JP5359638B2 - Sealing structure - Google Patents
Sealing structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5359638B2 JP5359638B2 JP2009169271A JP2009169271A JP5359638B2 JP 5359638 B2 JP5359638 B2 JP 5359638B2 JP 2009169271 A JP2009169271 A JP 2009169271A JP 2009169271 A JP2009169271 A JP 2009169271A JP 5359638 B2 JP5359638 B2 JP 5359638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- backup ring
- pressure side
- shaft
- annular groove
- tapered surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、密封構造に関するものである。 The present invention relates to a sealing structure.
従来、2部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝内に配置され、これら2部材間の環状隙間を封止する密封装置が備えられた密封構造が知られている。このような従来例に係る密封構造について、図9〜図13を参照して説明する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a sealing structure is known that includes a sealing device that is disposed in an annular groove provided in one of two members and seals an annular gap between the two members. Such a conventional sealing structure will be described with reference to FIGS.
図9及び図10は従来例1に係る密封構造の模式的断面図である。なお、図9は高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差が小さい(あるいはない)状態を示し、図10は当該圧力差が大きい状態を示している。この密封構造は、ハウジング70の軸孔内周面に設けられた環状溝75にパッキン100が配置されることで、軸60とハウジング70との間の環状隙間が封止されている。そして、環状溝75内におけるパッキン100の低圧側(L)には、パッキン100に隣接してバックアップリング200が配置されている。このバックアップリング200は、パッキン100の内周端縁101が軸60とハウジング70との間の微小隙間にはみ出してしまうことを防止するために設けられている。
9 and 10 are schematic cross-sectional views of the sealing structure according to Conventional Example 1. FIG. 9 shows a state where the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) is small (or not), and FIG. 10 shows a state where the pressure difference is large. In this sealing structure, the annular gap between the
このバックアップリング200は、装着性や寸法公差の観点から、外力が作用していない状態では、軸60に対して隙間Sが設けられるように構成されている。そして、高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差が大きくなると、バックアップリング200は、パッキン100と環状溝75の側壁面との間で圧縮されて、径方向に伸張変形する。これにより、バックアップリング200と軸60との間の隙間がなくなり、パッキン100の内周端縁のはみ出しが抑制される。
The
ここで、パッキン100の材料として、比較的硬度の低いゴム材料(NBR等)が用いられる場合には、バックアップリング200の材料も比較的柔らかい樹脂材料(PTFE等)が用いられる。この場合、バックアップリング200は、軸方向の圧縮により、十分に径方向に伸張変形するため、バックアップリング200と軸60との間の隙間をより確実になくすことができる。
Here, when a rubber material (NBR or the like) having a relatively low hardness is used as the material of the
しかしながら、高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差が非常に大きくなる使用条件の場合には、耐圧性を高めるために、バックアップリング200の材料として、硬度の高い硬質材(PA,PEEK,POM,PPS等)が用いられる。この場合、軸方向の圧縮に対して径方向の伸張変形量が小さいため、バックアップリング200と軸60との間の隙間をなくすのが難しい。そのため、パッキン100の内周端縁がはみ出してしまい、損傷してしまうことがある。あるいは、上記隙間Sを小さく設定することで、装着作業性が低下してしまう。
However, in use conditions where the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) is very large, a hard material (PA, PEEK, POM, PPS, etc.) are used. In this case, it is difficult to eliminate the gap between the
この対策として、図11に示す従来例2のように、硬質材からなるバックアップリング210と比較的軟質の樹脂材料からなるバックアップリング220を組み合わせて用いる技術も知られている。しかしながら、この場合には、バックアップリングが複数必要となるため、配置スペースを広く確保しなければならないだけでなく、部品点数の増加によりコストも高くなってしまう。
As a countermeasure against this, a technique using a
また、バックアップリングの弾性変形を利用して、軸とバックアップリングとの隙間をなくすのではなく、バックアップリングを軸に対して摺動させることで、常に、軸とバックアップリングとの隙間が生じないようにする技術も知られている。図12は従来例3に
係る密封構造の模式的断面図である。この従来例においては、ハウジング70の軸孔内周面に設けられた環状溝71の溝底面における低圧側には、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ面71aが設けられている。そして、パッキン150に隣接して低圧側(L)に配置されたバックアップリング300の外周面も、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ面で構成されている。これら環状溝71側のテーパ面71aのテーパ角度と、バックアップリング300における外周面のテーパ角度は等しくなるように構成されている。
Also, the clearance between the shaft and the backup ring does not always occur by sliding the backup ring with respect to the shaft, instead of eliminating the clearance between the shaft and the backup ring using the elastic deformation of the backup ring. Techniques for doing so are also known. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 3. In this conventional example, on the low pressure side of the groove bottom surface of the
