JP2011021723A - Sealing structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing structure capable of more securely preventing a packing from being extruded with a smaller number of parts and by using a high-hardness hard material as a material of a backup ring. <P>SOLUTION: In the sealing structure, a surface on the side to be slid to a taper surface 71a in an annular groove 71 in the backup ring 10 is formed as a taper surface, a taper angle on the taper surface in the backup ring 10 is set larger than a taper angle on the taper surface 71a in the annular groove 71, and an annular edge E on the high pressure side of the taper surface in the backup ring 10 is configured to be freely slid to the taper surface 71a in the annular groove 71. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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 shaft 60 and the housing 70 is sealed by disposing the packing 100 in the annular groove 75 provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 70. A backup ring 200 is disposed adjacent to the packing 100 on the low pressure side (L) of the packing 100 in the annular groove 75. The backup ring 200 is provided to prevent the inner peripheral edge 101 of the packing 100 from protruding into a minute gap between the shaft 60 and the housing 70.

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 backup ring 200 is configured such that a gap S is provided with respect to the shaft 60 in a state where an external force is not applied from the viewpoint of mounting properties and dimensional tolerances. When the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) becomes large, the backup ring 200 is compressed between the packing 100 and the side wall surface of the annular groove 75, and is expanded and deformed in the radial direction. Thereby, the clearance gap between the backup ring 200 and the axis | shaft 60 is lose | eliminated, and the protrusion of the inner peripheral edge of the packing 100 is suppressed.

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 packing 100, a resin material (PTFE or the like) is also used as the material of the backup ring 200. In this case, the backup ring 200 is sufficiently stretched and deformed in the radial direction by axial compression, so that the gap between the backup ring 200 and the shaft 60 can be eliminated more reliably.

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 backup ring 200 and the shaft 60 because the amount of radial deformation is small with respect to the compression in the axial direction. Therefore, the inner peripheral edge of the packing 100 may protrude and be damaged. Alternatively, by setting the gap S small, the mounting workability is lowered.

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 backup ring 210 made of a hard material and a backup ring 220 made of a relatively soft resin material as in Conventional Example 2 shown in FIG. 11 is also known. However, in this case, since a plurality of backup rings are required, not only a large arrangement space has to be secured, but also the cost increases due to an increase in the number of parts.

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 annular groove 71 provided on the inner peripheral surface of the housing 70, a tapered surface 71a that decreases in diameter from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L). Is provided. Further, the outer peripheral surface of the backup ring 300 disposed on the low pressure side (L) adjacent to the packing 150 is also configured by a tapered surface whose diameter decreases from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L). The taper angle of the tapered surface 71a on the annular groove 71 side and the taper angle of the outer peripheral surface of the backup ring 300 are configured to be equal.

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 backup ring 300 is kept pressed to the low pressure side (L). The state where there is no gap between is maintained. Further, according to the conventional example 3, even when the distance between the shaft 60 and the housing 70 (shaft hole) fluctuates due to the eccentricity of the shaft 60, the backup ring 300 is pushed into the low pressure side (L). Thus, it is possible to suppress the occurrence of a gap between the backup ring 300 and the shaft 60.

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 backup ring 300 are configured to come into surface contact with the tapered surface 71a and the outer peripheral surface of the shaft 60, respectively. Therefore, depending on the surface condition and dimensional accuracy of each component, the backup ring 300 may not move smoothly in the axial direction, and a gap may be generated between the backup ring 300 and the shaft 60. In particular, when the backup ring 300 is made of a hard material (PA, PEEK, POM, PPS, etc.), the backup ring 300 itself is not deformed so much that a gap is more likely to occur. For example, when the shaft 60 is eccentric, the distance between the shaft 60 and the housing 70 is the narrowest at a certain position in the circumferential direction, and is the largest at a position of 180 degrees from the position. Therefore, if the backup ring 300 itself is not deformed so much, a gap is likely to occur in the vicinity where the distance between the shaft 60 and the housing 70 is the widest.

