(57)【要約】【課題】コイルバネの反発力を効率よくＣリングの反発力に反映させることができるバネ入りＣリングを提供する。【解決手段】軟質金属製の横断面Ｃ形外皮３と、外皮３に装入された金属製コイルバネ４から成り、コイルバネ４が、横断面長方形状の平角線６をコイル状に巻設して構成されている。対向する平行な一対の被密封平面１，１の一方に圧接して密封作用をなす圧接密封予定線に沿って計測した外皮３の内面全周長に対し、コイルバネ４の外面４ｂが外皮３の内面３ａに、未使用状態で接触するコイルバネ外皮接触合計長さを、90％〜99％に設定する。【選択図】図２
2016075307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質金属製の横断面Ｃ形外皮（３）と、該外皮（３）に装入された金属製コイルバネ（４）から成り、上記コイルバネ（４）の外面（４ｂ）が上記外皮（３）の内面（３ａ）に、未使用状態で面接触するように構成されていることを特徴とするバネ入りＣリング。
【請求項２】
軟質金属製の横断面Ｃ形外皮（３）と、該外皮（３）に装入された金属製コイルバネ（４）から成り、上記コイルバネ（４）が、横断面長方形状の平角線(６)をコイル状に巻設して構成されていることを特徴とするバネ入りＣリング。
【請求項３】
対向する平行な一対の被密封平面（１）（１）の一方に圧接して密封作用をなす圧接密封予定線（２）に沿って計測した上記外皮（３）の内面全周長（Ｌ0 ）に対し、上記コイルバネ（４）の外面（４ｂ）が上記外皮（３）の内面（３ａ）に、未使用状態で接触するコイルバネ外皮接触合計長さ（Ｔ0 ）を、90％〜99％に設定した請求項１又は２記載のバネ入りＣリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バネ入りＣリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、横断面Ｃ型形状の金属外皮の内側に金属製スプリング（コイルバネ）を装入したバネ入りＣリングが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、金属製スプリングの断面形状が円形であるので、金属外皮と線接触状態であり、この金属外皮にアルミニウムなどの軟質金属を用いた場合、Ｃリングの圧縮状態では、断面円形の上記スプリングが、外皮に深くめり込んで、金属スプリングの所望の反発力を得ることができないという欠点があった。さらに、外皮の外表面が波型になりシール性能が劣るという欠点があった（特許文献１第４図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−９２８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は、金属外皮にアルミニウムなどの軟質金属を用いた場合、シールを圧縮した際、スプリングが外皮にめり込んで、所望の金属スプリングの反発力を得ることができない点である。また、外皮の外面が波型に変形してシール性能が劣る点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明に係るバネ入りＣリングは、軟質金属製の横断面Ｃ形外皮と、該外皮に装入された金属製コイルバネから成り、上記コイルバネの外面が上記外皮の内面に、未使用状態で面接触するように構成されているものである。
また、軟質金属製の横断面Ｃ形外皮と、該外皮に装入された金属製コイルバネから成り、上記コイルバネが、横断面長方形状の平角線をコイル状に巻設して構成されているものである。
また、対向する平行な一対の被密封平面の一方に圧接して密封作用をなす圧接密封予定線に沿って計測した上記外皮の内面全周長に対し、上記コイルバネの外面が上記外皮の内面に、未使用状態で接触するコイルバネ外皮接触合計長さを、90％〜99％に設定したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のバネ入りＣリングによれば、コイルバネの外面と外皮の内面が面接触となり、外皮へのコイルバネの食込みを抑制し、コイルバネの反発力を効率よくＣリングに伝達し、被密封平面に対して、十分な反発力をもって圧接する。すなわち、シール面圧を高くすることができ、小さい締付量で適切なシール性能を確保することができる。さらに、外皮の外面が波型とならず、均一に被密封平面に密接して、一層シール性能が向上する。また、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】断面図を示し、（Ａ）は被密封平面にて圧縮力を受けた圧縮変形状態を示す断面図、（Ｂ）は未圧縮状態（未使用状態）の断面図である。
