WO2010146984A1 - 密封構造 - Google Patents

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WO2010146984A1
WO2010146984A1 PCT/JP2010/059197 JP2010059197W WO2010146984A1 WO 2010146984 A1 WO2010146984 A1 WO 2010146984A1 JP 2010059197 W JP2010059197 W JP 2010059197W WO 2010146984 A1 WO2010146984 A1 WO 2010146984A1
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WO
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ring
sealing
backup ring
diameter portion
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/059197
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English (en)
French (fr)
Inventor
安喰賢一
阿部良行
Original Assignee
Nok株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/166—Sealings between relatively-moving surfaces with means to prevent the extrusion of the packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F16J15/3236—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips with at least one lip for each surface, e.g. U-cup packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods

Definitions

  • the present invention relates to a sealing structure provided with buffering.
  • a sealing system combining a plurality of seals is used.
  • a sealing device for example, U-packing
  • a sealing device that seals an annular gap between a piston (shaft) and a cylinder (housing)
  • a sealing device that is disposed closer to the fluid to be sealed than the sealing device.
  • a buffering for buffering the pressure of the fluid to be sealed against is known.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the buffer ring and the backup ring according to the conventional example.
  • the buffer ring 600 is mounted in an annular groove 550 provided on the inner periphery of the shaft hole of the housing 500.
  • the buffer ring 600 includes a first seal lip 601 slidable with respect to the shaft 400 and a second seal lip 602 slidable with respect to the inner peripheral surface of the annular groove 550.
  • the buffer ring 600 receives the fluid pressure (hydraulic pressure) on the sealing target fluid side O and buffers the pressure, and the sealing (not shown) provided on the atmosphere side A, which is the anti-sealing target fluid side from the buffer ring 600.
  • the durability of the apparatus can be improved.
  • annular notch 603 is provided at the inner peripheral edge of the atmosphere side A in the buffer ring 600.
  • a backup ring 610 is attached to the annular notch 603. Accordingly, the inner peripheral edge portion of the atmosphere side A in the buffer ring 600 is prevented from protruding into the annular minute gap between the shaft 400 and the housing 500. Since the buffer ring 600 is normally used in a high temperature and high pressure environment, urethane rubber is generally used as the material of the buffer ring 600, and nylon is used as the material of the backup ring 610.
  • the backup ring 610 suppresses damage or the like due to the protrusion of the inner peripheral edge, but the sliding resistance between the backup ring 610 and the shaft 400 becomes too high.
  • the main body portion (the portion other than the first seal lip 601 and the second seal lip 602) of the buffer ring 600 is sandwiched between the fluid pressure and the side wall surface of the annular groove 550 and is compressed and deformed. Thereby, in this main-body part, the stress which tends to produce the tensile strain to radial direction generate
  • the backup ring 610 itself is sandwiched between the first seal lip 601 and the side wall surface of the annular groove 550 in the buffer ring 600 and is subjected to compressive deformation to generate stress that tends to cause tensile strain in the radial direction.
  • the higher the fluid pressure the higher the pressure (pressing force) on the shaft 400 by the backup ring 610.
  • the sliding resistance is increased, resulting in various problems due to an increase in mechanical loss and an increase in the amount of heat generated.
  • the arrows in FIG. 8 schematically indicate the direction in which the hydraulic pressure or stress is applied.
  • An object of the present invention is to provide a sealing structure that can reduce sliding resistance to a shaft by a backup ring.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing structure of the present invention is The axis, A housing having a shaft hole through which the shaft is inserted; A sealing device for sealing an annular gap between the shaft and the housing; A buffer ring that is mounted in an annular groove provided on the inner periphery of the shaft hole and is disposed closer to the fluid to be sealed than the sealing device to buffer the pressure of the fluid to be sealed against the sealing device; A backup ring that is disposed adjacent to the buffer ring on the anti-sealing target fluid side of the buffer ring and prevents a part of the buffer ring from protruding into the gap between the shaft and the housing; A sealing structure comprising: The annular groove is constituted by a stepped groove having a large diameter portion to which the buffer ring is attached and a small diameter portion to which the backup ring is attached, and the backup ring is It adheres only to the end surface on the anti-sealing target fluid side in the buffering.
  • the backup ring is Not affected by the stress.
  • the buffer ring is mounted on the large-diameter portion of the annular groove, and the backup ring is mounted on the small-diameter portion of the annular groove. Therefore, the amount of compressive deformation of the backup ring caused by being sandwiched between the buffer ring and the side wall surface of the annular groove can be suppressed. Accordingly, in combination with these, it is possible to effectively reduce the sliding resistance of the backup ring with respect to the shaft.
  • the groove bottom surface is formed such that a gap gradually increases toward the anti-sealing target fluid side between the groove bottom surface in the small diameter portion of the annular groove and the outer peripheral surface of the backup ring.
  • At least one of the outer peripheral surfaces of the backup ring is configured by a tapered surface,
  • At least one of the side wall surface in the small diameter portion and the side wall surface in the backup ring is constituted by a tapered surface
  • the backup ring may be attached to the small-diameter portion in a state where the outer peripheral edge of the backup ring on the anti-sealing target fluid side is slidable with respect to the side wall surface of the small-diameter portion.
  • the backup ring when the backup ring is pushed to the anti-sealing target fluid side, the backup ring has an outer peripheral edge on the anti-sealing target fluid side on the outer peripheral side when viewed in a cross section passing through the axis. Deforms to tilt. Thereby, the sliding area to the shaft surface by a backup ring falls, and it becomes possible to reduce sliding resistance.
  • a protrusion is provided to press the position biased toward the axial side of the side wall surface on the sealing target fluid side in the backup ring toward the anti-sealing target fluid side. It is good to be.
  • the backup ring is pressed by the protrusion provided on the buffer ring, so that the backup ring has a further outer peripheral edge on the anti-sealing target fluid side when viewed in a cross section passing through the axis. It becomes easy to deform so as to tilt to the side.
  • a projection that is pressed toward the shaft surface side by an inner peripheral edge of the buffer ring on the anti-sealing target fluid side is provided on the side wall surface on the sealing target fluid side of the backup ring. is there.
  • the protrusion provided on the backup ring is pressed against the inner peripheral edge of the buffer ring, so that the backup ring can be further anti-sealed when viewed in a cross section passing through the axis. It becomes easy to deform
  • the inner peripheral surface of the backup ring may be constituted by a tapered surface that expands toward the anti-sealing target fluid side.
  • the sealing structure of the present invention is The axis, A housing having a shaft hole through which the shaft is inserted; A sealing device for sealing an annular gap between the shaft and the housing; A buffer ring that is mounted in an annular groove provided on the inner periphery of the shaft hole and is disposed closer to the fluid to be sealed than the sealing device to buffer the pressure of the fluid to be sealed against the sealing device; A back-up that is attached to a notch provided along the inner peripheral edge of the anti-sealing target fluid side in the buffering and prevents a part of the buffering from protruding into the gap between the shaft and the housing.