このような構成により、高圧側(H)と低圧側(L)で圧力差がある限り、バックアップリング300は低圧側(L)に押された状態が維持されるので、バックアップリング300と軸60との間には隙間がない状態が維持される。また、この従来例3によれば、軸60の偏心によって、軸60とハウジング70(の軸孔)との間の距離が変動した場合でも、バックアップリング300が低圧側(L)に押し込まれることで、バックアップリング300と軸60との間に隙間が生じてしまうことを抑制できる。
With such a configuration, as long as there is a pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L), the
しかしながら、この従来例3に係る密封構造の場合、バックアップリング300の外周面及び内周面は、テーパ面71aと軸60の外周面に対して、それぞれ面接触する構成である。そのため、各部品の表面状態や寸法精度によっては、バックアップリング300が軸方向に滑らかに移動せずに、バックアップリング300と軸60との間に隙間が生じてしまうことがある。特に、バックアップリング300が硬質材(PA,PEEK,POM,PPS等)で構成される場合には、バックアップリング300自体はあまり変形しないために、より一層、隙間が生じやすい。例えば、軸60が偏心した場合には、軸60とハウジング70との間の距離は、周方向のある箇所で最も狭く、当該箇所から180度の位置で最も広くなる。そのため、バックアップリング300自体があまり変形しないと、軸60とハウジング70との間の距離が最も広くなる付近で、隙間が生じてしまいやすい。
However, in the case of the sealing structure according to Conventional Example 3, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the
この対策として、図13に示す従来例4のように、硬質材からなるバックアップリング310と比較的軟質の樹脂材料からなるバックアップリング320を組み合わせて用いる技術も知られている。しかしながら、この場合には、上記従来例2と同様、バックアップリングが複数必要となるため、配置スペースを広く確保しなければならないだけでなく、部品点数の増加によりコストも高くなってしまう。
As a countermeasure against this, a technique using a
本発明の目的は、少ない部品点数で、かつバックアップリングの材料として硬度の高い硬質材を用いても、より確実にパッキンのはみ出しを抑制することのできる密封構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sealing structure that can suppress the protrusion of packing more reliably even when a hard material having a high hardness is used as a material for a backup ring with a small number of parts.
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。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明の密封構造は、
2部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝内に配置されて、これら2部材間の環状隙間を封止する密封装置を備えた密封構造であって、
前記環状溝の溝底面における低圧側には、高圧側から低圧側に向かって他方の部材との距離が徐々に短くなるテーパ面が設けられており、
前記密封装置は、
高圧側に配置されるゴム状弾性体製のパッキンと、
該パッキンに隣接して低圧側に配置され、かつ前記テーパ面に対して摺動自在に設けられた、ロックウェル硬さが65HR以上の硬質材料からなるバックアップリングと、
を備え、前記環状溝内には前記パッキンの低圧側に一つの前記バックアップリングのみが配置されている密封構造において、
前記バックアップリングにおける前記環状溝のテーパ面に摺動する側の面はテーパ面で構成されており、該バックアップリングにおけるテーパ面のテーパ角度の方が、前記環状溝におけるテーパ面のテーパ角度よりも大きく設定され、該バックアップリングにおけるテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、前記環状溝におけるテーパ面に対して線接触の状態で摺動自在に構成されると共に、
前記バックアップリングにおける前記他方の部材に対して摺動する側の面もテーパ面で構成されており、このテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、前記他方の部材に対して線接触の状態で摺動自在に構成されることを特徴とする。
That is, the sealing structure of the present invention is
A sealing structure provided with a sealing device disposed in an annular groove provided in one of the two members and sealing an annular gap between the two members,
On the low pressure side of the groove bottom surface of the annular groove, a tapered surface is provided in which the distance from the other member gradually decreases from the high pressure side toward the low pressure side,
The sealing device includes:
A rubber-like elastic packing disposed on the high-pressure side;
A backup ring made of a hard material having a Rockwell hardness of 65HR or more , disposed on the low pressure side adjacent to the packing, and slidable with respect to the tapered surface;
The provided, is within the annular groove in the sealing structure only one of the backup ring to the low-pressure side that are located in the packing,
The surface of the backup ring that slides on the tapered surface of the annular groove is a tapered surface, and the taper angle of the tapered surface of the backup ring is greater than the taper angle of the tapered surface of the annular groove. The annular end portion on the high pressure side of the tapered surface of the backup ring is configured to be slidable in a line contact state with the tapered surface of the annular groove ,
The surface of the backup ring that slides with respect to the other member is also a tapered surface, and the annular edge portion on the high pressure side of the tapered surface is in a line contact state with the other member. And slidably configured .
