(57)【要約】【課題】より簡素な締結方法の管理によって流体の漏れを防止する。【解決手段】流体が流通する流路の接続口が開口する接続面同士を突き合わせて、互いの流路同士を連通させる接続部分のシール装置１であって、接続面同士の間に配され、接続口と連通する貫通孔４が形成された板状部材２と、板状部材２の両面から突出するようにして貫通孔４に配され、接続面同士の間に挟み込まれた状態で変形して板状部材２に拘束されるとともに、接続口を囲むようにして接続面に密着するシール部材３とを備えるシール装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する流路の接続口が開口する接続面同士を突き合わせて、互いの流路同士を連通させる接続部分のシール装置であって、
前記接続面同士の間に配され、前記接続口と連通する貫通孔が形成された板状部材と、
前記板状部材の両面から突出するようにして前記貫通孔に配され、前記接続面同士の間に挟み込まれた状態で変形して前記板状部材に拘束されるとともに、前記接続口を囲むようにして前記接続面に密着するシール部材とを備えることを特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記貫通孔の内周面、及び該内周面と当接する前記シール部材の外周面のいずれか一方には、前記貫通孔の貫通方向への前記シール部材の移動を規制する凸条が形成されており、他方には前記凸条を受け入れる溝条が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記シール部材の前記接続面に面する少なくとも一側には、前記貫通孔の貫通方向への前記シール部材の移動を規制する突出部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記板状部材の前記突出部と面する一面には、前記突出部を受け入れる段差部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシール装置。
【請求項５】
前記板状部材と前記シール部材とは一体化されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシール装置。
【請求項６】
流体が流通する流路、及び流路の接続口が開口して弁体が接続可能な接続面とを備えた制御盤と、
前記制御盤の前記接続面に接続される接続面を有する弁体とを備え、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール装置が前記弁体と前記制御盤の接続面同士の間に設けられている空制装置。
【請求項７】
流体が流通する流路、及び流路の接続口が開口して弁体が接続可能な接続面とを備えた制御盤と、前記制御盤の接続面に接続される接続面を有する弁体と、前記弁体と前記制御盤の接続面同士の間に設けられて、挟み込まれて弾性変形することで前記接続面同士の間をシールする板ガスケットとを備えた空制装置の改修方法であって、
前記板ガスケットを取り外す除去工程と、
前記除去工程の後に、前記接続面同士の間に請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール装置を設置するシール装置設置工程とを備えることを特徴とする空制装置の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール装置、空制装置、及び空制装置の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鉄道車両ではブレーキ装置やドア開閉装置を駆動するために、圧縮空気を作動流体として利用している。これらの装置を制御するための制御装置には、圧縮空気を供給するための空気圧縮機とブレーキ装置との間で圧縮空気を流通させるための流体通路を複数有する制御盤が設けられている。制御盤の流体通路に例えば弁体を接続する際には、特許文献１に記載されているような弁装置を用いることが一般的である。
【０００３】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に、弁装置に使用される板ガスケット１００の一例を示す。板ガスケット１００は、弁体と弁座との接続面における圧縮空気の漏れを防止するために配置されており、弾力性を有するゴム製のシート材で形成されている。詳しくは、板ガスケット１００は、ゴムからなる平板状の部材１０１にビード１０２と呼ばれる突起が一体的に形成されている。ビード１０２を形成することによって、その部分の実質的なガスケット厚さは、ビード１０２が存在しない部分と比較して厚くなるため、弁体と弁座との締結荷重が流路の周りに集中することとなり、これにより安定したシール性能を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５６４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の板ガスケット１００においては、規定の締結トルクで締め付けた場合においても、板ガスケット１００全体に均等に力が掛かるように締結しなければ、ビード１０２が均等に潰れない場合がある。均等に潰れていない部分はシール性能が落ちるため、この状態で圧縮空気を流通させると、相対的に潰れていない部分から空気の漏れが発生してしまうおそれがある。板ガスケット１００全体に均等に力を掛けるためには、締結方法の管理を複雑化する必要があり、作業コストの上昇が問題となる。