  • Ring, A sealing structure comprising: The inner peripheral surface of the backup ring is formed by a tapered surface whose diameter increases toward the anti-sealing target fluid side.
  • the sliding resistance can be reduced.
  • the sliding resistance to the shaft due to the backup ring can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a buffer ring and a backup ring that constitute the sealing structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the third embodiment of the present invention, and
  • FIG. 4B shows the buffer among the sealing structure according to the fourth embodiment of the present invention. It is a typical sectional view showing the neighborhood of a ring.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a buffer ring and a backup ring that constitute the sealing structure according to the first embodiment of the present
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the buffer ring and the backup ring according to the conventional example.
  • the sealing structure according to each embodiment described below can be suitably used as a sealing system used for various hydraulic cylinders.
  • the shaft described below corresponds to a piston
  • the housing corresponds to a cylinder
  • the fluid to be sealed corresponds to oil
  • the fluid pressure corresponds to hydraulic pressure.
  • the atmosphere side in each of the following examples corresponds to the anti-sealing target fluid side (the side opposite to the sealing target fluid side in the axial direction).
  • Example 1 With reference to FIG.1 and FIG.2, the sealing structure which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
  • the sealing structure according to this embodiment includes a shaft 400, a housing 500 having a shaft hole through which the shaft 400 is inserted, a sealing device 200 that seals an annular gap between the shaft 400 and the housing 500, and a sealing device. And a buffer ring 100 disposed closer to the sealing target fluid side O than 200. Further, a dust seal 300 is provided on the atmosphere side A, which is the anti-sealing target fluid side of the sealing device 200.
  • a first annular groove 510 In the inner periphery of the shaft hole of the housing 500, a first annular groove 510, a second annular groove 520 provided on the atmosphere side A with respect to the first annular groove 510, and an annular notch 530 provided on the atmosphere side A further.
  • the buffer ring 100 is disposed (attached) in the first annular groove 510
  • the sealing device 200 is disposed (attached) in the second annular groove 520
  • the dust seal 300 is disposed (attached) in the annular notch 530.
  • a U-packet made of nitrile rubber (NBR) having a U-shaped cross section is adopted as the sealing device 200.
  • NBR nitrile rubber
  • the sealing device 200 is not limited to such a packing, and various seals can be used. Can be adopted.
  • a backup ring 250 made of polytetrafluoroethylene (PTFE) is provided on the atmosphere side A of the sealing device 200 adjacent to the sealing device 200. Thereby, it is suppressed that the inner peripheral edge of the sealing device 200 protrudes into a minute annular gap between the shaft 400 and the housing 500.
  • the buffer ring 100 is disposed closer to the sealing target fluid side O than the sealing device 200, so that the pressure of the sealing target fluid with respect to the sealing device 200 can be buffered.
  • the dust seal 300 is disposed on the atmosphere side A with respect to the sealing device 200, so that foreign matter (dust, dust, etc.) from the outside can be prevented from entering the sealing device 200 side. From the above, the durability of the sealing device 200 can be improved.
  • the buffer ring 100 includes a first seal lip 101 slidable with respect to the shaft 400 and a second seal lip 102 slidable with respect to the inner peripheral surface of the first annular groove 510. ing.
  • the buffering 100 is made of urethane rubber or NBR.
  • a backup ring 150 is disposed adjacent to the buffer ring 100 on the atmosphere side A of the buffer ring 100. Thereby, a part (inner peripheral edge) of the buffer ring 100 is prevented from protruding into the annular minute gap between the shaft 400 and the housing 500.
  • the backup ring 150 is made of nylon, PTFE, or polyacetal having a higher Young's modulus than urethane rubber or NBR.
  • the first annular groove 510 has a step having a large diameter portion 511 on the fluid side O to be sealed and a small diameter portion 512 on the atmosphere side A provided adjacent to the large diameter portion 511. It is composed of grooves.
  • the buffering 100 is attached to the large diameter part 511.
  • the buffering 100 moves to the atmosphere side A, and the end surface 100 a on the atmosphere side A in the buffering 100 is configured to be in close contact with the side wall surface on the atmosphere side A in the large diameter portion 511.
  • the backup ring 150 is attached to the small diameter portion 512.
  • the backup ring 150 is configured such that its inner peripheral surface is slidably in contact with the surface of the shaft 400 and its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface (groove bottom surface) of the small diameter portion 512. .
  • the end surface on the atmosphere side A of the backup ring 150 is in close contact with the side wall surface on the atmosphere side A in the small diameter portion 512, and the backup ring 150.
  • the end surface of the sealing target fluid side O is configured to be in close contact with the end surface 100 a on the atmosphere side A of the buffer ring 100.
  • the backup ring 150 is in close contact with the buffer ring 100 only on the end surface 100 a on the atmosphere side A of the buffer ring 100.
  • the backup ring 150 has a rectangular cross-sectional shape cut so as to pass through its axis, and is symmetrical with respect to the central plane with respect to the axial direction.
  • the buffer ring 100 is sandwiched between the fluid pressure and the side wall surface of the first annular groove 510 (the large-diameter portion 511), and is compressed and deformed. Even if a stress that causes a tensile strain in the radial direction is generated, the backup ring 150 is not affected by the stress.
  • the end surface 100a on the atmosphere side A in the buffering 100 is configured to be in close contact with the side wall surface on the atmosphere side A in the large diameter portion 511. Therefore, the backup ring 150 does not receive much force from the buffer ring 100 to the atmosphere side A from the sealing target fluid side O. Accordingly, the amount of compressive deformation due to the backup ring 150 being sandwiched between the buffer ring 100 and the side wall surface of the first annular groove 510 (the small diameter portion 512) is suppressed.
  • the buffer ring 100 is not affected by the stress, and between the buffer ring 100 and the side wall surface of the first annular groove 510. In combination with the suppression of the amount of compressive deformation caused by being sandwiched between the two, it is possible to effectively reduce the sliding resistance of the backup ring 150 with respect to the shaft 400.
  • the configuration of this embodiment is adopted so that the sliding between the backup ring and the shaft is possible.
  • the dynamic resistance can be reduced by about 40%. Along with this, it is possible to reduce the mechanical loss, and it is possible to suppress the thermal deterioration of each constituent member by reducing the calorific value.
  • the backup ring 150 has a symmetrical shape with respect to the central plane with respect to the axial direction, and therefore, there is no need to worry about the directionality during mounting, and the mounting workability is excellent. ing. In this embodiment, it is only necessary to protect the vicinity of the inner peripheral edge of the buffer ring 100 with the backup ring 150, and it is not necessary to increase the cross-sectional area of the backup ring 150 (the length in the radial direction and the axis). Both direction lengths may be short). Therefore, since the rigidity of the backup ring 150 can be reduced, when the backup ring 150 is attached to the first annular groove 510 (the small diameter portion 512), it can be attached manually without using a jig or the like. Become.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
  • the case where the configuration of the small-diameter groove is different from that in the first embodiment is shown. 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.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the second embodiment of the present invention. Since the sealing device and the dust seal have the same configuration as that of the first embodiment, they are omitted. 3A shows a state where no fluid pressure is applied, and FIG. 3B shows a state where the fluid pressure is applied.
