JP2015090210A

JP2015090210A - ガスケット及び密封構造

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Publication number: JP2015090210A
Application number: JP2013231493A
Authority: JP
Inventors: 楠于; Kusuno U
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-11
Also published as: EP3067592A1; CN105705842A; US20160273654A1; WO2015068606A1

Abstract

【課題】組み立て作業性に悪影響を与えることなく、ゴム材料に対して溶解する性質を有するガスに対する密封性能の向上を図ることを可能とするガスケット及び密封構造を提供する。【解決手段】ガスケット１００は、装置５００における端面５１０によって対向面６２０に向かって圧縮されるガスケット本体部１１０と、ガスケット本体部１１０から装置５００に向かって突出し、面取り部５３０によって対向面６２０に向かって圧縮され、かつ先端に向かって先細りする湾曲面で構成される第１環状凸部１２０と、ガスケット本体部１１０から内周面側に向かって突出し、胴体部６１０によって径方向の外側に向かって圧縮される第２環状凸部１３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、フロンガスや水素ガスなどゴム材料に対して溶解する性質を有するガスの漏れを抑制するためのガスケット及び密封構造に関する。

ガスを供給する配管を取り付ける部位には、ガス漏れを抑制するためにガスケットが設けられる（特許文献１，２参照）。図６を参照して、従来例に係る密封構造について説明する。図６は従来例に係る密封構造の模式的断面図である。

配管６００が取り付けられる装置５００には、配管６００が取り付けられる側の端面５１０に開口する挿通孔５２０が設けられている。そして、配管６００には、挿通孔５２０に挿通される胴体部６１０と、装置５００における端面５１０に対向する対向面６２０が設けられている。また、装置５００における端面５１０と挿通孔５２０の内周面との間には面取り部５３０が設けられている。そして、この面取り部５３０と胴体部６１０と対向面６２０とによって形成される断面略三角形状の環状隙間に、ゴム製のガスケット７００が装着される。一般的に、このガスケット７００として、断面が円形のＯリングが用いられる。

以上のような構成により、配管６００から装置５００内に供給されるガスが、胴体部６１０と挿通孔５２０との間の隙間から外部に漏れてしまうことを抑制することができる。

しかしながら、配管によって供給されるガスが、フロンガスや水素ガスなどの場合、ゴム材料に対して溶解する性質を有する。この場合には、ガスがガスケットを透過して、外部に漏れてしまう。ここで、ゴム製のガスケットを透過するガスの透過量をｑ，ゴム材料の拡散係数をＤ，ゴム材料の溶解度係数をＳ，ガスケットを介して内部と外部との気体圧力差をＰａ−Ｐｂ，ガスケットの透過面積をＡ，ガスケットの透過距離をＬ，時間をｔとした場合、
ｑ＝Ｄ×Ｓ×（Ｐａ−Ｐｂ）×（Ａ÷Ｌ）×ｔ
となる。

したがって、ガスケットの形状によって、透過量ｑを少なくするためには、（Ａ÷Ｌ）を小さくすれば良い。これを実現するためには、ガスケットの断面形状をＬ字断面にすることが考えられ得る。しかしながら、この場合には、透過量ｑを少なくできたとしても、他の問題が生じてしまう。この点について、図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は仮想技術に係る密封構造を示す模式的断面図である。

図示のガスケット８００は、装置５００の挿通孔５２０と配管６００の胴体部６１０との間の環状隙間を封止する円筒状部８１０と、装置５００の端面５１０と配管６００の対向面６２０との間の隙間を封止する平板状部８２０とを備えている。これにより、ガスケット８００の断面（中心軸線を含む断面）がＬ字形状となっている。このように構成するガスケット８００によれば、透過面積Ａを狭くし、かつ透過距離Ｌを長くすることができ、（Ａ÷Ｌ）を小さくすることが可能となる。

