JP6115099B2

JP6115099B2 - Sealing device

Info

Publication number: JP6115099B2
Application number: JP2012256527A
Authority: JP
Inventors: 光 ▲但▼野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: JP2014105710A

Description

本発明は、高圧ガスの漏れを防止する密封装置に関するものである。 The present invention relates to a sealing device that prevents leakage of high-pressure gas.

エンジンのシリンダーヘッドに対してインジェクターが取り付けられる部位においては、シリンダーヘッドに形成された取付孔とインジェクターとの間の環状隙間から高圧の燃焼ガスが漏れてしまうことを防止するために密封装置が設けられている。また、シリンダーヘッドに対して、その他の各種センサーが取り付けられる部位においても、同様に密封装置が設けられている。このような密封装置において、金属製のワッシャ状のシールを用いる場合に比して、部品点数が少なく、振動による騒音を抑制することのできる樹脂製のシールリングを採用した技術が知られている。 In the part where the injector is attached to the cylinder head of the engine, a sealing device is provided to prevent high-pressure combustion gas from leaking from the annular gap between the attachment hole formed in the cylinder head and the injector. It has been. Further, a sealing device is similarly provided at a portion where various other sensors are attached to the cylinder head. In such a sealing device, a technique is known that employs a resin seal ring that has a reduced number of parts and can suppress noise due to vibration compared to the case of using a metal washer-like seal. .

しかしながら、樹脂製のシールリングの場合には、クリープ変形によって、経時的に外周面側でのつぶし代が減少していき、密封機能が低下していくといった課題を有している。このような課題を解決するために、燃焼ガスの圧力によりセルフシール機能が発揮される構造や、部分的に面圧を高める構造を採用する技術が知られている（特許文献１，２，３参照）。しかし、このような技術の場合には、ある程度寿命を延ばすことが可能であるものの、経時的なつぶし代の減少による密封機能の低下を十分に抑制しているとは言えない。特に、つぶし代がなくなり、かつ低温低圧状態における密封機能の低下に対する対策が十分ではない。 However, in the case of a resin seal ring, there is a problem that due to creep deformation, the crushing margin on the outer peripheral surface side decreases with time, and the sealing function decreases. In order to solve such a problem, a technique is known that employs a structure in which a self-sealing function is exhibited by the pressure of combustion gas or a structure in which the surface pressure is partially increased (Patent Documents 1, 2, and 3). reference). However, in the case of such a technique, although it is possible to extend the life to some extent, it cannot be said that the deterioration of the sealing function due to the reduction of the crushing allowance over time is sufficiently suppressed. In particular, the crushing allowance is eliminated, and the countermeasures against the deterioration of the sealing function in the low temperature and low pressure state are not sufficient.

また、樹脂製のシールリングの内周面側に、当該シールリングを外周面側に向けて押圧する弾性部材を設けることで、密封機能の低下を抑制する技術も知られている（特許文献４参照）。しかし、この技術の場合には、弾性部材が燃焼ガスに直接曝され得る。そのため、弾性部材の素材として耐熱性の高いものを用いなければならず、また、弾性部材の機能低下という問題もある。従って、未だ、改善の余地がある。 In addition, a technique is also known in which an elastic member that presses the seal ring toward the outer peripheral surface side is provided on the inner peripheral surface side of the resin seal ring, thereby suppressing a decrease in the sealing function (Patent Document 4). reference). However, with this technique, the elastic member can be directly exposed to the combustion gas. Therefore, a material having high heat resistance must be used as a material for the elastic member, and there is also a problem that the function of the elastic member is deteriorated. Therefore, there is still room for improvement.

特許第３８３０８９６号公報Japanese Patent No. 3830896 特許第４３１１２１８号公報Japanese Patent No. 4311218 特許第４１９３４９８号公報Japanese Patent No. 4193498 特開２００９−２６４１２９号公報JP 2009-264129 A

本発明の目的は、樹脂製のシールリングの密封機能が低下した状態であっても、密封機能を発揮させることを可能とする密封装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sealing device capable of exerting a sealing function even when the sealing function of a resin seal ring is lowered.

