JPH01203764A - 高圧流体封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は例えばバルブやスイベルジヨイントのような装
置において、高圧の流体をシールするのに好適な装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、一般的によく使用されてきた流体シール用パツキ
ンには、大別してセルフシール形パツキンと圧縮型パツ
キンとがある。

本出願人は、適用圧力が数千にｇ−ｆ／ｃｍ２以上の高
圧流体封止装置を既に提案（特公昭６１−８３１１号）
した。

第３図は前記従来の超高圧パツキンの側断面図である。

図において、１はピストンなどの内側部材、２はシリン
ダなどの外側部材、３は内側部材１と外側部材２の間に
形成された環状間隙の一部に設置されたパツキン箱であ
り、パッキン箱３内には高圧室４側から低圧側へ向って
順次、剛性のトップアダプタリング５、弾性リング（０
−リング）６、パツキンリング７、バックアップリング
８、剛性のボトムアダプタリング９を配し、これらをグ
ランドナツト（図示せず）によフて外側部材２に固定し
ている。

パツキンリング７には、前記トップアダプタリング５と
パッキン箱３内面との間で断面三角型状の環状空間１０
を形成すべく外周面の所定長さにわたって先端へ向って
縮径するテーパ面７１が形成されており、グランドナツ
トの固定により、図示の好適な例では前記テーパ面７１
は、弾性リング６の圧縮力を内側部材１方向の力に変換
して内側部材１方向に縮小すべく作用し、初期シールを
完了する。逆に弾性リング６は合成ゴム、天然ゴム等の
復元力を有する部材よりなる断面五角形状のリングで形
成し、グランドナツトの固定により、図示の好適な例で
はパツキンリング７との当接面は弾性リング６の圧縮力
をパッキン箱３内面方向の力に変換して、パッキン箱３
内面方向に縮小すべく作用し、初期シールを完了する。

またトップアダプタリング側の端面は軸心と直交する平
らな端面に形成されている。

更に、第３図において高圧室４の流体圧が上昇すると、
パッキン箱３内のトップアダプタリング５は高圧室４の
流体圧によって図の左方向へ押され、トップアダプタリ
ング５はさらに環状空間１０内の弾性リング６を圧縮し
、弾性リング６はパッキン箱３内面に更に強く押圧され
、パツキンリング７は弾性リング６により内側部材１方
向に更に強く押圧され、初期シールより更に強固なシー
ルを成すものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ ところがパツキンリング７は、その摩擦や応力による破
損等の要因を考慮して、その縮径端部７２をある程度の
厚み（径方向）を持つて形成されており、弾性リング６
の圧縮力をパツキンリング７の内側部材１へ向う圧縮力
に変換した時、内側部材１とパツキンリング７との間の
面圧が初期シールを安定に維持するまでに達しないとい
う問題があった。

そこで、初期シール時にグランドナツトを強く締めて、
弾性リング６とパツキンリング７への圧縮力を大きくす
ることが行われていたが、圧縮のため寿命が短くなった
り、下記のようにシール性に問題が生じることがあった
。

第４図はその時のパツキン箱３の拡大断面図である。な
お、図において第３図と同一符号は同−又は相当部分を
示す。

トップアダプタリング５が高圧側の流体圧によって押さ
れた時、図に示すように、弾性リング６がパツキンリン
グ７とトップアダプタリング５との間に咬み込まれるこ
とがあり、そのために、シール性に問題を生じると共に
、弾性リング６の破損、永久変形により寿命が減少する
などの問題が生じていた。

