WO2006070568A1

WO2006070568A1 - 密封装置

Info

Publication number: WO2006070568A1
Application number: PCT/JP2005/022430
Authority: WO
Inventors: Masaya Otuka
Original assignee: Nok Corporation
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-07-06
Also published as: EP1832787A4; EP1832787A1; JPWO2006070568A1; JP4636281B2; EP1832787B1

Abstract

　互いに対向する二部材２，３のうちの一方２に設けた装着溝４に装着されて他方３に密接する密封装置１であって、シールリング１１とその低圧側に配置されるバックアップリング２１とを有し、装着溝４は傾斜底面４ｃを有し、バックアップリング２１は傾斜面２１ａを有する密封装置１において、ゴム状弾性体よりなるシールリング１１が硬質材よりなるバックアップリング２１によって傷付けられるのを抑えることができる密封装置１を提供する。この目的達成のため、シールリング１１とバックアップリング２１との間に第二バックアップリング３１を配置し、この第二バックアップリング３１として、バックアップリング２１よりも軟質材にて成形されたものを使用する。

Description

明細書

密封装置

技術分野

[0001] 本発明は、密封技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは、燃料電池用高圧水素配管に用いられるのに適した密封装置に関するものである。また、本発明の密封装置は、ヘリウムや窒素をはじめとするその他の高圧ガス配管などにも用いられる。背景技術

[0002] 従来から、図 6に示す密封装置 51が知られており、この密封装置 51においては、装着溝 54にゴム状弾性体よりなるシールリング 52が装着され、その低圧側に、ガスを透過しにく!/、材質よりなるバックアップリング 53が装着されて、る（特許文献 1参照)。

[0003] しかしながら、上記バックアップリング 53をガスを透過しにくい材質とする場合、この材質は、シールリング 52の材質であるゴム状弾性体と比較して材質硬度が極端に高くなることがある。この場合、上記密封装置 51が例えば高圧条件下において圧力交番 (ON'OFF)が発生する部位等に使用されると、硬質材よりなるバックアップリング 54によってシールリング 53が傷付けられ、よって密封性が損なわれることが懸念される。

[0004] また、下記特許文献 2に、シール性および耐久性を向上させるベぐシールリングの低圧側に軟質材製の第 2バックアップリングと硬質材製の第 1バックアップリングとを設け、第 2バックアップリングの溝底側の周面に内径テーパ部を設け、取付溝の溝底面に第 2バックアップリングの内径テーパ部に対応するテーパ状底壁部を設けた密封装置が掲載されている力この密封装置は、他の用途に用いられるものであって、ガス用シーノレではない。

[0005] 特許文献 1 :特開 2001— 355733号公報

特許文献 2：特開平 11― 72162号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明は以上の点に鑑みて、ゴム状弾性体よりなるシールリングが硬質材よりなるノックアップリングによって傷付けられるのを抑えることができる密封装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成するため、本発明の請求項 1による密封装置は、互いに対向する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着されて他方の部材に密接する密封装置であって、ゴム状弾性体よりなるシールリングと、前記シールリングの低圧側に配置されるとともに前記シールリングよりも硬質な榭脂材にて成形されたバックアップリングとを有し、前記装着溝は、前記二部材間の間隔を高圧側から低圧側へ漸次狭める傾斜底面を前記バックアップリングを装着する部位に有し、前記バックアップリングは、前記傾斜底面に対応する傾斜面を有する密封装置において、前記シールリングとバックアップリングとの間に第二バックアップリングを有し、前記第二バックアツプリングは前記バックアップリングよりも軟質材にて成形されていることを特徴とする。

[0008] また、本発明の請求項 2による密封装置は、上記した請求項 1の密封装置において、ノックアップリングは、第二バックアップリングよりもガスを透過しにくい材質にて成形されて!ヽることを特徴とする。

[0009] また、本発明の請求項 3による密封装置は、上記した請求項 2の密封装置において、ノックアップリングは、ナイロンにて成形されていることを特徴とする。

[0010] また、本発明の請求項 4による密封装置は、上記した請求項 1ないし 3の何れかに記載した密封装置にお！ヽて、バックアップリングの低圧側側面と前記低圧側側面に対向する装着溝の側面との間には、初期隙間が設定されることを特徴とする。

