JP2005114007A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング１にピストン２を挿入する際に、予め装着した密封装置のバックアップリング４が装着溝２１から浮き上がって損傷するのを防止する。
【解決手段】ハウジング１の内周面１ａとその内周に軸方向移動可能に配置されたピストン２の外周面２ａのうちいずれか一方に形成され円周方向へ連続した装着溝２１内に、ゴム状弾性材料からなるＯリング３と、このＯリング３より硬質の材料からなり円周方向一箇所が切断されたバックアップリング４とを有し、ハウジング１へのピストン２の挿入時にＯリング３が押し付けられる側の溝内側面２１ａが、溝肩２１ｃ側で溝幅を狭めるテーパ面状に形成され、ハウジング１へのピストン２の挿入時にＯリング３が押し付けられる側にあるバックアップリング４におけるＯリング３と反対側の背面４ｃが、溝内側面２１ａと対応する形状をなす。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車あるいは産業機器の油圧装置等、高圧を発生する機器の往復動部分を密封する密封装置に関するものである。

油圧機器等における外周側のハウジングと内周側のピストンとの間を密封する密封装置の典型的な従来技術が、下記の特許文献１に記載されている。
特開平９−７２３１０号公報（第６図）

図９は、上記特許文献１に開示されたものと同種の従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図で、図中の参照符号１０１は油圧機器のハウジング、１０２はこのハウジング１０１の内周に軸方向移動可能に配置されたピストンである。ピストン１０２の外周面には、円周方向へ連続した矩形断面の装着溝１０２ａが形成されており、この装着溝１０２ａには、Ｏリング１０３と、その軸方向両側に位置する一対のバックアップリング１０４，１０５が装着されている。

Ｏリング１０３は、ゴム状弾性材料で断面円形の環状に成形されたものであって、装着溝１０２ａの溝底面と、ハウジング１０１の内周面１０１ａとの間に適宜圧縮された状態で介在され、ピストン１０２の軸方向両側の油圧が交互に加圧されることによるピストン１０２の軸方向往復動作に伴って、ハウジング１０１の内周面１０１ａと密接摺動しながら、ピストン１０２の軸方向両側の作動油を封止するものである。また、バックアップリング１０４，１０５は、Ｏリング１０３より硬質でかつ低摩擦係数のＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）等の合成樹脂材料からなるものであって、扁平な環状に成形され、その外周縁が、ハウジング１０１の内周面１０１ａに対して微小隙間をもって対向し、作動油の圧力によって、Ｏリング１０３がピストン１０２の外周面１０２ｂとハウジング１０１の内周面１０１ａとの間の隙間へはみ出すのを防止するものである。

Ｏリング１０３はゴム状弾性材料からなるものであるため、装着に際しては、ピストン１０２の外周面１０２ｂよりも大径に引き伸ばしてから装着溝１０２ａへ嵌め込む。一方、バックアップリング１０４，１０５は、弾性に乏しい硬質の合成樹脂材料からなるものであるため、円周方向一ヵ所を切断（バイアスカット又はスパイラルカット）することによって、ピストン１０２の外周面１０２ｂよりも大径に開くことができるようにし、装着溝１０２ａへの装着性を確保している。

また、図１０は、ピストン１０２をハウジング１０１の内周へ挿入する際の、従来の密封装置におけるバックアップリング１０４の挙動を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。この図１０に示されるように、ピストン１０２をハウジング１０１の内周へ組み込む際には、予めピストン１０２の装着溝１０２ａにＯリング１０３及びバックアップリング１０４，１０５を装着しておく。また、ハウジング１０１の内周面１０１ａの端部は、軸方向外側へ開いたテーパ面１０１ｂとなっており、挿入性の観点から、ピストン１０２はテーパ面１０１ｂ側から挿入して組み込む。