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。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明の密封装置は、
高圧ガスに曝される部材に形成された取付孔と、該取付孔に取り付けられる取付部品との間の環状隙間を密封する密封装置であって、
前記取付部品の外周面側に形成された環状溝に装着される密封装置において、
前記環状溝内において、高圧ガスの圧力を受ける側に設けられる樹脂製のシールリングと、
前記環状溝内において、前記シールリングに対して、高圧ガスの圧力を受ける側とは反対側に設けられるゴム状弾性体製の弾性リングと、
を備え、
前記シールリングは、前記取付孔の内周面と前記環状溝の溝底面との間に、初期つぶし代が付与された状態で設けられると共に、
前記弾性リングは、外力が作用していない状態では、その外径が前記取付孔の内径よりも大きく、その内径が前記環状溝の溝底面の外径よりも小さく設定されることで、前記取付孔の内周面と前記環状溝の溝底面との間に、外周面側及び内周面側のいずれも圧縮された状態で配置されると共に、
高圧ガスの圧力によって、前記弾性リングは前記シールリングに押圧されるように、前記環状溝に装着されていることを特徴とする。 That is, the sealing device of the present invention is
A sealing device for sealing an annular gap between a mounting hole formed in a member exposed to high-pressure gas and a mounting part mounted in the mounting hole,
In the sealing device attached to the annular groove formed on the outer peripheral surface side of the mounting part,
In the annular groove, a resin seal ring provided on the side receiving the pressure of the high-pressure gas;
In the annular groove, an elastic ring made of a rubber-like elastic body provided on the side opposite to the side receiving the pressure of the high-pressure gas with respect to the seal ring,
With
The seal ring is provided with an initial crushing margin provided between an inner peripheral surface of the mounting hole and a groove bottom surface of the annular groove,
The elastic ring has an outer diameter that is larger than an inner diameter of the mounting hole and an inner diameter that is smaller than an outer diameter of a groove bottom surface of the annular groove when no external force is applied. Between the inner peripheral surface of the hole and the groove bottom surface of the annular groove, both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are arranged in a compressed state,
The elastic ring is mounted in the annular groove so as to be pressed against the seal ring by the pressure of high-pressure gas .

本発明によれば、シールリングだけでなく、シールリングにおける高圧ガスの圧力を受ける側とは反対側に設けられたゴム状弾性体製の弾性リングによっても密封機能が発揮される。従って、樹脂製のシールリングが、クリープ変形によって経時的に密封機能が低下した状態や、低温環境の下で密封機能が低下した状態であっても、弾性リングによって密封機能が維持される。 According to the present invention, the sealing function is exhibited not only by the seal ring but also by an elastic ring made of a rubber-like elastic body provided on the side opposite to the side receiving the pressure of the high-pressure gas in the seal ring. Accordingly, even when the sealing ring made of resin is in a state where the sealing function is lowered with time due to creep deformation or in a state where the sealing function is lowered under a low temperature environment, the sealing function is maintained by the elastic ring.

また、シールリングは、取付孔の内周面と環状溝の溝底面との間に、初期つぶし代が付与された状態で設けられることから、シールリングの外周面は取付孔の内周面に密着し、かつ、内周面は環状溝の溝底面に密着した状態となる。従って、シールリングに対して、高圧ガスの圧力を受ける側とは反対側に配置された弾性リングが、高圧ガスに直接曝されることはない。このように、本発明によれば、ゴム状弾性体製の弾性リングにおいて、一般的に懸念される耐熱性、耐油性、耐薬品性についての問題が解消される。 Further, since the seal ring is provided with an initial crushing margin between the inner peripheral surface of the mounting hole and the groove bottom surface of the annular groove, the outer peripheral surface of the seal ring is located on the inner peripheral surface of the mounting hole. The inner peripheral surface is in close contact with the bottom surface of the annular groove. Therefore, the elastic ring arranged on the side opposite to the side receiving the pressure of the high-pressure gas with respect to the seal ring is not directly exposed to the high-pressure gas. Thus, according to the present invention, in the elastic ring made of a rubber-like elastic body, the problems about heat resistance, oil resistance, and chemical resistance that are generally concerned are solved.

以上説明したように、本発明によれば、樹脂製のシールリングの密封機能が低下した状態であっても、密封機能を発揮させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when the sealing function of the resin seal ring is lowered, the sealing function can be exhibited.

図１は本発明の実施例に係るインジェクターの取り付け構造を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an injector mounting structure according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. 図３は本発明の実施例２に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the sealing device according to the second embodiment of the present invention.

