JP2001349435A

JP2001349435A - 自動緊塞ガスケット

Info

Publication number: JP2001349435A
Application number: JP2000165765A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kaneda; 田清一金; Satoshi Akiyama; 山聡秋
Original assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】相手部材とのなじみも得られやすく、しか
も、治具と治具との隙間に膨張黒鉛からなるガスケット
本体のはみ出しや、酸化に起因するガスケット本体の体
積の減少を抑えるため、シール性に優れしかも長期安定
したシール性能が得られるガスケットを提供する。【解決手段】膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方
向両端面に、または軸方向両端面のうちいずれか一方の
端面に、断面が波形状の金属薄板を巻回して成形した金
属波形薄板リング層、または、断面が波形状の金属薄板
と緩衝材とを重ね合わせて巻回して成形した金属波形薄
板緩衝リング層を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に高温高圧用バ
ルブのボンネット部などのシール材として使用される自
動緊塞ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明が、主に用いられる高温高圧用バ
ルブは、従来より、例えば、図１１に示したような構造
のものが用いられている。すなわち、高温高圧用バルブ
２００は、圧力配管などに接続される開口部２０２、２
０４を有するバルブ本体２０６を備えており、このバル
ブ本体２０６には、弁箱２０８が形成されている。この
弁箱２０８には、弁座２１０が形成されており、この弁
座２１０には、上下動する弁体２１２が着座することに
より、弁座２１０に形成された開口部２１４を閉止する
ことによって、開口部２０２、２０４の間を流れる流体
を遮断するように構成されている。

【０００３】そして、この弁体２１２には、弁体２１２
を上下動するための弁棒２１４が接続されており、この
弁棒２１４は、弁箱２０８の上方に装着されたボンネッ
ト２１６の内周側に形成されたグランドパッキンなどの
軸シール２１９にてシールされている。また、弁棒２１
４の上方部分には、螺子溝２１８が形成されており、弁
棒２１４の上端に接続されたハンドル２２０を操作する
ことによって、この螺子溝２１８が、弁箱２０８の上部
に装着されたヨーク２２２の上端に形成されたネジ部２
２４と螺合することによって弁棒２１４が上下動するよ
うになっている。

【０００４】ところで、このボンネット２１６の下端
と、ヨーク２２２の下端、ならびに弁箱２０８との間に
は、外部に流体が漏洩しないように、図１１に示したよ
うに、自動緊塞ガスケット３０１が装着されている。こ
のガスケット３０１は、いわゆる自動緊塞形のシール材
であり、その内周側下端が切欠かれて内側テーパ面３０
２が形成してある。この内側テーパ面３０２は、図１２
の拡大図に示すように、このガスケット３０１が、バル
ブ２００のボンネット部２１６に装着される際に、この
ボンネット部２１６の外周に形成された外側テーパ面２
１７に圧接するようになっている。

【０００５】従って、流体圧が矢印Ａ方向にボンネット
部２１６に作用すれば、外側テーパ面２１７を介して、
Ｂ方向にガスケット３０１に力が作用し、ガスケット３
０１には、弁箱２０８の内壁２０８ａにＣ方向の力が作
用するとともに、受金２２７、当て金２２８にＤ方向の
力が作用するようになっている。これによって、矢印Ａ
方向に示す、ボンネット部２１６に作用する流体圧が大
きくなればなるほど、ガスケット３０１は、受圧板とし
て作用するボンネット部２１６と、押さえ治具として作
用する当て金２２８と、外径側治具として作用する弁箱
２０８との間の隙間を埋めるため、良好なシールが得ら
れ、いわゆる自動緊塞作用をなすようになっている。

【０００６】この他にも、図示しないが、ガスケットに
テーパがついていない形状の例もある。ただその場合で
も、流体圧が大きくなればなるほど、ガスケットにかか
る力が大きくなり、自動緊塞作用をなすようになってい
る（なお、以下においては、説明の便宜上、内周側下端
にテーパ面が形成されたガスケットを例にして説明す
る。）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような自動緊塞作
用をなすガスケット３０１として、柔軟性や不浸透性等
の密封に適した特性を有し、しかもシール面へのなじみ
が、金属に比べて小さな応力で得られるなどの理由か
ら、膨張黒鉛製のガスケットが多く用いられるようにな
っている。このような膨張黒鉛を用いたガスケットとし
ては、ガスケット全体を膨張黒鉛単体とする場合の他、
図１３に示したように、膨張黒鉛製のガスケット本体４
０１の内部に、金属製の編物または金属製のシートから
なる補強部材４０２が組み込まれた構造のものが使用さ
れている。なお、このガスケット本体４０１の内部に組
み込まれた補強部材４０２は、ガスケットの形状保持性
や可搬性を向上するためのものである。

【０００８】しかしながら、このような膨張黒鉛製のガ
スケット４００では、図１４に示したように、締め付け
時または内圧負荷時に、矢印Ｄで示したように、それぞ
れ、受圧板２１６と押さえ治具２２８との間、押さえ治
具２２８と外径側治具２０８との間、外径側治具２０８
と受圧板２１６との間の隙間から、膨張黒鉛がはみ出し
てしまうことがある。このような膨張黒鉛のはみ出し現
象は、使用する流体の圧力が高くなればなるほど顕著に
発生する。

