WO2019176259A1 - ブロックへのガスケットの装着構造およびガスケット - Google Patents

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WO2019176259A1
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gasket
block
cylindrical wall
wall portion
seal
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PCT/JP2019/000893
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篤 中野
俊英 飯田
智幸 小池
智大 足立
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日本ピラー工業株式会社
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    • F16J15/106Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure homogeneous

Definitions

  • the present invention relates to a gasket mounting structure to a block and a gasket.
  • Patent Document 1 a mounting structure in which a gasket is mounted on a base material using an adhesive is known, as described in Patent Document 1, for example.
  • one side in the axial direction of the gasket may not be finished into a convex shape that can be smoothly received by the concave press-fitted portion of the block.
  • one side in the axial direction of the gasket is not finished in a cross-section of a cylindrical shape that can be smoothly received by the press-fit portion of the block (generally a cross-sectional elliptical Finished in shape).
  • the reason is considered to be mainly due to the shrinkage (so-called sink) of the resin material that occurs at the time of resin molding on one side in the axial direction of the gasket.
  • the block and the other block can be connected by forcibly press-fitting one side of the gasket in the axial direction into the press-fitted portion.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to improve the sealing performance when a gasket is attached to a block.
  • the present invention A structure for mounting a gasket to a block, comprising a block having a fluid flow path and a gasket surrounding an opening of the fluid flow path,
  • the gasket has a resin-made cylindrical wall provided on the radially outer side of the opening,
  • the cylindrical wall portion may be configured to be press-fitted into the block and configured to be elastically deformable in a radial direction of the cylindrical wall portion.
  • the cylindrical wall portion of the gasket when the cylindrical wall portion of the gasket is press-fitted into the block, the cylindrical wall portion of the gasket can be elastically deformed in the radial direction by the block.
  • the followability of the cylindrical wall portion can be improved. Therefore, after the press-fitting is completed, the cylindrical wall portion of the gasket and the block can be press-contacted with a substantially uniform force over the entire area in the substantially circumferential direction. Therefore, the sealing performance can be improved while exhibiting the sealing performance when the gasket is attached to the block.
  • the thickness of the cylindrical wall portion is in the range of 0.165 mm to 5.4 mm.
  • the axial length of the cylindrical wall portion is in the range of 1.5 mm to 15 mm.
  • the outer diameter of the cylindrical wall is in the range of 5 mm to 60 mm
  • the inner diameter of the cylindrical wall portion and the radial thickness of the cylindrical wall portion are as follows: It exists in the range prescribed
  • b 0.065 ⁇ a + 1.5
  • b 0.033 ⁇ a
  • the axial length of the cylindrical wall portion is in the range of 1.5 mm to 15 mm,
  • the axial length of the cylindrical wall portion and the thickness of the cylindrical wall portion are as follows: Are within the range defined by the equations (3) and (4).
  • (3) b 0.379 ⁇ c ⁇ 0.285
  • (4) b 0.31 ⁇ c ⁇ 0.3
  • the cylindrical wall portion is made of a material having an elastic modulus of 200 MPa to 3200 MPa.
  • the present invention A gasket connected to an opening of a block having a fluid flow path,
  • the gasket has a resin-made cylindrical wall provided on the radially outer side of the opening,
  • the cylindrical wall portion may be configured to be elastically deformable in the radial direction of the cylindrical wall portion while being press-fitted into the block.
  • wearing with the gasket to a block can be improved.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1. It is a perspective view of the gasket in FIG. It is the figure which looked at the gasket in FIG. 1 from the axial direction one side.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 4. It is a partial cross section figure which shows the state which has not mounted
  • the gasket mounting structure on the block according to the present invention can be used for mounting the block and the gasket in the semiconductor field, the liquid crystal / organic EL field, the medical / pharmaceutical field, or the automotive field, for example.
  • the mounting structure of the gasket to the block according to the present invention can be used as appropriate depending on the application in fields other than the above-described fields.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure for attaching a gasket to a block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • the structure for attaching the gasket to the block is composed of a block 1 and a gasket 3.
  • the gasket 3 is formed in a cylindrical shape in this embodiment, and one end side is attached to the block 1.
  • the gasket 3 is provided so as to surround an opening 13 formed at one end of the first fluid flow path 11 of the block 1 in a state where the gasket 3 is mounted on the block 1.
  • the gasket 3 is press-fitted (fitted in a press-contact state) to a press-fitted portion formed around the opening 13 of the first fluid flow path 11 in the block 1.
  • the block 1 is joined to another block 7 adjacent to the block 1 via the gasket 3.
  • the other end side of the gasket 3 is also attached to another block 7 having a press-fitting portion similar to the block 1.
  • the gasket 3 connects the blocks 1 and 7 together while being interposed between the block 1 and another block 7.
  • a structure for mounting the gasket 3 to the block 1 described later is employed.
  • the mounting structure of the gasket 3 to the block 1 is the same as the mounting structure of the gasket 3 to another block 7.
  • the block in the present invention refers to a gasket mounting portion such as a regulator, a pressure gauge, a valve, a flow meter, and a resin tube.
  • FIG. 3 is a perspective view of the gasket 3.
  • FIG. 4 is a view of the gasket 3 as viewed from one axial direction thereof.
  • 5 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a state in which the gasket 3 is not attached to the block 1.
  • the gasket 3 has a second fluid flow path 15.
  • the second fluid channel 15 is a through hole extending in the axial direction of the gasket 3 and is connected to the first fluid channel 11 of the block 1 via the opening 13.
  • the gasket 3 has a shape that is symmetrical in the axial direction with respect to a central surface 16 that is orthogonal to the axial direction at the center in the axial direction. That is, since the gasket 3 is symmetric with respect to the center surface 16, the gasket 3 can be attached to another block 7 with the same structure as the attachment structure to the block 1.
  • the gasket 3 is formed in a cylindrical shape.
  • the gasket 3 includes an axial one side 17 on one axial side, an axial other side 19 on the other axial side, and an axial direction between the axial one side 17 and the axial other side 19. And a midway portion 21.
  • the gasket 3 is attached to the block 1 on the one side 17 side (lower side) in the axial direction when the axial direction is the vertical direction. Further, the gasket 3 is attached to another block 7 on the other side portion 19 side (upper side) in the axial direction.
  • One side portion 17 in the axial direction of the gasket 3 has a cylindrical seal projection 23 as a cylindrical wall portion made of resin, and a cylindrical inclined projection 25.
  • the seal protrusion 23 of the gasket 3 is substantially coaxial with the opening 13 and is positioned around the inclined protrusion 25.
  • the seal projection 23 is formed in a cylindrical shape having a substantially constant thickness in the radial direction.
  • the seal protrusion 23 protrudes from the axially intermediate portion 21 of the gasket 3 toward one side (downward) in the axial direction of the gasket 3.
  • the outer peripheral portion of the seal projection 23 forms the outer peripheral portion of the one axial side portion 17 of the gasket 3.
  • An outer peripheral contact surface 27 is provided on the outer peripheral portion of the seal projection 23.
