特許 7078511 シール部材及びシール部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-23

(45)【発行日】2022-05-31

(54)【発明の名称】シール部材及びシール部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/10 20060101AFI20220524BHJP

   F16J 15/34 20060101ALN20220524BHJP

【ＦＩ】

F16J15/10 A

F16J15/10 C

F16J15/34 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018197424

(22)【出願日】2018-10-19

(65)【公開番号】P2020063827

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000152170

【氏名又は名称】株式会社酉島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】田中 幸雄

【審査官】山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１９８０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０８６９６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／００－１５／１４

Ｆ１６Ｊ １５／３４－１５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端面と、この第１端面とは反対の第２端面とを有する線条部と、
前記第１端面に突設された連結部と、
前記線条部の軸線に沿って窪むように前記第２端面に形成され、前記連結部の差し込みによって前記線条部を環状に保持する連結穴と
を備え、
前記連結部は、前記線条部の軸線に交差する向きへ窪む係止溝を有し、
前記連結穴の内壁には、前記線条部の軸線に交差する向きへ突出して前記係止溝に係止する係止部が設けられ、前記係止部には、内端から外側へ延びるスリットが設けられている、
シール部材。

【請求項2】

前記連結部は、前記第１端面から突出した凸部と、前記凸部の先端に設けられ、前記線条部の軸線に交差する方向の寸法が前記凸部の寸法よりも小さい収縮部と、前記収縮部の先端に設けられ、前記線条部の軸線に交差する方向の寸法が前記収縮部の寸法よりも大きい膨出部とを有し、前記係止溝が前記凸部と前記膨出部の間に形成されており、
前記連結穴は、前記第２端面に隣接して設けられて前記凸部が嵌合される凹部と、前記凹部の先端に設けられて前記収縮部が挿通される連通部と、前記連通部の先端に設けられて前記膨出部が嵌合される保持部とを有し、前記係止部が前記凹部と前記保持部の間に形成されている、
請求項１に記載のシール部材。

【請求項3】

前記線条部は、本体と、前記本体の一端に接続された第１接合部材と、前記本体の他端に接続された第２接合部材とを有し、
前記連結部が前記第１接合部材に形成され、前記連結穴が前記第２接合部材に形成されている、請求項１又は２に記載のシール部材。

【請求項4】

前記第１端面及び前記第２端面のうちの少なくとも一方に、前記第１端面及び前記第２端面のうちの他方に圧接される環状の圧接部が突設されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のシール部材。

【請求項5】

線条の本体と、第１端面に連結部を突設した第１接合部材と、第２端面に連結穴を形成した第２接合部材とを用意し、
前記本体の一端に、前記第１端面とは反対に位置する前記第１接合部材の端を接続し、
前記本体の他端に、前記第２端面とは反対に位置する前記第２接合部材の端を接続する、
シール部材の製造方法。

【請求項6】

前記連結部は、前記第１接合部材の軸線に交差する向きへ窪む係止溝を有し、
前記連結穴の内壁には、前記第２接合部材の軸線に交差する向きへ突出して前記係止溝に係止する係止部が設けられ、前記係止部には、内端から外側へ延びるスリットが設けられており、
前記連結部を含む前記第１接合部材と、前記連結穴を含む前記第２接合部材とは、成形金型によってそれぞれ成形される、請求項５に記載のシール部材の製造方法。

【請求項7】

前記本体と前記第１接合部材、及び前記本体と前記第２接合部材は、加硫によってそれぞれ接続される、請求項５又は６に記載のシール部材の製造方法。

【請求項8】

前記本体と前記第１接合部材、及び前記本体と前記第２接合部材は、接着によってそれぞれ接続される、請求項５又は６に記載のシール部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール部材及びシール部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、分割型メカニカルシールに用いられる連結式シール部材が開示されている。シール部材は、定められた全長の線条部と、線条部の一端に突設された連結部と、線条部の他端に設けられた連結穴とを備え、連結部を連結穴に差し込むことで線条部が環状に保持される。連結部は線条部の径方向に窪む係止溝を備え、係止溝の先端には膨出部が形成されている。連結穴は線条部の径方向に突出して係止溝に係止する係止部を備え、係止部の先端には膨出部を保持する保持部が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第６４８５０２４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のシール部材では、膨出部よりも開口面積が小さい係止部内を貫通させて、膨出部を保持部内に差し込む際の作業性が悪い。また、シール部材を成形金型によって製造する場合、連結穴を形成するためのスライドコアを抜く際に、係止部に対応するスライドコアの縮径部分が変形する虞がある。

【0005】

本発明は、連結穴へ連結部を差し込む際の作業性の向上と、シール部材を成形する金型の長寿命化を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様は、第１端面と、この第１端面とは反対の第２端面とを有する線条部と、前記第１端面に突設された連結部と、前記線条部の軸線に沿って窪むように前記第２端面に形成され、前記連結部の差し込みによって前記線条部を環状に保持する連結穴とを備え、前記連結部は、前記線条部の軸線に交差する向きへ窪む係止溝を有し、前記連結穴の内壁には、前記線条部の軸線に交差する向きへ突出して前記係止溝に係止する係止部が設けられ、前記係止部には、内端から外側へ延びるスリットが設けられている、シール部材を提供する。