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、流体が流通する流路同士を連通させる接続部分に配置されるシール装置において、より簡素な締結方法の管理によって流体の漏れを防止することのできるシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明のシール装置は、流体が流通する流路の接続口が開口する接続面同士を突き合わせて、互いの流路同士を連通させる接続部分のシール装置であって、前記接続面同士の間に配され、前記接続口と連通する貫通孔が形成された板状部材と、前記板状部材の両面から突出するようにして前記貫通孔に配され、前記接続面同士の間に挟み込まれた状態で変形して前記板状部材に拘束されるとともに、前記接続口を囲むようにして前記接続面に密着するシール部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、板状部材が存在することにより、シール部材が貫通孔の中心から離間する方向にはみ出すことがなくなる。これにより、より簡素な締結方法の管理によって流体の漏れの発生を防止することができる。
【０００９】
また、上記シール装置において、前記貫通孔の内周面、及び該内周面と当接する前記シール部材の外周面のいずれか一方には、前記貫通孔の貫通方向への前記シール部材の移動を規制する凸条が形成されており、他方には前記凸条を受け入れる溝条が形成されていることが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、シール部材の貫通方向への移動を規制して、貫通孔からの突出量を一定に保つことができる。このため、シール部材の異常な変形をより確実に防止することができる。
【００１１】
また、上記シール装置において、前記シール部材の前記接続面に面する少なくとも一側には、前記貫通孔の貫通方向への前記シール部材の移動を規制する突出部が設けられていることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、シール部材の貫通方向への移動が規制して、貫通孔からの突出量を一定に保つことができる。このため、シール部材の異常な変形をより確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記シール装置において、前記板状部材の前記突出部と面する一面には、前記突出部を受け入れる段差部が形成されていることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、シール部材の貫通方向に直交する方向への移動が規制して、貫通孔からの突出量を一定に保つことができる。このため、シール部材の異常な変形をより確実に防止することができる。
【００１５】
また、上記シール装置において、前記板状部材と前記シール部材とは一体化されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、流体が流通する流路、及び流路の接続口が開口して弁体が接続可能な接続面とを備えた制御盤と、前記制御盤の前記接続面に接続される接続面を有する弁体とを備え、上記のシール装置が前記弁体と前記制御盤の接続面同士の間に設けられている空制装置を提供する。
【００１７】
また、本発明は、流体が流通する流路、及び流路の接続口が開口して弁体が接続可能な接続面とを備えた制御盤と、前記制御盤の接続面に接続される接続面を有する弁体と、前記弁体と前記制御盤の接続面同士の間に設けられて、挟み込まれて弾性変形することで前記接続面同士の間をシールする板ガスケットとを備えた空制装置の改修方法であって、前記板ガスケットを取り外す除去工程と、前記除去工程の後に、前記接続面同士の間に上記のシール装置を設置するシール装置設置工程とを備えることを特徴とする空制装置の改修方法を提供する。
【００１８】
上記構成によれば、既存の弁体及び制御盤の接続面になんら加工を施すことなく、上記シール装置を備えるように空制装置の改修を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流体が流通する流路同士を連通させる接続部分に配置されるシール装置において、より簡素な締結方法の管理によって流体の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の各実施形態に係るシール装置が適用される空制装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るシール装置の（ａ）平面図及び（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係るシール装置の断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係るシール装置の断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態の別形態に係るシール装置の断面図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係るシール装置の（ａ）断面図及び（ｂ）Ｃ矢視図である。
【図７】図６（ｂ）に対応する平面図であり、本発明の第四実施形態の別形態に係るシール装置の平面図である。
