WO2022244353A1 - シール材 - Google Patents
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Classifications
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- 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
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
Definitions
- the present invention relates to sealing materials.
- Patent Literature 1 discloses a sealing material in which a first sealing member made of synthetic resin and a second sealing member made of fluororubber are combined.
- Patent Document 2 discloses a sealing material in which an outer layer made of acrylic rubber and an inner layer made of nitrile rubber are combined.
- the present invention provides a sealing material which is formed in an annular shape and used in which one of the outer region and the inner region is in a relatively high-pressure gas phase and the other is in a relatively low-pressure gas phase, a sealing material body including a surface exposed to the high-pressure gas phase and formed of a first elastomer; and a low gas permeable member made of a second elastomer having a low gas permeability coefficient.
- FIG. 1 is a plan view of a sealing material according to Embodiment 1.
- FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A;
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mounting state of the sealing material according to the first embodiment; 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the sealing material according to Embodiment 1.
- FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a mounting state of a sealing material according to Embodiment 2;
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing a mounting state of a sealing material according to Embodiment 3;
- FIG. 1A to 1D show a sealing material 10 according to Embodiment 1.
- FIG. The sealing material 10 according to the first embodiment is an annular part having a substantially rectangular plan view shape and cross-sectional shape. It is used for gas seal applications in which the inner region has a relatively low-pressure gas phase L.
- the sealing material 10 includes a sealing material main body 11 provided on the annular outer side and a low gas permeable member 12 provided on the inner side.
- the sealing material main body 11 has an annular groove 111 extending in the inner circumferential direction, and has a U-shaped cross-section opening inward.
- the annular groove 111 on the inner side of the sealing material main body 11 is composed of an inner opening 111a, a relatively narrow narrow portion 111b continuously extending outward with a constant groove width, and a relatively narrow portion 111b continuously extending outward. It has a relatively wide portion 111c formed so as to continue to the outwardly concave curved surface having an arcuate cross section after the width of the groove gradually widens, and a flat groove bottom 111d continuing therefrom.
- the sealing material main body 11 is made of a first elastomer.
- the first elastomer include crosslinked rubber such as silicone rubber and polybutadiene rubber, and thermoplastic elastomer such as polyethylene.
- Silicone rubbers include, for example, vinylmethylsilicone rubber (VMQ) and phenylmethylsilicone rubber (PMQ). From the viewpoint of excellent low temperature resistance, the first elastomer is preferably silicone rubber, more preferably phenylmethyl silicone rubber (PMQ).
- the glass transition temperature of the first elastomer is preferably -50°C or lower.
- the glass transition temperature is measured according to JIS K6240:2011.
- the TR10 of the first elastomer is preferably -40°C or lower, more preferably -50°C or lower. This TR10 is measured based on JIS K6261:2006.
- the rubber hardness of the first elastomer measured with a type A durometer at a standard test temperature is preferably 50 or more and 80 or less, more preferably 65 or more and 75 or less. Rubber hardness is measured based on JIS K6253-3:2012.
- the 100% stress of the first elastomer at the standard test temperature is preferably 1.0 MPa or more, more preferably 1.5 MPa or more.
- the 100% stress at ⁇ 60° C. of the first elastomer is preferably 1.0 MPa or more, more preferably 1.5 MPa or more. 100% stress is measured based on JIS K6251:2010.
- the low gas permeable member 12 is formed in an annular shape having the same cross-sectional shape as the annular groove 111 of the sealing material main body 11 .
- the low gas permeable member 12 has a flat member inner surface 12a, a relatively thin portion 12b having a constant thickness continuing to the outer side, and a thin portion 12b continuing to the outer side. It has a relatively thick portion 12c formed so as to continue to the outwardly convex curved surface having an arcuate cross section after the thickness gradually increases, and a flat member outer surface 12d continuing therefrom.
- the low gas permeable member 12 is made of the second elastomer.
- the second elastomer has a lower gas permeability coefficient than the first elastomer.
- the first elastomer is silicone rubber
- examples of the second elastomer include fluororubber, ethylene propylene rubber, urethane rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, crosslinked rubber such as butyl rubber, thermoplastic elastomer, and the like.
