密封装置
【課題】シールリングおよびバックアップリングを装着する装着溝の加工工程を容易化することができ、しかも偏芯追随性に優れた密封装置を提供する。
【解決手段】装着溝は、断面矩形状に形成される。外周部材の内周面に段付き形状が設けられて、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、バックアップリングの外周側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられる。バックアップリングは、断面矩形状に形成される。バックアップリングの内径寸法は、装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定される。バックアップリングの外径寸法は、小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定される。
【解決手段】装着溝は、断面矩形状に形成される。外周部材の内周面に段付き形状が設けられて、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、バックアップリングの外周側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられる。バックアップリングは、断面矩形状に形成される。バックアップリングの内径寸法は、装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定される。バックアップリングの外径寸法は、小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタ（燃料噴射弁）におけるシールとして用いられ、またはその他の高圧用シールとして用いられる。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人らが先に提案した図５に示す密封装置は、内周部材（例えば前記インジェクタ）５１の外周面に設けた環状の装着溝５２に装着されてこの内周部材５１と内周部材５１の外周側に配置される外周部材（例えば前記インジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）５３との間の環状隙間をシールする密封装置であって、密封流体側に配置されるシールリング５４と、大気側に配置されるバックアップリング５５との組み合わせよりなり、溝底部の一部を傾斜面状５２ａに形成した装着溝５２に、内周面を同じく傾斜面状５５ａに形成したバックアップリング５５をシールリング５４とともに装着するものであって、密封流体の圧力（高圧）Ｐが作用するとバックアップリング５５がクサビのように溝浅方向へ食い込むことから、高圧の密封流体をシールするのに適した構造とされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１１−７２１６２号公報
【０００４】
しかしながら、この先行技術によると、上記したように装着溝５２における溝底部の一部を傾斜面状５２ａに形成する必要があるため、装着溝５２の断面形状が単純な矩形状である場合と比較して、装着溝５２の加工工程が複雑化する不都合がある。
【０００５】
また、内周部材５１および外周部材５３は往々にして互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このためこの種の密封装置にはシール性のほかに偏芯追随性が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、シールリングおよびバックアップリングを装着する装着溝の加工工程を容易化することができ、しかも偏芯追随性に優れた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、内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、前記装着溝は、断面矩形状に形成され、前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記バックアップリングの外周側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられ、前記バックアップリングは、断面矩形状に形成され、前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定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、内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、前記装着溝は、断面矩形状に形成され、前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記小径部の大気側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置されるとともに前記バックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられ、前記バックアップリングの外周面は、前記傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの最大外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの最小内径寸法は、前記小径部の径寸法と同等以上に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成を備える本発明の密封装置においては、シールリングおよびバックアップリングを装着する装着溝が断面矩形状に形成されているため、その溝底部を含む溝内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝の加工工程を容易化することが可能とされている。装着溝の溝底部に傾斜面を設ける代わりとして本発明では、外周部材の内周面に段付き形状が設けられる。
【００１０】
また、本発明（請求項１）の密封装置においては、外周部材の内周面に段付き形状が設けられることにより、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、バックアップリングの外周側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられる。バックアップリングは断面矩形状に形成され、バックアップリングの内径寸法は装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの外径寸法は小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定されている。したがってバックアップリングは、その密封流体側端面の外周部が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における段差面に接触するため、バックアップリングと外周部材との間に隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することが可能とされている。
【００１１】
また、本発明（請求項２）の密封装置においては、外周部材の内周面に段付き形状が設けられることにより、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、小径部の大気側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置されるとともにバックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられる。バックアップリングの外周面は傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、バックアップリングの内径寸法は装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの最大外径寸法は小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの最小内径寸法は小径部の径寸法と同等以上に設定されている。したがってバックアップリングは、その傾斜面状に形成された外周面が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における傾斜面部に接触するため、バックアップリングと外周部材との間に隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することが可能とされている。偏芯時における非圧縮側では、バックアップリングは初期的な組み付け荷重により傾斜面部上を軸方向にスライドすることにより傾斜面部との間に隙間が発生するのを防止することになる。
