(57)【要約】【課題】流体の圧力が高い高圧時においてもシール性を確実に確保することのできる密封構造を提供する。【解決手段】シール装着溝７の密封側ＯＳにゴム様弾性体により形成された第１シール１０を配設し、シール装着溝７の大気側ＡＳに樹脂により形成された環状の第２シール１１を配設し、シール装着溝７と第２シール１１との間に第３シール１２を配置する。また、第２シール１１は、第１および第３シール１０、１２を介して伝達される流体の圧力と、シール装着溝７の底面７ａに設けた流体導入路９の流体導入口９ａＡから伝達される流体の圧力とを受けて弾性変形し、弾性変形によりシール隙間６を形成する他方の部材２の対向面４に強く押圧されるように形成する。【選択図】図１
2008115906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在とされた１対の部材が対向する対向面の間に円筒面をなすシール隙間が設けられており、前記シール隙間を形成する一方の部材の対向面にはシール装着溝が形成されており、前記シール装着溝には前記シール隙間から流体が漏洩するのを防止するための密封装置が配設されている密封構造において、
前記シール装着溝が形成されている一方の部材には、前記シール装着溝の底面に流体を導入するための流体導入路がその一端を前記シール装着溝の底面に連通するように形成されており、
前記密封装置は、前記シール装着溝の内部において密封側に配置されているゴム様弾性体により形成された環状の第１シールと、前記シール装着溝の内部において前記第１シールの大気側に並設されている樹脂により形成された環状の第２シールと、前記シール装着溝と前記第２シールとの間で前記流体導入路から前記シール装着溝に導入された流体が大気側に向かって漏洩するのを防止するためのゴム様弾性体により形成された環状の第３シールとを有しており、
前記第２シールは、前記第１および第３シールを介して伝達される流体の圧力と、前記流体導入路から直接伝達される流体の圧力とを受けて弾性変形し、前記弾性変形により前記シール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されていることを特徴とする密封構造。
【請求項２】
前記第１および第３シールがＯリングであることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
【請求項３】
着脱自在とされた１対の部材が対向する対向面の間に円筒面をなすシール隙間が設けられており、前記シール隙間を形成する一方の部材の対向面にはシール装着溝が形成されており、前記シール装着溝には前記シール隙間から流体が漏洩するのを防止するための密封装置が配設されている密封構造において、
前記シール装着溝が形成されている一方の部材には、前記シール装着溝の底面に流体を導入するための流体導入路がその一端を前記シール装着溝の底面に連通するように形成されており、
前記密封装置は、前記シール装着溝の内部において密封側に配置されているゴム様弾性体により形成された環状の第１シールと、前記シール装着溝の内部において前記第１シールの大気側に並設されている樹脂により形成された環状の第２シールとを有しており、
前記第１シールには、前記シール装着溝と前記第２シールとの間で前記流体導入路から前記シール装着溝に導入された流体が大気側に向かって漏洩するのを防止するためのシール部が形成されており、
前記第２シールは、前記第１シールを介して伝達される流体の圧力を受けて弾性変形し、前記弾性変形により前記シール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されていることを特徴とする密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の流体の漏洩の防止を行うのに好適な密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種の継手、油空圧機器、真空機器、自動車、建設機械、航空機などの各種の分野において、流体の漏洩を防止する密封装置を備えた密封構造が用いられている。このような密封構造における密封装置としては、小さな締め付け力で十分なシール性が得られることや、コンパクトな構造で、多様なサイズのものを容易に製作することができ、安価で、入手性がよいなどの理由により、つぶし代を与えて使用するスクィーズタイプのゴム様弾性体により形成されたＯリングが一般的に用いられている。このＯリングは、着脱自在とされた１対の部材が対向する対向面の間に形成される円筒面をなすシール隙間の一方の部材の対向面に、断面ほぼ矩形に形成されたＯリング用溝（運動用の装着溝）に装着して使用されるようになっている。また、シール隙間が最低０．０５ｍｍ程度有り、流体の圧力が８ＭＰａを超える高圧の場合には、Ｏリングのはみ出しを防止するため、ふっ素樹脂などにより形成されたバックアップリングを併用する構成が一般的に用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来のＯリングとバックアップリングとを組み合わせた密封装置では、流体継手などに用いる場合、Ｏリングが一方向、すなわちシール隙間の密封側からの圧力を受けるため、流体の圧力がより高圧、例えば、３５ＭＰａを超える場合には、Ｏリングが変形し、はみ出しによる破損を生じ、シール機能が損なわれるという問題点があった。
