JP7353128B2

JP7353128B2 - 環状シール材

Info

Publication number: JP7353128B2
Application number: JP2019191614A
Authority: JP
Inventors: 義郎岡崎; 諒礒部
Original assignee: 日本継手株式会社
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2039-10-21
Also published as: JP2021067296A

Description

本発明は環状シール材に関するものである。

特許文献１は、フレキシブル管用継手を開示する。このフレキシブル管用継手には、フレキシブル管が接続される。このフレキシブル管の先端の溝部に環状シール材が装着される。このフレキシブル管用継手は、スリーブと、継手本体と、押輪とを備える。スリーブは、軸線方向に二つ割りになっている。これにより、スリーブはフレキシブル管の外周に装着できる。スリ－ブの外周面は先細りのテーパ外面となっている。押輪の内周面には、スリーブの後端面に当接する係止面と、めねじとが形成されている。継手本体は、おねじと、管用テーパおねじとを有する。そのおねじの一端は押輪のめねじと螺合される。管用テ－パおねじは、水栓等の器具や別の継手を接合するためのものである。継手本体には管装着部が設けられている。管装着部は、Ｏリングの外形より若干小径の内周面を有す。

特許文献１に開示されたフレキシブル管用継手において、管装着部の入口側はテ－パ内面となっている。このテーパ内面によって管の端部外周溝に装着したＯリングが入りやすくなる。またスリーブが押輪で本体側に押付けられたとき、テ－パ内面で適度な面圧をフレキシブル管外面に発生させる。更に管に装着した環状シール材がテ－パ内面の小径側に圧縮されるので管と管装着部との間がシールされる。

実開平６－３７６８６号公報

特許文献１に開示された環状シール材には、フレキシブル管に対するＯリングのシール性能および耐久性に改善の余地があるという問題点がある。本発明はこの問題点を解消するためになされたものである。

本発明の目的は、フレキシブル管に対するシール性能および耐久性を改善する環状シール材を提供することにある。

図面に基づいて本発明の環状シール材が説明される。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

上述した目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、環状シール材１０は、環状の外周部分３０と、環状の内周部分３２とを備えている。外周部分３０は、開口２０の内部２２と所定のフレキシブル管１４との間においてその開口２０の内部２２に接触するための部分である。開口２０は所定の開口形成部材１２によって形成される。フレキシブル管１４は、開口形成部材１２の開口２０に挿入される。フレキシブル管１４は、凸状曲面部２６と凹状曲面部２８とが繰返し連なるものである。内周部分３２は、開口２０の内部２２とフレキシブル管１４との間においてフレキシブル管１４に接触するための部分である。外周部分３０が、環状幅広箇所５０を有している。環状幅広箇所５０は、環状シール材１０のうち最も幅が広くかつ環状の箇所である。内周部分３２が、環状のテーパ部７０と、環状の内周端部７２とを有している。テーパ部７０は、外周部分３０から離れた位置ほど幅が狭くなる。内周端部７２は、テーパ部７０の先端に連なる。テーパ部７０が、内周表面９０，９０の対を有する。内周表面９０は、外周部分３０に最も近い箇所以外のいずれの箇所の傾きも外周部分３０側で隣接する箇所の傾き以上である。