[0011] また、本発明の請求項 5による密封装置は、上記した請求項 1ないし 3の何れかに記載した密封装置にぉ、て、ノックアップリングまたは Zおよび第二バックアップリングの傾斜面は、その傾斜角度が傾斜底面の傾斜角度よりも大きく形成されていることを特徴とする。

[0012] 更にまた、本発明の請求項 6による密封装置は、上記した請求項 1ないし 3の何れかに記載した密封装置にぉ、て、ノックアップリングまたは/および第二バックアップリングが他方の部材と接触する部位には、初期的なつぶし代が設定されることを特徴とする。 [0013] 上記構成を備えた本発明の請求項 1による密封装置においては、密封流体が存在する高圧側力も反対側の低圧側へかけて、シールリング、第二バックアップリングおよびバックアップリングがこの順番に並べられる。中間の第二バックアップリングは低圧側のバックアップリングよりも軟質材にて成形されている。したがって、ゴム状弾性体よりなるシールリングが接触するのが硬質材のバックアップリングではなぐバックアツプリングよりも軟質材にて成形された第二バックアップリングとされるために、圧力交番発生時などにシールリングが傷付けられるのを抑えることが可能となる。また、第二ノックアップリングは軟質材であるためにはみ出しが発生しやす、が、硬質材で成形された第一ノックアップリングによりはみ出しが防止される。

[0014] また、装着溝には、二部材間の間隔を高圧側力も低圧側へ漸次狭める傾斜底面がノックアップリングを装着する部位に設けられるとともに、ノックアップリングには、傾斜底面に対応する傾斜面が設けられている。したがって、密封流体圧がシールリングを介してバックアップリングに作用すると、ノックアップリングは狭いところに押し込まれるかたちにて圧縮され、相手面に強く密接する。したがって、ノックアップリングに上記傾斜面による圧縮現象が発生するために、シールリングがはみ出しに《なることだけでなぐ密封流体をシールリングだけではシールできな、場合に、バックアップリングにて密封することも期待できる。

[0015] またこれに加えて、本発明の請求項 2による密封装置においては、ノックアップリングが第二バックアップリングよりもガスを透過しにく、材質にて成形されて、るために、密封流体である高圧ガス力 Sバックアップリングを透過することによって起きる透過漏れを低減することが可能となる。ガスを透過しにくい材質としては、請求項 3に記載したように、特にナイロンが好適である。

[0016] また、上記傾斜面による圧縮現象を利用して密封性を一層高めるには、以下の手段を用いるのが有効である。

[0017] すなわち、請求項 4に記載したように、ノックアップリングの低圧側側面とこの低圧側側面に対向する装着溝の側面との間に初期隙間を設定する。この手段によると、ノックアップリングが圧力に押されたときに初期隙間を無くす方向に変位しょうとすることから、この分、圧力作用時におけるバックアップリングの圧縮量が増大する。したがって、ノックアップリングの内外周面が相手面に強く圧接することから、隙間漏れを低減することが可能となる。

[0018] また、請求項 5に記載したように、ノックアップリングまたは Zおよび第二バックアツプリングの傾斜面を、その傾斜角度が傾斜底面の傾斜角度よりも大きくなるように形成する。この結果、傾斜面と傾斜底面との間には、高圧側から低圧側へ漸次拡大する形状の間隙が形成される。この手段によると、ノックアップリングが圧力に押されたときに傾斜面の先端部位に傾斜底面に対するつぶし代が生じることから、この分、圧力作用時におけるバックアップリングまたは Zおよび第二バックアップリングの圧縮量が増大する。したがって、ノックアップリングの内外周面が相手面に強く圧接することから、隙間漏れを低減することが可能となる。

[0019] 更にまた、請求項 6に記載したように、ノックアップリングまたは/および第二バックアップリングが他方の部材と接触する部位に初期的なつぶし代を設定する。この手段によると、圧力が作用する以前からバックアップリングまたは/および第二バックアツプリングが圧縮された状態とされ、これに圧力作用時の圧縮が加わることから、結果、圧力作用時におけるバックアップリングまたは Zおよび第二バックアップリングの圧縮量が増大する。したがって、ノックアップリングの内外周面が相手面に強く圧接することから、隙間漏れを低減することが可能となる。

