JPH11315925A

JPH11315925A - 密封装置

Info

Publication number: JPH11315925A
Application number: JP13607298A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamata; 浩鎌田; Chiyota Ogata; 千代太緒方; Naoto Suetsugu; 直人末次
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: JP3543617B2

Abstract

(57)【要約】【課題】偏心追随性に優れると共に、密封性能を良好
に維持する信頼性の高い密封装置を提供する。【解決手段】取付溝５は側壁面５ａから高圧側Ｈに向
かってハウジング２との間隔が拡がる方向に傾斜するテ
ーパ状溝底部５ｂを有し、この取付溝５内に高圧側Ｈか
ら順にシールリング６とテーパ部となる内周壁面７ｂを
備えたバックアップリング７とを装着する。そして、取
付溝５の側壁面５ａとバックアップリング７の低圧側Ｌ
の端面７ｃとの間に隙間Ｇ１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
インジェクタの配管部等に用いられる密封装置に関し、
特にＯリング等のゴム状弾性材料によるシールリング
と、圧力を受けるシールリングのはみ出しによる損傷を
防止するバックアップリングとを備えた密封装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術に係るシールリングとバックア
ップリングとを備えるこの種の密封装置１０１を図１２
を参照して説明する。

【０００３】図１２はハウジング１０２の内周面１０２
ａと軸１０３の外周面１０３ａとの間の環状隙間１０４
及び環状隙間１０４に設けられた密封装置１０１の要部
の断面構成を説明する図であり、図１２（ａ）は低圧側
Ｌと高圧側Ｈとの間に圧力差が存在しない状態、図１２
（ｂ）は使用時等において高圧側Ｈから圧力Ｐ１が付与
されている状態、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）において
軸１０３の偏心が発生した状態をそれぞれ示している。

【０００４】密封装置１０１は、軸１０３の外周面に設
けられた環状の取付溝１０５と、この取付溝１０５の内
部に装着されるゴム状弾性材料によるシールリング１０
６及びシールリング１０６よりも環状隙間１０４の低圧
側Ｌに装着される樹脂材料によるバックアップリング１
０７を備えて構成されている。

【０００５】取付溝１０５は、低圧側Ｌの側壁面１０５
ａからハウジング１０２の内周面１０２ａとの間隔が高
圧側Ｈに向かって拡がる方向に傾斜するテーパ状溝底部
１０５ｂ、テーパ状溝底部１０５ｂの高圧側Ｈの端部か
ら高圧側Ｈに向かってハウジング１０２の内周面１０２
ａと平行となる平行溝底部１０５ｃ、平行溝底部１０５
ｃの高圧側Ｈの端部に接続する高圧側Ｈの側壁面１０５
ｄを備えた構成となっている。

【０００６】シールリング１０６は、圧縮されていない
状態では円形断面を備えたＯリングであり、取付溝１０
５に装着された状態では、ハウジング１０２の内周面１
０２ａと平行溝底部１０５ｃとにより径方向及び軸方向
（密封流体の圧力により）に圧縮され、その弾性反発力
によって内外周の接触面圧を得て、環状隙間１０４を低
圧側Ｌと高圧側Ｈとに分割している。

【０００７】バックアップリング１０７は円筒形状を呈
しており、ラジアル方向に切断した形状（図１２に示さ
れる形状）において、外周壁面１０７ａはハウジング１
０２の内周面１０２ａに平行な摺接面となり、テーパ状
溝底部１０５ｂに対向する内周壁面１０７ｂはテーパ状
溝底部１０５ｂとほぼ同じ角度のテーパ状の摺接面とな
っている。

【０００８】また、バックアップリング１０７の低圧側
Ｌ及び高圧側の端面１０７ｃ，１０７ｄは、それぞれ軸
方向に直交する平面と平行となるように構成されてい
る。

【０００９】そして、使用時等において高圧側Ｈから圧
力Ｐ１が付与されると、シールリング１０６は圧力Ｐ１
により発生する低圧側Ｌへの軸方向荷重により押圧さ
れ、図１２（ａ）から図１２（ｂ）に示される状態とな
る。

【００１０】すなわち、低圧側Ｌへの軸方向荷重により
バックアップリング１０７の内周壁面１０７ｂがテーパ
状溝底部１０５ｂに圧着するように当接し、その径方向
分力によってバックアップリング１０７が主として弾性
変形により径方向外方に拡径することで、外周壁面１０
７ａがハウジング１０２の内周面１０２ａに、内周壁面
１０７ｂがテーパ状溝底部１０５ｂに、それぞれ密着し
て隙間が埋められ、シールリング１０６の低圧側Ｌへの
はみ出しが防止されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の構成による密封装置１０１では、バックアップリ
ング１０７の低圧側Ｌへの移動が取付溝１０５の側壁面
１０５ａにより規制されるため、図１２（ｃ）に示され
るように軸１０３の偏心が大きい場合に、バックアップ
リング１０７の外周壁面１０７ａ及び内周壁面１０７ｂ
に隙間Ｇ１，Ｇ２が発生し、Ｏリング１０６のはみ出し
（１０６ａ，１０６ｂ部）が発生する恐れがある。

