JP2002031236A

JP2002031236A - メタルガスケット

Info

Publication number: JP2002031236A
Application number: JP2000215461A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Yamanaka; 幸山中; Kenji Horii; 賢二掘井
Original assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的に小さな締付力を加えるだけで、良好
な密封機能を発揮することができ、締付作業時に片締め
を起こしにくく、かつ使用中における締付力の変動など
があっても常に良好な密封機能を発揮することができる
メタルガスケットを提供する。【解決手段】全体が金属からなり、軸方向の両端面が
平坦な環状体である。内周側に配置され、軸方向の両端
面に至る周壁状の周壁環部１２と、外周側に配置され、
周壁環部１２の軸方向の両端で外周端からそれぞれ外周
側に延び、互いの間に間隙１６を有する一対の張出環部
１４、１４とを備える。張出環部１４は、周壁環部１２
に接続する根元側の軸方向の高さｈと、外周の先端側の
軸方向の高さｈ₀とが、ｈ₀≧ｈである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルガスケット
に関し、詳しくは、金属の環状体で構成されていて、各
種の流体機器における流体通路の継目部分に配置されて
密封機能を果たすメタルガスケットを対象にしている。

【０００２】

【従来の技術】流体通路の継目部分を密封するガスケッ
トには、ゴムや合成樹脂を用いるもののほか、アルミや
銅、ステンレス等の金属を用いることが知られている。
金属を用いたガスケットすなわちメタルガスケットは、
所定の締付力が負荷されれば、ゴムなどを用いるガスケ
ットに比べて密封機能が高く耐熱性にも優れていること
から、原子力分野、半導体分野などにおける各種配管、
機械設備など、高温、高圧、真空、低温などの過酷な条
件下で用いられるガスケット材料として広く利用されて
いる。なかでも、半導体製造装置などのように、流体通
路を流れる流体への異物の混入を防がなければならない
場合には、ガスケットからの粉塵発生や粒子脱落、成分
溶解などが起こり難いメタルガスケットが有利である。

【０００３】半導体製造装置などの場合、装置のコンパ
クト化を図るために、それに適したメタルガスケットが
要求される。コンパクト化が要求される装置の一例とし
て、半導体製造装置に供給されるガスを供給するための
ガス集積装置がある。このガス集積装置に使用されるメ
タルガスケットとして、断面Ｏ形のメタル中空Ｏリン
グ、断面Ｃ形のメタルＣリング、断面四角形状のソリッ
ドガスケットなどがある。さらに、特開平１１−１１８
０３６号公報には、断面の全体形状が矩形で外周面にク
サビ状の切り欠きを設けた断面Σ形のメタルガスケット
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のメタル
ガスケットには何れも問題がある。メタル中空Ｏリング
は、パイプを溶接して製造するため、製造工程が煩雑
で、高コストになり、量産性にも欠けるという問題があ
る。メタルＣリングは、一方に開口部を有するために気
密性能に劣り、１０^-2〜１０^-5Ｐａ・ｍ³／ｓ程度の性
能しか発揮できない。半導体や原子力分野では、１０
^-10〜１０^-12Ｐａ・ｍ³／ｓといった極めて高い気密
性が要求される場合があり、このような用途にはメタル
Ｃリングは使用できない。

【０００５】ソリッドガスケットで十分な密封機能を発
揮させるには、ガスケットを塑性変形させるような大き
な締付力が必要であり、締め付けを行うためのフランジ
厚みやボルト径を大きくしたりボルト本数を増やしたり
しなければならず、装置のコンパクト化が図れない。ソ
リッドガスケットの幅を小さくすれば、ガスケットを塑
性変形させるための締付力が確保し易いが、締付けの際
の変形量が非常に大きくなるので、ガスケットの内外側
面に大きな荒れや剥離が生じるという問題が生じる。特
に、接ガス部である内径面荒れはパーティクル発生原因
となるため嫌われる。

