JP2645914B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る密封装置は、例えば内部を硬度（10
^-11torr程度）の真空に保持する真空容器本体と、この
真空容器本体の開口に被着する蓋との間の気密を保持す
る場合、或は各種液体を貯溜しておく為の容器本体と、
この容器本体の開口に被着する蓋との間等、内部を比較
的低圧（10kgf/cm²以下）の陽圧に保持する容器内外の
気密及び液密を保持する場合に利用する。

（従来の技術） 真空容器本体の開口部、或は各種薬品等を貯溜してお
く為の容器本体の上端開口は蓋により塞ぐが、この蓋の
片面（貯溜容器用の場合下面）と、容器本体の開口縁部
で上記開口周囲部分との間には、シールリングを設け
て、真空容器本体内に外気が流入するのを防止したり、
或は容器本体内に貯溜された液体並びにこの液体を蒸発
する事で発生した蒸気が外部に漏洩する事を防止する。

この様に蓋と容器本体との間に設けるシールリングと
して一般的には、ゴム製のＯリングが考えられるが、ゴ
ム製のＯリングの場合、ゴム自体が微量のガスを発生す
る為、真空容器本体内にこのガスが侵入する事による不
都合が生じる他、ガスバイヤー性が必ずしも十分とは言
えず、真空容器本体内に外気が侵入したり、或は容器本
体内の蒸気が外部に漏洩するのを完全に防止できない等
の問題がある。

この為従来から、第５〜６図に示す様に、弾性を有す
る金属板により断面円形（第５図）或はＣ字形（第６
図）に形成され、全体を環状とされたシールリング１
を、蓋と容器本体との間に挾持する事が行なわれてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第５〜６図に示す様な、円形或はＣ字形断
面を有するシールリング１の場合、締め付けに要する力
が100kgf/cm以上と、高さ方向（第５〜６図の上下方
向）に亙る剛性が高過ぎて、十分なシール性を得る為に
要する締め付け力が大きくなり、容器本体に蓋を固定す
る作業が面倒になる。シールリング１を構成する金属板
を薄くする等により、締め付け力を小さく（例えば25〜
40kgf/cm）すると、使用後にシールリング１が塑性変形
を起こしてしまう。この様に塑性変形を起こしたシール
リング１は、シール性に乏しく、再使用する事ができな
い。

高さ方向に亙る剛性を低くして、小さく締め付け力で
十分なシール性を得、しかもシールリングを再使用可能
とする為には、例えば第７図に示す様な断面形状を有
し、高さ方向に亙る剛性が比較的低いシールリング1aを
使用する事が考えられる。ところが、単に第５〜６図に
示す様なシールリング１を、第７図に示す様なシールリ
ング1aに変えただけでは、十分なシール性を得る事が難
しい。

即ち、第７図に示す様なシールリング1aを、第８図に
示す様に、シールリング1aの幅寸法ｗよりも大きな幅寸
法Ｗを有する係止溝２内に装着し、このシールリング1a
を蒸気係止溝２の底面３と蓋（図示せず）の下面との間
で強く挾持すると、シールリング1aの幅寸法ｗが広がる
傾向となる。この為、このシールリング1aの高さ方向に
亙る突っ張り力が小さくなってしまう。

この結果、シールリング1aの上下両端縁が係止溝２の
底面３及び蓋の下面に当接する圧力が低くなる。従っ
て、シールリング1aの上端部が係止溝２から突しなくな
る迄（シールリング1aの高さ寸法ｈが係止溝２の深さ寸
法ｄと等しくなる迄）蓋を容器本体に対し締め付けたと
しても、十分なシール性を得られなくなる。

本発明の密封装置は、上述の様な問題を何れも解決す
るものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の密封装置は、弾性を有する金属板を曲げ形成
する事により造られ、互いに同心に配置された内径側筒
部の軸方向一端縁と外径側筒部の軸方向他端縁とを屈曲
部によって連続される事により、断面の少なくとも一部
にＳ字形部分を有し、全体を環状に形成され、軸方向に
亙る寸法である高さ寸法を弾性的に収縮自在なシールリ
ングと、互いの接合部を密封すべき１対の部材のうち、
一方の部材に設けた開口の周囲に、全周に亙って形成さ
れた係止溝とから構成される。

そして、この係止溝の内側面同士の間隔である係止溝
の幅寸法を、上記内径側筒部の内周面と上記外径側筒部
の外周面との直径方向に亙る距離であるシールリングの
幅寸法とほぼ一致させる事により、シールリングを上記
係止構内にがたつきなく嵌装している。これと共に、上
記係止溝の深さ寸法を、上記シールリングの自由状態で
の高さ寸法よりも小さくしている。

（作 用） 上述の様に構成される本発明の密封装置の場合、シー
ルリング自体の高さ方向に亙る剛性が徒に高くない為、
互いの接合部を密封すべき１対の部材同士の締め付け力
をあまり大きくしなくても、十分なシール性を得る事が
できる。しかも、締め付け力を過大にする必要がなく、
上記シールリングを傷める事がない為、このシールリン
グを再使用する事もできる。

