金屬密封件的製作方法
2023-09-25 19:31:25
專利名稱：金屬密封件的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬密封件。
背景技術：
以往，作為進行平行的對置兩平面之間的密封的金屬密封件，橫截面形狀是U型、整體形狀為圓形的結構是周知的。專利文獻1:特開2009 - 24838號公報
在將上述以往的金屬密封件做成整體非圓形(也有稱作異形的情況)、沿著整體非圓形的窗部(開口部)配設、要進行該非圓形窗部的周緣的密封的情況下，有整體的密封性能惡化的情況。特別是，在具有很小的曲率半徑的R狀彎曲部的非圓形的情況下，有在剩餘部的直線邊部的部位不能得到充分的密封性(密封性能)的情況。
發明內容
所以，本發明在整體形狀是閉環狀的金屬密封件中，其橫截面形狀遍及整周不是均勻的。此外，一種金屬密封件在橫截面中具備基部和一對懸臂梁狀彈性腳片，所述一對懸臂梁狀彈性腳片從該基部以平行或前端展開狀突設，在前端上具有分別接觸在對置的平行的兩平面上的密封用壓接小突部，所述金屬密封件整體形狀是具有R狀彎曲部和直線邊部的異形的環狀，使上述懸臂梁狀彈性腳片的突出尺寸、壁厚尺寸和腳片基部加厚部中的至少I個在上述R狀彎曲部的第I中央部位和直線邊部的第2中央部位中不同，將上述懸臂梁狀彈性腳片的懸臂梁彎曲剛性僅用橫截面形狀比較，將上述第2中央部位設定得比上述弟I中央部位大。此外，從上述R狀彎曲部的第I中央部位朝向上述直線邊部的第2中央部位，使僅用橫截面形狀比較的上述懸臂梁彎曲剛性臺階性或/及梯度性地增加，將上述第2中央部位的上述懸臂梁彎曲剛性設定得比上述第I中央部位大。根據有關本發明的金屬密封件，在整體為異形的閉環狀的情況下，也能夠遍及整周使接觸面壓均勻化。特別是，在異形的環狀的直線邊部和(較小的曲率半徑的)R狀彎曲部中，壓接小突部對於對置的平行的兩平面的接觸面壓均等化。這樣，接觸面壓沿著整個周緣均等化，所以能夠可靠地減少密封件整體的流體洩漏，特別是，能夠顯著提高如細長的跑道型或矩形狀那樣很小的曲率半徑的R狀彎曲部存在的窗部(開口部)的密封性能。
圖1是用於有關本發明的金屬密封件的一例的整體形狀說明的俯視圖。圖2是用於金屬密封件的另一例的整體形狀說明的俯視圖。圖3是將本發明與以往例的接觸面壓比較表示的曲線圖。
圖4是表示本發明的第I實施方式的R狀彎曲部的第I中央部位的橫剖視圖。圖5是第I實施方式的直線邊部的第2中央部位的橫剖視圖。圖6是表示第2實施方式的R狀彎曲部的第I中央部位的橫剖視圖。圖7是第2實施方式的直線邊部的第2中央部位的橫剖視圖。圖8是表示第3實施方式的R狀彎曲部的第I中央部位的橫剖視圖。圖9是第3實施方式的直線邊部的第2中央部位的橫剖視圖。圖10是表示圖1的四分之一範圍Y的彎曲剛性的變化的曲線圖。圖11是表示圖2的四分之一範圍Y的彎曲剛性的變化的曲線圖。
