CN103574030B - 密封构造体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够从被插入构件容易地拆卸插入构件的密封构造体。所述密封构造体具备:阀体(20);金属盖部(12);O型环(30),其容纳于由阀体(20)的外周面与金属盖部(12)的内周面形成的容纳区域(F)且对流体进行密封;以及支承环(41、42),其在容纳区域(F)处容纳于O型环(30)的两侧且限制O型环(30)的移动。在阀体(20)及金属盖部(12)处形成有在所述组装时彼此拧合的螺纹部(13、24),至少延伸至容纳区域(F)与螺纹部(13、24)之间的金属盖部(12)的内周面且经由螺纹部(13、24)的间隙而与外部空间连通的第一泄压槽(14a、14b)沿着轴向形成。

Description

密封构造体

技术领域

[0001] 本发明涉及使用0型环来防止流体的泄露的密封构造体。

背景技术

[0002] 近年来,燃料电池车的开发迅猛发展,作为延长其续航距离的一个方法,谋求向燃料电池供给氢气的氢气罐的高压化。并且,氢气罐的外形呈圆柱状,在其一端形成有圆筒状的金属盖部(被插入构件)。而且,向该金属盖部插入阀体(插入构件)而进行拧合,由此形成有对高压氢气进行密封的填充室。

[0003]另外,在金属盖部与阀体之间设有环状的容纳区域,为了防止氢气的泄露,在所述容纳区域安装有橡胶制的0型环。另外,为了防止0型环陷入金属盖部与阀体之间的间隙而受到损伤,也存在以与0型环相邻的方式设置支承环的情况。

[0004] 专利文献1中记载有如下所述的密封装置,该密封装置在设置于彼此同轴地组装的轴(插入构件)与壳体(被插入构件)中的一方的构件处的环状的安装槽内具备密封圈(0型环)和将该密封圈夹在中间的两个支承环。需要说明的是,所述两个支承环的内周面以与设于所述安装槽的两端部的槽锥形部抵接的方式安装。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1:日本特开2002-161983号公报发明概要

[0008] 发明要解决的课题

[0009] 在专利文献1所记载的技术中,向密封装置填充有高压氢气,当容纳于所述安装槽的密封圈通过高压氢气进行加压时,高压氢气可能透过橡胶制的密封圈。在该情况下,相对于密封圈而配置在轴向外侧(在将轴组装于壳体时,远离壳体的一侧)的支承环通过高压氢气进行加压而被推压到槽锥形部,因此透过了密封圈的氢气被密封。

[0010] 因而,透过了密封圈的氢气滞留在所述支承环与密封圈之间,成为在该密封区域封入高压氢气的状态。

[0011] 一般来说,设在氢气罐的填充口附近的密封圈(0型环)需要定期地更换。即使在将所述的轴(插入构件)从壳体(被插入构件)拆卸时,对填充室减压,也能利用滞留的高压氢气维持所述支承环的密封性。

[0012] 因而,在专利文献1所记载的技术中,在支承环与密封圈之间持续滞留高压氢气,将轴从壳体拆卸时的摩擦力增大。这样的话,解除轴与壳体的拧合时的转矩(换句话说,克服所述摩擦力所必要的转矩)变大,存在操作性恶化这样的问题。

发明内容

[0013]因此,本发明的课题在于提供一种能够将插入构件容易地从被插入构件拆卸的密封构造体。

[0014] 解决方案

[0015] 作为用于解决所述课题的方法,本发明所涉及的密封构造体的特征在于,所述密封构造体具备:插入构件,其外形呈圆柱状;圆筒状的被插入构件,其与在内部填充流体的填充室体一体形成,供所述插入构件插入;0型环,其在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,容纳于由所述插入构件的外周面与所述被插入构件的内周面形成的容纳区域,并对流体进行密封;以及支承环,其在所述容纳区域中容纳于所述0型环的轴向外侧或两侧,并对所述0型环的移动进行限制,在所述插入构件及所述被插入构件处形成有在所述组装时彼此拧合或嵌合的组装部,第一泄压槽沿着轴向形成,该第一泄压槽至少延伸在所述容纳区域与所述组装部之间的所述被插入构件的内周面且经由所述组装部的间隙而与外部空间连通。

[0016] 根据所述结构,当将插入构件从被插入构件拆卸时,若第一泄压槽的一端越过容纳于0型环的轴向外侧(当将插入构件组装于被插入构件时,远离被插入构件的一侧)的支承环而面朝容纳区域,则以如下的方式泄压。即,所述支承环与0型环之间的空间(高压流体滞留的区域)经由第一泄压槽及组装部的间隙而与外部空间连通。在此,组装部的间隙是在形成于插入构件的组装部和形成于被插入构件的组装部之间形成的间隙。而且,根据所述连通,高压流体经由第一泄压槽及组装部的间隙而向外部空间放出。

[0017] 因而,由于容纳区域的压力与外部空间的压力大致相等,因此将插入构件从被插入构件拆卸时的摩擦力变小。因而,能够容易地从被插入构件拆卸插入构件。

[0018]另外,在所述密封构造体中,优选的是,在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,所述第一泄压槽的一端与所述容纳区域邻接。