そこで本発明は、弾性リングがパツキンリングとトップ
アダプタリング間に咬み込まれ難く、しかもシール性が
高く、弾性リングおよびパツキンリングの寿命の長い高
圧流体封止装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高圧流体封止装置では、相対移動する外側
部材と内側部材からなる二部材間に形成された環状間隙
を封止して高圧部と低圧部とを仕切るために、前記環状
間隙内に、剛性のトップアダプタリング、弾性リング、
該リング圧縮用のパツキンリング、該パツキンリングよ
りも高い降伏強度を有するバックアップリングを、前記
高圧部側から順に配置してなる超高圧封止装置において
、前記パツキンリングが、前記外側部材内壁面と前記ト
ップアダプタリングの端面との間で台形断面形状の環状
空間を形成すべく前記トップアダプタリング側の端面へ
向って縮径する外周テーパ面と該テーパ面の縮径側先端
に連なる縮径平行筒状端部を有し、前記弾性リングが、
前記台形断面形状の環状空間内にて、前記外側部材内壁
面と、パツキンリングの前記テーパ面及び前記縮径平行
筒状端部外周面と、前記トップアダプタリングの端面と
によって圧縮されているものである。

［作用］ 本発明においては、パツキンリングが外側部材の内壁面
と前記トップアダプタリングとの間で台形断面形状の環
状空間を形成すべくトップアダプタリング側の端面へ向
って縮径する外周テーパ面と該テーパ面の縮径側先端に
連なる縮径平行筒状端部を有し、弾性リングが、前記台
形断面形状の環状空間内にて、前記外側部材内壁面と、
前記パツキンリングのテーパ面及び前記縮径平行筒状端
部外周面と、前記トップアダプタリングの端面とによっ
て圧縮されているため、前記弾性リングが前記パツキン
リングと前記トップアダプタリング間に咬み込まれ難い
と共に、前記トップアダプタリングの縮径平行筒状端部
が容易に内側へ押圧されてめんあつが確保されるのでシ
ール性が高くなる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

図において、従来例と同一の符号は同一部を示しており
、その部分の説明は省略する。

６ａは台形断面形状の環状空間１０ａに配置された断面
略五角形状の弾性リング、７ａは外周テーパ面７１の縮
径側先端に内側部材の内周面と平行な縮径筒状端部７３
を一体に有するパツキンリングである。

パツキンリング７ａは、前記トップアダプタリング５と
パツキン箱３内面との間で台形断面形状の環状空間１０
ａを形成すべく外周所定長さにわたって先端方向にテー
パ面７１を有すると共に、その縮径側先端に連なって縮
径平行筒状端部７３を一体に有しており、逆に弾性リン
グ６ａは合成ゴム、天然ゴム等の復元力を有する部材よ
りなる断面五角形状のリングで形成され、しかもパツキ
ンリング７ａの縮径平行筒状端部７３の外周面に接する
面の寸法は、縮径平行筒状端部７３の長さと同値か、よ
り短く構成されている。

弾性リング６ａを嵌合したとき、該環状空間１０ａを形
成するパツキン箱３の各内面及びパツキンリング７ａの
テーパ面７１と縮径平行筒状端部７３の外周面にそれぞ
れ密着状に面接触する３つの当接面がそれぞれ全周に互
って確実にかつ充分確保されることが重要であり、図示
の好適な例では、弾性リング６ａのパツキンリング７ａ
との当接面は、パツキンリング７ａのテーパ面７１と対
応する形状の斜面部及びパツキンリング７ａの縮径平行
筒状端部７３の外周面と対応する形状の円筒内面部で形
成され、また高圧側端面の外周縁部は鋭角断面に形成さ
れている。

勿論弾性リング６ａの形状は上記断面五角形状のものに
限定されず、第２図の６ｂに示されるような断面略円形
状のもの又は断面略三角形状に近いもの等種々変形可能
であり、その時、パツキンリング７ａの縮径平行筒状端
部７３の外周面に接する面の寸法が、縮径平行筒状端部
７３の長さと同値か、より短く構成されていればよい。

このような構成において、初期シール時には、パツキン
箱３、トップアダプタリング５およびパツキンリング７
ａによって形成された台形断面形状の環状空間１０ａ内
に嵌装された弾性リング６ａは圧縮された状態にある。