具體實施例方式以下，基於圖示的實施方式詳細說明本發明。在圖1或圖2中，表示整體形狀為具有R狀彎曲部10和直線邊部(筆直部)20的異形(非圓形)的封閉的環狀的金屬密封件I。圖1表示細長的跑道形狀，圖2表示矩形狀的情況。圖4和圖5是表示本發明的第I實施方式的橫剖視圖，例示金屬密封件1，所述金屬密封件I安裝在凹設於第I部 件11上的矩形狀密封槽13內，將第I部件11的該矩形狀密封槽13的(平面狀的)槽底面13A與平面狀的第2部件12之間密封。該金屬密封件I是所謂的U型密封件，在橫截面中，具備基部(底壁部)3、和從該基部3平行地突設的一對懸臂梁狀彈性腳片4、4。上述彈性腳片4具有密封用壓接小突部7，所述密封用壓接小突部7分別接觸在對置的平行的兩平面5、6——在圖4中，第I部件11的槽底面13A相當於一平面5，第2部件12相當於另一平面6——上。在圖例中，該壓接小突部7是小圓山型的橫截面形狀，但也可以將其做成三角山型或四邊形狀。並且，比較圖4和圖5 (A)可知，使彈性腳片4的突出尺寸H在閉環狀的金屬密封件I的周向位置上如以下這樣不同。即，在金屬密封件I中，通過使凹槽8的深度尺寸不同，(在外徑尺寸相同的原狀下)使突出尺寸H不同，並且，在圖1或圖2所示的整體跑道形狀或整體矩形狀的金屬密封件I中，在R狀彎曲部10的中央部位M1 (將其稱作第I中央部位)和直線邊部20的中央部位M2、M2 ;(將其稱作第2中央部位)中不同。S卩，圖4是第I中央部位M1的橫截面，圖5 (A)是第2中央部位M2、M2丨的橫截面，在將圖4與圖5 (A)比較的情況下，圖4的突出尺寸H較大，由此，懸臂梁狀彈性腳片4的懸臂梁彎曲剛性G僅用橫截面形狀比較，第2中央部位仏12丨比第I中央部位M1大(參照圖10或圖11)。在本發明的說明中，所謂「僅用橫截面形狀比較懸臂梁彎曲剛性」，是指在圖1、圖2中例示的整體形狀是具有R狀彎曲部10的異形的情況下，R狀彎曲部10的存在的影響波及到彈性腳片4的懸臂梁彎曲剛性，因此，在現實的金屬密封件I中，必須將「橫截面形狀」及「R狀彎曲部10的範圍內的周向位置、或從R狀彎曲部10離開了多少的周向位置」綜合來決定，但在這裡，忽視後者的「周向位置」，僅以前者比較懸臂梁彎曲剛性。接著，比較圖5 (B)與圖4可知，對於彈性腳片4的壁厚尺寸T，與(圖1、圖2所示的)R狀彎曲部10的第I中央部位M1相比將直線邊部20的第2中央部位M2、M2 』設定得大。這樣，彈性腳片4的懸臂梁彎曲剛性G在僅用橫截面形狀比較的情況下，第2中央部位M2, M2 』比第I中央部位M1大(參照圖10或圖11)。此外，比較圖5 (C)與圖4可知，對凹槽8側附加了腳片基部加厚部N (圖5 (C)中以網格表示)，以使彈性腳片4的壁厚尺寸T向基部3側逐漸增加。這樣，彈性腳片4的懸臂梁彎曲剛性G在僅用橫截面形狀比較的情況下，第2中央部位％12丨比第I中央部位M1大(參照圖10或圖11)。接著，在圖1和圖10中，整體細長的跑道形狀的金屬密封件I在圖1的左右具有較小的曲率半徑(遍及180° )的R狀彎曲部10、10，且具有將其左右連結的平行的直線邊部(筆直部)20、20，但圖10是對於圖1的四分之一的範圍Y在橫軸取周向位置、在縱軸取彈性腳片4的作為懸臂梁的彎曲剛性G的曲線圖。另外，縱軸的懸臂梁彎曲剛性G僅用橫截面形狀比較而表示。如上述那樣，第I中央部位乂的上述彎曲剛性G設定得比第2中央部位M2的上述彎曲剛性G小。但是，關於在周向上從R狀彎曲部10的第I中央部位M1朝向直線邊部20的第2中央部位M2怎樣變化(增加)這一點，在圖10中用實線、點劃線、虛線表示。