【００１２】従来技術においては側壁面１０５ａとＯリ
ング１０６による圧縮方向の押圧力によるバックアップ
リング１０７の弾性変形により、軸１０３の偏心に対し
て追随させようとする設計思想に基づき、バックアップ
リング１０７の低圧側Ｌの端面１０７ｃの径方向寸法
を、偏心していない場合の取付溝１０５の側壁面１０５
ａの底からハウジング１０２の内周面１０２ａまでの間
隔Ｈ₀ とほぼ等しく設定している（図１２（ｂ）参
照）。

【００１３】従って、図１２（ｃ）のような大きな偏心
が発生し、Ｈ₁ ＞Ｈ₀ となった場合には、対応すること
が困難となってしまう。

【００１４】また、特に高圧の流体を密封する場合にお
いては、従来と同じ偏心量であってもＯリング１０６の
はみ出しが顕著になることも考えられ、このような問題
の発生を防止することが望まれていた。

【００１５】一方、Ｏリング１０６は、密封流体の種類
によっては膨潤して高圧側Ｈの側壁面１０５ｄに当接
し、さらには側壁面１０５ｄの角部１０５ｅ（図１２
（ａ）参照）とハウジング１０２の内周面１０２ａとの
間の隙間にかみ込まれ、損傷してしまうという問題もあ
った。

【００１６】これは、取付溝１０５にバックアップリン
グ１０７やシールリング１０６を嵌め込む際に、軸１０
３の外周面１０３ａよりも大きく拡径しなければなら
ず、組立性を考慮して高圧側の外周面１０３ａの高さを
低くした場合等においてより顕著となっている。

【００１７】また、同じような損傷の発生要因として
は、ハウジング１０２と軸１０３が軸方向に相対移動
（シリンダとピストンの関係）する場合や、密封流体が
脈動する場合等においても考慮すべき問題の一つであ
る。

【００１８】本発明は上記従来技術における課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
シールリングの損傷を防止することができ、かつ偏心追
随性に優れ密封性能を良好に維持可能する信頼性の高い
密封装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、軸孔とこの軸孔に挿通される軸の
間の環状隙間に備えられるものであり、軸孔あるいは軸
のいずれか一方の部材に設けられ、低圧側の側壁面から
他方の部材との間隔が高圧側に向かって拡がる方向に傾
斜するテーパ状溝底部を有する環状の取付溝と、前記取
付溝内に装着されるゴム状弾性材料によるシールリング
と、前記取付溝のテーパ状溝底部に対向する周面に該テ
ーパ状溝底部に対応するテーパ部を備えると共に、前記
取付溝内においてシールリングよりも低圧側に装着され
るバックアップリングと、を備えた密封装置において、
高圧側からの圧力が作用した際に前記取付溝の低圧側の
側壁面とバックアップリングの低圧側の端部との間に隙
間を備えることを特徴とする。

【００２０】この構成によると、バックアップリングは
シールリングを介して高圧側からの圧力により低圧側へ
と押圧される。押圧によりバックアップリングのテーパ
部は取付溝のテーパ状溝底部に当接し、その際に発生す
る径方向分力によりテーパ状溝底部と反対側のバックア
ップリング周面と他方の部材の周面との間に隙間が発生
することが防止される。

【００２１】取付溝の低圧側の側壁面とバックアップリ
ングの低圧側の端部との間に備えられた隙間は、バック
アップリングの低圧側への所定量の移動を可能とする。
そして、取付溝のテーパ状溝底部に沿って移動するバッ
クアップリングは、他方の部材の周面との間隔が狭くな
るので、テーパ状溝底部と反対側のバックアップリング
の周面と他方の部材の周面との間に隙間は発生しない。
従って、シールリングがバックアップリング側に押圧さ
れても隙間からはみ出すことはない。

【００２２】前記バックアップリングの低圧側の端部の
肉厚は、前記取付溝の低圧側の側壁面におけるテーパ状
溝底部から他方の部材の周面との間隔よりも大きく設定
されることも好適である。

【００２３】この構成によると、バックアップリングが
取付溝の低圧側の側壁面と当接するまで低圧側へ移動
し、それ以上の低圧側への移動が規制された場合におい
ても、テーパ状溝底部と反対側のバックアップリングの
周面と他方の部材の周面との隙間は発生しない。

【００２４】さらに、前記バックアップリングの低圧側
の端部の肉厚は、偏心時における前記取付溝の低圧側の
側壁面におけるテーパ状溝底部から他方の部材の周面と
の最大間隔と等しいか該間隔よりも大きく設定されるこ
とも好適である。