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 backup ring 310 made of a hard material and a backup ring 320 made of a relatively soft resin material as in Conventional Example 4 shown in FIG. 13 is also known. However, in this case, since a plurality of backup rings are required as in the above-described conventional example 2, not only a large arrangement space has to be secured, but also the cost increases due to an increase in the number of parts.

特開平11−315925号公報JP 11-315925 A 特開平09−222058号公報JP 09-2222058 A1 特開平11−072162号公報JP-A-11-072162

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、硬質材料からなるバックアップリングと、
を備え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, disposed on the low pressure side adjacent to the packing, and slidable with respect to the tapered surface;
In a sealing structure comprising:
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 with respect to the tapered surface of the annular groove.

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.

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摺動自在に構成されるとよい。   The surface of the backup ring that slides with respect to the other member is also configured as a tapered surface, and the annular end portion on the high-pressure side of the tapered surface is slidable with respect to the other member. It should be configured.

これにより、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。   As a result, the backup ring can be moved more smoothly in the axial direction, and the backup ring itself can be more easily inclined with respect to the eccentricity of the two members, so that the generation of a gap can be more 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.

図1は本発明の実施例1に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は本発明の実施例1に係る密封構造を構成する主要部材の寸法関係を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the dimensional relationship of main members constituting the sealing structure according to the first embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施例1に係る密封構造の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the sealing structure according to the first embodiment of the present invention. 図4は本発明の実施例1に係る密封構造の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory view of the sealing structure according to the first embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施例2に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 2 of the present invention. 図6は本発明の実施例2に係る密封構造の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the sealing structure according to the second embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施例2に係る密封構造の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory view of the sealing structure according to the second embodiment of the present invention. 図8は本発明の実施例3に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 3 of the present invention. 図9は従来例1に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 1. 図10は従来例1に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 1. 図11は従来例2に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 2. 図12は従来例3に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 3. 図13は従来例4に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Conventional Example 4.

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.

(実施例1)
図1〜図4を参照して、本発明の実施例1に係る密封構造について説明する。
Example 1
With reference to FIGS. 1-4, the sealing structure which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.

<密封構造全体>
本実施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、本実施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 the present embodiment 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 embodiment includes a packing 50 and a backup ring 10. The packing 50 is an O-ring made of a rubber-like elastic body (for example, NBR), and is arranged on the high-pressure side (H). The inner peripheral surface of the packing 50 is slidably in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 60, and the inner peripheral surface is a shaft hole inner peripheral surface of the housing 70 (more specifically, a groove of an annular groove 71 described later). Closely slidably contacts the bottom surface. The backup ring 10 is made of a hard material (for example, PA, PEEK, POM, PPS), and is disposed on the low pressure side (L) adjacent to the packing 50.

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 backup ring 10 is disposed in an annular groove 71 provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 70. On the low pressure side (L) at the groove bottom surface of the annular groove 71, a tapered surface 71a is provided that decreases in diameter from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L). That is, the distance between the tapered surface 71a and the shaft 60 gradually decreases from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L). The backup ring 10 is configured to be slidable with respect to the tapered surface 71 a of the annular groove 71. And the outer peripheral surface 11 of the backup ring 10 is also comprised by the taper surface which diameter-reduces toward the low voltage | pressure side (L) from a high voltage | pressure side (H).

<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 peripheral surface 11 in the backup ring 10 is set to be larger than the taper angle of the taper surface 71 a provided in the annular groove 71. That is, as shown in FIG. 2, in a cross section passing through the axis (the axis 60, the shaft hole of the housing 70, the packing 50, and the axis of the backup ring 10), the angle formed between the generatrix and the axis on the outer peripheral surface 11 of the backup ring 10 When α is set and θ is an angle formed between the generatrix and the axis on the taper surface 71a of the annular groove 71, α> θ is satisfied. Needless to say, the taper angle of the outer peripheral surface 11 of the backup ring 10 is 2α, and the taper angle of the taper surface 71a provided in the annular groove 71 is 2θ.

