封止構造体
【課題】挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止する封止構造体を提供する。
【解決手段】挿入部材２は、第１径大円柱部２１と、第１径大円柱部２１よりも外径が小さい第１径小円柱部２２と、第１径大円柱部２１と第１径小円柱部２２との段差により形成される第１段差部２３と、を有し、被挿入部材３は、内径が第１径大円柱部２１の外径に対応する第２径大円筒部３１と、内径が第１径小円柱部２２の外径に対応する第２径小円筒部３２と、第２径大円筒部３１と第２径小円筒部３２との段差により形成される第２段差部３３と、を有し、第１径小円柱部２２の外周面と、第１段差部２３の外面と、第２径大円筒部３１の内周面と、第２段差部３３の内面と、によりＯリング４を収容する収容領域が形成されることを特徴とする。
【解決手段】挿入部材２は、第１径大円柱部２１と、第１径大円柱部２１よりも外径が小さい第１径小円柱部２２と、第１径大円柱部２１と第１径小円柱部２２との段差により形成される第１段差部２３と、を有し、被挿入部材３は、内径が第１径大円柱部２１の外径に対応する第２径大円筒部３１と、内径が第１径小円柱部２２の外径に対応する第２径小円筒部３２と、第２径大円筒部３１と第２径小円筒部３２との段差により形成される第２段差部３３と、を有し、第１径小円柱部２２の外周面と、第１段差部２３の外面と、第２径大円筒部３１の内周面と、第２段差部３３の内面と、によりＯリング４を収容する収容領域が形成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリングを用いて流体の漏れを防止する封止構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池車などに搭載され、内部に高圧の水素が充填される水素タンク（充填室体）から水素が漏れることを防止したり、油圧機器の往復運動部分から油が漏れることを防止したりするために、種々の封止構造体が開発されてきた。
例えば、水素タンクは外形が円柱状であり、当該水素タンクの一端には円筒状の口金部（被挿入部材）が形成され、当該口金部にバルブボディ（挿入部材）が挿入される。なお、口金部の内周面には雌ネジ部が形成され、バルブボディの外周面には雄ネジ部が形成されており、口金部とバルブボディとが螺合により組み付けられる。そして、口金部とバルブボディとの間には環状の収容領域が設けられ、当該収容領域に、水素の漏洩を防止するためのＯリングが装着される。また、口金部とバルブボディとの隙間にＯリングが食い込んで損傷することを防ぐために、前記収容領域内にバックアップリングが設けられること場合もある。
【０００３】
特許文献１には、軸（挿入部材）又は軸孔（被挿入部材）のいずれか一方に環状の取付溝を設け、高圧側から圧力が作用した際に前記取付溝の低圧側の内壁面とバックアップリングの低圧側の端部との間に隙間を有するように形成された密封装置について記載されている。特許文献１に記載の密封装置によれば、シールリング（Ｏリング）の損傷を防止することができ、密封性能を良好に維持することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、互いに同心的に組み付けられた軸（挿入部材）とハウジング（被挿入部材）のうちの一方の部材に設けられた環状の取付溝内にシールリング（Ｏリング）と該シールリングを挟む２つのバックアップリングとを備えた密封装置について記載されている。そして、前記２つのバックアップリングの周面は、前記取付溝の両端部に設けられた溝テーパ部に対応するテーパ面で形成され、前記溝テーパ部に当接するように装着される。特許文献２に記載の密封装置によれば、バックアップリングにかかる軸方向押圧力を、径方向外向きに作用する力、及び、径方向内向きに作用する力に変換するにより、バックアップリングが軸とハウジングとの隙間を埋め、シールリングのはみ出しや損傷を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５４３６１７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、前記したように、挿入部材と被挿入部材のいずれか一方のみに環状の取付溝を設ける構成となっている。したがって、挿入部材を被挿入部材に挿入する際に、各部材同士が接触して損傷してしまう可能性があるという問題がある。
例えば、特許文献２に記載の密封装置（封止構造体）では、図７（ａ）に示すように、軸（挿入部材）８に環状の取付溝１３が設けられ、当該取付溝１３にＯリング１０と２つのバックアップリング１１，１２が装着され、ハウジング（被挿入部材）９に挿入されることにより組み付けられる構成となっている。
【０００７】
一般的に、軸８とハウジング９との組み付けや製造時の誤差を考慮して、軸断面において、軸８の外径はハウジング９の内径よりもわずかに小さくなっている。しかしながら、軸８を挿入する際に、軸８の中心軸とハウジング９の中心軸とを完全に一致させ、ハウジング９に軸８が全く接触しないようにすることは容易ではない。
つまり、図７（ｂ）に示すように、前記密封装置の軸８をハウジング９に取り付ける際、軸８の外周面とハウジング９の内周面とが接触する可能性が高くなる。図７（ｂ）に示すように、軸８をハウジング９に挿入する際には、ハウジング９の内周面Ｓの部分と、軸８の外周面とが接触することにより、軸８の外周面及びハウジング９の内周面Ｓが損傷してしまう可能性が高い。そうすると、Ｏリング１０が装着される収容領域Ｆ１のうちハウジング９の内周面に相当する部分も損傷されることになる。したがって、Ｏリング１０による封止が十分に行われないため、流体の漏れが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止する封止構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、外形が円柱状の挿入部材と、内部に流体が充填される充填室体と一体に形成され、前記挿入部材が挿入される円筒状の被挿入部材と、前記挿入部材と前記被挿入部材との間に設けられ、流体をシールするＯリングと、を備え、前記挿入部材は、第１径大円柱部と、前記第１径大円柱部と一体に形成され、前記第１径大円柱部よりも外径が小さい第１径小円柱部と、前記第１径大円柱部と前記第１径小円柱部との段差により形成される第１段差部と、を有し、前記被挿入部材は、内径が前記１径大円柱部の外径に対応する第２径大円筒部と、前記第２径大円筒部と一体に形成され、内径が前記第１径小円柱部の外径に対応する第２径小円筒部と、前記第２径大円筒部と前記第２径小円筒部との段差により形成される第２段差部と、を有し、前記挿入部材の前記第１径小円柱部の端部と、前記被挿入部材の前記第２径大円筒部の端部とを対向させた状態から、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１径小円柱部の外周面と、前記第１段差部の外面と、前記第２径大円筒部の内周面と、前記第２段差部の内面と、により前記Ｏリングを収容する収容領域が形成されることを特徴とする封止構造体である。
【００１０】
このような構成によれば、挿入部材を被挿入部材に挿入する際に、まず、挿入部材の第１径小円柱部が、被挿入部材の第２径大円筒部の内周面で囲まれた領域に入る。ここで、第１径小円柱部の外径（後記で説明する外径Ｌ２２）よりも第２径大円筒部の内径（後記で説明する内径Ｌ３１）のほうが大きいため、挿入部材の第１径小円柱部を被挿入部材の第２径大円筒部の内周面に接触させることなく挿入することができる。つまり、第１径小円柱部の外周面と、第２径大円筒部の内周面とが損傷しにくくなる。
【００１１】
そして、前記の状態から挿入部材を被挿入部材にさらに挿入すると、Ｏリングが、挿入部材の第１径小円柱部の外周面と、被挿入部材の第２径大円筒部の内周面との間の幅に規制されて弾性変形する。このとき、第１径小円柱部の外周面が径方向外向きにＯリングを押圧する力の大きさは、Ｏリングと第１径小円柱部との環状の接触面において均一となる。同様に、第２径大円筒部の内周面が径方向内向きにＯリングを押圧する力の大きさは、Ｏリングと第２径大円筒部との環状の接触面において均一となる。したがって、Ｏリングが挿入部材を被挿入部材に挿入する際のガイドの役割を果たすため、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材の外周面及び被挿入部材の内周面の損傷を防止することができる。
【００１２】
さらに、挿入部材が被挿入部材に組み付けられた状態で、第１径小円柱部の外周面と、第１段差部の外面と、第２径大円筒部の内周面と、第２段差部の内面と、により収容領域が形成され、当該収容領域にはＯリングが装着された状態となる。ここで、前記したように、挿入部材の外周面及び被挿入部材の内周面の損傷が防止されるため、収容領域において、Ｏリングが挿入部材の外周面を径方向内向きに好適に押圧するとともに、被挿入部材の内周面を径方向外向きに好適に押圧することとなる。したがって、Ｏリングにより挿入部材と前記被挿入部材との間がシールされ、充填室からの圧力変動に対して流体の漏れを封止することができる。
【００１３】
また、前記封止構造体において、前記収容領域内で前記挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第１バックアプリングと、前記収容領域内で前記被挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第２バックアップリングと、を備え、前記第１段差部の外面に対する前記第１バックアップリングの対向面は、前記第１段差部の外面に対応するように形成され、前記第２段差部の内面に対する前記第２バックアップリングの対向面は、前記第２段差部の内面に対応するように形成されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、第１段差部の外面に対する第１バックアップリングの対向面は第１段差部の外面に対応するように形成されるので、被挿入部材側が高圧になった場合に、第１バックアプリングが第１段差部に密着する。また、第２段差部の内面に対する第２バックアップリングの対向面は第２段差部の内面に対応するように形成されるので、挿入部材側が高圧になった場合に、第２バックアプリングが第２段差部に密着する。したがって、交番圧力が加わった場合にも、各バックアップリングが前記交番圧力に対応して変形することにより、挿入部材と被挿入部材との隙間へのＯリングの食い込みを防止することができる。つまり、Ｏリングの損傷が防止されるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
【００１５】
また、前記封止構造体において、前記第１段差部の外面は、前記被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第１テーパ面を有し、前記第２段差部の内面は、前記組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第２テーパ面を有することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、被挿入部材側が高圧となった場合に、第１バックアップリングが第１テーパ面に沿って変形し、さらに、第１テーパ面を径方向内向きに押圧するとともに、第２径大円筒部の内周面を径方向外向きに押圧する。したがって、第１バックアップリングが、当該第１バックアップリングと挿入部材の外周面との隙間、及び、第１バックアップリングと被挿入部材の内周面との隙間を封止することとなる。これによって、Ｏリングが前記隙間に食い込んで損傷することを防止することができるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。また、挿入部材側が高圧となった場合における、第２バックアップリングの作用についても前記と同様のことがいえる。
【００１７】
また、前記封止構造体において、前記第１段差部は、前記第１テーパ面から径方向外向きに延在する第１外壁面を有し、前記第２段差部は、前記第２テーパ面から径方向内向きに延在する第２内壁面を有し、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１バックアップリングと前記第１外壁面との間、及び、前記第２バックアップリングと前記第２内壁面との間に隙間が設けられることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、第１バックアップリングと第１外壁面との間に隙間が形成さるため、被挿入部材側が高圧となった場合に、第１バックアップリングは挿入部材側に、前記圧力に応じた所定量だけ移動することとなる。そして、第１バックアップリングの前記移動は、第１テーパ面の形状（被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した形状）により規制される。そして、第１バックアップリングが第２径大円筒部の内周面及び第１テーパ面と密着することにより、Ｏリングの損傷を防止し、封止性能をさらに高めることができる。また、第２バックアップリングについても前記と同様のことがいえる。
【００１９】
