JPH08200501A - Seal structure of piston - Google Patents

Seal structure of piston

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JPH08200501A
JPH08200501A JP1317495A JP1317495A JPH08200501A JP H08200501 A JPH08200501 A JP H08200501A JP 1317495 A JP1317495 A JP 1317495A JP 1317495 A JP1317495 A JP 1317495A JP H08200501 A JPH08200501 A JP H08200501A
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JP
Japan
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ring
seal
backup ring
piston
backup
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Application number
JP1317495A
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Japanese (ja)
Inventor
Juichi Shibatani
寿一 柴谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08200501A publication Critical patent/JPH08200501A/en
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Abstract

PURPOSE: To effectively prevent the projection of a seal ring by providing a radial displacement providing means to displace a back-up ring at least in one of the inner or outer diameter direction when the pressing force is applied from the seal ring to the back-up ring. CONSTITUTION: A seal ring 16 is arranged on the high pressure side of a back-up ring 18, and when the seal ring 16 is moved to the low pressure side, the pressing force from the seal ring 16 to the back-up ring 18 is applied thereto. A radial displacement providing means displaces the back-up ring 18 at least in one of the inner or outer diameter direction when such pressing force is applied. When the radial displacement on the back-up ring 18 is provided, both the clearance between an arrangement groove 14 and the back-up ring 18, and the clearance between a sliding surface on which the back-up ring 18 is abutted and the back-up ring 18 are reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ピストンのシール構造
に係り、特にハウジングの内壁と、その内部を摺動する
ピストンとの間のシール性を、シールリングとバックア
ップリングとを用いて確保するピストンのシール構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal structure for a piston, and in particular, secures a sealability between an inner wall of a housing and a piston sliding inside the housing by using a seal ring and a backup ring. The present invention relates to a piston seal structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ハウジングの内壁と、その内
部を摺動するピストンとのシール性をシールリングとバ
ックアップリングとを用いて確保する構造が知られてい
る。すなわち、ピストンがハウジング内を摺動する場合
に、Oリング等のシールリングのみを用いてシール性を
確保しようとすれば、ピストンの圧縮工程の際、ピスト
ンピストンの摺動に伴って圧縮室が高圧になることに起
因してシールリングに圧力がかかり、シールリングがピ
ストンとハウジングとの間にはみ出し、シールリングの
局部的な劣化が促進される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a structure in which a sealability between an inner wall of a housing and a piston sliding therein is ensured by using a seal ring and a backup ring. That is, when the piston slides in the housing, if only the seal ring such as the O-ring is used to secure the sealing performance, the compression chamber is not moved along with the sliding movement of the piston during the compression process of the piston. Due to the high pressure, pressure is applied to the seal ring, the seal ring protrudes between the piston and the housing, and local deterioration of the seal ring is promoted.

【0003】これに対して、シールリングに隣接して、
テフロン等からなるバックアップリングを配設すれば、
ピストンが圧縮工程を行う際のシールリングの変形量が
バックアップリングによって抑制され、上述の如くシー
ルリングがピストンとハウジングとの間にはみ出す事態
を回避することができ、シール部の耐久性確保に有効で
ある。
On the other hand, adjacent to the seal ring,
With a backup ring made of Teflon,
The amount of deformation of the seal ring when the piston performs the compression process is suppressed by the backup ring, and it is possible to avoid the situation where the seal ring sticks out between the piston and the housing as described above, and is effective in ensuring the durability of the seal part. Is.

【0004】ところで、上記の如きシール構造は、ピス
トン又はハウジングの一方にシール材配設溝を設け、そ
の配設溝内にシールリング及びバックアップリングを配
設した状態で、ピストンをハウジング内に嵌挿すること
で実現される。この際、上述したシールリングのはみ出
しを防止するためには、バックアップリングが、バック
アップリング及びシールリングが摺動する面(以下、摺
動面と称す)に当接していることが必要である。
By the way, in the seal structure as described above, the piston is fitted in the housing in a state where the seal material disposing groove is provided in one of the piston and the housing, and the seal ring and the backup ring are disposed in the disposing groove. It is realized by inserting. At this time, in order to prevent the above-mentioned protrusion of the seal ring, it is necessary that the backup ring is in contact with a surface on which the backup ring and the seal ring slide (hereinafter referred to as a sliding surface).

【0005】一方、種々の寸法公差、加工精度上の限界
等から、バックアップリングを配設溝と摺動面の双方に
当接させることは事実上不可能である。このため、かか
る構造を採用する場合、バックアップリングと配設溝と
の間にはある程度の隙間が許容されることになる。
On the other hand, it is practically impossible to bring the backup ring into contact with both the mounting groove and the sliding surface due to various dimensional tolerances, processing accuracy limits, and the like. Therefore, when such a structure is adopted, a certain amount of clearance is allowed between the backup ring and the arrangement groove.

