JPH0571646A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 支持リング２０の接触面２０ａを凹面状に、
第一リング１０の接触面１０ａを支持リング２０の接触
面２０ａの形状に対応して凸面状に形成し、第一リング
１０をバックアップリング１１，１２よりも内周側で支
持リング２０の接触面２０ａに接するように装着する。 【効果】 圧力負荷時に、第一リングが支持リングの接
触面に沿って移動し、局部的に大きく変形すること無く
バックアップリングを押圧する。この際、第二リングも
第一リングと共に外方へ押圧されるから、シールリング
をアウター部材に押しつける作用も安定する。したがっ
て、圧力負荷時の密封性能を向上させ、リングの寿命を
長くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナー部材と、イン
ナー部材に外嵌されたアウター部材との間を密封するシ
ール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピストン等のインナー部材とシリ
ンダ等のアウター部材との間に配設されるシール装置
は、図５に示されているものが存在しており、インナー
部材１に設けられた溝２内にシール装置３が設けられ
て、アウター部材４に対してシール機能を果たしてい
る。

【０００３】このシール装置３は、溝２の底面に接して
配される断面凸状の弾性材からなるリング５と、このリ
ング５の両端部の外側に位置しリング５の突出部側面と
の間に空隙を有すると共に、溝２の側面にそれぞれ接し
て配されるプラスチック樹脂製の一対のバックアップリ
ング６，７と、リング５の突出部の外周面に接した状態
で、バックアップリング６，７間に空隙を有しないで配
されるシールリング８とからなる。

【０００４】しかしながら、図５に示したシール装置３
にあっては、シール装置を挟んだ左右部分の圧力差の小
さい低圧下では、インナー部材１とアウター部材４との
間をシールするには充分であったものの、圧力差が大き
い高圧下ではシール機能が不充分である。すなわち、バ
ックアップリング６，７が剛性のないプラスチック樹脂
からなるので、高負荷時にはシールリング８の外周縁が
バックアップリングの外周面とアウター部材４との間に
はみ出したり、さらにはバックアップリングの外周面を
乗り越えてインナー部材１とアウター部材４との間には
み出してしまい、シールリング８とアウター部材４との
密着性が悪くなる。

【０００５】そこで、上記に対処するため、図６（ａ）
（ｂ）に示すシール装置が開示されている。このシール
装置３は、図６（ａ）（ｂ）の如く、インナー部材１の
溝２の底面に接して配されゴム等の弾性材からなる第一
リング１０と、この第一リング１０の外周に位置すると
共に、溝２の側面にそれぞれ接して配される一対の金属
製のバックアップリング１１，１２と、第一リング１０
の上面に位置すると共に、バックアップリング１１，１
２間に空隙を有して配され弾性材からなる第二リング１
３と、この第二リング１３の上面に位置すると共に、バ
ックアップリング１１，１２間に空隙なく配されるシー
ルリング１４とからなる（特開昭６３−３１２５６７号
公報参照）。このシール装置によれば、バックアップリ
ング１１，１２を金属製としてバックアップリングの剛
性をアップし、しかも圧力負荷時に第一リング１０が図
７に示すように変形してバックアップリング１１，１２
を押圧するから、シールリング１４がはみ出さない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術では、圧
力負荷時に、第一リング１０が局部的に大きく屈曲して
バックアップリング１１，１２を押圧するが、この変形
は、圧力がシール装置に対して繰り返して負荷される都
度生じるので、やがて第一リングに疲労破壊が生じる。
しかも、上記変形時、第一リングの内周側に大きな引張
応力を生じるので、第一リングの耐久性がますます低下
し、シール装置の寿命が短くなる。