本発明によれば、バックアップリングにおけるテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、環状溝におけるテーパ面に対して摺動自在に構成されているため、当該摺動部分は、(略)線接触の状態で摺動する。従って、これら各テーパ面のテーパ角度が等しく設定され、テーパ面どうしが面接触するように構成されたものに比べて、バックアップリングは、軸方向に、より滑らかに移動する。また、バックアップリングの材料として硬度の高い硬質材が用いられることで、バックアップリング自体が変形し難くても、2部材の偏心に対して、バックアップリング自体が(テーパ面同士が面接触の場合に比べて)傾き易くなるので、隙間の発生を抑制できる。 According to the present invention, the annular edge portion on the high-pressure side of the taper surface in the backup ring is configured to be slidable with respect to the taper surface in the annular groove. Slide in the state. Therefore, the back-up ring moves more smoothly in the axial direction than the taper angle of each taper surface is set equal and the taper surfaces are in surface contact with each other. In addition, since the hard material having high hardness is used as the material of the backup ring, even if the backup ring itself is not easily deformed, the backup ring itself (when the tapered surfaces are in surface contact) with respect to the eccentricity of the two members. (Relatively), it is easy to tilt, and the generation of gaps can be suppressed.
また、バックアップリングにおける前記他方の部材に対して摺動する側の面もテーパ面で構成されており、このテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、前記他方の部材に対して線接触の状態で摺動自在に構成されるので、バックアップリングはより一層軸方向に滑らかに移動することができ、かつ2部材の偏心に対して、バックアップリング自体がより傾き易くなり、隙間の発生をより確実に抑制できる。
Further, the surface of the backup ring that slides with respect to the other member is also configured as a tapered surface, and the annular edge portion on the high pressure side of the tapered surface is in line contact with the other member. Since the backup ring is configured to be slidable in the state, the backup ring can move more smoothly in the axial direction, and the backup ring itself is more easily inclined with respect to the eccentricity of the two members. It can be reliably suppressed.
前記バックアップリングと前記環状溝における低圧側の側面との間には、バックアップリングの位置に関係なく、隙間が確保されるように構成されているとよい。 It is preferable that a gap be secured between the backup ring and the low pressure side surface of the annular groove regardless of the position of the backup ring.
これにより、バックアップリングが環状溝における低圧側の側面に突き当たってしまい、バックアップリングの移動が阻害されてしまい、バックアップリングに無理な力が作用してしまうというようなことを抑制できる。 As a result, it is possible to prevent the backup ring from striking against the low-pressure side surface of the annular groove, hindering the movement of the backup ring, and applying an unreasonable force to the backup ring.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, said each structure can be employ | adopted combining as possible.
以上説明したように、本発明によれば、少ない部品点数で、かつバックアップリングの材料として硬度の高い硬質材を用いても、より確実にパッキンのはみ出しを抑制することができる。 As described above, according to the present invention, even if a hard material having a high hardness is used as the material of the backup ring with a small number of parts, the protrusion of the packing can be more reliably suppressed.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
本実施例に係る密封構造は、2部材間の環状隙間を密封装置によって封止する構造である。なお、2部材は同心的に設けられており、これらの2部材は、相対的に移動(回転及び往復移動のうちの少なくともいずれか一方)してもよいし、互いに静止していてもよい。また、これらの2部材は同心的に設けられているものの、必ずしも常時同心状態を維持している必要はなく、偏心状態が生じても良い。本実施例に係る密封装置によれば、2部材が偏心状態となっても、好適に密封状態を維持できる。また、本実施例に係る密封構造においては、軸方向の一方が高圧側(H)となり、他方が低圧側(L)となる。ただし、両側の圧力に差圧が発生しない状態があり得るようにしてもよい。また、高圧側(H)には密封対象流体(油など)が密封され、低圧側(L)は大気となるようにしてもよいし、両側に密封対象流体が密封されるようにしてもよい。なお、本実施例に係る密封構造を適用し得る好適な例としては、直噴エンジンにおけるインジェクタ部,建設機械用シリンダ,一般機械用シリンダ、及びショックアブソーバを挙げることができる。 The sealing structure according to the present embodiment is a structure in which an annular gap between two members is sealed by a sealing device. The two members are provided concentrically, and these two members may move relatively (at least one of rotation and reciprocation) or may be stationary with respect to each other. Moreover, although these two members are provided concentrically, it is not always necessary to maintain the concentric state, and an eccentric state may occur. According to the sealing device according to the present embodiment, the sealed state can be suitably maintained even when the two members are in an eccentric state. In the sealing structure according to the present embodiment, one of the axial directions is the high pressure side (H) and the other is the low pressure side (L). However, there may be a state in which a differential pressure is not generated between the pressures on both sides. Further, a fluid to be sealed (such as oil) may be sealed on the high pressure side (H), and the air on the low pressure side (L) may be air, or the fluid to be sealed may be sealed on both sides. . In addition, as a suitable example which can apply the sealing structure which concerns on a present Example, the injector part in a direct-injection engine, the cylinder for construction machines, the cylinder for general machines, and a shock absorber can be mentioned.