【0007】

このシール部材によれば、連結穴内に突出する係止部にスリットが形成されているため、係止部の変形を促進できる。よって、連結穴へ連結部を差し込む際の作業性を向上できる。連結穴を形成するスライドコアにはスリットに対応するリブが形成されるため、このリブによって係止部に対応する収縮部分が補強される。よって、スライドコアを抜く際、収縮部分に加わる負荷を軽減できるため、シール部材を成形する金型を長寿命化できる。

【0008】

前記連結部は、前記第１端面から突出した凸部と、前記凸部の先端に設けられ、前記線条部の軸線に交差する方向の寸法が前記凸部の寸法よりも小さい収縮部と、前記収縮部の先端に設けられ、前記線条部の軸線に交差する方向の寸法が前記収縮部の寸法よりも大きい膨出部とを有し、前記係止溝が前記凸部と前記膨出部の間に形成されており、前記連結穴は、前記第２端面に隣接して設けられて前記凸部が嵌合される凹部と、前記凹部の先端に設けられて前記収縮部が挿通される連通部と、前記連通部の先端に設けられて前記膨出部が嵌合される保持部とを有し、前記係止部が前記凹部と前記保持部の間に形成されている。この態様によれば、凹部と凸部の嵌合によって、線条部の第１端面及び第２端面の軸線を確実に位置合わせできる。また、連結部と連結穴の間の摩擦抵抗が増えるため、これらの差込状態を確実に維持できる。

【0009】

前記線条部は、本体と、前記本体の一端に接続された第１接合部材と、前記本体の他端に接続された第２接合部材とを有し、前記連結部が前記第１接合部材に形成され、前記連結穴が前記第２接合部材に形成されている。この態様によれば、市販されている所定直径の無端状シールリングを切断したものを本体として用い、その両端に第１接合部材と第２接合部材を接続することで、所望の全長（直径）のシール部材を用意できる。よって、異なる全長のシール部材毎に金型を用意する場合と比較して、シール部材の製造コストを低減できる。

【0010】

前記第１端面及び前記第２端面のうちの少なくとも一方に、前記第１端面及び前記第２端面のうちの他方に圧接される環状の圧接部が突設されている。この態様によれば、凹部と凸部の嵌合によって、第１端面及び第２端面のうちの一方に設けた圧接部が他方に圧接されるため、これらの間のシール性を向上できる。

【0011】

本発明の第２態様は、配置する部位によって全長（直径）が異なる（曲率が異なる）シール部材を安価に製造するために、線条の本体と、第１端面に連結部を突設した第１接合部材と、第２端面に連結穴を形成した第２接合部材とを用意し、前記本体の一端に、前記第１端面とは反対に位置する前記第１接合部材の端を接続し、前記本体の他端に、前記第２端面とは反対に位置する前記第２接合部材の端を接続する、シール部材の製造方法を提供する。

【0012】

この第２態様では、前記連結部は、前記第１接合部材の軸線に交差する向きへ窪む係止溝を有し、前記連結穴の内壁には、前記第２接合部材の軸線に交差する向きへ突出して前記係止溝に係止する係止部が設けられ、前記係止部には、内端から外側へ延びるスリットが設けられており、前記連結部を含む前記第１接合部材と、前記連結穴を含む前記第２接合部材とは、成形金型によってそれぞれ成形される。また、前記本体と前記第１接合部材、及び前記本体と前記第２接合部材は、加硫又は接着によってそれぞれ接続される。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、連結穴の係止部にスリットが形成されているため、連結穴へ連結部を差し込む際の作業性を向上できる。連結穴を形成するためのスライドコアにはスリットに対応するリブが形成され、このリブによってスライドコアの収縮部分が補強されるため、金型を長寿命化できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るシール部材を用いた分割型メカニカルシールの平面図。

【図2】図１のＡ－Ｏ－Ｂ線断面図。

【図3】図１のＣ－Ｏ－Ｄ線断面図。

【図4】シール部材の正面図。

【図5】図４の一部拡大図。

【図6】図４の一部拡大斜視図。

【図7】シール部材の製造方法を示す正面図。

【図8】シール部材の接合部分を示す断面図。

【図9】第１接合部材を製造する金型の断面図。

【図10】第２接合部材を製造する金型の断面図。

【図11】図８の金型のスライドコアを示す斜視図。

【図12】シール部材の変形例を示す正面図。

【図13】シール部材の他の変形例を示す断面図。

【図14】図１３のシール部材の連結状態を示す正面図。

【図15】図１３の一部拡大図。

【図16】シール部材の他の変形例を示す断面図。

【図17】シール部材の他の変形例を示す断面図。

【図18】シール部材の他の変形例を示す断面図。

【図19】シール部材の他の変形例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0016】

図１から図３は、本発明の実施形態に係るシール部材を用いた分割型メカニカルシール（以下「メカニカルシール」と略す。）１０を示す。図２及び図３に示すように、メカニカルシール１０は、シート（回転環）２０とワッシャ（固定環）３０を備え、これらの間にシール面３５が形成されている。シート２０とシートホルダ１２の間、及びワッシャ３０とシールカバー４０の間は、本発明のシール部材８０Ｂ，８０Ｃによってシールされている。

【0017】

まず、メカニカルシール１０の概要について説明する。

【0018】

図２及び図３に示すように、メカニカルシール１０は、回転機械（例えば立軸ポンプ）のケーシング１の内部の液体（例えば揚水）が外部（大気側）に漏出することを防ぐために、ケーシング１における回転軸２が貫通される部分に配置される。図２及び図３では、メカニカルシール１０の下側がケーシング１内に連通している。以下の説明では、図２及び図３において下側を内部側といい、図２及び図３において上側を外部側ということがある。