【0006】しかしながら、バックアップリングと配設
溝との間にかかる隙間が存在すると、ピストンの圧縮工
程時にシールリングが受ける力のよって、シールリング
がバックアップリング側に押圧された際に、上記隙間内
にシールリングがはみ出し、シールリングの耐久性上好
ましくない事態が生ずる。この意味で、バックアップリ
ングと配設溝との間にある程度の隙間を許容する構造
は、ピストンのシール構造として必ずしも理想的なもの
ではなかった。
However, if there is a gap between the backup ring and the disposition groove, when the seal ring is pressed toward the backup ring due to the force received by the seal ring during the compression process of the piston, the inside of the gap is increased. The seal ring protrudes to the outside, which causes an undesirable situation in terms of durability of the seal ring. In this sense, a structure that allows a certain amount of clearance between the backup ring and the disposition groove is not necessarily ideal as a piston seal structure.

【0007】これに対して、例えば実開平2−1090
72号公報には、バックアップリングの配設溝側に弾性
材料層を設け、バックアップリングと配設溝との隙間を
埋める構造が開示されている。この場合、弾性材料層で
種々の寸法公差を吸収することができ、バックアップリ
ングをハウジング及び配設溝の双方に当接させることが
できるため、シールリングのはみ出しを防止するうえで
は機能上理想的な構造が形成できることになる。
On the other hand, for example, actual Kaihei 2-1090
Japanese Patent Laid-Open No. 72-72 discloses a structure in which an elastic material layer is provided on the side of the arrangement groove of the backup ring to fill the gap between the backup ring and the arrangement groove. In this case, the elastic material layer can absorb various dimensional tolerances, and the backup ring can be brought into contact with both the housing and the disposition groove. Therefore, it is functionally ideal for preventing the seal ring from protruding. It is possible to form various structures.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のピ
ストンのシール構造は、弾性材料層の復元力により、常
にバックアップリングが摺動面に押圧される構造であ
る。この場合、バックアップリングと摺動面との間に
は、常に比較的大きな摩擦力作用することになり、摺動
損失の増大やバックアップリングの磨耗促進等の不利益
が伴う。また、バックアップリングに弾性材料層を形成
する加工は、生産技術上必ずしも容易ではなく、生産性
の低下、生産コストの上昇等の不利益をも伴う。
However, the conventional piston seal structure described above is a structure in which the backup ring is constantly pressed against the sliding surface by the restoring force of the elastic material layer. In this case, a relatively large frictional force always acts between the backup ring and the sliding surface, which causes disadvantages such as increased sliding loss and accelerated wear of the backup ring. Further, the process of forming the elastic material layer on the backup ring is not always easy in terms of production technology, and is accompanied by disadvantages such as reduced productivity and increased production cost.

【0009】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、シールリングがバックアップリング側に押圧さ
れる時のみ、バックアップリングとハウジングあるいは
配設溝との間の隙間を、バックアップリングによって塞
ぐことにより、シールリングのはみ出しを有効に防止し
得るピストンのシール構造を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and the gap between the backup ring and the housing or the installation groove is provided by the backup ring only when the seal ring is pressed toward the backup ring. An object of the present invention is to provide a piston seal structure capable of effectively preventing the seal ring from protruding by closing the seal ring.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、シール材配設溝に、シールリングとバ
ックアップリングとを配設してなるピストンのシール構
造において、前記シールリングが前記バックアップリン
グの高圧側に配設されると共に、前記シールリングから
前記バックアップリングへ向かう押圧力が作用した際
に、該バックアップリングをバックアップリングの内径
方向あるいは外径方向の少なくとも1つの方向に変位さ
せる径方向変位付与手段を備えるピストンのシール構造
により達成される。
The above-mentioned object is defined in claim 1.
In a seal structure of a piston, wherein a seal ring and a backup ring are disposed in a seal material disposition groove, the seal ring is disposed on the high pressure side of the backup ring and the seal ring is disposed. From a sealing structure of a piston provided with a radial displacement applying means for displacing the backup ring in at least one of an inner diameter direction and an outer diameter direction of the backup ring when a pressing force from the back ring to the backup ring is applied. .

【0011】また、上記の目的は、請求項2に記載する
如く、上記請求項1記載ピストンのシール構造におい
て、前記径方向変位付与手段が、前記シールリングに凸
部を設け、かつ、前記バックアップリングに前記凸部に
嵌合する凹部を設けることで構成されるピストンのシー
ル構造によっても達成される。
Further, as described in claim 2, the above-mentioned object is, in the piston seal structure according to claim 1, the radial displacement imparting means includes a convex portion on the seal ring, and the backup. This is also achieved by a piston seal structure that is formed by providing a ring with a recess that fits into the protrusion.

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の発明において、前記シールリン
グは、前記バックアップリングの高圧側に配設されてい
る。このため、前記シールリングが低圧側に移行しよう
とすれば、前記シールリングから前記バックアップリン
グへ向かう押圧力が作用する。
In the invention of claim 1, the seal ring is disposed on the high pressure side of the backup ring. Therefore, if the seal ring tries to move to the low pressure side, a pressing force from the seal ring to the backup ring acts.