  • an inner peripheral side contact surface 29 is provided on the inner peripheral portion of the seal projection 23.
  • the inclined protrusion 25 is formed in a cylindrical shape having a predetermined thickness in the radial direction.
  • the inclined protrusion 25 protrudes from the axially intermediate portion 21 of the gasket 3 in the same direction as the seal protrusion 23 (one axial direction of the gasket 3).
  • the inclined protrusions 25 are arranged at a predetermined interval on the radially inner side of the gasket 3 with respect to the seal protrusion 23.
  • the inclined protrusion 25 is set such that the protruding length of the gasket 3 from the axially intermediate portion 21 is smaller than the protruding length of the seal protruding portion 23.
  • the inclined protrusion 25 is formed such that its outer diameter gradually decreases from the axially intermediate portion 21 of the gasket 3 toward one axial direction.
  • the outer peripheral side contact surface 31 that is inclined toward the inner peripheral side is provided on the outer peripheral portion of the inclined protrusion 25.
  • the block 1 has the 1st fluid flow path 11 inside.
  • the opening 13 located at the end of the first fluid flow path 11 is exposed to the outside, and one end of the first fluid flow path 11 is in a state where the gasket 3 is connected (attached) to the block 1.
  • the second fluid flow path 15 of the gasket 3 are connected.
  • the first fluid channel 11 extends in the axial direction (vertical direction) of the cylindrical gasket mounting portion 33 formed in the block 1.
  • the opening 13 of the first fluid channel 11 is located at one end (upper end) in the axial direction of the gasket mounting portion 33.
  • the gasket 3 surrounds the opening 13 of the first fluid flow path 11.
  • the gasket mounting portion 33 can be fitted to the gasket 3 in a state where one side (upper side) in the axial direction of the gasket mounting portion 33 presses the gasket 3.
  • the gasket mounting portion 33 has an outer diameter larger than the outer diameter of the one axial side portion 17 (seal projection 23) of the gasket 3.
  • the gasket mounting portion 33 has substantially the same inner diameter with respect to the inner diameter of the one axial side portion 17 of the gasket 3.
  • the gasket mounting portion 33 has a cylindrical outer portion 37 and a cylindrical inner portion 39.
  • the outer portion 37 and the inner portion 39 are each provided on the radially outer side of the opening 13 of the first fluid flow path 11.
  • the inner portion 39 is provided on the radially outer side (around the opening 13) of the opening 13 of the first fluid flow path 11.
  • the outer portion 37 is provided on the radially outer side of the inner portion 39 (around the inner portion 39).
  • a seal projection 23 on the gasket 3 side is press-fitted into a groove 61 described later formed between the outer portion 37 and the inner portion 39 of the block 1.
  • the outer portion 37 is positioned radially outside the seal projection 23, while the inner portion 39 is positioned radially inside the seal projection 23. .
  • the outer portion 37 of the gasket mounting portion 33 has a shape capable of receiving the seal projection 23 on the inner side thereof. More specifically, the gasket 3 opens toward one side 17 (seal protrusion 23) in the axial direction.
  • the outer portion 37 is formed in a cylindrical shape having a substantially constant thickness in the radial direction.
  • the outer portion 37 has substantially the same inner diameter with respect to the outer diameter of the seal projection 23 (gasket 3).
  • the outer portion 37 has a substantially flat end face 43.
  • the end surface 43 of the outer portion 37 faces the end surface 43 of the outer portion 37 in another block 7 joined to the block 1 in a state where the gasket 3 surrounds the opening 13 of the first fluid flow path 11.
  • the inner portion 39 of the gasket mounting portion 33 is received by the seal projection 23.
  • the inner portion 39 opens toward the one axial side portion 17 (inclined protrusion 25) of the gasket 3.
  • the inner portion 39 is formed in a cylindrical shape having a predetermined thickness in the radial direction.
  • the inner portion 39 has an outer diameter larger than the inner diameter of the seal projection 23 and an inner diameter that is substantially the same as the inner diameter of the inclined protrusion 25.
  • the inner portion 39 extends in the same direction (vertical direction) as the outer portion 37.
  • the inner portion 39 has a substantially flat end surface 51.
  • the end surface 51 is formed on the radially outer side of the opening 13 of the first fluid flow path 11 and on the radially inner side of the end surface 43 of the outer portion 37.
  • the inner portion 39 is disposed at a predetermined interval on the radially inner side of the gasket mounting portion 33 with respect to the outer portion 37.
  • the inner portion 39 is disposed substantially coaxially with the outer portion 37 in a state surrounded by the outer portion 37.
  • the inner portion 39 is provided with an inclined inner peripheral side contact surface 53.
  • the inner peripheral contact surface 53 is located between the lower end and the upper end (end surface 51) of the inner portion 39, and is formed so that the inner diameter gradually increases from the lower end side of the inner portion 39 toward one side (upward) in the axial direction. Has been.
  • the inner peripheral side contact surface 53 of the inner part 39 faces and contacts the outer peripheral side contact surface 31 of the inclined protrusion 25.
  • the inner peripheral side contact surface 53 has a degree of inclination corresponding to the degree of inclination of the outer peripheral side contact surface 31 so as to be able to press contact with the outer peripheral side contact surface 31.
  • the inclination angle of the inner peripheral side contact surface 53 with respect to the axis line (axis line of the inner portion 39) 57 of the first fluid channel 11 and the axis line (axis line of the inclined protrusion 25) 58 of the second fluid channel 15 The inclination angle of the outer peripheral side contact surface 31 is set to be different from each other.
  • the inclination angle of the inner peripheral contact surface 53 with respect to the axis 57 of the first fluid flow path 11 is set larger than the inclination angle of the outer peripheral contact surface 31 with respect to the axis 58 of the second fluid flow path 15. ing.
  • the inclination angle of the inner peripheral side contact surface 53 and the inclination angle of the outer peripheral side contact surface 31 may be substantially the same, and the magnitude relationship between the two inclination angles is opposite to the above-described relationship. There may be.
  • the seal protrusion 23 of the gasket 3 is the protruding end 59 of the seal protrusion 23. Press-fitted from the side.
  • a groove portion 61 is formed between the outer portion 37 and the inner portion 39 of the gasket mounting portion 33.
  • the groove part 61 is a bottomed groove part, and is open in a direction (upward) substantially the same as the opening direction of the outer part 37 and the inner part 39.
  • the groove portion 61 includes an opening 63 on one side (upper side) in the axial direction of the inner portion 39, and a bottom portion 65 on the other side (lower side) in the axial direction of the inner portion 39.
  • the groove 61 can receive the protruding end 59 of the seal protrusion 23 through the opening 63.
  • the groove 61 is formed in an annular shape.
  • the groove 61 extends over the entire circumference of each of the outer portion 37 and the inner portion 39, and has a substantially constant groove width W ⁇ b> 1 in the radial direction and the circumferential direction between the outer portion 37 and the inner portion 39.
  • the groove width W ⁇ b> 1 of the groove 61 is set to be smaller than a thickness T ⁇ b> 1 of a seal projection 23 described later.
  • This groove width W ⁇ b> 1 can be appropriately set according to the seal protrusion 23 so that the seal protrusion 23 can be press-fitted into the groove 61.
  • the groove width W ⁇ b> 1 of the groove portion 61 is set to be substantially constant over substantially the entire axial direction of each of the outer portion 37 and the inner portion 39.
  • the groove width W ⁇ b> 1 of the groove portion 61 refers to the radial length of a part of the groove portion 61 in the circumferential direction.
