JP2006170442A - 制限領域を有するパッキン - Google Patents

Abstract

【課題】 密接に相並んで配置されている空間を問題なく密封することのできるコンパクトな、小型化されたパッキンを提供する。
【解決手段】 本発明は、少なくとも１つの通過口、制限領域及び密封領域を有する少なくとも１つの平坦な層を含むパッキンに関し、耐荷重手段（１）が、制限領域（７）及び密封領域（８）に設けられているものにおいて、耐荷重手段（１）が通過口（６）を渦巻形に取り囲んでいることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも１つの通過口、制限領域及び密封領域を有する少なくとも１つの平坦な層を含むパッキンに関し、より詳細には、これらの制限領域及び密封領域に荷重に耐え得る耐荷重手段が設けられているパッキンに関する。

上記のような形式のパッキンはすでに従来技術で公知である。従来技術においては、上位概念をなすパッキンはしばしば２つの層を含み、１つの層は、荷重に耐え得る耐荷重手段が設けられている制限領域を有する。この耐荷重手段は、密封領域に作用する接触圧を制限すべく設けられるストッパとして使用され、機能する。接触圧をこのように制限することは、パッキンが密封領域においてその最適な効果を発揮するために必要である。

この制限領域は、上位概念をなすパッキンの場合、しばしば円環状に形成され、通過口の周囲に通過口と同心に配置されている。この通過口はこの場合には例えば、その中でピストンが動作する自動車エンジンのシリンダ、ピストン室の部分を形成する。この制限領域はさらに、密封領域によって同心に取り囲まれている。

このような構成を有する構造の場合には、密封措置のためにかなりの空間が必要とされることが欠点である。密接に隣り合って存在する複数の空間を確実に密封するができるパッキンを、特別にコンパクトに、小型化して形成することは、上位概念をなす先に記載の形式のパッキンでは不可能である。

したがって本発明は、冒頭に記載の形式のパッキンを、密接に相並んで存在する空間を問題なく密封可能であるように形成しかつ発展させることを課題とする。本発明は、密接に隣り合って形成されている複数の空間を確実に密封可能なパッキンを、コンパクトに、小型化して構成することを課題とする。

上記課題は、少なくとも１つの通過口、制限領域及び密封領域を有する少なくとも１つの平坦な層を含むパッキンであって、耐荷重手段が、制限領域及び密封領域に設けられているものにおいて、耐荷重手段が通過口を渦巻形に取り囲んでいることを特徴とするパッキンによって解決される。本発明においては、先に記載した課題を請求項１に記載の特徴によって解決する。それによれば冒頭に記載した形式のパッキンは、荷重に耐え得る耐荷重手段が通過口を渦巻形に取り囲んでいることによって特徴づけられている。

本発明によれば、渦巻形状の耐荷重手段を事前に設けることによって、耐荷重手段の渦巻の外側端点を実質上空間的にずらすことなく、もう１つの耐荷重手段の渦巻の外側端点に設けることが可能となることがわかった。このような構成であることによって、２つの通過口間の領域における耐荷重手段の配置が、パッキンに作用する接触圧をシール面全体に最適に分散可能であることが保証される。このような構成は、具体的には、耐荷重手段の第１の渦巻の外側の周回経路を２つの通過口間の領域で終端させ、隣接する第２の渦巻の端部をこの第１の渦巻の端部近くに配置し、終端させることができることによって達成される。正確な手法により、このような構成によって、密接に相並んで配置されている通過口がコンパクトな構造を有する小型化されたパッキンで問題なく密封可能であることが保証される。したがって先に記載した課題は解決される。

本発明の荷重に耐え得る耐荷重手段を、ただ１つの層に形成することができる。この構成では、特に、耐荷重手段及び密封領域が形成されている１つの層のみからパッキンを形成することが可能である。この構成において、この１つの層を特殊鋼から形成することができる。特殊鋼から層を形成するというこの具体的な形態では、１つの層だけを加工すればよいので、製造コストが相当に節約可能であるという利点がもたらされる。さらに複合層の構造における実効的な欠陥を回避することができるので有利である。