【0013】また、前記径方向変位付与手段は、かかる
押圧力が作用した際に、前記バックアップリングをバッ
クアップリングの内径方向あるいは外径方向の少なくと
も1つの方向に変位させる。そして、前記バックアップ
リングに、かかる径方向の変位が付与されると、前記配
設溝と前記バックアップリングとの間隙、及び該バック
アップリングが当接すべき摺動面と該バックアップリン
グとの間隙が共に縮小される。
Further, the radial displacement imparting means displaces the backup ring in at least one of an inner diameter direction and an outer diameter direction of the backup ring when the pressing force acts. Then, when such a radial displacement is applied to the backup ring, a gap between the arrangement groove and the backup ring and a gap between the sliding surface on which the backup ring should abut and the backup ring are generated. Both are reduced.

【0014】請求項2記載の発明において、前記バック
アップリングには、前記シールリングに設けられた凸部
に嵌合するような凹部が設けられている。従って、前記
シールリングに高圧が作用し、該シールリングが前記バ
ックアップリング側に押圧されると、前記凹部に嵌合し
ている前記シールリングの凸部は、前記凹部の内径側を
前記バックアップリングが縮径する方向に押圧し、か
つ、前記凹部の外径側を前記バックアップリングが拡径
する方向に押圧する。このため、前記バックアップリン
グと前記配設溝との隙間、及び前記バップアックリング
と外バックアップリングが当接すべき摺動面との隙間が
共に縮小される。
According to the second aspect of the present invention, the backup ring is provided with a recess that fits into the projection provided on the seal ring. Therefore, when a high pressure acts on the seal ring and the seal ring is pressed toward the backup ring side, the convex portion of the seal ring fitted in the concave portion has the backup ring on the inner diameter side of the concave portion. Press in the direction in which the diameter decreases, and press the outer diameter side of the recess in the direction in which the backup ring expands. Therefore, both the gap between the backup ring and the disposing groove and the gap between the bappack ring and the sliding surface on which the outer backup ring should come into contact are reduced.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の一実施例であるピストンの
シール構造を表す要部断面図を示す。同図においてピス
トン10は、ハウジング12内に摺動可能に嵌挿されて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing the principal part of a piston seal structure according to an embodiment of the present invention. In the figure, the piston 10 is slidably fitted in the housing 12.

【0016】ここで、ピストン10の外周面には環状の
シール材配設溝(以下、単に配設溝と称す)14が設け
られている。そして、その配設溝14には、高圧が作用
する側にゴム等の弾性材料で構成したシールリング16
が、高圧が作用しない側にテフロン等で構成したバック
アップリング18が配設されている。
Here, an annular seal material disposition groove (hereinafter simply referred to as disposition groove) 14 is provided on the outer peripheral surface of the piston 10. A seal ring 16 made of an elastic material such as rubber is provided in the mounting groove 14 on the side on which the high pressure acts.
However, a backup ring 18 made of Teflon or the like is arranged on the side where high pressure does not act.

【0017】シールリング16には、ハウジング12の
内壁に接触する面、配設溝14の側面に接触する面、及
びバックアップリング18に接触する面に、それぞれ凸
部16a,16b,16cが設けられている。一方、バ
ックアップリング18には、凸部16cと嵌合する凹部
18aが設けられている。
The seal ring 16 is provided with protrusions 16a, 16b, 16c on its surface that contacts the inner wall of the housing 12, the surface that contacts the side surface of the mounting groove 14, and the surface that contacts the backup ring 18, respectively. ing. On the other hand, the backup ring 18 is provided with a concave portion 18a that fits into the convex portion 16c.

【0018】従って、シールリング16がバックアップ
リング18側に押圧されると、その押圧力は凸部16
c、及び凹部18aを介してバックアップリング18に
伝達される。この際、凸部16c、及び凹部18aは適
当な曲率が付与されているため、上記の如く伝達された
押圧力は、バックアップリング18の外径bu18bを
拡大し、かつ内径部18cを縮小するように作用する。
Therefore, when the seal ring 16 is pressed toward the backup ring 18, the pressing force is increased.
It is transmitted to the backup ring 18 via c and the recess 18a. At this time, since the convex portions 16c and the concave portions 18a are provided with appropriate curvatures, the pressing force transmitted as described above increases the outer diameter bu18b of the backup ring 18 and reduces the inner diameter portion 18c. Act on.

【0019】一方、バックアップリング18は、ピスト
ン10やハウジング12の寸法公差等を考慮し、バック
アップリング18の外周面が適当な付勢力を以てハウジ
ング12の内壁に当接し、かつ、その内周面と配設溝1
4との間に適当な間隙が形成されるように寸法諸元が設
定されている。
On the other hand, in consideration of the dimensional tolerances of the piston 10 and the housing 12, the backup ring 18 has its outer peripheral surface abutted against the inner wall of the housing 12 with an appropriate biasing force, and Installation groove 1
The dimensional specifications are set so that an appropriate gap is formed between the dimensional difference and the number.

