JP2011525603A - 半動的および動的用途用のゴムシール - Google Patents

Abstract

蟻溝の形態の環状の溝に使用するための弾性シールであって、断面において、基部と、凸状の弧線によって結合される等しい長さの２つの側壁とを含む弾性シール。

Description

本発明は、半動的および／または動的用途用として設計されるゴムシール要素であって、蟻溝形状の溝の形態を利用するゴムシール要素に関する。

天然ゴムまたは合成ゴム製のＯリングは、各種の流体を閉じ込めるための、２つの嵌合する表面間に設けられる環状の溝内のシール装置として用いられることがよく知られている。腐食性の流体および強力な溶剤用のシール、あるいは高温用途用のシールの場合は、ゴムをフルオロエラストマーまたはパーフルオロエラストマーとすることが必要になることが多い。

Ｏリングと接触する嵌合表面の一方が可動である半動的または動的用途の場合は、その動きによって、Ｏリングの座すなわちＯリングが装着される溝内におけるＯリングの移動および／または捩れが惹起される。移動および／または捩れは、Ｏリングを物理的に損傷する、ひいては破損する可能性があり、漏洩の原因となることがある。歴史的には、Ｏリングを所定位置にさらに堅固に保持するあり溝形状の断面を有する座を設計することによって、この問題に対処してきた。しかし、Ｏリングシールを蟻溝形状の溝の中に、シールを損傷または捩ることなく装着することは困難である可能性が高い。装着中にその座の中で損傷されまたは捩られたシールは、すぐ機能しなくなる可能性があるか、あるいは、有用な稼動寿命が実質的に短縮される場合がある。従って、蟻溝形状の座の中への装着が好適かつ容易なゴムシール要素であって、装着した場合、優れた半動的および動的シール特性を発揮するゴムシール要素を提供することは有益であると思われる。

本発明は、１つの実施形態によれば、環状の溝の中に装着するための弾性シールであって、断面において、長さがＷ４の基部を有し、かつ、等しい長さの対向する側壁を含む弾性シールに関する。各側壁は、基部の下部に位置する交差点から基部の上部の終端点に延びる線によって画成され、かつ、側壁は、９５°〜１２５°の範囲とすることができる夾角αを有する。弧線が各終端点を結び、基部に対して凸面を形成する。

本発明の弾性シールは、環状の溝が蟻溝の形態を有する用途に特に好適である。溝は幅がＷ１の入口を含む。この入口から、互いに離れていくように延びるほぼ同じ長さの２つの側壁が広がる。基部の壁面が２つの側壁を結び、それによって蟻溝の形態を形成する。

弾性シールの基部は一般的に平坦であり、その長さＷ４は、蟻溝の入口の幅Ｗ１よりも小さい。各側壁の終端点間の距離Ｗ３は、環状溝の入口の幅Ｗ１より大きい。

本発明によるゴムシール要素は蟻溝形状の座の中への装着が好適かつ容易であり、優れた半動的および動的シール特性を長い有用期間にわたって発揮する。

本発明によるシール要素の断面図である。 関連寸法の蟻溝形状の溝の輪郭に重ね合わせて示した本発明によるシール要素の断面図である。

本発明は、動的および半動的シール用途用として有用な一般的に環状の装着容易なゴムシール要素に関する。このゴムシール要素は、蟻溝形状の溝の形態を有するシール座を利用する。「一般的に環状の」という用語は、本発明のシール要素が円形リングである必要はなく、例えば正方形または長方形のリングをも包含し得ることを意味している。本発明のシールの具体的な用途には、例えばスリットバルブドアおよびゲート弁が含まれる。

本発明のシール要素は天然ゴムまたは合成ゴム製とすることが可能であり、一般的に環状に成形される。フルオロエラストマーおよびパーフルオロエラストマーは、腐食性または高温の環境に用いられるシール用の好ましいゴムである。パーフルオロエラストマーは、特に、高温環境、腐食性化学物質環境、および、例えば半導体製造において見られるようなプラズマの環境において特に好ましい。しかし、本発明の実践において他の天然ゴムまたは合成ゴムを使用しても、被シール流体に対するゴムの耐久性とシールの使用環境の温度とに応じて、満足の行く結果が得られるであろう。