テーパ部７０は、外周部分３０から離れた位置ほど幅が狭くなる。テーパ部７０が、内周表面９０，９０の対を有する。内周表面９０は、外周部分３０に最も近い箇所以外のいずれの箇所の傾きも外周部分３０側で隣接する箇所の傾き以上である。これにより、テーパ部７０は鋭い形状となる。テーパ部７０が鋭いと、環状シール材１０のうちフレキシブル管１４をシールする箇所はテーパ部７０のうち環状幅広箇所５０に近い部分となる。この場合、内周端部７２またはテーパ部７０のうち内周端部７２に近い部分がフレキシブル管１４の凹状曲面部２８に接触すると、その接触した箇所でもフレキシブル管１４はシールされることとなる。テーパ部７０のうち環状幅広箇所５０に近い部分に加え、内周端部７２またはテーパ部７０のうち内周端部７２に近い部分でもシールが可能になると、シール機能はより高くなる。一方、テーパ部７０のうち環状幅広箇所５０と内周端部７２とから離れた途中部分１００は、環状幅広箇所５０に近い部分と内周端部７２とその近傍とに比べて、フレキシブル管１４のシールに寄与しない。フレキシブル管１４のシールにあたりその途中部分１００がフレキシブル管１４から受ける反力は小さい。その途中部分１００がフレキシブル管１４から離れていると、その途中部分１００はフレキシブル管１４から反力を受けない。反力が小さい、または、反力を受けないと、例えば環状シール材１０が液体を吸ったために膨張しても、その膨張によってフレキシブル管１４から受ける反力により環状シール材１０が破損する可能性は低くなる。例えば環状シール材１０の熱膨張が生じた場合も同様である。破損する可能性が低くなるということは、耐久性が改善されるということである。その結果、シール性能および耐久性が改善される。

また、上述した内周端部７２の断面形状が環状シール材１０の中心に向かって突出する扇状である。

内周端部７２の断面形状が環状シール材１０の中心に向かって突出する扇状であると、そうでない場合に比べて、内周端部７２がフレキシブル管１４の凹状曲面部２８に接触しやすくなる。その結果、シール性能が改善される。

また、上述した内周端部７２の断面形状の半径が、フレキシブル管１４の凹状曲面部２８の底のフレキシブル管１４の中心軸に沿う方向についての曲率半径より小さい。

扇状である内周端部７２の断面形状の半径がフレキシブル管１４の凹状曲面部２８の底のフレキシブル管１４の中心軸に沿う方向についての曲率半径より小さいと、継手１２とフレキシブル管１４との間において環状シール材１０が圧縮される際、内周端部７２は凹状曲面部２８の底に密着しやすくなる。その結果、シール性能が改善される。

本発明によれば、フレキシブル管に対するシール性能および耐久性が改善される。

本発明のある実施形態にかかる継手とフレキシブル管と環状シール材との接続状況が示される図である。本発明のある実施形態にかかる環状シール材の外観図である。図２の拡大図である。本発明のある実施形態にかかる環状シール材がフレキシブル管に嵌められた状況が示される断面図である。本発明のある実施形態にかかる環状シール材が継手とフレキシブル管との間をシールしている状況が示される断面図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態が説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付される。それらの名称及び機能は同一である。従って、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［環状シール材の構成］
図１は、本実施形態にかかる継手１２とフレキシブル管１４と環状シール材１０との接続状況が示される図である。図１において、環状シール材１０の一部、継手１２の一部、および、フレキシブル管１４の一部は取り除かれている。図２は、本実施形態にかかる環状シール材１０の外観図である。図２において、環状シール材１０の一部は取り除かれている。図３は図２の拡大図である。図４は本実施形態にかかる環状シール材１０がフレキシブル管１４に嵌められた状況が示される断面図である。以下、図１乃至図４に基づいて本実施形態にかかる環状シール材１０が説明される。

図１に示されるように、本実施形態にかかる環状シール材１０は、継手１２とフレキシブル管１４との間をシールする部材である。この継手１２は、環状シール材１０によるシールの対象であることが予め定められているものである。そのため、本実施形態にかかる環状シール材１０は、この継手１２内に挿入されることを前提に設計される。この継手１２は、開口２０とその内部である内周面２２とを形成する。ゆえに、継手１２は、本実施形態にかかる開口形成部材である。フレキシブル管１４は、継手１２の開口２０内に挿入される。フレキシブル管１４は、凸状曲面部２６と凹状曲面部２８とが繰返し連なるものである。凸状曲面部２６は外周の中央部分が突出した曲面によって形成される筒状の部分である。凹状曲面部２８は外周の中央部分が凹んだ曲面によって形成される筒状の部分である。このフレキシブル管１４も、環状シール材１０によるシールの対象であることが予め定められているものである。そのため、本実施形態にかかる環状シール材１０は、このフレキシブル管１４内に挿入されることを前提に設計される。