(参考例1)
図1〜図4を参照して、本発明の参考例1に係る密封構造について説明する。
( Reference Example 1)
With reference to FIGS. 1-4, the sealing structure which concerns on the reference example 1 of this invention is demonstrated.
<密封構造全体>
本参考例に係る密封構造は、軸60(2部材のうちの他方の部材)とハウジング70(2部材のうちの一方の部材)との間の環状隙間を密封装置によって封止する構造である。そして、本参考例に係る密封装置は、パッキン50とバックアップリング10とから構成される。パッキン50は、ゴム状弾性体製(例えばNBR製)のOリングであり、高圧側(H)に配置される。なお、パッキン50の内周面は軸60の外周面に摺動自在に密着しており、内周面はハウジング70の軸孔内周面(より具体的には、後述する環状溝71の溝底面)に摺動自在に密着する。バックアップリング10は、硬質材料(例えば、PA,PEEK,POM,PPS)からなり、パッキン50に隣接して低圧側(L)に配置される。
<Entire sealing structure>
The sealing structure according to this reference example is a structure in which an annular gap between the shaft 60 (the other member of the two members) and the housing 70 (one member of the two members) is sealed by a sealing device. . The sealing device according to this reference example includes a packing 50 and a
これらパッキン50とバックアップリング10とから構成される密封装置は、ハウジング70の軸孔の内周面に設けられた環状溝71内に配置される。環状溝71の溝底面における低圧側(L)には、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ面71aが設けられている。つまり、このテーパ面71aは、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって軸60との距離が徐々に短くなっている。上記のバックアップリング10は、この環状溝71のテーパ面71aに対して摺動自在に構成されている。そして、バックアップリング10の外周面11も、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ
面によって構成されている。
The sealing device including the packing 50 and the
<環状溝とバックアップリングの詳細>
バックアップリング10における外周面11のテーパ角度は、環状溝71に設けられたテーパ面71aのテーパ角度よりも大きくなるように設定されている。つまり、図2に示すように、軸線(軸60,ハウジング70の軸孔,パッキン50及びバックアップリング10の軸線)を通る断面において、バックアップリング10の外周面11における母線と軸線とのなす角をαとし、環状溝71のテーパ面71aにおける母線と軸線とのなす角をθとした場合に、α>θを満たすように構成されている。なお、バックアップリング10における外周面11のテーパ角度は2αであり、環状溝71に設けられたテーパ面71aのテーパ角度は2θであることは言うまでもない。
<Details of annular groove and backup ring>
The taper angle of the outer
また、軸60と、ハウジング70の軸孔と、バックアップリング10とが同心状態で配置された場合に、バックアップリング10における高圧側(H)の径方向の厚みをT,テーパ面71aの高圧側(H)の端縁(環状溝71の溝底面のうちテーパ面71aが設けられていない部分も同様)と軸60の表面との距離をt1,テーパ面71aの低圧側(L)の端縁と軸60の表面との距離をt2とすると、t2<T≦t1を満たすように構成されている。
Further, when the
更に、使用環境(異常な場合を除く)において、バックアップリング10が最も低圧側(L)に移動した場合においても、バックアップリング10と環状溝71における低圧側の側面との間には、隙間Uが確保されるように構成されている(図4参照)。以上の構成により、バックアップリング10における外周面11の高圧側(H)の環状端縁部分Eが、環状溝71におけるテーパ面71aに対して、(略)線接触状態を維持することを可能としている。
Furthermore, even when the
<動作説明>
上記のように構成された本参考例に係る密封構造によれば、高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差や軸60のハウジング70の軸孔に対する偏心に応じて、バックアップリング10が高圧側(H)または低圧側(L)に移動する。このとき、環状端縁部分Eは、環状溝71におけるテーパ面71aに対して摺動する。以下、この点について、詳細に説明する。
<Description of operation>
According to the sealing structure according to this reference example configured as described above, according to the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) and the eccentricity of the
高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差が大きくなればなるほど、パッキン50は低圧側(L)に押圧される。これにより、バックアップリング10は、パッキン50によって低圧側(L)に押されて、低圧側(L)に移動する。このとき、バックアップリング10の内周面は軸60の外周面に対して面接触の状態で摺動し、バックアップリング10の外周面側は環状端縁部分Eがテーパ面71aに対して(略)線接触の状態で摺動する。バックアップリング10が低圧側(L)に移動すればするほど、バックアップリング10が接している部分における軸60とテーパ面71aとの間の距離は小さくなる。そのため、バックアップリング10は、低圧側(L)に移動すればするほど、軸60とテーパ面71aとから圧縮される圧縮量が大きくなる。従って、バックアップリング10と軸60との間に隙間が生じてしまうことを抑制でき、パッキン50の一部が、これらバックアップリング10と軸60との間の隙間にはみ出してしまうことを抑制できる。