【００１２】
バックアップリングの材質は例えばＰＴＦＥのような軟質材とするのが好適である。バックアップリングの材質がこのような軟質材であるとバックアップリングは、径方向のつぶしが発生する状況となったときに、つぶしに対応して変形することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、装着溝が断面矩形状に形成されているために、その溝底部を含む溝内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝の加工工程を容易化することができる。尚、請求項２に係る発明では、装着溝の溝底部に傾斜面を設ける代わりとして外周部材の内周面に傾斜面部が設けられるが、外周部材の内周面には通常、シールリングおよびバックアップリングの装着（挿入）をガイドするための面取りが設けられるので、加工工程を追加することにはならない。したがって内周部材および外周部材を含め総じて、加工工程を容易化することができる。
【００１４】
また、バックアップリングの密封流体側端面の外周部が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における段差面に接触し、またはバックアップリングの傾斜面状に形成された外周面が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における傾斜面部に接触するため、バックアップリングと外周部材との間には隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図２】同密封装置における偏芯時の状態を示す断面図
【図３】本発明の第二実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図４】同密封装置における偏芯時の状態を示す断面図
【図５】従来例に係る密封装置の半裁断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００１７】
（１）現在直噴で使用している１枚または２枚テーパバックアップリングは、耐圧性・Ｏリング（シールリング）はみ出し・および軸偏芯に対して有効であり、高圧用シールに広く使用されている。但し、溝形状にテーパ部を設ける必要がある。そのため、矩形溝にくらべ、溝の加工工程が複雑化される。また、従来の矩形バックアップリングでは、ハウジング（外周部材）と軸（内周部材）の偏芯時に、非圧縮側でスキマが発生するため、Ｏリングのはみ出しが発生する問題がある。これらの不都合を解消するため、以下の発明を提案する。
【００１８】
（２）提案その１（請求項１関連）・・・
（２−１）図１のように矩形のバックアップリングを用いて、ハウジングおよび軸でバックアップリングを挟み込み、加圧時にＯリングのはみ出しを防ぐ。従来のテーパバックアップリングは、軸側およびバックアップリングの形状をテーパにする必要があるが、本形状は形状・構造が簡潔な矩形溝および矩形バックアップリングで、テーパバックアップリングと同等の機能を有する。
（２−２）バックアップリング（ＢＲ）形状のポイントその１
（２−２−１）ＢＲ内径は、軸径と同等に設定する。もしくは軸径との間に隙間が発生しないように、ＢＲ内径は軸径より小さくする。
（２−２−２）ＢＲ外径は、ハウジング（大径部）径と同等に設定する。もしくは軸偏芯を考慮して、ＢＲ外径はハウジング（大径部）径より小さく設定する。但し、Ｏリングの面取り部が設けられないため、Ｏリングが挿入しにくい可能性がある。
（２−３）ポイントその２
（２−３−１）形状について
ａ．溝は矩形溝
ｂ．ハウジングは段付き形状
ｃ．ＢＲは矩形
ｄ．ＢＲ内径は軸径と同寸法に設定
ｅ．ＢＲ外径はハウジング（小径部）内径Ａよりも大きく設定し、ハウジング（大径部）内径Ｂよりも同等以下に設定する（ハウジング内径Ａ＜ＢＲ外径≦ハウジング内径Ｂ）
（２−３−２）メリットについて
ａ．矩形溝で溝加工費が低減
ｂ．偏芯時に加圧縮側でＯリングのはみ出し隙間は発生しない。仮にＢＲにつぶしが発生しても、ＰＴＦＥのような軟材質であれば溝形状に沿った変形をする。
ｃ．非圧縮側ではＢＲのテーパ部を上り、スキマを埋める
（２−３−３）デメリットについて
ａ．Ｏリングの面取りがないため、挿入しにくい（Ｏリングがかじる可能性あり）
【００１９】
（３）提案その２（請求項２関連）・・・
（３−１）図３のように、上記提案その１に対してＢＲ外周側をテーパ形状に設定する。上記提案その１では挿入時にＯリングの面取りがなく、Ｏリングがハウジングとの間に挟まれて、かじる（破損する）可能性がある。そのため、挿入しやすいようにハウジング部にテーパ（面取り）を設定し、ＢＲ外径もテーパ形状とする。ハウジングの面取りを設定する必要があるが、面取り自体はＯリングの挿入には不可欠のため、特段追加する加工ではない。
（３−２）ＢＲ形状のポイントその３
（３−２−１）上記提案その１の（２−２−１）（２−２−２）と基本的には同じ。
（３−２−２）テーパ部の形状は、ハウジング面取り寸法と同等もしくは若干小さく設定する。加圧縮側ではハウジング面取り部と軸外径角部によって、バックアップリングを挟み込む。非圧縮側ではスキマが発生しない寸法で設定する。
（３−３）ポイントその４
（３−３−１）形状について
（ａ）溝は矩形溝
（ｂ）ハウジングは一段テーパ付き形状（通常面取りを設けるためハウジング加工工程の追加にはならない）
（ｃ）ＢＲは外周側テーパ形状
（ｄ）ＢＲ内径は軸径と同寸法に設定
（ｅ）ＢＲ外径（最大外径）Ｃはハウジング（小径部）内径Ａよりも大きく設定し、ハウジング（大径部）内径Ｂより同等以下に設定する（ハウジング内径Ａ＜ＢＲ外径Ｃ≦ハウジング内径Ｂ）
（ｆ）ＢＲ外径（最小外径）Ｄはハウジング（小径部）内径Ａに対して同等以上に設定し、ＢＲ外径（最大外径）Ｃより小さく設定する（ハウジング内径Ａ≦ＢＲ外径Ｄ＜ＢＲ外径Ｃ）
（３−３−２）メリットについて
ａ．矩形溝で溝加工費が低減
ｂ．偏芯時、加圧縮側でＯリングのはみ出し隙間は発生しない。ＢＲ外周につぶしが発生するが、ＰＴＦＥのような軟材質であれば変形するため、ＢＲが割れにくい。
ｃ．非圧縮側でも、ハウジング内径Ａ≦ＢＲ外径Ｄの関係から、スキマは発生しない。
（３−３−３）デメリットについて
ａ．特になし
【実施例】
【００２０】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２１】
第一実施例（請求項１関連）・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置１を示しており、当該実施例に係る密封装置１は以下のように構成されている。尚、当該密封装置１は、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタにおける軸封部に高圧用シールとして用いられる。
【００２２】
すなわち、当該密封装置１は、円筒面状の外周面を備える内周部材（軸、例えばインジェクタ）１１とこの内周部材１１の外周側に配置される外周部材（ハウジング、例えばインジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）２１との間の環状隙間において高圧の密封流体Ｐをシールするものであって、内周部材１１の外周面に設けた環状の装着溝１２に装着されるとともに外周部材２１の内周面に密接するゴム状弾性体製のシールリング（パッキン）３と、このシールリング３の低圧側（大気側）で装着溝１２に装着される樹脂製のバックアップリング５とを有している。シールリング３としてはＯリングが用いられているが、その他の断面形状を備えるものであっても良い。