【図８】本発明の第四実施形態のさらに別形態に係るシール装置の断面図である。
【図９】本発明の第五実施形態に係るシール装置の（ａ）断面図及び（ｂ）Ｄ矢視図である。
【図１０】本発明の第六実施形態に係るシール装置の（ａ）平面図及び（ｂ）Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１１】本発明の第七実施形態に係るシール装置の（ａ）平面図及び（ｂ）Ｆ−Ｆ断面図である。
【図１２】従来の板ガスケットを示す（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るシール装置が適用される空制装置５０を示すものである。空制装置５０は、鉄道用の車両に搭載されるもので、制御装置５１とブレーキ本体５２とからなり、圧縮空気を作動流体としてブレーキ本体５２を作動させる装置である。制御装置５１は、圧縮空気が流通する複数の流体通路５５が設けられた制御盤５３と、制御盤５３に接続される弁体５４を備えている。
制御盤５３には、複数の弁体５４が接続されているが、以下においては、１つの弁体５４とこの弁体５４と接続される制御盤５３側の流体通路５５について説明する。
【００２２】
制御盤５３には弁体５４が接続される接続面５６が設けられており、この接続面５６には、流通通路５５の接続口５７が開口している。
弁体５４の接続部５８はフランジ形状とされており、接続部５８には制御盤５３の接続面５６と突き合わせられる接続面５９が設けられている。この接続面５９には、制御盤５３の接続口５７と接続される２つの接続口６０が開口している。弁体５４はフランジ形状の接続部５８をボルト締結することにより制御盤５３に固定される。
【００２３】
本発明の実施形態に係るシール装置１は、制御盤５３の接続面５６と弁体５４の接続面５９の間に設けられている。後述するように、シール装置１には、２つの流体通路５５に対応する２つの貫通孔４と、締結ボルト用の固定孔５が形成されている。
以下、シール装置１の各実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
（第一実施形態）
次に、第一実施形態に係るシール装置１Ａについて説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、シール装置１Ａは、金属製の板状部材であるガイド２と、二つのリングガスケット３とから構成されている。
ガイド２は、弁体５４の接続面５９（図１参照）の外形と略等しい外形を有している。具体的には四隅が直線状に面取りされた長方形状の板部材である。ガイド２の厚さは例えば２ｍｍである。なお、ガイド２の外形は、必ずしも接続面５９の外形と対応させる必要はなく、リングガスケット３と組み合わせることができ、かつ、使用時に弁体５４の固定状態を安定させることができれば、どのような形状でもよい。なお、ガイド２は例えば、板金加工によって製造することができる。
【００２５】
ガイド２には、弁体５４の２つの接続口６０（図１参照）に対応し、リングガスケット３が嵌め込まれる２つの貫通孔４が形成されている。以下、貫通孔４の中心軸に沿う方向を貫通方向と称する。
また、ガイド２には、ボルト締結の際に用いられる２つの固定孔５が形成せれている。
【００２６】
リングガスケット３は、例えばニトリルゴムによって形成されたリング状の部材である。詳しくは、断面矩形状のゴムが、長円の環状に形成された所謂Ｏリングであり、リングの軸線に沿う厚みはガイド２の厚さよりやや厚く形成されている。具体的には、リングの厚さは、例えば約２．３ｍｍである。
リングガスケット３は、例えば射出成形により製造することができる。ここで、リングガスケット３の軸線から視た外形を外形Ｂと称する。
【００２７】
ガイド２の貫通孔４は、リングガスケット３の外形Ｂと略同一の形状とされている。ただし、外形Ｂよりもやや小さく形成されており、リングガスケット３は、所謂締まり嵌めの関係で、貫通孔４に嵌め込まれている。リングガスケット３は弾性を有するため、ガイド２に対して取り外し可能とされている。
【００２８】
また、上述したように、リングガスケット３の厚さは、ガイド２の厚さよりやや厚く形成されているため、リングガスケット３は、ガイド２の両面から突出するようにして貫通孔４に配することができる。この突出は、シール装置１Ａを使用する際に潰されるため、潰し代と称する。
【００２９】
本実施形態によれば、金属製のガイド２が存在することにより、弁体５４の接続部５８（図１参照）を締結する際、リングガスケット３が貫通方向に直交する方向であって、貫通孔４の中心から離間する方向にはみ出すことがなくなる。これにより、より簡素な締結方法の管理によって圧縮空気の漏れの発生を防止することができる。
【００３０】
また、ガイド２によりリングガスケット３の変形が抑制されるため、締結方法の管理は、締結トルクのみの管理でよくなるため、管理コストを低減させながらガスケットとしての品質を安定させることができる。
また、弁体５４の接続面５９に、溝条などの追加加工を行う必要がないため、従来の板ガスケットとの相互互換性を有することができる。
【００３１】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係るシール装置１Ｂについて説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係るシール装置１Ｂは、ガイド２とリングガスケット３とが接着剤６により接着され一体化されている。なお、一体化の手段としては、接着に限ることはなく、例えば焼付けによりリングガスケット３をガイド２に固定してもよい。