[0019] 根据所述结构,当将插入构件朝向轴向外侧移动时,通过较短的移动距离使第一泄压槽的一端面朝容纳区域。在此,朝向轴向外侧是插入构件远离被插入构件的方向。

[0020]因而,当将插入构件从被插入构件拆卸时,能够减小密封于容纳区域的高压流体向外部空间放出(换句话说,进行泄压)所需要的工作量,从而能够提高操作性。

[0021]另外,本发明所涉及的密封构造体的特征在于,所述密封构造体具备:插入构件,其外形呈圆柱状;圆筒状的被插入构件,其与在内部填充流体的填充室体一体形成,供所述插入构件插入;0型环,其在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,容纳于由所述插入构件的外周面与所述被插入构件的内周面形成的容纳区域,并对流体进行密封;支承环,其在所述容纳区域中容纳于所述0型环的轴向外侧或两侧,并对所述0型环的移动进行限制,在所述插入构件及所述被插入构件处形成有在所述组装时彼此拧合或嵌合的组装部,所述密封构造体形成有向所述容纳区域与所述组装部之间的所述被插入构件的内周面开口且与外部空间连通的泄压孔。

[0022] 根据所述结构,在将插入构件从被插入构件拆卸的过程中,泄压孔的一端越过容纳于0型环的轴向外侧的支承环而面朝容纳区域。如此一来,支承环与0型环之间的空间(高压流体滞留的区域)经由泄压孔而与外部空间连通。而且,根据所述连通,高压流体经由泄压孔而向外部空间放出。

[0023] 其结果是,由于容纳区域的压力与外部空间的压力大致相等,因此将插入构件从被插入构件拆卸时的摩擦力变小。因而,能够从被插入构件容易地拆卸插入构件。

[0024]另外,在所述密封构造体中,优选的是,在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,所述第一泄压槽的一端与所述容纳区域邻接。

[0025] 根据所述结构,当将插入构件朝向轴向外侧移动时,通过较短的移动距离使第一泄压槽的一端面朝容纳区域。因而,当将插入构件从被插入构件拆卸时,能够减小密封于容纳区域的高压流体向外部空间放出(换句话说,进行泄压)所需要的工作量,从而能够提高操作性。

[0026] 另外,在所述密封构造体中,优选的是,所述插入构件具有:大径圆柱部以及经由台阶部而与所述大径圆柱部一体形成且直径比所述大径圆柱部小的小径圆柱部,所述被插入构件具有:内径与所述大径圆柱部的直径对应的大内径圆筒部;以及经由台阶部而与所述大内径圆筒部一体形成且内径与所述小径圆柱部的直径对应的小内径圆筒部,从使所述插入构件的所述小径圆柱部的端部与所述被插入构件的所述大内径圆筒部的端部对置的状态,在将所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下形成所述容纳区域,在所述插入构件的所述小径圆柱部的外周面沿着轴向形成第二泄压槽,该第二泄压槽的一端面朝所述填充室体的内部而另一端设在比所述容纳区域靠轴向内侧的位置。

[0027] 根据所述结构,使插入构件相对于被插入构件而朝向轴向外侧移动,若第二泄压槽的一端越过容纳于0型环的轴向内侧的支承环而面朝容纳区域时,以如下方式泄压。SP,所述支承环与0型环之间的空间(流体滞留的区域)经由第二泄压槽而与填充室体的内部连通。因而,在将插入构件从被插入构件拆卸时,预先将所述填充室体的内部泄压,由此滞留于所述密封区域的流体向相对低压的填充室放出。因而,能够从被插入构件容易地拆卸插入构件。

[0028] 发明效果

[0029] 根据本发明,能够提供一种从被插入构件容易地拆卸插入构件的密封构造体。

附图说明

[0030]图1是本发明的第一实施方式所涉及的密封构造体的剖视图,图1的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图,图1的(b)是图1的(a)的A-A向视图。

[0031]图2是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图,图2的(a)是在填充室填充有高压氢气的状态下的端面图,图2的(b)是以填充室的氢气压形成为与大气压大致相等的方式泄压后的状态下的端面图。

[0032]图3是在阀体从金属盖部拔出规定距离的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图,图3的(a)是第一泄压槽的一端面朝比第一支承环靠轴向内侧的容纳区域的状态下的端面图,图3的(b)是第一泄压槽的另一端面朝比第二支承环靠轴向外侧的容纳区域的状态下的端面图。

[0033]图4是在本发明的第二实施方式所涉及的密封构造体中、阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。

[0034]图5是在本发明的第三实施方式所涉及的密封构造体中、阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。

[0035]图6是本发明的第四实施方式所涉及的密封构造体的剖视图,图6的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图,图6的(b)是图6的(a)的B-B向视图。

[0036] 图7的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图,图7的(b)是在阀体从金属盖部拔出规定距离的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图。

[0037] 附图标记说明如下:

[0038] 1、1A、1B、1C 密封构造体

[0039] 10罐主体

[0040] 11填充室体

[0041] 12金属盖部(被插入构件)

[0042] 12a大内径圆筒部

[0043] 12b台阶部

[0044] 12c小内径圆筒部

[0045] 13阴螺纹部(组装部)

[0046] 14a、14b、14c、14d、14g、14h 第一泄压槽

[0047] 141、14j 第二泄压槽

[0048] 14e、14f 泄压孔

[0049] 15填充室

[0050] 20阀体(插入构件)

[0051] 24阳螺纹部(组装部)

[0052] 30 0 型环

[0053] 41、43第一支承环(支承环)

[0054] 42、44第二支承环(支承环)