  • the first annular groove 540 is a stepped groove having a large-diameter portion 541 on the fluid side O to be sealed and a small-diameter portion 542 on the atmosphere side A provided adjacent to the large-diameter portion 541. It is configured.
  • the configuration of the buffering 100, the configuration of the large-diameter portion 541, and the point where the buffering 100 is attached to the large-diameter portion 541 are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the backup ring 150 and the point where the backup ring 150 is attached to the small diameter portion 542 are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the small diameter portion 542 is different from that in the first embodiment. That is, the small-diameter portion 542 in the present embodiment is configured by a tapered surface whose groove bottom surface (inner peripheral surface) 542a increases in diameter toward the atmosphere side A, and the side wall surface 542b of the atmosphere side A faces the atmosphere side A. The taper surface is reduced in diameter.
  • the backup ring 150 attached to the small diameter portion 542 is configured such that the cross-sectional shape cut through the axis is a rectangle. That is, the backup ring 150 has a cylindrical shape.
  • the backup ring 150 is attached to the small diameter portion 542 such that the outer peripheral edge on the atmosphere side A of the backup ring 150 is slidable with respect to the side wall surface 542 b of the small diameter portion 542.
  • a gap is formed between the groove bottom surface 542a of the small-diameter portion 542 and the outer peripheral surface of the backup ring 150 so that the gap gradually increases toward the atmosphere side A (see FIG. 3A).
  • a gap is formed between the side wall surface 542b on the atmosphere side A in the small diameter portion 542 and the side wall surface on the atmosphere side A in the backup ring 150 so that the gap gradually decreases toward the groove bottom surface 542a.
  • the backup ring 150 passes through the axis.
  • the outer peripheral edge of the atmosphere side A is deformed so as to incline toward the outer peripheral side (see arrow R in FIG. 3B).
  • FIG. 4 shows Embodiments 3 and 4 of the present invention.
  • a modification of the second embodiment will be described.
  • the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to Examples 3 and 4 of the present invention. Since the sealing device and the dust seal have the same configuration as that of the first embodiment, they are omitted.
  • FIG. 4A shows the third embodiment
  • FIG. 4B shows the fourth embodiment.
  • FIG. 4 shows a state in which no fluid pressure is applied.
  • an annular protrusion 103 is provided along the inner peripheral edge near the inner peripheral end of the side wall surface on the atmosphere side A of the buffer ring 100. Only differs from Example 2 above.
  • the annular protrusion 103 is configured to press the position biased toward the shaft 400 side of the side wall surface of the sealing target fluid side O in the backup ring 150 toward the atmosphere side A when fluid pressure is applied. Yes. Therefore, the backup ring 150, when viewed in a cross section passing through the axis, is more easily deformed so that the outer peripheral edge of the atmosphere side A is inclined further toward the outer peripheral side than in the case of the second embodiment. It has become.
  • Example 4 shown in FIG. 4B only the point that the annular protrusion 151 is provided on the side wall surface of the backup target fluid side O in the backup ring 150 along the inner peripheral edge is the above example. 2 and different.
  • the annular protrusion 151 is configured to be pressed toward the axial surface side by the inner peripheral edge of the atmosphere side A in the buffer ring 100 when fluid pressure is applied. Therefore, the backup ring 150, when viewed in a cross section passing through the axis, is more easily deformed so that the outer peripheral edge of the atmosphere side A is inclined further toward the outer peripheral side than in the case of the second embodiment. It has become.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
  • a modification of the second embodiment will be shown.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the fifth embodiment of the present invention. Since the sealing device and the dust seal have the same configuration as that of the first embodiment, they are omitted. FIG. 5 shows a state in which no fluid pressure is applied.
  • This embodiment is different from the second embodiment only in that the inner peripheral surface 161 of the backup ring 160 is formed by a tapered surface whose diameter increases toward the atmosphere side A.
  • the contact area of the backup ring 160 to the surface of the shaft 400 is small, so that the sliding area between the backup ring 160 and the shaft 400 is even smaller.
  • the sliding resistance can be reduced.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
  • the case where the configuration of the groove of the small diameter portion and the configuration of the backup ring are different from the case of the first embodiment is shown. 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.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to Example 6 of the present invention. Since the sealing device and the dust seal have the same configuration as that of the first embodiment, they are omitted. FIG. 6 shows a state where no fluid pressure is applied.
  • the first annular groove 550 is a stepped groove having a large diameter portion 551 on the fluid to be sealed O side and a small diameter portion 552 on the atmosphere side A provided adjacent to the large diameter portion 551. It is configured.
  • the configuration of the buffering 100, the configuration of the large-diameter portion 551, and the point that the buffering 100 is attached to the large-diameter portion 551 are the same as those in the first embodiment. Further, the point that the backup ring 170 is attached to the small-diameter portion 552 is the same as that in the first embodiment.
  • the configuration of the small diameter portion 552 is different from that in the first embodiment. That is, the small-diameter portion 552 in the present embodiment is configured by a tapered surface whose groove bottom surface (inner peripheral surface) 552a increases in diameter toward the atmosphere side A, and the side wall surface 552b of the atmosphere side A also faces the atmosphere side A. It is constituted by a tapered surface that expands in diameter.
  • the configuration of the backup ring 170 is also different from that in the first embodiment. That is, the backup ring 170 according to the present embodiment is configured by a tapered surface whose outer peripheral surface 172 increases in diameter toward the atmosphere side A, and the side wall surface 171 of the atmosphere side A also increases in diameter toward the atmosphere side A. It is constituted by a tapered surface.
  • the tapered surface of the groove bottom surface 552a of the small diameter portion 552 the tapered surface of the outer peripheral surface 172 of the backup ring 170, the tapered surface of the side wall surface 171 of the backup ring 170, and the tapered surface of the side wall surface 552b of the small diameter portion 552 are tapered. It is comprised so that an angle may become large.
  • the backup ring 170 is attached to the small diameter portion 552 in a state where the outer peripheral edge on the atmosphere side A of the backup ring 170 is slidable with respect to the side wall surface 552b of the small diameter portion 552.
  • a gap is formed between the groove bottom surface 552a of the small-diameter portion 552 and the outer peripheral surface 172 of the backup ring 170 in the same manner as in the second embodiment. Is done. Further, a gap is formed between the side wall surface 552b on the atmosphere side A in the small diameter portion 552 and the side wall surface on the atmosphere side A in the backup ring 170 so that the gap gradually decreases toward the groove bottom surface 552a.