しかしながら、上記従来の技術によれば、ピストン１０２を挿入する過程で、装着溝１０２ａ内のＯリング１０３がハウジング１０１のテーパ面１０１ｂに案内されつつ圧縮を受けると、その応力によって、図１０に示されるように、ハウジング１０１の内周面１０１ａへのＯリング１０３の未挿入部分１０３ａが、挿入方向と反対側（軸方向外側）のバックアップリング１０４に押し付けられると共に、外周側へ膨むように変形する。このため、Ｏリング１０３に押し付けられたバックアップリング１０４が装着溝１０２ａから浮き上がり、その軸方向外側の溝肩１０２ｃと前記テーパ面１０１ｂとの間に挟まれて損傷するおそれがあった。またこのため、ピストン１０２の挿入作業には細心の注意を払う必要があり、作業性を悪くしていた。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、ハウジング等の外周部材に、ピストン等の内周部材を挿入する際に、予め装着溝に装着したバックアップリングが浮き上がって損傷するのを有功に防止することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、外周部材の内周面とその内周に軸方向移動可能に配置された内周部材の外周面のうちいずれか一方に形成され円周方向へ連続した装着溝内に、ゴム状弾性材料からなるパッキングと、このパッキングより硬質の材料からなり円周方向一箇所が切断されたバックアップリングとを有し、前記装着溝の溝内側面のうち、少なくとも前記外周部材への前記内周部材の挿入時に前記パッキングが押し付けられる側の溝内側面が、溝肩側で溝幅を狭める形状に形成され、前記外周部材への前記内周部材の挿入時に前記パッキングが押し付けられる側にあるバックアップリングの、前記パッキングと反対側の背面が、前記溝内側面と対応する形状をなすものである。

上記請求項１の発明に係る密封装置によれば、外周部材の内周に内周部材を挿入する際に、装着溝内に予め装着したバックアップリングが、パッキングに押されて浮き上がろうとしても、装着溝の溝幅を溝肩側で狭めるように形成した溝内側面と、これに接触したバックアップリングの背面との嵌合力によって、装着溝からのバックアップリングの浮き上がりや、これに起因する損傷の発生を防止することができる。

以下、本発明に係る密封装置を油圧機器のハウジングとピストン間の密封手段として適用した好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図、図２は、図１におけるバックアップリング４又は５の斜視図、図３は、ピストン２をハウジング１の内周へ挿入する過程を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

まず図１において、参照符号１は油圧機器のハウジング、２はこのハウジング１の内周に軸方向移動可能に配置されたピストンである。ピストン２の外周面には、円周方向へ連続した装着溝２１が形成されており、この装着溝２１には、Ｏリング３と、その軸方向両側に位置する一対のバックアップリング４，５が装着されている。なお、ハウジング１は請求項１に記載の外周部材に相当するものであり、ピストン２は請求項１に記載の内周部材に相当するものであり、Ｏリング３は、請求項１に記載のパッキングに相当するものである。

ハウジング１における単純な円筒面状をなす内周面１ａの軸方向一端には、軸方向外側へ開いたテーパ面１ｂが形成されている。一方、装着溝２１は、その軸方向両側の溝内側面２１ａ，２１ｂが、溝肩２１ｃ，２１ｄ側ほど溝幅を狭めるようなテーパ面状、言い換えれば溝底面２１ｅ側ほど溝幅を広げるようなテーパ面状に形成されている。すなわち装着溝２１は、蟻溝状の断面形状を有するものである。

Ｏリング３は、ゴム状弾性材料で断面円形の環状に成形されたものであって、ハウジング１の内周面１ａ及び装着溝２１の溝底面２１ｅに対する適当なつぶし代を有し、言い換えれば未装着状態でのＯリング３の断面径が、ハウジング１の内周面１ａと装着溝２１の溝底面２１ｅとの径方向距離よりも大きく、したがって、ハウジング１の内周面１ａと装着溝２１の溝底面２１ｅとの間で径方向に適当に圧縮された状態で装着されるようになっている。

一方、バックアップリング４，５は、Ｏリング３のゴム状弾性材料より硬質でかつ低摩擦係数のＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）等の合成樹脂材料からなり、その外周縁４ａ，５ａはピストン２の外周面２ａよりも大径で、ハウジング１の内周面１ａに対して微小隙間をもって対向しており、油圧によってＯリング３の一部がピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを防止するものである。

