CN107407419A - 压盖密封和压盖密封的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制流体经由密封垫主体的突部与层压部件之间的接触面渗透到密封垫主体中或自密封垫主体漏出的压盖密封。压盖密封具有：环状密封垫主体(21)，其通过将膨胀石墨带材卷绕成螺旋状形成；层压部件(22)，其接合在密封垫主体(21)的轴向端面上且由环状的膨胀石墨片材构成，在密封垫主体(21)的轴向端面上形成有与层压部件(22)的内周部或者外周部在径向上对置接触的突部(24)，突部(24)与层压部件(22)之间的接触面(27)的半径在轴向的少一部分中变化。

Description

压盖密封和压盖密封的制造方法

技术领域

本发明涉及使用在阀或泵等轴封部中的压盖密封以及压盖密封的制造方法。

背景技术

迄今为止，在阀或者泵等轴封部中使用有压盖密封(例如参照专利文献1、2)。例如，如图20所示，多个压盖密封110、111以外嵌在心轴(轴)133上的状态装填在填料函131内。并且，嵌合于填料函131空气一侧的填料盖138朝向轴向压缩多个压盖密封110、111，使得心轴133的外周面与填料函131的内周面紧密接触，从而密封两者之间的间隙。

在多个压盖密封110、111中除去轴向两端部以外的压盖密封(以下称为第一压盖密封)110主要由作为密封件发挥作用的膨胀石墨制成的压缩成型体构成。轴向两端的压盖密封(以下称为第二压盖密封)111通过编织碳纤维或者膨胀石墨的编织线等构成，并由高于第一压盖密封110的机械强度的编织填料构成。

第一压盖密封110包括通过将膨胀石墨的带状材缠绕成螺旋状而压缩成形的环状密封垫主体121和设置在该密封垫主体121轴向两端面上且由环状膨胀石墨片材构成的层压部件122、123。在图示例中，在密封垫主体121轴向的各侧上分别叠层设置有两枚层压部件122、123。而且，在密封垫主体121的轴向两端上形成有朝向轴向外侧突出的突部124、125，在该突部124、125的径向外侧和径向内侧分别设置有层压部件122、123，且层压部件122的内周面和层压部件123的外周面分别与突部124、125对置接触。

专利文献1：日本特开平7-217745号公报

专利文献2：日本特开平7-301338号公报

发明内容

如图20所示，第一压盖密封110的层压部件122、123具有防止阀等中的壳体内的流体渗透到密封垫主体121中或防止渗透到密封垫主体121中的流体泄漏到压盖密封110外部的功能。但是，由于密封垫主体121的突部124、125与层压部件122、123经由母线沿着轴向呈直线状延伸的圆筒形的接触面127接触，流体可能会经由该接触面127渗透到密封垫主体121内(参照箭头a)，或者相反地渗透到密封垫主体121中的流体可能会经由接触面127漏出(参照箭头b)，因而难以完全防止流体相对于密封垫主体121的渗透或者漏出。

另一方面，在制造第一压盖密封110的过程中，空气有时会残留在构成密封垫主体121的螺旋状带之间。但残留在密封垫主体121内的空气可能会成为密封流体的泄漏通道，从而成为第一压盖密封110的密封性能降低的原因。并且，当空气残留在内部时，以固定的尺寸或密度形成压盖密封会变得困难。

本发明的目的在于提供一种能够抑制流体经由密封垫主体的突部与层压部件之间的接触面渗透到或漏出密封垫主体中的压盖密封。另一目的则在于提供一种能够在制造时抑制内部空气残留的压盖密封的制造方法。

本发明的压盖密封具有：环状密封垫主体，其通过将膨胀石墨带材卷绕成螺旋状形成；层压部件，其接合在所述密封垫主体的轴向端面上且由环状的膨胀石墨片材构成，在所述密封垫主体的轴向端面上形成有在径向上与所述层压部件的内周面或者外周面对置接触的突部，