【図３】被密封平面にて圧縮力を受けた圧縮変形状態を示す断面図である。
【図４】コイルバネの拡大断面図である。
【図５】外皮を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図６】斜視図である。
【図７】要部拡大断面展開図である。
【図８】従来例の断面図を示し、（Ａ）は被密封平面にて圧縮力を受けた圧縮変形状態を示す断面図、（Ｂ）は未圧縮状態（未使用状態）の断面図である。
【図９】従来例の断面図である。
【図１０】圧縮量と線荷重の関係を示すグラフ図である。
【図１１】圧縮量と外皮厚さの関係を示すグラフ図である。
【図１２】圧縮量とシール幅の関係を示すグラフ図である。
【図１３】圧縮量と面圧の関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図示の実施の形態に基づいて本発明を詳説する。
図１〜図３は、本発明の実施の一形態を示す。図１と図２（Ｂ）は未圧縮状態を示し、図２（Ａ）と図３は圧縮（変形）状態を示す。このバネ入りＣリングは、例えば、半導体装置、圧力容器、真空容器等に用いられる。軟質金属製(例えばアルミニウム製)の横断面Ｃ形外皮３と、外皮３に装入された金属製（例えばステンレス鋼製）コイルバネ４から成り、コイルバネ４の外面４ｂが外皮３の内面３ａに、未使用状態（図２（Ｂ）参照）で面接触するように構成される。具体的には、コイルバネ４が、横断面長方形状の平角線６を螺旋状に巻設して構成される。
【００１０】
図４に示すように、コイルバネ４の横断面形状は、幅寸法ｗを、厚さ寸法ｔの１〜５倍に設定する。幅寸法ｗが上記範囲内にある場合、シール性が良好であるとともに、平角線６を容易に真円状に巻くことができる。幅寸法ｗが厚さ寸法ｔの１倍未満の場合、コイルバネ４が外皮３に深くめり込み、シール性が低下する。幅寸法ｗが厚さ寸法ｔの５倍を超える場合、全体をリング状とした状態で、同一シール内でシール性が不均一となる虞れがある。
【００１１】
横断面形状の角部の半径ｒを、厚さ寸法ｔの 0.3倍以下（好ましくは 0.1倍以下）に設定する。半径ｒが上記範囲にある場合、外皮３の内面３ａが隣り合う素線間に深くめり込まず、シール性が良好である。半径ｒが厚さ寸法ｔの 0.3倍を超えると、外皮３（図１〜図３参照）とコイルバネ４との接触部分が小さくなり、コイルバネ４が外皮３に深くめり込む。
【００１２】
図５に於て、各部寸法の一例を示せば、外皮３の全体の内径Ｄを、 300mm〜 500mmに設定し、かつ、高さ寸法Ｈを 2.5mm〜 5.0mmに設定する。また、図５では円形の平面図を示しているが、多角形やトラック状のものでもよい。
【００１３】
図１・図６・図７に示すように、対向する平行な一対の被密封平面１，１の一方に圧接して密封作用をなす圧接密封予定線２に沿って計測した外皮３の内面全周長Ｌ0 に対し、コイルバネ４の外面４ｂが外皮３の内面３ａに、未使用状態で接触するコイルバネ外皮接触合計長さＴ0 （＝Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋Ｔ3 ＋…＋Ｔn-1 ＋Ｔn ）を、90％〜99％に設定する。コイルバネ外皮接触合計長さＴ0 が、外皮３の内面全周長Ｌ0 に対し、上記範囲内にある場合、良好なシール性を得ることができる。コイルバネ外皮接触合計長さＴ0 が、外皮３の内面全周長Ｌ0 に対し、90％未満である場合、コイルバネ４が外皮３に深くめり込み、シール性が低下する。逆に、99％を越すと、コイルバネ４の作製が困難である。
【００１４】
次に、製造方法について説明する。まず、横断面形状長方形状の平角線６をコイル状に巻回して、両端を溶接で接合してコイルバネ４を作製する。金属帯材（図示省略）の両端を溶接や接着、圧接等の接合部にて連結して、円形短筒状素材（フープ材）を作製する。そして、円形短筒の外周に、コイルバネ４を配置し、円形短筒を外側に開放部を形成するように、折曲げながら、コイルバネ４を内包する。円形短筒は、最終的に断面Ｃ字状とする。
【実施例】
【００１５】
外皮３をアルミニウム製として、全体の内径Ｄ（図５参照）を 380mm、高さ寸法Ｈを 3.9mm、厚さ寸法Ｔ（図１参照）を 0.6mmとなるように作製した。実施例として、厚さ寸法ｔ（図４参照）を 0.4mm、幅寸法ｗを 1.0mmのステンレス鋼製の平角線６をコイリングして内径 380mmとなるように両端を溶接した金属スプリング（コイルバネ４）を、上記外皮３に内装したものを作製した。従来例の一例として、素線径 0.5mm、コイル径 2.7mmの断面円形のステンレス鋼製の線材をコイリングして内径 380mmとなるように両端を溶接したスプリング（コイルバネ14）を、上記外皮３に内装したものを作製した。そして、それぞれを被密封部材５の平行な２平面（被密封平面１，１）間に配設して、被密封部材５を所定締付量だけ締付けて、バネ入りＣリングの変形形状、及び、シール性に関する各値を調べた。