- fluororubbers examples include copolymers of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP) (binary FKM), vinylidene fluoride (VDF), hexafluoropropylene (HFP) and tetrafluoroethylene (TFE). ) and the like (ternary FKM).
- the second elastomer is preferably fluororubber, more preferably binary FKM.
- the gas permeability coefficient of the second elastomer at standard temperature is preferably 3.0 ⁇ 10 ⁇ 12 mol ⁇ m/(m 2 ⁇ s ⁇ Pa) or less, more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 12 mol ⁇ m/ (m 2 ⁇ s ⁇ Pa) or less. This gas permeability coefficient is measured based on JIS K6275-1:2009.
- the glass transition temperature of the second elastomer is preferably -10°C or lower, more preferably -20°C or lower.
- the TR10 of the second elastomer is preferably -5°C or lower, more preferably -10°C or lower.
- the glass transition temperature and TR10 of the second elastomer may be higher than the glass transition temperature and TR10 of the first elastomer.
- the second elastomer preferably has a rubber hardness of 60 or more and 80 or less, more preferably 65 or more and 75 or less at a standard test temperature as measured by a type A durometer.
- the 100% stress at the standard test temperature of the second elastomer is preferably 3.0 MPa or higher, more preferably 3.5 MPa or higher.
- the low gas permeation member 12 is fitted into the annular groove 111 of the seal material main body 11 to form a composite structure.
- the side surface 12a is exposed, and the thin portion 12b, the thick portion 12c, and the outer side surface 12d of the low gas permeable member 12 correspond to the narrow portion 111b, the wide portion 111c, and the groove bottom 111d of the annular groove 111, respectively. are in contact with each other.
- the sealing material main body 11 and the low gas permeable member 12 may be adhered via an adhesive. Since the portion 12c is engaged and retained, it is possible to prevent the low gas permeable portion from falling off from the sealing material main body 11 even if it is not adhered.
- the sealing material main body 11 and the low gas permeable member 12 are not adhered with an adhesive, after the sealing material main body 11 and the low gas permeable member 12 are molded, the low gas permeable member 11 is formed in the annular groove 111 of the sealing material main body 11 .
- the sealing material 10 can be manufactured by a simple operation of just fitting the transmissive member 12 .
- one surface in the thickness direction is the first member 21 and the other surface is the tubular first and second members 21 and 22 which are members to be sealed and are provided so as to butt against each other. They are provided so as to be held in contact with the second members 22 respectively.
- the outside of the first and second members 21 and 22 is relatively high-pressure gas phase H, and the inside is relatively low-pressure gas phase L. Therefore, the outer surface and the inner surface of the sealing material 10 are exposed to the high-pressure gas phase H and the low-pressure gas phase L, respectively.
- the sealing material main body 11 includes the entire outer surface of the sealing material 10 constituting the surface exposed to the high-pressure gas phase H and both sides in the thickness direction of the inner surface of the sealing material 10 constituting the exposed surface to the low-pressure gas phase L. and the part of The low gas permeable member 12 includes the central portion in the thickness direction of the inner surface of the sealing material 10 that constitutes the surface exposed to the low-pressure gas phase L. As shown in FIG.
- silicone rubber can maintain flexibility even at low temperatures, it is widely used as a material for forming sealing materials used in low-temperature environments.
- silicone rubber has a relatively large gas permeability coefficient, gas permeation leakage occurs when a sealing material used for gas sealing between a high-pressure gas phase region and a low-pressure gas phase region is formed. There is the problem of ease.
- the sealing material main body 11 including the outer surface of the surface exposed to the high-pressure gas phase H is made of the first elastomer, and the low-pressure gas phase H is formed. Since the low gas permeable member 12 including a portion of the surface exposed to L is made of the second elastomer having a gas permeability coefficient smaller than that of the first elastomer, even if the seal material body 11 is easily permeable to gas, the second elastomer Since the low gas permeable member 12 made of elastomer restricts permeation and leakage of gas, excellent sealing performance can be obtained in a wide temperature range from low to high.
- the He leak value in the helium leak test is 2.9 ⁇ 10 -7 Pa ⁇ m 3 /s and 1.4 ⁇ 10 -8 Pa ⁇ m 3 /s at -60°C.