所述突部与所述层压部件之间的接触面的半径至少在轴向的至少一部分中变化。

根据该结构，由于密封垫主体的突部与层压部件之间的接触面的半径在轴向的至少一部分中变化，从而能够尽可能地使通过该接触面的流体的流道变长。从而能够抑制流体经由接触面从外部渗透到密封垫主体中或者流体从密封垫主体向外部漏出。

所述接触面能够以以下方式构成。

例如，所述接触面可以具有半径在轴向上以一定比例变化的锥面。

并且，当多个所述层压部件在轴向上叠层时，这些层压部件中的所述接触面可以具有均朝向相同方向倾斜的锥面。

反之，多个所述层压部件中的所述接触面也可以具有相互朝向不同方向倾斜的锥面。

并且，所述接触面也可以具有弯曲面。

本发明中的压盖密封的制造方法包括：第一工序，其通过将膨胀石墨带材卷绕成螺旋状并进行压缩而形成在轴向的端面上具有突部的环状密封垫主体；

第二工序，其将由膨胀石墨片材构成的环状层压部件重叠在所述密封垫主体的所述端面上，且在使该层压部件的周面与所述突部的周面接触的状态下压缩所述密封垫主体和所述层压部件，其特征在于，

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面与所述突部的周面之间的轴向接触长度被设定为小于所述层压部件的厚度尺寸。

按照上述的本发明，在第二工序中，由于压缩前的层压部件的周面与突部周面之间的轴向接触长度被设定为小于层压部件的厚度尺寸，从而使得在第二工序时密封垫主体内部含有的空气容易通过层压部件的周面与突部周面之间的接触部分并被排出。因此，能够抑制成型后的压盖密封内部中的空气残留，从而能够提高压盖密封的密封性能和尺寸精度等。

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面与所述突部的周面也可以线接触。

这种结构能够更为容易地排出密封垫主体内部含有的空气。

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面和所述突部的周面中至少一方的半径在轴向的至少一部分中变化。

这种结构能够容易地使层压部件的周面与突部周面之间的轴向接触长度变短。

所述层压部件的所述周面和所述突部的周面中至少一方也可以具有锥面。

当多个所述层压部件在轴向上叠层时，这些层压部件中的所述周面既可以具有均朝向相同方向倾斜的锥面，也可以具有相互朝向相反方向倾斜的锥面。

本发明的压盖密封能够抑制流体经由密封垫主体的突部与层压部件之间的接触面渗透或漏出。而且，本发明的压盖密封的制造方法在第二工序时能够容易地使空气从密封垫主体的突部与层压部件之间漏掉，从而能够防止空气残留在制造后的压盖密封内部。

附图说明

图1为用于表示一实施方式的压盖密封使用状态的剖视说明图。

图2为通过放大表示压盖密封一部分的剖视图。

图3为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图4为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图5为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图6为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图7为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图8为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图9为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图10为通过放大表示变形例的压盖密封一部分的剖视图。

图11为用于表示压盖密封的二次成形前的密封垫主体和层压部件的剖视图。

图12为用于表示二次成形工序中压缩前的密封垫主体和层压部件的剖视图。

图13为图12的ⅩⅢ部放大图。

图14为通过放大表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩中的密封垫主体和第一层压部件一部分的剖视图。

图15为通过放大表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩中的密封垫主体和第一层压部件一部分的剖视图。

图16为通过放大表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩中的密封垫主体和第一层压部件一部分的剖视图。

图17为通过放大表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩中的密封垫主体和第一层压部件一部分的剖视图。

