JP2003156155A - シールリング並びに複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール構造 - Google Patents
シールリング並びに複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール構造Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L17/00—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
- F16L17/02—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket
- F16L17/025—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket the sealing rings having radially directed ribs
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タンク、及びフランジ継手部等の被シール体
とシールリングとの熱収縮差によるシール面のずれの発
生を防止するとともにシールリングの弾力性を向上させ
て、シール不良によるガス漏れの発生を防止し、安定し
たシール性を保持できるシールリングの構造及び該シー
ルリングを用いた複合材タンク、及び配管等のフランジ
継手のシール構造を提供する。 【解決手段】 タンク、及びフランジ継手部等の被シー
ル体に形成された環状のリング溝内に挿入されて流体の
外部への漏洩を阻止する流体シールリングにおいて、前
記シールリングはリング溝の底面及びリング溝に臨む第
２の部材のシール面の夫々に当接される第１シール曲面
及び第２シール曲面と両曲面部に接続されて流体の導入
側と反対方向に凸の１個の外側曲面部との３つの曲面部
を結合して略ハート形断面形状に形成され、前記３つの
曲面部が形成される一定厚さの外郭部に囲まれた内部空
間が形成されるとともに該内部空間と前記流体の導入側
とを連通するへこみが形成されてなることを特徴とす
る。
とシールリングとの熱収縮差によるシール面のずれの発
生を防止するとともにシールリングの弾力性を向上させ
て、シール不良によるガス漏れの発生を防止し、安定し
たシール性を保持できるシールリングの構造及び該シー
ルリングを用いた複合材タンク、及び配管等のフランジ
継手のシール構造を提供する。 【解決手段】 タンク、及びフランジ継手部等の被シー
ル体に形成された環状のリング溝内に挿入されて流体の
外部への漏洩を阻止する流体シールリングにおいて、前
記シールリングはリング溝の底面及びリング溝に臨む第
２の部材のシール面の夫々に当接される第１シール曲面
及び第２シール曲面と両曲面部に接続されて流体の導入
側と反対方向に凸の１個の外側曲面部との３つの曲面部
を結合して略ハート形断面形状に形成され、前記３つの
曲面部が形成される一定厚さの外郭部に囲まれた内部空
間が形成されるとともに該内部空間と前記流体の導入側
とを連通するへこみが形成されてなることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック等の複合材からなる複合材タンク、及び配管等のフ
ランジ継手とカバーとの接合部のシール等に適用される
シールリング及び該シールリングを装備した複合材タン
ク、及び配管等のフランジ継手のシール構造に関する。
ック等の複合材からなる複合材タンク、及び配管等のフ
ランジ継手とカバーとの接合部のシール等に適用される
シールリング及び該シールリングを装備した複合材タン
ク、及び配管等のフランジ継手のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機器に用いられる低温流体収容用の
低温タンク、及びフランジ継手部は、軽量高強度の繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材が広く用いら
れている。かかる低温タンク、及びフランジ継手部にお
いては、−２５０℃程度の極低温ガスを収容する場合が
あることから、タンク、及びフランジ継手部カバーとの
接合フランジ部の流体シールは、前記のような極低温の
ガスによる熱収縮の影響を受けることなく常時高いシー
ル性を保持することが要求される。
低温タンク、及びフランジ継手部は、軽量高強度の繊維
強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材が広く用いら
れている。かかる低温タンク、及びフランジ継手部にお
いては、−２５０℃程度の極低温ガスを収容する場合が
あることから、タンク、及びフランジ継手部カバーとの
接合フランジ部の流体シールは、前記のような極低温の
ガスによる熱収縮の影響を受けることなく常時高いシー
ル性を保持することが要求される。
【０００３】図４は、かかる低温タンク、及びフランジ
継手部においてマンホールを覆っているマンホールカバ
ーとタンク本体との流体シール部の一例を示す要部拡大
断面図であり、図において１０はタンク本体、１１は該
タンク本体１０の上面に開口されたマンホールを覆うマ
ンホールカバーである。１５は前記タンク本体１０の上
面に刻設された環状のリング溝であり、該リング溝１５
内には環状のシールリング３０が嵌装され、前記タンク
本体１０の内部に通ずる流体漏洩路１６を通して流れて
くるガスをシールしている。前記シールリング３０は円
形断面の中空リング（３１は中空部）で、その外周面を
前記リング溝１５の外周面１０ｃ、底面１０ａ及びマン
ホールカバー１１の下面１１ａに圧接することにより前
記ガスのシールをおこなっている。
継手部においてマンホールを覆っているマンホールカバ
