JPS634042B2 - - Google Patents
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- JPS634042B2 JPS634042B2 JP57007373A JP737382A JPS634042B2 JP S634042 B2 JPS634042 B2 JP S634042B2 JP 57007373 A JP57007373 A JP 57007373A JP 737382 A JP737382 A JP 737382A JP S634042 B2 JPS634042 B2 JP S634042B2
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- ring
- washer
- sealing
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- sealing ring
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
- F16B43/001—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts for sealing or insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、間座環と、該間座環に成形され定体
積の可撓性材料から成り又その全高が取付け前の
弛緩状態では間座環の厚さより大きいが取付け後
の締付け状態では間座環の厚さと同じになる封止
環とで構成された自己密封座金に関する。
積の可撓性材料から成り又その全高が取付け前の
弛緩状態では間座環の厚さより大きいが取付け後
の締付け状態では間座環の厚さと同じになる封止
環とで構成された自己密封座金に関する。
この種の座金は出願人のカタログ500に記述し
てある。この座金は、垂直方向で互いに緊張され
た機械部分、例えば小ねじの頭部とそれによつて
支持された機械部分との間の平面、を密封すると
同時に支持するためのものである。実用性は幾つ
かの理由からまだ完全に満足しえるものではな
い。
てある。この座金は、垂直方向で互いに緊張され
た機械部分、例えば小ねじの頭部とそれによつて
支持された機械部分との間の平面、を密封すると
同時に支持するためのものである。実用性は幾つ
かの理由からまだ完全に満足しえるものではな
い。
前記座金は矩形断面形の間座環から成り、加圧
方向に依存して間座環の内周又は外周に封止環が
加硫してある。それ故、圧力方向が変化すると密
封の有効性が失われるのが欠点である。
方向に依存して間座環の内周又は外周に封止環が
加硫してある。それ故、圧力方向が変化すると密
封の有効性が失われるのが欠点である。
被密封機械部分の平面に対する封止環の緊張力
は被密封媒質の変形によつて生じる初期緊張力及
びそれと重なり合う反力から帰結する。その限り
で緊張力は交番圧力の密封時一定せず、封止環エ
ラストマー材料の疲れ現象によつて損なわれう
る。
は被密封媒質の変形によつて生じる初期緊張力及
びそれと重なり合う反力から帰結する。その限り
で緊張力は交番圧力の密封時一定せず、封止環エ
ラストマー材料の疲れ現象によつて損なわれう
る。
ねじではごく一般にそうであるが、締付け時密
封面が垂直方向で移動するだけでなくこの方向と
斜交しても移動する場合、取付けに際しても諸困
難が生じうる。この場合、封止環の摩擦による損
傷又は破壊を防ぐため特別の予防処置がとられね
ばならない。この予防処置、例えば平面の精密加
工又は外周支持のため心出し孔の穿設が、付加的
支出を必要とする。分解後にこの種の座金を再度
使用することは不可能である。
封面が垂直方向で移動するだけでなくこの方向と
斜交しても移動する場合、取付けに際しても諸困
難が生じうる。この場合、封止環の摩擦による損
傷又は破壊を防ぐため特別の予防処置がとられね
ばならない。この予防処置、例えば平面の精密加
工又は外周支持のため心出し孔の穿設が、付加的
支出を必要とする。分解後にこの種の座金を再度
使用することは不可能である。
冒頭述べた座金のこれらの不利が本発明によつ
て取除かれ、構造上同一実施において方向を交番
する圧力の密封を可能とし、被密封面の特別な加
工なしに使用でき、なおかつ良好な密封を持続し
て或る程度再利用できる自己密封座金が提案され
る。