【０００９】従って、このようにガスケット全体を膨張
黒鉛製、またはその内部に金属製の補強部材４０２を組
み込んだガスケット４００では、はみ出し現象によって
ガスケット本体４０１の体積が減少することになり、そ
の結果、シール性能が低下することが懸念された。この
ような膨張黒鉛のはみ出しを防止するために、従来か
ら、図１５に示したように、ガスケット本体６０１の軸
方向の端面に、金属細線製の編物からなる補強材６０２
を装着したガスケット６００が用いられている例があ
る。なお、図１５では、ガスケットにテーパがついてい
ない形状について図示したが、テーパが形成されている
ものであっても同様である。

【００１０】しかしながら、このような金属細線製の編
物からなる補強材６０２は、その厚さが１ｍｍ程度以下
と薄いものであり、しかも、比較的剛直であるので、流
体圧が負荷された場合に、補強材６０２自体の内外径方
向への変形は小さいものである。従って、治具と治具と
の間の隙間が大きいバルブでは、膨張黒鉛からなるガス
ケット本体６０１の部分のみが内外径方向に変形して、
これらの隙間からはみ出しが生じるおそれがある。その
ために、治具と治具との間の隙間公差を厳しくして、精
密な加工が要求されることになり、その作業が煩雑で、
コストとも高価となっている。

【００１１】さらに、膨張黒鉛の耐熱温度は４００℃程
度であるが、４００℃程度以上の高温条件でバルブを用
いる場合には、図１５の構造では、金属細線製の編物の
隙間から大気中の酸素が進入し、ガスケット本体６０１
を構成する膨張黒鉛が酸化されることによって、ガスケ
ット本体６０１の体積が減少することになり、その結
果、シール性能が低下することになると考えられる。

【００１２】本発明は、このような現状に鑑み、相手部
材とのなじみも得られやすく、しかも、治具と治具との
隙間に膨張黒鉛からなるガスケット本体のはみ出しや、
酸化に起因するガスケット本体の体積の減少を抑えるた
め、シール性に優れしかも長期安定したシール性能が得
られるガスケットを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題を考慮し、目的を達成するため
に発明なされたものであって、本発明の自動緊塞ガスケ
ットは、リング形状の自動緊塞ガスケットであって、膨
張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向両端面に、また
は軸方向両端面のうちいずれか一方の端面に、断面が波
形状の金属薄板を巻回して成形した金属波形薄板リング
層を形成したことを特徴とする（図１）。

【００１４】このように構成することによって、流体圧
（内圧）が負荷されるとガスケット本体では、膨張黒鉛
が軸方向への変形とともに、内外径方向への変形を生じ
て、ガスケット外径側の治具端面およびガスケット内径
側のテーパ面、すなわち受圧板のテーパ面に張り出すこ
とによって、外径側治具と内径側の受圧板との間でシー
ルを達成することができる。

【００１５】そして、ガスケット本体の軸方向両端面
に、または軸方向両端面のうちいずれか一方の端面に、
断面が波形状の金属薄板を巻回して成形した金属波形薄
板リング層が形成されているので、形成された金属波形
薄板リング層は、流体圧が負荷されると軸方向への変形
とともに、内外径方向への変形を生じて、治具と治具と
の隙間に金属波形薄板リング層が入り込むことができ
る。そして、この金属波形薄板リング層は、波形状の金
属薄板を巻回して成形した構成であるため、強固で、金
属細線編物より緻密で十分な厚みを有しているので、ほ
ぼ原形のままこのような隙間に入り込んだ位置に留まる
ことができるため、ガスケット本体の膨張黒鉛がこのよ
うな隙間にはみ出すのを有効に防止することができる
（図３）。

【００１６】なお、図３のように、内周側下端にテーパ
面が形成された場合に限定されるものではなく、図４や
図５のような形状のものであってもよい（このことは、
以下においても同様である）。また、波形状の金属薄板
を巻回して成形した金属波形薄板リング層を本体部の膨
張黒鉛を覆うように形成することで、膨張黒鉛のはみ出
しを防止できるとともに、ガスケット本体部の膨張黒鉛
と大気との接触を遮断することができるため、酸化雰囲
気下での膨張黒鉛の耐熱温度である４００℃程度以上の
高温条件下においても、膨張黒鉛の酸化が抑制され、本
体部膨張黒鉛の体積減少から生じるシール性能低下を防
止できる。

【００１７】すなわち、相手部材とのなじみも得られや
すく、しかも、治具と治具との隙間に膨張黒鉛からなる
ガスケット本体のはみ出しや、酸化に起因するガスケッ
ト本体の体積の減少を抑えたため、シール性に優れしか
も長期安定したシール性能が得られる。また、本発明の
自動緊塞ガスケットは、リング形状の自動緊塞ガスケッ
トであって、膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向
両端面に、または軸方向両端面のうちいずれか一方の端
面に、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせ
て巻回して成形した金属波形薄板緩衝リング層を形成し
たことを特徴とする（図６）。