また、前記封止構造体において、軸を含む平面で切断した場合の前記Ｏリングの断面積、前記第１バックアップリングの断面積、及び前記第２バックアップリングの断面積と、前記第１径小円柱部の外径と、前記第２径大円筒部の内径と、前記収容領域の軸方向の長さとを、前記Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されていることが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、ガス透過係数が比較的高いＯリングを使用した場合でも、Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されているため、Ｏリングと第１バックアップリングとの間、又は、Ｏリング第２バックアップリングとの間に透過ガスが滞留することを防止することができる。したがって、前記透過ガスの圧力によりＯリングが低圧側に移動してはみ出し、損傷してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止する封止構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る封止構造体の分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る封止構造体を分解した状態で、中心軸を含む平面により切断した場合の断面図である。
【図３】本実施形態に係る封止構造体について、中心軸を通る平面により切断した場合の端面図であり、挿入部材の径小円柱部が、被挿入部材の径大円筒部の内周面により囲まれる空間に入るときの状態を示している。
【図４】本実施形態に係る封止構造体について、中心軸を通る平面により切断した場合の端面図であり、（ａ）は、挿入部材に装着されたＯリングが被挿入部材の径大円筒部の端部に接触している状態を示し、（ｂ）は、挿入部材が被挿入部材に組み付けられた状態を示している。
【図５】（ａ）は、図４（ｂ）に示す領域Ｔの部分拡大図であり、（ｂ）は、挿入部材側から圧力が加わった場合の状態を示す、領域Ｔの部分拡大図である。
【図６】本発明の変形例を示す、領域Ｔに相当する箇所の部分拡大図であり、（ａ）は、バックアップリングの断面を台形とし、挿入部材又は被挿入部材に密着する構成とした場合であり、（ｂ）は、バックアップリングの断面を三角形とした場合を示し、（ｃ）は、バックアップリングの断面を長方形とした場合を示し、（ｄ）は、バックアップリングを装着せずにＯリングのみで封止する場合を示している。
【図７】従来の封止構造体を示す端面図であり、（ａ）は、挿入部材と被挿入部材とが組み付けられた状態を示し、（ｂ）は、挿入部材が被挿入部材に組み付けられる際の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、図１〜図３では、各部材について詳細に説明するため、挿入部材２及び被挿入部材３に対するＯリング４、バックアップリング５，６の寸法が、実際に使用されるものよりも大きめに記載している。
【００２４】
≪封止構造体の構成≫
図１は、本実施形態に係る封止構造体の分解斜視図であり、図２は、中心軸を含む平面により切断した場合の断面図である。図１に示すように、封止構造体１は、挿入部材２と、被挿入部材３と、Ｏリング４と、第１バックアップリング５と、第２バックアップリング６と、を備えている。
封止構造体１は、例えば、水素と酸素とを電極反応させることにより発電する燃料電池（図示せず）に対して、水素を供給する水素タンク（タンク室体３ａ：図１参照））の口金部（被挿入部材３）、及び、当該口金部に螺合されるバルブボディ（挿入部材２）として、これらを組み合わせた際の隙間を封止するために設けられるが、これに限らない。
なお、以下の記載では、挿入部材２が被挿入部材３に同心的に組み付けられた状態における中心軸を、「中心軸Ｘ」と称する。
【００２５】
＜挿入部材＞
図１に示すように、挿入部材２は、径大円柱部２１と、径小円柱部２２と、段差部２３と、を有している。
径大円柱部２１（第１径大円柱部）は外形が円柱形状を呈し、外径Ｌ２１（図２参照）となっている。そして、径大円柱部２１の端部（組み付けの際に、被挿入部材２と対向する端部とは逆側の端部）には、挿入部材２を被挿入部材３と螺合させるための雄ネジ部２４が設けられている。
また、径小円柱部２２（第１径小円柱部）は外形が円柱形状を呈し、径大円柱部２１と一体に形成され、外径Ｌ２２（図２参照）となっている。ここで、径大円柱部２１の外径Ｌ２１は、径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりも大きくなるように設計されている。
【００２６】
段差部２３（第１段差部）は、径大円柱部２１と径小円柱部２２との間で、これらの段差により形成されている。段差部２３の外面は、テーパ面２３ａと、外壁面２３ｂと、を有している。
テーパ面２３ａ（第１テーパ面）は、被挿入部材３への組み付け方向に向けて（図１では左向きである挿入方向に）次第に径小となるように傾斜している。また、外壁面２３ｂ（第１外壁面）は、テーパ面２３から径方向外向きに延在した円環状の面となっている。
【００２７】
ちなみに図１、図２では、簡単のため、挿入部材２は、外部と連通する孔などを有しないものとして記載しているが、これに限らない。
例えば、挿入部材２が、燃料電池（図示せず）に水素を供給する水素タンク（タンク室体３ａ）の口金部（被挿入部材３）を塞ぐバルブボディとして機能する場合には、次のような構成が追加されることとなる。すなわちこのような場合、挿入部材２には、ソレノイドを用いた電磁弁（図示せず）や、外部から水素タンクに水素を充填する、又は、水素タンクから燃料電池に水素を供給するための水素流路（図示せず）が設けられる。
【００２８】
＜被挿入部材＞
図１に示すように、被挿入部材３は内部に流体が充填されるタンク室体３ａ（充填室体）と一体に形成されており、径大円筒部３１と、径小円筒部３２と、段差部３３と、を有している。ちなみに、タンク室体３ａ内の圧力は、流体の充填時には高圧となり、流体の放出時には低圧となる。したがって、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付けた際に形成される収容領域Ｆにおいては、流体の充填時にはタンク室体３ａと一体に形成されている被挿入部材３側が相対的に高圧となり、流体の放出時には挿入部材２側が相対的に高圧となるため、いわゆる交番圧力がかかることとなる。なお、収容領域Ｆについては後記する。
【００２９】
径大円筒部３１（第１径大円筒部）は円筒形状を呈し、内径Ｌ３１（図２参照）となっている。ここで、内径Ｌ３１は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１に対応する（Ｌ３１≒Ｌ２１）ように設計されている。ちなみに、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付ける際の容易さや製造時の誤差などを考慮して、径大円筒部３１の内径Ｌ３１は径大円柱部２１の外径Ｌ２１よりも僅かに大きくなっている。そして、径大円筒部３１の端部（組み付けの際に、挿入部材２と対向する側の端部）には、被挿入部材３を挿入部材２と螺合させるための雌ネジ部３４が設けられている。
【００３０】
また、径小円筒部３２（第１径小円筒部）は円筒形状を呈し、径大円筒部３１と一体に形成され、内径Ｌ３２（図２参照）となっている。ここで、内径Ｌ３２は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２に対応する（Ｌ３２≒Ｌ２２）ように設計されている。ちなみに、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付ける際の容易さや製造時の誤差などを考慮して、径小円筒部３２の内径Ｌ３２は径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりも僅かに大きくなっている。
したがって、径大円柱部２１の外周面と径大円筒部３１の内周面との間、及び、径小円柱部２２の外周面と径小円筒部３２の内周面との間には、わずかな環状の隙間（図５（ａ）の隙間Ｙ１，Ｙ２参照）が生じることとなる。
【００３１】
段差部３３（第２段差部）は、径大円筒部３１と径小円筒部３２との間でこれらの段差により形成されている。段差部３３の内面は、テーパ面３３ａと、内壁面３３ｂと、を有している。
テーパ面３３ａ（第２テーパ面）は、挿入部材２が組み付けられる方向に向けて（図１では左向きに）次第に径小となるように傾斜している。また、内壁面３３ｂ（第２内壁面）は、テーパ面３３ａから径方向内向きに延在した円環状の面となっている。
【００３２】
＜Ｏリング＞
図１に示すように、Ｏリング４は、外部から押圧されていない状態においては中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の断面が円形のリング状であり、ゴム状の弾性材料からなる。
Ｏリング４の外径Ｌ４２（図２参照）は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１よりもわずかに大きくなるように設計されている（図２参照）。また、Ｏリング４の内径Ｌ４１は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりもわずかに小さくなるように設計されている（図２参照）。
すなわち、径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、径小円柱部２２の外径Ｌ２２との差（Ｌ２１−Ｌ２２）は、Ｏリング４の断面円の直径（Ｌ４２−Ｌ４１）よりも小さくなっている。これにより、Ｏリング４は、挿入部材２と被挿入部材３とが組み付けられた状態において、径小円柱部２２の外周面を径方向内向きに押圧するとともに、径大円筒部３３の内周面を径方向外向きに押圧するので、挿入部材２と被挿入部材３との隙間を良好にシールすることができる。
【００３３】
＜第１バックアップリング＞
図２に示すように、第１バックアップリング５は無端リングであり、側断面（中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の断面）が台形となっている。また、第１バックアップリング５は、その内側（中心軸Ｘに向かう側）に斜面５１を有している。
【００３４】
第１バックアップリング５は、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム、軽金属などの材料で形成される。このように、第１バックアップリング５は、比較的硬質の材料で形成される。なお、バックアップリングを硬質バックアップリングと軟質バックアップリングの二重構造とする必要はない。なぜなら後記するように、組み付け時において、バックアップリング５の孔に挿入部材２を貫通させることによりバックアップリング５を変形させることなく挿入部材２に装着することができるからである。
【００３５】
仮に、バックアップリングが硬質の有端バックアップリングであった場合には、当該有端バックアップリングの切れ目にＯリング４が食い込んで損傷してしまうことを防止するために、Ｏリング４側に軟質のバックアップリングを装着する必要が生じる。本実施形態では、前記のようにバックアップリング６として無端バックアップリングを使用することができるので、構造が簡単であるとともに、コストを削減することが可能となる。
なお、バックアップリング６についても前記と同様のことがいえる。
【００３６】
第１バックアプリング５の外径Ｌ５２は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１と略同一であって、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１と略同一である（図２参照）。また、第１バックアップリング５の環状の斜面５１のうち、中心軸Ｘに最も近い部分である円の直径Ｌ５１は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２と略同一である。
【００３７】
また、第１バックアップリング５の、挿入側（図２では右側）から見た場合の面（環状の平面）の径方向の長さＬ５３（図２参照）は、挿入部材１の外壁面２３ｂの径方向の長さＬ２３よりも大きくなるように設計されている。
これによって、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた場合に、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部が、挿入部材２の外壁面２３ｂに当接する前にテーパ面２３ａに当接することとなるため、挿入部材２の外壁面２３ｂとの間に隙間が形成されることとなる（図５（ａ）の距離Ｌ７２参照）。
【００３８】
また、挿入部材２の段差部２３の外面に対する第１バックアップリング５の対向面は、段差部２３の前記外面に対応するように形成されている。
すなわち、第１バックアップリング５を挿入側（図２では右側）から見た場合の面（環状の平面）と、斜面５１（図２参照）とがなす角度θ５（図５（ａ）参照）と、挿入部材２の径小円柱部２２からテーパ面２３ａが開いている角度θ２との和が９０°となるように設計されている（θ２＋θ５＝９０°）。
これにより、挿入部材２と被挿入部材３とが組み付けられた状態において、充填室体３ａが高圧となった場合に、バックアップリング５がＯリング４を軸方向に押圧され、Ｏリング４が挿入部材２の外周面側、又は、被挿入部材３の内周面側に偏って変形することを防止することができる。
なお、被挿入部材３の段差部３３の外面と、第２バックアップリング６との対向面との関係についても前記と同様のことがいえる。
【００３９】
＜第２バックアップリング＞
図２に示すように、第２バックアップリング６は無端リングであり、側断面が台形のとなっている。また、第２バックアップリング６は、その外側（中心軸Ｘから遠い側）に斜面６１を有している。なお、第２バックアップリング６は、前記した第１バックアップリング５の場合と同様に、比較的硬質のポリアミド樹脂などで形成される。