【００２３】
装着溝１２は、その断面形状が矩形状（直角四辺形状）に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の溝底部１２ａと、軸直角平面状の高圧側側面部１２ｂと、同じく軸直角平面状の低圧側側面部１２ｃとによって構成されている。これら３面１２ａ，１２ｂ，１２ｃは何れも内周部材１１によって形成されているが、側面部１２ｂ，１２ｃのうちの少なくとも一方は内周部材１１に組み付けられるワッシャなどの別部品によって構成されていても良い。
【００２４】
外周部材２１の内周面に環状の段付き形状２２が設けられ、この段付き形状２２によって外周部材２１の内周面に、シールリング３の外周側に配置される円筒面状の小径部２３と、バックアップリング５の外周側に配置される同じく円筒面状の大径部２４と、小径部２３および大径部２４間に配置される軸直角平面状の段差面２５とが設けられている。小径部２３はその名のとおり、大径部２４よりも内径寸法が小さく設定され、大径部２４はその名のとおり、小径部２３よりも内径寸法が大きく設定されている。
【００２５】
バックアップリング５は、その断面形状が矩形状に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の内周面および外周面と、軸直角平面状の高圧側端面（密封流体側端面）および低圧側端面（大気側端面）とによって構成されている。またバックアップリング５はその断面形状が縦長（径方向に長い）の矩形状に形成されているが、これに限らず、横長（軸方向に長い）の矩形状や正方形などであっても良い。
【００２６】
バックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等に設定されている。
【００２７】
バックアップリング５の外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂと同等以下に設定されており（Ａ＜Ｃ≦Ｂ）、図ではバックアップリング５の外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂよりも小さく設定されている（Ａ＜Ｃ＜Ｂ）。
【００２８】
また、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は、装着溝１２における低圧側側面部１２ｃと段付き形状２２における段差面２５との軸方向間隔と同等に設定され、これによりバックアップリング５はその高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触した状態で組み付けられる。尚、バックアップリング５は組込み時に多少つぶしてセットされることもあるので、この場合、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は装着溝１２における低圧側側面部１２ｃと段付き形状２２における段差面２５との軸方向間隔に対し、つぶし代の分だけ厚く設定されることもある。
【００２９】
上記構成の密封装置１においては、上記したように装着溝１２の断面形状が矩形状に形成されているため、その溝底部１２ａを含む内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝１２の加工工程が容易化されている。
【００３０】
また、上記構成の密封装置１に対し高圧の密封流体Ｐが作用すると、シールリング３は弾性変形してバックアップリング５に強く押し付けられるが、上記したようにバックアップリング５の高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触しているため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生していない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００３１】
また、上記したように内周部材１１および外周部材２１は互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このため密封装置１には偏芯追随性が要求されるが、当該密封装置１はこの偏芯に対して以下のように作用する。
【００３２】
すなわち、図２は、内周部材１１が外周部材２１に対し図上上方へ偏芯した状態を示しており、図中における一点鎖線が外周部材２１の中心軸線を示すとともに二点鎖線が内周部材１１の中心軸線を示している。
【００３３】
しかして、この図２に示されるように、バックアップリング５は偏芯時においても、その高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触するため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生しない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００３４】
尚、初期的に設定されるバックアップリング５外周の径方向間隙（この径方向間隙はバックアップリング５外周面と大径部２４内周面との間に形成され、その大きさは、（Ｂ−Ｃ）／２をもって表される）に対し、これを偏芯量が上回ると、バックアップリング５は加圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も小さくなる円周上部位）において、つぶしを生じることになる。また、初期的にバックアップリング５外周に径方向間隙が設定されない場合には、バックアップリング５は当初から加圧縮側において、つぶしを生じることになる。したがってこれらのときにバックアップリング５が弾性変形することによりつぶしを許容し得るよう、バックアップリング５はこれをＰＴＦＥ樹脂等の軟質樹脂材にて製作するのが好ましい。これに対しナイロン等の硬質樹脂材によると、バックアップリング５がつぶしに耐え切れず破損するおそれがある。
【００３５】
また、初期的に設定される段差面２５に対するバックアップリング５の径方向接触幅（この径方向接触幅は段差面２５とこれに接触するバックアップリング５の高圧側端面の外周部５ａによって形成され、その大きさは、（Ｃ−Ａ）／２をもって表される）に対し、これを偏芯量が上回ると、バックアップリング５は非圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も大きくなる円周上部位）において、段差面２５から離れることになる。したがってこれを限りとして、バックアップリング５および外周部材２１間に隙間が生じないと云うことになる。
【００３６】
また、当該実施例のように外周部材２１の内周面に段付き形状２２を設けることにすると、挿入の方向如何によっては段付き形状２２が引っかかりとなってシールリング３を外周部材２１内周に挿入しにくくなることが懸念されるが、これに対処するには例えば、段付き形状２２における段差面２５の内周縁部に、シールリング挿入ガイド用の面取り部（図示せず）を設けること等が考えられる。但し、このような面取り部を設けると、上記した初期的に設定される段差面２５に対するバックアップリング５の径方向接触幅が小さくなるので、両者の兼ね合いについて留意する必要がある。
【００３７】
第二実施例（請求項２関連）・・・
図３は、本発明の第二実施例に係る密封装置１を示しており、当該実施例に係る密封装置１は以下のように構成されている。尚、当該密封装置１は、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタにおける軸封部に高圧用シールとして用いられる。
【００３８】
すなわち、当該密封装置１は、円筒面状の外周面を備える内周部材（軸、例えばインジェクタ）１１とこの内周部材１１の外周側に配置される外周部材（ハウジング、例えばインジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）２１との間の環状隙間において高圧の密封流体Ｐをシールするものであって、内周部材１１の外周面に設けた環状の装着溝１２に装着されるとともに外周部材２１の内周面に密接するゴム状弾性体製のシールリング（パッキン）３と、このシールリング３の低圧側（大気側）で装着溝１２に装着される樹脂製のバックアップリング５とを有している。シールリング３としてはＯリングが用いられているが、その他の断面形状を備えるものであっても良い。