ここで図を参照すると、図１は本発明によるシール要素１０の断面図である。このシールは、長さがＷ４の基部１２（図２参照）と、等しい長さの対向側壁１４ａおよび１４ｂとを有する。各対向側壁１４ａおよび１４ｂは、基部１２の下部の交差点Ｐ１から終端点ＰａおよびＰｂにそれぞれ延びる線によって画成される。側壁１４ａおよび１４ｂは、９５°〜１２５°の範囲とすることができる夾角αを有する。終端点ＰａおよびＰｂは、弧線１６によって結合され、この弧線１６は図示のように凸面を画成する。

本発明の弾性シール要素１０は、蟻溝の形態の環状溝内において使用するように設計される。図２は、関連するまたは対応する寸法の蟻溝形状の溝の輪郭に重ね合わせた状態の本発明によるシール要素１０を示す。当業者は、本発明のシール要素１０の全体的な大きさが、シールを装着する蟻溝の大きさおよび形状によって決定されることを容易に認めるであろう。

本発明が想定する蟻溝の形態は、幅がＷ１の入口を有する。２つの側壁１８ａおよび１８ｂがこの入口から広がっており、図示のように互いに離れていくように延びている。一般的に平坦な基部２０が各側壁１８ａおよび１８ｂを結び、それによって蟻溝の形態を形成する。

図１および図２から分かるように、弾性シール１０の基部１２は一般的に平坦であり、基部と側壁１４ａおよび１４ｂとの交差点または接続部を画定する角部は丸められている。任意の好適な半径「ｒ」を用いることができる。

図２から分かるように、基部の長さＷ４は蟻溝の幅Ｗ１よりも小さい。さらに、各側壁の終端点ＰａおよびＰｂ間の幅Ｗ３は蟻溝の入口の幅Ｗ１よりも大きい。本発明の好ましい実施形態においては、Ｗ４の長さの寸法がＷ１×（０．５５〜０．７５）の値に等しく、Ｗ３の長さの寸法がＷ１×（１．１２〜１．１５）の値に等しい。実際には、そして最良のシール性能のためには、シール１０の高さＨ２の値が、蟻溝の深さをＨ１としてＨ１×（１．１５〜１．３５）に等しい。

以上の説明から、本発明は、蟻溝の形態の環状の溝に装着するための弾性シール要素を含むことが分かる。当業者は、本発明の上記の実施形態に、本発明の広範な概念から離れることなく変更を加え得ることを認めるであろう。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲とその考え方とに属するあらゆる変更を含むことが意図されていることが理解される。

Claims (4)

1. 環状の溝の中に装着するための弾性シールであって、断面において、
   （ａ）長さがＷ４の基部と、
   （ｂ）等しい長さの対向する側壁であり、前記基部の下部の交差点から前記基部の上部の終端点に延びる線によって画成されかつ９５°〜１２５°の夾角αを有する側壁と、
   （ｃ）凸面を有する弧線であり、前記各終端点を結ぶ弧線と、
   を含む弾性シール。
2. 前記環状の溝が、Ｗ１の幅の入口と、その入口から互いに離れていくように広がる２つの側壁と、この２つの側壁に結合され、かつそれによって蟻溝の形態を形成する基部の壁面とを含む、蟻溝の形態である請求項１に記載の弾性シール。
3. （ｉ）前記基部が平坦であり、かつその長さＷ４は、前記蟻溝の入口の幅Ｗ１よりも小さく、（ｉｉ）各側壁の終端点間の距離Ｗ３は、前記蟻溝の入口の幅Ｗ１より大きい、請求項２に記載の弾性シール。
4. Ｗ４の長さがＷ１×（０．５５〜０．７５）の値に等しく、Ｗ３の長さがＷ１×（１．１２〜１．１５）の値に等しい、請求項３に記載の弾性シール。

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