(57)【要約】      （修正有）【課題】皺を発生させず、かつ、肉厚寸法と硬度等を均一に製造できるメタルＣリングの製造方法を提供する。【解決手段】横断面が閉円形のメタルＯリング３から、ラジアル内方向に開口する開口部10を、機械加工にて形成し、両端部６，６が相互に平行な機械加工面20，20とする。また、上記開口部を形成する両端部が、横断面形状に於て、相互に平行な機械加工面を有し、かつ、該両端部の機械加工面の算術平均粗さＲａが100μｍ以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が閉円形のメタルＯリング（３）から、ラジアル内方向又はラジアル外方向に開口する開口部（10）を、機械加工にて形成したことを特徴とするメタルＣリング。
【請求項２】
上記開口部（10）を形成する両端部（６）（６）が、横断面形状に於て、相互に平行な機械加工面（20）（20）を有し、かつ、該両端部（６）（６）の機械加工面（20）（20）の算術平均粗さ（Ｒａ）が 100μｍ以下である請求項１記載のメタルＣリング。
【請求項３】
横断面が閉円形のメタルＯリング（３）を製造し、該メタルＯリング（３）の全周にわたってラジアル方向開口部（10）を機械加工にて形成して横断面Ｃ字形とすることを特徴とするメタルＣリングの製造方法。
【請求項４】
上記開口部（10）が、ラジアル内方向へ開口するように機械加工する請求項３記載のメタルＣリングの製造方法。
【請求項５】
上記機械加工が、切削加工又は研削加工であり、上記開口部（10）を形成する両端部（６）（６）は、機械加工面（20）（20）であって、横断面に於て相互に平行である請求項３又は４記載のメタルＣリングの製造方法。
【請求項６】
上記機械加工が、レーザー加工であり、上記開口部（10）を形成する両端部（６）（６）は、機械加工面（20）（20）であって、横断面に於て相互に平行である請求項３又は４記載のメタルＣリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体密封に用いられるメタルＣリング、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルＣリングの従来の一般的製造方法としては、金属帯材の両端を溶接にて連結し、円形短筒状素材（フープ材）を作製し、この素材（フープ材）に塑性変形加工を行って横断面Ｃ型に成形する方法が用いられている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
ところで、メタルＣリングは対向する２平面間の密封（シール）を行うシール材であって、その開口部がラジアル内方向を向いたもの（内向き又は内圧用ともいう）と、ラジアル外方向を向いたもの（外向き又は外圧用ともいう）の２種類のものが存在している。
【０００３】
図８に於て、ラジアル内方向に開口する横断面Ｃ字形のメタルＣリング30についての製造方法を示し、前記フープ材31を一対のロールで挟みながら徐々に断面をＣ字形に成形してゆく方法である。この方法では、断面Ｃ字形の両端部34，34の径Ｄ１は（図８に２点鎖線にて示す）元のフープ材31の外径Ｄ０よりも小さくなる。従って、周方向に圧縮塑性変形を受ける。即ち、開口部（開放部）32近傍域33で周方向の圧縮応力が作用し、図９の要部拡大斜視図に示す如く、局部的に凹又は凸状に皺Ｙが発生し、シール製品として流体漏れが生じて致命的な問題となる。
メタルＣリング30が、平行な２平面に圧接して密封性を発揮するためには、図８と図９に示す圧接密封領域Ｚの平滑性が重要である。ところが、上述した開口部32近傍域33にて発生する（局部的な凹又は凸状の）皺Ｙが、この圧接密封領域Ｚにも波及し、十分な密封性能（シール性）を発揮できない虞がある。
【０００４】
また、図10と図11に於て、ラジアル外方向に開口するメタルＣリング35についての製造方法を示し、前記フープ材31を一対のローラで挟みながら徐々に断面をＣ字形に成形してゆく方法である。この方法では、断面Ｃ字形の両端部34，34の径Ｄ２は（図10に２点鎖線にて示す）元のフープ材31の外形Ｄ０よりも大きくなる。従って、図９にて述べたような皺Ｙが発生することがない。
