メタル O リング設計データ 1. チューブ材料 ( ハンドブック p.297 表 40.2 参照 ) SUS321 標準材料 500 以下の環境で使用できる SUS316L 耐食性材で腐食環境などかつ 500 以下で使用できるインコネル以上 (700 以下 ) で使用できる

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さゆりたかひ
5 years ago
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メタル O リング構造中空パイプを環状に溶接に構造である材料 : 標準材 SUS321 SUS316L インコネル 600 である表面被覆 : 銀めっき金めっきインシウムめっき PTFE コーティンク超研磨仕上げ (0.4S 以下 ) ------------------------ 航空宇宙から半導体原子力用途まで最も使用実績がある金属シール 1.

1 メタル O リング構造中空パイプを環状に溶接に構造である材料 : 標準材 SUS321 SUS316L インコネル 600 である表面被覆 : 銀めっき金めっきインシウムめっき PTFE コーティンク超研磨仕上げ (0.4S 以下 ) 航空宇宙から半導体原子力用途まで最も使用実績がある金属シール 1. 真空 ~ 高圧まで安定したシール性能を維持する 2. 極低温 ~ 高温まで高真空用途に適用可能である 3. レーストラック矩形の異形フランジに対応可能である 1. 高締付力でありフランジ強度が必要である 2. 復元量が小さく再使用できない 3. 表面被覆やフランジ側を含めてキズに敏感であるサイズ製品 : ハンドブック P.305~333 溝 : P.301,304 参照呼び方 A 0010 A G ( 詳細はハンドブック P.298 参照 ) チューブ径 O リング外径 (1 インチ 01000) 表面被覆穴数材料肉厚選定時の注意点メタル O リングはチューブサイズ肉厚により締付力が異なるのでユーザーの使用法により選定する必要がある溝寸法やフランジ強度ボルト配置必要なシール性 ( 許容リーク量 ) によりこれらについてのアドバイスが必要なことが多い ( ハンドブック p.296 表 40.1,p.298 表 40.5 を参考にしてください ) 性能シール性 : 技術資料 No.2095 アルミフランジでの使用 :No.2115 参照

2 メタル O リング設計データ 1. チューブ材料 ( ハンドブック p.297 表 40.2 参照 ) SUS321 標準材料 500 以下の環境で使用できる SUS316L 耐食性材で腐食環境などかつ 500 以下で使用できるインコネル以上 (700 以下 ) で使用できる 2. 表面被覆の種類 ( ハンドブック p.297 表 40.3,p299,300 表 40.8 参照 ) 金耐食性に優れ 500 以上で使用できる銀標準材料 300 以下では金と同等のシール性を示すニッケル耐アルカリ性流体に使用できるフランジの超仕上げが必要となるインジウム低温用柔らかいため傷がつきやすい高コストサンフロンコーティング PTFE 温度サイクルに適している化学的に安定超研磨仕上げ 0.4S 以下フランジの超仕上げが必要となる 3. 単位長さあたりの締付力 ( ハンドブック p.297 表 40.4 参照 ) 表中の数値は表面被覆なし品のものであり表面被覆品は 15% 上がる 4. 溝寸法 ( ハンドブックp.301 表 40.8,40.9 参照 ) 内圧真空用外径基準とする外圧用内径基準とする 5. 溝の表面仕上げ ( ハンドブック p.302 表参照 ) 密封流体や表面被覆種類によって異なる 6. フランジ厚さとボルト数 ( ハンドブック p.302 表参照 ) 真空フランジの場合を示しており高圧の場合は別途相談下さい異形リング 1. 製造範囲 ( ハンドブック p.336 表参照 ) 表中数値は参考であり作製可否 ( チューブサイズ含む ) についてはご相談下さい 2. 溝仕様溝形状はメタル O リングと同じですが溝幅 (L) はハンドブック p.301 表 40.8,40.9 の 1.5 倍以上にまた表面仕上げは 0.8S に設定する必要がある 3. その他寸法検査用の治具が必要となる

3 メタル C リング構造金型により C 字状の断面に成形している標準材料は SUS304 である耐熱用途としてインコネル X 750 も選定可能である ( ただし要相談 ) 表面被覆はメタル O リングと同様であるメタル O リングに比べて締付力が小さいただし標準品は肉厚が厚いためメタル O リングのチューブサイズによっては締付力はほぼ同等となる場合がある 2. 構造上圧力によりシール面圧が増す自封性シールである 3. 金型作製により大量生産が可能である 1. 標準サイズ以外では金型の作製が必要であるそのため小ロット品ではコストメリットが小さい 2. 大サイズ品 ( 200mm) の製造が困難である JIS B 2290 真空装置用フランジの呼び径 10~150 に対応した 10 種類である表面被覆なし品の寸法は以下の通りであり銀めっき品および溝寸法などはハンドブック p.341,342 を参照標準品は外圧用のみであり内圧固定軸用は金型の作製が必要である呼び番号 MCV0024A MCV0034A MCV0040A MCV0055A MCV0070A ID WA 3.65 WB( 参考 ) 2.8 T( 参考 ) 0.6 呼び番号 MCV0085A MCV0100A MCV0120A MCV0150A MCV0175A ID WA 3.65 WB( 参考 ) 性能技術資料 No.2083,2096 参照 2.8 T( 参考 ) 0.6

