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(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】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】金属シール
(51)【国際特許分類】
F16J 15/08 20060101AFI20221213BHJP
【ＦＩ】
F16J15/08 G
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020191060
(22)【出願日】2020-11-17
(65)【公開番号】P2022080088
(43)【公開日】2022-05-27
【審査請求日】2021-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000003263
【氏名又は名称】三菱電線工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080746
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 武嗣
(72)【発明者】
【氏名】柏原 一之
(72)【発明者】
【氏名】藤堂 聡
【審査官】宮下 浩次
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－３４０３１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｊ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に平行な第１平面（Ｐ1 ）と第２平面（Ｐ2 ）の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部（３）と、上記第１平面（Ｐ1 ）に当接する内径寄りの第１主凸部（１）と、外径寄りの第１副凸部（11）と、上記第２平面（Ｐ2 ）に当接する外径寄りの第２主凸部（２）と、内径寄りの第２副凸部（12）とを、備え、上記第１主凸部（１）の内周辺部（１Ａ）と、上記中間基部（３）の内周短辺（31）と、上記第２副凸部（12）の内周辺部（12Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ10）をもって連続し、
上記第２主凸部（２）の外周辺部（２Ａ）と、上記中間基部（３）の外周短辺（32）と、上記第１副凸部（11）の外周辺部（11Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ20）をもって連続し、
さらに、上記第１主凸部（１）と第１副凸部（11）と第２主凸部（２）と第２副凸部（12）は、先端に円弧状頂部（５）（６）を有し、
上記第１主凸部（１）・第２主凸部（２）の先端の上記円弧状頂部（５）の横断面における内接円の中心点（Ｏ 1 ）と、各々近い方の上記共通直線（Ｌ 10 ）（Ｌ 20 ）との距離を（Ｘ 1 ）（Ｘ 2 ）とすると共に、金属シール全体の高さ寸法を（Ｈ 0 ）とすれば、以下の数式４，５が成立することを特徴とする金属シール。
０≦Ｘ 1 ≦０．２５・Ｈ 0 …（数式４）
０≦Ｘ 2 ≦０．１２５・Ｈ 0 …（数式５）
【請求項2】
相互に平行な第１平面（Ｐ
1
）と第２平面（Ｐ
2
）の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部（３）と、上記第１平面（Ｐ
1
）に当接する内径寄りの第１主凸部（１）と、外径寄りの第１副凸部（11）と、上記第２平面（Ｐ
2
）に当接する外径寄りの第２主凸部（２）と、内径寄りの第２副凸部（12）とを、備え、
上記第１主凸部（１）の内周辺部（１Ａ）と、上記中間基部（３）の内周短辺（31）と、上記第２副凸部（12）の内周辺部（12Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ 10 ）をもって連続し、
上記第２主凸部（２）の外周辺部（２Ａ）と、上記中間基部（３）の外周短辺（32）と、上記第１副凸部（11）の外周辺部（11Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ 20 ）をもって連続し、
さらに、上記第１主凸部（１）と第１副凸部（11）と第２主凸部（２）と第２副凸部（12）は、先端に円弧状頂部（５）（６）を有し、
上記第１主凸部（１）・第２主凸部（２）の外周側・内周側の稜線の成す角度を（θ 1 ）とすると共に、上記第１副凸部（11）・第２副凸部（12）の外周側・内周側の稜線の成す角度を（θ 2 ）とすれば、以下の数式６，７が成立することを特徴とする金属シール。
２５°≦θ 1 ≦４５°…（数式６）
２５°≦θ 2 ≦４５°…（数式７）
【請求項3】
上記第１主凸部（１）・第２主凸部（２）の各底辺（１Ｂ）（２Ｂ）の寸法を（Ｗ
1
）とすると共に、上記中間基部（３）の長辺（３Ａ）の寸法を（Ｗ
0
）とすれば、以下の数式１が成立する請求項１又は２記載の金属シール。０．２０・Ｗ 0 ≦Ｗ 1 ≦０．４５・Ｗ 0 …（数式１）
【請求項4】
上記第１主凸部（１）・第２主凸部（２）の先端の上記円弧状頂部（５）の横断面における曲率半径を（Ｒ
1
）とすると共に、金属シール全体の高さ寸法を（Ｈ0 ）とすれば、以下の数式２が成立する請求項１，２又は３記載の金属シール。０．０５・Ｈ 0 ≦Ｒ 1 ≦０．２５・Ｈ 0 …（数式２）
【請求項5】
上記第１副凸部（11）・第２副凸部（12）の先端の上記円弧状頂部（６）の横断面における曲率半径を（Ｒ
2
）とすると共に、金属シール全体の高さ寸法を（Ｈ0 ）とすれば、以下の数式３が成立する請求項１，２，３又は４記載の金属シール。０．０５・Ｈ 0 ≦Ｒ 2 ≦０．１２５・Ｈ 0 …（数式３）
【請求項6】
相互に平行な第１平面（Ｐ
1
）と第２平面（Ｐ
2
）の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部（３）と、上記第１平面（Ｐ
1
）に当接する内径寄りの第１内凸部（15）と、外径寄りの第１外凸部（16）と、上記第２平面（Ｐ
2
）に当接する外径寄りの第２外凸部（17）と、内径寄りの第２内凸部（18）とを、備え、
上記第１内凸部（15）の内周辺部（15Ａ）と、上記中間基部（３）の内周短辺（31）と、上記第２内凸部（18）の内周辺部（18Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ 10 ）をもって連続し、
上記第２外凸部（17）の外周辺部（17Ａ）と、上記中間基部（３）の外周短辺（32）と、上記第１外凸部（16）の外周辺部（16Ａ）とは、横断面において一本の共通直線（Ｌ 20 ）をもって連続し、
さらに、上記第１内凸部（15）と第１外凸部（16）と第２外凸部（17）と第２内凸部（18）は、先端に円弧状頂部（５）を有すると共に同一高さとした
ことを特徴とする金属シール。
【請求項7】
上記第１内凸部（15）・第１外凸部（16）・第２外凸部（17）・第２内凸部（18）の全ての各底辺（20）の寸法を（Ｗ
1
）とすると共に、上記中間基部（３）の長辺（３Ａ）の寸法を（Ｗ
0
）とすれば、以下の数式８が成立する請求項６記載の金属シール。０．２０・Ｗ 0 ≦Ｗ 1 ≦０．４５・Ｗ 0 …（数式８）
【請求項8】
上記第１内凸部（15）・第１外凸部（16）・第２内凸部（18）・第２外凸部（17）の先端の上記円弧状頂部（５）の横断面における曲率半径を（Ｒ
11
）とすると共に、金属シール全体の高さ寸法を（Ｈ
0
）とすれば、以下の数式９が成立する請求項６又は７記載の金属シール。０．０５・Ｈ 0 ≦Ｒ 11 ≦０．２５・Ｈ 0 …（数式９）
【請求項9】
上記第１内凸部（15）・第２内凸部（18）・第１外凸部（16）・第２外凸部（17）の先端の上記円弧状頂部（５）の横断面における内接円の中心点（Ｏ
1
）と、各々近い方の上記共通直線（Ｌ
10
）（Ｌ
20
）との距離を（Ｘ
11