[0055] F容纳区域

[0056] F1、F2密封区域

具体实施方式

[0057] 适当地参照附图,对用于实施本发明的方式(以下,称作实施方式)进行详细的说明。需要说明的是,在各图中,将0型环30、第一支承环41、及第二支承环42记载得比实际中使用的构件大。

[0058] <密封构造体的结构>

[0059] 图1的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。

[0060] 密封构造体1作为例如搭载于车辆且成为利用氢气与氧气之间的电极反应而进行发电的燃料电池(未图示)的氢气供给源的氢气罐进行使用。需要说明的是,密封构造体1的使用方式并不局限于此,例如,还具有作为安置型的燃料电池的氢供给源而使用的情况。

[0061] 如图1的(a)所示,密封构造体1具备罐主体10、阀体20、0型环30、第一支承环41以及第二支承环42。

[0062] 从罐主体10的一端部向轴向外侧延伸的圆筒状的金属盖部12与外形呈圆柱状的阀体20被同轴地拧合。以下,将阀体20与金属盖部12拧合(或解除拧合)时的中心轴仅记作“中心轴”或“轴”。

[0063] 罐主体10为铝合金等金属制,具有填充室体11和金属盖部12。需要说明的是,虽然省略图示,但除去金属盖部12的一部分,罐主体10整体通过碳纤维强化树脂等进行耐压加强。

[0064] 填充室体11的外形呈圆柱状,且是在内部具有填充室15的壳状的构件。需要说明的是,在所述的填充室15中填充有高压的氢气(流体)。

[0065] <金属盖部(被插入构件)>

[0066] 金属盖部12是从填充室体11的一端部向轴向外侧延伸的圆筒状的构件,与填充室体11 一体形成。需要说明的是,轴向与呈圆柱状的罐主体10的长边方向对应。另外,轴向外侧与外部空间侧(图1的(a)的右侧)对应,轴向内侧与填充室15侧(图1的(a)的左侦U)对应。

[0067] 在金属盖部12的轴向外侧的内周面形成有用于与阀体20拧合的阴螺纹部13(组装部)。另外,在金属盖部12的内周面形成有沿着轴向延伸的两条第一泄压槽14a、14b。需要说明的是,两条第一泄压槽14a、14b以所述的中心轴为基准而设在线对称的位置上。

[0068] 如所述那样,若利用填充室15的高压氢气使容纳于容纳区域F的0型环30被加压,则高压氢气透过橡胶制的0型环30。如此一来,第一支承环41被高压氢气加压而推压至阀体20的锥形面。其结果是,透过了 0型环30的氢气滞留于0型环30与第一支承环41之间的密封区域,因此成为在该密封区域封入有高压氢气的状态。

[0069] 设置图1的(a)所示的第一泄压槽14a、14b是为了在将阀体20从金属盖部12拆卸时,将封入于所述密封区域的高压氢气向外部空间放出而进行泄压。以下,对一方的第一泄压槽14a进行说明,但对于另一方的第一泄压槽14b也是相同的。

[0070] 图1的(b)是图1的(a)的A-A向视图。如图1的(b)所示,第一泄压槽14a是在金属盖部12的内周面中朝向径向外侧进行穿出的长孔,沿着轴向延伸。需要说明的是,第一泄压槽14a的剖面形成为光滑的周面(参照图1的(b)),也可以将第一泄压槽14a的剖面设为矩形状等其他形状。

[0071]另外,第一泄压槽14a以其一端(轴向内侧的端部)面朝容纳区域F的方式设置。容纳区域F是指由设于阀体20的外周面且朝向径向内侧凹陷的环状的容纳槽与金属盖部12的内周面形成的环状的容纳区域。

[0072] 通过使第一泄压槽14a的一端面朝容纳区域F,当拆卸阀体20时,能够以微小的移动距离使第一泄压槽14a与密封区域F1连通(参照图3的(a))而进行泄压。

[0073] 此外,第一泄压槽14a的所述一端在阀体20与金属盖部12拧合而第一支承环41通过高压氢气朝向轴向外侧进行按压的状态下(参照图2的(a)),以没有面朝密封区域F1的方式进行设置。

[0074] 由此,在阀体20与金属盖部12拧合的罐主体10的通常使用时,高压氢气没有流入第一泄压槽14a。

[0075] 第一泄压槽14a以其另一端(轴向外侧的端部)位于比阴螺纹部13靠轴向内侧的位置的方式设置,第一泄压槽14a未到达阴螺纹部13。由此,金属盖部12的阴螺纹部13(组装部)与阀体20的阳螺纹部24 (组装部)具有足够的组装强度。

[0076] 并且,在阀体20与金属盖部12拧合的状态下,第一泄压槽14a与外部空间连通。这是因为,能够在形成于阀体20的外周面的阳螺纹部24和形成于金属盖部12的内周面的阴螺纹部13之间形成有螺旋状的间隙。

[0077] 另外,第一泄压槽14a以其轴向长度比第一支承环41的轴向长度(厚度)长的方式形成。由此,当拆卸阀体20时,在轴向成为第一泄压槽14a横跨第一支承环41的状态,从而能够使密封区域F1 (参照图3的(a))与第一泄压槽14a连通而进行泄压。