又、上記１対の部材同士を締め付ける場合に、締め付
けに伴なってシールリングの幅寸法が広がる事がない。
即ち、シールリングを構成する内径側筒部の内周面と外
径側筒部の外周面とは、それぞれ係止溝の内側面に近傍
若しくは当接しているので、これら内周面と外周面との
直径方向に亙る距離であるシールリングの幅寸法が広が
る事はない。従って、シールリングを圧縮する事により
所定の反発力を得る事ができて、安定したシール性能を
得られる。

（実施例） 第１図は本発明の第一実施例を示している。本発明の
密封装置に組み込むシールリング1aは、例えば板厚が0.
4〜0.5mm程度のステンレス鋼板等の弾性を有する金属板
を、幅寸法ｗが4mm程度の断面略横Ｓ字形に折り曲げ形
成し、更に全体を円環状に形成する事により構成されて
いる。

即ち、このシールリング1aは、互いに同心に配置され
た内径側筒部11の軸方向（第１図の上下方向）一端縁
（第１図の上端縁）と外径側筒部12の軸方向他端縁（第
１図の下端縁）とを屈曲部13により連続させた断面略横
Ｓ字形で、全体を円環状に形成されている。従って、上
記幅寸法ｗとは、上記内径側筒部11の内周面と上記外径
筒部12の外周面との直径方向（第１図の左右方向）に亙
る距離である。

又、上記内径側筒部11と外径側筒部12とを軸方向に亙
って互いにずらす事により、高さ寸法ｈを弾性的に収縮
自在としている。尚、この高さ寸法ｈを収縮させる為に
要する力は、内外周の非拘束時、即ち、上記シールリン
グ1aを後述する係止溝2a内に嵌装しない状態に於いて、
１〜30kgf/cmとしている。

一方、互いの接合部を密封すべき１対の部材である。
容器本体５と蓋（図示せず）とのうち、一方の部材であ
る容器本体５の開口６の周囲に設けたフランジ４の上面
には、深さ寸法ｄが3mm程度の係止溝2aを、上記開口６
を囲んで、上記フランジ４の全周に亙り形成している。

そして、上記係止溝2aの幅寸法ｗ′を4mm程度と、上
記シールリング1aの幅寸法ｗとほぼ一致させて（ｗ≒
ｗ′）いる。この結果、上記シールリング1aは、上記係
止溝2a内にがたつきなく嵌装された状態となる。即ち、
この状態で上記シールリング1aを構成する内径側筒部11
の内周面と外径側筒部12の外周面とは、それぞれ上記係
止溝2aの内側面に近接若しくは当接する。尚、上記シー
ルリング1aの高さ寸法ｈは、上記係止溝2aの深さ寸法ｄ
よりも少し大きく（ｈ＞ｄ）している。従って、上述の
様にシールリング1aを係止溝2a内に嵌装した状態で、こ
のシールリング1aの上端部は、上記フランジ４の上面か
ら1mm程度突出する。

上述の様に構成される本発明の密封装置の場合、シー
ルリング1a自体の高さ方向に亙る剛性が徒に高くない。
この為、容器本体５の開口６を塞ぐ蓋をフランジ４に対
して締め付ける際の、締め付け力をあまり大きくしなく
ても、フランジ４の上面と蓋の下面との間のシール性を
十分に確保する事ができる。しかも、締め付け力を過大
にする必要がなく、締め付けに伴って上記シールリング
1aを傷める事がない為、一度蓋を開放した後、再び蓋を
閉じる際に、それ迄使用していたシールリング1aを再使
用する事もできる。

又、係止溝2aの幅寸法ｗ′とシールリング1aの幅寸法
ｗとがほぼ一致しており、蓋をフランジ４に対し締め付
けるのに伴なって、上記シールリング1aの幅寸法ｗが広
がる事がない。即ち、上記内径側筒部11が直径方向内側
に変異する事も、上記外径側筒部12が直径方向外方に変
位する事も、これら各筒部11、12と上記係止溝2aの内側
面との当接により阻止される為、上記幅寸法ｗが広がる
事がない。この為、シールリング1aを圧縮する事に伴う
弾性変形に基づく反発力が、このシールリング1aの高さ
寸法ｈを大きくする方向に有効に作用して、所定の反発
力を得る事ができる。

この結果、シールリング1aの上下両端部と、係止溝2a
の底面3a並びに蓋の下面との当接圧が所望値通りになっ
て、このシールリング1aにより、安定したシール性能を
得る事ができる。

次に、第２図は本発明の第二実施例を示している。本
実施例の場合、シールリング1aの上下両端部をそれぞれ
外方域は内方に向け直角に折り曲げる事により、折り曲
げ部7a、7bを形成している。即ち、内径側筒部11の先端
縁（第２図の下端縁）を直径方向内方（第２図の右方）
に折り曲げる事により折り曲げ部7bを、外径側筒部12の
先端縁（第２図の上端縁）を直径方向外方（第２図の左
方）に折り曲げる事により下り曲げ部7aを、それぞれ形
成している。そして、これら各折り曲げ部7a、7bを、蓋
の下面或は係止溝2aの底面3aに弾接させている。