【0020】このため、図1に示すピストンのシール構
造において、シールリング16に、バックアップリング
18側へ向かう押圧力が作用していない場合、バックア
ップリング18とハウジング12の内壁との間に作用す
る摩擦力は、比較的小さく抑制される。
Therefore, in the piston seal structure shown in FIG. 1, when the pressing force toward the backup ring 18 does not act on the seal ring 16, it acts between the backup ring 18 and the inner wall of the housing 12. The frictional force is suppressed to be relatively small.

【0021】一方、シールリング16に、バックアップ
リング18側へ向かう押圧力が作用した際には、バック
アップリング18とハウジング12の内壁との間に比較
的大きな付勢力が発生し、その間へのシールリング16
のはみ出しが確実に防止されると共に、バックアップリ
ング18と配設溝14との間の間隙が縮小され、その間
へのシールリング16のはみ出しをも防止される。
On the other hand, when a pressing force directed to the backup ring 18 side acts on the seal ring 16, a relatively large urging force is generated between the backup ring 18 and the inner wall of the housing 12, and the seal between them is generated. Ring 16
The protrusion of the seal ring 16 is surely prevented, and the gap between the backup ring 18 and the disposition groove 14 is reduced, and the protrusion of the seal ring 16 between them is also prevented.

【0022】ところで、上記図1に示すピストンのシー
ル構造は、例えば図2に示す如きプランジャポンプ20
のシール構造として用いることができる。尚、図2に示
すプランジャポンプ20は、車両用アンチロックブレー
キシステム(ABS)に用いるABSポンプとして公知
の構成である。
By the way, the piston seal structure shown in FIG. 1 has a plunger pump 20 as shown in FIG.
Can be used as a seal structure. The plunger pump 20 shown in FIG. 2 has a known configuration as an ABS pump used in an antilock brake system (ABS) for vehicles.

【0023】同図に示すプランジャポンプ20は、ピス
トン10の一端に当接して回転する偏心カム22と、ピ
ストン10の他端に当接してピストン10を偏心カム側
へ付勢するスプリング24とを備えている。ここで、ス
プリング24は、プラグ26に支持された状態で、ハウ
ジング12内に設けられたポンプ室28内に配設されて
いる。また、ポンプ室28には、吸入通路30、及びリ
ザーバタンク31側からポンプ室28への流れのみを許
容する逆止弁32、及びポンプ室28から吐出通路34
への流れのみを許容する逆止弁36が連通している。
The plunger pump 20 shown in the figure includes an eccentric cam 22 that contacts one end of the piston 10 to rotate, and a spring 24 that contacts the other end of the piston 10 to bias the piston 10 toward the eccentric cam. I have it. Here, the spring 24 is disposed in a pump chamber 28 provided in the housing 12 while being supported by the plug 26. Further, the pump chamber 28 includes a suction passage 30, a check valve 32 that allows only a flow from the reservoir tank 31 side to the pump chamber 28, and a discharge passage 34 from the pump chamber 28.
A check valve 36 that allows only the flow to

【0024】そして、ピストン10に設けた配設溝14
には、ポンプ室28側にシールリング16が、偏心カム
22側にバックアップリング18がそれぞれ位置するよ
うに、シールリング16とバックアップリング18とが
配設されている。この場合、偏心カム20からピストン
10に作用する押圧力が解除されると、ピストン10が
図2中左方へ向けて変位し、その結果、ポンプ室28の
容積が拡大し、逆止弁32が開弁して流体の吸入が行わ
れる。
The arrangement groove 14 provided in the piston 10
The seal ring 16 and the backup ring 18 are arranged so that the seal ring 16 is located on the pump chamber 28 side and the backup ring 18 is located on the eccentric cam 22 side. In this case, when the pressing force acting on the piston 10 from the eccentric cam 20 is released, the piston 10 is displaced leftward in FIG. 2, and as a result, the volume of the pump chamber 28 is increased and the check valve 32 is expanded. Is opened and fluid is inhaled.

【0025】この際、ポンプ室28には逆止弁32の開
弁圧に相当する負圧が発生するが、その開弁圧は十分に
低圧に設定することができるため、上記の吸入行程で、
シールリング16に過剰な負荷がかかることはない。更
に、ピストン10が偏心カム22側へ移行する過程で
は、シールリング16とバックアップリング18との間
に押圧力は作用せず、バックアップリング18とハウジ
ング12との間に作用する摩擦力は小さく抑制される。
At this time, a negative pressure corresponding to the valve opening pressure of the check valve 32 is generated in the pump chamber 28, but since the valve opening pressure can be set to a sufficiently low pressure, the suction stroke described above is used. ,
The seal ring 16 is not overloaded. Further, in the process in which the piston 10 moves to the eccentric cam 22 side, the pressing force does not act between the seal ring 16 and the backup ring 18, and the frictional force acting between the backup ring 18 and the housing 12 is suppressed to be small. To be done.

