JPS643012Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、高温高圧流体が使用流体である自在
管継手やボール弁等における可動球面の密封を行
なう球面シールリングに関する。

（従来の技術） 従来、球面シールリングとしては、例えば、実
開昭53−123626号公報に記載されているものが知
られている。

この球面シールリングは、可動球面と同一曲率
の密封面が形成されたものである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような従来の球面シール
リングは、素材が砲金のような軟質金属で構成さ
れ、かつ、その密封面が可動体の可動球面の曲率
と一致させた単一密封面に形成されているので、
密封面が可動曲面の曲率と完全に一致するように
製作されていれば確実な密封効果を奏するが、わ
ずかでも曲率が相違すると可動球面と密封面との
接触状態が線接触や微小面接触になり、確実な密
封効果を達成することができないものであつた。

そして、従来の球面シールリングにあつては、
加工公差を小さくして精度の高い加工を行つてい
たが、製作上、可動球面の曲率と完全に一致した
密封面を形成することは事実上、不可能に近く、
実際はわずかな曲率の相違があつた。

そこで、従来にあつては、わずかな曲率の相違
があつても現物合せ等の手法によりそのまま使用
していたが、密封状態が使用に下都合なほど劣悪
なものは排除しなければならなかつた。ところ
が、従来の球面シールリングにあつては、この製
品不良率がきわめて高いという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上述のような問題点に鑑み考案された
もので、その目的とするところは、シールリング
本体の密封面を複合密封面による部分密封とする
ことで確実な密封効果を達成でき、しかも製品不
良率をきわめて少なくすることができる球面シー
ルリングを提供することにある。

そして、その目的を達成するために本考案で
は、フツ素樹脂を素雑としてシールリング本体１
を形成し、同本体１の密封面２を可動体５や弁体
８の可動球面の曲率と一致させた接触密封面２ａ
と可動球面との接触がない非接触密封面２ｂとの
複合密封面とし、かつ同密封面２による加圧密封
状態が最初は接触密封面２ａによる部分密封で以
後は摩擦に従つて非接触密封面２ｂまで密封面が
拡大するように両密封面２ａ，２ｂを形成した構
成を採用した。

（作用） 本考案の球面シールリングでは、上述のよう
に、シールリング本体をフツ素樹脂で形成すると
共に、その密封面を、可動体の可動球面の曲率と
一致させた接触密封面と、最初は可動球面と接触
せず前記接触密封面の摩耗に従つて接触するよう
にした非接触密封面と、の複合密封面とに構成し
ているので、使用の当初は、可動球面と接触密封
面のみが接触し、圧着力が全面密封のように分散
することなく集中して作用することと、球面シー
ルリングの素材であるフツ素樹脂は、若干の熱膨
張と弾性を有するために密着性がさらに強まるこ
との相乗作用で密封効果の確保を達成できる。そ
して、使用により接触密封面２ａが摩耗していつ
た場合も、球面Ｂの曲率と厳密な一致を保ちなが
ら摩耗し、かつ密封面も非接触密封面２ｂまで次
第に拡大するものであるために、確実な密封効果
を保持することができるものである。また、本考
案の球面シールリングは、可動球面Ｂと接触密封
面２ａとの部分密封を採用しているために、両者
との曲率誤差の許容範囲も拡大され、従来のよう
に密封検査を要することもなく、しかも、加工公
差も厳格性を要求されず、製造上の手間を著しく
省くこともできるし、さらに曲率誤差の許容範囲
の拡大により製品の不良率も著しく低減できるも
のである。

（実施例） 以下、本考案の球面シールリングの実施例を図
面により詳細に説明する。

まず、第１図および第２図に示す第一実施例
と、この第一実施例の球面シールリングを嵌装し
た使用例の自在管継手を第３図に示し、その構成
を説明する。

シールリング本体１は、充分な弾力性を有し、
耐熱性、耐圧性に優れたフツ素樹脂素材
（PTFE）で形成される。

シールリング本体１は、自在管継手本体４のフ
ランジ内面と、可動体５の接合端部に形成された
半球面状の可動球面Ｂとの間に装着され、その密
封面２は、皿ばね６の弾発力により可動球面Ｂに
圧接される。