【００３９】
装着溝１２は、その断面形状が矩形状（直角四辺形状）に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の溝底部１２ａと、軸直角平面状の高圧側側面部１２ｂと、同じく軸直角平面状の低圧側側面部１２ｃとによって構成されている。これら３面１２ａ，１２ｂ，１２ｃは何れも内周部材１１によって形成されているが、側面部１２ｂ，１２ｃのうちの少なくとも一方は内周部材１１に組み付けられるワッシャなどの別部品によって構成されていても良い。
【００４０】
外周部材２１の内周面に環状の段付き形状２２が設けられ、この段付き形状２２によって外周部材２１の内周面に、シールリング３の外周側に配置される円筒面状の小径部２３と、この小径部２３の大気側に配置される大径部２４と、小径部２３および大径部２４間に配置されるとともにバックアップリング５の外周側に配置される傾斜面部２６とが設けられている。小径部２３はその名のとおり大径部２４よりも内径寸法が小さく設定され、大径部２４はその名のとおり小径部２３よりも内径寸法が大きく設定されている。傾斜面部２６はその密封流体側端部で小径部２３に連なるとともにその大気側端部で大径部２４に連なるものであって、その密封流体側端部から大気側端部へかけて内径寸法が徐々に拡大するように形成されている。
【００４１】
バックアップリング５は、その断面形状が四角形に形成されているが、その外周面５ｂは傾斜面状に形成されており、よってバックアップリング５は、円筒面状の内周面と、軸直角平面状の高圧側端面（密封流体側端面）および低圧側端面（大気側端面）と、傾斜面状の外周面５ｂとによって構成されている。外周面５ｂの傾斜の向きは上記傾斜面部２６と同様、その密封流体側端部から大気側端部へかけて外径寸法が徐々に拡大するように形成されている。外周面５ｂの傾斜角度は上記傾斜面部２６の傾斜角度と同等に設定されている。またバックアップリング５はその断面形状が縦長（径方向に長い）の四角形に形成されているが、これに限らず、横長（軸方向に長い）の四角形または内周面と側面とで長さが等しい四角形などであっても良い。
【００４２】
バックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等に設定されている。
【００４３】
バックアップリング５の最大外径寸法（低圧側端面の外径寸法）Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂと同等以下に設定されており（Ａ＜Ｃ≦Ｂ）、図ではバックアップリング５の最大外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂよりも小さく設定されている（Ａ＜Ｃ＜Ｂ）。
【００４４】
また、バックアップリング５の最小外径寸法（高圧側端面の外径寸法）Ｄは、小径部２３の内径寸法Ａと同等以上に設定されており（Ａ≦Ｄ）、図ではバックアップリング５の最小外径寸法Ｄは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きく設定されている（Ａ＜Ｄ）。
【００４５】
また、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は、傾斜面部２６の軸方向幅寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の軸方向厚み寸法は、傾斜面部２６の軸方向幅寸法よりも小さく設定されている。
【００４６】
したがってバックアップリング５は、その傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触した状態で組み付けられる。
【００４７】
上記構成の密封装置１においては、上記したように装着溝１２の断面形状が矩形状に形成されているため、その溝底部１２ａを含む内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝１２の加工工程が容易化されている。
【００４８】
また、上記構成の密封装置１に対し高圧の密封流体Ｐが作用すると、シールリング３は弾性変形してバックアップリング５に強く押し付けられるが、上記したようにバックアップリング５の傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触しているため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生していない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００４９】
また、上記したように内周部材１１および外周部材２１は互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このため密封装置１には偏芯追随性が要求されるが、当該密封装置１はこの偏芯に対して以下のように作用する。
【００５０】
すなわち、図４は、内周部材１１が外周部材２１に対し図上上方へ偏芯した状態を示しており、図中における一点鎖線が外周部材２１の中心軸線を示すとともに二点鎖線が内周部材１１の中心軸線を示している。
【００５１】
しかして、この図４に示されるように、バックアップリング５は偏芯時においても、その傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触するため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生しない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００５２】
尚、バックアップリング５は、加圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も小さくなる円周上部位）において、図示するようにつぶしを生じることになる。したがってこのときにバックアップリング５が弾性変形することによりつぶしを許容し得るよう、バックアップリング５はこれをＰＴＦＥ樹脂等の軟質樹脂材にて製作するのが好ましい。これに対しナイロン等の硬質樹脂材によると、バックアップリング５がつぶしに耐え切れず破損するおそれがある。
【００５３】
また、バックアップリング５は、非圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も大きくなる円周上部位）において、図示するように初期的な組み付け荷重（軸方向荷重）により傾斜面部２６上を軸方向密封流体側へスライドすることにより傾斜面部２６との間に隙間が発生するのを防止することになる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 密封装置
３ シールリング
５ バックアップリング
５ａ 高圧側端面外周部
５ｂ 外周面
１１ 内周部材
１２ 装着溝
１２ａ 溝底部
１２ｂ，１２ｃ 側面部
２１ 外周部材
２２ 段付き形状
２３ 小径部
２４ 大径部
２５ 段差面
２６ 傾斜面部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタ（燃料噴射弁）におけるシールとして用いられ、またはその他の高圧用シールとして用いられる。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人らが先に提案した図５に示す密封装置は、内周部材（例えば前記インジェクタ）５１の外周面に設けた環状の装着溝５２に装着されてこの内周部材５１と内周部材５１の外周側に配置される外周部材（例えば前記インジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）５３との間の環状隙間をシールする密封装置であって、密封流体側に配置されるシールリング５４と、大気側に配置されるバックアップリング５５との組み合わせよりなり、溝底部の一部を傾斜面状５２ａに形成した装着溝５２に、内周面を同じく傾斜面状５５ａに形成したバックアップリング５５をシールリング５４とともに装着するものであって、密封流体の圧力（高圧）Ｐが作用するとバックアップリング５５がクサビのように溝浅方向へ食い込むことから、高圧の密封流体をシールするのに適した構造とされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１１−７２１６２号公報