【０００４】
このような問題点に対処する１つの方法として、Ｏリングを高強度かつ高硬度のもの、例えば、硬さ（デュロメータ硬度Ａ）９０のウレタンゴムにより形成することが考えられるが、このような高強度かつ高硬度のＯリングでは、硬さが硬くなることで弾性が低下し、シール性を確保することができない。
【０００５】
そこで、Ｏリング用溝に流体の連通路を設けることにより、流体の圧力を利用してＯリングをシール相手面であるシール隙間を形成する他方の部材の対向面に押圧するセルフシール機能を備えた密封構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９５４１６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のセルフシール機能を備えたＯリングを用いた密封構造においては、流体の圧力が３５ＭＰａを超えるような高圧時に、やはりＯリングのはみ出しが発生し、シール機能が損なわれるという問題点があった。
【０００８】
なお、従来のセルフシール機能を備えたＯリング密封構造において、一般的なバックアップリングを併用する構成とした場合、流体の圧力が高い高圧時、例えば、３５ＭＰａを超える場合には、やはりＯリングがバックアップリングとバックアップリングの対向面との間の隙間にはみ出してしまい、シール機能が損なわれるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、流体の圧力が高い高圧時においてもシール性を確実に確保することのできる密封構造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】
前述した目的を達成するため、本発明に係る密封構造の特徴は、着脱自在とされた１対の部材が対向する対向面の間に円筒面をなすシール隙間が設けられており、前記シール隙間を形成する一方の部材の対向面にはシール装着溝が形成されており、前記シール装着溝には前記シール隙間から流体が漏洩するのを防止するための密封装置が配設されている密封構造において、前記シール装着溝が形成されている一方の部材には、前記シール装着溝の底面に流体を導入するための流体導入路がその一端を前記シール装着溝の底面に連通するように形成されており、前記密封装置は、前記シール装着溝の内部において密封側に配置されているゴム様弾性体により形成された環状の第１シールと、前記シール装着溝の内部において前記第１シールの大気側に並設されている樹脂により形成された環状の第２シールと、前記シール装着溝と前記第２シールとの間で前記流体導入路から前記シール装着溝に導入された流体が大気側に向かって漏洩するのを防止するためのゴム様弾性体により形成された環状の第３シールとを有しており、前記第２シールは、前記第１および第３シールを介して伝達される流体の圧力と、前記流体導入路から直接伝達される流体の圧力とを受けて弾性変形し、前記弾性変形により前記シール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、第２シールが流体の圧力を受けて弾性変形し、弾性変形によりシール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されているので、第１シールのはみ出しを防止することができる。
【００１１】