【００２５】この構成によると、軸孔と軸が偏心した場
合においても、テーパ状溝底部と反対側のバックアップ
リングの周面と他方の部材の周面との隙間は発生しな
い。

【００２６】また、バックアップリングは、前記テーパ
部にバックアップリング高圧側壁面の肉厚が前記バック
アップリング高圧側壁面に対応する二部材間の隙間より
も大きく、嵌合時に圧縮されるつぶし代を設けたことも
好適である。

【００２７】これによると、バックアップリングのテー
パ部に張り出して設けられたつぶし代により、バックア
ップリングに径方向に拡径するように変形する拡張力が
備わり、偏心による隙間が発生しても、追随してそれを
埋め密封性を維持する。

【００２８】また、前記バックアップリングは、一部が
切断された有端リング状であり、組込み時には他方の部
材との間に隙間が形成され、使用状態における圧力作用
時には切断部が拡がり、一方の部材及び他方の部材との
間の隙間を埋めることも好適である。

【００２９】これによって、バックアップリングを取付
溝の中に容易に装着することができ、組立性を向上させ
ることができる。また、圧力作用時にバックアップリン
グの切断部が拡がることにより、バックアップリングは
取付溝のテーパ状溝底部を低圧側に向かって摺動し易く
なり、組込み時に有するバックアップリングと他方の部
材との間の隙間をより確実に埋めることが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して本発明の実
施の形態に係る密封装置について説明する。図１は本発
明の実施の形態に係る密封装置１の要部を破断断面とし
た構成説明図であり、図２は密封装置１に高圧側Ｈから
密封流体の圧力Ｐ１が付与された状態、図３及び図４は
密封流体の圧力Ｐ１が付与されると共に、軸３の偏心を
伴う状態をそれぞれ示している。

【００３１】密封装置１の概略構成としては、軸３の外
周面に設けられた環状の取付溝５と、この取付溝５の内
部に装着されるゴム状弾性材料によるシールリング６及
びシールリング６よりも環状隙間４の低圧側Ｌに装着さ
れる樹脂材料によるバックアップリング７を備えて構成
されている。

【００３２】取付溝５は、低圧側Ｌの側壁面５ａからハ
ウジング２の内周面２ａとの間隔が高圧側Ｈに向かって
拡がる方向に傾斜するテーパ状溝底部５ｂ、テーパ状溝
底部５ｂの高圧側Ｈの端部から高圧側Ｈに向かってハウ
ジング２の内周面２ａと平行となる平行溝底部５ｃ、平
行溝底部５ｃの高圧側Ｈの端部に接続する高圧側Ｈの側
壁面５ｄを備えた構成となっている。

【００３３】シールリング６は、圧縮されていない状態
では円形断面を備えたＯリング状であり、取付溝５に装
着された状態では、ハウジング２の内周面２ａと平行溝
底部５ｃとにより径方向に圧縮され、その弾性反発力に
よって内外周の接触面圧を得て、環状隙間４を低圧側Ｌ
と高圧側Ｈとに分割密封している。

【００３４】バックアップリング７は円筒形状を呈して
おり、ラジアル方向に切断した形状（図１２に示される
形状）において、外周壁面７ａはハウジング２の内周面
２ａに平行な摺接面となり、テーパ状溝底部５ｂに対向
するテーパ部としての内周壁面７ｂはテーパ状溝底部５
ｂとほぼ同じ傾斜角度を有するテーパ状の摺接面となっ
ている。

【００３５】また、バックアップリング７の低圧側Ｌ及
び高圧側の端面７ｃ，７ｄは、それぞれ軸方向に直交す
る平面と平行となるように構成されており、かつ取付溝
５の低圧側Ｌの側壁面５ａと端面７ｃとの間に所定の隙
間Ｇ１が備えられている。

【００３６】この隙間Ｇ１は、バックアップリング７の
低圧側Ｌの端部としての端面７ｃの径方向の寸法である
肉厚Ｗ２が取付溝５の低圧側Ｌの側壁面５ａにおけるテ
ーパ状溝底部５ｂからハウジング２の内周面２ａとの間
隔Ｗ１よりも大きく設定されていることにより、バック
アップリング７が隙間Ｇ１分だけ高圧側Ｈに位置するこ
とにより形成されている。

【００３７】尚、図１における密封装置１の状態は、低
圧側Ｌと高圧側Ｈとの間には圧力差は発生しておらず、
軸３のハウジング２に対する偏心も発生していない状態
として示されている。また、図１における間隔Ｗ１及び
肉厚Ｗ２の値は、寸法公差や偏心による影響を受けてい
ない状態において比較している。

【００３８】従って、図１においてはシールリング６に
よるバックアップリング７の低圧側Ｌ方向への大きな押
圧力は発生していないが、軽く低圧側Ｌに押し付けるこ
とによりバックアップリング７の外周壁面７ａはハウジ
ング２の内周面２ａに、内周壁面７ｂはテーパ状溝底部
５ｂにそれぞれ同時に当接可能となっている。

