CN103225692A

CN103225692A - 金属密封件

Info

Publication number: CN103225692A
Application number: CN2013100281782A
Authority: CN
Inventors: 藤堂聪
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-01-25
Also published as: US20130193650A1; JP5717662B2; TWI491822B; TW201331494A; JP2013155769A; KR20130087416A; US8814175B2; CN103225692B; KR102001873B1

Abstract

提供一种能够以较弱的压缩力紧固、并且在受压时发挥充分的密封性的金属密封件。由U字状的金属制薄壁密封件（1）、和将其侧壁部（6、6）和底壁部（5、5）从背面侧包围而承接的金属制加强外嵌部件（3）构成。

Description

金属密封件

技术领域

本发明涉及金属密封件。

背景技术

以往，图7所示那样的金属密封件41是周知的（例如，参照专利文献1）。即，具备凹槽部45，所述凹槽部45横截面形状是壁厚尺寸T₄₁较大的U字形，具有底壁部42和侧壁部43，并且在侧壁部43的前端外表面上具有密封用接触小凸部44，承受流体压力。

但是，通过上述小凸部44、44对相互平行的两平面46、47压接，当发挥密封作用时，由于壁厚尺寸T₄₁较大，所以以极大的接触面压成为压接状态。

但是，根据使用的设备或装置，有上述两平面46、47的材质较脆的情况或容易损伤的情况、容易变形的情况等，所以有不能使用图7所示那样的较大的壁厚尺寸T₄₁的金属密封件41的情况。进而，在非加压时的压缩力较小的部位上，不能应用这样的壁厚尺寸T₄₁较大的金属密封件41。

专利文献1：特开2009－24838号公报

所以，本发明者制作图8所示那样的、横截面U字状的壁厚尺寸T₄₈较小的金属制薄壁密封件48，重复了许多实验。即，图8的金属制薄壁密封件48在前端外表面上具有密封用接触小凸部49、49，除此以外遍及整体用较小的相同壁厚尺寸T₄₈形成。

但是，可知这样的薄壁密封件48有以下这样的问题。即，如图9所示，在为了具有矩形密封槽33的第1部件31、与具有平面部34的第2部件32之间的密封而使用后，在图9中用双点划线表示的原来的形状的薄壁密封件48A如果受到流体压力P，则过大变形为用实线表示的形状48C，在5个部位Y1、Y2、Y3、Y4、Y5压接到平面部34、密封槽33的槽底面33A、槽侧面33B上。本来应该用图9的Y1、Y5及Y3这3个部位压接，但因U字形的薄壁密封件48的侧壁部35、35较强地压接在平面部34和槽底面33A上，本来应发挥密封作用的小凸部49、49不能以充分的接触面压接触在平面部34和槽底面33A上，结果，有作为整体的密封性下降的第1问题。

进而，在经过图9的受压状态后，在将薄壁密封件48向外部取出的情况下，如图10所示，还可以判明成为伴随着塑性变形的异常横截面形状。即，由图10的双点划线表示的原来的形状48A塑性变形到由实线表示那样的形状48C。这样，有如果发生塑性变形则小凸部49、49不能以充分的接触面压对平面部34、槽底面33A接触、发生流体的泄漏的第2问题。因而，在流体压力P高低变动的使用条件下，在比较短的使用期间后，发生流体泄漏而不再能够使用，有寿命较短的问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述那样的问题，提供一种能够以较弱的力压缩、对于使平行的两平面接近的紧固力较小的部位也能够应用、在受到流体压力的受压状态下不会发生异常变形（塑性变形）、持续长期使用期间发挥稳定的密封性能的金属密封件。特别是，目的是提供一种在流体的压力高低变动那样的使用部位、或者两平面间反复开闭、反复进行较轻的压缩和释放的使用部位上也持续长期发挥稳定的密封性能的金属密封件。

