TWI698601B - 流體裝置 - Google Patents

Abstract

本發明主旨在於提供一種流體裝置。集積塊1作為流體裝置，係包括：流通口13，係敞開以構成集積塊1的流路P的一端；環狀槽14，係沿流通口13的外周緣形成，且敞開以供密封件2插入；第一錐形部17，係形成於環狀槽14的內徑側內壁部14b，從環狀槽14的開口端沿該環狀槽14的深度方向朝著環狀槽14的徑向外側傾斜；以及導向部18，係形成於環狀槽14之外徑側內壁部14a，從環狀槽14的開口端沿深度方向延伸規定區間D，且直徑大於密封件2的第二密封部22的外周面22a的直徑。

Description

流體裝置

本說明書所揭示之技術係關於一種流體裝置。

專利文獻1公開了一種集積面板，其作為集積面板、閥、泵、集液器等流體裝置的一例，係構成由環狀密封件（流體用密封件）密封的管道系統。

具體而言，就前述專利文獻1之集積面板而言，於其端面開有流通口（第一流體供排口部、第二流體供排口部），在各流通口周圍形成有供密封件插入的環狀槽（錐形周面）。

〔專利文獻〕 [專利文獻1]日本公開專利公報特開2006－308052號公報

〔發明所欲解決之技術問題〕

前述專利文獻1所揭露之集積面板係構成為：利用插入環狀槽中的密封件夾緊流通口的周緣部。然而，此等構成在插入密封件時的順利度方面尚有改善之餘地。若無法順利地插入密封件，夾緊後可能會密封不良。

本說明書所揭示之技術係鑑於上述各點而完成，其目的在於：在具有由密封件密封之流路的流體裝置中，順利地插入密封件，進而確保其密封性。 〔解決技術問題之技術手段〕

本說明書所揭示之技術係一種流體裝置，具有透過插入環狀密封件而被密封的流路，該流體裝置係包括：流通口，係敞開以構成前述流路的一端，以及環狀槽，係沿前述流通口的外周緣形成，且敞開以供前述密封件插入；前述環狀槽的內徑側內壁部中包括前述環狀槽的開口端之部位係構成第一錐形部，前述第一錐形部從該開口端沿前述環狀槽的深度方向朝著前述環狀槽的徑向外側傾斜；前述環狀槽的外徑側內壁部中從前述環狀槽的開口端沿前述深度方向延伸規定區間之部位係構成導向部，前述導向部的直徑大於前述密封件的外周面的直徑。

根據該構成方式，環狀槽的內徑側內壁部且包括其開口端之部位的直徑呈錐形狀擴大。藉此，可引導密封件插入環狀槽。對此，環狀槽的外徑側內壁部係從其開口端延伸規定區間，且直徑大於密封件的外周面的直徑。該直徑較大之部分構成前述導向部。

環狀槽的橫截面嚴格來說並非正圓，而係楕圓。然而，透過於環狀槽形成導向部，能夠抑制將環狀槽視為楕圓時直徑相對較小的短軸附近部位與密封件的外表面發生衝突。如此，能夠抑制密封件卡在環狀槽中或者密封件相對於環狀槽傾斜，進而能夠順利地插入密封件。藉此，能夠確保密封件的密封性。 〔發明之效果〕

如上所述，根據前述流體裝置，能夠順利地插入密封件，進而能夠確保其密封性。

以下根據圖式說明本發明之實施方式。又，以下說明僅為示例。

亦即，本說明書中，舉出集積塊作為流體裝置的一例進行說明，但本說明書所揭示之技術不限於此，可應用於可供流體流動的所有裝置。

具體而言，本發明中的「流體裝置」係指集積塊、集積面板、閥、泵、集液器、流體貯存容器、熱交換器、調節器、壓力計、流量計、加熱器、凸緣管等中具有以下流路者，該流路係透過插入環狀密封件而被密封。

〈整體構成〉圖1係示例流體系統S之構成的縱向剖視圖。圖1所示的流體系統S係包括兩個集積塊1及密封兩個集積塊1的連接部的密封件2，在流體系統S內部形成有一體的流路P。

兩個集積塊1均構成為供環狀密封件2插入。在已將密封件2插入一個集積塊1之狀態下，將另一個集積塊1插入該密封件2中。藉此，如圖1所示，可連接兩個集積塊1的流路P，並密封其連接部。