【0026】このため、プランジャポンプ20において
は、シールリング16をピストン10とハウジング12
との間にはみ出させることがないと同時に、摺動損失、
及びバックアップリング18の磨耗量を抑制した吸入行
程を実行することができる。かかる状況から、偏心カム
22がピストン10を押圧すると、ピストン10は図2
中右方へ向けて変位し、その結果、ポンプ室28の容積
が縮小して逆止弁36から吐出通路34への流体の吐出
が行われる。
Therefore, in the plunger pump 20, the seal ring 16 is connected to the piston 10 and the housing 12.
It does not stick out between
Also, it is possible to execute the suction stroke in which the amount of wear of the backup ring 18 is suppressed. When the eccentric cam 22 presses the piston 10 in such a situation, the piston 10 moves to the position shown in FIG.
The displacement is made to the right in the middle, and as a result, the volume of the pump chamber 28 is reduced and the fluid is discharged from the check valve 36 to the discharge passage 34.

【0027】この際、ポンプ室28には比較的高圧の吐
出圧が発生する。また、ピストン10がポンプ室28の
容積を縮小する方向に変位する過程では、シールリング
16はポンプ室28から高い圧力を受けるため、シール
リング16が相対的にバックアップリング18側に移行
しようとする。このため、バックアップリング18の凹
部18aに比較的大きな押圧力が作用する。
At this time, a relatively high discharge pressure is generated in the pump chamber 28. Further, since the seal ring 16 receives a high pressure from the pump chamber 28 in the process in which the piston 10 is displaced in the direction of reducing the volume of the pump chamber 28, the seal ring 16 tends to relatively move to the backup ring 18 side. . Therefore, a relatively large pressing force acts on the recess 18a of the backup ring 18.

【0028】従って、プランジャポンプ20において
は、流体の吐出行程が開始されると、バックアップリン
グ18の外径部18b及び内径部18cがそれぞれバッ
クアップリング18の外径方向および内径方向に変位
し、バックアップリング18とハウジング12との隙
間、及びバックアップリング18と配設溝14との隙間
をバックアップリングが塞ぐことにさるので、それぞれ
の隙間へのシールリング16のはみ出しが確実に防止さ
れる。
Therefore, in the plunger pump 20, when the discharge stroke of the fluid is started, the outer diameter portion 18b and the inner diameter portion 18c of the backup ring 18 are displaced in the outer diameter direction and the inner diameter direction of the backup ring 18, respectively, and the backup is performed. Since the backup ring closes the gap between the ring 18 and the housing 12 and the gap between the backup ring 18 and the arrangement groove 14, the seal ring 16 is surely prevented from protruding into the respective gaps.

【0029】このように、上記図1に示すピストンのシ
ール構造を用いた場合、バックアップリング18に弾性
材料層を設けることなく、かつ、バックアップリング1
8とハウジング12との間に摩擦力を不要に高めること
なくシールリング16のはみ出しを防止することができ
る。この意味で、図1に示す本実施例のシール構造は、
優れた生産性の下、安価に、耐久性に優れたピストンの
シール機構を実現することができるという利益を有して
いることになる。
As described above, when the piston seal structure shown in FIG. 1 is used, the backup ring 18 is not provided with an elastic material layer and the backup ring 1 is used.
It is possible to prevent the seal ring 16 from protruding without unnecessarily increasing the frictional force between the housing 8 and the housing 12. In this sense, the seal structure of this embodiment shown in FIG.
This has the advantage that a piston seal mechanism having excellent durability can be realized at low cost with excellent productivity.

【0030】尚、上記図1に示す実施例においては、シ
ールリング16が備える凸部16c、及びバックアップ
リング18が備える凹部18aが前記した径方向変位付
与手段を構成している。図3は、本発明の第2実施例で
あるピストンのシール構造を表す要部断面図を示す。こ
こで、同図において、上記図1に示す構成部分と同一の
部分については、同一の符号を付してその説明を省略す
る。
In the embodiment shown in FIG. 1, the convex portion 16c of the seal ring 16 and the concave portion 18a of the backup ring 18 constitute the radial displacement imparting means. FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a piston seal structure according to a second embodiment of the present invention. Here, in the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0031】すなわち、図3に示すピストンのシール構
造は、シールリング40として一般的なDリングを用
い、バックアップリング42を内環42aと外環42b
とで構成した点に特徴を有している。尚、シールリング
40が高圧側、バックアップリング42が低圧側に配設
される点については、上記図1に示す構造と同様であ
る。
That is, in the piston seal structure shown in FIG. 3, a general D ring is used as the seal ring 40, and the backup ring 42 is provided with an inner ring 42a and an outer ring 42b.
It is characterized in that it is composed of and. Incidentally, the seal ring 40 is arranged on the high pressure side and the backup ring 42 is arranged on the low pressure side, as in the structure shown in FIG.