【0019】

メカニカルシール１０は、シートホルダ１２、シート２０、及びワッシャ３０を備え、これらがシールカバー４０（封止液室４２）内に配置されている。シールカバー４０内には留め金５０と押金６０が更に配置され、シールカバー４０の外部側の端がプレート６５によって覆われている。図２を参照すると、プレート６５と押金６０の間にはコイルスプリング７３が配置されており、このコイルスプリング７３によって、押金６０を介してワッシャ３０がシート２０に向けて付勢されている。

【0020】

メカニカルシール１０は、シート２０とワッシャ３０によって、ケーシング１内に連通した封止液室４２から、大気に連通した回転軸２側（径方向内側）への液体の流出を防ぐインサイド型である。回転軸２が回転すると、シートホルダ１２とシート２０が回転軸２と一体に回転し、シールカバー４０に固定されたワッシャ３０に対してシート２０が摺接する。シート２０とワッシャ３０の摺接部分により構成されるシール面３５によって、封止液室４２から回転軸２に向けた液体の流動を阻止する。

【0021】

図３を参照すると、回転軸２に対してシートホルダ１２は、ケーシング１の近傍に位置するように配置され、セットボルト１５によって固定されている。シートホルダ１２の内周面に形成された凹溝にシール部材８０Ａが配設され、このシール部材８０Ａによって回転軸２とシートホルダ１２の間がシールされている。

【0022】

シート２０は、シートホルダ１２の外部側の取付凹部１６に取り付けられている。シートホルダ１２に対するシート２０の周方向の回転は、取付凹部１６に配置されたピン１７によって規制されている。これにより、シート２０は、シートホルダ１２を介して回転軸２と一体に回転する。図２及び図３において上側に位置するシート２０の端面が、ワッシャ３０との摺接によりシール面３５を構成する。シート２０の外周に形成された段部２３にはシール部材８０Ｂが配設され、このシール部材８０Ｂによってシートホルダ１２とシート２０の間がシールされている。

【0023】

ワッシャ３０は、シート２０の外部側に位置するようにシールカバー４０内に配置されている。図２を参照すると、留め金５０、押金６０及びプレート６５を貫通したドライブピン７０によって、シールカバー４０に対するワッシャ３０の周方向の回転が規制され、シールカバー４０に対するワッシャ３０の軸方向の移動が許容されている。図２及び図３において下側に位置するワッシャ３０の端面には、シート２０に向けて突出する断面四角形状の凸部３０ａが設けられており、この凸部３０ａの先端面が、シート２０との摺接によりシール面３５を構成する。ワッシャ３０の外周に形成された段部３３にはシール部材８０Ｃが配設され、このシール部材８０Ｃによってワッシャ３０とシールカバー４０の間がシールされている。

【0024】

シールカバー４０は、回転軸２が貫通される貫通孔４１と、環状の封止液室４２とを備える。図３を参照すると、回転軸２に沿って貫通されたボルト４５をボルト穴１ａに締め付けることで、シールカバー４０がケーシング１に固定されている。

【0025】

留め金５０は、プレート６５の内部側に配置されている。留め金５０は、ボルト５３によってシールカバー４０に固定され（図２参照）、ボルト５４によってプレート６５に固定されている（図３参照）。

【0026】

押金６０は、留め金５０とワッシャ３０の間に配置されている。留め金５０を貫通したコイルスプリング７３の一端が押金６０に配置され、コイルスプリング７３の他端がプレート６５に配置されている。コイルスプリング７３の付勢によって押金６０は、ワッシャ３０をシート２０に向けて押圧（付勢）する。なお、図１及び図３中の符号６３は、プレート６５と押金６０の間にコイルスプリング７３を保持するためのボルトである。ボルト６３は、組付時と分解時に用いられ、コイルスプリング７３の付勢力がワッシャ３０に加わらないように、プレート６５に対して押金６０を係着する。通常の使用時、ボルト６３は取り外される。

【0027】

本実施形態のメカニカルシール１０は、シートホルダ１２、シート２０、ワッシャ３０、シールカバー４０、留め金５０、押金６０、及びプレート６５を、それぞれ周方向に２分割した全分割型である。つまり、シートホルダ１２は、第１保持部材１３Ａと第２保持部材１３Ｂを備える環状体である。シート２０は、第１回転部材２１Ａと第２回転部材２１Ｂを備える環状体である。ワッシャ３０は、第１固定部材３１Ａと第２固定部材３１Ｂを備える環状体である。シールカバー４０は、第１カバー部材４３Ａと第２カバー部材４３Ｂを備える環状体である。留め金５０は、第１連結部材５１Ａと第２連結部材５１Ｂを備える環状体である。押金６０は、第１押圧部材６１Ａと第２押圧部材６１Ｂを備える環状体である。プレート６５は、第１プレート部材６６Ａと第２プレート部材６６Ｂを備える環状体である。

【0028】

図１を参照すると、シートホルダ１２を構成する保持部材１３Ａ，１３Ｂは半円環状であり、これらの分割面１４は、図１において左右（第１方向）に延びている。シート２０を構成する回転部材２１Ａ，２１Ｂは半円環状であり、これらの分割面２２は、図１において上下（第２方向）に延びている。ワッシャ３０を構成する固定部材３１Ａ，３１Ｂは半円環状であり、これらの分割面３２は、図１において左右に延びている。シールカバー４０を構成するカバー部材４３Ａ，４３Ｂは半円環状であり、これらの分割面４４は、図１において上下に延びている。留め金５０を構成する連結部材５１Ａ，５１Ｂは半円環状であり、これらの分割面５２は、図１において上下に延びている。押金６０を構成する押圧部材６１Ａ，６１Ｂは半円環状であり、これらの分割面６２は、図１において上下に延びている。プレート６５を構成するプレート部材６６Ａ，６６Ｂは半円環状であり、これらの分割面６７は、図１において上下に延びている。