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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

本発明に係る密封装置は、燃焼ガスなどの高圧ガスの漏れを防止するために用いられる。より具体的には、本発明に係る密封装置は、高圧ガスに曝される部材に形成された取付孔と、該取付孔に取り付けられる取付部品との間の環状隙間を密封するために用いられる。以下の説明においては、高圧ガスに曝される部材としてのシリンダーヘッドに形成された取付孔と、この取付孔に取り付けられる取付部品としてのインジェクターとの間の環状隙間を密封する密封装置の場合を例にして説明する。なお、本発明は、シリンダーヘッドに形成された取付孔と、この取付孔に取り付けられる各種センサー（例えば、燃焼圧センサー）との間の環状隙間を密封する密封装置にも適用可能である。また、本発明は、シリンダーヘッドに限らず、高圧ガスに曝される部材に形成された取付孔と、該取付孔に取り付けられる各種取付部品との間の環状隙間を密封する密封装置にも適用可能である。 The sealing device according to the present invention is used to prevent leakage of high-pressure gas such as combustion gas. More specifically, the sealing device according to the present invention is used to seal an annular gap between a mounting hole formed in a member exposed to high-pressure gas and a mounting part mounted in the mounting hole. . In the following description, a case of a sealing device that seals an annular gap between a mounting hole formed in a cylinder head as a member exposed to high-pressure gas and an injector as a mounting part attached to the mounting hole will be described. An example will be described. The present invention can also be applied to a sealing device that seals an annular gap between an attachment hole formed in the cylinder head and various sensors (for example, a combustion pressure sensor) attached to the attachment hole. Further, the present invention is not limited to a cylinder head, and is also applicable to a sealing device that seals an annular gap between a mounting hole formed in a member exposed to high-pressure gas and various mounting parts attached to the mounting hole. Is possible.

（インジェクターの取り付け構造）
本実施例に係る密封装置を説明するに先立って、本実施例に係る密封装置が適用されるインジェクターの取り付け構造について、図１を参照して説明する。なお、図１においては、説明の便宜上、密封装置は省略している。 (Injector mounting structure)
Prior to describing the sealing device according to this embodiment, an injector mounting structure to which the sealing device according to this embodiment is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the sealing device is omitted for convenience of explanation.

エンジンのシリンダーヘッド３００には、インジェクター取付孔３１０が形成されている。インジェクター２００は、このインジェクター取付孔３１０に、その先端部分が挿入されるように取り付けられる。図中、シリンダーヘッド３００を介して下側が燃焼室側（Ｅ）であり、上側が大気側（Ａ）である。燃焼室側（Ｅ）においては、高圧の燃焼ガスが発生するため、インジェクター取付孔３１０とインジェクター２００との間の環状隙間から、燃焼ガスが大気側（Ａ）に漏れるのを防止する必要がある。そこで、インジェクター２００の先端部分に環状溝２１０を設け、この環状溝２１０に密封装置（先端シール）を装着することによって、上記環状隙間から燃焼ガスが大気側（Ａ）に漏れるのを防止している。 An injector mounting hole 310 is formed in the cylinder head 300 of the engine. The injector 200 is attached to the injector attachment hole 310 so that the tip portion is inserted. In the figure, the lower side is the combustion chamber side (E) through the cylinder head 300, and the upper side is the atmosphere side (A). Since high-pressure combustion gas is generated on the combustion chamber side (E), it is necessary to prevent the combustion gas from leaking from the annular gap between the injector mounting hole 310 and the injector 200 to the atmosphere side (A). . Therefore, an annular groove 210 is provided at the tip of the injector 200, and a sealing device (tip seal) is attached to the annular groove 210 to prevent the combustion gas from leaking from the annular gap to the atmosphere side (A). Yes.

（実施例１）
図２を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置１００について説明する。図２は本発明の実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図であり、密封装置の中心軸線を含む面で切断した断面の一部を示している。なお、本実施例に係る密封装置１００は、回転対称形状であり、中心軸線を含むいずれの面においても、同一の断面形状をなしている。 Example 1
With reference to FIG. 2, the sealing device 100 which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention, and shows a part of a cross section cut along a plane including the central axis of the sealing device. The sealing device 100 according to the present embodiment has a rotationally symmetric shape, and has the same cross-sectional shape on any surface including the central axis.

本実施例に係る密封装置１００は、樹脂製のシールリング１１０と、ゴム状弾性体製の弾性リング１２０とから構成される。そして、環状溝２１０内において、燃焼室側（Ｅ）にシールリング１１０が設けられ、大気側（Ａ）に弾性リング１２０が設けられる。なお、燃焼室側（Ｅ）が燃焼ガス（高圧ガス）の圧力を受ける側であり、大気側（Ａ）が燃焼ガスの圧力を受ける側とは反対側である。また、本実施例においては、環状溝２１０は、断面が矩形の環状の溝である。 The sealing device 100 according to the present embodiment includes a resin seal ring 110 and a rubber-like elastic ring 120. In the annular groove 210, the seal ring 110 is provided on the combustion chamber side (E), and the elastic ring 120 is provided on the atmosphere side (A). The combustion chamber side (E) is the side that receives the pressure of the combustion gas (high pressure gas), and the atmosphere side (A) is the opposite side to the side that receives the pressure of the combustion gas. In the present embodiment, the annular groove 210 is an annular groove having a rectangular cross section.

