JP7562475B2 - Sealed structure - Google Patents
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Description
本発明は、環形状の無端溝が形成された端面を有する第１部材と、その端面に対向する対向面を有する第２部材との間の隙間を、上記の無端溝に嵌りこむ、弾性体からなる無端状のガスケットによりシールする密封構造に関する。 The present invention relates to a sealing structure that seals the gap between a first member having an end face with a ring-shaped endless groove formed therein and a second member having an opposing surface opposite the end face with an endless gasket made of an elastic material that fits into the endless groove.
環形状の無端溝が形成された端面を有する第１部材と、その端面に対向する対向面を有する第２部材との間の隙間を、上記の無端溝に嵌りこむ、弾性体からなる無端状のガスケットによりシールする密封構造が従来から知られている（たとえば特許文献１～３参照）。こうした密封構造は、ガスケットで囲まれる内側の空間を密封（すなわち外部から遮断）するのに用いられる。
There is a conventionally known sealing structure that seals the gap between a first member having an end face with a ring-shaped endless groove formed therein, and a second member having an opposing surface that faces the end face, using an endless gasket made of an elastic material that fits into the endless groove (see, for example,
こうした密封構造の中には、環形状の無端溝の内周側の壁面（以下、内側壁面と呼ぶ）と外周側の壁面（以下、外側壁面と呼ぶ）のうち外側壁面の壁面にのみガスケットが当接するよう配置される、いわゆる外周沿わせガスケットを用いた密封構造が存在する。以下では、外周沿わせガスケットを用いた従来の密封構造の具体例について説明する。 Among these sealing structures, there are those that use a so-called periphery-fitted gasket, in which the gasket is arranged to abut only on the outer wall surface of the inner periphery wall surface (hereinafter referred to as the inner wall surface) and the outer periphery wall surface (hereinafter referred to as the outer wall surface) of the annular endless groove. Below, a specific example of a conventional sealing structure that uses a periphery-fitted gasket is described.
図１は、外周沿わせガスケットを用いた従来の密封構造１０’を、密封構造１０’における第１部材１’の端面１１’側から表した図であり、図２は、図１の従来の密封構造１０’のＡＡ’線での断面図である。 Figure 1 shows a conventional sealing structure 10' using a peripherally aligned gasket, viewed from the end surface 11' side of the first member 1' in the sealing structure 10', and Figure 2 is a cross-sectional view of the conventional sealing structure 10' taken along line AA' in Figure 1.
図１および図２に示す従来の密封構造１０’では、円環状の無端溝１２’が形成された端面１１’を有する第１部材１’と、端面１１’に対向する対向面２１’を有する第２部材２’との間の隙間が、無端溝１２’に嵌りこむ、弾性体からなる無端状のガスケット３’によりシールされる。図１および図２に示すようにガスケット３’は、円環状の無端溝１２’の内側壁面１２ｂ’と外側壁面１２ａ’のうち外側壁面１２ａ’にのみ当接するよう配置される。
In the conventional sealing structure 10' shown in Figures 1 and 2, the gap between a first member 1' having an end surface 11' in which an annular endless groove 12' is formed, and a second member 2' having an opposing surface 21' opposing the end surface 11' is sealed by an endless gasket 3' made of an elastic body that fits into the endless groove 12'. As shown in Figures 1 and 2, the gasket 3' is positioned so that it abuts only against the
図３は、図１とは異なる形状の無端溝１２’’が形成されている、外周沿わせガスケットを用いた別の従来の密封構造１０’’を表した図である。 Figure 3 shows another conventional sealing structure 10 '' using a peripherally aligned gasket, in which an endless groove 12 '' of a different shape is formed from that shown in Figure 1 .
