JP2006132603A - シールリング - Google Patents

Abstract

【課題】粘着防止のための追加工による設備やコストの増大を来さず、シール性能の悪化等を来さないシールリング１を提供する。
【解決手段】軸方向に対向する二部材間に介在される弾性材料からなるシールリング１において、軸方向両側に、装着状態において前記二部材に全面が密接される密封面１３，１４を有し、この密封面１３，１４は、除荷状態では軸心Ｏと垂直な平面に対して非平行な面、例えば互いに対称な傾斜面をなす。このため、シールリング１を軸方向に重ねた時の接触面積が小さくなって、互いの粘着が防止され、装着状態では圧縮を受けることによって、密封面１３，１４の全面が前記二部材に密接されるので、優れた密封性能が確保される。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば油圧機器の接続フランジ部や、アルミ電解コンデンサの封口部等、対向する二部材間に介在されてその隙間を密封する、弾性材料からなるシールリングに関する。

二部材間の隙間を密封する弾性材製のシールリングとしては、断面が円形をなすＯリングがよく知られているが、そのほかにも、断面が略長方形をなす角リングや、断面がＤ型をなすＤリングなど、種々のものがある。そして、角リングやＤリングのように、相手部材に対して平面状の密封面で密接されるものは、言い換えれば密封対象の流体が漏れる場合に通過すべき密接幅が大きいため、優れた密封性が得られる。

上述の角リングのような、平面状の端面を密封面とするシールリングは、機器への未装着状態で重ねておいたりすると、シールリング同士や、シールリングと他の部材が、ゴムの粘着性及び接触面の増大によって粘着してしまうことがある。そして、その対策としては、従来、下記のような方法が考えられている。
１．例えば、ワックス成分等をシールリングの表面にブルーミングさせる等、ゴム材料への配合手法により低摩擦化を図る方法。
２．シールリングの表面に低摩擦係数の材料をコーティングすることによって、低摩擦化を図る方法。
３．加熱処理等によるシールリングの表面硬化により、低摩擦化を図る方法。
（例えば、特許文献１参照）。
４．シールリングを成形する金型の内面をサンドショット等によって粗し、これによって、成形されるシールリングの面粗度を大きくし（梨地肌とし）、接触面積の減少を図る方法。
特開２００１−２３３９７５

しかしながら、従来の技術による粘着防止対策では、次のような問題が指摘される。
１．ワックス成分等をシールリングのゴム材料に配合させる手法では、ワックス成分等の配合によって、引張強さの低下、圧縮永久歪率の悪化、あるいは密封対象による収縮といった、ゴム材料の性能低下を来す恐れがある。
２．低摩擦係数の材料をコーティングする方法では、ゴム材料でいったん成形したシールリングへのコーティングといった追加工や、そのための設備が必要であるため、製品単価の上昇を来し、製作に要する工期も長くなる問題がある。
３．加熱処理等によるシールリングの表面硬化を行う方法も同様に、ゴム材料でいったん成形したシールリングへの加熱処理といった追加工や、そのための設備が必要であるため、製品単価の上昇を来し、製作に要する工期も長くなる問題があり、表面硬化によるシール性の低下も懸念される。
４．シールリングの面粗度を大きくする方法では、金型の内面を加工した後、サンドショット等による追加工が必要であるため、金型製作コストが嵩むと共に、金型製作に要する工期も長くなる問題がある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、粘着防止のための追加工による設備やコストの増大を来さず、シール性能の悪化等を来さないシールリングを提供することにある。

上記従来の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るシールリングは、軸方向に対向する二部材間に介在される弾性材料からなるシールリングであって、軸方向両側に、装着状態において前記二部材に全面が密接される密封面を有し、この密封面は、除荷状態では軸心と垂直な平面に対して非平行な面をなすものである。このため、シールリングを軸方向に重ねた時の接触面積が小さくなって、互いの粘着が防止される。また、装着状態では密封対象の二部材間で圧縮を受けることによって、密封面の全面が前記二部材の対向面に密接されるので、優れた密封性能が確保される。