【０００４】
しかしながら、この先行技術によると、上記したように装着溝５２における溝底部の一部を傾斜面状５２ａに形成する必要があるため、装着溝５２の断面形状が単純な矩形状である場合と比較して、装着溝５２の加工工程が複雑化する不都合がある。
【０００５】
また、内周部材５１および外周部材５３は往々にして互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このためこの種の密封装置にはシール性のほかに偏芯追随性が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、シールリングおよびバックアップリングを装着する装着溝の加工工程を容易化することができ、しかも偏芯追随性に優れた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、内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、前記装着溝は、断面矩形状に形成され、前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記バックアップリングの外周側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられ、前記バックアップリングは、断面矩形状に形成され、前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定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、内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、前記装着溝は、断面矩形状に形成され、前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記小径部の大気側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置されるとともに前記バックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられ、前記バックアップリングの外周面は、前記傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの最大外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定され、前記バックアップリングの最小内径寸法は、前記小径部の径寸法と同等以上に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成を備える本発明の密封装置においては、シールリングおよびバックアップリングを装着する装着溝が断面矩形状に形成されているため、その溝底部を含む溝内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝の加工工程を容易化することが可能とされている。装着溝の溝底部に傾斜面を設ける代わりとして本発明では、外周部材の内周面に段付き形状が設けられる。
【００１０】
また、本発明（請求項１）の密封装置においては、外周部材の内周面に段付き形状が設けられることにより、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、バックアップリングの外周側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられる。バックアップリングは断面矩形状に形成され、バックアップリングの内径寸法は装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの外径寸法は小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定されている。したがってバックアップリングは、その密封流体側端面の外周部が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における段差面に接触するため、バックアップリングと外周部材との間に隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することが可能とされている。
【００１１】
また、本発明（請求項２）の密封装置においては、外周部材の内周面に段付き形状が設けられることにより、同内周面に、シールリングの外周側に配置される小径部と、小径部の大気側に配置される大径部と、小径部および大径部間に配置されるとともにバックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられる。バックアップリングの外周面は傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、バックアップリングの内径寸法は装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの最大外径寸法は小径部の径寸法よりも大きくかつ大径部の径寸法と同等以下に設定され、バックアップリングの最小内径寸法は小径部の径寸法と同等以上に設定されている。したがってバックアップリングは、その傾斜面状に形成された外周面が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における傾斜面部に接触するため、バックアップリングと外周部材との間に隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することが可能とされている。偏芯時における非圧縮側では、バックアップリングは初期的な組み付け荷重により傾斜面部上を軸方向にスライドすることにより傾斜面部との間に隙間が発生するのを防止することになる。
【００１２】
バックアップリングの材質は例えばＰＴＦＥのような軟質材とするのが好適である。バックアップリングの材質がこのような軟質材であるとバックアップリングは、径方向のつぶしが発生する状況となったときに、つぶしに対応して変形することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、装着溝が断面矩形状に形成されているために、その溝底部を含む溝内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝の加工工程を容易化することができる。尚、請求項２に係る発明では、装着溝の溝底部に傾斜面を設ける代わりとして外周部材の内周面に傾斜面部が設けられるが、外周部材の内周面には通常、シールリングおよびバックアップリングの装着（挿入）をガイドするための面取りが設けられるので、加工工程を追加することにはならない。したがって内周部材および外周部材を含め総じて、加工工程を容易化することができる。
【００１４】
また、バックアップリングの密封流体側端面の外周部が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における段差面に接触し、またはバックアップリングの傾斜面状に形成された外周面が偏芯時も含めて常に全周に亙って段付き形状における傾斜面部に接触するため、バックアップリングと外周部材との間には隙間が発生することがない。したがってシールリングが密封流体の圧力に押されて隙間へはみ出すのを防止することができ、よって優れた偏芯追随性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図２】同密封装置における偏芯時の状態を示す断面図