【００４０】
第２バックアップリング６の環状の斜面６１（図２参照）のうち、中心軸Ｘから最も遠い部分である円の直径Ｌ６２は、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１と略同一である。また、第２バックアップリング６の内径Ｌ６１は、被挿入部材３の径小円筒部３２の内径Ｌ３２と略同一あって、挿入部材２の径小円柱部２１の外径Ｌ２１と略同一であるである。
【００４１】
また、第２バックアップリング６の、被挿入側（図２では左側）から見た場合の面（環状の平面）の径方向の長さＬ６３（図２参照）は、被挿入部材３の内壁面３３ｂの径方向の長さＬ３３よりも大きくなるように設計されている。
これによって、被挿入部材３が挿入部材２に組み付けられた場合に、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部が、被挿入部材２の外壁面３３ｂに当接する前にテーパ面３３ａに当接することとなるため、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の外壁面３３ｂとの間に隙間が形成されることとなる（図５（ａ）の距離Ｌ７１参照）。
【００４２】
また、被挿入部材３の段差部３３の内面に対する第２バックアップリング６の対向面は、段差部３３の前記内面に対応するように形成されている。
すなわち、第２バックアップリング６を被挿入側（図２では左側）から見た面（環状の平面）と、斜面６１（図２参照）とがなす角度θ６（図５（ａ）参照）と、被挿入部材２の径大円筒部３１からテーパ面３３ａが狭くなっている角度θ３との和が９０°となるように設計されている（θ３＋θ６＝９０°）。
【００４３】
ちなみに、前記の条件が満たされる限り、図５（ａ）に示す角度θ５と角度θ６の大きさは同じであってもよいし、互いに異なる値をとってもよい。例えば、角度θ５＝４５°（この場合、θ２＝９０°−θ５＝４５°）とし、角度θ６＝６０°（この場合、θ３＝９０°−θ６＝３０°）としてもよい。
【００４４】
≪挿入部材と被挿入部材との組付け手順≫
（１．Ｏリング及び各バックアップリングの装着）
挿入部材２を被挿入部材３に挿入する前に、まず、図３に示すように、第１バックアップリング５の孔に挿入部材２を貫通させて挿入する。そして、第１バックアップリング５の斜面５１（図２参照）を挿入部材２のテーパ面２３ａ（図２参照）に当接させる。このとき、前記したように、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部と、挿入部材２の壁面２３ｂとは隙間を有している（図５（ａ）の距離Ｌ７２参照）。
【００４５】
また、前記したように、図５（ａ）に示す角度θ２と角度θ５との和は９０°となっている。したがって、第１バックアップリング５の斜面５１を、挿入部材２のテーパ面２３ａに当接させた状態において、挿入部材２側から見たバックアップリング５の上面、底面、及び挿入部材２の外壁面２３ｂは平行となる。
【００４６】
次に、Ｏリング４の孔に挿入部材３を貫通させて挿入する。前記したように、Ｏリング４の内径Ｌ４１は、挿入部材２の径小円柱部２２の内径Ｌ２２よりもわずかに小さくなっている（図２参照）。したがって、Ｏリング４に挿入部材２が挿入されると（図３参照）、Ｏリング４が径小円柱部２２の外周面を径方向内向きに押圧することによりＯリング４自身を挿入部材２に装着することができるとともに、第１バックアップリング５が挿入部材２から外れることを防止することができる。
【００４７】
ちなみに、前記では、第１バックアップリング５の斜面５１を挿入部材２のテーパ面２３ａに当接させることとしたが、これに限らない。なぜなら、第１バックアップリング５の斜面５１と挿入部材２のテーパ面２３ａとが離れた状態であっても、挿入部材２を被挿入部材３に挿入する過程で第１バックアップリング５がＯリング４に押されて、斜面５１とテーパ面２３ａとが当接することになるからである。
【００４８】
一方、被挿入部材３には、図３に示すように、第２バックアップリング６を被挿入部材３に取り付ける。すなわち、第２バックアップリングの斜面６１（図２参照）が被挿入部材３のテーパ面３３ａ（図２参照）に当接するように、第２バックアップリング６を移動させる。このとき、前記したように、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の壁面３３ｂとは隙間を有している（図５（ａ）の距離Ｌ７１参照）。
【００４９】
また、前記したように、図５（ａ）に示す角度θ３と角度θ６との和は９０°となっている。したがって、第２バックアップリング６の斜面６１を、被挿入部材４のテーパ面３３ａに当接させた状態において、被挿入部材２側から見た第２バックアップリング６の上面、底面、及び被挿入部材３の内壁面３３ｂは平行となっている。
【００５０】
（２．挿入部材と被挿入部材との組み付け）
前記したように、挿入部材２の径小円柱部２２（図２参照）の外径Ｌ２２は、被挿入部材３の径大円筒部３１（図２参照）の内径Ｌ３１よりも小さくなるように設計されている。したがって、図３に示すように、挿入部材２の径小円柱部２２が、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間に入るときには、挿入部材２と被挿入部材３との間には、径方向において距離（Ｌ３１−Ｌ２２）の余裕ができる。
つまり、図３の状態で、挿入部材２と被挿入部材３の位置関係が多少ずれて、各部剤の中心軸が一致しなくとも、挿入部材２と被挿入部材３とが接触する虞は極めて小さい。つまり、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面と、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面とが損傷しにくくなる。
【００５１】
そして、図３の状態からさらに挿入部材２を被挿入部材３に対して挿入していくと、図４（ａ）に示す状態となる。前記したように、Ｏリング４の外径Ｌ４２は、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１よりもわずかに大きくなるように設計されている（図２参照）。したがって、図４（ａ）に示すように、挿入部材２に装着されたＯリング４と、被挿入部材３の径大円筒部３１の端部とが接触することとなる。
【００５２】
また、前記したように、径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、径小円柱部２２の外径Ｌ２２との差（Ｌ２１−Ｌ２２）は、Ｏリング４の断面円の直径（Ｌ４２−Ｌ４１）よりも小さくなっている（図２参照）。
したがって、図４（ａ）の状態から、挿入部材２を被挿入部材３に挿入していくと、Ｏリング４は、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面と、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面との間隔に規制されて押圧され、弾性変形する。このとき、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面が、径方向外向きにＯリング４を押圧する力の大きさは、Ｏリング４と径小円柱部２２との接触面（環状の接触面）において均一となる。同様に、被挿入部材３の径大円筒部３１が径方向内向きにＯリング４を押圧する力の大きさは、Ｏリング４と径大円筒部３１との接触面（環状の接触面）において均一となる。
したがって、図４（ａ）に示す状態から、挿入部材２をさらに被挿入部材３に挿入していく際に、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とがずれにくくなるとともに、Ｏリング４がガイドの役割を果たすこととなる。
【００５３】
ちなみに、図３に示すように、径小円柱部２１の軸方向の長さＬ２４と、段差部２３の軸方向の長さＬ２５との和（Ｌ２４＋Ｌ２５）は、径大円筒部３１の軸方向の長さＬ３４と、段差部３３の軸方向の長さＬ３５との和（Ｌ３４＋Ｌ３５）よりも小さいほうが好ましい。
この場合、挿入部材２の径小円柱部２２の端部が、被挿入部材３の径小円筒部３２の挿入側の端部に到達する前に、径大円柱部２１（図２参照）の被挿入部材３側の端部が、径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間内に入る。
【００５４】
ここで、前記したように、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、被挿入部材３の径大円筒部の内径Ｌ３１とは略同一である。そうすると、挿入部材２の径小円柱部２２と、被挿入部材３の径大円筒部３１との間をＯリング４がガイドしつつ、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられていく。そして、前記のように、径大円柱部２１（図２参照）の被挿入部材３側の端部が、径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間内に入った時点で、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とが略一致することとなる。
このように、中心軸が略一致されてセンタリングされつつ、さらに、挿入部材２を被挿入部材３に挿入していくと、挿入部材２の径小円柱部２２の端部が、被挿入部材３の径小円筒部３２に囲まれる空間に入る。このとき、前記のように挿入部材２と被挿入部材３とがセンタリングされているため、径小円柱部２２の外周面が、径小円筒部３２の内周面を損傷することなくスムーズに組み付けを行うことができる。
【００５５】
そして、挿入部材２の径大円柱部２１に設けられた雄ネジ部２４と、被挿入部材３の径大円筒部３１に設けられた雌ネジ部３４とを螺合することにより組み付けると、図４（ｂ）に示す状態となる。
図４（ｂ）に示すように、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた状態において、径小円柱部２２の外周面と、段差部２３の外面と、径大円筒部３１の内周面と、段差部３３の内面と、によりＯリング４を収容する収容領域Ｆが形成される。そして、当該収容領域Ｆ内において、第１バックアップリング５と第２バックアップリング６との間にＯリング４が装着されることとなる。
【００５６】
≪Ｏリングの充填率≫
図５（ａ）は、図４（ｂ）に示す領域Ｔの部分拡大図である。
Ｏリング４の充填率α[％]は、以下の式（１）で求められる。なお、式（１）において、Ｓ１（図５（ａ）参照）は、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付けた状態で、中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の収容領域Ｆの面積である。また、Ｓ５は第１バックアップリング５の断面である台形の面積であり、Ｓ６は第２バックアップリング６の断面である台形の面積である。また、Ｒは外部から押圧されていない状態において、Ｏリング４を中心軸Ｘで切断した場合の断面円の半径である。
α＝（πＲ２／（Ｓ１−Ｓ５−Ｓ６））×１００ ・・・式（１）
【００５７】
本実施形態に係る封止構造体１では、Ｏリング４の充填率αが所定値（例えば、６０％）以上となるように、中心軸Ｘを含む平面で切断した場合のＯリング４の断面積（πＲ２）、第１バックアップリング５の断面積Ｓ５、及び第２バックアップリング６の断面積Ｓ６と、第１径小円柱部２２の外径Ｌ２２と、第２径大円筒部３１の内径Ｌ３１と、収容領域Ｆの軸方向の長さＬ７３（図５（ａ）参照）とを設定する。
【００５８】
≪Ｏリング及び各バックアップリングの機能≫
図５（ａ）に示すように、径大円柱部２１の外周面と径大円筒部３１の内周面との間、及び、径小円柱部２２の外周面と径小円筒部３２の内周面との間には、わずかな環状の隙間Ｙ１，Ｙ２が存在する。
また、図５（ａ）に示すように、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部と、挿入部材２の外壁面２３ｂとは所定距離Ｌ７２を有し、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の内壁面３３ｂとは所定距離Ｌ７１を有する。
また、前記したように、図５（ａ）に示すθ２とθ５との和、及び、θ３とθ６との和は、それぞれ９０°となっている。
【００５９】
例えば、図５（ｂ）に示すように、充填室体３ａ内の圧力が相対的に低圧となって挿入部材２側から圧力Ｐが加わった場合には、Ｏリング４は高圧である挿入部材２側から、低圧である被挿入部材３側に移動し、第２バックアップリング６のＯリング４側の端面に当接する。さらに、第２バックアップリング６がＯリング４から押圧されると、第２バックアップリング６は被挿入部材３の方（低圧側）に、その圧力に応じて所定量だけ移動することとなる。第２バックアップリングの前記移動は、テーパ面３３ａの形状（挿入部材２が組み付けられる方向に向けて次第に径小となるように傾斜した形状）により規制される。
【００６０】
つまり、第２バックアップリング６の斜面６１（図２参照）がテーパ面３３ａから径方向内向きに押圧されるとともに、第２バックアップリング６の内面が径小円柱部２２の外周面から径方向外向きに押圧されることとなる。したがって、第２バックアップリング６が、径小円柱部２２の外周面、及び、テーパ面３３ａに密着することとなる。