て取除かれ、構造上同一実施において方向を交番
する圧力の密封を可能とし、被密封面の特別な加
工なしに使用でき、なおかつ良好な密封を持続し
て或る程度再利用できる自己密封座金が提案され
る。
この課題は本発明により特許請求の範囲特徴部
分の特徴によつて解決される。従属請求範囲はそ
の有利な展開に関係する。
分の特徴によつて解決される。従属請求範囲はそ
の有利な展開に関係する。
本願提案の座金は、間座環が間座環を半径方向
で完全に分離する環状隙間によつて内環と外環と
に分割され、内環と外環とが定体積の可撓性材料
から成る封止環を取囲んで互いに共心で配設され
又弛緩封止環の全高を橋絡して軸方向で互いにず
れ、封止環が隙間を塞ぎ、内環及び/又は外環の
円錐形環状締付面が少なくとも1つ前記隙間に突
き出ており、該締付面は外環と内環との軸方向距
離が減少した場合に、封止環が配置された両者の
間の隙間の体積が減少するように傾斜しているこ
とを特徴としている。封止環は内環及び外環から
成る間座環の境界面によつて半径方向及び軸方向
で両面が制限される。間座環は硬質材料、例えば
金属から成り、従つて頑丈で機械的破損に強い。
断面形の半径方向伸長はほぼ一定している。内環
及び外環は封止環材料の非圧縮性により径が弾性
減少又は拡大しうるだけである。被密封面の緊張
時軸方向で全高が減少し間座環の厚さになる。す
なわち内環と外環とが同一平面上にきて共同して
被接続機械部分に力を伝達するようになる時点ま
で全高は減少する。
で完全に分離する環状隙間によつて内環と外環と
に分割され、内環と外環とが定体積の可撓性材料
から成る封止環を取囲んで互いに共心で配設され
又弛緩封止環の全高を橋絡して軸方向で互いにず
れ、封止環が隙間を塞ぎ、内環及び/又は外環の
円錐形環状締付面が少なくとも1つ前記隙間に突
き出ており、該締付面は外環と内環との軸方向距
離が減少した場合に、封止環が配置された両者の
間の隙間の体積が減少するように傾斜しているこ
とを特徴としている。封止環は内環及び外環から
成る間座環の境界面によつて半径方向及び軸方向
で両面が制限される。間座環は硬質材料、例えば
金属から成り、従つて頑丈で機械的破損に強い。
断面形の半径方向伸長はほぼ一定している。内環
及び外環は封止環材料の非圧縮性により径が弾性
減少又は拡大しうるだけである。被密封面の緊張
時軸方向で全高が減少し間座環の厚さになる。す
なわち内環と外環とが同一平面上にきて共同して
被接続機械部分に力を伝達するようになる時点ま
で全高は減少する。
この過程の間、楔として働く円錐形締付面(単
数又は複数)が軸平行に連続して移動するにつ
れ、内環と外環の間の隙間の体積が減少し、封止
環の軸方向境界面は両面で密封されるべき面に緊
張される。その限りで、達成される密封効果は液
圧緊張とたやすく比較しうる。密封効果は封止環
が弾性を有している場合でもそれに依存せず、長
く負荷をうけた後でも材料の疲れ現象に依存しな
い。弾性が強められて先行使用後の復元力が改善
されたことによつて繰返し使用が可能となつてい
る。被密封機械要素に当接する封止環正面が例え
ば汚物混入や被密封媒質の作用によつてその密着
性を失つた時にはじめて繰返し使用は不可能とな
る。汚物混入も被密封媒質の作用も特殊な適用例
に決定的に依存している。一般の機械組立条件下
では最低2回は再利用しうる。
数又は複数)が軸平行に連続して移動するにつ
れ、内環と外環の間の隙間の体積が減少し、封止
環の軸方向境界面は両面で密封されるべき面に緊
張される。その限りで、達成される密封効果は液
圧緊張とたやすく比較しうる。密封効果は封止環
が弾性を有している場合でもそれに依存せず、長
く負荷をうけた後でも材料の疲れ現象に依存しな
い。弾性が強められて先行使用後の復元力が改善
されたことによつて繰返し使用が可能となつてい
る。被密封機械要素に当接する封止環正面が例え
ば汚物混入や被密封媒質の作用によつてその密着
性を失つた時にはじめて繰返し使用は不可能とな
る。汚物混入も被密封媒質の作用も特殊な適用例
に決定的に依存している。一般の機械組立条件下
では最低2回は再利用しうる。
封止環製造用熱可塑性材料としてポリプロピレ
ン、ポリアミドの他特にPTFEが有望である。エ
ラストマー材料のうちで好適なのは特にアクリロ
ニトリルブタジエン(NBR)及びフツ素ゴム
(FKM)をベースにしたものである。
ン、ポリアミドの他特にPTFEが有望である。エ
ラストマー材料のうちで好適なのは特にアクリロ
