JP2002364750A - メタルパッキン - Google Patents
メタルパッキンInfo
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- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Abstract
低コストで構成可能であり、かつ、設計の自由度が高い
メタルパッキンの提供を目的とする。 【解決手段】 本発明によるメタルパッキン1は、蒸気
管50aと蒸気管50bとの連結部を密封するために用
いられるものであり、蒸気管50a,50bの孔部5
1,54同士を連通させる開口部2を有する環状基部3
と、環状基部3の内周縁部から、内方に突出する一対の
環状リップ4,5とを備える。各環状リップ4,5は、
環状基部3から遠ざかるにつれて互いに離間し、かつ、
遊端部4a,5a同士間の距離Hが開口部2の軸方向に
おける環状基部3の厚さDよりも長くなるように形成さ
れている。
Description
関し、特に、弾性体等からなるシール材の適用が困難な
箇所に装着すると好適なメタルパッキンに関する。
せるような場合、両者の連結部を密封するシール材が必
要となるが、例えば蒸気管同士の場合、両者の内部を流
通する蒸気は高温であるため、ゴム材等の弾性体からな
るシール材の適用は困難となる。このため、従来から、
温度等の使用条件等が厳しい箇所に対しては、断面C字
状を有する環状のメタルパッキン(Cリングシール)
や、金属ばね等を内蔵したいわゆるCリングシール等が
適用されている。
は、特開平11−101346号公報によって開示され
たものが知られている。この公報には、内周側に全周に
わたって延びる開口溝をもった環状のメタルパッキンが
記載されている。そして、このメタルパッキンでは、シ
ール性の向上を図るべく、任意の断面において、内周
(開口溝)側の遊端部が、外周側の湾曲部の接線方向に
延びるように形成されている。また、シール性をより高
めるための工夫が施されたメタルパッキンとしては、特
開平7−55004号公報によって開示されたものも知
られている。この公報に記載されたメタルパッキンは、
金属ばねを内蔵させたOリングシールであり、金属ばね
を完全に覆う環状ジャケットを備える。
たように構成された従来のメタルパッキンには、次のよ
うな問題点が存在していた。すなわち、上述した各公報
記載のメタルパッキンを始めとする従来のメタルパッキ
ンは、いずれも単体でも締付力の調整が困難であり、強
固に締め付けることによって弾性限界を越え、メタルパ
ッキンが塑性変形してしまうことがあった。この場合、
そのメタルパッキンを再装着する場合に本来の反発力を
得ることができなくなり、変形の状態によっては、再装
着自体が困難となってしまう。また、金属ばねを内蔵さ
せたOリングシール等のように、シール性の向上を求め
た場合、メタルパッキンの製造コストが著しく高まって
しまうという問題もあった。
性を有すると共に、低コストで構成可能であり、かつ、
設計の自由度が高いメタルパッキンの提供を目的とす
る。
によるメタルパッキンは、互いに連結し合う中空部材同
士の間に装着されるメタルパッキンにおいて、各中空部
材の孔部同士を連通させる開口部を有する環状基部と、
環状基部の内周又は外周から、内方又は外方に突出する
一対の環状リップとを備え、各環状リップは、環状基部
から遠ざかるにつれて互いに離間し、かつ、各環状リッ
プの遊端部同士間の距離は、開口部の軸方向における環
状基部の長さよりも長いことを特徴とする。
させる管材等の中空部材同士間に装着され、当該連結部
を密封するものである。このメタルパッキンは、中空部
材の孔部同士を連通させる開口部を有する環状基部を備
える。この環状基部の内周又は外周には、一対の環状リ
ップが開口部の軸方向に配設されている。各環状リップ
は、環状基部から遠ざかるにつれて互いに離間し、か
つ、遊端部同士間の距離が、開口部の軸方向における環