しかしながら、開口部32の近傍域33は、周方向の引張応力が作用するので、その肉厚寸法Ｔ33が他よりも小さく（薄く）なり、さらに、圧接密封領域Ｚも周方向に不均一に薄くなり易く、十分なシール性を発揮できない場合もある。
【０００５】
さらに、図８と図９の内向きメタルＣリング30、及び、図10と図11の外向きメタルＣリング35のいずれに於てもさらに以下のような問題がある。
即ち、フープ材31を塑性曲げ加工してＣ型とするため、同一横断面に於て、場所により加工度が異なって、加工硬度化の度合に差異が生じ、機械強度・硬さが同一横断面内の場所によって相違する。具体的には、Ｃ型中央部37が柔らかく、開口部32の端部34，34とその近傍域33が硬い。
このような硬さや機械的強度に、横断面の場所（位置）によって差異が生じ、かつ、既述のように肉厚寸法にも大小差が生じることによって、シール性能が不安定となる。
さらに、フープ材31を塑性曲げ加工する際、ロール等の加工具を強い力で接触させる必要があり、メタルＣリング30，35の外表面や開口部32の端部34，34に傷が生じ易く、特に、外表面の傷は、シール性能に致命的な欠陥となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５４９９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１２８７号公報
【特許文献３】実開昭５７−１００６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の上述のメタルＣリングの製造方法によると、製造されたメタルＣリングは、外表面に皺Ｙを生じたり、加工時の傷が付いたり、さらには、機械的強度と硬さ、及び、肉厚寸法が、同一横断面に於て位置によって差異（相違）が生じ、シール性（密封性能）が不十分かつ不安定で、流体漏洩の虞が高いものであった。特に、従来の内向きメタルＣリングでは、図８と図９にて説明したように、皺Ｙが発生し易く、シール材としてはほとんど使いものにならなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るメタルＣリングは、横断面が閉円形のメタルＯリングから、ラジアル内方向又はラジアル外方向に開口する開口部を、機械加工にて形成したものである。
また、上記開口部を形成する両端部が、横断面形状に於て、相互に平行な機械加工面を有し、かつ、該両端部の機械加工面の算術平均粗さＲａが 100μｍ以下である。
【０００９】
また、本発明に係るメタルＣリングの製造方法は、横断面が閉円形のメタルＯリングを製造し、該メタルＯリングの全周にわたってラジアル方向開口部を機械加工にて形成して横断面Ｃ字形とするものである。
また、上記開口部が、ラジアル内方向へ開口するように機械加工する。
また、上記機械加工が、切削加工又は研削加工であり、上記開口部を形成する両端部は、機械加工面であって、横断面に於て相互に平行である。
あるいは、上記機械加工が、レーザー加工であり、上記開口部を形成する両端部は、機械加工面であって、横断面に於て相互に平行である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るメタルＣリングは、従来から製法が確立され、品質も安定して良好なメタルＯリングに、機械加工にて開口部を形成したものであるので、外表面に傷や皺を有さず、肉厚寸法及び硬度と機械的強度が各部位に於て均一・均等化できる。従って優れた密封性能（シール性）を発揮できる。
また、本発明に係るメタルＣリングの製造方法によれば、外表面に皺や傷の無い、美しい平滑面のメタルＣリングが安定して得られる。しかも、各部位の肉厚寸法、及び、硬度と機械的強度が均一・均等化され、密封性能（シール性）が安定して良好となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るメタルＣリングを製造するために用いられるメタルＯリングの素材（パイプ）を示した斜視図である。
【図２】メタルＯリングの一例を示す平面図である。