耐荷重手段は、層を構成する平坦な基部に対して隆起部及び窪み部を有するように形成することができる。この構成では特に、これらの隆起部及び窪み部を、断面において波形形状又は鋸歯形形状に形成することが可能である。隆起部及び窪み部を事前に設けることにより、耐荷重手段に対する接触は、平面上の線、曲線により行われ、このことにより本発明の耐荷重手段は特別に限定された力を負荷されることとなる。

２つの隣接する隆起部もしくは窪み部、又は渦巻の経路の内壁もしくは外壁を、これらの間に形成された流路が流体の漏れを生じることなく、閉鎖可能であるように互いに結合して形成することができる。この構成では、特に、当該経路を介して流体の漏れることがないように、閉鎖するために、渦巻の経路内で密封手段を、渦巻の始点又は渦巻の中央に配置することが可能である。この具体的な形態により、その幾何学的な形状ゆえに、流体を流通させる流路を２つの接触面の間に常に形成する渦巻を効果的に密封可能であるために、耐荷重手段を同時に密封手段として使用することが可能である。この具体的な形態の場合には、流路内での密封手段を、ある限定された箇所で層を厚く形成することによって実現可能である。

また密封の目的を満足するように、層又は渦巻の経路をエンボシング、オフセット加工、外側への折り返し、又は厚みづけにより形成することが可能である。

隆起部又は窪み部を、ある方向に向かってその高さ又はその深さが減少していくように形成することができる。この構成では、一方では隆起部の高さ又は窪み部の深さを、外周部から通過口に向かって増大するように形成することも可能であるし、他方では減少するように形成することも可能である。この具体的な形態には、耐荷重手段の渦巻のある限定された領域を密封のために使用することができ、かつその他の領域を接触圧の制限のために使用することができるという利点がある。渦巻の経路を、その全体に対して少なくとも部分的に、毛管作用を塞ぐ領域を形成するように寸法決定することも可能である。この場合には、流体が密封作用を発揮するように中空内に閉じ込めておくことができる。

荷重に耐え得る耐荷重手段によって少なくとも３本の周回経路を画定することができる。３本の周回経路を事前に設けることは、製造を簡単にするという観点から重要である。さらに３本の周回経路を有するこの具体的な形態では、制限効果を十分にもたらすことができるとともに耐荷重手段の広がりを最小とすることができる。耐荷重手段の広がりを最小とすることは、パッキンが特別なコンパクト性を維持するために特に必要である。

耐荷重手段を、少なくとも１つのさらなる層が取り付けられている層に形成することができる。この場合には、パッキンをサンドイッチ状に積層させて構成することが可能である。この具体的な形態の場合には、荷重に耐え得る耐荷重手段を有する層の両面にさらなる層を配置することができる。このような構成によって、外側の層が密封機能をもたらし、かつ内側の層が制限機能をもたらすことが実現可能であり、有利である。この構成では、異なる層を異なる材料から形成し、つまり外側の層を弾性材料から、内側の層を剛性材料から形成することが可能である。

耐荷重手段が形成されている層に取り付けられているさらなる層の少なくとも１つにビードを形成することができる。ビードを事前に形成しておくことにより、密封領域を正確に限定することが可能である。このような構成において、ビードを層において段状に形成することが可能である。このような実施形態において、段状の段を台形、長方形又は半円形に形成することができる。ビードの形成されている層が、ビードとして機能するオフセットを有することも可能である。この幾何学的な形状は製造技術的に容易に実現することができる。

ビードにより制限領域を広範囲に取り囲むことができる。このような実施形態によって、制限領域を閉じ込めること、密閉することが可能である。この構成では、制限領域に密封機能を全く与える必要のない構成を実現可能である。このような構成では、制限領域がわずかな突出及び不均一性を有していてもよいことから、高められた故障許容閾値を有する制限領域、故障しづらい制限領域を簡略化した方法により製造可能である。

