环状部的周面。在所述支承环的两侧面的表面形成的凹部的深度，大于由所述密封环的表面粗糙度导致的凹凸的高低差及由所述环垫的表面粗糙度导致的凹凸的高低差。由此，能够更切实地抑制支承环与密封环粘连，以及支承环与衬圈粘连。在所述支承环的两侧面的表面形成的凹部的深度，设置在即使环垫的表面按照形成于所述支承环的两侧面的凹凸变形也不会破损的范围内。由此，即使在支承环的表面形成凹凸，也不会使衬圈的表面破损。上述各结构，可采用尽可能的组合得到。【发明的效果】按照以上说明，根据本发明，从两侧的流体压力的高低切换后，能够立即发挥密封功能，另外，能够抑制气蚀的发生。附图说明图1是本发明的实施例的密封装置的截面示意图。图2是本发明的实施例的支承环的简图。图3是表示本发明的实施例的密封装置的使用状态的截面示意图。图4是表示现有技术例的密封装置的使用状态的截面示意图。具体实施方式以下，参照附图，结合实施例对用于实施本发明的实施方式以例示进行详细说明。但是，除非有特定记载，否则本发明的范围不限于该实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等。(实施例)参照图1～图3，对本发明的实施例的密封装置进行说明。本实施例的密封装置100以在设置于相对往复移动的2个部件中一方的部件的环状槽内可往复移动的状态下配置。另外，本实施例的密封装置100密闭上述2个部件间的环状间隙，而且在两侧流体压力高低切换的环境下使用。本实施例中，以密封装置用于油压气缸时为例进行说明。此时，上述2个部件中一方的部件为活塞200，另一方的部件为气缸300。＜密封装置的整体结构＞尤其是，参照图1，对本实施例的密封装置100的整体结构进行说明。图1是本实施例的密封装置100的截面示意图。构成本实施例的密封装置100的多个部件都是旋转对称形状，在图1中，表示由包含构成密封装置100的各种部件的中心轴线的面切断的截面图。另外，为了容易理解各部件的结构配置及尺寸关系，而对各部件表示为未受外力的状态。由此，在图示中表示为部件之间的一部分相互重叠。另外，活塞200及气缸300，其表面的位置由虚线表示。密封装置100在设置于活塞200的环状槽210内，以可往复移动的状态配置。该密封装置100由树脂制(例如，PTFE制)的密封环110、橡胶等的弹性体制的衬圈120、一对的树脂制(例如，尼龙制)的支承环130构成。密封环110设置在气缸300的内周表面，且可自由滑动。衬圈120紧贴于密封环110的内周表面和环状槽210的槽底212，并发挥利用反弹力向气缸300的内周表面推压密封环110的功能。支承环130分别设置在密封环110的两侧，并发挥抑制密封环110超出到环状槽210的外侧的功能。另外，衬圈120具有与环状槽210的槽底212紧贴的第1环状部121和设置在第1环状部121的中央，与密封环110紧贴，且轴线方向上的宽度小于第1环状部121宽度的第2环状部122。另外，支承环130分别与密封环110的侧面、衬圈120的第2环状部122的侧面和衬圈120的第1环状部121的外周表面121a紧贴。接下来，对构成密封装置100的各部件在未受外力作用的状态下的尺寸关系进行说明。密封环110的外径大于气缸300的内径。由此，密封环110的外周表面111与气缸300的内周表面紧贴。密封环110的内径小于衬圈120的最大外径。另外，衬圈120的内径小于环状槽210的槽底212的外径。由此，衬圈120的外周表面122a与密封环110的内周表面112紧贴，衬圈120的内周表面121b与环状槽210的槽底212紧贴。另外，衬圈120形成径向被压缩的状态，按照上述，利用反弹力发挥向气缸300的内周表面推压密封环110的功能。支承环130的外径小于气缸300的内径，支承环130的内径大于衬圈120的第1环状部121的外周表面121a的外径。由此，在未作用外力的状态下，支承环130的外周表面131从气缸300离开，支承环130的内周表面132从第1环状部121的外周表面121a离开。＜支承环＞尤其参照图2，对支承环130进行更详细的说明。图2是本发明的实施例的支承环的简图，在同一图的左侧表示支承环130的侧视图，在同一图的右侧表示其局部的放大的图。在本实施例的支承环130的两侧的侧面133，于表面全体均形成有凹凸(微细的凹凸)134a、134b、134c。图2的右侧表示分别不同样式的凹凸134a、134b、134c，在各图中，线的部分为凹部，空白的部分相当于凸部。可在形成支承环130后，在后加工中形成凹凸134a、134b、134c，但也可通过实施在成型支承环130的模具的制品面设置微细的凹凸的所谓“压纹加工(embossprocessing)”，而简单地对侧面133的表面全体形成凹凸134a、134b、134c。此时，凹凸134a、134b、134c的凹部起到导入作为密封对象的流体(这里是油)的作用。由于优选所导入的流体在凹部流动，因而优选凹部连续地连结。此时，形成在侧面133表面的凸部以各自独立的状态设置多个。在凹凸134a中，表示多数的凹部随意配置的模式。