【０００６】Σ形メタルガスケットでは、外周側の先細
形状の突出部が変形することで、平形メタルガスケット
の問題をある程度までは解消することができる。しか
し、内周側の断面矩形の部分には、平形メタルガスケッ
トと同様の問題がある。すなわち、当接面積が広いた
め、発生する応力が小さく、密封機能が低い。また、締
付作業時に、断面矩形部分の両端面のうち一部だけがフ
ランジ面と当接する片当たりを生じ易く、密封機能が損
なわれる。本発明の課題は、比較的に小さな締付力を加
えるだけで、良好な密封機能を発揮することができ、締
付作業時に片締めを起こしにくく、かつ使用中における
締付力の変動などがあっても常に良好な密封機能を発揮
することができるメタルガスケットを提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるメタルガ
スケットは、全体が金属からなり、軸方向の両端面が平
坦な環状体であって、内周側に配置され、軸方向の両端
面に至る周壁状の周壁環部と、外周側に配置され、前記
周壁環部の軸方向の両端で外周端からそれぞれ外周側に
延び、互いの間に間隙を有する一対の張出環部とを備
え、前記張出環部は、周壁環部に接続する根元側の軸方
向の高さｈと、外周の先端側の軸方向の高さｈ₀とが、
ｈ₀≧ｈである。メタルガスケットの材料や基本的な構
造は、通常のメタルガスケットと共通する技術が適用で
きる。

【０００８】メタルガスケットの材料には、ステンレス
鋼やアルミニウム、ニッケルその他の金属および合金が
用いられる。メタルガスケットの基本形状は、軸方向の
両端面が平坦な環状体である。メタルガスケットの内径
は、メタルガスケットを装着する流体通路の内径に合わ
せて設定される。但し、流体通路の内径とメタルガスケ
ットの内径とが正確に一致している必要はない。メタル
ガスケットの外径は、前記した内径寸法に密封機能を果
たすためのメタルガスケットの構造部分を加えた寸法に
なる。通常は、メタルガスケットを装着する流路部材の
構造に合わせて、メタルガスケットの外径の許容範囲が
決められる。

【０００９】メタルガスケットの軸方向の高さは、メタ
ルガスケットの機械的強度や形状維持性、加工性などを
考慮して設定される。具体的な寸法は、使用用途や要求
性能によっても異なり、適宜決定される。例えば、ガス
集積装置に利用されるメタルガスケットでは、内径３〜
３０mm、外径５〜４０mm、高さ１０〜２０mmの範囲に設
定することができる。〔周壁環部〕周壁環部は、比較的に剛性が大きく変形し
難い寸法形状に設定しておく。メタルガスケットに締め
付け力を加えたときに、軸方向に十分な反発力を示し、
内周面における荒れや剥離を起こし難いとともに、後述
する張出環部から加わるモーメント力によって外周側に
傾く方向への変形が可能なように設計しておく。

【００１０】具体的には、メタルガスケットの材料ある
いは内径や軸方向の高さなどによっても異なる。例え
ば、ガス集積装置に利用されるメタルガスケットの場
合、周壁環部の幅Ｖを、０．３〜１．０mmの範囲に設定
しておくことができる。〔張出環部〕一対の張出環部は、周壁環部とともにメタ
ルガスケットの断面構造を構成する。張出環部の軸方向
の外側端面は、周壁環部の軸方向の端面と同一面でつな
がり、メタルガスケットの端面を構成する。

【００１１】張出環部は、軸方向の端面に締め付け力が
加わったときに、張出環部が根元側でつながる周壁環部
に対して、周壁環部を外側に傾けるようなモーメント力
が作用できる構造を有する。張出環部の間隙側の面は、
根元側の軸方向高さｈと先端側の軸方向高さｈ₀とがｈ
₀≧ｈの関係を満足すれば、具体的な形状や構造は限定
されない。根元側から先端側へと傾斜を有していてもよ
いし、平坦であってもよいし、段差がついていてもよ
い。一部または全体が湾曲面であってもよい。張出環部
の根元側の軸方向高さｈは、メタルガスケット全体の軸
方向高さＨに対して、ｈ／Ｈ＝１／２．２〜１／６の関
係に設定することができる。