  • the opening 63 of the groove 61 has a groove width W ⁇ b> 1 that is set larger toward one axial side of the inner portion 39. This is realized by forming the outer peripheral portion of the inner portion 39 in an inclined shape near the protruding end surface 51.
  • the gasket mounting portion 33 (outer portion 37 and inner portion 39) of the block 1 is configured to be able to elastically deform the seal projection 23 when the seal projection 23 is press-fitted. .
  • the gasket mounting portion 33 in the present embodiment is made of, for example, a fluororesin that is a thermoplastic resin (for example, PFA (perfluoroalkoxyalkane), PTFE (polytetrafluoroethylene)), etc.
  • a fluororesin that is a thermoplastic resin
  • PFA perfluoroalkoxyalkane
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PP polypropylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • POM polyoxymethylene
  • elastomer elastomer
  • the seal protrusion 23 of the gasket 3 is located in the block 1 (the groove 61 formed between the outer portion 37 and the inner portion 39 of the gasket mounting portion 33). While being configured to be press-fitted, the seal projection 23 is configured to be elastically deformable in the radial direction.
  • the seal projection 23 on the gasket 3 side can be elastically deformed by at least one of the outer portion 37 and the inner portion 39 of the gasket mounting portion 33 when being press-fitted into the groove 61 in the gasket mounting portion 33 on the block 1 side. .
  • the seal projection 23 is arranged in accordance with the shape between the outer portion 37 and the inner portion 39 (the shape of the groove portion 61) for press-fitting between the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove portion 61).
  • the protrusion 23 may be elastically deformed in the radial direction so that a part of the protrusion 23 in the circumferential direction moves independently of the other part in the circumferential direction.
  • the shape of the groove portion 61 on the block 1 side is a true cylindrical shape in section, but the shape of the seal projection 23 on the gasket 3 side is not formed in a true cylindrical shape in cross section, the shape of the groove portion 61 is changed.
  • a part of the circumferential direction of the seal projection 23 is elastically deformed radially outward, and the other part of the circumferential direction is elastically deformed radially inward.
  • the thickness T1 of the seal protrusion (cylindrical wall portion of the gasket 3) 23 shown in FIG. 6 is set to a value within the range of 0.165 mm to 5.4 mm.
  • the thickness T1 of the seal protrusion 23 refers to the radial length of a part of the seal protrusion 23 in the circumferential direction.
  • the thickness T1 of the seal protrusion 23 is set larger than the groove width W1 of the groove 61 so that the seal protrusion 23 is press-fitted into the groove 61.
  • the thickness T1 of the seal protrusion 23 is set to be substantially constant over substantially the entire area in the axial direction in the region of the seal protrusion 23 press-fitted into the groove 61.
  • the axial length L1 of the seal projection 23 shown in FIG. 6 is set to a value in the range of 1.5 mm to 15 mm.
  • the axial length L1 of the seal projection 23 is a projection length from the reference surface 66 shown in FIG.
  • the reference surface 66 is a surface orthogonal to the axial direction of the seal protrusion 23.
  • the reference surface 66 is present at the boundary between the one axial side portion 17 (the seal projection 23 and the inclined projection 25) of the gasket 3 and the midway portion 21 in the axial direction.
  • the outer diameter D1 of the seal projection 23 shown in FIG. 5 is set to a value in the range of 5 mm to 60 mm.
  • the outer diameter D1 of the seal protrusion 23 is a and the thickness T1 of the seal protrusion 23 is b
  • the axial length L1 of the seal protrusion 23 is set to a value in the range of 1.5 mm to 15 mm as described above.
  • the length L1 is set to a value within a range (range 69 in FIG. 8) defined by the following equations (3) and (4).
  • (3) b 0.379 ⁇ c ⁇ 0.285
  • b 0.31 ⁇ c ⁇ 0.3
  • the seal protrusion 23 is made of a resin material having an elastic modulus of 200 MPa to 3200 MPa.
  • the elastic modulus of the resin material is a value measured by a method described in JIS K 7161 or ASTM D638.
  • the seal protrusion 23 is preferably made of a resin material having an elastic modulus of 300 MPa to 2600 MPa, and more preferably made of a resin material having an elastic modulus of 310 MPa to 600 MPa.
  • the seal projection 23 can be made of, for example, a fluororesin that is a thermoplastic resin including PFA and PTFE. Further, the seal protrusion 23 may be made of a resin material such as PP, HDPE, LDPE, or POM resin instead of the fluororesin depending on the field of use (application).
  • the size of the seal projection 23 in the block 1 depends on the size of the seal projection 23 (the above-described thickness, etc.).
  • the seal projection 23 is appropriately set so that it can be press-fitted.
  • the gasket 3 can be attached to the block 1 by press-fitting the seal protrusion 23 of the one side 17 in the axial direction of the gasket 3 between the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove 61). It becomes.
  • the seal protrusion 23 on the other axial side portion 19 of the gasket 3 is press-fitted to another block 7, and the gasket 3 is also attached to the other block 7. 1 and another block 7 can be joined.
  • the outer peripheral side contact surface 27 of the seal projection 23 on the gasket 3 side is pressed against the inner peripheral side contact surface 71 of the outer portion 37 on the block 1 side, At least one of the circumferential contact surface 29 and the outer peripheral contact surface 73 of the inner portion 39 on the block 1 side can be pressed. Further, by joining the block 1 and another block 7, the outer peripheral side contact surface 31 of the inclined protrusion 25 on the gasket 3 side can be pressed against the inner peripheral side contact surface 53 of the inner portion 39.
  • a sealing force acting in the radial direction is generated between the seal protrusion 23 and at least one of the outer portion 37 and the inner portion 39 on the block 1 side, thereby It is possible to seal between the portion 23 and at least one of the outer portion 37 and the inner portion 39. It is also possible to seal between the inclined protrusion 25 and the inner portion 39 by generating a sealing force acting in the axial direction between the inclined protrusion 25 and the inner portion 39.
  • the seal projection 23 when the seal projection 23 is press-fitted into the block 1 (between the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove 61)), the block 1 (the outer portion 37 and the inner portion 39) causes the gasket 3 side to
  • the seal projection 23 can be elastically deformed in the radial direction according to the shape in the block 1 (the shape of the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove portion 61)). Therefore, the followability of the seal projection 23 with respect to the block 1 (groove 61) can be improved.
  • the seal projection 23 is smoothly pressed into the block 1 (between the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove 61)), and after the press-fit is completed, the seal projection 23, the outer portion 37, and the inner portion.
  • Those that are in pressure contact with each other in at least one of the pressure contact portions 39 can be pressed with a substantially uniform force over the entire area in the circumferential direction. Therefore, when the gasket 3 is attached to the block 1, the sealing performance can be improved while performing the sealing using the seal projection 23 as described above.
  • the gasket according to the present invention is the gasket 3 applied to the block 1 provided with the outer portion 37 and the inner portion 39 in the gasket mounting portion 33.
  • the present invention is not limited to this. It is also possible to apply to the block provided with only the outer part or the inner part in the gasket mounting part.
  • cylindrical wall part of the gasket in this invention should just be what press-fits at least one part in a block.
  • the seal protrusion 23 as a cylindrical wall portion of the gasket press-fits at least a part thereof into the block 1 (between the outer portion 37 and the inner portion 39 (groove portion 61)). I just need it.