所以，本发明具备：金属制薄壁密封件，是横截面U字状或郁金香状，在前端具有密封用接触小凸部；金属制加强外嵌部件，是具有嵌入用凹槽的横截面U字状，将上述薄壁密封件的底壁部及侧壁部嵌装到上述嵌入用凹槽中，用来抑制上述底壁部及侧壁部的受压时的变形。

此外，是将平行的两平面之间密封的金属密封件，上述薄壁密封件的一对上述接触小凸部的相互间隔尺寸设定得比上述加强外嵌部件的厚度尺寸大。

此外，上述薄壁密封件具有弹性板簧状的一对主密封突片部，所述一对主密封突片部比上述加强外嵌部件的一对侧壁部的前端向开口方向突出，在该主密封突片部的前端外表面上附设有上述接触小凸部。

此外，上述加强外嵌部件相对于上述平行的两平面轻接触或非接触，设定为不压接的厚度尺寸。

根据有关本发明的金属密封件，由于金属制薄壁密封件灵活地且以较小的接触力对平行的两平面压接，所以从外部施加的压缩外力较小就足够。即，对于这样的压缩外力（紧固力）较小的使用部位是适合的。

尽管如此，对于流体压力充分高的情况下也能够充分对应，能够不发生塑性变形而充分发挥密封性（密封性能）。并且，对于平行的两平面反复而重复压缩和释放的使用部位、或者流体压力高低变动的使用部位也适合，持续长期发挥稳定的密封性能。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的自由状态的主要部横剖视图。

图2是表示另一实施方式的自由状态的主要部横剖视图。

图3是用来说明密封槽与金属密封件的尺寸关系的剖视图。

图4是表示安装未受压状态的说明图。

图5是表示安装受压状态的说明图。

图6是表示别的使用条件下的安装受压状态的说明图。

图7是表示以往例的横剖视图。

图8是表示比较例的横剖视图。

图9是表示比较例的受压状态的剖视图。

图10是在受压后向外部取出的状态的横截面说明图。

具体实施方式

以下，基于图示的实施方式详细说明本发明。

在图1中，由横截面U字状或（向开口方向E展开的）郁金香状的金属制薄壁密封件1、和用来抑制（阻止）该薄壁密封件1的受压时的变形的金属制的横截面U字状的加强外嵌部件3构成。

具体而言，在图1中，薄壁密封件1是郁金香状，在前端具有密封用接触小凸部2、2，例如从较薄的金属板（坯材）通过弯折压力加工形成为郁金香状。并且，前端较小地折回，形成接触小凸部2、2（参照图1及图3～图6）。此外，在图2所示的另一实施方式中，以较薄的金属板（坯材）形成为郁金香状，但前端以其外表面突出为圆山型的方式，通过塑形加工、钎焊或焊接形成接触小凸部2。另外，如果如在图2中用双点划线表示那样将接触小凸部2形成为稍大的山型，则在后述的图6所示的受压状态下能够发挥可靠的密封性能。

并且，加强外嵌部件3是具有嵌入用凹槽4的横截面U型，所述嵌入用凹槽4用来将薄壁密封件1嵌入，薄壁密封件1的弯曲状底壁部5及侧壁部6、6在图1或图2所示的自由状态下为紧贴状嵌装在嵌入用凹槽4中，由此，如后述的图5或图6那样抑制受压状态下的底壁部5及侧壁部6、6的变形。

如图3～图6所示，作为所谓双重构造密封件的有关本发明的金属密封件，是将平行的两平面11、12之间密封的密封件。整体形状虽然图示省略，但是是呈圆形、矩形、跑道形或各种异形的闭环状。并且，在图3～图6中，在第1部件31上凹设矩形密封槽7，其槽底面7A相当于上述平面12。此外，第2部件32的图的下表面相当于另一平面11。

这样，有关本发明的金属密封件是将平行的两平面11、12之间密封的密封件，（作为内密封件的）薄壁密封件1的一对接触小凸部2、2的相互间隔尺寸H₂设定得比加强外嵌部件3的厚度尺寸T₃大（参照图1～图3）。即，设定为H₂>T₃。在图1～图3所示的未安装自由状态下可以说是这样，但具体地讲，在图4、图5或图6所示的各使用状态（各安装状态）下，H₂>T₃的关系式也成立。

