专利名称：金属密封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属密封件。
背景技术：
以往，作为进行平行的对置两平面之间的密封的金属密封件，横截面形状是U型、整体形状为圆形的结构是周知的。专利文献1:特开2009 - 24838号公报
在将上述以往的金属密封件做成整体非圆形(也有称作异形的情况)、沿着整体非圆形的窗部(开口部)配设、要进行该非圆形窗部的周缘的密封的情况下，有整体的密封性能恶化的情况。特别是，在具有很小的曲率半径的R状弯曲部的非圆形的情况下，有在剩余部的直线边部的部位不能得到充分的密封性(密封性能)的情况。
发明内容
所以，本发明在整体形状是闭环状的金属密封件中，其横截面形状遍及整周不是均匀的。此外，一种金属密封件在横截面中具备基部和一对悬臂梁状弹性脚片，所述一对悬臂梁状弹性脚片从该基部以平行或前端展开状突设，在前端上具有分别接触在对置的平行的两平面上的密封用压接小突部，所述金属密封件整体形状是具有R状弯曲部和直线边部的异形的环状，使上述悬臂梁状弹性脚片的突出尺寸、壁厚尺寸和脚片基部加厚部中的至少I个在上述R状弯曲部的第I中央部位和直线边部的第2中央部位中不同，将上述悬臂梁状弹性脚片的悬臂梁弯曲刚性仅用横截面形状比较，将上述第2中央部位设定得比上述弟I中央部位大。此外，从上述R状弯曲部的第I中央部位朝向上述直线边部的第2中央部位，使仅用横截面形状比较的上述悬臂梁弯曲刚性台阶性或/及梯度性地增加，将上述第2中央部位的上述悬臂梁弯曲刚性设定得比上述第I中央部位大。根据有关本发明的金属密封件，在整体为异形的闭环状的情况下，也能够遍及整周使接触面压均匀化。特别是，在异形的环状的直线边部和(较小的曲率半径的)R状弯曲部中，压接小突部对于对置的平行的两平面的接触面压均等化。这样，接触面压沿着整个周缘均等化，所以能够可靠地减少密封件整体的流体泄漏，特别是，能够显著提高如细长的跑道型或矩形状那样很小的曲率半径的R状弯曲部存在的窗部(开口部)的密封性能。
图1是用于有关本发明的金属密封件的一例的整体形状说明的俯视图。图2是用于金属密封件的另一例的整体形状说明的俯视图。图3是将本发明与以往例的接触面压比较表示的曲线图。
图4是表示本发明的第I实施方式的R状弯曲部的第I中央部位的横剖视图。图5是第I实施方式的直线边部的第2中央部位的横剖视图。图6是表示第2实施方式的R状弯曲部的第I中央部位的横剖视图。图7是第2实施方式的直线边部的第2中央部位的横剖视图。图8是表示第3实施方式的R状弯曲部的第I中央部位的横剖视图。图9是第3实施方式的直线边部的第2中央部位的横剖视图。图10是表示图1的四分之一范围Y的弯曲刚性的变化的曲线图。图11是表示图2的四分之一范围Y的弯曲刚性的变化的曲线图。
具体实施例方式以下，基于图示的实施方式详细说明本发明。在图1或图2中，表示整体形状为具有R状弯曲部10和直线边部(笔直部)20的异形(非圆形)的封闭的环状的金属密封件I。图1表示细长的跑道形状，图2表示矩形状的情况。图4和图5是表示本发明的第I实施方式的横剖视图，例示金属密封件1，所述金属密封件I安装在凹设于第I部 件11上的矩形状密封槽13内，将第I部件11的该矩形状密封槽13的(平面状的)槽底面13A与平面状的第2部件12之间密封。该金属密封件I是所谓的U型密封件，在横截面中，具备基部(底壁部)3、和从该基部3平行地突设的一对悬臂梁状弹性脚片4、4。上述弹性脚片4具有密封用压接小突部7，所述密封用压接小突部7分别接触在对置的平行的两平面5、6——在图4中，第I部件11的槽底面13A相当于一平面5，第2部件12相当于另一平面6——上。在图例中，该压接小突部7是小圆山型的横截面形状，但也可以将其做成三角山型或四边形状。并且，比较图4和图5 (A)可知，使弹性脚片4的突出尺寸H在闭环状的金属密封件I的周向位置上如以下这样不同。