【００３９】図２は、このような構成の密封装置１の高
圧側Ｈに密封流体の圧力Ｐ１が付与された状態を示して
おり、バックアップリング７はシールリング６を介して
高圧側Ｈからの圧力Ｐ１により低圧側Ｌへと押圧され
る。押圧によりバックアップリング７の内周壁面７ｂは
取付溝５のテーパ状溝底部５ｂに当接し、その際に発生
する径方向分力によりテーパ状溝底部５ｂと反対側のバ
ックアップリング７の外周壁面７ａとハウジング２の内
周面２ａは密着して隙間の発生は防止される。

【００４０】そして、取付溝５の低圧側Ｌの側壁面５ａ
とバックアップリング７の低圧側Ｌとの間に備えられた
隙間Ｇ１は、バックアップリング７の低圧側ｌへの所定
量の移動を可能とする。

【００４１】バックアップリング７は取付溝５のテーパ
状溝底部５ｂに沿ってハウジング２に接近する方向に移
動するので、その外周壁面７ａとハウジング２の内周面
２ａとの間に隙間が発生することをより確実に防止す
る。

【００４２】従って、シールリング６がバックアップリ
ング７側に押圧されても隙間からはみ出すことはない。

【００４３】尚、バックアップリング７はこの実施の形
態では樹脂材料（例えばＰＴＦＥ等）によるものなの
で、２点鎖線で示されるような圧力による弾性変形やク
リープ変形が発生することも考えられるが、隙間Ｇ１が
存在することによりテーパ状溝底部５ｂとの間で発生す
る径方向分力は失われず、外周壁面７ａとハウジング２
の内周面２ａとの間に隙間は発生しない。

【００４４】また、バックアップリング７は、一部がバ
イアスカットされた有端リング状であり、組込み時には
ハウジング２の内周面２ａとバックアップリング７の外
周壁面７ａとの間に隙間が形成され、使用状態における
圧力作用時には切断部（バイアスカット部）が拡がり、
ハウジング２の内周面２ａとバックアップリング７の外
周壁面７ａの間の隙間を埋めることも好適である。

【００４５】切断部の形状は、バックアップリング７が
圧力が作用した際に弾性変形が比較的大きい材料であれ
ば、バイアスカットがなくても良いが、このカットを設
けることによって拡径が容易で、一層の効果を望める。

【００４６】図３及び図４は密封流体の圧力Ｐ１が付与
されると共に、軸３に偏心が発生している状態がそれぞ
れ示されている。尚、図３よりも図４のほうが偏心量が
大きい状態である。図３と図４の関係は、それぞれ最大
最小の隙間関係を表わしているが、図１において偏心が
発生した場合においては、実線側（図１において上側）
が図３に対応し、破線側（図１において下側）が図４に
対応するような関係にもなっている。

【００４７】偏心が発生すると、取付溝５の低圧側Ｌの
側壁面５ａにおけるテーパ状溝底部５ｂからハウジング
２の内周面２ａとの間隔が図１のＷ１よりも大きなＷ１
Ａとなる部分が発生するが、隙間Ｇ１があることによ
り、バックアップリング７はシールリング６により押圧
されているので低圧側Ｌへと移動する。この時、隙間Ｇ
２の間隔は、隙間Ｇ１よりも小さくなっている。

【００４８】図４は、軸３が最も大きく偏心した状態で
あり、取付溝５の低圧側Ｌの側壁面５ａとバックアップ
リング７の端面７ｃが当接するまで、バックアップリン
グ７が低圧側Ｌに移動している。この状態においても、
外周壁面７ａとハウジング２の内周面２ａとの間に隙間
を発生させないために、バックアップリング７の端面７
ｃの肉厚Ｗ２は、偏心時における間隔Ｗ１Ｂと等しい
か、それよりも大きく（Ｗ２≧Ｗ１Ｂ）設定することに
より、バックアップリング７が隙間Ｇ１分移動して側壁
面５ａに当接した状態となっても、その外周壁面７ａと
ハウジング２の内周面２ａとの間に隙間を発生させない
ようにすることが可能となる。

【００４９】従って、取付溝５の低圧側Ｌの側壁面５ａ
とバックアップリング７の端面７ｃの間に備えられた隙
間Ｇ１により、バックアップリング７の低圧側ｌへの所
定量の移動が可能となり、偏心追随性が向上し、外周壁
面７ａとハウジング２の内周面２ａとの間に隙間が発生
することが防止される。

【００５０】シールリング６はバックアップリング７側
に押圧されても隙間からはみ出すことはなく、密封性能
を良好に維持することが可能となり信頼性を高めること
が可能となる。

【００５１】尚、この密封装置１は、ハウジング２と軸
３が互いに相対回転あるいは往復移動自在に組み付けら
れた運動用の密封装置であってもよいし、またハウジン
グ２と軸３が静止状態に組み付けられる固定用の密封装
置であってもよい。