【0029】

全分割型のメカニカルシール１０では、留め金５０からプレート６５を取り外し、ケーシング１からシールカバー４０を径方向外向きに取り外すことで、シート２０とワッシャ３０の取り外しと取り付けが可能である。よって、回転軸２の先端のモータを取り外すことなく、消耗部品であるシート２０、ワッシャ３０、及びコイルスプリング７３等を交換できる。

【0030】

シール部材８０Ｂ，８０Ｃが無端状のシールリングである場合、モータを取り外すことなく、シート２０とワッシャ３０は交換できてもシール部材８０Ｂ，８０Ｃは交換できない。そこで、シール部材８０Ｂ，８０Ｃとして、第１端面８３ａと第２端面８５ａを有し、これらに連結構造を設けた連結式シールリングを用いている。シートホルダ１２に用いるシール部材８０Ａは、無端状のシールリングであってもよいが、シール部材８０Ｂ，８０Ｃと同様の連結式シールリングであることが好ましい。

【0031】

（シール部材の概要）
図４に示すように、シール部材８０Ａ～８０Ｃはゴム製であり、弾性的に変形可能な細長い線条部８１と、線条部８１の第１端面８３ａに設けられた連結部８４と、線条部８１の第２端面８５ａ（第１端面８３ａとは反対に位置する）に設けられた連結穴８６とを備える。連結穴８６に連結部８４を差し込み、これらによって線条部８１の一端と他端を連結することで、線条部８１が環状に保持される。

【0032】

シール部材８０Ａは、シートホルダ１２の配置前に回転軸２の外周に配置され、連結部８４を連結穴８６に差し込むことで組み付けられる。シール部材８０Ａの組付後、シートホルダ１２はシール部材８０Ａの外側に位置するように、回転軸２の外周に配置される。

【0033】

シール部材８０Ｂは、回転軸２に配置したシート２０の外周に配置され、連結部８４を連結穴８６に差し込むことで組み付けられる。このシール部材８０Ｂの弾性力によって回転部材２１Ａ，２１Ｂが円環状に保持され、取付凹部１６内にシート２０がフローティング状態で保持される。

【0034】

シール部材８０Ｃは、回転軸２に配置したワッシャ３０の外周に配置され、連結部８４を連結穴８６に差し込むことで組み付けられる。このシール部材８０Ｃの弾性力によって固定部材３１Ａ，３１Ｂが円環状に保持され、シールカバー４０内にワッシャ３０が保持される。

【0035】

（線条部の概要）
図４から図６に示すように、線条部８１は、本体８２と、本体８２の一端に接続された第１接合部材８３と、本体８２の他端に接続された第２接合部材８５とを備える。本体８２と第１接合部材８３は接合部８７Ａを介して接合され、本体８２と第２接合部材８５は接合部８７Ｂを介して接合されている。つまり、線条部８１の第１端面８３ａとは第１接合部材８３の一端であり、線条部８１の第２端面８５ａとは第２接合部材８５の一端である。

【0036】

本体８２は定められた直径の断面円形状であり、一端は第１接合部材８３を接合する接合面８２ａであり、他端は第２接合部材８５を接合する接合面８２ｂである。第１接合部材８３は、本体８２と同一直径の断面円形状であり、一端は連結部８４を形成する第１端面８３ａであり、他端は本体８２に接合する接合面８３ｂである。第２接合部材８５は、本体８２と同一直径の断面円形状であり、一端は連結穴８６を形成する第２端面８５ａであり、他端は本体８２に接合する接合面８５ｂである。本体８２、第１接合部材８３及び第２接合部材８５は、互いの軸線が一致するように接合されている。

【0037】

端面８３ａ，８５ａ及び接合面８２ａ，８２ｂ，８３ｂ，８５ｂはそれぞれ、線条部８１の軸線Ａに対して直交する向きへ広がる平面状である。本体８２の接合面８２ａと第１接合部材８３の接合面８３ｂ、及び本体８２の接合面８２ｂと第２接合部材８５の接合面８５ｂは、加硫によって接続されている。図５では、接合面８２ａと８３ｂの間及び接合面８２ｂと８５ｂの間に、所定の幅を持たせて接合部８７Ａ，８７Ｂを現しているが、実際の接合部８７Ａ，８７Ｂには、図示のような明確な線は現れない場合もあり、後述するゴムのり９１が外周面に流れることで明確な線（段差）が現れる場合もある。

【0038】

図５を参照すると、線条部８１の全長Ｌは、第１端面８３ａから第２端面８５ａまでの距離として定義される。この線条部８１の全長Ｌは、メカニカルシール１０の配置部位の直径、つまりシール部材８０Ａ～８０Ｃによって異なる。一方の接合面８２ａから他方の接合面８２ｂまでの本体８２の全長Ｌａは、線条部８１の全長Ｌによって異なる。第１端面８３ａから接合面８３ｂまでの第１接合部材８３の全長Ｌｂは、線条部８１の全長Ｌに拘わらず同一である。第２端面８５ａから接合面８５ｂまでの第２接合部材８５の全長Ｌｃは、線条部８１の全長Ｌに拘わらず同一である。つまり、全長Ｌが異なるシール部材８０Ａ～８０Ｃは、本体８１のみが相違する。