前記第１および第３シールがＯリングであることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、第１および第３シールの入手性と低コスト化を容易に図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る他の密封構造の特徴は、着脱自在とされた１対の部材が対向する対向面の間に円筒面をなすシール隙間が設けられており、前記シール隙間を形成する一方の部材の対向面にはシール装着溝が形成されており、前記シール装着溝には前記シール隙間から流体が漏洩するのを防止するための密封装置が配設されている密封構造において、前記シール装着溝が形成されている一方の部材には、前記シール装着溝の底面に流体を導入するための流体導入路がその一端を前記シール装着溝の底面に連通するように形成されており、前記密封装置は、前記シール装着溝の内部において密封側に配置されているゴム様弾性体により形成された環状の第１シールと、前記シール装着溝の内部において前記第１シールの大気側に並設されている樹脂により形成された環状の第２シールとを有しており、前記第１シールには、前記シール装着溝と前記第２シールとの間で前記流体導入路から前記シール装着溝に導入された流体が大気側に向かって漏洩するのを防止するためのシール部が形成されており、前記第２シールは、前記第１シールを介して伝達される流体の圧力を受けて弾性変形し、前記弾性変形により前記シール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、第２シールが流体の圧力を受けて弾性変形し、弾性変形によりシール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されているので、第１シールのはみ出しを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の密封構造によれば、第２シールが流体の圧力を受けて弾性変形し、弾性変形によりシール隙間を形成する他方の部材の対向面に強く押圧されるように形成されているので、第１シールのはみ出しを防止することができる。その結果、流体の圧力が高い高圧時においてもシール性を確実に確保することができるなどの優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る密封構造の第１実施形態の要部を示す模式的断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の密封構造１は、図１の左右方向に相対移動されることにより着脱自在とされている第１部材２と第２部材３との１対の部材が対向する対向面４、５の間に円筒面をなすシール隙間６が形成されている。そして、シール隙間６を形成する一方の部材としての第２部材３の対向面５には断面ほぼ矩形状とされた環状のシール装着溝７が形成されており、このシール装着溝７にはシール隙間６から流体が漏洩するのを防止するための密封装置８が配設されている。なお、円筒面をなすシール隙間６の軸心は、図１の下方に配置されている。
【００１７】
前記シール隙間６は、密封装置８が配設されるシール装着溝７の図１の右側が流体の密封側ＯＳとされており、シール装着溝７の図１の左側が大気側ＡＳとされている。
【００１８】
したがって、密封装置８は、流体がシール隙間６を密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって流動しようとする流体の漏洩を防止することができるようになっている。
【００１９】
前記シール装着溝７の底面７ａには、流体を導入するための流体導入路９の一端が形成されている。すなわち、シール装着溝７が形成されている第２部材には、シール装着溝７の底面７ａに流体を導入するための流体導入路９がその一端をシール装着溝７の底面７ａに開口して連通するように形成されている。したがって、流体導入路９の一端は、流体導入口９ａとされている。
【００２０】
前記密封装置８は、第１シール１０と、第２シール１１と、第３シール１２とを有している。
【００２１】
本実施形態の第１シール１０は、ゴム様弾性体により断面ほぼ円形の環状に形成されたＯリングが用いられており、シール装着溝７の内部において密封側ＯＳに配置されている。また、第１シール１０は、図１の上下方向に示す第１部材２の対向面４とシール装着溝７の底面７ａとの間において図１の２点鎖線にて示すつぶし代を有するように、自由状態においては第１部材２の対向面４とシール装着溝７の底面７ａとの間の間隔よりも大きい太さのものが用いられている。
【００２２】
本実施形態の第２シール１１は、樹脂により断面ほぼ横長矩形の環状に形成されており、図１の上方に示す上面（外周面）が第１部材２の対向面４とわずかな隙間をおいて対向し、図１の下方に示す下面（内周面）が第１部材２の対向面４とシール装着溝７の底面７ａとの間の中間に位置するように形成されている。また、第２シール１１の図１の左方に示す左側面のほとんどがシール装着溝７の大気側ＡＳの側壁と接触し、図１の右方に示す右側面が第１シール１０と接触するように形成されている。このため第２シール１１の右側面は、凹んだ円弧状に形成されている。すなわち、第２シール１１の右側面は、その上端が下端より図１右側の密封側ＯＳに突出するように形成されている。したがって、第２シール１１は、シール装着溝７の内部において第１シール１０の大気側ＡＳに並設されている。