图18为用于表示泄漏试验结果的曲线图。

图19为用于说明层压部件的切断加工的剖视图。

图20为用于表示现有技术中的压盖密封使用状态的剖视说明图。

图21为用于表示现有制造方法的二次成形工序中压缩前的第一层压部件与第一突部之间关系的剖视图。

附图标记的说明

10：第一压盖密封

21：密封垫主体

22：第一层压部件

22a：内周面

23：第二层压部件

23a：外周面

24：第一突部

24a：外周面

25：第二突部

25a：内周面

27：接触面

具体实施方式

下面，参照附图详细地对本发明的压盖密封的实施方式进行说明。

图1为用于表示一实施方式的压盖密封使用状态的剖视说明图。本实施方式的压盖密封10、11被装填在填料函31中，用于密封该填料函31与贯通其的心轴(轴)33之间的间隙。在填料函31中形成有大气一侧(图1中的上侧)开口且在装置内部侧(图1中的下侧)具有底面35a的圆筒状密封垫收容凹部(圆筒孔)35。在密封垫收容凹部35的底面35a中央形成有用于心轴33贯通的孔36。

多个压盖密封10、11均被形成为环状且从密封垫收容凹部35的大气一侧开口装填到填料函31的密封垫收容凹部35中。在填料函31的外表面上利用安装螺栓37安装有填料盖38。该填料盖38包括嵌合在密封垫收容凹部35内的圆筒状按压部38a和从按压部38a的端部朝向径向延伸的凸缘部38b，该凸缘部38b通过安装螺栓37安装在填料函31上。

按压部38a的前端与配置在密封垫收容凹部35内轴向端部上的压盖密封11抵接。于是，当拧紧安装螺栓37时，在密封垫收容凹部35的底面35a与按压部38a的前端面之间多个压盖密封10、11则在轴向上被压缩。通过这种方式，压盖密封10的内周面10b与心轴33的外周面紧贴，压盖密封10的外周面10a则与填料函31的密封垫收容凹部35的内周面35b紧贴，由此密封填料函31与心轴33之间的间隙。

收纳在填料函31中的多个压盖密封10、11包括第一压盖密封10和第二压盖密封11。在图1的示例中，在填料函31内的轴向上并排收纳有四个第一压盖密封10和两个第二压盖密封11。在填料函31内的轴向两端部上分别配置有第二压盖密封11，并在两个第二压盖密封11之间配置有四个第一压盖密封10。

第二压盖密封11由机械强度高于第一压盖密封10的编织填料构成。具体而言，第二压盖密封11由炭纤维或者膨胀石墨制成的编织线等构成。该第二压盖密封11通过提高自身的强度而防止突出并卡在填料函31与心轴33之间的间隙或填料函31和心轴33与填料盖38之间的间隙中。

第一压盖密封10具有密封垫主体21和层压部件22、23。密封垫主体21由膨胀石墨形成为环状。并且，密封垫主体21的截面形状形成为大致长方形状。在将膨胀石墨的带状材料卷绕成螺旋状装填到成形模具后用冲压机进行压缩而一次成形密封垫主体21。在密封垫主体21轴向一端面的径向内端部上形成有朝向轴向外侧(图1中的上方)突出的第一突部24。在密封垫主体21的轴向另一端面的径向外端部上形成有朝向轴向外侧(图1中的下方)突出的第二突部25。

层压部件22、23被形成为环状。具体而言，通过膨胀石墨的片材冲孔成环状而形成层压部件22、23。层压部件22、23分别设置在密封垫主体21的轴向两端面上。将层压部件22、23和密封垫主体21的一次成形品装填到成形模具中，然后用冲压机压缩进行二次成形而一体化。此外，后面将叙述压盖密封的更为详细的制造方法。

层压部件22、23包括设置在密封垫主体21轴向一端面上的第一层压部件22和设置在轴向另一端面上的第二层压部件23。

第一层压部件22配置在第一突部24的径向外侧。第一层压部件22的内周面与第一突部24的外周面对置，并紧贴该外周面。另外，在以下的说明中，将相互接触的第一层压部件22的内周面和第一突部24的外周面统称为“接触面”。在本实施方式中，设置有两枚第一层压部件22，且其在轴向上重叠。

第二层压部件23配置在第二突部25的径向内侧。并且，第二层压部件23的外周面与第二突部25的内周面对置，且紧贴该内周面。在以下的说明中，将相互接触的第二层压部件23的外周面和第二突部25的内周面统称为“接触面”。在本实施方式中，设置有两枚第二层压部件23，且其在轴向上重叠。