バックアップリング４，５におけるＯリング３側を向いた内側面４ｂ，５ｂは、軸心に対してほぼ垂直な平面状に形成されており、Ｏリング３と反対側、すなわち溝内側面２１ａ，２１ｂ側を向いた背面４ｃ，５ｃは、この溝内側面２１ａ，２１ｂと対応するテーパ面状をなしている。また図２に示されるように、このバックアップリング４，５は円周方向一箇所が切断されており、その切断部４ｄ（５ｄ）は、いわゆるバイアスカットされ、すなわち軸心を通る平面に対して適当な傾斜角度をなすことによって、切断部４ｄ（５ｄ）へのＯリング３の食い込みを防止している。

以上の構成を備える油圧装置は、ピストン２の軸方向両側の空間に油圧が交互に導入されることによって、ピストン２がハウジング１の内周を軸方向へ往復移動し、あるいはピストン２がハウジング１の内周を強制的に軸方向へ往復移動されることによって、その軸方向両側の空間に交互に高圧が発生するものである。この油圧は、ハウジング１の内周面１ａとピストン２の外周面２ａとの間の隙間から、バックアップリング４又は５を介してＯリング３にも作用し、例えば図１における右側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング４の内側面４ｂに押し付けられて支持され、図１における左側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング５の内側面５ｂに押し付けられて支持される。

詳しくは、例えば図１における右側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はこの油圧によって装着溝２１内を相対的に低圧となる側（図１における左側）へ移動し、バックアップリング４の内側面４ｂに押し付けられて変形するので、ハウジング１の内周面１ａ及び装着溝２１の溝底面２１ｅに対する面圧を増大する。逆に、例えば図１における左側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はこの油圧によって装着溝２１内を相対的に低圧となる側（図１における右側）へ移動し、バックアップリング５の内側面５ｂに押し付けられて変形するので、ハウジング１の内周面１ａ及び装着溝２１の溝底面２１ｅに対する面圧を増大する。このため、導入圧力に応じてシール面圧が変化し、優れた密封機能を奏する。

また、バックアップリング４，５の外周縁４ａ，５ａは、ピストン２の外周面２ａよりも大径で、ハウジング１の内周面１ａに微小隙間をもって対向しているので、油圧によって変形されたＯリング３の一部が、ピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを有効に防止する。

ここで、ピストン２をハウジング１の内周に図１に示される状態に挿入して組み込む方法を説明すると、この組み込みに際しては、まず予めピストン２の装着溝２１にＯリング３及びバックアップリング４，５を装着する。Ｏリング３はゴム状弾性材料からなるものであるため、その装着に際しては、ピストン２の外周面２ａよりも大径に引き伸ばしてから、その復元力（縮径力）によって装着溝２１へ嵌め込めば良い。一方、バックアップリング４，５は、硬質の合成樹脂材料からなるものであるが、円周方向一ヵ所に切断部４ｄ（５ｄ）を有するため、ピストン２の外周面２ａよりも大径に開いてから、装着溝２１へ弾性的に嵌め込むことができる。

また、装着溝２１にＯリング３及びバックアップリング４，５を装着したピストン２は、図３に示されるように、ハウジング１の内周に、テーパ面１ｂが形成された図中左側から挿入して組み込む。

この挿入過程では、図３に示されるように、装着溝２１内のＯリング３は、その外周部がハウジング１のテーパ面１ｂに接触するので、摩擦抵抗によって、装着溝２１内をピストン２の挿入方向と反対側へ相対移動されてバックアップリング４の内側面４ｂに押し付けられる。また、Ｏリング３は、テーパ面１ｂの小径側へ挿入されて行くのに伴って径方向圧縮を受けるので、その応力によって、テーパ面１ｂの大径側を向いた部分３ａが外周側へ膨みながらバックアップリング４の内側面４ｂに押し付けられ、このため、バックアップリング４に対して、装着溝２１から外周側へ浮き上がらせる変位力を与えることになる。

