JPS608572A - 可撓性金属リングシ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、休止時にはトーラヌ形状を示す少なくとも１
つの弾性金属コアと、この金属コアがその中に嵌合する
少なくとも２つの相互に重なったエンベロープとを備え
、これらエンベロープはそれぞれ該金属コアの一方の周
縁に活って開かれ℃いる如き型式の可撓性金属リングシ
ールに関する。

このような型式の金属リングクールにおいて、そのトー
ラス状弾性コアは、金属管か、あるいは相互に接合する
ターンを有するリング状に閉じられたつる巻きばねによ
って構成される。この後者の場合、そのばねを構成する
ワイヤの断面は任意の形状、特定すれば円形、矩形、ま
たは円のセグメントの形状にされる。上記金属管または
つる巻きばねシ↓現嚇で締付けられてシールに弾性を与
える。

また上記在来型式のリングクールのコアを包むエンベロ
ーフは、ポリテトラフルオロエチレン、アルミニウム、
銀、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス鋼、ジルコニ
ウム等のような材料のプレートまたは薄いシートで構成
される。

各エンベローフ°はそれぞれに特別な機能をもっている
。即ち、リングシールのコアが、相互に接合したターン
を有するばねで構成される場合、内側エンベロープは一
般的に、その弾性コアの各ターンの頂部における荷重を
均等に配分する機能を有する。また外側エンベロープは
永久延性をもった金属材料で作られ、そこでリングシー
ルが成る組立体内で使用される場合、締付けられたとき
その金属材料が、該組立体のリングシールとの接触面の
凹凸内に流入してそのシールの緘封を完全なものにする
。従って一般的にいって、リングクールのエンベローフ
デの特徴は、その構成材料の可塑性によつ℃与えられる
。

金属リングシールは多（の場合トーラス（円環）形状と
され、そしてその弾性コアを覆うエンベロープも、母線
円が閉じていないトーラヌ面の形にされる。各ターンが
相互に接合したつる巻きばねで弾性コアが構成される型
式のリングシールの実例は、原子力エネルギー委員会に
よる１９７６年５月２９日イ寸きのフランスｔｐ！ｊ許
第７３−１９４８８号に見られる。

それらの弾性金属リングシールは実際の工業の多くの用
例において満足すべき結果を得ている。

しかしそれらシールを取付けた組立体の両フランジ間に
、半径方向の運動または変位の差がある場合、最初の緘
封性の失われることとがある。そのような運動差は、組
立体の両フランジの材料が異質または不均質であったり
、また材料が均質であっても組立体全体において温度上
昇または下降が均等でないような条件の場合には必ず生
じる。そしてそれらの諸条件は実際の用例においては、
むしろ普通に存在するものである。

上記のような諸条件における在来の可撓性金属リングシ
ールの動向を分析するため、組立体の２つのフランジ八
とＢとの間に把持された在来の可Ｍ性金Ｍ　＋）ングシ
ール１０の断面を示す第１図を参照して説明する。

より詳細にいうと、第１図に示されるリングシール１０
は、相互に接合するターンを有する金属つる巻きはね１
２を第１エンベローゾ１４内に包み、そしてこの第１エ
ンベロープを史に第２エンベロープ１６内に包んで構成
される。締付けられた組立体のフランジＡ、Ｂとリング
シールの第２または外側エンベロープ１６との接触点が
ＰｌとＰ２によって示される。

組立体の締付けが行われた後で、フランジＡがフランジ
Ｂより大きく膨張したとすれば、フランジ八〇点Ｐ１は
Ｐ□′へ変位する。この変位に際して外側エンペローフ
０１６は引張力を受けて成る桿度伸びるが、その後はフ
ランジに対して摺動する。

というのは、外側エンベロープの接触点ＰユとＰ２間の
長さ部分は弾性コア１２に対して固定されているから、
シールが破損しない限り外側エンベローフはそれ以上伸
びることはできず、従って摺動するのである。この結果
リングシールの有効な緘封性は失われ、そしてこの緘封
性の喪失は、シールの寿命中フランジの様々な大きさの
前後方向の変位が繰返されるに応じて更に増大する。

本発明の正確な目的は、従来の可撓性金属リングシール
の斜上のような欠点を改良するために、シールのエンベ
ロープを構成する層組立体か２つのフランジＡとＢの間
の半径方向変位差に応じ℃シールの弾性コア上で摺動で
きるようにし、これによって両該フランジＡ、Ｂとシー
ルの外Ｉ１１エンベロープ１６との間の接触個所におけ
る変位差を無くすることにある。