）とすると共に、金属シール全体の高さ寸法を（Ｈ0 ）とすれば、以下の数式10が成立する請求項６，７又は８記載の金属シール。０≦Ｘ 11 ≦０．２５・Ｈ 0 …（数式10）
【請求項10】
上記第１内凸部（15）・第２内凸部（18）・第１外凸部（16）・第２外凸部（17）の外周側・内周側の稜線の成す角度を（θ
11
）とすれば、以下の数式11が成立する請求項６，７，８又は９記載の金属シール。２５°≦θ 11 ≦４５°…（数式11）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属シールに係り、特に、２平面間を密封するための金属シールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、図13，図14に示す金属シール60を、本出願人が提案した（特許文献１参照）。即ち、この金属シール60は、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 （図14参照）の間に介装され、全体が環状であり、横断面が矩形状の中間基部63と、第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの断面半円形の第１凸部66と、第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの断面半円形の第２凸部67とを、有している。
そして、装着圧縮状態（使用状態）では、図14に示すように、相互に接近する第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 から押圧力を受け、中間基部63の重心点を中心に回転変形を生じる。さらに、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 とを相互接近させると、図14に示す如く、角部68，69も圧接して、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 に対して４箇所が圧接して、密封に必要な十分な接触面圧―――1000ＭＰａ以上―――をもって、圧接密封状態を保つことができる。
そして、装着圧縮状態（使用状態）では、図14に示すように、相互に接近する第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 から押圧力を受け、中間基部63の重心点を中心に回転変形を生じる。さらに、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 とを相互接近させると、図14に示す如く、角部68，69も圧接して、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 に対して４箇所が圧接して、密封に必要な十分な接触面圧―――1000ＭＰａ以上―――をもって、圧接密封状態を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４０９１３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、図13と図14に示した横断面形状の金属シール60では、金属材料を塑性変形させ（潰し）ながら、フランジ平面（第１・第２平面）Ｐ1 ，Ｐ2 に対して極めて大きな力（圧縮荷重）を与える必要がある。
従って、図13，図14に示した従来の金属シール60には、次のような問題点があることが判明してきた。
即ち、 (ｉ) 大きな圧縮荷重を付与するために締付ボルトへの負荷が大きくなり大径のボルトを使用したり、ボルト本数を増やす必要がある点、 (ii) これに伴って装置全体をコンパクトにすることが難しくなる点、(iii) フランジの表面（第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 ）を疵付ける等のダメージを与える虞れがある点。
従って、図13，図14に示した従来の金属シール60には、次のような問題点があることが判明してきた。
即ち、 (ｉ) 大きな圧縮荷重を付与するために締付ボルトへの負荷が大きくなり大径のボルトを使用したり、ボルト本数を増やす必要がある点、 (ii) これに伴って装置全体をコンパクトにすることが難しくなる点、(iii) フランジの表面（第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 ）を疵付ける等のダメージを与える虞れがある点。
【0005】
そこで、本発明は、このような従来の問題点（ｉ）（ii）（iii)を解決して、比較的に小さな圧縮力をもって締付け可能とし、締付ボルトの負担を軽減して、装置のコンパクト化に貢献できる金属シールを提供することを目的とする。さらには、（塑性変形以前の）回転弾性変形途中のフランジ面との擦れ量を低減すると共に、その時の圧縮荷重をも低減することで、フランジ面への疵付きを一層低減可能な金属シールを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、相互に平行な第１平面と第２平面の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部と、上記第１平面に当接する内径寄りの第１主凸部と、外径寄りの第１副凸部と、上記第２平面に当接する外径寄りの第２主凸部と、内径寄りの第２副凸部とを、備え、上記第１主凸部の内周辺部と、上記中間基部の内周短辺と、上記第２副凸部の内周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、上記第２主凸部の外周辺部と、上記中間基部の外周短辺と、上記第１副凸部の外周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、さらに、上記第１主凸部と第１副凸部と第２主凸部と第２副凸部は、先端に円弧状頂部を有し、上記第１主凸部・第２主凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における内接円の中心点と、各々近い方の上記共通直線との距離をＸ
1
，Ｘ
2
とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ
0
とすれば、０≦Ｘ
1
≦０．２５・Ｈ
0
及び０≦Ｘ
2
≦０．１２５・Ｈ
0
の関係が成立する。
【0007】
また、相互に平行な第１平面と第２平面の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部と、上記第１平面に当接する内径寄りの第１主凸部と、外径寄りの第１副凸部と、上記第２平面に当接する外径寄りの第２主凸部と、内径寄りの第２副凸部とを、備え、上記第１主凸部の内周辺部と、上記中間基部の内周短辺と、上記第２副凸部の内周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、上記第２主凸部の外周辺部と、上記中間基部の外周短辺と、上記第１副凸部の外周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、さらに、上記第１主凸部と第１副凸部と第２主凸部と第２副凸部は、先端に円弧状頂部を有し、上記第１主凸部・第２主凸部の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ
1
とすると共に、上記第１副凸部・第２副凸部の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ
2
とすれば、２５°≦θ
1
≦４５°及び２５°≦θ
2
≦４５°の関係が成立する。
【0008】
また、上記第１主凸部・第２主凸部の各底辺の寸法をＷ1 とすると共に、上記中間基部の長辺の寸法をＷ0 とすれば、０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 の関係が成立する。