【0032】本実施例において、バックアップリング4
2の内環42a及び外環42bは、それぞれ対向面に傾
斜を有している。このため、シールリング40からバッ
クアップリング42へ向かう押圧力が作用すると、内環
42aはその内径を縮小する方向に、外環42bはその
外径を拡大する方向にそれぞれ変形する。
In this embodiment, the backup ring 4
The inner ring 42a and the outer ring 42b of No. 2 have an inclination in the opposing surface, respectively. Therefore, when a pressing force from the seal ring 40 toward the backup ring 42 acts, the inner ring 42a is deformed in the direction of reducing its inner diameter, and the outer ring 42b is deformed in the direction of increasing its outer diameter.

【0033】尚、内環42a、及び外環42bには、配
設溝14に組み付ける際に用いる切断部が図示しない任
意の部位に設けられている。このため、シールリング4
0からバックアップリング42へ向かう押圧力が作用し
た際には、容易に上記の如く変形することができる。
Incidentally, the inner ring 42a and the outer ring 42b are provided with a cutting portion used for assembling into the disposing groove 14 at an arbitrary portion (not shown). Therefore, the seal ring 4
When a pressing force from 0 to the backup ring 42 acts, it can be easily deformed as described above.

【0034】この場合、図3中シールリング40の右方
に高圧が作用しない状況下、すなわち、シールリング4
0のはみ出しが問題とならない状況下では、バックアッ
プリング42とハウジング12との間の摩擦力が不用に
高められることがなく、一方、シールリング40の右方
に高圧が作用した場合には、内環42aと配設溝14と
の隙間が縮小され、かつ、外環42bとハウジング12
との間に作用する付勢力が増大せられる。
In this case, the high pressure does not act on the right side of the seal ring 40 in FIG.
In a situation where the protrusion of 0 is not a problem, the frictional force between the backup ring 42 and the housing 12 is not unnecessarily increased, while on the other hand, when high pressure acts on the right side of the seal ring 40, The gap between the ring 42a and the mounting groove 14 is reduced, and the outer ring 42b and the housing 12 are
The urging force acting between and is increased.

【0035】従って、本実施例のシール構造によって
も、上記図1に示すシール構造と同様に、摺動損失の低
減、バックアップリング42の磨耗量の低減等を図りつ
つ、適切にシールリング40のはみ出しを防止すること
ができる。尚、本実施例においては、バックアップリン
グ42の内環42a、及び外環42bが有する傾斜面が
前記した径方向変位付与手段を構成している。
Therefore, according to the seal structure of the present embodiment as well, similar to the seal structure shown in FIG. 1, the sliding loss is reduced, the wear amount of the backup ring 42 is reduced, and the like. The protrusion can be prevented. In this embodiment, the inclined surfaces of the inner ring 42a and the outer ring 42b of the backup ring 42 constitute the radial displacement imparting means described above.

【0036】図4は、本発明の第3実施例であるピスト
ンのシール構造を表す要部断面図を示す。ここで、同図
において、上記図1乃至図3に示す構成部分と同一の部
分については、同一の符号を付してその説明を省略す
る。図4に示すピストンのシール構造は、ピストン50
が傾斜面52aを有する配設溝52を備え、かつ、バッ
クアップリング54が、その傾斜面52aの外周に当接
して配設されている点に特徴を有している。
FIG. 4 is a sectional view showing the principal part of a piston seal structure according to a third embodiment of the present invention. Here, in the figure, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The piston seal structure shown in FIG.
Is provided with an arrangement groove 52 having an inclined surface 52a, and the backup ring 54 is arranged in contact with the outer periphery of the inclined surface 52a.

【0037】尚、シールリング40がバックアップリン
グ54の高圧側に配設される点、及びバックアップリン
グ54が図示しない任意の点に切断部を有している点に
ついては、上記図3に示す構造と同様である。かかる構
造によれば、シールリング40からバックアップリング
54へ向かう押圧力が作用しない場合、バックアップリ
ング54とハウジング12との間に作用する摩擦力は極
めて小さく抑制される。
The structure shown in FIG. 3 is that the seal ring 40 is disposed on the high pressure side of the backup ring 54 and the backup ring 54 has a cut portion at an arbitrary point (not shown). Is the same as. With this structure, when the pressing force from the seal ring 40 toward the backup ring 54 does not act, the frictional force acting between the backup ring 54 and the housing 12 is suppressed to an extremely small value.

【0038】一方、シールリング40からバックアップ
リング54へ向かう押圧力が作用すると、バックアップ
リング54が傾斜面52aに沿って変位し、その結果、
バックアップリング54の外径が広がり、バックアップ
リング54とハウジング12との間の隙間が消滅する。
On the other hand, when the pressing force from the seal ring 40 toward the backup ring 54 acts, the backup ring 54 is displaced along the inclined surface 52a, and as a result,
The outer diameter of the backup ring 54 expands, and the gap between the backup ring 54 and the housing 12 disappears.

