(57)【要約】【課題】セット荷重の小さいシールリングを提供する。【解決手段】２つの筒状部材２，３間に挟圧されて該筒状部材２，３間の隙間を密封する金属製のシールリング１であって、環状を成す２つの板部材１０，１１を備え、該板部材１０，１１の径方向の一端１０ａ，１１ａ同士が密封状に接合されており、他端１０ｂ，１１ｂ同士が軸方向に離間するように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの筒状部材間に挟圧されて該筒状部材間の隙間を密封する金属製のシールリングであって、
環状を成す２つの板部材を備え、該板部材の径方向の一端同士が密封状に接合されており、他端同士が軸方向に離間するように構成されていることを特徴とするシールリング。
【請求項２】
前記板部材の一端同士が面当接された状態で接合されている請求項１に記載のシールリング。
【請求項３】
前記板部材の一端同士は、カシメ結合されている請求項１または２に記載のシールリング。
【請求項４】
一方の前記板部材は、他方の前記板部材よりも径方向に長く形成されており、一方の前記板部材の一端を他方の前記板部材の一端側に折り曲げてカシメ結合されている請求項３に記載のシールリング。
【請求項５】
少なくとも前記板部材の一端同士のカシメ部には、メッキ加工が施されている請求項３または４に記載のシールリング。
【請求項６】
前記板部材の他端側には、軸方向外側に突出する環状凸部が形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載のシールリング。
【請求項７】
前記板部材の外径側端部同士が密封状に接合されており、前記板部材の内径側端部同士が軸方向に離間するように構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載のシールリング。
【請求項８】
前記板部材の内径側端部同士が密封状に接合されており、前記板部材の外径側端部同士が軸方向に離間するように構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載のシールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のシールリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
閉鎖された空間内に被密封流体を密封する分野において、被密封流体を収容する筐体を複数の筒状部材で構成し、接続される２つの筒状部材間の隙間を周方向に密封するものとして、筒状部材間に狭圧されるシールリングが一般的に用いられている。
【０００３】
特に、ゴムパッキン等のシールリングが使用できないような高温、低温、高圧等の環境下においては、耐熱性、耐寒性、耐圧性に優れた金属製のシールリングが使用されている。例えば、特許文献１に示される金属製のシールリングは、所定の板厚を有する金属板を環状に打ち抜き、その金属板をプレス加工して断面視Ｃ字形状に成形されている。このシールリングは、筒状部材間で軸方向に狭圧されたときに径方向の端部同士が近づく方向に屈曲して圧縮されることにより、筒状部材間の隙間が周方向に亘って密封されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２６０９号公報（第３頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような従来のシールリングにあっては、１枚の金属板をプレス加工により曲げ加工を施して断面視Ｃ字形状に形成されており、該シールリングを筒状部材間で軸方向に狭圧する際には、シールリングをさらに押し潰すように湾曲させる方向に力を加えることになるため、シールリングの反発力が大きく、シールリングのセット荷重が大きいといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、セット荷重の小さいシールリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のシールリングは、
２つの筒状部材間に挟圧されて該筒状部材間の隙間を密封する金属製のシールリングであって、
環状を成す２つの板部材を備え、該板部材の径方向の一端同士が密封状に接合されており、他端同士が軸方向に離間するように構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、板部材の一端同士の接合部およびその近傍を屈曲点として２つの板部材を別々に屈曲させることができるので、シールリングを筒状部材間で軸方向に狭圧する際の反発力が小さく、セット荷重の小さいシールリングを提供することができる。
【０００８】
好適には、前記板部材の一端同士が面当接された状態で接合されている。
これによれば、板部材の一端同士が面当接されているので、板部材を屈曲させやすい。