図３に示す従来の密封構造１０’’では、第１部材１’’の端面１１’に形成された矩形の環形状を有する無端溝１２’’に嵌りこむ無端状のガスケット３’’によりシールが行われる。このガスケット３’’は、無端溝１２’’の内側壁面１２ｂ’’と外側壁面１２ａ’’のうち外側壁面１２ａ’’にのみ当接するよう配置される。無端溝の形状が異なる点を除き、図３の従来の密封構造１０’’は、図１および図２の従来の密封構造１０’と同じであり、たとえば、図３の従来の密封構造１０’’の断面は、図２に示す断面と同様である。
In the conventional sealing structure 10'' shown in FIG. 3, sealing is performed by an endless gasket 3'' that fits into an endless groove 12'' having a rectangular ring shape formed on the end surface 11'' of the first member 1''. This gasket 3'' is arranged so as to abut only on the
以上説明したような外周沿わせガスケットを用いた密封構造では、温度上昇に伴うガスケットの伸張（すなわち熱膨張）やガスケットで囲まれる内側の空間の圧力上昇の際に、外側方向に広がろうとするガスケットに対し無端溝の外側壁面がストッパーとして働く。このようなガスケットと外側壁面の当接によりシール面圧が上昇し、高いシール状態が実現する。このような性質により外周沿わせガスケットを用いた密封構造には、内側壁面と外側壁面の間の無端溝の中央部にガスケットが配置される、いわゆる中央配置のガスケットを用いた密封構造に比べてシール性に優れているという利点がある。 In a sealing structure using a perimeter-fitted gasket as described above, when the gasket expands (i.e. thermal expansion) due to an increase in temperature or when the pressure in the inner space surrounded by the gasket increases, the outer wall surface of the endless groove acts as a stopper against the gasket that tries to expand outward. The contact between the gasket and the outer wall surface increases the sealing surface pressure, achieving a high level of sealing. Due to these properties, a sealing structure using a perimeter-fitted gasket has the advantage of superior sealing properties compared to a sealing structure using a so-called centrally-placed gasket, in which the gasket is placed in the center of the endless groove between the inner wall surface and the outer wall surface.
特に、熱膨張によるガスケットの伸張を考慮すると、外周沿わせガスケットを用いた密封構造は、中央配置のガスケットを用いた密封構造に比べて低温下（温度上昇が小さい状況下）で速やかに高いシール状態が実現することができる。このため、燃料電池車（ＦＣＶ）や電気自動車（ＥＶ）等で水素等の気体のシールに用いられる密封構造のように、シール対象が低温になりやすく漏れが許されない環境では、外周沿わせガスケットを用いた密封構造は特に有用である。 In particular, when considering the stretching of the gasket due to thermal expansion, a sealing structure using a perimeter-fitted gasket can quickly achieve a high level of sealing at low temperatures (where the temperature rise is small) compared to a sealing structure using a centrally-placed gasket. For this reason, a sealing structure using a perimeter-fitted gasket is particularly useful in environments where the object to be sealed is prone to low temperatures and leakage is not permitted, such as sealing structures used to seal gases such as hydrogen in fuel cell vehicles (FCVs) and electric vehicles (EVs).
外周沿わせガスケットを用いた密封構造は、シール性については優れているものの、その反面、中央配置のガスケットを用いた密封構造に比べてガスケットの無端溝への装着性が悪いという欠点がある。たとえば図１および図２の従来の密封構造１０’では、無端溝１２’に押し込まれたガスケット３’が伸張しようとして無端溝１２’の外側壁面１２ａ’に対し高い接触面圧で張りついてしまい所望の位置・姿勢にガスケット３’を装着し直すのが難しくなることがある。さらには、ガスケット３’が無端溝１２’の周長に比して不必要に伸張して余りが生じることや、伸張しようとするガスケット３’を無端溝１２’に無理に押し込むことにより無端溝１２’からのガスケット３’の部分的な浮き上がりが生じることがある。このような場合、シール性の低下を招くおそれがある。
Although the sealing structure using the gasket along the periphery has excellent sealing properties, it has the disadvantage that the gasket is less easily attached to the endless groove than the sealing structure using the centrally arranged gasket. For example, in the conventional sealing structure 10' shown in Figures 1 and 2, the gasket 3' pressed into the endless groove 12' tends to stretch and sticks to the
このように、外周沿わせガスケットを用いた密封構造においては、シール性を維持しつつガスケットの装着性を向上させる点において、さらなる工夫が求められる。 In this way, in sealing structures that use peripheral gaskets, further ingenuity is required to improve the attachment of the gasket while maintaining the sealing performance.
上記の事情を鑑み、本発明では、シール性を維持しつつガスケットの装着性を向上させた密封構造の実現を図っている。 In consideration of the above circumstances, the present invention aims to realize a sealing structure that improves the attachment of gaskets while maintaining sealing performance.
上述の課題を解決するため、本発明は、以下の密封構造を提供する。 To solve the above problems, the present invention provides the following sealing structure.