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 shaft 60, the shaft hole of the housing 70, and the backup ring 10 are arranged concentrically, the radial thickness on the high pressure side (H) of the backup ring 10 is T, and the high pressure side of the tapered surface 71a. The distance between the edge of (H) (the same is true of the groove bottom surface of the annular groove 71 where the tapered surface 71a is not provided) and the surface of the shaft 60 is t1, and the edge on the low pressure side (L) of the tapered surface 71a. When the distance between the shaft 60 and the surface of the shaft 60 is t2, t2 <T ≦ t1 is satisfied.

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 backup ring 10 moves to the lowest pressure side (L) in the usage environment (except when there is an abnormality), there is a gap U between the backup ring 10 and the side surface of the annular groove 71 on the low pressure side. Is ensured (see FIG. 4). With the above configuration, the annular edge portion E on the high pressure side (H) of the outer peripheral surface 11 of the backup ring 10 can maintain a (substantially) line contact state with the tapered surface 71a of the annular groove 71. Yes.

<動作説明>
上記のように構成された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 the present embodiment configured as described above, the backup ring 10 depends on the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L) and the eccentricity of the shaft 60 with respect to the shaft hole of the housing 70. Moves to the high pressure side (H) or the low pressure side (L). At this time, the annular edge portion E slides with respect to the tapered surface 71 a in the annular groove 71. Hereinafter, this point will be described in detail.

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 backup ring 10 is pushed to the low pressure side (L) by the packing 50 and moves to the low pressure side (L). At this time, the inner peripheral surface of the backup ring 10 slides in surface contact with the outer peripheral surface of the shaft 60, and the outer peripheral surface side of the backup ring 10 has an annular edge portion E with respect to the tapered surface 71a (substantially). ) Slide with line contact. The more the backup ring 10 moves to the low pressure side (L), the smaller the distance between the shaft 60 and the tapered surface 71a at the portion where the backup ring 10 is in contact. Therefore, the more the backup ring 10 moves to the low pressure side (L), the greater the amount of compression from the shaft 60 and the tapered surface 71a. Therefore, it can suppress that a clearance gap produces between the backup ring 10 and the axis | shaft 60, and can suppress that a part of packing 50 protrudes into the clearance gap between these backup rings 10 and the axis | shaft 60. FIG.

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 shaft 60 is eccentric with respect to the shaft hole of the housing 70, the distance between the shaft 60 and the housing 70 (the shaft hole) changes. FIG. 3 shows a case where the distance is small (distance S1), and FIG. 4 shows a case where the distance is large (distance S2).

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 shaft 60 and the housing 70 (the shaft hole thereof) becomes smaller, the backup ring 10 moves to the high pressure side (H) (see FIG. 3). As the distance increases, the backup ring 10 moves to the low pressure side (L) (see FIG. 4). However, when the shaft 60 is decentered, the distance between the shaft 60 and the housing 70 is the narrowest at a certain position in the circumferential direction and the widest at a position of 180 degrees from the position. Accordingly, when viewed in a cross section passing through the axis, the backup ring 10 apparently moves in the axial direction as shown in FIGS. 3 and 4, but the entire backup ring 10 moves in the axial direction parallel to the axis. Not a translation. In practice, when the shaft 60 is eccentric, the backup ring 10 is deformed so as to be inclined with respect to the axis of the shaft 60. When the backup ring 10 is viewed in a cross section passing through the axis, the axis is apparently Translate to.