シールリング１１０は、少なくとも２００℃の耐熱性を有する樹脂材料（ＰＴＦＥやＰＴＦＥと充填材からなる樹脂組成物など）により構成された円筒形状の部材である。すなわち、このシールリング１１０の外周面側は、インジェクター取付孔３１０の内周面に密着する円柱面１１１によって構成されている。また、このシールリング１１０の内周面側は、環状溝２１０の溝底面２１０ａに密着する円柱面１１２によって構成されている。なお、シールリング１１０は、少なくとも初期状態ではつぶし代を有している。そのため、外周面側の円柱面１１１及び内周面側の円柱面１１２は、それぞれインジェクター取付孔３１０の内周面及び環状溝２１０の溝底面２１０ａに対して、十分な面圧を有する状態で密着している。 The seal ring 110 is a cylindrical member made of a resin material having heat resistance of at least 200 ° C. (PTFE, a resin composition made of PTFE and a filler, etc.). That is, the outer peripheral surface side of the seal ring 110 is constituted by a cylindrical surface 111 that is in close contact with the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310. Further, the inner peripheral surface side of the seal ring 110 is constituted by a cylindrical surface 112 that is in close contact with the groove bottom surface 210 a of the annular groove 210. The seal ring 110 has a crushing margin at least in the initial state. Therefore, the cylindrical surface 111 on the outer peripheral surface side and the cylindrical surface 112 on the inner peripheral surface side are in close contact with the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the groove bottom surface 210a of the annular groove 210 in a state having sufficient surface pressure. doing.

弾性リング１２０の材料としては、エンジンなどから伝熱される熱（約２００℃以下）を考慮し、フッ素ゴムやアクリルゴム等の耐熱ゴム材を採用するのが望ましい。本実施例に係る弾性リング１２０は、断面形状が円形であるＯリングを採用している。ただし、弾性リング１２０については、Ｏリング以外の各種のシールリングを採用し得る。 As a material of the elastic ring 120, it is desirable to adopt a heat-resistant rubber material such as fluorine rubber or acrylic rubber in consideration of heat transferred from an engine or the like (about 200 ° C. or less). The elastic ring 120 according to the present embodiment employs an O-ring having a circular cross section. However, for the elastic ring 120, various seal rings other than the O-ring can be adopted.

また、弾性リング１２０は、インジェクター取付孔３１０の内周面と環状溝２１０の溝底面２１０ａとの間に、外周面側及び内周面側のいずれも圧縮された状態で配置されるように構成されている。つまり、弾性リング１２０は、外力が作用していない状態において、その外径がインジェクター取付孔３１０の内径よりも大きく、その内径が環状溝２１０の溝底面２１０ａの外径よりも小さく設定されている。これにより、弾性リング１２０は
、外径側と内径側の両側につぶし代が設けられており、装着状態においては、外周面側及び内周面側のいずれも圧縮された状態で配置される。 Further, the elastic ring 120 is configured to be disposed between the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the groove bottom surface 210a of the annular groove 210 in a state where both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are compressed. Has been. That is, the elastic ring 120 is set so that its outer diameter is larger than the inner diameter of the injector mounting hole 310 and its inner diameter is smaller than the outer diameter of the groove bottom surface 210 a of the annular groove 210 when no external force is applied. . Thereby, the elastic ring 120 is provided with crushing margins on both the outer diameter side and the inner diameter side, and in the mounted state, both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are arranged in a compressed state.

なお、弾性リング１２０が配置される位置は、環状溝２１０のうち、軸線方向において、中心よりも大気側（Ａ）の領域内とするのが望ましい。また、シールリング１１０の内周面側における環状溝２１０の溝底面２１０ａに対して接触する部位の軸方向長さは、環状溝２１０の軸方向長さの１／３以上に設定するのが望ましい。 The position where the elastic ring 120 is disposed is preferably within the region on the atmosphere side (A) from the center in the axial direction of the annular groove 210. In addition, the axial length of the portion of the annular groove 210 that contacts the groove bottom surface 210a on the inner peripheral surface side of the seal ring 110 is preferably set to 1/3 or more of the axial length of the annular groove 210. .