As the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) increases, the packing 50 is pressed toward the low pressure side (L). Thereby, the
また、ハウジング70の軸孔に対して軸60が偏心した場合には、軸60とハウジング70(の軸孔)との間の距離が変化する。図3は当該距離が小さい場合(距離S1)を示し、図4は当該距離が大きい場合(距離S2)を示している。
Further, when the
軸60とハウジング70(の軸孔)との間の距離が小さくなればなるほど、バックアッ
プリング10は高圧側(H)に移動する(図3参照)。そして、当該距離が大きくなればなるほど、バックアップリング10は低圧側(L)に移動する(図4参照)。ただし、軸60が偏心した場合には、軸60とハウジング70との間の距離は、周方向のある箇所で最も狭く、当該箇所から180度の位置で最も広くなる。従って、軸線を通る断面で見た場合、見かけ上、バックアップリング10は図3や図4に示すように軸方向に移動するが、バックアップリング10全体が軸方向に軸線に平行に移動している訳ではない。実際上は、軸60の偏心時には、バックアップリング10は軸60の軸線に対して傾くように変形しており、バックアップリング10を、当該軸線を通る断面で見た場合には、見かけ上、軸線に平行移動する。
As the distance between the
<本参考例の優れた点>
上記の通り、本参考例に係る密封構造によれば、バックアップリング10における外周面(テーパ面)11の高圧側(H)の環状端縁部分Eが、環状溝71におけるテーパ面71aに対して摺動自在に構成されている。そのため、当該摺動部分は、(略)線接触の状態で摺動する。従って、これら各テーパ面のテーパ角度が等しく設定され、テーパ面どうしが面接触するように構成されたものに比べて、バックアップリング10は、軸方向に、より滑らかに移動する。また、バックアップリング10の材料として硬度の高い硬質材が用いられることで、バックアップリング10自体が変形し難くても、軸60の偏心に対して、バックアップリング10自体が(テーパ面同士が面接触の場合に比べて)傾き易くなるので、隙間の発生を抑制できる。これにより、パッキン50のはみ出しを抑制し、パッキン50の損傷を抑制することができる。
<Excellent points of this reference example >
As described above, according to the sealing structure according to this reference example , the annular edge portion E on the high-pressure side (H) of the outer peripheral surface (tapered surface) 11 of the
このように、本参考例に係る密封構造においては、バックアップリング10が一つだけでも、パッキン50のはみ出しを効果的に抑制することができる。従って、材料の異なるバックアップリングを2種類用いるものに比べて、配置スペースを広く確保する必要も無く、コストの増加を抑えることもできる。
Thus, in the sealing structure according to this reference example , even if only one
なお、本参考例においては、バックアップリング10がパッキン50に押された際に、バックアップリング10自体が変形することなく、より確実に移動(偏心時には傾く動作も含む)するように、硬度の高い(ロックウェル硬さで65HR以上が望ましい)材料を用いるのが好適である。何故なら、仮に、硬度の低い材料を用いた場合には、特に、軸60の偏心時において、バックアップリング10自体が変形することで、経時的に「へたり」が生じてしまう。そのため、バックアップリング10と軸60との間に隙間が生じてしまうおそれがある。
In addition, in this reference example , when the
また、本参考例に係る密封構造においては、使用環境(異常な場合を除く)において、バックアップリング10が最も低圧側(L)に移動した場合においても、バックアップリング10と環状溝71における低圧側の側面との間には、隙間Uが確保されるように構成されている。従って、バックアップリング10が環状溝71における低圧側の側面に突き当たってしまい、バックアップリング10の移動が阻害されてしまい、バックアップリン
グ10に無理な力が作用してしまうというようなことを抑制できる。また、バックアップリング10の移動が阻害されないことにより、バックアップリング10と軸60またはハウジング70との間に隙間が発生してしまうことを抑制できる。
Further, in the sealed structure according to the present reference example , even when the
(実施例)
図5〜図7には、本発明の実施例が示されている。本実施例では、バックアップリングの内周面もテーパ面で構成し、バックアップリングと軸との摺動部も(略)線接触の状態で摺動するように構成した場合を示す。その他の構成および作用については実施例1と同一なので、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。
( Example)