発明の効果

[0020] 本発明は、以下の効果を奏する。

[0021] すなわち、本発明の請求項 1による密封装置においては、シールリングとバックアツプリングとの間に第二バックアップリングが設けられるとともにこの第二バックアツプリングがバックアップリングよりも軟質材にて成形されているために、ゴム状弾性体よりなるシールリングは、硬質材のバックアップリングではなぐノックアップリングよりも軟質材にて成形された第二バックアップリングと接触する。したがって、接触の相手方が従来よりも軟質材とされるために、圧力交番発生時などにシールリングが繰り返し硬質材に押し付けられて損傷するのを有効に抑えることができる。また、第二バックァップリングは軟質材であるためにはみ出しが発生しやす、が、硬質材で成形された第一バックアップリングによりはみ出しを抑えることができる。 [0022] またこれに加えて、本発明の請求項 2による密封装置においては、ノックアップリングが第二バックアップリングよりもガスを透過しにく、材質にて成形されて、るために、密封流体である高圧ガス力 Sバックアップリングを透過することによって起きる透過漏れを低減することができる。

[0023] また、本発明の請求項 3による密封装置においては、ノックアップリングがナイロンにて成形されているために、このナイロンよりなるバックアップリングが有するガス不透過性によって、密封流体である高圧ガスを有効に密封することができる。

[0024] また、本発明の請求項 4な、し 6による構成によればそれぞれ、ノックアップリングまたは Zおよび第二バックアップリングの圧縮量が増大することから、バックアップリングまたは Zおよび第二バックアップリングの圧縮現象によって隙間漏れが低減され、密封性能を一層向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図

[図 2]本発明の第二実施例に係る密封装置を示す図であって、 (A)はその要部断面図、（B)は同図 (A)の要部拡大図

[図 3]本発明の第三実施例に係る密封装置を示す図であって、 (A)はその要部断面図、（B)は同図 (A)の要部拡大図

[図 4]本発明の他の実施例に係る密封装置を示す図であって、 (A)はその要部断面図、（B)は同図 (A)の要部拡大図

[図 5]同じく本発明の他の実施例に係る密封装置の断面図

[図 6]従来例に係る密封装置の要部断面図

符号の説明

[0026] 1 密封装置

2 一方の部材

3 他方の部材

4 装着溝

4a 高圧側装着部位

4b 低圧側装着部位 4c 傾斜底面

4d 側面

11 シールリング

21 第一バックアップリング (バックアップリング）

21a, 31a 傾斜面

21b 低圧側側面

21c, 31c 外周面

31 第二バックアップリング

発明を実施するための最良の形態

[0027] 尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。

[0028] (1 - 1)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、そのバックアップリングは圧力が印加する方向に対してノックアップリングの深さ（高さ）が漸次減って、くようにテーパー加工された形状をしている。

(1 - 2)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、その低圧側のバックアップリングは圧力が印加する方向に対してバックアップリングの深さ（高さ）が漸次減って、くようにテーパー加工された形状で、そのテーパーの角度は溝のテーパー角度と比較し、バックアップリングの角度が大きくなるよう加工された形状をしている。もう一方のバックアップリングも同様に溝の角度と比較し大きい設定の方が望ましい。

(1 - 3)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、その低圧側のバックアップリングの、低圧側の厚み (高さ）は、溝の低圧側側面の高さと比べて、同等か、それより若干長い厚みを有する。

(1 -4)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、最も低圧のバックアップリングの側面と、低圧側の溝壁との間には隙間が生じた設定としている。

[0029] (2- 1)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、そのバックアップリングは圧力が印加する方向に対してノックアップリングの深さ（高さ）が漸次減って、くようにテーパー加工された形状をしている。

(2- 2)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、その低圧側のバックアップリングは圧力が印加する方向に対してバックアップリングの深さ（高さ）が漸次減って、くようにテーパー加工された形状で、そのテーパーの角度は溝のテーパー角度と比較し、バックアップリングの角度が大きくなるよう加工された形状をしている。もう一方のバックアップリングも同様に溝の角度と比較し大きい設定の方が望ましい。

(2- 3)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、その低圧側のバックアップリングにおける低圧側の厚み (高さ）は、溝の低圧側側面の高さと比べて、同等か、それより若干長い厚みを有する。また、この二つのバックアップリングの組み込み前外径はハウジングの内径より若干大き!/ヽ設定となって!/ヽる。