【図３】本発明の第二実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図４】同密封装置における偏芯時の状態を示す断面図
【図５】従来例に係る密封装置の半裁断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００１７】
（１）現在直噴で使用している１枚または２枚テーパバックアップリングは、耐圧性・Ｏリング（シールリング）はみ出し・および軸偏芯に対して有効であり、高圧用シールに広く使用されている。但し、溝形状にテーパ部を設ける必要がある。そのため、矩形溝にくらべ、溝の加工工程が複雑化される。また、従来の矩形バックアップリングでは、ハウジング（外周部材）と軸（内周部材）の偏芯時に、非圧縮側でスキマが発生するため、Ｏリングのはみ出しが発生する問題がある。これらの不都合を解消するため、以下の発明を提案する。
【００１８】
（２）提案その１（請求項１関連）・・・
（２−１）図１のように矩形のバックアップリングを用いて、ハウジングおよび軸でバックアップリングを挟み込み、加圧時にＯリングのはみ出しを防ぐ。従来のテーパバックアップリングは、軸側およびバックアップリングの形状をテーパにする必要があるが、本形状は形状・構造が簡潔な矩形溝および矩形バックアップリングで、テーパバックアップリングと同等の機能を有する。
（２−２）バックアップリング（ＢＲ）形状のポイントその１
（２−２−１）ＢＲ内径は、軸径と同等に設定する。もしくは軸径との間に隙間が発生しないように、ＢＲ内径は軸径より小さくする。
（２−２−２）ＢＲ外径は、ハウジング（大径部）径と同等に設定する。もしくは軸偏芯を考慮して、ＢＲ外径はハウジング（大径部）径より小さく設定する。但し、Ｏリングの面取り部が設けられないため、Ｏリングが挿入しにくい可能性がある。
（２−３）ポイントその２
（２−３−１）形状について
ａ．溝は矩形溝
ｂ．ハウジングは段付き形状
ｃ．ＢＲは矩形
ｄ．ＢＲ内径は軸径と同寸法に設定
ｅ．ＢＲ外径はハウジング（小径部）内径Ａよりも大きく設定し、ハウジング（大径部）内径Ｂよりも同等以下に設定する（ハウジング内径Ａ＜ＢＲ外径≦ハウジング内径Ｂ）
（２−３−２）メリットについて
ａ．矩形溝で溝加工費が低減
ｂ．偏芯時に加圧縮側でＯリングのはみ出し隙間は発生しない。仮にＢＲにつぶしが発生しても、ＰＴＦＥのような軟材質であれば溝形状に沿った変形をする。
ｃ．非圧縮側ではＢＲのテーパ部を上り、スキマを埋める
（２−３−３）デメリットについて
ａ．Ｏリングの面取りがないため、挿入しにくい（Ｏリングがかじる可能性あり）
【００１９】
（３）提案その２（請求項２関連）・・・
（３−１）図３のように、上記提案その１に対してＢＲ外周側をテーパ形状に設定する。上記提案その１では挿入時にＯリングの面取りがなく、Ｏリングがハウジングとの間に挟まれて、かじる（破損する）可能性がある。そのため、挿入しやすいようにハウジング部にテーパ（面取り）を設定し、ＢＲ外径もテーパ形状とする。ハウジングの面取りを設定する必要があるが、面取り自体はＯリングの挿入には不可欠のため、特段追加する加工ではない。
（３−２）ＢＲ形状のポイントその３
（３−２−１）上記提案その１の（２−２−１）（２−２−２）と基本的には同じ。
（３−２−２）テーパ部の形状は、ハウジング面取り寸法と同等もしくは若干小さく設定する。加圧縮側ではハウジング面取り部と軸外径角部によって、バックアップリングを挟み込む。非圧縮側ではスキマが発生しない寸法で設定する。
（３−３）ポイントその４
（３−３−１）形状について
（ａ）溝は矩形溝
（ｂ）ハウジングは一段テーパ付き形状（通常面取りを設けるためハウジング加工工程の追加にはならない）
（ｃ）ＢＲは外周側テーパ形状
（ｄ）ＢＲ内径は軸径と同寸法に設定
（ｅ）ＢＲ外径（最大外径）Ｃはハウジング（小径部）内径Ａよりも大きく設定し、ハウジング（大径部）内径Ｂより同等以下に設定する（ハウジング内径Ａ＜ＢＲ外径Ｃ≦ハウジング内径Ｂ）
（ｆ）ＢＲ外径（最小外径）Ｄはハウジング（小径部）内径Ａに対して同等以上に設定し、ＢＲ外径（最大外径）Ｃより小さく設定する（ハウジング内径Ａ≦ＢＲ外径Ｄ＜ＢＲ外径Ｃ）
（３−３−２）メリットについて
ａ．矩形溝で溝加工費が低減
ｂ．偏芯時、加圧縮側でＯリングのはみ出し隙間は発生しない。ＢＲ外周につぶしが発生するが、ＰＴＦＥのような軟材質であれば変形するため、ＢＲが割れにくい。
ｃ．非圧縮側でも、ハウジング内径Ａ≦ＢＲ外径Ｄの関係から、スキマは発生しない。
（３−３−３）デメリットについて
ａ．特になし
【実施例】
【００２０】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２１】
第一実施例（請求項１関連）・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置１を示しており、当該実施例に係る密封装置１は以下のように構成されている。尚、当該密封装置１は、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタにおける軸封部に高圧用シールとして用いられる。
【００２２】
すなわち、当該密封装置１は、円筒面状の外周面を備える内周部材（軸、例えばインジェクタ）１１とこの内周部材１１の外周側に配置される外周部材（ハウジング、例えばインジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）２１との間の環状隙間において高圧の密封流体Ｐをシールするものであって、内周部材１１の外周面に設けた環状の装着溝１２に装着されるとともに外周部材２１の内周面に密接するゴム状弾性体製のシールリング（パッキン）３と、このシールリング３の低圧側（大気側）で装着溝１２に装着される樹脂製のバックアップリング５とを有している。シールリング３としてはＯリングが用いられているが、その他の断面形状を備えるものであっても良い。
【００２３】
装着溝１２は、その断面形状が矩形状（直角四辺形状）に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の溝底部１２ａと、軸直角平面状の高圧側側面部１２ｂと、同じく軸直角平面状の低圧側側面部１２ｃとによって構成されている。これら３面１２ａ，１２ｂ，１２ｃは何れも内周部材１１によって形成されているが、側面部１２ｂ，１２ｃのうちの少なくとも一方は内周部材１１に組み付けられるワッシャなどの別部品によって構成されていても良い。
【００２４】
外周部材２１の内周面に環状の段付き形状２２が設けられ、この段付き形状２２によって外周部材２１の内周面に、シールリング３の外周側に配置される円筒面状の小径部２３と、バックアップリング５の外周側に配置される同じく円筒面状の大径部２４と、小径部２３および大径部２４間に配置される軸直角平面状の段差面２５とが設けられている。小径部２３はその名のとおり、大径部２４よりも内径寸法が小さく設定され、大径部２４はその名のとおり、小径部２３よりも内径寸法が大きく設定されている。
【００２５】
バックアップリング５は、その断面形状が矩形状に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の内周面および外周面と、軸直角平面状の高圧側端面（密封流体側端面）および低圧側端面（大気側端面）とによって構成されている。またバックアップリング５はその断面形状が縦長（径方向に長い）の矩形状に形成されているが、これに限らず、横長（軸方向に長い）の矩形状や正方形などであっても良い。
【００２６】
バックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等に設定されている。
【００２７】
バックアップリング５の外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂと同等以下に設定されており（Ａ＜Ｃ≦Ｂ）、図ではバックアップリング５の外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂよりも小さく設定されている（Ａ＜Ｃ＜Ｂ）。
【００２８】