即，臺階性(參照實線)、或梯度性地(參照點劃線)、或臺階性及梯度性地(參照虛線)增加。在圖1和圖10中，附圖標記C表示R狀彎曲部10與直線邊部20的邊界，而在圖10的用實線表示的情況下，到比該邊界C稍靠第I中央部位M1的位置E為止為相同的橫截面形狀(參照圖4)，並且在位置E突然使橫截面形狀以向圖5 (A)、圖5 (B)、圖5 (C)的某個、或它們的結合的形狀接近的方式變化，然後，由圖10的實線可知，在一定形狀的原狀下向第2中央部位仏的方向前進(形成第I臺階)，然後，以一邊形成多個臺階一邊達到第2中央部位M2的方式變化。接著，在圖10中，在用點劃線表示的情況下，從第I中央部位M1到第2中央部位M2,以連續地增加那樣的梯度性地增加，使懸臂梁彎曲剛性G變化。
此外，在圖10中，在用虛線表示的情況下，在R狀彎曲部10內，到上述位置E為止為相同的橫截面形狀，從接近於邊界C的位置E起，以傾斜不同的兩條梯度線使彎曲剛性G逐漸增加，然後，以相同的橫截面形狀(相同的彎曲剛性)達到第2中央部位M2。確切地講，圖10是表示僅用橫截面形狀比較的懸臂梁彎曲剛性G的變化的曲線圖，所以表示下述內容:水平線部位的橫截面形狀相同，懸臂梁彎曲剛性G從小向大變化的情況下的橫截面形狀從圖4向圖5 (A)、圖5 (B)、圖5 (C)的某個或組合了它們的形狀變化。用圖3的實線表示在將給出了圖10的實線所示的橫截面變化(懸臂梁彎曲剛性G的變化)的金屬密封件I如實際在圖4中例示那樣用相互平行的第1、第2部件11、12的平面5、6壓接的安裝使用狀態下、向平面5、6的接觸面壓P在周向上怎樣變化。S卩，在R狀彎曲部10中，即使是相同的橫截面形狀，作為密封件的剛性也比直線邊部20高，反之，在直線邊部20中，即使是相同的橫截面形狀，作為密封件的剛性也比R狀彎曲部10低。因此，如圖10的實線到圖3的實線所示那樣，作為金屬密封件I整體，與表示以往的整周相同的橫截面形狀的金屬密封件的接觸面壓的雙點劃線的情況相比，遍及周向整體為均等的接觸面壓，特別是，直線邊部20的第2中央部位M2的接觸面壓與以往相比能夠充分增大化，能夠改善密封性(密封性能)。
另外，在圖10的點劃線或虛線的情況下，有能夠對應於圖1的R狀彎曲部10的曲率半徑的大小及金屬密封件的橫截面形狀(尺寸)而得到更希望的均等接觸面壓的情況。接著，在圖2和圖11中，在整體為在4角部具有R狀彎曲部10的矩形狀的金屬密封件I中，其彎曲部10呈較小的曲率半徑的90°的中心角度，並且，圖2的上邊、下邊是較長的直線邊部20、20，左邊、右邊是較短的直線邊部20、20。圖11是對於圖2的四分之一的範圍Y、在橫軸取周向位置、在縱軸取彈性腳片4的作為懸臂梁的彎曲剛性G的曲線圖。梁彎曲剛性G與圖10同樣，是僅用橫截面形狀的比較值。例示了第I中央部位M1的彎曲剛性G設定得比第2中央部位M2、M2 ;的彎曲剛性G小、並且如圖11那樣形成長邊的直線邊部(上邊、下邊)20的第2中央部位M2與形成短邊的直線邊部(右邊、左邊)20的第2中央部位M2 』相比將彎曲剛性G的值設定得較大的情況。其理由也由圖2可知，由於形成短邊的右邊、左邊的直線邊部20的第2中央部位M2 』更接近於R狀彎曲部10，R狀彎曲部10的剛性大小的影響容易波及，所以將僅用橫截面形狀比較的、右邊、左邊的第2中央部位M2丨的上述懸臂梁彎曲剛性G設定得稍小。此外，圖11的實線、點劃線、虛線與圖10所示的(已述的)實線、點劃線、虛線對應，臺階性、梯度性、臺階性及梯度性地變化。除此以外，邊界C與臺階性地變化的位置E的位置關係也與圖10是同樣的，所以省略說明。並且，如圖11所示，通過使橫截面形狀、尺寸變化，與在圖3中敘述的情況同樣，在使用狀態下發生遍及周向整體而均等的接觸面壓，與以往相比密封性(密封性能)提高。