ーとタンク本体との流体シール部の一例を示す要部拡大
断面図であり、図において１０はタンク本体、１１は該
タンク本体１０の上面に開口されたマンホールを覆うマ
ンホールカバーである。１５は前記タンク本体１０の上
面に刻設された環状のリング溝であり、該リング溝１５
内には環状のシールリング３０が嵌装され、前記タンク
本体１０の内部に通ずる流体漏洩路１６を通して流れて
くるガスをシールしている。前記シールリング３０は円
形断面の中空リング（３１は中空部）で、その外周面を
前記リング溝１５の外周面１０ｃ、底面１０ａ及びマン
ホールカバー１１の下面１１ａに圧接することにより前
記ガスのシールをおこなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる低温タンク、及
びフランジ継手部においては、前記のように−２５０℃
程度の極低温ガスを収容する場合があり、このため熱収
縮量の大きいシールリング３０と熱収縮量の小さいタン
ク本体１０との間に熱収縮差が生じ、該シールリング３
０とタンク本体１０及びマンホールカバー１１のシール
面にずれが生じてシール不良によるガス漏れが発生し易
い。
びフランジ継手部においては、前記のように−２５０℃
程度の極低温ガスを収容する場合があり、このため熱収
縮量の大きいシールリング３０と熱収縮量の小さいタン
ク本体１０との間に熱収縮差が生じ、該シールリング３
０とタンク本体１０及びマンホールカバー１１のシール
面にずれが生じてシール不良によるガス漏れが発生し易
い。
【０００５】また、前記シールリング３０は円形断面の
中空リングに形成され弾力性が小さいため、マンホール
カバー１１をタンク本体１０に締め付けて、該シールリ
ング３０を前記リング溝１５の底面１０ａ及びマンホー
ルカバー１１の下面１１ａに圧接する際に該シールリン
グ３０に塑性変形を生じてそれ以後のシール性が低下
し、前記の場合と同様にシール不良によるガス漏れが発
生し易い。
中空リングに形成され弾力性が小さいため、マンホール
カバー１１をタンク本体１０に締め付けて、該シールリ
ング３０を前記リング溝１５の底面１０ａ及びマンホー
ルカバー１１の下面１１ａに圧接する際に該シールリン
グ３０に塑性変形を生じてそれ以後のシール性が低下
し、前記の場合と同様にシール不良によるガス漏れが発
生し易い。
【０００６】また、前記不具合に対応可能な技術として
実開平４−１１７９５７号の考案が提供されている。か
かる考案の図１に示されるシールリングは、該シールリ
ングのリング溝及びカバー側への当接部が尖鋭に形成さ
れているため、前記のような熱膨張差に追従し難い。
又、係る考案の図８に示されるシールリングは、通常の
円形断面Ｏリングの内周側を大きく開口しているが、内
周側が大きく開口しているため、ばね定数が小さく、上
下のシール部におけるシール性が十分でない。
実開平４−１１７９５７号の考案が提供されている。か
かる考案の図１に示されるシールリングは、該シールリ
ングのリング溝及びカバー側への当接部が尖鋭に形成さ
れているため、前記のような熱膨張差に追従し難い。
又、係る考案の図８に示されるシールリングは、通常の
円形断面Ｏリングの内周側を大きく開口しているが、内
周側が大きく開口しているため、ばね定数が小さく、上
下のシール部におけるシール性が十分でない。
【０００７】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、タ
ンク、及びフランジ継手部等の被シール体とシールリン
グとの熱収縮差によるシール面のずれの発生を防止する
とともにシールリングの弾力性を向上させて、シール不
良によるガス漏れの発生を防止し、安定したシール性を
保持できるシールリングの構造及び該シールリングを用
いた複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール
構造を提供することを目的とする。
ンク、及びフランジ継手部等の被シール体とシールリン
グとの熱収縮差によるシール面のずれの発生を防止する
とともにシールリングの弾力性を向上させて、シール不
良によるガス漏れの発生を防止し、安定したシール性を
保持できるシールリングの構造及び該シールリングを用
いた複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール
構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、内在する被密
封流体を密閉すると共に少なくとも一方の部品が樹脂材
製である相対接合部品間の相対接合面に形成されたリン
グ溝に装着されて前記相対接合部品間をシールするシー
ルリングであって、前記樹脂材製の一方の部品よりも低
温収縮率の大きい弾性材製板が断面ハート外形状に形成
されて内部空間を有する環状体と、前記環状体のハート
外形状の一方の側面に有して前記リング溝の形成面と密
接する第１シール曲面と、前記第１シール曲面と反対の
ハート外形状の他方の側面に有して前記他方の部品と密
接する第２シール曲面と、前記第１シール曲面と第２シ
ール曲面とからほぼ対称に中間のハート外形状のへこみ
に向って湾曲に形成された第１弾性曲部及び第２弾性曲
部とを有し、前記第１弾性曲部のへこみ側の対向端部と
第２弾性曲部の対抗端部との対向間が対向間隙に形成さ
れていることを特徴とする流体シールリングの構造を提
案する。
決するため、請求項１記載の発明として、内在する被密
封流体を密閉すると共に少なくとも一方の部品が樹脂材
製である相対接合部品間の相対接合面に形成されたリン
グ溝に装着されて前記相対接合部品間をシールするシー
ルリングであって、前記樹脂材製の一方の部品よりも低
温収縮率の大きい弾性材製板が断面ハート外形状に形成
されて内部空間を有する環状体と、前記環状体のハート
外形状の一方の側面に有して前記リング溝の形成面と密
