(57)【要約】  ハウジングに設けられた環状溝への装着作業性の向上を図った密封装置を提供する。  弾性体製のパッキン１１０と、バックアップリング１２０ａと、を備える密封装置１００であって、バックアップリング１２０ａは、パッキン１１０よりも剛性が高く、かつ外周面側が環状の切り欠き部１１４に固定される複数の分割体１２１ａにより構成されると共に、これら複数の分割体１２１ａは、隣り合う分割体１２１ａ同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体１２１ａ同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されていることを特徴とする。
2019181461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記ハウジングに形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝内に装着され、該環状溝の溝底面に密着し、かつ前記軸の外周面に摺動自在に設けられる弾性体製のパッキンと、
前記パッキンにおける密封対象流体側とは反対側かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部に設けられ、前記パッキンの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
を備える密封装置であって、
前記バックアップリングは、
前記パッキンよりも剛性が高く、かつ外周面側が前記環状の切り欠き部に固定される複数の分割体により構成されると共に、
これら複数の分割体は、隣り合う分割体同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記ハウジングに形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝内に装着され、該環状溝の溝底面に密着し、かつ前記軸の外周面に摺動自在に設けられる弾性体製のパッキンと、
前記パッキンにおける密封対象流体側とは反対側かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部に設けられ、前記パッキンの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
を備える密封装置であって、
前記バックアップリングは、
前記パッキンよりも剛性の高いバックアップリング本体と、
前記バックアップリング本体の外周面側に設けられる、可撓性を有する環状薄膜部材と、
から構成されており、
前記バックアップリング本体は、外周面側が前記環状薄膜部材に固定される複数の分割体により構成されると共に、
これら複数の分割体は、隣り合う分割体同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されていることを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップリングを備える密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置として、従来、ゴムやウレタンなどの弾性体により構成されるパッキンが用いられている。パッキン単体で用いた場合には、パッキンにおける密封対象流体側とは反対側の一部が、軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまい、破損してしまう虞がある。そこで、パッキンを介して密封対象流体側とは反対側に、パッキンに隣接させてバックアップリングを配置させることで、パッキンの一部が軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制させる技術が知られている。【０００３】
しかしながら、この技術の場合には、バックアップリングを装着し忘れたり、バックアップリングを、誤ってパッキンよりも密封対象流体側に装着させてしまったりすることがある。これにより、パッキンの耐久寿命が低下してしまうことがある。【０００４】
これに対して、パッキンにおける密封対象流体側とは反対側かつ内周面側に環状の切り欠き部を形成させて、この切り欠き部にバックアップリングを装着させることが考えられる。この場合には、パッキンとバックアップリングが一体化されて、これらを１部品として取り扱うことが可能となる。従って、バックアップリングの装着忘れや、誤装着を防止することができる。【０００５】
しかしながら、バックアップリングは、パッキンに比べて剛性が高いため、パッキンとバックアップリングとを一体化させた密封装置を、ハウジングに設けられた環状溝に装着させる際の作業が困難になるといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０９３７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ハウジングに設けられた環状溝への装着作業性の向上を図った密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。【０００９】
すなわち、本発明の密封装置は、