【００５２】運動用の密封装置の場合には運動時の軸偏
心に対応可能となり、固定部のシールとして用いる場合
には組み付け時の軸偏心に対応可能となる。

【００５３】（実施の形態２）図５は本発明の第２の実
施の形態に係る密封装置を示している。

【００５４】すなわち、この密封装置２１は、所定の環
状隙間２２を介して互いに同心的に組み付けられた２部
材としての軸２３とハウジング２４間をシールするもの
で、軸２３外周に設けられた環状の取付溝２５内に装着
されるゴム状弾性体製のシールリング２６と、このシー
ルリング２６を隔てて軸方向低圧側の溝側面とシールリ
ング２６間に配置される樹脂製のバックアップリング２
７とを備えた構成となっている。

【００５５】シールリング２６はＯリング等のリング状
のスクィーズパッキンで、自由状態では内径が取付溝２
５の溝内径よりも小径で、外径がハウジング２４の内径
よりも大径に設定された円形断面を備えたもので、組付
時にハウジング２４内周面と取付溝２５の円筒状溝底部
２５ａとによって径方向に圧縮され、その弾性反発力に
よって内外周の接触面圧を得ている。

【００５６】バックアップリング２７は断面略台形状の
リング状部材で、外周面が軸方向と平行の円筒面で、そ
の外径がハウジング２４内径とほぼ等しく、摺接する。

【００５７】また、その両側面は軸方向に直交する互い
に平行となる直交面によって構成されており、バックア
ップリング２７の高圧側Ｈの側面はシールリング２６と
接触し、また、バックアップリング２７の低圧側Ｌの側
面は取付溝２５の低圧側Ｌ壁面に接触して軸方向荷重を
支持する。

【００５８】そして、このバックアップリング２７の溝
底側の周面である内周面には、低圧側Ｌに向かって徐々
にハウジング２４の内周面との間隔が狭まる方向に傾斜
する円錐台状の内径テーパ部２７ａが設けられている。

【００５９】一方、取付溝２５の、バックアップリング
２７に対応する溝底部分にはバックアップリング２７の
内径テーパ部２７ａに対応する円錐台状のテーパ状溝底
部２５ｂが設けられている。

【００６０】この内径テーパ部２７ａのテーパ角度θ₁
とテーパ状溝底部２５ｂのテーパ角度θ₂ とは、 θ₁ ＞θ₂ と設定されている。

【００６１】即ち、自由状態では、バックアップリング
２７の低圧側Ｌの肉厚Ｗ３は低圧側Ｌのハウジング２４
の内周面から溝内側面２５ｃの底部までの間隔と略等
く、バックアップリング２７の高圧側Ｈの肉厚Ｗ４は高
圧側Ｈのハウジング２４の内側面から円筒状溝底部２５
ａまでの間隔Ｄ₁ より大きく、組み込まれる際に圧縮さ
れるつぶし代２８（図５において斜線により示されてい
る部分）が設けられている。

【００６２】そして、バックアップリング２７はハウジ
ング２４と取付溝２５の間に圧縮されて組み込まれる。

【００６３】尚、このバックアップリング２７は装着で
きれば無端リング状であってもよいし、一部切断した有
端リング状の構成としてもよい。切断方向は図示しない
が、周方向に対して斜めに切断するバイアスカットでも
よいし、周方向に対して直角に切断してもよいし、他の
切断方法を採用してもよい。

【００６４】上記の構成に高圧側Ｈから流体圧が付与さ
れると、シールリング２６が低圧側Ｌに押され、このシ
ールリング２６によってバックアップリング２７が低圧
側Ｌに押圧される。

【００６５】バックアップリング２７の作用する軸方向
荷重は最終的に取付溝２５の低圧側の溝内側面２５ｃに
よって支持される。この場合では、バックアップリング
２７は、高圧側Ｈの肉厚Ｗ４に設けられたつぶし代２８
が圧縮された状態になっている。

【００６６】従って、シールリング２６がバックアップ
リング２７側に押圧されても隙間が発生することはな
い。

【００６７】図６には、流体圧力が付与されると共に、
軸２３に偏心が発生している状態を示している。

【００６８】偏心により、ハウジング２４と軸２３との
間隔が大きくなる部分が発生すると、バックアップリン
グ２７は圧縮状態にあったつぶし代２８が径方向に拡径
するように弾性変形して大きくなった間隔を埋め、バッ
クアップリング２７外周部とハウジング２４間、及びバ
ックアップリング２７内周部と軸２３間に隙間が生じる
ことを防ぐ。

【００６９】従って、内径テーパ部２７ａのつぶし代２
８が常にバックアップリング２７の内外径部の隙間が埋
められた状態に維持でき，耐偏心追従性が向上し、シー
ルリング２６のはみ出しが防止され、シールリングの破
損を防ぐことができる。

【００７０】尚、この密封装置２１は、軸２３とハウジ
ング２４間が、互いに相対回転あるいは往復移動自在に
組み付けられた運動用シールであってもよいし、また、
軸２３とハウジング２４間が静止状態に組み付けられた
固定部のシールであってもよい。