即，在金属密封件I中，通过使凹槽8的深度尺寸不同，(在外径尺寸相同的原状下)使突出尺寸H不同，并且，在图1或图2所示的整体跑道形状或整体矩形状的金属密封件I中，在R状弯曲部10的中央部位M1 (将其称作第I中央部位)和直线边部20的中央部位M2、M2 ;(将其称作第2中央部位)中不同。S卩，图4是第I中央部位M1的横截面，图5 (A)是第2中央部位M2、M2丨的横截面，在将图4与图5 (A)比较的情况下，图4的突出尺寸H较大，由此，悬臂梁状弹性脚片4的悬臂梁弯曲刚性G仅用横截面形状比较，第2中央部位仏12丨比第I中央部位M1大(参照图10或图11)。在本发明的说明中，所谓“仅用横截面形状比较悬臂梁弯曲刚性”，是指在图1、图2中例示的整体形状是具有R状弯曲部10的异形的情况下，R状弯曲部10的存在的影响波及到弹性脚片4的悬臂梁弯曲刚性，因此，在现实的金属密封件I中，必须将“横截面形状”及“R状弯曲部10的范围内的周向位置、或从R状弯曲部10离开了多少的周向位置”综合来决定，但在这里，忽视后者的“周向位置”，仅以前者比较悬臂梁弯曲刚性。接着，比较图5 (B)与图4可知，对于弹性脚片4的壁厚尺寸T，与(图1、图2所示的)R状弯曲部10的第I中央部位M1相比将直线边部20的第2中央部位M2、M2 ’设定得大。这样，弹性脚片4的悬臂梁弯曲刚性G在仅用横截面形状比较的情况下，第2中央部位M2, M2 ’比第I中央部位M1大(参照图10或图11)。此外，比较图5 (C)与图4可知，对凹槽8侧附加了脚片基部加厚部N (图5 (C)中以网格表示)，以使弹性脚片4的壁厚尺寸T向基部3侧逐渐增加。这样，弹性脚片4的悬臂梁弯曲刚性G在仅用横截面形状比较的情况下，第2中央部位％12丨比第I中央部位M1大(参照图10或图11)。接着，在图1和图10中，整体细长的跑道形状的金属密封件I在图1的左右具有较小的曲率半径(遍及180° )的R状弯曲部10、10，且具有将其左右连结的平行的直线边部(笔直部)20、20，但图10是对于图1的四分之一的范围Y在横轴取周向位置、在纵轴取弹性脚片4的作为悬臂梁的弯曲刚性G的曲线图。另外，纵轴的悬臂梁弯曲刚性G仅用横截面形状比较而表示。如上述那样，第I中央部位乂的上述弯曲刚性G设定得比第2中央部位M2的上述弯曲刚性G小。但是，关于在周向上从R状弯曲部10的第I中央部位M1朝向直线边部20的第2中央部位M2怎样变化(增加)这一点，在图10中用实线、点划线、虚线表示。即，台阶性(参照实线)、或梯度性地(参照点划线)、或台阶性及梯度性地(参照虚线)增加。在图1和图10中，附图标记C表示R状弯曲部10与直线边部20的边界，而在图10的用实线表示的情况下，到比该边界C稍靠第I中央部位M1的位置E为止为相同的横截面形状(参照图4)，并且在位置E突然使横截面形状以向图5 (A)、图5 (B)、图5 (C)的某个、或它们的结合的形状接近的方式变化，然后，由图10的实线可知，在一定形状的原状下向第2中央部位仏的方向前进(形成第I台阶)，然后，以一边形成多个台阶一边达到第2中央部位M2的方式变化。接着，在图10中，在用点划线表示的情况下，从第I中央部位M1到第2中央部位M2,以连续地增加那样的梯度性地增加，使悬臂梁弯曲刚性G变化。
此外，在图10中，在用虚线表示的情况下，在R状弯曲部10内，到上述位置E为止为相同的横截面形状，从接近于边界C的位置E起，以倾斜不同的两条梯度线使弯曲刚性G逐渐增加，然后，以相同的横截面形状(相同的弯曲刚性)达到第2中央部位M2。确切地讲，图10是表示仅用横截面形状比较的悬臂梁弯曲刚性G的变化的曲线图，所以表示下述内容:水平线部位的横截面形状相同，悬臂梁弯曲刚性G从小向大变化的情况下的横截面形状从图4向图5 (A)、图5 (B)、图5 (C)的某个或组合了它们的形状变化。用图3的实线表示在将给出了图10的实线所示的横截面变化(悬臂梁弯曲刚性G的变化)的金属密封件I如实际在图4中例示那样用相互平行的第1、第2部件11、12的平面5、6压接的安装使用状态下、向平面5、6的接触面压P在周向上怎样变化。S卩，在R状弯曲部10中，即使是相同的横截面形状，作为密封件的刚性也比直线边部20高，反之，在直线边部20中，即使是相同的横截面形状，作为密封件的刚性也比R状弯曲部10低。因此，如图10的实线到图3的实线所示那样，作为金属密封件I整体，与表示以往的整周相同的横截面形状的金属密封件的接触面压的双点划线的情况相比，遍及周向整体为均等的接触面压，特别是，直线边部20的第2中央部位M2的接触面压与以往相比能够充分增大化，能够改善密封性(密封性能)。