  • the backup ring 170 when the inner peripheral edge of the atmosphere side A in the buffer ring 100 presses the backup ring 170 against the atmosphere side A due to the fluid pressure, the backup ring 170 has a cross section passing through the axis. When viewed, the outer peripheral edge of the atmosphere side A is deformed so as to incline toward the outer peripheral side. Thereby, the sliding area to the shaft surface by the backup ring 170 is reduced, and the sliding resistance can be further reduced as compared with the case of the first embodiment.
  • both the outer peripheral surface 172 and the side wall surface 171 of the backup ring 170 are formed by a tapered surface, so that the outer peripheral edge on the atmosphere side A is configured with a sharp edge and the small diameter portion 552 is formed.
  • the side wall surface 552b is formed of a tapered surface whose diameter increases toward the atmosphere side A. Therefore, the outer peripheral edge on the atmosphere side A of the backup ring 170 easily slides to the atmosphere side A with respect to the side wall surface 552b of the small diameter portion 552. Therefore, when viewed in a cross section passing through the axis, the backup ring 170 is more easily deformed so that the outer peripheral edge of the atmosphere side A is inclined further to the outer peripheral side than in the case of the second embodiment. It has become.
  • the inner peripheral edge of the buffer ring presses the backup ring against the atmosphere side A, so that the backup ring has its atmosphere when viewed in a cross section passing through the axis.
  • An example in which the outer peripheral edge of the side A is configured to be deformed so as to be inclined toward the outer peripheral side is shown. In order to generate such a mechanism, the following three points are necessary.
  • a gap is formed between the groove bottom surface of the small-diameter portion of the first annular groove and the outer peripheral surface of the backup ring, and the gap gradually increases toward the atmosphere side A.
  • a gap that gradually decreases toward the groove bottom side is formed, and the outer peripheral edge on the atmosphere side A in the backup ring has a small diameter.
  • the backup ring is attached to the small-diameter portion in a slidable state with respect to the side wall surface of the portion.
  • Example 2 the case where the gaps as described above are formed by making the groove bottom surface and the side wall surface on the atmosphere side A in the small-diameter portion of the first annular groove each have a tapered surface is shown. Further, in Example 6, the groove bottom surface and the side wall surface on the atmosphere side A in the small diameter portion of the first annular groove are respectively tapered surfaces, and the outer peripheral surface and the side wall surface on the atmosphere side A in the backup ring are respectively tapered surfaces. The case where the gaps as described above are formed has been shown.
  • the present invention is not limited thereto, and the groove bottom surface of the small-diameter portion and the side wall surface on the atmosphere side A are not tapered surfaces, and the outer peripheral surface of the backup ring and the side wall surface on the atmosphere side A are each tapered surfaces.
  • Such a gap may be formed.
  • the gap as described above can be formed by using at least one of the small diameter portion side and the backup ring side as a tapered surface.
  • FIG. 7 shows a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing the vicinity of the buffer ring in the sealing structure according to the seventh embodiment of the present invention. Since the sealing device and the dust seal have the same configuration as that of the first embodiment, they are omitted.
  • FIG. 7 shows a state where fluid pressure is applied.
  • the buffer ring 110 is disposed (attached) in the first annular groove 560 in the same manner as each of the above embodiments.
  • the first annular groove 560 is not a stepped groove, and there is no step on the groove bottom surface.
  • a notch 113 is provided along the inner peripheral edge of the atmosphere side A.
  • the backup ring 160 is installed in the notch 113.