［１］内側に向かって湾曲した内向き曲率部を一部に有する環形状の無端溝が形成された端面を有する第１部材と、前記第１部材の前記端面に対向する対向面を有する第２部材と、前記無端溝に嵌り込んで前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記対向面との間の隙間をシールする、弾性材料からなる無端状のガスケットと、を備え、前記無端溝に嵌り込んだ前記ガスケットは、前記無端溝の、前記内向き曲率部を含む部分において、前記無端溝の壁面を構成する内側壁面および外側壁面のうちの前記外側壁面から離間し、前記無端溝の、前記内向き曲率部を含む前記部分を除いた残りの部分において前記外側壁面に当接するものである密封構造。 [1] A sealing structure comprising a first member having an end face in which a ring-shaped endless groove having an inwardly curved portion is formed, a second member having an opposing surface that faces the end face of the first member, and an endless gasket made of an elastic material that fits into the endless groove to seal the gap between the end face of the first member and the opposing surface of the second member, wherein the gasket that fits into the endless groove is spaced apart from the outer wall surface of the inner wall surface and outer wall surface that constitute the wall surface of the endless groove in a portion of the endless groove that includes the inwardly curved portion, and abuts against the outer wall surface in the remaining portion of the endless groove excluding the portion that includes the inwardly curved portion.
［２］前記無端溝に嵌り込んだ前記ガスケットの、前記無端溝の前記内向き曲率部において前記外側壁面から離間した部分は、前記ガスケットの伸張度が増すにつれて前記内側壁面に接近し、前記ガスケットの伸張度が所定の閾値レベルに達すると前記内側壁面への当接を開始するものである［１］に記載の密封構造。 [2] The sealing structure described in [1], in which the portion of the gasket fitted into the endless groove that is separated from the outer wall surface at the inward curvature of the endless groove approaches the inner wall surface as the degree of elongation of the gasket increases, and begins to abut against the inner wall surface when the degree of elongation of the gasket reaches a predetermined threshold level.
［３］前記無端溝は、前記環形状として、円環の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有するものである［１］又は［２］に記載の密封構造。 [3] The sealing structure described in [1] or [2], in which the endless groove has a ring shape in which a portion of the ring is concave and curved inward.
［４］前記無端溝は、前記環形状として、矩形の環の一辺の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有するものである［１］又は［２］に記載の密封構造。 [4] The sealing structure described in [1] or [2], in which the endless groove has a ring shape in which one side of a rectangular ring is partially concave and curved inward.
本発明の密封構造では、無端溝の内向き曲率部においてガスケットが外側壁面からは離間しており、その内向き曲率部におけるガスケットが内側壁面に当接する形状となるまで、ガスケットが、ある程度変形（伸張）する余裕がある。このため、ガスケットと無端溝の外側壁面との間において不必要に高い接触面圧が発生するのを避けることができる。また、ガスケットの変形は内向き曲率部付近での限られたものであるため、シール性の低下を招くほどの変形には至らない。この結果、本発明の密封構造では、シール性を維持しつつガスケットの装着性が向上している。 In the sealing structure of the present invention, the gasket is spaced from the outer wall surface at the inward curvature of the endless groove, and the gasket has some room to deform (stretch) until the gasket at the inward curvature abuts the inner wall surface. This makes it possible to avoid unnecessarily high contact pressure between the gasket and the outer wall surface of the endless groove. In addition, the deformation of the gasket is limited near the inward curvature, so it does not reach a level that would cause a decrease in sealing performance. As a result, the sealing structure of the present invention improves the fit of the gasket while maintaining sealing performance.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下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で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. It should be understood that the present invention is not limited to the following embodiment, and that appropriate design changes and improvements may be made based on the ordinary knowledge of a person skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
図４は、本発明の一実施形態の密封構造１０を、密封構造１０における第１部材１の端面１１側から表した図であり、図５は、図４の密封構造１０のＢＢ’線での断面図であり、図６は、図４の密封構造１０のＣＣ’線での断面図である。
Figure 4 shows a
密封構造１０は、図４～図６に示すように、第１部材１、第２部材２、およびガスケット３を備えている。
As shown in Figures 4 to 6, the
第１部材１は、環形状の無端溝１２が形成された端面１１を有する部材であり、無端溝１２の壁面は、内側壁面１２ｂおよび外側壁面１２ａにより構成されている。図４に示すように無端溝１２は、内側に向かって湾曲した内向き曲率部１２０を一部に有している。無端溝１２において、内向き曲率部１２０の両側の２つの部分は直線状となっている直線部１２１であり、内向き曲率部１２０と２つの直線部１２１以外の残りの部分は、外側に向かって湾曲している外向き曲率部１２２である（図４参照）。
The
以下では、内向き曲率部１２０と外向き曲率部１２２の間に直線部１２１が存在するものとして説明を続けるが、本発明では、内向き曲率部が、外側に向かって湾曲している外向き曲率部に直接に接続しているものであってもよい。
In the following explanation, we will assume that there is a
ここで、本願明細書では、「環形状」という語を、一次元的に延びるものが周回してその先端と末端とが結合したときの端の無い無端状一般を指す語として用いている。こうした「環形状」としては、円環の形状、楕円の環の形状、矩形の環の形状、といった形状が典型であるが、それらの形状の一部が変形して完全な円形、楕円形、矩形ではなくなった無端状も「環形状」には含まれる。 In this specification, the term "ring shape" is used to generally refer to an endless shape that has no end when something that extends one-dimensionally goes around and connects its leading and trailing ends. Typical examples of such "ring shapes" are circular ring shapes, elliptical ring shapes, and rectangular ring shapes, but "ring shapes" also include endless shapes in which part of these shapes has been deformed and is no longer a perfect circle, ellipse, or rectangle.