<本実施例の優れた点>
上記の通り、本実施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 embodiment>
As described above, according to the sealing structure according to the present embodiment, the annular edge portion E on the high pressure side (H) of the outer peripheral surface (tapered surface) 11 of the backup ring 10 is relative to the tapered surface 71 a of the annular groove 71. It is configured to be slidable. Therefore, the sliding portion slides in a (substantially) line contact state. Therefore, the backup ring 10 moves more smoothly in the axial direction as compared with the configuration in which the taper angles of these tapered surfaces are set equal and the tapered 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 10, even if the backup ring 10 itself is not easily deformed, the backup ring 10 itself (the tapered surfaces are in surface contact with each other) against the eccentricity of the shaft 60. (As compared to the case of (1)), it is easy to tilt, and the generation of gaps can be suppressed. Thereby, the protrusion of the packing 50 can be suppressed and damage to the packing 50 can be suppressed.

このように、本実施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 the present embodiment, the protrusion of the packing 50 can be effectively suppressed even with only one backup ring 10. Therefore, it is not necessary to secure a large arrangement space compared to the case where two types of backup rings made of different materials are used, and an increase in cost can be suppressed.

なお、本実施例においては、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 the present embodiment, when the backup ring 10 is pushed by the packing 50, the backup ring 10 itself is not deformed and has a high hardness so as to move more reliably (including a tilting operation when eccentric). It is preferable to use a material (a Rockwell hardness of 65 HR or higher is desirable). This is because if a material with low hardness is used, especially when the shaft 60 is decentered, the backup ring 10 itself is deformed, resulting in “sagging” over time. For this reason, a gap may be generated between the backup ring 10 and the shaft 60.

また、本実施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 sealing structure according to the present embodiment, even when the backup ring 10 moves to the lowest pressure side (L) in the usage environment (excluding abnormal cases), the low pressure side of the backup ring 10 and the annular groove 71. It is comprised so that the clearance gap U may be ensured between these side surfaces. Therefore, it is possible to prevent the backup ring 10 from abutting against the low-pressure side surface of the annular groove 71 and hindering the movement of the backup ring 10 and applying an excessive force to the backup ring 10. Further, since the movement of the backup ring 10 is not hindered, it is possible to suppress the occurrence of a gap between the backup ring 10 and the shaft 60 or the housing 70.

(実施例2)
図5〜図7には、本発明の実施例2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 2)
5 to 7 show a second embodiment 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は上記実施例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、上記実施例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 backup ring 20 according to the present embodiment, the outer peripheral surface 21 is configured by a tapered surface that is reduced in diameter from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L), as in the case of the first embodiment. Accordingly, as in the case of the first embodiment, the annular edge portion E1 on the high-pressure side (H) of the outer peripheral surface 21 of the backup ring 20 is in (substantially) line contact with the tapered surface 71a of the annular groove 71. It is possible to maintain the state.

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 peripheral surface 22 of the backup ring 20 is comprised by the taper surface which diameter-expands toward the low voltage | pressure side (L) from the high voltage | pressure side (H). Thereby, the annular end edge portion E <b> 2 on the high-pressure side (H) of the inner peripheral surface 22 of the backup ring 20 can maintain a (substantially) line contact state with the shaft 60. In the cross section passing through the axis, if the angle between the generatrix and the axis on the inner peripheral surface 22 of the backup ring 20 is β, the corresponding angle on the shaft 60 is 0 °, and β> 0 ° is satisfied. Yes. Needless to say, the taper angle of the inner peripheral surface 22 of the backup ring 20 is 2β.

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 backup ring 20 moves to the lowest pressure side (L) in the usage environment (except for abnormal cases), the backup ring 20 and the side surface on the low pressure side of the annular groove 71 A gap U is ensured between them (see FIG. 7).

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 backup ring 20 has the high pressure side (H) or the low pressure side (L) according to the pressure difference between the high pressure side (H) and the low pressure side (L). ) At this time, on the outer peripheral surface side of the backup ring 20, the annular edge portion E1 slides in a state of (substantially) line contact with the tapered surface 71a, and on the inner peripheral surface side, the annular edge portion E2 is relative to the shaft 60. Sliding in a (substantially) line contact.