图2为通过放大表示的第一压盖密封10一部分的剖视图。

第一层压部件22与第一突部24之间的接触面27自第一层压部件22轴心(轴33的中心)半径变化。具体而言，接触面27具有半径在轴向上以一定的比例变化的锥面。

两枚第一层压部件22的内周面(接触面27)形成为朝向轴向外侧(图2的上侧)半径变大的锥面。并且，两枚第一层压部件22形成为相同形状，两者的内周面整体的截面形状形成为锯齿状。

由于第一突部24的外周面与第一层压部件22的内周面紧贴，因而具有与该第一层压部件22的内周面相同形状的锥面，且轴向整体的截面形状被形成为锯齿状。

在本实施方式中，由于密封垫主体21的第一突部24和第一层压部件22之间的接触面27具有锥面，因而与图20所示的现有技术相比，接触面27的长度变长，并进一步呈弯折形状。因此，当气体或者液体等经由接触面27从外部渗透到密封垫主体21内时(参照箭头a)，或者密封垫主体21内的流体经由接触面27向外部流出时(参照箭头b)，由于流体通过的路径变长，因而能够抑制流体的渗透或者漏出。

此外，如图1所示，第二层压部件23和第二突部25的接触面也具有锥面。除去径向的配置相反以外，由于该第二层压部件22与第二突部25之间的关系同第一层压部件22与第一突部24之间的关系相同，因而省略详细的说明。

图3～图10表示第一层压部件22与第一突部24之间的接触面27的变形例。

在图3所示的变形例中，两枚第一层压部件22的内周面(接触面27)形成为彼此朝向相反方向倾斜的锥面。具体而言，配置在轴向外侧(图3的上侧)的第一层压部件22的内周面朝向轴向外侧半径变大，配置在轴向内侧(图3中的下侧)的第一层压部件22的内周面朝向轴向外侧半径变小。两枚第一层压部件22相当于将相同形状的部件上下相反配置的构件。

因此，在本变形例中，与图20所示的现有技术相比，接触面27也变长，并呈弯折形状。因而，流体通过的路径也会变长，因而能够抑制流体相对于密封垫主体21的渗透或漏出。

图4所示的变形例为两枚第一层压部件22的内周面(接触面27)分别形成为朝向轴向外侧(图4的上侧)半径变小的锥面的示例。由于本变形例的两枚第一层压部件22也形成为相同形状，因此接触面27整体的截面形状形成为锯齿状。因此，与上述实施方式同样，能够较长地形成流体的路径，从而能够抑制流体相对于密封垫主体21的渗透(箭头a)或者漏出(箭头b)。

在图5所示的变形例中，两枚第一层压部件22的内周面(接触面27)形成彼此朝向相反方向倾斜的锥面。具体而言，配置在轴向外侧(图5中的上侧)的第一层压部件22的内周面朝向轴向外侧半径变小，而配置在轴向内侧(图3中的下侧)的第一层压部件22的内周面朝向轴向外侧半径变大。两枚第一层压部件22为将相同形状的部件上下相反配置的构件。

在本变形例中，与图20所示的常规技相比，接触面27也变长。因此，由于流体相对于密封垫主体21的渗透或者漏出时的流体路径也变长，从而能够抑制流体相对于密封垫主体21的渗透或者漏出。

在图6所示的变形例中，在第一压盖密封10上设置有一枚第一层压部件22，并且其内周面(接触面27)形成为弯曲成圆弧状的弯曲面。具体而言，第一层压部件22的内周面形成为朝向轴向中央半径变大的凹状弯曲面。

在本变形例中，与图20所示的现有技术相比，由于接触面27也变长，从而能够抑制流体经由该接触面27相对于密封垫主体21的渗透或者漏出。

在图7所示的变形例中，在第一压盖密封10上设置有一枚第一层压部件22，且其内周面(接触面27)形成为弯曲成圆弧状的弯曲面。具体而言，第一层压部件22的内周面形成为朝向轴向中央半径变小的凸状弯曲面。