【0039】このため、本実施例のシール構造によって
も、上記図1、及び図3に示すシール構造と同様に、摺
動損失の低減等を図りつつ、ピストン50の摺動に伴う
シールリング40のはみ出しを適切に防止することがで
きる。尚、本実施例においては、配設溝52の傾斜面5
2aが前記した径方向変位付与手段を構成している。
Therefore, also with the seal structure of the present embodiment, as with the seal structures shown in FIG. 1 and FIG. 3, the seal ring 40 accompanying the sliding of the piston 50 is reduced while the sliding loss is reduced. It is possible to appropriately prevent the protrusion of the. In this embodiment, the inclined surface 5 of the arrangement groove 52 is
2a constitutes the above-mentioned radial displacement imparting means.

【0040】図5は、本発明の第4実施例であるピスト
ンのシール構造を表す要部断面図を示す。ここで、同図
において、上記図1乃至図4に示す構成部分と同一の部
分については、同一の符号を付してその説明を省略す
る。すなわち、図5に示すピストンのシール構造は、バ
ックアップリング60が、シールリング40と接触する
面に凹部60aを備えている点に特徴を有している。
尚、シールリング40がバックアップリング60の高圧
側に配設される点については、上記図1、図3及び図4
に示す構造と同様である。
FIG. 5 is a sectional view showing the principal part of a piston seal structure according to a fourth embodiment of the present invention. Here, in the figure, the same components as those shown in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. That is, the seal structure of the piston shown in FIG. 5 is characterized in that the backup ring 60 is provided with the recess 60 a on the surface in contact with the seal ring 40.
Regarding the point that the seal ring 40 is arranged on the high pressure side of the backup ring 60, FIG. 1, FIG. 3 and FIG.
It is similar to the structure shown in.

【0041】図5に示すシール構造において、シールリ
ング40からバックアップリング60へ向かう押圧力が
作用していない場合、バックアップリング60には何ら
特別な負荷はかからない。従って、この場合、バックア
ップリング60とハウジング12との間の摩擦力が不要
に大きくなることはない。
In the seal structure shown in FIG. 5, when the pressing force from the seal ring 40 toward the backup ring 60 is not applied, no special load is applied to the backup ring 60. Therefore, in this case, the frictional force between the backup ring 60 and the housing 12 does not unnecessarily increase.

【0042】一方、シールリング40からバックアップ
リング60へ向かう押圧力が作用すると、シールリング
40がバックアップリング60の凹部60aに沿って変
形し、その一部が凹部60aの内部に収納される。この
際、シールリング40は、その肉圧方向における中間
部、すなわち外周部と内周部の中間部がバックアップリ
ング60側に突出した状態に変形し、その影響で、シー
ルリング40の外周部と内周部は相対的にバックアップ
リング60から離間した状態となる。
On the other hand, when the pressing force from the seal ring 40 toward the backup ring 60 is applied, the seal ring 40 is deformed along the recess 60a of the backup ring 60, and a part thereof is stored inside the recess 60a. At this time, the seal ring 40 is deformed so that the intermediate portion in the wall thickness direction, that is, the intermediate portion between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion protrudes toward the backup ring 60 side, and under the influence thereof, The inner peripheral portion is relatively separated from the backup ring 60.

【0043】更に、上記の如くバックアップリング60
の凹部60a内に、シールリング40の一部が変形して
収納される場合、シールリング40からの押圧力は凹部
60aを押し広げる方向に作用する。このため、バック
アップリング60は、凹部60aの内周部60bが縮径
するように、また、凹部60aの外周部60cが拡径す
るように変形する。
Further, as described above, the backup ring 60
When a part of the seal ring 40 is deformed and accommodated in the recess 60a, the pressing force from the seal ring 40 acts in the direction of expanding the recess 60a. Therefore, the backup ring 60 is deformed such that the inner peripheral portion 60b of the recess 60a is reduced in diameter and the outer peripheral portion 60c of the recess 60a is enlarged in diameter.

【0044】つまり、図5に示すシール構造において、
シールリング40からバックアップリング60に向けて
押圧力が作用した場合、シールリング40は、その外周
部、及び内周部が、バックアップリング60の内外周か
らはみ出し難い状態に変形し、バックアップリング60
は、ハウジング12との付勢力を増加せしめ、かつ、配
設溝14との隙間が縮小する方向に変形する。
That is, in the seal structure shown in FIG.
When a pressing force acts from the seal ring 40 toward the backup ring 60, the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the seal ring 40 are deformed into a state in which it is difficult for the seal ring 40 to protrude from the inner and outer periphery of the backup ring 60, and the backup ring 60
Deforms in a direction in which the urging force with respect to the housing 12 is increased and the gap with the arrangement groove 14 is reduced.

【0045】このため、本実施例のシール構造によれ
ば、上記図1、図3及び図4に示すシール構造と同様
に、摺動損失の低減、バックアップリング60の磨耗量
抑制等を図りつつ、シールリング40のはみ出し防止に
ついて、更に優れた効果を享受することができる。
Therefore, according to the seal structure of this embodiment, the sliding loss is reduced and the wear amount of the backup ring 60 is suppressed as in the seal structure shown in FIGS. Further, it is possible to enjoy a further excellent effect in preventing the seal ring 40 from protruding.

