JP2011007226A - シール構造及びガスケット - Google Patents

Abstract

【目的】高圧使用時や壁厚が薄い場合においても高いシール性を有するシール構造及びガスケットを提供すること。
【構成】内部に圧力流路を有する第１の部材と、該第１の部材の端面に対して接合される第２の部材との間をガスケットを用いてシールするシール構造であって、前記第１の部材の端面に前記圧力流路を取り囲むように第１の装着部位を形成するとともに、該第１の装着部位の外側に第１のストッパを形成し、前記ガスケットは、前記第１の部材の内面に対する所定の張り代を有し、該第１の部材の内面に対して前記端面側から挿入される受圧部と、前記受圧部の一端から外周に張り出すように形成されるとともに、前記第１の装着部位内に収容され、前記第１の装着部位と前記第２の部材との間で挟着されるフランジ部とを有してなることを特徴とするシール構造、及び前記シール構造に用いられるガスケット。
【選択図】 図２

Description

本発明はシール構造及びガスケットに関し、詳しくは、高圧使用時や壁厚が薄い場合においても高いシール性を有するシール構造及びガスケットに関する。

従来のガスケットによるシール構造を図６及び図７に示す。図中、１００はガスケット、２０１は内部に圧力流路２０３を有する第１の部材、２０２は第１の部材２０１の端面２０１ａに配設される第２の部材である。

ガスケット１００は、第１の部材２０１の端面２０１ａと、第２の部材２０２の端面２０２ａとの間に挟持される。これにより圧力流路２０３が閉塞され、シールされる。

さらに、ガスケット１００は、第１の部材２０１の図中下方向に向かって延びる折れ曲がり部１０１を有し、該折れ曲がり部１０１と第１の部材２０１との間にもシール面を形成することで、シール性を向上している。

しかし、図７が示すように、従来のガスケット１００によるシール構造において、圧力流路２０３内の流体が高圧になった場合は、ガスケット１００の圧力流路２０３側の面が外側に押圧される。この押圧により、ガスケット１００は、外側にはみ出すように変形し、これにより第２の部材２０２の端面２０２ａとの面圧が低下し、さらには間隙２０２ｂを生じる。一度間隙２０２ｂが形成されると、流体圧はくさびのように間隙２０２ｂを外側に拡張し、密封流体（油）がシール部を突き抜ける事態を招く。

特に、従来のガスケット１００によるシール構造において、第２の部材２０２の壁厚が十分に確保できない場合は、ガスケット１００と第２の部材２０２との間に十分なシール面が形成されないため、高圧に耐えるだけのシール性を確保することができない問題がある。

実開昭６１−１７８０５４号全文明細書

そこで、本発明の課題は、高圧使用時や壁厚が薄い場合においても高いシール性を有するシール構造及びガスケットを提供することにある。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
内部に圧力流路を有する第１の部材と、該第１の部材の端面に対して接合される第２の部材との間をガスケットを用いてシールするシール構造であって、
前記第１の部材の端面に前記圧力流路を取り囲むように第１の装着部位を形成するとともに、該第１の装着部位の外側に第１のストッパを形成し、
前記ガスケットは、前記第１の部材の内面に対する所定の張り代を有し、該第１の部材の内面に対して前記端面側から挿入される受圧部と、
前記受圧部の一端から外周に張り出すように形成されるとともに、前記第１の装着部位内に収容され、前記第１の装着部位と前記第２の部材との間で挟着されるフランジ部とを有してなることを特徴とするシール構造。

（請求項２）
第１の部材の内面を切り欠いて、前記受圧部を収容する第２の装着部位を形成するとともに、前記第２の装着部位における第２の部材と対向する面に第２のストッパを形成してなることを特徴とする請求項１記載のシール構造。

（請求項３）
請求項１又は２記載のシール構造に用いられるガスケット。

（請求項４）
前記フランジ部における前記第２の部材との当接面にビードを有することを特徴とする請求項３記載のガスケット。

本発明によれば、高圧使用時や壁厚が薄い場合においても高いシール性を有するシール構造及びガスケットを提供することができる。

本発明に係るガスケットを示す断面図 図１に示すガスケットを用いたシール構造を示す断面図 図１に示すシール構造の作用を説明する図 本発明に係るガスケットを用いたシール構造の他の実施形態を示す断面図 本発明に係るガスケットの他の実施形態を示す断面図 従来のシール構造（無圧時）を示す断面図 従来のシール構造（加圧時）を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係るガスケットを示す断面図、図２は、図１に示すガスケットを用いたシール構造を示す断面図である。

本発明に係るガスケット１は、図２に示すように、内部に圧力流路２１を有する第１の部材２と、該第１の部材２の端面に対して接合される第２の部材３との間に装着されて使用される。