【００２３】
本実施形態の第３シール１２は、ゴム様弾性体により断面ほぼ円形の環状に形成されたＯリングが用いられており、シール装着溝７の内部において大気側ＡＳ、詳しくは、シール装着溝７の底面７ａと第２シール１１の下面との間における大気側ＡＳに配置されている。また、第３シール１２は、第２シール１１の下面の大気側ＡＳに配置されているとともに、図１の上下方向に示す第２シール１１の下面とシール装着溝７の底面７ａとの間において図１の２点鎖線にて示すつぶし代を有するように、第２シール１１の下面とシール装着溝７の底面７ａとの間の間隔よりも大きい太さのものが用いられている。
【００２４】
前記第１シール１０と第３シール１２とは、シール装着溝７の底面７ａに形成されている流体導入路９の一端を間において間隔をおいて配置されている。すなわち、流体導入路９の一端である流体導入口９ａの密封側ＯＳに第１シール１０が配置され、流体導入口９ａの大気側ＡＳに第３シール１２が配置されている。また、第２シール１１の下面の密封側ＯＳには、流体導入口９ａから導入される流体を直接接触することができるようになっている。
【００２５】
前記第１および第３シール１２の素材としては、ふっ素ゴム、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭなどの各種のゴムから流体の種類に対応して選択したものが使用される。また、ゴムの硬さとしては、特に限定されるものではないが、６０〜９０の範囲、特に、７０〜８０の範囲が好ましい。ゴムの硬さがこの範囲を下回ると、はみ出し傾向があり、この範囲を超えると装着性が劣る傾向がある。
【００２６】
前記第２シール１１の素材としては、流体の種類に対応して各種の樹脂から選択することができる。このような樹脂としては、ポリアミド、ふっ素樹脂、ポリアセタール、エポキシ樹脂などを単独もしくは混合して使用することができる。また、樹脂には、設計コンセプトなどの必要に応じて各種の充填剤を配合することができる。
【００２７】
なお、第１および第３シール１０、１２としては、Ｄリングや角リングなどを用いてもよい。
【００２８】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００２９】
本実施形態の密封構造１によれば、流体の圧力Ｐが密封装置８に作用する前においては、第１シール１０がそのつぶし代による圧力によって第１部材２の対向面４および第２シール１１の右側面の両者に押し付けられている。さらに、第１シール１０の下部はシール装着溝７の底面７ａに押し付けられており、第１シール１０の右部は、シール装着溝７の密封側ＯＳの側壁に押し付けられている。
【００３０】
また、第２シール１１は弾性変形せずに、その上面が第１部材２の対向面４にわずかな隙間をもって対向している。さらに、第２シール１１の大気側ＡＳに位置する左面は、シール装着溝７の大気側ＡＳの側壁に押し付けられている。
【００３１】
さらにまた、第３シール１２は、そのつぶし代による圧力によって第２シール１１の下面に押し付けられている。また、第３シール１２の下部は、シール装着溝７の底面７ａに押し付けられており、第３シール１２の左部は、シール装着溝７の大気側ＡＳの側壁に押し付けられている。
【００３２】
前記密封装置８に対して流体の圧力Ｐが作用すると、流体の圧力Ｐが低い低圧時、例えば、大気圧から８ＭＰａ程度の場合には、第１シール１０により流体の漏洩が防止され、シール性が確保される。
【００３３】
すなわち、流体の圧力Ｐが低い低圧時には、第１シール１０のつぶし代により第１シール１０が第１部材２の対向面４を押し付ける力によって、シール隙間６を密封側ＯＳから大気側ＡＳに流動しようとする流体の漏洩を防止することができるとともに、第１シール１０のつぶし代により第１シール１０が第２シール１１の右側面を押し付ける力によって、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入されて第１シール１０と第２シール１１の右側面との間から大気側ＡＳに流動しようとする流体の漏洩を防止することができる。
【００３４】
この時、第１シール１０のつぶし代により第１シール１０が第１部材２の対向面４を押し付ける力によって、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入されて第１シール１０とシール装着溝７の底面７ａとの間からシール隙間６の密封側ＯＳに流動しようとする漏洩を防止することができる。また、第３シール１２のつぶし代により第３シール１２が第２シール１１の下面を押し付ける力によって、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入されてシール装着溝７の底面７ａと第３シール１２との間、および、第２シール１１の下面と第３シール１２との間の両者から大気側ＡＳに流動しようとする流体の漏洩を防止することができる。
