JP2008232399A

JP2008232399A - シール構造及びそれに用いる金属シール材

Info

Publication number: JP2008232399A
Application number: JP2007077192A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikeda; 毅池田; Takahiro Kariya; 隆広假屋; Satoshi Todo; 聡藤堂
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】交換等の際に金属シール材を第１及び第２部材から容易に取り外せるようにする。
【解決手段】シール構造２０は、第１部材２１と第２部材２２との間に金属シール材１０が介設されている。第１部材２１及び金属シール材１０は、相手材接触部２１ａ，１０ａが固着阻止被膜２１ｂ，１２で被覆されていると共に、第２部材２２及び金属シール材１０も、相手材接触部２２ａ，１０ｂが固着阻止被膜２２ｂ，１２で被覆されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、第１部材と第２部材との間に金属シール材が介設されたシール構造及びそれに用いる金属シール材に関する。

高いシール性を要するＣＶＤ装置やその他の実験装置等では、装置の仕様が多様化しており、装置の使用条件によっては、ゴムシール材や樹脂シール材では、その材料特性から使用に耐え得ない場合がある。そのような場合には、耐熱性、耐極低温性、耐油性、及び耐薬品性に優れる金属シール材が用いられることとなる。

特許文献１には、ガスケット（金属シール材）を、ニッケル、ニッケル合金又はステンレス鋼にて形成し、かつ継手のナイフエッジに当接してシール面となる部分を切削して凹溝を形成することが開示されている。そして、該凹溝は、両側面からなるランド部に対して一段低く構成され、ガスケットの製造から装着までの過程において、ランド部によりガスケット同士又は載置台等に接触することが防止され、打痕、擦り傷を生じることがない、と記載されている。
特開２００３−９０４３７号公報

ところで、上記のような事情から、金属シール材は、高温、高圧力又は高真空といった過酷な条件下に置かれることが多く、そのため、定期的に、或いは、必要に応じて新しいものに交換される。

しかしながら、金属シール材は、かかる過酷な条件下、特に繰り返し高温雰囲気下に置かれると、金属フランジ等の相手材との間で拡散結合による固着を生じ、相手材からの取り外しが困難となる。このような場合に、金属シール材を破壊して無理矢理取り外そうとして相手材のシール面を傷付けてしまうと、装置自体の再使用ができなくなってしまう。

また、金属シール材の表面に金属メッキが施されているような場合、金属メッキが相手材に固着し、金属シール材の交換を繰り返すうちに相手材に固着して残った金属メッキが堆積すると、シール性能の低下を招くこととなる。

これに対し、拡散係数の小さい材料を選定することが考えられるが、金属材料では高い効果を期待することはできず、また、シール面に予め固着防止剤を塗布しておくことも考えられるが、装置内部のクリーンさが要求されるような場合にはこれを使用することはできない。

本発明は、交換等の際に金属シール材を第１及び第２部材から容易に取り外せるようにすることを目的とする。

本発明のシール構造は、第１部材と第２部材との間に金属シール材が介設されたものであって、
上記第１部材及び上記金属シール材の少なくとも一方は、相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていると共に、
上記第２部材及び上記金属シール材の少なくとも一方も、相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、第１部材と金属シール材との間に固着阻止被膜が介在すると共に、第２部材と金属シール材との間に固着阻止被膜が介在するので、金属シール材の第１及び第２部材への固着が阻止され、交換等の際に金属シール材を第１及び第２部材から容易に取り外すことができる。

本発明の金属シール材は、第１部材と第２部材との間に介設されるものであって、
少なくとも相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていることを特徴とする。

本発明の金属シール材は、上記固着阻止被膜が、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ_２、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＢＮ及びダイヤモンドライクカーボンのうちから選ばれるいずれかで形成されているものであってもよい。

本発明の金属シール材は、シール材本体がステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、鉄合金、並びにコバルト合金のうちから選ばれるいずれかで形成されているものであってもよい。

本発明によれば、第１部材と金属シール材との間に固着阻止被膜が介在すると共に、第２部材と金属シール材との間に固着阻止被膜が介在するので、交換等の際に金属シール材を第１及び第２部材から容易に取り外すことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１（ａ）及び（ｂ）は、実施形態１に係る金属シール材１０を示す。

この金属シール材１０は、平面視ドーナツ盤状に形成されたシール材本体１１が固着阻止被膜１２で全体が被覆された構成となっている。また、金属シール材１０は、内周部分１０ａと外周部分１０ｂとが厚さ方向の相互に平行な異なる平面内に配置され、それらを連結する中間部分１０ｃが内周部分１０ａから外周部分１０ｂに向かって滑らかに延びるように形成されている。金属シール材１０は、例えば、外径Ｄが１８〜４５ｍｍ、内径ｄが１３〜３８ｍｍ、盤厚さｔが０．７〜１．０ｍｍ、また、本体厚さＴが１．８〜３．０ｍｍに形成されている。

シール材本体１１は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、鉄合金、並びにコバルト合金のうちから選ばれる金属材料で形成されている。

固着阻止被膜１２は、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ_２、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＢＮ及びダイヤモンドライクカーボンのうちから選ばれるいずれかの材料で形成されている。固着阻止被膜１２は、膜厚さが０．１〜３０μｍに形成されていることが好ましく、１〜５μｍに形成されていることがより好ましい。

この金属シール材１０は、金属板に打抜き加工やプレス加工などの公知の塑性加工を施してシール材本体１１を作製し、それにＣＶＤ法やＰＶＤ法などの公知の成膜加工を施して固着阻止被膜１２を形成することにより製造することができる。