請求項２の発明に係るシールリングは、請求項１に記載された軸方向両側の密封面が、軸心と垂直な平面に対して傾斜した互いに略平行な傾斜面をなすものである。すなわち、このシールリングは、軸心を通る平面で切断した断面形状が、略平行四辺形をなすものである。

請求項３の発明に係るシールリングは、請求項１に記載された軸方向両側の密封面が、軸心と垂直な平面に対して傾斜した互いに略対称な傾斜面をなすものである。すなわち、このシールリングは、軸心を通る平面で切断した断面形状が、例えば台形をなし、あるいは一対の台形の上底同士又は下底同士を連結した形状をなすものである。

請求項４の発明に係るシールリングは、請求項１に記載された軸方向両側の密封面が、互いに略対称な曲面をなすものである。この曲面は、凸面をなすものであっても良いし、凹面をなすものであっても良い。

請求項１〜４の発明に係るシールリングによれば、シールリングを重ねておいたりしても、接触面積が小さいのでゴムの粘着性によって粘着するのを防止することができる。しかも、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理によるもののように製造コストの上昇や工期の長期化を来したり、密封性能の低下を来すおそれもない。

以下、本発明に係るシールリングの好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係るシールリング１の第一の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図２は、図１のシールリング１を軸方向に重ねた状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図３は、本発明に係るシールリング１を軸方向に対向する二部材２，３間に装着した状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図１に示されるシールリング１は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４が、外周側ほど軸方向肉厚を増大するように、軸心Ｏと垂直な平面に対して円錐面状に傾斜した互いに略対称な傾斜面をなしている。すなわち、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図１に示される断面形状）が台形をなすように形成されている。軸心Ｏと垂直な平面に対して密封面１３，１４がなす角度αは、好ましくは、０°＜α≦５°とする。また、密封面１３，１４の内周端部間の軸方向肉厚ｔは、後述する図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

図１の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、図２に示されるように軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の密封面１３，１４が、その外周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。このため、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

また、図３に示される装着状態において、軸方向に対向する二部材２，３は、不図示のボルト等で互いに結合されて、密封対象の流体が通る互いに連続した管路２１，３１を有するものであり、このうちの一方の部材２における他方の部材３との対向面には、前記管路４の開口部の外周に沿った環状溝２２が形成されている。シールリング１は、この環状溝２２内に半収納された状態で、両部材２，３間に介在している。

上述のように、シールリング１の軸方向両側の密封面１３，１４は、除荷状態すなわち未装着状態では、図１に示されるように円錐面状の傾斜面をなしているが、内周端部の軸方向肉厚ｔが一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさであるため、軸方向一側の密封面１３の全面が溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が前記対向面３ａと密接した状態となり、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の傾斜角度αは５°未満の小さなものであるため、外周側で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に、図４は、本発明に係るシールリング１の第二の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図４に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４が、内周側ほど軸方向肉厚を増大するように、軸心Ｏと垂直な平面に対して円錐面状に傾斜した互いに略対称な傾斜面をなしている。すなわち、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図４に示される断面形状）が、図１とは逆の台形をなすように形成されている。軸心Ｏと垂直な平面に対して密封面１３，１４がなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°である。また、密封面１３，１４の外周端部間の軸方向肉厚ｔは、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

したがって、図４の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の密封面１３，１４が、その内周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。このため、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そして図４のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が、他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の傾斜角度αは５°未満の小さなものであるため、内周側で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に図５は、本発明に係るシールリング１の第三の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図６は、図５のシールリング１を軸方向に重ねた状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図５に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４が、軸心Ｏと垂直な平面に対して円錐面状に傾斜した互いに略平行な傾斜面をなしている。すなわち、一方の密封面１３は内周側が凸、他方の密封面１４は内周側が凹であり、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図５に示される断面形状）が、平行四辺形をなすように形成されている。したがって軸方向肉厚ｔは径方向全域で略均一である。またこの場合も、軸心Ｏと垂直な平面に対して密封面１３，１４がなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°であり、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