【００１２】メタルガスケットの装着にリテーナを使用
する場合、間隙の高さがリテーナの厚みよりも大きくな
るように、張出環部の根元側および先端側の高さｈ、ｈ
₀を設定しておくことが好ましい。張出環部の径方向の
幅Ｗと周壁環部の径方向の幅Ｖとを、Ｗ／Ｖ＝１／４〜
２／１の範囲に設定することができる。一対の張出環部
は、正確な対称形状であってもよいし、異なる形状であ
っても構わない。一対の張出環部で、根元高さｈや先端
高さｈ₀が違っていてもよい。一対の張出環部が、メタ
ルガスケットの軸方向の何れか一方に偏って配置されて
いてもよい。

【００１３】〔メタルガスケットの装着〕メタルガスケ
ットを装着する流体通路あるいは流体装置の基本的な構
造は、通常の流体通路および流体装置と同様でよい。流
体通路を構成する流路部材の継目にメタルガスケットが
装着される。継目で対向する両側の流路部材には、片方
あるいは両方に、メタルガスケットを装着するための凹
溝を設けることができる。流路部材同士は、メタルガス
ケットを中間に挟んだ状態で、流体通路の外周に配置さ
れた締付手段により締め付け固定される。締付手段とし
ては、通常はボルトが使用される。締付手段は、メタル
ガスケットの外周で複数個所に設けられる。

【００１４】メタルガスケットは、金属薄板などからな
るリテーナに保持された状態で流体通路に装着すること
ができる。〔メタルガスケットの用途〕本発明のメタルガスケット
は、通常の流体装置における各種の流体通路の密封構造
に適用できる。特に、大きな締め付け力を負荷すること
が困難であったり、高い密封性を要求されたり、小型化
が必要とされたりする用途に好適である。具体的には、
原子力分野、半導体分野における流体通路に適用でき
る。

【００１５】

【発明の実施形態】〔メタルガスケットの構造〕図１、
２に示すメタルガスケット１０は、ステンレス鋼からな
り、全体が円環状をなしている。図２に詳しく示すよう
に、メタルガスケット１０の断面形状は、全体が矩形状
をなすとともに、内周側の周壁環部１２と外周側の張出
環部１４との２つの部分で構成されている。周壁環部１
２は、メタルガスケット１０の内周側を構成しており、
断面矩形状をなしている。周壁環部１２の上下端面はメ
タルガスケット１０の上下面すなわち軸方向の両端面を
構成する。

【００１６】張出環部１４は、周壁環部１２の外周側の
側端面から外側に向かって延びている。周壁環部１２の
上下に一対の対象形状をなす張出環部１４、１４が配置
されている。上下の張出環部１４の間には間隙１６があ
いている。上側の張出環部１４については、上面が周壁
環部１２の上面と同一面で外側に延びメタルガスケット
１０の軸方向端面を構成している。張出環部１４の高さ
は、周壁環部１２と隣接する根元側の高さｈが、外周側
の先端側の高さｈ₀よりも小さくなっており、張出環部
１４の下面が、根元側から先端側へと低くなる傾斜面に
なっている。張出環部１４の先端面は垂直面である。

【００１７】下側の張出環部１４については、上側の張
出環部１４と対象形状である。具体的には、下面が周壁
環部１２の下面と同一面で外側に延びメタルガスケット
１０の端面を構成している。周壁環部１２と隣接する根
元側の高さｈが、外周側の先端側の高さｈ₀よりも小さ
くなっている。張出環部１４の上面は、根元側から先端
側へと高くなる傾斜面である。先端面は垂直面である。
上下の張出環部１４の中間に構成される間隙１６は、奥
側が広く先端側が狭くなった、あり溝形状をなしてい
る。＜メタルガスケットの具体例＞材質＝ＳＵＳ３１６Ｌ内径Ｄ＝４．７mm 高さＨ＝１．７mm 周壁環部の幅Ｖ＝０．６mm 張出環部の幅Ｗ＝０．４mm 張出環部の根元高さｈ＝０．６５mm 張出環部の先端高さｈ₀＝０．６５mm ｈ／Ｈ＝１／２．６Ｗ／Ｖ＝１／１．５〔メタルガスケットの取付構造〕図３、４は、メタルガ
スケット１０の取付状態を示している。