[0078] 需要说明的是,关于借助第一泄压槽14a的泄压的详情见后述。

[0079] <阀体(插入构件)>

[0080] 阀体20的外形呈现为具有大致高度不同的外周面的圆柱状。

[0081] 需要说明的是,为了便于说明,将阀体20作为实心的结构而图示,但实际上,在阀体20内形成有用于将填充室15与外部连通而放出氢气的放出流路(未图示)。除此之外,还设置有用于对所述的放出流路的开口进行开闭的阀体(未图示)、使该阀体沿着轴向往复运动的柱塞(未图示)以及螺线管(未图示)等。

[0082] 如图1的(a)所示,在阀体20的外周面形成有朝向径向内侧凹陷的环状的容纳槽(与附图标记21〜23对应)。需要说明的是,容纳槽具有与轴向平行的环状的第一底面21、与第一底面21相连的第二底面22及第三底面23。

[0083] 容纳槽的第二底面22随着朝向轴向外侧前进而逐渐形成为大径的环状的锥形面,并与垂直于轴向的环状的壁面相连。容纳槽的第三底面23是随着朝向轴向内侧前进而逐渐形成为大径的环状的锥形面,并与垂直于轴向的环状的壁面相连。

[0084] 而且,在阀体20与金属盖部12拧合的状态下,由所述的容纳槽(外周面)和金属盖部12的内周面形成容纳区域F。需要说明的是,在容纳区域F内容纳有0型环30、第一支承环41、及第二支承环42。

[0085]另外,在阀体20处,在比容纳槽靠轴向外侧的外周面形成有用于将阀体20与金属盖部12拧合的阳螺纹部24 (组装部)。

[0086] 如图1的(b)所示,将在阀体20中除了容纳槽的部分的直径设计得比金属盖部12的内径略小。因而,在将阀体20与金属盖部12拧合的状态下,在阀体20与金属盖部12之间形成有环状的间隙。

[0087] <0 型环 >

[0088] 0型环30在不从外部按压的状态下侧剖面(以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖面)为圆形,例如由橡胶状的弹性材料构成。

[0089] 0型环30在阀体20与金属盖部12同轴地拧合的状态下容纳在由阀体20的容纳槽(外周面)和金属盖部12的内周面形成的容纳区域F。

[0090] 在该状态下,0型环30因金属盖部12的内周面和容纳槽而在径向上被压缩而发生变形。由此,0型环30的密封功能被良好地维持,从而不会使氢气向外部泄露。

[0091]〈第一支承环、第二支承环〉

[0092] 第一支承环41及第二支承环42 (支承环)是在容纳区域F中对0型环30的轴向的移动进行限制的环状构件,由氟树脂、聚酰胺树脂、硬质橡胶、轻金属等硬质材料形成。换句话说,第一支承环41及第二支承环42由即使因填充室15的氢气压的改变而作用所谓的交变压力也不会发生变形的材料、难以变形的材料形成。

[0093] 第一支承环41以在0型环30的轴向外侧与该0型环30相邻的方式设置。第一支承环41的侧剖面为梯形,在径向内侧具有斜面。

[0094] 在填充室15的氢气为高压的情况下,第一支承环41朝向轴向外侧推压。如此一来,第一支承环41的内周面(斜面)与容纳槽的第二底面22 (锥形面)紧贴,第一支承环41的外周面与金属盖部12的内周面紧贴。由此,能够防止0型环30陷入阀体20与金属盖部12之间的间隙,从而避免使0型环30的周面受到损伤。

[0095] 第二支承环42也与所述的第一支承环41相同,以在0型环30的轴向内侧与该0型环30相邻的方式设置。在填充室15的氢气为低压的情况下,第二支承环42朝向轴向内侧推压,并且,被容纳槽的第三底面23 (锥形面)限制朝向轴向内侧的移动。

[0096] 如此,在轴向上以将0型环30夹在中间的方式设置支承环,从而在施加交变压力的情况下避免0型环30受到损伤。需要说明的是,第一支承环41及第二支承环42可以是有端环、也可以是无端环。

[0097] <关于借助泄压槽的泄压>

[0098] 接下来,参照图2及图3,对解除罐主体10的金属盖部12与阀体20之间的拧合时的泄压依次进行说明。

[0099] 图2的(a)是在填充室填充有高压氢的状态下的端面图。S卩,图2的(a)表示阀体20与金属盖部12拧合后的状态,且表示从填充室15施加朝向轴向外侧的压力的状态。

[0100] 在该状态下,高压氢气经由阀体20与金属盖部12之间的环状的间隙而流入容纳区域F。如此一来,第一支承环41、0型环30、及第二支承环42在高压氢气的压力的作用下朝向轴向外侧推压。

[0101] 并且,存在填充室15的氢气压力急剧上升的情况(氢气压的上升前后的差压为例如70MPa),利用上述急速加压而充分地发挥基于第一支承环41的密封效果。另外,0型环30在径向上被压缩而发生变形。因而,在图2的(a)所示的状态下在0型环30与第一支承环41之间形成密封区域F1。

[0102] 此外,如所述那样,若从填充室15作用高压的状态继续,则氢气透过0型环30。然后,高压氢气流入所述的密封区域而滞留。其结果是,0型环30与第一支承环41之间的密封区域F1成为封入有高压氢气的状态。

[0103] 需要说明的是,在图2的(a)所示的状态下,第一泄压槽14a的轴向内侧的端部位于未越过朝向轴向外侧推压的第一支承环41的位置(换句话说,未到达所述的密封区域的位置)。因而,在该状态下高压氢气不流入第一泄压槽14a。

