JP2000320679A - 端面シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の端面シールは、もみ下げおよび座ぐり
技術の利点を完全に利用しておらず、製造および組み立
てコストが高く、より均一で完全なシール能力が得られ
ない。 【解決手段】 隙間６０を隔てて対向する２つの面５
２，５４の間にシール状態を形成するための端面シール
１０であって、内側シール保持部材１２と、この内側シ
ール保持部材１２の半径方向外側に配置されて内側シー
ル保持部材１２との間に空間３６を画成する外側シール
保持部材２６と、空間３６に配置され、第１の軸線方向
シール面４０およびこれと反対の第２の軸線方向シール
面４２を有し、自由状態において２つのシール保持部材
１２，２６の軸線方向長さよりも長く、隙間６０を隔て
て対向する２つの面５２，５４によって加えられる圧縮
力Ｆを受けた場合に空間３６の少なくとも１つの残留部
５０に膨張するように変形可能なゴム状弾性シール部材
３８とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に端面型シー
ル、より詳細には組み立て中にゴム状弾性部材のシール
を保護し、分解時にこのシールを保持し、シール機能を
高めるための内側および外側シール保持部材を有する端
面型シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】端面型シール、すなわち、対向する平坦
面との組み合わせによってシール状態を形成するため、
少なくとも１つの軸線方向シール面を有するシールがこ
の分野において周知である。一般に、Ｏリングが端面シ
ールとして用いられる。他の周知の端面シールは、主シ
ール部材と周縁リムとからなる二股のゴム状弾性シール
部材を有し、主シール部材のリム側に対する急な圧力変
化から主シール部材を隔離または保護し、主シール部材
が押し出されないようにしている。また、このリムは取
り扱いおよび取り付け中に主シール部材を保護する。高
圧状態下で充分なシール機能をもたらすため、特に隣接
する空間にゴム状弾性シール部材が押し出されるのを回
避するため、周知の端面シールは対向面との比較的大き
な接触面積を一般に有し、これはシール面積として知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大きな
シール面積は、これに対応する大きな結合またはシール
分離荷重、すなわちシール結合部を開くか、または切り
離すように働くシールにより発生した力に付随する欠点
を有している。結合分離荷重が大きいほど、結合部を閉
じているように保つためにより大きな力が必要である。
これは、より多くの締結具および／またはより大きな締
結具が必要とし、コストを増大することを意味する。

【０００４】端面シールと共にシール状態を形成する対
向面は、高い平面度を達成するために一般にラップ研
摩，研削またはフライス加工が施される。しかしなが
ら、ラップ研摩，研削およびフライス加工は、この面全
体に亙って延在する非常に小さなかき傷を生ずる可能性
があり、このかき傷はシール部材を貫通する可能性があ
る漏洩通路をもたらす。また、かき傷がシール部材の取
り扱い中にその面の至るところに偶然に形成される可能
性がある。これらの問題を回避するため、製造業者はこ
れらの面に厳しい表面仕上げ条件を一般に課しており、
その製造コストを押し上げている。

【０００５】さらに、産業的に生産される多くのアセン
ブリィは、例えばそれらの間に１つ以上の端面シールを
必要とする構成部品を有し、これら構成部品の間に延在
する多数の流路または導管の周りにシール状態を形成す
るため、部品が組み立てられると同時にシール状態が形
成されることが必要である。シール部材と共にシール状
態を形成すべき対向面が均一な間隔に設定されていない
場合、これは、構成部品が組み立てられる時に個々のシ
ールのさまざまな圧縮度をもたらす可能性があるので、
問題を生ずるおそれがある。

【０００６】上で言及したかき傷の問題を克服するた
め、座ぐりおよびもみ下げ技術を用いてシール部材と共
にシール状態を形成すべき対向面の外側にのみかき傷が
形成されるようにしたものが知られている。これは、平
面度および表面仕上げ公差の緩和を可能にする。また、
多くの周知の座ぐり機械が極めて接近した軸線あるいは
深さ公差を維持することができ、構成部品に設けられる
多数の座ぐり部を非常に接近させて同じ平面に位置させ
ることができる。２つの構成部品を組み立てる場合、座
ぐり部と対向面との間に極めて均一な間隔が形成された
関係を達成できるので、これは重要である。構成部品が
それぞれの座ぐり部とシール状態を形成するために取り
付けられる多数の端面シールと共に相互に締結された場
合、予測可能なシール特性が達成可能である。