【０００９】
好適には、前記板部材の一端同士は、カシメ結合されている。
これによれば、板部材の一端同士を簡便に固定することができる。
【００１０】
好適には、一方の前記板部材は、他方の前記板部材よりも径方向に長く形成されており、一方の前記板部材の一端を他方の前記板部材の一端側に折り曲げてカシメ結合されている。
これによれば、板部材を利用して簡便にカシメ結合することができる。
【００１１】
好適には、少なくとも前記板部材の一端同士のカシメ部には、メッキ加工が施されている。
これによれば、カシメ部の密封性を高めることができる。
【００１２】
好適には、前記板部材の他端側には、軸方向外側に突出する環状凸部が形成されている。
これによれば、環状凸部が筒状部材に接触することによりシール性が向上する。
【００１３】
好適には、前記板部材の外径側端部同士が密封状に接合されており、前記板部材の内径側端部同士が軸方向に離間するように構成されている。
これによれば、筒状部材の内側に収容された被密封流体の圧力を受けて板部材の内径側端部同士が軸方向に拡開するのでシール性が向上する。
【００１４】
好適には、前記板部材の内径側端部同士が密封状に接合されており、前記板部材の外径側端部同士が軸方向に離間するように構成されている。
これによれば、筒状部材の外側に収容された被密封流体の圧力を受けて板部材の外径側端部同士が軸方向に拡開するのでシール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１におけるシールリングがハウジング間に設置された状態を示す断面図である。
【図２】実施例１におけるシールリングの構造を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、ハウジング間にシールリングを設置するまでの過程を示す要部断面図である。
【図４】ハウジング間に設置されたシールリングの状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例２におけるシールリングの構造を示す断面図である。
【図６】締結部材の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るシールリングを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係るシールリングにつき、図１から図６を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、本発明の実施例のシールリング１は、筒状部材としてのハウジング２，３の間に狭持され、ハウジング２，３間の隙間を密封している。このシールリング１は、ゴムパッキン等が使用できないような高温、低温、高圧等の環境下においても使用され得る金属製のシールリングである。例えば、シールリング１は、高温、高圧の環境下である自動車のターボチャージャにおけるベアリングハウジングとコンプレッサハウジングとの隙間等を密封する際に使用される。
【００１９】
ハウジング２，３は、筒状を成しており、外部の圧力よりも高温高圧の被密封流体Ｆが内部に収容されている。このハウジング２，３には、径方向に延びるフランジ部２ａ，３ａが軸方向に対向して形成されており、フランジ部２ａ，３ａが周方向の複数個所でボルト４及びナット５により締結されている。
【００２０】
また、ハウジング２おけるハウジング３側かつ内径側の開口部の縁部には外径方向かつ軸方向に凹む環状の凹部２ｂが形成されている。ハウジング３におけるハウジング２側かつ内径側の開口部の縁部には、前記凹部２ｂに挿入可能な筒状の凸部３ｂが形成されており、凹部２ｂに凸部３ｂが挿入されることでハウジング２，３同士が芯出しされる。また、ハウジング３のフランジ部３ａには、軸方向に凹む環状凹部３ｃが形成されており、環状凹部３ｃ内にシールリング１が配置されている。
【００２１】
図２に示されるように、シールリング１は、環状を成す２枚の板部材としての金属板１０，１１から構成されている。本実施例の金属板１０，１１は、ステンレス鋼により構成されている。尚、金属板１０，１１の材料は問わないが、銅系、鉄系、ニッケル系等を主成分とする金属またはそれらの合金で構成されていてもよい。
【００２２】
金属板１０，１１は、径方向の一端である外径側端部１０ａ，１１ａ同士が周方向に亘って密封状に接合されている。すなわち、外径側端部１０ａ，１１ａはシールリング１の接合部となっている。具体的には、金属板１０は、金属板１１よりも外径側に長く延びて形成されており、金属板１０，１１は、外径側端部１０ａ，１１ａを軸方向に重ねた状態で外径側端部１０ａを外径側端部１１ａ側に折り曲げることでカシメ結合されている。また、外径側端部１０ａ，１１ａにおける軸方向の対向面１０ｄ，１１ｄ同士は周方向に亘って面当接されている。
【００２３】