【００１８】図３に示すように、一対の流路部材２０、
３０の継目部分にメタルガスケット１０を装着して密封
を図る。流路部材２０、３０には流路２２、３２を有し
ている。流路部材２０、３０の合わせ面には、メタルガ
スケット１０を収容する凹溝２４、３４が設けられてい
る。流路部材２０、３０を合わせてボルトで締め付け固
定する際に、凹溝２４、３４にメタルガスケット１０を
装着しておく。メタルガスケット１０の上下面を流路部
材２０、３０で上下から圧接することで、メタルガスケ
ット１０と流路部材２０、３０との当接面が密接して封
鎖された状態になり、流路２２、３２を通過する流体
が、流路部材２０、３０の継目から外部に漏れることを
防ぐ。したがって、メタルガスケット１０の軸方向の両
端面は凹溝２４、３４の溝底面に当接する必要がある
が、メタルガスケット１０の外周端面については凹溝２
４、３４の溝側面との間に隙間があいていてもよい。

【００１９】〔リテーナ〕メタルガスケット１０は、リ
テーナ４０に保持された状態で、流路部材２０、３０に
取り付けることができる。図４に示すように、リテーナ
４０は、流路部材２０、３０の対向面に挟み込まれる程
度の薄い金属板からなり、中央にはメタルガスケット１
０が装着される装着孔４２が加工されている。装着孔４
２は、メタルガスケット１０の外径よりも狭い幅の矩形
状をなすとともに、矩形の長辺に、メタルガスケット１
０の周壁環部１２の外径に対応して凹んだ円弧凹部４４
を有している。リテーナ４０の四隅には、取付孔４６が
加工されている。

【００２０】メタルガスケット１０を、リテーナ４０の
装着孔４２に差し込み、メタルガスケット１０の周壁環
部１２よりも外側の張出環部１４が、装着孔４２の円弧
凹部４４に沿って係止されるように配置することで、リ
テーナ４０に対してメタルガスケット１０が保持され
る。図３に示すように、リテーナ４０に保持された状態
のメタルガスケット１０を、流路部材２０、３０の間に
配置し、リテーナ４０の取付孔４６を流路部材２０、３
０の同じ位置に設けられた取付孔（図示省略）に位置合
わせすれば、メタルガスケット１０と流路部材２０、３
０との芯合わせが簡単かつ確実に行える。リテーナ４０
の取付孔４６にボルトを挿入して流路部材２０、３０を
締め付ければ、メタルガスケット１０を正確に位置決め
した状態で、流路部材２０、３０に対して装着し固定す
ることができる。

【００２１】また、流路部材２０、３０に装着するまで
のメタルガスケット１０の取扱いを、リテーナ４０に取
り付けた状態で行えば、メタルガスケット１０の表面を
汚したり変形させたり損傷したりすることが防止でき
る。〔メタルガスケットの密封作用〕図５は、メタルガスケ
ット１０を流路部材２０、３０に取り付けたときの密封
作用を模式的に示している。図では、流路部材２０、３
０については、凹溝２４、３４の形状を省略して平坦形
状で示している。図５(a) に示すように、メタルガスケ
ット１０を流路部材２０、３０の間に配置して、流路部
材２０、３０の一方のボルトを締め付ける。図中で、白
矢印で示されている側のボルトを締め付ける。ボルトで
締め付けられた側では、流路部材２０、３０の間隔が狭
くなり、流路部材２０、３０の間に挟まれたメタルガス
ケット１０が上下から押圧される。但し、流路部材２
０、３０のうち、ボルトで締め付けていない側では相対
的に間隔が広い状態である。流路部材２０、３０は互い
に平行ではなく傾斜したテーパー状態になる。