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Abstract

ブロックへのガスケットの装着構造が、流体流路11を有するブロック1と、流体流路11の開口部13を囲むガスケット3とを備える。そして、ガスケット3が、流体流路11の開口部13の径方向外側に設けられた樹脂製の筒状壁部としてのシール突部23を有する。このシール突部23が、ブロック1内に圧入されるように構成されるとともに、当該シール突部23の径方向に弾性変形可能に構成される。

Description

ブロックへのガスケットの装着構造およびガスケット

 本発明は、ブロックへのガスケットの装着構造およびガスケットに関する。

 従来、例えば特許文献1に記載のように、接着材を用いて基材にガスケットを装着する装着構造が知られている。

特開2017-25992号公報

 内部に流体が流れる流体流路が形成されたブロックへのガスケットの装着構造としては、筒状のガスケットの軸方向一側部をブロックにおける流体流路の開口部の周囲付近に圧入することにより、前記ガスケットを前記ブロックに装着するものが知られている。

 この装着構造に関して、前記ガスケットを金型を用いた樹脂成形によって製造する場合、前記ガスケットの軸方向一側部が前記ブロックの凹状の圧入部分に円滑に受け入れられる凸形状に仕上がらないことがあった。

 具体的には、断面真円筒形状に形成されたブロックの圧入部分に対して、ガスケットの軸方向一側部が前記ブロックの圧入部分に円滑に受け入れられる断面真円筒形状に仕上がらない(概して断面楕円形状に仕上がる)ことがあった。

 その理由は、主に前記ガスケットの軸方向一側部の樹脂成形時に発生する樹脂材料の収縮(いわゆるヒケ)に起因すると考えられる。そして、この場合には、前記ガスケットの軸方向一側部を前記圧入部分に強制的に圧入することにより、前記ブロックと別のブロック等を接続することはできる。

 しかしながら、前記ブロック側と前記ガスケット側の形状の相違により前記ブロックの圧入部分と、前記ガスケットの軸方向一側部とが十分に馴染まず、密着性が劣る個所ができ、これにより高いシール性能を得ることはできないという懸念があった。