【００７１】運動用シールの場合には運動時の軸偏心に
対応できるし、固定部のシールとして用いる場合には組
み付け時の軸偏心に対応できる。

【００７２】また、つぶし代２８の厚みは偏心時でも隙
間ができない厚み、或は若干のつぶしを持つような厚み
に設定する。そして、高圧側Ｈのつぶし代を大きく設定
することにより、バックアップリング２７の内径テーパ
部２７ａとテーパ状溝底部２５ｂ及び同様にバックアッ
プリング２７の外周面とハウジング２４の内周面の接触
面における面圧分布を高圧側Ｈに変移させ（高圧側Ｈに
面圧分布のピークが位置する）、高圧側Ｈからの圧力に
対してより良好な耐圧性を発揮させることができる。

【００７３】更に、つぶし代２８は内径テーパ部２７ａ
のテーパ角度θ₁ ＞テーパ状溝底部２５ｂのテーパ角度
θ₂ となるようなテーパ角度に設定するのではなく、そ
れぞれのテーパ角度が略等しく内径テーパ部２７ａの高
圧側が径方向最大となるつぶし代を設ける構成であって
もよい。

【００７４】（実施の形態３）図７は本発明の第３の実
施の形態に係る密封装置３１を示している。図７（ａ）
は密封装置３１に負荷が加わっていないの組立初期状態
を示し、図７（ｂ）はシールリング６の膨潤や往復動の
際の高圧側Ｈへの移動が発生した状態を示している。

【００７５】図７（ａ）の密封装置３１において，第１
の実施の形態で説明した密封装置１と同じ構成には同じ
符号を付し、その説明を省略する。

【００７６】この密封装置３１の特徴的な構成は、シー
ルリング６及びバックアップリング７を取付溝５に嵌め
込む際の作業性を向上し、かつそれらの過度の変形を抑
えるために、高圧側Ｈの側壁面５ｄの高さが低く設定
（軸３の端部３ａの直径を小さく）されている。従っ
て、環状隙間４が大きく設定されている。

【００７７】また、シールリング６と側壁面５ｄの間に
第２のバックアップリング３２を備えている。

【００７８】この第２のバックアップリング３２はバッ
クアップリング７とは異なり、高圧の密封流体により変
形するシールリング６を支持するものではなくそれ程の
強度を必要としないが、シールリング６の膨潤や往復動
の際の高圧側Ｈへの移動による加圧力により撓むことが
ないように、材料強度や板圧が設定されている。

【００７９】例えば、概略平ワッシャ形状のカット部を
有した軟質樹脂材料の比較的柔らかくて延性のある材
料、例えば、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等を用
いた環状部材である。尚、取付溝５に装着可能であれ
ば、カット部は不要である。

【００８０】このように構成することで、組立性を考慮
して環状隙間４が大きく設定されても密封装置３１は、
シールリング６の膨潤や往復動の際の高圧側Ｈへの移動
に対し、第２のバックアップリング３２がシールリング
６を支持することになり、シールリング６の環状隙間４
へのかみ込みによる損傷を防止することができる。

【００８１】尚、低圧側Ｌにおけるシールリング６とバ
ックアップリング７の作用は、第１の実施の形態と同様
である。

【００８２】また、この図７の密封装置３１と図１２
（ａ）の従来の密封装置（高圧側の外周面１０３ａを破
線で示される外周面１０３ａＬまで縮径して環状隙間１
０４を大きくしたもの）とを比べて浸漬試験（Ｆｕｅｌ
Ｄ＋ＭＴＢＥ７％，１２０℃×３００ｈ）を行った結果
では、従来の密封装置が６個中４個のシールリングに破
損が生じていたのに対し、本実施の形態の密封装置は６
個全て破損せず、破損対策効果が大きい。

【００８３】このように第２のバックアップリング３２
を高圧側Ｈに配置することによって、シールリング６の
膨潤等によっても高圧側Ｈへのはみ出しを防止する。結
果的に高圧側Ｈの側壁面５ｄ角に当接することによる破
損を防止する。

【００８４】また、高圧側Ｈの側壁面５ｄを低く形成で
きるため、第２のバックアップリング３２のみならずシ
ールリング６やバックアップリング７は装着や脱着等の
際に大きく拡径されず変形が防止され、また、密封装置
３１の組立作業性も向上する。

【００８５】さらに、脈動圧に対し、シールリング６が
取付溝５から高圧側Ｈへ抜け出ることを防止する。

【００８６】尚、本実施の形態は流体浸漬による膨潤と
したが、シールリング６が膨潤する場合であればよく、
その原因は流体浸漬に限るものではない。

【００８７】（実施の形態４）図８には、本発明の第４
の実施の形態として、高圧側Ｈに配置される第２のバッ
クアップリング３２の取り付け部の構成が示されてい
る。

【００８８】以下の説明では第３の実施の形態と異なる
構成のみを説明するものとし、同一の構成部分について
は同一の符号を付してその説明を省略するものとする。

【００８９】図８における密封装置４１において、その
軸３は、取付溝５の高圧側Ｈの側壁面がないものであ
り、側壁面の代わりに軸３の高圧側Ｈの端部に独立した
固定リング４２を備えた構成である。固定リング４２
は、軸３に形成された溝３ｂに嵌合されている。