5 to 7 are shown embodiments of the present invention. In this embodiment, the inner peripheral surface of the backup ring is also configured as a tapered surface, and the sliding portion between the backup ring and the shaft is configured to slide in a (substantially) line contact state. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例に係るバックアップリング20は、その外周面21は上記参考例1の場合と同様に、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ面によって構成されている。これにより、上記参考例1の場合と同様に、バックアップリング20における外周面21の高圧側(H)の環状端縁部分E1が、環状溝71におけるテーパ面71aに対して、(略)線接触状態を維持することを可能としている。
In the
そして、本実施例の場合には、バックアップリング20の内周面22は、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって拡径するテーパ面によって構成されている。これにより、バックアップリング20における内周面22の高圧側(H)の環状端縁部分E2が、軸60に対して、(略)線接触状態を維持することを可能としている。なお、軸線を通る断面において、バックアップリング20の内周面22における母線と軸線とのなす角をβとすると、これに対応する軸60における角度は0°であり、β>0°を満たしている。また、バックアップリング20の内周面22のテーパ角度は2βであることは言うまでもない。
And in the case of a present Example, the internal
また、本実施例の場合も、使用環境(異常な場合を除く)において、バックアップリング20が最も低圧側(L)に移動した場合においても、バックアップリング20と環状溝71における低圧側の側面との間には、隙間Uが確保されるように構成されている(図7参照)。
In the case of the present embodiment as well, even when the
以上のような構成により、本実施例に係る密封構造によれば、高圧側(H)と低圧側(L)の圧力差に応じて、バックアップリング20は高圧側(H)または低圧側(L)に移動する。このとき、バックアップリング20の外周面側は環状端縁部分E1がテーパ面71aに対して(略)線接触の状態で摺動し、内周面側は環状端縁部分E2が軸60に対して(略)線接触の状態で摺動する。
With the above-described configuration, according to the sealing structure according to the present embodiment, the
また、ハウジング70の軸孔に対して軸60が偏心した場合には、軸60とハウジング70(の軸孔)との間の距離が変化する。図6は当該距離が小さい場合を示し、図7は当該距離が大きい場合を示している。そして、軸60とハウジング70(の軸孔)との間の距離が小さくなればなるほど、バックアップリング20は高圧側(H)に移動する(図6参照)。そして、当該距離が大きくなればなるほど、バックアップリング10は低圧側(L)に移動する(図7参照)。なお、軸線を通る断面で見た場合、見かけ上、バックアップリング20は図6や図7に示すように軸方向に移動するが、バックアップリング20全体が軸方向に軸線に平行に移動している訳ではないことは、参考例1で説明した通りである。
Further, when the
以上のように、本実施例に係る密封構造の場合、バックアップリング20は、外周面側も内周面側も高圧側(H)の環状端縁部分E1,E2が(略)線接触の状態で摺動するように構成されている。従って、参考例1の場合に比べて、バックアップリング20はより一層軸方向に滑らかに移動することができ、かつ軸60の偏心に対して、バックアップリング20自体がより傾き易い。従って、隙間の発生をより確実に抑制できる。また、バックアップリング20に対して軸60が傾いている状態であっても、バックアップリング20における内周面側の環状端縁部分E2が(略)線接触の状態で、全周に亘って軸60に接触した状態を維持できる。従って、本実施例に係るバックアップリング20の場合には、軸60の傾きに対しても、隙間の発生を好適に抑制できる。このように、本実施例に係るバックアップリング20は、軸60が傾く状態となり得る場合に適している。なお、バックアップリングの内周面を軸に対して面接触させ、かつバックアップリングの外周面をハウジングに設けられた環状溝のテーパ面に対して面接触させる構成を採用した場合において、軸が傾いた場合には、バックアップリングと軸との間に隙間が生じてしまう。何故なら、この場合には、バックアップリング自体は殆ど傾くことはなく、バックアップリングに対して軸が傾いた状態となる。そして、バックアップリングの内周における軸に対する接触位置については、高圧側(H)の端縁で接触する部分と、低圧側(L)の端縁で接触する部分とが生じてしまう。そのため、バックアップリングの内周における高圧側(H)の端縁と軸との間に隙間が生じてしまう。また、上記参考例1や以下に説明する参考例2の場合のように、バックアップリングの内周面を軸に対して面接触させ、かつバックアップリングの外周面をハウジングに設けられた環状溝のテーパ面に対して線接触させる場合には、軸の傾きに対しても、バックアップリングと軸との間に隙間が生じてしまうことを抑制することができる。何故なら、バックアップリングは、ハウジングに対してある程度傾くことが可能なため、軸が傾くと、軸と共にバックアップリングが傾くことで、バックアップリングと軸との間に隙間が生じてしまうことを抑制することができる。言い換えれば、軸が傾いても軸に対してバックアップリングは傾かないため、バックアップリングの内周面を軸に対して面接触させた状態を維持できる。
As described above, in the case of the sealing structure according to the present embodiment, the
(参考例2)
図8には、本発明の参考例2が示されている。本参考例においては、軸の外周面もテーパ面で構成されている場合について説明する。その他の構成および作用については参考例1と同一なので、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。
( Reference Example 2 )