以下依次說明集積塊1及密封件2的構成。

〈集積塊〉圖2係示例流體裝置之構成的三視圖。在此，圖2（a）係集積塊1的俯視圖，圖2（b）係集積塊1的正視圖，圖2（c）係集積塊1的側視圖。圖3係集積塊1的沿A－A線剖開的剖視圖，圖4係集積塊1的沿B－B線剖開的剖視圖。

如圖2的各圖所示，集積塊1係包括集積塊本體10、管路部12、於集積塊本體10的上表面敞開之流通口13以及包圍流通口13的環狀槽14，它們係集積塊1的主要部件。

如圖2（c）所示，在集積塊1內部形成有流路P，流路P從管路部12的前端延伸至流通口13而貫穿集積塊1。亦即，流通口13係敞開以構成流路P的一端。

以下依次說明構成集積塊1的部件。

集積塊本體10係由氟碳樹脂等熱塑性樹脂形成，外形為長方體狀。於集積塊本體10的上表面形成有左右一對螺栓孔10a，這一對螺栓孔10a用於緊固兩個集積塊1。

流通口13形成在集積塊本體10的上表面中央部，係作為具有圓形橫截面的開口部而設。如圖3放大所示，流通口13開口端（上端）附近之內壁部13a係朝向上方呈錐形狀擴大。

環狀槽14係沿流通口13的外周緣而形成。環狀槽14的內徑略大於密封件2的內徑，且其外徑實際上等於密封件2的外徑（參照圖6～7）。如後述，密封件2能夠插入該環狀槽14中。

環狀槽14之外徑側內壁部14a比其內徑側內壁部14b向深度方向的反方向突出得多。在此，「深度方向」係指從環狀槽14的開口端朝向環狀槽14的底部（以下稱作「槽底」）14c之方向（圖中從上往下的方向），「深度方向的反方向」係指與深度方向相反的方向（圖中從下往上的方向）。

在環狀槽14的內徑側內壁部14b形成有第一錐形部17，第一錐形部17係使環狀槽14的開口端呈錐形狀擴大而得。具體而言，第一錐形部17係隨著沿深度方向遠離環狀槽14的開口端而朝著環狀槽14的徑向外側傾斜。在此，「徑向外側」係指從環狀槽14的內側朝向外側之方向。「徑向內側」係指與徑向外側相反的方向。

另一方面，於環狀槽14之外徑側內壁部14a形成有導向部18，導向部18係使內壁部14a的開口端附近部位大致均勻地擴大而得。具體而言，該導向部18係從環狀槽14的開口端沿深度方向延伸規定區間D，且直徑大於密封件2的外周面22a的直徑（參照圖5）。亦即，該導向部18呈使環狀槽14變寬後般的形狀。

又，導向部18於深度方向上的尺寸D比第一錐形部17於深度方向上的尺寸長。然而，如前述，環狀槽14之外徑側內壁部14a比其內徑側內壁部14b向深度方向的反方向突出得多。因此，在深度方向上，導向部18之靠槽底14c側端部比第一錐形部17之靠槽底14c側端部距離槽底14c遠。換言之，第一錐形部17在深度方向上比導向部18離槽底14c近。

在此，在導向部18之靠槽底14c側端部形成有第二錐形部19，第二錐形部19向與徑向內側的第一錐形部17相反的方向傾斜。具體而言，第二錐形部19係隨著沿深度方向遠離導向部18而朝著徑向內側傾斜。第二錐形部19比第一錐形部17傾斜得大。

如圖3～圖4所示，將第二錐形部19佈置成於深度方向與第一錐形部17重合。第二錐形部19於深度方向上的尺寸比第一錐形部17於深度方向上的尺寸短。在深度方向上，第二錐形部19的靠槽底14c側端部比第一錐形部17的靠槽底14c側端部距離槽底14c遠。

〈密封件〉圖5係示例密封件2之構成的縱向剖視圖。

密封件2係用氟碳樹脂等熱塑性樹脂成型而得，外形為近似筒狀。具體而言，該密封件2具有第一密封部21及第二密封部22，第一密封部21係插入集積塊1上之流通口13內，第二密封部22係與第一密封部21形成為一體，且插入集積塊1上之環狀槽14內。