ニトリルブタジエン(NBR)及びフツ素ゴム
(FKM)をベースにしたものである。
シヨアー硬度はシヨアーA50〜90の範囲をでき
るだけ上まわつてはならない。発泡材料を使用す
る限りで、内圧構成と従つて所要の非圧縮性を確
保するため多孔質構造は独立気泡とすべきであ
る。封止環を軟質金属、好ましくは錫ろう又は銅
で構成するなら大きな熱荷重容量が得られる。
るだけ上まわつてはならない。発泡材料を使用す
る限りで、内圧構成と従つて所要の非圧縮性を確
保するため多孔質構造は独立気泡とすべきであ
る。封止環を軟質金属、好ましくは錫ろう又は銅
で構成するなら大きな熱荷重容量が得られる。
内環、封止環及び外環を一体に結合するなら封
止環の取付、分離時の扱いが特に簡単になる。こ
の結合は特別に大きな安定性を有していなくても
よいが、被密封媒質及び/又は高温度の作用によ
る望ましくない離解に対して耐性を有していなけ
ればならない。この観点に立つて、内環と外環と
の間の隙間に直接射出成形しその後固化させるこ
とによつて封止環を並行して製造するのが特に望
ましい。その際最良の結果はもちろん直接加硫に
よつて得られる。
止環の取付、分離時の扱いが特に簡単になる。こ
の結合は特別に大きな安定性を有していなくても
よいが、被密封媒質及び/又は高温度の作用によ
る望ましくない離解に対して耐性を有していなけ
ればならない。この観点に立つて、内環と外環と
の間の隙間に直接射出成形しその後固化させるこ
とによつて封止環を並行して製造するのが特に望
ましい。その際最良の結果はもちろん直接加硫に
よつて得られる。
外環と内環とが軸方向で圧縮する際密封の点で
望ましい隙間の体積減少は内環又は外環の単一の
円錐形環状締付面によつて達成でき、「液圧原理」
が適用されるので、締付面は隙間を制限する内環
面又は外環面の軸方向幅の1部を形成するだけで
十分であり、残余の部分は軸と平行に整列してい
てもよい。隙間の体積減少後封止環から境接部
分、従つて被密封面に加わる力はどの領域でも特
別に等しい大きさであり、それ故、隙間を制限す
る内環面及び/又は外環面が軸方向で相前後して
配設された複数個の締付面によつて中断されてい
ることは、機能上本質的意味を有していない。
望ましい隙間の体積減少は内環又は外環の単一の
円錐形環状締付面によつて達成でき、「液圧原理」
が適用されるので、締付面は隙間を制限する内環
面又は外環面の軸方向幅の1部を形成するだけで
十分であり、残余の部分は軸と平行に整列してい
てもよい。隙間の体積減少後封止環から境接部
分、従つて被密封面に加わる力はどの領域でも特
別に等しい大きさであり、それ故、隙間を制限す
る内環面及び/又は外環面が軸方向で相前後して
配設された複数個の締付面によつて中断されてい
ることは、機能上本質的意味を有していない。
被密封機械要素に加わる封止環の緊張力は、封
止環を受容した隙間が内環と外環との軸方向緊張
時に体積減少することから生じる。この体積減少
は、締付面と当該内環又は外環に加わる力の方向
とがなす角度及び内環及び外環と封止環との接触
面積全体に占める締付面の割合によつて主に決定
される。従つて同様の密封作用が特殊な実施の多
様な変形によつても達成しうる。しかし一般の機
械組立では封止環の緊張を惹き起こす隙間の体積
減少が理論的に5ないし30%の範囲を上まわらな
いように努めるべきである。体積減少が小さいと
良好な密封にとつて封止環の緊張がしばしば不十
分となり、体積減少が大きいと封止環の構成部分
が隙間から強く押出され、その結果特に被密封機
械要素の垂直締付運動と重なつて横に運動する場
合封止環が破壊しかねない。この両方を考慮し
て、体積減少が理論的に10ないし20%である時、
優れた安定性、従つて良好な密封作用と十分な再
利用の可能性が達成される。締付面と各部分の運
動方向とがなす角度は10゜ないし45゜の範囲を上ま
わるべきでない。
止環を受容した隙間が内環と外環との軸方向緊張
時に体積減少することから生じる。この体積減少
は、締付面と当該内環又は外環に加わる力の方向
とがなす角度及び内環及び外環と封止環との接触
面積全体に占める締付面の割合によつて主に決定
される。従つて同様の密封作用が特殊な実施の多
様な変形によつても達成しうる。しかし一般の機
械組立では封止環の緊張を惹き起こす隙間の体積
減少が理論的に5ないし30%の範囲を上まわらな
いように努めるべきである。体積減少が小さいと
