JPH07332498A - メタルリング - Google Patents
メタルリングInfo
- Publication number
- JPH07332498A JPH07332498A JP14855494A JP14855494A JPH07332498A JP H07332498 A JPH07332498 A JP H07332498A JP 14855494 A JP14855494 A JP 14855494A JP 14855494 A JP14855494 A JP 14855494A JP H07332498 A JPH07332498 A JP H07332498A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal ring
- ring
- shape memory
- coil spring
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 密封特性、及び繰り返し使用するための復元
特性が良好なメタルＣリングを提供すること。 【構成】 コイルバネを収納したメタルＣリングにおい
て、コイルバネ及びＣリングの材料を形状記憶合金とす
る。
特性が良好なメタルＣリングを提供すること。 【構成】 コイルバネを収納したメタルＣリングにおい
て、コイルバネ及びＣリングの材料を形状記憶合金とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コイルバネを有するメ
タルリングに関し、さらに詳しくは半導体関連機器、継
手部のシール部材等に用いられる、断面Ｃ型のリング部
材にコイルバネを収納したメタルＣリングに関するもの
である。
タルリングに関し、さらに詳しくは半導体関連機器、継
手部のシール部材等に用いられる、断面Ｃ型のリング部
材にコイルバネを収納したメタルＣリングに関するもの
である。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】メタル
リングは一般の合成ゴムや合成樹脂などの有機材料が使
用できないような高温、超低温をはじめ高圧、真空容器
などのシール部材として使用されている。メタルリング
の中でもシール性を向上させたコイルバネを収納したメ
タルＣリングは、半導体関連機器、継手部のシール部材
として多用されている。上記メタルＣリングのジャケッ
ト及びコイルバネの材質は、通常耐熱性、密封特性から
純ニッケルまたはＳＵＳ３１６Ｌ製が用いられている。
これらのメタルリングは一般的に高価であり、できる限
り長期間、また再使用可能なものが要求されている。
リングは一般の合成ゴムや合成樹脂などの有機材料が使
用できないような高温、超低温をはじめ高圧、真空容器
などのシール部材として使用されている。メタルリング
の中でもシール性を向上させたコイルバネを収納したメ
タルＣリングは、半導体関連機器、継手部のシール部材
として多用されている。上記メタルＣリングのジャケッ
ト及びコイルバネの材質は、通常耐熱性、密封特性から
純ニッケルまたはＳＵＳ３１６Ｌ製が用いられている。
これらのメタルリングは一般的に高価であり、できる限
り長期間、また再使用可能なものが要求されている。
【０００３】しかしながら、上記メタルＣリングは、耐
熱性、密封特性は比較的良好であったものの、繰り返し
使用するための復元特性は十分とは言えなかった。すな
わち、従来までの純ニッケルまたはＳＵＳ３１６Ｌ製等
からなるメタルＣリングでは、弾性復元力はある程度有
するものの、内、外圧力変動の大きな条件下で数回繰り
返し使用するとシール性能の点で問題が生じることがあ
った。
熱性、密封特性は比較的良好であったものの、繰り返し
使用するための復元特性は十分とは言えなかった。すな
わち、従来までの純ニッケルまたはＳＵＳ３１６Ｌ製等
からなるメタルＣリングでは、弾性復元力はある程度有
するものの、内、外圧力変動の大きな条件下で数回繰り
返し使用するとシール性能の点で問題が生じることがあ
った。
【０００４】本発明の目的は、密封特性が良好でかつ繰
り返し使用しても復元特性が低下せず、繰り返し使用可
能なメタルＣリングを提供することである。
り返し使用しても復元特性が低下せず、繰り返し使用可
能なメタルＣリングを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、上記課題は、以下の手
段を用いることにより解決されることを見出だした。す
なわち、断面Ｃ型のリング部材にコイルバネを収納した
リング部材において、該断面Ｃ型のリング部材及びコイ
ルバネが形状記憶合金からなるメタルリングによって解
決される。さらには、上記形状記憶合金がニッケル−チ
タン系または銅−アルミニウム−ニッケル系とすること
によって解決される。
を解決すべく鋭意検討した結果、上記課題は、以下の手
段を用いることにより解決されることを見出だした。す
なわち、断面Ｃ型のリング部材にコイルバネを収納した
リング部材において、該断面Ｃ型のリング部材及びコイ