しかしながら、この仮想技術の場合には、密封性能を安定的に維持するのが難しく、かつ、組み立て作業性が悪いという問題がある。すなわち、図７に示すように、寸法誤差によって、配管６００に対する装置５００の相対的な位置が、図７中Ｌ１となる場合には隙間が生じてしまい、図７中Ｌ２となる場合にはガスケット８００が圧縮され過ぎて破損し
てしまうおそれがある。従って、装置５００と配管６００との位置決め精度やガスケット８００の寸法精度を高くしなければならず、密封性能を安定的に維持するのが困難となってしまう。また、配管６００の胴体部６１０を装置５００の挿通孔５２０に挿入する際に、挿通孔５２０の開口部の端縁がガスケット８００に突き当たってしまい（図８中、矢印Ｘ参照）、組み立て作業性が悪いという問題もある。

特開２００７−１７０５７０号公報特開２００１−１６５３２０号公報

本発明の目的は、組み立て作業性に悪影響を与えることなく、ゴム材料に対して溶解する性質を有するガスに対する密封性能の向上を図ることを可能とするガスケット及び密封構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

本発明のガスケットは、
端面と、該端面に開口する挿通孔とを有し、かつ前記端面と挿通孔の内周面との間に面取り部が形成されている第１部材と、
前記端面に対向する対向面と、前記挿通孔に挿通される胴体部とを有する第２部材との間の隙間を封止して、ガス漏れを抑制する環状かつゴム製のガスケットであって、
第１部材における前記端面によって前記対向面に向かって圧縮されるガスケット本体部と、
該ガスケット本体部から第１部材に向かって突出し、前記面取り部によって前記対向面に向かって圧縮され、かつ先端に向かって先細りする湾曲面で構成される第１環状凸部と、
前記ガスケット本体部から内周面側に向かって突出し、前記胴体部によって径方向の外側に向かって圧縮される第２環状凸部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の密封構造は、
端面と、該端面に開口する挿通孔とを有し、かつ前記端面と挿通孔の内周面との間に面取り部が形成されている第１部材と、
前記端面に対向する対向面と、前記挿通孔に挿通される胴体部とを有する第２部材と、
第１部材と第２部材の間の隙間を封止して、ガス漏れを抑制する環状かつゴム製のガスケットと、
を備える密封構造において、
前記ガスケットは、
第１部材における前記端面によって前記対向面に向かって圧縮されるガスケット本体部と、
該ガスケット本体部から第１部材に向かって突出し、前記面取り部によって前記対向面に向かって圧縮され、かつ先端に向かって先細りする湾曲面で構成される第１環状凸部と、
前記ガスケット本体部から内周面側に向かって突出し、前記胴体部によって径方向の外側に向かって圧縮される第２環状凸部と、
を備えることを特徴とする。

これらの発明によれば、面取り部によって圧縮される部分（第１環状凸部）と、胴体部によって圧縮される部分（第２環状凸部）だけでなく、第１部材における端面によって圧縮されるガスケット本体部が備えられている。従って、断面略三角形状の環状隙間に装着されるＯリングなどのガスケットの場合に比べて、ガスケットに対するガスの透過面積Ａを狭くし、かつ透過距離Ｌを長くすることができる。これにより、ガスケットを透過するガスの透過量を少なくし、ガス漏れを抑制することが可能となる。

また、面取り部により圧縮される第１環状凸部は、先端に向かって先細りする湾曲面により構成されている。従って、第１部材と第２部材とを組み立てる過程で、面取り部と胴体部と対向面とで形成される空間内において、第１環状凸部が変形する際に当該第１環状凸部が逃げる空間が形成される。これにより、第１環状凸部は適度な圧縮率が維持され、第１部材と第２部材との位置関係やガスケットの寸法精度にある程度のばらつきがあっても、安定した密封性能が維持される。また、第１部材と第２部材とを組み立てる際の作業性に悪影響を与えることもない。