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記ハウジングに形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝内に装着され、該環状溝の溝底面に密着し、かつ前記軸の外周面に摺動自在に設けられる弾性体製のパッキンと、
前記パッキンにおける密封対象流体側とは反対側かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部に設けられ、前記パッキンの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
を備える密封装置であって、
前記バックアップリングは、
前記パッキンよりも剛性が高く、かつ外周面側が前記環状の切り欠き部に固定される複数の分割体により構成されると共に、
これら複数の分割体は、隣り合う分割体同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されていることを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、バックアップリングは、外周面側がパッキンの切り欠き部に固定された複数の分割体により構成されている。そして、これら複数の分割体は、隣り合う分割体同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されている。従って、パッキンを、その外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリングの一部を簡単に凹ませることができる。つまり、バックアップリングを構成する分割体同士は個々に分かれるため、パッキンを変形させるのに必要な力で、密封装置全体を変形させることができる。従って、ハウジングに設けられた環状溝に、簡単に密封装置を装着させることができる。【００１１】
また、本発明の他の密封装置は、
軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記ハウジングに形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝内に装着され、該環状溝の溝底面に密着し、かつ前記軸の外周面に摺動自在に設けられる弾性体製のパッキンと、
前記パッキンにおける密封対象流体側とは反対側かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部に設けられ、前記パッキンの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
を備える密封装置であって、
前記バックアップリングは、
前記パッキンよりも剛性の高いバックアップリング本体と、
前記バックアップリング本体の外周面側に設けられる、可撓性を有する環状薄膜部材と、
から構成されており、
前記バックアップリング本体は、外周面側が前記環状薄膜部材に固定される複数の分割体により構成されると共に、
これら複数の分割体は、隣り合う分割体同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されていることを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、バックアップリング単体の状態においては、外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリングの一部を簡単に凹ませることができる。そして、そのようにバックアップリングを変形させた状態で、パッキンに設けられた切り欠き部に装着させれば、弱い力でも簡単に装着させることができる。そして、その後に、凹んだ部分を径方向外側に押して元の形状にすることで、円環形状のバックアップリングが、パッキンに設けられた切り欠き部に装着された状態となる。【００１３】
また、その後、パッキンとバックアップリングとが一体化された密封装置をハウジングに設けられた環状溝に装着する際においても、パッキンを、その外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリングの一部を簡単に凹ませることができる。つまり、バックアップリング本体を構成する分割体同士は個々に分かれるため、パッキンを変形させるのに必要な力で、密封装置全体を変形させることができる。従って、ハウジングに設けられた環状溝に、簡単に密封装置を装着させることができる。【００１４】
更に、本発明の場合には、パッキンのみをハウジングに設けられた環状溝に装着させた後に、パッキンの切り欠き部にバックアップリングを装着させることもできる。この場合でも、パッキンを環状溝に装着させる作業、及び、バックアップリングを切り欠き部に装着させる作業は容易である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ハウジングに設けられた環状溝への密封装置の装着作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施例１に係る密封装置を用いた密封構造の模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る密封装置の背面図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例１に係る密封装置の一部拡大図である。