ガスケット１は、筒状に形成された受圧部１１と、この受圧部１１の一方の端部１１ａから外周に張り出すように形成されたフランジ部１２とを有している。

受圧部１１は、ガスケット１が装着される第１の部材２の内面の開口形状と同形状に形成され、その外径ｄ１が第１の部材２の内径ｄ２よりも０．１〜０．５ｍｍ程度大きく形成されており、第１の部材２の内面に対する張り代を有している。

かかるガスケット１が装着される第１の部材２の端面には、ガスケット１の装着部位２２及び第１のストッパ２３が形成されている。

第１の装着部位２２は、前記圧力流路を取り囲むように形成され、第１のストッパ２３は、装着部位２２の外側に、装着されたガスケットを取り囲むように凸設することによって段状に形成されている。

第１のストッパ２３の装着部位２２に対する高さｈ２は、ガスケット１のフランジ部１２の厚さｈ１よりも０．２５〜１ｍｍ程度小さく形成されている。

また、ガスケット１のフランジ部１２の外周への突出幅Ｗ１は、第１の装着部位２２の幅Ｗ２と同一又は僅かに小さく形成されている。

かかる第１の部材２の装着部位２２に対し、ガスケット１を装着するには、ガスケット１の受圧部１１を第１の部材２の圧力流路２１に対して第１の部材の端面側から嵌め込み、フランジ部１２が装着部位２２の底部２２ａに当接するまで挿入させる。このとき、受圧部１１の外径ｄ１は圧力流路２１の内径ｄ２よりも僅かに大きい張り代を有しているため、受圧部１１は圧力流路２１の内面に対して圧入され、フランジ部１２は装着部位２２内に収容される。これにより、ガスケット１は、装着部位２２の底部２２ａから圧力流路２１の内面にかけて被覆するように装着される。

次いで、第１の部材２の端面側から第２の部材３を接合する。ガスケット１のフランジ部１２の厚さｈ１は、第１のストッパ２３の高さｈ２よりも大きいため、フランジ部１２は第１の部材２と第２の部材３との間で挟着されることで押し潰され、第１の部材２と第３の部材３との間の接合面をシールする。

このようなガスケット１によれば、図３に示すように、圧力流路２１内の圧力がガスケット１に作用しても、前記第１のストッパ２３によって、背景技術において説明したようなガスケットの外側へのはみ出しが阻止される。その結果、背景技術において説明した間隙の発生が抑止され、シール性が安定する。

さらに、外側へのはみ出しが阻止されたことによって、弾性反発力を蓄えたガスケット１のフランジ部１２は、該弾性反発力により第１のストッパ、第１の部材の装着面２２の底面２２ａ及び第２の部材３を押圧する。そのため、シール性が向上する。

また、受圧部１１は、圧力流路２１内の圧力により、第１の部材の内面を押圧するため、シール性がさらに向上する。

また、シール面での接触面積を大きくできるため、シール面積も増大させることができ、高圧下での耐久性にも優れるようになる。

受圧部１１には所定の張り代を持たせていることにより抜け防止を図ることもでき、作業性も良好となる。

図４は、本発明に係るガスケットを用いたシール構造の他の実施形態を示す断面図である。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、詳細な説明は省略する。

このシール構造においては、ガスケット１が装着される第１の部材２の端面に、第１の部材の内面を切り欠くことによって、第１のストッパ２３側から順に、第１の装着部位２２と、第２の装着部位２４とが形成されている。第２の装着部位２４は、第１の装着部位２２の内側に配設され、第１の装着部位２２及び第２の装着部位２４ともに圧力流路２１に連続して該圧力流路２１を取り囲むように配設されている。

第２の装着部位２４は、第１の装着部位２２よりも、第２の部材３と反対方向に深く形成され、その底部（第２の部材と対向する面）には、第２のストッパ２５が形成される。

ガスケット１の受圧部１１のフランジ部１２に対する突出長さｈ３（図１参照）は、第２の装着部位２４の第１の装着部位２２の底部２２ａに対する深さｈ４と同一又は僅かに小さく形成されている。

ガスケット１は、受圧部１１がこの第２の装着部位２４の内面に挿入されるため、この場合、受圧部１１の外径ｄ１は、第２の装着部位２４の内径ｄ３よりも０．１〜０．５ｍｍ程度大きく形成され、第１の部材２の内面に対する張り代を形成する。

第１の部材２における第２の装着部位２４の内径ｄ３と圧力流路２１の内径ｄ２との差は、ガスケット１の受圧部１１の厚みと同程度とすれば、ガスケット１を装着しても圧力流路２１の内径を実質的に変更することがない。