ここで、前記ガスケット本体部は、前記対向面とガスケット本体部との間に配置される環状部材または前記対向面に形成された環状突出部と、第１部材における前記端面とによって圧縮されると共に、
前記胴体部と前記環状部材または環状突出部との間の環状隙間に向かって前記ガスケット本体部から突出し、第１部材によって圧縮される前の状態では前記対向面から離れており、第１部材によって圧縮されると前記対向面に密着する第３環状凸部を備えるとよい。

これにより、第１環状凸部が圧縮される際に、第３環状凸部が対向面に突き当たるまでは、第１環状凸部に対して大きな圧縮力が作用しないため、第１環状凸部が圧縮され過ぎてしまうことを、より一層抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、組み立て作業性に悪影響を与えることなく、ゴム材料に対して溶解する性質を有するガスに対する密封性能の向上を図ることが可能となる。

図１は本発明の実施例１に係るガスケットの一部破断断面図である。図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例２に係るガスケットの一部破断断面図である。図４は本発明の実施例２に係る密封構造を示す模式的断面図である。図５は本発明の実施例２の変形例に係る密封構造を示す模式的断面図である。図６は従来例に係る密封構造の模式的断面図である。図７は仮想技術に係る密封構造を示す模式的断面図である。図８は仮想技術に係る密封構造を示す模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。以下に示す実施例においては、ガスを供給する配管を取り付ける部位に、ガス漏れを抑制するためのガスケットが設けられている密封構造の場合を説明する。ただし、本発明においては、配管の取り付け部に限らず、各種装置に設けられる２
つの部材（第１部材と第２部材）間の隙間を封止するガスケット及び密封構造に適用することができる。

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るガスケット及び密封構造について説明する。図１は本発明の実施例１に係るガスケットの一部破断断面図である。図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。

＜ガスケット＞
特に、図１を参照して、本実施例に係るガスケット１００について説明する。本実施例に係るガスケット１００は、フロンガスや水素ガスなどゴム材料に対して溶解する性質を有するガスの漏れを抑制するために好適に用いられる。また、ガスケット１００は、ゴム製の環状の部材により構成される。

このガスケット１００は、円環状かつ平板状のガスケット本体部１１０と、ガスケット本体部１１０から図１中上方に向かって突出する第１環状凸部１２０と、ガスケット本体部１１０から内周面側に向かって突出する第２環状凸部１３０とから構成される。第１環状凸部１２０は、先端に向かって突出する湾曲面により構成されている。より具体的には、この第１環状凸部１２０は、外周面側が先端に向かって縮径するテーパ面で構成され、内周面側が先端に向かって拡径するテーパ面で構成され、これら一対のテーパ面の交わり部分が断面円弧状の湾曲面によって繋がれた構成である。更に具体的な例として、第１環状凸部１２０の外周面側のテーパ面のテーパ角度を４０°とし、内周面側のテーパ面のテーパ角度を６０°とすることができる。また、第２環状凸部１３０の先端も断面円弧状の湾曲面とするのが望ましい。本実施例においては、この第２環状凸部１３０における断面円弧状の湾曲面と第１環状凸部１２０における内周面側のテーパ面とが段差なしに繋がる構成を採用している。

＜密封構造＞
特に、図２を参照して、本実施例に係る密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、第１部材としての装置５００に対して第２部材としての配管６００が取り付けられる部位に、ガスケット１００が設けられる構造である。図２においては、ガスケット１００と装置５００と配管６００との寸法関係が明確になるように、ガスケット１００については変形前の状態を示している。

以下、密封構造についてより詳しく説明する。配管６００が取り付けられる装置５００には、配管６００が取り付けられる側の端面５１０に開口する挿通孔５２０が設けられている。そして、配管６００には、挿通孔５２０に挿通される胴体部６１０と、装置５００における端面５１０に対向する対向面６２０が設けられている。ここで、本実施例においては、配管６００における胴体部６１０と、対向面６２０が設けられている部分が一体的に設けられている。ただし、胴体部６１０に対して、胴体部６１０とは別体の他の部材が固定されることによって、当該他の部材に対向面６２０が設けられていてもよい。