更具體而言，第一密封部21係形成為圓筒狀，其外周面21a隨著沿中心軸方向（參照圖5的虛線C）遠離中心軸方向的中央部而朝著徑向內側傾斜。透過形成此等傾斜部分，將第一密封部21插入流通口13之後，第一密封部21的外周面21a與集積塊1的流通口13的內壁部13a就會彼此緊密貼合。第一密封部21的外周面21a在該中心軸方向的中央部與第二密封部22的內周面22b連為一體。

第一密封部21的內周面21b的直徑實質上等於流通口13的直徑。將密封件2插入集積塊1之後，該內周面21b便與形成於集積塊1中的流路P共同構成一體的流路。

第二密封部22相對於第一密封部21形成於徑向外側，且形成為圓筒狀，其直徑大於該第一密封部21的直徑。第二密封部22在徑向上比環狀槽14厚（參照圖6～圖7）。

具體而言，第二密封部22的外周面22a的直徑實質上等於環狀槽14之外徑側內壁部14a的直徑（除去導向部18以外的部位）。第二密封部22的內周面22b的直徑略小於環狀槽14的內徑側內壁部14b的直徑（除去第一錐形部17以外的部位）。

〈密封件插入集積塊時〉圖8對應圖6，係示例於環狀槽114上僅形成有第一錐形部117之構成，圖9係其俯視圖。

在圖8所示之集積塊101上，沿流通口113的外周緣形成有環狀槽114，且係與本實施方式一樣，在該環狀槽114上形成有第一錐形部117。利用該第一錐形部117，能夠引導著密封件2插入環狀槽114（具體而言，密封件2之定位及夾緊）。

然而，如圖9放大所示，一般而言，環狀槽114出於製造公差等原因難以形成為正圓，而會形成為楕圓（參照圖9的斜線部）。

如此，欲利用第一錐形部117引導密封件2時，難以順利地插入密封件2。於此情形，將環狀槽114視為楕圓時，其短軸附近部位的直徑比其長軸附近部位的直徑小。因此，如圖10～圖11所示，欲插入密封件2時，該短軸附近部位會與密封件2的外周面發生衝突，密封件2卡在環狀槽114中，或者密封件2以傾斜狀態插入環狀槽114中。

另一方面，本實施方式之集積塊1，不僅在內徑側內壁部14b形成有第一錐形部17，在外徑側內壁部14a也形成有導向部18。該導向部18從環狀槽14的開口端延伸規定區間D，且直徑大於密封件2的第二密封部22的外周面22a的直徑。因此，即使環狀槽14為楕圓，亦能夠抑制環狀槽14與密封件2發生衝突，進而能夠抑制密封件2在環狀槽14卡住或密封件2相對於環狀槽14傾斜。藉此，可順利地插入密封件2。

以下參照圖6～圖7詳細說明此等作用及效果、附屬作用及效果。在此，圖6～圖7係示例將密封件2插入集積塊1（流體裝置）的步驟的說明圖。

如圖6所示，從上方將密封件2放置於集積塊1的流通口13之後，第二密封部22的徑向內側部位就與第一錐形部17接觸。如前述，這反映出：第二密封部22的內周面22b的直徑略小於環狀槽14的內徑側內壁部14b中第一錐形部17以外部位的直徑（亦即，密封件2的厚度略大於環狀槽14的寬度）。

另一方面，第二密封部22的徑向外側部位插入環狀槽14內部而與第二錐形部19接觸。這反映出：在環狀槽14的徑向外側部分形成有導向部18。亦即，若環狀槽114為楕圓，則其短軸附近部位可能與密封件2發生衝突。但如圖6所示，透過設置直徑大於密封件2的外周面22a的直徑之導向部18，能夠抑制此等衝突發生。

此外，不僅形成導向部18，還進一步形成第二錐形部19，藉此能夠朝著徑向內側引導密封件2。對此，第一錐形部17的傾斜方向係與第二錐形部19的傾斜方向相反，故係朝著徑向外側引導密封件2。因此，透過採用由第一錐形部17與第二錐形部19之組合結構，能夠沿徑向將密封件2適當地定位。

特別是第一錐形部17與第二錐形部19，在圖3～圖4中也有顯示，第一錐形部17與第二錐形部19佈置在環狀槽14的深度方向上大致相同位置（佈置為重合）。透過採用此等佈置，能夠同時利用第一錐形部17及第二錐形部19進行定位。這有助於將密封件2適當地定位。