接著，如果對圖6和圖7所示的第2實施方式進行說明，則該金屬密封件I是稱作K型密封件的橫截面形狀，基部(底壁部)3是大致八邊形狀，從它以前端開腳狀突設有一對懸臂梁狀彈性腳片4、4。在對置的兩平面5、6的各自上，附設有彈性腳片4、4的前端的小方山型的密封用壓接小突部7。該小突部7作為圖示省略的小圓山型或小三角山型也是自由的。比較圖6和圖7 (A)可知，使彈性腳片4的突出尺寸H變化，將直線邊部20的中央部位M2、M2 ;的突出尺寸H比圖1或圖2中例示的整體形狀的R狀彎曲部10的中央部位M1的突出尺寸H小，由此，懸臂梁狀彈性腳片4的彎曲剛性G僅用橫截面形狀比較，第2中央部位M2、M2 』比比第I中央部位M1大(參照圖10或圖11)。此外，比較圖7 (B)與圖6可知，對於彈性腳片4的壁厚尺寸T，與圖1、圖2所示的第I中央部位M1相比將第2中央部位仏、M2'設定得大。這樣，在僅用橫截面形狀比較彎曲剛性G的情況下，將第2中央部位M2、設定得比第I中央部位M1大(參照圖10、圖11)。此外，比較圖7 (C)和圖6可知，在圖7 (C)中，對凹槽8側附加了腳片基部加厚部N (圖7 (C)中以網格表示)，以使彈性腳片4的壁厚尺寸T向基部3側逐漸增加。這樣，將第2中央部位仏、112丨設定得比第I中央部位M1大(參照圖10或圖11)。接著，如果對圖8和圖9所示的第3實施方式進行說明，則該金屬密封件I是橫倒^字型的橫截面形狀，由稍稍厚壁的基部(底壁部)3、和從它平行或以前端展開狀突設的一對彈性腳片4、4 一體地形成。在彈性腳片4、4的前端上，突設有小三角山型的密封用壓接小突部7。圖9 (A)、圖9 (B)、圖9 (C)分別對應於圖5或圖7 (A)、圖7 (B)、圖7 (C)，突出尺寸H、壁厚尺寸T、腳片基部加厚部N與圖8相比同樣地變化。其結構及作用效果與圖4、圖5或圖6、圖7同樣。可是，本發明自由設計變更，金屬密封件整體的形狀也可以是三角形狀、凹形狀或凸形狀等。此外，在圖1、圖2中，圖4 圖9所示的橫截面中的凹槽8朝向整體環狀的內方而構成的情況、和朝向外方而構成的情況根據用途而選擇。此外，在圖10或圖11中，用實線表示的臺階性變化的臺階數自由增減，此外，當以梯度的變化(傾斜線)變化時，在曲線圖中優選的是進行變化以描繪平緩的曲線。此外，在圖5、圖7、圖9中，將(A)、(B)、(C)的兩個或3個相互組合也是自由的。本發明如以上所述，在整體形狀是閉環狀的金屬密封件中，其特徵是其橫截面形狀遍及整周不均勻，遍及整周使接觸面壓均等化，能夠提高作為整體的密封性能。