ルバネが形状記憶合金からなるメタルリングによって解
決される。さらには、上記形状記憶合金がニッケル−チ
タン系または銅−アルミニウム−ニッケル系とすること
によって解決される。
【０００６】
【作用】本発明では、断面Ｃ型のリング部材にコイルバ
ネを収納したリング部材において、該断面Ｃ型のリング
部材及びコイルバネの材料を形状記憶合金とすること
で、密封特性及び復元特性の優れたメタルリングとする
ことができる。
ネを収納したリング部材において、該断面Ｃ型のリング
部材及びコイルバネの材料を形状記憶合金とすること
で、密封特性及び復元特性の優れたメタルリングとする
ことができる。
【０００７】すなわち、断面Ｃ型のリング部材及びコイ
ルバネの両部材の材料を形状記憶合金とすることで、使
用中、メタルリングに機械的な歪み履歴が生じたとして
も、使用後に該メタルリングを所定の温度まで加熱する
ことにより該歪み履歴が消え、歪み履歴のないメタルリ
ングを再度使用できる。この作用は、断面Ｃ型のリング
部材及びコイルバネの両部材の材料を形状記憶合金とす
ることの相乗効果によるものと推定され、断面Ｃ型のリ
ング部材またはコイルバネの片方のみの材料が形状記憶
合金であっても、本発明の作用効果は得られない。
ルバネの両部材の材料を形状記憶合金とすることで、使
用中、メタルリングに機械的な歪み履歴が生じたとして
も、使用後に該メタルリングを所定の温度まで加熱する
ことにより該歪み履歴が消え、歪み履歴のないメタルリ
ングを再度使用できる。この作用は、断面Ｃ型のリング
部材及びコイルバネの両部材の材料を形状記憶合金とす
ることの相乗効果によるものと推定され、断面Ｃ型のリ
ング部材またはコイルバネの片方のみの材料が形状記憶
合金であっても、本発明の作用効果は得られない。
【０００８】以下、本発明の実施例の一例について説明
する。なお、図１は本発明のメタルリングの一例を示す
概略図である。図２は図１のａ−ａ´で切断したときの
メタルリングの断面図である。本発明の断面Ｃ型のリン
グ部材の断面形状は略Ｃ型であれば良い。例えば、本発
明の変形例としては、図３、図４のような変形Ｃ型であ
ってもよい。
する。なお、図１は本発明のメタルリングの一例を示す
概略図である。図２は図１のａ−ａ´で切断したときの
メタルリングの断面図である。本発明の断面Ｃ型のリン
グ部材の断面形状は略Ｃ型であれば良い。例えば、本発
明の変形例としては、図３、図４のような変形Ｃ型であ
ってもよい。
【０００９】断面Ｃ型のリング部材にコイルバネを収納
したリング部材における、該断面Ｃ型のリング部材及び
コイルバネに用いられる形状記憶合金の種類には、特に
限定はないが、復元特性の点から、ニッケル−チタン系
または銅−アルミニウム−ニッケル系であることが好ま
しい。ニッケル−チタン系としては、Ｎｉ：４９ａｔ％
〜５１ａｔ％、Ｔｉ：５１ａｔ％〜４９ａｔ％、銅−ア
ルミニウム−ニッケル系としては、Ｃｕ：８３ｗｔ％〜
８１ｗｔ％、Ａｌ：１４ｗｔ％〜１４．５ｗｔ％、Ｎ
ｉ：３．０〜４．５ｗｔ％程度のものが好ましい。
したリング部材における、該断面Ｃ型のリング部材及び
コイルバネに用いられる形状記憶合金の種類には、特に
限定はないが、復元特性の点から、ニッケル−チタン系
または銅−アルミニウム−ニッケル系であることが好ま
しい。ニッケル−チタン系としては、Ｎｉ：４９ａｔ％
〜５１ａｔ％、Ｔｉ：５１ａｔ％〜４９ａｔ％、銅−ア
ルミニウム−ニッケル系としては、Ｃｕ：８３ｗｔ％〜
８１ｗｔ％、Ａｌ：１４ｗｔ％〜１４．５ｗｔ％、Ｎ
ｉ：３．０〜４．５ｗｔ％程度のものが好ましい。
【００１０】本発明の一実施例について、図面に基づい
て説明すると、本発明と従来例とが異なる点は、断面Ｃ
型のリング部材１及びコイルバネ２が形状記憶効果を有
する合金、すなわち、ある温度以上に加熱すると予め記
憶していた形状に変化し、もの形状に復元するような合
金にて形成されていることである。元の形状記憶させた
状態である図２に示されたメタルリングは、使用時にお
いては図５に示されたように締め付け力３、及び流体圧
４によって応力を受け、断面Ｃ型のリング部材１及びコ
イルバネ２には斜線部５において歪みが生じる。使用
後、、所定の温度以上に加熱してもとの形状に復元すれ
ば、形状が復元するだけでなく、使用時に生じた締め付
け力による歪みも消え、再使用可能となる。したがっ
て、密封特性は、初期の使用の場合と再使用の場合との
差はほとんどない。
て説明すると、本発明と従来例とが異なる点は、断面Ｃ
型のリング部材１及びコイルバネ２が形状記憶効果を有
する合金、すなわち、ある温度以上に加熱すると予め記
憶していた形状に変化し、もの形状に復元するような合
金にて形成されていることである。元の形状記憶させた
状態である図２に示されたメタルリングは、使用時にお
いては図５に示されたように締め付け力３、及び流体圧
４によって応力を受け、断面Ｃ型のリング部材１及びコ
イルバネ２には斜線部５において歪みが生じる。使用
後、、所定の温度以上に加熱してもとの形状に復元すれ