(2-4)二部材の間をシールするもので、どちらかに設けられた環状の溝に取り付けられたゴム製リング状シールリングと、このシールリングの低圧側に組み込まれた 2個のバックアップリングとで構成された密封装置で、最も低圧のバックアップリングの側面と、低圧側の溝壁との間には隙間が生じた設定としている。

実施例

[0030] つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

[0031] 第一実施例 · · · 図 1は、本発明の第一実施例に係る密封装置 1の要部断面を示している。

[0032] 当該実施例に係る密封装置 1は、互いに対向する二部材 2, 3のうちの一方の部材 2に設けた装着溝 (装着部) 4に装着されて他方の部材 3に密接し、もって二部材 2, 3間を密封する密封装置であって、ゴム状弾性体よりなるシールリング (ゴム製リング状パッキン） 11と、シールリング 11の低圧側 Lに配置される第一バックアップリング（バックアップリング） 21と、シールリング 11と第一バックアップリング 21との間に配置される第二バックアップリング 31とを有している。上記二部材 2, 3は例えば、互いに連結される燃料電池用高圧水素配管であって、一方の配管部材 2におけるシールハウジング部の外周側に他方の配管部材 3のシールノ、ウジング部が配置され、一方の配管部材 2のシールハウジング部の外周面に設けた環状の装着溝 4に当該密封装置 1 が装着されて、他方の配管部材 3のシールノ、ウジング部の内周面に密接している。密封流体は、高圧側 Hから低圧側 Lへ流れようとする高圧水素ガスである。

[0033] 第一ノックアップリング 21としては、ナイロン（商品名）よりなるノックアップリングが用いられる。ナイロンは、ガスを透過しにくい榭脂材質の一つである。また、第二バックアップリング 31としては、例えば PTFE榭脂のような第一バックアップリング 21と比較して軟質材よりなるバックアップリングが用いられる。両バックアップリング 21, 31は共に、組み込みを容易にするためには、円周上一箇所力カットされた有端リングが使われることが多いが、ガス漏れを考慮する場合は、カットの無いエンドレスタイプであることが好ましい。

[0034] 一方、シールリング 11は、使用条件下にてゴム状の性質 (弾性など）を有するものであれば特に材質を問わないが、例えば、 FKMゴム、 NBRゴム、 H— NBRゴム、ブチルゴム、 EPMゴムもしくは EPDMゴム等の加硫ゴムや熱可塑性ゴムなどが用いられる。

[0035] 装着溝 4は、基本的に断面矩形状の空間として形成されているが、その溝底部のうち、シールリング 11を装着するための高圧側装着部位 4aは円筒面をなす平面状に形成されている。また、この高圧側装着部位 4aの低圧側 Lに連続する第一および第二バックアップリング 21, 31を装着するための低圧側装着部位 4bは、前記二部材 2 , 3間の間隔 (径方向間隔)を高圧側 H力低圧側 Lへかけて漸次狭めるよう、すなわち装着部 4の溝深さを漸次浅くするように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜底面 4cとされている。

[0036] また、この低圧側装着部位 4bに装着される第一および第二バックアップリング 21, 31はそれぞれ、基本的に断面矩形状に形成されているが、その内周面は傾斜底面 4cに対応して、その内径寸法を高圧側 H力も低圧側 Lへかけて漸次拡大するように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜面 21a, 31aとされている。

[0037] 上記構成の密封装置 1において、図 1の右側より圧力 Pが作用すると、シールリング 11はその低圧側の第二バックアップリング 31に押し付けられる力この第二バックァップリング 31は、ナイロンよりなる第一バックアップリング 21よりも軟質の PTFE榭脂によって成形されている。したがって、圧力交番発生時などにシールリング 11が繰り返し硬質材に押し付けられて損傷するのを抑えることが可能とされている。また、第二バックアップリング 31は軟質材である PTFE榭脂によって成形されているために、はみ出しが発生しやすいが、硬質材であるナイロンによって成形された第一ノックアツプリング 21により、はみ出しが防止される。