 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ブロックへのガスケットの装着時のシール性能を向上させることを目的とする。

 本発明は、

 流体流路を有するブロックと、前記流体流路の開口部を囲むガスケットとを備える、ブロックへのガスケットの装着構造であって、

 前記ガスケットは、前記開口部の径方向外側に設けられた樹脂製の筒状壁部を有し、

 前記筒状壁部は、前記ブロック内に圧入されるように構成されるとともに、当該筒状壁部の径方向に弾性変形可能に構成されるものであり得る。

 この構成によれば、前記ブロック内に前記ガスケットの筒状壁部を圧入に際し、前記ブロックにより前記ガスケットの筒状壁部を径方向に弾性変形させることが可能となるため、前記ブロックに対する前記ガスケットの筒状壁部の追従性を高めることができる。したがって、この圧入の完了後には、前記ガスケットの筒状壁部と前記ブロックとを略周方向全域において略均一の力で圧接させることが可能となる。よって、前記ブロックに前記ガスケットを装着したときにシール性能を発揮させつつ、そのシール性能を向上させることができる。

 本発明の別の態様によれば、

 前記ブロックへのガスケットの装着構造において、前記筒状壁部の厚さは、0.165mm~5.4mmの範囲内にある。

 本発明の更なる態様によれば、

 前記ブロックへのガスケットの装着構造において、前記筒状壁部の軸方向長さは、1.5mm~15mmの範囲内にある。

 本発明のまた別の態様によれば、

 前記ブロックへのガスケットの装着構造において、

 前記筒状壁部の外径は、5mm~60mmの範囲内にあり、

 前記筒状壁部の外径をaとし、前記筒状壁部の厚さをbとした場合に、前記筒状壁部の内径と前記筒状壁部の径方向の厚さとがそれぞれ以下の式(1)および式(2)で規定される範囲内にある。

(1)b=0.065×a+1.5

(2)b=0.033×a

 本発明のまた別の態様によれば、

 前記ブロックへのガスケットの装着構造において、

 前記筒状壁部の軸方向長さは、1.5mm~15mmの範囲内にあり、

 前記筒状壁部の軸方向長さをcとし、前記筒状壁部の厚さをbとした場合に、前記筒状壁部の軸方向長さと前記筒状壁部の厚さとがそれぞれ以下の式(3)および式(4)で規定される範囲内にある。

(3)b=0.379×c-0.285

(4)b=0.31×c-0.3

 本発明のまた別の態様によれば、

 前記ブロックへのガスケットの装着構造において、前記筒状壁部は、200MPa~3200MPaの弾性率を有する材料から構成される。

 本発明は、

 流体流路を有するブロックの開口部に接続されるガスケットであって、

 前記ガスケットは、前記開口部の径方向外側に設けられた樹脂製の筒状壁部を有し、

 前記筒状壁部は、前記ブロック内に圧入されるとともに、前記筒状壁部の径方向に弾性変形可能に構成されているものであり得る。

 本発明によれば、ブロックへのガスケットの装着時のシール性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るブロックへのガスケットの装着構造を示す断面図である。 図1の一部拡大図である。 図1におけるガスケットの斜視図である。 図1におけるガスケットをその軸方向一方から見た図である。 図4のI-I矢視断面図である。 ブロックにガスケットを装着していない状態を示す一部断面図である。 図1におけるガスケットの筒状壁部の外側部分の外径と厚さとの関係を示す図である。 図1におけるガスケットの筒状壁部の外側部分の軸方向長さと厚さとの関係を示す図である。

 本発明に係るブロックへのガスケットの装着構造は、例えば、半導体分野、液晶・有機EL分野、医療・医薬分野、または、自動車関連分野においてブロックとガスケットとの装着のために使用され得る。

 なお、本発明に係るブロックへのガスケットの装着構造は、上述の分野以外の分野においても用途等に応じて適宜使用可能である。

 図1は、本発明の一実施形態に係るブロックへのガスケットの装着構造を示す断面図である。図2は、図1の一部拡大図である。

 図1、図2に示すように、前記ブロックへのガスケットの装着構造は、ブロック1とガスケット3とにより構成される。ガスケット3は、本実施形態において筒状に形成されて、一方の端部側がブロック1に装着される。

 ガスケット3は、当該ガスケット3がブロック1へ装着された状態において、ブロック1の第1流体流路11の一端部に形成された開口部13を囲むように設けられる。ガスケット3は、ブロック1における第1流体流路11の開口部13の周囲に形成された圧入部分に圧入(圧接状態で嵌合)される。

 ブロック1は、当該ブロック1に隣り合う別のブロック7とガスケット3を介して接合される。ガスケット3の他方の端部側は、ブロック1と同様の圧入部分を有する別のブロック7にも装着される。ガスケット3は、ブロック1と別のブロック7との間に介在した状態でブロック1・7同士をつなぎ合わせる。

 なお、本実施形態においては、後述するブロック1へのガスケット3の装着構造を採用している。そして、ブロック1へのガスケット3の装着構造は、別のブロック7へのガスケット3の装着構造と同様である。

 また、本発明におけるブロックとは、例えば、レギュレータ、圧力計、バルブ、流量計、樹脂チューブ等のガスケット装着用部分を指す。

 図3は、ガスケット3の斜視図である。図4は、ガスケット3をその軸方向一方から見た図である。図5は、図4のI-I矢視断面図である。図6は、ブロック1にガスケット3を装着していない状態を示す一部断面図である。

 図3~6に示すように、ガスケット3は、第2流体流路15を有している。この第2流体流路15は、ガスケット3の軸方向に延びる貫通孔であり、ブロック1の第1流体流路11と開口部13を介して接続される。

 ガスケット3は、その軸方向中央で軸方向と直交する中央面16に対して軸方向に対称となる形状を有している。つまり、ガスケット3は、中央面16で対称となることから、ブロック1への装着構造と同様の構造で別のブロック7に装着可能とされている。

 ガスケット3は、円筒状に形成されている。ガスケット3は、軸方向一方にある軸方向一側部17と、軸方向他方にある軸方向他側部19と、軸方向一側部17と軸方向他側部19との間にある軸方向中途部21とを有している。