（本実施例に係る密封装置の優れた点）
本実施例に係る密封装置１００によれば、シールリング１１０だけでなく、シールリング１１０の大気側（Ａ）に設けられたゴム状弾性体製の弾性リング１２０によっても密封機能が発揮される。従って、樹脂製のシールリング１１０が、クリープ変形によって経時的に密封機能が低下した状態や、低温環境の下で密封機能が低下した状態であっても、弾性リング１２０によって密封機能が維持される。また、ゴムは、樹脂に比べて、密着する相手側の部材表面における凸凹や傷等の隙間に食い込み易いため、このような隙間からの微小な漏れをも抑制することが可能となる。 (Excellent points of the sealing device according to this embodiment)
According to the sealing device 100 according to the present embodiment, the sealing function is exhibited not only by the seal ring 110 but also by the elastic ring 120 made of a rubber-like elastic body provided on the atmosphere side (A) of the seal ring 110. Therefore, even if the sealing ring 110 made of resin is in a state where the sealing function is deteriorated over time due to creep deformation or in a state where the sealing function is reduced under a low temperature environment, the sealing function is maintained by the elastic ring 120. . In addition, since rubber is easy to bite into gaps such as irregularities and scratches on the surface of the mating member as compared with resin, it is possible to suppress minute leakage from such gaps.

また、本実施例に係る密封装置１００の場合には、燃焼ガスの圧力によって、シールリング１１０を介して弾性リング１２０が大気側（Ａ）に押圧される。そのため、弾性リング１２０は、シールリング１１０と、環状溝２１０における大気側（Ａ）の側壁面２１０ｂとによって圧縮される。これにより、弾性リング１２０は、径方向に拡張するように変形しようとするため、弾性リング１２０によるインジェクター取付孔３１０の内周面、及び環状溝２１０の溝底面２１０ａに対する密着力は、より増加する。従って、燃焼ガスの圧力が高くなるほど、弾性リング１２０による密封機能はより高くなる。 In the case of the sealing device 100 according to the present embodiment, the elastic ring 120 is pressed to the atmosphere side (A) through the seal ring 110 by the pressure of the combustion gas. Therefore, the elastic ring 120 is compressed by the seal ring 110 and the side wall surface 210 b on the atmosphere side (A) in the annular groove 210. Thereby, since the elastic ring 120 tends to deform so as to expand in the radial direction, the adhesion force of the elastic ring 120 to the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the groove bottom surface 210a of the annular groove 210 is further increased. . Therefore, the higher the combustion gas pressure, the higher the sealing function by the elastic ring 120.

また、シールリング１１０は、インジェクター取付孔３１０の内周面と環状溝２１０の溝底面２１０ａとの間に、初期つぶし代が付与された状態で設けられる。そのため、シールリング１１０は、外周面側の円柱面１１１がインジェクター取付孔３１０の内周面に密着し、内周面側の円柱面１１２がインジェクター２００の環状溝２１０の溝底面２１０ａに密着した状態となる。これにより、シールリング１１０に対して大気側（Ａ）に配置された弾性リング１２０は、燃焼ガスに直接曝されることはない。従って、燃焼ガスによって、弾性リング１２０が劣化してしまうことが抑制される。また、燃焼ガスは高温であるが、弾性リング１２０の場合には、シールリング１１０の場合のように、必ずしも２００℃以上の耐熱性を持たす必要もない。ここで、本実施例では、弾性リング１２０が配置される位置を、環状溝２１０のうち、軸線方向において、中心よりも大気側（Ａ）の領域内としている。また、シールリング１１０の内周面側における環状溝２１０の溝底面２１０ａに対して接触する部位の軸方向長さは、環状溝２１０の軸方向長さの１／３以上に設定している。従って、弾性リング１２０が燃焼ガスに直接曝されてしまうことをより確実に防止することができる。 Further, the seal ring 110 is provided with an initial crushing margin provided between the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the groove bottom surface 210 a of the annular groove 210. Therefore, in the seal ring 110, the cylindrical surface 111 on the outer peripheral surface side is in close contact with the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310, and the cylindrical surface 112 on the inner peripheral surface side is in close contact with the groove bottom surface 210a of the annular groove 210 of the injector 200. It becomes. Thereby, the elastic ring 120 arranged on the atmosphere side (A) with respect to the seal ring 110 is not directly exposed to the combustion gas. Therefore, deterioration of the elastic ring 120 due to the combustion gas is suppressed. Further, although the combustion gas is hot, in the case of the elastic ring 120, it is not always necessary to have a heat resistance of 200 ° C. or higher as in the case of the seal ring 110. Here, in the present embodiment, the position where the elastic ring 120 is disposed is in the region on the atmosphere side (A) from the center in the axial direction in the annular groove 210. In addition, the axial length of the portion of the annular groove 210 that contacts the groove bottom surface 210 a on the inner peripheral surface side of the seal ring 110 is set to 1/3 or more of the axial length of the annular groove 210. Therefore, it is possible to more reliably prevent the elastic ring 120 from being directly exposed to the combustion gas.