このように、金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａは、カシメ結合されているので、結合時に高熱を受けることもなくかつバリ取り等の作業を要する溶接固定に比べて簡便に固定することができる。また、金属板１０，１１は、金属板１０の外径側端部１０ａを利用してカシメ結合できるので、カシメ結合用に別部材を必要せず、簡便に且つ安価に金属板１０，１１をカシメ結合することができる。尚、以下、外径側端部１０ａ，１１ａ同士がカシメ結合された部位をシールリング１のカシメ部１Ａということもある。
【００２４】
また、金属板１０，１１は外径側から内径側にかけて、カシメ部１Ａ、カシメ部１Ａの内径側の他端に連なる中間部１０ｅ，１１ｅ、中間部１０ｅ，１１ｅに連なる環状凸部１０ｃ，１１ｃ、環状凸部１０ｃ，１１ｃに連なり径方向の他端である内径側端部１０ｂ，１１ｂにより構成されている。また、金属板１０，１１は、カシメ部１Ａの内径側の端部よりも内径側の中間部１０ｅ，１１ｅ、環状凸部１０ｃ，１１ｃおよび内径側端部１０ｂ，１１ｂはそれぞれ内径方向に向けて軸方向に開くように屈曲形成されている。すなわち、金属板１０，１１は、カシメ部１Ａの内径側の端部を屈曲点Ｐ３として内径方向に向かって軸方向に拡開する断面視Ｖ字形状に形成されている。断面視Ｖ字形状の頂角は４０°であるがその角度は問わないが、２０°〜６０°であればセット荷重を小さくしつつ密封性を確保できることから好ましい。
【００２５】
また、金属板１０，１１における内径側端部１０ｂ，１１ｂと中間部１０ｅ，１１ｅの間には、軸方向外側に突出する断面視曲面形状の環状凸部１０ｃ，１１ｃがプレス加工により周方向に亘って形成されており、内径側端部１０ｂ，１１ｂは、環状凸部１０ｃ，１１ｃの頂部よりも軸方向内側に配置されている。尚、環状凸部１０ｃ，１１ｃは、製造の利便性から、金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａ同士をカシメ結合する前に予めプレス加工により形成されていることが好ましい。なお、内径側端部１０ｂ，１１ｂ、中間部１０ｅ，１１ｅおよび外径側端部１０ａ，１１ａはそれぞれ断面直線状であるので成形精度に優れる。
【００２６】
また、シールリング１の外表面には、メッキ加工が施されており、金属板１０，１１に亘ってメッキ層１２が形成されている。このメッキ層１２は、カシメ部１Ａの外表面を全体的に被覆していることから、カシメ部１Ａの密封性が向上している。
【００２７】
次いで、図３及び図４に基づいてシールリング１の設置態様について説明する。先ず、図３（Ａ）に示されるように、ハウジング３の環状凹部３ｃにシールリング１を配置するとともに、ハウジング２の凹部２ｂにハウジング３の凸部３ｂを挿入し、ハウジング２，３のフランジ部２ａ，３ａにボルト４及びナット５を取り付ける。
【００２８】
ハウジング２，３同士を軸方向に近接させると、自然状態、すなわち非圧縮状態のシールリング１にフランジ部２ａ，３ａが接触する。具体的には、フランジ部２ａのフランジ部３ａ側の端面２ｃが金属板１０の環状凸部１０ｃに接触し、環状凹部３ｃの底面３ｅが金属板１１の環状凸部１１ｃに接触する。このように、シールリング１が非圧縮状態であり、且つフランジ部２ａ，３ａがシールリング１に接触したときには、対向するフランジ部２ａの端面２ｃと、フランジ部３ａのフランジ部２ａ側の端面３ｄと、が接触していない。すなわち、非圧縮状態におけるシールリング１の軸方向の厚み寸法Ｌ１は、ハウジング３の環状凹部３ｃの軸方向の深さ寸法Ｌ２よりも大きくなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００２９】
次に、図３（Ｂ）に示されるように、ボルト４及びナット５を締め込むと、ハウジング２，３が軸方向に近づき、ハウジング２，３によりシールリング１が挟圧されるため、シールリング１が圧縮される。言い換えれば、ハウジング２，３には、軸方向に互いを離間させる方向にシールリング１の弾性復元力が働くようになっている。
【００３０】
詳しくは、図４に示されるように、シールリング１全体を軸方向に潰すように圧縮する力（白太矢印）が働いたときには、環状凸部１０ｃ，１１ｃが作用点Ｐ１，Ｐ２として機能してハウジング２，３から押し付け力を受け、金属板１０，１１の接合部であるカシメ部１Ａの内径側と中間部１０ｅ，１１ｅの外径側との境界部分を屈曲点Ｐ３として金属板１０，１１が別々に屈曲変形して軸方向に近接する。
【００３１】
図３（Ｃ）に示されるように、ボルト４及びナット５を更に締め込むと、シールリング１をさらに圧縮させながらハウジング２，３が軸方向に更に近接し、フランジ部２ａの端面２ｃとフランジ部３ａの端面３ｄとが圧接され、シールリング１のハウジング２，３間への設置が完了する。このシールリング１がセットされた状態では、シールリング１の軸方向の厚み寸法Ｌ１は、ハウジング３の環状凹部３ｃの軸方向の深さ寸法Ｌ２と等しくなっている（Ｌ１＝Ｌ２）。