また、上記第１主凸部・第２主凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ1 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ1 ≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１副凸部・第２副凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ2 ≦０．１２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１主凸部・第２主凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ1 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ1 ≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１副凸部・第２副凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ2 ≦０．１２５・Ｈ0 の関係が成立する。
【0009】
また、相互に平行な第１平面と第２平面の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部と、上記第１平面に当接する内径寄りの第１内凸部と、外径寄りの第１外凸部と、上記第２平面に当接する外径寄りの第２外凸部と、内径寄りの第２内凸部とを、備え、上記第１内凸部の内周辺部と、上記中間基部の内周短辺と、上記第２内凸部の内周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、上記第１外凸部の外周辺部と、上記中間基部の外周短辺と、上記第１外凸部の外周辺部とは、横断面において一本の共通直線をもって連続し、さらに、上記第１内凸部と第１外凸部と第２外凸部と第２内凸部は、先端に円弧状頂部を有すると共に同一高さとした。
【0010】
また、上記第１内凸部・第１外凸部・第２外凸部・第２内凸部の全ての各底辺の寸法をＷ1 とすると共に、上記中間基部の長辺の寸法をＷ0 とすれば、０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第１外凸部・第２内凸部・第２外凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第２内凸部・第１外凸部・第２外凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における内接円の中心点と、各々近い方の上記共通直線との距離をＸ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０≦Ｘ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第２内凸部・第１外凸部・第２外凸部の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ11とすれば、２５°≦θ11≦４５°の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第１外凸部・第２内凸部・第２外凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における曲率半径をＲ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第２内凸部・第１外凸部・第２外凸部の先端の上記円弧状頂部の横断面における内接円の中心点と、各々近い方の上記共通直線との距離をＸ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０≦Ｘ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立する。
また、上記第１内凸部・第２内凸部・第１外凸部・第２外凸部の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ11とすれば、２５°≦θ11≦４５°の関係が成立する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、小さな圧縮力をもって締付可能となるので、締付ボルトの負荷を軽減して、小径のボルトでも締付可能となり、装置全体のコンパクト化に貢献できる。さらに、装着されるフランジ面への疵付きを防止でき、密封性能も優れる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施の一形態を示す図であって、（Ａ）は拡大断面正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は底面図である。
【図2】拡大断面図である。
【図3】形状と寸法関係等を説明する分解断面説明図である。
【図4】ＦＥＭ解析にて得られた本発明の実施品についての最終締付圧縮状態の断面形状を示すと共に、第１・第２平面に対する接触面圧を示す図である。
【図5】作用説明のための断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す図であって、（Ａ）は拡大断面正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は底面図である。
【図7】拡大断面図である。
【図8】形状と寸法関係等を説明する分解断面図である。
【図9】ＦＥＭ解析にて得られた本発明の実施品についての最終締付圧縮状態の断面形状を示すと共に、第１・第２平面に対する接触面圧を示す図である。
【図10】荷重特性を示すグラフ図である。
【図11】実施例１，２と従来例を対比した（使用範囲を含んだ）荷重特性を示すグラフ図である。
【図12】実施例１，２と従来例を対比した、回転弾性変形域における荷重特性を示すグラフ図である。
【図13】従来例を示す図であって、（Ａ）は全体断面正面図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【図14】ＦＥＭ解析にて得られた従来例についての最終締付圧縮状態の断面形状を示すと共に、第１・第２平面に対する接触面圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１～図４に示すように、本発明に係る金属シールＳは、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間に介装される。また、全体が円形や長円形や多角形状等の環状であり、平行な２平面Ｐ1 ，Ｐ2 間を密封するものである。
この金属シールＳの横断面形状について説明すれば、長方形の中間基部３と、第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの第１主凸部１と、外径寄りの第１副凸部11とを有する。さらに、第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの第２主凸部２と、内径寄りの第２副凸部12と、を有する。
図１～図４に示すように、本発明に係る金属シールＳは、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間に介装される。また、全体が円形や長円形や多角形状等の環状であり、平行な２平面Ｐ1 ，Ｐ2 間を密封するものである。
この金属シールＳの横断面形状について説明すれば、長方形の中間基部３と、第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの第１主凸部１と、外径寄りの第１副凸部11とを有する。さらに、第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの第２主凸部２と、内径寄りの第２副凸部12と、を有する。
【0014】
図１及び図２に於て、Ｌs は金属シールＳ全体の軸心を示し、図２では実際よりも極端にシール断面に接近して示す。
中間基部３は、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対して平行な長辺３Ａ，３Ａと、それに直交する短辺３Ｂ，３Ｂから成る。この長辺３Ａ，３Ａを区別するために、第１長辺21・第２長辺22と呼ぶ場合もある。また、この短辺３Ｂ，３Ｂを区別するために、内周短辺31・外周短辺32と呼ぶ場合もある。