如果更详细地说明，则可以说薄壁密封件1（以一体状）具有弹性板簧状的一对突片部9、9，所述一对突片部9、9比加强外嵌部件3的一对侧壁部8、8的前端8A、8A向开口方向E突出。并且，在该突片部9、9的前端外表面上，附设有上述接触小凸部2。因而，如在图3～图6所示的安装使用状态下清楚表示那样，弹性板簧状的一对突片部9、9才是发挥有关本发明的本金属密封件的主要的密封作用的部分，称作“主密封突片部”。

此外，加强外嵌部件3对于平行的两平面11、12总是轻接触或非接触。即，设定为不会对平行的两平面11、12压接那样的厚度尺寸T₃，特别是也由图3可知，该厚度尺寸T₃比密封槽7的深度尺寸H₇小。此外，加强外嵌部件3在侧壁部8、8的外表面上具备平坦面，所述平坦面完全不具备用来对平行的两平面11、12压接而发挥密封作用的小凸部。

此外，外嵌部件3的凹槽4的形状如图1或图2所示，一致于薄壁密封件1的底壁部5和侧壁部6、6的外表面形状而形成，以便以均等的小接触面压接触在内嵌状的薄壁密封件1上，并且两侧壁部8、8的前端形状形成为内表面侧较大的R倒角形状20。

弹性板簧状的主密封突片部9、9的外表面平滑地对该R倒角形状20的侧壁部8的前端接触或离开，能够弹性变形（比较参照图3～图6）。

接着，图4表示安装未受压状态，该图4的接触面压曲线图在横轴上表示位置，在纵轴上表示接触面压Po，本金属密封件是对于平行的平面11、12的接触面压Po非常小、因而能够以较弱的紧固力将平行的平面11、12相互紧固的密封件。

并且，在图5所示的安装受压状态下，如果流体压力P作用，则一边从外嵌部件3的侧壁部8的前端R倒角形状20逐渐分离一边延伸的突片部9通过从内表面受到的流体压力P，相对于平面11、12以图5中的接触面压曲线图那样的接触面压，（小凸部2）稍强地压接，进行可靠的密封作用。薄壁密封件1的其余的部位（侧壁部6、6和底壁部5）即使受到压力P也不变形，能够解决作为比较例在图9和图10中说明的问题。即，能够防止在受压状态下发生异常的鼓出变形，并且，由此小凸部2（49）以适当的接触面压Po压接，能够发挥良好的密封性（密封性能）。并且，不会有以图10所示那样的鼓出状发生异常塑性变形的情况，在液体压力P高低变动的使用条件（环境）下经得住长期间的使用，寿命显著地延长。

图6所示的图表示第2部件32（平面11）向箭头F方向移动微小尺寸那样的使用条件，图5的间隙G₁如图6那样变化为较大的间隙G₂。在这样的特殊的使用条件下，用如以往例的图7那样壁厚尺寸T₄₁较大的金属密封件41难以对应的情况较多，但在本发明中，图5和图6的接触面压Po几乎不变化，能够得到稳定而可靠的密封作用。其理由之一是因为，从外嵌部件3的侧壁部8的前端8A向开口方向E突出状的弹性板簧状的一对主密封突片部9弹性地灵活地弯曲弹性变形，灵活、可靠地对应于向箭头F方向的平面11的变位。

可是，在图6中，并不限于上述特殊的使用条件，在受到压力P而平面11、12间的间隙G₁、G₂变化的情况下，或者在因组装公差或加工公差等而间隙G₁、G₂大小差异的情况下等，有关本发明的金属密封件也如图5和图6所示那样能够灵活且可靠地对应，发挥稳定而良好的密封性（密封性能）。