 ガスケット3は、その軸方向を上下方向とした場合、軸方向一側部17側(下側)がブロック1に装着されている。また、ガスケット3は、軸方向他側部19側(上側)が別のブロック7に装着されている。

 ガスケット3の軸方向一側部17は、樹脂製の筒状壁部としての筒状のシール突部23と、筒状の傾斜突起25とを有している。ガスケット3のシール突部23は、開口部13と略同軸上にあり、傾斜突起25の周囲に位置している。

 シール突部23は、径方向に略一定の厚さを有する円筒状に形成されている。シール突部23は、ガスケット3の軸方向中途部21からガスケット3の軸方向一方(下方)へ突出している。

 シール突部23の外周部は、ガスケット3の軸方向一側部17の外周部をなす。そしてこのシール突部23の外周部に、外周側接触面27が設けられている。また、シール突部23の内周部に、内周側接触面29が設けられている。

 傾斜突起25は、径方向に所定の厚さを有する円筒状に形成されている。傾斜突起25は、ガスケット3の軸方向中途部21からシール突部23と同じ方向(ガスケット3の軸方向一方)へ突出している。

 傾斜突起25は、シール突部23に対して、ガスケット3の径方向内側に所定間隔を隔てて配置されている。傾斜突起25は、ガスケット3の軸方向中途部21からの突出長がシール突部23の突出長よりも小さく設定されている。

 傾斜突起25は、その外径がガスケット3の軸方向中途部21から軸方向一方へ向かって漸次縮小するように形成されている。こうして、傾斜突起25の外周部に、内周側へ向かって傾斜する外周側接触面31が設けられている。

 また、ブロック1は、内部に第1流体流路11を有している。ブロック1は、第1流体流路11の端部に位置する開口部13が外部に露出しており、ブロック1にガスケット3が接続(装着)された状態において、第1流体流路11の一端部とガスケット3の第2流体流路15とが接続される。

 第1流体流路11は、ブロック1に形成される筒形状のガスケット装着部33の軸方向(上下方向)に延在している。第1流体流路11の開口部13は、ガスケット装着部33の軸方向一方の端部(上端部)に位置している。

 ガスケット装着部33は、ガスケット3が第1流体流路11の開口部13を囲む。ガスケット装着部33は、当該ガスケット装着部33の軸方向一方側(上方側)がガスケット3を圧接させた状態で、ガスケット3と嵌合可能とされている。

 ガスケット装着部33は、ガスケット3の軸方向一側部17(シール突部23)の外径よりも大きい外径を有している。ガスケット装着部33は、ガスケット3の軸方向一側部17の内径に対して略同一の内径を有している。

 ガスケット装着部33は、筒状の外側部分37と、筒状の内側部分39とを有している。外側部分37および内側部分39は、それぞれ、第1流体流路11の開口部13の径方向外側に設けられている。

 詳しくは、内側部分39が、第1流体流路11の開口部13の径方向外側(開口部13の周囲)に設けられている。外側部分37が、内側部分39の径方向外側(内側部分39の周囲)に設けられている。

 そして、ブロック1の外側部分37と当該内側部分39と間に形成される後述の溝部61内には、ガスケット3側のシール突部23が圧入される。

 なお、シール突部23が圧入された状態では、外側部分37がシール突部23よりも径方向外側に位置する一方、内側部分39がシール突部23よりも径方向内側に位置することになる。

 ガスケット装着部33の外側部分37は、その内側にシール突部23を受け入れることができる形状を有している。より詳しくは、ガスケット3の軸方向一側部17(シール突部23)に向かって開口する。

 外側部分37は、径方向に略一定の厚さを有する円筒状に形成されている。本実施形態において、外側部分37は、シール突部23(ガスケット3)の外径に対して略同一の内径を有している。

 図2に示すように、外側部分37は、略平坦な端面43を有している。外側部分37の端面43は、ガスケット3が第1流体流路11の開口部13を囲んだ状態で、ブロック1に接合された別のブロック7における外側部分37の端面43と対向する。

 また、ガスケット装着部33の内側部分39は、シール突部23に受け入れられる。内側部分39は、ガスケット3の軸方向一側部17(傾斜突起25)に向かって開口する。

 内側部分39は、径方向に所定の厚さを有する円筒状に形成されている。本実施形態において、内側部分39は、シール突部23の内径よりも大きい外径と、傾斜突起25の内径に対して略同一の内径とを有している。

 内側部分39は、外側部分37と同じ方向(上下方向)に延在している。内側部分39は、略平坦な端面51を有している。この端面51は、第1流体流路11の開口部13の径方向外側でかつ外側部分37の端面43よりも径方向内側に形成されている。

 内側部分39は、外側部分37に対して、ガスケット装着部33の径方向内側に所定間隔を隔てて配置されている。内側部分39は、外側部分37に囲まれた状態で、この外側部分37と略同軸上に配置されている。

 内側部分39には、傾斜状の内周側接触面53が設けられている。この内周側接触面53は、内側部分39の下端と上端(端面51)の間に位置し、内側部分39の下端側から軸方向一方(上方)へ向かって内径が漸次拡大するように形成されている。

 内側部分39の内周側接触面53は、傾斜突起25の外周側接触面31と対向し、接触する。この内周側接触面53は、外周側接触面31に圧接することができるように、外周側接触面31の傾斜度合いに応じた傾斜度合いを有している。

 具体的には、第1流体流路11の軸線(内側部分39の軸線)57に対する内周側接触面53の傾斜角度と、第2流体流路15の軸線(傾斜突起25の軸線)58に対する外周側接触面31の傾斜角度とが、互いに異なるように設定されている。

 本実施形態においては、第1流体流路11の軸線57に対する内周側接触面53の傾斜角度が、第2流体流路15の軸線58に対する外周側接触面31の傾斜角度よりも大きく設定されている。