接する第１シール曲面と、前記第１シール曲面と反対の
ハート外形状の他方の側面に有して前記他方の部品と密
接する第２シール曲面と、前記第１シール曲面と第２シ
ール曲面とからほぼ対称に中間のハート外形状のへこみ
に向って湾曲に形成された第１弾性曲部及び第２弾性曲
部とを有し、前記第１弾性曲部のへこみ側の対向端部と
第２弾性曲部の対抗端部との対向間が対向間隙に形成さ
れていることを特徴とする流体シールリングの構造を提
案する。
【０００９】請求項２ないし３の発明は前記シールリン
グの具体的構成に係り、請求項２の発明は請求項１にお
いて、前記第１弾性曲部の対向端部と第２弾性曲部の対
向端部との前記対向間隙が前記第１シール曲部及び第２
シール曲部とを前記相対接合部品により圧接する寸法に
形成されていることを特徴とする。
グの具体的構成に係り、請求項２の発明は請求項１にお
いて、前記第１弾性曲部の対向端部と第２弾性曲部の対
向端部との前記対向間隙が前記第１シール曲部及び第２
シール曲部とを前記相対接合部品により圧接する寸法に
形成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は請求項１において、前記
シールリングが被密封マイナス低温流体をシールするも
のであって、一対をなす前記第１弾性曲部及び第２弾性
曲部の内径面が前記リング溝の内径面に低温収縮して接
合するように構成されていることを特徴とする。
シールリングが被密封マイナス低温流体をシールするも
のであって、一対をなす前記第１弾性曲部及び第２弾性
曲部の内径面が前記リング溝の内径面に低温収縮して接
合するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】請求項４ないし５記載の発明は前記シール
リングを用いた複合材タンク、及び配管等のフランジ継
手のシール構造の発明に係り、請求項４の発明は、繊維
強化プラスチック等の複合材からなり内部に流体が収容
される複合材タンク、及び配管等のフランジ継手と該複
合材タンク、及び配管等のフランジ継手の開口部を覆う
カバーとの接合部において該複合材タンク、及び配管等
のフランジ継手内部と外部との間の流体シールを行うよ
うにした複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシ
ール構造において、前記複合材タンク、及び配管等のフ
ランジ継手の前記接合部に設けられ該複合材タンク、及
び配管等のフランジ継手内部の流体が導かれる環状のリ
ング溝と、該リング溝内に挿入されて該流体の外部への
漏洩を阻止する環状の流体シールリングとを備え、前記
シールリングは内在する被密封流体を密閉すると共に少
なくとも一方の部品が樹脂材製である相対接合部品間の
相対接合面に形成されたリング溝に装着されて前記相対
接合部品間をシールするシールリングであって、前記樹
脂材製の一方の部品よりも低温収縮率の大きい弾性材製
板が断面ハート外形状に形成されて内部空間を有する環
状体と、前記環状体のハート外形状の一方の側面に有し
て前記リング溝の形成面と密接する第１シール曲面と、
前記第１シール曲面と反対のハート外形状の他方の側面
に有して前記他方の部品と密接する第２シール曲面と、
前記第１シール曲面と第２シール曲面とからほぼ対称に
中間のハート外形状のへこみに向って湾曲に形成された
第１弾性曲部及び第２弾性曲部とを有し、前記第１弾性
曲部のへこみ側の対向端部と第２弾性曲部の対抗端部と
の対向間が対向間隙に形成されていることを特徴とす
る。
リングを用いた複合材タンク、及び配管等のフランジ継
手のシール構造の発明に係り、請求項４の発明は、繊維
強化プラスチック等の複合材からなり内部に流体が収容
される複合材タンク、及び配管等のフランジ継手と該複
合材タンク、及び配管等のフランジ継手の開口部を覆う
カバーとの接合部において該複合材タンク、及び配管等
のフランジ継手内部と外部との間の流体シールを行うよ
うにした複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシ
ール構造において、前記複合材タンク、及び配管等のフ
ランジ継手の前記接合部に設けられ該複合材タンク、及
び配管等のフランジ継手内部の流体が導かれる環状のリ
ング溝と、該リング溝内に挿入されて該流体の外部への
漏洩を阻止する環状の流体シールリングとを備え、前記
シールリングは内在する被密封流体を密閉すると共に少
なくとも一方の部品が樹脂材製である相対接合部品間の
相対接合面に形成されたリング溝に装着されて前記相対
接合部品間をシールするシールリングであって、前記樹
脂材製の一方の部品よりも低温収縮率の大きい弾性材製
板が断面ハート外形状に形成されて内部空間を有する環
状体と、前記環状体のハート外形状の一方の側面に有し
て前記リング溝の形成面と密接する第１シール曲面と、
前記第１シール曲面と反対のハート外形状の他方の側面
に有して前記他方の部品と密接する第２シール曲面と、
前記第１シール曲面と第２シール曲面とからほぼ対称に
中間のハート外形状のへこみに向って湾曲に形成された
第１弾性曲部及び第２弾性曲部とを有し、前記第１弾性
曲部のへこみ側の対向端部と第２弾性曲部の対抗端部と
の対向間が対向間隙に形成されていることを特徴とす
る。
【００１２】請求項５の発明は請求項４において、前記
シールリングが被密封マイナス低温流体をシールするも
のであって、一対をなす前記第１弾性曲部及び第２弾性
曲部の内径面が前記リング溝の内径面に低温収縮して接
合するように構成されていることを特徴とする。
シールリングが被密封マイナス低温流体をシールするも
のであって、一対をなす前記第１弾性曲部及び第２弾性
曲部の内径面が前記リング溝の内径面に低温収縮して接
合するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】かかる発明によれば、シールリングは、弾