また、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は、装着溝１２における低圧側側面部１２ｃと段付き形状２２における段差面２５との軸方向間隔と同等に設定され、これによりバックアップリング５はその高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触した状態で組み付けられる。尚、バックアップリング５は組込み時に多少つぶしてセットされることもあるので、この場合、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は装着溝１２における低圧側側面部１２ｃと段付き形状２２における段差面２５との軸方向間隔に対し、つぶし代の分だけ厚く設定されることもある。
【００２９】
上記構成の密封装置１においては、上記したように装着溝１２の断面形状が矩形状に形成されているため、その溝底部１２ａを含む内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝１２の加工工程が容易化されている。
【００３０】
また、上記構成の密封装置１に対し高圧の密封流体Ｐが作用すると、シールリング３は弾性変形してバックアップリング５に強く押し付けられるが、上記したようにバックアップリング５の高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触しているため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生していない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００３１】
また、上記したように内周部材１１および外周部材２１は互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このため密封装置１には偏芯追随性が要求されるが、当該密封装置１はこの偏芯に対して以下のように作用する。
【００３２】
すなわち、図２は、内周部材１１が外周部材２１に対し図上上方へ偏芯した状態を示しており、図中における一点鎖線が外周部材２１の中心軸線を示すとともに二点鎖線が内周部材１１の中心軸線を示している。
【００３３】
しかして、この図２に示されるように、バックアップリング５は偏芯時においても、その高圧側端面の外周部５ａが全周に亙って段付き形状２２の段差面２５に接触するため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生しない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００３４】
尚、初期的に設定されるバックアップリング５外周の径方向間隙（この径方向間隙はバックアップリング５外周面と大径部２４内周面との間に形成され、その大きさは、（Ｂ−Ｃ）／２をもって表される）に対し、これを偏芯量が上回ると、バックアップリング５は加圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も小さくなる円周上部位）において、つぶしを生じることになる。また、初期的にバックアップリング５外周に径方向間隙が設定されない場合には、バックアップリング５は当初から加圧縮側において、つぶしを生じることになる。したがってこれらのときにバックアップリング５が弾性変形することによりつぶしを許容し得るよう、バックアップリング５はこれをＰＴＦＥ樹脂等の軟質樹脂材にて製作するのが好ましい。これに対しナイロン等の硬質樹脂材によると、バックアップリング５がつぶしに耐え切れず破損するおそれがある。
【００３５】
また、初期的に設定される段差面２５に対するバックアップリング５の径方向接触幅（この径方向接触幅は段差面２５とこれに接触するバックアップリング５の高圧側端面の外周部５ａによって形成され、その大きさは、（Ｃ−Ａ）／２をもって表される）に対し、これを偏芯量が上回ると、バックアップリング５は非圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も大きくなる円周上部位）において、段差面２５から離れることになる。したがってこれを限りとして、バックアップリング５および外周部材２１間に隙間が生じないと云うことになる。
【００３６】
また、当該実施例のように外周部材２１の内周面に段付き形状２２を設けることにすると、挿入の方向如何によっては段付き形状２２が引っかかりとなってシールリング３を外周部材２１内周に挿入しにくくなることが懸念されるが、これに対処するには例えば、段付き形状２２における段差面２５の内周縁部に、シールリング挿入ガイド用の面取り部（図示せず）を設けること等が考えられる。但し、このような面取り部を設けると、上記した初期的に設定される段差面２５に対するバックアップリング５の径方向接触幅が小さくなるので、両者の兼ね合いについて留意する必要がある。
【００３７】
第二実施例（請求項２関連）・・・
図３は、本発明の第二実施例に係る密封装置１を示しており、当該実施例に係る密封装置１は以下のように構成されている。尚、当該密封装置１は、筒内直噴ガソリンエンジン用インジェクタにおける軸封部に高圧用シールとして用いられる。
【００３８】
すなわち、当該密封装置１は、円筒面状の外周面を備える内周部材（軸、例えばインジェクタ）１１とこの内周部材１１の外周側に配置される外周部材（ハウジング、例えばインジェクタを差し込む燃料デリバリパイプ）２１との間の環状隙間において高圧の密封流体Ｐをシールするものであって、内周部材１１の外周面に設けた環状の装着溝１２に装着されるとともに外周部材２１の内周面に密接するゴム状弾性体製のシールリング（パッキン）３と、このシールリング３の低圧側（大気側）で装着溝１２に装着される樹脂製のバックアップリング５とを有している。シールリング３としてはＯリングが用いられているが、その他の断面形状を備えるものであっても良い。
【００３９】
装着溝１２は、その断面形状が矩形状（直角四辺形状）に形成され、傾斜面の類は設けられておらず、円筒面状の溝底部１２ａと、軸直角平面状の高圧側側面部１２ｂと、同じく軸直角平面状の低圧側側面部１２ｃとによって構成されている。これら３面１２ａ，１２ｂ，１２ｃは何れも内周部材１１によって形成されているが、側面部１２ｂ，１２ｃのうちの少なくとも一方は内周部材１１に組み付けられるワッシャなどの別部品によって構成されていても良い。
【００４０】
外周部材２１の内周面に環状の段付き形状２２が設けられ、この段付き形状２２によって外周部材２１の内周面に、シールリング３の外周側に配置される円筒面状の小径部２３と、この小径部２３の大気側に配置される大径部２４と、小径部２３および大径部２４間に配置されるとともにバックアップリング５の外周側に配置される傾斜面部２６とが設けられている。小径部２３はその名のとおり大径部２４よりも内径寸法が小さく設定され、大径部２４はその名のとおり小径部２３よりも内径寸法が大きく設定されている。傾斜面部２６はその密封流体側端部で小径部２３に連なるとともにその大気側端部で大径部２４に連なるものであって、その密封流体側端部から大気側端部へかけて内径寸法が徐々に拡大するように形成されている。
【００４１】
バックアップリング５は、その断面形状が四角形に形成されているが、その外周面５ｂは傾斜面状に形成されており、よってバックアップリング５は、円筒面状の内周面と、軸直角平面状の高圧側端面（密封流体側端面）および低圧側端面（大気側端面）と、傾斜面状の外周面５ｂとによって構成されている。外周面５ｂの傾斜の向きは上記傾斜面部２６と同様、その密封流体側端部から大気側端部へかけて外径寸法が徐々に拡大するように形成されている。外周面５ｂの傾斜角度は上記傾斜面部２６の傾斜角度と同等に設定されている。またバックアップリング５はその断面形状が縦長（径方向に長い）の四角形に形成されているが、これに限らず、横長（軸方向に長い）の四角形または内周面と側面とで長さが等しい四角形などであっても良い。
【００４２】
バックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の内径寸法は、装着溝１２の溝底部１２ａの径寸法と同等に設定されている。
【００４３】