【００３２】
本実施形態によれば、接着剤６によってリングガスケット３がガイド２の貫通方向中央で固定されるため、リングガスケット３がガイド２から外れることによるリングガスケット３の異常な変形を防止することができる。また、リングガスケット３がガイド２に固定されることにより、リングガスケット３のガイド２からの突出量、即ち潰し代の確認が容易となる。
【００３３】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係るシール装置１Ｃについて説明する。
図４に示すように、本実施形態のシール装置１Ｃを構成するリングガスケット３Ｃの外周面８には、リングガスケット３Ｃを一周する凸条９が形成されているとともに、ガイド２Ｃの貫通孔４Ｃの内周面１０には、凸条９を受け入れる溝条１１が形成されている。詳しくは、凸条９は、断面形状が半円形状を有しており、溝条１１は、断面形状が半円形状の凹溝である。
【００３４】
本実施形態のシール装置１Ｃを組み立てる際は、凸条９を溝条１１に嵌め込むことで、リングガスケット３Ｃをガイド２Ｃに固定することができる。
なお、図５に示すように、ガイド２Ｄの貫通孔４Ｄの内周面に凸条１２を形成するとともに、リングガスケット３Ｄの外周面に溝条１３を形成して、シール装置１Ｄを構成してもよい。
【００３５】
本実施形態によれば、リングガスケット３Ｃ，３Ｄが、ガイド２Ｃ，２Ｄの貫通孔４Ｃ，４Ｄの貫通方向中央で固定されるため、リングガスケット３Ｃ，３Ｄの異常な変形を防止することができる。
また、第二実施形態の効果に加え、必要に応じてリングガスケット３Ｃ，３Ｄをガイド２Ｃ，２Ｄから取り外すことが容易となる。
【００３６】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態に係るシール装置１Ｅについて説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態のシール装置１Ｅを構成するリングガスケット３Ｅは、本体部１５と、ガイド２Ｅと平面視が略同形状のフランジ部１６とからなり、これらが一体に形成されている。言い換えると、本実施形態のリングガスケット３Ｅは、ガイドと略同形状のゴム製ガスケットにリングガスケットを一体化させた形状とされている。また、第一実施形態から第三実施形態とは異なり、リングガスケット３Ｅの本体部１５は、フランジ部１６によって一体に接続されている。
【００３７】
本実施形態によれば、フランジ部１６によってリングガスケット３Ｅの貫通方向への移動が規制されるため、リングガスケット３Ｅの異常な変形を防止することができる。
また、２つの本体部１５がフランジ部１６を介して一体化されているため、締結時における本体部１５の貫通方向のズレを防止することができる。
【００３８】
なお、フランジ部１６は、一体に形成されている必要はなく、図７に示すシール装置１Ｆように、中央で分割し、対称形の２ピース構造のフランジ部１６Ｆとしてもよい。このような構成とすることによって、一体に形成する場合と比較して、金型を小型化できるなど、製造コストを低減させることができる。
【００３９】
また、フランジ部は、ガイド２と平面視が同形状とする必要はなく、リングガスケットの貫通方向への移動を規制することができればよい。例えば、図８に示すシール装置１Ｆｂのように、貫通孔４の周囲にのみ設けられるフランジ部１６Ｆｂとしてもよい。即ち、フランジ部１６Ｆｂは、リングガスケット３Ｆｂの本体部１５の貫通方向の一端より、貫通方向に直交する方向に突出する突出部としてもよい。
また、第二実施形態と同様に、リングガスケット３Ｅ，３Ｆ，３Ｆｂは、接着などの手段によりガイド２と一体化させてもよい。
【００４０】
（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態に係るシール装置１Ｇについて説明する。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、本実施形態のシール装置１Ｇを構成するリングガスケット３Ｇは、本体部１５と、ガイド２Ｇの外形よりやや小なる外形を有するフランジ部１６Ｇとから構成されている。また、ガイド２Ｇの外周近傍には、フランジ部１６Ｇが面する側に突出する段差部１８が形成されている。
【００４１】
具体的には、リングガスケット３Ｇのフランジ部１６Ｇは、平面視においてガイド２Ｇの外周よりもやや内側に離間した外周を有している。即ち、第四実施形態のフランジ部１６とは異なり、フランジ部１６Ｇはガイド２Ｇの外周まで突出していない。
ガイド２Ｇの段差部１８は、リングガスケット３Ｇのフランジ部１６Ｇの貫通方向に直交する方向への移動を規制するように、平面視においてフランジ部１６Ｇの周囲を囲う範囲が貫通方向に突出するように形成されている。段差部１８の突出高さは、フランジ部１６Ｇの厚さよりやや低く形成されている。
【００４２】
本実施形態によれば、第四実施形態の効果に加え、フランジ部１６Ｇの貫通方向に直交する方向への移動を防止することができる。
なお、第四実施形態と同様に、フランジ部１６Ｇは一体に形成されている必要はなく、分割してもよく、段差部をこの分割線においても適用してもよい。
【００４３】