この目的は本発明によれば、本説明の冒頭に記載の如く
型式の可徘性金属リングシールにおいて、ｉエンベロー
プがそれぞれ該金属コアの、該エンベロープの開かれて
いる側とは反対側の周縁に沿って少なくとも２つの膨ら
入を備え、これら腹らみの個所において該エンベロープ
は該金属コアと接触せず、各該膨らみの断面の曲率半径
が該金属コアの半径の実質的に５分の１から１０分の１
とされ、２つの該膨らみは該リングシールの両側接触面
の近傍に設けられ、そこでこのシールは実質的に四角形
の断面を有することを特徴とするリングクールによって
達せられる。

このような特徴によって、エンベロープ１４と１６の断
面における第１図の点ｐ、　、　ｐ２間の長さは従来の
リングシールの場合より長くされ、これによってエンベ
ロープはフランジの変位に従って動くことができるよう
罠なり、フランジに対して摺動することがなくなる。こ
うしてエンベロープの金属の伸びは無くされ、シールの
緘封性の喪失が防がれるのである。

本発明の好適な実施例において、両該エンベロープが該
金属コアの同一周縁に沿って開いており、そしてそれぞ
場１該金属コアの他方の周縁に治って少なくとも２つの
膨らみを備える。

本発明の他の特徴によれば、該膨らみか該リングクール
の内周縁に沿って設けられる。

以下、謡付図面の第２図以下を参ＩＫ（、ｔ、て本発明
の制約的でない実施例を説明する。

第２図に示さえ［る本発明によるリングシール１０ａは
、相互に接合するターンを有するつる巻きばね１２ａで
構成される金属コアを＠１または内側エンベロープ１４
ａ内に包み、この第１エンベロープを更に第２または外
側エンベロープ１６ａ内に包んで構成される。

本発明によれは、エンベロープ１４ａと１５ａはそれぞ
れに、リングシールの内周縁に沼って、内側エンベロー
プでは参照番号１８ａ１外側エンベロープでは参照番号
２０ａで示される竪イ：状の２つの膨ら入を備える。リ
ングシール１０ａかｆすｊ用される組立体内でそのシー
ルが締付けられたときでも、エンベロープのそれら膨ら
みは弾（生コア１２ａに接触しない。

更に詳述すると、第２図の実施例において、エンベロー
プ１４ａと１６ａはつる巻きはね１２ａの周りの同じ方
向に設けられる。それらエンベロープの母線はリングシ
ールの外周縁の個所で閉じず、そしてこの開いた側と反
対側の周縁、即ちリングシールの内周縁に沼って、膨ら
み１８ａと２０ａが相互に重なるようにして備えられる
。

本発明によれば、各エンベロープのそれぞれ２つずつの
膨らみ１８ａ及び２０ａは、リングシールの中央面の両
側に、ごの面に関して対称的に備えられる。更に詳釧に
は、それら膨らみは組立体フランジに対するリングシー
ルの接触区域に直ぐ隣接して設けられ、これによってリ
ングシールの断面はほぼ四角形を示す。こうして、フラ
ンジか両該エンベロープを半径方向に変６γさせるに必
要な力は小さくされる。

更に膨らみ１８ａと２０＆の断面の曲率半径ははね１２
ａの半径よりずっと小さくされ、好適には５分の１ｎ）
ら１０分の１にされる、これによってリングシールが硬
くなり過ぎることが防がれる。

また本発明のためには少なくとも２つのエンベロープ１
４と１６が必要なことを留意すべきである。緘封を行う
ためには単一のエンベロープは延性を備えなければなら
ない。従ｐでリングシールの締付けはばねをエンベロー
プ内に喰込ませるが、これはエンベロープの破壊なしに
はエンベロープがばね上で摺動することを憐質的に阻止
する。

策６図のリングシール１０ｂは第２図のリングシール１
０ａと同様なものであるが、エンベロープの膨らみの形
状が異なり、第６図の膨らみは第２図のものより長くさ
れている。第６図に示されるリングシール１０ｂの諸要
素は、第２図の場合と同じ参照番号で、ａに代ってｂを
付したもので指示される。従つ℃それら要素について繰
返し説明しない。

第４図は本発明のリングシールの更に他の実施例を示す
。このリングシール１０ｃは単一の緘封ラインを有し、
そして第２図及び第６図のリングシールと同様な構成を
備えるが、異なる点とじて内側エンベロープ１４Ｃと外
側エンへｏ−ｆ　１６　ｃがそれぞれ、２つでなく６つ
の膨らみ１８ｃと２００を備える。これら膨らみ１８ｃ
、２０ｃ）！リングシールの内周縁に沿って設けられる
。

この場合、各エンベロープの６つの膨らみ１８Ｃ１２０
ｃの内の２つが、第２図及び第６図の実施例の場合と同
様にリングシールの中央面の両側に置かれ、そして第６
の膨らみ１８ｃ　、２０ｃがそれら２つの膨らみの間で
リングシール中央面に漕シ１、この面に関して対称的に
設置される。

