JP5563248B2 - 金具付きゴムシール - Google Patents
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Description
即ち、図11は全体が環状の金具31の幅方向中間の凹溝32,32に、山型の横断面形状の密封用突隆ゴム部33,33を一体固着したガスケットを例示する。
一対の平行な接触平坦面部34,34を矢印35方向から接近させてゆけば、突隆ゴム部33の頂部が接触して圧縮変形して、凹溝32内へ弾性変形する。金具31は板状であって、平坦面部34,34と平行方向に介在させるが、その横断面形状は、内径側の第1矩形41と外径側の第2矩形42と、薄肉一文字連結片部43とから成り、このような横断面形状に機械加工する上で、加工工数と手間が増えて、コスト高となるという問題があった。
また、相互に平行な一対の接触平坦面部の間に介装される全体が環状の金具付きゴムシールであって、上記一対の接触平坦面部に接触して相互接近に伴って弾性圧縮変形する内径側密封用突隆部及び外径側密封用突隆部を有するゴムシール部と、上記ゴムシール部に一体化されると共に上記一対の接触平坦面部の一層の相互接近に伴って捩れ弾性変形を生じ該捩れ弾性変形の弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部の所定値以上の相互接近を阻止する金具と、から成り、上記ゴムシール部は、中間壁部と、その内径端・外径端の円形膨出部を有し、該円形膨出部の直径寸法は、上記中間壁部の厚さ寸法よりも大きく、上記密封用突隆部は、円形膨出部の一部分をもって構成され、上記金具は、横断面形状が弯曲S字状又は弯曲Z字状に形成され、上記ゴムシール部の上記中間壁部に一部乃至全体が埋設状として設けられ、かつ、相互に接近する上記接触平坦面部に対して、上記金具よりも先に、まず、上記突隆部が接触し、該突隆部の上記弾性圧縮変形によって緩やかな勾配にて締付力が増加するゴム圧縮領域から、所定圧縮量に於て、上記金具が上記平坦面部に接触して上記捩れ弾性変形の弾性復元力によって急峻勾配にて締付力が増加する金具弾性領域へ、移行するように構成した。
また、相互に平行な一対の接触平坦面部の間に介装される全体が環状の金具付きゴムシールであって、上記一対の接触平坦面部に接触して相互接近に伴って弾性圧縮変形する内径側密封用突隆部及び外径側密封用突隆部を有するゴムシール部と、上記ゴムシール部に一体化されると共に上記一対の接触平坦面部の一層の相互接近に伴って捩れ弾性変形を生じ該捩れ弾性変形の弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部の所定値以上の相互接近を阻止する金具と、から成り、上記ゴムシール部は、中間壁部と、その内径端・外径端の円形膨出部を有し、該円形膨出部の直径寸法は、上記中間壁部の厚さ寸法よりも大きく、上記密封用突隆部は、円形膨出部の一部分をもって構成され、上記金具は、横断面形状が折曲S字状又は折曲Z字状であって、金具中央片部の上記一対の接触平坦面部に対する傾斜角度を、10°〜80°に設定し、上記ゴムシール部の上記中間壁部に一部乃至全体が埋設状として設けられ、かつ、相互に接近する上記接触平坦面部に対して、上記金具よりも先に、まず、上記突隆部が接触し、該突隆部の上記弾性圧縮変形によって緩やかな勾配にて締付力が増加するゴム圧縮領域から、所定圧縮量に於て、上記金具が上記平坦面部に接触して上記捩れ弾性変形の弾性復元力によって急峻勾配にて締付力が増加する金具弾性領域へ、移行するように構成した。
また、全体が環状のゴムシール部に内圧又は外圧が作用した際に上記ゴムシール部のラジアル外方又はラジアル内方へのはみ出しを、上記金具が上記弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部に対して接近乃至接触して、防止するように構成した。
また、上記金具は、ゴムシール部に一部乃至全体が埋設状に設けられると共に埋設部位に小貫孔を形成して、分断されたゴムシール部のゴム部材が該小貫孔に侵入して連結ゴム部を形成するよう構成した。
図1と図2に於て第1の実施の形態を示し、図1は自由状態であり、図2は使用状態(圧縮状態)を示す。