 なお、これらの内周側接触面53の傾斜角度と外周側接触面31の傾斜角度とは、略同じであってもよいし、両者の傾斜角度についての大小関係が前述の関係とは逆であってもよい。

 そして、ガスケット装着部33の外側部分37と内側部分39との間に形成された空間(ブロック1の圧入部分)には、ガスケット3のシール突部23が当該シール突部23の突出端部59側から圧入される。

 詳しくは、ガスケット装着部33の外側部分37と内側部分39との間に、溝部61が形成されている。溝部61は、有底状の溝部であり、外側部分37および内側部分39の開口方向と略同じ方向(上方)に開口している。

 溝部61は、内側部分39の軸方向一方側(上側)に開口部63を備え、内側部分39の軸方向他方側(下側)に底部65を備えている。そして、溝部61は、開口部63を通じてシール突部23の突出端部59を受入れることができる。

 溝部61は、円環状に形成されている。溝部61は、外側部分37および内側部分39の各々の全周にわたって延びており、外側部分37と内側部分39との間において径方向および周方向に略一定の溝幅W1を有している。

 図6に示すように、溝部61の溝幅W1は、後述のシール突部23の厚さT1よりも小さく設定されている。この溝幅W1は、溝部61にシール突部23を圧入することができるように、シール突部23に応じて適宜設定され得る。

 溝部61の溝幅W1は、外側部分37および内側部分39の各々の軸方向の略全域にわたって略一定に設定されている。ここで、溝部61の溝幅W1とは、この溝部61の周方向一部における径方向長さを指す。

 ただし、溝部61のうち開口部63は、内側部分39の軸方向一方側ほど溝幅W1が大きく設定されている。これは、内側部分39の外周部が突出端面51付近で傾斜状に形成されることにより実現されている。

 また、ブロック1のガスケット装着部33(外側部分37および内側部分39)は、後述するように、シール突部23を圧入したときにこのシール突部23を弾性変形させ得るように構成されている。

 本実施形態におけるガスケット装着部33は、一例として熱可塑性の樹脂であるフッ素樹脂(例えば、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン))等から構成されているが、使用分野(用途)に応じて、例えばPP(ポリプロピレン)、HDPE(高密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、または、POM(ポリオキシメチレン)、エラストマー(ゴム)等から構成してもよい。

 そして、このようなブロックへのガスケットの装着構造において、ガスケット3のシール突部23が、ブロック1内(ガスケット装着部33の外側部分37と内側部分39との間に形成される溝部61)に圧入されるように構成されるとともに、シール突部23の径方向に弾性変形可能に構成されている。

 ガスケット3側にあるシール突部23は、ブロック1側にあるガスケット装着部33における溝部61へ圧入されるとき、ガスケット装着部33の外側部分37および内側部分39の少なくとも一方により弾性変形させられ得る。

 シール突部23は、外側部分37と内側部分39との間(溝部61)への圧入のために、外側部分37と内側部分39との間の形状(溝部61の形状)に応じて当該シール突部23の周方向一部がその他の周方向一部とは独立して移動するように径方向に弾性変形し得る。

 たとえば、ブロック1側の溝部61の形状が断面真円筒形状であるのに対し、ガスケット3側のシール突部23の形状が断面真円筒形状に形成されていない場合には、溝部61の形状にあわせてシール突部23の周方向一部が径方向外側に弾性変形しかつその他の周方向一部が径方向内側に弾性変形する。

 本実施形態においては、図6に示すシール突部(ガスケット3の筒状壁部)23の厚さT1は、0.165mm~5.4mmの範囲内の値に設定されている。ここで、シール突部23の厚さT1とは、シール突部23の周方向一部における径方向長さを指す。

 シール突部23の厚さT1は、シール突部23が溝部61に圧入されるように、溝部61の溝幅W1よりも大きく設定されている。そして、本実施形態においては、シール突部23の厚さT1が、溝部61に圧入されるシール突部23の領域のうち軸方向の略全域にわたって略一定に設定されている。

 また、本実施形態において、図6に示すシール突部23の軸方向長さL1は、1.5mm~15mmの範囲内の値に設定されている。ここで、シール突部23の軸方向長さL1とは、図6に示す基準面66からの突出長である。

 この基準面66は、シール突部23の軸方向と直交する面である。基準面66は、ガスケット3の軸方向一側部17(シール突部23および傾斜突起25)と軸方向中途部21との境界に存在する。

 また、本実施形態において、図5に示すシール突部23の外径D1は、5mm~60mmの範囲内の値に設定されている。そして、シール突部23の外径D1をaとし、シール突部23の厚さT1をbとした場合に、シール突部23の外径D1とシール突部23の厚さT1とがそれぞれ以下の式(1)および式(2)で規定される範囲(図7における範囲67)内の値に設定される。

(1)b=0.065×a+1.5

(2)b=0.033×a

 また、本実施形態において、シール突部23の軸方向長さL1は、前述のとおり、1.5mm~15mmの範囲内の値に設定されている。そして、前記同様にシール突部23の厚さT1をbとし、シール突部23の軸方向長さL1をcとした場合に、シール突部23の厚さT1とシール突部23の軸方向長さL1とがそれぞれ以下の式(3)および式(4)で規定される範囲(図8における範囲69)内の値に設定される。

(3)b=0.379×c-0.285

(4)b=0.31×c-0.3

 また、本実施形態においては、シール突部23は、200MPa~3200MPaの弾性率を有する樹脂材料から構成されている。前記樹脂材料の弾性率は、JIS K 7161またはASTM D638に記載の方法にて測定された値である。

 また、シール突部23は、300MPa~2600MPaの弾性率を有する樹脂材料から構成されていることが好ましく、310MPa~600MPaの弾性率を有する樹脂材料から構成されていることがより好ましい。

 なお、シール突部23は、例えば、PFA、PTFEを含む熱可塑性の樹脂であるフッ素樹脂から構成され得る。また、シール突部23は、使用分野(用途)によっては、フッ素樹脂に代えて、PP、HDPE、LDPE、または、POM樹脂等の樹脂材料から構成され得る。