4 サンカップ ( バネ入りメタル C リング ) 構造 C 字状のジャケットにコイルばねを内蔵した構造である材料 : ジャケットは純ニッケル SUS316L でコイルばねは SUS304 である表面被覆はなしで超研磨仕上げ (Rmax0.4 以下 ) コイルばねを内蔵しているため復元量が大きく温度圧力サイクルに対してシール性能を維持する 2. 表面被覆なしで高真空用途に適用可能である 3. 金型作製により大量生産が可能である 1. 標準サイズ以外では金型の作製が必要であるそのため小ロット品ではコストメリットが小さい 2. 締付力はメタル O リングと同等以上である 3. フランジ側の超仕上げも必要である標準サイズはなく都度の製造となる主に東横化学, CKD に納入している呼び方 MCVS 0062 A N サンカップを表す断面径 (WA) 内径寸法 10(0062は内径 6.2mm) A 1.7 B 2.0 ジャケット材料 N 純ニッケル C SUS316L C F 性能技術資料 No.2149,2150 参照

5 レジリエントシール U 型 K 型 V 型構造上図のような 3 種類の断面に切削加工する標準材料 : インコネル X-750 表面被覆 : 銀めっき金めっき PTFE コーティンク 1. メタル O リングに比べて締付力が小さく 1/2 ~ 1/5 従ってフランジへ与えるダメージも金属シールとしては非常に小さい 2. 復元量が大きくメタル O リングの 2~4 倍 3. 構造上圧力によりシール面圧が増す自封性シールである 1. 切削品であるため非常に高価である 2. 大サイズ品 ( φ260mm) の製造が困難である現状流れている製品では最大 φ220mm のものサイズ DMF-U M I 0450 S ( 詳細はハンドブック P.345,346 参照 ) レシリエントシール表面被覆材料シール断面形状大きさ圧力方向寸法 (45mm 0450) 参考レジリエントシールは物理実験装置 / 施設や航空宇宙関連に使用されており大半はロケット用途である一般用途に使用されるのは試作品の場合が多い開発初期の機器の動作確認などにレジリエエントを使用してデータ採取を行うもののコストの問題からメタル O リングやその他のシールに移行する場合がほとんどである

6 サンリーメス Ⅰ( プレスタイプシール ) 構造 OD ばね用ステンレス鋼 SUS301を断面 S 字形の皿ばね ID 形状に加工している組付け時にシール面での塑性変形がほとんどなく t 締付力がばねの反発力として蓄えられるため低い WA 締付力で高い面圧を長期にわたり維持することができる表面被覆は金属めっき樹脂コーティング等メタル Oリングと同じものを適用締付力が小さいメタルOリングの1/3 以下機器の小型化軽量設計が可能 ( メタルOリングからの切替え ) アルミフランジ石英フランジ等にも適用可能 2. 弾性復元量が大きいメタルOリングの10 倍以上温度サイクル圧力サイクルによりフランジ等が変位した場合にも追従溝寸法許容差を厳密にする必要がく溝加工コストを下げることが可能 3. メタルOリング並のシール性能真空 ~10MPaまでの幅広い圧力範囲で使用可能 ( これ以外の範囲での使用を希望される場合は問合わせ下さい ) 金属めっきを行えば Pa m 3 /sec.[he] レベルのシール性樹脂コーティング品ではシール本体が金属であるため透過が少なくゴム樹脂シールと比較して 1~2オーダ上のシール性が得られる 4. 再使用が可能メタルシールでは通常不可とされている再使用が可能 5. 大量生産が可能金型で製造するため大量生産が可能 6. 取扱いが容易フランジのシール面がダメージを受けた場合でもシールの上下を入れ替えシール位置を変更することでフランジを再研磨することなく使用できるスペーサを用いた組付けも可能 1. 金型が必要のため特殊寸法少量の場合は割高となる 2. 単独では超高圧まで対応不可能