【００９０】このようにすれば、シールリング６のはみ
出し（低圧側Ｌ及び高圧側Ｈ）は第３の実施の形態と同
様に防止でき、装着や脱着時においてバックアップリン
グ７，シールリング６，バックアップリング３２等のリ
ング径を装着時に拡張する必要がなく変形が防止され、
また、密封装置４１の組立作業性も向上する。

【００９１】即ち、軸３の外径と略等しい径の取付溝５
に直接挿入することができ、各リングの変形防止や組立
作業性を向上することができる。

【００９２】尚、外径側のハウジング２側に取付溝が設
けられ、その溝に固定される固定リングによりバックア
ップリング３２の高圧側Ｈにおける抜け防止を行なうこ
とも可能である。

【００９３】（実施の形態５）図９には、本発明の第５
の実施の形態として、密封装置５１の高圧側Ｈに配置さ
れる第２のバックアップリング３２の取り付け部の構成
が示されている。

【００９４】図９の密封装置５１では、ワッシャ状の固
定リング５２をネジ５３により軸３に固定している構成
である。その他の構成及び作用／効果は第４の実施の形
態と同様である。

【００９５】（実施の形態６）図１０には、本発明の第
６の実施の形態として、密封装置６１の高圧側Ｈに配置
される第２のバックアップリング６２の取り付け部の構
成が示されている。

【００９６】第２のバックアップリング６２は、それ自
体で軸３に取り付けられる構成である。

【００９７】軸３は、第４の実施の形態と同様に、取付
溝５の高圧側Ｈの側壁面がないものであり、側壁面の代
わりに軸３の高圧側Ｈの端部にバックアップリング６２
が、軸３に形成された溝３ｂに嵌合されている。

【００９８】従って、シールリング６の膨潤や往復動の
際の高圧側Ｈへの移動に対し、第２のバックアップリン
グ６２自体がシールリング６を支持するので、取り付け
強度や撓み強度等十分配慮する必要がある。

【００９９】尚、バックアップリング６２の強度が必要
な場合には、より硬い硬質樹脂材料や金属材料を使用す
ることも可能である。また、バックアップリング６２と
してＣ形止め輪を用いることもできる。

【０１００】このようにすれば、シールリング６のはみ
出し（低圧側Ｌ及び高圧側Ｈ）は第３の実施の形態と同
様に防止でき、装着や脱着時においてバックアップリン
グ７，シールリング６等のリング径を装着時に拡張する
必要がなく変形が防止され、また、密封装置６１の組立
作業性も向上する。

【０１０１】（実施の形態７）図１１には、本発明の第
７の実施の形態として、密封装置７１の高圧側Ｈに配置
される第２のバックアップリング７２の取り付け部の構
成が示されている。

【０１０２】図１１の密封装置７１では、ワッシャ状の
第２のバックアップリング７２をネジ７３により軸３に
固定している構成である。その他の構成及び作用／効果
は第６の実施の形態と同様である。

【０１０３】

【発明の効果】上記発明の詳細な説明に記載されたよう
に、シールリングの損傷を防止することができ、かつ偏
心追随性に優れ密封性能を良好に維持可能する信頼性の
高い密封装置が得られる。

【０１０４】バックアップリングの低圧側の端部の肉厚
を規定することにより、バックアップリングが取付溝の
低圧側の側壁面と当接するまで低圧側へ移動し、それ以
上の低圧側への移動が規制された場合においても、バッ
クアップリングの周面と他方の部材の周面との隙間の発
生を防止してシールリングの破損がより確実に防止され
る。

【０１０５】さらに、バックアップリングの低圧側の端
部の肉厚を偏心を考慮して規定することにより、大きな
偏心の発生があっても、密封性能を良好に維持すること
が可能である。

【０１０６】バックアップリングに嵌合時に圧縮される
つぶし代を設けることにより、バックアップリングに径
方向に拡径するように変形する拡張力が備わり、偏心に
よる隙間が発生しても、追随してそれを埋め密封性が維
持可能となる。

【０１０７】一部が切断された有端リング状のバックア
ップリングを適用することにより、バックアップリング
を取付溝の中に容易に装着することができ、組立性を向
上させることができる。また、圧力作用時にバックアッ
プリングの切断部が拡がることにより、バックアップリ
ングは取付溝のテーパ状溝底部を低圧側に向かって摺動
し易くなり、組込み時に有するバックアップリングと他
方の部材との間の隙間をより確実に埋めることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る密封装
置の要部を断面化した構成説明図。