【図５】図５は本発明の実施例１に係る密封装置を環状溝に装着する際の様子を示す概略図である。
【図６】図６は本発明の実施例２に係る密封装置を用いた密封構造の模式的断面図である。
【図７】図７は本発明の実施例２に係る密封装置の背面図である。
【図８】図８は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。
【図９】図９は本発明の実施例２係るバックアップリングの背面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２に係るバックアップリングの一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
（実施例１）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封装置を用いた密封構造の模式的断面図である。図２は本発明の実施例１に係る密封装置の背面図である。図３は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図であり、図２中のＡＡ断面図である。図４は本発明の実施例１に係る密封装置の一部拡大図であり、密封装置の一部を変形させた状態を示している。図５は本発明の実施例１に係る密封装置を環状溝に装着する際の様子を示す概略図である。
【００１９】
＜密封構造＞
図１を参照して、本実施例に係る密封装置１００を用いた密封構造について説明する。本実施例に係る密封装置１００は、相対的に往復移動する軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。図１中、密封装置１００を介して右側が、密封対象流体が封止される側である。説明の便宜上、図１中、密封装置１００を介して右側を密封対象流体側（Ｈ）と称し、左側を密封対象流体側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）と称する。また、密封装置１００は、ハウジング３００に形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝３１０内に装着される。
【００２０】
そして、密封装置１００は、ウレタンやゴムなどの弾性体製のパッキン１１０と、バックアップリング１２０ａとから構成される。パッキン１１０は、環状溝３１０の溝底面に密着し、かつ軸２００の外周面に摺動自在に設けられる。また、バックアップリング１２０ａは、パッキン１１０における密封対象流体側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部１１４に設けられる。バックアップリング１２０ａは、パッキン１１０の一部が軸２００とハウジング３００との間の隙間にはみ出してしまうことを抑制する役割を担っている。
【００２１】
＜密封装置＞
密封装置１００について、より詳細に説明する。上記の通り、密封装置１００は、パッキン１１０とバックアップリング１２０ａとから構成される。パッキン１１０は、環状の胴体部（腰部）１１１と、胴体部１１１から密封対象流体側（Ｈ）かつ径方向外側に向かって伸びる外周リップ１１２と、胴体部１１１から密封対象流体側（Ｈ）かつ径方向内側に向かって伸びる内周リップ１１３とを備えている。外周リップ１１２は、環状溝３１０の溝底面に密着する。また、内周リップ１１３は、軸２００の外周面に摺動自在に設けられる。また、上記の通り、パッキン１１０には、密封対象流体側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）かつ内周面側に、環状の切り欠き部１１４が設けられている。
【００２２】
バックアップリング１２０ａは、パッキン１１０よりも剛性が高く、かつ外周面側が環状の切り欠き部１１４に固定される複数の分割体１２１ａにより構成されている。バックアップリング１２０ａの材料としては、例えば、ナイロン，ＰＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＡなどの剛性の高い樹脂などを採用することができる。そして、複数の分割体１２１ａは、隣り合う分割体１２１ａ同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体１２１ａ同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されている。なお、複数の分割体１２１ａは、全て同一形状である。分割体１２１ａの個数は、バックアップリング１２０ａの外径等により適宜設定される。例えば、外径が８０ｍｍの場合、３２個の分割体１２１ａを設けるのが望ましい。
【００２３】
密封装置１００の製造方法について、簡単に説明する。密封装置１００は、二色成形によって、パッキン１１０とバックアップリング１２０ａとが一体になったものを成形することにより得ることができる。また、予め、分割体１２１ａを成形した後に、金型内に複数の分割体１２１ａを組み込んだ状態でパッキン１１０を成形して、それぞれの分割体１２１ａの外周面側とパッキン１１０とを融着させることによっても、密封装置１００を得ることができる。
【００２４】
＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、バックアップリング１２０ａは、外周面側がパッキン１１０の切り欠き部１１４に固定された複数の分割体１２１ａにより構成されている。そして、これら複数の分割体１２１ａは、隣り合う分割体１２１ａ同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体１２１ａ同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されている。従って、パッキン１１０を、その外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリング１２０ａの一部を簡単に凹ませることができる。つまり、図４に示すように、パッキン１１０の一部を外周面側から径方向内側に押圧すると（図中、矢印Ｐ参照）、バックアップリング１２０ａを構成する分割体１２１ａ同士は個々に分かれるため、パッキン１１０を変形させるのに必要な力で、密封装置１００全体を変形させることができる。従って、ハウジング３００に設けられた環状溝３１０に、簡単に密封装置１００を装着させることができる。図５は、環状溝３１０に密封装置１００を装着させる様子を示したものである。図示のように、密封装置１００をハート形状に変形させた状態で、環状溝３１０に装着し、その後、密封装置１００の凹ませた部分を径方向外側に押圧する（図中、矢印Ｑ参照）ことで、密封装置１００は元の形状に戻る。これにより、環状溝３１０内に密封装置１００を装着させることができる。なお、図５においては、密封装置１００全体の形状を黒に塗り潰した状態で示している。また、図５においては、環状溝３１０のうち溝底面のみを示している。環状溝３１０に密封装置１００が装着されると、パッキン１１０が径方向外側から内側に向かって押圧される状態になり、バックアップリング１２０ａには、外周面が締め付けられる力が作用する。これにより、隣り合う分割体１２１ａ同士は互いに押し合うような状態となり、バックアップリング１２０ａ全体で十分な剛性が得られるため、バックアップリング１２０ａとしての機能が損なわれることはない。
【００２５】
（実施例２）
図６〜図１０を参照して、本発明の実施例２に係る密封装置について説明する。図６は本発明の実施例２に係る密封装置を用いた密封構造の模式的断面図である。図７は本発明の実施例２に係る密封装置の背面図である。図８は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図であり、図７中のＢＢ断面図である。図９は本発明の実施例２係るバックアップリングの背面図である。図１０は本発明の実施例２に係るバックアップリングの一部拡大図である。
【００２６】
＜密封構造＞
図６を参照して、本実施例に係る密封装置１００を用いた密封構造について説明する。本実施例に係る密封装置１００は、相対的に往復移動する軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。図６中、密封装置１００を介して右側が、密封対象流体が封止される側である。説明の便宜上、図６中、密封装置１００を介して右側を密封対象流体側（Ｈ）と称し、左側を密封対象流体側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）と称する。また、密封装置１００は、ハウジング３００に形成された軸孔の内周面に設けられた環状溝３１０内に装着される。
【００２７】
そして、密封装置１００は、ウレタンやゴムなどの弾性体製のパッキン１１０と、バックアップリング１２０ｂとから構成される。パッキン１１０は、環状溝３１０の溝底面に密着し、かつ軸２００の外周面に摺動自在に設けられる。また、バックアップリング１２０ｂは、パッキン１１０における密封対象流体側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）かつ内周面側に形成された環状の切り欠き部１１４に設けられる。バックアップリング１２０ｂは、パッキン１１０の一部が軸２００とハウジング３００との間の隙間にはみ出してしまうことを抑制する役割を担っている。
【００２８】
＜密封装置＞
密封装置１００について、より詳細に説明する。上記の通り、密封装置１００は、パッキン１１０とバックアップリング１２０ｂとから構成される。パッキン１１０の構成については、上記実施例１に示したパッキン１１０と同一であるので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２９】
バックアップリング１２０ｂは、パッキン１１０よりも剛性の高いバックアップリング本体１２１ｂと、バックアップリング本体１２１ｂの外周面側に設けられる環状薄膜部材１２２とから構成されている。バックアップリング本体１２１ｂは、ナイロン，ＰＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＡなどの剛性の高い樹脂などにより構成される。また、バックアップリング本体１２１ｂは、外周面側が環状薄膜部材１２２に固定される複数の分割体１２１ｃにより構成される。そして、複数の分割体１２１ｃは、隣り合う分割体１２１ｃ同士は固定されておらず、かつ隣り合う分割体１２１ｃ同士が全て密着すると円環形状をなすように構成されている。
【００３０】