この図４に示すシール構造の場合、ガスケット１を装着するには、ガスケット１の受圧部１１を第１の部材２の第２の装着部位２４の内面に対して第１の部材２の端面側から嵌め込み、フランジ部１２が第１の装着部位２２の底部２２ａに当接するまで挿入させる。このとき、受圧部１１の外径ｄ１は第２の装着部位２４の内径ｄ３よりも僅かに大きい張り代を有しているため、受圧部１１は第２の装着部位２４の内面に対して圧入され、フランジ部１２は第１の装着部位２２内に収容される。これにより、ガスケット１は、第１の部材２の第１のストッパ２３から内面にかけて被覆するように装着される。

次いで、第１の部材２の端面側から第２の部材３を接合する。ガスケット１のフランジ部１２の厚さｈ１は、第１のストッパ２３の高さｈ２よりも大きいため、フランジ部１２は第１の部材２と第２の部材３との間で挟着されることで押し潰され、第１の部材２と第３の部材３との間の接合面をシールする。

この実施形態においても図２に示すシール構造と同様の効果を得ることができる。

さらに、このようなシール構造によれば、圧力流路２１内の圧力がガスケット１に作用すると、その圧力を受圧部１１の内面全体で受け、それによって該受圧部１１は、第２の装着部位２４の内面方向に圧縮され、弾性反発力を生じる。

この力は、受圧部１１におけるフランジ部１２側の端部１１ａを第２の部材３に、受圧部１１におけるフランジ部１２とは反対側の端部１１ｂを第２のストッパ２５に、それぞれ押圧するように働く。

つまり、この実施形態においては、第２のストッパ２５を設けたことにより、受圧部に蓄えられた弾性反発力をより効率的にシール面に伝搬させることが可能となり、図２に示すシール構造におけるシール性をさらに向上させる効果がある。また、上述した間隙の発生もさらに抑止される。

第１のストッパ２３及び第２のストッパ２５を設けたことによって得られる高いシール性は、圧力流路２１内の圧力作用時において、該圧力を、ガスケットを介して間接的にシール面に伝搬させることによって発現する。このシール機構によれば、常時高い面圧でシール部が形成されている場合と比べて、長期の使用において、ガスケットへの負荷が小さく、該ガスケットを形成するゴムが劣化し難くなる。そのため、シールの安定性が高い。

本発明に係るガスケット１には、図５に示すように、装着時に第２の部材３と当接する側のフランジ部１２の表面に、例えば０．３〜０．５ｍｍ程度の突出高さを有するビード１３を形成することもできる。ビード１３はフランジ部１２の表面に環状に形成される。ビード１３の数は１本でも２本以上でもよい。

このようなビード１３を設けることにより、シール時に第２の部材３に対するシール性をより向上させることができる。

また、本発明に係るガスケット１には、図５に示すように、受圧部１１におけるフランジ部１２とは反対側の端部１１ｂの外側に、面取り部１１ｃを形成することもできる。

このような面取り部１１ｃを設けることにより、ガスケット１を装着する際に、第１の装着部位２２の圧力流路２１側の角部との接触によって、ガスケット１が損傷することを防止することができる。

また、本発明に係るガスケット１には、図５に示すように、フランジ部１２の外側の端面における第１の部材２側に、面取り部１２ａを形成してもよい。

上記面取り部１１ｃを設けた場合と同様に、このような面取り部１２ａを設けることにより、ガスケット１を装着する際に、第１のストッパ２３における装着部位２２側の角部との接触によって、ガスケット１が損傷することを防止することができる。

１：ガスケット
１１：受圧部
１１ａ、１１ｂ：端部
１１ｃ：面取り部
１２：フランジ部
１２ａ：面取り部
１３：ビード
２：第１の部材
２１：圧力流路
２２：第１の装着部位
２２ａ：底部
２３：第１のストッパ
２４：第２の装着部位
２５：第２のストッパ

Claims (4)

1. 内部に圧力流路を有する第１の部材と、該第１の部材の端面に対して接合される第２の部材との間をガスケットを用いてシールするシール構造であって、
   前記第１の部材の端面に前記圧力流路を取り囲むように第１の装着部位を形成するとともに、該第１の装着部位の外側に第１のストッパを形成し、
   前記ガスケットは、前記第１の部材の内面に対する所定の張り代を有し、該第１の部材の内面に対して前記端面側から挿入される受圧部と、
   前記受圧部の一端から外周に張り出すように形成されるとともに、前記第１の装着部位内に収容され、前記第１の装着部位と前記第２の部材との間で挟着されるフランジ部とを有してなることを特徴とするシール構造。
2. 第１の部材の内面を切り欠いて、前記受圧部を収容する第２の装着部位を形成するとともに、前記第２の装着部位における第２の部材と対向する面に第２のストッパを形成してなることを特徴とする請求項１記載のシール構造。
3. 請求項１又は２記載のシール構造に用いられるガスケット。
4. 前記フランジ部における前記第２の部材との当接面にビードを有することを特徴とする請求項３記載のガスケット。

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