JP2005003107A - ガスシール用バックアップリング - Google Patents

Abstract

【課題】Oリングゴム等を透過して洩れたガスをシールすることが可能なガスシール用バックアップリングを提供する。
【解決手段】バックアップリングの機壁接触部にゴム層を設けたガスシール用バックアップリング。このガスシール用バックアップリングは、バックアップリング本体を、ガスバリア性の高い樹脂または金属製とすることで、ガスの透過洩れを防ぐと共に、それの機壁接触部に設けられたゴム層によって、バックアップリング本体単体では生じていた隙間洩れなどのガス洩れをシールすることができる。特に、大気側にバックアップリングを、シールガス側にOリングをそれぞれ設置して用いた場合に、Oリングを透過して洩れるガスのシールを完全に確保することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスシール用バックアップリングに関する。さらに詳しくは、Ｏリングゴム等を透過して洩れたガスをシールするためのバックアップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な配管用シールには、ゴム製のＯリングのみを用いるか、あるいは特に高圧のガスをシール対象とする場合には、Ｏリングの後方（大気圧側）にポリテトラフルオロエチレン製等の樹脂製バックアップリングを用い、多大なＯリングの変形や隙間へのはみ出しを防ぐなどしている。
【０００３】
しかしながら、ゴム製Ｏリングを使う限りは、ガスは必ずゴム内部を透過して洩れてしまい、また樹脂製バックアップリングを用いる場合にも、樹脂表面が機壁の粗さに追随しないため、機壁との隙間から洩れを生ずるので、いずれもシール性という観点からは満足されるものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ｏリングゴム等を透過して洩れたガスをシールすることが可能なガスシール用バックアップリングを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、バックアップリングの機壁接触部にゴム層を設けたガスシール用バックアップリングによって達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ゴム層が設けられるバックアップリングの材質としては、ガスの機密性および機械的強度を兼ね備えた樹脂または金属が用いられ、樹脂としては例えばポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、液晶ポリマー等が、また金属としては例えばアルミニウム等が挙げられる。これらの材質は、射出成形、切削などの一般的な加工方法により、所望形状のバックアップに加工成形される。
【０００７】
これらの材質からなるバックアップに設けられるゴム層は、耐圧性、耐ガス溶解性、耐熱性などの使用条件を考慮して選ばれ、一般にはブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、塩素化ポリエチレンまたはこれらのブレンド材等が用いられる。ゴム層の厚さが薄すぎると、シール面での密着性に欠け、一方厚すぎると、ガス圧およびガス溶解性によるガス透過が顕著になるので、約１０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは約５０μｍ〜０．５ｍｍ程度の厚さに設定される。
【０００８】
ゴム層の形成は、バックアップリングを先に金型内に入れておき、後から加硫性ゴム配合物を金型内に入れ、インサート成形することにより行われる。この際、バックアップリング表面に接着剤を塗布しておくことも行われるが、接着剤成分が使用環境上問題となる場合、例えば燃料電池においては不純物成分による電解質膜の汚染、コンプレッサにおいてはアウトガスによる系内汚染あるいは使用ガスにより接着剤の劣化が生じ易い系などでは、バックアップリングの樹脂または金属部材とゴム層とが、接着剤なしでも接合し得る直接接着可能な組合せで用いられることが好ましい。
【０００９】
Ｏリング取付部のハウジング部材、配管部材等の金属製または樹脂製部材との機壁接触部にゴム層を設けたバックアップリングは、それ単体でもガスシール用バックアップリングとして使用可能であるが、その前方（シールガス側）にＯリングを併用した方がシール性は向上する。図１は、断面長方形状のバックアップリング１の外周面全体をゴム層２で被覆したものであって、シール性能が発揮されるのはそれの主なシール面３，３を含むゴム層２全体であり（ａ）、このゴム層形成バックアップリング５を大気側に、またＯリング６をガス側に設置した取付状態を示している（ｂ）。また、図２は、断面台形状のバックアップリング１１の外周面１２および内周側斜面１３にそれぞれゴム層１４を形成させ（ａ）、このゴム層形成バックアップリング１５を大気側に、またＯリング１６をガス側に設置した取付状態を示している（ｂ）。この態様においては、さらにシール性を向上させるために、外周面１２と内周側斜面１３とを一体化させるゴム被覆層１７を設けることもできる。
【００１０】
【発明の効果】
バックアップリング本体を、ガスバリア性の高い樹脂または金属製とすることで、ガスの透過洩れを防ぐと共に、それの機壁接触部に設けられたゴム層によって、バックアップリング本体単体では生じていた隙間洩れなどのガス洩れをシールすることができる。特に、大気側にバックアップリングを、シールガス側にＯリングをそれぞれ設置して用いた場合に、Ｏリングを透過して洩れるガスのシールを完全に確保することができる。
【００１１】
かかる効果を奏する本発明のガスシール用バックアップリングは、エアコン用ガスシール、燃料電池用水素ガスシール等の高圧ガス用のシール材あるいはプロパン等の一般的なガス用シール材として有効に用いられる。
【００１２】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１３】
実施例１
ポリアミド樹脂（宇部興産製品ポリアミド１０１１ＦＢ）を用い、内径２４ｍｍ、外径３０ｍｍの図１に示される形状の角リングの樹脂部を作製した。また、

