(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する二部材間に配置されて密封流体をシールする密封装置であって、
前記二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着されて他方の部材に密接するシールリングと、前記シールリングの反密封流体側に配置される比較的硬質の第１バックアップリングと、前記シールリングおよび前記第１バックアップリング間に配置される比較的軟質の第２バックアップリングとを有し、
前記装着溝は断面矩形状の溝とされ、
前記第１バックアップリングは、前記装着溝の反密封流体側側面部に接触する軸直角平面状の端面部、前記他方の部材に接触する円筒面状の周面部ならびに前記端面部および前記周面部に対し交差する斜面部を備えて断面三角形状に形成され、
前記第２バックアップリングは、前記シールリングが接触する軸直角平面状の端面部、前記装着溝の底面部に接触する円筒面状の周面部および前記第１バックアップリングの斜面部に対応して設けられた斜面部を備えて断面三角形状に形成され、
互いに接触する前記第１バックアップリングの斜面部および前記第２バックアップリングの斜面部に、凹凸の係合による滑り止め構造を設け、
前記第１バックアップリングにおける前記端面部および前記斜面部が交差する角部にカット部を設け、
前記第２バックアップリングにおける前記周面部および前記斜面部が交差する角部に軸直角平面状のカット部を設けた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、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は特に、高圧の密封流体をシールする高圧用シールとして用いられるのに適している。
【背景技術】
【０００２】
従来から高圧用シールとして、図４に示す密封装置１が知られている。この密封装置１は、互いに対向する二部材５１，５２間に配置されて高圧側Ｈの密封流体が低圧側Ｌへ漏洩しないようシールするものであって、二部材５１，５２のうちの一方の部材（例えば軸）５１に設けた装着溝５３に装着されて他方の部材（例えばハウジング）５２に密接するシールリング１１と、シールリング１１の反密封流体側（低圧側Ｌ）に配置される比較的硬質の第１バックアップリング２１と、シールリング１１および第１バックアップリング２１間に配置される比較的軟質の第２バックアップリング３１との組み合わせとされている。
【０００３】
装着溝５３は、加工が容易であることから断面矩形状の溝とされている。第１バックアップリング２１は、装着溝５３の反密封流体側側面部５３ｂに接触する軸直角平面状の端面部２１ａ、他方の部材５２に接触する円筒面状の周面部２１ｂならびに端面部２１ａおよび周面部２１ｂに対して交差する斜面部２１ｃを備え、断面三角形状に形成されている。第２バックアップリング３１は、シールリング１１が接触する軸直角平面状の端面部３１ａ、装着溝５３の底面部５３ａに接触する円筒面状の周面部３１ｂおよび第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃに対応して設けられた斜面部３１ｃを備え、同じく断面三角形状に形成されている。
【０００４】
上記構成の密封装置１においては、シールリング１１の反密封流体側（低圧側Ｌ）に第１バックアップリング２１が配置されているため、シールリング１１が二部材５１，５２間の隙間５４にはみ出して破損するのを防止することが可能とされ、またシールリング１１および第１バックアップリング２１間に第２バックアップリング３１が配置されているため、シールリング１１が第１バックアップリング２１および他方の部材５２間の隙間（図示せず）にはみ出して破損するのを防止することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記密封装置１においては、互いに接触する第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃおよび第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃが共に平滑なテーパ面（円錐面）として形成されていて、両面２１ｃ，３１ｃ間にテーパ面傾斜方向へ向けての滑り止めが何ら設けられていないため、以下の不都合が指摘される。
【０００７】
すなわち上記密封装置１を上記二部材５１，５２間に組み付ける際には図５（Ａ）に示すように先ず、密封装置１を一方の部材５１の装着溝５３に装着し、次いで密封装置１を一方の部材５１と共に他方の部材５２の内周側（軸孔５２ａ）へ挿入する（矢印ｘ）が、挿入前のシールリング１１の外径寸法ｄ１のほうが軸孔５２ａの内径寸法ｄ２より大きいため、以下の事象が発生する。
【０００８】