【００３５】
前記流体の圧力Ｐが高い高圧時、例えば、２０ＭＰａを超える場合には、第１シール１０がシール隙間６を密封側ＯＳから大気側ＡＳに流動しようとする流体の圧力Ｐを受けてその圧力Ｐを第２シール１１に伝達する。また、第１シール１０は、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入された流体の圧力Ｐを受けてその圧力Ｐを第２シール１１に伝達する。さらに、第２シールは１１は、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入された流体の圧力Ｐを直接受ける。さらにまた、第３シールは、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入された流体の圧力Ｐを受けてその圧力Ｐを第２シール１１に伝達する。
【００３６】
そして、第２シール１１は、第１および第３シール１０、１２を介して伝達される流体の圧力Ｐと、流体導入口９ａから直接伝達される流体の圧力Ｐとを受けて弾性変形し、第１部材２の対向面４に対して強く押圧されて密接する。また、第１シール１０も流体の圧力Ｐを受けて第１部材２の対向面４に対して強く押圧されて密接する。
【００３７】
この時、第１シール１０は、シール隙間６の密封側ＯＳからの流体の圧力Ｐ、流体導入口９ａからの流体の圧力Ｐ、第２シール１１の右側面からの反力などの圧力を多方向から受けるので、圧力のバランスが取れる（圧力が相殺される）ことになる。その結果、第１シール１０の無駄な弾性変形が小さくなり、第２シール１１への圧力の伝達を均一に行うことができる。
【００３８】
なお、第２シール１１が第１部材２の対向面４に対して密接する際の流体の圧力Ｐに応じて、第１および第２シール１０、１１の形状、サイズ、素材などを適宜設定することができる。
【００３９】
また、第２シール１１は、流体の圧力が高圧時にのみ第１部材２の対向面４を強く押し付けるように弾性変形し、その後、圧力が低下すると弾性変形する前の元の状態に復帰する。
【００４０】
したがって、本実施形態の密封構造１によれば、高圧時において、第１部材２の対向面４に対する第１および第２シール１０、１１の両者のそれぞれの面圧（第１部材２の対向面４を押し付ける力）が自動的に増加して、流体の圧力Ｐの大きさに対応した面圧が確保されることになる。その結果、十分なシール性が発揮されることになる。また、第２シール１１の上面が第１部材２の対向面４に強く押圧されて密接するので、シール隙間６への第１シール１０のはみ出しが発生することはない。
【００４１】
よって、本実施形態の密封構造１によれば、流体の圧力Ｐが低い低圧時には、第１および第３シール１０、１２のそれぞれのつぶし代によりシール性を確保することができ、高圧時には、流体の圧力Ｐを利用して第１および第２シール１０、１１の両者を第１部材２の対向面４に強く押圧して密接させるセルフシール機能を発揮させてシール性を確保することができるとともに、第２シール１１を第１部材２の対向面４に密接させることにより第１シール１０のはみ出しを防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態の密封構造１によれば、流体の低圧時と高圧時とのそれぞれにおいて密封装置８の発揮する機能を使い分けることができるように構成されているので、流体の圧力Ｐが変動する用途を含み長期間に亘り安定したシール性を確実に保持させることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の密封構造１によれば、第１シール１０が高圧時において圧力を多方向から受けるので弾性変形が小さくなることにより、第１シール１０に低硬度のゴムを使用することができる。このことは、第１部材２と第２部材３との着脱時における抵抗を小さくすることができるので、着脱操作性が向上するとともに、着脱時に第１シール１０に損傷が生じるのを防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態の密封構造１によれば、第１および第３シール１０、１２がＯリングであるから、第１および第３シール１０、１２の入手性と低コスト化を容易に図ることができる。この第１および第３シール１０、１２の低コスト化は、密封構造１全体の低コスト化に寄与する。
【００４５】
図２は、本発明に係る密封構造１の第２実施形態の要部を示す模式的断面図である。