しかしながら、装着溝２１の溝幅を溝肩２１ｃ側で狭めるようなテーパ面状に形成された溝内側面２１ａと、これに対応するテーパ面状に形成されたバックアップリング４の背面４ｃとの嵌合力によって、装着溝２１からのバックアップリング４の浮き上がりが抑止される。これは、溝内側面２１ａとバックアップリング４の背面４ｃ間に作用する押し付け荷重の一部は、テーパ面による形状特性から、バックアップリング４を内周側へ変位させる方向に作用し、Ｏリング３の変形により発生する浮き上がり方向の変位力を相殺するからである。

したがって、このバックアップリング４の外周縁４ａがハウジング１のテーパ面１ｂと干渉して溝肩２１ｃとの間に噛み込まれて損傷するのを、有効に防止することができる。またこのため、ピストン２の組み込み作業を容易に行うことができる。

次に図４は、本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。この形態においては、バックアップリング４がＯリング３の軸方向一側にのみ配置され、詳しくは、装着溝２１内に、ハウジング１へのピストン２の組み込み時にＯリング３に対してピストン２の挿入方向と反対側となる位置にのみバックアップリング４が配置されている。

ピストン２の外周面２ａに形成された装着溝２１は、ハウジング１へのピストン２の挿入方向と反対側の溝内側面２１ａが、溝肩２１ｃ側ほど溝幅を狭めるようなテーパ面状、言い換えれば溝底面２１ｅ側ほど溝幅を広げるようなテーパ面状に形成されており、他方の溝内側面２１ｂが、軸心に対してほぼ垂直な平面状に形成されている。また、バックアップリング４は、先に説明した図１に示されるもの（第一の形態）と同様であって、すなわち外周縁４ａはピストン２の外周面２ａよりも大径で、ハウジング１の内周面１ａに対して微小隙間をもって対向し、Ｏリング３側を向いた内側面４ｂは、軸心に対してほぼ垂直な平面状をなし、Ｏリング３と反対側、すなわち溝内側面２１ａ側を向いた背面４ｃは、この溝内側面２１ａと対応するテーパ面状をなしている。

その他の部分の構成は、基本的に、先に説明した図１に示される第一の形態と同様である。

上述の構成を備える油圧装置は、図４における右側の空間のみに高い油圧が導入され又は発生するものであり、このため、バックアップリング４は、装着溝２１内において、高圧となる空間と反対側（図４における左側）でＯリング３を支持し、その一部がピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを有効に防止する。

装着溝２１へのＯリング３及びバックアップリング４の装着方法は、先に説明したのと同様であり、ピストン２は、Ｏリング３及びバックアップリング４の装着後に、ハウジング１の内周に、テーパ面１ｂが形成された図中左側から挿入して組み込まれる。そして、この挿入過程でのバックアップリング４の浮き上がりは、第一の形態と同様、テーパ面状に形成された溝内側面２１ａとバックアップリング４の背面４ｃとの嵌合力によって抑止されるので、バックアップリング４の外周縁４ａがハウジング１のテーパ面１ｂと溝肩２１ｃとの間に噛み込まれて損傷するのを、有効に防止することができる。またこのため、ピストン２の組み込み作業を容易に行うことができる。

次に図５は、本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。この形態において、ピストン２の外周面２ａに形成された装着溝２１は、ハウジング１へのピストン２の挿入方向と反対側の溝内側面２１ａが、溝肩２１ｃ側ほど溝幅を狭めるようなテーパ面状、言い換えれば溝底面２１ｅ側ほど溝幅を広げるようなテーパ面状に形成されており、他方の溝内側面２１ｂが、軸心に対してほぼ垂直な平面状に形成されている。