從上方將另一個集積塊放置於密封件2之後，經由螺栓孔10a用螺栓緊固二者，則如圖7所示，密封件2被朝著環狀槽14的槽底14c引導，同時由第一錐形部17朝著徑向（寬度方向）外側壓縮密封件2的第二密封部22。

因此，將密封件2插入環狀槽14之後，第二密封部22會對應該壓縮量而向徑向內側產生復原力（參照圖7的箭頭F）。第二密封部22的內周面22b在該復元力的作用下會與環狀槽14的內徑側內壁部14b緊密貼合，從而形成用於密封流體的密封面（所謂的二次密封面）。

另一方面，將密封件2插入環狀槽14之後，第一密封部21的內周面21a便與流通口13的內壁部13a緊密貼合，從而形成相對於第二密封部22位於徑向內側的另一密封面（所謂的一次密封面）。

由圖7可知，當密封件2插入集積塊1的流通口13後，流通口13被第一密封部21與第二密封部22夾住且夾緊。另一方面，密封件2的第二密封部22係被集積塊1的環狀槽14夾緊。如此，透過使集積塊1與密封件2彼此夾緊，能夠確保良好的密封性。

如前述，導向部18並非形成於環狀槽14的徑向內側部分，而係形成於徑向外側部分。因此，相比形成於徑向內側部分之構成，利用密封件2夾住流通口13後，不會妨礙確保其密封性之目的。其結果，前述構成有利於兼顧密封件2的密封性及插入的順利度這兩方面。

如前述，密封件2係用熱塑性樹脂成型而成。透過樹脂成型來形成密封件2時（省略圖示），模具上供樹脂注入的澆口較佳為設在第二密封部22的外周面22a上，而不是設在第二密封部21，其理由如下。

亦即，於透過樹脂成型形成密封件2之情形，殘存於澆口及澆道的樹脂會變成凸部而存在於成型後的密封件2表面。在此，因為密封件2的第一密封部21與形成在集積塊1中的流路P共同構成一體的流路或者密封件2的第一密封部21緊密貼合於流通口13的內壁部13a，所以從減小流路阻力及確保密封性之觀點來看，在第一密封部21形成澆口並不理想。

相對於此，如前述，因為密封件2的第二密封部22的內周面22b與第一密封部21的外周面21a共同夾住流通口13而實現密封，所以從確保密封性之觀點來看，在第二密封部22的內周面22b形成澆口並不理想。

於是，可考慮在第二密封部22的外周面22a上形成澆口，但還可能存在以下問題：根據澆口設置位置的不同，當將密封件2插入環狀槽14時，殘留於澆口等的樹脂可能會與環狀槽14的開口端（特別係徑向外側的開口端）發生衝突。

然而，如圖6所示，透過在環狀槽14的徑向外側部分形成導向部18，殘留於澆口等的樹脂便會進入由導向部18構成的空間內。藉此能夠抑制殘留於澆口等的樹脂與環狀槽14發生衝突。

（其他實施方式）在前述實施方式中，環狀槽14之外徑側內壁部14a比其內徑側內壁部14b向深度方向的反方向突出得多，不過本發明並不限於此等構成。還可以係外徑側內壁部14a與內徑側內壁部14b齊平，而非使其中一者突出。

1‧‧‧集積塊（流體裝置） 13‧‧‧流通口 14‧‧‧環狀槽 14a‧‧‧內壁部（外徑側內壁部） 14b‧‧‧內壁部（內徑側內壁部） 14c‧‧‧槽底 17‧‧‧第一錐形部 18‧‧‧導向部 19‧‧‧第二錐形部 2‧‧‧密封件 21‧‧‧第一密封部 22‧‧‧第二密封部 22a‧‧‧外周面（密封件的外周面） P‧‧‧流路 D‧‧‧區間

圖1係示例流體系統之構成的縱向剖視圖。 圖2係示例流體裝置之構成的三視圖。 圖3係流體裝置的沿A－A線剖開的剖視圖。 圖4係流體裝置的沿B－B線剖開的剖視圖。 圖5係示例密封件之構成的縱向剖視圖。 圖6係示例將密封件插入流體裝置之步驟的說明圖。 圖7係示例將密封件插入流體裝置之步驟的說明圖。 圖8對應圖6，係示例僅形成有第一錐形部之構成。 圖9係僅形成有第一錐形部之構成的俯視圖。 圖10係說明僅形成有第一錐形部之構成時的問題的說明圖。 圖11係說明僅設有第一錐形部之構成時的問題的說明圖。