ば、形状が復元するだけでなく、使用時に生じた締め付
け力による歪みも消え、再使用可能となる。したがっ
て、密封特性は、初期の使用の場合と再使用の場合との
差はほとんどない。
【００１１】断面Ｃ型のリング部材の内径については用
途に応じて設計すればよく、例えば５０ｍｍ〜１００ｍ
ｍ程度であり、リング部材１の厚さは、均一であること
が望ましく、少なくとも０．５ｍｍ以上、好ましくは
１．０ｍｍ以上である。リング部材１の厚さが０．５ｍ
ｍ未満であると、復元特性の点に問題が生じる場合があ
る。
途に応じて設計すればよく、例えば５０ｍｍ〜１００ｍ
ｍ程度であり、リング部材１の厚さは、均一であること
が望ましく、少なくとも０．５ｍｍ以上、好ましくは
１．０ｍｍ以上である。リング部材１の厚さが０．５ｍ
ｍ未満であると、復元特性の点に問題が生じる場合があ
る。
【００１２】コイルバネは、外径が０．１〜３ｍｍ程度
の形状記憶合金からなる素線を用いたコイル外径０．５
〜３０ｍｍ程度の形状記憶合金からなるコイルバネであ
って、コイル平均径をＤ0 、素線径をｄとするときＤ0
／ｄで表されるバネ指数Ｃが１．０〜１０の範囲程度で
ある。好ましくは、バネ指数Ｃが２．０〜５である。バ
ネ指数Ｃが５よりも大きくても、２．０よりも小さくて
も、復元特性の点に問題が生じる場合がある。
の形状記憶合金からなる素線を用いたコイル外径０．５
〜３０ｍｍ程度の形状記憶合金からなるコイルバネであ
って、コイル平均径をＤ0 、素線径をｄとするときＤ0
／ｄで表されるバネ指数Ｃが１．０〜１０の範囲程度で
ある。好ましくは、バネ指数Ｃが２．０〜５である。バ
ネ指数Ｃが５よりも大きくても、２．０よりも小さくて
も、復元特性の点に問題が生じる場合がある。
【００１３】
【実施例】以下実施例を示す。
【実施例１】Ｃ型リング部材（外径５７ｍｍ、内径５０
ｍｍ、厚さ３．６ｍｍ）及びコイルバネ（素線の外径
０．５ｍｍ、コイル外径２．６ｍｍ、バネ指数Ｃ＝４．
２）が共にニッケル−チタン系の形状記憶合金（原子比
率Ｎｉ：Ｔｉ＝５０：５０）からなるメタルＣリングを
作成し、下記の条件して、密封特性、繰り返し使用性
（圧縮復元特性）について評価した。
ｍｍ、厚さ３．６ｍｍ）及びコイルバネ（素線の外径
０．５ｍｍ、コイル外径２．６ｍｍ、バネ指数Ｃ＝４．
２）が共にニッケル−チタン系の形状記憶合金（原子比
率Ｎｉ：Ｔｉ＝５０：５０）からなるメタルＣリングを
作成し、下記の条件して、密封特性、繰り返し使用性
（圧縮復元特性）について評価した。
【００１４】
【実施例２】実施例１で用いたニッケル−チタン系の形
状記憶合金に代えて銅−アルミニウム−ニッケル系形状
記憶合金を用いた以外は実施例１と同様にしてメタルＣ
リングを作成した。
状記憶合金に代えて銅−アルミニウム−ニッケル系形状
記憶合金を用いた以外は実施例１と同様にしてメタルＣ
リングを作成した。
【００１５】
【比較例１】実施例１で用いたニッケル−チタン系の形
状記憶合金に代えてＳＵＳ３１６Ｌを用いた以外は実施
例１と同様にしてメタルＣリングを作成した。
状記憶合金に代えてＳＵＳ３１６Ｌを用いた以外は実施
例１と同様にしてメタルＣリングを作成した。
【００１６】
【比較例２】実施例１で用いたニッケル−チタン系の形
状記憶合金からなるＣ型のリング部材に代えてＳＵＳ３
１６Ｌ合金からなるＣリング部材を用いた以外は実施例
１と同様にしてメタルＣリングを作成した。
状記憶合金からなるＣ型のリング部材に代えてＳＵＳ３
１６Ｌ合金からなるＣリング部材を用いた以外は実施例
１と同様にしてメタルＣリングを作成した。
【００１７】
【比較例３】実施例１で用いたニッケル−チタン系の形
状記憶合金からなるコイルバネに代えてＳＵＳ３１６Ｌ
合金からなるコイルバネを用いた以外は実施例１と同様
にしてメタルＣリングを作成した。
状記憶合金からなるコイルバネに代えてＳＵＳ３１６Ｌ
合金からなるコイルバネを用いた以外は実施例１と同様
にしてメタルＣリングを作成した。
【００１８】（密封特性）試験治具に実施例及び比較例
のメタルＣリングを装着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2・Ｇの
ヘリウムガスの圧力条件下で２時間保持し、ヘリウムガ
スの漏れ量を調べた。
のメタルＣリングを装着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2・Ｇの
ヘリウムガスの圧力条件下で２時間保持し、ヘリウムガ
スの漏れ量を調べた。
【００１９】（圧縮復元特性）試験治具に実施例及び比
較例のメタルＣリングを締め付け力２００ｋｇｆ／ｃｍ
で装着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇのヘリウムガスの圧
力条件下で２時間保持した後、試験治具からメタルＣリ
ングを取り出し、該メタルリングを１００℃で１分間加
熱し、元の形状記憶させた状態に戻し、再度試験治具を
該メタルＣリングを締め付け力２００ｋｇｆ／ｃｍで装