【００４６】
本実施形態の密封構造１Ａは、前述した第１実施形態の密封構造１における密封装置８の変形例を示すものであり、前述した第１実施形態の密封構造１の密封装置８における第１シール１０および第３シール１２の代わりに、一体に形成された第１シール１０Ａが用いられている。
【００４７】
すなわち、本実施形態の密封構造１Ａの密封装置８Ａは、図２に示すように、ゴム様弾性体により全体として環状に形成された第１シール１０Ａと、前述した第１実施形態と同一の樹脂により環状に形成された第２シール１１Ａとを有している。
【００４８】
前記第１シール１０Ａは、シール装着溝７の内部において密封側ＯＳに配置された本体部２１と、この本体部２１から延出形成されその先端側がシール装着溝７の内部においてシール装着溝７の底面７ａと第２シール１１Ａの図２の下方に示す下面との間における大気側ＡＳに配置されたシール部２２とを有している。
【００４９】
前記本体部２１は、断面ほぼ円形の環状に形成されているとともに、図２の上下方向に示す第１部材２の対向面４とシール装着溝７の底面７ａとの間において図２の２点鎖線にて示す所定のつぶし代を有するように、自由状態においては図２の上下方向に示すサイズが第１部材２の対向面４とシール装着溝７の底面７ａとの間の間隔よりも大きく形成されている。
【００５０】
前記シール部２２は、断面ほぼ横長矩形の環状に形成されているとともに、図２の上下方向に示すシール装着溝７の底面７ａと第２シール１１Ａの下面との間の大気側ＡＳにおいて図２の２点鎖線にて示す所定のつぶし代を有するように形成されている。すなわち、つぶし代の形成部位における図２の上下方向に示すサイズは、シール装着溝７の底面７ａと第２シール１１Ａの下面との間の間隔よりも大きく形成されている。
【００５１】
前記第１シール１０Ａのシール装着溝７の底面７ａと対向する図２の下方に示す下面の左右方向の中間部分には、第１シール１０Ａをつぶした状態でシール装着溝７に保持させるための逃げ部となる凹部２３が形成されている。
【００５２】
したがって、第２シール１１Ａは、シール装着溝７の内部において第１シール１０Ａ、詳しくは第１シール１０Ａの本体部２１の大気側ＡＳに並設されている。
【００５３】
なお、第１シール１０Ａの凹部２３に、第２シール１１Ａの下面に向かう複数の貫通孔を設ける構成としてもよい。これにより、流体導入路９の一端からシール装着溝７に導入される流体の圧力Ｐを第２シール１１Ａに直接伝達させることができる。
【００５４】
その他の構成については、前述した第１実施形態の密封構造１と同様とされているので、前述した密封構造１と同一の構成については図面中に同一の符号を付しその詳しい説明は省略する。
【００５５】
このような構成からなる本実施形態の密封構造１１Ａによれば、前述した第１実施形態の密封構造１と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
すなわち、本実施形態の密封構造１Ａによれば、流体の圧力Ｐが密封装置８に作用する前においては、第１シール１０Ａの本体部２１がそのつぶし代による圧力によって第１部材２の対向面４および第２シール１１Ａの右側面の両者に押し付けられている。さらに、本体部２１の下部はシール装着溝７の底面７ａに押し付けられており、本体部２１の右部は、シール装着溝７の密封側ＯＳの側壁に押し付けられている。
【００５７】
また、第１シール１０Ａのシール部２２は、そのつぶし代による圧力によって第２シール１１Ａの下面に押し付けられている。また、シール部２２の下部は、シール装着溝７の底面７ａに押し付けられており、シール部２２の左部は、シール装着溝７の大気側ＡＳの側壁に押し付けられている。
【００５８】
さらにまた、第２シール１１Ａは弾性変形せずに、その上面が第１部材２の対向面４にわずかな隙間をもって対向している。さらに、第２シール１１Ａの大気側ＡＳに位置する左面は、シール装着溝７の大気側ＡＳの側壁に押し付けられている。
【００５９】
前記密封装置８Ａに対して流体の圧力Ｐが作用すると、流体の圧力Ｐが低い低圧時、例えば、大気圧から８ＭＰａ程度の場合には、第１シール１０Ａの本体部２１により流体の漏洩が防止され、シール性が確保される。
【００６０】
すなわち、流体の圧力Ｐが低い低圧時には、第１シール１０Ａの本体部２１のつぶし代により本体部２１が第１部材２の対向面４を押し付ける力によって、シール隙間６を密封側ＯＳから大気側ＡＳに流動しようとする流体の漏洩を防止することができる。
【００６１】