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。図３は本発明の実施例２に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図であり、密封装置の中心軸線を含む面で切断した断面の一部を示している。なお、本実施例に係る密封装置１００は、回転対称形状であり、中心軸線を含むいずれの面においても、同一の断面形状をなしている。 (Example 2)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a mounting state of the sealing device according to the second embodiment of the present invention, and shows a part of a cross section cut along a plane including the central axis of the sealing device. The sealing device 100 according to the present embodiment has a rotationally symmetric shape, and has the same cross-sectional shape on any surface including the central axis.

本実施例に係る密封装置１００も、実施例１の場合と同様に、樹脂製のシールリング１１５と、ゴム状弾性体製の弾性リング１２５とから構成される。そして、環状溝２１０内において、燃焼室側（Ｅ）にシールリング１１５が設けられ、大気側（Ａ）に弾性リング１２５が設けられる。なお、燃焼室側（Ｅ）が燃焼ガス（高圧ガス）の圧力を受ける側で
あり、大気側（Ａ）が燃焼ガスの圧力を受ける側とは反対側である。 As in the case of the first embodiment, the sealing device 100 according to the present embodiment also includes a resin seal ring 115 and a rubber-like elastic ring 125. In the annular groove 210, a seal ring 115 is provided on the combustion chamber side (E), and an elastic ring 125 is provided on the atmosphere side (A). The combustion chamber side (E) is the side that receives the pressure of the combustion gas (high pressure gas), and the atmosphere side (A) is the opposite side to the side that receives the pressure of the combustion gas.

本実施例における環状溝２１０は、その溝底面が、円柱面部２１０ｃと傾斜面部２１０ｄとから構成されている。傾斜面部２１０ｄは、大気側（Ａ）に向かうにつれて拡径するように構成されている。なお、環状溝２１０における燃焼室側（Ｅ）の側壁面は、実施例１の場合と同様に軸線に垂直な面で構成されている。また、環状溝２１０の大気側（Ａ）には側壁面は設けられておらず、上記の傾斜面部２１０ｄがインジェクター２００の胴体部分の外周表面まで続いている。 The bottom surface of the annular groove 210 in this embodiment is composed of a cylindrical surface portion 210c and an inclined surface portion 210d. The inclined surface portion 210d is configured to increase in diameter toward the atmosphere side (A). The side wall surface on the combustion chamber side (E) in the annular groove 210 is configured as a surface perpendicular to the axis, as in the first embodiment. Further, no side wall surface is provided on the atmosphere side (A) of the annular groove 210, and the inclined surface portion 210 d continues to the outer peripheral surface of the body portion of the injector 200.

シールリング１１５は、少なくとも２００℃の耐熱性を有する樹脂材料（ＰＴＦＥやＰＴＦＥと充填材からなる樹脂組成物など）により構成された略円筒形状の部材である。すなわち、このシールリング１１５の外周面側は、インジェクター取付孔３１０の内周面に密着する円柱面１１６によって構成されている。また、このシールリング１１５の内周面側は、燃焼室側（Ｅ）において環状溝２１０の溝底面のうちの円柱面部２１０ｃに密着する円柱面部１１７と、大気側（Ａ）において環状溝２１０の溝底面のうち傾斜面部２１０ｄに密着する傾斜面部１１８によって構成されている。ここで、本実施例においては、環状溝２１０における傾斜面部２１０ｄと、シールリング１１５における傾斜面部１１８は、いずれもテーパ面であり、両者のテーパ角度は等しくなるように設計されている。なお、これらの傾斜面部２１０ｄ，１１８については、テーパ面以外の傾斜面を採用してもよい。 The seal ring 115 is a substantially cylindrical member made of a resin material having heat resistance of at least 200 ° C. (PTFE, a resin composition made of PTFE and a filler, etc.). That is, the outer peripheral surface side of the seal ring 115 is constituted by a cylindrical surface 116 that is in close contact with the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310. Further, the inner peripheral surface side of the seal ring 115 includes a cylindrical surface portion 117 that is in close contact with the cylindrical surface portion 210c of the groove bottom surface of the annular groove 210 on the combustion chamber side (E), and an annular groove 210 on the atmosphere side (A). It is comprised by the inclined surface part 118 closely_contact | adhered to 210d of inclined surface parts among groove bottom surfaces. Here, in this embodiment, the inclined surface portion 210d in the annular groove 210 and the inclined surface portion 118 in the seal ring 115 are both tapered surfaces, and the taper angles of both are designed to be equal. In addition, about these inclined surface parts 210d and 118, you may employ | adopt inclined surfaces other than a taper surface.

