JPS6283591A - 加圧流体装置用シ−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】 本発明は加圧流体装置用シールに関する。

加圧流体装置用の流体連結具は一般に相互に連結可能な
自己密封雄部品および雌部品を用いている。最も一般の
構造では、雌部品は雄部品の円筒形ノーズを受入れる円
筒形通路を有する。これらの部品の一方のグランド凹部
内に位置決めされた環状シールが他方の部品に密封的に
係合して連結具部品間に流体密関係を達成し、これらの
部品に形成された係止装置が使用中、これらの部品を連
結関係に保つ。

連結具部品内の自己密封弁が部品のはずし中、自動的に
シールし、部品を相互に連結するとき、これらの弁は自
動的に開放する。この種類の流体連結具の代表例として
、譲受人エアロクイ・７プＣｏｒｐ、　　（ジャクソン
、ミシガン州）製のシリーズＦＤ４Ｐの連結具が挙げら
れる。

成る加圧流体装置では、比較的高い圧力、すなわち、１
０００ｐｓｉ以上の圧力が用いられ、例えば、液圧作動
工具の使用では、連結具部品を連結したりはずしたりす
ることがしばしば起る。連結具部品の連結中およびはず
し中、これらの部品間の環状シールは、これが完全に内
部に支持される前に加圧流体にさらされる。このように
支持されていないシールが高圧の液圧流体にさらされる
と、しばしば、加圧流体によるシールのひずみによりシ
ールをその凹部から押出してしまう、もちろん、このよ
うな押出しにより連結具の密封能力をそこない、連結具
を使用可能な状態に復帰させるために新しいシールを装
着しなければならない。

本発明の目的は、連結具部品を圧力下で連結するとき、
押出しに抵抗し、かつ同様な環境および連結具の種類に
使用されるシールに以前伴っていた問題の多くを解消す
る加圧流体装置用連結具とともに使用するためのシール
を提供することである。

本発明のなお一屡の目的は、標準の環状グランド凹部内
に装着し得、変形に耐えかつまた外側部分に設けられた
弾性体０リングを使用するのに十分な質量および内部強
さを有する合成プラスチック材のボディを有する加圧流
体装置用シールを提供することである。

本発明の実施の際、最も一般には２部品流体連結具の誰
部、品内に位置決めされる２部品シールを利用する。こ
のシールは雄部品通路に交差する標準寸法の環状グラン
ド凹部内に位置決めされ、雄部品を雌部品の通路に挿入
するとき、シールは雌部品の弁構成要素の円筒形表面に
係合する。

このシールは合成プラスチック材、好ましくは、ポリテ
トラフルオロエチレンで形成された環状主ボディを有し
、このボディはしまり嵌めて雄部品の円筒形キノコ弁に
密封的に係合するための円筒形内側ボアを有する。シー
ルボディの外周は円形であり、この外周には凹部がシー
ルの軸線と同心に形成され、この凹部はシールボディの
長さを形成する半径方向に延びるボディの側部間の中央
に位置する。

シールボディの凹部内には、弾性体０リングが位置決め
され、このＯリングはシールボディの円周を越えて半径
方向に延びるように凹部の半径方向の深さより大きい横
断面の直径を有する。０リングは雄部品のグランド凹部
に対して主ボディをシールする。

本発明の概念によれば、シールの主ボディの寸法は、液
体圧による変形に抵抗しかつ押出しを防ぐためにシール
を標準グランド凹部に嵌め込むのに最大である。この目
的で、シールの主ボディの横断面の半径方向肉厚はグラ
ンド凹部の半径方向の深さよりほんのわずか小さいだけ
であり、主ボディの直径からＯリング受入れ凹部の底面
までの横断面の半径方向肉厚は、好ましくは、凹部の半
径方向の深さに少なくとも等しい。さらに、シールの主
ボディの軸線方向の寸法はグランド凹部の軸線方向の長
さよりほんのわずかに小さいだけであり、０リング受入
れ凹部の各軸線方向側部上のシールボディの軸線方向の
寸法はＯリングをボディの周囲のまわりに押出されない
ように適確に支持するのに十分であり、好ましくは、シ
ールボディの半径方向の側部と最も近い凹部の側部との
間の軸線方向の肉厚はボディの内径と０リング受入れ凹
部の底面とのボディの半径方向の肉厚にほぼ等しい。