性材料からなりリング溝の形成面に当接される第１シー
ル曲面と第２の部材（マンホールカバー）に形成された
シール面に当接される第２シール曲面と流体漏洩路とは
反対側に凸の外側曲面部との３つの曲面部を滑らかに結
合した中空の略ハート形断面形状に構成されているの
で、該シールリングは、前記外側曲面部の形成部位を支
点としての第１シール曲面側及び第２シール曲面側の垂
直方向弾性変形によるばね作用によって、該第１シール
曲面及び第２シール曲面が前記第２の部材に形成された
シール面及びリング溝の底面に常時一定の圧力で押し付
けられる。
性材料からなりリング溝の形成面に当接される第１シー
ル曲面と第２の部材（マンホールカバー）に形成された
シール面に当接される第２シール曲面と流体漏洩路とは
反対側に凸の外側曲面部との３つの曲面部を滑らかに結
合した中空の略ハート形断面形状に構成されているの
で、該シールリングは、前記外側曲面部の形成部位を支
点としての第１シール曲面側及び第２シール曲面側の垂
直方向弾性変形によるばね作用によって、該第１シール
曲面及び第２シール曲面が前記第２の部材に形成された
シール面及びリング溝の底面に常時一定の圧力で押し付
けられる。
【００１４】これにより、シールリングと複合材タン
ク、及び配管等のフランジ継手を含む被シール体との間
の熱収縮差による該シールリングと被シール体及び第２
の部材のシール面にずれが生じても、該シールリングの
第１シール曲面及び第２シール曲面は、前記弾性変形に
よるばね作用により常時相手側のシール面（第２の部材
に形成されたシール面及びリング溝の底面）に所要圧力
で以って当接され、前記被シール体からリング溝内に流
入した漏洩流体のリング溝外部への漏洩を確実に阻止で
きる。
ク、及び配管等のフランジ継手を含む被シール体との間
の熱収縮差による該シールリングと被シール体及び第２
の部材のシール面にずれが生じても、該シールリングの
第１シール曲面及び第２シール曲面は、前記弾性変形に
よるばね作用により常時相手側のシール面（第２の部材
に形成されたシール面及びリング溝の底面）に所要圧力
で以って当接され、前記被シール体からリング溝内に流
入した漏洩流体のリング溝外部への漏洩を確実に阻止で
きる。
【００１５】また前記第２の部材取付用ボルトの弛み等
によって前記被シール体と相手側の第２の部材との接合
面とが離れ気味になっても、前記のように、該シールリ
ングの第１シール曲面及び第２シール曲面が前記弾性変
形によるばね作用により前記接合面の移動に追従でき
て、常時相手側のシール面に所要圧力で以って当接され
るので、該シールリングのシール部から外部への流体の
漏洩が回避される。
によって前記被シール体と相手側の第２の部材との接合
面とが離れ気味になっても、前記のように、該シールリ
ングの第１シール曲面及び第２シール曲面が前記弾性変
形によるばね作用により前記接合面の移動に追従でき
て、常時相手側のシール面に所要圧力で以って当接され
るので、該シールリングのシール部から外部への流体の
漏洩が回避される。
【００１６】さらに請求項２及び５記載の発明によれ
ば、前記シールリングには前記第１シール曲面、第２シ
ール曲面及び第１弾性曲部、第２弾性曲部及び外側曲面
部の５つの曲面部が形成される一定厚さの外郭部に囲ま
れた内部空間が形成されており、かつ該内部空間と流体
の導入側とを連通するへこみが形成されているため、流
体の導入路を通った漏洩流体が該へこみから内部空間に
流入し、該内部空間内の漏洩流体による内圧が第１シー
ル曲面及び第２シール曲面を相手側のシール面に押し付
けるように作用することとなり、該第１シール曲面及び
第２シール曲面と相手側のシール面との流体シール機能
がさらに向上する。
ば、前記シールリングには前記第１シール曲面、第２シ
ール曲面及び第１弾性曲部、第２弾性曲部及び外側曲面
部の５つの曲面部が形成される一定厚さの外郭部に囲ま
れた内部空間が形成されており、かつ該内部空間と流体
の導入側とを連通するへこみが形成されているため、流
体の導入路を通った漏洩流体が該へこみから内部空間に
流入し、該内部空間内の漏洩流体による内圧が第１シー
ル曲面及び第２シール曲面を相手側のシール面に押し付
けるように作用することとなり、該第１シール曲面及び
第２シール曲面と相手側のシール面との流体シール機能
がさらに向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
【００１８】図１は本発明の実施例に係る低温流体収容
用低温タンクのシールリング装着部の拡大断面図であ
る。図２は前記低温タンクのマンホール形成部近傍の要
部断面図、図３は本発明に係るシールリングの漏洩試験
装置の断面図である。
用低温タンクのシールリング装着部の拡大断面図であ
る。図２は前記低温タンクのマンホール形成部近傍の要
部断面図、図３は本発明に係るシールリングの漏洩試験
装置の断面図である。
【００１９】本発明に係るシールリングが装着される低
温タンクを示す図２において、１０は繊維強化プラスチ
ック（ＣＦＲＰ）材からなり内部に低温流体が収容され
るタンク本体、０１０は該タンク本体１の上部に開口す
るマンホールである。１１は該マンホール０１０を覆う
マンホールカバーであり複数のボルト１２を前記タンク
本体１に形成されたねじ穴１４にねじ込むことにより前
記タンク本体１０に着脱可能となっている。１は流体シ
ール用のシールリングで、詳細は後述する。
温タンクを示す図２において、１０は繊維強化プラスチ
ック（ＣＦＲＰ）材からなり内部に低温流体が収容され
るタンク本体、０１０は該タンク本体１の上部に開口す
るマンホールである。１１は該マンホール０１０を覆う
マンホールカバーであり複数のボルト１２を前記タンク
本体１に形成されたねじ穴１４にねじ込むことにより前
記タンク本体１０に着脱可能となっている。１は流体シ