在本变形例中，与图20所示的现有技术相比，由于接触面27也变长，因而能够抑制流体经由该接触面27相对于密封垫主体21的渗透或漏出。

在图8所示的变形例中，在第一压盖密封10上设置有两枚第一层压部件22A、22B，且一侧的第一层压部件22A的内周面(接触面27)形成为凸状的弯曲面，而另一侧的第一层压部件22B的内周面(接触面27)则形成为凹状的弯曲面。因此，接触面27整体形成为波状。

在本实施例中，与图20所述的现有技术相比，由于接触面27也变长，因而能够抑制流体经由该接触面27相对于密封垫主体21的渗透或漏出。

在图9所示的变形例中，在第一压盖密封10上设置有两枚第一层压部件22A、22B，且一侧的第一层压部件22A的内周面(接触面27)形成为锥面，而另一侧的第一层压部件22B的内周面(接触面27)则形成为沿着轴向的面。因此，接触面27在轴向的一部分中半径变化。

在本实施例中，与图20所述的现有技术相比，由于接触面27也变长，因而能够抑制流体经由该接触面27相对于密封垫主体21的渗透或漏出。

在图10所示的变形例中，在第一压盖密封10上设置有一枚第一层压部件22，且其内周面(接触面27)在轴向上交替配置有相互朝向相反方向倾斜的多个锥面，结果是，接触面27整体形成为锯齿状。

因此，在本变形例中，与图20所述的现有技术相比，由于接触面27也变长，因而能够抑制流体经由该接触面27相对于密封垫主体21的渗透或漏出。

尽管以上的图3～图10的变形例仅表示第一层压部件22与第一突部24之间的关系，但也可以适用于第二层压部件23与第二突部25之间的关系。

下面，对第一压盖密封10的制造方法详细地进行说明。

利用模具进行压缩成形而制造第一压盖密封10。具体而言，第一压盖密封10的制造方法包括用于成形密封垫主体21的一次成形工序(第一工序)和将第一和第二的层压部件22、23接合在一次成形后的密封垫主体21上的二次成形工序(第二工序)。

在一次成形工序中，先将膨胀石墨的带状材料卷绕成螺旋状，然后将其装填至成形模具中利用冲压机进行压缩而成形密封垫主体21。图11表示一次成形后的密封垫主体21。该成形在密封垫主体21的轴向两端面上分别形成第一突部24和第二突部25。

通过利用汤姆森刀片等将膨胀石墨的片材穿孔成环状而形成第一和第二层压部件22、23。

在二次成形工序中，形成为环状的第一层压部件22以同心状的方式重叠在一次成形后的密封垫主体21的轴向一端面上，第二层压部件23则以同心状的方式重叠在密封垫主体21的轴向另一端面上。用0表示密封垫主体21和第一、第二层压部件22、23的轴心。然后，将其装填到成形模具中并利用冲压机进行压缩而将第一和第二层压部件22、23接合在密封垫主体21上。

图12为用于表示在二次成形工序中压缩前的密封垫主体和层压部件的剖视图。

有时在一次成形后的密封垫主体21中且在卷绕成螺旋状的膨胀石墨带之间会含有空气A。本实施方式具备以下结构以便利用二次成形工序排出密封垫主体21所含有的空气A。

如图11和图12所示，第一层压部件22的内周面22a形成为半径在轴向上以一定比例变化的锥面。而且，第一层压部件22的内周面22a朝向轴向的外侧(图11的上侧)半径变大。两枚第一层压部件22使用相同的部件。

与之相反，第一突部24的外周面24a则形成为具有一定半径的圆筒面。

并且，如图12所示，第一层压部件22的内周面22a，即，锥面的前端与第一突部24的外周面24a接触，从而使得两者线接触。换句话说，第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间的轴向接触长度小于第一层压部件22的轴向厚度。从而在第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间形成间隙s。