【０００７】

【発明の目的】従って、本発明の目的は、上で説明した
ような１つ以上の問題を克服することにあり、利用可能
なもみ下げおよび座ぐり技術の利点をより完全に利用す
るため、製造および組み立てコストを下げ、より均一で
完全なシール能力をもたらす端面シールを提供するもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による端面シール
は、隙間を隔てて対向する２つの面の間にシール状態を
形成するための端面シールであって、軸線を有する領域
を画成し、第１の軸線方向端部と、これと反対の第２の
軸線方向端部と、前記第１の軸線方向端部と第２の軸線
方向端部との間で示されるような軸線方向長さとを有す
る内側シール保持部材と、第１の軸線方向端部と、これ
と反対の第２の軸線方向端部と、前記第１の軸線方向端
部と前記第２の軸線方向端部との間で示されるような軸
線方向長さとを有し、前記内側シール保持部材の半径方
向外側に配置されて前記内側シール保持部材との間に空
間を画成する外側シール保持部材と、前記内側シール保
持部材と前記外側シール保持部材との間の前記空間の所
定部分に配置され、第１の軸線方向シール面と、これと
反対の第２の軸線方向シール面と、自由状態において前
記内側および外側シール部材の前記軸線方向長さよりも
長く、前記第１の軸線方向シール面と前記第２の軸線方
向シール面との間で示されるような軸線方向長さとを有
し、前記シール状態を形成するために前記隙間を隔てて
対向する面に追従し、前記隙間を隔てて対向する２つの
面によって加えられる圧縮力を受けた場合に前記内側シ
ール保持部材と前記外側シール保持部材との間に画成さ
れた前記空間の少なくとも１つの残留部に膨張するよう
に変形可能なゴム状弾性シール部材とを具えたことを特
徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による端面シールにおい
て、空間の少なくとも１つの残留部がコルゲーションに
よって形成されるものであってもよい。この場合、内側
シール保持部材または外側シール保持部材がコルゲーシ
ョンを有してもよく、あるいは内側および外側シール保
持部材が複数のコルゲーションを具えていてもよい。

【００１０】また、内側シール保持部材によって画成さ
れる領域が円形であってもよく、あるいは多角形であっ
てもよい。

【００１１】さらに、外側シール保持部材は、隙間を隔
てて対向する２つの面の一方を少なくとも部分的に取り
囲んで延在する面と係止し合うようになっていることが
好ましく、この場合、隙間を隔てて対向する２つの面の
一方を少なくとも部分的に取り囲んで延在する面が座ぐ
り部を画成するものであってよい。

【００１２】外側シール保持部材の軸線方向長さが内側
シール保持部材の軸線方向長さよりも大きくてもよく、
逆に内側シール保持部材の軸線方向長さが外側シール保
持部材の軸線方向長さよりも大きくてもよい。

【００１３】

【実施例】本発明による端面シールの実施例について、
図１〜図４を参照しながら詳細に説明するが、本発明は
このような実施例に限らず、この明細書の特許請求の範
囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術
にも応用することができる。なお、図中の符号で同一機
能の部材には、これと同一符号が記されている。

【００１４】図１および図２には、本発明の教示により
構成されて実施可能な端面シール１０が示されている。
この端面シール１０は、アセンブリィの種々の部品や部
材における隙間を隔てて対向する２つの面の間のシール
状態を形成するようになっており、端面シール１０によ
って画成される領域から、あるいはこの領域外への加圧
状態，流体などの漏洩を阻止する。前記アセンブリィと
しては、例えばモータ，ポンプ，マニホールドの如き液
圧アセンブリィ、あるいはエンジンなどの如き他のアセ
ンブリィなどを挙げることができるが、これらに限定さ
れるものではない。

【００１５】端面シール１０は、鋼の如き一般に堅い材
料で構成される環状の内側シール保持部材１２を有し、
この内側シール保持部材１２は、これを貫通する中央軸
線１６を持った領域１４を画成している。内側シール保
持部材１２は、第１の軸線方向端部１８と、これと反対
の第２の軸線方向端部２０と、領域１４の周りに延在す
る半径方向内側の周面２２と、これと反対の半径方向外
側の周面２４とを有する。内側シール保持部材１２は、
内側シール保持部材１２が自由状態にある時、すなわ
ち、これが外部から軸線方向の圧縮荷重を受けていない
時、所定の値を有する第１の軸線方向端部１８と第２の
軸線方向端部２０との間で示されるような符号Ｘによっ
て表される軸線方向長さを有する。