  • the backup ring 160 has the same configuration as that shown in the fifth embodiment. That is, the inner peripheral surface 161 of the backup ring 160 is configured by a tapered surface that increases in diameter toward the atmosphere side A. Therefore, the sliding area to the shaft surface by the backup ring 160 becomes small, and the sliding resistance can be reduced. Note that the arrows in FIG. 7 schematically show the direction in which fluid pressure or stress is applied.

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Abstract

　バックアップリングによる摺動抵抗を低減させることを可能とする密封構造を提供する。　軸４００とハウジング５００との間の環状隙間を封止する密封装置２００と、軸孔の内周に設けられた第１環状溝５１０に装着されて、密封装置２００に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリング１００と、バッファリング１００の一部が軸４００とハウジング５００との間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリング１５０と、を備える密封構造であって、第１環状溝５１０は、バッファリング１００が装着される大径部５１１と、バックアップリング１５０が装着される小径部５１２とを有する段付き溝で構成され、バックアップリング１５０は、バッファリング１００に対しては、バッファリング１００における大気側Ａの端面１００ａにのみ密着することを特徴とする。

Description

密封構造
　本発明は、バッファリングを備えた密封構造に関するものである。
　従来、各種産業機械（例えば、建設機械）に備えられる油圧シリンダなどにおいては、複数のシールを組み合わせたシーリングシステムが用いられている。かかるシーリングシステムにおいては、ピストン（軸）とシリンダ（ハウジング）との間の環状隙間を封止する密封装置（例えば、Ｕパッキン）と、この密封装置よりも密封対象流体側に配置され、密封装置に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリングとを備えたものが知られている。
　図８を参照して、従来例に係るバッファリングについて説明する。図８は従来例に係るバッファリングとバックアップリングの装着状態を示す模式的断面図である。図示のように、バッファリング６００は、ハウジング５００の軸孔の内周に設けられた環状溝５５０に装着される。そして、バッファリング６００は、軸４００に対して摺動自在な第１シールリップ６０１と、環状溝５５０の内周面に対して摺動自在な第２シールリップ６０２とを備えている。これにより、バッファリング６００が密封対象流体側Ｏの流体圧力（油圧）を受けて圧力を緩衝し、バッファリング６００よりも反密封対象流体側である大気側Ａに設けられている不図示の密封装置の耐久性を向上させることができる。
　また、バッファリング６００における大気側Ａの内周端縁には、環状の切欠６０３が設けられている。そして、この環状の切欠６０３にバックアップリング６１０が装着されている。これにより、バッファリング６００における大気側Ａの内周端縁部分が、軸４００とハウジング５００との間の環状の微小隙間にはみ出してしまうことを抑制している。なお、バッファリング６００は、通常、高温高圧の環境下で用いられることから、一般的に、バッファリング６００の材料としてはウレタンゴムが用いられ、バックアップリング６１０の材料としてはナイロンが用いられる。
　以上のように構成されるバッファリング６００においては、バックアップリング６１０によって、内周端縁のはみ出しによる損傷等が抑制されるものの、バックアップリング６１０と軸４００との摺動抵抗が高くなり過ぎるという課題を残していた。すなわち、バッファリング６００の本体部分（第１シールリップ６０１及び第２シールリップ６０２以外の部分）は、流体圧力と環状溝５５０の側壁面との間で挟み込まれて圧縮変形する。これにより、この本体部分においては、径方向に引張ひずみを生じさせようとする応力が発生する。従って、バックアップリング６１０は、バッファリング６００から内径方向に向かう力を受ける。また、バックアップリング６１０自体も、バッファリング６００における第１シールリップ６０１と環状溝５５０の側壁面との間で挟みこまれて圧縮変形し、径方向に引張ひずみを生じさせようとする応力が発生する。以上のことから、流体圧力が高くなればなるほど、バックアップリング６１０による軸４００に対する圧力（押付力）が高くなる。これにより、摺動抵抗が高くなって、機械的損失が大きくなったり、発熱量が大きくなったりすることによる各種不具合を招く原因となっていた。なお、図８中の矢印は、油圧や応力がかかる方向を模式的に示したものである。
特開２００２－１４７６１５号公報
　本発明の目的は、バックアップリングによる軸への摺動抵抗を低減させることを可能とする密封構造を提供することにある。
　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。
　すなわち、本発明の密封構造は、
　軸と、
　該軸が挿通される軸孔を有するハウジングと、
　これら軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置と、
　前記軸孔の内周に設けられた環状溝に装着され、かつ前記密封装置よりも密封対象流体側に配置されて、前記密封装置に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリングと、
　該バッファリングの反密封対象流体側に、該バッファリングに隣接して配置され、該バッファリングの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
　を備える密封構造であって、
　前記環状溝は、前記バッファリングが装着される大径部と、前記バックアップリングが装着される小径部とを有する段付き溝で構成され、前記バックアップリングは、前記バッファリングに対しては、該バッファリングにおける反密封対象流体側の端面にのみ密着することを特徴とする。
　本発明によれば、バッファリングが流体圧力と環状溝の側壁面との間で挟みこまれて圧縮変形し、径方向に引張ひずみを生じさせようとする応力が発生しても、バックアップリングは、当該応力の影響を受けない。また、本発明においては、バッファリングは環状溝における大径部に装着され、バックアップリングは環状溝における小径部に装着される構成を採用している。そのため、バッファリングと環状溝の側壁面との間で挟みこまれることによるバックアップリングの圧縮変形量を抑制させることができる。従って、これらのことが相俟って、バックアップリングによる軸に対する摺動抵抗を効果的に低減させることが可能となる。
　ここで、前記環状溝の小径部における溝底面と前記バックアップリングの外周面との間に、反密封対象流体側に向かって徐々に間隔が大きくなる隙間が形成されるように、前記溝底面と前記バックアップリングの外周面のうちの少なくともいずれか一方はテーパ面により構成され、
　かつ、前記環状溝の小径部における反密封対象流体側の側壁面と前記バックアップリングにおける反密封対象流体側の側壁面との間に、前記溝底面側に向かって徐々に間隔が小さくなる隙間が形成されるように、前記小径部における前記側壁面と前記バックアップリングにおける前記側壁面のうちの少なくともいずれか一方はテーパ面により構成されると共に、
　前記バックアップリングにおける反密封対象流体側の外周端縁が、前記小径部における前記側壁面に対して摺動自在な状態で、該バックアップリングは前記小径部に装着されているとよい。
　このように構成すれば、バックアップリングが反密封対象流体側に押されると、当該バックアップリングは、軸心を通る断面で見た場合に、その反密封対象流体側の外周端縁が外周側に傾いていくように変形する。これにより、バックアップリングによる軸表面への摺動面積が低下し、摺動抵抗を低減させることが可能となる。
　前記バッファリングにおける反密封対象流体側の側壁面には、前記バックアップリングにおける密封対象流体側の側壁面のうち軸側に偏った位置を反密封対象流体側に向かって押圧する突起が設けられているとよい。
　これにより、バックアップリングがバッファリングに設けられた突起に押圧されることで、バックアップリングは、軸心を通る断面で見た場合に、より一層、その反密封対象流体側の外周端縁が外周側に傾いていくように変形し易くなる。
　また、前記バックアップリングにおける密封対象流体側の側壁面には、前記バッファリングにおける反密封対象流体側の内周端縁によって軸表面側に向かって押圧される突起が設けられていることも好適である。
　これにより、バックアップリングに設けられた突起がバッファリングにおける前記内周端縁に押圧されることで、バックアップリングは、軸心を通る断面で見た場合に、より一層、その反密封対象流体側の外周端縁が外周側に傾いていくように変形し易くなる。
　前記バックアップリングにおける内周面は、反密封対象流体側に向かって拡径するテーパ面によって構成されているとよい。
　これにより、バックアップリングによる軸表面への摺動面積がより一層小さくなり、摺動抵抗を低減させることが可能となる。
　また、本発明の密封構造は、
　軸と、
　該軸が挿通される軸孔を有するハウジングと、
　これら軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置と、
　前記軸孔の内周に設けられた環状溝に装着され、かつ前記密封装置よりも密封対象流体側に配置されて、前記密封装置に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリングと、
　該バッファリングにおける反密封対象流体側の内周端縁に沿って設けられた切欠に装着され、該バッファリングの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
　を備える密封構造であって、