- the He leak value of the sealing material of the same shape formed of silicone rubber alone was 9.2 ⁇ 10 ⁇ 7 Pa ⁇ m 3 /s at 23° C. and 4.2 ⁇ 10 ⁇ 8 Pa ⁇ s at ⁇ 60° C. m 3 /s.
- the depth of the annular groove 111 of the sealing material main body 11, that is, the radial width w is preferably 30% or more, and more preferably 50% or more, of the total width W of the sealing member 10 in the radial direction.
- the ratio of the member inner surface 12a (A in the figure) of the low gas permeable member 12 to the inner surface of the surface exposed to the low-pressure gas phase L is preferably 50% or more, and 70% or more.
- the thick portion 12c of the low gas permeable member 12 includes a portion (B in the drawing) in which the ratio of the area occupied by the low gas permeable member 12 in the total cross-sectional area of the cross section along the circumferential direction is the largest. From the same point of view, the proportion of the portion where the ratio of the area occupied by the member 12 is the largest is preferably 67% or more, and more preferably 80% or more.
- the sealing material main body 11 made of the first elastomer includes all the contact surfaces with the first and second members 21 and 22, which are the members to be sealed. Therefore, if the first elastomer is silicone rubber, for example, the flexibility is maintained even at a low temperature of about -50°C, so that the so-called contact surface leakage can be suppressed in a wide temperature range from low to high. In addition, if the contact surfaces with the first and second members 21 and 22 are flexible, the sealing material 10 is compressed in the thickness direction to suppress contact surface leakage. 21 and 22 do not need to be brought into contact with the sealing material 10 with a large pressure contact force. It is possible to avoid being damaged by the pressure contact force.
- silicone rubber has the disadvantages of being prone to gas permeation and leaking, and having low plasma resistance and being prone to abrasion and dust generation. Even if the first elastomer forming the is silicone rubber, the low gas permeable member 12 is provided on the inner surface, which is the surface exposed to the low-pressure gas phase L, to reduce the exposure of the sealing material main body 11. can reduce the disadvantages of
- FIG. 2 shows a sealing material 10 according to the second embodiment. Parts having the same names as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment.
- the annular groove 111 of the sealing material main body 11 and the low gas permeable member 12 fitted therein have a substantially rectangular cross-sectional shape. Since the sealing material 10 according to the second embodiment has a simple structure, it is used for applications where there is little requirement for suppression of permeation leakage, for applications in which falling off of the low gas permeable part from the sealing material main body 11 is not a problem, and for reasons of molding. Therefore, it can be suitably used in applications where simple shapes are required for the sealing material main body 11 and the low gas permeable member 12 . Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
- FIG. 3 shows a sealing material 10 according to the third embodiment. Parts having the same names as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment.
- the low gas permeable member 12 has a substantially H-shaped cross section, and the low gas permeable member 12 forms a surface exposed to the low-pressure gas phase L. including the entire inner surface of Therefore, according to the sealing material 10 according to the third embodiment, the entire inner surface of the sealing material 10 constituting the exposed surface to the low-pressure gas phase L is occupied by the low gas permeable member 12 made of the second elastomer. Therefore, gas permeation leakage can be suppressed more effectively.
- Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
- the sealing material 10 is used with the relatively high-pressure gas phase H in the annular outer region and the relatively low-pressure gas phase L in the inner region, but is particularly limited to this.
- the annular outer region is used as a relatively low-pressure gas phase and the inner region is a relatively high-pressure gas phase, so that the seal material body is provided inside the ring and the low gas permeability is provided outside A member may be provided.
- the sealing material 10 is formed to have a substantially rectangular plan view shape and a substantially rectangular cross-sectional shape. It may be a so-called O-ring formed in the
- the present invention is useful in the technical field of sealing materials.