【００１６】
従来例のバネ入りＣリングの変形形状は、図８・図９に示すように、円形断面のコイルバネ14が外皮３に深くめり込んでいる。実施例のバネ入りＣリングの変形形状は、図２（Ａ）・図３に示すように、矩形状断面のコイルバネ４が外皮３にほとんどめり込んでいない。即ち、図３に於て、コイルバネ４の横断面の（図３の）上下方向寸法が弾性的に圧縮されて、十分な弾発力を発揮する。
【００１７】
図10に、圧縮量と線荷重の関係（測定結果）を示す。実施例では、（従来例よりも）高い線荷重が得られ、スプリング反発力がメタルＣリングの反発力に反映されていることが分かる。なお、参考のために、他の従来例としてコイルバネ14の素線径を0.40mm、0.35mm、0.29mmとしたもの（その他の寸法は上記従来例と同一とした。）についても、測定結果を示した。
【００１８】
図11に、圧縮量と外皮厚さ（シール部）の関係（測定結果）を示す。実施例では、外皮３への食い込みが低減されていることが分かる。
図12に、圧縮量とシール幅（圧痕幅）の関係（測定結果）を示す。実施例のシール幅を、図３のＭ1 に示す。従来例のシール幅を、図９のＭ0 に示す。実施例では、外皮３の変形が抑制され、シール幅が狭くなっていることが分かる。これにより、図13に示すように、高い面圧が達成されている。すなわち、実施例では、小さい締付量でシール性能を確保することができる。
【００１９】
なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、コイルバネ４の横断面形状を半円形、かまぼこ型、台形等として、直線部（長辺部）をコイルバネ４の外周面側に配設するも良い。また、用途（使用箇所）に対応して、外皮３の断面Ｃ型の開放部を、バネ入りＣリング全体の内径側に形成するも良い。
【００２０】
以上のように、本発明は、軟質金属製の横断面Ｃ形外皮３と、該外皮３に装入された金属製コイルバネ４から成り、上記コイルバネ４の外面４ｂが上記外皮３の内面３ａに、未使用状態で面接触するように構成されているので、被密封平面１，１からの圧縮力を受けた際、外皮３へのコイルバネ４の食込みを抑制し、コイルバネ４の反発力を効率よくＣリングの反発力に反映させることができる。すなわち、外皮３の被密封平面１，１に対するシール面圧を高くすることができ、小さい締付量で適切なシール性能を確保することができる。さらに、外皮３の外面３ｂが波型に変形することを防止することができ、一層シール性能が向上する。また、容易に製造することができる。
【００２１】
また、軟質金属製の横断面Ｃ形外皮３と、該外皮３に装入された金属製コイルバネ４から成り、上記コイルバネ４が、横断面長方形状の平角線６をコイル状に巻設して構成されているので、コイルバネ４の外面４ｂと外皮３の内面３ａが面接触となり、外皮３へのコイルバネ４の食込みを抑制し、コイルバネ４の反発力を効率よくＣリングの反発力に反映させることができる。すなわち、シール面圧を高くすることができ、小さい締付量で適切なシール性能を確保することができる。特に、外皮３の外面３ｂが波型となるのを防止することができる。また、容易に製造することができる。
また、対向する平行な一対の被密封平面１，１の一方に圧接して密封作用をなす圧接密封予定線２に沿って計測した上記外皮３の内面全周長Ｌ0 に対し、上記コイルバネ４の外面４ｂが上記外皮３の内面３ａに、未使用状態で接触するコイルバネ外皮接触合計長さＴ0 を、90％〜99％に設定したので、外皮３の外面３ｂが被密封平面１に対して均一な面圧をもって面状に圧接して良好なシール性を発揮する。
【符号の説明】
【００２２】
１  被密封平面
２  圧接密封予定線
３  （横断面Ｃ形）外皮
３ａ  内面
４  コイルバネ
４ｂ  外面
６  平角線
【図１】
2016075307.tif 000003
【図２】
2016075307.tif 000004
【図３】
2016075307.tif 000005
【図４】
2016075307.tif 000006
【図５】
2016075307.tif 000007
【図６】
2016075307.tif 000008
【図７】
2016075307.tif 000009
【図８】
2016075307.tif 000010
【図９】
2016075307.tif 000011
【図１０】
2016075307.tif 000012
【図１１】
2016075307.tif 000013
【図１２】
2016075307.tif 000014
【図１３】
2016075307.tif 000015