[0104] 另外,如所述那样,由于第一泄压槽14a沿着轴向形成(参照图2的(a)、图2的(b)),因此第一支承环41紧贴的金属盖部12的内周面中的、第一泄压槽14a所占的比例较小。因而,不必担心第一支承环41的外周面因第一泄压槽14a而受到损伤。

[0105] 图2的(b)是以填充室的氢气压形成为与大气压大致相等的方式进行泄压的状态的端面图。当拔出阀体20时,预先将填充室15减压至大气压为止。如此一来,填充室15成为相对地低压,因此第二支承环42朝向轴向内侧移动,并与阀体20的容纳槽紧贴。

[0106] 在该状态下,由于高压氢气在0型环30与第一支承环41之间的密封区域F1处持续滞留,因此第一支承环41成为保持朝向轴向外侧推压的状态。

[0107] 需要说明的是,在对燃料电池(未图示)进行发电的情况下,填充室15不会被瞬间减压,因此第二支承环42的密封效果比所述的第一支承环41的密封效果小。因而,0型环30与第二支承环42之间的密封区域F2具有与大气压相比稍微高些的压力,但不会形成对阀体20的拆卸造成阻碍程度的高压。

[0108] 图3的(a)是第一泄压槽的一端面朝比第一支承环41靠轴向内侧的容纳区域的状态的端面图。即,图3的(a)表示通过从所述的图2的(b)的状态旋松螺纹而使阀体朝向轴向外侧移动规定距离的状态。

[0109] 当与拧合时反向地转动阀体20而拔出规定距离时,第一泄压槽14a的一端(轴向内侧的端部)面朝密封区域F1。

[0110] 另外,如所述那样,第一泄压槽14a的轴向长度比第一支承环41的轴向长度(厚度)长。因而,如图3的(a)所示,在解除阀体20的拧合的过程中,在轴向上产生第一泄压槽14a横跨第一支承环41的状态。

[0111] 如此一来,0型环30与第一支承环41之间的密封区域F1,经由第一泄压槽14a、阀体20的周面与金属盖部12的内周面之间的环状的间隙、及阳螺纹部24与阴螺纹部13之间的螺旋状的间隙而与外部空间连通。因而,高压氢气朝向比所述密封区域具有相对低压(大气压)的外部空间放出而被泄压(参照图3的(a)的网点箭头)。

[0112]图3的(b)是第一泄压槽的另一端面朝比第二支承环靠轴向外侧的容纳区域的状态的端面图。当从图3的(a)的状态进一步拔出阀体20时,如图3的(b)所示,在轴向上产生第一泄压槽14a横跨第二支承环42的状态。如此一来,0型环30与第二支承环42之间的密封区域F2经由第一泄压槽14a、及阀体20的周面与金属盖部12的内周面的间隙而与填充室15连通。

[0113] 因而,在相对高压的氢气存在于0型环30与第二支承环42之间的密封区域F2的情况下,所述氢气朝向比密封区域F2具有相对低压(大气压)的填充室15放出而被泄压(参照图3的(b)的网点箭头)。

[0114]〈效果〉

[0115] 根据本实施方式所涉及的密封构造体1,起到以下那样的效果。即,在将阀体20从罐主体10 (换句话说,金属盖部12)拆卸的过程中,密封区域F1与外部空间经由第一泄压槽14a等而连通。通过该连通,高压氢气经由第一泄压槽14a等而向外部空间放出。

[0116] 其结果是,由于密封区域F1的压力与外部空间的压力大致相等,因此将阀体20从金属盖部12拆卸时产生的摩擦力变得非常小。换句话说,与不设置第一泄压槽14a、14b的情况相比,当拆卸阀体20时,克服所述摩擦力所需要的转矩变得非常小。因而,能够从罐主体10容易地拆卸阀体20,从而能够提尚操作性。

[0117]另外,由于能够以较小的转矩解除阀体20与金属盖部12之间的拧合,因此能够可靠地防止因过大的转矩导致的阳螺纹部24及阴螺纹部13的塑性变形。

[0118] 另外,在不设置泄压槽14a、14b的现有的结构中,由于在高压氢气瞬间放出时产生爆破音,因此需要唤起操作者的注意。与此相对,在本实施方式中,在拆卸阀体20的过程中,容纳区域F的氢压与大气压大致相等。因而,不产生所述那样的爆破音,操作者能够安心地拆卸阀体20。

[0119] 此外,在本实施方式中,两条第一泄压槽14a、14b沿着轴向而形成在金属盖部12的内周面。因而,在密封构造体1的制造阶段中形成第一泄压槽14a、14b时,沿着轴向刨削金属盖部12的内周面即可,从而能够简单地形成第一泄压槽14a、14b。

[0120]《第二实施方式》

[0121 ] 第二实施方式与第一实施方式相比,其不同点在于第一泄压槽14c、14d位于比容纳区域F靠轴向外侧的位置,其他点与第一实施方式相同。由此,对该不同的部分进行说明,并对重复的部分省略说明。

[0122] <密封构造体的结构>

[0123] 图4是在本实施方式所涉及的密封构造体中、在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。如图4所示,在密封构造体1A中,在金属盖部12的内周面形成有沿着轴向延伸的两条第一泄压槽14c、14d。

[0124] 以下,对一方的第一泄压槽14c进行说明,但对于另一方的第一泄压槽14d也是相同的。

[0125] 在阀体20与金属盖部12拧合的状态下,第一泄压槽14c的两端以如下方式定位。即,第一泄压槽14c的一端(轴向内侧的端部)位于比容纳区域F靠轴向外侧(还包含与容纳区域F邻接的情况)的位置,另一端位于比阴螺纹部13靠轴向内侧的位置。