また、シールリング１１５は、少なくとも初期状態ではつぶし代を有している。そのため、外周面側の円柱面１１６と、内周面側の円柱面部１１７及び傾斜面部１１８は、それぞれインジェクター取付孔３１０の内周面及び環状溝２１０の溝底面に対して、十分な面圧を有する状態で密着している。 The seal ring 115 has a crushing margin at least in the initial state. Therefore, the cylindrical surface 116 on the outer peripheral surface side and the cylindrical surface portion 117 and the inclined surface portion 118 on the inner peripheral surface side have sufficient surface pressure on the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the groove bottom surface of the annular groove 210, respectively. It is in close contact with it.

弾性リング１２５の材料としては、エンジンなどから伝熱される熱（約２００℃以下）を考慮し、フッ素ゴムやアクリルゴム等の耐熱ゴム材を採用するのが望ましい。本実施例に係る弾性リング１２５も、実施例１の場合と同様に、断面形状が円形であるＯリングを採用している。ただし、弾性リング１２５については、Ｏリング以外の各種のシールリングを採用し得る。 As a material of the elastic ring 125, it is desirable to adopt a heat-resistant rubber material such as fluorine rubber or acrylic rubber in consideration of heat transferred from an engine or the like (about 200 ° C. or less). As in the case of the first embodiment, the elastic ring 125 according to this embodiment also employs an O-ring having a circular cross section. However, for the elastic ring 125, various seal rings other than the O-ring can be adopted.

また、弾性リング１２５は、インジェクター取付孔３１０の内周面と環状溝２１０の溝底面のうち傾斜面部２１０ｄとの間に、外周面側及び内周面側のいずれも圧縮された状態で配置されるように構成されている。つまり、弾性リング１２５は、外力が作用していない状態において、その外径がインジェクター取付孔３１０の内径よりも大きく、その内径が環状溝２１０の溝底面における傾斜面部２１０ｄのうち弾性リング１２５が装着される部位の外径よりも小さく設定されている。これにより、弾性リング１２５は、外径側と内径側の両側につぶし代が設けられており、装着状態においては、外周面側及び内周面側のいずれも圧縮された状態で配置される。 The elastic ring 125 is disposed between the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the inclined surface portion 210d of the groove bottom surface of the annular groove 210 in a state where both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are compressed. It is comprised so that. In other words, the elastic ring 125 has an outer diameter larger than the inner diameter of the injector mounting hole 310 in a state where no external force is applied, and the inner diameter of the elastic ring 125 is attached to the inclined surface portion 210d on the groove bottom surface of the annular groove 210. It is set smaller than the outer diameter of the part to be made. Thereby, the elastic ring 125 is provided with crushing margins on both the outer diameter side and the inner diameter side, and in the mounted state, both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are arranged in a compressed state.

なお、弾性リング１２５が配置される位置は、環状溝２１０のうち、軸線方向において、中心よりも大気側（Ａ）の領域内とするのが望ましい。また、シールリング１１５の内周面側における環状溝２１０の溝底面に対して接触する部位の軸方向長さは、環状溝２１０の軸方向長さの１／３以上に設定するのが望ましい。 The position where the elastic ring 125 is disposed is preferably in the region on the atmosphere side (A) from the center in the axial direction of the annular groove 210. In addition, it is desirable that the axial length of the portion contacting the groove bottom surface of the annular groove 210 on the inner peripheral surface side of the seal ring 115 is set to 1/3 or more of the axial length of the annular groove 210.

（本実施例に係る密封装置の優れた点）
本実施例に係る密封装置１００においても、シールリング１１５だけでなく、シールリング１１５の大気側（Ａ）に設けられたゴム状弾性体製の弾性リング１２５によっても密封機能が発揮され、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。 (Excellent points of the sealing device according to this embodiment)
Also in the sealing device 100 according to the present embodiment, the sealing function is exhibited not only by the seal ring 115 but also by the elastic ring 125 made of a rubber-like elastic body provided on the atmosphere side (A) of the seal ring 115. The same effect as in the case of 1 can be obtained.