7 サンリーメス Ⅰ( プレスタイプシール ) OD ID JIS B 2401 O リング (P ) に対応した内圧用フランジの溝幅に適合した下表 6 種類性能 t WA ID OD WA t( 素材 ) P15 相当 P20 相当 P25 相当 P30 相当 P35 相当 P40 相当 P20 相当 (OD:φ23.3) P40 相当 (OD:φ45.0) のサンプルでの荷重特性を下図に示す尚図中には推奨つぶし量範囲が記載されているがサンリーメスⅠは弾性復元量が大きいため実際の使用可能つぶし量範囲はP20 相当で0.2~1.0mm P40 相当品で0.7~1.2mmの範囲である単位長さ当たりの締付力 [kn/cm] メタル O リンク (φ t) 推奨つぶし量範囲サンリーメス Ⅰ P20 相当 (OD:23.3/WA:2.4) サンリーメス Ⅰ P40 相当 (OD:45.0/WA:3.0) メタル O リンク (φ t) 推奨つぶし量範囲サンリーメス Ⅰ(P40 相当 /OD:45.0) 推奨つぶし量範囲つぶし量 [mm]

サンリーメス Ⅱ( アルミジャケットシール ) センターリング用構造リップ ( シール面 ) 付 C 字状のアルミジャケットに特殊形状のゴム D リングを内包しているゴム D リングは使用環境に合わせて選択可能である

アルミを使用しているためアウトガスが少ない --------------------- 1.D リング用の金型が必要である 2.

NW16,25,40 を標準とする (16,40 は開発中 ) 標準溝深さは 3.0mm ( ただし φ40 は 2.

8 サンリーメス Ⅱ( アルミジャケットシール ) センターリング用構造リップ ( シール面 ) 付 C 字状のアルミジャケットに特殊形状のゴム D リングを内包しているゴム D リングは使用環境に合わせて選択可能である締付力が小さい ( メタル O リングの 1/5~1/10) 2. 表面被覆なしで高真空用途に適用可能である 3. アルミを使用しているためアウトガスが少ない D リング用の金型が必要である 2. 耐熱温度がゴムと同等である (~150 ) OD:φ35~65mm ( 通常フランジでの性能確認済み ) ただし φ300mm までは製造可能であるセンターリング用は NW16,25,40 を標準とする (16,40 は開発中 ) 標準溝深さは 3.0mm ( ただし φ40 は 2.5mm) 性能 OD:φ62 のサンプルでの単位長さあたりの締付力を下図に示すその他性能については技術資料 No.2199 参照単位長さ当たりの締付力 [N/cm] アルミジャケットシール (W=3.8mm) メタル O リング (W=3.18mm,t=0.80mm) メタル C リング (W=3.65mm,t=0.60mm) レジリエントシール DMF-K 型サンカップ (W=3.60mm) 0

9 サンリーメス Ⅲ( ソリッドシール ) 構造上下の対角に R 状の突起 ( シール面 ) を付与した構造としているシールを圧縮することでシールにねじりが発生しそのときに生じる反力を利用している材料は耐食性に優れた SUS316L を基本としている締付力が小さい ( メタル O リングの 2/3 程度 ) 2. フランジ構造などによる表面被覆なしで高真空用途に適用可能である 3. 小サイズ品の製造が可能である (SEMI にも対応可能 ) 4. メタル O リングの溝寸法に合わせた製造が可能である 5. シールの上下を入れ替えることでフランジのフレッシュな面が利用できるためフランジの長寿命化が可能である 1. 突起部に局所的な荷重がかかるためフランジへのダメージがメタル O リングとほぼ同等である 2. シール外径を溝外径に拘束させるためシールの取り外しがメタル O リングとほぼ同等である OD:φ6~50mm ただし φ150mmまでは製造可能性能 OD:φ7.3のサンプルでのシール高さに対する締付力の関係を下図に示すまた図中にヘリウムタイト ( リーク量 Pa m 3 /sec. 以下 ) が得られる点を示す単位長さあたりの締付力 (N/cm) メタル O リングの値シール高さ (mm) ヘリウムタイトが得られる点

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1 1.O リングの密封原理 O リングを溝に装着したとき図 1 のようにつぶし代 (O リングの太さに対する圧縮量 ) によるゴムの反発力 ( 接面圧力 ) によって大気圧付近の流体の漏れは防止できます流体の圧力が増加すると O リングはその圧力によって溝の片側に寄せられて D 形に変形し流体圧力が O リングの弾性材料を介して接面圧力に加わり図 2 のように接面圧力の最大値 Pmax が流体圧力

メタル O リング 設計データ 1. チューブ材料 ( ハンドブック p.297 表 40.2 参照 ) SUS321 標準材料 500 以下の環境で使用できる SUS316L 耐食性材で腐食環境など かつ 500 以下で使用できる インコネル 以上 (700 以下 ) で使用できる

メタル O リング設計データ 1. チューブ材料 ( ハンドブック p.297 表 40.2 参照 ) SUS321 標準材料 500 以下の環境で使用できる SUS316L 耐食性材で腐食環境などかつ 500 以下で使用できるインコネル以上 (700 以下 ) で使用できる