バックアップリング１２０ｂの製造方法について、簡単に説明する。まず、複数の分割体１２１ｃからなるバックアップリング本体１２１ｂが射出成形により成形される。その後、射出成形により、環状薄膜部材１２２が成形される。この環状薄膜部材１２２は、ウレタンなどの材料により構成され、可撓性を有している。また、複数の分割体１２１ｃは、環状薄膜部材１２２に対して融着可能な材料（ナイロンなど）により構成される。以上のように、２色成形によって、複数の分割体１２１ｃが、環状薄膜部材１２２の内周面に融着により固定された状態となり、バックアップリング１２０ｂが得られる。ただし、分割体１２１ｃを別に成形し、複数の分割体１２１ｃを環状薄膜部材１２２の内周面に接着させることによっても、バックアップリング１２０ｂが得られる。なお、複数の分割体１２１ｃは、全て同一形状である。分割体１２１ｃの個数は、バックアップリング１２０ｂの外径等により適宜設定される。例えば、外径が８０ｍｍの場合、３２個の分割体１２１ｃを設けるのが望ましい。
【００３１】
＜密封装置の組み立て手順＞
本実施例の場合には、バックアップリング１２０ｂをパッキン１１０の切り欠き部１１４に装着した後に、これらが一体化された密封装置１００をハウジング３００の環状溝３１０に装着することができる。なお、この場合、パッキン１１０とバックアップリング１２０ｂとを接合（接着）させてもよいが、必ずしも接合等により固定させる必要はない。また、パッキン１１０をハウジング３００の環状溝３１０に装着させた後に、バックアップリング１２０ｂをパッキン１１０の切り欠き部１１４に装着させることも可能である。
【００３２】
＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、バックアップリング１２０ｂ単体の状態においては、外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリング１２０ｂの一部を簡単に凹ませることができる。つまり、図１０に示すように、バックアップリング１２０ｂの一部を外周面側から径方向内側に押圧すると（図中、矢印Ｐ参照）、バックアップリング本体１２１ｂを構成する分割体１２１ｃ同士は個々に分かれるため、バックアップリング１２０ｂの一部を簡単に凹ませることができる。
【００３３】
そして、そのようにバックアップリング１２０ｂを変形させた状態で、パッキン１１０に設けられた切り欠き部１１４に装着させれば、弱い力でも簡単に装着させることができる。つまり、上記実施例１において、密封装置１００全体をハート形状に変形させた状態で環状溝３１０に装着させる場合と同様に、バックアップリング１２０ｂをハート形状に変形させた状態で切り欠き部１１４に簡単に装着させることができる。そして、その後に、凹んだ部分を径方向外側に押して元の形状にすることで、円環形状のバックアップリング１２０ｂが、パッキン１１０に設けられた切り欠き部１１４に装着された状態となる。
【００３４】
また、その後、パッキン１１０とバックアップリング１２０ｂとが一体化された密封装置１００をハウジング３００に設けられた環状溝３１０に装着する際においても、パッキン１１０を、その外周面側から径方向内側に押圧させることで、バックアップリング１２０ｂの一部を簡単に凹ませることができる。つまり、バックアップリング１２０ｂを構成する分割体１２１ｃ同士は個々に分かれるため、パッキン１１０を変形させるのに必要な力で、密封装置１００全体を変形させることができる。従って、ハウジング３００に設けられた環状溝３１０に、簡単に密封装置１００を装着させることができる。
【００３５】
更に、本実施例に係る密封装置１００の場合には、パッキン１１０のみをハウジング３００に設けられた環状溝３１０に装着させた後に、パッキン１１０の切り欠き部１１４にバックアップリング１２０ｂを装着させることもできる。この場合でも、パッキン１１０を環状溝３１０に装着させる作業、及び、バックアップリング１２０ｂを切り欠き部１１４に装着させる作業は容易である。環状溝３１０に密封装置１００が装着されることで、バックアップリング１２０ｂ全体で十分な剛性が得られて、バックアップリング１２０ｂとしての機能が損なわれることがないことについては、上記実施例１の場合と同様である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  密封装置
１１０  パッキン
１１１  胴体部
１１２  外周リップ
１１３  内周リップ
１１４  切り欠き部
１２０ａ，１２０ｂ  バックアップリング
１２１ａ  分割体
１２１ｂ  バックアップリング本体
１２１ｃ  分割体
１２２  環状薄膜部材
２００  軸
３００  ハウジング
３１０  環状溝
【図１】
2019181461.tif 000003
【図２】
2019181461.tif 000004
【図３】
2019181461.tif 000005
【図４】
2019181461.tif 000006
【図５】
2019181461.tif 000007
【図６】
2019181461.tif 000008
【図７】
2019181461.tif 000009
【図８】
2019181461.tif 000010
【図９】
2019181461.tif 000011
【図１０】
2019181461.tif 000012
【国際調査報告】
2019181461.tif 000013
2019181461.tif 000014
2019181461.tif 000015
2019181461.tif 000016