第二层压部件23的内周面23a形成为半径在轴向上以一定比例变化的锥面。而且，第二层压部件23的外周面23a朝向轴向的外侧(图11的下侧)半径变小。两枚第二层压部件23使用相同的部件。

与之相反，第二突部25的外周面25a则形成为具有一定半径的圆筒面。

并且，如图12所示，第二层压部件23的外周面23a，即，锥面的前端与第二突部25的内周面25a接触，从而使得两者线接触。换句话说，第二层压部件23的外周面23a与第二突部25的内周面25a之间的轴向接触长度小于第二层压部件23的轴向厚度。

图21表示作为比较对象的常规二次成形工序中压缩前的第一层压部件122与第一突部124之间的关系。迄今为止，层压部件122的内周面122a被形成为具有一定半径的圆筒面，且层压部件122的内周面122a与第一突部124的外周面124a在层压部件122的厚度范围中面接触。因此，密封垫主体121内部含有的空气A自层压部件122的内周面122a与第一突部124的外周面124a之间排出时的阻力会变大，结果是，该空气A难以排出，从而使得残留在密封垫主体121内的可能性变高。

在本实施方式中，如图12所示，由于第一层压部件22的内周面22a形成为锥面，并与第一突部24的外周面24a线接触，使得两周面22a、24a的轴向接触长度变短，并在两周面22a、24a之间形成间隙s。因此，如图13所示，当二次成形工序中密封垫主体21被压缩时，内部含有的空气A如箭头所示容易地通过接触部分和间隙s而排出到外部。从而能够抑制空气A残留在二次成形后的第一压盖密封10的内部。

同样如图12所示，第二层压部件23的外周面23a形成为锥面，并与第二突部25的内周面25a线接触，使得两周面23a、25a的轴向接触长度变短，并在两周面23a、25a之间形成间隙s。因此，当二次成形工序中密封垫主体21被压缩时，内部含有的空气A容易地通过间隙s并被排出到外部。从而能够抑制空气A残留在二次成形后的第一压盖密封10的内部。

此外，锥面能够由例如用于对层压部件22、23进行穿孔的汤姆森刀片的刀面形成。例如图19所示，当使用汤姆森刀片50对膨胀石墨的片材进行穿孔时，可以将倾斜的刀面51朝向打算形成锥面一侧而形成锥面。汤姆森刀片50并不限于单刃刀片也可以使用双刃刀片。

如上所述，当残留在二次成形后的第一压盖密封10内部的空气A变少时，能够得到如下效果。

当用于轴封部时，残留在第一压盖密封10内部的空气A有可能成为密封流体的泄漏渠道。在本实施方式中，由于能够使残留在第一压盖密封10中的空气变少，因而能够使密封流体的泄漏渠道变少，从而提高密封性能。

并且，当残留在二次成形后的第一压盖密封10内部的空气变少时，能够容易地将第一压盖密封10的尺寸或密度设定为规定值。从而能够提高第一压盖密封10的尺寸或密度的精度。

而且，当残留在二次成形后的第一压盖密封10内部的空气变少时，能够抑制因使用而引起的尺寸的经时变化。因此能够提高第一压盖密封10的寿命。

并且，当残留在二次成形后的第一压盖密封10内部的空气变少时，能够抑制第一压盖密封10的损伤。该损伤包括例如第一压盖密封10表面上产生的裂纹和层压部件22、23的剥落等。

可以将层压部件22、23的周面22a、23a与铅垂方向(轴心方向)所成角度θ(参照图13)设定在1°～45°的范围。当角度θ超过45°时，二次成形工序中的压缩难以使层压部件22、23的周面22a、23a与突部24、25的周面24a、25a之间的间隙s消失，从而成为密封性能降低的原因。

图14为用于表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩前的第一层压部件22与第一突部24之间关系的剖视图。