10はゴムシール部であり、20は金具であって、モールド成形(射出モールド成形又はコンプレッションモールド成形)によって、ゴムシール部10が成形されて、金具20は埋込状として一体構造として成る。このモールド成形の際に、金具20に接着剤を付着させる場合と、付着させない場合とがある。
ゴムシール部10は、内径側端縁に密封用突隆部3,3を有し、かつ、外径側端縁に密封用突隆部4,4を有し、図1の横断面図では、中間壁部5と、その内径端・外径端の円形膨出部6,7を有する。この円形膨出部6,7の直径寸法Dは、帯板状中間壁部5の厚さ寸法T5 よりも大きく、前記密封用突隆部3,3,4,4は、円形膨出部6,7の一部分をもって構成される。
このように、金具20は、ゴムシール部10の中間壁部5に、上端辺21・下端辺22を除いて、全体に埋込状に、かつ、傾斜状として設けられている。
つまり、図1に於て、左右点対称の左半部(外径側半部)と右半部(内径側半部)とは、複数個の連結ゴム部9にて一体に連結されて、強度上の配慮が払われている。
さらに、金具20は、図1に示した横断面に於て、一対の接触平坦面部2,2に対して、10°〜80°の傾斜角度θをもって傾斜状に設けられる。
そして、突隆部3,4が圧縮弾性変形によって平坦面状として、中間壁部5と連続平面状となると同時に、金具20の上端辺21と下端辺22が、平坦面部2,2に当接(メタルタッチ)する。一対の該平坦面部2,2の一層の相互接近に伴って、ゴムシール部10は容易に圧縮弾性変形を生ずるのに対して、金具20に関しては、矢印F21,F22にて示す大きな押圧力(締付力)が金具20の上端辺21・下端辺22に作用し、矢印Mと反対方向に捩れ弾性変形を生ずる。金具20が平坦面部2,2の一層の相互接近に伴って、上記捩れ弾性変形を生じることで、図2中に矢印Mにて示す復元モーメント(弾性復元力)が発生し、この復元モーメントM―――弾性復元力―――によって、一対の平坦面部2,2が所定間隔値未満に相互接近することを、阻止する。
なお、金具20としてはバネ用ステンレス鋼等の適度の剛性と高弾発性を有する金属が望ましい。また、上述の小貫孔8を有することによって、ゴムモールド成形の際に、接着剤無しでの成形も可能である。なお、小貫孔8を省略することも可能で、加硫接着成形にて実現可能である。なお、(図示省略したが)薄いゴム膜が、上端辺21・下端辺22に被覆形成していても、自由である。また、ゴムシール部10のゴムの材質は、その選定は自由である。また、突隆部3,4の形状としては、円弧山型状以外に、2山型や3山型としたり、角山型とする等、その横断面形状は設計変更可能である。要は、両突隆部3,3及び両突隆部4,4間の厚さ寸法Dが、金具20の厚さ寸法T20よりも大きく設定されて、各突隆部3,4が上下に突出して、相互に接近する平坦面部2,2に対して、金具20よりも先に、まず、突隆部3,4が接触すれば十分である。
ところが、所定圧縮量X0 に於て、金具20が平坦面部2,2に接触(メタルタッチ)すると、図2で述べたように、捩り弾性変形を開始して、急な勾配をもって、締付力Yが増加し、図10に例示の点Kにて、締付作業を完了する。
このように、前記点Jから点K(を越えるところ)までが、金具弾性変形領域Hである。従来例の破線40Aが横軸Xに対して垂直状に立ち上っていたのに比較して、本発明のシールは、比較的傾斜した実線にて示される。従って、締付け過ぎによるボルトの破損が防止できる。あるいは、ボルトの緩み止めも期待できる。
また、図3(B)は本発明と関係が深い第2の参考例を示す要部断面図であって、図1,図2に示した金具20の外径側傾斜端面20aから、外径側のゴム部を省略(除去)した形状であり、それ以外の構成は、図1,図2と同様であるので説明を省略するが、この第2の参考例も内径側の円形膨出部6に内圧P0 が図4のように作用する密封構造用に使用される。
なお、図3(A)(B)に於て、突隆部3,3の形状としては、円弧山型の場合を例示したが、これ以外に、2山型や3山型としたり、角山型とするも自由である。要するに、両突隆部3,3間の厚さ寸法Dが金具20の厚さ寸法T20よりも十分大きく設定して、まず、ゴムシール部10が圧縮弾性変形を生じ、その後に、金具20が圧縮弾性変形を生じればよい。この図3(A)(B)に於ても、図10にて既述したような特性グラフ図を示す。即ち、緩やかな勾配のゴム圧縮領域Gを示した後に、急峻勾配の金具弾性領域Hとなる。