図５の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に軸方向に重ねる場合は、図６に示されるように軸方向両側の密封面１３，１４の傾斜方向が、軸方向に隣接するシールリング１，１同士で逆向きになるようにすれば、軸方向に隣接するシールリング１，１は外周部のみ又は内周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。したがって、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そして図５のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が、他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の傾斜角度αは５°未満の小さなものであるため、内周側及び外周側で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に図７は、本発明に係るシールリング１の第四の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図７に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４が、径方向中間部で最も軸方向肉厚が大きくなるように膨らんだ形状であって、軸心Ｏと垂直な平面に対して互いに略対称な曲面をなしている。そして、密封面１３，１４の内周端部との接線及び外周端部との接線が、軸心Ｏと垂直な平面に対してなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°である。また、内周端部及び外周端部の軸方向肉厚ｔは互いに等しく、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

したがって、図７の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の密封面１３，１４が、その径方向中間部の、最も膨らんだ部分のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。したがって、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そして図７のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が、他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の曲率は、その内周部及び外周部の傾斜角度αが５°未満の小さなものであるため、径方向中間部で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に図８は、本発明に係るシールリング１の第五の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図８に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４は、径方向中間部で最も軸方向肉厚が大きくなるように、軸方向に互いに略対称な山形をなしている。すなわちこのシールリング１を、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図８に示される断面形状）が、一対の台形の下底同士を連結した形状（六角形）をなすものである。

密封面１３における山形の頂部１３ａの両側の円錐面１３ｂ，１３ｃ及び密封面１４における山形の頂部１４ａの両側の円錐面１４ｂ，１４ｃが、それぞれ軸心Ｏと垂直な平面に対してなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°である。また、内周部及び外周部の軸方向肉厚ｔは互いに等しく、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

したがって、図８の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の山形の凸面をなす密封面１３，１４が、その径方向中間の頂部１３ａ，１４ａで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。したがって、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そしてこの図８のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４における各円錐面１３ｂ，１３ｃ，１４ｂ，１４ｃの傾斜角度αは、５°未満の小さなものであるため、頂部１３ａ，１４ａで面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に図９は、本発明に係るシールリング１の第六の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図９に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４は、径方向中間部で最も軸方向肉厚が小さくなるように凹んだ形状であって、軸心Ｏと垂直な平面に対して互いに略対称な曲面をなしている。そして、密封面１３，１４の内周端部との接線及び外周端部との接線が、軸心Ｏと垂直な平面に対してなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°である。また、最も軸方向肉厚の小さい径方向中間部の軸方向肉厚ｔは、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

したがって、図９の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の密封面１３，１４が、その内周部及び外周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。したがって、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そして図９のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が、他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の曲率は、その内周部及び外周部の傾斜角度αが５°未満の小さなものであるため、内周部及び外周部で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

次に図１０は、本発明に係るシールリング１の第七の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図１０に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１及び外周面１２が円筒面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４は、径方向中間部で最も軸方向肉厚が小さくなるように、軸方向に互いに略対称な略Ｖ字形をなす凹面に形成されている。すなわちこのシールリング１を、軸心Ｏを通る平面で切断した断面形状（図１０に示される断面形状）が、一対の台形の上底同士を連結した形状をなすものである。

密封面１３における最深部１３ｄの両側の円錐面１３ｅ，１３ｆ及び密封面１４における最深部１４ｄの両側の円錐面１４ｅ，１４ｆが、それぞれ軸心Ｏと垂直な平面に対してなす角度αは、好ましくは０°＜α≦５°である。また、最も軸方向肉厚の小さい径方向中間部の軸方向肉厚ｔは、先に説明した図３の一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