[0126] 此外,第一泄压槽14c以其轴向长度比第一支承环41的轴向长度(厚度)长的方式形成。

[0127] <关于借助第一泄压槽的泄压>

[0128] 在本实施方式中,在将阀体20与金属盖部12拧合的状态下,第一泄压槽14c以位于比容纳区域F靠轴向外侧的位置的方式形成。因而,在所述状态下,第一支承环41的内周面与阀体20的周面完全地(换句话说,遍及整面.整周地)紧贴。

[0129] 而且,在拔出阀体20的过程中,产生第一泄压槽14c横跨第一支承环41的状态。在该状态下,0型环30与第一支承环41之间的密封区域和外部空间经由第一泄压槽14c等而连通。其结果是,被封入所述密封区域的高压氢气经由第一泄压槽14c等而向外部空间,从而被泄压。

[0130]〈效果〉

[0131] 根据本实施方式,在阀体20与金属盖部12拧合的状态下,第一泄压槽14c以位于比容纳区域F靠轴向外侧的位置的方式形成。并且,在第一实施方式的情况下,在高压氢气密封于密封区域F1的状态下(参照图2的(a)),向第一支承环41的内周面中的、与第一泄压槽14c对应的线状区域施加负压(相对低压的大气压)。

[0132] 与此相对,在本实施方式中,第一支承环41的内周面与阀体的周面完全地紧贴。因而,所述的部分的负压不施加于第一支承环41。换句话说,根据本实施方式,能够比第一实施方式更可靠地防止第一支承环41的损伤。

[0133]《第三实施方式》

[0134] 第三实施方式除了代替在第一实施方式中说明的第一泄压槽14a、14b而设置与外部空间连通的泄压孔14e、14f这点之外,其他点与第一实施方式相同。因而,对该不同的部分进行说明,并对重复的部分省略说明。

[0135] <密封构造体的结构>

[0136]图5是在本实施方式所涉及的密封构造体中、在阀体与金属盖部拧合的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。如图5所示,密封构造体1B形成有在金属盖部12的内周面开口且与外部空间连通的两个泄压孔14e、14f。

[0137] 并且,泄压孔14e、14f的一端在金属盖部12的阴螺纹部13与容纳区域F之间(还包含与容纳区域F邻接的情况)开口,另一端在轴向上的金属盖部12的端面开口。

[0138] 两个泄压孔14e、14f形成为以中心轴为基准而呈线对称,作为随着朝向轴向外侧前进而缓缓地朝向径向外侧打开的直线状的孔。

[0139] 除了泄压孔14e、14f的所述一端,金属盖部12的内周面形成为光滑的周壁面。泄压孔14e形成在该泄压孔14e不与阴螺纹部13干涉的位置上。

[0140] 以下,对一方的泄压孔14e进行说明,但对另一方的泄压孔14f也是相同的。

[0141] <关于借助泄压孔的泄压>

[0142] 当将填充室15减压至大气压时,与在第一实施方式中说明的图2的(a)相同,成为在0型环30与第一支承环41之间的密封区域封入高压氢气的状态。而且,在解除阀体20与金属盖部12之间的拧合的过程中,若作为泄压孔14e的一端(轴向内侧的端部)的开口面朝所述密封区域,则所述密封区域与外部空间经由泄压孔14e而连通。其结果是,被封入所述密封区域的高压氢气经由泄压孔14e而向相对低压(大气压)的外部空间放出,从而被泄压。

[0143]〈效果〉

[0144] 在本实施方式中,以与容纳区域F的轴向外侧的端邻接的方式形成有在金属盖部12的内周面开口的泄压孔14e。因而,在转动阀体20而解除与金属盖部12之间的拧合的过程中,减少至泄压孔14e的开口面朝密封区域的转数(换句话说,将中心轴设为旋转轴的旋转角度)即可。因而,直到泄压为止所需要的工作量非常小,与之相伴,施加于阳螺纹部24及阴螺纹部13的负载也变小。

[0145] 另外,与第二实施方式相同地,阀体20与金属盖部12拧合,在填充室15处于高压的状态下,第一支承环41的外周面与金属盖部的内周面完全地紧贴。因而,部分的负压不施加于第一支承环41,从而能够可靠地防止第一支承环41的损伤。

[0146]《第四实施方式》

[0147] 第四实施方式与第一实施方式相比,阀体20及金属盖部12的形状不同,另外,在阀体20的周面形成有第二泄压槽141、14j这点不同。需要说明的是,设有第一泄压槽14g、14h这点与第一实施方式相同。因而,对与第一实施方式不同的部分进行说明,对重复的部分省略说明。

[0148] <密封构造体的结构>

[0149] 图6的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的剖视图。

[0150] 以下,依次对罐主体10的金属盖部12、阀体20、第一泄压槽14g、14h、第二泄压槽141、14j进行说明。

[0151]〈金属盖部(被插入构件)>

[0152] 如图6的(a)所示,密封构造体1C的金属盖部12呈具有与填充室体11 一体形成的大致高度不同的侧面的圆筒形状,并具有大内径圆筒部12a、台阶部12b与小内径圆筒部12c0