中間基部３は、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対して平行な長辺３Ａ，３Ａと、それに直交する短辺３Ｂ，３Ｂから成る。この長辺３Ａ，３Ａを区別するために、第１長辺21・第２長辺22と呼ぶ場合もある。また、この短辺３Ｂ，３Ｂを区別するために、内周短辺31・外周短辺32と呼ぶ場合もある。
【0015】
そして、図２と（それを分解して示した）図３に示すように、第１主凸部１は、山型であって、内周側に切り立った崖状の内周辺部１Ａを有し、また、第２副凸部12は、（図２では山が倒立状であるが）同様に、内周側に切り立った崖状の内周辺部12Ａを有する断面形状である。
【0016】
そして、図３の分解図に、矢印Ｘ1 ，Ｘ2 にて示す如く、山型状の第１主凸部１と第２副凸部12を、中間基部３の長辺３Ａ，３Ａの内周短辺31寄りの端部に当接させることによって、第１主凸部１の内周辺部１Ａと、中間基部３の内周短辺31と、第２副凸部12の内周辺部12Ａとは、（横断面において）一本の共通直線Ｌ10をもって、連続している。
さらに、図２と図３に示すように、（倒立山型ではあるが、）第２主凸部２は、外周側に切り立った崖状の外周辺部２Ａを有し、また、第１副凸部11は、同様に、外周側に切り立った崖状の外周辺部11Ａを有する山型断面形状である。
さらに、図２と図３に示すように、（倒立山型ではあるが、）第２主凸部２は、外周側に切り立った崖状の外周辺部２Ａを有し、また、第１副凸部11は、同様に、外周側に切り立った崖状の外周辺部11Ａを有する山型断面形状である。
【0017】
そして、図３の分解図に、矢印Ｘ3 ，Ｘ4 にて示す如く、山型状の第２主凸部２と第１副凸部11を、中間基部３の長辺３Ａの外周短辺32寄りの端部に当接させることによって、第２主凸部２の外周辺部２Ａと、中間基部３の外周短辺32と、第１副凸部11の外周辺部11Ａとは、（横断面において）一本の共通直線Ｌ20をもって、連続している。
【0018】
そして、上記第１主凸部１と第１副凸部11と第２主凸部２と第２副凸部12は、各々、（山型であって）先端に円弧状頂部５又は円弧状頂部６を、有する。
そして、第１主凸部１・第２主凸部２の各底辺１Ｂ，２Ｂの寸法をＷ1 とすると共に、中間基部３の長辺３Ａの寸法をＷ0 とすれば、次の数式１が成立している。
０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 …（数式１）
そして、第１主凸部１・第２主凸部２の各底辺１Ｂ，２Ｂの寸法をＷ1 とすると共に、中間基部３の長辺３Ａの寸法をＷ0 とすれば、次の数式１が成立している。
０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 …（数式１）
【0019】
さらに、第１主凸部１・第２主凸部２の先端の円弧状頂部５の横断面における曲率半径をＲ1 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、以下の数式２が成立している。
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ1 ≦０．２５・Ｈ0 …（数式２）
さらに、第１副凸部11・第２副凸部12の先端の円弧状頂部６の横断面における曲率半径をＲ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、以下の数式３が成立している。
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ2 ≦０．１２５・Ｈ0 …（数式３）
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ1 ≦０．２５・Ｈ0 …（数式２）
さらに、第１副凸部11・第２副凸部12の先端の円弧状頂部６の横断面における曲率半径をＲ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、以下の数式３が成立している。
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ2 ≦０．１２５・Ｈ0 …（数式３）
【0020】
また、第１主凸部１・第２主凸部２の先端の上記円弧状頂部５の横断面における（上記半径Ｒ1 を有する）内接円の中心点Ｏ1 と、（各々近い位置に存在する）共通直線Ｌ10，Ｌ20との距離をＸ1 ，Ｘ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、以下の数式４及び５が成立している。
０≦Ｘ1 ≦０．２５・Ｈ0 …（数式４）
０≦Ｘ2 ≦０．１２５・Ｈ0 …（数式５）
なお、Ｘ1 ＝０とは、中心点Ｏ1 が内周辺部１Ａの上に在ることを意味する。Ｘ2 ＝０とは、中心点Ｏ1 が外周辺部２Ａの上に在ることを意味する。
０≦Ｘ1 ≦０．２５・Ｈ0 …（数式４）
０≦Ｘ2 ≦０．１２５・Ｈ0 …（数式５）
なお、Ｘ1 ＝０とは、中心点Ｏ1 が内周辺部１Ａの上に在ることを意味する。Ｘ2 ＝０とは、中心点Ｏ1 が外周辺部２Ａの上に在ることを意味する。
【0021】
次に、第１主凸部１・第２主凸部２の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ1 とすると、次の数式６が成立する。
２５°≦θ1 ≦４５° …（数式６）
また、第１副凸部11・第２副凸部12の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ2 とすれば、次の数式７が成立する。
２５°≦θ2 ≦４５° …（数式７）
２５°≦θ1 ≦４５° …（数式６）
また、第１副凸部11・第２副凸部12の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ2 とすれば、次の数式７が成立する。
２５°≦θ2 ≦４５° …（数式７）
【0022】
以上、図１～図３について述べた本発明の実施形態の金属シールＳは、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の相互接近に伴って、最初に回転弾性変形を起こし、引続いて、図４に示すように４箇所にて接触（圧接）した最終締付圧縮状態（いわゆるセット状態）となる。この状態における４箇所の接触面圧波形、及び、その値については、他の実施形態の場合を示す図９、及び、従来例の場合を示す図14と共に、後に詳しく説明することとする。
【0023】
ところで、図５は、図２の状態から、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 が接近を開始した瞬間の説明図である。この図５から判るように、金属シールＳの回転弾性変形に伴って、図５の矢印Ｍ1 方向に倒れを開始するが、第１主凸部１の円弧状頂部５が第１平面Ｐ1 に摺接するが、最先端角部13は、第１平面Ｐ1 から離れる動きを示し（微小ギャップα参照）、この角部13による第１平面Ｐ1 への傷付きを、巧妙に避けている。
【0024】
次に、図６～図９に示した他の実施形態について説明すると、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間に介装される点、及び、全体が円形，長円形，楕円形，多角形等の環状である点は、図１～図５に示した前述の実施形態と同様である。
【0025】
【0026】
具体的な断面形状等から説明すれば、長方形の中間基部３と、第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの第１内凸部15と、外径寄りの第１外凸部16と、第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの第２外凸部17と、内径寄りの第２内凸部18とを、備えている。
【0027】