【００１６】また、端面シール１０は、鋼の如き堅い材
料で一般に構成される環状の外側シール保持部材２６を
有し、この外側シール保持部材２６は、第１の軸線方向
端部２８と、これと反対の第２の軸線方向端部３０と、
半径方向内側の周面３２と、これらの間に延在する半径
方向外側の周面３４とを有する。外側シール保持部材２
６が自由状態にある場合、所定の値を有する外側シール
保持部材２６は、第１の軸線方向端部２８と第２の軸線
方向端部３０との間で示されるような符号Ｙによって表
される軸線方向長さを有する。外側シール保持部材２６
は、内側シール保持部材１２の半径方向外側に位置を定
められ、内側および外側シール保持部材１２，２６の間
に環状の空間３６を画成するようになっている。

【００１７】環状のゴム状弾性シール部材３８は空間３
６に配置され、このゴム状弾性シール部材３８は第１の
軸線方向シール面４０と、これと反対の第２の軸線方向
シール面４２と、第１および第２の軸線方向シール面４
０，４２の間に延在する半径方向内側の周面４４および
半径方向外側の周面４６とを有している。ゴム状弾性シ
ール部材３８は、これが自由状態にある時、すなわち、
外部からの軸線方向の力または荷重のない状態がゴム状
弾性シール部材３８にもたらされた場合、シール部材３
８が所定の値を有する第１および第２の軸線方向シール
面４０，４２の間で示されるような符号Ｚによって表さ
れる軸線方向長さを有し、これは内側シール保持部材１
２の自由状態における軸線方向長さＸおよび外側シール
保持部材２６の自由状態における軸線方向長さＹの両方
よりも大きく、ゴム状弾性シール部材３８は内側および
外側シール保持部材１２，２６の両方の軸線方向を越え
て延在するようになっている。内側および外側シール保
持部材１２，２６は、これらの周りに環状に延在する複
数のコルゲーション４８を有し、それぞれ内側および外
側シール保持部材１２，２６とゴム状弾性シール部材３
８との間に位置が定められる空間３６の一部である環状
のキャビティ５０、すなわち残留部を画成する。

【００１８】また、図３に示すように、端面シール１０
のゴム状弾性シール部材３８が、例えば部材５６，５８
の隙間を隔てて対向する２つの面によって、矢印Ｆで示
される軸線方向の圧縮荷重を受けると、ゴム状弾性シー
ル部材３８の軸線方向シール面４０，４２が対向面５
２，５４にほぼ追従するように空間３６に隣接する部分
へと変形し、これによって軸線方向シール面４０，４２
と対向面５２，５４とにシール状態を形成する。同時
に、ゴム状弾性シール部材３８は、部材５６，５８が相
互に軸線方向により接近できるようにするため、キャビ
ティ５０内に変形または変位しよう。この点に関し、軸
線方向圧縮荷重が内側および外側シール保持部材１２，
２６ではなく、ゴム状弾性シール部材３８に対してのみ
作用している場合、内側および外側シール保持部材１
２，２６と比較してゴム状弾性シール部材３８のより長
い軸線方向長さＺおよび相対的な柔軟性のため、結合分
離負荷は、内側シール保持部材１２および／または外側
シール保持部材２６に対して作用していた負荷の場合よ
りも小さくなると理解することが重要である。これは、
より少ないおよび／またはより小さいボルトなどの如き
相互に結合部をもたらすための部材の使用を可能とし、
コストの面で利点となる。また、図３に示すように、対
向面５２，５４が内側および外側シール保持部材１２，
２６の軸線方向端部１８，２０，２８，３０と少なくと
も実質的な接合状態をもたらされることを可能にするた
め、空間３６の残留部であるキャビティ５０により十分
な容積を与えることができる。これは、その反対側が高
い差圧状態にさらされている場合、領域１４に向けて半
径方向内側へのゴム状弾性シール部材３８のはみ出し、
および隙間６０の如き部材５６，５８の間の任意の空間
に向けて半径方向外側へのゴム状弾性シール部材３８の
はみ出しを阻止するため、内側および外側シール保持部
材１２，２６と対向面５２，５４との間にゴム状弾性シ
ール部材３８を取り囲むのに役立つ。隙間６０は、完全
または単に部分的に端面シール１０の周りに延在可能で
あり、シール１０の存在の確認および／または漏洩や端
面シール１０に伴う他の問題が存在しているか否かを決
定することを視覚的に可能にするため、点検口を設ける
ことができる。内側および外側シール保持部材１２，２
６は、ゴム状弾性シール部材３８を損傷または劣化させ
る可能性がある領域１４内に含まれる物質、または隙間
６０を介して環境から浸透可能な物質からゴム状弾性シ
ール部材３８を保護するのに役立つ。このゴム状弾性シ
ール部材３８がはみ出さないので、シール面積に対する
要求が軽減され、さらに結合分離負荷および締結具に対
する必要性を軽減する。