【００３２】
図４に戻って、シールリング１がハウジング２，３間に設置された状態にあっては、シールリング１の弾性復元力（黒太矢印）により環状凸部１０ｃ，１１ｃがフランジ部２ａの端面２ｃと環状凹部３ｃの底面３ｅに圧接されるので、ハウジング２，３間の隙間が密封される。さらに、ハウジング２，３の内部に収容される被密封流体Ｆの圧力を受けて金属板１０，１１を押し広げる方向に圧力（黒細矢印）が作用するので、シールリング１によるシール性能が向上する。
【００３３】
以上説明したように、本発明の実施例のシールリング１は、環状を成す２枚の金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａ同士を密封状に接合することで構成されているので、接合部であるカシメ部１Ａの内径側を屈曲点Ｐ３として金属板１０，１１を別々に屈曲させることができる。すなわち、シールリング１は、ハウジング２，３の間で軸方向に狭圧される際に、１枚の金属板をプレス加工により断面視Ｃ字状に構成されたシールリングに比べ、金属板１０，１１の弾性復元力が小さいのでセット荷重を小さくできる。
【００３４】
さらに、例えば、１枚の金属板をプレス加工によりシールリングを断面視Ｃ字状に構成する場合、構造強度の関係上、径方向の長さを大きくすることができないが、本実施例のシールリング１は、２枚の金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａ同士を接合するので、構造強度に関わらず径方向の長さを大きく確保することができる。つまり、屈曲点Ｐ３から作用点Ｐ１，Ｐ２までの距離を長く確保できるので、金属板１０，１１を小さい力で屈曲させることができる。
【００３５】
このように、シールリング１を小さい力で圧縮することができることから、シールリング１の弾性復元力に耐え得るハウジング２，３やボルト４及びナット５等の高い構造強度を必要としない。すなわち、ハウジング２，３やボルト４及びナット５等を小さくすることができる。
【００３６】
また、シールリング１が小さい力で大きく圧縮されることから、シールリング１が設置される環状凹部３ｃの深さの寸法公差を大きくとることができるので、ハウジング２，３を簡便に製造することができる。
【００３７】
また、金属板１０，１１の径方向の長さが大きく確保されるため、被密封流体Ｆの圧力を大きな受圧面で受けることができ、金属板１０，１１を強い力で押し広げられるので、シールリング１のシール性能が高い。
【００３８】
また、金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａにおける対向面１０ｄ，１１ｄ同士は面当接している。具体的には、シールリング１は、平板状の金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａにおける対向面１０ｄ，１１ｄ同士を面当接させた状態で内径側端部１０ｂ，１１ｂが軸方向に離間するように屈曲点Ｐ３から屈曲されているので、シールリング１がハウジング２，３の間で軸方向に狭圧されたときに、金属板１０，１１を屈曲点Ｐ３から屈曲させやすい。また、金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａを広い範囲で接合できるので接合強度が高い。
【００３９】
また、シールリング１において断面視曲面形状の環状凸部１０ｃ，１１ｃがハウジング２，３に接触するので、内径側端部１０ｂ，１１ｂがハウジング２，３に面当接する場合に比べて圧力を集中させることができシール性が向上するとともに、内径側端部１０ｂ，１１ｂのエッジ部分がハウジング２，３に接触することがなく、ハウジング２，３が破損することを防止できる。
【００４０】
また、環状凸部１０ｃ，１１ｃは、プレス加工により形成されているので、別部材により環状凸部１０ｃ，１１ｃを形成する必要がなく、環状凸部１０ｃ，１１ｃを簡便に形成することができる。尚、環状凸部１０ｃ，１１ｃは、環状の別部材を金属板１０，１１に固定することで構成されていてもよい。
【００４１】
また、シールリング１の外表面には、メッキ加工によりメッキ層１２が形成されている。すなわち、メッキ層１２は、カシメ部１Ａの外表面を全体的に被覆していることから、カシメ部１Ａの密封性が向上するとともに、環状凸部１０ｃ，１１ｃの外表面も被覆しているため、ハウジング２，３との馴染みをよくすることができ、シールリング１のシール性能が向上する。
【００４２】
尚、本実施例では、金属板１０，１１の外径側端部１０ａ，１１ａ同士がカシメ結合されている形態を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、溶接等によって接合されていてもよい。
【００４３】