すなわち図５（Ｂ）に示すように、上記挿入に際してシールリング１１がその外周部で軸孔５２ａの開口周縁部５２ｂと干渉することによりシールリング１１の挿入が一時的に停止し、これに対し一方の部材５１ならびにこれに押される第１バックアップリング２１および第２バックアップリング３１の挿入は続行されるので（矢印ｘ）、このとき装着溝５３の側面部５３ｂおよびシールリング１１間の間隔ｔが徐々に狭められる。したがって第１バックアップリング２１が装着溝５３の側面部５３ｂおよび第２バックアップリング３１間で軸方向に強く圧縮され、これにより第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃが第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃを滑るようにして第１バックアップリング２１がその径寸法を拡大するよう変形する（矢印ｙ）。そしてこのように拡径変形した状態で更に挿入が続けられるため、第１バックアップリング２１がその外周部で軸孔５２ａの開口周縁部５２ｂと干渉し、これにより第１バックアップリング２１が損傷することがある。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みて、断面矩形状の装着溝に装着されるシールリング、第１バックアップリングおよび第２バックアップリングの組み合わせよりなる密封装置において、挿入時に第１バックアップリングが拡径して損傷するのを抑制することができる密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、互いに対向する二部材間に配置されて密封流体をシールする密封装置であって、前記二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着されて他方の部材に密接するシールリングと、前記シールリングの反密封流体側に配置される比較的硬質の第１バックアップリングと、前記シールリングおよび前記第１バックアップリング間に配置される比較的軟質の第２バックアップリングとを有し、前記装着溝は断面矩形状の溝とされ、前記第１バックアップリングは、前記装着溝の反密封流体側側面部に接触する軸直角平面状の端面部、前記他方の部材に接触する円筒面状の周面部ならびに前記端面部および前記周面部に対し交差する斜面部を備えて断面三角形状に形成され、前記第２バックアップリングは、前記シールリングが接触する軸直角平面状の端面部、前記装着溝の底面部に接触する円筒面状の周面部および前記第１バックアップリングの斜面部に対応して設けられた斜面部を備えて断面三角形状に形成され、互いに接触する前記第１バックアップリングの斜面部および前記第２バックアップリングの斜面部に、凹凸の係合による滑り止め構造を設け、前記第１バックアップリングにおける前記端面部および前記斜面部が交差する角部にカット部を設け、前記第２バックアップリングにおける前記周面部および前記斜面部が交差する角部に軸直角平面状のカット部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成を備える本発明の密封装置においては、互いに接触する第１バックアップリングの斜面部および第２バックアップリングの斜面部に凹凸の係合による滑り止め構造が設けられているため、第１バックアップリングの斜面部が第２バックアップリングの斜面部に対して滑りにくい。したがって第１バックアップリングがその径寸法を拡大するように変形するのが抑制されるため、第１バックアップリングが軸孔の開口周縁部と干渉して損傷するのを抑制することが可能とされる。
【００１２】
第１バックアップリングにおける端面部および斜面部が交差する角部にはカット部を設けても良く、第２バックアップリングにおける周面部および斜面部が交差する角部にもカット部を設けても良い（詳細は後述する）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては以上説明したように、断面矩形状の装着溝に装着されるシールリング、第１バックアップリングおよび第２バックアップリングの組み合わせよりなる密封装置において、挿入時に第１バックアップリングが拡径して損傷するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施例に係る密封装置の断面図、（Ｂ）は同密封装置に備えられる第１バックアップリングおよび第２バックアップリングの一部拡大断面図
【図２】（Ａ）および（Ｂ）とも同密封装置の装着工程を示す説明図
【図３】（Ａ）は本発明の第２実施例に係る密封装置の断面図、（Ｂ）は同密封装置の偏芯した状態を示す断面図
【図４】従来例に係る密封装置の断面図
【図５】（Ａ）および（Ｂ）とも同密封装置の装着工程を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１６】
第１実施例・・・・