【００１８】この場合、前記緩衝材が、石綿、セラミッ
ク、ガラス、タルク、シリカからなるグループから選択
した少なくとも１種の無機材料を含むことを特徴とす
る。これより、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重
ね合わせて巻回して成形した金属波形薄板緩衝リング層
を、本体部の膨張黒鉛を覆うように形成することで、膨
張黒鉛のはみ出しを防止できるとともに、ガスケット本
体部の膨張黒鉛と大気との接触を遮断する効果をさらに
高めることができるため、酸化雰囲気下での膨張黒鉛の
耐熱温度である４００℃程度以上の高温条件下において
も、膨張黒鉛の酸化が抑制され、本体部膨張黒鉛の体積
減少から生じるシール性能低下を有効に防止できる。

【００１９】さらに、緩衝材を金属薄板と重ね合わせて
巻き回すことにより、金属薄板のみの場合と比べて、リ
ング層の内外径方向への変形が大きくなるため、治具と
治具の隙間に入り込み、ガスケット本体の膨張黒鉛のは
み出しを防止する効果がより高まる。さらに、本発明の
自動緊塞ガスケットは、リング形状の自動緊塞ガスケッ
トであって、膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向
両端面のうち一方の端面に、断面が波形状の金属薄板を
巻回して成形した金属波形薄板リング層を形成するとと
もに、前記ガスケット本体の軸方向の他方の端面に、断
面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせて巻回し
て成形した金属波形薄板緩衝リング層を形成したことを
特徴とする（図７）。

【００２０】この場合、前記緩衝材が、石綿、セラミッ
ク、ガラス、タルク、シリカからなるグループから選択
した少なくとも１種の無機材料を含むことを特徴とす
る。このように、ガスケット本体の軸方向両端面のうち
一方の端面に、波形状の金属薄板を巻回して成形した金
属波形薄板リング層を本体部の膨張黒鉛を覆うように形
成するとともに、ガスケット本体の軸方向の他方の端面
に、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせて
巻回して成形した金属波形薄板緩衝リング層を、本体部
の膨張黒鉛を覆うように形成している。これによって、
膨張黒鉛のはみ出しを防止できるとともに、ガスケット
本体部の膨張黒鉛と大気との接触を遮断する効果をさら
に高めることができるため、酸化雰囲気下での膨張黒鉛
の耐熱温度である４００℃程度以上の高温条件下におい
ても、膨張黒鉛の酸化が抑制され、本体部膨張黒鉛の体
積減少から生じるシール性能低下を有効に防止できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（実施
例）を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本
発明の自動緊塞ガスケットの第１の実施例の部分拡大断
面図、図２は、図１の要部拡大断面図、図３は、図１の
自動緊塞ガスケットの使用状態を説明する断面図であ
る。

【００２２】１０は、全体で本発明の自動緊塞ガスケッ
ト（以下、単に「ガスケット」と言う。）を示してい
る。ガスケット１０は、膨張黒鉛からなりリング形状に
形成されたガスケット本体１１を備えている。このガス
ケット本体１１の内周側下端には、テーパ面１２が形成
されている。この場合、ガスケット本体１１は、膨張黒
鉛シートを渦巻き状に巻き加圧成形したものである。

【００２３】なお、図１に示したように、ガスケット本
体１１内部に、ガスケットの形状保持性や可搬性を向上
するために、金属製の編物または金属製のシートからな
る補強部材１３が組み込まれた形状のものでも良く、そ
の場合には、金属製の編物または金属製のシートと膨張
黒鉛シートを渦巻き状に巻き加圧成形したものである。
この場合には、膨張黒鉛と金属の重量比としては、膨張
黒鉛４〜５に対して、金属製の編物または金属製のシー
トが１程度の割合であり、膨張黒鉛密度は、ｄ＝１．５
ｇ／ｃｍ³程度である。

【００２４】一方、ガスケット本体１１の軸方向上端面
１４には、断面が波形状の金属薄板２を渦巻き状に巻回
して成形した金属波形薄板リング層１５が形成されてい
る。また、ガスケット本体１１の軸方向下端面１６に
も、同様な金属波形薄板リング層１７が形成されてい
る。この場合、これらの金属波形薄板リング層１５、１
７を形成するには、下記のように作製すればよい。

【００２５】すなわち、金属薄板をテープ状に裁断し
て、このテープ状に裁断した金属薄板を、図１および図
２に示したように、断面形状で、２個のやま部２ａを有
するように波形状に加工する。そして、この波形状に加
工した金属波形薄板２を、巻き取り式成型機で、渦巻き
状に巻き重ねる。この際、形状保持のために、その巻き
始めと巻き終わりを、スポット溶接（図示せず）して、
金属薄板２を渦巻き状に巻回されたリング状の金属波形
薄板リング層を形成すればよい。

【００２６】この場合、使用する金属薄板としては、耐
熱性、耐腐食性に優れた金属、例えば、ＳＵＳ３０４な
どのステンレス鋼、インコネル、ハステロイなどの金属
が使用可能であるが、これ以外の金属も勿論使用でき
る。また、この金属薄板の厚さは、強度や金属波形薄板
リング層の内外径方向への変形の容易さを考慮すれば、
厚さ０．０５〜０．４ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３
ｍｍとするのが望ましい。