[0153] 大内径圆筒部12a呈具有规定的内径及外径的圆筒形状。另外,在大内径圆筒部12a的轴向外侧的内周面形成有用于将金属盖部12与阀体20拧合的阴螺纹部13。

[0154] 在大内径圆筒部12a的内周面形成有朝向径向外侧进出穿出的长孔、即两条第一泄压槽14g、14h。需要说明的是,由于第一泄压槽14g、14h与第一实施方式相同,故省略说明。

[0155] 台阶部12b的轴向外侧的端部与大内径圆筒部12a相连,轴向内侧的端部与后述的小内径圆筒部12c相连。S卩,台阶部12b位于大内径圆筒部12a与小内径圆筒部12c之间,借助上述的阶梯差形成。台阶部12b的内周面具有锥形面12匕和内壁面12b 2。

[0156] 锥形面12匕是随着朝向轴向内侧(在图1朝向左侧)前进而逐渐形成为小径的方式倾斜的内周面。内壁面12b2是从锥形面12b潮向径向内侧延伸的圆环状的平面。

[0157] 小内径圆筒部12c经由台阶部12b而与大内径圆筒部12a —体形成,呈具有比大内径圆筒部12a小的内径的圆筒形状。

[0158]〈阀体(插入构件)>

[0159] 阀体10呈具有大致高度不同的侧面的圆柱状,并具有大径圆柱部20a、台阶部20b、小径圆柱部20c。

[0160] 大径圆柱部20a呈与金属盖部12具有的大内径圆筒部12a的内径对应的(换句话说,比大内径圆筒部12a的内径略小的)外径的圆柱形状。另外,用于将阀体20与金属盖部12拧合的阳螺纹部24 (组装部)形成于阀体20的外周面。

[0161] 台阶部20b中,轴向外侧的端部与大径圆柱部20a相连,轴向内侧的端部与后述的小径圆柱部20c相连。S卩,台阶部20b在大径圆柱部20a与小径圆柱部20c之间借助上述的阶梯差而形成。

[0162] 台阶部20b的外周面具有锥形面20匕和内壁面20b 2。

[0163] 锥形面20bl是以随着朝向轴向内侧前进而逐渐成为小径的方式倾斜的外周面。内壁面20b2是从锥形面20b i朝向径向外侧延伸的环状的平面。

[0164] 小径圆柱部20c经由台阶部20b而与大径圆柱部20a —体形成。小径圆柱部20c的直径与所述的小内径圆筒部12c的内径对应(换句话说,比小内径圆筒部12c的内径略小)。

[0165] 另外,在小径圆柱部20c的外周面,朝向径向内侧进行穿孔的长孔、即两条第二泄压槽141、14j沿着轴向形成(参照图6的(b))。第二泄压槽14g的一端(轴向内侧的端部)面对填充室15,另一端与容纳区域F邻接。

[0166]〈其他〉

[0167] 在向金属盖部12安装阀体20时,首先,将第二支承环44、0型环30、及第一支承环43依次嵌入(陷入)金属盖部12。然后,从使阀体20的小径圆柱部20c的端部与金属盖部12的大内径圆筒部12a的端部对置的状态将阀体20插入到金属盖部12并将其拧合。

[0168] 并且,0型环30与大内径圆筒部12a的端部(然后,内周面)接触而在径向上发生弹性变形,因此0型环30作为插入时的引导件而发挥功能。

[0169] 而且,在金属盖部12与阀体20同轴地组装的状态下形成有环状的容纳区域F,在该容纳区域F容纳有第一支承环43、0型环30、及第二支承环44。

[0170] 需要说明的是,第一支承环43的形状与在第一实施方式中说明的第一支承环41的形状不同。换句话说,图6的(a)所示的第一支承环43具有随着朝向轴向内侧前进而逐渐形成为小径的内周面、和在轴向上外径大致恒定的外周面。

[0171] 第二支承环44的形状与在第一实施方式中说明的第二支承环42相同。

[0172] <关于借助第一泄压槽、第二泄压槽的泄压>

[0173] 图7的(a)是在阀体组装于金属盖部的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图。需要说明的是,图7的(a)表示将填充室15减压至大气压位置的状态(换句话说,拆卸阀体20之前的状态)。

[0174] 根据与第一实施方式相同的理由,高压氢气被封入在第一支承环43与0型环30之间形成的密封区域F1 (参照图7的(a))。另外,氢气也被封入0型环30与第二支承环44之间的密封区域F2 (参照图7的(b))。

[0175] 图7的(b)表示在阀体从金属盖部拔出规定距离的状态下以包含中心轴的平面剖开的情况下的端面图。在将阀体20从金属盖部12拔出的过程中,产生第一泄压槽14g横跨第一支承环43的状态。如此一来,与第一实施方式相同,被封入密封区域F1的高压氢气经由第一泄压槽14g等而向外部空间放出,从而被泄压(参照网点箭头)。

[0176]另外,在图7的(b)所示的状态下,第二泄压槽14i的一端(轴向内侧的端部)面朝填充室15,另一端面朝密封区域F2。因而,密封区域F2经由第二泄压槽14i而与填充室15连通。其结果是,在比较高压的氢气被封入密封区域F2的情况下,该氢气经由第二泄压槽14i而向填充室15放出,从而被泄压(参照网点箭头)。

[0177]〈效果〉

[0178] 根据本实施方式,通过在金属盖部12的内周面形成第一泄压槽14g、14h,能够将封入密封区域F1 (参照图7的(b))的高压氢气经由第一泄压槽14g、14h等而向外部空间放出。