【0039】

（連結部の概要）
図４から図６に示すように、連結部８４は、第１接合部材８３の第１端面８３ａに突設されている。連結部８４は、第１端面８３ａの方から順番に連続する凸部８４ａ、収縮部８４ｂ、及び膨出部８４ｃを備える。

【0040】

凸部８４ａは、第１端面８３ａから円柱状に突出している。収縮部８４ｂは、凸部８４ａから円柱状に突出している。膨出部８４ｃは収縮部８４ｂから概ね球状に突出している。これらは全て、第１接合部材８３の軸線Ａと同軸に形成されている。軸線Ａに対して直交する方向の寸法である、凸部８４ａの直径Ｒ１及び膨出部８４ｃの直径Ｒ３は、収縮部８４ｂの直径Ｒ２よりも大きい。凸部８４ａの直径Ｒ１は、膨出部８４ｃの直径Ｒ３以上であることが好ましく、本実施形態では同一に形成されている。

【0041】

凸部８４ａと膨出部８４ｃの間には、第１接合部材８３の軸線Ａに直交する向き、つまり第１接合部材８３の径方向内向きに窪む係止溝８４ｄが形成されている。係止溝８４ｄは、収縮部８４ｂの外周面、凸部８４ａの外面、及び膨出部８４ｃの外面によって画定されている。

【0042】

（連結穴の概要）
引き続いて図４から図６を参照すると、連結穴８６は、第２接合部材８５の軸線Ａに沿って窪むように第２端面８５ａに形成された空間である。連結穴８６は、第２端面８５ａの方から順番に連通する凹部８６ａ、連通部８６ｂ及び保持部８６ｃを備える。

【0043】

凹部８６ａは、第２端面８５ａに隣接して設けられた円柱状の空間部分である。連通部８６ｂは、凹部８６ａに空間的に連通するように設けられた円柱状の空間部分である。保持部８６ｃは、連通部８６ｂに空間的に連通するように設けられた概ね球状の空間部分である。軸線Ａに対して直交する方向の寸法である、凹部８６ａの直径Ｒ４は凸部８４ａの直径Ｒ１と同一であり、凹部８６ａ内に凸部８４ａを嵌合保持する。連通部８６ｂの直径Ｒ５は収縮部８４ｂの直径Ｒ２と同一であり、連通部８６ｂ内に収縮部８４ｂを挿通保持する。保持部８６ｃの直径Ｒ６は膨出部８４ｃの直径Ｒ３と同一であり、保持部８６ｃ内に膨出部８４ｃを嵌合保持する。つまり、凹部８６ａの直径Ｒ４及び保持部８６ｃの直径Ｒ６は、連通部８６ｂの直径Ｒ５よりも大きい。凹部８６ａの直径Ｒ４は、保持部８６ｃの直径Ｒ６以上であることが好ましく、本実施形態では同一に形成されている。

【0044】

凹部８６ａと保持部８６ｃの間には、連結部８４の係止溝８４ｂに係止する係止部８６ｄが形成されている。係止部８６ｄは、連結穴８６の内壁から第２接合部材８５の軸線Ａに直交する向き、つまり連結穴８６の最大外径部分から径方向内向きに突出している。凹部８６ａ側に位置する係止部８６ｄの面は平坦であり、保持部８６ｃ側に位置する係止部８６ｄの面は膨出部８４ｃと対応する曲率で湾曲している。

【0045】

係止部８６ｄには、径方向の内端から外端（連結穴８６の最大外径部分）にかけて外向きに延びるスリット８６ｅが設けられている。スリット８６ｅは、第２接合部材８５の軸線Ａに沿って係止部８６ｄを貫通している。つまり、凹部８６ａと保持部８６ｃは、連通部８６ｂを介して連通するとともにスリット８６ｅを介して連通している。本実施形態では、４つのスリット８６ｅが、第２接合部材８５の軸線Ａを中心として周方向に等間隔で設けられている。

【0046】

（連結部と連結穴の詳細）
図５に示すように、第１端面８３ａから膨出部８４ｃの頂部までの連結部８４の全長Ｌ１は、第２端面８５ａから保持部８６ｃの頂部までの連結穴８６の全長Ｌ２よりも小さい。より具体的には、線条部８１の軸線Ａに沿った方向において、連結部８４の収縮部８４ｂと膨出部８４ｃを合わせた寸法は、連結穴８６の連通部８６ｂと保持部８６ｃを合わせた寸法と同一に形成されている。線条部８１の軸線Ａに沿った方向において、連結部８４の凸部８４ａの幅Ｗ１は、連結穴８６の凹部８６ａの幅Ｗ２よりも小さく形成されている。これにより、連結部８４を連結穴８６に差し込むことで、第１端面８３ａと第２端面８５ａを圧接し、これらの間のシール性を確保している。

【0047】

線条部８１の直径は、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上１２ｍｍ以下に設定される。これに対して、凸部８４ａの直径Ｒ１、膨出部８４ｃの直径Ｒ３、凹部８６ａの直径Ｒ４、及び保持部８６ｃの直径Ｒ６は、１ｍｍ以上３５ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以上９ｍｍ以下に設定される。収縮部８４ｂの直径Ｒ２及び連通部８６ｂの直径Ｒ５は、０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以上７ｍｍ以下に設定される。