着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇのヘリウムガスの圧力条
件下で２時間保持し、ヘリウムガスの漏れ量を調べ、結
果を表１に示した。
較例のメタルＣリングを締め付け力２００ｋｇｆ／ｃｍ
で装着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇのヘリウムガスの圧
力条件下で２時間保持した後、試験治具からメタルＣリ
ングを取り出し、該メタルリングを１００℃で１分間加
熱し、元の形状記憶させた状態に戻し、再度試験治具を
該メタルＣリングを締め付け力２００ｋｇｆ／ｃｍで装
着し、２１０ｋｇ／ｃｍ2 ・Ｇのヘリウムガスの圧力条
件下で２時間保持し、ヘリウムガスの漏れ量を調べ、結
果を表１に示した。
【００２０】
【効果】本発明におけるメタルリングは、密封特性、及
び繰り返し使用性のための復元特性が良好である。よっ
て、使用後メタルリングが変形してたとしても、所定の
温度に加熱することで、変形による歪み履歴が消え、再
度履歴のないメタルリングとして使用できため、従来の
メタルリングに比して、繰り返しの使用回数が増え、経
済性に優れる。
び繰り返し使用性のための復元特性が良好である。よっ
て、使用後メタルリングが変形してたとしても、所定の
温度に加熱することで、変形による歪み履歴が消え、再
度履歴のないメタルリングとして使用できため、従来の
メタルリングに比して、繰り返しの使用回数が増え、経
済性に優れる。
【００２１】
【図１】本発明の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の一例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の変形例の模式断面図である。
【図４】本発明の変形例の模式断面図である。
【図５】本発明の使用状態を示した模式断面図である。
【００２２】
１ 形状記憶合金からなる断面Ｃ型のリング部材 ２ 形状記憶合金からなるコイルバネ ３ 締め付け力 ４ 流体圧 ５ 歪部
【表１】
Claims (2)
- 【請求項１】 断面Ｃ型のリング部材にコイルバネを収
納したリング部材において、該断面Ｃ型のリング部材及
びコイルバネが形状記憶合金からなることを特徴とする
メタルリング。 - 【請求項２】 上記形状記憶合金がニッケル−チタン系
または銅−アルミニウム−ニッケル系であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のメタルリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14855494A JPH07332498A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | メタルリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14855494A JPH07332498A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | メタルリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332498A true JPH07332498A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15455361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14855494A Pending JPH07332498A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | メタルリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2287497A1 (en) * | 2008-05-20 | 2011-02-23 | Tohoku University | Metal gasket |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP14855494A patent/JPH07332498A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2287497A1 (en) * | 2008-05-20 | 2011-02-23 | Tohoku University | Metal gasket |
| EP2287497A4 (en) * | 2008-05-20 | 2012-01-11 | Univ Tohoku | METAL SEAL |
| US8485534B2 (en) | 2008-05-20 | 2013-07-16 | Tohoku University | Metal gasket |
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