の各成分を１０インチロールで混練した後、上記樹脂製リングを用いてインサート成形することにより、樹脂部を厚さ０．１ｍｍの加硫ゴム層で被覆した。
【００１４】
このようにして作製されたバックアップリングを、Ｏリング（ＮＯＫ製品Ｐ２４形状１種Ａ）と共にシール性評価治具に装着し（ガスタンクとバルブとの間にバックアップリングおよびＯリングを装着した継ぎ手を接続したもの）、フロンＲ−１３４ａ（ＣＨ_２ＦＣＦ_３）を用いて、圧力５ＭＰａ、温度８０℃の条件下で、洩れ量（ガスを充填した後の治具全体の重量変化）を測定した。洩れ量は、５．２ｍｇ／週であった。
【００１５】
実施例２
実施例１において、樹脂部を同じ形状に切削加工したアルミニウムに置き換えると、洩れ量は４．３ｍｇ／週であった。
【００１６】
比較例１
実施例１において、樹脂部を加硫ゴム層で被覆しないと、洩れ量は３７ｍｇ／週であった。
【００１７】
実施例３
ポリイミド樹脂（デュポン社製品ベスペルＳＰ）を用い、内径２４ｍｍ、外径３０ｍｍの図１に示される形状の角リングの樹脂部を作製した。また、

の各成分を用い、以下実施例１と同様に加硫ゴム被覆層（厚さ０．１５ｍｍ）および洩れ量の測定を行った。洩れ量は、７．８ｍｇ／週であった。
【００１８】
実施例４
実施例３において、樹脂部を同じ形状に切削加工したアルミニウムに置き換えると、洩れ量は６．６ｍｇ／週であった。
【００１９】
比較例２
ゴムで被覆した実施例３と同じ外径形状になるように樹脂部を作製し、加硫ゴム層で被覆しないと、洩れ量は２９ｍｇ／週であった。
【００２０】
実施例５
ゴムと直接接着可能なポリアミド樹脂（ダイセル・デグサ製品ポリアミドＺＸ）を用い、内径２４ｍｍ、外径３０ｍｍの図２に示される形状の角リングの樹脂部を作製した。また、

の各成分を１０インチロールで混練した後、上記樹脂製リングを用いてインサート成形することにより、樹脂部の外周面および内周側斜面にそれぞれ厚さ０．１５ｍｍの加硫ゴム層を形成させた。
【００２１】
フロンＲ−１３４ａの代りに水素ガスを用い、実施例１と同様に行われた洩れ量の測定では、０．３ｍｇ／週という値が得られた。
【００２２】
比較例３
ゴムで被覆した実施例５と同じ外径形状になるように樹脂部を作製し、加硫ゴム層で被覆しないと、洩れ量は１７ｍｇ／週であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】断面長方形状のゴム層形成バックアップリングの断面図（ａ）およびそれをＯリングと共に設置した取付状態図（ｂ）である。
【図２】断面台形状のゴム層形成バックアップリングの断面図（ａ）およびそれをＯリングと共に設置した取付状態図（ｂ）である。
【図３】他の態様の断面台形状のゴム層形成バックアップリングの断面図（ａ）およびそれをＯリングと共に設置した取付状態図（ｂ）である。
【符号の説明】
１，１１ バックアップリング
２，１４，１７ ゴム被覆層
３ 主たるシール面
１２ 外周面
１３ 内周側斜面
５，１５ ゴム層形成バックアップリング
６，１６ Ｏリング

Claims (2)

1. バックアップリングの機壁接触部にゴム層を設けたガスシール用バックアップリング。
2. 大気側にバックアップリングを、シールガス側にＯリングをそれぞれ設置して用いられる請求項１記載のガスシール用バックアップリング。

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