此外，本發明是一種金屬密封件，在橫截面中具備基部3和一對懸臂梁狀彈性腳片4、4，所述一對懸臂梁狀彈性腳片4、4從該基部3以平行或前端展開狀突設，在前端具有分別接觸在對置的平行的兩平面5、6上的密封用壓接小突部7，所述金屬密封件為下述結構:整體形狀是具有R狀彎曲部10和直線邊部20的異形的環狀，使上述懸臂梁狀彈性腳片4、4的突出尺寸H、壁厚尺寸T和腳片基部加厚部N中的至少I個在上述R狀彎曲部10的第I中央部位M1和直線邊部20的第2中央部位仏12丨中不同，將上述懸臂梁狀彈性腳片4、4的懸臂梁彎曲剛性G僅用橫截面形狀比較，將上述第2中央部位仏12 』設定得比上述第I中央部位M1大，所以能夠增加直 線邊部20的接觸面壓P，能夠防止從該直線邊部20的流體洩漏而提高作為金屬密封件整體的密封性能。特別是，作為具備具有較小的曲率半徑的R狀彎曲部10的細長跑道型或細長矩形狀的金屬密封件，發揮良好的密封性(密封性能)。或者，在對置的平行的兩平面5、6容易弄傷的情況下，有能夠減小緊固力的優點。SP，通過使R狀彎曲部10的剛性降低，能夠降低R狀彎曲部10的接觸面壓。此外，由於是從上述R狀彎曲部10的第I中央部位M1朝向上述直線邊部20的第2中央部位M2、僅用橫截面形狀比較的上述懸臂梁彎曲剛性G臺階性或/及梯度性地增加、將上述第2中央部位M2的上述懸臂梁彎曲剛性G設定得比上述第I中央部位M1大的結構，所以用更加遍及整周均勻的接觸面壓P壓接到平面5、6上，能夠提高作為密封件整體的密封性能。附圖標記說明
3基部 4彈性腳片
5、6平面 10 R狀彎曲部 20直線邊部(筆直部)
G懸臂梁彎曲剛性 H突出尺寸 M1第I中央部位 M2^M2 ;第2中央部位 N腳片基部加厚部 T壁厚尺寸。
權利要求
1.一種金屬密封件，整體形狀是閉環狀，其特徵在於，其橫截面形狀遍及整周不是均勻的。
2.一種金屬密封件，在橫截面中具備基部(3)和一對懸臂梁狀彈性腳片(4、4)，所述一對懸臂梁狀彈性腳片(4、4)從該基部(3)以平行或前端展開狀突設，在前端上具有分別接觸在對置的平行的兩平面(5、6)上的密封用壓接小突部(7)，其特徵在於， 整體形狀是具有R狀彎曲部(10)和直線邊部(20)的異形的環狀，使上述懸臂梁狀彈性腳片(4、4)的突出尺寸(H)、壁厚尺寸(T)和腳片基部加厚部(N)中的至少I個在上述R狀彎曲部(10)的第I中央部位(M1)和直線邊部(20)的第2中央部位(M2、M2 ;)中不同，將上述懸臂梁狀彈性腳片(4、4)的懸臂梁彎曲剛性(G)僅用橫截面形狀比較，將上述第2中央部位(M2、M2')設定得比上述第I中央部位(M1)大。
3.如權利要求2所述的金屬密封件，其特徵在於，從上述R狀彎曲部(10)的第I中央部位(M1)朝向上述直線邊部(20)的第2中央部位(M2),使僅用橫截面形狀比較的上述懸臂梁彎曲剛性(G)臺階性或/及梯度性地增加，將上述第2中央部位(M2)的上述懸臂梁彎曲剛性(G)設定得比上述第I 中央部位(M1)大。
全文摘要
提供一種在異形環狀的金屬密封件中、遍及整周呈現均等的密封性的金屬密封件。使橫截面形狀變化，以使筆直部(20)的懸臂梁彎曲剛性比R狀彎曲部(10)大。
文檔編號F16J15/08GK103216619SQ20131002244
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月22日 優先權日2012年1月23日
發明者藤堂聰 申請人:三菱電線工業株式會社