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、実施例1で説明した通りである。   Further, when the shaft 60 is eccentric with respect to the shaft hole of the housing 70, the distance between the shaft 60 and the housing 70 (the shaft hole) changes. FIG. 6 shows a case where the distance is small, and FIG. 7 shows a case where the distance is large. As the distance between the shaft 60 and the housing 70 (the shaft hole) becomes smaller, the backup ring 20 moves to the high pressure side (H) (see FIG. 6). As the distance increases, the backup ring 10 moves to the low pressure side (L) (see FIG. 7). When viewed in a cross section passing through the axis, the backup ring 20 apparently moves in the axial direction as shown in FIGS. 6 and 7, but the entire backup ring 20 moves in the axial direction parallel to the axis. The reason for this is as described in the first embodiment.

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、実施例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、上記実施例1や以下に説明する実施例3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 backup ring 20 is in a state where the annular edge portions E1 and E2 on the high-pressure side (H) on both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are in line contact (substantially) Is configured to slide. Therefore, as compared with the case of the first embodiment, the backup ring 20 can move more smoothly in the axial direction, and the backup ring 20 itself is more easily inclined with respect to the eccentricity of the shaft 60. Therefore, generation | occurrence | production of a clearance gap can be suppressed more reliably. Even when the shaft 60 is inclined with respect to the backup ring 20, the annular edge portion E <b> 2 on the inner peripheral surface side of the backup ring 20 is in a (substantially) line contact state, and the shaft extends over the entire circumference. The state in contact with 60 can be maintained. Therefore, in the case of the backup ring 20 according to the present embodiment, the generation of a gap can be suitably suppressed even with respect to the inclination of the shaft 60. Thus, the backup ring 20 according to the present embodiment is suitable when the shaft 60 can be inclined. In addition, when the configuration in which the inner peripheral surface of the backup ring is in surface contact with the shaft and the outer peripheral surface of the backup ring is in surface contact with the tapered surface of the annular groove provided in the housing, the shaft is inclined. In this case, a gap is generated between the backup ring and the shaft. This is because in this case, the backup ring itself hardly tilts, and the shaft is tilted with respect to the backup ring. And about the contact position with respect to the axis | shaft in the inner periphery of a backup ring, the part which contacts in the edge of a high voltage | pressure side (H) and the part which contacts in the edge of a low voltage | pressure side (L) will arise. For this reason, a gap is generated between the end of the high pressure side (H) on the inner periphery of the backup ring and the shaft. Further, as in the case of the first embodiment and the third embodiment described below, the inner peripheral surface of the backup ring is brought into surface contact with the shaft, and the outer peripheral surface of the backup ring is an annular groove provided in the housing. In the case of making line contact with the tapered surface, it is possible to suppress the occurrence of a gap between the backup ring and the shaft even with respect to the inclination of the shaft. This is because the backup ring can be tilted to some extent with respect to the housing, so that when the shaft is tilted, the backup ring is tilted together with the shaft to prevent a gap from being generated between the backup ring and the shaft. be able to. In other words, even if the shaft is tilted, the backup ring does not tilt with respect to the shaft, so that the state in which the inner peripheral surface of the backup ring is in surface contact with the shaft can be maintained.

(実施例3)
図8には、本発明の実施例3が示されている。本実施例においては、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 3)
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, 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 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 embodiment, the outer peripheral surface of the shaft 61 is constituted by a tapered surface whose diameter increases from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L). Needless to say, in the cross section passing through the axis, if the angle between the generatrix and the axis on the outer peripheral surface of the shaft 61 is γ, the taper angle of the tapered surface is 2γ.