- sealing material 11 sealing material body 111 annular groove 111a opening 111b narrow portion 111c wide portion 111d groove bottom 12 low gas permeable member 12a member inner side surface 12b thin portion 12c thick portion 12d member outer surface 21 first member (to be sealed) Element) 22 Second member (member to be sealed) H High pressure gas phase L Low pressure gas phase
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Abstract
シール材(10)は、環状に形成されているとともに、その外側領域及び内側領域のうちの一方が相対的に高圧気相(H)及び他方が相対的に低圧気相(L)とされて用いられる。シール材(10)は、高圧気相(H)への暴露面を含み且つ第1エラストマーで形成されたシール材本体(11)と、シール材本体(11)と複合するとともに低圧気相(L)への暴露面の少なくとも一部分を含み且つ第1エラストマーよりもガス透過係数が小さい第2エラストマーで形成された低ガス透過部材(12)とを有する。
Description
本発明は、シール材に関する。
2種の材料で形成された部材が複合したシール材が知られている。例えば、特許文献1には、合成樹脂で形成された第1のシール部材と、フッ素ゴムで形成された第2のシール部材とが複合したシール材が開示されている。特許文献2には、アクリルゴムで形成された外層と、ニトリルゴムで形成された内層とが複合したシール材が開示されている。
本発明は、環状に形成されているとともに、その外側領域及び内側領域のうちの一方が相対的に高圧気相及び他方が相対的に低圧気相とされて用いられるシール材であって、前記高圧気相への暴露面を含み且つ第1エラストマーで形成されたシール材本体と、前記シール材本体と複合するとともに前記低圧気相への暴露面の少なくとも一部分を含み且つ前記第1エラストマーよりもガス透過係数が小さい第2エラストマーで形成された低ガス透過部材とを有する。
以下、実施形態について詳細に説明する。
(実施形態1)
図1A乃至Dは、実施形態1に係るシール材10を示す。実施形態1に係るシール材10は、平面視形状及び断面形状がいずれも略矩形に形成された環状部品であって、例えば半導体製造装置等において、その外側領域が相対的に高圧気相H及び内側領域が相対的に低圧気相Lとされるガスシールの用途で用いられるものである。
図1A乃至Dは、実施形態1に係るシール材10を示す。実施形態1に係るシール材10は、平面視形状及び断面形状がいずれも略矩形に形成された環状部品であって、例えば半導体製造装置等において、その外側領域が相対的に高圧気相H及び内側領域が相対的に低圧気相Lとされるガスシールの用途で用いられるものである。
実施形態1に係るシール材10は、環状の外側に設けられたシール材本体11と、内側に設けられた低ガス透過部材12とを備える。
シール材本体11は、内側に周方向に延びる環状溝111を有し、断面形状が内側に開口したコの字状に形成されている。シール材本体11の内側の環状溝111は、内側の開口部111aと、それに連続して外側に向かって一定溝幅が続く相対的に幅狭の幅狭部分111bと、それに連続して外側に向かって溝幅が漸次拡がった後に断面円弧状の外向きに凹の曲面に続くように形成された相対的に幅広の幅広部分111cと、それに連続する平坦な溝底111dとを有する。
シール材本体11は、第1エラストマーで形成されている。第1エラストマーとしては、例えば、シリコーンゴム、ポリブタジエンゴムなどの架橋ゴム、ポリエチレンなどの熱可塑性エラストマー等が挙げられる。シリコーンゴムでは、例えば、ビニルメチルシリコーンゴム(VMQ)、フェニルメチルシリコーンゴム(PMQ)等が挙げられる。第1エラストマーは、耐低温性が優れる観点から、シリコーンゴムであることが好ましく、フェニルメチルシリコーンゴム(PMQ)であることがより好ましい。
第1エラストマーのガラス転移温度は、耐低温性が優れる観点から、好ましくは-50℃以下である。ガラス転移温度は、JIS K6240:2011に基づいて測定されるものである。
第1エラストマーのTR10は、好ましくは-40℃以下、より好ましくは-50℃以下である。このTR10は、JIS K6261:2006に基づいて測定されるものである。
第1エラストマーのタイプAデュロメータで測定される標準試験温度でのゴム硬さは、好ましくは50以上80以下、より好ましくは65以上75以下である。ゴム硬さは、JIS K6253-3:2012に基づいて測定されるものである。