シールリング本体１の密封面２は、可動球面Ｂ
の曲率と一致させた接触密封面２ａと、可動球面
Ｂとの接触がない非接触密封面２ｂとの複合密封
面として構成され、一方の接触密封面２ａを外周
側に、また、他方の非接触密封面２ｂをその内周
側に配設し、かつ、複合密封面による可動球面Ｂ
側からの内圧密封状態が最初は接触密封面２ａに
よる部分密封で、以後は摩耗に従つて非接触密封
面２ｂまで密封面が拡大するように、接触密封面
２ａ及び非接触密封面２ｂを形成する。

つまり、このシールリング構造は、第３図に示
す自在管継手等のような内圧密封型の球面シール
リングとして用いられるものである。

以上述べたように、本実施例の球面シールリン
グを適用した一使用例である自在管継手は、例え
ばダイヤ加硫用ブラント等に用いられる高圧蒸気
用の可動継手等として広く産業上利用されてお
り、その構成は上記したように、自在管継手本体
４に設けた本実施例の球面シールリングと可動体
５に形成した半球面状の可動球面Ｂとを皿ばね６
により圧接して密封するようにしたもので、シー
ルリング本体１の接触密封面２ａと可動球面Ｂと
が部分密封状態で圧着されるために、可動体５の
回動や屈曲動に対しても確実に密封効果を発揮で
きるものである。

つまり、本実施例の球面シールリングは、部分
密封を採用しているために、圧着力が全面密封の
ように分散することなく集中して作用すること
と、球面シールリングの素材であるフツ素樹脂
は、若干の熱膨張と弾性を有するために密着性が
さらに強まることの相乗作用で密封効果の確保を
達成できるものである。

そして、使用により接触密封面２ａが摩耗して
いつた場合も、球面Ｂの曲率と厳密な一致を保ち
ながら摩耗し、かつ密封面も非接触密封面２ｂま
で次第に拡大するものであるため、確実な密封効
果を保持することができるものである。

また、本考案の球面シールリングは、可動球面
Ｂと接触密封面２ａとの部分密封を採用している
ために、両者との曲率誤差の許容範囲も拡大さ
れ、従来のように密封検査を要することもなく、
しかも、加工公差も厳格性を要求されず、製造上
の手間を著しく省くこともできるし、さらに曲率
誤差の許容範囲の拡大により製品の不良率も著し
く低減できるものである。

なお、第１図および第２図において符号３で示
すものは、高温高圧流体の周面漏れを防止するた
めの圧着嵌合用突条である。また、２ｃは複合密
封面の内側に形成し、可動球面Ｂと接触させるこ
とにより外部からの塵の進入を防止する塵よけ面
である。

つぎに、第４図および第５図に示す第二実施例
と、この第二実施例の球面シールリングを嵌装し
た使用例のボール弁を第６図に示し、その構成を
説明する。

なお、第一実施例と同様、または相当する部品
については第一実施例と同じ符号を付し、その説
明は省略する。

ボール弁の構成は第６図に示すように、弁枠７
に設けた本実施例の球面シールリング１と弁体８
の外周面である可動球面Ｂとを、バツクアツプリ
ング９により圧接して密封するようにしたもので
ある。

シールリング本体１の密封面２は、前述の第一
実施例と同様に、接触密封面２ａと、非接触密封
面２ｂとの複合密封面として構成される。その配
置は、第一実施例とは逆に、一方の接触密封面２
ａを内周側に、また他方の非接触密封面２ｂを、
その外周側にし、かつ、複合密封面によるシール
リングからの外圧密封状態が、最初は接触密封面
２ａによる部分密封で、以後は摩耗に従つて非接
触密封面２ｂまで密封面が拡大するように接触密
封面２ａ及び非接触密封面２ｂを形成したもので
ある。