なお、図6の実施の形態では、金具中央片部24の傾斜角度θを45°〜80°と大きく設定することで、高圧の流体圧力P0 用とすることも容易である。
矩形部25は平坦面部2と平行な方向に長辺を有し、それと直交する(上下)方向に短辺を有し、この矩形部25内に、金具20が埋込状に一体に設けられ、2個の略半円部26,27は点対称位置に配設される。
一方の略半円部26は矩形部25の上方の長辺の内径側に突設されて、一方の平坦面部2に接触する密封用突隆部3を構成し、他方の略半円部27は矩形部25の下方の長辺の外径側に突設されて、他方の平坦面部2に接触する密封用突隆部4を構成している。
なお、図7〜図9の各参考例に於て、全体輪郭線形状は図示の横断面形状に限らず、例えば、突隆部3,4を三角山型や台形山型や2山型等としても良く、また、矩形部25の上下の長辺を傾斜させた平行四辺形とする等も、自由である。
要するに、本発明は、金具20の捩れ弾性変形の反力としての弾性復元力、及び、十分な圧縮量を確保できるゴムシール部10の弾性復元力とを、巧妙に結合したシールであり、接触平坦面部2が長手方向に波打っていたり、凹凸が存在していても、追随して密封用突隆部3,4は常時密接して、優れたシール性能を発揮する。
また、上記金具20は、横断面形状が折曲S字状又は折曲Z字状であって、金具中央片部24の上記一対の接触平坦面部2,2に対する傾斜角度θを、10°〜80°に設定したので、金具20とシール部10との接着面積が増加して、相互に強固に一体化でき、寿命が延びる。さらに、θ<10°では弾性復元力が過小となり、かつ、金具20の弾性変形量が過小となり、逆に、θ>80°では、弾性変形が生じ難く、剛性が過大となるが、本発明では10°≦θ≦80°であることによって、適正な弾性復元力が得られる。
また、上記金具20は、ゴムシール部10に一部乃至全体が埋設状に設けられると共に埋設部位23に小貫孔8を形成して、分断されたゴムシール部10のゴム部材が該小貫孔8に侵入して連結ゴム部9を形成するよう構成したので、ゴムシール部10と金具20の強固な一体構造が得られ、シール寿命が延びる。
3,4 密封用突隆部
5 中間壁部
6,7 円形膨出部
8 小貫孔
9 連結ゴム部
10 ゴムシール部
20 金具
23 埋設部
24 金具中央片部
D 直径寸法
T5 厚さ寸法
Y 締付力
θ 傾斜角度
G ゴム圧縮領域
H 金具弾性領域
X 0 所定圧縮量
Claims (5)
- 相互に平行な一対の接触平坦面部(2)(2)の間に介装される全体が環状の金具付きゴムシールであって、
上記一対の接触平坦面部(2)(2)に接触して相互接近に伴って弾性圧縮変形する内径側密封用突隆部(3)及び外径側密封用突隆部(4)を有するゴムシール部(10)と、
上記ゴムシール部(10)に一体化されると共に上記一対の接触平坦面部(2)(2)の一層の相互接近に伴って捩れ弾性変形を生じ該捩れ弾性変形の弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部(2)(2)の所定値以上の相互接近を阻止する金具(20)と、
から成り、
上記ゴムシール部(10)は、中間壁部(5)と、その内径端・外径端の円形膨出部(6)(7)を有し、該円形膨出部(6)(7)の直径寸法(D)は、上記中間壁部(5)の厚さ寸法(T5)よりも大きく、上記密封用突隆部(3)(3)(4)(4)は、円形膨出部(6)(7)の一部分をもって構成され、
上記金具(20)は、横断面形状が細長状平行四辺形状であって、上記一対の接触平坦面部(2)(2)に対して、10°〜80°の傾斜角度(θ)をもって傾斜状に、上記ゴムシール部(10)の上記中間壁部(5)に一部乃至全体が埋設状として設けられ、
かつ、相互に接近する上記接触平坦面部(2)(2)に対して、上記金具(20)よりも先に、まず、上記突隆部(3)(4)が接触し、該突隆部(3)(4)の上記弾性圧縮変形によって緩やかな勾配にて締付力(Y)が増加するゴム圧縮領域(G)から、所定圧縮量(X 0 )に於て、上記金具(20)が上記平坦面部(2)(2)に接触して上記捩れ弾性変形の弾性復元力によって急峻勾配にて締付力(Y)が増加する金具弾性領域(H)へ、移行するように構成したことを特徴とする金具付きゴムシール。 - 相互に平行な一対の接触平坦面部(2)(2)の間に介装される全体が環状の金具付きゴムシールであって、