ール用のシールリングで、詳細は後述する。
【００２０】本発明は、かかる低温タンク、及びフラン
ジ継手部等に用いられる適用されるシールリング及びそ
の取付構造に関するものである。本発明の実施例シール
リング装着部を示す図１、２において、１０はタンク本
体、１１はマンホールカバー、１５は前記タンク本体１
０の前記マンホールカバー１１との接合部である上面に
設けられた環状のリング溝である。１６は流体漏洩路で
前記タンク本体１０の内部と前記リング溝１５とに連通
し、前記タンク本体内部の漏洩流体が該流体漏洩路１６
を通って前記環状のリング溝１５に導かれるようになっ
ている。１は該リング溝１５内に挿入されて漏洩流体の
外部への漏洩を阻止する環状のシールリングで、鋼鈑等
の弾性変形可能な材料を曲げ成形等により屈曲して成形
される。
ジ継手部等に用いられる適用されるシールリング及びそ
の取付構造に関するものである。本発明の実施例シール
リング装着部を示す図１、２において、１０はタンク本
体、１１はマンホールカバー、１５は前記タンク本体１
０の前記マンホールカバー１１との接合部である上面に
設けられた環状のリング溝である。１６は流体漏洩路で
前記タンク本体１０の内部と前記リング溝１５とに連通
し、前記タンク本体内部の漏洩流体が該流体漏洩路１６
を通って前記環状のリング溝１５に導かれるようになっ
ている。１は該リング溝１５内に挿入されて漏洩流体の
外部への漏洩を阻止する環状のシールリングで、鋼鈑等
の弾性変形可能な材料を曲げ成形等により屈曲して成形
される。
【００２１】前記シールリング１は、前記リング溝１５
の底面１０ａに当接される第１シール曲面５とマンホー
ルカバー１１の下面即ち前記リング溝１５に臨むシール
面１１ａに当接される第２シール曲面４と該第１シール
曲面５及び第２シール曲面４に夫々連なる弾性曲部７
Ｂ、７Ａとへこみ８を形成する対向端部６Ｂ、６Ａと、
前記流体漏洩路１６側と反対方向に凸の１個の外側曲面
部３とを曲面部を滑らかに結合し、該第１シール曲面５
及び第２シール曲面４側の断面中心側が前記流体漏洩路
１６とは反対側に向けて屈曲した略ハート形断面形状に
形成されている。また前記シールリング１は、前記第
１、第２のシール曲面５、４を含む一定厚さの外郭部に
囲まれた内部空間２が形成される中空リングに形成さ
れ、前記第１シール曲面５及び第２シール曲面４の断面
中心側には前記内部空間２と前記流体漏洩路１６側とを
連通する隙間ｃなるへこみ８が形成されている。以上に
より、弾性変形可能な材料からなる前記シールリング１
は、前記外側曲面部３の形成部位を支点として第１シー
ル曲面５側及び第２シール曲面４側が垂直方向に弾性変
形可能に構成されることとなる。
の底面１０ａに当接される第１シール曲面５とマンホー
ルカバー１１の下面即ち前記リング溝１５に臨むシール
面１１ａに当接される第２シール曲面４と該第１シール
曲面５及び第２シール曲面４に夫々連なる弾性曲部７
Ｂ、７Ａとへこみ８を形成する対向端部６Ｂ、６Ａと、
前記流体漏洩路１６側と反対方向に凸の１個の外側曲面
部３とを曲面部を滑らかに結合し、該第１シール曲面５
及び第２シール曲面４側の断面中心側が前記流体漏洩路
１６とは反対側に向けて屈曲した略ハート形断面形状に
形成されている。また前記シールリング１は、前記第
１、第２のシール曲面５、４を含む一定厚さの外郭部に
囲まれた内部空間２が形成される中空リングに形成さ
れ、前記第１シール曲面５及び第２シール曲面４の断面
中心側には前記内部空間２と前記流体漏洩路１６側とを
連通する隙間ｃなるへこみ８が形成されている。以上に
より、弾性変形可能な材料からなる前記シールリング１
は、前記外側曲面部３の形成部位を支点として第１シー
ル曲面５側及び第２シール曲面４側が垂直方向に弾性変
形可能に構成されることとなる。
【００２２】かかる構成からなるシールリング１による
シール構造を備えた複合材製低温タンク、及びフランジ
継手部において、該シールリング１はリング溝１５の底
面１０ａに当接される第１シール曲面５及びマンホール
カバー１１の下面であるシール面１１ａに当接される第
２シール曲面４の曲面部流体漏洩路１６とは反対側に凸
の外側曲面部３とを滑らかに結合した中空の略ハート形
断面形状に構成されているので、弾性材料からなる該シ
ールリング１は、前記外側曲面部３の形成部位を支点と
しての第１シール曲面５側及び第２シール曲面４側の垂
直方向弾性変形によるばね作用により、該第１シール曲
面５及び第２シール曲面４が前記マンホールカバー１１
のシール面１１ａ及びリング溝１５の底面１０ａに前記
第１シール曲面５側及び第２シール曲面が形状を崩すこ
となく常時一定の圧力で押し付けられる。
シール構造を備えた複合材製低温タンク、及びフランジ
継手部において、該シールリング１はリング溝１５の底
面１０ａに当接される第１シール曲面５及びマンホール
カバー１１の下面であるシール面１１ａに当接される第
２シール曲面４の曲面部流体漏洩路１６とは反対側に凸
の外側曲面部３とを滑らかに結合した中空の略ハート形
断面形状に構成されているので、弾性材料からなる該シ
ールリング１は、前記外側曲面部３の形成部位を支点と
しての第１シール曲面５側及び第２シール曲面４側の垂
直方向弾性変形によるばね作用により、該第１シール曲
面５及び第２シール曲面４が前記マンホールカバー１１
のシール面１１ａ及びリング溝１５の底面１０ａに前記
第１シール曲面５側及び第２シール曲面が形状を崩すこ
となく常時一定の圧力で押し付けられる。
【００２３】これにより、シールリング１とタンク本体
１０との間の熱収縮差による該シールリング１とタンク
本体１０及びマンホールカバー１１のシール面にずれが
生じても、該シールリング１の第１シール曲面５及び第
２シール曲面４は前記弾性変形によるばね作用により、
常時相手側のシール面（シール面１１ａ及びリング溝１
５の底面１０ａ）に所要圧力で以って当接され、前記タ