第３図と第４図の変化形実施例におい℃、各膨らみの断
面の曲率半径は、第２図の場合と同様に、リングシール
のコアの断面の半径の約５分の１カ）ら１０分の１にさ
れる。更に２つの膨らみがリングシールのフランジとの
接触面の直ぐ近傍に設置され、これによってリングシー
ルの断面は実質的に四角形になる。

ここに記述してきた全ての実施例にお（・て、エンベロ
ープの母線が閉じない区域の反対側にしカ）膨らみを備
えることができないのは理解されよう。

更に、膨らみの形状と設置位置は、組立体内へのリング
シールの取付けを妨げるようなものであってはならない
。換言すれば、膨らみの個所におけるリングシールの厚
さは弾性金属コアの個所におけるリングシールの厚さ以
下でなければならない。

本発明によれば、リングシールのいずれの実施例におい
ても、リングシールの金属コアに隣接してエンベロープ
に少なくとも２つの膨らみが備えられることにより、そ
れらエンベロープは組立体の両フランジ間の相対的な変
位に従って動くことができ、それらフランジに対して摺
動することがないので緘封性の失われることがなくなる
。

同じ寸法の従来技術のリングシールと本発明によるリン
グシールの比較試験によれば、従来技術のリングシール
の限界温度が１１０°Ｃであるのに対して、本発明のリ
ングシールのそれは１４０°Ｇに達することができ、ま
た両フランジ間の許容半径方向変位は０．４３ｍｍから
０．５７ｍｍに増大される。

膨らｈの数と形状はこれまで述べてきた条件内で、本発
明の目的から外れることなく、様々な変化形が可能なこ
とはいうま−でもない。また、可撓性金属リングシール
の弾性金属コアを包むエンベロープは２個す上であって
もかまわず、そして金属コアもここに記述したつる巻き
はね以外に、例えば金属管で構成することができる。同
様に本発明のリングシールの平面で見た形状も任意のも
の、即ち円形はもとより、正方形または矩形にすること
ができ、いずれも本発明の範囲から逸脱するものではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２つのフランジ間に把持された従来技術の可
撓性金属リングシールの断面図、第２図と第６図は、２
つの異なる形の膨らみを備える相互に重なった２つのエ
ンベロープを有スる単一緘封ラインをもったりングシー
ルの場合の本発明による２つの変化形実施例の断面図、
第４図は、６つの膨らみを備える２つのエンベロープを
有する拒−緘封ラインをもった本発明の可撓性金属リン
グシールの断面図である。 １０・・・リングシール、１２・・・コア、１４・・・
内側エンベロープ、１６・・・外側エンベローフ’、１
８゜２０・・・膨らみ。 代理人　浅　村　皓 第１頁の続き ０発　明　者　クリスチャン・ルオウ フランス国ブルグ・サン・アン プオル・ル・ジュネ（番地な し）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）休止時にＩＬ−！、　）−ラス形状を示す少なく
   とも１つの弾性金属コア（１２ａ、　１２ｂ　、　１２
   ｃ　）と、この金属コアがその中に嵌合する少なくとも
   ２つの相互に重なったエンベロープ（１４ａ、１４ｂ。 １４ｃ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）とを備え、これらエ
   ンベロープはそれぞれ該金属コアの一方の周縁に沿って
   開かれている如き可撓性金属リングシールにおいて、該
   エンベロープがそれぞれ該金属コアの他方の周縁に沿っ
   て少なくとも２つの膨らみ（１３ａ、１８ｂ、１８ｃ＋
   ２０ａ、２０ｂ＋２０ｃ）を備え、これら膨らみの個所
   におい℃該、エンベロープは該金属コアと接触せず、各
   該膨らみの断面の曲率半径が該金属コアの半径の実質的
   に５分の１から１０分の１とされ、２つの該膨ら２Ｌは
   該リングシールの両側接触面の近傍に設けられ、そこで
   このシールは奥側的に四角形の断面を有することを特徴
   とするリングシール。
2. （２）　＃！ｆ許請求の範囲第１項のリングシールにお
   いて、両該エンベロープが該金属コアの同一周縁に活っ
   て開いており、そしてそれぞれ該金属コアの他方の周縁
   に沿って少なくとも２つの膨らみ（１８ａ、１８ｂ、１
   ３ｃ、２０ａ、２０ｂ。 ２０ｃ〕を備えることを特徴とするリングシール。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項のリングシー
   ルにおいて、該膨らみ（１８ａ、１３ｂ。 １８Ｃ１２０＆、２０ｂ、２０Ｃ）が該リングシールの
   内周縁に活って設けられることを特徴とするリングシー
   ル。