上記一対の接触平坦面部(2)(2)に接触して相互接近に伴って弾性圧縮変形する内径側密封用突隆部(3)及び外径側密封用突隆部(4)を有するゴムシール部(10)と、
上記ゴムシール部(10)に一体化されると共に上記一対の接触平坦面部(2)(2)の一層の相互接近に伴って捩れ弾性変形を生じ該捩れ弾性変形の弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部(2)(2)の所定値以上の相互接近を阻止する金具(20)と、
から成り、
上記ゴムシール部(10)は、中間壁部(5)と、その内径端・外径端の円形膨出部(6)(7)を有し、該円形膨出部(6)(7)の直径寸法(D)は、上記中間壁部(5)の厚さ寸法(T 5 )よりも大きく、上記密封用突隆部(3)(3)(4)(4)は、円形膨出部(6)(7)の一部分をもって構成され、
上記金具(20)は、横断面形状が弯曲S字状又は弯曲Z字状に形成され、上記ゴムシール部(10)の上記中間壁部(5)に一部乃至全体が埋設状として設けられ、
かつ、相互に接近する上記接触平坦面部(2)(2)に対して、上記金具(20)よりも先に、まず、上記突隆部(3)(4)が接触し、該突隆部(3)(4)の上記弾性圧縮変形によって緩やかな勾配にて締付力(Y)が増加するゴム圧縮領域(G)から、所定圧縮量(X 0 )に於て、上記金具(20)が上記平坦面部(2)(2)に接触して上記捩れ弾性変形の弾性復元力によって急峻勾配にて締付力(Y)が増加する金具弾性領域(H)へ、移行するように構成したことを特徴とする金具付きゴムシール。 - 相互に平行な一対の接触平坦面部(2)(2)の間に介装される全体が環状の金具付きゴムシールであって、
上記一対の接触平坦面部(2)(2)に接触して相互接近に伴って弾性圧縮変形する内径側密封用突隆部(3)及び外径側密封用突隆部(4)を有するゴムシール部(10)と、
上記ゴムシール部(10)に一体化されると共に上記一対の接触平坦面部(2)(2)の一層の相互接近に伴って捩れ弾性変形を生じ該捩れ弾性変形の弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部(2)(2)の所定値以上の相互接近を阻止する金具(20)と、
から成り、
上記ゴムシール部(10)は、中間壁部(5)と、その内径端・外径端の円形膨出部(6)(7)を有し、該円形膨出部(6)(7)の直径寸法(D)は、上記中間壁部(5)の厚さ寸法(T 5 )よりも大きく、上記密封用突隆部(3)(3)(4)(4)は、円形膨出部(6)(7)の一部分をもって構成され、
上記金具(20)は、横断面形状が折曲S字状又は折曲Z字状であって、金具中央片部(24)の上記一対の接触平坦面部(2)(2)に対する傾斜角度(θ)を、10°〜80°に設定し、上記ゴムシール部(10)の上記中間壁部(5)に一部乃至全体が埋設状として設けられ、
かつ、相互に接近する上記接触平坦面部(2)(2)に対して、上記金具(20)よりも先に、まず、上記突隆部(3)(4)が接触し、該突隆部(3)(4)の上記弾性圧縮変形によって緩やかな勾配にて締付力(Y)が増加するゴム圧縮領域(G)から、所定圧縮量(X 0 )に於て、上記金具(20)が上記平坦面部(2)(2)に接触して上記捩れ弾性変形の弾性復元力によって急峻勾配にて締付力(Y)が増加する金具弾性領域(H)へ、移行するように構成したことを特徴とする金具付きゴムシール。 - 全体が環状のゴムシール部(10)に内圧又は外圧が作用した際に上記ゴムシール部(10)のラジアル外方又はラジアル内方へのはみ出しを、上記金具(20)が上記弾性復元力によって上記一対の接触平坦面部(2)(2)に対して接近乃至接触して、防止するように構成した請求項1,2又は3記載の金具付きゴムシール。
- 上記金具(20)は、ゴムシール部(10)に一部乃至全体が埋設状に設けられると共に埋設部位(23)に小貫孔(8)を形成して、分断されたゴムシール部(10)のゴム部材が該小貫孔(8)に侵入して連結ゴム部(9)を形成するよう構成した請求項1,2,3又は4記載の金具付きゴムシール。
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