【００２７】また、金属薄板２のやま部２ａの数として
は、ガスケットの膨張黒鉛部分が、担うシール効果、な
らびに、ガスケットのリング層部分が担うはみ出し防止
や酸化防止の効果の両者を満足させるためや、製作上の
都合から１〜２とするのが望ましい。さらに、このやま
部２ａの高さｈは、０．５〜２．０ｍｍとするのが望ま
しい。この範囲より高さｈが小さすぎると、はみ出し効
果が少なく、逆に、高さｈがこの範囲より大きすぎる
と、金属薄板２の巻き数が少なくなり、ガスケットの強
度が不足し、また、膨張黒鉛部分の緻密性も維持できず
に、シール性が悪くなるからである。なお、やま部２ａ
の数が、１個の場合には、図１０に示したようにほぼ中
央部にやま部２ａが位置するようにすればよい。

【００２８】そして、このように作製した金属波形薄板
リング層１５、１７は、ガスケットの膨張黒鉛部分が担
うシール効果、ならびに、ガスケットのリング層部分が
担うはみ出し防止や酸化防止の効果の両者を満足させる
ため、さらに、強度の点を考慮すれば、その厚さが、
１．５〜７．０ｍｍ、好ましくは、３．０〜５．０ｍｍ
とするのが望ましい。

【００２９】すなわち、金属薄板リング層の厚さは、小
さすぎれば強度が十分でなく、大きすぎれば、膨張黒鉛
部の体積が小さくなり、シール性に影響が出てくるから
である。また、金属波形薄板リング層１５、１７の内外
径の寸法はそれぞれ、製作しようとするガスケット１０
のガスケット本体１１の軸方向上端面１４と軸方向下端
面１６の内外径の寸法とそれぞれ略同一とするのが望ま
しい。

【００３０】また、これらの金属波形薄板リング層１
５、１７を、ガスケット本体１１の軸方向端面１４、１
６に形成する方法としては、例えば、一体成形する方法
が採用できるが、これ以外でも種々の方法が採用可能で
ある。一体成形する場合には、加圧成形すればよい。ま
た、加圧成形する前に金属波形薄板と本体部の膨張黒鉛
とを接着剤などで仮止めしても構わない。

【００３１】このように構成される本発明のガスケット
１０は、図３に示したように、高温高圧用バルブなどに
おいて、弁箱である外径側治具１８と、ボンネット部で
ある受圧板１９と、当て金である押さえ治具２０との間
に装着されて、いわゆる自動緊塞作用をなすようになっ
ている。すなわち、矢印Ａ方向に流体圧が、受圧板１９
に作用すれば、受圧板１９の外側テーパ面１９ａを介し
て、Ｂ方向にガスケット１０に力が作用する。ガスケッ
ト１０には、外径側治具１８の内壁１８ａにＣ方向の力
が、押さえ治具２０にＤ方向の力が、それぞれ作用する
ようになっている。これによって、矢印Ａ方向に示す、
受圧板１９に作用する流体圧が大きくなればなるほど、
ガスケット１０は、受圧板１９と押さえ治具２０と外径
側治具１８と間の隙間を埋めるため、良好なシールが得
られ、いわゆる自動緊塞作用をなすようになっている。

【００３２】そして、この場合、ガスケット本体１１の
軸方向両端面１４、１６に形成された金属波形薄板リン
グ層１５、１７は、断面が波形状の金属薄板を巻回して
成形しているので、図３に示したように、流体圧が負荷
されると軸方向への変形とともに、内外径方向への変形
を生じる。その結果、治具と治具との隙間、すなわち、
ガスケット本体１１の軸方向下端面１６に接する側にお
いて、受圧板１９と外径側治具１８の内壁１８ａとの隙
間２１、ガスケット本体１１の軸方向上端面１４に接す
る側において、外径側治具１８と押さえ治具２０との隙
間２２、押さえ治具２０と受圧板１９との隙間２３に、
金属波形薄板リング層１５、１７が入り込むことができ
る。

【００３３】この金属波形薄板リング層１５、１７は、
断面が波形状の金属薄板を巻回して成形しているので、
強固で、金属細線編物より緻密で十分な厚みを有してい
るので、ほぼ原形のままこのような隙間に入り込んだ位
置に留まることができるため、ガスケット本体の膨張黒
鉛がこのような隙間にはみ出すのを有効に防止すること
ができる。

【００３４】また、断面が波形状の金属薄板を巻回して
成形した金属波形薄板リング層１５、１７を本体部の膨
張黒鉛を覆うように形成することで、膨張黒鉛のはみ出
しを防止できるとともに、ガスケット本体部の膨張黒鉛
と大気との接触を遮断することができるため、酸化雰囲
気下での膨張黒鉛の耐熱温度である４００℃程度以上の
高温条件下においても、膨張黒鉛の酸化が抑制され、本
体部膨張黒鉛の体積減少から生じるシール性能低下を防
止できる。

【００３５】すなわち、相手部材とのなじみも得られや
すく、しかも、治具と治具との隙間に膨張黒鉛からなる
ガスケット本体のはみ出しや、酸化に起因するガスケッ
ト本体の体積の減少を抑えたため、シール性に優れしか
も長期安定したシール性能が得られる。なお、上記実施
例では、内周側下端にテーパ面が形成されている例を示
したが、本発明は、何らこの形状に限定されるものでは
なく、図４に示したように断面が略矩形状や、図５に示
したように、内径側がテーパ形状のものであってもよい
（このことは、以下の実施例においても同様である）。