另外，在图10的点划线或虚线的情况下，有能够对应于图1的R状弯曲部10的曲率半径的大小及金属密封件的横截面形状(尺寸)而得到更希望的均等接触面压的情况。接着，在图2和图11中，在整体为在4角部具有R状弯曲部10的矩形状的金属密封件I中，其弯曲部10呈较小的曲率半径的90°的中心角度，并且，图2的上边、下边是较长的直线边部20、20，左边、右边是较短的直线边部20、20。图11是对于图2的四分之一的范围Y、在横轴取周向位置、在纵轴取弹性脚片4的作为悬臂梁的弯曲刚性G的曲线图。梁弯曲刚性G与图10同样，是仅用横截面形状的比较值。例示了第I中央部位M1的弯曲刚性G设定得比第2中央部位M2、M2 ;的弯曲刚性G小、并且如图11那样形成长边的直线边部(上边、下边)20的第2中央部位M2与形成短边的直线边部(右边、左边)20的第2中央部位M2 ’相比将弯曲刚性G的值设定得较大的情况。其理由也由图2可知，由于形成短边的右边、左边的直线边部20的第2中央部位M2 ’更接近于R状弯曲部10，R状弯曲部10的刚性大小的影响容易波及，所以将仅用横截面形状比较的、右边、左边的第2中央部位M2丨的上述悬臂梁弯曲刚性G设定得稍小。此外，图11的实线、点划线、虚线与图10所示的(已述的)实线、点划线、虚线对应，台阶性、梯度性、台阶性及梯度性地变化。除此以外，边界C与台阶性地变化的位置E的位置关系也与图10是同样的，所以省略说明。并且，如图11所示，通过使横截面形状、尺寸变化，与在图3中叙述的情况同样，在使用状态下发生遍及周向整体而均等的接触面压，与以往相比密封性(密封性能)提高。
接着，如果对图6和图7所示的第2实施方式进行说明，则该金属密封件I是称作K型密封件的横截面形状，基部(底壁部)3是大致八边形状，从它以前端开脚状突设有一对悬臂梁状弹性脚片4、4。在对置的两平面5、6的各自上，附设有弹性脚片4、4的前端的小方山型的密封用压接小突部7。该小突部7作为图示省略的小圆山型或小三角山型也是自由的。比较图6和图7 (A)可知，使弹性脚片4的突出尺寸H变化，将直线边部20的中央部位M2、M2 ;的突出尺寸H比图1或图2中例示的整体形状的R状弯曲部10的中央部位M1的突出尺寸H小，由此，悬臂梁状弹性脚片4的弯曲刚性G仅用横截面形状比较，第2中央部位M2、M2 ’比比第I中央部位M1大(参照图10或图11)。此外，比较图7 (B)与图6可知，对于弹性脚片4的壁厚尺寸T，与图1、图2所示的第I中央部位M1相比将第2中央部位仏、M2'设定得大。这样，在仅用横截面形状比较弯曲刚性G的情况下，将第2中央部位M2、设定得比第I中央部位M1大(参照图10、图11)。此外，比较图7 (C)和图6可知，在图7 (C)中，对凹槽8侧附加了脚片基部加厚部N (图7 (C)中以网格表示)，以使弹性脚片4的壁厚尺寸T向基部3侧逐渐增加。这样，将第2中央部位仏、112丨设定得比第I中央部位M1大(参照图10或图11)。接着，如果对图8和图9所示的第3实施方式进行说明，则该金属密封件I是横倒^字型的横截面形状，由稍稍厚壁的基部(底壁部)3、和从它平行或以前端展开状突设的一对弹性脚片4、4 一体地形成。在弹性脚片4、4的前端上，突设有小三角山型的密封用压接小突部7。图9 (A)、图9 (B)、图9 (C)分别对应于图5或图7 (A)、图7 (B)、图7 (C)，突出尺寸H、壁厚尺寸T、脚片基部加厚部N与图8相比同样地变化。其结构及作用效果与图4、图5或图6、图7同样。可是，本发明自由设计变更，金属密封件整体的形状也可以是三角形状、凹形状或凸形状等。