【図３】本発明に係るメタルＣリングの製造方法の実施の一形態を示す一部破断平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】メタルＣリングの製造方法の他の実施形態の断面平面図である。
【図７】図６の正面断面図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】従来の問題点を説明するための要部拡大断面図である。
【図１０】他の従来例を示す断面図である。
【図１１】他の従来例の問題点を説明するための拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
まず、本発明に係るメタルＣリングの製造方法から説明すると、図１に示したパイプ１を所定長さに切断して、これを図２のような円環状に弯曲塑性加工して、両端部を突き合わせて溶接し、溶接部２を介して連結一体化し、全体円形（円環状）であって、かつ、横断面が閉円形のメタルＯリング３を製造する。
材質は、アルミニウム、ステンレス鋼、（インコイル等の）ニッケル基超合金等が使用できる。なお、図１と図２にて述べた製造方法は、従来から広く実施され確立されたものである。また、上述以外の公知の製造方法にてメタルＯリング３を製造しても良い。また、熱処理を適宜行っても良い。また、必要に応じて、表面にめっきを行っても良い。
【００１３】
次に、図３〜図５に示すように、フライス（刃）や研削砥石等の切削・研削具４によって、メタルＯリング３の内周側から全周にわたってラジアル方向開口部10を機械加工し、横断面Ｃ字形とする。
図３〜図５で明らかなように横断面円形の中心点Ｏ３に向かう直線Ｌ３と平行な機械加工面20，20をもって、開口部10が形成される。言い換えると、開口部10の両端部６，６は、横断面に於て相互に平行に機械加工面20，20を有することとなる。
【００１４】
図３では、切削・研削具４を回転Ｆさせつつ、固定したメタルＯリング３に対して矢印Ｇ方向に送りを与えている。これ以外に、治具等によって切削・研削具４を、一定位置にて回転Ｆさせつつ、（ワークとしての）メタルＯリング３に回転送りを与えても良い。切削・研削具４によって、開口部10を形成する端面は、算術平均粗さＲａは、 100μｍ以下にすることができる。
開口部10が、図３〜図５に示すように（メタルＣリングの）ラジアル内方向へ開口するように、上述した機械加工で構成できるため、従来の図９等にて説明した皺Ｙの発生等の問題が解決できる利点が、特に大きいといえる。
【００１５】
次に、図６と図７は、他の実施の形態を示し、図６は図３と、図７は図４と対比されるべき図である。つまり、メタルＯリング３の外周側から全周にわたってラジアル方向開口部10を機械加工して、ラジアル外方向に開口する横断面Ｃ形とする。開口部10の両端部６，６は、相互に平行な機械加工面となる（図５参照）。
なお、図６に示した加工方法では、治具等によって切削・研削具４を、一定位置にて回転Ｆさせつつ、（ワークとしての）メタルＯリング３に矢印Ｈ方向の回転送りを付与して、切削又は研削を行う。これを、図３のように、メタルＯリング３を固定状態で、切削・研削具４を周方向に送りを与えても良い。
【００１６】
この図６と図７の場合にあっても、開口部10を形成する端面の算術平均粗さＲａは、 100μｍ以下とする。また、この図６と図７に示すラジアル外方向に開口するメタルＣリングの製造の機械加工として、レーザー加工を用いるも好ましい。
上述の方法にて製造されたメタルＣリングは、従来の図８〜図11のメタルＣリング30，35とは、以下のように独自の物としての特徴を具備している。即ち、ラジアル内方向又は外方向に開口する開口部10が機械加工にて形成され、従って、この開口部10を形成する両端部６，６が相互に平行な機械加工面20，20を有しているといえる。さらに望ましくは、この機械加工面20，20の算術平均粗さＲａを80μｍ以下に設定されている。
【００１７】