【００３６】図６は、本発明の自動緊塞ガスケットの第
２の実施例の部分拡大断面図である。図１〜図３の第１
の実施例のガスケットと同じ構成部材には、同じ参照番
号を付してその詳細な説明を省略する。この実施例で
は、図１〜図３の実施例のように、ガスケット本体１１
の軸方向上端面１４と軸方向下端面１６に形成された金
属波形薄板リング層１５、１７を設ける代わりに、金属
波形薄板緩衝リング層２５、２７を形成した点が相違す
る。

【００３７】すなわち、この金属波形薄板緩衝リング層
２５、２７は、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重
ね合わせて渦巻き状に巻回して成形することによって形
成されている。この場合、これらの金属波形薄板緩衝リ
ング層２５、２７を形成するには、下記のように作製す
ればよい。

【００３８】すなわち、図１の実施例と同様に、金属薄
板をテープ状に裁断して、このテープ状に裁断した金属
薄板を、図１に示したように、断面形状で、２個のやま
部２ａを有するように波形状に加工して金属波形薄板２
を加工する。そして、この波形状に加工した金属薄板２
と、金属薄板２と略同一の厚さになるようにテープ状に
作製した緩衝材４とを、重ね合わせて、巻き取り式成型
機で、渦巻き状に巻き重ねる。この際、巻き始めと巻き
終わりの部分には、緩衝材４を巻かずに、金属波形薄板
２のみとなるようにして、その箇所をスポット溶接（図
示せず）して、形状保持するようにして、金属波形薄板
２と緩衝材４とが渦巻き状に巻回されたリング状の金属
波形薄板緩衝リング層２５、２７を形成すればよい。

【００３９】この場合、使用する金属薄板の種類、その
厚さ、金属薄板２のやま部２ａの数、作製した金属波形
薄板緩衝リング層２５、２７の厚さ、内外径の寸法など
は、前述した図１の実施例と同様にすればよい。また、
緩衝材４としては、石綿、セラミック、ガラス、タル
ク、シリカからなるグループから選択した少なくとも１
種の無機材料を含むのが望ましい。また、この緩衝材４
の厚さとしては、緩衝材の強度、金属波形薄板緩衝リン
グ層の内外径方向への変形の容易さ、ガスケット本体部
の膨張黒鉛と大気との接触を遮断する効果を考慮すれ
ば、０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは、０．５〜１．０
ｍｍとするのが望ましい。

【００４０】このように、断面が波形状の金属薄板２と
緩衝材４とを重ね合わせて巻回して成形した金属波形薄
板緩衝リング層２５、２７を、本体部の膨張黒鉛を覆う
ように形成することで、膨張黒鉛のはみ出しを防止でき
るとともに、ガスケット本体部の膨張黒鉛と大気との接
触を遮断する効果をさらに高めることができるため、酸
化雰囲気下での膨張黒鉛の耐熱温度である４００℃程度
以上の高温条件下においても、膨張黒鉛の酸化が抑制さ
れ、本体部膨張黒鉛の体積減少から生じるシール性能低
下を有効に防止できる。

【００４１】さらに、緩衝材を金属薄板と重ね合わせて
巻き回すことにより、金属薄板のみの場合と比べて、リ
ング層の内外径方向への変形が大きくなるため、治具と
治具の隙間に入り込み、ガスケット本体の膨張黒鉛のは
み出しを防止する効果がより高まる。図７は、本発明の
自動緊塞ガスケットの第３の実施例の部分拡大断面図で
ある。

【００４２】図１及び図６の第１の実施例のガスケット
と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な
説明を省略する。この実施例では、ガスケット本体１１
の軸方向上端面１４に、図１に示したような金属波形薄
板リング層１５を設けるとともに、ガスケット本体１１
の軸方向下端面１６に、図６に示したような金属波形薄
板緩衝リング層２７を形成した点が相違する。

【００４３】すなわち、ガスケット本体１１の軸方向
上端面１４には、断面が波形状の金属薄板２を渦巻き状
に巻回して成形した金属波形薄板リング層１５が形成さ
れている。そして、ガスケット本体１１の軸方向下端面
１６には、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合
わせて渦巻き状に巻回して成形した金属波形薄板緩衝リ
ング層２７が形成されている。

【００４４】これにより、図１と図６の両方の効果を兼
ね備えた自動緊塞ガスケットが得られることになる。こ
の実施例の場合、ガスケット本体１１の軸方向上端面１
４に、断面が波形状の金属薄板２を渦巻き状に巻回して
成形した金属波形薄板リング層１５を形成し、ガスケッ
ト本体１１の軸方向下端面１６に、断面が波形状の金属
薄板と緩衝材とを重ね合わせて渦巻き状に巻回して成形
した金属波形薄板緩衝リング層２７を形成したが、この
逆に、ガスケット本体１１の軸方向上端面に、断面が波
形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせて渦巻き状に巻
回して成形した金属波形薄板緩衝リング層を形成し、ガ
スケット本体１１の軸方向下端面１６に、断面が波形状
の金属薄板２を渦巻き状に巻回して成形した金属波形薄
板リング層を設けることも勿論可能である。