 なお、シール突部23のブロック1内(外側部分37および内側部分39の間に形成される溝部61)、即ち圧入部分の寸法は、シール突部23の寸法(前述の厚さ等)に応じて、シール突部23を圧入することができるように適宜設定される。

 以上の構成により、ガスケット3の軸方向一側部17のシール突部23を外側部分37と内側部分39との間(溝部61)に圧入して、ガスケット3をブロック1に装着することが可能となる。本実施形態においては、同様に、ガスケット3の軸方向他側部19のシール突部23の圧入を別のブロック7に対し行って、ガスケット3を別のブロック7にも装着し、これによりブロック1と別のブロック7とを接合することが可能となる。

 そして、ガスケット3の装着時には、ガスケット3側のシール突部23の外周側接触面27をブロック1側の外側部分37の内周側接触面71に圧接すること、および、シール突部23の内周側接触面29をブロック1側の内側部分39の外周側接触面73に圧接することの少なくとも一方が可能となる。また、ブロック1と別のブロック7との接合により、ガスケット3側の傾斜突起25の外周側接触面31を内側部分39の内周側接触面53に圧接することも可能となる。

 したがって、ブロック1へのガスケット3の装着構造において、シール突部23とブロック1側の外側部分37および内側部分39の少なくとも一方との間に径方向に作用するシール力を発生させて、シール突部23と外側部分37および内側部分39の少なくとも一方との間をシールすることができる。また、傾斜突起25と内側部分39との間に軸方向に作用するシール力を発生させて、傾斜突起25と内側部分39との間をシールすることもできる。

 しかも、シール突部23をブロック1内(外側部分37と内側部分39との間(溝部61))に圧入する際には、ブロック1(外側部分37および内側部分39)によって、ガスケット3側のシール突部23を、ブロック1内の形状(外側部分37と内側部分39(溝部61)の形状)に応じて径方向に弾性変形させることが可能となる。そのため、ブロック1(溝部61)に対するシール突部23の追従性を高めることができる。

 すなわち、シール突部23の径方向の形状とこのシール突部23を受け入れる溝部61(外側部分37および内側部分39)の径方向の形状とに大きな差異があっても、シール突部23の径方向内側の形状が溝部61の径方向の形状にできるだけ合致するように、シール突部23をその径方向に弾性変形させることが可能となる。そのため、ブロック1側の外側部分37および内側部分39に対するガスケット3側のシール突部23の追従性を高めることが可能となる。

 したがって、ブロック1内(外側部分37および内側部分39の間(溝部61))へのシール突部23の圧入を円滑に行い、その圧入の完了後にはシール突部23と外側部分37および内側部分39の少なくとも一方との圧接部分において互いに圧接するもの同士を略周方向全域にわたって略均一の力で圧接させることができる。よって、ブロック1へのガスケット3の装着時、前述のようにシール突部23を用いてシールを行いつつ、シール性能を向上させることができる。

 なお、本発明におけるガスケットは、本実施形態においては外側部分37と内側部分39とをガスケット装着部33に備えたブロック1に適用するガスケット3としているが、これに限定するものではなく、例えば、外側部分または内側部分のみをガスケット装着部分に備えたブロックに適用することも可能である。

 また、本発明におけるガスケットの筒状壁部は、その少なくとも一部をブロック内に圧入させるものであればよい。本実施形態でいえば、ガスケットの筒状壁部としてのシール突部23が、その少なくとも一部をブロック1内(外側部分37および内側部分39との間(溝部61))に圧入させるものであればよい。

 上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態および変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

 1  ブロック

 3  ガスケット

 11 第1流体流路(ブロックの流体流路)

 13 第1流体流路の開口部

 23 シール突部(ガスケットの筒状壁部)

 D1 ガスケットの外径

 L1 シール突部(ガスケットの筒状壁部)の軸方向長さ

 T1 シール突部(ガスケットの筒状壁部)の厚さ

Claims (7)


  1.  流体流路を有するブロックと、前記流体流路の開口部を囲むガスケットとを備える、ブロックへのガスケットの装着構造であって、

     前記ガスケットは、前記開口部の径方向外側に設けられた樹脂製の筒状壁部を有し、

     前記筒状壁部は、前記ブロック内に圧入されるように構成されるとともに、当該筒状壁部の径方向に弾性変形可能に構成されている、ブロックへのガスケットの装着構造。

  2.  前記筒状壁部の厚さは、0.165mm~5.4mmの範囲内にある、請求項1に記載のブロックへのガスケットの装着構造。

  3.  前記筒状壁部の軸方向長さは、1.5mm~15mmの範囲内にある、請求項1または請求項2に記載のブロックへのガスケットの装着構造。

  4.  前記筒状壁部の外径は、5mm~60mmの範囲内にあり、

     前記筒状壁部の外径をaとし、前記筒状壁部の厚さをbとした場合に、前記筒状壁部の内径と前記筒状壁部の径方向の厚さとがそれぞれ以下の式(1)および式(2)で規定される範囲内にある、

    (1)b=0.065×a+1.5、

    (2)b=0.033×a、

    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のブロックへのガスケットの装着構造。

  5.  前記筒状壁部の軸方向長さは、1.5mm~15mmの範囲内にあり、

     前記筒状壁部の軸方向長さをcとし、前記筒状壁部の厚さをbとした場合に、前記筒状壁部の軸方向長さと前記筒状壁部の厚さとがそれぞれ以下の式(3)および式(4)で規定される範囲内にある、

    (3)b=0.379×c-0.285、

    (4)b=0.31×c-0.3、

    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のブロックへのガスケットの装着構造。

  6.  前記筒状壁部は、200MPa~3200MPaの弾性率を有する材料から構成されている、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のブロックへのガスケットの装着構造。

  7.  流体流路を有するブロックの開口部に接続されるガスケットであって、

     前記ガスケットは、前記開口部の径方向外側に設けられた樹脂製の筒状壁部を有し、

     前記筒状壁部は、前記ブロック内に圧入されるとともに、前記筒状壁部の径方向に弾性変形可能に構成されている、ガスケット。
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