シールの主ボディは、半剛性であるが、連結部品のグラ
ンド凹部に装着するために手で十分変形でき、この主ボ
ディをその関連連結具部品に容易に組立て得かつ連結具
部品またはグランドの変更なしに標準のグランド凹部に
組入れ得ることは本発明の概念によるシールの特徴の１
である。

第１図には、本発明によるシールを使用するのがよい代
表的な自己密封液体連結具を示しである。

図示した連結具は譲受人エアロクイツブＣｏｒｐ、製の
シリーズＦＤ４Ｐであって、液圧工具とともに使用する
ものを含むいろいろな加圧流体回路に使用され、この種
の連結具は一般に２０００ｐｓｉ　までの液圧で取扱え
る。

第１図に示す連結具は雄部品１０および雌部品１２を有
する。これらの部品は可撓性ホースの端部に取付けられ
るのがよく、これらの部品のうちの一方は、連結具を利
用する液圧回路（図示せず）の工具または他の構成要素
に固定されるのがよい。

これらの連結具部品は完全連結状態で示されており、こ
の種の連結具は、連結していないとき、連結具部品の外
端の相対的に面一な表面で特徴付けられ、この際、これ
らの表面はきれいに保つのがよく、部品を相互に連結す
るとき、空気および異物を実質的に排除する。

雄部品１０はボディ１４を有し、このボディ１４は、１
６のところでねじになっていて流体装置のホースまたは
他の導管に連結するための通路を有する。この通路はス
パイダ２０に往復動自在に設けられた表面の平らなキノ
コ弁１８を内部に有しており、この弁１８は、連結具部
品をはずすとき、グランド凹部２６に位置決めされた環
状シール２４に係合するための円筒形表面２２を有する
。圧縮ばね２８が弁１８を左側に向けてその閉鎖位置へ
付勢する。雄部品１０は後述のように雌部品に設けられ
た回り止めボールを受入れるための環状回り止め受入れ
溝３０を外面に有している。

雌部品１２はボディ３２を有し、このボディ３２は３４
のところで雌ねじになっていて関連導管（図示せず）に
取付けるための通路を有している。雌部材にはこの通路
の中にねじ込まれた中央開口ヘッド３６を有し、このヘ
ッド３６およびボディの通路をシールするためにヘッド
３６に係合するための環状弁スリーブ３８が圧縮ばね４
０によって右側に向けて付勢されている。また、環状充
填材スリーブ４２がばね４４に右側に付勢されており、
雌部材に往復動自在に設けられかっばね４８によって右
側に向けて付勢されている係止リング４６が、第１図の
位置にあるとき、ボール回り止め５０を内方に押す。

連結具部品１０．１２を第１図に示すように完全に相互
に連結すると、弁スリーブ３８はシール２４内に密封的
に位置決めされ、ボール回り止め５０はリング４６によ
って溝３０に保持される。

へ・７ド３６を通りかつ弁１８のまわりに十分な流体の
流れが起り、連結具は図示のようにその作動位置にある
。

部品１０．１２の連結中およびはずし中、弁１８をシー
ル２４との係合からはずした後、および弁スリーブ３８
がシール２４に入る前、シール２４は連結具部品１０内
の流体圧にさらされる。

これらの段階中、特に雄部品１０を加圧するときの連結
サイクル中、シール２４が液圧にさらされることにより
、支持されていないシールはそ関連グランド凹部２６か
ら押し出されるかも知れないが、本発明の概念によれば
、このようなことは防止される。

第２図は第１図に示す連結具とともに使用する一般の従
来型シールを示している。雄部品１０に形成されたグラ
ンド凹部２６は弾性体Ｏ−リング５２および環状保持リ
ング５４を受入れる。この型式の構造はＯリング５２の
押出しを防がなかった。というのはＯリングが流体に直
接さらされ、連結中およびはずし中、液圧液体の圧力に
よって変形され、しばしば、凹部２６から押し出される
からである。この問題を解消するために、第３図および
第４図に示すように構成されたシールが好首尾であった
。

第３図を参照すると、シール２４は連結具の雄部品のグ
ランド凹部２６内に位置されている。この凹部２６は半
径方向に延びるわずかに近づき合う側部５６、接線アー
ル部５８および円筒形基表面６０を有している。第３図
のシールを用いるグランド凹部２６は第２図と同じ凹部
であり、本発明によるシールを連結具を変更せずに既存
の流体連結具に対して改善し得ることがわかる。