また、本実施例に係るバックアップリング30は、その外周面31は上記実施例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、上記実施例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、本実施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 backup ring 30 according to the present embodiment has an outer peripheral surface 31 constituted by a tapered surface that decreases in diameter from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L) as in the case of the first embodiment. Yes. Accordingly, as in the case of the first embodiment, the annular edge portion E on the high pressure side (H) of the outer peripheral surface 31 of the backup ring 30 is in line contact with the tapered surface 71a of the annular groove 71 (substantially). It is possible to maintain the state. In addition, the inner peripheral surface of the backup ring 30 according to the present embodiment is configured by a tapered surface whose diameter increases from the high pressure side (H) toward the low pressure side (L), and the taper angle is the outer peripheral surface of the shaft 61. The taper angle is set to be the same. Therefore, the inner peripheral surface of the backup ring 30 slides in surface contact with the outer peripheral surface of the shaft 61.

以上のように構成された本実施例に係る密封構造によれば、上記実施例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、本実施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 embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. However, the sealing structure according to the present embodiment is not suitable for an application in which the shaft 61 and the housing 70 are relatively reciprocated, and is suitable for an application in which these are relatively rotated or are stationary with respect to each other.

<その他>
上記実施例3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2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 backup ring 30 in the third embodiment to be larger than the taper angle 2γ of the outer peripheral surface of the shaft 61, the inner periphery is the same as in the case of the second embodiment. The annular edge portion on the high pressure side (H) of the surface may be maintained in a (substantially) line contact state with respect to the shaft 61. In this way, the backup ring 30 can move more smoothly in the axial direction, and the backup ring 30 itself is more easily inclined with respect to the eccentricity of the shaft 61.

また、上記各実施例においては、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 each said Example, the structure which arrange | positions a sealing device in the annular groove 71 provided in the internal peripheral surface of the shaft hole of the housing 70 was shown. However, a configuration may be adopted in which an annular groove is provided on the shaft side and a sealing device is disposed in the annular groove. In this case, a tapered surface that increases in diameter from the high pressure side toward the low pressure side is provided on the low pressure side of the groove bottom surface of the annular groove provided on the shaft side. That is, the distance between the tapered surface and the housing gradually decreases from the high pressure side to the low pressure side. And the internal peripheral surface of a backup ring is comprised by the taper surface set to the taper angle larger than the taper angle of the taper surface in an annular groove. Thereby, the high-pressure-side annular edge portion of the inner peripheral surface (tapered surface) of the backup ring can maintain a (substantially) line contact state with the tapered surface of the annular groove. Needless to say, the outer peripheral surface side may also be configured as a tapered surface so as to contact the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing in a (substantially) line contact state. In addition, even when the backup ring moves to the lowest pressure side in the usage environment (excluding abnormal cases), a gap is secured between the backup ring and the side surface on the low pressure side of the annular groove. It goes without saying that it is preferable to do this.

また、上述した各実施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 each of the above-described embodiments may be of a type in which no cut part (separation part) is provided in the circumferential direction, or one place in the circumferential direction in order to improve wearability. It may be of a type in which a cut portion is provided.

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 SYMBOLS 10 Backup ring 11 Outer peripheral surface 20 Backup ring 21 Outer peripheral surface 22 Inner peripheral surface 30 Backup ring 31 Outer peripheral surface 50 Packing 60, 61 Shaft 70 Housing 71 Annular groove 71a Tapered surface E, E1, E2 Annular edge part U Clearance

Claims (3)

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、硬質材料からなるバックアップリングと、
を備え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, disposed on the low pressure side adjacent to the packing, and slidable with respect to the tapered surface;
In a sealing structure comprising:
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. A sealing structure characterized in that the annular end portion on the high pressure side of the tapered surface of the backup ring is configured to be slidable with respect to the tapered surface of the annular groove.
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摺動自在に構成されることを特徴とする請求項1に記載の密封構造。   The surface of the backup ring that slides with respect to the other member is also configured as a tapered surface, and the annular end portion on the high-pressure side of the tapered surface is slidable with respect to the other member. The sealing structure according to claim 1, wherein the sealing structure is configured. 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ことを特徴とする請求項1または2に記載の密封構造。   3. The gap according to claim 1, wherein a gap is secured between the backup ring and the low-pressure side surface of the annular groove regardless of the position of the backup ring. Sealing structure.
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