【０００７】本発明は、上記に鑑み、寿命を長くできる
シール装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、インナー部材と、該インナー部材に外嵌されたア
ウター部材との間を密封するシール装置であって、前記
一方の部材の嵌合周面に設けられた溝の底面に接して配
される支持リングと、該支持リングの周面に接して支持
される弾性材からなる第一リングと、該第一リングと前
記他方の部材間に位置すると共に、前記溝の側面にそれ
ぞれ接して配される一対の剛性を有するバックアップリ
ングと、前記第一リング上に位置すると共に、前記バッ
クアップリング間に配される弾性材からなる第二リング
と、該第二リング、前記各バックアップリングおよび前
記他方の部材にて形成される空間内でそれぞれの部材に
接して配されるシールリングとから構成され、前記支持
リングと第一リングの互いの接触面が、圧力負荷時に第
一リングが当該リングの接触面に沿って移動して前記バ
ックアップリングを押圧するよう傾斜しているものであ
る。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、圧力負荷時に圧油
が装置内に流入したときに、第一リングは、支持リング
の接触面に沿って移動し、局部的に大きく変形すること
無くバックアップリングを押圧する。そのため、第一リ
ングは、負荷が繰り返されたとしても疲労破壊が生じな
いから、その寿命を長くできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を図１ないし図３
に基づき説明する。図１は本発明第一実施例に係るシー
ル装置の断面図、図２は同じく圧力負荷時の密着状態を
示す断面図、図３は同じくその取付手順を示す工程図で
ある。なお、図６（ａ）（ｂ）に示した先行技術と同一
機能部品については同一符号を付している。

【００１１】図１において、３はシール装置である。こ
のシール装置３は、ピストン等の円柱状のインナー部材
１の外周面に設けられた溝２内に配設されて、シリンダ
等のアウター部材４に対してシール機能を果たすもの
で、前記溝２の底面に接して配される支持リング２０
と、該支持リング２０の外周に接して支持される弾性材
からなる第一リング１０と、該第一リング１０よりも外
周側で前記溝２の側面にそれぞれ接して配される一対の
剛性を有する金属製のバックアップリング１１，１２
と、前記第一リング１０とバックアップリング１１，１
２との間で空隙を有して配される弾性材からなる第二リ
ング１３と、該第二リング１３の外周側に位置すると共
に、前記バックアップリング１１，１２の間で空隙なく
配され断面視矩形状の四フッ化エチエレン樹脂製のシー
ルリング１４とから構成されている。なお、弾性材とし
ては、ゴム、プラスチック等が例示される。

【００１２】そして、前記支持リング２０と第一リング
１０の互いの接触面１０ａ，２０ａは、圧力負荷時に第
一リングが支持リング２０の接触面２０ａに沿って外周
側に移動して前記バックアップリングを押圧するよう傾
斜している。すなわち、前記支持リング２０の接触面２
０ａは、凹面状に形成され、前記第一リング１０の接触
面１０ａは、支持リング２０の接触面２０ａの形状に対
応して凸面状に形成されている。なお、支持リング２０
は、第一リング１０よりも硬い弾性材を用いるのが好ま
しい。

【００１３】上記シール装置３の取り付けは、図３のよ
うに、まずインナー部材１の溝２に支持リング２０およ
び金属製で剛体のバックアップリング１１，１２をその
溝深さを利用して入れ（図３（ａ）参照）、次いでバッ
クアップリング１１，１２を溝２の底面から浮かせなが
ら弾性材からなる第一リング１０をバックアップリング
１１，１２よりも内周側で支持リング２０に接するよう
に装着する（図３（ｂ）参照）。そして、弾性材からな
る第二リング１３を溝２の外周側から挿入した後（図３
（ｃ）参照）、シールリング１４を第二リング１３のの
外周側に位置すると共に、バックアップリング１１，１
２との間に空隙を有さない状態で装着して取り付けが完
了する（図３（ｄ）参照）。

【００１４】上記構成において、支持リング２０の第一
リング１０との接触面２０ａを凹面状に、第一リング１
０の支持リング２０との接触面１０ａを支持リング２０
の接触面２０ａの形状に対応して凸面状に形成している
から、圧力負荷時に圧油が装置内に流入したとき、図２
の如く、第一リング１０が支持リング２０の接触面２０
ａに沿って移動する。このとき、第一リング１０は、従
来のように局部的に大きく変形すること無くバックアッ
プリング１１，１２を押圧する。従って、シール装置３
の両側に高圧が交互に繰り返して負荷されたとしても、
第一リング１０には疲労破壊が生じないで済むので、第
一リング１０の寿命を長くできる。