また、本実施例では、シールリング１の外表面にメッキ加工が施されている形態を例示したが、カシメ結合による圧接力だけでもカシメ部１Ａからの被密封流体漏れを防止できる。したがって、シールリング１は、メッキ加工が施されていなくてもよい。また、メッキ加工を施す場合には、本実施例のようにシールリング１の外表面全体に施される必要はなく、少なくともカシメ部１Ａに施されていればよい。
【実施例２】
【００４４】
以下、この発明の実施例２について説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。図５に示されるように、シールリング１００は、金属板１１０，１１１の内径側端部１１０ｂ，１１１ｂがカシメ結合されており、外径側端部１１０ａ，１１１ａが外径方向に向けて軸方向に開くように屈曲されており、断面視Ｖ字形状に形成されている。すなわち、シールリング１００の内径側にカシメ部１００Ａが形成されている。このシールリング１００は、前述したハウジング２，３の外部圧力が内部圧力よりも高い場合に使用される仕様となっている。これによれば、ハウジング２，３の外側に収容された被密封流体の圧力を受けて金属板１１０，１１１の外径側端部１１０ａ，１１１ａ同士が軸方向に拡開するのでシール性が向上する。
【００４５】
なお、実施例１、２におけるハウジング及び締結手段の変形例として次のようなものもある。図６に示されるように、本変形例のハウジング２０は、フランジ部２０ａにおけるハウジング３０とは反対側の端面２１が外径方向に向かうにつれて厚みが薄くなるように傾斜している。また、ハウジング３０も同様に、フランジ部３０ａにおけるハウジング２０とは反対側の端面３１が外径方向に向かうにつれて厚みが薄くなるように傾斜している。フランジ部２０ａ，３０ａは、該フランジ部２０ａ，３０ａ同士を当接させた状態で断面視台形状を成している。
【００４６】
本変形例におけるハウジング２０，３０の締結手段としてのバンド４０は、外径側の底部４２と、底部４２の軸方向両端から内径方向に向けて拡開するように延びる側部４１，４１と、を備え、断面視台形状に形成されている。バンド４０は、軸方向視においてＣ字形状を成し、その端部同士がネジで接続されており、ネジを操作することで該バンド４０の径を変更できるようになっている（図示略）。バンド４０をフランジ部２０ａ，３０ａの周方向に外嵌させ、前記ネジを緊締することで、バンド４０によりフランジ部２０ａ，３０ａが締め付けられる。このとき、バンド４０の側部４１，４１がフランジ部２０ａ，３０ａの端面２１，３１に摺接することでハウジング２０，３０が軸方向に近接し接続固定される。
【００４７】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００４８】
例えば、前記実施例では、金属板１０，１１が平板状に形成されている形態を例示したが、これに限られず、シールリングが金属板同士の接合部を屈曲点として屈曲するようになっていれば、金属板が湾曲していてもよい。また、例えば、金属板が軸方向外側に膨出するように湾曲している場合には、ハウジングに接触する環状凸部を特段設けなくてもよい。
【００４９】
また、前記実施例では、シールリング１を設置する環状凹部３ｃがハウジング３に設けられる形態を例示したが、これに限られず、例えば、ハウジング２に環状凹部が形成されていてもよいし、ハウジング２，３に浅い溝をそれぞれ設け、ハウジング２，３を接続したときに１つの環状凹部を構成するようになっていてもよい。
【００５０】
前記実施例では、金属板１０，１１は軸方向断面が径方向を基準として線対称である例について説明したが、例えば一方の金属板は径方向に沿って延び、他方の金属板は径方向に交差する方向に延びるものであってもよく、線対称に限られない。
【符号の説明】
【００５１】
１                シールリング
１Ａ              カシメ部（接合部）
２，３            ハウジング（筒状部材）
１０，１１        金属板（板部材）
１０ａ，１１ａ    外径側端部（径方向の一端）
１０ｂ，１１ｂ    内径側端部（径方向の他端）
１０ｃ            環状凸部
１２              メッキ層
２０，３０        ハウジング（筒状部材）
１００            シールリング
１００Ａ          カシメ部（接合部）
１１０，１１１    金属板（板部材）
１１０ａ，１１１ａ    外径側端部（径方向の他端）
１１０ｂ，１１１ｂ    内径側端部（径方向の一端）
Ｐ１，Ｐ２        作用点
Ｐ３              屈曲点
【図１】
2020063753.tif 000003
【図２】
2020063753.tif 000004
【図３】
2020063753.tif 000005
【図４】
2020063753.tif 000006
【図５】
2020063753.tif 000007
【図６】
2020063753.tif 000008