（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態に係るシール装置１Ｈについて説明する。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、本実施形態のシール装置１Ｈは、中央に梁部１９を有する貫通孔４Ｈが形成されたガイド２Ｈと、ガイド２Ｈと一体となるように成形されたリングガスケット３Ｈとから構成されている。
【００４４】
具体的には、貫通孔４Ｈは、平面視において２つの流体通路をその内側に含めることができるような大きさを有しており、梁部１９は、２つの流体通路の間を区切るように、貫通孔４Ｈの長手方向中央に設けられている。
リングガスケット３Ｈは、梁部１９を含むように左右の流体通路に対応したリングが一体に形成された形状を有している。本実施形態のリングガスケット３Ｈは、梁部１９が設けられた金属性のガイド２Ｈに対して、例えばインサート成形などの技術を用いて一体に形成される。
【００４５】
本実施形態によれば、リングガスケット３Ｈが、ガイド２Ｈに一体化されているため、リングガスケット３Ｈの異常な変形を防止することができる。また、流体通路同士の間隔が狭い場合にも適用が可能となる。
なお、二つの流体通路の差圧が許容範囲内であれば、梁部を省略することも可能である。即ち、インサート成形を用いることなく、２つの流通孔を有するリングガスケットを用いる方法も採用することができる。
【００４６】
（第七実施形態）
次に、本発明の第七実施形態に係るシール装置１Ｊについて説明する。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、本実施形態のシール装置１Ｊは、第一実施形態と同様のガイド２と、第一実施形態と同様のリングガスケット３と、二つのリングガスケット３の内側にそれぞれ設けられた二つの第二ガイド２０とから構成されている。
第二ガイド２０は、リングガスケット３の内周面に沿って当接するように形成されたリング状の部材である。第二ガイド２０は、ガイド２と同様に金属によって形成されている。第二ガイド２０の貫通方向の高さは、ガイド２の厚さと略同一に形成されている。
【００４７】
上記実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、第二ガイド２０によりリングガスケット３の変形を更に防止することができる。また、第二ガイド２０は、第一実施形態から第六実施形態のシール装置に適用することができる。さらに、流通する流体が負圧である場合は、リングガスケット３が内側に変形しようとするため、第二ガイド２０はさらに有効である。
【００４８】
上記各実施形態のシール装置は、例えば図１に示すような空制装置５０に適用可能である。空制装置５０は、制御盤５３と、この制御盤５３に接続される弁体５４と、ブレーキ本体５２等を備えている。制御盤５３には、作動流体である圧縮空気が流通する流体通路５５と、流体通路５５の接続口５７が開口する接続面５６とが設けられている。弁体５４は、この接続面５６に接続可能な接続面５９を有している。
そして、上記各実施形態のシール装置１Ａ〜１Ｊは、弁体５４と制御盤５３の接続面５６，５９同士の間に設けられている。
【００４９】
次に、上記各実施形態のシール装置を既存の空制装置に適用する、空制装置の改修方法について説明する。
まず、空制装置５０の弁体５４を制御盤５３より取り外し、既存の板ガスケットを取り外す（除去工程）。図１２に示すように、板ガスケット１００は、ビード１０２を備えており、弁体５４と制御盤５３の接続面同士の間に設けられ、挟み込まれて弾性変形することによって接続面同士の間をシールするものである。
【００５０】
次に、上記各実施形態のシール装置を弁体５４と制御盤５３の接続面同士の間に設置し、弁体５４を制御盤５３に取り付ける（シール装置設置工程）。
この改修方法によれば、既存の弁体及び制御盤の接続面になんら加工を施すことなく、シール装置の改修を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、フィルタ、コック、弁類の管座取付面でシールを要する部分に適用可能である。
【００５２】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。例えば、以上で説明した各実施形態では、一つのシール装置が２つの流体通路に対応するものに限定したが、これに限ることはなく、１つ又は３つ以上の流体通路に対応するシール装置としてもよい。
また、ガイドは金属を使用したがこれに限らず、締結トルクに十分耐えうる強度を有する材料であれば際限なく採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…シール装置、２…ガイド（板状部材）、３…リングガスケット（シール部材）、４…貫通孔、５…固定孔、８…外周面、９…凸条、１０…内周面、１１…溝条、１２…凸条、１３…溝条、１５…本体部、１６…フランジ部、１８…段差部、５０…空制装置、５１…制御装置、５３…制御盤、５４…弁体、５５…流体通路、５６…接続面、５７…接続口、５８…接続部、５９…接続面、６０…接続口。
【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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【図１２】
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