この時、本体部２１のつぶし代により本体部２１が第１部材２の対向面４を押し付ける力によって、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入されて本体部２１とシール装着溝７の間からシール隙間６の密封側ＯＳへ向かう漏洩を防止することができる。また、第１シール１０Ａのシール部２２のつぶし代によりシール部２２が第２シール１１Ａの下面を押し付ける力によって、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入されてシール装着溝７とシール部２２との間から大気側ＡＳに流動しようとする流体の漏洩を防止することができる。
【００６２】
前記流体の圧力Ｐが高い高圧時には、第１シール１０Ａの本体部２１がシール隙間６を密封側ＯＳから大気側ＡＳに流動しようとする流体の圧力Ｐを受けてその圧力を第２シール１１Ａに伝達する。また、第１シール１０Ａは、流体導入口９ａからシール装着溝７に導入された流体の圧力Ｐを受けてその圧力Ｐを第２シール１１Ａに伝達する。
【００６３】
そして、第２シール１１Ａは、第１シール１０Ａを介して伝達される流体の圧力Ｐを受けて弾性変形し、第１部材２の対向面４に対して強く押圧されて密接する。また、第１シール１０Ａの本体部２１も流体の圧力Ｐを受けて第１部材２の対向面４に対して強く押圧されて密接する。
【００６４】
この時、第１シール１０Ａは、シール隙間６の密封側ＯＳからの流体の圧力Ｐ、流体導入口９ａからの流体の圧力Ｐ、第２シール１１Ａの右側面からの反力などの圧力を多方向からを受けるので、圧力のバランスが取れる（圧力が相殺される）ことになる。その結果、第１シール１０Ａの本体部２１の無駄な弾性変形が小さくなり、第２シール１１Ａへの圧力の伝達を均一に行うことができる。
【００６５】
なお、第２シール１１Ａが第１部材２の対向面４に対して密接する際の流体の圧力Ｐに応じて、第１および第２シール１０Ａ、１１Ａの形状、サイズ、素材などを適宜設定することができる。
【００６６】
また、第２シール１１Ａは、流体の圧力が高圧時にのみ第１部材２の対向面４を強く押し付けるように弾性変形し、その後、圧力が低下すると弾性変形する前の元の状態に復帰する。
【００６７】
したがって、本実施形態の密封構造１Ａによれば、高圧時において、第１部材２の対向面４に対する第１シール１０Ａの本体部２１および第２シール１１Ａの両者のそれぞれの面圧が自動的に増加して、流体の圧力Ｐの大きさに対応した面圧が確保されることになる。その結果、十分なシール性が発揮されることになる。また、第２シール１１Ａの上面が第１部材２の対向面４に強く押圧されて密接するので、第１シール１０Ａの本体部２１のはみ出しが発生することはない。
【００６８】
よって、本実施形態の密封構造１Ａによれば、前述した第１実施形態の密封構造１と同様に、流体の圧力Ｐが低い低圧時には、第１シール１０Ａの本体部２１およびシール部２２のそれぞれのつぶし代によりシール性を確保することができ、高圧時には、流体の圧力Ｐを利用して第１シール１０Ａの本体部２１および第２シール１１Ａの両者を第１部材２の対向面４に強く押圧して密接させるセルフシール機能を発揮させてシール性を確保することができるとともに、第２シール１１Ａを第１部材２の対向面４に密接させることにより第１シール１０Ａのはみ出しを防止させることができる。
【００６９】
また、本実施形態の密封構造１Ａによれば、流体の低圧時と高圧時とのそれぞれにおいて密封装置８Ａの発揮する機能を使い分けることができるように構成されているので、流体の圧力Ｐが変動する用途を含み長期間に亘り安定したシール性を確実に保持させることができる。
【００７０】
さらに、本実施形態の密封構造１Ａによれば、第１シール１０Ａの本体部２１が高圧時において圧力を多方向から受けるので弾性変形が小さくなることにより、第１シール１０Ａの本体部２１のつぶし代を、例えば通常のＯリングなどにおけるつぶし代よりも小さくすることができる。このことは、第１部材２と第２部材３との着脱時における第１シール１０Ａのつぶし代による抵抗を小さくすることができるので、着脱操作性が向上するとともに、着脱時に第１シール１０Ａに損傷が生じるのを防止することができる。
【００７１】
また、本実施形態の密封構造１Ａによれば、シール装着溝７に装着する部品が第１および第２シール１０Ａ、１１Ａとの２つの部品とされているので、前述した第１実施形態における、シール装着溝７に装着する部品が第１、第２および第３シール１０、１１、１２との３つの部品の場合に比較して、部品点数を少なくすることができる。その結果、組立性の向上や、部品の在庫管理に要する労力の低減を図ることができる。
【００７２】
つぎに、本発明に係る密封構造のより具体的な実施例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