この結果本実施例の場合、幅の狭いシールリング1aの
端縁が係止溝2aの底面3aや蓋の下面に突き当たる事がな
くなって、各面が傷付きにくくなり、シール性がより安
定したものとなる。

尚、第２図に示した第二実施例の場合、シールリング
1aの下端部を内方に向け折り曲げる事により、折り曲げ
部7bとしている為、係止溝2aの内周側部分を、着脱自在
な環体８により区画している。この環体８の下面外周寄
り部分には、上記折り曲げ部7aとの生を防止する為の段
部９を形成している。シールリング1aを係止溝2a内に装
着する場合には、上記環体８を外した状態でシールリン
グ1aを係止溝2aの底面3aに載置した後、上記環体８をシ
ールリング1aの内側に嵌込む。又、係止溝2aの外周側開
口縁部には、上記折り曲げ部7aを収納する為の切り欠き
部10を形成している。本例の場合、係止溝2aの幅寸法と
は、上記段部９以外の環体８の外周面と上記切り欠き部
10以外の係止溝2aの内周面との間隔を言う。

その他の構成及び作用は、前述の第一実施例の場合と
同様である。尚、シールリング1aの下端の折り曲げ部7b
を、直径方向外方に向けて形成すれば、上述の様に、フ
ランジ４と別体の環体８を設ける必要はない。同様に、
シールリング1a上端の折り曲げ部7aを、直径方向内方に
向けて形成すれば、上記切り欠き部18は不要となる。

次に、第３図は、本発明の第三実施例を示している。
本実施例の場合、シールリング1aの断面を略横Ｓ字形に
形成しているが、このシールリング1aを構成する内径側
筒部11及び外径側筒部12の先端縁よりも湾曲部14b、14a
を軸方向（第３図の上下方向）に突出させている。従っ
て本実施例の場合には、密封装置の使用時には、これら
各湾曲部14a、14bが、係止溝2aの底面3a（第１〜２図）
や蓋の下面に弾接する。この為本実施例の場合には、幅
の狭いシールリング1aの端縁が係止溝2aの底面3aや蓋の
下面に突き当たる事がなくなって、各面が傷付きにくく
なり、シール性がより安定したものとなる。

次に、第４図は、本発明の第四実施例を示している。
本実施例の場合には、シールリング1aを構成する内径側
筒部11と外径側筒部12とを連続させる屈曲部13の断面形
状を波形に形成する事により、断面形状の一部をＳ字形
としている。この様な形状を有するシールリング1aを組
み込んだ密封装置の作用自体は、前述した第一実施例の
場合と同様である。

（発明の効果） 本発明の密封装置は、以上に述べた通り構成され作用
する為、比較的小さな締め付け力で十分なシール性を得
る事ができ、密封装置の組み立て作業の能率化を図れ
る。

しかも一度使用したシールリングを再度使用する事が
できる為、密封装置を繰り返し使用する場合のコスト低
減を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を、第２図は同第二実施例
をそれぞれ示す部分断面図、第３〜４図は、それぞれ本
発明の第三〜第四実施例に使用するシールリングの断面
形状を示す、それぞれ断面図、第５〜６図は従来の密封
装置に組み込まれていたシールリングの断面形状の２例
を示す断面図、第７図は本発明の前提となるシールリン
グの断面図、第８図はこのシールリングを幅広の係止溝
に装着した状態を示す断面図である。 １、1a:シールリング、２、2a、係止溝、３、3a:底面、
4:フランジ、5:容器本体、6:開口、7a、7b:折り曲げ
部、8:環体、9:段部、10:切り欠き部、11:内径側筒部、
12:外径側筒部、13:屈曲部、14a、14b:湾曲部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性を有する金属板を曲げ形成する事によ
   り造られ、互いに同心に配置された内径側筒部の軸方向
   一端縁と外径側筒部の軸方向他端縁とに屈曲部によって
   連続させる事により、断面の少なくとも一部にＳ字形部
   分を有し、全体を環状に形成され、軸方向に亙る寸法で
   ある高さ寸法を弾性的に収縮自在なシールリングと、互
   いの接合部を密封すべき１対の部材のうち、一方の部材
   に設けた開口の周囲に、全周に亙って形成された係止溝
   とから成り、この係止溝の内側面同士の間隔である係止
   溝の幅寸法を、上記内径側筒部の内周面と上記外径側筒
   部の外周面との直径方向に亙る距離であるシールリング
   の幅寸法とほぼ一致させる事により、シールリングを上
   記係止溝内にがたつきなく嵌装すると共に、上記係止溝
   の深さ寸法を、上記シールリングの自由状態での高さ寸
   法よりも小さくした密封装置。