第1エラストマーの標準試験温度での100%応力は、好ましくは1.0MPa以上、より好ましくは1.5MPa以上である。第1エラストマーの-60℃での100%応力は、好ましくは1.0MPa以上、より好ましくは1.5MPa以上である。100%応力は、JIS K6251:2010に基づいて測定されるものである。
低ガス透過部材12は、断面形状がシール材本体11の環状溝111の溝断面と同一形状の環状に形成されている。具体的には、低ガス透過部材12は、平坦な部材内側面12aと、それに連続して外側に向かって一定厚さが続く相対的に薄い薄肉部分12bと、それに連続して外側に向かって厚さが漸次大きくなった後に断面円弧状の外向きに凸の曲面に続くように形成された相対的に厚い厚肉部分12cと、それに連続する平坦な部材外側面12dとを有する。
低ガス透過部材12は、第2エラストマーで形成されている。第2エラストマーは、第1エラストマーよりもガス透過係数が小さい。第1エラストマーがシリコーンゴムの場合、かかる第2エラストマーとしては、例えば、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴムなどの架橋ゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。フッ素ゴムでは、例えば、ビニリデンフルオライド(VDF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体(二元系FKM)、ビニリデンフルオライド(VDF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)とテトラフルオロエチレン(TFE)との共重合体(三元系FKM)等が挙げられる。第2エラストマーは、フッ素ゴムであることが好ましく、二元系FKMであることがより好ましい。
第2エラストマーの標準温度でのガス透過係数は、好ましくは3.0×10-12mol・m/(m2・s・Pa)以下、より好ましくは1.0×10-12mol・m/(m2・s・Pa)以下である。このガス透過係数は、JIS K6275-1:2009に基づいて測定されるものである。
第2エラストマーのガラス転移温度は、好ましくは-10℃以下、より好ましくは-20℃以下である。第2エラストマーのTR10は、好ましくは-5℃以下、より好ましくは-10℃以下である。第2エラストマーのガラス転移温度及びTR10は、第1エラストマーのガラス転移温度及びTR10よりも高くてもよい。第2エラストマーのタイプAデュロメータで測定される標準試験温度でのゴム硬さは、好ましくは60以上80以下、より好ましくは65以上75以下である。第2エラストマーの標準試験温度での100%応力は、好ましくは3.0MPa以上、より好ましくは3.5MPa以上である。
実施形態1に係るシール材10は、シール材本体11の環状溝111に低ガス透過部材12が嵌合して複合しており、環状溝111の開口部111aに低ガス透過部材12の部材内側面12aが露出するとともに、環状溝111の幅狭部分111b、幅広部分111c、及び溝底111dに、それぞれ低ガス透過部材12の薄肉部分12b、厚肉部分12c、及び部材外側面12dが対応して接触している。ここで、シール材本体11と低ガス透過部材12とは接着剤を介して接着されていてもよいが、シール材本体11の環状溝111の幅広部分111cに、低ガス透過部材12の厚肉部分12cが係合して抜け止めされているので、接着されていなくても、シール材本体11から低ガス透過部が脱落するのを抑止することができる。また、シール材本体11と低ガス透過部材12とが接着剤で接着されていなければ、シール材本体11及び低ガス透過部材12をそれぞれ成形した後、シール材本体11の環状溝111に低ガス透過部材12を嵌め入れるだけという簡単な作業でシール材10を製造することができる。
実施形態1に係るシール材10は、突き合わせるように設けられる被シール部材である管状の第1及び第2部材21,22間に、厚さ方向の一方面が第1部材21及び他方面が第2部材22にそれぞれ接触して挟持されるように設けられる。そして、第1及び第2部材21,22の外側は相対的に高圧気相Hとされるとともに、内側は相対的に低圧気相Lとされる。そのため、シール材10の外側面及び内側面は、それぞれ高圧気相H及び低圧気相Lへの暴露面となる。シール材本体11は、高圧気相Hへの暴露面を構成するシール材10の外側面の全面と、低圧気相Lへの暴露面を構成するシール材10の内側面における厚さ方向の両側の部分とを含むこととなる。低ガス透過部材12は、低圧気相Lへの暴露面を構成するシール材10の内側面における厚さ方向の中央部分を含むこととなる。
ところで、シリコーンゴムは、低温でも柔軟性を保つことができるので、低温環境下で使用されるシール材の形成材料として広く用いられている。しかしながら、シリコーンゴムは、ガス透過係数が比較的大きいので、高圧気相の領域と低圧気相の領域との間のガスシールの用途で用いられるシール材を形成した場合、ガスの透過リークが生じやすいという問題がある。