図３は、本発明に係る密封構造の実施例の要部を示す模式的断面図である。
【００７４】
本実施例は、前述した第１実施形態の密封構造１を水素供給用の流体継手に使用したものを例示している。
【００７５】
図３に示すように、本実施例の流体継手３１は、燃料電池の水素貯蔵部本体（図示せず）に設けられた円筒状の受給部３２と、燃料電池の水素貯蔵部本体に水素（気体）を充填するために、充填用の水素タンク（図示せず）に接続された円筒状のノズル３３とを有しており、受給部３２の内孔に対してノズル３３が着脱されるように構成されている。そして、受給部３２の内周面とノズル３３の外周面との間が円筒面をなすシール隙間６とされており、受給部３２の内周面が第１部材２の対向面４とされ、ノズル３３の外周面が第２部材３の対向面５とされている。そして、第２部材３の対向面５とされたノズル３３の外周面には、シール装着溝７が形成されており、このシール装着溝７に、密封装置８を構成する第１、第２および第３シール１０、１１、１２を装着することにより、流体継手３１に、前述した第１実施形態の密封構造１が設けられている。
【００７６】
なお、第１および第３シール１０、１２としては、ふっ素ゴムにより形成されたＯリングが用いられており、第２シール１１としては、ポリアミドにより形成されたものが用いられている。勿論、前述した第２実施形態の密封構造１Ａを用いてもよい。
【００７７】
このような構成からなる流体継手３１においては、受給部３２の内周面にノズル３３を挿入すると、第１部材２の対向面４としての第１シール１０の外周面により、第１シール１０（第２実施形態の密封構造１Ａを用いた場合には第１シール１０Ａの本体部２１）が所定のつぶし代の分だけ押しつぶされることにより、受給部３２の内周面にノズル３３が装着される。この状態で、ノズル３３から圧力が７０ＭＰａ程度の高圧の気体の水素を燃料電池の水素貯蔵部本体に供給する。
【００７８】
この時、前述したように、流体継手３１に設けられた密封構造１により、高圧の水素が外部に漏洩するのを確実に防止することができる。
【００７９】
本発明者は、実施例の流体継手３１の密封構造において、水素の圧力を１００ＭＰａとした場合においても漏れのない良好なシール性が得られることを確認するための評価試験を行った。試験は、水素に変えて高圧領域では油圧、低圧領域では空気圧を用いて行い、すなわち高圧領域では１２０ＭＰａの超高圧の油圧を２分間加える試験を１０回繰り返し、また低圧領域では０．７ＭＰａの空気圧を２分間加える試験を１０回繰り返し行った結果、何れも漏れの発生がないことから、水素の圧力を１００ＭＰａ以上とした場合においても、漏れのない良好なシール性を確保できるものと類推される。
【００８０】
なお、低温環境下における密封装置８の破損の発生がないことも確認できた。
【００８１】
したがって、本実施例の流体継手３１においては、高圧の水素の供給を安全かつ確実に行うことができる。
【００８２】
また、本実施例の流体継手３１によれば、高圧時には、流体の圧力Ｐを利用して第１および第２シール１０、１１の両者を受給部３２の内周面に強く押圧して密接させる構成とされているので、第１シール１０に低硬度のゴムを使用することができる。その結果、受給部３２に対するノズル３３の着脱時の抵抗を小さくすることができるので、着脱操作性が向上するとともに、着脱時に第１および第２シール１０、１１に損傷が生じるのを防止することができる。
【００８３】
なお、本発明の密封構造は、水素供給用の流体継手だけでなく、各種の継手、油空圧機器、真空機器、自動車、建設機械、航空機などの各種の分野における高圧の流体の漏洩防止に用いることができる。
【００８４】
また、本発明は、前述した各実施形態および実施例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る密封構造の第１実施形態の要部を示す模式的断面図
【図２】本発明に係る密封構造の第２実施形態の要部を示す図１と同様の図
【図３】本発明に係る密封構造の第１実施形態を用いた実施例の要部を示す模式的半断面図
【符号の説明】
【００８６】
１、１Ａ  密封構造
２  第１部材
３  第２部材
４  （第１部材の）対向面
５  （第２部材の）対向面
６  シール隙間
７  シール装着溝
７ａ  底面
８、８Ａ  密封装置
９  流体導入路
１０、１０Ａ  第１シール
１１、１１Ａ  第２シール
１２  第３シール
２１  本体部
２２  シール部
３１  流体継手
３２  受給部
３３  ノズル
ＯＳ  密封側
ＡＳ  大気側
Ｐ  流体の圧力
【図１】
2008115906.tif 000003
【図２】
2008115906.tif 000004
【図３】
2008115906.tif 000005