そして、断面図に於て、第１内凸部15は山型であって、内周側に切り立った崖状の内周辺部15Ａを有し、また、第２内凸部18は（倒立山型であるが）、内周側に切り立った崖状の内周辺部18Ａを有する。そして、この内周辺部15Ａと、中間基部３の内周短辺31と、内周辺部18Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ10をもって連続している。この共通直線Ｌ10は、シール軸心Ｌs と平行である。
【0028】
また、第２外凸部17の外周辺部17Ａと、中間基部３の外周短辺32と、第１外凸部16の外周辺部16Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ20をもって連続している。
【0029】
さらに、第１内凸部15と第１外凸部16と第２外凸部17と第２内凸部18は、先端に円弧状頂部５を有している。
【0030】
そして、図８の断面図等から明らかなように４個の凸部15，16，17，18の底辺20の寸法は、相等しく設定する。しかも、この底辺20の寸法をＷ1 とすれば、次の数式８が成立する。
０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０.４５・Ｗ0（数式８）
０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０.４５・Ｗ0（数式８）
【0031】
さらに、上記第１内凸部15・第１外凸部16・第２内凸部18・第２外凸部17の先端の上記円弧状頂部５の横断面における曲率半径をＲ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、次の数式９が成立する。
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ11≦０．２５・Ｈ0 …（数式９）
０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ11≦０．２５・Ｈ0 …（数式９）
【0032】
また、上記第１内凸部15・第２内凸部18・第１外凸部16・第２外凸部17の先端の上記円弧状頂部５の横断面における内接円の中心点Ｏ1 と、各々近い方の上記共通直線Ｌ10，Ｌ20との距離をＸ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、次の数式10が成立する。
０≦Ｘ11≦０．２５・Ｈ0 …（数式10）
０≦Ｘ11≦０．２５・Ｈ0 …（数式10）
【0033】
また、上記第１内凸部15・第２内凸部18・第１外凸部16・第２外凸部17の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ11とすれば、次の数式11が成立する。
２５°≦θ11≦４５°…（数式11）
２５°≦θ11≦４５°…（数式11）
【0034】
次に、図１，図２にて説明した本発明の（第１の）実施例と、図13に示した従来例とを、各々、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間隔寸法Ｈp （セット高さＧ）を減少させていった場合、シール断面の重心廻りの回転弾性変形を起こした後、４点接触状態を経て、図４と図14に示す塑性変形領域に至り、大きな変形を起こしている。
【0035】
図４，図14では、自由状態下で高さ寸法が１．０ｍｍである金属シールＳ，60に関し、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間隔寸法Ｈp を０．７ｍｍまで減少した―――即ち、金属シールＳ，60のセット高さＧを０．７ｍｍとした―――最終締付圧縮状態（いわゆるセット状態）の変形状態、及び、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対する各接触面圧を示す。なお、図４，図14のシール断面形状及び接触面圧は、ＦＥＭ解析にて求めた結果を示す。また、後述する図11に示すように、シールの使用範囲Ｇｘは、ある程度の幅があっても良い。
【0036】
図４と図14を比較すれば、以下のことが分かる。但し、図14の４個の接触面圧を示す波形を、一点鎖線をもって、図４の上下各グラフ図中に、転記して、本発明の実施品と、従来例との、波形の相違を明らかとしている。
即ち、図４と図14から、以下のことが分かる。 (ｉ) 第１平面Ｐ1 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では、第１副凸部11の波形が大きく（高く）、第１主凸部１の波形が小さく（低く）出現している。 (ii) 第２平面Ｐ2 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では、第２副凸部12の波形が大きく（高く）、第２主凸部２の波形が小さく（低く）出現している。(iii) 従来例では、第１凸部66の波形が、角部68の波形に比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く面積が大きい。 (iv) 従来例では、第２凸部67の波形が、角部69の波形に比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (ｖ) 本発明実施品と従来品のいずれも、４個の波形の高さは、1000ＭＰａを越えた高い値（接触面圧）を示し、密封性能は十分発揮できる。
即ち、図４と図14から、以下のことが分かる。 (ｉ) 第１平面Ｐ1 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では、第１副凸部11の波形が大きく（高く）、第１主凸部１の波形が小さく（低く）出現している。 (ii) 第２平面Ｐ2 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では、第２副凸部12の波形が大きく（高く）、第２主凸部２の波形が小さく（低く）出現している。(iii) 従来例では、第１凸部66の波形が、角部68の波形に比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く面積が大きい。 (iv) 従来例では、第２凸部67の波形が、角部69の波形に比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (ｖ) 本発明実施品と従来品のいずれも、４個の波形の高さは、1000ＭＰａを越えた高い値（接触面圧）を示し、密封性能は十分発揮できる。
【0037】
次に、図６，図７にて説明した本発明の（第２の）実施例と、図13に示した従来例とを、各々、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間隔寸法Ｈｐ（セット高さＧ）を減少させていった場合、シール断面の回転弾性変形は、図６，図７の第２実施例では発生しないで、当初から４点接触のままにて、弾性変形を経て、図９に示す塑性変形領域に至り、大きく変形する。
【0038】
図９，図14では、自由状態下で高さ寸法が１．０ｍｍである金属シールＳ，60について、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間隔寸法Ｈp を０．７ｍｍまで減少した―――即ち、金属シールＳ，60のセット高さＧを０．７ｍｍとした―――最終締付圧縮状態の変形状態、及び、第１・第２平面Ｐ1 ,Ｐ2 に対する各接触面圧を示す。
【0039】
図９と図14を比較すれば、以下のことが分かる。但し、図14の４個の接触面圧を示す波形を、一点鎖線をもって、図９の上下の各グラフ図中に、転記して、本発明の第２実施品と、従来例との、波形の相違を明らかとしている。
即ち、図９と図14から、以下のことが明らかとなる。 (ｉ) 第１平面Ｐ1 に対する接触面圧力波形は、本発明実施品では、第１内凸部15と第１外凸部16は略相等しくなっている。 (ii) 第２平面Ｐ2 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では略相等しい。(iii) 従来例では、第１凸部66の波形が、角部68の波形と比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (iv) 従来例では、第２凸部67の波形が、角部69の波形よりも、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (ｖ) 従来例では、４個の波形の高さ及び面積が略等しい。 (vi) 本発明実施品と従来品のいずれも、４個の波形の高さが、1000ＭＰａを越えた高い値（接触面圧）を示し、密封性能は十分発揮できる。
