特許 7358568 シール部材および接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-29

(45)【発行日】2023-10-10

(54)【発明の名称】シール部材および接続構造

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/08 20060101AFI20231002BHJP

   F16J 15/06 20060101ALI20231002BHJP

【ＦＩ】

F16J15/08 A

F16J15/06 N

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022101094

(22)【出願日】2022-06-23

【審査請求日】2022-06-23

(73)【特許権者】

【識別番号】391001169

【氏名又は名称】櫻護謨株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千葉 健二

【審査官】山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４７－０１０３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０１２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０２４８８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／０８

Ｆ１６Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材料によって形成されたシール部材であって、
軸を中心とする環状の本体部と、
弾性的に変形可能に形成され、前記軸に沿う方向に並び、前記本体部と接続されるとともに前記本体部から前記軸に向けて延びる環状の一対のダイヤフラム部と、
前記一対のダイヤフラム部の間の溝と、を有し、
前記一対のダイヤフラム部は、前記溝と反対側に位置する一対の第１面を有し、
前記本体部は、前記軸に向けて互いに離れるように傾斜するとともに、前記一対の第１面と接続された一対の第２面を有し、
前記一対のダイヤフラム部は、前記本体部と接続された根元部と、前記根元部と反対側の先端部と、をそれぞれ有し、
前記一対のダイヤフラム部の前記先端部同士の間隔は、前記一対のダイヤフラム部の前記根元部同士の間隔よりも大きく、
前記軸と前記一対の第１面の一方とがなす角度は、前記軸と前記一対の第２面の一方とがなす角度よりも小さい、
シール部材。

【請求項2】

請求項１に記載のシール部材と、
前記シール部材が収容される収容部を有する第１継手と、
前記第１継手と接続される第２継手と、を備え、
前記収容部は、前記一対の第１面の一方および前記一対の第２面の一方と接触し、前記軸に対して傾斜する第３面を有し、
前記第２継手は、前記一対の第１面の他方および前記一対の第２面の他方と接触し、前記軸に対して傾斜する第４面を有し、
前記収容部に前記シール部材が収容されるとともに前記第１継手と前記第２継手とが接続された状態において、前記一対のダイヤフラム部の一方は、前記第３面と弾性的に接触し、前記一対のダイヤフラム部の他方は、前記第４面と弾性的に接触する、
接続構造。

【請求項3】

前記第１継手と前記第２継手とが接続された状態において、前記第３面および前記第４面は、前記軸に向けて互いに離れるように傾斜している、
請求項２に記載の接続構造。

【請求項4】

前記第２継手は、前記第４面が形成されるとともに、前記第１継手に向けて突出する凸部をさらに有し、
前記第１継手は、前記第１継手と前記第２継手とが接続された状態において、前記凸部が位置する凹部をさらに有する、
請求項２に記載の接続構造。

【請求項5】

前記第１継手と前記第２継手とを接続する、クランプ型の接続具をさらに備える、
請求項２に記載の接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール部材および接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

航空、宇宙機器の燃料系統などで用いられる配管、一般工業配管などの各種の配管系統において、配管同士の接続には、様々な継手および接続構造が利用されている。各々の配管の端部に設けられた継手同士を接続する際には、配管内を流れる流体の漏洩を防止することを目的として、Ｏリング、ガスケットなどのシール部材が設けられる場合がある。シール部材を形成する材料は、適宜選択される。従来、金属材料で形成されたシール部材に関して、様々な提案がなされている。

【0003】

例えば、特許文献１には、メタルガスケットの外周面にＶ字状の円周溝を有し、当該円周溝の深さＡと当該メタルガスケットの断面における水平方向の長さＢとの比（円周溝の深さＡ／水平方向の長さＢ）の値が０．１～０．９５であり、Ｖ字状の円周溝の切込み角度が３０～１２０°であることを特徴とするメタルガスケットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－２７５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示されたメタルガスケットを踏まえても、金属材料で形成されたシール部材には種々の問題がある。例えば、シール部材には、振動が作用する環境など様々な環境において、配管内を流れる流体の漏洩を防止するためのシール性が要求される。そこで、本発明は、優れたシール性を有するシール部材および接続構造を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係るシール部材は、金属材料によって形成されたシール部材であって、軸を中心とする環状の本体部と、弾性的に変形可能に形成され、前記軸に沿う方向に並び、前記本体部と接続されるとともに前記本体部から前記軸に向けて延びる環状の一対のダイヤフラム部と、前記一対のダイヤフラム部の間の溝と、を有する。