本発明のメタルＣリングの用途は、半導体製造装置、圧力容器、真空容器等である。本発明に係る製造方法にて得られるメタルＣリングは、（従来の図８〜図11にて述べた製造方法にて得られるメタルＣリング30，35に比較すると、）横断面の各部の硬度及び機械強度が均一であり、シール性能が安定して良好となる。さらに、従来の製造方法では、ロール等の加工具を強い力で接触させて塑性加工を行うため、シール材としては特に重要な表面に傷が発生し易かったが、このような傷の発生が、本発明のメタルＣリングには、全く無くなり、シール性能を一層改善できる。特に、従来の図８と図９にて述べた内開きタイプの場合の皺Ｙの発生を完全に防止できて、シール性（密封性能）は優れている。
【００１８】
本発明は以上詳述したように、横断面が閉円形のメタルＯリング３から、ラジアル内方向又はラジアル外方向に開口する開口部10を、機械加工にて形成したので、開放部の端面同士が略平行となる。従来の図８〜図11にて説明した問題点を解決して、同一横断面内での機械特性と硬さが均一であり、板厚も均一であって、シール性（密封性能）が安定して良好である。
また、本発明は、上記開口部10を形成する両端部６，６が、横断面形状に於て、相互に平行な機械加工面20，20を有し、かつ、該両端部６，６の機械加工面20，20の算術平均粗さＲａが 100μｍ以下であるので、横断面に於て、外周長が（図８〜図11の従来のメタルＣリングに比較して）長くなり、シール溝内への収まりが良く、かつ、（横断面に於て）同一外径寸法ならば横断面積が大きく弾発付勢力も増加し、密封性能も優れる。特に、従来の塑性加工方法によれば、開口部の間隔寸法が全周に沿ってバラツキが大きく、最も大きな圧縮力を受けた際に開口部内端面が相互に当接しないように、自由状態の開口部間隔寸法を大き目に設定せねばならないのに対し、本発明では、機械加工面20，20の間隔寸法は、自由状態下で正確に小さな値に設定可能である。それによって、同一外径寸法ならば従来品よりも大きな弾発付勢が得られて、密封性能もさらに優れたものとなる。
また、用途として、自動車等の振動が著しく激しい箇所では、常時、圧縮力を受けているメタルＣリングの疲労破壊が問題となる。しかしながら、本発明では、機械加工面20，20の表面粗さが小さく、両端部６，６の端面からの疲労による亀裂の発生も防止できる。
【００１９】
また、本発明に係るメタルＣリングの製造方法によれば、横断面が閉円形のメタルＯリング３を製造し、該メタルＯリング３の全周にわたってラジアル方向開口部10を機械加工にて形成して横断面Ｃ字形とする方法であるので、同一断面内での機械的強度や硬さが（従来の塑性加工によって製造する図８〜図11に比べて）均一となり、かつ、同一横断面内の肉厚寸法も均一となって、シール性（密封性能）が安定し、良好となる。さらに、（従来の図８〜図11に示した曲げ加工時に発生し易かった）表面傷の発生を防止できるので、シールとしての不良発生率を著しく低減できる。
また、上記開口部10が、ラジアル内方向へ開口するように機械加工する方法によれば、従来の図８と図９にて説明したところの皺Ｙの発生を防止して、従来至難とされていたラジアル内方向に開口するメタルＣリングを、熟練を要さず用に簡単に製造可能となった。
また、上記機械加工が、切削加工又は研削加工であり、上記開口部10を形成する両端部６，６は、機械加工面20，20であって、横断面に於て相互に平行であるようにしたので、横断面に於て同一外径寸法かつ同一肉厚寸法の従来品と比較して、開口部10を形成する両端部６，６の断面積を大きくでき、弾発付勢力を大に設定できる。かつ、シール溝への収まりが安定する。
また、上記機械加工が、レーザー加工であり、上記開口部10を形成する両端部６，６は、機械加工面20，20であって、横断面に於て相互に平行であるようにしたので、横断面に於て同一外径寸法かつ同一肉厚寸法の従来品と比較して、開口部10を形成する両端部６，６の断面積を大きくでき、弾発付勢力を大に設定できる。かつ、シール溝への収まりが安定する。
【符号の説明】
【００２０】
３  メタルＯリング
６  端部
10  開口部
20  機械加工面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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