また、本実施例に係る密封装置１００の場合には、燃焼ガスの圧力によって、シールリング１１５を介して弾性リング１２５が大気側（Ａ）に押圧される。そのため、弾性リング１２５は、環状溝２１０における溝底面における傾斜面部２１０ｄから反作用による力を受ける。この反作用による力は、外周面側にも分力を有する。従って、弾性リング１２５によるインジェクター取付孔３１０の内周面、及び環状溝２１０の溝底面における傾斜面部２１０ｄに対する密着力は、より増加する。従って、燃焼ガスの圧力が高くなるほど、弾性リング１２５による密封機能はより高くなる。 In the case of the sealing device 100 according to the present embodiment, the elastic ring 125 is pressed to the atmosphere side (A) through the seal ring 115 by the pressure of the combustion gas. Therefore, the elastic ring 125 receives a reaction force from the inclined surface portion 210 d on the groove bottom surface of the annular groove 210. The force by this reaction also has a component force on the outer peripheral surface side. Therefore, the adhesive force with respect to the inclined surface part 210d in the inner peripheral surface of the injector attachment hole 310 by the elastic ring 125 and the groove bottom surface of the annular groove 210 is further increased. Therefore, the higher the combustion gas pressure, the higher the sealing function by the elastic ring 125.

更に、シールリング１１５についても、燃焼ガスの圧力を受けることで、大気側（Ａ）に押圧されて、傾斜面部１１８は、環状溝２１０の溝底面における傾斜面部２１０ｄから反作用による力を受ける。従って、燃焼ガスの圧力が高くなるほど、シールリング１１５によるインジェクター取付孔３１０の内周面、及び環状溝２１０の溝底面における傾斜面部２１０ｄに対する密着力は、より増加する。従って、燃焼ガスの圧力が高くなるほど、シールリング１１５による密封機能も高くなる。 Further, the seal ring 115 is also pressed to the atmosphere side (A) by receiving the pressure of the combustion gas, and the inclined surface portion 118 receives a reaction force from the inclined surface portion 210 d on the groove bottom surface of the annular groove 210. Accordingly, the higher the pressure of the combustion gas, the more the adhesion force of the seal ring 115 to the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the inclined surface portion 210d on the groove bottom surface of the annular groove 210 increases. Therefore, the higher the combustion gas pressure, the higher the sealing function by the seal ring 115.

また、本実施例においても、シールリング１１５に対して大気側（Ａ）に配置された弾性リング１２５は、燃焼ガスに直接曝されることはなく、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。 Also in the present embodiment, the elastic ring 125 disposed on the atmosphere side (A) with respect to the seal ring 115 is not directly exposed to the combustion gas, and the same effect as in the first embodiment is obtained. be able to.

また、本実施例の場合には、弾性リング１２５は、インジェクター取付孔３１０の内周面と、環状溝２１０の溝底面における傾斜面部２１０ｄとの間に配置されるので、実施例１の場合に比べて、弾性リング１２５の線径は小さくなる。このように、弾性リング１２５は小サイズのものが採用されるので、実施例１に比べてコストを抑えることができる。 In the case of the present embodiment, the elastic ring 125 is disposed between the inner peripheral surface of the injector mounting hole 310 and the inclined surface portion 210d on the groove bottom surface of the annular groove 210. In comparison, the elastic ring 125 has a smaller wire diameter. Thus, since the elastic ring 125 is a small size, the cost can be reduced as compared with the first embodiment.

１００密封装置
１１０，１１５シールリング
１１１，１１２，１１６円柱面
１１７円柱面部
１１８傾斜面部
１２０，１２５弾性リング
２００インジェクター
２１０環状溝
２１０ａ溝底面
２１０ｂ側壁面
２１０ｃ円柱面部
２１０ｄ傾斜面部
３００シリンダーヘッド
３１０インジェクター取付孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Sealing device 110,115 Seal ring 111,112,116 Cylindrical surface 117 Cylindrical surface part 118 Inclined surface part 120,125 Elastic ring 200 Injector 210 Annular groove 210a Groove bottom surface 210b Side wall surface 210c Cylindrical surface part 210d Inclined surface part 300 Cylinder head 310 Injector attachment hole

Claims

A sealing device for sealing an annular gap between a mounting hole formed in a member exposed to high-pressure gas and a mounting part mounted in the mounting hole,
In the sealing device attached to the annular groove formed on the outer peripheral surface side of the mounting part,
In the annular groove, a resin seal ring provided on the side receiving the pressure of the high-pressure gas;
In the annular groove, an elastic ring made of a rubber-like elastic body provided on the side opposite to the side receiving the pressure of the high-pressure gas with respect to the seal ring,
With
The seal ring is provided with an initial crushing margin provided between an inner peripheral surface of the mounting hole and a groove bottom surface of the annular groove,
The elastic ring has an outer diameter that is larger than an inner diameter of the mounting hole and an inner diameter that is smaller than an outer diameter of a groove bottom surface of the annular groove when no external force is applied. Between the inner peripheral surface of the hole and the groove bottom surface of the annular groove, both the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are arranged in a compressed state,
The sealing device according to claim 1, wherein the elastic ring is attached to the annular groove so as to be pressed against the seal ring by the pressure of high-pressure gas .