なお、前記では、挿入部材２側から圧力Ｐが加わった場合について説明したが、充填室体３ａ内の圧力が相対的に高圧となって被挿入部材３側から圧力が加わった場合には、第２バックアップリング５が挿入部材２の方（低圧側）に、その圧力に応じて移動する。この場合の説明は前記と同様であるから省略する。
【００６１】
≪効果≫
このような本実施形態に係る封止構造体１によれば、次の効果が得られる。
すなわち、挿入部材２の径小円柱部２２の外径よりも被挿入部材３の径大円筒部３１の内径のほうが大きいため、挿入部材２を被挿入部材３に挿入する際に、挿入部材２の径小円柱部２２を被挿入部材３の径大円柱部３１に接触（損傷）させることなく、容易に挿入することができる。
また、前記の状態から、挿入部材２を被挿入部材３にさらに挿入すると、被挿入部材３の径大円柱部３１の端部が、挿入部材２に装着されているＯリング４に接触する。ここで、Ｏリング４は弾性部材で形成されているため、Ｏリング４が被挿入部材３の径大円筒部３１の端部及び内周面に接触しても、それらを損傷することがない。
【００６２】
そして、前記の状態から、さらに挿入部材２を被挿入部材３に挿入すると、Ｏリング４が径小円柱部２２の外周面と径大円筒部３１の内周面との間の幅に規制されて弾性変形しつつ、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とを一致させるとともに、挿入する際のガイドの役割を果たす。したがって、挿入部材２を被挿入部材３に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材２及び被挿入部材３の損傷を防止することができる。
【００６３】
さらに、最終的に挿入部材が被挿入部材３に組み付けられた状態において、収容領域Ｆが形成される。当該収容領域Ｆには各バックアップリング５，６がＯリング４を挟んで位置するため、収容領域Ｆに交番圧力が加わった場合でも、Ｏリング４を好適に保護するとともに、封止性能を高めることができる。
【００６４】
段差部２３の外面に対する第１バックアップリング５の対向面は、段差部２３の外面に対応するように形成される。したがって、被挿入部材６側が高圧になった場合に、第１バックアプリング５が段差部２３に密着する。同様に、段差部３３の内面に対する第２バックアップリング６の対向面は段差部３３の内面に対応するように形成されるので、挿入部材５側が高圧になった場合に、第２バックアプリング６が段差部３３に密着する。したがって、交番圧力が加わった場合にも、挿入部材２と被挿入部材６との隙間Ｙ１，Ｙ２へのＯリング４の食い込みを防止することができる。つまり、Ｏリング４の損傷が防止されるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
【００６５】
また、例えば、被挿入部材３側が高圧となった場合に、第１バックアップリング５がテーパ面２３ａに沿って変形し、さらに、テーパ面２３ａを径方向内向きに押圧するとともに、径大円筒部３１の内周面を径方向外向きに押圧する。したがって、第１バックアップリング５が、当該第１バックアップリング５と挿入部材２の外周面との隙間、及び、第１バックアップリング５と被挿入部材３の内周面との隙間を封止することとなる。これによって、Ｏリング４が前記隙間に食い込んで損傷することを防止することができるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
なお、挿入部材２側が高圧となった場合における、第２バックアップリングの作用についても前記と同様のことがいえる
【００６６】
また、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端面と、内壁面２３ｂとが所定距離を有するように形成されているため、被挿入部材３側（高圧側）から圧力がかかった場合に、第１バックアップリング５は挿入部材２側（低圧側）に、その圧力に応じて移動することとなる。そして、第１バックアップリング５の前記移動はテーパ面２３ａの形状により規制され、第１バックアップリング５がテーパ面２３ａ及び径大円筒部３１の内周面と密着することにより、封止性能をさらに高めることができる。なお、第２バックアップリング６についても同様のことがいえる。
【００６７】
また、挿入部材２を第１バックアップリング５の孔に貫通させて装着する際には、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面に沿って移動させ、テーパ面２３ａに向けて第１バックアップリング５をそのまま差し込んで装着できる。これは、Ｏリング４の装着についても同様である。また、第２バックアップリング６を挿入部材３に装着する際には、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面に沿って移動させ、テーパ面３３ａに向けて第２バックップリング６をそのまま差し込んで装着できる。
【００６８】
したがって、本実施形態に係る封止構造体１によれば、Ｏリング４及びバックアップリング５，６を容易に装着することができる。また、組み付けのために、バックアップリング５，６として有端のバックアップリングを使用する必要はなく、無端のバックアップリングを使用することができる。
仮に、有端のバックアップリングを用いて高圧ガスの封止を行う場合には、その切断部からのガス漏れを防ぐとともに、Ｏリング４の損傷を防ぐため、硬質材の有端バックアップリングと軟質材の有端バックアップリングとを使用した二重のバックアップリングとする必要が生じる。この場合には、封止構造体が複雑化するとともにコストがかかってしまう。
一方、本実施形態に係る封止構造体１によれば、前記のように無端のバックアップリング５，６を使用できるため、二重のバックアップリングとする必要がない。したがって、簡単な構成で高い封止性能を発揮することができるとともに、封止構造体の製造コストを削減することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る封止構造体１では、Ｏリング４の充填率αが所定値（例えば、６０％）以上となるように構成されている。したがって、ガス透過係数が比較的高いＯリングを使用した場合でも、Ｏリング４と第１バックアップリング５との間、又は、Ｏリング４と第２バックアップリング６との間に透過ガスが滞留することを防止することができる。つまり、前記透過ガスの圧力によりＯリング４が低圧側に移動されてはみ出し、損傷してしまうことを防止することができる。
また、圧力変化に伴うＯリング４の変形量を緩和させ、封止に必要となるＯリング４の弾性力を十分に保つことができるとともに、Ｏリング４の寿命を長くすることができる。
さらに、Ｏリング４の充填率αを所定値以上とすることにより、Ｏリング４の材質の適用範囲を広げることができる。
【００７０】
また、前記したようにＯリング４の充填率αが所定値以上であるから、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた状態において、Ｏリング４は元の形（図１参照）に戻ろうとする力を十分に有している。したがって、バックアップリング５，６として、クッションの役割をする軟質のバックアップリングを用いる必要がなく、比較的に硬質のバックアップリングを用いることができる。
そして、当該硬質のバックアップリング５，６は、収容領域Ｆにかかる圧力に伴ってそれぞれテーパ面２３ａ，３３ａを摺動しつつ密着するため（図５（ｂ）参照）、流体が隙間Ｙ１，Ｙ２（図５（ａ）参照）から漏れることを確実に防止することができる。
【００７１】
≪変形例≫
以上、本発明に係る封止構造体について、前記実施形態により説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
例えば、図６（ａ）に示すように、第１バックアップリング５Ａの挿入部材２Ａ側の端面と外壁面２３ｂ（図２参照）との間、及び、第２バックアップリング６Ａの被挿入部材３Ａ側の端面と内壁面３３ｂ（図２参照）との間に隙間を設けない構成としてもよい。
また、図６（ｂ）に示すように、第１バックアップリング５Ｂ及び第２バックアップリング６Ｂの断面を直角三角形とし、各直角三角形の斜辺が挿入部材２に形成されたテーパ面と、被挿入部材３に形成されたテーパ面に、それぞれ当接する構成としてもよい。
【００７２】
また、図６（ｃ）に示すように、挿入部材２及び被挿入部材３にそれぞれテーパ面を設けず、段差側面２３Ｃ，３３Ｃを、それぞれ中心軸Ｘと垂直な平面に平行となるように構成し、第１バックアップリング５Ｃ及び第２バックアップリング６Ｃの断面を長方形として、それぞれ段差側面２３Ｃ，３３Ｃに当接する構成としてもよい。
図６（ａ）〜（ｃ）の場合でも、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止することができる。また、Ｏリングを挟んで２つのバックアプリングが存在するため、交番圧力がかかっても適切に封止するとともに、Ｏリングの損傷を防止することが可能である。
【００７３】
また、図６（ｄ）に示すように、挿入部材２及び被挿入部材３にそれぞれテーパ面を設けず、段差側面２３Ｄ，３３Ｄを、それぞれ中心軸Ｘと垂直な平面に平行となるように構成し、Ｏリング４Ｄのみを装着する構成としてもよい。図６（ｄ）の場合でも、挿入部材２を被挿入部材３に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材２及び被挿入部材３の損傷を防止することができる。
なお、図５（ａ）、図６（ａ）〜（ｄ）のうち、封止構造体としてどの構成を採用するかは、収容領域Ｆにかかる圧力の大きさなどを考慮して適宜選択すればよい。
【００７４】
また、前記した各封止構造体は、挿入部材と被挿入部材との間の環状の隙間を封止し、流体（液体又は気体）が漏れることを防ぐことを目的として、様々な機器に適用することが可能である。また、前記した各封止構造体は、挿入部材側からの圧力と被挿入部材側からの圧力との大小関係が時間的に変化する（つまり、交番圧力）が加わる場合に適用可能であるほか、挿入部材側と被挿入部材側のいずれか一方が常に高圧となる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７５】
１ 封止構造体
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 挿入部材
２１ 径大円柱部（第１径大円柱部）
２２ 径小円柱部（第１径小円柱部）
２３ 段差部（第１段差部）
２３ａ テーパ面（第１テーパ面）
２３ｂ 壁面（第１壁面）
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 被挿入部材
３ａ タンク室体（充填室体）
３１ 径大円筒部（第２径大円筒部）
３２ 径小円筒部（第２径小円筒部）
３３ 段差部（第２段差部）
３３ａ テーパ面（第２テーパ面）
３３ｂ 壁面（第２壁面）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ Ｏリング
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 第１バックアップリング
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 第２バックアップリング
Ｘ 中心軸
Ｆ 収容領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリングを用いて流体の漏れを防止する封止構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池車などに搭載され、内部に高圧の水素が充填される水素タンク（充填室体）から水素が漏れることを防止したり、油圧機器の往復運動部分から油が漏れることを防止したりするために、種々の封止構造体が開発されてきた。
例えば、水素タンクは外形が円柱状であり、当該水素タンクの一端には円筒状の口金部（被挿入部材）が形成され、当該口金部にバルブボディ（挿入部材）が挿入される。なお、口金部の内周面には雌ネジ部が形成され、バルブボディの外周面には雄ネジ部が形成されており、口金部とバルブボディとが螺合により組み付けられる。そして、口金部とバルブボディとの間には環状の収容領域が設けられ、当該収容領域に、水素の漏洩を防止するためのＯリングが装着される。また、口金部とバルブボディとの隙間にＯリングが食い込んで損傷することを防ぐために、前記収容領域内にバックアップリングが設けられること場合もある。
【０００３】
特許文献１には、軸（挿入部材）又は軸孔（被挿入部材）のいずれか一方に環状の取付溝を設け、高圧側から圧力が作用した際に前記取付溝の低圧側の内壁面とバックアップリングの低圧側の端部との間に隙間を有するように形成された密封装置について記載されている。特許文献１に記載の密封装置によれば、シールリング（Ｏリング）の損傷を防止することができ、密封性能を良好に維持することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、互いに同心的に組み付けられた軸（挿入部材）とハウジング（被挿入部材）のうちの一方の部材に設けられた環状の取付溝内にシールリング（Ｏリング）と該シールリングを挟む２つのバックアップリングとを備えた密封装置について記載されている。そして、前記２つのバックアップリングの周面は、前記取付溝の両端部に設けられた溝テーパ部に対応するテーパ面で形成され、前記溝テーパ部に当接するように装着される。特許文献２に記載の密封装置によれば、バックアップリングにかかる軸方向押圧力を、径方向外向きに作用する力、及び、径方向内向きに作用する力に変換するにより、バックアップリングが軸とハウジングとの隙間を埋め、シールリングのはみ出しや損傷を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５４３６１７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、前記したように、挿入部材と被挿入部材のいずれか一方のみに環状の取付溝を設ける構成となっている。したがって、挿入部材を被挿入部材に挿入する際に、各部材同士が接触して損傷してしまう可能性があるという問題がある。