たとえば、図４の無端溝１２の環形状は、円環の一部が内側に凹んで湾曲している環形状である。ただし、これは、あくまでも一具体例であり、後述するように、本発明では、他の環形状も採用できる。
For example, the ring shape of the
第１部材１以外の図４～図６の密封構造１０の構成要素の説明を続ける。
We will continue to explain the components of the
第２部材２は、第１部材１の端面１１に対向する対向面２１を有する部材である。図５および図６に示すように第１部材１と第２部材２とは、端面１１と対向面２１とを対向させた状態で互いに近接している。
The
ガスケット３は、無端溝１２に嵌り込んで第１部材１の端面１１と第２部材２の対向面２１との間の隙間をシールする役割を担う、弾性材料からなる無端状の部材である。
The
無端溝１２に嵌り込んだガスケット３は、図４および図６に示すように無端溝１２の、内向き曲率部１２０を含む部分において、無端溝１２の外側壁面１２ａから離間している。ここでいう「内向き曲率部１２０を含む部分」とは、より具体的には、内向き曲率部１２０の全体とその両側の２つの直線部１２１の一部とを合わせたものである。
As shown in Figures 4 and 6, the
ただし、このような「内向き曲率部１２０を含む部分」はあくまでも一例であり、本発明でいう「内向き曲率部を含む部分」は、内向き曲率部そのものであってもよいし、内向き曲率部全体に加えて外側に向かって湾曲している外向き曲率部の一部を含むものであってもよい。
However, this "portion including the
また、無端溝１２に嵌り込んだガスケット３は、図４および図５に示すように無端溝１２の、内向き曲率部１２０を含む上述の部分（内向き曲率部１２０の全体＋２つの直線部１２１の一部）を除いた残りの部分において外側壁面１２ａに当接している。ここでいう「残りの部分」とは、より具体的には、２つの直線部１２１の残りの部分と外向き曲率部１２２の全体とを合わせたものである。
The
すなわち大雑把に言えば、図４～図６のガスケット３は、内向き曲率部１２０を含む部分において外側壁面１２ａから離間している点を除き、外周沿わせガスケットに近いものである。このため、図１～図３で説明したのと同様の理由で、ガスケット３を有する本実施形態の密封構造１０は、いわゆる中央配置のガスケットを用いた密封構造に比べてシール性に優れている。たとえば、低温下（温度上昇が小さい状況下）でも速やかに高いシール状態が実現することができ、燃料電池車（ＦＣＶ）や電気自動車（ＥＶ）等で水素等の気体のシールに用いられる密封構造のように、シール対象が低温になりやすく漏れが許されない環境では特に有用である。
Roughly speaking, the
ここで本実施形態の密封構造１０では、内向き曲率部１２０においてガスケット３が外側壁面１２ａから離間しており、内向き曲率部１２０におけるガスケット３が内側壁面１２ｂに当接する形状となるまで、ガスケット３が、ある程度変形（伸張）する余裕がある。このため、ガスケット３と無端溝１２の外側壁面１２ａとの間において不必要に高い接触面圧が発生するのを避けることができる。また、ガスケット３の変形は内向き曲率部１２０付近での限られたものであるため、シール性の低下を招くほどの変形には至らない。この結果、本実施形態の密封構造１０では、シール性を維持しつつガスケットの装着性が向上している。
Here, in the sealing
ここで、無端溝１２に嵌り込んだガスケット３の、内向き曲率部１２０において外側壁面１２ａから離間した部分が、ガスケット３の伸張度が増すにつれて、図６に示すように内側壁面１２ｂに接近し、さらにガスケット３の伸張度が所定の閾値レベルに達すると内側壁面１２ｂへの当接を開始するものであることが好ましい。
It is preferable that the portion of the
このような形態によれば、上記の所定の閾値レベルに達するまでガスケット３が変形（伸張）する余裕があることとなり、その間は、ガスケット３と無端溝１２の外側壁面１２ａとの間において不必要に高い接触面圧が発生するのを避けることができる。
This configuration allows the
なお、以上の説明では、図５および図６に示すようにガスケット３の断面は多角形（より具体的には八角形）であったが、これはあくまでも一例であり、ガスケット３の断面は他の形状であってもよい。