另外，在图2所示的实施方式中，也同样发挥图4～图6所示的已述的作用、效果。

本发明如以上详细叙述那样，是下述结构：具备金属制薄壁密封件1和金属制加强外嵌部件3，所述金属制薄壁密封件1是横截面U字状或郁金香状，在前端具有密封用接触小凸部2、2，所述金属制加强外嵌部件3是具有嵌入用凹槽4的横截面U字状，将薄壁密封件1的底壁部5及侧壁部6、6嵌装到嵌入用凹槽4中，用来抑制底壁部5及侧壁部6、6的受压时的变形，所以能够完全解决对图8～图10叙述的问题，达到期望的目的。即，根据本发明，能够防止图10那样的异常的塑性变形，能够持续长期的使用期间发挥稳定的密封性。特别是，在是较弱的压缩力（紧固力）的同时，对于较高的液体压力也能够充分对应，发挥良好的密封性。

总之，本发明在是金属密封件的同时，能够以较弱的压缩力带来希望量的压扁，同时，在受压时不会发生过大的塑性变形，并且对于反复压缩和耐压的使用条件也能够经得住，是长寿命的密封件。

此外，本发明是将平行的两平面11、12之间密封的金属密封件，是薄壁密封件1的一对接触小凸部2、2的相互间隔尺寸H₂设定得比加强外嵌部件3的厚度尺寸T₃大的结构，所以能够防止外嵌部件3压接到平行的平面11、12上那样的情况，小凸部2、2总是对平行的平面11、12以弹性力灵活地压接，发挥稳定的密封性能。

此外，由于是下述结构：薄壁密封件1具有弹性板簧状的一对主密封突片部9、9，所述一对主密封突片部9、9比加强外嵌部件3的一对侧壁部8、8的前端8A、8A向开口方向E突出，在主密封突片部9、9的前端外表面上附设有接触小凸部2，所以压缩力（紧固力）很小就足够，在平行的平面11、12为较脆的材质或容易损伤的情况下也能够适当地使用。并且，在受压时，通过突片部9、9发挥作为主密封件的良好的密封性，有效防止外部泄漏。

此外，由于加强外嵌部件3是对于平行的两平面11、12轻接触或非接触、设定为不压接的厚度尺寸T₃的结构，所以平行的两平面11、12不受损伤及变形，薄壁密封件1自由自在地弹性变形，并且受到流体压力P，能够充分地发挥密封作用。

附图标记说明

1 薄壁密封件

2 接触小凸部

3加强外嵌部件

4 嵌入用凹槽

5 底壁部

6 侧壁部

8 侧壁部

9 突片部

11、12 平面

E 开口方向

H₂ 相互间隔尺寸

T₃ 厚度尺寸。

Claims

1.一种金属密封件，其特征在于，具备：

金属制薄壁密封件（1），是横截面U字状或郁金香状，在前端具有密封用接触小凸部（2、2）；

金属制加强外嵌部件（3），是具有嵌入用凹槽（4）的横截面U字状，将上述薄壁密封件（1）的底壁部（5）及侧壁部（6、6）嵌装到上述嵌入用凹槽（4）中，用来抑制上述底壁部（5）及侧壁部（6、6）的受压时的变形。

2.如权利要求1所述的金属密封件，其特征在于，是将平行的两平面（11、12）之间密封的金属密封件，上述薄壁密封件（1）的一对上述接触小凸部（2、2）的相互间隔尺寸（H₂）设定得比上述加强外嵌部件（3）的厚度尺寸（T₃）大。

3.如权利要求2所述的金属密封件，其特征在于，上述薄壁密封件（1）具有弹性板簧状的一对主密封突片部（9、9），所述一对主密封突片部（9、9）比上述加强外嵌部件（3）的一对侧壁部（8、8）的前端（8A、8A）向开口方向（E）突出，在该主密封突片部（9、9）的前端外表面上附设有上述接触小凸部（2）。

4.如权利要求2或3所述的金属密封件，其特征在于，上述加强外嵌部件（3）相对于上述平行的两平面（11、12）轻接触或非接触，设定为不压接的厚度尺寸（T₃）。