これに対し、上記構成の実施形態1に係るシール材10によれば、高圧気相Hへの暴露面の外側面を含むシール材本体11が第1エラストマーで形成されているとともに、低圧気相Lへの暴露面の一部分を含む低ガス透過部材12が第1エラストマーよりもガス透過係数が小さい第2エラストマーで形成されているので、シール材本体11がガスを透過しやすくても、第2エラストマーで形成された低ガス透過部材12がガスの透過リークを規制するため、低温乃至高温の広い温度範囲において、優れたシール性能を得ることができる。
具体的には、実施形態1に係るシール材10について、シール材本体11をシリコーンゴム及び低ガス透過部材12をフッ素ゴムでそれぞれ形成したとき、ヘリウムリークテストでのHeリーク値は、23℃で2.9×10-7Pa・m3/s及び-60℃で1.4×10-8Pa・m3/sであった。一方、シリコーンゴム単体で形成した同一形状のシール材では、Heリーク値は、23℃で9.2×10-7Pa・m3/s及び-60℃で4.2×10-8Pa・m3/sであった。
実施形態1に係るシール材10では、かかる優れたシール性能を得る観点から、シール材本体11の環状溝111の深さ、すなわち、低ガス透過部材12の内側から外側に向かう径方向の幅wが、シール材10の径方向の全幅Wにおける30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。低圧気相Lへの暴露面の内側面における低ガス透過部材12の部材内側面12a(図中A)が占める割合は、同様の観点から、50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。低ガス透過部材12の厚肉部分12cは、周方向に沿った断面の全断面積における低ガス透過部材12が占める面積の割合が最も大きい部分(図中B)を含むが、その低ガス透過部材12が占める面積の割合が最も大きい部分において、その割合は、同様の観点から、67%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
また、実施形態1に係るシール材10では、第1エラストマーで形成されたシール材本体11が、被シール部材である第1及び第2部材21,22のそれぞれとの接触面の全てを含んでいるので、例えば第1エラストマーがシリコーンゴムの場合、-50℃程度の低温でも柔軟性が保たれるため、低温乃至高温の広い温度範囲において、いわゆる接面リークを抑制することもできる。加えて、第1及び第2部材21,22のそれぞれとの接触面が柔軟であれば、接面リークの抑制のために、シール材10を厚さ方向に圧縮して第1及び第2部材21,22に大きな圧接力で当接させる必要はないので、例えば第1及び第2部材21,22がセラミックスで形成されている場合でも、第1及び第2部材21,22がシール材10の圧接力により損傷を受けるのを回避することができる。
さらに、シリコーンゴムは、ガスの透過リークが生じやすいことに加え、耐プラズマ性が低く、摩滅や発塵が生じやすいというデメリットを有するものの、実施形態1に係るシール材10では、シール材本体11を形成する第1エラストマーがシリコーンゴムの場合でも、低圧気相Lへの暴露面である内側面では、低ガス透過部材12が設けられてシール材本体11の露出が少なくされているので、これらのデメリットを減じることができる。
(実施形態2)
図2は、実施形態2に係るシール材10を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
図2は、実施形態2に係るシール材10を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
実施形態2に係るシール材10では、シール材本体11の環状溝111及びそこに嵌合した低ガス透過部材12の断面の形状が略矩形に形成されている。実施形態2に係るシール材10は、構造が簡易であることから、透過リークの抑制に対する要求が低い用途、シール材本体11からの低ガス透過部の脱落が問題とならない用途、成形上の理由からシール材本体11及び低ガス透過部材12にシンプルな形状が求められる用途等に好適に用いることができる。その他の構成及び作用効果は実施形態1と同一である。
(実施形態3)
図3は、実施形態3に係るシール材10を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
図3は、実施形態3に係るシール材10を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
実施形態3に係るシール材10では、低ガス透過部材12の断面の形状が略H形に形成されており、低ガス透過部材12が、低圧気相Lへの暴露面を構成するシール材10の内側面の全面を含む。したがって、実施形態3に係るシール材10によれば、低圧気相Lへの暴露面を構成するシール材10の内側面の全面が、第2エラストマーで形成された低ガス透過部材12で占められているので、ガスの透過リークを一層効果的に抑制することができる。その他の構成及び作用効果は実施形態1と同一である。
(その他の実施形態)