此外，在图1、图2中，图4 图9所示的横截面中的凹槽8朝向整体环状的内方而构成的情况、和朝向外方而构成的情况根据用途而选择。此外，在图10或图11中，用实线表示的台阶性变化的台阶数自由增减，此外，当以梯度的变化(倾斜线)变化时，在曲线图中优选的是进行变化以描绘平缓的曲线。此外，在图5、图7、图9中，将(A)、(B)、(C)的两个或3个相互组合也是自由的。本发明如以上所述，在整体形状是闭环状的金属密封件中，其特征是其横截面形状遍及整周不均匀，遍及整周使接触面压均等化，能够提高作为整体的密封性能。此外，本发明是一种金属密封件，在横截面中具备基部3和一对悬臂梁状弹性脚片4、4，所述一对悬臂梁状弹性脚片4、4从该基部3以平行或前端展开状突设，在前端具有分别接触在对置的平行的两平面5、6上的密封用压接小突部7，所述金属密封件为下述结构:整体形状是具有R状弯曲部10和直线边部20的异形的环状，使上述悬臂梁状弹性脚片4、4的突出尺寸H、壁厚尺寸T和脚片基部加厚部N中的至少I个在上述R状弯曲部10的第I中央部位M1和直线边部20的第2中央部位仏12丨中不同，将上述悬臂梁状弹性脚片4、4的悬臂梁弯曲刚性G仅用横截面形状比较，将上述第2中央部位仏12 ’设定得比上述第I中央部位M1大，所以能够增加直 线边部20的接触面压P，能够防止从该直线边部20的流体泄漏而提高作为金属密封件整体的密封性能。特别是，作为具备具有较小的曲率半径的R状弯曲部10的细长跑道型或细长矩形状的金属密封件，发挥良好的密封性(密封性能)。或者，在对置的平行的两平面5、6容易弄伤的情况下，有能够减小紧固力的优点。SP，通过使R状弯曲部10的刚性降低，能够降低R状弯曲部10的接触面压。此外，由于是从上述R状弯曲部10的第I中央部位M1朝向上述直线边部20的第2中央部位M2、仅用横截面形状比较的上述悬臂梁弯曲刚性G台阶性或/及梯度性地增加、将上述第2中央部位M2的上述悬臂梁弯曲刚性G设定得比上述第I中央部位M1大的结构，所以用更加遍及整周均匀的接触面压P压接到平面5、6上，能够提高作为密封件整体的密封性能。附图标记说明
3基部 4弹性脚片
5、6平面 10 R状弯曲部 20直线边部(笔直部)
G悬臂梁弯曲刚性 H突出尺寸 M1第I中央部位 M2^M2 ;第2中央部位 N脚片基部加厚部 T壁厚尺寸。
权利要求
1.一种金属密封件，整体形状是闭环状，其特征在于，其横截面形状遍及整周不是均匀的。
2.一种金属密封件，在横截面中具备基部(3)和一对悬臂梁状弹性脚片(4、4)，所述一对悬臂梁状弹性脚片(4、4)从该基部(3)以平行或前端展开状突设，在前端上具有分别接触在对置的平行的两平面(5、6)上的密封用压接小突部(7)，其特征在于， 整体形状是具有R状弯曲部(10)和直线边部(20)的异形的环状，使上述悬臂梁状弹性脚片(4、4)的突出尺寸(H)、壁厚尺寸(T)和脚片基部加厚部(N)中的至少I个在上述R状弯曲部(10)的第I中央部位(M1)和直线边部(20)的第2中央部位(M2、M2 ;)中不同，将上述悬臂梁状弹性脚片(4、4)的悬臂梁弯曲刚性(G)仅用横截面形状比较，将上述第2中央部位(M2、M2')设定得比上述第I中央部位(M1)大。
3.如权利要求2所述的金属密封件，其特征在于，从上述R状弯曲部(10)的第I中央部位(M1)朝向上述直线边部(20)的第2中央部位(M2),使仅用横截面形状比较的上述悬臂梁弯曲刚性(G)台阶性或/及梯度性地增加，将上述第2中央部位(M2)的上述悬臂梁弯曲刚性(G)设定得比上述第I 中央部位(M1)大。
全文摘要
提供一种在异形环状的金属密封件中、遍及整周呈现均等的密封性的金属密封件。使横截面形状变化，以使笔直部(20)的悬臂梁弯曲刚性比R状弯曲部(10)大。
文档编号F16J15/08GK103216619SQ20131002244
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月22日 优先权日2012年1月23日
发明者藤堂聪 申请人:三菱电线工业株式会社