図１（Ａ）は、本発明の第１実施例に係る密封装置１の断面を示している。当該実施例に係る密封装置１は、インジェクタ等の油圧機器における高圧シール部に用いられるものであって、以下のように構成されている。
【００１７】
すなわち当該密封装置１は、互いに対向する二部材としての軸（一方の部材）５１およびハウジング（他方の部材）５２間の環状隙間に配置されて、図上右方向の高圧側Ｈに存在する密封流体が図上左方向の低圧側（大気側）Ｂへ漏洩しないようにこれをシールするものであって、軸５１の周面に設けた環状の装着溝５３に装着されてハウジング５２の軸孔内周面に密接するシールリングとしてのＯリング１１と、Ｏリング１１の反密封流体側（低圧側Ｌ）に配置されて同じく装着溝５３に装着される第１バックアップリング２１と、Ｏリング１１および第１バックアップリング２１の間に配置されて同じく装着溝５３に装着される第２バックアップリング３１とを有している。Ｏリング１１はこれに代えて、ＤリングやＸリングなどの他の断面形状のシールリングであっても良い。
【００１８】
Ｏリング１１は、ゴム状弾性体によって成形されている。第１バックアップリング２１は、第２バックアップリング３１よりも硬質の、例えばナイロン樹脂によって成形されている。第２バックアップリング３１は、第１バックアップリング２１よりも軟質の、例えばＰＴＦＥ樹脂によって成形されている。
【００１９】
装着溝５３は、加工が容易であることから断面矩形状の矩形溝として形成されている。したがって溝内にテーパ形状の類は設けられておらず、装着溝５３は円筒面状の底面部５３ａおよび軸直角平面状の両側面部５３ｂのみの組み合わせとされている。
【００２０】
第１バックアップリング２１は、装着溝５３の側面部５３ｂに接触する反密封流体側（低圧側Ｌ）の軸直角平面状の端面部２１ａと、ハウジング５２の軸孔内周面に接触する外周側の円筒面状の周面部２１ｂと、端面部２１ａおよび周面部２１ｂに対し交差するテーパ面状の斜面部２１ｃとを備え、断面三角形状（直角三角形状）に形成されている。斜面部２１ｃは断面直線状とされ、そのテーパの向きを密封流体側（高圧側Ｈ）から反密封流体側（低圧側Ｌ）へかけて径寸法が徐々に縮小する向きとされている。
【００２１】
第２バックアップリング３１は、シールリング１１が接触する密封流体側（高圧側Ｈ）の軸直角平面状の端面部３１ａと、装着溝５３の底面部５３ａに接触する内周側の円筒面状の周面部３１ｂと、端面部３１ａおよび周面部３１ｂに対し交差するテーパ面状の斜面部３１ｃとを備え、断面三角形状（直角三角形状）に形成されている。斜面部３１ｃは断面直線状とされ、そのテーパの向きを密封流体側（高圧側Ｈ）から反密封流体側（低圧側Ｌ）へかけて径寸法が徐々に縮小する向きとされている。
【００２２】
第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃと第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃは互いに対応して設けられ、その傾斜角度、斜面長さ、最大外径寸法および最小内径寸法などを同等ないし略同等に形成されている。
【００２３】
また、図１（Ｂ）に拡大して示すように、互いに接触するこれらの第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃおよび第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃにそれぞれ凹凸２５，３５が設けられ、これらの凹凸２５，３５の係合による滑り止め構造４１が設けられている。凹凸２５，３５の形状や大きさ等については特に限定されず、両斜面部２１ｃ，３１ｃの滑り、特に斜面部２１ｃ，３１ｃの傾斜方向へ向けての滑りを防止・抑制できるものであれば良い。凹凸２５，３５は斜面部２１ｃ，３１ｃの全面に設けられ、または斜面部２１ｃ，３１ｃの一部に設けられる。凹凸２１ｃ，３１ｃには、いわゆる表面粗し加工等による微細な凹凸も含まれる。
【００２４】
上記構成の密封装置１においては、シールリング１１の反密封流体側（低圧側Ｌ）に第１バックアップリング２１が配置されているため、シールリング１１が軸５１およびハウジング５２間の隙間５４にはみ出して破損するのを防止することが可能とされ、またシールリング１１および第１バックアップリング２１間に第２バックアップリング３１が配置されているため、シールリング１１が第１バックアップリング２１およびハウジング５２間の隙間（図示せず）にはみ出して破損するのを防止することが可能とされている。
【００２５】
また、互いに接触するこれらの第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃおよび第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃにそれぞれ凹凸２５，３５が設けられ、これらの凹凸２５，３５の係合による滑り止め構造４１が設けられているため、図２（Ａ）から（Ｂ）へと示すように密封装置１を軸５１と共に軸孔５２ａへ挿入するとき、第１バックアップリング２１の斜面部２１ｃが第２バックアップリング３１の斜面部３１ｃに対し滑りにくい。したがって第１バックアップリング２１がその径寸法を拡大するように変形するのが抑制されるため、第１バックアップリング２１が軸孔５２ａの開口周縁部５２ｂと干渉して損傷するのを抑制することが可能とされている。