状基部の長さ(厚さ)よりも長くなるように形成されて
いる。すなわち、各環状リップは、メタルパッキンの任
意の断面において、環状基部から略ハの字状に突出す
る。
士の連結部を密封するに際しては、中空部材同士間にメ
タルパッキンを配置した後、中空部材同士を締め付け
る。この場合、各環状リップの遊端部同士間の距離が、
開口部の軸方向における環状基部の長さよりも長いこと
から、中間部材は、環状基部と接触する前に、環状リッ
プと接触する。そして、各中空部材の先端部が環状基部
と接触した段階で、締付作業を終了する。すなわち、中
空部材の締付距離は、環状基部の長さ(厚さ)によって
規定される。
場合、各中空部材を締め付けることにより、各環状リッ
プは、各中空部材に押圧されて、付根部分を基にして弾
性的に折り曲げられる。従って、各環状リップの遊端部
と、対応する中空部材との接触部分に、変形に応じた反
発力による応力が集中することになる。また、中空部材
の孔部に導入した流体が各環状リップ同士の隙間に流れ
込むことにより、当該流体からの圧力が各環状リップを
中空部材に対して押し付けるように作用することにな
る。この結果、このメタルパッキンは、各中空部材に加
えられる締付力を比較的小さくしても、極めて良好なシ
ール性能を発揮する。
の締付距離が環状基部の長さによって規定されるので、
中空部材を過剰に締め付けてメタルパッキンを塑性変形
させてしまうことを確実に防止することができる。従っ
て、メタルパッキンを再装着する際であっても、本来の
反発力や装着性を良好に維持することが可能である。加
えて、環状基部や各環状リップは、円盤状の金属材を切
削加工したり、金属製の筒体を輪切りにした上で塑性加
工を施したりすることにより、極めて容易に形成可能で
ある。従って、メタルパッキンの製造コストを容易に低
下させることができ、また、設計の自由度を容易に向上
させることが可能となる。
を有すると好ましい。
略矩形状とすることにより、中空部材の締付距離を極め
て容易に規定することができる。これにより、メタルパ
ッキンを塑性変形させてしまうことを極めて確実に防止
可能となる。
盤状の金属材を切削加工することにより形成すると好ま
しく、また、金属製の筒体を輪切りにし、内周又は外周
に塑性加工を施すことにより形成してもよい。
タルパッキンの好適な実施形態について詳細に説明す
る。
用状態を示す断面図である。同図に示すメタルパッキン
1は、管材等の中空部材同士の連結部を密封するための
ものであり、温度等の使用条件等が厳しく、弾性体等か
らなるシール材の適用が困難な箇所に装着すると好適で
ある。図1では、互いに連結させる中空部材として、高
温の蒸気を流通させるための蒸気管50a,50bを例
示している。ここで、蒸気管50a,50bについて簡
単に説明すると、図中上方に位置する蒸気管50aは、
孔部51を有し、その外周には、雄ねじ部52が形成さ
れている。一方、図中下方に位置する蒸気管50bの内
周には、蒸気管50aの雄ねじ部52と螺合する雌ねじ
部53が形成されている。また、蒸気管50bは、雌ね
じ部53よりも小径のテーパ孔部54を有しており、こ
のテーパ孔部54と雌ねじ部53との間には、段部55
が形成されている。
互いに連結し合う蒸気管50a,50b同士の間、すな
わち、蒸気管50aの先端と、蒸気管50bの段部55
との間に装着されることになる。メタルパッキン1は、
図2示すように、環状を呈しており、蒸気管50aの孔
部51と蒸気管50bのテーパ孔部54とを連通させる
ための開口部2を有する環状基部3を備える。環状基部
3は、図3に示すように、長方形の断面形状を有し、そ
の上面3a及び下面3bは、互いに平行かつ平坦に形成
されている。
リップ4,5が開口部2の軸方向に配設されている。す
なわち、環状基部3の上側の内周縁部からは、環状リッ
プ4が図3における上方に向けて突出しており、環状基
部3の下側の内周縁部からは、環状リップ5が図3にお
ける下方に向けて突出している。そして、各環状リップ