在本变形例中，第一层压部件22的内周面22a的形状与图13所示的实施方式不同。具体而言，第一层压部件22的内周面22a形成为朝向轴向外侧(图14的上侧)半径变小的锥面，即，形成为与图13所示的实施方式相反方向的锥面。两枚第一层压部件22使用相同部件。

而且，第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a线接触，且其轴向的接触长度小于第一层压部件22的厚度，并在两周面22a、24a之间形成间隙s。因此使得密封垫主体21内含有空气A容易从第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间排出到外部，从而能够抑制第一压盖密封10内的空气残留。

此外，尽管图14仅示出第一层压部件22与第一突部24之间的关系，但第二层压部件23的外周面23a也形成与第一实施方式相反方向的锥面，且该锥面的前端与第二突部25的内周面25a线接触。

图15为用于表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩前的第一层压部件22与第二突部24之间关系的剖视图。

在本变形例中，两枚第一层压部件22的内周面22a形成彼此朝向相反方向倾斜的锥面。具体而言，轴向外侧(图15的上侧)的第一层压部件22的内周面22a朝向轴向外侧半径变大，而轴向内侧(图15的下侧)的第一层压部件22的内周面22a朝向轴向外侧半径变小。两枚第一层压部件22可以上下翻转使用相同的部件。

在本变形例中，各第一层压部件22的内周面22a也与第一突部24的外周面24a线接触，且其轴向的接触长度小于第一层压部件22的厚度尺寸，并在两周面22a、24a之间形成间隙s。因此使得密封垫主体21内含有的空气A容易从第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间排出到外部，从而能够抑制第一压盖密封10内的空气残留。

此外，尽管图15仅示出第一层压部件22与第一突部24之间的关系，但第二层压部件23的外周面23a也形成相互朝向相反反向倾斜的锥面，且该锥面的前端与第二突部25的内周面25a线接触。

图16为用于表示变形例的制造方法的二次成形工序中压缩前的第一层压部件22与第二突部24之间关系的剖视图。

在本变形例中，两枚第一层压部件22的内周面22a也形成相互朝向相反方向倾斜的锥面。具体而言，轴向外侧(图16的上侧)的第一层压部件22的内周面22a朝向轴向外侧半径变小，而轴向内侧(图16的下侧)的第一层压部件22的内周面22a则朝向轴向外侧半径变大。两枚第一层压部件22可以使用上下翻转的相同部件。

在本变形例中，各第一层压部件22的内周面22a也与第一突部24的外周面24a线接触，且其轴向的接触长度小于第一层压部件22的厚度尺寸，并在两周面22a、24a之间形成间隙s。因此使得密封垫主体21内含有的空气A容易从第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间排出到外部，从而能够抑制第一压盖密封10内的空气残留。

图17为变形例的制造方法的二次成形工序中压缩前的第一层压部件22与第二突部24之间关系的剖视图。

在本变形例中，两枚第一层压部件22的内周面22a也形成具有一定半径的圆筒面，第一突部24的外周面24a形成锥面。因此，第一突部24的外周面24a与第一层压部件22的内周面22a线接触，且轴向的接触长度被形成为小于第一层压部件22的厚度尺寸，并且在两周面22a、24a之间形成有间隙s。

因此在本变形例中，密封垫主体21内含有的空气A也容易从第一层压部件22的内周面22a与第一突部24的外周面24a之间排出到外部，从而能够抑制第一压盖密封10内的空气残留。

本申请的发明人为了验证由本发明的制造方法制造的第一压盖密封的性能，进行了如下试验。

首先，将含有实施例的第一压盖密封的五条压盖密封安装到模拟阀的试验装置中。如参照图1所述，在轴向的两端配置有第二压盖密封，并在其间配置有三条第一压盖密封。各压盖密封的尺寸为内径24mm、外径37mm、厚度6.5mm。