【図２】図２は密封装置に密封流体の圧力が付与された
状態の説明図。

【図３】図３は密封装置に密封流体の圧力が付与される
と共に、偏心を伴う状態の説明図。

【図４】図４は密封装置に密封流体の圧力が付与される
と共に、偏心を伴う状態の説明図。

【図５】図５は本発明の第２の実施の形態に係る密封装
置の要部を断面化した構成説明図。

【図６】図６は密封装置に密封流体の圧力が付与された
状態の説明図。

【図７】図７は本発明の第３の実施の形態に係る密封装
置の要部を断面化した構成説明図。

【図８】図８は本発明の第４の実施の形態に係る密封装
置の要部を断面化した構成説明図。

【図９】図９は本発明の第５の実施の形態に係る密封装
置の要部を断面化した構成説明図。

【図１０】図１０は本発明の第６の実施の形態に係る密
封装置の要部を断面化した構成説明図。

【図１１】図１１は本発明の第７の実施の形態に係る密
封装置の要部を断面化した構成説明図。

【図１２】図１２は従来技術に係る密封装置の説明図で
ある。

【符号の説明】

１密封装置２ハウジング２ａ内周面３軸３ａ端部３ｂ溝４環状隙間５取付溝５ａ側壁面５ｂテーパ状溝底部５ｃ平行溝底部５ｄ側壁面６シールリング７バックアップリング７ａ外周壁面７ｂ内周壁面７ｃ，７ｄ端面２１密封装置２２環状隙間２３軸２４ハウジング２５取付溝２５ａ円筒状溝底部２５ｂテーパ状溝底部２５ｃ溝内側面２６シールリング２７バックアップリング２８つぶし代３１密封装置３２第２のバックアップリング４１密封装置４２固定リング５１密封装置５２固定リング５３ネジ６１密封装置６２第２のバックアップリング７１密封装置７２第２のバックアップリング７３ネジＧ１，Ｇ２隙間Ｌ低圧側Ｈ高圧側Ｐ１圧力Ｗ１，Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ，Ｈ₀ ，Ｈ₁ ，Ｄ₁ 間隔Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４肉厚 θ₁ ，θ₂ テーパ角度１０１密封装置１０２ハウジング１０２ａ内周面１０３軸１０３ａ外周面１０４環状隙間１０５取付溝１０５ａ側壁面１０５ｂテーパ状溝底部１０５ｃ平行溝底部１０５ｄ側壁面１０６シールリング１０６ａ，１０６ｂはみ出し１０７バックアップリング１０７ａ外周壁面１０７ｂ内周壁面１０７ｃ，１０７ｄ端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸孔とこの軸孔に挿通される軸の間の環
状隙間に備えられるものであり、軸孔あるいは軸のいずれか一方の部材に設けられ、低圧
側の側壁面から他方の部材との間隔が高圧側に向かって
拡がる方向に傾斜するテーパ状溝底部を有する環状の取
付溝と、前記取付溝内に装着されるゴム状弾性材料によるシール
リングと、前記取付溝のテーパ状溝底部に対向する周面に該テーパ
状溝底部に対応するテーパ部を備えると共に、前記取付
溝内においてシールリングよりも低圧側に装着されるバ
ックアップリングと、を備えた密封装置において、高圧側からの圧力が作用した際に前記取付溝の低圧側の
側壁面とバックアップリングの低圧側の端部との間に隙
間を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】前記バックアップリングの低圧側の端部
の肉厚は、前記取付溝の低圧側の側壁面におけるテーパ
状溝底部から他方の部材の周面との間隔よりも大きく設
定されることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】前記バックアップリングの低圧側の端部
の肉厚は、偏心時における前記取付溝の低圧側の側壁面
におけるテーパ状溝底部から他方の部材の周面との最大
間隔と等しいか該間隔よりも大きく設定されることを特
徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】軸孔とこの軸孔に挿通される軸の間の環
状隙間に備えられるものであり、軸孔あるいは軸のいずれか一方の部材に設けられ、低圧
側の側壁面から他方の部材との間隔が高圧側に向かって
拡がる方向に傾斜するテーパ状溝底部を有する環状の取
付溝と、前記取付溝内に装着されるゴム状弾性材料によるシール
リングと、前記取付溝のテーパ状溝底部に対向する周面に該テーパ
状溝底部に対応するテーパ部を備えると共に、前記取付
溝内においてシールリングよりも低圧側に装着されるバ
ックアップリングと、を備えた密封装置において、前記バックアップリングは、前記テーパ部にバックアッ
プリング高圧側壁面の肉厚が前記バックアップリング高
圧側壁面に対応する二部材間の隙間よりも大きく、嵌合
時に圧縮されるつぶし代を設けたことを特徴とする密封
装置。
【請求項５】前記バックアップリングは、一部が切断
された有端リング状であり、組込み時には他方の部材と
の間に隙間が形成され、使用状態における圧力作用時に
は切断部が拡がり、一方の部材及び他方の部材との間の
隙間を埋めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の密封装置。