装着溝２１には、Ｏリング３と、その軸方向両側に配置されたバックアップリング４，５が装着されている。バックアップリング４，５のうち、一方のバックアップリング４は、先に説明した図１に示されるもの（第一の形態）と同様であって、すなわち外周縁４ａはピストン２の外周面２ａよりも大径で、ハウジング１の内周面１ａに対して微小隙間をもって対向し、Ｏリング３側を向いた内側面４ｂは、軸心に対してほぼ垂直な平面状をなし、Ｏリング３と反対側、すなわち溝内側面２１ａ側を向いた背面４ｃは、この溝内側面２１ａと対応するテーパ面状をなしている。また、他方のバックアップリング５は、外周縁５ａはピストン２の外周面２ａよりも大径で、ハウジング１の内周面１ａに対して微小隙間をもって対向し、Ｏリング３側を向いた内側面５ｂ及びその反対側の溝内側面２１ｂ側を向いた背面５ｃは、軸心に対してほぼ垂直な平面状をなしている。

その他の部分の構成は、基本的に、先に説明した図１に示される第一の形態と同様である。

上述の構成を備える油圧装置は、第一の形態と同様、ピストン２の軸方向両側の空間に油圧が交互に導入されることによって、ピストン２がハウジング１の内周を軸方向へ往復移動し、あるいはピストン２がハウジング１の内周を強制的に軸方向へ往復移動されることによって、その軸方向両側の空間に交互に高圧が発生するものである。そして、図中右側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング４の内側面４ｂに支持され、図中左側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング５の内側面５ｂに支持されるようになっており、Ｏリング３が、ピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを、バックアップリング４，５によって有効に防止する。

装着溝２１へのＯリング３及びバックアップリング４，５の装着方法は、先に第一の形態において説明したのと同様であり、ピストン２は、Ｏリング３及びバックアップリング４，５の装着後に、ハウジング１の内周に、テーパ面１ｂが形成された図中左側から挿入して組み込まれる。そして、この挿入過程でのバックアップリング４の浮き上がりは、第一の形態と同様、テーパ面状に形成された溝内側面２１ａとバックアップリング４の背面４ｃとの嵌合力によって抑止されるので、バックアップリング４の外周縁４ａがハウジング１のテーパ面１ｂと溝肩２１ｃとの間に噛み込まれて損傷するのを、有効に防止することができる。またこのため、ピストン２の組み込み作業を容易に行うことができる。

次に図６は、本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図、図７は、図６におけるバックアップリング６又は７の斜視図、図８は、この形態において、ピストン２をハウジング１の内周へ組み込む過程を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。上述した第一乃至第三の形態は、いずれもＯリング３とバックアップリング４（及び５）を、ピストン２の外周面２ａに形成した装着溝２１に装着しているのに対し、この第四の形態は、図６に示されるように、Ｏリング３とバックアップリング６，７をハウジング１の内周面１ａに形成した装着溝１１に装着したものである。

ハウジング１の内周面１ａに形成した装着溝１１は、その軸方向両側の溝内側面１１ａ，１１ｂが、溝肩１１ｃ，１１ｄ側ほど溝幅を狭めるようなテーパ面状、言い換えれば溝底面１１ｅ側ほど溝幅を広げるようなテーパ面状に形成されている。すなわち装着溝１１は、蟻溝状の断面形状を有するものである。

一方、ピストン２における外周面２ａの軸方向一端には、先端へ向けて小径となるようなテーパ面２ｂが形成されている。

Ｏリング３は、第一乃至第三の形態のものと同様、ゴム状弾性材料で断面円形の環状に成形されたものであって、ピストン２の外周面２ａ及び装着溝１１の溝底面１１ｅに対する適当なつぶし代を有し、言い換えれば未装着状態でのＯリング３の断面径が、ピストン２の外周面２ａと装着溝１１の溝底面１１ｅとの径方向距離よりも大きく、したがって、ピストン２の外周面２ａと装着溝１１の溝底面１１ｅとの間で適当に径方向圧縮された状態で装着されるようになっている。

バックアップリング６，７は、Ｏリング３のゴム状弾性材料より硬質でかつ低摩擦係数のＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）等の合成樹脂材料からなり、その内周縁６ａ，７ａはハウジング１の内径よりも小径で、ピストン２の外周面２ａに対して微小隙間をもって対向しており、油圧によってＯリング３がピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを防止するものである。