4,5は、環状基部3から遠ざかるにつれて互いに離間
し、かつ、両者の遊端部4a,5a同士間の距離Hが、
開口部2の軸方向における環状基部3の厚さDよりも長
くなるように形成されている。これにより、各環状リッ
プ4,5は、メタルパッキン1の任意の断面において、
環状基部3から略ハの字状に突出することになる。
外周面の複数箇所に配設された突起6を有する。本実施
形態に係るメタルパッキン1では、突起6は、互いに開
口部2の中心軸(中心点)に関して点対称をなすよう
に、環状基部3の外周の2箇所に配設されている。ま
た、各突起6は、装着対象である蒸気管50bの雌ねじ
部53と係合(螺合)可能な形状(先細の尖った形
状)、寸法を有する。
いて、図3において破線で示すような金属製の円盤Pの
内部、及び、外周を切削加工することにより成形され
る。すなわち、環状基部3、各環状リップ4,5、及
び、突起6等は、円盤状の金属材を切削加工することに
より、極めて容易かつ短時間で形成可能である。従っ
て、メタルパッキン1では、製造コストを容易に低下さ
せることが可能であり、また、設計の自由度を容易に向
上させることが可能となる。なお、環状基部3の外周面
に金属製のピン等を挿入、固定することにより各突起6
を構成してもよい。
ての蒸気管50aと蒸気管50bとの連結部を密封する
に際しては、各突起6を蒸気管50bの雌ねじ部53に
係合させる。そして、メタルパッキン1を蒸気管50b
等の軸周りに回転させながら段部55まで滑り込ませ、
段部55上に載置する。このように、メタルパッキン1
は、環状基部3の外周に、蒸気管50bの雌ねじ部53
と係合可能な突起6を有することから、蒸気管50aと
蒸気管50bとの間の適正な位置に、極めて容易に配置
することが可能である。
では、各環状リップ4,5の遊端部4a,5a同士間の
距離Hが、開口部2の軸方向における環状基部3の厚さ
Dよりも長い。従って、メタルパッキン1を段部55上
に載置した際、環状基部3の下面3bは、段部55の上
面とは接触せず、環状リップ5の遊端部5aのみが段部
55と接触する。このようにして、メタルパッキン1が
蒸気管50bの段部55に載置されたならば、蒸気管5
0aの雄ねじ部52を蒸気管50bの雌ねじ部53に螺
合させる。
ならば、図4に示すように、蒸気管50aを軸周りに回
転させて、蒸気管50a,50b同士を締め付ける。こ
の場合も、上述したように、メタルパッキン1では、各
環状リップ4,5の遊端部4a,5a同士間の距離H
が、開口部2の軸方向における環状基部3の厚さDより
も長いことから、図4に示すように、蒸気管50aの先
端は、環状基部3の上面3aと接触する前に、環状リッ
プ4と接触する。この状態から、更に蒸気管50aを軸
周りに回転させて、蒸気管50a,50b同士を締め付
ける。
ぞれ接触している蒸気管50a,50bに押圧されて、
付根部分(環状基部3の上下の内周縁部)を基にして弾
性的に折り曲げられる。そして、各環状リップ4,5の
遊端部4a,5aと、対応する蒸気管50a,50bと
の接触部分に、変形に応じた反発力による応力が集中す
ることになる。従って、メタルパッキン1は、蒸気管5
0a,50bに加える締付力を比較的小さくしても、極
めて良好なシール性能を発揮することになる。
作業は、図5に示すように、蒸気管50aの先端が環状
基部3の上面と接触すると共に、段部55(蒸気管50
b)の上面が環状基部3の下面3bと接触した段階で終
了させる。すなわち、メタルパッキン1を適用する場
合、蒸気管50a,50bの締付距離は、矩形断面を有
する環状基部3の上面3aと下面3bとによって規定さ
れる距離(厚さ)Dによって規定されることになる。こ
れにより、蒸気管50a,50bを過剰に締め付けてメ
タルパッキン1を塑性変形させてしまうことを極めて確
実に防止することができる。従って、メタルパッキン1
を再装着する際であっても、本来の反発力や装着性を良
好に維持することが可能である。
上面3aと接触し、段部55の上面が環状基部3の下面