In the above description, the cross section of the
図７は、断面形状が円形のガスケット３を備えた密封構造１０を表した図である。
Figure 7 shows a sealing
図７は図４のＢＢ’線での断面図であり、図７では、説明の簡単化のため、図４～図６の構成要素や部位と対応する構成要素や部位については同じ符号が付されている。図７に示すような断面形状が円形のガスケット３であっても、図４のように内向き曲率部１２０においてガスケット３が外側壁面１２ａから離間していることで、シール性を維持しつつガスケットの装着性の向上を図ることができる。
Figure 7 is a cross-sectional view taken along line BB' in Figure 4, and in Figure 7, for ease of explanation, the same reference numerals are used for components and parts corresponding to those in Figures 4 to 6. Even if the
また、以上の説明では、図４に示すように無端溝１２は、円環の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有していたが、本発明では、矩形の環の一辺の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有する無端溝が採用されてもよい。
In the above description, the
図８は、矩形の環の一辺の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有する無端溝１２Ａが採用されている密封構造１０Ａを、密封構造１０Ａにおける第１部材１Ａの端面１１Ａ側から表した図である。
Figure 8 shows a sealing
密封構造１０Ａにおける第１部材１Ａの端面１１Ａには、矩形の環の一辺の一部が内側に凹んで湾曲している環形状を有する無端溝１２Ａが形成されている。この無端溝１２の壁面は、内側壁面１２Ａｂおよび外側壁面１２Ａａにより構成されている。図８に示すように矩形の無端溝１２Ａは、その一辺の一部に、内側に向かって湾曲した内向き曲率部１２０Ａを有している。なお、図８では不図示であるが密封構造１０Ａにおける第２部材は、第１部材１Ａの端面１１Ａに対向する対向面を有しており、その対向面を端面１１Ａと対向させた状態で第１部材１Ａに近接している。密封構造１０Ａにおけるガスケット３Ａは、無端溝１２Ａに嵌り込んで第１部材１Ａの端面１１Ａと不図示の第２部材の対向面との間の隙間をシールする、弾性材料からなる無端状の部材である。
The
無端溝１２Ａに嵌り込んだガスケット３Ａは、図８に示すように、無端溝１２Ａの、内向き曲率部１２０Ａを含む部分において、無端溝１２Ａの外側壁面１２Ａａから離間しており、残りの部分において外側壁面１２Ａａに当接している。大雑把に言えば、図８のガスケット３Ａは、内向き曲率部１２０Ａを含む部分において外側壁面１２ａから離間している点を除き、外周沿わせガスケットに近いものであり、シール性に優れている。
As shown in FIG. 8, the
ここで密封構造１０Ａでは、内向き曲率部１２０Ａにおいてガスケット３Ａが外側壁面１２Ａａから離間しており、内向き曲率部１２０Ａにおけるガスケット３Ａが内側壁面１２Ａｂに当接する形状となるまで、ガスケット３Ａが、ある程度変形（伸張）する余裕がある。このため、図４～図６の密封構造１０と同様に、密封構造１０Ａにおいても、シール性を維持しつつガスケットの装着性が向上している。
Here, in the sealing
以下では、本発明の効果を示すさらに具体的な実施例および比較例によって説明する。なお、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。 The following describes the effects of the present invention using more specific examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited in any way by these examples.
（実施例）
実施例の密封構造は、図４～図６の密封構造１０の一具体例である。実施例の密封構造１０におけるガスケット３では、弾性材料としてエチレンプロピレンゴムが用いられている。このガスケット３は、曲率半径１０ｍｍで内向きに湾曲した中心角２７０°の円弧状の部分と、その両側の長さ５ｍｍの直線状の部分と、これら２つの直線状の部分をつなぐ、曲率半径３５ｍｍで外向きに湾曲した中心角２７０°の円弧状の部分とからなる。従って、実施例の密封構造におけるガスケット３の全長は、２π×１０ｍｍ×（２７０／３６０）＋２×５ｍｍ＋２π×３５ｍｍ×（２７０／３６０）＝約２２０ｍｍである。
(Example)
The sealing structure of the embodiment is a specific example of the sealing
実施例の密封構造１０における無端溝１２は、このガスケット３の形状や寸法に対応した形状や寸法を有している。ガスケット３における上述の、内向きに湾曲した円弧状の部分、その両側の２つの直線状の部分、および、外向きに湾曲した円弧状の部分が、実施例の密封構造１０における無端溝１２の、内向き曲率部１２０、２つの直線部１２１、および、外向き曲率部１２２にそれぞれ嵌り込むことでガスケット３の無端溝１２への装着が行われる。ここで、装着時の実施例の密封構造１０では、ガスケット３で囲まれる内側の空間の圧力（内圧）は外側の空間の圧力と同程度であるが、ガスケット３は、内向き曲率部１２０を除き、無端溝１２の外側壁面１２ａに当接している。
The
より詳しく説明すると、実施例の密封構造１０では、ガスケット３が無端溝１２に組み付けられる前の自然状態のガスケット３の寸法（設計寸法）は、ガスケット３が無端溝１２の全周にわたって無端溝１２の外側壁面１２ａに密接するとしたときの長さとほぼ同じである。ただしガスケット３が無端溝１２に組み付けられる際に受ける押圧力により、ガスケット３は僅かに伸張し、その伸張により内向き曲率部１２０において外側壁面１２ａから離間するようになる。さらに、第１部材１と第２部材２に挟まれることでガスケット３が受ける押圧力によってもガスケット３は内向き曲率部１２０において外側壁面１２ａから離間するようになる。
To explain in more detail, in the sealing
図９は、装着時の実施例の密封構造１０における内向き曲率部１２０付近でのガスケット３の状態を表した図である。
Figure 9 shows the state of the
実施例の密封構造１０では、無端溝１２の内向き曲率部１２０においては、ガスケット３は外側壁面１２ａから少しだけ離間しているがその離間量はわずかである。このため、図９に示すように、ガスケット３は、外観上、ほぼその全長にわたって外側壁面１２ａに当接しているように見える。このため、実施例の密封構造１０では、装着時の実施例の密封構造１０におけるガスケット３は、外周沿わせガスケットときわめてよく似ている。なお、実施例の密封構造１０において、このように装着時の状態が外周沿わせガスケットときわめてよく似ているガスケット３を用いる理由は、以下に説明する比較例のガスケット３’となるべく同一の条件で比較できるようにするためである。
In the sealing
（比較例）
比較例の密封構造は、図１および図２の密封構造１０’の一具体例である。比較例の密封構造におけるガスケット３’では、実施例の密封構造におけるガスケット３と同様に、弾性材料としてエチレンプロピレンゴムが用いられている。このガスケット３’は、半径３５ｍｍの円環状の部材であって、その全長は２π×３５ｍｍ＝約２２０ｍｍであり、実施例１のガスケット３の全長とほぼ同じである。
Comparative Example
The sealing structure of the comparative example is a specific example of the sealing structure 10' in Figures 1 and 2. The gasket 3' in the sealing structure of the comparative example uses ethylene propylene rubber as the elastic material, similar to the
比較例の密封構造１０’における無端溝１２’は、このガスケット３’の形状や寸法に対応した寸法の円環状を有しており、ガスケット３’がこの無端溝１２’に嵌り込むことでガスケット３’の無端溝１２’への装着が行われる。ここで、装着時の比較例の密封構造１０’では、ガスケット３で囲まれる内側の空間の圧力（内圧）は外側の空間の圧力と同程度であるが、この状態でガスケット３’は、図１に示すように、その全長にわたって無端溝１２’の外側壁面１２ａ’に当接している。
The endless groove 12' in the sealing structure 10' of the comparative example has a circular ring shape with dimensions corresponding to the shape and dimensions of the gasket 3', and the gasket 3' is fitted into the endless groove 12' to install the gasket 3' in the endless groove 12'. Here, in the sealing structure 10' of the comparative example when installed, the pressure (internal pressure) of the inner space surrounded by the
［試験］
以上の実施例および比較例の密封構造を用いて以下の試験を行った。実施例および比較例の密封構造の各ガスケットの周長を０．４４ｍｍずつ５段階に分けて２．２０ｍｍまで伸張させた。各ガスケットの周長の伸びにより各無端溝の壁面への各ガスケットの接触の度合いが増すと、各ガスケットと各無端溝の壁面（特に外向き曲率部の外側壁面）との間の接触面圧（ＭＰａ）や各ガスケットの反力が増加する。そこで、この試験では、各ガスケットの周長の伸びに伴う各ガスケットの外観上の形状変化を観察しながら、０．４４ｍｍの周長の伸びごとに（すなわち、周長伸びが、０．４４ｍｍ、０．８８ｍｍ、１．３２ｍｍ、１．７６ｍｍ、２．２０ｍｍの各段階において）、各ガスケットと各無端溝の外向き曲率部の外側壁面との間の接触面圧（ＭＰａ）と各ガスケットの反力（Ｎ／ｍｍ）とを測定した。
[test]
The following test was carried out using the sealing structures of the above examples and comparative examples. The circumferential length of each gasket of the sealing structures of the examples and comparative examples was extended to 2.20 mm in five stages of 0.44 mm each. When the degree of contact of each gasket with the wall surface of each endless groove increases due to the extension of the circumferential length of each gasket, the contact surface pressure (MPa) between each gasket and the wall surface of each endless groove (especially the outer wall surface of the outward curvature portion) and the reaction force of each gasket increase. Therefore, in this test, while observing the change in the appearance of each gasket due to the extension of the circumferential length of each gasket, the contact surface pressure (MPa) between each gasket and the outer wall surface of the outward curvature portion of each endless groove and the reaction force (N/mm) of each gasket were measured for each extension of the circumferential length of 0.44 mm (i.e., at each stage of circumferential extension of 0.44 mm, 0.88 mm, 1.32 mm, 1.76 mm, and 2.20 mm).
［試験の結果］
（外観上の形状変化）
実施例の密封構造１０では、ガスケット３は、その周長の伸びとともに、図９の白抜き矢印に示す方向に向かって無端溝１２の内向き曲率部１２０の外側壁面１２ａから離間していき、周長の伸びが０．８８ｍｍ程度となったときに内向き曲率部１２０の内側壁面１２ｂに当接した。
[Test Results]
(Changes in appearance)
In the sealing
図１０は、実施例の密封構造１０における内向き曲率部１２０付近において、ガスケット３が伸張して無端溝１２の内向き曲率部１２０の内側壁面１２ｂに当接したときの様子を表した図である。
Figure 10 shows the state when the
無端溝１２の内向き曲率部１２０付近において、実施例の密封構造１０のガスケット３は、周長の伸びが０ｍｍ～０．８８ｍｍの間では、周長の伸びとともに、図９に示す状態から、図１０に示すような、内向き曲率部１２０の内側壁面１２ｂに当接する状態に変形していった。そして、周長の伸びが０．８８ｍｍ程度で当接した後の、周長の伸びが０．８８ｍｍ～２．２０ｍｍの間において、この当接状態が持続した。
When the circumferential extension of the
一方、比較例の密封構造１０’では、周長の伸びが０ｍｍ～２．２０ｍｍの全区間においてガスケット３’の外側壁面１２ａ’への当接状態が持続した。
On the other hand, in the sealing structure 10' of the comparative example, the gasket 3' remained in contact with the
（接触面圧と反力の結果）
実施例および比較例における、各ガスケットと各無端溝の外向き曲率部の外側壁面との間の接触面圧（ＭＰａ）と各ガスケットの反力（Ｎ／ｍｍ）の測定結果を下記の表１および表２にそれぞれ示す。
(Results of contact pressure and reaction force)
The measurement results of the contact pressure (MPa) between each gasket and the outer wall surface of the outwardly curved portion of each endless groove and the reaction force (N/mm) of each gasket in the examples and comparative examples are shown in Tables 1 and 2 below, respectively.
図１１は、表１の結果を表したグラフであり、図１２は、表２の結果を表したグラフである。 Figure 11 is a graph showing the results of Table 1, and Figure 12 is a graph showing the results of Table 2.
図１１や図１２に示されているように、実施例では、周長の伸びが０ｍｍ～０．８８ｍｍの間は、接触面圧や反力にそれほど大きな変化が見られず、周長の伸びが０．８８ｍｍ～２．２０ｍｍの間には、接触面圧や反力が周長の伸びとともに増加した。一方、比較例では、周長の伸びが０ｍｍ～２．２０ｍｍの全区間において、接触面圧や反力が周長の伸びとともに増加した。 As shown in Figures 11 and 12, in the embodiment, when the circumferential extension was between 0 mm and 0.88 mm, there was no significant change in the contact pressure or reaction force, and when the circumferential extension was between 0.88 mm and 2.20 mm, the contact pressure and reaction force increased with the circumferential extension. On the other hand, in the comparative example, the contact pressure and reaction force increased with the circumferential extension in the entire range of 0 mm to 2.20 mm.