[0038] また、装着溝 4には、二部材 2, 3間の間隔を高圧側 Hから低圧側 Lへと漸次狭める傾斜底面 4cが設けられるとともに、両バックアップリング 21, 31にはそれぞれ、傾斜底面 4cに対応する傾斜面 21a, 31aが内周面に設けられている。したがって、密封流体圧がシールリング 11を介して両バックアップリング 21, 31に作用すると、両バックアップリング 21, 31は狭いところに押し込まれるかたちにて圧縮され、相手面に強く密接する。したがって、両バックアップリング 21, 31に上記傾斜面 21a, 31aによる圧縮現象が発生するために、さらにシールリング 11がはみ出しに《なることだけでなく、密封流体である高圧水素ガスをシールリング 11だけではシールできな、場合に、ノックアップリング 21 , 31にて密封することも期待できる。

[0039] また、ノックアップリング 21は、ガスを透過しにくいナイロンによって成形されている。したがつてこの点からも、密封流体である高圧水素ガスがノックアップリング 21を透過することによる漏れを有効に低減することが期待できる。

[0040] また、バックアップリング 21は、その径方向の幅寸法が第二バックアップリング 31の径方向の幅寸法よりも小さく設定されており、よって下記ガス透過の式における「透過面積」が小さく設定されている。したがつてこの点力もも、密封流体である高圧水素ガスを有効に密封することが可能とされて、る。

(ガス透過の式）ガス透過漏れ量 (g) =

ガスの分子量 (g/m_o I ) 透過係数 ( ₂T = const) χ透過時間（sec) 透過面積 (cm² ) χガス圧力（Pa) 22410 (cm³ (STP) /mo I ) 透過距離（cm)

[0041] 第二実施例 · · ·

図 2は、本発明の第二実施例に係る密封装置 1を示している。すなわち、図 2 (A) は同密封装置 1の要部断面図、図 2 (B)は図 2 (A)の要部拡大図である。

[0042] 当該実施例に係る密封装置 1は、互いに対向する二部材 2, 3のうちの一方の部材 2に設けた装着溝 (装着部) 4に装着されて他方の部材 3に密接し、もって二部材 2, 3間を密封する密封装置であって、ゴム状弾性体よりなるシールリング (ゴム製リング状パッキン） 11と、ガスを透過しにくい材質よりなるとともにシールリング 11の低圧側 L に配置される第一バックアップリング (バックアップリング） 21と、シールリング 11と第一バックアップリング 21との間に配置される第二バックアップリング 31とを有している。上記二部材 2, 3は例えば、互いに連結される燃料電池用高圧水素配管であって、一方の配管部材 2におけるシールノ、ウジング部の外周側に他方の配管部材 3のシールノ、ウジング部が配置され、一方の配管部材 2のシールノ、ウジング部の外周面に設けた環状を呈する装着溝 4に当該密封装置 1が装着されて、他方の配管部材 3のシールハウジング部の内周面に密接している。密封流体は、高圧側 Hから低圧側しへ流れようとする高圧水素ガスである。

[0043] 第一バックアップリング 21としては例えば、ナイロン（商品名）、ポリフエ-レンサノレフアイド榭月旨（PPS)、ポリアセタール榭脂（POM)、ポリアミド榭月旨（PA)、ポリエーテノレエーテルケトン樹脂（PEEK)、ポリアクリロニトリル榭脂、ポリビュルアルコール榭脂、 HDPE榭脂、 PS榭脂等のような硬質榭脂材や砲金 (青銅)製のノックアップリングが用いられる力ガス透過しにくい材料としては特に、ナイロンが好ましい。また、第二ノックアップリング 31としては、例えば PTFE榭脂のような第一バックアップリング 21と比較して軟質材よりなるバックアップリングが用いられる。両バックアップリング 21, 31 は共に、組み込みを容易にするためには、円周上一箇所がカットされた有端リングが使われることが多いが、ガス漏れを考慮する場合は、カットの無いエンドレスタイプであることが好ましい。

[0044] 一方、シールリング 11は、使用条件下にてゴム状の性質 (弾性など）を有するものであれば特に材質を問わないが、例えば、 FKMゴム、 NBRゴム、 H— NBRゴム、ブチルゴム、 EPMゴムもしくは EPDMゴム等の加硫ゴムや熱可塑性ゴムなどが用いられる。