本実施形態にかかる環状シール材１０はエチレンプロピレンジエンゴム製である。図２に示されるように、本実施形態にかかる環状シール材１０は、環状の外周部分３０と、環状の内周部分３２とを備えている。本実施形態の場合、外周部分３０と内周部分３２とは一体となっている。本実施形態にかかる環状シール材１０の製造方法は周知のＯリングと同様である。したがってその詳細な手順は繰り返されない。

外周部分３０は、継手１２の内周面２２とフレキシブル管１４との間において継手１２に接触するための部分である。外周部分３０が、環状幅広箇所５０を有している。環状幅広箇所５０とは、環状シール材１０のうち最も幅が広くかつ環状の箇所を意味する。本実施形態における幅とは、環状シール材１０の中心軸に沿う方向（図２において一点鎖線が延びる方向）における一端から他端までの距離のことである。

内周部分３２は、継手１２の内周面２２とフレキシブル管１４との間においてフレキシブル管１４に接触するための部分である。本実施形態の場合、内周部分３２は、環状シール材１０のうち、環状幅広箇所５０よりも内周側（図２において一点鎖線に近い側）に配置される部分を意味する。

本実施形態の場合、内周部分３２が、テーパ部７０と、内周端部７２とを有している。テーパ部７０の幅は、外周部分３０から離れた位置ほど狭くなる。内周端部７２は、テーパ部７０の先端に連なる。本実施形態の場合、テーパ部７０が、内周表面９０，９０の対を有する。

本実施形態の場合、内周表面９０のうち外周部分３０に最も近い箇所１１４を除き、内周表面９０の任意の箇所１１０の傾きは、その箇所１１０に対し外周部分３０側で隣接する箇所１１２の傾き以上である。本実施形態の場合、傾きとは、環状シール材１０の中心軸に沿う方向（図２において一点鎖線が延びる方向）に対する傾きを意味する。より具体的には、図３に示されるように、本実施形態の場合、内周表面９０のうち外周部分３０に最も近い箇所１１４を除き、内周表面９０の任意の箇所１１０の傾きは、その箇所１１０に対し外周部分３０側で隣接する箇所１１２の傾きに等しい。その結果、本実施形態の場合、内周表面９０，９０の対が平面の対となる。

本実施形態における内周端部７２の断面形状とは、環状シール材１０の中心軸（図２における一点鎖線が示す軸）に沿って拡がり、かつ、その中心軸を含む平面における、断面の形状のことである。本実施形態の場合、内周端部７２の断面形状は、扇状である。図４に示されるように、本実施形態の場合、その半径ｒｓは、フレキシブル管１４の凹状曲面部２８の底のフレキシブル管１４の中心軸に沿う方向（図１における一点鎖線が延びる方向）についての曲率半径ｒｆより小さい。

［環状シール材の接続方法］
本実施形態にかかる環状シール材１０は周知のシール材と同様の手順で継手１２とフレキシブル管１４との間をシールする。すなわち、環状シール材１０は、まずフレキシブル管１４の凹状曲面部２８に嵌められる。環状シール材１０が凹状曲面部２８に嵌められたフレキシブル管１４は、継手１２の開口２０に挿入される。これにより、環状シール材１０もフレキシブル管１４と共に継手１２の開口２０内に挿入される。その挿入に伴い、環状シール材１０の外周部分３０が継手１２の内周面２２に接触する。これにより、継手１２とフレキシブル管１４との間がシールされる。