【0048】

連結部８４の全長Ｌ１は、３２０００ｍｍ以下、好ましくは２５０００ｍｍ以下に設定され、連結穴８６の全長Ｌ２は、１００ｍｍ以下、好ましくは８０ｍｍ以下に設定される。そして、凸部８４ａの幅Ｗ１と凹部８６ａの幅Ｗ２の差は、０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定される（０．０５ｍｍ≦Ｗ２－Ｗ１≦２０ｍｍ）。凸部８４ａと凹部８６ａの幅Ｗ１，Ｗ２の差（Ｗ２－Ｗ１）を過度に小さくした場合、第１端面８３ａと第２端面８５ａの圧接が弱くなるため、これらの間のシール性を確保できない。凸部８４ａと凹部８６ａの幅Ｗ１，Ｗ２の差（Ｗ２－Ｗ１）を過度に大きくした場合、保持部８６ｃ内の定位置に膨出部８４ｃを差し込むことが困難になる。これらの問題を防ぐために、凸部８４ａと凹部８６ａの差（Ｗ２－Ｗ１）は、上記設定範囲内とすることが好ましい。

【0049】

スリット８６ｅは、係止部８６ｄを分断し、膨出部８４ｃを保持部８６ｃに挿入する際、係止部８６ｄ（連通部８６ｂ）の径方向の拡張を容易にするために設けられている。連結穴８６の周方向におけるスリット８６ｅの幅は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは０．４ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲に設定される。スリット８６ｅの幅を過度に小さくすると、スリット８６ｅの両側部分が摺接可能になり、これらの摩擦抵抗によって係止部８６ｄの変形が困難になるため、保持部８６ｃへの膨出部８４ｃの挿入が困難になる。スリット８６ｅの幅を過度に大きくすると、スリット８６ｅの両側部分の剛性が低くなり、係止部８６ｄが変形し易くなるため、保持部８６ｃから膨出部８４ｃが脱落する虞がある。これらの問題を防ぐために、スリット８６ｅの幅は、上記設定範囲内とすることが好ましい。

【0050】

このように、本実施形態のシール部材８０Ａ～８０Ｃには、連結穴８６内に突出する係止部８６ｄにスリット８６ｅが形成されている。よって、スリット８６ｅが無い場合と比較して係止部８６ｄの変形を促進できる。その結果、開口面積が小さい係止部８６ｄを変形させながら膨出部８４ｃを貫通させ、保持部８６ｃ内に膨出部８４ｃを比較的容易に配置できる。そのため、連結穴８６へ連結部８４を差し込む際の作業性を向上できる。

【0051】

第１端面８３ａに隣接して凸部８４ａが形成され、第２端面８５ａに隣接して凹部８６ａが形成されているため、これらの嵌合によって線条部８１の一端と他端の軸線Ａを確実に位置合わせできる。また、凸部８４ａと凹部８６ａの嵌合によって連結部８４と連結穴８６の間の摩擦抵抗が増えるため、これらの差込状態を確実に維持できる。

【0052】

次に、シール部材８０Ａ～８０Ｃの製造方法を説明する。

【0053】

全長Ｌが異なるシール部材８０Ａ～８０Ｃを製造する場合、市販されている所定直径（長さ）の無端状シールリングを用意する。また、図９及び図１０に示す成形金型１００，１１０を用い、射出成形、直圧成形、又は直圧注入成形によって第１接合部材８３と第２接合部材８５をそれぞれ量産しておく。

【0054】

図７に示すように、まず、用意した無端状のシールリングを切断し、シール部材８０Ａ～８０Ｃに必要な長さＬａに調整して、本体８２として使用する。この際、本体８２の長さＬａは、加硫による接合部８７Ａ，８７Ｂの長さを考慮した寸法とする。また、生ゴム製の無端状シールリングを用いる場合には、加硫時の熱収縮も考慮する。

【0055】

続いて、本体８２の一端に第１接合部材８３を配置し、本体８２の他端に第２接合部材８５を配置する。続いて、図８に示すように、接合面８２ａ，８３ｂ間及び接合面８２ｂ，８５ｂ間に未加硫のゴム９０を配置し、ゴムのり９１によって第１接合部材８３、未加硫ゴム９０、本体８２、未加硫ゴム９０、及び第２接合部材８５を接着する。

【0056】

最後に、第１接合部材８３と第２接合部材８５を接着した本体８２の両端を、加硫用の金型（図示せず）にそれぞれ配置し、加硫する。これにより、本体８２の両端に、第１接合部材８３と第２接合部材８５を接合した定められた全長Ｌのシール部材８０Ａ～８０Ｃが完成する。

【0057】

このように、本実施形態のシール部材８０Ａ～８０Ｃでは、市販されている所定直径の無端状シールリングを切断したものを、本体８２として使用できる。また、この本体８２の両端に、量産した第１接合部材８３と第２接合部材８５を接続することで、所望の全長Ｌ（直径）のシール部材８０Ａ～８０Ｃを製造できる。よって、異なる全長Ｌ（曲率）のシール部材８０Ａ～８０Ｃ毎に金型を用意する場合と比較して、シール部材８０Ａ～８０Ｃの製造コストを低減できる。

【0058】

次に、接合部材８３，８５を製造する成形金型１００，１１０について説明する。

【0059】

図９に示すように、第１接合部材８３を製造する金型１００は、固定型１０１及び可動型１０２を備える。これらには、連結部８４を含む第１接合部材８３の外面形状と対応する内面形状のキャビティ１０３が形成されている。射出成形の場合、固定型１０１には、キャビティ１０３内に連通するゲート（図示せず）が設けられている。