そして、胴体部６１０の外周面及び挿通孔５２０の内周面は円柱面で構成される。また、装置５００における端面５１０と挿通孔５２０の内周面との間には面取り部５３０が設けられている。この面取り部５３０は端面５１０から挿通孔５２０の内部に向かって縮径するテーパ面によって構成される。

ガスケット１００におけるガスケット本体部１１０は、装置５００の端面５１０によって、配管６００の対向面６２０に向かって圧縮される。本実施例においては、ガスケット本体部１１０は、端面５１０と対向面６２０によって圧縮される。また、ガスケット１０
０における第１環状凸部１２０は、ガスケット本体部１１０から装置５００に向かって突出するように構成される。そして、この第１環状凸部１２０は、装置５００の面取り部５３０によって、配管６００の対向面６２０に向かって圧縮される。本実施例においては、第１環状凸部１２０は、面取り部５３０と対向面６２０によって圧縮される。また、ガスケット１００における第２環状凸部１３０の先端の内径は、配管６００の胴体部６１０の外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、第２環状凸部１３０は、胴体部６１０によって径方向の外側に向かって圧縮される。なお、この第２環状凸部１３０は、胴体部６１０の外周面に対して密封性を発揮するだけでなく、装置５００に対して配管６００を取り付ける前の状態において、胴体部６１０からガスケット１００が抜け落ちてしまうことを防止する機能も発揮する。

＜本実施例に係るガスケット及び密封構造の優れた点＞
本実施例に係るガスケット１００によれば、装置５００の面取り部５３０によって圧縮される部分（第１環状凸部１２０）と、配管６００の胴体部６１０によって圧縮される部分（第２環状凸部１３０）だけでなく、装置５００の端面５１０によって圧縮されるガスケット本体部１１０が備えられている。従って、断面略三角形状の環状隙間に装着されるＯリングなどのガスケットの場合に比べて、ガスケット１００対するガスの透過面積Ａを狭くし、かつ透過距離Ｌを長くすることができる。これにより、ガスケット１００を透過するガスの透過量を少なくし、ガス漏れを抑制することが可能となる。

また、装置５００の面取り部５３０により圧縮される第１環状凸部１２０は、先端に向かって先細りする湾曲面により構成されている。そのため、この第１環状凸部１２０と面取り部５３０と胴体部６１０との間に隙間が確保される。従って、装置５００に配管６００を取り付ける過程（組み立てる過程）で、面取り部５３０と胴体部６１０と対向面６２０とで形成される空間内において、第１環状凸部１２０が変形する際に第１環状凸部１２０の逃げる空間が形成される。これにより、第１環状凸部１２０は適度な圧縮率が維持され、面取り部５３０と胴体部６１０と対向面６２０とで形成される空間内におけるガスケット１００の充填率も適度に維持される。従って、装置５００と配管６００との位置関係やガスケット１００の寸法精度にある程度のばらつきがあっても、安定した密封性能が維持される。また、装置５００と配管６００とを組み立てる際の作業性に悪影響を与えることもない。

以上のように、本実施例に係るガスケット１００及び密封構造によれば、組み立て作業性に悪影響を与えることなく、ゴム材料に対して溶解する性質を有するガスに対する密封性能の向上を図ることが可能となる。

（実施例２）
図３及び図４には、本発明の実施例２が示されている。本実施例に係るガスケット及び密封構造においても、基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。図３は本発明の実施例２に係るガスケットの一部破断断面図である。図４は本発明の実施例２に係る密封構造を示す模式的断面図である。