[0179] 另外,通过在阀体20的外周面形成第二泄压槽141、14j,能够将封入密封区域F2(参照图7的(b))的比较高压的氢气经由第二泄压槽141、14j而向填充室15放出。

[0180] 以上述方式进行泄压,由此在轴向上位于0型环30的两侧的密封区域Fl、F2 (图7的(b))的压力与大气压大致相等,因此在拆卸阀体20时产生的摩擦力变得非常小。

[0181] 因而,拆卸阀体20所需要的转矩变得非常小,从而能够防止阳螺纹部24及阴螺纹部13因过大的转矩而发生塑性变形。另外,能够可靠地防止在拆卸时产生爆破音。

[0182] 此外,当安装第一支承环43、0型环30、及第二支承环44时,能够将上述构件保持原样地嵌入金属盖部12。另外,0型环30在径向上发生弹性变形,由此还起到插入时的引导件的作用。因而,能够容易地组装上述的构件,并且能够防止金属盖部12的内周面与阀体20的外周面因接触而受到损伤。

[0183]《变形例》

[0184] 以上,虽然根据各实施方式对本发明所涉及的密封构造体进行了说明,但本发明的实施方式并不局限于上述记载,也可以进行各种变更。

[0185] 例如,在所述各实施方式中,虽然对第一泄压槽14a等、第二泄压槽141、14j、或泄压孔14e和14f设有两条的情况进行了说明,但并不局限于此。S卩,也可以将第一泄压槽14a等设为一条、或三条以上。

[0186]另外,在所述各实施方式中,虽然对使用侧剖面为梯形状的支承环41、42的情况进行了说明,但并不局限于此。即,也可以使用侧剖面例如为矩形状、三角形状的支承环。

[0187] 另外,在所述各实施方式中,虽然对在轴向上0型环30的两侧设置支承环41、42的情况进行了说明,但并不局限于此。例如,也可以省略设在0型环30的轴向内侧的第二支承环42,仅保留设在0型环30的轴向外侧的第一支承环41。

[0188] 另外,在第四实施方式中,虽然对在阀体20具有的小径圆柱部20c的外周面形成第二泄压槽141、14j的情况进行了说明,但也可以省略第二泄压槽141、14j。如所述那样,高压氢气滞留于0型环30与第一支承环41之间的密封区域F1 (参照图7的(a)),但0型环30与第二支承环42之间的密封区域不会形成那样的高压。即,省略第二泄压槽141、14 j,即使氢气被封入0型环30与第二支承环42之间,也不会对阀体20的拆卸造成妨碍。

[0189] 另外,所述各实施方式虽然对金属盖部12与阀体20拧合的(或解除拧合的)情况进行了说明,但并不局限于此。例如,也可以构成为,在阀体20及金属盖部12处设置用于插入销的孔,将阀体20嵌入金属盖部12,并将销穿过贯通上述零件的所述孔而固定相对位置。

[0190] 在该情况下,在组装时,在阀体20与金属盖部12设置相互嵌合的组装部,以至少延伸到容纳区域F与所述组装部之间中的金属盖部12的内周面的方式设置第一泄压槽。

[0191] 并且,也可以通过在金属盖部12的内周面避开所述孔的方式设置第一泄压槽,将第一泄压槽延伸至金属盖部12的轴向外侧的端部。

[0192] 另外,所述各实施方式能够适当地组合。例如,也可以组合第三实施方式与第四实施方式,形成在金属盖部12的内周面开口的泄压孔,并且在阀体20的外周面形成第二泄压槽。

Claims (3)

1.一种密封构造体,其特征在于, 所述密封构造体具备: 插入构件,其外形呈圆柱状; 圆筒状的被插入构件,其与在内部填充流体的填充室体一体形成,供所述插入构件插入; 0型环,其在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,容纳于由所述插入构件的外周面与所述被插入构件的内周面形成的容纳区域,并对流体进行密封;以及 支承环,其在所述容纳区域中容纳于所述0型环的轴向外侧或两侧,并对所述0型环的移动进行限制, 在所述插入构件及所述被插入构件处形成有在所述组装时彼此拧合或嵌合的组装部,第一泄压槽沿着轴向形成,该第一泄压槽至少延伸在所述容纳区域与所述组装部之间的所述被插入构件的内周面、且经由所述组装部的间隙而与外部空间连通。
2.根据权利要求1所述的密封构造体,其特征在于, 在所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下,所述第一泄压槽的一端与所述容纳区域邻接。
3.根据权利要求1或2所述的密封构造体,其特征在于, 所述插入构件具有:大径圆柱部以及经由台阶部而与所述大径圆柱部一体形成且直径比所述大径圆柱部小的小径圆柱部, 所述被插入构件具有:内径与所述大径圆柱部的直径对应的大内径圆筒部、以及经由台阶部而与所述大内径圆筒部一体形成且内径与所述小径圆柱部的直径对应的小内径圆筒部, 从使所述插入构件的所述小径圆柱部的端部与所述被插入构件的所述大内径圆筒部的端部对置的状态,在将所述插入构件插入到所述被插入构件而同轴地组装的状态下形成所述容纳区域, 在所述插入构件的所述小径圆柱部的外周面沿着轴向形成第二泄压槽,该第二泄压槽的一端面朝所述填充室体的内部而另一端设在比所述容纳区域靠轴向内侧的位置。
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