バックアップリング６，７におけるＯリング３側を向いた内側面６ｂ，７ｂは、軸心に対してほぼ垂直な平面状に形成されており、Ｏリング３と反対側、すなわち溝内側面１１ａ，１１ｂ側を向いた背面６ｃ，７ｃは、この溝内側面１１ａ，１１ｂと対応するテーパ面状をなしている。また、図７に示されるように、このバックアップリング６，７は円周方向一箇所が切断されており、その切断部６ｄ，７ｄは、いわゆるバイアスカットされ、すなわち軸心を通る平面に対して適当な傾斜角度をなすことによって、切断部６ｄ（７ｄ）へのＯリング３の食い込みを防止している。

以上の構成を備える油圧装置は、ピストン２の軸方向両側の空間に油圧が交互に導入されることによって、ピストン２がハウジング１の内周を軸方向へ往復移動し、あるいはピストン２がハウジング１の内周を強制的に軸方向へ往復移動されることによって、その軸方向両側の空間に交互に高圧が発生するものである。この油圧は、ハウジング１の内周面１ａとピストン２の外周面２ａとの隙間から、バックアップリング６又は７を介してＯリング３にも作用し、例えば図６における右側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング６の内側面６ｂに押し付けられて支持され、図６における左側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はバックアップリング７の内側面７ｂに押し付けられて支持される。

詳しくは、例えば図６における右側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はこの油圧によって装着溝１１内を相対的に低圧となる側（図６における左側）へ移動し、バックアップリング６の内側面６ｂに押し付けられて変形するので、ピストン２の外周面２ａ及び装着溝１１の溝底面１１ｅに対する面圧を増大する。逆に、例えば図６における左側の空間の油圧が上昇した場合は、Ｏリング３はこの油圧によって装着溝１１内を相対的に低圧となる側（図６における右側）へ移動し、バックアップリング７の内側面７ｂに押し付けられて変形するので、ピストン２の外周面２ａ及び装着溝１１の溝底面１１ｅに対する面圧を増大する。このため、導入圧力に応じてシール面圧が変化し、優れた密封機能を奏する。

また、バックアップリング６，７の内周縁６ａ，７ａは、ハウジング１の内周面１ａよりも小径で、ピストン２の外周面２ａに微小隙間をもって対向しているので、油圧によって変形されたＯリング３の一部が、ピストン２の外周面２ａとハウジング１の内周面１ａとの間の隙間へはみ出すのを有効に防止する。

ここで、ピストン２をハウジング１の内周に図６に示される状態に挿入して組み込む方法を説明すると、この組み込みに際しては、まず予めハウジング１側の装着溝１１にＯリング３及びバックアップリング６，７を装着する。Ｏリング３はゴム状弾性材料からなるものであるため、その変形によって、ハウジング１の内周から容易に装着溝１１へ嵌め込むことができる。一方、バックアップリング６，７は、硬質の合成樹脂材料からなるものであるが、円周方向一ヵ所が分割されているため、ハウジング１の内周面１ａよりも小径に縮径変形させてから、弾性的に装着溝１１へ嵌め込むことができる。

次に、ピストン２を、そのテーパ面２ｂを有する端部を先頭にしてハウジング１の内周へ挿入する。この挿入過程では、図８に示されるように、装着溝１１内のＯリング３は、内周部がピストン２のテーパ面２ｂに接触するので、その摩擦抵抗によって、装着溝１１内をピストン２の挿入方向へ移動され、バックアップリング７の内側面７ｂに押し付けられる。また、このＯリング３は、ピストン２の挿入過程でそのテーパ面２ｂの大径側へ相対的に乗り上がって径方向圧縮を受けるので、その応力によって、テーパ面２ｂの小径側を向いた部分３ｂが内周側へ膨みながら、バックアップリング７の内側面７ｂに押し付けられ、このため、バックアップリング７に対して、装着溝１１から内周側へ浮き上がらせるような変位力を与えることになる。