【0060】

例えばゲートを通してキャビティ１０３内に溶融させたゴムを射出する。ゴムが硬化すると、可動型１０２を移動させて金型１００を開く。これにより、連結部８４を一体成形した第１接合部材８３を量産できる。

【0061】

図１０に示すように、第２接合部材８５を製造する金型１１０は、固定型１１１、可動型１１２及びスライドコア１１５を備える。固定型１１１と可動型１１２には、第２接合部材８５の外面形状と対応する内面形状のキャビティ１１３が形成されている。また、固定型１１１と可動型１１２には、スライドコア１１５を貫通させてセットする配置部１１４が設けられている。射出成形の場合、固定型１１１には、キャビティ１１３内に連通するゲート（図示せず）が設けられている。

【0062】

スライドコア１１５は、キャビティ１１３の内部に配置される挿入部１１６を備える。挿入部１１６は、連結穴８６の内面形状と対応する外面形状を有する。図１１を併せて参照すると、挿入部１１６は、凹部８６ａに対応する第１円柱部（第１部分）１１６ａと、連通部８６ｂに対応する第２円柱部（第２部分）１１６ｂと、保持部８６ｃに対応する球状部（第３部分）１１６ｃとを備える。また、第１円柱部１１６ａと球状部１１６ｃの間には、スリット８６ｅに対応するリブ１１６ｄが形成されている。リブ１１６ｄは、第２円柱部１１６ｂの外周面から突出し、第１円柱部１１６ａから球状部１１６ｃにかけて架設されている。

【0063】

例えばゲートを通してキャビティ１１３内に溶融させたゴムを射出する。ゴムが硬化すると、可動型１１２とスライドコア１１５を移動させて金型１１０を開く。これにより、連結穴８６を有する第２接合部材８５を量産できる。

【0064】

前述のように、連結穴８６を形成するスライドコア１１５には、スリット８６ｅに対応するリブ１１６ｄが形成される。このリブ１１６ｄによって、連通部８６ｂ（係止部８６ｄ）に対応する第２円柱部（収縮部分）１１６ｂが補強される。よって、スライドコア１１５を抜く際、小径の第２円柱部１１６ｂに加わる負荷を軽減できるため、スライドコア１１５の破損を防止できる。

【0065】

以上のように、シール部材８０Ａ～８０Ｃは連結穴８６の係止部８６ｄにスリット８６ｅが形成されているため、連結穴８６へ連結部８４を差し込む際の作業性の向上できる。また、連結穴８６を形成するスライドコア１１５にはスリット８６ｅに対応するリブ１１６ｄが形成されるため、第２接合部材８５（シール部材８０Ａ～８０Ｃ）を成形する金型１１０を長寿命化できる。

【0066】

本発明のシール部材の成形金型１００，１１０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。特に、固定型１０１，１１１と可動型１０２，１１２の分割位置、分割方向、及び分割数は、接合部材８３，８５の形状に基づいて必要に応じて変更が可能である。

【0067】

本発明のシール部材の構成も種々の変更が可能である。

【0068】

例えば図１２に示すように、膨出部８４ｃ側に位置する凸部８４ａの先端には、膨出部８４ｃに向けて直径を次第に小さくした傾斜部（テーパ部）８４ｅを設けてもよい。また、連結穴８６の凹部８６ａにも、傾斜部８４ｅと対応する傾斜した窪み（拡開部）を設けてもよい。

【0069】

図１３に示すように、第１端面８３ａと第２端面８５ａには、線条部８１の軸線に沿って突出する圧接部８３ｃ，８５ｃが設けられていてもよい。圧接部８３ｃ，８５ｃは、円環状であり、線条部８１の軸線を中心とした最外周部又はその近傍が最も突出している。圧接部８３ｃ，８５ｃは、可撓性を有し、連結部８４を連結穴８６に差し込んだ状態では、これらの全長Ｌ１，Ｌ２（図５参照）の設定によって図１４に示すように圧接され、径方向外向きに変形する。これにより、シール部材８０Ａ～８０Ｃの端面８３ａ，８５ａでのシール性を向上できる。

【0070】

圧接部８３ｃ，８５ｃは更に、図１５から図１９に示すようにしてもよい。なお、図１５から図１９には、第１端面８３ａに形成する圧接部８３ｃのみを図示しているが、第２端面８５ａに形成する圧接部８５ｃも同様である。

【0071】

具体的には、圧接部８３ｃの先端（頂部）は、図１５及び図１６に示すように、線条部８１の軸線に対して直交（交差）する方向に延びる平坦部８３ｄとしてもよいし、図１７から図１９に示すように、所定曲率の円弧状に面取りした湾曲部８３ｅとしてもよい。

【0072】

図１５に示すように、圧接部８３ｃは、第１端面８３ａの一部（最外周部）のみから突出するように設けてもよい。この場合、第１端面８３ａは、線条部８１の軸線に対して直交する平坦部分と、線条部８１の軸線に対して交差する傾斜部分とを備える。また、図１６及び図１７に示すように、圧接部８３ｃは、第１端面８３ａ全体が突出するように設けてもよい。この場合、第１端面８３ａは、線条部８１の軸線に対して交差する方向に傾斜する。