[0045] 装着溝 4は、基本的に断面矩形状の空間として形成されているが、その溝底部のうち、シールリング 11を装着するための高圧側装着部位 4aは円筒面をなす平面状に形成されている。また、この高圧側装着部位 4aの低圧側 Lに連続する第一および第二バックアップリング 21, 31を装着するための低圧側装着部位 4bは、前記二部材 2 , 3間の間隔 (径方向間隔)を高圧側 H力低圧側 Lへかけて漸次狭めるよう、すなわち装着部 4の溝深さを漸次浅くするように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜底面 4cとされている。

[0046] また、この低圧側装着部位 4bに装着される第一および第二バックアップリング 21, 31はそれぞれ、基本的に断面矩形状に形成されているが、その内周面は傾斜底面 4cに対応して、その内径寸法を高圧側 H力も低圧側 Lへかけて漸次拡大するように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜面 21a, 31aとされている。更にまた、図 2 ( B)に拡大して示すように、この傾斜面 21a, 31aはそれぞれ、その傾斜角度が傾斜底面 4cの傾斜角度よりも大きく形成されており、各傾斜面 21a, 31aと傾斜底面 4cとの間には高圧側 H力低圧側 Lへ力 4ナて漸次拡大する間隙 (径方向間隙) cl, c2が設定されている。

[0047] また、最も低圧側 Lに配置される第一バックアップリング 21の低圧側側面 21bとこれに対向する装着溝 4の低圧側側面 4dとの間には、初期隙間 (軸方向隙間) c3が設定されており、第一バックアップリング 21の低圧側の厚み (高さ）は、装着溝 4の低圧側側面 4dの高さと比べて同等か、それよりも若干長く形成されている。

[0048] また、第一および第二バックアップリング 21, 31の外周面 21c, 31cはそれぞれ円筒面状をなす平面状に形成されており、その外径寸法は他方の配管部材 3におけるシールハウジング部の内周面に対して初期的なつぶし代を持たないように設定されている。

[0049] 上記構成の密封装置 1において、図 1の右側より圧力 Pが作用するときのノックアツプリング 21 , 31とシールリング 11の挙動を説明する。

[0050] 圧力 Pがシールリング 11に作用すると、シールリング 11はその隣に位置する第二バックアップリング 31を低圧側 Lに押す。同じように第一ノックアップリング 21も第二バックアップリング 31により低圧側 Lに押される力両バックアップリング 21, 31の内径部には装着部 4の傾斜底面 4cに対応して傾斜面 21a, 31aが設けられているため、両バックアップリング 21, 31は低圧側 Lへの圧力とともに外周方向に分力を受け、外径側へ張り出すような挙動を示す。そのとき、第一バックアップリング 21の低圧側には装着部 4の側面 4dとの間に初期隙間 c3が設定されているため、圧力によりその隙間 c3を埋める方向へ作用する。また、ノックアップリング 21, 31の高圧側 Hは若干つぶしを持つ設定となっているため、傾斜面 21a, 31aの最小内径部が相手面に接した状態で低圧側 Lへ移動する。そのため、両バックアップリング 21, 31とも圧力が作用することで、その間隙 cl, c2を無くすような作用を示す。

[0051] 一方、シールリング 11は、あらかじめ内外径につぶし代を持たせているため、その反発力により高圧ガスを密封する。しカゝしながら、ゴム材中を透過して漏れるものもあるので、ゴム材の中を透過するものに関しては、次の作用にて全体の漏れ量を削減する。

[0052] すなわち、ガスがゴム材を透過したときには、両バックアップリング 21, 31はその内径部を若干つぶして低圧側 Lに移動している。そのため、内外径部に若干の面圧が生じることから、シールリング 11を透過したガスは、第二バックアップリング 31の高圧側にて或る程度シールされる。とは、つてもゴム状弾性体ほどガス透過量は多くなヽ力ガスは第二バックアップリング 31の中を透過して第一バックアップリング 21へ到達する。し力しながら、ガスの圧力は、シールリング 11や第二バックアップリング 21を通過する際にすでに減圧すると考えられるため、第一バックアップリング 21でのシールは第二バックアップリング 31でのシールの条件よりも易しぐ或る程度のシールは可能となる。また、この第一バックアップリング 21はガスを透過しにくい材質よりなることから、この材質中を透過するガスの量は極めて少ない。よって、密封装置 1全体として漏れを最小限にすることができる。