对压盖密封施加紧固压力20N/mm²、40N/mm²、60N/mm²，并施加He气体压力5.2MPa。利用He检漏器测定各紧固压力中经过10分钟后的He泄漏量。

为了进行对比，替代实施例的第一压盖密封而安装现有技术例的第一压盖密封并在同样条件下进行了泄漏量的试验。其结果表示在图18中。

如图18所示，将实施例与现有技术例对比可知，实施例的He气体泄漏量较少，因而密封性能优良。尤其是，紧固压力越低则实施例的泄漏量少于现有技术例。因此，通过利用本发明的制造方法制造第一压盖密封，能够减少泄漏量而提高密封性能。

下面，本申请的发明人以相同的条件制造实施例的第一压盖密封和现有技术例的第一压盖密封，对比其尺寸、质量和密度。并将其结果表示在表1中。在该表1中示出有实施例、现有技术例的10个第一压盖密封的尺寸、质量和密度的测定结果(No.1～No.10)和各自的平均值。

【表1】

当对比实施例的第一压盖密封和现有技术例的第一压盖密封时，尽管内径、外径和质量的平均值大致为相同的值，但实施例的第一压盖密封的高度尺寸的平均值会变小，而实施例的第一压盖密封的密度平均值则会变大，成为与原本打算获得的值相近的值。这被认为是在二次成形工序中第一压盖密封内部含有的空气A排出所引起的。因此，利用本发明的制造方法制造第一压盖密封能够提高尺寸(尤其是高度尺寸)和密度的精度。

本发明并不限于上述实施方式，可以在权利要求书记载的范围内进行适当地变更。

Claims (11)

1.一种压盖密封，其特征在于，具有：

环状密封垫主体，其通过将膨胀石墨带材卷绕成螺旋状形成；和

层压部件，其接合在所述密封垫主体的轴向端面且由环状的膨胀石墨片材构成，

在所述密封垫主体的轴向端面上形成有在径向上与所述层压部件的内周面或者外周面对置接触的突部，

所述突部与所述层压部件的接触面的半径在轴向的至少一部分变化。

2.根据权利要求1所述的压盖密封，其特征在于，

所述接触面具有半径在轴向上以一定比例变化的锥面。

3.根据权利要求2所述的压盖密封，其特征在于，

多个所述层压部件在轴向上叠层，这些层压部件的所述接触面具有均朝向相同方向倾斜的锥面。

4.根据权利要求2所述的压盖密封，其特征在于，

多个所述层压部件在轴向上叠层，这些层压部件的所述接触面具有朝向相互不同方向倾斜的锥面。

5.根据权利要求1所述的压盖密封，其特征在于，

所述接触面具有弯曲面。

6.一种压盖密封的制造方法，其特征在于，包括：

第一工序，其中通过将膨胀石墨带材卷绕成螺旋状并进行压缩而形成在轴向的端面上具有突部的环状密封垫主体；和

第二工序，其将由膨胀石墨片材构成的环状层压部件重叠在所述密封垫主体的所述端面上，且在使该层压部件的周面与所述突部的周面接触的状态下，对所述密封垫主体和所述层压部件进行压缩，并且

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面与所述突部的周面的轴向接触长度被设定为小于所述层压部件的厚度尺寸。

7.根据权利要求6所述的压盖密封的制造方法，其特征在于，

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面与所述突部的周面线接触。

8.根据权利要求6或7所述的压盖密封的制造方法，其特征在于，

在所述第二工序中，压缩前的所述层压部件的周面和所述突部的周面中的至少一方的半径在轴向的至少一部分变化。

9.根据权利要求8所述的压盖密封的制造方法，其特征在于，

所述层压部件的所述周面和所述突部的周面中的至少一方具有锥面。

10.根据权利要求9所述的压盖密封的制造方法，其特征在于，

多个所述层压部件在轴向上叠层，这些层压部件的所述周面具有均朝向相同方向倾斜的锥面。

11.根据权利要求9所述的压盖密封的制造方法，其特征在于，多个所述层压部件在轴向上叠层，这些层压部件的所述周面具有相互朝向相反方向倾斜的锥面。