ンク本体１０から流体漏洩路１６を通ってリング溝１５
内に流入した漏洩流体のリング溝１５外部への漏洩を確
実に阻止する。また前記ボルト１２の弛み等によって前
記タンク本体１０と相手側のマンホールカバー１１との
接合面とが離れ気味になっても、前記のように、該シー
ルリング１の第１シール曲面５及び第２シール曲面４が
前記弾性変形によるばね作用により前記接合面の移動に
追従できて、常時相手側のシール面に所要圧力で以って
当接されるので、該シールリング１のシール部から外部
への流体の漏洩が回避される。
１０との間の熱収縮差による該シールリング１とタンク
本体１０及びマンホールカバー１１のシール面にずれが
生じても、該シールリング１の第１シール曲面５及び第
２シール曲面４は前記弾性変形によるばね作用により、
常時相手側のシール面（シール面１１ａ及びリング溝１
５の底面１０ａ）に所要圧力で以って当接され、前記タ
ンク本体１０から流体漏洩路１６を通ってリング溝１５
内に流入した漏洩流体のリング溝１５外部への漏洩を確
実に阻止する。また前記ボルト１２の弛み等によって前
記タンク本体１０と相手側のマンホールカバー１１との
接合面とが離れ気味になっても、前記のように、該シー
ルリング１の第１シール曲面５及び第２シール曲面４が
前記弾性変形によるばね作用により前記接合面の移動に
追従できて、常時相手側のシール面に所要圧力で以って
当接されるので、該シールリング１のシール部から外部
への流体の漏洩が回避される。
【００２４】さらに前記シールリング１は、前記第１シ
ール曲面５、第２シール曲面４側及び外側曲面部３の曲
面部が形成される一定厚さの外郭部に囲まれた内部空間
２が形成され、該内部空間２と前記流体漏洩路１６とを
連通するへこみ８が形成されているため、流体漏洩路１
６を通った漏洩流体が該へこみ８から内部空間２に流入
し、該内部空間２内の漏洩流体による内圧が、第１シー
ル曲面５及び第２シール曲面４を相手側のシール面即ち
シール面１１ａ及び底面１０ａに押し付けるように作用
することとなり、第１シール曲面５及び第２シール曲面
４と相手側のシール面との流体シール機能がさらに向上
する。
ール曲面５、第２シール曲面４側及び外側曲面部３の曲
面部が形成される一定厚さの外郭部に囲まれた内部空間
２が形成され、該内部空間２と前記流体漏洩路１６とを
連通するへこみ８が形成されているため、流体漏洩路１
６を通った漏洩流体が該へこみ８から内部空間２に流入
し、該内部空間２内の漏洩流体による内圧が、第１シー
ル曲面５及び第２シール曲面４を相手側のシール面即ち
シール面１１ａ及び底面１０ａに押し付けるように作用
することとなり、第１シール曲面５及び第２シール曲面
４と相手側のシール面との流体シール機能がさらに向上
する。
【００２５】図３は前記のように構成されたシールリン
グ１の流体漏洩実験装置の要部を示し、図において２１
は上フランジ、２０は下フランジで、両フランジ２１、
２０をボルト２７で締め付けることにより内部に流体室
２３を形成し、該流体室２３の外周側に前記シールリン
グ１が装着されている。２４は該シールリング１のバッ
クアップ用シール、２８はシールリング１の変位を検出
するレーザ変位計である。
グ１の流体漏洩実験装置の要部を示し、図において２１
は上フランジ、２０は下フランジで、両フランジ２１、
２０をボルト２７で締め付けることにより内部に流体室
２３を形成し、該流体室２３の外周側に前記シールリン
グ１が装着されている。２４は該シールリング１のバッ
クアップ用シール、２８はシールリング１の変位を検出
するレーザ変位計である。
【００２６】かかる流体漏洩実験装置による流体漏洩実
験では、中央部に設けられた加圧ガス注入路２５から加
圧されたヘリウムガス（ＬＨｅ２）を流体室２３内に導
入して前記シールリング１にそのへこみ８側から作用さ
せ、リーク抽出路２６からシールリング１の当接部を通
して漏洩したガス量を検出した。その結果、低温タン
ク、及びフランジ継手部の使用圧力の許においてシール
リング１の当接部を通してリーク抽出路２６より流出し
たガスは検出されず、該シールリング１を用いたシール
部は十分に高いシール性能を有することが確認された。
験では、中央部に設けられた加圧ガス注入路２５から加
圧されたヘリウムガス（ＬＨｅ２）を流体室２３内に導
入して前記シールリング１にそのへこみ８側から作用さ
せ、リーク抽出路２６からシールリング１の当接部を通
して漏洩したガス量を検出した。その結果、低温タン
ク、及びフランジ継手部の使用圧力の許においてシール
リング１の当接部を通してリーク抽出路２６より流出し
たガスは検出されず、該シールリング１を用いたシール
部は十分に高いシール性能を有することが確認された。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係るシールリングは、以下に記
載するような優れた効果を奏する。請求項１に係る本発
明のシールリングによれば、シールリングを取り付ける
接合部品が樹脂材製であるために、弾性材製のシールリ
ングと温度収縮率が異なるので、被密封流体が低温にな
るとシールリングが樹脂材製接合部品よりも大きく温度
収縮する。このとき、シールリングのシール曲面と接合
している樹脂材製接合部品の接触面にはシールリングが
収縮した範囲に渡り摺動傷が発生する。このためにこの
摺動傷を介して被密封流体が漏洩することになるが、内
部空間へ流入した被密封流体の圧力が第１シール曲面と
第２シール曲面とを相対接合部品に圧接させるように作
用する。同時に、第１弾性曲部と第２弾性曲部とがリン
グ溝の内径に圧接して第１シール曲面と第２シール曲面
とを相対接合部品に対して湾曲状の形状で弾性押圧す
る。その結果、低温でシールリングのシール能力が低下
しても、第１シール曲面及び第２シール曲面のシール能
力が向上する効果を奏する。
載するような優れた効果を奏する。請求項１に係る本発