上記実施形態1乃至3では、環状の外側領域が相対的に高圧気相H及び内側領域が相対的に低圧気相Lとされて用いられるシール材10としたが、特にこれに限定されるものではなく、環状の外側領域が相対的に低圧気相及び内側領域が相対的に高圧気相とされて用いられるもの、したがって、環状の内側にシール材本体が設けられるとともに、外側に低ガス透過部材が設けられたものであってもよい。
上記実施形態1乃至3では、環状の外側領域が相対的に高圧気相H及び内側領域が相対的に低圧気相Lとされて用いられるシール材10としたが、特にこれに限定されるものではなく、環状の外側領域が相対的に低圧気相及び内側領域が相対的に高圧気相とされて用いられるもの、したがって、環状の内側にシール材本体が設けられるとともに、外側に低ガス透過部材が設けられたものであってもよい。
上記実施形態1乃至3では、平面視形状及び断面形状がいずれも略矩形に形成されたシール材10としたが、特にこれに限定されるものではなく、平面視形状及び断面形状がいずれも円形に形成されたいわゆるOリングであってもよい。
本発明は、シール材の技術分野について有用である。
10 シール材
11 シール材本体
111 環状溝
111a 開口部
111b 幅狭部分
111c 幅広部分
111d 溝底
12 低ガス透過部材
12a 部材内側面
12b 薄肉部分
12c 厚肉部分
12d 部材外側面
21 第1部材(被シール部材)
22 第2部材(被シール部材)
H 高圧気相
L 低圧気相
11 シール材本体
111 環状溝
111a 開口部
111b 幅狭部分
111c 幅広部分
111d 溝底
12 低ガス透過部材
12a 部材内側面
12b 薄肉部分
12c 厚肉部分
12d 部材外側面
21 第1部材(被シール部材)
22 第2部材(被シール部材)
H 高圧気相
L 低圧気相
Claims (10)
- 環状に形成されているとともに、その外側領域及び内側領域のうちの一方が相対的に高圧気相及び他方が相対的に低圧気相とされて用いられるシール材であって、
前記高圧気相への暴露面を含み且つ第1エラストマーで形成されたシール材本体と、前記シール材本体と複合するとともに前記低圧気相への暴露面の少なくとも一部分を含み且つ前記第1エラストマーよりもガス透過係数が小さい第2エラストマーで形成された低ガス透過部材とを有するシール材。 - 請求項1に記載されたシール材において、
前記第1エラストマーが前記第2エラストマーよりもTR10が低いシール材。 - 請求項1又は2に記載されたシール材において、
前記シール材本体が周方向に延びる環状溝を有し、前記シール材本体の前記環状溝に前記低ガス透過部材が嵌合しているシール材。 - 請求項3に記載されたシール材において、
前記シール材本体に前記低ガス透過部材が係合しているシール材。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載されたシール材において、
前記シール材本体が被シール部材との接触面を含むシール材。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載されたシール材において、
前記低ガス透過部材の径方向の幅が全幅における30%以上であるシール材。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載されたシール材において、
前記低圧気相への暴露面における前記低ガス透過部材が占める割合が50%以上であるシール材。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載されたシール材において、
周方向に沿った断面の全断面積における前記低ガス透過部材が占める面積の割合が最も大きい部分において、その割合が67%以上であるシール材。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載されたシール材において、
前記第1エラストマーがシリコーンゴムであるシール材。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載されたシール材において、
前記第2エラストマーが、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、又はブチルゴムであるシール材。
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JP2008202787A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Ti Group Automotive Systems Llc | 組合せシール |
JP2016070365A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 富士重工業株式会社 | 揮発性燃料用ガスケット |
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