なお、金属シール材１０には、シール材本体１１と固着阻止被膜１２との間に金や銀やニッケル等の金属メッキ層が設けられていてもよい。

図２は、実施形態１に係るシール構造２０を示す。

このシール構造２０は、第１部材２１の第１平坦面２１ａと材２部材２２の第２平坦面２２ａとの間の均一幅の隙間に金属シール材１０が介設されたものである。

第１及び第２部材２１，２２のそれぞれは、例えば、ステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、鉄合金、並びにコバルト合金のうちから選ばれる金属材料で形成された継手部材等である。

金属シール材１０は、内周部分１０ａが第１部材２１に接触すると共に外周部分１０ｂが第２部材２２に接触しており、その内周部分１０ａ及び外周部分１０ｂが固着阻止被膜１２で被覆された相手材接触部に構成されている。

第１部材２１と第２部材２２との間の隙間は金属シール材１０の本体厚さＴよりも小さく、従って、金属シール材１０は、本体厚さＴ’に圧縮されて設けられている。この圧縮量は例えば２８〜４０％であり、金属シール材１０の第１及び第２部材２１，２２への接触圧力は例えば１３０〜１７０ＭＰａである。

以上のような構成よれば、第１部材２１と金属シール材１０との間に固着阻止被膜１２が介在すると共に、第２部材２２と金属シール材１０との間に固着阻止被膜１２が介在するので、交換等の際に金属シール材１０を第１及び第２部材２２から容易に取り外すことができる。

（実施形態２）
図３は、実施形態２に係るシール構造２０を示す。なお、実施形態１のものと同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

このシール構造２０では、金属シール材１０に加えて、第１及び第２部材２１，２２の第１及び第２平坦面２１ａ，２２ａも固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆されている。そして、第１及び第２部材２２の金属シール材１０との接触部が、固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆された相手材接触部に構成されている。

第１及び第２部材２１，２２の固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂは、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ_２、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＢＮ及びダイヤモンドライクカーボンのうちから選ばれるいずれかの材料で形成されている。固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂは、金属シール材１０の固着阻止被膜１２と同一材料で形成されていても、異種材料で形成されていてもいずれでもよい。また、第１部材２１の固着阻止被膜２１ｂと第２部材２２の固着阻止被膜２２ｂとは同一材料で形成されていても、異種材料で形成されていてもいずれでもよい。固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂは、膜厚さが０．１〜３０μｍに形成されていることが好ましく、１〜５μｍに形成されていることがより好ましい。

なお、第１及び第２部材２１，２２のそれぞれと固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂとの間には金や銀やニッケル等の金属メッキ層が設けられていてもよい。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図４は、実施形態３に係るシール構造２０を示す。なお、実施形態１のものと同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

このシール構造２０では、金属シール材１０が固着阻止被膜で被覆されておらず、第１及び第２部材２１，２２の第１及び第２平坦面２１ａ，２２ａが固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆されている。そして、第１及び第２部材２１，２２の金属シール材１０との接触部が、固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆された相手材接触部に構成されている。

第１及び第２部材２１，２２の固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂは、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ_２、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＢＮ及びダイヤモンドライクカーボンのうちから選ばれるいずれかの材料で形成されている。第１部材２１の固着阻止被膜２１ｂと第２部材２２の固着阻止被膜２２ｂとは同一材料で形成されていても、異種材料で形成されていてもいずれでもよい。固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂは、膜厚さが０．１〜３０μｍに形成されていることが好ましく、１〜５μｍに形成されていることがより好ましい。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（その他の実施形態）
実施形態１〜３では、平面視ドーナツ盤状金属シール材１０を例としたが、特にこれに限定されるものではなく、他の形状のものであってもよい。

実施形態１及び２では、金属シール材１０全体が固着阻止被膜１２で被覆されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、少なくとも第１及び第２部材２１，２２との相手材接触部が固着阻止被膜１２で被覆されていればよい。

実施形態２及び３では、第１及び第２部材２１，２２の第１及び第２平坦面２１ａ，２２ａ全体が固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、少なくとも金属シール材１０との相手材接触部が固着阻止被膜２１ｂ，２２ｂで被覆されていればよい。

本発明は、第１部材と第２部材との間に金属シール材が介設されたシール構造及びそれに用いる金属シール材について有用である。

（ａ）は実施形態１に係る金属シール材の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＢ−ＩＢ断面図である。実施形態１に係るシール構造を示す断面図である。実施形態２に係るシール構造を示す断面図である。実施形態３に係るシール構造を示す断面図である。

符号の説明

１０金属シール材
１０ａ内周部分
１０ｂ外周部分
１０ｃ中間部分
１１シール材本体
１２固着阻止被膜
２０シール構造
２１第１部材
２１ａ第１平坦面
２１ｂ固着阻止被膜
２２第２部材
２２ａ第２平坦面
２２ｂ固着阻止被膜

Claims

第１部材と第２部材との間に金属シール材が介設されたシール構造であって、
上記第１部材及び上記金属シール材の少なくとも一方は、相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていると共に、
上記第２部材及び上記金属シール材の少なくとも一方も、相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていることを特徴とするシール構造。
第１部材と第２部材との間に介設される金属シール材であって、
少なくとも相手材接触部が固着阻止被膜で被覆されていることを特徴とする金属シール材。
請求項２に記載された金属シール材であって、
上記固着阻止被膜は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ_２、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＢＮ及びダイヤモンドライクカーボンのうちから選ばれるいずれかで形成されていることを特徴とする金属シール材。
請求項２又は３に記載された金属シール材であって、
シール材本体がステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、鉄合金、並びにコバルト合金のうちから選ばれるいずれかで形成されていることを特徴とする金属シール材。