【0073】

第１端面８３ａと凸部８４ａの外周面とが交差する部分は、図１５に示すように直交した角部８３ｆとしてもよいし、図１６から図１９に示すように所定曲率で湾曲した曲部８３ｇとしてもよい。また、定められた角度で傾斜した傾斜部としてもよい。

【0074】

圧接部８３ｃ外周面は、図１５から図１７に示すように、他の線条部８１の外周面と面一になる円筒状としてもよいし、図１８に示すように、線条部８１の外周面から定められた角度αで徐々に広がった円錐筒状としてもよいし、図１９に示すように、線条部８１の外周面から定められた角度αで徐々に狭くなった円錐筒状としてもよい。

【0075】

第１端面８３ａ及び第２端面８５ａのうち、一方だけに圧接部を設けてもよい。また、第１端面８３ａ及び第２端面８５ａの両方に圧接部８３ｃ，８５ｃを設ける場合、図１５から図１９に示す変形例のうち、いずれか１つを第１端面８３ａに形成し、他のいずれか１つを第２端面８５ａに形成してもよい。

【0076】

係止部８６ｄに設けるスリット８６ｅは、係止部８６ｄの内端から外向きに延びるように設ければ、外端の位置及び延びる方向等は必要に応じて変更が可能である。スリット８６ｅの数は、４本に限られず、必要に応じて変更が可能である。スリット８６ｅを２本以上設ける場合、その間隔も必要に応じて変更が可能である。膨出部８４ｃは、先細の三角形状又は先細の五角形状としてもよく、その形状は必要に応じて変更が可能である。

【0077】

本体８２、第１接合部材８３及び第２接合部材８５は断面四角形状であってもよく、その断面形状は必要に応じて変更が可能である。凸部８４ａと凹部８６ａ、収縮部８４ｂと連通部８６ｂ、及び膨出部８４ｃと保持部８６ｃは、それぞれ断面四角形状であってもよく、その断面形状は必要に応じて変更が可能である。凸部８４ａと凹部８６ａの組が実質的に同一断面形状（つまり相似形状）で、収縮部８４ｂと連通部８６ｂの組が実質的に同一断面形状で、膨出部８４ｃと保持部８６ｃの組が実質的に同一断面形状であれば、異なる組では断面形状が異なっていてもよい。

【0078】

本発明のシール部材の製造方法も種々の変更が可能である。

【0079】

本体８２と第１接合部材８３、及び本体８２と第２接合部材８５の接着は、未加硫ゴム９０とゴムのり９１を用いる方法に限られず、未加硫ゴム９０のみを用いて加硫してもよいし、ゴムのり９１のみを用いて接着してもよい。また、線条部８１は、本体８２、第１接合部材８３、及び第２接合部材８５に分割して成形する構成に限られず、これらを１個の成形金型によって一体に成形してもよい。

【0080】

本発明のシール部材は、シートホルダ１２、シート２０、ワッシャ３０、シールカバー４０、留め金５０、押金６０、及びプレート６５の全てを周方向に２分割した全分割型メカニカルシールに限られず、シート２０、ワッシャ３０、及びシールカバー４０だけを２分割したメカニカルシールに用いてもよい。勿論、本発明のシール部材は、メカニカルシール以外の機器にも使用できる。

【符号の説明】

【0081】

１…ケーシング
１ａ…ボルト穴
２…回転軸
１０…メカニカルシール
１２…シートホルダ
１３Ａ，１３Ｂ…保持部材
１４…分割面
１５…セットボルト
１６…取付凹部
１７…ピン
２０…シート
２１Ａ，２１Ｂ…回転部材
２２…分割面
２３…段部
３０…ワッシャ
３０ａ…凸部
３１Ａ，３１Ｂ…固定部材
３２…分割面
３３…段部
３５…シール面
４０…シールカバー
４１…貫通孔
４２…封止液室
４３Ａ，４３Ｂ…カバー部材
４４…分割面
４５…ボルト
５０…留め金
５１Ａ，５１Ｂ…連結部材
５２…分割面
５３…ボルト
５４…ボルト
６０…押金
６１Ａ，６１Ｂ…押圧部材
６２…分割面
６３…ボルト
６５…プレート
６６Ａ，６６Ｂ…第１プレート部材
６７…分割面
７０…ドライブピン
７３…コイルスプリング
８０Ａ～８０Ｃ…シール部材
８１…線条部
８２…本体
８２ａ…接合面
８２ｂ…接合面
８３…第１接合部材
８３ａ…第１端面
８３ｂ…接合面
８３ｃ…圧接部
８３ｄ…平坦部
８３ｅ…湾曲部
８３ｆ…角部
８３ｇ…曲部
８４…連結部
８４ａ…凸部
８４ｂ…収縮部
８４ｃ…膨出部
８４ｄ…係止溝
８４ｅ…傾斜部
８５…第２接合部材
８５ａ…第２端面
８５ｂ…接合面
８５ｃ…圧接部
８６…連結穴
８６ａ…凹部
８６ｂ…連通部
８６ｃ…保持部
８６ｄ…係止部
８６ｅ…スリット
８７Ａ，８７Ｂ…接合部
９０…未加硫ゴム
９１…ゴムのり
１００…金型
１０１…固定型
１０２…可動型
１０３…キャビティ
１１０…金型
１１１…固定型
１１２…可動型
１１３…キャビティ
１１４…配置部
１１５…スライドコア
１１６…挿入部
１１６ａ…第１円柱部
１１６ｂ…第２円柱部
１１６ｃ…球状部
１１６ｄ…リブ
Ａ…軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】