良好な密封にとつて封止環の緊張がしばしば不十
分となり、体積減少が大きいと封止環の構成部分
が隙間から強く押出され、その結果特に被密封機
械要素の垂直締付運動と重なつて横に運動する場
合封止環が破壊しかねない。この両方を考慮し
て、体積減少が理論的に10ないし20%である時、
優れた安定性、従つて良好な密封作用と十分な再
利用の可能性が達成される。締付面と各部分の運
動方向とがなす角度は10゜ないし45゜の範囲を上ま
わるべきでない。
添付図面に基づいて本願提案の自己密封座金の
例示的実施を説明する。
例示的実施を説明する。
本発明による座金は通常の座金と同様に使用で
き又寸法も同様でよい。本座金は付加的に接続機
械部分との隙間を液密及び気密密封し、繰返し使
用できる。
き又寸法も同様でよい。本座金は付加的に接続機
械部分との隙間を液密及び気密密封し、繰返し使
用できる。
達成される密封作用は、間座環が間座環を完全
に分離する環丈隙間によつて内環2と外環1とに
分割され、内環と外環とが互いに同心で配設され
又両者が弛緩状態時の全高が間座環より大きい封
止環を橋絡して軸方向で互いにずれていることに
基づいている。封止環は可撓性材料、例えばゴ
ム、プラスチツク又は軟質金属から成り、外環及
び内環は接続機械部分を十分支持しうるようでき
るだけ不撓性の硬質材料、例えば鋼から成る。寸
法は封止環の変形によつて内環又は外環に生じる
加圧応力又は引張応力が使用材料の弾性限界を超
えることのないものとして、不利な塑性変形を防
がねばならない。
に分離する環丈隙間によつて内環2と外環1とに
分割され、内環と外環とが互いに同心で配設され
又両者が弛緩状態時の全高が間座環より大きい封
止環を橋絡して軸方向で互いにずれていることに
基づいている。封止環は可撓性材料、例えばゴ
ム、プラスチツク又は軟質金属から成り、外環及
び内環は接続機械部分を十分支持しうるようでき
るだけ不撓性の硬質材料、例えば鋼から成る。寸
法は封止環の変形によつて内環又は外環に生じる
加圧応力又は引張応力が使用材料の弾性限界を超
えることのないものとして、不利な塑性変形を防
がねばならない。
外環と内環との間の隙間一杯に封止環3が装入
される。この隙間は内環及び/又は外環の少なく
とも1つの円錐形環状締付面によつて少なくとも
部分的に狭められており、内環と外環との軸方向
のずれが減少すると隙間の体積が減少するように
傾斜している。これによつて封止環に内力が構成
され、該内力によつて両正面は接続機械部分に対
して軸方向で緊張され、密封が惹き起こされる。
この密封は外環の半径方向拡張部又は内環の半径
方向圧縮部が適宜に弾性であるため弾性である。
この緊張過程そのものは液圧原理に従つて生じ、
正面のどの部分領域でも同一の緊張力が達成され
る。被密封機械部分の表面の凸凹もこれによつて
みごとに克服され、加圧方向や圧力変化又は圧力
交番に依存しない優れた密封性が達成される。
される。この隙間は内環及び/又は外環の少なく
とも1つの円錐形環状締付面によつて少なくとも
部分的に狭められており、内環と外環との軸方向
のずれが減少すると隙間の体積が減少するように
傾斜している。これによつて封止環に内力が構成
され、該内力によつて両正面は接続機械部分に対
して軸方向で緊張され、密封が惹き起こされる。
この密封は外環の半径方向拡張部又は内環の半径
方向圧縮部が適宜に弾性であるため弾性である。
この緊張過程そのものは液圧原理に従つて生じ、
正面のどの部分領域でも同一の緊張力が達成され
る。被密封機械部分の表面の凸凹もこれによつて
みごとに克服され、加圧方向や圧力変化又は圧力
交番に依存しない優れた密封性が達成される。
緊張力の強さは主に隙間の体積減少に依存して
おり、該体積減少は内環と外環との間に元々存在
する軸方向ずれが両者の軸方向緊張によつて補償
された時及び内環と外環の弾性によつて生じる。
良好な密封作用と良好な再使用可能性は、一般の
機械組立条件下では、5ないし30%、好ましくは
10ないし20%の体積減少が理論的に生じるように
締付面が設計してある時達成される。
おり、該体積減少は内環と外環との間に元々存在
する軸方向ずれが両者の軸方向緊張によつて補償
された時及び内環と外環の弾性によつて生じる。
良好な密封作用と良好な再使用可能性は、一般の
機械組立条件下では、5ないし30%、好ましくは
10ないし20%の体積減少が理論的に生じるように
締付面が設計してある時達成される。
第1図は座金縦断面図であり、封止環3を受容