【００４５】図８は、本発明の自動緊塞ガスケットの第
４の実施例の部分拡大断面図、図９は、図８の自動緊塞
ガスケットの使用状態を説明する断面図である。図１〜
図３の第１の実施例のガスケットと同じ構成部材には、
同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。この
実施例では、ガスケット本体１１の軸方向上端面１４の
金属波形薄板リング層１５が、複数（本実施例では３
つ）の同心円上に配置された金属波形薄板リング層１５
ａ〜１５ｃから構成されている。

【００４６】この実施例のガスケット１０では、流体圧
が負荷されると、図９に示したように、複数の金属波形
薄板リング層１５ａ〜１５ｃの間にガスケット本体１１
の膨張黒鉛が進入して、内外径方向両端部の金属波形薄
板リング層１５ａ、１５ｃに、内外径方向へ移動しよう
とする力が働き、金属波形薄板リング層の内外径方向へ
の張り出しが大きくなり、本体部の膨張黒鉛のはみ出し
を防止する効果が高まる。

【００４７】なお、この実施例では、３つの金属波形薄
板リング層を形成したが、複数箇であれば、特に限定さ
れるものではない。また、この実施例では、複数の金属
波形薄板リング層１５ａ〜１５ｃとしたが、この代わり
に、図６に示したような金属波形薄板緩衝リング層２５
を複数個同心円上に配置することも可能である。

【００４８】なお、上記実施例では、ガスケット本体１
１の軸方向上端面１４と軸方向下端面１６の両方に、金
属波形薄板リング層１５、１７、金属波形薄板緩衝リン
グ層２５、２７を形成したが、いずれか一方の軸方向端
面にのみ、金属波形薄板リング層、金属波形薄板リング
層を設けることも可能であるなど本発明の目的を逸脱し
ない範囲で種々の変更が可能である。

【００４９】

【実施例】実施例１（シール試験）金属薄板（材質：ＳＵＳ３０４、厚さ０．２ｍｍ）をテ
ープ状に裁断し、図１に示したように、断面２個のやま
状の波形（高さｈ：０．６ｍｍ）に加工した。その後、
巻き取り成型機を用いて、この金属薄板を、渦巻き状に
巻き重ねた。この際、形状保持のために、その巻き始め
と巻き終わりを、スポット溶接して、金属薄板を渦巻き
状に巻回されたリング状の金属波形薄板リングを形成し
た。この場合、金属波形薄板リングとして、内径２１
４．２ｍｍ、外径２３９．５ｍｍ、厚さ４．８ｍｍのも
の（ガスケット本体の上側にセットするもの）と、内径
２３３．５ｍｍ、外径２３９．５ｍｍ、厚さ４．８ｍｍ
のもの（ガスケット本体の下側にセットするもの）との
２種類の金属波形薄板リングを作製した。

【００５０】そして、ガスケット本体の下側にセットす
る金属波形薄板リングを成形用金型内に入れた。その上
に、膨張黒鉛部分として、膨張黒鉛シートを渦巻き状に
巻いて配置し、その中心部に、補強用の金属網（材質：
ＳＵＳ３０４）を同様に渦巻き状に巻いて配置した。さ
らに、この上に、ガスケット本体の上側にセットする金
属波形薄板リングを配置した。

【００５１】これらを一体化させるために、ガスケット
投影面積当たり５８．５ＭＰａとなるように加圧して成
形した。なお、成形用金型は、図１に示したように、ガ
スケットの内側にテーパを形成させるような構造になっ
ている。このようにして、内径２１４．０ｍｍ、外径２
４０．０ｍｍ、厚さ３０ｍｍで、膨張黒鉛密度１．５ｇ
／ｃｍ³の本発明の試料（本発明試料１）を得た。

【００５２】一方、成形用金型内に膨張黒鉛シートを渦
巻き状に巻いて配置し、その中心部に、補強用の金属網
（材質：ＳＵＳ３０４）を同様に渦巻き状に巻いて配置
し、これらを一体化させるために、ガスケット投影面積
当たり５８．５ＭＰａとなるように加圧して成形するこ
とにより、図１３に示したような従来の膨張黒鉛のガス
ケット本体のみの試料（比較試料１）を得た。

【００５３】なお、試料の寸法、膨張黒鉛密度は、上記
本発明試料１と同様に設定した。さらに、成形用金型内
に、ガスケット本体の下側にセットする金属細線製編物
（ＳＵＳ３０４、線径０．１５ｍｍ）を敷いた上に、膨
張黒鉛シートを渦巻き状に巻いて配置し、その中心部
に、補強用の金属網（材質：ＳＵＳ３０４）を同様に渦
巻き状に巻いて配置し、さらに、この上に、ガスケット
本体の上側にセットする金属細線製編物（ＳＵＳ３０
４、線径０．１５ｍｍ）を配置した。これらを一体化さ
せるために、ガスケット投影面積当たり５８．５ＭＰａ
となるように加圧して成形することにより、図１６に示
したような従来の膨張黒鉛と金属細線編物とが一体化さ
れたタイプの試料（比較試料２）を得た。