【００２６】
第２実施例・・・・
つぎに、本発明の第２実施例を説明する。図３（Ａ）は本発明の第２実施例に係る密封装置１の断面を示している。当該第２実施例に係る密封装置１は上記第１実施例に係る密封装置１と同様の構成を有し、さらに以下の構成が加えられている。
【００２７】
すなわち密封装置１は、上記したようにシールリング１１、第１バックアップリング２１および第２バックアップリング３１を有するところ、このうちの第１バックアップリング２１における端面部２１ａおよび斜面部２１ｃが交差する角部にカット部２２が設けられている。このカット部２２は環状に形成されるとともに第１バックアップリング２１の中心軸線０方向に対し平行な向きにカットされ、よってカット部２２は円筒面状に形成されている。カット部２２の径寸法は装着溝５３の底面部５３ａの径寸法より大きく形成されている。
【００２８】
また、第２バックアップリング３１における周面部３１ｂおよび斜面部３１ｃが交差する角部にカット部３２が設けられている。このカット部３２は環状に形成されるとともに第２バックアップリング３１の中心軸線０方向に対し直交する向きにカットされ、よってカット部３２は軸直角平面状に形成されている。
【００２９】
上記構成を加えた密封装置１においては、上記第１実施例と同様の構成を有することにより第１実施例と同様の作用効果を発揮するほか、以下の作用効果が発揮される。
【００３０】
すなわち断面三角形状の第１バックアップリング２１における端面部２１ａおよび斜面部２１ｃが交差する角部にカット部２２が設けられているため、図３（Ｂ）に示すように軸５１およびハウジング５２が互いに偏芯しても、この角部が装着溝５３の底面部５３ａと干渉してつぶされることがない。したがって比較的硬質の第１バックアップリング２１に角部のつぶしによるクラック等の破損が発生するのを抑制することが可能とされている。
【００３１】
また、断面三角形状の第２バックアップリング３１における周面部３１ｂおよび斜面部３１ｃが交差する角部にカット部３２が設けられているため、図３（Ｂ）に示すように軸５１およびハウジング５２が互いに偏芯しても、この角部が装着溝５３の側面部５３ｂと干渉してつぶされることがない。したがって比較的軟質の第２バックアップリング３１に角部のつぶしによる大きな傾きが発生し、第２バックアップリング３１および装着溝５３の底面部５３ａ間に隙間が発生し、この隙間にシールリング１１がはみ出して破損するのを抑制することが可能とされている。
【００３２】
また、第１バックアップリング２１に設けるカット部２２が第１バックアップリング２１の中心軸線０方向に対し平行な向きにカットされているため、第１バックアップリング２１は形状が簡素であって、加工が容易で製造しやすいものである。また、第２バックアップリング３１に設けるカット部３２が第２バックアップリング３１の中心軸線０方向に対し直交する向きにカットされているため、第２バックアップリング３１はこれも形状が簡素であって、加工が容易で製造しやすいものである。したがってカット部２２，３２を有していながら加工が容易で製造しやすいバックアップリング部品を提供することが可能とされている。
【００３３】
尚、当該実施例では、図３（Ｂ）のＥ部に示すように第２バックアップリング３１における端面部３１ａおよび斜面部３１ｃが交差する角部３１ｅにカット部は設けられていないため、この角部３１ｅは尖端状であって、軸５１およびハウジング５２が互いに偏芯したときにハウジング５２の軸孔内周面に対して干渉することになる。しかしながらこの角部３１ｅの密封流体側（高圧側Ｈ）は空間であってここに逃げ場が確保されている。したがってこの角部３１ｅにカット部を設ける必要はなく、カット部を設けないほうがシールリング１１のはみ出しを抑制しやすい。
【符号の説明】
【００３４】
１  密封装置
１１  シールリング
２１  第１バックアップリング
２１ａ，３１ａ  端面部
２１ｂ，３１ｂ  周面部
２１ｃ，３１ｃ  斜面部
３１ｅ  角部
２２，３２  カット部
２５，３５  凹凸
３１  第２バックアップリング
４１  滑り止め構造
５１  軸（一方の部材）
５２  ハウジング（他方の部材）
５２ａ  軸孔
５２ｂ  開口周縁部
５３  装着溝
５３ａ  底面部
５３ｂ  側面部
５４  はみ出し隙間
【図１】
0006570931.tif 000002
【図２】
0006570931.tif 000003
【図３】
0006570931.tif 000004
【図４】
0006570931.tif 000005
【図５】
0006570931.tif 000006