【００１９】ここで、内側および外側シール保持部材１
２，２６が対向面５２，５４と接触できるようにゴム状
弾性シール部材３８が対向面５２，５４に追従するた
め、ゴム状弾性シール部材３８の膨張または変位のため
の領域をもたらすように、図示されたような空間３６の
残留部であるキャビティ５０が十分に大きな結合容積を
有するけれども、このような容積は、希望に応じてより
大きくまたはより小さくすることが任意に可能であるこ
とを認識および理解すべきである。さらに、この点に関
し、内側シール保持部材１２および／または外側シール
保持部材２６が希望に応じて対向面５２，５４の如き対
向する２つの面の間で圧縮されるように、軸線方向長さ
Ｘ，Ｙをより大きくすることが任意に可能である。

【００２０】部材５６，５８の組み立てを容易にするた
め、一方の対向面５２および／または他方の対向面５４
は、部材５６，５８の対向面６２，６４から極めて正確
な軸線方向の距離に位置決めされるように、従来のもみ
下げまたは座ぐり技術を用いて形成可能である。この正
確な能力のため、対向面５２，５４の如き多数の面が部
材５６，５８の如き部材の異なる場所に画成可能であ
り、部材５６，５８と共にこれらの間にシール状態を同
時に形成するために用いられる複数の端面シール１０が
組み立てられる。さらなる特徴として、内側シール保持
部材１２および／または外側シール保持部材２６は、図
示されるような部材５８の如き他の部材と共に組み立て
および分解中に端面シール１０を掴むまたは保持するた
め、部材５６の半径方向を向く面６６の如き半径方向を
向く面をこれに利用することができるようになってい
る。

【００２１】本発明の他の実施例を表す図４に示すよう
に、端面シール１０は、アセンブリィの２つの異なる部
材６８，７０の間に組み込まれ、これら部材６８，７０
の隙間を隔てて対向する２つの面５２，５４の間にシー
ル状態を形成している。対向面５２，５４は、外側面７
２，７４から正確な所定距離に位置を定められており、
部材６８，７０が組み立てられた場合、外側面７２，７
４が当接状態となるように設定されている。ここで、部
材６８，７０が組み立てられた場合、内側シール保持部
材１２および／または外側シール保持部材２６は、これ
らが対向面５２，５４と当接状態になるか、これら対向
面５２，５４の間で圧縮されるか、またはこれら対向面
５２，５４との間に隙間が形成されることを可能とする
軸線方向長さＸ，Ｙを有することができることを理解す
べきである。同様に、空間３６およびキャビティ５０
は、対向面５２，５４とで望ましいシール状態がもたら
されるようにシール部材３８の変形を可能にする積算容
積を有することができる。同様に、図４の実施例におい
て、端面シール１０の周りに部分的に延在する図３に示
す如き隙間６０を有することも可能である。

【００２２】なお、本発明の端面シールは、エンジンや
動力伝達機構などと同様に、弁本体，ポンプおよびモー
タハウジング，マニホールドなどを持った広範囲に亙る
多種多様な部材の隙間を隔てて対向する２つの面をシー
ルするために有用であるが、これらの部材に限定される
ものではない。また、この端面シールは、図示された環
状以外にだ円形，長方形，他の多角形などの広範囲に亙
る多種多様な形状を有することができるが、このような
形状に限定されるものでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明の端面シールによると、シール保
持部材によってもたらされるゴム状弾性シール部材に対
する配置および保護のため、もみ下げ部および座ぐり部
を使用する場合に有用であり、多数の端面シールが使用
される場合、均一なシール状態が達成可能である。ま
た、シールされるべき対向面の一方または両方にラップ
研摩，研削，またはフライス加工を施す必要がなくなっ
たので、製造および組み立てコストの削減が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による端面シールの一実施例の平面図で
ある。

【図２】図１中のＡ−Ａ矢視断面図であり、ゴム状弾性
シール部材の自由状態を示している。

【図３】図１に示した端面シールの断面図であり、組み
立て部材の隙間を隔てて対向する２つの面の間にシール
状態を形成するため、ゴム状弾性シール部材に軸線方向
の圧縮荷重を与えた状態を示す。