制限領域の一部が密封領域として機能するように形成することができる。この具体的な形態では、耐荷重手段の設けられていることが明確に現われているただ１つの層からなるパッキンが製造されている場合に特に有利である。このような構成において、密封領域内で耐荷重手段がビードとして形成されているか又は密封機能を有するシーリングビードとして機能することが可能である。この具体的な形態によって、特別にコンパクトな構造のパッキンを簡単に製造することが可能である。

ビードを弾性構造として形成することができる。この構成では、ビードが形成されている層を特別の弾性的な性質を有する材料から製造することが可能である。これらの構成によって、２つの平坦な要素間でビードに対して圧力が加わった際、ビードが変形しかつ押し込まれることが保証される。

耐荷重手段を、剛性をもって形成することができる。耐荷重手段が剛性をもって形成されていることにより、２つの平坦な要素を予め決められた間隔を介すことなく互いに押しつけ可能であることが保証される。

また耐荷重手段を、柔軟に変形可能に形成することができる。しかしながら、この具体的な形態の場合には、耐荷重手段を、２つの平坦な要素間の予め決められた間隔を越えないように、柔軟に又は弾性もって形成することができる。このような構成は、密封領域における構造に対して、最適な密封性を保証する弾性自由度を維持するために必要である。

ところで本発明による教示を有利に形成しかつ発展させるために種々の可能性が存在する。これについては一方では請求項１に従属する請求項を参照することができ、もう一方では図面に基づいた本発明の有利な実施例の以下の説明を参照することができる。図面に基づいた本発明の有利な実施例の説明に関連して、本教示の一般的に有利な形態及び発展についても説明する。

本発明は、少なくとも１つの通過口、制限領域及び密封領域を有する少なくとも１つの平坦な層を含むパッキンに関し、耐荷重手段（１）が、制限領域（７）及び密封領域（８）に設けられているものにおいて、耐荷重手段（１）が通過口（６）を渦巻形に取り囲んでいることを特徴とする。このような構成であることによって、密接に相並んで配置されている空間を問題なく密封することのできるコンパクトな、小型化されたパッキンを製造することが可能となる。

以下において、添付の図面を参照して本発明をさらに説明する。

図１は、渦巻形状に形成され、荷重に耐え得る耐荷重手段１を概略的に示す図である。

図２は図１の部分Ａを拡大して示す図である。この図では、２つの隣接する隆起部２ａ、２ｂ、又は窪み部３ａ、３ｂを示し、これらの隆起部又は窪み部は、これらの間に形成される流路が流体の漏れを生じることなく閉鎖されるように互いに結合されている。この閉鎖は密閉手段４によってもたらされる。

図３は、通過口６を有する平坦な層５を示し、この平坦な層５には、耐荷重手段１が設けられているとともに制限領域７が備えられている。この耐荷重手段１は層５に形成されており、隆起部２ａ、２ｂ及び窪み部３ａ、３ｂを有する。これらの隆起部２ａ、２ｂの高さ、及び窪み部３ａ、３ｂの深さは通過口６に向かうにつれ減少するように形成されている。この実施形態では、耐荷重手段１によって３本の周回経路が画定されている。

図４には、図３に示す平坦な層の断面を概略的に示す。

図５は、制限領域７及び密封領域８を有する層５を示す。密封領域８は断面が台形のビード９として形成されている。

図６は、もう１つの層10が取り付けられている平坦な層５を示す。このもう１つの層10にはビード11が形成され、このビードは、層10を段が形成されるようにオフセット加工することによって形成されている。この図に示す実施形態の場合には、層10の２つの平行な平面がオフセット領域、段をなす領域によって相互に厚み方向に離間して形成されている。