即ち、図９と図14から、以下のことが明らかとなる。 (ｉ) 第１平面Ｐ1 に対する接触面圧力波形は、本発明実施品では、第１内凸部15と第１外凸部16は略相等しくなっている。 (ii) 第２平面Ｐ2 に対する接触面圧波形は、本発明実施品では略相等しい。(iii) 従来例では、第１凸部66の波形が、角部68の波形と比較すると、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (iv) 従来例では、第２凸部67の波形が、角部69の波形よりも、幅が広く、最大高さがやや低く、面積が大きい。 (ｖ) 従来例では、４個の波形の高さ及び面積が略等しい。 (vi) 本発明実施品と従来品のいずれも、４個の波形の高さが、1000ＭＰａを越えた高い値（接触面圧）を示し、密封性能は十分発揮できる。
【0040】
ところで、図11と図12は、横軸にセット高さＧ（ｍｍ）をとり、縦軸に圧縮荷重Ｆ（ｋＮ）をとったグラフ図である。圧縮荷重Ｆ（ｋＮ）は、平面Ｐ1 ，Ｐ2 の受ける金属シールＳ，60からの「反力」と言うこともできる。
この図11と、（その要部を拡大した）図12に示す如く、本発明と従来例とでは、著しい特性上の差異を示している。
この図11と、（その要部を拡大した）図12に示す如く、本発明と従来例とでは、著しい特性上の差異を示している。
【0041】
図11，図12について、以下、説明すれば、一点鎖線のグラフ線は、図13と図14に示す従来例の特性を示す。点Ｐ31は、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 に対して、第１凸部66と第２凸部67が軽く接触した圧縮開始点を示す。
Ｐ32は、４点接触開始点を示す。即ち、上記圧縮開始点Ｐ31から、第１凸部66と第２凸部67に対して第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 から押圧力を受けて、（図示省略したが）角部68，69が、第１平面Ｐ1 ・第２平面Ｐ2 に初めて接触した状態を示す。
Ｐ32は、４点接触開始点を示す。即ち、上記圧縮開始点Ｐ31から、第１凸部66と第２凸部67に対して第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 から押圧力を受けて、（図示省略したが）角部68，69が、第１平面Ｐ1 ・第２平面Ｐ2 に初めて接触した状態を示す。
【0042】
図12でも明らかなように、従来例の金属シール60では、点Ｐ31から点Ｐ32に至る弾性回転領域に於て、大きな圧縮荷重（反力）Ｆ60を発生している（図12では、Ｆ60＝２．０ｋＮを示している。）
ΔＧ60は、上記点Ｐ31から点Ｐ32に至るまでに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 の間隔寸法Ｈp を減少させるための移動量であり、かなり大きいことが分かる。さらに、その移動量ΔＧ60中に、回転弾性変形のために大きな反力ΔＦ60を必要としている。
ΔＧ60は、上記点Ｐ31から点Ｐ32に至るまでに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 の間隔寸法Ｈp を減少させるための移動量であり、かなり大きいことが分かる。さらに、その移動量ΔＧ60中に、回転弾性変形のために大きな反力ΔＦ60を必要としている。
【0043】
セット高さＧ（間隙寸法Ｈp ）が点Ｐ32の４点接触開始点から、図14に示した最終締付圧縮状態（最終セット状態）の点Ｐ33までは、急激な反力Ｆの増加が見られる（図11参照）。
即ち、図11に一点鎖線で示した従来例のグラフ線は、点Ｐ32から点Ｐ33まで、急な勾配をもって、反力（圧縮荷重）Ｆが増加する。
即ち、図11に一点鎖線で示した従来例のグラフ線は、点Ｐ32から点Ｐ33まで、急な勾配をもって、反力（圧縮荷重）Ｆが増加する。
【0044】
これに対して、図11と図12に於て、破線で示した本発明の実施例１では、以下の通りである。即ち、点Ｐ36は、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 に対して、第１主凸部１と第２主凸部２（図２参照）が軽く接触した圧縮開始点を示す。
点Ｐ37は、４点接触開始点を示す。つまり、図２から僅かに弾性回転変形して、円弧状頂部６，６が平面Ｐ1 ，Ｐ2 に軽く接触した状態である。
点Ｐ37は、４点接触開始点を示す。つまり、図２から僅かに弾性回転変形して、円弧状頂部６，６が平面Ｐ1 ，Ｐ2 に軽く接触した状態である。
【0045】
ΔＧａは、上記点Ｐ36から点Ｐ37に至るまでに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 の間隔寸法Ｈp を減少させるための移動量であり、従来例の対応する前記移動量ΔＧ60よりも十分小さいことが分かる。さらに、実施例１の移動量ΔＧａ中に、回転弾性変形のために、必要な反力（圧縮荷重）ΔＦａは、従来例の前記反力（圧縮荷重）ΔＦ60よりも著しく小さい。なお、図12に於て、ΔＦｇは、両者の反力差を示す。
即ち、本発明の実施例１に於ては、点Ｐ36から点Ｐ37に至るまでのセット高さ移動量ΔＧａ、及び、そのために要する圧縮荷重（反力）ΔＦａが、従来例よりも、著しく小さいが故に、第１主凸部１・第２主凸部２が第１平面Ｐ1 ・第２平面Ｐ2 に対して擦れ傷を発生させる虞れが、従来例よりも、著しく低減できる利点がある。
即ち、本発明の実施例１に於ては、点Ｐ36から点Ｐ37に至るまでのセット高さ移動量ΔＧａ、及び、そのために要する圧縮荷重（反力）ΔＦａが、従来例よりも、著しく小さいが故に、第１主凸部１・第２主凸部２が第１平面Ｐ1 ・第２平面Ｐ2 に対して擦れ傷を発生させる虞れが、従来例よりも、著しく低減できる利点がある。
【0046】
さらに、図11（図12）について説明すれば、実施例１の破線グラフ線に於て、４点接触開始点Ｐ37から、図４に示した最終締付圧縮状態（最終セット状態）の点Ｐ38までは、従来例の一点鎖線に比べて、極めて緩やかに反力Ｆが増加する。
即ち、破線で示した本発明の実施例１のグラフ線は、点Ｐ37から点Ｐ38まで、緩やかな勾配をもって、反力Ｆがゆるりと増加する。
即ち、破線で示した本発明の実施例１のグラフ線は、点Ｐ37から点Ｐ38まで、緩やかな勾配をもって、反力Ｆがゆるりと増加する。
【0047】
従って、本発明の実施例によれば、シール性を発現した４点接触開始点Ｐ37から以降の圧縮に対し、反力（締付力）Ｆの増加が緩やかであるため（増加の割合が少ないため）、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 ───つまり、フランジ面等───に傷が付くことを防止できる。さらには、締付けに要するボルトへの負担も低減でき、これに伴って、ボルトの径を小さくしたり、ボルトの本数を削減できて、装置の小型化とコストダウンを図り得る。さらに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 間の間隔寸法Ｈp が加工寸法誤差や温度・圧力等の使用条件等によってばらつきを生じることも実際の装置（機器）ではよくあり得る。しかしながら、図11に示した破線のグラフ線では、セット高さＧが所定値よりも大小変化したとしても、反力Ｆがほとんど増減しないことを示し、密封性能等は安定して良好に維持できる。
【0048】
次に、図６～図９に示す本発明の実施例２について、図11と図12に於て実線（のグラフ線）をもって、セット高さＧ（ｍｍ）に対する圧縮荷重（反力）Ｆの変化等を以下説明する。
図11と、その要部を拡大して示した図12に於て、一点鎖線のグラフ線は、従来例（図13，図14参照）として、既に説明した通りである。