したがって、図１０の形態によるシールリング１は、例えば保管の際や、あるいは不図示の自動組立装置によって機器へ装着する際に、軸方向に重ねた状態では、略Ｖ字形の凹面をなす密封面１３，１４が、その内周部及び外周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。したがって、低摩擦材の配合やコーティング、あるいは表面硬化等の後処理が不要である。

そしてこの図１０のシールリング１も、装着状態では、先に説明した図３と同様、軸方向一側の密封面１３の全面が、一方の部材２に形成された溝底面２２ａと密接し、軸方向他側の密封面１４の全面が、他方の部材３の対向面３ａと密接した状態となるので、従来の角リングと同様に、部材２，３に対する大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４における各円錐面１３ｅ，１３ｆ，１４ｅ，１４ｆの傾斜角度αは、５°未満の小さなものであるため、内周部及び外周部で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

更に図１１は、本発明に係るシールリング１の第八の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図１１に示されるシールリング１も、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内周面１１が円筒面状に形成され、外周面１２が外周側へ膨らんだ曲面状に形成され、軸方向両側の密封面１３，１４が、内周側ほど軸方向肉厚を増大するように、軸心Ｏと垂直な平面に対して円錐面状に傾斜した互いに略対称な傾斜面をなしている。軸心Ｏと垂直な平面に対して密封面１３，１４がなす角度αは、好ましくは、０°＜α≦５°とする。また、密封面１３，１４の外周端部間での軸方向肉厚ｔは、図３に示される一方の部材２における環状溝２２の溝底面２２ａと他方の部材３の対向面３ａとの対向距離Ｌ以上の大きさとなっている。

図１１の形態によるシールリング１は、先に説明した図４の形態と同様の効果を実現し得るもので、すなわち軸方向に重ねた状態では、軸方向両側の密封面１３，１４が、その内周部のみで互いに接触することになるため、長時間重ねておいても、ゴムの粘着性によって互いに粘着してしまうようなことがない。また、装着状態では、図３と同様、密封面１３の全面が一方の部材２における溝底面２２ａと密接し、密封面１４の全面が他方の部材３の対向面３ａと密接するので、大きな密接幅を確保して、優れた密封性能を得ることができる。また、密封面１３，１４の傾斜角度αは５°未満の小さなものであるため、外周側で面圧が過大になってヘタリが発生するのを有効に抑制できる。

その他にも、例えば断面形状を図１１と内外周逆にしたものなど、種々の形態が考えられる。

本発明に係るシールリング１の第一の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 図１のシールリング１を軸方向に重ねた状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１を軸方向に対向する二部材２，３間に装着した状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第二の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第三の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 図５のシールリング１を軸方向に重ねた状態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第四の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第五の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第六の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第七の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係るシールリング１の第八の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１ シールリング
１１ 内周面
１２ 外周面
１３，１４ 密封面
２ 一方の部材
２１，３１ 管路
２２ 環状溝
２２ａ 溝底面
３ 他方の部材
３ａ 対向面
Ｏ 軸心

Claims (4)

1. 軸方向に対向する二部材（２，３）間に介在される弾性材料からなるシールリング（１）であって、軸方向両側に、装着状態において前記二部材（２，３）に全面が密接される密封面（１３，１４）を有し、この密封面（１３，１４）は、除荷状態では軸心（Ｏ）と垂直な平面に対して非平行な面をなすことを特徴とするシールリング。
2. 軸方向両側の密封面（１３，１４）が、軸心（Ｏ）と垂直な平面に対して傾斜した互いに略平行な傾斜面をなすことを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
3. 軸方向両側の密封面（１３，１４）が、軸心（Ｏ）と垂直な平面に対して傾斜した互いに略対称な傾斜面をなすことを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
4. 軸方向両側の密封面（１３，１４）が、互いに略対称な曲面をなすことを特徴とする請求項１に記載のシールリング。

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