FIG. 8 shows Reference Example 2 of the present invention. In this reference example , a case will be described in which the outer peripheral surface of the shaft is also composed of a tapered surface. Since other configurations and operations are the same as those in Reference Example 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本参考例に係る密封構造においては、軸61の外周面が、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって拡径するテーパ面によって構成されている。なお、軸線を通る断面において、軸61の外周面における母線と軸線とのなす角をγとすると、当該テーパ面のテーパ角度は2γであることは言うまでもない。
In the sealing structure according to the present reference example , the outer peripheral surface of the
また、本参考例に係るバックアップリング30は、その外周面31は上記参考例1の場合と同様に、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって縮径するテーパ面によって構成されている。これにより、上記参考例1の場合と同様に、バックアップリング30における外周面31の高圧側(H)の環状端縁部分Eが、環状溝71におけるテーパ面71aに対して、(略)線接触状態を維持することを可能としている。なお、本参考例に係るバックアップリング30の内周面は、高圧側(H)から低圧側(L)に向かって拡径するテーパ面によって構成されており、そのテーパ角度は軸61の外周面のテーパ角度と同じになるように設定されている。従って、バックアップリング30の内周面は、軸61の外周面に対して面接触の状態で摺動する。
In addition, the
以上のように構成された本参考例に係る密封構造によれば、上記参考例1の場合と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。ただし、本参考例に係る密封構造は、軸61とハウジング70が相対的に往復移動する用途には不適当であり、これらが相対的に回転するか、互いに静止した用途に好適である。
Needless to say, according to the sealing structure according to the present reference example configured as described above, the same effect as in the case of the reference example 1 can be obtained. However, the sealing structure according to the present reference example is not suitable for an application in which the
<その他>
上記参考例2におけるバックアップリング30の内周面のテーパ角度を、軸61の外周面のテーパ角度2γよりも大きくなるように設定することで、上記実施例の場合と同様に、当該内周面の高圧側(H)の環状端縁部分が軸61に対して、(略)線接触状態を維持させるようにしてもよい。このようにすれば、バックアップリング30は、より一層軸方向に滑らかに移動することができ、かつ軸61の偏心に対して、バックアップリング30自体がより傾き易くなる。
<Others>
By setting the taper angle of the inner peripheral surface of the
また、上記実施例及び参考例においては、ハウジング70の軸孔の内周面に設けられた環状溝71内に密封装置を配置させる構成を示した。しかしながら、軸側に環状溝を設けて、この環状溝内に密封装置を配置させる構成を採用してもよい。この場合、軸側に設けられた環状溝の溝底面における低圧側に、高圧側から低圧側に向かって拡径するテーパ面
が設けられる。つまり、このテーパ面は、高圧側から低圧側に向かってハウジングとの距離が徐々に短くなっている。そして、バックアップリングの内周面は、環状溝におけるテーパ面のテーパ角度よりも大きなテーパ角度に設定されたテーパ面により構成される。これにより、バックアップリングにおける内周面(テーパ面)の高圧側の環状端縁部分が、環状溝におけるテーパ面に対して(略)線接触状態を維持することができる。なお、外周面側もテーパ面で構成して、ハウジングの軸孔内周面に対して、(略)線接触の状態で接するようにしてもよいことは言うまでもない。また、使用環境(異常な場合を除く)において、バックアップリングが最も低圧側に移動した場合においても、バックアップリングと環状溝における低圧側の側面との間には、隙間が確保されるように構成することが好適であることも言うまでもない。
Moreover, in the said Example and reference example , the structure which arrange | positions a sealing device in the
また、上述した実施例及び参考例におけるバックアップリングに関しては、周方向にカット部(分離部)が設けられていないタイプのものであってもよいし、装着性を向上させるために、周方向の1箇所にカット部が設けられているタイプのものであってもよい。 In addition, the backup ring in the above-described embodiment and reference example may be of a type in which a cut portion (separation portion) is not provided in the circumferential direction, and in order to improve the wearability, The thing of the type by which the cut part is provided in one place may be sufficient.