図11と、その要部を拡大して示した図12に於て、一点鎖線のグラフ線は、従来例（図13，図14参照）として、既に説明した通りである。
【0049】
これに対し、本発明の実施例２の金属シールＳは、弾性回転変形することなく、図７から図９に示したように圧縮変形する。従って、図11と図12に於て、実施例１及び従来例における高さの変化（移動量）ΔＧａ，ΔＧ60が、存在しない（出現しない）。
点Ｐ40は、従って、４点接触開始点兼圧縮開始点と呼ぶことができる。
その後は、図11に示すように、実施例１と略同一の緩やかな勾配を描きつつ最終セット状態の点Ｐ41に至る。実施例２のこの点Ｐ41と、実施例１の点Ｐ38とは、略一致する（反力Ｆが略同じ値となる）。
点Ｐ40は、従って、４点接触開始点兼圧縮開始点と呼ぶことができる。
その後は、図11に示すように、実施例１と略同一の緩やかな勾配を描きつつ最終セット状態の点Ｐ41に至る。実施例２のこの点Ｐ41と、実施例１の点Ｐ38とは、略一致する（反力Ｆが略同じ値となる）。
【0050】
図11と図12で明らかなように、従来例における大きな反力ΔＦ60、及び、大きなセット高さ移動量ΔＧ60を示す、圧縮開始点Ｐ31から４点接触開始点Ｐ32までの「作動」が、本発明の実施例２では、全く省略される。故に、実施例２では、第１平面Ｐ1 ・第２平面Ｐ2 に対して、擦れ傷を発生せずに済む。従って、密封性能は安定して優れている。
しかも、本発明の実施例２では、図11に於て、４点接触開始兼圧縮開始点Ｐ40から最終セット状態の点Ｐ41に至る実線グラフ線は、従来例の一点鎖線に比較して、極めて緩やかに反力Ｆが増加していることを示している。
しかも、本発明の実施例２では、図11に於て、４点接触開始兼圧縮開始点Ｐ40から最終セット状態の点Ｐ41に至る実線グラフ線は、従来例の一点鎖線に比較して、極めて緩やかに反力Ｆが増加していることを示している。
【0051】
従って、本発明の実施例２によれば、シール性を発現した点Ｐ40から以降の圧縮に対し、反力（締付力）Ｆの増加が緩やかであるため（増加の割合が少ないため）、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 ───つまり、フランジ面等───に傷が付くことを防止できる。さらには、締付けに要するボルトへの負担も低減でき、これに伴って、ボルトの径を小さくしたり、ボルトの本数を削減できて、装置の小型化とコストダウンを図り得る。さらに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 間の間隔寸法Ｈp が加工寸法誤差や温度・圧力等の使用条件等によってばらつきを生じることも実際の装置（機器）ではよくあり得る。しかしながら、図11に示した実線のグラフ線では、セット高さＧが所定値よりも大小変化したとしても、反力Ｆがほとんど増減しないことを示し、密封性能等は安定して良好に維持できる。
【0052】
ところで、前述の数式２，数式３，数式９に示したように、実施例１（図１，図２）の曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 、及び、実施例２（図６，図７）の曲率半径Ｒ11には、望ましい上限と下限が存在している。図10は、実施例２における曲率半径Ｒ11を変化させた場合に、セット高さＧに対して、反力Ｆが如何に変化するかを、（ＦＥＭ解析によって）求めたグラフ図である。なお、Ｈ0 は金属シールＳの高さを示す。
実施例１（図１，図２）における、前述の数式２，数式３をもって示された曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 の上限・下限とした場合の圧縮荷重（反力）の変化に関しても、図10に示した実施例２のグラフ線が参考となる。
即ち、図10について説明すれば、Ｒ11／Ｈ0 ＝０．１２５の場合が、図11の実線（実施例２）及び破線（実施例１）に、概略一致していることが分かる。
実施例１（図１，図２）における、前述の数式２，数式３をもって示された曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 の上限・下限とした場合の圧縮荷重（反力）の変化に関しても、図10に示した実施例２のグラフ線が参考となる。
即ち、図10について説明すれば、Ｒ11／Ｈ0 ＝０．１２５の場合が、図11の実線（実施例２）及び破線（実施例１）に、概略一致していることが分かる。
【0053】
そして、Ｒ11／Ｈ0 ＝０．０５の場合には、勾配が緩やかとなっている。また、Ｒ11／Ｈ0 ＝０．２５の場合は、勾配が急に変化している。しかしながら、いずれのグラフ線も、実用上密封性についても、フランジ面への接触圧力についても、適切な範囲内にある。
【0054】
本発明は、以上詳述したように、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部３と、上記第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの第１主凸部１と、外径寄りの第１副凸部11と、上記第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの第２主凸部２と、内径寄りの第２副凸部12とを、備え、上記第１主凸部１の内周辺部１Ａと、上記中間基部３の内周短辺31と、上記第２副凸部12の内周辺部12Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ10をもって連続し、上記第２主凸部２の外周辺部２Ａと、上記中間基部３の外周短辺32と、上記第１副凸部11の外周辺部11Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ20をもって連続し、さらに、上記第１主凸部１と第１副凸部11と第２主凸部２と第２副凸部12は、先端に円弧状頂部５，６を有する構成であるので、内周面及び外周面は、凸凹の無い円周面となっているので、容易に工作機械にてチャッキング可能であり、輪切り素材から切削又は研削によって、迅速かつ容易に加工を行うことができる。しかも、セット高さＧに対して反力Ｆの増加が、緩やかであり、これによって、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 によって形成されるセット高さＧに差が生じても、反力Ｆは略同じ値に維持され、優れた密封性を維持できる。また、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対して過大な面圧力を与えずに済み、フランジ面等の傷付きを防止できる。さらに、締付けに要するボルトへの負担も低減でき、ボルトの径を小さくしたり、ボルトの本数を削減できて、装置の小型化とコストダウンを図り得る。
【0055】
また、上記第１主凸部１・第２主凸部２の各底辺１Ｂ，２Ｂの寸法をＷ1 とすると共に、上記中間基部３の長辺３Ａの寸法をＷ0 とすれば、０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 の関係が成立するので、図11に示すように、セットの高さＧに対する接触面圧（反力）Ｆの勾配を緩やかとすることが可能となって、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 の相互接近による荷重増加を低減できる。
【0056】
また、上記第１主凸部１・第２主凸部２の先端の上記円弧状頂部５の横断面における曲率半径をＲ1 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ1 ≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立するので、緩やかな勾配となり、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の相互接近による荷重増加を低減できる。これによって平面Ｐ1 ，Ｐ2 への傷付きを防止し、高い密封性能を発揮できる。
【0057】