する隙間は外環1の筒状内面と内環2の円錐形締
付面とによつて制限される。第2図は取付後の緊
張封止環を有する第1図座金。第3図は隙間を制
限する外環面がやはり円錐形締付面として構成し
てある点で相違する第1図に類似の座金。第4図
は第3図に類似の実施であるが、締付面は内環及
び外環の軸方向伸長部の1部を覆つただけであ
り、その他の部分は筒状に構成してある。第5図
は第3図に類似の実施であるが、締付面はさまざ
まな領域でさまざまな円錐角をなして広がり、該
円錐角は一様に移行し合つている。第6図は内環
と外環が軸方向で相前後して配設された複数個の
締付面をそれぞれ有し、締付け方向に対し直角に
延びた分離面によつて前記締付面が結合された実
施。 1…外環、2…内環、3…封止環、4…締付
面。
する隙間は外環1の筒状内面と内環2の円錐形締
付面とによつて制限される。第2図は取付後の緊
張封止環を有する第1図座金。第3図は隙間を制
限する外環面がやはり円錐形締付面として構成し
てある点で相違する第1図に類似の座金。第4図
は第3図に類似の実施であるが、締付面は内環及
び外環の軸方向伸長部の1部を覆つただけであ
り、その他の部分は筒状に構成してある。第5図
は第3図に類似の実施であるが、締付面はさまざ
まな領域でさまざまな円錐角をなして広がり、該
円錐角は一様に移行し合つている。第6図は内環
と外環が軸方向で相前後して配設された複数個の
締付面をそれぞれ有し、締付け方向に対し直角に
延びた分離面によつて前記締付面が結合された実
施。 1…外環、2…内環、3…封止環、4…締付
面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 不撓性間座環と、該間座環に成形され定体積
の可撓性材料から成り又その全高が取付前の弛緩
状態では間座環の厚さより大きいが取付後の締付
状態では間座環の厚さと同じになる封止環とで構
成された自己密封座金において、間座環が間座環
を半径方向で完全に分離する環状隙間によつて内
環2と外環1とに分割され、内環と外環とが互い
に同心で配設され又弛緩封止環3の全高を橋絡し
て軸方向で互いにずれ、封止環3が隙間を塞ぎ、
内環及び/又は外環の円錐形環状締付面4が少な
くとも1つ前記隙間に突き出ており、該締付面は
外環と内環との間の軸方向相互距離が減少した場
合に隙間の体積が減少するように傾斜しているこ
とを特徴とする座金。 2 封止環3が熱可塑性材料からなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の座金。 3 封止環がエラストマー材料から成ることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の座金。 4 前記熱可塑性材料又はエラストマー材料が独
立気泡多孔質構造を有することを特徴とする特許
請求の範囲第2項又は第3項に記載の座金。 5 封止環が軟質金属から成ることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の座金。 6 内環2、封止環3及び外環1を一体結合した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
5項のいずれかに記載の座金。 7 単数又は複数の締付面4は傾斜及び軸方向伸
長の点で締付時に隙間の体積が理論上5ないし30
%減少するよう調整してあることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記
載の座金。 8 前記締付面4は傾斜及び軸方向伸長の点で締
付時に隙間の体積が理論上10ないし20%減少する
よう調整してあることを特徴とする特許請求の範
囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の座金。 9 締付面の傾斜の輪郭が締付け方向に対し10゜
ないし50゜の角をなしていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記
載の座金。 10 内環と外環とが互いに平行に延びた締付面
を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第8項のいずれかに記載の座金。
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