【0007】

前記一対のダイヤフラム部は、前記本体部と接続された根元部と、前記根元部と反対側の先端部と、をそれぞれ有し、前記一対のダイヤフラム部の前記先端部同士の間隔は、前記一対のダイヤフラム部の前記根元部同士の間隔よりも大きくてもよい。

【0008】

前記一対のダイヤフラム部は、前記溝と反対側に位置する第１面をさらに有し、前記本体部は、前記第１面と接続された第２面をさらに有し、前記軸と前記第１面とがなす角度は、前記軸と前記第２面とがなす角度と異なってもよい。

【0009】

一実施形態に係る接続構造は、前記シール部材と、前記シール部材が収容される収容部を有する第１継手と、前記第１継手と接続される第２継手と、を備え、前記収容部は、前記一対のダイヤフラム部の一方と接触する第３面を有し、前記第２継手は、前記一対のダイヤフラム部の他方と接触する第４面を有し、前記収容部に前記シール部材が収容されるとともに前記第１継手と前記第２継手とが接続された状態において、前記一対のダイヤフラム部の前記一方は、前記第３面と弾性的に接触し、前記一対のダイヤフラム部の前記他方は、前記第４面と弾性的に接触する。

【0010】

前記第２継手は、前記第４面が形成されるとともに、前記第１継手に向けて突出する凸部をさらに有し、前記第１継手は、前記第１継手と前記第２継手とが接続された状態において、前記凸部が位置する凹部をさらに有してもよい。前記第１継手と前記第２継手とを接続する、クランプ型の接続具をさらに備えてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、優れたシール性を有するシール部材および接続構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、一実施形態に係る接続構造を示す概略的な平面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る接続構造を示す概略的な側面図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る接続構造を示す概略的な分解図である。

【図4】図４は、図３に示された継手を示す概略的な部分断面図である。

【図5】図５は、図３に示された継手を示す概略的な部分断面図である。

【図6】図６は、図３に示されたシール部材を示す概略的な正面図である。

【図7】図７は、図３に示されたＶＩＩ部を示す概略的な拡大断面図である。

【図8】図８は、継手と継手とが接続された状態を説明するための図である。

【図9】図９は、接続構造の変形例を示す概略的な側面図である。

【図10】図１０は、接続構造の変形例を示す概略的な分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、シール部材および接続構造の一実施形態について説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0014】

各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

【0015】

本実施形態においては、主に航空、宇宙機器の燃料系統、および一般工業配管などの各種の配管系統での使用が想定されるシール部材および接続構造を例示する。ただし、シール部材およびや接続構造は、その他の種々の配管系統にも適用することができる。

【0016】

シール部材および接続構造が適用可能な配管の口径は、例えば、口径が約２インチ～約４インチ（約５０ｍｍ～約１００ｍｍ）である。ただし、当該範囲以外の口径を有する配管においても適用することができる。シール部材および接続構造は、液体、気体などの様々な流体が送液される配管に適用可能である。

【0017】

図１は、本実施形態に係る接続構造１００を示す概略的な平面図である。図２は、本実施形態に係る接続構造１００を示す概略的な側面図である。図１に示すように、接続構造１００は、継手１０と、継手２０と、継手１０と継手２０とを接続する接続具３０と、を備えている。本実施形態においては、継手１０が第１継手に相当し、継手２０が第２継手に相当する。図１は、継手１０と継手２０とが接続具３０によって接続された状態を示している。

【0018】

継手１０および継手２０は、金属材料によって形成されている。金属材料は、例えばチタン合金、ステンレス鋼、ニッケル基合金などである。接続具３０は、継手１０および継手２０の外周面に設けられている。接続具３０は、例えば、クランプ型の接続具３０である。

【0019】

接続具３０は、第１クランプ片３１と、第２クランプ片３２と、を備えている。第１クランプ片３１と第２クランプ片３２とは、２つの締結部材Ｆによって固定されている。締結部材Ｆは、例えば、ボルトおよびナットで構成されている。図１および図２に示す例において、接続具３０は、２つのクランプ片を有するが、３つ以上のクランプ片を有してもよい。