【図４】図３に対して形状の異なる組み立て部材を用い
た本実施例による端面シールの断面図である。

【符号の説明】

１０ 端面シール １２ 内側シール保持部材 １４ 領域 １６ 中央軸線 １８ 第１の軸線方向端部 ２０ 第２の軸線方向端部 ２２ 半径方向内側の周面 ２４ 半径方向外側の周面 ２６ 外側シール保持部材 ２８ 第１の軸線方向端部 ３０ 第２の軸線方向端部 ３４ 半径方向外側の周面 ３６ 空間 ３８ ゴム状弾性シール部材 ４０ 第１の軸線方向シール面 ４２ 第２の軸線方向シール面 ４４ 半径方向内側の周面 ４６ 半径方向外側の周面 ４８ コルゲーション ５０ 外側のキャビティ ５２，５４ 対向面 ５６，５８ 部材 ６０ 隙間 ６８，７０ 部材 ７２，７４ 表面 Ｘ 内側シール保持部材の軸線方向長さ Ｙ 外側シール保持部材の軸線方向長さ Ｚ ゴム状弾性シール部材の軸線方向長さ Ｆ 軸線方向の圧縮荷重

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隙間を隔てて対向する２つの面の間にシ
   ール状態を形成するための端面シールであって、 軸線を有する領域を画成し、第１の軸線方向端部と、こ
   れと反対の第２の軸線方向端部と、前記第１の軸線方向
   端部と第２の軸線方向端部との間で示されるような軸線
   方向長さとを有する内側シール保持部材と、 第１の軸線方向端部と、これと反対の第２の軸線方向端
   部と、前記第１の軸線方向端部と前記第２の軸線方向端
   部との間で示されるような軸線方向長さとを有し、前記
   内側シール保持部材の半径方向外側に配置されて前記内
   側シール保持部材との間に空間を画成する外側シール保
   持部材と、 前記内側シール保持部材と前記外側シール保持部材との
   間の前記空間の所定部分に配置され、第１の軸線方向シ
   ール面と、これと反対の第２の軸線方向シール面と、自
   由状態において前記内側および外側シール部材の前記軸
   線方向長さよりも長く、前記第１の軸線方向シール面と
   前記第２の軸線方向シール面との間で示されるような軸
   線方向長さとを有し、前記シール状態を形成するために
   前記隙間を隔てて対向する面に追従し、前記隙間を隔て
   て対向する２つの面によって加えられる圧縮力を受けた
   場合に前記内側シール保持部材と前記外側シール保持部
   材との間に画成された前記空間の少なくとも１つの残留
   部に膨張するように変形可能なゴム状弾性シール部材と
   を具えたことを特徴とする端面シール。
2. 【請求項２】 前記空間の前記少なくとも１つの残留部
   がコルゲーションによって形成されることを特徴とする
   請求項１に記載の端面シール。
3. 【請求項３】 前記内側シール保持部材が前記コルゲー
   ションを有することを特徴とする請求項２に記載の端面
   シール。
4. 【請求項４】 前記外側シール保持部材が前記コルゲー
   ションを有することを特徴とする請求項２に記載の端面
   シール。
5. 【請求項５】 前記内側および外側シール保持部材が複
   数の前記コルゲーションを具えたことを特徴とする請求
   項２に記載の端面シール。
6. 【請求項６】 前記内側シール保持部材によって画成さ
   れる前記領域が円形であることを特徴とする請求項１か
   ら請求項５の何れかに記載の端面シール。
7. 【請求項７】 前記内側シール保持部材によって画成さ
   れる前記領域が多角形であることを特徴とする請求項１
   から請求項５の何れかに記載の端面シール。
8. 【請求項８】 前記外側シール保持部材は、前記隙間を
   隔てて対向する２つの面の一方を少なくとも部分的に取
   り囲んで延在する面と係止し合うようになっていること
   を特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の端
   面シール。
9. 【請求項９】 前記隙間を隔てて対向する２つの面の一
   方を少なくとも部分的に取り囲んで延在する前記面が座
   ぐり部を画成することを特徴とする請求項８に記載の端
   面シール。
10. 【請求項１０】 前記外側シール保持部材の前記軸線方
    向長さが前記内側シール保持部材の前記軸線方向長さよ
    りも大きいことを特徴とする請求項１から請求項９の何
    れかに記載の端面シール。
11. 【請求項１１】 前記内側シール保持部材の前記軸線方
    向長さが前記外側シール保持部材の前記軸線方向長さよ
    りも大きいことを特徴とする請求項１から請求項９の何
    れかに記載の端面シール。