例えば、特許文献２に記載の密封装置（封止構造体）では、図７（ａ）に示すように、軸（挿入部材）８に環状の取付溝１３が設けられ、当該取付溝１３にＯリング１０と２つのバックアップリング１１，１２が装着され、ハウジング（被挿入部材）９に挿入されることにより組み付けられる構成となっている。
【０００７】
一般的に、軸８とハウジング９との組み付けや製造時の誤差を考慮して、軸断面において、軸８の外径はハウジング９の内径よりもわずかに小さくなっている。しかしながら、軸８を挿入する際に、軸８の中心軸とハウジング９の中心軸とを完全に一致させ、ハウジング９に軸８が全く接触しないようにすることは容易ではない。
つまり、図７（ｂ）に示すように、前記密封装置の軸８をハウジング９に取り付ける際、軸８の外周面とハウジング９の内周面とが接触する可能性が高くなる。図７（ｂ）に示すように、軸８をハウジング９に挿入する際には、ハウジング９の内周面Ｓの部分と、軸８の外周面とが接触することにより、軸８の外周面及びハウジング９の内周面Ｓが損傷してしまう可能性が高い。そうすると、Ｏリング１０が装着される収容領域Ｆ１のうちハウジング９の内周面に相当する部分も損傷されることになる。したがって、Ｏリング１０による封止が十分に行われないため、流体の漏れが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止する封止構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、外形が円柱状の挿入部材と、内部に流体が充填される充填室体と一体に形成され、前記挿入部材が挿入される円筒状の被挿入部材と、前記挿入部材と前記被挿入部材との間に設けられ、流体をシールするＯリングと、を備え、前記挿入部材は、第１径大円柱部と、前記第１径大円柱部と一体に形成され、前記第１径大円柱部よりも外径が小さい第１径小円柱部と、前記第１径大円柱部と前記第１径小円柱部との段差により形成される第１段差部と、を有し、前記被挿入部材は、内径が前記１径大円柱部の外径に対応する第２径大円筒部と、前記第２径大円筒部と一体に形成され、内径が前記第１径小円柱部の外径に対応する第２径小円筒部と、前記第２径大円筒部と前記第２径小円筒部との段差により形成される第２段差部と、を有し、前記挿入部材の前記第１径小円柱部の端部と、前記被挿入部材の前記第２径大円筒部の端部とを対向させた状態から、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１径小円柱部の外周面と、前記第１段差部の外面と、前記第２径大円筒部の内周面と、前記第２段差部の内面と、により前記Ｏリングを収容する収容領域が形成されることを特徴とする封止構造体である。
【００１０】
このような構成によれば、挿入部材を被挿入部材に挿入する際に、まず、挿入部材の第１径小円柱部が、被挿入部材の第２径大円筒部の内周面で囲まれた領域に入る。ここで、第１径小円柱部の外径（後記で説明する外径Ｌ２２）よりも第２径大円筒部の内径（後記で説明する内径Ｌ３１）のほうが大きいため、挿入部材の第１径小円柱部を被挿入部材の第２径大円筒部の内周面に接触させることなく挿入することができる。つまり、第１径小円柱部の外周面と、第２径大円筒部の内周面とが損傷しにくくなる。
【００１１】
そして、前記の状態から挿入部材を被挿入部材にさらに挿入すると、Ｏリングが、挿入部材の第１径小円柱部の外周面と、被挿入部材の第２径大円筒部の内周面との間の幅に規制されて弾性変形する。このとき、第１径小円柱部の外周面が径方向外向きにＯリングを押圧する力の大きさは、Ｏリングと第１径小円柱部との環状の接触面において均一となる。同様に、第２径大円筒部の内周面が径方向内向きにＯリングを押圧する力の大きさは、Ｏリングと第２径大円筒部との環状の接触面において均一となる。したがって、Ｏリングが挿入部材を被挿入部材に挿入する際のガイドの役割を果たすため、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材の外周面及び被挿入部材の内周面の損傷を防止することができる。
【００１２】
さらに、挿入部材が被挿入部材に組み付けられた状態で、第１径小円柱部の外周面と、第１段差部の外面と、第２径大円筒部の内周面と、第２段差部の内面と、により収容領域が形成され、当該収容領域にはＯリングが装着された状態となる。ここで、前記したように、挿入部材の外周面及び被挿入部材の内周面の損傷が防止されるため、収容領域において、Ｏリングが挿入部材の外周面を径方向内向きに好適に押圧するとともに、被挿入部材の内周面を径方向外向きに好適に押圧することとなる。したがって、Ｏリングにより挿入部材と前記被挿入部材との間がシールされ、充填室からの圧力変動に対して流体の漏れを封止することができる。
【００１３】
また、前記封止構造体において、前記収容領域内で前記挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第１バックアプリングと、前記収容領域内で前記被挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第２バックアップリングと、を備え、前記第１段差部の外面に対する前記第１バックアップリングの対向面は、前記第１段差部の外面に対応するように形成され、前記第２段差部の内面に対する前記第２バックアップリングの対向面は、前記第２段差部の内面に対応するように形成されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、第１段差部の外面に対する第１バックアップリングの対向面は第１段差部の外面に対応するように形成されるので、被挿入部材側が高圧になった場合に、第１バックアプリングが第１段差部に密着する。また、第２段差部の内面に対する第２バックアップリングの対向面は第２段差部の内面に対応するように形成されるので、挿入部材側が高圧になった場合に、第２バックアプリングが第２段差部に密着する。したがって、交番圧力が加わった場合にも、各バックアップリングが前記交番圧力に対応して変形することにより、挿入部材と被挿入部材との隙間へのＯリングの食い込みを防止することができる。つまり、Ｏリングの損傷が防止されるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
【００１５】
また、前記封止構造体において、前記第１段差部の外面は、前記被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第１テーパ面を有し、前記第２段差部の内面は、前記組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第２テーパ面を有することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、被挿入部材側が高圧となった場合に、第１バックアップリングが第１テーパ面に沿って変形し、さらに、第１テーパ面を径方向内向きに押圧するとともに、第２径大円筒部の内周面を径方向外向きに押圧する。したがって、第１バックアップリングが、当該第１バックアップリングと挿入部材の外周面との隙間、及び、第１バックアップリングと被挿入部材の内周面との隙間を封止することとなる。これによって、Ｏリングが前記隙間に食い込んで損傷することを防止することができるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。また、挿入部材側が高圧となった場合における、第２バックアップリングの作用についても前記と同様のことがいえる。
【００１７】
また、前記封止構造体において、前記第１段差部は、前記第１テーパ面から径方向外向きに延在する第１外壁面を有し、前記第２段差部は、前記第２テーパ面から径方向内向きに延在する第２内壁面を有し、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１バックアップリングと前記第１外壁面との間、及び、前記第２バックアップリングと前記第２内壁面との間に隙間が設けられることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、第１バックアップリングと第１外壁面との間に隙間が形成さるため、被挿入部材側が高圧となった場合に、第１バックアップリングは挿入部材側に、前記圧力に応じた所定量だけ移動することとなる。そして、第１バックアップリングの前記移動は、第１テーパ面の形状（被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した形状）により規制される。そして、第１バックアップリングが第２径大円筒部の内周面及び第１テーパ面と密着することにより、Ｏリングの損傷を防止し、封止性能をさらに高めることができる。また、第２バックアップリングについても前記と同様のことがいえる。
【００１９】
また、前記封止構造体において、軸を含む平面で切断した場合の前記Ｏリングの断面積、前記第１バックアップリングの断面積、及び前記第２バックアップリングの断面積と、前記第１径小円柱部の外径と、前記第２径大円筒部の内径と、前記収容領域の軸方向の長さとを、前記Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されていることが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、ガス透過係数が比較的高いＯリングを使用した場合でも、Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されているため、Ｏリングと第１バックアップリングとの間、又は、Ｏリング第２バックアップリングとの間に透過ガスが滞留することを防止することができる。したがって、前記透過ガスの圧力によりＯリングが低圧側に移動してはみ出し、損傷してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止する封止構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る封止構造体の分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る封止構造体を分解した状態で、中心軸を含む平面により切断した場合の断面図である。
【図３】本実施形態に係る封止構造体について、中心軸を通る平面により切断した場合の端面図であり、挿入部材の径小円柱部が、被挿入部材の径大円筒部の内周面により囲まれる空間に入るときの状態を示している。
【図４】本実施形態に係る封止構造体について、中心軸を通る平面により切断した場合の端面図であり、（ａ）は、挿入部材に装着されたＯリングが被挿入部材の径大円筒部の端部に接触している状態を示し、（ｂ）は、挿入部材が被挿入部材に組み付けられた状態を示している。
【図５】（ａ）は、図４（ｂ）に示す領域Ｔの部分拡大図であり、（ｂ）は、挿入部材側から圧力が加わった場合の状態を示す、領域Ｔの部分拡大図である。
【図６】本発明の変形例を示す、領域Ｔに相当する箇所の部分拡大図であり、（ａ）は、バックアップリングの断面を台形とし、挿入部材又は被挿入部材に密着する構成とした場合であり、（ｂ）は、バックアップリングの断面を三角形とした場合を示し、（ｃ）は、バックアップリングの断面を長方形とした場合を示し、（ｄ）は、バックアップリングを装着せずにＯリングのみで封止する場合を示している。
【図７】従来の封止構造体を示す端面図であり、（ａ）は、挿入部材と被挿入部材とが組み付けられた状態を示し、（ｂ）は、挿入部材が被挿入部材に組み付けられる際の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、図１〜図３では、各部材について詳細に説明するため、挿入部材２及び被挿入部材３に対するＯリング４、バックアップリング５，６の寸法が、実際に使用されるものよりも大きめに記載している。
【００２４】
≪封止構造体の構成≫
図１は、本実施形態に係る封止構造体の分解斜視図であり、図２は、中心軸を含む平面により切断した場合の断面図である。図１に示すように、封止構造体１は、挿入部材２と、被挿入部材３と、Ｏリング４と、第１バックアップリング５と、第２バックアップリング６と、を備えている。
封止構造体１は、例えば、水素と酸素とを電極反応させることにより発電する燃料電池（図示せず）に対して、水素を供給する水素タンク（タンク室体３ａ：図１参照））の口金部（被挿入部材３）、及び、当該口金部に螺合されるバルブボディ（挿入部材２）として、これらを組み合わせた際の隙間を封止するために設けられるが、これに限らない。
なお、以下の記載では、挿入部材２が被挿入部材３に同心的に組み付けられた状態における中心軸を、「中心軸Ｘ」と称する。
【００２５】
＜挿入部材＞
図１に示すように、挿入部材２は、径大円柱部２１と、径小円柱部２２と、段差部２３と、を有している。
径大円柱部２１（第１径大円柱部）は外形が円柱形状を呈し、外径Ｌ２１（図２参照）となっている。そして、径大円柱部２１の端部（組み付けの際に、被挿入部材２と対向する端部とは逆側の端部）には、挿入部材２を被挿入部材３と螺合させるための雄ネジ部２４が設けられている。