【0020】

図３は、本実施形態に係る接続構造１００を示す概略的な分解図である。図３のおいては、各要素の一部を断面にて示している。また、図３においては、接続具３０を省略して示している。以下、図３に示すように、軸ＣＸに沿う、軸ＣＸと平行な方向を軸方向Ｄｘと定義し、軸ＣＸを中心として軸ＣＸから離れる方向を径方向Ｄｒと定義し、軸ＣＸを中心とした周方向Ｄθを定義する。

【0021】

継手１０は、軸ＣＸを中心とした筒状に形成されている。継手１０は、端部１０ａと、端部１０ａと反対側の端部１０ｂと、外周面１１と、流路１０Ｆを形成する内周面と、を有している。内周面は、端部１０ｂ側の内周面１２Ａと、内周面１２Ａよりも大きな径を有する内周面１２Ｂと、を有している。継手１０は、端部１０ａ側に位置する端面１３をさらに有している。

【0022】

継手１０は、外周面１１の端部１０ａ側に他の部分よりも径方向Ｄｒに突出した環状の爪部１１ａを有している。外周面１１は、端部１０ｂ側から端部１０ａ側に向けて径が大きくなっている部分を含んでいる。端部１０ｂには、例えば配管類が種々の形式で接続される。外周面１１の端部１０ｂ側は、例えば、接続される配管の大きさに応じて他の部分よりも径が小さく形成される。

【0023】

継手２０は、軸ＣＸを中心とした筒状に形成されている。継手２０は、端部２０ａと、端部２０ａと反対側の端部２０ｂと、外周面２１と、流路２０Ｆを形成する内周面と、を有している。内周面は、端部２０ｂ側の内周面２２Ａと、内周面２２Ａよりも大きな径を有する内周面２２Ｂと、を有している。継手２０は、端部２０ａ側に位置する端面２３をさらに有している。

【0024】

継手２０は、外周面２１の端部２０ａ側に他の部分よりも径方向Ｄｒに突出した環状の爪部２１ａを有している。接続構造１００は、継手１０の爪部１１ａと継手２０の爪部２１ａとを第１クランプ片３１および第２クランプ片３２（図１および図２に示す）によって挟むとともに、締結部材Ｆ（図１および図２に示す）の各々を締め付けている。これにより、継手１０および継手２０は、軸方向Ｄｘにおいて、互いに近づく方向に移動し、継手１０と継手２０とが接続される。

【0025】

外周面２１は、端部２０ｂ側から端部２０ａ側に向けて径が大きくなっている部分を含んでいる。端部２０ｂには、例えば配管類が種々の形式で接続される。外周面２１の端部２０ｂ側は、例えば、接続される配管の大きさに応じて他の部分よりも径が小さく形成される。

【0026】

継手１０および継手２０と接続される配管は、例えば、直管や、曲管、伸縮管、フレキシブルホースなどである。接続される配管は、継手１０および継手２０を形成する金属材料と同じ金属材料でもよいし、異なる金属材料でもよい。

【0027】

接続構造１００は、継手１０と継手２０との間に設けられたシール部材４０をさらに備えている。継手１０、シール部材４０、および継手２０は、この順で軸方向Ｄｘに沿って並んでいる。この状態において、端面１３は、端面２３と対向している。

【0028】

続いて、継手１０の詳細な構造について、説明する。
図４は、図３に示された継手１０を示す概略的な部分断面図である。継手１０は、収容部１４と、凹部１５と、を有している。凹部１５および収容部１４は、軸方向Ｄｘにおいて、端部１０ａ側からこの順で並んでいる。

【0029】

収容部１４には、シール部材４０（図３に示す）が収容される。収容部１４は、軸方向Ｄｘに見て、軸ＣＸを中心とする円状に形成されている。収容部１４は、内周面１６と、接触面１７（第３面）と、を有している。内周面１６は、軸方向Ｄｘに一様な径を有している。内周面１６の径は、内周面１２Ｂの径よりも大きい。

【0030】

接触面１７は、シール部材４０と接触する面である。接触面１７は、内周面１２Ｂと内周面１６とに接続されている。接触面１７は、環状に形成され、軸ＣＸに対して傾斜する、平坦な面である。図４に示す例において、接触面１７は、径方向Ｄｒにおいて、一定の割合で傾斜している。