【0046】ところで、上述した第1乃至第4実施例
は、配設溝14,52をピストン10,50側に設ける
構成としているが、これに限るものではなく、ハウジン
グ12側に配設溝を設けることとしても良い。
By the way, in the above-mentioned first to fourth embodiments, the arrangement grooves 14 and 52 are provided on the piston 10 and 50 side, but the present invention is not limited to this, and the arrangement grooves are formed on the housing 12 side. It may be provided.

【0047】[0047]

【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、シールリングに高圧が作用した場合にのみバックア
ップリングと配設溝との隙間、及びバックアップリング
と、その摺動面との隙間を共に狭めることができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the gap between the backup ring and the disposition groove, and the backup ring and the sliding surface thereof only when the high pressure acts on the seal ring. The gap can be narrowed together.

【0048】従って、本発明に係るピストンのシール構
造によれば、バックアップリングに弾性材料層を形成す
ることなく、かつ、シールリングにシール能力が要求さ
れる場合にのみバックアップリングの摺動抵抗を高める
ことで、摺動損失の低減を図りつつ確実にシールリング
のはみ出しを防止することができる。
Therefore, according to the seal structure of the piston of the present invention, the sliding resistance of the backup ring can be obtained only when the elastic material layer is not formed on the backup ring and when the seal ring is required to have the sealing ability. By increasing it, it is possible to reliably prevent the seal ring from protruding while reducing sliding loss.

【0049】また、請求項2記載の発明によれば、シー
ルリングに高圧が作用すると、バックアップリングと配
設溝との隙間、及びバックアップリングとその摺動面と
の隙間が縮小すると共に、シールリングがバックアップ
リングの内外周にはみ出し難くなる。
According to the second aspect of the present invention, when a high pressure is applied to the seal ring, the gap between the backup ring and the mounting groove and the gap between the backup ring and its sliding surface are reduced, and the seal is sealed. It is difficult for the ring to protrude to the inside and outside of the backup ring.

【0050】このため、本発明にかかるピストンのシー
ル構造によれば、上記請求項1記載のシール構造と同様
に摺動損失の低減を図りつつ、より確実にシールリング
のはみ出しを防止することができる。
Therefore, according to the piston seal structure of the present invention, the sliding loss can be reduced and the protrusion of the seal ring can be prevented more reliably as in the seal structure according to the first aspect. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例であるピストンのシール構
造を表す要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts showing a seal structure for a piston that is a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施例のシール構造を用いて構成したプラン
ジャポンプの構成を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a plunger pump configured by using the seal structure of the present embodiment.

【図3】本発明の第2実施例であるピストンのシール構
造を表す要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts showing a seal structure for a piston that is a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例であるピストンのシール構
造を表す要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing the principal part of a piston seal structure according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例であるピストンのシール構
造を表す要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing a seal structure for a piston that is a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50 ピストン 12 ハウジング 14,52 配設溝 16,40 シールリング 16a,16b,16c 凸部 18,42,54,60 バックアップリング 18a,60a 凹部 20 プランジャポンプ 42a 内環 42b 外環 52a 傾斜面 10,50 Piston 12 Housing 14,52 Disposing groove 16,40 Seal ring 16a, 16b, 16c Convex portion 18, 42, 54, 60 Backup ring 18a, 60a Recess 20 Plunger pump 42a Inner ring 42b Outer ring 52a Sloping surface

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シール材配設溝に、シールリングとバッ
クアップリングとを配設してなるピストンのシール構造
において、 前記シールリングが前記バックアップリングの高圧側に
配設されると共に、 前記シールリングから前記バックアップリングへ向かう
押圧力が作用した際に、該バックアップリングを前記バ
ックアップリングの内径方向あるいは外径方向の少なく
とも1つの方向に変位させる径方向変位付与手段を備え
ることを特徴とするピストンのシール構造。
1. A seal structure for a piston, wherein a seal ring and a backup ring are disposed in a seal material disposition groove, wherein the seal ring is disposed on the high pressure side of the backup ring, and the seal ring is disposed. Of the piston, comprising a radial displacement applying means for displacing the backup ring in at least one of an inner diameter direction and an outer diameter direction of the backup ring when a pressing force from the backup ring to the backup ring is applied. Seal structure.
【請求項2】 請求項1記載のピストンのシール構造に
おいて、 前記径方向変位付与手段が、前記シールリングに凸部を
設け、かつ、前記バックアップリングに前記凸部に嵌合
する凹部を設けることで構成されることを特徴とするピ
ストンのシール構造。
2. The piston seal structure according to claim 1, wherein the radial displacement imparting means is provided with a convex portion on the seal ring, and is provided with a concave portion for fitting the convex portion on the backup ring. A piston seal structure characterized by being composed of
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