また、径小円柱部２２（第１径小円柱部）は外形が円柱形状を呈し、径大円柱部２１と一体に形成され、外径Ｌ２２（図２参照）となっている。ここで、径大円柱部２１の外径Ｌ２１は、径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりも大きくなるように設計されている。
【００２６】
段差部２３（第１段差部）は、径大円柱部２１と径小円柱部２２との間で、これらの段差により形成されている。段差部２３の外面は、テーパ面２３ａと、外壁面２３ｂと、を有している。
テーパ面２３ａ（第１テーパ面）は、被挿入部材３への組み付け方向に向けて（図１では左向きである挿入方向に）次第に径小となるように傾斜している。また、外壁面２３ｂ（第１外壁面）は、テーパ面２３から径方向外向きに延在した円環状の面となっている。
【００２７】
ちなみに図１、図２では、簡単のため、挿入部材２は、外部と連通する孔などを有しないものとして記載しているが、これに限らない。
例えば、挿入部材２が、燃料電池（図示せず）に水素を供給する水素タンク（タンク室体３ａ）の口金部（被挿入部材３）を塞ぐバルブボディとして機能する場合には、次のような構成が追加されることとなる。すなわちこのような場合、挿入部材２には、ソレノイドを用いた電磁弁（図示せず）や、外部から水素タンクに水素を充填する、又は、水素タンクから燃料電池に水素を供給するための水素流路（図示せず）が設けられる。
【００２８】
＜被挿入部材＞
図１に示すように、被挿入部材３は内部に流体が充填されるタンク室体３ａ（充填室体）と一体に形成されており、径大円筒部３１と、径小円筒部３２と、段差部３３と、を有している。ちなみに、タンク室体３ａ内の圧力は、流体の充填時には高圧となり、流体の放出時には低圧となる。したがって、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付けた際に形成される収容領域Ｆにおいては、流体の充填時にはタンク室体３ａと一体に形成されている被挿入部材３側が相対的に高圧となり、流体の放出時には挿入部材２側が相対的に高圧となるため、いわゆる交番圧力がかかることとなる。なお、収容領域Ｆについては後記する。
【００２９】
径大円筒部３１（第１径大円筒部）は円筒形状を呈し、内径Ｌ３１（図２参照）となっている。ここで、内径Ｌ３１は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１に対応する（Ｌ３１≒Ｌ２１）ように設計されている。ちなみに、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付ける際の容易さや製造時の誤差などを考慮して、径大円筒部３１の内径Ｌ３１は径大円柱部２１の外径Ｌ２１よりも僅かに大きくなっている。そして、径大円筒部３１の端部（組み付けの際に、挿入部材２と対向する側の端部）には、被挿入部材３を挿入部材２と螺合させるための雌ネジ部３４が設けられている。
【００３０】
また、径小円筒部３２（第１径小円筒部）は円筒形状を呈し、径大円筒部３１と一体に形成され、内径Ｌ３２（図２参照）となっている。ここで、内径Ｌ３２は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２に対応する（Ｌ３２≒Ｌ２２）ように設計されている。ちなみに、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付ける際の容易さや製造時の誤差などを考慮して、径小円筒部３２の内径Ｌ３２は径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりも僅かに大きくなっている。
したがって、径大円柱部２１の外周面と径大円筒部３１の内周面との間、及び、径小円柱部２２の外周面と径小円筒部３２の内周面との間には、わずかな環状の隙間（図５（ａ）の隙間Ｙ１，Ｙ２参照）が生じることとなる。
【００３１】
段差部３３（第２段差部）は、径大円筒部３１と径小円筒部３２との間でこれらの段差により形成されている。段差部３３の内面は、テーパ面３３ａと、内壁面３３ｂと、を有している。
テーパ面３３ａ（第２テーパ面）は、挿入部材２が組み付けられる方向に向けて（図１では左向きに）次第に径小となるように傾斜している。また、内壁面３３ｂ（第２内壁面）は、テーパ面３３ａから径方向内向きに延在した円環状の面となっている。
【００３２】
＜Ｏリング＞
図１に示すように、Ｏリング４は、外部から押圧されていない状態においては中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の断面が円形のリング状であり、ゴム状の弾性材料からなる。
Ｏリング４の外径Ｌ４２（図２参照）は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１よりもわずかに大きくなるように設計されている（図２参照）。また、Ｏリング４の内径Ｌ４１は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２よりもわずかに小さくなるように設計されている（図２参照）。
すなわち、径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、径小円柱部２２の外径Ｌ２２との差（Ｌ２１−Ｌ２２）は、Ｏリング４の断面円の直径（Ｌ４２−Ｌ４１）よりも小さくなっている。これにより、Ｏリング４は、挿入部材２と被挿入部材３とが組み付けられた状態において、径小円柱部２２の外周面を径方向内向きに押圧するとともに、径大円筒部３３の内周面を径方向外向きに押圧するので、挿入部材２と被挿入部材３との隙間を良好にシールすることができる。
【００３３】
＜第１バックアップリング＞
図２に示すように、第１バックアップリング５は無端リングであり、側断面（中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の断面）が台形となっている。また、第１バックアップリング５は、その内側（中心軸Ｘに向かう側）に斜面５１を有している。
【００３４】
第１バックアップリング５は、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム、軽金属などの材料で形成される。このように、第１バックアップリング５は、比較的硬質の材料で形成される。なお、バックアップリングを硬質バックアップリングと軟質バックアップリングの二重構造とする必要はない。なぜなら後記するように、組み付け時において、バックアップリング５の孔に挿入部材２を貫通させることによりバックアップリング５を変形させることなく挿入部材２に装着することができるからである。
【００３５】
仮に、バックアップリングが硬質の有端バックアップリングであった場合には、当該有端バックアップリングの切れ目にＯリング４が食い込んで損傷してしまうことを防止するために、Ｏリング４側に軟質のバックアップリングを装着する必要が生じる。本実施形態では、前記のようにバックアップリング６として無端バックアップリングを使用することができるので、構造が簡単であるとともに、コストを削減することが可能となる。
なお、バックアップリング６についても前記と同様のことがいえる。
【００３６】
第１バックアプリング５の外径Ｌ５２は、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１と略同一であって、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１と略同一である（図２参照）。また、第１バックアップリング５の環状の斜面５１のうち、中心軸Ｘに最も近い部分である円の直径Ｌ５１は、挿入部材２の径小円柱部２２の外径Ｌ２２と略同一である。
【００３７】
また、第１バックアップリング５の、挿入側（図２では右側）から見た場合の面（環状の平面）の径方向の長さＬ５３（図２参照）は、挿入部材１の外壁面２３ｂの径方向の長さＬ２３よりも大きくなるように設計されている。
これによって、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた場合に、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部が、挿入部材２の外壁面２３ｂに当接する前にテーパ面２３ａに当接することとなるため、挿入部材２の外壁面２３ｂとの間に隙間が形成されることとなる（図５（ａ）の距離Ｌ７２参照）。
【００３８】
また、挿入部材２の段差部２３の外面に対する第１バックアップリング５の対向面は、段差部２３の前記外面に対応するように形成されている。
すなわち、第１バックアップリング５を挿入側（図２では右側）から見た場合の面（環状の平面）と、斜面５１（図２参照）とがなす角度θ５（図５（ａ）参照）と、挿入部材２の径小円柱部２２からテーパ面２３ａが開いている角度θ２との和が９０°となるように設計されている（θ２＋θ５＝９０°）。
これにより、挿入部材２と被挿入部材３とが組み付けられた状態において、充填室体３ａが高圧となった場合に、バックアップリング５がＯリング４を軸方向に押圧され、Ｏリング４が挿入部材２の外周面側、又は、被挿入部材３の内周面側に偏って変形することを防止することができる。
なお、被挿入部材３の段差部３３の外面と、第２バックアップリング６との対向面との関係についても前記と同様のことがいえる。
【００３９】
＜第２バックアップリング＞
図２に示すように、第２バックアップリング６は無端リングであり、側断面が台形のとなっている。また、第２バックアップリング６は、その外側（中心軸Ｘから遠い側）に斜面６１を有している。なお、第２バックアップリング６は、前記した第１バックアップリング５の場合と同様に、比較的硬質のポリアミド樹脂などで形成される。
【００４０】
第２バックアップリング６の環状の斜面６１（図２参照）のうち、中心軸Ｘから最も遠い部分である円の直径Ｌ６２は、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１と略同一である。また、第２バックアップリング６の内径Ｌ６１は、被挿入部材３の径小円筒部３２の内径Ｌ３２と略同一あって、挿入部材２の径小円柱部２１の外径Ｌ２１と略同一であるである。
【００４１】
また、第２バックアップリング６の、被挿入側（図２では左側）から見た場合の面（環状の平面）の径方向の長さＬ６３（図２参照）は、被挿入部材３の内壁面３３ｂの径方向の長さＬ３３よりも大きくなるように設計されている。
これによって、被挿入部材３が挿入部材２に組み付けられた場合に、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部が、被挿入部材２の外壁面３３ｂに当接する前にテーパ面３３ａに当接することとなるため、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の外壁面３３ｂとの間に隙間が形成されることとなる（図５（ａ）の距離Ｌ７１参照）。
【００４２】
また、被挿入部材３の段差部３３の内面に対する第２バックアップリング６の対向面は、段差部３３の前記内面に対応するように形成されている。
すなわち、第２バックアップリング６を被挿入側（図２では左側）から見た面（環状の平面）と、斜面６１（図２参照）とがなす角度θ６（図５（ａ）参照）と、被挿入部材２の径大円筒部３１からテーパ面３３ａが狭くなっている角度θ３との和が９０°となるように設計されている（θ３＋θ６＝９０°）。
【００４３】
ちなみに、前記の条件が満たされる限り、図５（ａ）に示す角度θ５と角度θ６の大きさは同じであってもよいし、互いに異なる値をとってもよい。例えば、角度θ５＝４５°（この場合、θ２＝９０°−θ５＝４５°）とし、角度θ６＝６０°（この場合、θ３＝９０°−θ６＝３０°）としてもよい。
【００４４】
≪挿入部材と被挿入部材との組付け手順≫
（１．Ｏリング及び各バックアップリングの装着）
挿入部材２を被挿入部材３に挿入する前に、まず、図３に示すように、第１バックアップリング５の孔に挿入部材２を貫通させて挿入する。そして、第１バックアップリング５の斜面５１（図２参照）を挿入部材２のテーパ面２３ａ（図２参照）に当接させる。このとき、前記したように、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部と、挿入部材２の壁面２３ｂとは隙間を有している（図５（ａ）の距離Ｌ７２参照）。
【００４５】
また、前記したように、図５（ａ）に示す角度θ２と角度θ５との和は９０°となっている。したがって、第１バックアップリング５の斜面５１を、挿入部材２のテーパ面２３ａに当接させた状態において、挿入部材２側から見たバックアップリング５の上面、底面、及び挿入部材２の外壁面２３ｂは平行となる。
【００４６】
次に、Ｏリング４の孔に挿入部材３を貫通させて挿入する。前記したように、Ｏリング４の内径Ｌ４１は、挿入部材２の径小円柱部２２の内径Ｌ２２よりもわずかに小さくなっている（図２参照）。したがって、Ｏリング４に挿入部材２が挿入されると（図３参照）、Ｏリング４が径小円柱部２２の外周面を径方向内向きに押圧することによりＯリング４自身を挿入部材２に装着することができるとともに、第１バックアップリング５が挿入部材２から外れることを防止することができる。
【００４７】
ちなみに、前記では、第１バックアップリング５の斜面５１を挿入部材２のテーパ面２３ａに当接させることとしたが、これに限らない。なぜなら、第１バックアップリング５の斜面５１と挿入部材２のテーパ面２３ａとが離れた状態であっても、挿入部材２を被挿入部材３に挿入する過程で第１バックアップリング５がＯリング４に押されて、斜面５１とテーパ面２３ａとが当接することになるからである。
【００４８】