つまり、このシールリング構造は、第６図に示
すボール弁等のような外圧密封型の球面シールリ
ングとして用いられるものである。

以上述べたように、本考案の第二実施例の球面
シールリングを適用した一使用例であるボール弁
は、化学工業における設備に広く用いられ、産業
上広く利用されており、その構成は上記したよう
に、弁枠７に設けた本実施例の球面シールリング
１と弁体８の外周面である可動球面Ｂとを、バツ
クアツプリング９により圧接して密封するように
したもので、シールリング本体１の接触密封面２
ａと球面Ｂとが部分密封状態で圧着されるため
に、弁体８の開閉回動に対しても、前述の自在管
継手の場合と同様に、しかも確実に、かつ、長期
にわたつて密封効果を発揮でき、さらに前述と同
様に製造上の利益も保有するものである。

以上説明してきたように、本実施例の球面シー
ルリングにあつては上述のように、シールリング
本体の密封面を、可動体の可動球面の曲率と一致
させた接触密封面と、最初は可動球面と接触せず
前記接触密封面の摩耗に従つて接触するようにし
た非接触密封面と、の複合密封面とに構成してい
るので、確実な密封効果を達成しうるばかりでな
く、密封検査が不要であり、加工公差も厳格性を
要求される製造上の手間を著しく省き得るし、さ
らに製品不良率も低減し得るなど製造上きわめて
有用なものである。

（考案の効果） 本考案の球面シールリングでは、上述のよう
に、シールリング本体の密封面を、可動体の可動
球面の曲率と一致させた接触密封面と、最初は可
動球面と接触せず前記接触密封面の摩耗に従つて
接触するようにした非接触密封面と、の複合密封
面とに構成しているので、使用の当初は、可動球
面と接触密封面のみが接触し、圧着力が全面密封
のように分散することなく集中して作用すること
と、球面シールリングの素材であるフツ素樹脂
は、若干の熱膨張と弾性を有するために密着性が
さらに強まることの相乗作用で密封効果の確保を
達成できる。そして、使用により接触密封面２ａ
が摩耗していつた場合も、球面Ｂの曲率と厳密な
一致を保ちながら摩耗し、かつ密封面も非接触密
封面２ｂまで次第に拡大するものであるために、
確実な密封効果を保持することができるものであ
る。また、本考案の球面シールリングは、可動球
面Ｂと接触密封面２ａとの部分密封を採用してい
るために、両者との曲率誤差の許容範囲も拡大さ
れ、従来のように密封検査を要することもなく、
しかも、加工公差も厳格性を要求されず、製造上
の手間を著しく省くこともできるし、さらに曲率
誤差の許容範囲の拡大により製品の不良率も著し
く低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の球面シールリングの一実施例
を示す斜視図、第２図は同シールリングの縦断面
図、第３図は同シールリングを適用した自在管継
手を示す縦断面図、第４図は本考案の球面シール
リングの他の実施例を示す斜視図、第５図は同シ
ールリングの縦断面図、第６図は同シールリング
を適用したボール弁を示す縦断面図である。 １：シールリング本体、２：密封面、２ａ：接
触密封面、２ｂ：非接触密封面、５：可動体、
８：弁体、Ｂ：可動球面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. フツ素樹脂を素材としてシールリング本体１を
   形成し、同本体１の密封面２を可動体５や弁体８
   の可動球面の曲率と一致させた接触密封面２ａと
   可動球面との接触がない非接触密封面２ｂとの複
   合密封面とし、かつ同密封面２による加圧密封状
   態が最初は接触密封面２ａによる部分密封で以後
   は接触密封面２ａの摩耗に従つて非接触密封面２
   ｂまで密封面が拡大するように両密封面２ａ，２
   ｂを形成したことを特徴とする球面シールリン
   グ。