明のシールリングによれば、シールリングを取り付ける
接合部品が樹脂材製であるために、弾性材製のシールリ
ングと温度収縮率が異なるので、被密封流体が低温にな
るとシールリングが樹脂材製接合部品よりも大きく温度
収縮する。このとき、シールリングのシール曲面と接合
している樹脂材製接合部品の接触面にはシールリングが
収縮した範囲に渡り摺動傷が発生する。このためにこの
摺動傷を介して被密封流体が漏洩することになるが、内
部空間へ流入した被密封流体の圧力が第１シール曲面と
第２シール曲面とを相対接合部品に圧接させるように作
用する。同時に、第１弾性曲部と第２弾性曲部とがリン
グ溝の内径に圧接して第１シール曲面と第２シール曲面
とを相対接合部品に対して湾曲状の形状で弾性押圧す
る。その結果、低温でシールリングのシール能力が低下
しても、第１シール曲面及び第２シール曲面のシール能
力が向上する効果を奏する。
【００２８】請求項２に係るシールリングによれば、シ
ールリングの第１シール曲面と第２シール曲面とは互い
に第１シール曲面と連続する第１弾性曲部及び第２シー
ル曲面と連続する第２弾性曲部の各内径面がリング溝の
内径面に圧接して支持された上に、第１対向端部と第２
対向端部とが接合して互いに支持されるので、第１シー
ル曲面と第２シール曲面が相対接合部品に密接する。こ
のため、低温でシール能力が低下しても、各シール曲面
を相対接触部品に密封接触させてシール効果を奏する。
ールリングの第１シール曲面と第２シール曲面とは互い
に第１シール曲面と連続する第１弾性曲部及び第２シー
ル曲面と連続する第２弾性曲部の各内径面がリング溝の
内径面に圧接して支持された上に、第１対向端部と第２
対向端部とが接合して互いに支持されるので、第１シー
ル曲面と第２シール曲面が相対接合部品に密接する。こ
のため、低温でシール能力が低下しても、各シール曲面
を相対接触部品に密封接触させてシール効果を奏する。
【００２９】請求項３に係るシールリングによれば、シ
ールリングが収縮しても対象を成す両重圧曲部がリング
溝の内径面に接合するように設計されているので、シー
ルリングが低温により収縮して弾性曲部がリング溝の内
周面に圧接しても、弾性曲部の両端部が内部空室内に入
り込むように弾性変形するので、リング溝の内周面を破
壊するのを防止する。同時に、各弾性曲部がリング溝の
内径面により支持された第１シール曲面と第２シール曲
面とを弾性的に押圧してそのシール能力を発揮する。こ
のため、低温でシールリングの密封能力が低下しても両
シール曲面が相対接合部品に密封接触して優れたシール
効果を奏する。
ールリングが収縮しても対象を成す両重圧曲部がリング
溝の内径面に接合するように設計されているので、シー
ルリングが低温により収縮して弾性曲部がリング溝の内
周面に圧接しても、弾性曲部の両端部が内部空室内に入
り込むように弾性変形するので、リング溝の内周面を破
壊するのを防止する。同時に、各弾性曲部がリング溝の
内径面により支持された第１シール曲面と第２シール曲
面とを弾性的に押圧してそのシール能力を発揮する。こ
のため、低温でシールリングの密封能力が低下しても両
シール曲面が相対接合部品に密封接触して優れたシール
効果を奏する。
【図１】 本発明の実施例に係る低温流体収容用低温タ
ンクのシールリング装着部の拡大断面図である。
ンクのシールリング装着部の拡大断面図である。
【図２】 前記低温タンクのマンホール形成部近傍の要
部断面図である。
部断面図である。
【図３】 本発明に係るシールリングの漏洩試験装置の
断面図である。
断面図である。
【図４】 従来技術を示す図１対応図である。
【符号の説明】
１ シールリング
２ 内部空間
３ 外側曲面部
４ 第２シール曲面
５ 第１シール曲面
６Ａ、６Ｂ 対向端部
７Ａ、７Ｂ 弾性曲部
８ へこみ
１０ タンク本体
１０ａ 底面
０１０ マンホール
１１ マンホールカバー
１１ａ シール面
１２ ボルト
１５ リング溝
１６ 流体漏洩路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡邉 真琴
名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株
式会社名古屋航空宇宙システム製作所内
(72)発明者 井口 徹哉
東京都港区芝大門１丁目12番15号 イーグ
ル・エンジニアリング・エアロスペース株
式会社内
Ｆターム(参考） 3E070 AA02 AB32 DA08 RA16
3J040 AA01 AA17 BA01 EA17 FA01
HA15
3J043 AA01 BA04 CA04 CB20 DA03
3J046 AA08 BC17 CA03 DA05
Claims (5)
- 【請求項１】 内在する被密封流体を密閉すると共に少
なくとも一方の部品が樹脂材製である相対接合部品間の
相対接合面に形成されたリング溝に装着されて前記相対
接合部品間をシールするシールリングであって、前記樹
脂材製の一方の部品よりも低温収縮率の大きい弾性材製
板が断面ハート外形状に形成されて内部空間を有する環
状体と、前記環状体のハート外形状の一方の側面に有し
て前記リング溝の形成面と密接する第１シール曲面と、
前記第１シール曲面と反対のハート外形状の他方の側面
に有して前記他方の部品と密接する第２シール曲面と、
前記第１シール曲面と第２シール曲面とからほぼ対称に
中間のハート外形状のへこみに向って湾曲に形成された
第１弾性曲部及び第２弾性曲部とを有し、前記第１弾性
曲部のへこみ側の対向端部と第２弾性曲部の対抗端部と
の対向間が対向間隙に形成されていることを特徴とする
シールリング。 - 【請求項２】 前記第１弾性曲部の対向端部と第２弾性
曲部の対向端部との前記対向間隙が前記第１シール曲部
及び第２シール曲部とを前記相対接合部品により圧接す
る寸法に形成されていることを特徴とする請求項１に記