1‧‧‧集積塊

2‧‧‧密封件

13‧‧‧流通口

13a‧‧‧內壁部

14a‧‧‧內壁部

14b‧‧‧內壁部

17‧‧‧第一錐形部

18‧‧‧導向部

19‧‧‧第二錐形部

22b‧‧‧內周面

Claims (8)

1. 一種流體裝置，具有透過插入環狀密封件而被密封的流路，該流體裝置係包括：流通口，係敞開以構成前述流路的一端，以及環狀槽，係沿前述流通口的外周緣形成，且敞開以供前述密封件插入；前述環狀槽係具有：在徑方向上之內徑側內壁部、及在前述環狀槽的徑方向上隔著間隔而與前述內徑側內壁部相互面對之外徑側內壁部；在前述內徑側內壁部之中，包括前述環狀槽的開口端之部位係構成第一錐形部，前述第一錐形部沿前述環狀槽的深度方向從前述該開口端起向著底部側而朝著前述環狀槽的徑向外側傾斜；在前述外徑側內壁部之中，從前述環狀槽的開口端沿前述深度方向延伸規定區間之部位係構成導向部，前述導向部的直徑大於前述密封件的外周面的直徑。
2. 一種流體裝置，具有透過插入環狀密封件而被密封的流路，該流體裝置係包括：流通口，係敞開以構成前述流路的一端，以及環狀槽，係沿前述流通口的外周緣形成，且敞開以供前述密封件插入；在前述內徑側內壁部之中，包括前述環狀槽的開口端之部位係構成第一錐形部，前述第一錐形部沿前述環狀槽的深度方向從前述該開口端起向著底部側而朝著前述環狀槽的徑向外側傾斜； 在前述外徑側內壁部之中，從前述環狀槽的開口端沿前述深度方向延伸規定區間之部位係構成導向部，前述導向部的直徑大於前述密封件的外周面的直徑；前述外徑側內壁部係具有：前述導向部、及沿著前述深度方向延伸到前述環狀槽的底部、且比前述導向部的直徑還要小的部位。
3. 一種流體裝置，具有透過插入環狀密封件而被密封的流路，該流體裝置係包括：流通口，係敞開以構成前述流路的一端，以及環狀槽，係沿前述流通口的外周緣形成，且敞開以供前述密封件插入；前述環狀槽係具有：在徑方向上之內徑側內壁部、及在前述環狀槽的徑方向上隔著間隔而與前述內徑側內壁部相互面對之外徑側內壁部；在前述內徑側內壁部之中，包括前述環狀槽的開口端之部位係構成第一錐形部，前述第一錐形部沿前述環狀槽的深度方向從前述該開口端起向著底部側而朝著前述環狀槽的徑向外側傾斜；在前述外徑側內壁部之中，從前述環狀槽的開口端沿前述深度方向延伸規定區間之部位係構成導向部，前述導向部的直徑大於前述密封件的外周面的直徑；前述外徑側內壁部係具有：前述導向部、及 沿著前述深度方向延伸到前述環狀槽的底部、且比前述導向部的直徑還要小的部位。
4. 如請求項1至3中任一項之流體裝置，其中前述第一錐形部在前述深度方向上比前述導向部離前述環狀槽的底部近。
5. 如請求項1至3中任一項之流體裝置，其中於前述導向部中之靠前述環狀槽底部側的端部形成有第二錐形部，前述第二錐形部係沿前述深度方向朝著前述環狀槽的徑向內側傾斜。
6. 如請求項5之流體裝置，其中前述第二錐形部係被佈置為在前述深度方向上與前述第一錐形部重合。
7. 如請求項1至3中任一項之流體裝置，其中前述密封件係用熱塑性樹脂成型而成。
8. 如請求項1至3中任一項之流體裝置，其中前述密封件具有：環狀之第一密封部，係插入前述流通口，以及環狀之第二密封部，係相對於前述第一密封部形成在徑向外側，且插入前述環狀槽中；當前述密封件插入以後，前述流通口被前述第一密封部與前述第二密封部夾住。

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