［本実施形態にかかる効果の説明］
図５は本実施形態にかかる環状シール材１０が継手１２とフレキシブル管１４との間をシールしている状況が示される断面図である。図３乃至図５に基づいて、本実施形態にかかる環状シール材１０の効果が説明される。図３に示されるように、テーパ部７０は、外周部分３０から離れた位置ほど幅が狭くなる。テーパ部７０の内周表面９０は平面である。これにより、テーパ部７０はＯリングの内周部分に比べると鋭い形状となる。図５から明らかなように、テーパ部７０が鋭いと、環状シール材１０のうちフレキシブル管１４をシールする箇所はテーパ部７０の内周表面９０のうち環状幅広箇所５０に近い部分となる。しかも、本実施形態の場合、内周端部７２がフレキシブル管１４の凹状曲面部２８に接触する。これにより、そこでもフレキシブル管１４はシールされることとなる。テーパ部７０のうち環状幅広箇所５０に近い部分に加え、内周端部７２でもシールが可能になると、シール機能はより高くなる。一方、本実施形態の場合、テーパ部７０のうち環状幅広箇所５０と内周端部７２とから離れた途中部分１００は、フレキシブル管１４から離れている。その途中部分１００がフレキシブル管１４から離れているので、その途中部分１００はフレキシブル管１４から反力を受けない。途中部分１００が反力を受けないと、その途中部分１００が大きな反力を受ける場合に比べ、例えば環状シール材１０が液体を吸ったために膨張しても、その膨張によって継手１２およびフレキシブル管１４から受ける反力により環状シール材１０が破損する可能性は低くなる。例えば環状シール材１０の熱膨張が生じた場合も同様である。破損する可能性が低くなるということは、耐久性が改善されるということである。その結果、シール性能および耐久性が改善される。

さらに、本実施形態の場合、内周端部７２の断面形状が環状シール材１０の中心に向かって突出する扇状である。これにより、図４から明らかな通り、内周端部７２がフレキシブル管１４の凹状曲面部２８に接触しやすくなる。その結果、シール性能がさらに改善される。

その上、本実施形態の場合、内周端部７２の扇状の断面形状の半径ｒｓがフレキシブル管１４の凹状曲面部２８の底のフレキシブル管１４の中心軸に沿う方向についての曲率半径ｒｆより小さい。これにより、継手１２とフレキシブル管１４との間において環状シール材１０が圧縮される際、内周端部７２は凹状曲面部２８の底に密着しやすくなる。その結果、シール性能が一層改善される。

［変形例］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、上述した実施形態に対して本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよい。

例えば、環状シール材１０によるシールの対象となるのは、１種類の継手１２に限定されない。本発明にかかる環状シール材１０は、２種類以上の継手１２のいずれについてもシールが可能であるよう設計されてもよい。環状シール材１０によるシールの対象となるのは、継手１２以外の開口を形成する部材（開口形成部材）であってもよい。同様に、環状シール材１０によるシールの対象となるのは、１種類のフレキシブル管１４に限定されない。本発明にかかる環状シール材１０は、２種類以上のフレキシブル管１４のいずれについてもシールが可能であるよう設計されてもよい。

また、内周表面９０は平面に限定されない。例えば、内周表面９０は凹んだ曲面であってもよい。

１０…環状シール材
１２…継手
１４…フレキシブル管
２０…開口
２２…内周面
２６…凸状曲面部
２８…凹状曲面部
３０…外周部分
３２…内周部分
５０…環状幅広箇所
７０…テーパ部
７２…内周端部
９０…内周表面
１００…途中部分
１１０，１１２，１１４…箇所

Claims

開口を形成する所定の開口形成部材の前記開口の内部と前記開口に挿入され凸状曲面部と凹状曲面部とが繰返し連なる所定のフレキシブル管との間において前記開口形成部材に接触するための部分である環状の外周部分と、
前記開口の内部と前記フレキシブル管との間において前記フレキシブル管に接触するための部分である環状の内周部分とを備える環状シール材であって、
前記外周部分が、前記環状シール材のうち最も幅が広くかつ環状の箇所である環状幅広箇所を有しており、
前記内周部分が、
前記外周部分から離れた位置ほど前記幅が狭くなる環状のテーパ部と、
前記テーパ部の先端に連なる環状の内周端部とを有しており、
前記テーパ部が、前記外周部分に最も近い箇所以外のいずれの箇所の傾きも前記外周部分側で隣接する箇所の前記傾き以上である内周表面の対を有し、
前記内周端部の断面形状が前記環状シール材の中心に向かって突出する扇状であり、
前記内周端部の前記断面形状の半径が前記フレキシブル管の前記凹状曲面部の底の前記フレキシブル管の中心軸に沿う方向についての曲率半径より小さいことを特徴とする環状シール材。