一方、被挿入部材３には、図３に示すように、第２バックアップリング６を被挿入部材３に取り付ける。すなわち、第２バックアップリングの斜面６１（図２参照）が被挿入部材３のテーパ面３３ａ（図２参照）に当接するように、第２バックアップリング６を移動させる。このとき、前記したように、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の壁面３３ｂとは隙間を有している（図５（ａ）の距離Ｌ７１参照）。
【００４９】
また、前記したように、図５（ａ）に示す角度θ３と角度θ６との和は９０°となっている。したがって、第２バックアップリング６の斜面６１を、被挿入部材４のテーパ面３３ａに当接させた状態において、被挿入部材２側から見た第２バックアップリング６の上面、底面、及び被挿入部材３の内壁面３３ｂは平行となっている。
【００５０】
（２．挿入部材と被挿入部材との組み付け）
前記したように、挿入部材２の径小円柱部２２（図２参照）の外径Ｌ２２は、被挿入部材３の径大円筒部３１（図２参照）の内径Ｌ３１よりも小さくなるように設計されている。したがって、図３に示すように、挿入部材２の径小円柱部２２が、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間に入るときには、挿入部材２と被挿入部材３との間には、径方向において距離（Ｌ３１−Ｌ２２）の余裕ができる。
つまり、図３の状態で、挿入部材２と被挿入部材３の位置関係が多少ずれて、各部剤の中心軸が一致しなくとも、挿入部材２と被挿入部材３とが接触する虞は極めて小さい。つまり、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面と、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面とが損傷しにくくなる。
【００５１】
そして、図３の状態からさらに挿入部材２を被挿入部材３に対して挿入していくと、図４（ａ）に示す状態となる。前記したように、Ｏリング４の外径Ｌ４２は、被挿入部材３の径大円筒部３１の内径Ｌ３１よりもわずかに大きくなるように設計されている（図２参照）。したがって、図４（ａ）に示すように、挿入部材２に装着されたＯリング４と、被挿入部材３の径大円筒部３１の端部とが接触することとなる。
【００５２】
また、前記したように、径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、径小円柱部２２の外径Ｌ２２との差（Ｌ２１−Ｌ２２）は、Ｏリング４の断面円の直径（Ｌ４２−Ｌ４１）よりも小さくなっている（図２参照）。
したがって、図４（ａ）の状態から、挿入部材２を被挿入部材３に挿入していくと、Ｏリング４は、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面と、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面との間隔に規制されて押圧され、弾性変形する。このとき、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面が、径方向外向きにＯリング４を押圧する力の大きさは、Ｏリング４と径小円柱部２２との接触面（環状の接触面）において均一となる。同様に、被挿入部材３の径大円筒部３１が径方向内向きにＯリング４を押圧する力の大きさは、Ｏリング４と径大円筒部３１との接触面（環状の接触面）において均一となる。
したがって、図４（ａ）に示す状態から、挿入部材２をさらに被挿入部材３に挿入していく際に、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とがずれにくくなるとともに、Ｏリング４がガイドの役割を果たすこととなる。
【００５３】
ちなみに、図３に示すように、径小円柱部２１の軸方向の長さＬ２４と、段差部２３の軸方向の長さＬ２５との和（Ｌ２４＋Ｌ２５）は、径大円筒部３１の軸方向の長さＬ３４と、段差部３３の軸方向の長さＬ３５との和（Ｌ３４＋Ｌ３５）よりも小さいほうが好ましい。
この場合、挿入部材２の径小円柱部２２の端部が、被挿入部材３の径小円筒部３２の挿入側の端部に到達する前に、径大円柱部２１（図２参照）の被挿入部材３側の端部が、径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間内に入る。
【００５４】
ここで、前記したように、挿入部材２の径大円柱部２１の外径Ｌ２１と、被挿入部材３の径大円筒部の内径Ｌ３１とは略同一である。そうすると、挿入部材２の径小円柱部２２と、被挿入部材３の径大円筒部３１との間をＯリング４がガイドしつつ、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられていく。そして、前記のように、径大円柱部２１（図２参照）の被挿入部材３側の端部が、径大円筒部３１の内周面によって囲まれる空間内に入った時点で、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とが略一致することとなる。
このように、中心軸が略一致されてセンタリングされつつ、さらに、挿入部材２を被挿入部材３に挿入していくと、挿入部材２の径小円柱部２２の端部が、被挿入部材３の径小円筒部３２に囲まれる空間に入る。このとき、前記のように挿入部材２と被挿入部材３とがセンタリングされているため、径小円柱部２２の外周面が、径小円筒部３２の内周面を損傷することなくスムーズに組み付けを行うことができる。
【００５５】
そして、挿入部材２の径大円柱部２１に設けられた雄ネジ部２４と、被挿入部材３の径大円筒部３１に設けられた雌ネジ部３４とを螺合することにより組み付けると、図４（ｂ）に示す状態となる。
図４（ｂ）に示すように、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた状態において、径小円柱部２２の外周面と、段差部２３の外面と、径大円筒部３１の内周面と、段差部３３の内面と、によりＯリング４を収容する収容領域Ｆが形成される。そして、当該収容領域Ｆ内において、第１バックアップリング５と第２バックアップリング６との間にＯリング４が装着されることとなる。
【００５６】
≪Ｏリングの充填率≫
図５（ａ）は、図４（ｂ）に示す領域Ｔの部分拡大図である。
Ｏリング４の充填率α[％]は、以下の式（１）で求められる。なお、式（１）において、Ｓ１（図５（ａ）参照）は、挿入部材２と被挿入部材３とを組み付けた状態で、中心軸Ｘを含む平面で切断した場合の収容領域Ｆの面積である。また、Ｓ５は第１バックアップリング５の断面である台形の面積であり、Ｓ６は第２バックアップリング６の断面である台形の面積である。また、Ｒは外部から押圧されていない状態において、Ｏリング４を中心軸Ｘで切断した場合の断面円の半径である。
α＝（πＲ２／（Ｓ１−Ｓ５−Ｓ６））×１００ ・・・式（１）
【００５７】
本実施形態に係る封止構造体１では、Ｏリング４の充填率αが所定値（例えば、６０％）以上となるように、中心軸Ｘを含む平面で切断した場合のＯリング４の断面積（πＲ２）、第１バックアップリング５の断面積Ｓ５、及び第２バックアップリング６の断面積Ｓ６と、第１径小円柱部２２の外径Ｌ２２と、第２径大円筒部３１の内径Ｌ３１と、収容領域Ｆの軸方向の長さＬ７３（図５（ａ）参照）とを設定する。
【００５８】
≪Ｏリング及び各バックアップリングの機能≫
図５（ａ）に示すように、径大円柱部２１の外周面と径大円筒部３１の内周面との間、及び、径小円柱部２２の外周面と径小円筒部３２の内周面との間には、わずかな環状の隙間Ｙ１，Ｙ２が存在する。
また、図５（ａ）に示すように、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端部と、挿入部材２の外壁面２３ｂとは所定距離Ｌ７２を有し、第２バックアップリング６の被挿入部材３側の端部と、被挿入部材３の内壁面３３ｂとは所定距離Ｌ７１を有する。
また、前記したように、図５（ａ）に示すθ２とθ５との和、及び、θ３とθ６との和は、それぞれ９０°となっている。
【００５９】
例えば、図５（ｂ）に示すように、充填室体３ａ内の圧力が相対的に低圧となって挿入部材２側から圧力Ｐが加わった場合には、Ｏリング４は高圧である挿入部材２側から、低圧である被挿入部材３側に移動し、第２バックアップリング６のＯリング４側の端面に当接する。さらに、第２バックアップリング６がＯリング４から押圧されると、第２バックアップリング６は被挿入部材３の方（低圧側）に、その圧力に応じて所定量だけ移動することとなる。第２バックアップリングの前記移動は、テーパ面３３ａの形状（挿入部材２が組み付けられる方向に向けて次第に径小となるように傾斜した形状）により規制される。
【００６０】
つまり、第２バックアップリング６の斜面６１（図２参照）がテーパ面３３ａから径方向内向きに押圧されるとともに、第２バックアップリング６の内面が径小円柱部２２の外周面から径方向外向きに押圧されることとなる。したがって、第２バックアップリング６が、径小円柱部２２の外周面、及び、テーパ面３３ａに密着することとなる。
なお、前記では、挿入部材２側から圧力Ｐが加わった場合について説明したが、充填室体３ａ内の圧力が相対的に高圧となって被挿入部材３側から圧力が加わった場合には、第２バックアップリング５が挿入部材２の方（低圧側）に、その圧力に応じて移動する。この場合の説明は前記と同様であるから省略する。
【００６１】
≪効果≫
このような本実施形態に係る封止構造体１によれば、次の効果が得られる。
すなわち、挿入部材２の径小円柱部２２の外径よりも被挿入部材３の径大円筒部３１の内径のほうが大きいため、挿入部材２を被挿入部材３に挿入する際に、挿入部材２の径小円柱部２２を被挿入部材３の径大円柱部３１に接触（損傷）させることなく、容易に挿入することができる。
また、前記の状態から、挿入部材２を被挿入部材３にさらに挿入すると、被挿入部材３の径大円柱部３１の端部が、挿入部材２に装着されているＯリング４に接触する。ここで、Ｏリング４は弾性部材で形成されているため、Ｏリング４が被挿入部材３の径大円筒部３１の端部及び内周面に接触しても、それらを損傷することがない。
【００６２】
そして、前記の状態から、さらに挿入部材２を被挿入部材３に挿入すると、Ｏリング４が径小円柱部２２の外周面と径大円筒部３１の内周面との間の幅に規制されて弾性変形しつつ、挿入部材２の中心軸と被挿入部材３の中心軸とを一致させるとともに、挿入する際のガイドの役割を果たす。したがって、挿入部材２を被挿入部材３に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材２及び被挿入部材３の損傷を防止することができる。
【００６３】
さらに、最終的に挿入部材が被挿入部材３に組み付けられた状態において、収容領域Ｆが形成される。当該収容領域Ｆには各バックアップリング５，６がＯリング４を挟んで位置するため、収容領域Ｆに交番圧力が加わった場合でも、Ｏリング４を好適に保護するとともに、封止性能を高めることができる。
【００６４】
段差部２３の外面に対する第１バックアップリング５の対向面は、段差部２３の外面に対応するように形成される。したがって、被挿入部材６側が高圧になった場合に、第１バックアプリング５が段差部２３に密着する。同様に、段差部３３の内面に対する第２バックアップリング６の対向面は段差部３３の内面に対応するように形成されるので、挿入部材５側が高圧になった場合に、第２バックアプリング６が段差部３３に密着する。したがって、交番圧力が加わった場合にも、挿入部材２と被挿入部材６との隙間Ｙ１，Ｙ２へのＯリング４の食い込みを防止することができる。つまり、Ｏリング４の損傷が防止されるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
【００６５】
また、例えば、被挿入部材３側が高圧となった場合に、第１バックアップリング５がテーパ面２３ａに沿って変形し、さらに、テーパ面２３ａを径方向内向きに押圧するとともに、径大円筒部３１の内周面を径方向外向きに押圧する。したがって、第１バックアップリング５が、当該第１バックアップリング５と挿入部材２の外周面との隙間、及び、第１バックアップリング５と被挿入部材３の内周面との隙間を封止することとなる。これによって、Ｏリング４が前記隙間に食い込んで損傷することを防止することができるため、流体の漏れをより好適に封止することができる。
なお、挿入部材２側が高圧となった場合における、第２バックアップリングの作用についても前記と同様のことがいえる
【００６６】
また、第１バックアップリング５の挿入部材２側の端面と、内壁面２３ｂとが所定距離を有するように形成されているため、被挿入部材３側（高圧側）から圧力がかかった場合に、第１バックアップリング５は挿入部材２側（低圧側）に、その圧力に応じて移動することとなる。そして、第１バックアップリング５の前記移動はテーパ面２３ａの形状により規制され、第１バックアップリング５がテーパ面２３ａ及び径大円筒部３１の内周面と密着することにより、封止性能をさらに高めることができる。なお、第２バックアップリング６についても同様のことがいえる。
【００６７】
また、挿入部材２を第１バックアップリング５の孔に貫通させて装着する際には、挿入部材２の径小円柱部２２の外周面に沿って移動させ、テーパ面２３ａに向けて第１バックアップリング５をそのまま差し込んで装着できる。これは、Ｏリング４の装着についても同様である。また、第２バックアップリング６を挿入部材３に装着する際には、被挿入部材３の径大円筒部３１の内周面に沿って移動させ、テーパ面３３ａに向けて第２バックップリング６をそのまま差し込んで装着できる。
【００６８】