本発明によるシール２４は、２つの構成要素、すなわち
、環状ボディ６２および弾性体０リング６４よりなる。

ボディ６２は、デュポン社によって商標名テフロンで販
売されている純ポリテトラフルオロエチレンのような半
剛性合成プラスチック材料で形成され、この材料は、多
くの種類の流体とのその適合性、強さおよび自己潤滑性
のため、一般に流体装置におけるシール用に使用されて
きた。

ボディ６２は、円筒形内側ボア６６、およびボディの軸
線と直角な半径方向に延びる側部６８を有し、円筒形の
内周が表面７０によって形成されている。好ましくは、
ボア６６を側部６８との交差部は弁構成要素をシールボ
ディのボアの中へ入れるのを助けるために７２のところ
で面取りされている。

側部６８間の中央で軸線方向に位置するボディ６２の円
周には、環状０リング受入れ凹部７４が同心に形成され
ている。この凹部７４は凸形に丸くなった側部７６を有
し、これらの側部７６は凹部の底面７８へ接線方向に変
化し、この底面７８は円筒形であって、ボディの形状に
対して同心である。

弾性体Ｏリング６４は凹部７４内に位置決めされ、横断
面の直径が周面７０に対して凹部７４の半径方向の深さ
より大きいものであり、通常状態では、０リングの外側
部分はボディの円周を越えて半径方向に延びる。

第３図かられかるように、ボア６６と円周７０との間の
シールボディ６２の半径方向の肉厚は凹部２６の半径方
向の深さよりほんのわずか小さいだけである。同様に、
側部６８によって形成されるようなボディ６２の軸線方
向の寸法は側部５６によって形成されるような凹部２６
の軸線方向の寸法よりほんのわずかに小さいだけである
。か（して、ボディ６２の質重および寸法は、ボディが
凹部２６内に受入れできる最大の大きさのもであり、そ
れによりシールボディが変形に耐え、最大の質量のもの
であって、０リング６４を凹部２６にしっかり保持しか
つＯリング６４を凹部から押出されないようにするよう
に、凹部２６に関係づけられる。

本発明によるシール２４は、第５図かられかるような方
法でこのシールを変形させることによって連結具部品の
グランド凹部２６内に装着される。

装着者は、望むなら、工具によって半径方向の力を１つ
の位置でシールの円周に及ぼして一部８０を内方に変形
せしめ、それによりシールの直径方向の寸法を一時的に
減少させて、弁１８をボディ１４の通路の中へ内方に押
した後、シールを雄部品１０の開口端部に挿入する。変
形シールを凹部２６と軸線方向に整合させると、シール
部分８０は解放され、凹部の中へ伸びて第１図及び第３
図に示す関係を形成する。

連結具部品１０．１２をはずすと、弁１８はシール２４
内に位置決めされ、ボア６６と弁１８との間に流体密し
まり嵌め関係が存在し、同様に、０リング６４と凹部底
面７８およびグランド基表面６０との間に流体密関係が
存在する。雄部品および雌部品を第１図に示すように連
結すると、弁スリーブ３８はボディのボア６６内に位置
決めされてこのボアに対する密封関係を達成し、シール
２４により連結具を液圧流体を漏出せずに使用し得る。

連結中およびはずし中の段階中、シール２４が流正にさ
らされて押出し状態を生じる傾向のあるとき、シールボ
ディ６２のｆｆ！および半剛性によりかつＯリング６４
がボディをグランド凹部内にシールすることによりシー
ル２４を雌部品内に保持しかつ押出しを防ぐ。ボディの
円周７０が凹部の基表面６０に比較的接近していること
により、シールボディの円周のまわりのＯリング６４の
押出しを防ぎ、０リング６４を凹部７４内に閉じ込める
と、このＯリングの変形が防止され、側部７６の凹形の
外形が局部化応力を０リングに負わせないようにする。

シールボディ６２およびＯリング６４の質量およびこれ
に比例した寸法の形状は重要であり、本発明の概念を理
解する助けとなるように代表的な寸法を後述する。

第４回を参照して説明すると、直径はぼ０．４９０イン
チの内側ボア６６を有するシールボディ６２において、
シールの外径は０．５９６インチであって０．０５３イ
ンチのへの寸法を生じる。Ｂで表わすシールボディ６２
０幅は０．１２　ツイフチであり、Ｃで表わす凹部７４
の幅は０．０６　ツイフチである。

寸法りで表わす０リング６４の断面の直径は０、０３９
インチである。

Ｅで示すシールボディの円周７０からの凹部７４の深さ
は０．０２３５インチであり、内側ボア６６から凹部の
底面７８までのシールボディの半径方向の肉厚はＦで０
．０２９　ツイフチである。シールボディの側部６８と
凹部７４の最も近い側部７６との間のＧで示す軸線方向
寸法は０．３０インチである。