載のシールリング。 - 【請求項３】 前記シールリングが被密封マイナス低温
流体をシールするものであって、一対をなす前記第１弾
性曲部及び第２弾性曲部の内径面が前記リング溝の内径
面に低温収縮して接合するように構成されていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールリン
グ。 - 【請求項４】 繊維強化プラスチック等の複合材からな
り内部に流体が収容される複合材タンク、及び配管等の
フランジ継手と該複合材タンク、及び配管等のフランジ
継手の開口部を覆うカバーとの接合部において該複合材
タンク、及び配管等のフランジ継手内部と外部との間の
流体シールを行うようにした複合材タンク、及び配管等
のフランジ継手のシール構造において、前記複合材タン
ク、及び配管等のフランジ継手の前記接合部に設けられ
該複合材タンク、及び配管等のフランジ継手内部の流体
が導かれる環状のリング溝と、該リング溝内に挿入され
て該流体の外部への漏洩を阻止する環状の流体シールリ
ングとを備え、前記シールリングは内在する被密封流体
を密閉すると共に少なくとも一方の部品が樹脂材製であ
る相対接合部品間の相対接合面に形成されたリング溝に
装着されて前記相対接合部品間をシールするシールリン
グであって、前記樹脂材製の一方の部品よりも低温収縮
率の大きい弾性材製板が断面ハート外形状に形成されて
内部空間を有する環状体と、前記環状体のハート外形状
の一方の側面に有して前記リング溝の形成面と密接する
第１シール曲面と、前記第１シール曲面と反対のハート
外形状の他方の側面に有して前記他方の部品と密接する
第２シール曲面と、前記第１シール曲面と第２シール曲
面とからほぼ対称に中間のハート外形状のへこみに向っ
て湾曲に形成された第１弾性曲部及び第２弾性曲部とを
有し、前記第１弾性曲部のへこみ側の対向端部と第２弾
性曲部の対抗端部との対向間が対向間隙に形成されてい
ることを特徴とする複合材タンク、及び配管等のフラン
ジ継手のシール構造。 - 【請求項５】 前記シールリングが被密封マイナス低温
流体をシールするものであって、一対をなす前記第１弾
性曲部及び第２弾性曲部の内径面が前記リング溝の内径
面に低温収縮して接合するように構成されていることを
特徴とする請求項４記載の複合材タンク、及び配管等の
フランジ継手のシール構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356326A JP3978021B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | シールリング並びに複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール構造 |
| EP02025415A EP1314917B1 (en) | 2001-11-21 | 2002-11-14 | Seal ring and seal structure at flange joint used for composite tanks and pipes |
| DE60236989T DE60236989D1 (de) | 2001-11-21 | 2002-11-14 | Dichtring und Dichtungsanordnung für Flanschverbindung, insbesondere für Verbundbehälter und Leitungen |
| US10/300,867 US6769698B2 (en) | 2001-11-21 | 2002-11-21 | Seal ring and seal structure at flange joint used for composite tanks and pipes |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356326A JP3978021B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | シールリング並びに複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール構造 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003156155A true JP2003156155A (ja) | 2003-05-30 |
| JP2003156155A5 JP2003156155A5 (ja) | 2005-08-04 |
| JP3978021B2 JP3978021B2 (ja) | 2007-09-19 |
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ID=19167868
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356326A Expired - Lifetime JP3978021B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | シールリング並びに複合材タンク、及び配管等のフランジ継手のシール構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6769698B2 (ja) |
| EP (1) | EP1314917B1 (ja) |
| JP (1) | JP3978021B2 (ja) |
| DE (1) | DE60236989D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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