在凹凸134b中，表示凹部呈格子状设置的模式。在凹凸134c中，表示凹部呈交错状设置的模式。本发明的凹凸，不限定于上述图示的例子，可采用各种模式。在侧面133的表面整体上设置的凹部，不必整体连接为一个。但凹部以各自独立的状态设置多个的结构(例如设置点状的多个凹部的结构)不作为优选。即，在上述的结构时，会导致由于在各凹部发生蓄压，而使气蚀增长，以及妨碍流体流动，且对支承环130的抑制粘连功能造成损害。设置凹凸134a、134b、134c的凹部深度大于密封环110的表面粗糙度形成的凹凸的高低差、及衬圈120的表面粗糙度形成的凹凸的高低差。另外，凹部的深度设计为，即使衬圈120的表面按照形成于支承环130的两侧面的凹凸134a、134b、134c而发生变形，也不会发生破损的范围内(例如，最大150μm左右)。＜密封装置的动作＞尤其参照图3对本实施例的密封装置100的动作进行说明。图3是表示本发明的实施例的密封装置100的使用状态的截面示意图。在图3中，表示密封装置100在安装于油压气缸的状态下，以包含密封装置100的中心轴线的面切断的截面图。油压气缸中，利用密封装置100的两侧的流体压力(这里为油压)的高低切换，使活塞200往复移动。图3表示图中左侧的压力P比右侧的压力高的状态。在该状态下，密封环110、衬圈120、右侧的支承环130向右侧(也就是低压侧)移动。由衬圈120对密封环110施加推压力，也施加来自内周面侧的流体压力。另外，衬圈120因流体压力在轴线方向被压缩，由此而沿径向伸长，从而利用衬圈120增加了向密封环110的推压力。由此，密封环110形成充分紧贴气缸300的内周表面的状态，从而发挥密封性。另外，利用支承环130形成堵住间隙的状态，而抑制密封环110超出到环状槽210的外侧。支承环130被密封环110和衬圈120推压，形成在轴线方向被压缩，在径向伸长的状态。由此，形成支承环130的外周表面131紧贴气缸300的内周面，支承环130的内周表面132紧贴衬圈120的第1环状部121的外周表面121a的状态。另外，支承环130的侧面133形成紧贴环状槽210的侧壁面211的状态。按照上述，能够抑制密封环110的一部分进入支承环130的外周表面131和气缸300的内周面之间的间隙，且抑制衬圈120的第1环状部121的一部分进入支承环130的侧面133和环状槽210的侧壁面211之间的间隙。另外，在图中右侧的压力比左侧的压力高时，使密封环110、衬圈120、左侧的支承环130向左侧(也就是低压侧)移动，而能够发挥同样的功能。＜本实施例的密封装置的优点＞根据本实施例的密封装置100，在支承环130的两侧面，在表面整体上形成凹凸。因此，能够抑制支承环130与环状槽210的侧壁面211、密封环110及衬圈120粘连。由此，在两侧的流体压力的高低切换后，支承环130立即从环状槽210的侧壁面211离开，密封环110等向低压侧移动，且对密封环110等施加流体压力。因此，两侧的流体压力的高低切换后，立即发挥密封功能，从而能够抑制泄漏现象的发生。另外，两侧的流体压力的高低切换后，支承环130立即从环状槽210的侧壁面211离开，从而能够抑制气蚀的发生。由此，能够抑制环状槽210的侧壁面211因气蚀而导致的经时损伤。另外，在支承环130离开侧壁面211时，假设产生气泡，并且因气泡破裂而产生冲击波，即使这样，由于在支承环130的两侧面的表面整体上形成凹凸，冲击随机反射且干涉，有助于减弱冲击。另外，如图2右侧所示的模式，可采用在支承环130的两侧面的表面形成的凹部呈连续连结，在该表面形成的凸部以各自独立的状态被设置有多个的结构。采用上述的结构时，由于流体能够在凹部流动，能够更切实地抑制支承环130与环状槽210的侧壁面211、密封环110及衬圈120粘连。另外，在本实施例中，在支承环130的两侧面的表面形成的凹部的深度大于密封环110的表面粗糙度形成的凹凸的高低差，以及衬圈120的表面粗糙度形成的凹凸的高低差。由此，能够更切实地抑制支承环130与密封环110粘连，以及支承环130与衬圈120粘连。另外，在本实施例中，形成在支承环130的两侧面的表面的凹部的深度设置为，即使衬圈120的表面按照形成于支承环130的两侧面的凹凸而变形也不会发生破损的范围内。由此，即使在支承环130的表面形成凹凸，也不会导致衬圈120的表面破损。(其他)在上述实施例中，表示在活塞200侧设置有环状槽210，在该环状槽210配置有密封装置100的情况。但，在本发明中，也可适用于在设置于气缸侧的环状槽配置密封装置的情况。在该情况下，密封环的内周表面紧贴活塞的外周表面。另外，形成衬圈的外周表面紧贴设置于气缸的环状槽的槽底，衬圈的内周表面紧贴密封环的外周表面的状态。符号説明100密封装置110密封环111外周表面112内周表面120衬圈121第1环状部121a外周表面121b内周表面122第2环状部122a外周表面130支承环131外周表面132内周表面133侧面134a、134b、134c凹凸200活塞210环状槽211侧壁面212槽底300气缸