上記の代表的な寸法から、寸法Ｆが寸法Ｅで表わす凹部
の深さより大きいことがわかる。また、寸法Ｇで表わす
凹部７４の各側部上のシールボディの軸線方向寸法は寸
法Ｆにほぼ等しく、上記の寸法比により、優れた押出し
抵抗特性を有するシールが得られる。

上記の寸法比では、小さい０リング６４と比較してシー
ルボディ６２が大きく、シールボディ６２の大きさおよ
び質量はグランド凹部２６の容積を実質的に占領する程
度のものであり、流体圧ひずみ及び押出しに対する優れ
た抵抗が達成される。

本発明のシール２４を既存の連結具に対して改善するこ
とができることにより、現在使用されている連結具に起
る押出し問題をなくし、本発明の精神および範囲を逸脱
せずに本発明のシールの種種の変形例は当業者に明らか
であることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は連結具部品を完全に連結した状態で示す本発明
によるシールを利用している代表的な流体連結具を示す
部分断面立面図；第２図は本発明が改良となる対象の先
行技術のシール構造体を示す詳細な拡大立面断面図；第
３図は標準グランド凹部内に装着した場合の本発明によ
るシールの詳細な拡大立面断面図；第４図は本発明によ
るシール自身の拡大横断面図；第５図は連結具部品内に
装着中の本発明のシールの変形を示す連結具の端室面図
である。 １０・・・雄部品、　　　　１２・・・雌部品、１４・
・・雄部品のボディ、１８・・・キノコ弁、２４・・・
シール、　　　　　２６・・・グランド凹部、２８・・
・圧縮ばね、　　　３２・・・雌部品のボディ、３８・
・・弁スリーブ、　　　４０・・・圧縮ばね、４６・・
・係止リング、　　　５０・・・ボール回り止め。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒形開口部を有する第２部材内に受入れられる第
   １円筒形部材と上記第２部材との間に密封を達成するよ
   うになっているシールであって、第２部材が上記開口部
   と交差し、シールを位置決めするための環状同心凹部を
   有し、該凹部が半径方向の側部および基表面によって形
   成される加圧流体装置用シールにおいて、このシールは
   加圧流体に凹部から押出されるのに抵抗するようになっ
   ており、半剛性合成プラスチック材の環状ボディを備え
   、該ボディは、軸線を有する内側円筒形ボアと、凹部の
   側部を分離する距離よりわずかに少ない距離、間隔をへ
   だてた軸線方向に隔置され半径方向に延びる側部と、凹
   部の半径方向の深さよりわずかに短い距離、上記ボアか
   ら半径方向に間隔をへだてた円形の外周とを有し、上記
   のボディの側部の中間で上記のボディの外周に形成され
   かつ上記のボディの軸線と同心である環状リング凹部を
   備え、該リング凹部は上記ボディの外周と交差する半径
   方向に延びる側部および底面によって形成され、上記内
   側ボアから上記のリング凹部の底面までの上記ボディの
   半径方向の寸法は上記ボディの外周から上記リング凹部
   の底面までの半径方向の深さと少なくとも同じ位であり
   ；そして上記リング凹部内に設けられる環状弾性体シー
   ルリングを備え、該シールリングは上記リング凹部の半
   径方向の深さより大きい半径方向の横断面寸法を有し、
   それにより上記シールリングは凹部の基表面に係合し、
   かつ上記ボディのボアは第１円筒形部材を密封的に受入
   れることを特徴とする加圧流体装置用シール。 ２、上記弾性体シールリングはＯリングよりなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の加圧流体装置
   用シール。 ３、上記リング凹部は上記ボディの半径方向に延びる側
   部間の中央に形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の加圧流体装置用シール。 ４、上記弾性体シールリングはＯリングよりなり上記リ
   ング凹部の側部は上記リング凹部の底面に接線方向に交
   差する凹表面よりなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の加圧流体装置用シール。 ５、上記リング凹部は上記ボディの半径方向に延びる側
   部間の中央に形成され、リング凹部の側部と最も近い半
   径方向に延びるボディの側部との間の上記ボディの軸線
   方向の寸法は上記内側ボアから上記リング凹部の底面ま
   での上記ボディの半径方向の寸法にほぼ等しいことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の加圧流体装置用
   シール。 ６、上記ボディはポリテトラフルオロエチレンで形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の加圧流体装置用シール。