　前記バックアップリングにおける内周面は、反密封対象流体側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とを特徴とする。
　本発明によれば、バックアップリングによる軸表面への摺動面積が小さくなるため、摺動抵抗を低減させることができる。
　なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
　以上説明したように、本発明によれば、バックアップリングによる軸への摺動抵抗を低減させることができる。
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。 図２は本発明の実施例１に係る密封構造を構成するバッファリングとバックアップリングの模式的断面図である。 図３は本発明の実施例２に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。 図４（ａ）は本発明の実施例３に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図であり、図４（ｂ）は本発明の実施例４に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。 図５は本発明の実施例５に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。 図６は本発明の実施例６に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。 図７は本発明の実施例７に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。 図８は従来例に係るバッファリングとバックアップリングの装着状態を示す　　模式的断面図である。
　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。
　以下に示す各実施例に係る密封構造は、各種油圧シリンダに用いられるシーリングシステムとして好適に用いることができる。この場合、以下に説明する軸はピストンに相当し、ハウジングはシリンダに相当し、密封対象流体は油に相当し、流体圧力は油圧に相当する。また、以下の各実施例における大気側は反密封対象流体側（密封対象流体側とは軸方向において反対側）に相当する。
　（実施例１）
　図１及び図２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。
　＜密封構造の全体構成＞
　特に、図１を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造全体の構成について説明する。本実施例に係る密封構造は、軸４００と、軸４００が挿通される軸孔を有するハウジング５００と、これら軸４００とハウジング５００との間の環状隙間を封止する密封装置２００と、密封装置２００よりも密封対象流体側Ｏに配置されるバッファリング１００とを備えている。また、密封装置２００よりも反密封対象流体側である大気側Ａにはダストシール３００が設けられている。
　ハウジング５００の軸孔の内周には、第１環状溝５１０と、この第１環状溝５１０よりも大気側Ａに備えられる第２環状溝５２０と、更に大気側Ａに備えられる環状の切欠５３０が設けられている。そして、第１環状溝５１０にバッファリング１００が配置（装着）され、第２環状溝５２０に密封装置２００が配置（装着）され、環状の切欠５３０にダストシール３００が配置（装着）される。
　本実施例では、密封装置２００として、断面がＵ字形状のニトリルゴム（ＮＢＲ）製のＵパッキンを採用しているが、この密封装置２００としては、このようなパッキンに限らず、各種シールを採用することができる。また、密封装置２００の大気側Ａには、密封装置２００に隣接して、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のバックアップリング２５０が設けられている。これにより、密封装置２００の内周端縁が軸４００とハウジング５００との間の微小な環状隙間にはみ出してしまうことが抑制される。
　以上のような構成により、密封装置２００よりも密封対象流体側Ｏにバッファリング１００が配置されることで、密封装置２００に対する密封対象流体の圧力を緩衝することができる。また、密封装置２００よりも大気側Ａにダストシール３００が配置されることで、外部からの異物（埃や塵など）が密封装置２００側に侵入してしまうことを抑制できる。以上のことから、密封装置２００の耐久性を高めることが可能となる。
　＜バッファリング＞
　次に、バッファリングについて、より詳細に説明する。本実施例に係るバッファリング１００は、軸４００に対して摺動自在な第１シールリップ１０１と、第１環状溝５１０の内周面に対して摺動自在な第２シールリップ１０２とを備えている。なお、バッファリング１００は、ウレタンゴムやＮＢＲによって構成されている。
　そして、バッファリング１００の大気側Ａには、バッファリング１００に隣接してバックアップリング１５０が配置されている。これにより、バッファリング１００の一部（内周端縁）が軸４００とハウジング５００との間の環状の微小隙間にはみ出してしまうことが抑制される。なお、バックアップリング１５０は、ウレタンゴムやＮＢＲよりもヤング率の高いナイロン，ＰＴＦＥまたはポリアセタールによって構成されている。
　また、本実施例においては、第１環状溝５１０は、密封対象流体側Ｏの大径部５１１と、この大径部５１１に隣接して設けられる大気側Ａの小径部５１２とを有する段付き溝で構成されている。
　そして、バッファリング１００は大径部５１１に装着される。バッファリング１００は、流体圧力を受けると大気側Ａに移動し、バッファリング１００における大気側Ａの端面１００ａが、大径部５１１における大気側Ａの側壁面に密着するように構成されている。
　また、バックアップリング１５０は小径部５１２に装着される。このバックアップリング１５０は、その内周面が軸４００の表面に対して、摺動自在に接すると共に、その外周面が小径部５１２の内周面（溝底面）に密着するように構成されている。また、流体圧力によって、バッファリング１００が大気側Ａに移動している状態においては、バックアップリング１５０の大気側Ａの端面は、小径部５１２における大気側Ａの側壁面に密着し、バックアップリング１５０の密封対象流体側Ｏの端面は、バッファリング１００の大気側Ａの端面１００ａに密着するように構成されている。なお、バックアップリング１５０は、バッファリング１００に対しては、バッファリング１００における大気側Ａの端面１００ａにのみ密着している。
　このような構成により、バッファリング１００の大気側Ａの内周端縁が、軸４００とハウジング５００との間の環状の微小隙間にはみ出してしまうことを抑制することができる。
　また、本実施例に係るバックアップリング１５０は、その軸心を通るように切断した断面形状が長方形となっており、軸方向に対する中心面に対して、対称形状となっている。
　＜本実施例に係る密封構造の優れた点＞
　以上説明したように、本実施例に係る密封構造によれば、バッファリング１００が流体圧力と第１環状溝５１０（の大径部５１１）の側壁面との間で挟みこまれて圧縮変形し、径方向に引張ひずみを生じさせようとする応力が発生しても、バックアップリング１５０は、当該応力の影響を受けない。
　また、本実施例においては、バッファリング１００における大気側Ａの端面１００ａは、大径部５１１における大気側Ａの側壁面に密着するように構成されている。そのため、バックアップリング１５０は、バッファリング１００から、密封対象流体側Ｏから大気側Ａへの力をあまり受けない。従って、バックアップリング１５０が、バッファリング１００と第１環状溝５１０（の小径部５１２）の側壁面との間で挟みこまれることによる圧縮変形量は抑制される。
　このように、バッファリング１００において径方向の引張ひずみを生じさせようとする応力が発生しても、当該応力の影響を受けず、かつバッファリング１００と第１環状溝５１０の側壁面との間で挟み込まれることによる圧縮変形量が抑制されることとが相俟って、バックアップリング１５０による軸４００に対する摺動抵抗を効果的に低減させることが可能となる。
　なお、従来のようにバッファリングの内周端縁に設けた環状の切欠にバックアップリングを装着させる場合の構成に比べて、本実施例の構成を採用することで、バックアップリングと軸との摺動抵抗を４０％程度低減させることが可能となった。これに伴い、機械的損失を低減させることができ、かつ発熱量の低減により、各構成部材の熱劣化を抑制させることが可能となった。
　また、本実施例に係るバックアップリング１５０は、上記の通り、軸方向に対する中心面に対して、対称形状となっているので、装着時に方向性を気にする必要がなく、装着作業性に優れている。なお、本実施例においては、バックアップリング１５０によって、バッファリング１００における内周端縁付近のみを保護すればよく、バックアップリング１５０の断面積を大きくする必要はない（径方向の長さ、及び軸方向の長さは共に短くてよい）。そのため、バックアップリング１５０の剛性を低くできるので、バックアップリング１５０を第１環状溝５１０（の小径部５１２）に装着する場合には、治具などを用いず、手作業により装着することが可能となる。
　（実施例２）
　図３には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、小径部の溝の構成が上記実施例１の場合とは異なる場合を示す。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。
　図３は本発明の実施例２に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。密封装置及びダストシールについては、上記実施例１と同一の構成であるので、これらは省略している。また、図３（ａ）は流体圧力がかかっていない状態を示し、同図（ｂ）は流体圧力がかかっている状態を示している。
　本実施例においても、第１環状溝５４０は、密封対象流体側Ｏの大径部５４１と、この大径部５４１に隣接して設けられる大気側Ａの小径部５４２とを有する段付き溝で構成されている。