【0031】

凹部１５には、継手１０と継手２０とが接続された状態において、凸部２５（図５に示す）が位置する。凹部１５は、端面１３よりも端部１０ｂ側に向けて窪んでいる。凹部１５は、軸方向Ｄｘに見て、収容部１４と同心円状に形成されている。凹部１５は、内周面１８と、接続面１９と、有している。

【0032】

内周面１８は、軸方向Ｄｘに一様な径を有している。内周面１８の径は、内周面１６の径よりも大きい。接続面１９は、内周面１６と内周面１８とに接続されている。例えば、接続面１９は、環状に形成され、軸ＣＸに対して直交している。

【0033】

続いて、継手２０の詳細な構造について、説明する。
図５は、図３に示された継手２０を示す概略的な部分断面図である。継手２０は、凸部２５を有している。凸部２５は、継手１０と継手２０とが接続された状態において、凹部１５に位置する。凸部２５は、継手１０に向けて、端面２３よりも突出している。

【0034】

凸部２５は、軸方向Ｄｘに見て、軸ＣＸを中心とする円状に形成されている。凸部２５は、外周面２６と、接続面２７と、接触面２８（第４面）と、を有している。外周面２６は、軸方向Ｄｘに一様な径を有している。外周面２６の径は、内周面１８の径よりも小さい。

【0035】

接続面２７は、継手１０と継手２０とが接続された状態において、接続面１９と対向する。例えば、凸部２５の軸方向Ｄｘの長さＬ２（図５に示す）は、凹部１５の軸方向Ｄｘの長さＬ１（図４に示す）よりも大きいため、継手１０と継手２０とが接続されると、接続面２７は、接続面１９と接触する。他の観点からは、継手１０と継手２０とが接続された状態において、端面１３は、端面２３と接触しない。

【0036】

接触面２８は、シール部材４０と接触する面である。接触面２８は、内周面２２Ｂと接続面２７とに接続されている。接触面２８は、環状に形成され、軸ＣＸに対して傾斜する、平坦な面である。図４に示す例において、接触面２８は、径方向Ｄｒにおいて、一定の割合で傾斜している。

【0037】

続いて、シール部材４０について、説明する。
図６は、図３に示されたシール部材４０を示す概略的な正面図である。図７は、図３に示されたＶＩＩ部を示す概略的な拡大断面図である。シール部材４０は、本体部５０と、本体部５０と接続された一対のダイヤフラム部６１，７１と、一対のダイヤフラム部６１，７１の間の溝８０と、を有している。

【0038】

本実施形態においては、ダイヤフラム部６１は、一対のダイヤフラム部６１，７１の一方に相当し、ダイヤフラム部７１は、一対のダイヤフラム部６１，７１の他方に相当する。ダイヤフラム部６１，７１は、例えばシール部、突出部、皿ばね部、リップ部、弾性部などと呼ばれる場合がある。

【0039】

シール部材４０は、金属材料によって形成されている。シール部材４０を形成する金属材料は、例えば、１２５０００ｐｓｉ（８６１ＭＰａ）以上の降伏応力または耐力を有している。一例として、金属材料は、析出硬化型合金であって、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル基合金などである。

【0040】

本体部５０と一対のダイヤフラム部６１，７１とは、例えば、切削加工などの機械加工によって、一体的に形成されている。シール部材４０は、３Ｄプリンタなどを用いた３次元造形により製作されてもよいし、３次元造形および機械加工によって製作されてもよい。

【0041】

本体部５０は、軸ＣＸを中心とする環状に形成されている。図７に示すように、本体部５０は、外周面５１と、外周面５１と接続された一対の面５２，５３と、を有している。一対の面５２，５３は、それぞれ第２面に相当する。外周面５１は、軸方向Ｄｘに一様な径を有している。外周面５１の径は、内周面１２Ｂの径よりも大きく、内周面１６の径よりも小さい。そのため、収容部１４には、シール部材４０を収容することができる。

【0042】

一対の面５２，５３は、軸ＣＸに向けて、互いに離れるように傾斜している平坦な面である。そのため、本体部５０の厚さは、軸ＣＸに向けて、一定の割合で増加している。軸方向Ｄｘおよび径方向Ｄｒと直交する方向に見て、軸ＣＸと面５２とがなす角度は、軸ＣＸと面５３とがなす角度と実質的に等しい。

【0043】

ダイヤフラム部６１，７１は、環状に形成されている。図６に示すように、ダイヤフラム部６１，７１は、軸方向Ｄｘに見て、本体部５０と同心円状に形成されている。図７に示すように、ダイヤフラム部６１，７１は、軸方向Ｄｘに並び、本体部５０から軸ＣＸに向けて延びている。