【００５４】なお、金属細線製編物と膨張黒鉛の重量比
が、１８：８２となるようにした。また、試料の寸法、
膨張黒鉛密度は、上記本発明試料１と同様に設定した。
このように製作した本発明試料１、比較試料１、および
比較試料２について、下記のようにシール試験を実施し
た。これらの試料（内径２１４．０ｍｍ、外径２４０．
０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ）を用いて、初期締め付け面圧５
ＭＰａ、最高水圧６４．７ＭＰａ（２５００Ｌｂバルブ
最高圧力）、治具と試料の外周部と内周部との間の隙間
を０．７ｍｍとし、水圧を１時間負荷した後に、水圧を
除去し、これを１サイクルとして、５サイクルの水圧負
荷中の水圧降下量を計測することにより行った。

【００５５】その結果、本発明試料１は、比較試料１、
および比較試料２と有意な差は認められず、いずれの場
合にも、流体の漏洩を示す水圧の異常な低下は見られな
かった。従って、本発明試料１は、比較試料１、および
比較試料２と同様に、シール性能には差がなく、いずれ
も問題はないものと判断された。

【００５６】しかし、膨張黒鉛のはみ出しには差があっ
た。はみ出しは、長期使用の際に膨張黒鉛の体積減少を
引き起こし、シール性能の低下を導くと考えられる。実
施例１の試験でシール性に差がなかったのも、試験時間
が短時間であったためと考えられる。そこで、はみ出し
の定量を行う試験を実施した。この試験を実施例２に示
す。実施例２（はみ出し確認試験）この実施例の試料は、はみ出しのみを測定するために、
実施例１では形成したガスケット本体の下部はみ出し防
止材、ガスケット本体内側のテーパ、膨張黒鉛内部の補
強用金属網を省略した。

【００５７】すなわち、成形用金型内に、膨張黒鉛シー
トを渦巻き状に巻いて配置し、その上に、実施例１と同
様にして作製した、金属薄板を渦巻き状に巻回されたリ
ング状の金属波形薄板リング（内径８０．７ｍｍ、外径
１０４．０ｍｍ、厚さ４．８ｍｍ）を配置した。これら
を一体化させるために、ガスケット投影面積当たり５
８．５ＭＰａとなるように加圧して成形した。このよう
にして、内径８０．３ｍｍ、外径１０４．４ｍｍ、厚さ
１２ｍｍで、膨張黒鉛密度１．５ｇ／ｃｍ³の本発明の
試料（本発明試料２）を得た。

【００５８】一方、成形用金型内に膨張黒鉛シートを渦
巻き状に巻いて配置し、一体化させるために、ガスケッ
ト投影面積当たり５８．５ＭＰａとなるように加圧して
成形し、図１７に示したような従来の膨張黒鉛のガスケ
ット本体のみの試料（比較試料３）を得た。なお、試料
の寸法、膨張黒鉛密度は、上記本発明試料２と同様に設
定した。

【００５９】さらに、成形用金型内に膨張黒鉛シートを
渦巻き状に巻いて配置し、その上に金属細線製編物（Ｓ
ＵＳ３０４、線径０．１５ｍｍ）を敷き、これらを一体
化させるために、ガスケット投影面積当たり５８．５Ｍ
Ｐａとなるように加圧して成形することにより、図１５
に示したような従来の膨張黒鉛と金属細線編物とが一体
化されたタイプの試料（比較試料４）を得た。

【００６０】なお、金属細線製編物と膨張黒鉛の重量比
が、１８：８２となるようにした。また、試料の寸法、
膨張黒鉛密度は、上記本発明試料２と同様に設定した。
はみ出しは、長期使用の際に、膨張黒鉛の体積減少を引
き起こし、シール性能の低下を招くことになる。そのた
め、上記の本発明試料２、比較試料３、および比較試料
４について、それぞれはみ出し確認試験を実施した。

【００６１】このはみ出し確認試験では、上記実施例１
のシール試験時にガスケットにかかっている負荷（３２
０．７ＭＰａ、１ｍｍ²あたり３２０．７Ｎの荷重）を
し、膨張黒鉛のはみ出しを定量した。なお、治具と試料
の外周部と内周部との間の隙間を０．７ｍｍとし、シー
ル試験時にガスケットにかかっている応力に相当する応
力を１時間負荷した後に、応力を除去し、これを１サイ
クルとして、５サイクルの応力負荷を行った。

【００６２】その結果を、下記の表１に示した。表１か
ら明らかなように、膨張黒鉛のはみ出しは、本発明試料
２が最も小さく、比較試料３が最も大きかった。

【００６３】

【表１】

【００６４】従って、上記実施例１および２の結果か
ら、本発明の自動緊塞ガスケットによれば、従来の自動
緊塞ガスケットとシール性能は遜色がなく、しかも、従
来に比較して格段とはみ出し防止効果に優れることがわ
かる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の自動緊塞ガスケットでは、膨張
黒鉛からなるガスケット本体の軸方向両端面に、または
軸方向両端面のうちいずれか一方の端面に、断面が波形
状の金属薄板を巻回して成形した金属波形薄板リング
層、または、断面が波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね
合わせて巻回して成形した金属波形薄板緩衝リング層を
形成している。