　バッファリング１００の構成、大径部５４１の構成、及びバッファリング１００が大径部５４１に装着される点は上記実施例１の場合と同一である。また、バックアップリング１５０の構成、及びバックアップリング１５０が小径部５４２に装着される点についても上記実施例１の場合と同一である。
　本実施例においては、小径部５４２の構成が上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例における小径部５４２は、その溝底面（内周面）５４２ａが大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成され、かつ大気側Ａの側壁面５４２ｂが大気側Ａに向かって縮径するテーパ面によって構成されている。
　そして、この小径部５４２に装着されるバックアップリング１５０は、上記実施例１で説明したように、その軸心を通るように切断した断面形状が長方形となるように構成されている。つまり、このバックアップリング１５０は円筒形状である。そして、このバックアップリング１５０における大気側Ａの外周端縁が、小径部５４２の側壁面５４２ｂに対して摺動自在な状態で、バックアップリング１５０は小径部５４２に装着されている。
　以上の構成により、小径部５４２における溝底面５４２ａとバックアップリング１５０の外周面との間には、大気側Ａに向かって徐々に間隔が大きくなる隙間が形成される（図３（ａ）参照）。また、小径部５４２における大気側Ａの側壁面５４２ｂとバックアップリング１５０における大気側Ａの側壁面との間には、溝底面５４２ａ側に向かって徐々に間隔が小さくなる隙間が形成される。
　従って、流体圧力によりバッファリング１００における大気側Ａの内周端縁がバックアップリング１５０を大気側Ａに押圧すると（図３（ｂ）中、矢印Ｐ参照）、バックアップリング１５０は、軸心を通る断面で見た場合に、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形する（図３（ｂ）中、矢印Ｒ参照）。これにより、バックアップリング１５０による軸表面への摺動面積が低下し、実施例１の場合に比べて、より一層、摺動抵抗を低減させることが可能となる。
　（実施例３・４）
　図４には、本発明の実施例３・４が示されている。本実施例においては、上記実施例２の変形例を示す。実施例２と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。
　図４は本発明の実施例３・４に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。密封装置及びダストシールについては、上記実施例１と同一の構成であるので、これらは省略している。また、図４（ａ）は実施例３を示し、同図（ｂ）は実施例４を示している。なお、図４においては、流体圧力がかかっていない状態を示している。
　図４（ａ）に示す実施例３においては、バッファリング１００における大気側Ａの側壁面のうち内周端部の付近に、内周端縁に沿って環状の突起１０３が設けられている点のみが、上記実施例２と異なっている。この環状の突起１０３は、流体圧力がかかった際に、バックアップリング１５０における密封対象流体側Ｏの側壁面のうち軸４００側に偏った位置を大気側Ａに向かって押圧するように構成されている。そのため、バックアップリング１５０は、軸心を通る断面で見た場合に、実施例２の場合に比べて、より一層、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形し易くなっている。
　図４（ｂ）に示す実施例４においては、バックアップリング１５０における密封対象流体側Ｏの側壁面に、内周端縁に沿って環状の突起１５１が設けられている点のみが、上記実施例２と異なっている。この環状の突起１５１は、流体圧力がかかった際に、バッファリング１００における大気側Ａの内周端縁によって軸表面側に向かって押圧されるように構成されている。そのため、バックアップリング１５０は、軸心を通る断面で見た場合に、実施例２の場合に比べて、より一層、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形し易くなっている。
　（実施例５）
　図５には、本発明の実施例５が示されている。本実施例においては、上記実施例２の変形例を示す。実施例２と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。
　図５は本発明の実施例５に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。密封装置及びダストシールについては、上記実施例１と同一の構成であるので、これらは省略している。なお、図５においては、流体圧力がかかっていない状態を示している。
　本実施例においては、バックアップリング１６０における内周面１６１が、大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成されている点のみが、上記実施例２と異なっている。本実施例の場合には、流体圧力がかかっていない状態においても、バックアップリング１６０による軸４００の表面への接触面積が小さいことから、バックアップリング１６０と軸４００との摺動面積がより一層小さくなり、摺動抵抗を低減させることが可能となる。
　（実施例６）
　図６には、本発明の実施例６が示されている。本実施例においては、小径部の溝の構成及びバックアップリングの構成が上記実施例１の場合とは異なる場合を示す。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。
　図６は本発明の実施例６に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。密封装置及びダストシールについては、上記実施例１と同一の構成であるので、これらは省略している。なお、図６においては、流体圧力がかかっていない状態を示している。
　本実施例においても、第１環状溝５５０は、密封対象流体側Ｏの大径部５５１と、この大径部５５１に隣接して設けられる大気側Ａの小径部５５２とを有する段付き溝で構成されている。
　バッファリング１００の構成、大径部５５１の構成、及びバッファリング１００が大径部５５１に装着される点は上記実施例１の場合と同一である。また、バックアップリング１７０が小径部５５２に装着される点についても上記実施例１の場合と同一である。
　そして、本実施例においては、小径部５５２の構成が上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例における小径部５５２は、その溝底面（内周面）５５２ａが大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成され、かつ大気側Ａの側壁面５５２ｂも大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成されている。
　また、本実施例においては、バックアップリング１７０の構成も上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例に係るバックアップリング１７０は、その外周面１７２が大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成され、かつ大気側Ａの側壁面１７１も大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成されている。
　ここで、小径部５５２の溝底面５５２ａのテーパ面、バックアップリング１７０の外周面１７２のテーパ面、バックアップリング１７０の側壁面１７１のテーパ面、小径部５５２の側壁面５５２ｂのテーパ面の順に、テーパ角度が大きくなるように構成されている。
　また、バックアップリング１７０における大気側Ａの外周端縁が、小径部５５２の側壁面５５２ｂに対して摺動自在な状態で、バックアップリング１７０は小径部５５２に装着されている。
　以上の構成により、実施例２の場合と同様に、小径部５５２における溝底面５５２ａとバックアップリング１７０の外周面１７２との間には、大気側Ａに向かって徐々に間隔が大きくなる隙間が形成される。また、小径部５５２における大気側Ａの側壁面５５２ｂとバックアップリング１７０における大気側Ａの側壁面との間には、溝底面５５２ａ側に向かって徐々に間隔が小さくなる隙間が形成される。
　従って、上記実施例２の場合と同様に、流体圧力によりバッファリング１００における大気側Ａの内周端縁がバックアップリング１７０を大気側Ａに押圧すると、バックアップリング１７０は、軸心を通る断面で見た場合に、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形する。これにより、バックアップリング１７０による軸表面への摺動面積が低下し、実施例１の場合に比べて、より一層、摺動抵抗を低減させることが可能となる。また、本実施例の場合には、バックアップリング１７０の外周面１７２と側壁面１７１のいずれもテーパ面により構成することで、大気側Ａの外周端縁が鋭いエッジで構成され、かつ小径部５５２における側壁面５５２ｂは大気側Ａに向かって拡径するテーパ面で構成されている。従って、バックアップリング１７０における大気側Ａの外周端縁は、小径部５５２における側壁面５５２ｂに対して大気側Ａに摺動し易い。そのため、バックアップリング１７０は、軸心を通る断面で見た場合に、実施例２の場合に比べて、より一層、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形し易くなっている。
　ここで、実施例２～実施例６においては、バッファリングの内周端縁がバックアップリングを大気側Ａに押圧することによって、バックアップリングが、軸心を通る断面で見た場合に、その大気側Ａの外周端縁が外周側に傾いていくように変形するように構成される例を示した。このようなメカニズムを発生させるためには、次の３点が必要である。