また、上記第１副凸部11・第２副凸部12の先端の上記円弧状頂部６の横断面における曲率半径をＲ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ2 ≦０．１２５・Ｈ0 の関係が成立するので、緩やかな勾配となり、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の相互接近による荷重増加を低減し、十分な密封性能を発揮しつつ、平面Ｐ1 ，Ｐ2 への傷付きを防止できる。
【0058】
また、上記第１主凸部１・第２主凸部２の先端の上記円弧状頂部５の横断面における内接円の中心点Ｏ1 と、各々近い方の上記共通直線Ｌ10，Ｌ20との距離をＸ1 ，Ｘ2 とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０≦Ｘ1 ≦０．２５・Ｈ0 及び０≦Ｘ2 ≦０．１２５・Ｈ0 の関係が成立するので、図２の状態から、４点接触を経て、図４に示す最終セット状態にまで、第１主凸部１・第２主凸部２の円弧状頂部５が平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対して円滑に回転する（図５の矢印Ｍ1 参照）。
【0059】
また、上記第１主凸部１・第２主凸部２の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ1 とすると共に、上記第１副凸部11・第２副凸部12の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ2 とすれば、２５°≦θ1 ≦４５°及び２５°≦θ2 ≦４５°の関係が成立するので、第１主凸部１と第２主凸部２の弾発力及び剛性が適切に設定できて、図11に於て、破線にて示した緩やかな勾配特性が得られる。
【0060】
また、相互に平行な第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の間に介装される全体が環状であって、横断面形状が長方形の中間基部３と、上記第１平面Ｐ1 に当接する内径寄りの第１内凸部15と、外径寄りの第１外凸部16と、上記第２平面Ｐ2 に当接する外径寄りの第２外凸部17と、内径寄りの第２内凸部18とを、備え、上記第１内凸部15の内周辺部15Ａと、上記中間基部３の内周短辺31と、上記第２内凸部18の内周辺部18Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ10をもって連続し、上記第２外凸部17の外周辺部17Ａと、上記中間基部３の外周短辺32と、上記第１外凸部16の外周辺部16Ａとは、横断面において一本の共通直線Ｌ20をもって連続し、さらに、上記第１内凸部15と第１外凸部16と第２外凸部17と第２内凸部18は、先端に円弧状頂部５を有すると共に同一高さとした構成であるので、（弾性回転変形せずに）直ちに圧縮変形を開始する（図11と図12の点Ｐ40参照）こととなる。従って、図12にて既に述べたように、従来例の大きなセット高さ移動量ΔＧ60、及び、大きな反力Ｆ60に伴って、フランジ等の平面Ｐ1 ，Ｐ2 に発生していた擦れ傷を、完全に防止できる。しかも、図11に示したように、図13の従来例に比べて、セット高さＧに対する反力Ｆを示すグラフ線（実線）は、約半分の勾配をもって、緩やかであるので、第１・第２平面Ｐ1 ，Ｐ2 ───つまり、フランジ面等───に傷が付くことを防止できる。さらには、締付けに要するボルトへの負担も低減でき、これに伴って、ボルトの径を小さくしたり、ボルトの本数を削減できて、装置の小型化とコストダウンを図り得る。さらに、２平面Ｐ1 ，Ｐ2 間の間隔寸法Ｈp が加工寸法誤差や温度・圧力等の使用条件等によってばらつきを生じることも実際の装置（機器）ではよくあり得る。しかしながら、図11に示した実線のグラフ線では、セット高さＧが所定値よりも大小変化したとしても、反力Ｆがほとんど増減しないことを示し、密封性能等は安定して良好に維持できる。
さらに、（図７にて明らかなように）内径と外径が直線Ｌ10，Ｌ20であるため、工作機械にてチャッキング可能であり、輪切りしたリング状素材から、切削又は研削によって、迅速かつ容易に加工を行うことができる利点もある。
さらに、（図７にて明らかなように）内径と外径が直線Ｌ10，Ｌ20であるため、工作機械にてチャッキング可能であり、輪切りしたリング状素材から、切削又は研削によって、迅速かつ容易に加工を行うことができる利点もある。
【0061】
また、上記第１内凸部15・第１外凸部16・第２外凸部17・第２内凸部18の全ての各底辺20の寸法をＷ1 とすると共に、上記中間基部３の長辺３Ａの寸法をＷ0 とすれば、０．２０・Ｗ0 ≦Ｗ1 ≦０．４５・Ｗ0 の関係が成立するので、図11に示す如く、セット高さＧに対する反力Ｆの勾配を緩やかにできて、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の相互接近による荷重増加を低減できる。
【0062】
また、上記第１内凸部15・第１外凸部16・第２内凸部18・第２外凸部17の先端の上記円弧状頂部５の横断面における曲率半径をＲ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０．０５・Ｈ0 ≦Ｒ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立するので、図10に示すような緩やかな勾配となり、第１平面Ｐ1 と第２平面Ｐ2 の相互接近による荷重増加を低減し、十分な密封性能を発揮し、かつ、平面Ｐ1 ，Ｐ2 への傷付きを防止できる。
【0063】
また、上記第１内凸部15・第２内凸部18・第１外凸部16・第２外凸部17の先端の上記円弧状頂部５の横断面における内接円の中心点Ｏ1 と、各々近い方の上記共通直線Ｌ10，Ｌ20との距離をＸ11とすると共に、金属シール全体の高さ寸法をＨ0 とすれば、０≦Ｘ11≦０．２５・Ｈ0 の関係が成立するので、初めて２平面Ｐ1 ，Ｐ2 に接触して（図11，図12の点Ｐ40参照）、その後、図９に示す最終セット状態に至るまで、円弧状頂部５が平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対してラジアル内方向とラジアル外方向に開脚状にスムーズに変形できる。
【0064】
また、上記第１内凸部15・第２内凸部18・第１外凸部16・第２外凸部17の外周側・内周側の稜線の成す角度をθ11とすれば、２５°≦θ11≦４５°の関係が成立するので、４個の凸部15，16，17，18の各々の（平面Ｐ1 ，Ｐ2 に対する）弾発力及び剛性が適切に設定できて、図11に於て、実線にて示した緩やかな勾配特性が得られる。
【符号の説明】
【0065】
１ 第１主凸部
１Ａ 内周辺部
１Ｂ 底辺
２ 第２主凸部
２Ａ 外周辺部
２Ｂ 底辺
３ 中間基部
３Ａ 長辺
５ 円弧状頂部
６ 円弧状頂部
11 第１副凸部
11Ａ 外周辺部
12 第２副凸部
12Ａ 内周辺部
15 第１内凸部
15Ａ 内周辺部
16 第１外凸部
16Ａ 外周辺部
17 第２外凸部
17Ａ 外周辺部
18 第２内凸部
18Ａ 内周辺部
20 底辺
31 内周短辺
32 外周短辺
Ｈ0 高さ寸法
Ｌ10 共通直線
Ｌ20 共通直線
Ｐ1 第１平面
Ｐ2 第２平面
Ｒ1 曲率半径
Ｒ2 曲率半径
Ｒ11 曲率半径
Ｗ0 長辺の寸法
Ｗ1 底辺の寸法
Ｘ1 距離
Ｘ2 距離
Ｘ11 距離
θ1 角度
θ2 角度
θ11 角度
１Ａ 内周辺部
１Ｂ 底辺
２ 第２主凸部
２Ａ 外周辺部
２Ｂ 底辺
３ 中間基部
３Ａ 長辺
５ 円弧状頂部
６ 円弧状頂部
11 第１副凸部
11Ａ 外周辺部
12 第２副凸部
12Ａ 内周辺部
15 第１内凸部
15Ａ 内周辺部
16 第１外凸部
16Ａ 外周辺部
17 第２外凸部
17Ａ 外周辺部
18 第２内凸部
18Ａ 内周辺部
20 底辺
31 内周短辺
32 外周短辺
Ｈ0 高さ寸法
Ｌ10 共通直線
Ｌ20 共通直線
Ｐ1 第１平面
Ｐ2 第２平面
Ｒ1 曲率半径
Ｒ2 曲率半径
Ｒ11 曲率半径
Ｗ0 長辺の寸法
Ｗ1 底辺の寸法
Ｘ1 距離
Ｘ2 距離
Ｘ11 距離
θ1 角度
θ2 角度
θ11 角度
【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】