10 バックアップリング
11 外周面
20 バックアップリング
21 外周面
22 内周面
30 バックアップリング
31 外周面
50 パッキン
60,61 軸
70 ハウジング
71 環状溝
71a テーパ面
E,E1,E2 環状端縁部分
U 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記環状溝の溝底面における低圧側には、高圧側から低圧側に向かって他方の部材との距離が徐々に短くなるテーパ面が設けられており、
前記密封装置は、
高圧側に配置されるゴム状弾性体製のパッキンと、
該パッキンに隣接して低圧側に配置され、かつ前記テーパ面に対して摺動自在に設けられた、ロックウェル硬さが65HR以上の硬質材料からなるバックアップリングと、
を備え、前記環状溝内には前記パッキンの低圧側に一つの前記バックアップリングのみが配置されている密封構造において、
前記バックアップリングにおける前記環状溝のテーパ面に摺動する側の面はテーパ面で構成されており、該バックアップリングにおけるテーパ面のテーパ角度の方が、前記環状溝におけるテーパ面のテーパ角度よりも大きく設定され、該バックアップリングにおけるテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、前記環状溝におけるテーパ面に対して線接触の状態で摺動自在に構成されると共に、
前記バックアップリングにおける前記他方の部材に対して摺動する側の面もテーパ面で構成されており、このテーパ面の高圧側の環状端縁部分が、前記他方の部材に対して線接触の状態で摺動自在に構成されることを特徴とする密封構造。 A sealing structure provided with a sealing device disposed in an annular groove provided in one of the two members and sealing an annular gap between the two members,
On the low pressure side of the groove bottom surface of the annular groove, a tapered surface is provided in which the distance from the other member gradually decreases from the high pressure side toward the low pressure side,
The sealing device includes:
A rubber-like elastic packing disposed on the high-pressure side;
A backup ring made of a hard material having a Rockwell hardness of 65HR or more , disposed on the low pressure side adjacent to the packing, and slidable with respect to the tapered surface;
The provided, is within the annular groove in the sealing structure only one of the backup ring to the low-pressure side that are located in the packing,
The surface of the backup ring that slides on the tapered surface of the annular groove is a tapered surface, and the taper angle of the tapered surface of the backup ring is greater than the taper angle of the tapered surface of the annular groove. The annular end portion on the high pressure side of the tapered surface of the backup ring is configured to be slidable in a line contact state with the tapered surface of the annular groove ,
The surface of the backup ring that slides with respect to the other member is also a tapered surface, and the annular edge portion on the high pressure side of the tapered surface is in a line contact state with the other member. A sealing structure characterized by being slidably configured .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009169271A JP5359638B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Sealing structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009169271A JP5359638B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Sealing structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011021723A JP2011021723A (en) | 2011-02-03 |
JP5359638B2 true JP5359638B2 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=43631970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009169271A Active JP5359638B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Sealing structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5359638B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6128286B2 (en) | 2014-09-24 | 2017-05-17 | Nok株式会社 | Sealing structure |
JPWO2023085164A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | ||
JP2024117102A (en) * | 2023-02-17 | 2024-08-29 | 株式会社バルカー | Seal structure and back-up material |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002161983A (en) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Nok Corp | Sealing device |
JP4636281B2 (en) * | 2004-12-28 | 2011-02-23 | Nok株式会社 | Sealing device |
JP4873173B2 (en) * | 2007-06-29 | 2012-02-08 | Nok株式会社 | Sealing device |
-
2009
- 2009-07-17 JP JP2009169271A patent/JP5359638B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011021723A (en) | 2011-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6128286B2 (en) | Sealing structure | |
WO2010098001A1 (en) | Sealing device | |
JP5939367B2 (en) | Sealing structure and sealing device | |
JP2008267449A (en) | Backup ring | |
JP2009097705A (en) | Sealing device | |
KR101116343B1 (en) | Sealing device and hydraulic cylinder | |
JP4853633B2 (en) | Sealing device | |
JP5286904B2 (en) | Sealing device | |
JP5359638B2 (en) | Sealing structure | |
JPH1172162A (en) | Sealing device | |
JP5914682B2 (en) | Sealing device | |
JP6031753B2 (en) | Sealing device | |
JP2008128377A (en) | Sealing device | |
JP2008121846A (en) | Backup ring | |
JP2012215188A (en) | Sealing structure | |
JP2012137121A (en) | Sealing device | |
WO2015020075A1 (en) | Seal ring | |
JP4143786B2 (en) | Sealing device | |
JP5707887B2 (en) | Sealing structure | |
JP2014169770A (en) | Seal ring | |
JP5494329B2 (en) | Sealing device | |
JP2017133571A (en) | Sealing device | |
WO2023085164A1 (en) | Sealing structure | |
JP5195987B2 (en) | Sealing system | |
JP2014062575A (en) | Sealing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120608 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130516 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5359638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |