JP5789851B2 - 継手用シール装置 - Google Patents

Description

この発明は、ガスケットが塑性変形することでシール性を得る継手で使用される継手用シール装置に関する。

継手用シール装置として、特許文献１には、互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられる環状ガスケットと、ガスケットを保持するとともに、両継手部材の突き合わせ端面に設けられた環状リテーナ収納凹所にそれぞれ嵌められる環状リテーナとを備えているものが記載されている。

特開２０１０−９６３２９号公報

従来の継手用シール装置では、継手部材の流体通路を流れる流体のシール性向上のために、種々の構成が考えられている。しかしながら、継手部材外部からの微粒子の侵入については、リテーナ収納凹所内までの侵入が可能で、ガスケットと継手部材とのシールによって、微粒子の流体内通路内への侵入を防ぐようになっているだけであり、微粒子が外部から流体通路内に入り、高い清浄度を確保することができなくなる可能性がある。

この発明の目的は、外部から微粒子が流体通路内に入ることを防止し、高い清浄度を維持することができる継手用シール装置を提供することにある。

この発明による継手用シール装置は、互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられるガスケットと、ガスケットを保持するとともに、両継手部材の突き合わせ端面に設けられたリテーナ収納凹所にそれぞれ嵌められるリテーナとを備えているシール装置において、各継手部材のリテーナ収納凹所内の外周面が、突き合わせ端面側の大径外周面部とこれよりも軸方向反対側の小径外周面部とからなり、リテーナは、リテーナ収納凹所の小径外周面部の径に略等しい外径を有する円筒状リテーナ本体と、リテーナ本体に一体に形成された環状突出部と、環状突出部の外周面に開口する環状溝とを有しており、リテーナの環状溝に、リテーナを継手部材に保持させるための弾性リングが嵌め入れられていることを特徴とするものである。

リテーナ収納凹所に嵌められる環状リテーナがリテーナ収納凹所の小径外周面部の径に略等しい外径を有する円筒状リテーナ本体を有しているので、リテーナ収納凹所の小径外周面部とリテーナ本体との嵌め合わせによって外部からの微粒子の侵入が防止される。リテーナの継手部材からの脱落は、弾性リングによって防止される。リテーナ収納凹所の小径外周面部とリテーナ本体との嵌め合わせは、すきまばめでもよく、しまりばめ（圧入）、中間ばめであってもよい。

この継手用シール装置は、リテーナにガスケットを保持させ、さらに、弾性リングをリテーナに嵌め合わせた組立て状態として使用される。この継手用シール装置は、管継手（ねじ手段として袋ナットまたはボルトを使用）およびブロック継手（ねじ手段としてボルトを使用）のどちらにも使用することができる。第１および第２の継手部材の突き合わせ部分は、好ましくは、同じ形状とされ、ガスケットを保持したリテーナは、第１および第２の継手部材のどちらにも装着することができるようになされる。

継手部材同士は、適宜なねじ手段で締め付けられ、このねじ手段としては、例えば、第１および第２の継手部材のいずれか一方におねじ部が形成され、継手部材のおねじ部にねじ合わされた袋ナットによって、両継手部材が結合されてもよく、第１および第２の継手部材がいずれもおねじ部が形成されていないスリーブとされ、別体とされたおねじ部材と袋ナットとによって、両継手部材が結合されてもよい。また、継手部材同士は、一方にボルト挿通孔が、他方にめねじ部が形成されたものとされ、ボルトによって結合されるようにしてもよい。

ガスケットは、大径部と、大径部と内径が同じで外径が小さい小径部とからなり、リテーナ本体は、ガスケットの大径部の外径に対応する内径を有する薄肉部と、ガスケットの小径部の外径に対応する内径を有する厚肉部とからなり、リテーナ本体の薄肉部の内周面と厚肉部の内周面との境界部分が、ガスケットの軸方向一方への移動を阻止する段差面とされていることが好ましい。

このようにすると、ガスケットとリテーナ本体とが分離しにくいものとなり、ガスケットとリテーナ本体との間に弾性リングを配置しなくてすむ。

通常、継手部材には、ねじ手段が締め付けられた際に、ガスケットに最初に当接してこれを変形させる例えば断面円弧状のガスケット押さえ環状突起が形成される。これに対応して、ガスケットは、例えば、断面方形または略方形の円板（ガスケットの両面が軸方向に対して直角な平坦面）の中央に円形の通路を設けたものとされるが、これに限定されるものではない。例えば、ガスケットに、継手部材の環状突起に対応する環状凹部が形成されてもよい。いずれにしろ、ガスケットには、継手部材の締付け後には、継手部材の環状突起に対応する環状凹部が形成される。

各継手部材の突き合わせ面に環状突起が設けられ、環状突起の内周側に軸方向に直交する平坦部が設けられて、各継手部材の平坦部内周とガスケットの内周とが面一とされていることが好ましい。この場合、環状突起および環状凹部の内周側に軸方向に直交する平坦部が設けられていることで、継手部材の締付け後におけるデッドスペース（微粒子が入る可能性がある空間）を実質的にゼロにすることができる。

各リテーナ収納凹所の外周壁を形成している各継手部材の外周部の端面同士が密着させられていることが好ましい。この密着は、締付けの最終段階で得られるもので、このようにすることで、外部からの微粒子の侵入をより一層防止できるだけでなく、継手部材を締め付けていった際の手応えが密着時に変化することから、締付け過ぎ防止の機能も得ることができる。

この発明の継手用シール装置によると、リテーナ収納凹所に嵌められる環状リテーナは、リテーナ収納凹所の小径外周面部の径に略等しい外径を有する円筒状リテーナ本体と、リテーナ本体に一体に形成された環状突出部と、環状突出部の外周面に開口する環状溝とを有しており、リテーナの環状溝に、リテーナを継手部材に保持させるための弾性リングが嵌め入れられているので、外部からの微粒子の侵入に対し、リテーナ収納凹所の小径外周面部とリテーナ本体との嵌め合わせによってこの侵入が防止される。これにより、外部からの微粒子が流体通路内に入ることが防止され、高い清浄度を維持することができる。

図１は、この発明によるシール装置の１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、この発明による継手用シール装置の第１の適用例であるブロック継手を示す縦断面図である。 図３は、この発明による継手用シール装置の第２の適用例である管継手を示す縦断面図である。 図４は、この発明による継手用シール装置の第３の適用例である管継手の他の例を示す縦断面図である。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

この発明による継手用シール装置(4)は、図１に示すように、互いに連通する流体通路(5a)(6a)を有している第１および第２の継手部材(5)(6)と、環状ガスケット(11)と、ガスケット(11)を保持する環状リテーナ(12)と、リテーナ(12)外周に嵌められた弾性リング(13)とを備えている。

各継手部材(5)(6)の突き合わせ端面には、環状リテーナ収納凹所(7)(8)が設けられている。各リテーナ収納凹所(7)(8)内の外周面は、突き合わせ端面側の大径外周面部(7a)(8a)と、これよりも軸方向内側の小径外周面部(7b)(8b)とからなる。各継手部材(5)(6)のリテーナ収納凹所(7)(8)を合わせた部分にリテーナ(12)が嵌められている。

ガスケット(11)は、塑性変形することでシール性を奏するもので、大径部(14)と、大径部(14)と内径が同じで外径が小さい小径部(15)とからなる。

リテーナ(12)は、リテーナ収納凹所(7)(8)の小径外周面部(7b)(8b)の径に略等しい外径を有する円筒状リテーナ本体(16)と、リテーナ本体(16)に一体に形成されかつリテーナ収納凹所(7)(8)の大径外周面部(7a)(8a)の外径よりも若干小さい環状突出部(17)と、環状突出部(17)の外周面に開口する環状溝(18)とを有している。

ガスケット(11)は、例えば、ニッケル合金製、ステンレス鋼製などとされ、リテーナ(12)は、例えば、ステンレス鋼製とされる。

リテーナ本体(16)は、ガスケット(11)の大径部(14)の外径に対応する内径を有する薄肉部(16a)と、ガスケット(11)の小径部(15)の外径に対応する内径を有する厚肉部(16b)とからなる。

ガスケット(11)は、その大径部(14)がリテーナ本体(16)の薄肉部(16a)内径に、その小径部(15)がリテーナ本体(16)の厚肉部(16b)内径にそれぞれ嵌め入れられている。リテーナ本体(16)の薄肉部(16a)の内周面と厚肉部(16b)の内周面との境界部分は、ガスケット(11)の軸方向一方（図１の左方）への移動を阻止する段差面(16c)とされている。

リテーナ(12)の環状溝(18)は、略Ｕ字状に形成されており、この環状溝(18)に弾性リング(13)が嵌め入れられている。弾性リング(13)は、断面円形の金属製線材がＣ状に形成されたスナップリングと称されているもので、径方向の弾性を有している。弾性リング(13)としては、スナップリングに限定されるものではなく、Ｏリングなどの弾性を有する種々のリング状部材を使用することができる。

弾性リング(13)は、フリーの状態で、その外径がリテーナ(12)の環状突出部(17)の径よりもわずかに大きいものとされている。環状溝(18)の深さは、弾性リング(13)が径方向内方に押し込まれた場合にその全体を収容できる大きさとされている。

環状溝(18)は、リテーナ本体(16)の中央部に配置されるのではなく、中央よりもいずれか一方（図示した例では左）の端に寄ったように形成され、これにより、弾性リング(13)は、いずれか一方の継手部材（図示した例では第１継手部材）(5)とリテーナ(12)との間で挟持される。

この継手用シール装置(4)は、リテーナ(12)に着脱可能にガスケット(11)を保持させ、さらに、弾性リング(13)をリテーナ(12)に着脱可能に嵌め合わせた組立て状態として使用される。リテーナ(12)は、第１および第２の継手部材(5)(6)のどちらでも保持でき、継手部材(5)(6)の突き合わせ端面形状を区別せずに組み立てることができる。

この発明の継手用シール装置(4)によると、リテーナ収納凹所(7)(8)の小径外周面部(7b)(8b)の径に等しい外径を有するリテーナ本体(16)とリテーナ収納凹所(7)(8)の小径外周面部(7b)(8b)との嵌め合わせにより、外部からの微粒子の侵入が防止され、外部からの微粒子が流体通路(5a)(6a)内に入ることが防止されるので、高い清浄度を維持することができる。

リテーナ本体(16)とリテーナ収納凹所(7)(8)の小径外周面部(7b)(8b)との嵌め合わせの程度は、リテーナ(12)の継手部材(5)からの脱落が弾性リング(13)によって防止されるので、すきまばめであってもよい。

図１は、適正に締め付けられた後の状態を示しており、ガスケット(11)が変形することで高いシール性が得られている。この状態では、各リテーナ収納凹所(7)(8)の外周壁を形成している各継手部材(5)(6)の外周部(5b)(6b)の端面同士が密着させられており、外部からの微粒子の侵入が防止されている。また、各継手部材(5)(6)の外周部(5b)(6b)の端面同士が密着することによって、継手部材(5)(6)を締め付けていった際の手応えが変化することから、各継手部材(5)(6)の外周部(5b)(6b)は、締付け過ぎ防止の機能も奏している。

上記のように構成された継手用シール装置(4)は、第１および第２の継手部材(5)(6)を所要の形状とすることで、ブロック継手および管継手の両方で使用可能なものとなっている。以下にその例を示す。以下の説明において、各継手部材(31)(32)(41)(42)(51)(52)の要部の構成、すなわち、リテーナ収納凹所(7)(8)、ガスケット(11)、リテーナ(12)および弾性リング(13)は、図１に示された第１および第２の継手部材(5)(6)と同じであるので、その説明は省略する。

図２は、上記継手用シール装置(4)をブロック継手に適用したものである。同図に示すように、ブロック継手(1)は、互いに連通する流体通路(31a)(32a)を有している第１および第２のブロック状継手部材(31)(32)と、継手部材(31)(32)同士を結合するねじ手段としてのボルト(33)と、リテーナ収納凹所(7)(8)、ガスケット(11)、リテーナ(12)および弾性リング(13)を備えた上記のシール装置(4)とを備えている。

図３は、上記継手用シール装置(4)を管継手に適用したものである。同図に示すように、管継手(2)は、互いに連通する流体通路(41a)(42a)を有している第１および第２の管状継手部材(41)(42)と、継手部材(41)(42)同士を結合するねじ手段(43)と、リテーナ収納凹所(7)(8)、ガスケット(11)、リテーナ(12)および弾性リング(13)を備えた上記のシール装置(4)とを備えている。

ねじ手段(43)は、図の右方の第２継手部材(42)に嵌められて第２継手部材(42)のフランジ部(42b)の右面に右方から突き合わされたおねじ部材(44)と、図の左方の第１継手部材(41)に嵌められておねじ部材(44)に左方からねじ合わされており、第１継手部材(41)のフランジ部(41b)の左面に頂壁(45a)がスラストベアリング(47)を介して左方から突き合わされた袋ナット(46)とからなる。

図４は、上記継手用シール装置(4)を管継手の他の例に適用したものである。同図に示すように、この管継手(3)は、第１および第２の管状継手部材(51)(52)と、継手部材(51)(52)同士を結合するねじ手段(57)と、リテーナ収納凹所(7)(8)、ガスケット(11)、リテーナ(12)および弾性リング(13)を備えた上記のシール装置(4)とを備えている。各継手部材(51)(52)は、それぞれ別体とされたスリーブ(53)(55)およびフランジ部材(54)(56)からなり、スリーブ(53)(55)内が流体通路(53a)(55a)とされている。ねじ手段(57)は、第１継手部材(51)のフランジ部材(54)に形成されたねじ挿通孔(54a)と、第２継手部材(52)のフランジ部材(56)に形成されためねじ(56a)と、第１継手部材(51)のねじ挿通孔(54a)に挿通されて第２継手部材(52)のめねじ(56a)にねじ合わされたボルト(58)とからなる。

(4)：継手用シール装置、(5)：第１継手部材、(6)：第２継手部材、(5a)(6a)：流体通路、、(7)(8)：リテーナ収納凹所、(7a)(8a)：大径外周面部、(7b)(8b)：小径外周面部、(11)：ガスケット、(12)：リテーナ、(13)：弾性リング、(14)：大径部、(15)：小径部、(16)：リテーナ本体、(16a)：薄肉部、(16b)：厚肉部、(17)：環状突出部、(18)：環状溝

Claims (4)

1. 互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられるガスケットと、ガスケットを保持するとともに、両継手部材の突き合わせ端面に設けられたリテーナ収納凹所にそれぞれ嵌められるリテーナとを備えているシール装置において、
   各継手部材のリテーナ収納凹所内の外周面が、突き合わせ端面側の大径外周面部とこれよりも軸方向反対側の小径外周面部とからなり、リテーナは、リテーナ収納凹所の小径外周面部の径に略等しい外径を有する円筒状リテーナ本体と、リテーナ本体に一体に形成された環状突出部と、環状突出部の外周面に開口する環状溝とを有しており、リテーナの環状溝に、リテーナを継手部材に保持させるための弾性リングが嵌め入れられていることを特徴とする継手用シール装置。
2. ガスケットは、大径部と、大径部と内径が同じで外径が小さい小径部とからなり、リテーナ本体は、ガスケットの大径部の外径に対応する内径を有する薄肉部と、ガスケットの小径部の外径に対応する内径を有する厚肉部とからなり、リテーナ本体の薄肉部の内周面と厚肉部の内周面との境界部分が、ガスケットの軸方向一方への移動を阻止する段差面とされていることを特徴とする請求項１の継手用シール装置。
3. 各継手部材の突き合わせ面に環状突起が設けられ、環状突起の内周側に軸方向に直交する平坦部が設けられて、各継手部材の平坦部内周とガスケットの内周とが面一とされている請求項１または２の継手用シール装置。
4. 各リテーナ収納凹所の外周壁を形成している各継手部材の外周部の端面同士が密着させられている請求項１から３までのいずれかに記載の継手用シール装置。
   

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