しかしながら、装着溝１１の溝幅を溝肩１１ｄ側で狭まるようなテーパ面状に形成された溝内側面１１ｂと、これに対応するテーパ面状に形成されたバックアップリング７の背面７ｃとの嵌合力によって、装着溝１１からのバックアップリング７の浮き上がりが抑止される。これは、溝内側面１１ａとバックアップリング７の背面７ｃ間に作用する押し付け荷重の一部は、テーパ面による形状特性から、バックアップリング７を外周側へ変位させる方向に作用し、Ｏリング３の変形により発生する内周側への浮き上がり力を相殺するからである。

したがって、このバックアップリング７の内周縁７ａがピストン２のテーパ面２ｂと干渉して溝肩１１ｄとの間に噛み込まれて損傷するのを、有効に防止することができる。またこのため、ピストン２の組み込み作業を容易に行うことができる。

なお、この第四の形態のように、Ｏリング３とバックアップリング６，７をハウジング１の内周面１ａに形成した装着溝１１に装着したものにおいても、先に説明した第二又は第三の形態のように、ピストン２の挿入時にＯリング３が押し付けられる側の溝内側面１１ｂ及びバックアップリング７の背面７ｃのみを、図８と同様に形成しても良い。

また、上述の各形態においては、装着溝の溝内側面及びこれに接するバックアップリングの背面を、溝肩側で溝幅が狭まるようなテーパ面としたが、本発明は、このようなテーパ面に限定されるものではなく、装着溝の溝内側面を例えば溝肩側で溝幅が狭まるような段差面等に形成し、バックアップリングの背面を、これと対応する断面形状に形成したものであっても、装着溝からのバックアップリングの浮き上がりを有効に抑止することができる。

更に本発明は、図示の形態のようなＯリング３以外のパッキング、例えばＸリングや角リング等を用いたものについても、同様に実施することができる。

本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。 図１におけるバックアップリング４又は５の斜視図である。 ピストン２をハウジング１の内周へ挿入する過程を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。 本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。 本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。 図６におけるバックアップリング６又は７の斜視図である。 ピストン２をハウジング１の内周へ挿入する過程を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。 ピストン１０２をハウジング１０１の内周へ挿入する際の、従来の密封装置におけるバックアップリング１０４の挙動を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

符号の説明

１ ハウジング（外周部材）
１ａ 内周面
１１，２１ 装着溝
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ 溝内側面
１１ｃ，１１ｄ，２１ｃ，２１ｄ 溝肩
１１ｅ，２１ｅ 溝底面
２ ピストン（内周部材）
２ａ 外周面
３ Ｏリング（パッキング）
４，５，６，７ バックアップリング
４ａ，５ａ 外周縁
４ｂ，５ｂ，６ｂ，７ｂ 内側面
４ｃ，５ｃ，６ｃ，７ｃ 背面
６ａ，７ａ 内周縁

Claims (1)

1. 外周部材（１）の内周面（１ａ）とその内周に軸方向移動可能に配置された内周部材（２）の外周面（２ａ）のうちいずれか一方に形成され円周方向へ連続した装着溝（２１，１１）内に、ゴム状弾性材料からなるパッキング（３）と、このパッキング（３）より硬質の材料からなり円周方向一箇所が切断されたバックアップリング（４，５，６，７）とを有し、前記装着溝（２１，１１）の溝内側面のうち、少なくとも前記外周部材（１）への前記内周部材（２）の挿入時に前記パッキング（３）が押し付けられる側の溝内側面（２１ａ，１１ｂ）が、溝肩（２１ｃ，１１ｄ）側で溝幅を狭める形状に形成され、外周部材（１）への内周部材（２）の挿入時にパッキング（３）が押し付けられる側にあるバックアップリング（４，７）の、前記パッキング（３）と反対側の背面（４ｃ，７ｃ）が、前記溝内側面（２１ａ，１１ｂ）と対応する形状をなすことを特徴とする密封装置。
   

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