[0053] また、高圧条件下にて圧力交番が発生すると、上記したように硬質材の第一バックアップリング 21ではシールリング 11を傷付けることがある力シールリング 11と接する第二バックアップリング 31には軟質材が使用されているために、シールリング 11が傷付けられるのを防止することができる。また、第二バックアップリング 31は圧力に対し変形し易いことから、その傾斜面 31aと傾斜底面 4cとの間の間隙 c2を埋めることにより、シールリング 11のはみ出しによる破壊を防止することができる。

[0054] 第三実施例 · · ·

尚、上記第二実施例では、第一および第二バックアップリング 21, 31の外周面 21c , 31cはそれぞれ、他方の配管部材 3におけるシールノヽウジング部の内周面に対して初期的なつぶし代を持たないように設定されている力図 3に示すように、ノックァップリング 21 , 31の外径寸法を大きく形成して初期的なつぶし代 dを持つように設定しても良ぐこの場合には、各バックアップリング 21, 31の径方向圧縮量が増大することから、面圧が一層高くなる。したがって、各バックアップリング 21, 31の内外周を通過するガスの漏れ量を一層低減させることができる。

[0055] 他の実施例一

また、上記両実施例に共通して、第二バックアップリング 31の傾斜面 31aの傾斜角度は、使用環境により作用する圧力が大きい場合には、図 4に示すように、傾斜底面 4cの傾斜角度と同一としても何ら問題はない。

[0056] また、本発明の密封装置 1は、二部材間の円筒状の隙間のみでなぐ平面状すなわち端面間の隙間に対しても使用できるものであって、図 5はその使用例を示している。

[0057] すなわち、図上下部の密封装置 1Aは、一方の配管部材 2と他方の配管部材 3間の円筒状隙間を密封すベぐ第一ないし第二バックアップリング 11 , 21, 31が軸方向に並べられているが、図上上部の密封装置 1Bは、一方の配管部材 2と他方の配管部材 3間の平面状隙間を密封すベぐ第一ないし第二バックアップリング 11, 21, 31 が径方向に並べられている。そして、このように二重の配置とすることによって、更に外部への漏れを少なくすることが可能とされてヽる。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに対向する二部材 (2) (3)のうちの一方の部材 (2)に設けた装着溝 (4)に装着されて他方の部材（3)に密接する密封装置（1)であって、

ゴム状弾性体よりなるシールリング（11)と、前記シールリング（11)の低圧側 (L)に配置されるとともに前記シールリング（11)よりも硬質な榭脂材にて成形されたバックアップリング（21)とを有し、

前記装着溝 (4)は、前記二部材 (2) (3)間の間隔を高圧側 (H)から低圧側 (ひへ漸次狭める傾斜底面 (4c)を前記バックアップリング (21)を装着する部位 (4b)に有し前記バックアップリング (21)は、前記傾斜底面 (4c)に対応する傾斜面（21a)を有する密封装置（1)において、

前記シールリング（11)とバックアップリング（21)との間に第二バックアップリング（3 1)を有し、

前記第二バックアップリング (31)は前記バックアップリング (21)よりも軟質材にて成形されて！ゝることを特徴とする密封装置。

[2] 請求項 1の密封装置において、

ノックアップリング（21)は、第二バックアップリング（31)よりもガスを透過しにくい材質にて成形されて 1ヽることを特徴とする密封装置。

[3] 請求項 2の密封装置において、

ノックアップリング（21)は、ナイロンにて成形されていることを特徴とする密封装置

[4] 請求項 1な、し 3の何れかに記載した密封装置にぉ、て、

バックアップリング（21)の低圧側側面（21b)と前記低圧側側面（21b)に対向する装着溝 (4)の側面 (4d)との間には、初期隙間 (c3)が設定されることを特徴とする密封装置。

[5] 請求項 1な、し 3の何れかに記載した密封装置にぉ、て、

ノックアップリング（21)または Zおよび第二バックアップリング（31)の傾斜面（21a ) (31a)は、その傾斜角度が傾斜底面 (4c)の傾斜角度よりも大きく形成されていることを特徴とする密封装置。

請求項 1な!、し 3の何れかに記載した密封装置にぉヽて、

ノックアップリング（21)または Zおよび第二バックアップリング（31)が他方の部材 ( 3)と接触する部位には、初期的なつぶし代 (d)が設定されることを特徴とする密封装置。