【0044】

ダイヤフラム部６１，７１は、本体部５０と接続された根元部６２，７２と、根元部６２，７２と反対側の先端部６３，７３と、を有している。ダイヤフラム部６１，７１は、例えば、根元部６２，７２から先端部６３，７３に沿って、一様な厚さを有している。ダイヤフラム部６１，７１は、本体部５０の厚さよりも小さい厚さを有している。

【0045】

図７に示す例において、一対のダイヤフラム部６１，７１は、軸ＣＸに向けて、互いに離れるように傾斜している。ダイヤフラム部６１は本体部５０よりも軸方向Ｄｘ一方側に突出し、ダイヤフラム部７１は本体部５０よりも軸方向Ｄｘ他方側に突出している。そのため、先端部６３と先端部７３との間隔Ｗ１は、根元部６２と根元部７２との間隔Ｗ２よりも大きい（Ｗ１＞Ｗ２）。

【0046】

ダイヤフラム部６１は、面６４（第１面）と、面６４と反対側の面６５と、面６４と面６５とを接続する先端面６６と、をさらに有している。ダイヤフラム部７１は、面７４（第１面）と、面７４と反対側の面７５と、面７４と面７５とを接続する先端面７６と、をさらに有している。面６４，７４は、軸方向Ｄｘにおいて、溝８０と反対側に位置している。

【0047】

面６４は面５２と滑らかに接続され、面７４は面５３と滑らかに接続されている。面６４，７４は、軸ＣＸに向けて、互いに離れるように傾斜している平坦な面である。面６５は、面７５と対向している。

【0048】

上述の通り、ダイヤフラム部６１およびダイヤフラム部７１は、異なる方向に本体部５０から延出している。軸方向Ｄｘおよび径方向Ｄｒと直交する方向に見て、軸ＣＸと面６４とがなす角度は、軸ＣＸと面７４とがなす角度と実質的に等しい。

【0049】

図７に示すように、軸ＣＸと面６４，７４とがなす角度を角度θ１とし、軸ＣＸと面５２，５３とがなす角度を角度θ２とする。例えば、角度θ１は、角度θ２と異なっている。一例では、角度θ１は、角度θ２よりも小さい（θ１＜θ２）。ただし、角度θ１および角度θ２の大きさは、この例に限られない。

【0050】

溝８０は、軸ＣＸに向けて開口している。溝８０は、周方向Ｄθの全体に形成されている。溝８０は、断面が略Ｕ字型に形成されている。面６５と面７５とは、面８１によって、滑らか接続されている。

【0051】

シール部材４０が上述のように形成されることで、一対のダイヤフラム部６１，７１は、弾性的に変形可能である。ダイヤフラム部６１，７１は、例えば、面６４，７４が軸ＣＸに対して角度θ２の位置に傾斜するまで変形可能である。ダイヤフラム部６１，７１が変形可能な範囲は、上述の例に限られない。

【0052】

図８は、継手１０と継手２０とが接続された状態を説明するための図である。図８においては、継手１０、継手２０、およびシール部材４０の一部の断面にて、継手１０と継手２０とが接続された状態を示している。図示されていないが、継手１０および継手２０は、接続具３０によって接続されている。図８においては、変形前のダイヤフラム部６１，７１を破線にて示している。

【0053】

継手１０と継手２０とが接続された状態において、凸部２５は凹部１５に位置している。接続面１９は、接続面２７と接触している。本体部５０の面５２およびダイヤフラム部６１の面６４は、収容部１４の接触面１７と接触している。本体部５０の面５３およびダイヤフラム部７１の面７４は、凸部２５の接触面２８と接触している。

【0054】

このとき、ダイヤフラム部６１，７１は、破線で示す位置から、実線で示す位置まで弾性的に変形している。すなわち、ダイヤフラム部６１は接触面１７と弾性的に接触し、ダイヤフラム部７１は接触面２８と弾性的に接触している。

【0055】

例えば、軸ＣＸと接触面１７とがなす角度は軸ＣＸと面５２とがなす角度と実質的に同等であるため、ダイヤフラム部６１は、軸ＣＸと面６４とがなす角度が角度θ２（図７に示す）と等しくなるまで弾性的に変形している。この状態において、面５２と面６４とは、平坦な面を形成している。