【００６６】そのため、これらの金属波形薄板リング
層、金属波形薄板緩衝リング層は、流体圧が負荷される
と軸方向への変形とともに、内外径方向への変形を生じ
て、治具と治具との隙間に金属波形薄板リング層が入り
込むことができる。そして、これらの金属波形薄板リン
グ層、金属波形薄板緩衝リング層は、強固で、金属細線
編物より緻密で十分な厚みを有しているので、ほぼ原形
のままこのような隙間に入り込んだ位置に留まることが
できるため、ガスケット本体の膨張黒鉛がこのような隙
間にはみ出すのを有効に防止することができる。

【００６７】また、これらの金属波形薄板リング層、金
属波形薄板緩衝リング層を本体部の膨張黒鉛を覆うよう
に形成することで、膨張黒鉛のはみ出しを防止できると
ともに、ガスケット本体部の膨張黒鉛と大気との接触を
遮断することができるため、酸化雰囲気下での膨張黒鉛
の耐熱温度である４００℃程度以上の高温条件下におい
ても、膨張黒鉛の酸化が抑制され、本体部膨張黒鉛の体
積減少から生じるシール性能低下を防止できる。

【００６８】すなわち、相手部材とのなじみも得られや
すく、しかも、治具と治具との隙間に膨張黒鉛からなる
ガスケット本体のはみ出しや、酸化に起因するガスケッ
ト本体の体積の減少を抑えたため、シール性に優れしか
も長期安定したシール性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の自動緊塞ガスケットの第１の
実施例の部分拡大断面図である。

【図２】図２は、図１の要部拡大断面である。

【図３】図３は、図１の自動緊塞ガスケットの使用状態
を説明する断面図である。

【図４】図４は、本発明の自動緊塞ガスケットの別の実
施例の部分拡大断面図である。

【図５】図５は、本発明の自動緊塞ガスケットの別の実
施例の部分拡大断面図である。

【図６】図６は、本発明の自動緊塞ガスケットの第２の
実施例の部分拡大断面図である。

【図７】図７は、本発明の自動緊塞ガスケットの第３の
実施例の部分拡大断面図である。

【図８】図８は、本発明の自動緊塞ガスケットの第４の
実施例の部分拡大断面図である。

【図９】図９は、図８の自動緊塞ガスケットの使用状態
を説明する断面図である。

【図１０】図１０は、本発明の自動緊塞ガスケットの別
の実施例の部分拡大断面図である。

【図１１】図１１は、従来の高温高圧用のバルブの断面
図である。

【図１２】図１２は、図１１の部分拡大断面図である。

【図１３】図１３は、従来の自動緊塞ガスケットの断面
図である。

【図１４】図１４は、図１３の自動緊塞ガスケットの使
用状態を説明する断面図である。

【図１５】図１５は、従来の自動緊塞ガスケットの断面
図である。

【図１６】図１６は、従来の自動緊塞ガスケットの断面
図である。

【図１７】図１７は、従来の自動緊塞ガスケットの断面
図である。

【符号の説明】

１０ガスケット１１ガスケット本体１２テーパ面１３補強部材１４軸方向上端面１５金属波形薄板リング層１５ａ、１７ａ金属波形薄板リング層１６軸方向下端面１７金属波形薄板リング層１８外径側治具１８ａ内壁１９ａ外側テーパ面１９受圧板２０治具２５金属波形薄板緩衝リング層２７金属波形薄板緩衝リング層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｊ 15/12 Ｆ１６Ｊ 15/12 ＡＦ１６Ｌ 17/00 Ｆ１６Ｌ 17/00 Ｆターム(参考） 3H014 AA08 AA12 3J040 BA01 EA01 EA15 EA17 EA25 EA44 EA45 FA01 FA11 FA12 FA13 HA15 4H017 AA19 AA23 AA24 AA26 AA27 AA29 AC01 AC09 AC16 AD01 AE02 AE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング形状の自動緊塞ガスケットであっ
て、膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向両端面に、ま
たは軸方向両端面のうちいずれか一方の端面に、断面が
波形状の金属薄板を巻回して成形した金属波形薄板リン
グ層を形成したことを特徴とする自動緊塞ガスケット。
【請求項２】リング形状の自動緊塞ガスケットであっ
て、膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向両端面に、ま
たは軸方向両端面のうちいずれか一方の端面に、断面が
波形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせて巻回して成
形した金属波形薄板緩衝リング層を形成したことを特徴
とする自動緊塞ガスケット。
【請求項３】前記緩衝材が、石綿、セラミック、ガラ
ス、タルク、シリカからなるグループから選択した少な
くとも１種の無機材料を含むことを特徴とする請求項２
に記載の自動緊塞ガスケット。
【請求項４】リング形状の自動緊塞ガスケットであっ
て、膨張黒鉛からなるガスケット本体の軸方向両端面のうち
一方の端面に、断面が波形状の金属薄板を巻回して成形
した金属波形薄板リング層を形成するとともに、前記ガスケット本体の軸方向の他方の端面に、断面が波
形状の金属薄板と緩衝材とを重ね合わせて巻回して成形
した金属波形薄板緩衝リング層を形成したことを特徴と
する自動緊塞ガスケット。
【請求項５】前記緩衝材が、石綿、セラミック、ガラ
ス、タルク、シリカからなるグループから選択した少な
くとも１種の無機材料を含むことを特徴とする請求項４
に記載の自動緊塞ガスケット。