＜ガスケット＞
特に、図３を参照して、本実施例に係るガスケット１００ａについて説明する。本実施例に係るガスケット１００ａは、実施例１の場合と同様に、フロンガスや水素ガスなどゴム材料に対して溶解する性質を有するガスの漏れを抑制するために好適に用いられる。また、ガスケット１００ａは、実施例１の場合と同様に、ゴム製の環状の部材により構成される。

このガスケット１００ａは、実施例１の場合と同様に、ガスケット本体部１１０と、第１環状凸部１２０と、第２環状凸部１３０とを備えている。これらの構成については上記実施例１の場合と同一であるので、その説明は省略する。そして、本実施例に係るガスケット１００ａにおいては、ガスケット本体部１１０から図３中下方に向かって突出する第３環状凸部１４０が設けられている。

＜密封構造＞
特に、図４を参照して、本実施例に係る密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造も、上記実施例１の場合と同様に、第１部材としての装置５００に対して第２部材としての配管６００が取り付けられる部位に、ガスケット１００ａが設けられる構造である。図４においては、ガスケット１００ａと装置５００と配管６００との寸法関係が明確になるように、ガスケット１００ａについては変形前の状態を示している。

装置５００の構成自体及び配管６００の構成自体については、上記実施例１と同一の構成であるので、その説明は省略する。本実施例においては、配管６００における対向面６２０とガスケット１００ａのガスケット本体部１１０との間に、環状部材２００が配置される。この環状部材２００は、フロンガスや水素ガスなどを透過しないように、金属や樹脂材によって構成される。

そして、本実施例に係るガスケット１００ａにおけるガスケット本体部１１０は、装置５００の端面５１０によって、配管６００の対向面６２０に向かって圧縮される。本実施例においては、ガスケット本体部１１０は、端面５１０と環状部材２００によって圧縮される。また、ガスケット１００ａにおける第１環状凸部１２０は、ガスケット本体部１１０から装置５００に向かって突出するように構成される。そして、この第１環状凸部１２０は、装置５００の面取り部５３０によって、配管６００の対向面６２０に向かって圧縮される。また、ガスケット１００ａにおける第２環状凸部１３０の先端の内径は、配管６００の胴体部６１０の外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、第２環状凸部１３０は、胴体部６１０によって径方向の外側に向かって圧縮される。なお、この第２環状凸部１３０は、胴体部６１０の外周面に対して密封性を発揮するだけでなく、装置５００に対して配管６００を取り付ける前の状態において、胴体部６１０からガスケット１００が抜け落ちてしまうことを防止する機能も発揮する。

そして、本実施例に係るガスケット１００ａにおいては、配管６００の胴体部６１０と環状部材２００との間の環状隙間に向かってガスケット本体部１１０から突出する第３環状凸部１４０が設けられている。この第３環状凸部１４０は、ガスケット１００ａが装置５００によって圧縮される前の状態では、配管６００における対向面６２０から離れており、ガスケット１００ａが装置５００によって圧縮されると対向面６２０に密着するように構成されている。従って、ガスケット１００ａにおける第１環状凸部１２０と第３環状凸部１４０が設けられている部分は、装置５００における面取り部５３０と配管６００における対向面６２０によって圧縮される。なお、第３環状凸部１４０の外径は環状部材２００の内径よりも大きく設定されている。これにより、ガスケット１００ａに環状部材２００を装着させることで、これらを１部品として扱うことが可能となる。

以上のように構成される本実施例に係るガスケット１００ａ及び密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果を発揮することができる。そして、本実施例の場合には、第１環状凸部１２０が圧縮される際に、第３環状凸部１４０が対向面６２０に突き当たるまでは、第１環状凸部１２０に対して大きな圧縮力は作用しない。従って、第１環状凸部１２０が圧縮され過ぎてしまうことを、実施例１の場合に比べて、より一層抑制できる。