【0056】

例えば、軸ＣＸと接触面２８とがなす角度は軸ＣＸと面５３とがなす角度と実質的に同等であるため、ダイヤフラム部７１は、軸ＣＸと面７４とがなす角度が角度θ２（図７に示す）と等しくなるまで弾性的に変形している。この状態において、面５３と面７４とは、平坦な面を形成している。このように、継手１０と継手２０とが接続された状態において、一対のダイヤフラム部６１，７１の変形量が実質的に等しくなるように、設定されている。

【0057】

このとき、例えば、ダイヤフラム部６１の先端面６６は内周面１２Ｂと並び、ダイヤフラム部７１の先端面７６は内周面２２Ｂと並んでいる。これにより、流路１０Ｆ，２０Ｆを流れる流体の圧力損失を抑制することができる。

【0058】

以上のように構成されたシール部材４０であれば、弾性的に変形可能に形成された一対のダイヤフラム部６１，７１を有している。継手１０と継手２０との間において、ダイヤフラム部６１，７１が弾性的に変形することにより、ダイヤフラム部６１には接触面１７を押す力が働き、ダイヤフラム部７１には接触面２８を押す力が働く。

【0059】

これにより、継手１０および継手２０は、軸方向Ｄｘにおいて互いに離れる方向に移動しようとする。継手１０と継手２０とは接続具３０によって接続されているため、ダイヤフラム部６１，７１は、変形した状態で維持される。

【0060】

ダイヤフラム部６１の面６４は収容部１４の接触面１７と互いに押し合い、ダイヤフラム部７１の面７４は凸部２５の接触面２８と互い押し合う。その結果、シール部材４０によって、継手１０と継手２０とが気密に接続されることで、継手１０と継手２０との間からの流体の漏洩を防止することができる。

【0061】

さらに、一対のダイヤフラム部６１，７１の間には、溝８０が形成されている。例えば、流路１０Ｆ，２０Ｆを高圧の流体が流れる場合には、溝８０が高圧の流体によって満たされため、ダイヤフラム部６１が接触面１７を押す力はより大きくなり、ダイヤフラム部７１が接触面２８を押す力はより大きくなる。これにより、高圧の流体を送液する場合であっても、流体が漏洩しにくい。

【0062】

シール部材４０は、上述のような金属材料によって形成されている。そのため、弾性変形した際におけるダイヤフラム部６１，７１に働く力は大きくなり、面６４および面７４に大きな圧力を発生させることができるため、ダイヤフラム部６１，７１が皿ばねのように機能する。これにより、シール部材４０のシール性を向上させることができる。

【0063】

本実施形態においては、軸ＣＸと接触面１７とがなす角度は軸ＣＸと面５２とがなす角度と実質的に同等であり、軸ＣＸと接触面２８とがなす角度は軸ＣＸと面５３とがなす角度と実質的に同等である。

【0064】

そのため、収容部１４の接触面１７のほぼ全面が本体部５０の面５２およびダイヤフラム部６１の面６４と接触し、凸部２５の接触面２８のほぼ全面が本体部５０の面５３およびダイヤフラム部７１の面７４と接触しているため、よりシール性を向上させることができる。

【0065】

以上のようなシール部材４０を備える接続構造１００であれば、例えば、高圧（例えば、１５ＭＰａ以上。一例では、約２１ＭＰａ。）の流体が送液される場合であっても、シール部材４０によって、十分な気密性を確保することができる。

【0066】

航空、宇宙機器などの配管系統には、過酷な環境下で激しい振動が長時間にわたり作用する場合がある。このような環境下であっても、シール部材４０を備える接続構造１００であれば、十分なシール性を有し、流体の漏洩を防ぐことができる。

【0067】

ここで、過酷な環境とは、雰囲気が高温の場合（例えば、２００度以上。一例では、２６０度以上。）、または雰囲気が低温の場合（例えば、約－２００度以下。一例では、－２５４度。）が含まれ、送液される流体の温度が高温の場合（例えば、２００度以上。一例では、２６０度以上。）、または送液される流体の温度が低温の場合（例えば、約－２００度以下。一例では、－２５４度。）が含まれる。