［試験結果の考察］
各ガスケットの各無端溝の壁面への当接の度合いが進んでいる状態では接触面圧や反力が周長の伸びとともに増加している。しかしながら、以上の結果から、実施例のように無端溝１２の内向き曲率部１２０付近における無端溝１２の壁面からのガスケット３の離間が実現している区間（周長の伸びが０ｍｍ～０．８８ｍの区間）では接触面圧や反力があまり増加しないことがわかる。このことから、無端溝１２に内向き曲率部１２０を設けてガスケット３にこの箇所での変形（伸張）の余裕を与えることで、大きな接触面圧や反力の発生を回避できることが結論できる。すなわち、ガスケット３を無端溝１２へ組み付ける際に小さな力で済む（ガスケット３を押し込む際の押圧力を小さくできる）ので組付け性が良くなることがわかる。
[Discussion of test results]
When the degree of contact of each gasket with the wall surface of each endless groove is increasing, the contact pressure and reaction force increase with the extension of the circumferential length. However, from the above results, it can be seen that the contact pressure and reaction force do not increase much in the section where the
なお、以上の実施例の説明では、比較例や実施例として、図１や図４に示すような円環状あるいは円環の一部を変形した形状のガスケットが採用された具体例について説明した。しかしながら、上述の試験結果の考察を踏まえると、比較例や実施例として、図３や図８に示すような矩形の環形状あるいは矩形の環の一部を変形した形状のガスケットが採用された場合についても同様の結論が期待される。 In the above explanation of the examples, specific examples in which a gasket with a circular ring shape or a partially deformed ring shape as shown in Figures 1 and 4 was used as a comparative example or example were described. However, in light of the consideration of the above test results, a similar conclusion is expected for the case in which a gasket with a rectangular ring shape or a partially deformed rectangular ring shape as shown in Figures 3 and 8 was used as a comparative example or example.
本発明は、シール性を維持しつつガスケットの装着性の向上を図るのに有用である。 The present invention is useful for improving the installation of gaskets while maintaining sealing properties.
１，１’，１’’，１Ａ：第１部材、
２，２’，２Ａ：：第２部材、
３，３’，３’’，３Ａ：ガスケット、
１０，１０’，１０’’，１０Ａ：密封構造、
１１，１１’，１１’’，１１Ａ：端面、
１２，１２’，１２’’，１２Ａ：無端溝、
１２ａ，１２ａ’，１２ａ’’，１２Ａａ：外側壁面、
１２ｂ，１２ｂ’，１２ｂ’’，１２Ａｂ：内側壁面、
２１，２１’，２１Ａ：対向面、
１２０，１２０Ａ：内向き曲率部、
１２１：直線部、
１２２：外向き曲率部。
1, 1', 1'', 1A: first member,
2, 2', 2A: second member,
3, 3', 3'', 3A: gasket,
10, 10', 10'', 10A: sealed structure,
11, 11', 11'', 11A: end surface,
12, 12', 12'', 12A: endless groove,
12a, 12a', 12a'', 12Aa: outer wall surface,
12b, 12b', 12b'', 12Ab: inner wall surface,
21, 21', 21A: opposing surface,
120, 120A: inward curvature portion,
121: straight section,
122: Outward curvature.
Claims (4)
前記第１部材の前記端面に対向する対向面を有する第２部材と、
前記無端溝に嵌り込んで前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記対向面との間の隙間をシールする、弾性材料からなる無端状のガスケットと、を備え、
前記無端溝に嵌り込んだ前記ガスケットは、前記無端溝の、前記内向き曲率部を含む部分において、前記無端溝の壁面を構成する内側壁面および外側壁面のうちの前記外側壁面から離間し、前記無端溝の、前記内向き曲率部を含む前記部分を除いた残りの部分において前記外側壁面に当接するものである密封構造。 a first member having an end surface on which a ring-shaped endless groove having an inwardly curved portion is formed;
a second member having an opposing surface facing the end surface of the first member;
an endless gasket made of an elastic material that fits into the endless groove to seal a gap between the end surface of the first member and the opposing surface of the second member;
A sealing structure in which the gasket fitted into the endless groove is spaced apart from the outer wall surface of the inner wall surface and outer wall surface that constitute the wall of the endless groove in a portion of the endless groove that includes the inward curvature portion, and abuts against the outer wall surface in the remaining portion of the endless groove excluding the portion that includes the inward curvature portion.
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