（変形例）
図５を参照して、上記実施例２の変形例を説明する。図５は本発明の実施例２の変形例に係る密封構造を示す模式的断面図である。この変形例においては、上記実施例２における環状部材２００の代わりに、配管６００における対向面６２０に装置５００に向かって突出する環状突出部６３０を形成している。なお、環状部材２００の代わりに環状突出部６３０を設けた構成以外の構成については、上記実施例２で示した構成と同一である。本実施例においても、上記実施例２の場合と同様の作用効果が発揮されることは言うまでもない。

１００，１００ａガスケット
１１０ガスケット本体部
１２０第１環状凸部
１３０第２環状凸部
１４０第３環状凸部
２００環状部材
５００装置
５１０端面
５２０挿通孔
５３０面取り部
６００配管
６１０胴体部
６２０対向面
６３０環状突出部

Claims

端面と、該端面に開口する挿通孔とを有し、かつ前記端面と挿通孔の内周面との間に面取り部が形成されている第１部材と、
前記端面に対向する対向面と、前記挿通孔に挿通される胴体部とを有する第２部材との間の隙間を封止して、ガス漏れを抑制する環状かつゴム製のガスケットであって、
第１部材における前記端面によって前記対向面に向かって圧縮されるガスケット本体部と、
該ガスケット本体部から第１部材に向かって突出し、前記面取り部によって前記対向面に向かって圧縮され、かつ先端に向かって先細りする湾曲面で構成される第１環状凸部と、
前記ガスケット本体部から内周面側に向かって突出し、前記胴体部によって径方向の外側に向かって圧縮される第２環状凸部と、
を備えることを特徴とするガスケット。
前記ガスケット本体部は、前記対向面とガスケット本体部との間に配置される環状部材または前記対向面に形成された環状突出部と、第１部材における前記端面とによって圧縮されると共に、
前記胴体部と前記環状部材または環状突出部との間の環状隙間に向かって前記ガスケット本体部から突出し、第１部材によって圧縮される前の状態では前記対向面から離れており、第１部材によって圧縮されると前記対向面に密着する第３環状凸部を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
端面と、該端面に開口する挿通孔とを有し、かつ前記端面と挿通孔の内周面との間に面取り部が形成されている第１部材と、
前記端面に対向する対向面と、前記挿通孔に挿通される胴体部とを有する第２部材と、
第１部材と第２部材の間の隙間を封止して、ガス漏れを抑制する環状かつゴム製のガスケットと、
を備える密封構造において、
前記ガスケットは、
第１部材における前記端面によって前記対向面に向かって圧縮されるガスケット本体部と、
該ガスケット本体部から第１部材に向かって突出し、前記面取り部によって前記対向面に向かって圧縮され、かつ先端に向かって先細りする湾曲面で構成される第１環状凸部と、
前記ガスケット本体部から内周面側に向かって突出し、前記胴体部によって径方向の外側に向かって圧縮される第２環状凸部と、
を備えることを特徴とする密封構造。
前記対向面とガスケット本体部との間に配置される環状部材を備え、
前記ガスケット本体部は、第１部材における前記端面と前記環状部材とによって圧縮されると共に、
前記ガスケットは、前記胴体部と前記環状部材との間の環状隙間に向かって前記ガスケット本体部から突出し、第１部材によって圧縮される前の状態では前記対向面から離れており、第１部材によって圧縮されると前記対向面に密着する第３環状凸部を備えることを特徴とする請求項３に記載の密封構造。
前記対向面には第１部材に向かって突出する環状突出部が形成されており、
前記ガスケット本体部は、第１部材における前記端面と前記環状突出部とによって圧縮されると共に、
前記ガスケットは、前記胴体部と前記環状突出部との間の環状隙間に向かって前記ガスケット本体部から突出し、第１部材によって圧縮される前の状態では前記対向面から離れており、第１部材によって圧縮されると前記対向面に密着する第３環状凸部を備えることを特徴とする請求項３に記載の密封構造。