3bと接触した状態では、蒸気管50aの先端との環状
リップ4の上面とが完全に密着し合うと共に、段部55
と環状リップ5の上面とが完全に密着し合う。これに加
えて、蒸気管50a,50bの孔部51,54に蒸気
(流体)を流通させた際には、当該蒸気が環状リップ
4,5同士の隙間Gに流れ込み、当該蒸気からの圧力が
環状リップ4,5を蒸気管50a、又は、50bに対し
て押し付けるように作用することになる。従って、メタ
ルパッキン1を用いれば、蒸気管50aと蒸気管50b
との連結部を極めて良好に密封することが可能となる。
形例を示す。同図に示すメタルパッキン1Aは、金属性
の筒体を輪切にすることにより、同図において破線で示
す部材Piを得た上で、部材Piの内周に塑性加工を施
して、環状リップ4,5を折り曲げ成形したものであ
る。この場合、環状リップ4,5を所望の形状にするた
めに、部材Piに対して、適宜、切削加工や熱処理を施
すと好ましい。このようなメタルパッキン1Aも、低コ
ストで構成可能であると共に、高い設計上の自由度を有
し、かつ、極めて高いシール性や良好な装着性を発揮す
る。
は、環状基部3の上側の内周縁部から環状リップ4が突
出し、環状基部3の下側の内周縁部から環状リップ5が
突出するものとして説明したが、これに限られるもので
はない。すなわち、図7に示すメタルパッキン1Bのよ
うに、環状基部3の内周の中間部から、互いに離間する
ように環状リップ4,5を突出させてもよい。また、上
述したメタルパッキン1,1A,1Bについては、いず
れも、各環状リップ4,5が環状基部3の内周から内方
に突出するものとして説明したが、これに限られるもの
ではない。すなわち、図8に示すメタルパッキン1Cの
ように、環状基部3の外周から、一対の環状リップ4,
5を外方に向けて突出させてもよい。
明したように構成されているため、次のような効果を得
る。すなわち、本発明によるメタルパッキンは、装着対
象となる一対の中空部材の孔部同士を連通させる開口部
を有する環状基部と、環状基部の内周又は外周から、内
方又は外方に突出する一対の環状リップとを備える。そ
して、各環状リップは、環状基部から遠ざかるにつれて
互いに離間し、かつ、遊端部同士間の距離が、開口部の
軸方向における環状基部の長さよりも長くなるように形
成されている。この結果、本発明によれば、良好なシー
ル性、装着性を有すると共に、低コストで構成可能であ
り、かつ、設計の自由度が高いメタルパッキンの実現が
可能となる。
断面図である。
る。
するための断面図である。
するための断面図である。
面図である。
す断面図である。
を示す断面図である。
3…環状基部、4,5…環状リップ、4a,5a…遊端
部、6…突起、50a,50b…蒸気管、51…孔部、
52…雄ねじ部、53…雌ねじ部、54…テーパ孔部、
55…段部。
Claims (4)
- 【請求項1】 互いに連結し合う中空部材同士の間に装
着されるメタルパッキンにおいて、 前記各中空部材の孔部同士を連通させる開口部を有する
環状基部と、 前記環状基部の内周又は外周から、内方又は外方に突出
する一対の環状リップとを備え、前記各環状リップは、
前記環状基部から遠ざかるにつれて互いに離間し、か
つ、前記各環状リップの遊端部同士間の距離は、前記開
口部の軸方向における前記環状基部の長さよりも長いこ
とを特徴とするメタルパッキン。 - 【請求項2】 前記環状基部は、略矩形の断面形状を有
することを特徴とする請求項1に記載のメタルパッキ
ン。 - 【請求項3】 円盤状の金属材を切削加工することによ
り形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記
載のメタルパッキン。 - 【請求項4】 金属製の筒体を輪切りにし、内周又は外
周に塑性加工を施すことにより形成されていることを特
徴とする請求項1又は2に記載のメタルパッキン。
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