【0068】

例えば、航空、宇宙機器などの配管系統において、口径が約２インチ（約５０ｍｍ）以上の配管を上述のような環境で使用する場合であっても、本実施形態に係るシール部材４０および接続構造１００であれば、流体の漏洩を防ぐことができる。他の観点からは、接続構造１００は、耐振動性、耐高圧性、および耐熱性などが優れている。このように、本実施形態であれば、配管系統に使用される場合において、優れたシール性を有するシール部材４０を提供することができる。

【0069】

以上のように構成された接続構造１００であれば、シール部材４０が収容される収容部１４を有している。このような収容部１４にシール部材４０を収容することによって、振動が作用するような環境、および配管の接続作業時などにおいて、シール部材４０が径方向Ｄｒにずれにくく、面６４，７４が接触面１７，２８と接触した状態を維持することができる。

【0070】

これにより、継手１０と継手２０との間にシール部材４０を安定して設けることができるため、シール部材４０によって流体の漏洩を防ぎ、確実に流体を流すことができる。本実施形態であれば、流体の漏洩が発生しにくい接続構造１００を提供することができる。

【0071】

本実施形態において、継手１０は凹部１５を有し、継手２０は凸部２５を有している。継手１０と継手２０とを接続する際に、凸部２５が凹部１５に位置するため、継手１０および継手２０の位置決めが容易になり、接続する際における作業性を向上させることができる。

【0072】

さらに、凸部２５が凹部１５に位置するため、継手１０に対して継手２０がずれにくくなり、継手１０および継手２０によって両側からシール部材４０を確実に挟むことができる。

【0073】

さらに、収容部１４が接触面１７を有し、凸部２５が接触面２８を有するため、接触面１７および接触面２８が一対のダイヤフラム部６１，７１の面６４，７４と確実に接触することができる。その結果、本実施形態であれば、接続構造１００の信頼性を向上させることができる。

【0074】

本実施形態の接続具３０はクランプ型の接続具３０であるため、継手１０と継手２０との接続における作業性を向上させることができる。例えば、ユニオン式の継手の場合、配管の口径が約２インチ（約５０ｍｍ）以上に大きくなると、ナットの二面幅が大きくなるため、使用する工具も大きくなる。これにより、配管の口径が大きくなると、接続における作業性が低下する。

【0075】

接続具３０であれば、口径の大きな配管であっても、接続における作業性が低下しにくい。さらに、接続具３０であれば、構造もシンプルであるため、接続構造１００の質量を小さくすることができ、配管の取り回しも向上する。そのため、スペースの制約があるような場所であっても、接続構造１００であれば、取り付けることができる。

【0076】

なお、本実施形態に係る接続構造１００は、接続具３０によって継手１０と継手２０とが接続されているが、他の構造によって接続されてもよい。図９は、接続構造１００の変形例を示す概略的な側面図である。図１０は、接続構造１００の変形例を示す概略的な分解図である。

【0077】

継手１０は端部１０ａに位置するフランジ部９１を有し、継手２０は、端部２０ａに位置するフランジ部９２を有している。フランジ部９２は、フランジ部９１に対応した口径に形成されている。この場合、フランジ部９１とフランジ部９２とは、図示しない複数の締結部材（例えば、ボルトおよびナット）によって接続される。

【0078】

ここでは、一例として、フランジ部９１，９２を有する構造を説明したが、継手１０と継手２０とを接続するために他の構造を適用してもよい。本実施形態においては、継手１０が収容部１４を有しているが、継手２０が収容部１４を有してもよい。この場合、接触面１７は、内周面１２Ｂと接続面１９とに接続される。

【符号の説明】

【0079】

１００…接続構造、１０…継手（第１継手）、１４…収容部、１５…凹部、１７…接触面（第３面）、２０…継手（第２継手）、２５…凸部、２８…接触面（第４面）、３０…接続具、４０…シール部材、５０…本体部、５２，５３…面（第２面）、６１，７１…ダイヤフラム部、６２，７２…根元部、６３，７３…先端部、６４，７４…面（第１面）、８０…溝。

【要約】

【課題】 優れたシール性を有するシール部材および接続構造を提供する。
【解決手段】 一実施形態に係るシール部材は、金属材料によって形成されたシール部材であって、軸を中心とする環状の本体部と、弾性的に変形可能に形成され、前記軸に沿う方向に並び、前記本体部と接続されるとともに前記本体部から前記軸に向けて延びる環状の一対のダイヤフラム部と、前記一対のダイヤフラム部の間の溝と、を有する。
【選択図】 図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】