バックアップリング５の最大外径寸法（低圧側端面の外径寸法）Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂと同等以下に設定されており（Ａ＜Ｃ≦Ｂ）、図ではバックアップリング５の最大外径寸法Ｃは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きくかつ大径部２４の内径寸法Ｂよりも小さく設定されている（Ａ＜Ｃ＜Ｂ）。
【００４４】
また、バックアップリング５の最小外径寸法（高圧側端面の外径寸法）Ｄは、小径部２３の内径寸法Ａと同等以上に設定されており（Ａ≦Ｄ）、図ではバックアップリング５の最小外径寸法Ｄは、小径部２３の内径寸法Ａよりも大きく設定されている（Ａ＜Ｄ）。
【００４５】
また、バックアップリング５の軸方向厚み寸法は、傾斜面部２６の軸方向幅寸法と同等以下に設定されており、図ではバックアップリング５の軸方向厚み寸法は、傾斜面部２６の軸方向幅寸法よりも小さく設定されている。
【００４６】
したがってバックアップリング５は、その傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触した状態で組み付けられる。
【００４７】
上記構成の密封装置１においては、上記したように装着溝１２の断面形状が矩形状に形成されているため、その溝底部１２ａを含む内面に傾斜面を設ける必要がなく、よって装着溝１２の加工工程が容易化されている。
【００４８】
また、上記構成の密封装置１に対し高圧の密封流体Ｐが作用すると、シールリング３は弾性変形してバックアップリング５に強く押し付けられるが、上記したようにバックアップリング５の傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触しているため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生していない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００４９】
また、上記したように内周部材１１および外周部材２１は互いに偏芯した状態で組み付けられることがあり、このため密封装置１には偏芯追随性が要求されるが、当該密封装置１はこの偏芯に対して以下のように作用する。
【００５０】
すなわち、図４は、内周部材１１が外周部材２１に対し図上上方へ偏芯した状態を示しており、図中における一点鎖線が外周部材２１の中心軸線を示すとともに二点鎖線が内周部材１１の中心軸線を示している。
【００５１】
しかして、この図４に示されるように、バックアップリング５は偏芯時においても、その傾斜面状に形成された外周面５ｂが全周に亙って段付き形状２２の傾斜面部２６に接触するため、ここにシールリング３がはみ出すような隙間は発生しない。したがってシールリング３のはみ出しが防止され、はみ出しによるシールリング３の破損が防止される。
【００５２】
尚、バックアップリング５は、加圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も小さくなる円周上部位）において、図示するようにつぶしを生じることになる。したがってこのときにバックアップリング５が弾性変形することによりつぶしを許容し得るよう、バックアップリング５はこれをＰＴＦＥ樹脂等の軟質樹脂材にて製作するのが好ましい。これに対しナイロン等の硬質樹脂材によると、バックアップリング５がつぶしに耐え切れず破損するおそれがある。
【００５３】
また、バックアップリング５は、非圧縮側（偏芯時に内周部材１１および外周部材２１間の径方向間隔が最も大きくなる円周上部位）において、図示するように初期的な組み付け荷重（軸方向荷重）により傾斜面部２６上を軸方向密封流体側へスライドすることにより傾斜面部２６との間に隙間が発生するのを防止することになる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 密封装置
３ シールリング
５ バックアップリング
５ａ 高圧側端面外周部
５ｂ 外周面
１１ 内周部材
１２ 装着溝
１２ａ 溝底部
１２ｂ，１２ｃ 側面部
２１ 外周部材
２２ 段付き形状
２３ 小径部
２４ 大径部
２５ 段差面
２６ 傾斜面部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、
前記装着溝は、断面矩形状に形成され、
前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記バックアップリングの外周側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられ、
前記バックアップリングは、断面矩形状に形成され、
前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、
前記装着溝は、断面矩形状に形成され、
前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記小径部の大気側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置されるとともに前記バックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられ、
前記バックアップリングの外周面は、前記傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、
前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの最大外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの最小内径寸法は、前記小径部の径寸法と同等以上に設定されていることを特徴とする密封装置。
【請求項１】
内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、
前記装着溝は、断面矩形状に形成され、
前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記バックアップリングの外周側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置される軸直角平面状の段差面とが設けられ、
前記バックアップリングは、断面矩形状に形成され、
前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
内周部材と前記内周部材の外周側に配置される外周部材との間の環状隙間をシールする密封装置であって、前記内周部材の外周面に設けた装着溝に装着されるシールリングと、前記シールリングの大気側で前記装着溝に装着されるバックアップリングとの組み合わせよりなる密封装置において、
前記装着溝は、断面矩形状に形成され、
前記外周部材の内周面に環状の段付き形状が設けられて、前記内周面には、前記シールリングの外周側に配置される小径部と、前記小径部の大気側に配置される大径部と、前記小径部および大径部間に配置されるとともに前記バックアップリングの外周側に配置される傾斜面部とが設けられ、
前記バックアップリングの外周面は、前記傾斜面部と同じ向きに傾斜する傾斜面状に形成され、
前記バックアップリングの内径寸法は、前記装着溝の溝底部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの最大外径寸法は、前記小径部の径寸法よりも大きくかつ前記大径部の径寸法と同等以下に設定され、
前記バックアップリングの最小内径寸法は、前記小径部の径寸法と同等以上に設定されていることを特徴とする密封装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３７００７（Ｐ２０１２−３７００７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９３６３（Ｐ２０１０−１７９３６３）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
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