図７は、断面が台形をなすビード９を有する層12が取り付けられている平坦な層５を示す。

図８は、断面が台形をなすビード９を有する２つの層12の間にサンドイッチ状に挟み込まれた平坦な層５を示す。これらのビード９は弾性を有する構造体として形成され、このような構成の場合には、耐荷重手段１は剛性をもって形成されていてもよく、また柔軟性をもって形成されていてもよい。これらのビード９及び耐荷重手段１の形状は、その変形に関する挙動について、図１〜８に示す全てのビード及び耐荷重手段と関係している。

本発明による教示のさらなる有利な形態及び発展に関して、一方では明細書の全般的な部分を参照し、そして他方では添付の特許請求の範囲の記載を参照されたい。

最後に、上記で純粋に任意に選択された実施例をもっぱら本発明による教示を詳論するために利用したが、しかしながら本発明による教示がこの実施例に限定されるものではないことを特に強調しておくこととする。

渦巻形状の耐荷重手段を示す概略図である。 図１に示す耐荷重手段の部分Ａを拡大して示す図であり、２本の周回経路が密閉手段によって相互に結合されていることを示している。 断面が波形形状の渦巻を有する平坦な層を示す概略図である。 渦巻形状の構造がスタンピングにより形成されている平坦な層の断面を示す図である。 ビードを備え、耐荷重手段を有する平坦な層の断面を示す図である。 段状のビードを有する２層パッキンの断面を示す図である。 台形のビードを有する２層パッキンの断面を示す図である。 ３層からなるパッキンの断面を示す図である。

符号の説明

１ 耐荷重手段
２ 隆起部
３ 窪み部
４ 密閉手段
５ 平坦な層
６ 通過口
７ 制限手段
８ 密封領域
９ ビード
１０ もう１つの層
１１ ビード
１２ 層

Claims (15)

1. 少なくとも１つの通過口、制限領域及び密封領域を有する少なくとも１つの平坦な層を含むパッキンであって、耐荷重手段（１）が、前記制限領域（７）及び前記密封領域（８）に設けられているものにおいて、
   前記耐荷重手段（１）が前記通過口（６）を渦巻形に取り囲んでいることを特徴とするパッキン。
2. 前記耐荷重手段（１）が層（５）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパッキン。
3. 前記耐荷重手段（１）が隆起部（２ａ、２ｂ）及び窪み部（３ａ、３ｂ）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパッキン。
4. ２つの隣接する隆起部（２ａ、２ｂ）、窪み部（３ａ、３ｂ）、渦巻形の経路の内壁又は外壁が、これらの間に形成されている流路が流体の漏れを生ずることなく閉鎖可能であるように互いに結合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッキン。
5. 前記隆起部（２ａ、２ｂ）又は前記窪み部（３ａ、３ｂ）がある方向に向かってその高さ又はその深さが減少していくように形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のパッキン。
6. 前記耐荷重手段（１）によって少なくとも３本の周回経路が画定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパッキン。
7. 前記耐荷重手段（１）が、少なくとも１つのさらなる層（10、12）の取り付けられている層（５）に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパッキン。
8. ビード（９、11）が、さらなる層（10、12）の密封領域（８）に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のパッキン。
9. 前記ビード（９、11）が段状に、つまりビードの半分として形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のパッキン。
10. 前記ビード（９、11）が、前記制限領域（７）を広範囲に取り囲んでいることを特徴とする請求項８又は９に記載のパッキン。
11. 前記制限領域（７）の一部が密封領域（８）として機能することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパッキン。
12. 前記耐荷重手段（１）が、前記密封領域（８）内でビードとして機能することを特徴とする請求項１１に記載のパッキン。
13. 前記ビード（９、11）が、弾性を有する構造体として形成されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載のパッキン。
14. 前記耐荷重手段（１）が剛性をもって形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のパッキン。
15. 前記耐荷重手段（１）が柔軟に変形可能であるように形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のパッキン。

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