　すなわち、第１環状溝の小径部における溝底面とバックアップリングの外周面との間に、大気側Ａに向かって徐々に間隔が大きくなる隙間が形成される点と、小径部における大気側Ａの側壁面とバックアップリングにおける大気側Ａの側壁面との間に、溝底面側に向かって徐々に間隔が小さくなる隙間が形成される点と、バックアップリングにおける大気側Ａの外周端縁が、小径部の側壁面に対して摺動自在な状態で、バックアップリングは小径部に装着される点である。
　実施例２～５では、第１環状溝の小径部における溝底面と大気側Ａの側壁面をそれぞれテーパ面とすることによって、上記のような隙間を形成させる場合を示した。また、実施例６では第１環状溝の小径部における溝底面と大気側Ａの側壁面をそれぞれテーパ面とし、かつバックアップリングにおける外周面と大気側Ａの側壁面をそれぞれテーパ面とすることで、上記のような隙間を形成させる場合を示した。しかしながら、これらに限らず、小径部の溝底面及び大気側Ａの側壁面はテーパ面とはせずに、バックアップリングにおける外周面と大気側Ａの側壁面をそれぞれテーパ面とすることで、上記のような隙間を形成させるようにしてもよい。要は、小径部側かバックアップリング側の少なくともいずれか一方をテーパ面とすることで、上記のような隙間を形成できる。
　（実施例７）
　図７には、本発明の実施例７が示されている。図７は本発明の実施例７に係る密封構造のうちバッファリングの付近を示す模式的断面図である。密封装置及びダストシールについては、上記実施例１と同一の構成であるので、これらは省略している。なお、図７においては流体圧力がかかっている状態を示している。
　本実施例においても、第１環状溝５６０にバッファリング１１０が配置（装着）される点は、上記各実施例と同一である。本実施例においては、第１環状溝５６０は段付き溝ではなく、溝底面に段差はない。そして、本実施例に係るバッファリング１１０においては、第１シールリップ１１１及び第２シールリップ１１２の他に、大気側Ａの内周端縁に沿って切欠１１３が設けられている。
　この切欠１１３にバックアップリング１６０が装着されるように構成されている。このバックアップリング１６０は上記実施例５で示したものと同一の構成である。すなわち、このバックアップリング１６０における内周面１６１は、大気側Ａに向かって拡径するテーパ面によって構成されている。従って、バックアップリング１６０による軸表面への摺動面積が小さくなるため、摺動抵抗を低減させることができる。なお、図７における矢印は、流体圧力や応力がかかる方向を模式的に示したものである。
　１００，１１０　バッファリング
　１００ａ　端面
　１０１，１１１　第１シールリップ
　１０２，１１２　第２シールリップ
　１０３　突起
　１１３　切欠
　１５０，１６０，１７０　バックアップリング
　１５１　突起
　１６１　内周面
　１７１　側壁面
　１７２　外周面
　２００　密封装置
　２５０　バックアップリング
　３００　ダストシール
　４００　軸
　５００　ハウジング
　５１０，５４０，５５０，５６０　第１環状溝
　５１１，５４１，５５１　大径部
　５１２，５４２，５５２　小径部
　５２０　第２環状溝
　５３０　切欠
　５４２ａ，５５２ａ　溝底面
　５４２ｂ，５５２ｂ　側壁面
　Ａ　大気側（反密封対象流体側）
　Ｏ　密封対象流体側

Claims (6)

  1. 　軸と、
    　該軸が挿通される軸孔を有するハウジングと、
    　これら軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置と、
    　前記軸孔の内周に設けられた環状溝に装着され、かつ前記密封装置よりも密封対象流体側に配置されて、前記密封装置に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリングと、
    　該バッファリングの反密封対象流体側に、該バッファリングに隣接して配置され、該バッファリングの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
    　を備える密封構造であって、
    　前記環状溝は、前記バッファリングが装着される大径部と、前記バックアップリングが装着される小径部とを有する段付き溝で構成され、前記バックアップリングは、前記バッファリングに対しては、該バッファリングにおける反密封対象流体側の端面にのみ密着することを特徴とする密封構造。
  2. 　前記環状溝の小径部における溝底面と前記バックアップリングの外周面との間に、反密封対象流体側に向かって徐々に間隔が大きくなる隙間が形成されるように、前記溝底面と前記バックアップリングの外周面のうちの少なくともいずれか一方はテーパ面により構成され、
    　かつ、前記環状溝の小径部における反密封対象流体側の側壁面と前記バックアップリングにおける反密封対象流体側の側壁面との間に、前記溝底面側に向かって徐々に間隔が小さくなる隙間が形成されるように、前記小径部における前記側壁面と前記バックアップリングにおける前記側壁面のうちの少なくともいずれか一方はテーパ面により構成されると共に、
    　前記バックアップリングにおける反密封対象流体側の外周端縁が、前記小径部における前記側壁面に対して摺動自在な状態で、該バックアップリングは前記小径部に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
  3. 　前記バッファリングにおける反密封対象流体側の側壁面には、前記バックアップリングにおける密封対象流体側の側壁面のうち軸側に偏った位置を反密封対象流体側に向かって押圧する突起が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の密封構造。
  4. 　前記バックアップリングにおける密封対象流体側の側壁面には、前記バッファリングにおける反密封対象流体側の内周端縁によって軸表面側に向かって押圧される突起が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の密封構造。
  5. 　前記バックアップリングにおける内周面は、反密封対象流体側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とを特徴とする請求項２に記載の密封構造。
  6. 　軸と、
    　該軸が挿通される軸孔を有するハウジングと、
    　これら軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置と、
    　前記軸孔の内周に設けられた環状溝に装着され、かつ前記密封装置よりも密封対象流体側に配置されて、前記密封装置に対する密封対象流体の圧力を緩衝するバッファリングと、
    　該バッファリングにおける反密封対象流体側の内周端縁に沿って設けられた切欠に装着され、該バッファリングの一部が前記軸とハウジングとの間の隙間にはみ出してしまうことを抑制するバックアップリングと、
    　を備える密封構造であって、
    　前記バックアップリングにおける内周面は、反密封対象流体側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とを特徴とする密封構造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156920A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Hitachi Automotive Systems Ltd マスタシリンダ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202569U (ja) * 1986-06-13 1987-12-24
JPH0294969U (ja) * 1989-01-18 1990-07-27
JPH0557526U (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 エヌオーケー株式会社 パッキン
JP2003035368A (ja) * 2001-05-14 2003-02-07 Koyo Seiko Co Ltd 密封装置
JP2006057834A (ja) * 2004-07-22 2006-03-02 Kayaba Ind Co Ltd 摺動部のシール構造
JP2009008238A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Nok Corp 密封装置
JP2010084920A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Maruyama Mfg Co Ltd シール装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202569U (ja) * 1986-06-13 1987-12-24
JPH0294969U (ja) * 1989-01-18 1990-07-27
JPH0557526U (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 エヌオーケー株式会社 パッキン
JP2003035368A (ja) * 2001-05-14 2003-02-07 Koyo Seiko Co Ltd 密封装置
JP2006057834A (ja) * 2004-07-22 2006-03-02 Kayaba Ind Co Ltd 摺動部のシール構造
JP2009008238A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Nok Corp 密封装置
JP2010084920A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Maruyama Mfg Co Ltd シール装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156920A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Hitachi Automotive Systems Ltd マスタシリンダ

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