【００１５】またこの際、第二リング１３も第一リング
１０と共に外方へ押圧されるから、シールリング１４を
アウター部材４に押しつける作用が安定し、圧力負荷時
の密封性能が向上する。そして、バックアップリング１
１，１２は金属製であるから剛性がアップし、しかも第
一リング１０がバックアップリング１１，１２を押圧す
るから、シールリング１４がはみ出さない。

【００１６】次に、本発明の第二実施例を図４に基づい
て説明する。図４は本発明第二実施例に係るシール装置
の断面図である。図示の如く、本実施例は、支持リング
２０の断面形状を三角形とし、この支持リング２０を溝
２の底面および側面に接して一対配したもので、第一リ
ング１０の断面形状は、その接触面１０ａが支持リング
２０の接触面２０ａの形状に対応するよう台形とされて
いる。その他の構成および作用、効果は第一実施例と同
様である。

【００１７】なお、上記第一、第二実施例では、インナ
ー部材１に溝２を形成してシール装置３を装着した構成
としたが、必要により、アウター部材４の嵌合周面に溝
２を形成してシール装置３を装着する構成としてもよ
い。この場合は、シール装置３を構成する第一リング１
０、バックアップリング１１，１２、第二リング１３お
よびシールリング１４の互いの溝２内の配置は、上記第
一、第二実施例と同様であることは勿論である。

【００１８】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの変更
または修正を加え得ることは勿論である。例えば、上記
実施例において、第二リングを第一リングと一体化する
構成とすれば、第二リングが大きく移動しないから、シ
ールリングをアウター部材に押しつける力はより一層安
定する。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、圧力負荷時に、第一リングが支持リングの接触
面に沿って移動し、局部的に大きく変形すること無くバ
ックアップリングを押圧するから、第一リングは、負荷
が繰り返されたとしても疲労破壊が生じず、その寿命を
長くできるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例に係るシール装置の断面図で
ある。

【図２】同じく圧力負荷時の密着状態を示す断面図であ
る。

【図３】同じくその取付手順を示す工程図であって、同
図（ａ）はバックアップリングと支持リングを挿入した
状態を示す図、同図（ｂ）は同図（ａ）の状態から第一
リングを挿入した状態を示す図、同図（ｃ）は同図
（ｂ）の状態から第二リングを挿入した状態を示す図、
同図（ｄ）は同図（ｃ）の状態からシールリングを挿入
した状態を示す図である。

【図４】本発明第二実施例に係るシール装置の断面図で
ある。

【図５】従来のシール装置の断面図である。

【図６】先行技術に係るシール装置の断面図である。

【図７】図６（ａ）のシール装置の圧力負荷時の密着状
態を示す図である。

【符号の説明】

１ インナー部材 ２ 溝 ３ シール装置 ４ アウター部材 １０ 第一リング １１，１２ バックアップリング １３ 第二リング １４ シールリング ２０ 支持リング １０ａ，２０ａ 接触面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インナー部材と、該インナー部材に外嵌さ
   れたアウター部材との間を密封するシール装置であっ
   て、前記一方の部材の嵌合周面に設けられた溝の底面に
   接して配される支持リングと、該支持リングの周面に接
   して支持される弾性材からなる第一リングと、該第一リ
   ングと前記他方の部材間に位置すると共に、前記溝の側
   面にそれぞれ接して配される一対の剛性を有するバック
   アップリングと、前記第一リング上に位置すると共に、
   前記バックアップリング間に配される弾性材からなる第
   二リングと、該第二リング、前記各バックアップリング
   および前記他方の部材にて形成される空間内でそれぞれ
   の部材に接して配されるシールリングとから構成され、
   前記支持リングと第一リングの互いの接触面が、圧力負
   荷時に第一リングが当該リングの接触面に沿って移動し
   て前記バックアップリングを押圧するよう傾斜している
   ことを特徴とするシール装置。