その結果、弾性リング６ａの復元力は全周に作用し、各
当接面はパツキンリング７ａにより全周で密着状態とさ
れる。

パツキン箱３およびトップアダプタリング５は剛性の材
料で形成されているためそれ以上変形することがなく、
従って弾性リング６ａの復元力はパツキンリング７ａを
変形せしめるように作用する。

ところが、パツキンリング７ａは外周をパツキン箱３内
面、一方の端部をバックアップリング８によって拘束さ
れており、しかも形状的にも弾性リング６ａの復元力が
パツキンリング７ａの特に縮径平行筒状端部７３を内側
部材１に押圧するように変形させるものである。

かくしてパツキンリング７ａは、テーパ面７１および縮
径平行筒状端部７３での押圧により、内側部材１との間
に接面圧力を生じ、またパツキンリング７ａは弾性リン
グ６ａに密着してシールすると共に、弾性リング６ａは
パッキン箱３内面に密着することによって初期シールが
達成される。

さらに、第１図において高圧室４の流体圧が上昇すると
、パッキン箱３内のトップアダプタリング５は高圧室４
の流体圧によって図の左方向へ押され、トップアダプタ
リング５はさらに環状空間１０ａ内の弾性リング６ａを
楔状に押し付ける。

しかし、パツキンリング７ａはテーパ面７１を持つため
、高圧室４の流体圧によって押圧されたトップアダプタ
リング５は弾性リング６ａと共にパツキンリング７ａを
も押圧する。これにより、弾性リング６ａは以前よりも
さらにパツキンリング７ａのテーパ面７１および縮径平
行筒状端部７３で内側部材１に押し付け、これらの間で
接面圧力として作用することとなり、弾性リング６ａは
パッキン箱３内面に更に強く押し付けられたシールを成
すと同時に、縮径平行筒状端部７３の存在により弾性リ
ング６ａがトップアダプタリング５とパツキンリング７
ａの間に咬み込まれ難くなる。

この結果、本発明のシールを用いることで、所期シール
の問題をなくすと共に、シール寿命時間を１．５〜３倍
に成し得た。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したとおり、弾性リングがパツキンリ
ングとトップアダプタリングに咬み込まれ難く、パツキ
ンリングのテーパ面でのシールに加えて縮径平行筒状端
部でのシールが存在するため、シール性が高く、初期シ
ールでの弾性リングとトップアダプタリングに加える圧
縮力が小さくなるため弾性リングおよびパツキンリング
の寿命が長いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は別の実施例の構成を示す断面図、第３図は従来のパツ
キン部の構成を示す断面図、第４図は高圧側に圧力が加
わった時の封止部の断面図である。 図において、５はトップアダプタリング、６ａ・６ｂは
弾性リング、７ａはパツキンリング、７１はテーパ面、
７３は縮径平行筒状端部、１０ａは環状空間である。 なお、図において同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 相対移動する外側部材と内側部材からなる二部材間に形
   成された環状間隙を封止して高圧部と低圧部とを仕切る
   ために、前記環状間隙内に、剛性のトップアダプタリン
   グ、弾性リング、該リング圧縮用のパッキンリング、該
   パッキンリングよりも高い降伏強度を有するバックアッ
   プリングを、前記高圧部側から順に配置してなる超高圧
   封止装置において、 前記パッキンリングが、前記外側部材内壁面と前記トッ
   プアダプタリングの端面との間で台形断面形状の環状空
   間を形成すべく前記トップアダプタリング側の端面へ向
   って縮径する外周テーパ面と該テーパ面の縮径側先端に
   連なる縮径平行筒状端部を有し、 前記弾性リングが、前記台形断面形状の環状空間内にて
   、前記外側部材内壁面と、パッキンリングの前記テーパ
   面及び前記縮径平行筒状端部外周面と、前記トップアダ
   プタリングの端面とによって圧縮されていることを特徴
   とする高圧流体封止装置。