したがって、本実施形態に係る封止構造体１によれば、Ｏリング４及びバックアップリング５，６を容易に装着することができる。また、組み付けのために、バックアップリング５，６として有端のバックアップリングを使用する必要はなく、無端のバックアップリングを使用することができる。
仮に、有端のバックアップリングを用いて高圧ガスの封止を行う場合には、その切断部からのガス漏れを防ぐとともに、Ｏリング４の損傷を防ぐため、硬質材の有端バックアップリングと軟質材の有端バックアップリングとを使用した二重のバックアップリングとする必要が生じる。この場合には、封止構造体が複雑化するとともにコストがかかってしまう。
一方、本実施形態に係る封止構造体１によれば、前記のように無端のバックアップリング５，６を使用できるため、二重のバックアップリングとする必要がない。したがって、簡単な構成で高い封止性能を発揮することができるとともに、封止構造体の製造コストを削減することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る封止構造体１では、Ｏリング４の充填率αが所定値（例えば、６０％）以上となるように構成されている。したがって、ガス透過係数が比較的高いＯリングを使用した場合でも、Ｏリング４と第１バックアップリング５との間、又は、Ｏリング４と第２バックアップリング６との間に透過ガスが滞留することを防止することができる。つまり、前記透過ガスの圧力によりＯリング４が低圧側に移動されてはみ出し、損傷してしまうことを防止することができる。
また、圧力変化に伴うＯリング４の変形量を緩和させ、封止に必要となるＯリング４の弾性力を十分に保つことができるとともに、Ｏリング４の寿命を長くすることができる。
さらに、Ｏリング４の充填率αを所定値以上とすることにより、Ｏリング４の材質の適用範囲を広げることができる。
【００７０】
また、前記したようにＯリング４の充填率αが所定値以上であるから、挿入部材２が被挿入部材３に組み付けられた状態において、Ｏリング４は元の形（図１参照）に戻ろうとする力を十分に有している。したがって、バックアップリング５，６として、クッションの役割をする軟質のバックアップリングを用いる必要がなく、比較的に硬質のバックアップリングを用いることができる。
そして、当該硬質のバックアップリング５，６は、収容領域Ｆにかかる圧力に伴ってそれぞれテーパ面２３ａ，３３ａを摺動しつつ密着するため（図５（ｂ）参照）、流体が隙間Ｙ１，Ｙ２（図５（ａ）参照）から漏れることを確実に防止することができる。
【００７１】
≪変形例≫
以上、本発明に係る封止構造体について、前記実施形態により説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
例えば、図６（ａ）に示すように、第１バックアップリング５Ａの挿入部材２Ａ側の端面と外壁面２３ｂ（図２参照）との間、及び、第２バックアップリング６Ａの被挿入部材３Ａ側の端面と内壁面３３ｂ（図２参照）との間に隙間を設けない構成としてもよい。
また、図６（ｂ）に示すように、第１バックアップリング５Ｂ及び第２バックアップリング６Ｂの断面を直角三角形とし、各直角三角形の斜辺が挿入部材２に形成されたテーパ面と、被挿入部材３に形成されたテーパ面に、それぞれ当接する構成としてもよい。
【００７２】
また、図６（ｃ）に示すように、挿入部材２及び被挿入部材３にそれぞれテーパ面を設けず、段差側面２３Ｃ，３３Ｃを、それぞれ中心軸Ｘと垂直な平面に平行となるように構成し、第１バックアップリング５Ｃ及び第２バックアップリング６Ｃの断面を長方形として、それぞれ段差側面２３Ｃ，３３Ｃに当接する構成としてもよい。
図６（ａ）〜（ｃ）の場合でも、挿入部材を被挿入部材に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材及び被挿入部材の損傷を防止することができる。また、Ｏリングを挟んで２つのバックアプリングが存在するため、交番圧力がかかっても適切に封止するとともに、Ｏリングの損傷を防止することが可能である。
【００７３】
また、図６（ｄ）に示すように、挿入部材２及び被挿入部材３にそれぞれテーパ面を設けず、段差側面２３Ｄ，３３Ｄを、それぞれ中心軸Ｘと垂直な平面に平行となるように構成し、Ｏリング４Ｄのみを装着する構成としてもよい。図６（ｄ）の場合でも、挿入部材２を被挿入部材３に容易に組み付けることができるとともに、挿入部材２及び被挿入部材３の損傷を防止することができる。
なお、図５（ａ）、図６（ａ）〜（ｄ）のうち、封止構造体としてどの構成を採用するかは、収容領域Ｆにかかる圧力の大きさなどを考慮して適宜選択すればよい。
【００７４】
また、前記した各封止構造体は、挿入部材と被挿入部材との間の環状の隙間を封止し、流体（液体又は気体）が漏れることを防ぐことを目的として、様々な機器に適用することが可能である。また、前記した各封止構造体は、挿入部材側からの圧力と被挿入部材側からの圧力との大小関係が時間的に変化する（つまり、交番圧力）が加わる場合に適用可能であるほか、挿入部材側と被挿入部材側のいずれか一方が常に高圧となる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７５】
１ 封止構造体
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 挿入部材
２１ 径大円柱部（第１径大円柱部）
２２ 径小円柱部（第１径小円柱部）
２３ 段差部（第１段差部）
２３ａ テーパ面（第１テーパ面）
２３ｂ 壁面（第１壁面）
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 被挿入部材
３ａ タンク室体（充填室体）
３１ 径大円筒部（第２径大円筒部）
３２ 径小円筒部（第２径小円筒部）
３３ 段差部（第２段差部）
３３ａ テーパ面（第２テーパ面）
３３ｂ 壁面（第２壁面）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ Ｏリング
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 第１バックアップリング
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 第２バックアップリング
Ｘ 中心軸
Ｆ 収容領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が円柱状の挿入部材と、
内部に流体が充填される充填室体と一体に形成され、前記挿入部材が挿入される円筒状の被挿入部材と、
前記挿入部材と前記被挿入部材との間に設けられ、流体をシールするＯリングと、を備え、
前記挿入部材は、第１径大円柱部と、前記第１径大円柱部と一体に形成され、前記第１径大円柱部よりも外径が小さい第１径小円柱部と、前記第１径大円柱部と前記第１径小円柱部との段差により形成される第１段差部と、を有し、
前記被挿入部材は、内径が前記１径大円柱部の外径に対応する第２径大円筒部と、前記第２径大円筒部と一体に形成され、内径が前記第１径小円柱部の外径に対応する第２径小円筒部と、前記第２径大円筒部と前記第２径小円筒部との段差により形成される第２段差部と、を有し、
前記挿入部材の前記第１径小円柱部の端部と、前記被挿入部材の前記第２径大円筒部の端部とを対向させた状態から、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、
前記第１径小円柱部の外周面と、前記第１段差部の外面と、前記第２径大円筒部の内周面と、前記第２段差部の内面と、により前記Ｏリングを収容する収容領域が形成されること
を特徴とする封止構造体。
【請求項２】
前記収容領域内で前記挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第１バックアプリングと、
前記収容領域内で前記被挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第２バックアップリングと、を備え、
前記第１段差部の外面に対する前記第１バックアップリングの対向面は、前記第１段差部の外面に対応するように形成され、
前記第２段差部の内面に対する前記第２バックアップリングの対向面は、前記第２段差部の内面に対応するように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の封止構造体。
【請求項３】
前記第１段差部の外面は、前記被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第１テーパ面を有し、
前記第２段差部の内面は、前記組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第２テーパ面を有すること
を特徴とする請求項２に記載の封止構造体。
【請求項４】
前記第１段差部は、前記第１テーパ面から径方向外向きに延在する第１外壁面を有し、
前記第２段差部は、前記第２テーパ面から径方向内向きに延在する第２内壁面を有し、
前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１バックアップリングと前記第１外壁面との間、及び、前記第２バックアップリングと前記第２内壁面との間に隙間が設けられること
を特徴とする請求項３に記載の封止構造体。
【請求項５】
軸を含む平面で切断した場合の前記Ｏリングの断面積、前記第１バックアップリングの断面積、及び前記第２バックアップリングの断面積と、前記第１径小円柱部の外径と、前記第２径大円筒部の内径と、前記収容領域の軸方向の長さとを、前記Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されていること
を特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の封止構造体。
【請求項１】
外形が円柱状の挿入部材と、
内部に流体が充填される充填室体と一体に形成され、前記挿入部材が挿入される円筒状の被挿入部材と、
前記挿入部材と前記被挿入部材との間に設けられ、流体をシールするＯリングと、を備え、
前記挿入部材は、第１径大円柱部と、前記第１径大円柱部と一体に形成され、前記第１径大円柱部よりも外径が小さい第１径小円柱部と、前記第１径大円柱部と前記第１径小円柱部との段差により形成される第１段差部と、を有し、
前記被挿入部材は、内径が前記１径大円柱部の外径に対応する第２径大円筒部と、前記第２径大円筒部と一体に形成され、内径が前記第１径小円柱部の外径に対応する第２径小円筒部と、前記第２径大円筒部と前記第２径小円筒部との段差により形成される第２段差部と、を有し、
前記挿入部材の前記第１径小円柱部の端部と、前記被挿入部材の前記第２径大円筒部の端部とを対向させた状態から、前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、
前記第１径小円柱部の外周面と、前記第１段差部の外面と、前記第２径大円筒部の内周面と、前記第２段差部の内面と、により前記Ｏリングを収容する収容領域が形成されること
を特徴とする封止構造体。
【請求項２】
前記収容領域内で前記挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第１バックアプリングと、
前記収容領域内で前記被挿入部材側に配置され、軸方向における前記Ｏリングの移動を規制する第２バックアップリングと、を備え、
前記第１段差部の外面に対する前記第１バックアップリングの対向面は、前記第１段差部の外面に対応するように形成され、
前記第２段差部の内面に対する前記第２バックアップリングの対向面は、前記第２段差部の内面に対応するように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の封止構造体。
【請求項３】
前記第１段差部の外面は、前記被挿入部材への組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第１テーパ面を有し、
前記第２段差部の内面は、前記組み付け方向に向けて次第に径小となるように傾斜した第２テーパ面を有すること
を特徴とする請求項２に記載の封止構造体。
【請求項４】
前記第１段差部は、前記第１テーパ面から径方向外向きに延在する第１外壁面を有し、
前記第２段差部は、前記第２テーパ面から径方向内向きに延在する第２内壁面を有し、
前記挿入部材を前記被挿入部材に挿入して同心的に組み付けた状態において、前記第１バックアップリングと前記第１外壁面との間、及び、前記第２バックアップリングと前記第２内壁面との間に隙間が設けられること
を特徴とする請求項３に記載の封止構造体。
【請求項５】
軸を含む平面で切断した場合の前記Ｏリングの断面積、前記第１バックアップリングの断面積、及び前記第２バックアップリングの断面積と、前記第１径小円柱部の外径と、前記第２径大円筒部の内径と、前記収容領域の軸方向の長さとを、前記Ｏリングの充填率が所定値以上となるように設定されていること
を特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の封止構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６４４７１（Ｐ２０１３−６４４７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４４６７（Ｐ２０１１−２０４４６７）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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