【００２２】メタルガスケット１０のうち、締め付け側
では、外周側に配置される上下の張出環部１４が間隙１
６を狭くするように変形する。内周側の周壁環部１２は
張出環部１４のようには容易に変形しない。その結果、
メタルガスケット１０の軸方向の両端面が、流路部材２
０、３０のテーパーにしたがうテーパー状に変形するこ
とになる。メタルガスケット１０の周壁環部１２の軸方
向端面のうち、最も内周側の隅部１３に応力集中が生
じ、この部分が局部的に塑性変形を起こすことで、メタ
ルガスケット１０と流路部材２０、３０とが強く押圧さ
れた状態で隙間なく密接することになり、良好な密封状
態が得られる。

【００２３】図５(b) に示すように、図５(a) とは反対
側のボルト（白矢印で示す）を締め付けると、メタルガ
スケット１０のうち、図５(a) とは反対側の位置で図５
(a)と同様の現象が生じる。すなわち、外周側に配置さ
れた上下の張出環部１４が間隙１６を狭くするように変
形し、周壁環部１２の内周側の隅部１３に応力集中が生
じて塑性変形を起こし、良好な密封状態が得られる。図
５(b) で、上下の流路部材２０、３０は、メタルガスケ
ット１０に対して、図５(a) でボルト締め付けが行われ
て塑性変形を起こした内周隅部１３を支点にして、ボル
ト締め付け側（白矢印側）がより狭くなるように締め付
けられることになる。したがって、先に塑性変形を起こ
した内周隅部１３でも流路部材２０、３０からの締め付
け力は十分に作用しているので、メタルガスケット１０
と流路部材２０、３０との密封機能が低下する心配はな
い。

【００２４】図５(c) に示すように、流路部材２０、３
０の全ての方向でボルトを均等に締め付けた状態では、
メタルガスケット１０の全周において、外周側の張出環
部１４が間隙１６を狭くするように変形し、周壁環部１
２の内周側の隅部１３に応力集中が生じ塑性変形を起こ
す。この内周隅部１３の局部的な塑性変形が、メタルガ
スケット１０の全周において流路部材２０、３０と間に
高い密封状態を達成することになる。この場合の密封作
用は、常に、メタルガスケット１０の周壁環部１２の内
周隅部１３に大きな応力集中あるいは塑性変形が生じる
ことで達成され、メタルガスケット１０と両側の流路部
材２０、３０との間における良好な「なじみ」状態で常
に維持されることになる。

【００２５】その結果、比較的に小さな締め付け力で締
め付けるだけでも、確実な密封機能を果たすことがで
き、使用中における密封機能の低下も起こり難い。ま
た、流路部材２０、３０に同じメタルガスケット１０を
装着したままで、流路部材２０、３０の締め付けおよび
開放を繰り返しても、メタルガスケット１０は同じ内周
隅部１３が塑性変形を起こして密封機能を果たすことに
なる。したがって、メタルガスケット１０の交換なし
で、流路部材２０、３０の繰り返し使用が可能になる。
従来、メタルガスケットは、一度塑性変形を生じさせて
密封機能を発揮させたあと、同じメタルガスケットを再
び締め付けても、塑性変形による密封機能は発揮できな
いため、メタルガスケットの再利用はできないとされて
いた。メタルガスケットを装着した密封継手では、密封
継手を開閉する都度、未使用品のメタルガスケットに交
換していた。

【００２６】これに対し、前記した本発明のメタルガス
ケット１０では、所定の個所に装着して締め付け密封機
能を発揮させて使用したあと、密封面を開放し、もう一
度締め付けた場合、再び十分な密封機能が発揮されるこ
とが確認された。複数回の締め付けおよび開放動作の繰
り返しを行っても、密封機能が発揮できた。メタルガス
ケット１０の特定の試料では、１７回目の締め付け作業
でも、それまでと同じトルクで十分な密封機能を発揮さ
せることができた。〔メタルガスケットの挙動〕図６は、メタルガスケット
１０の締め付け時における挙動をより詳しく示してい
る。但し、説明を分かり易くするために、メタルガスケ
ット１０の上側半分における挙動のみを図示している。
実際には、下側半分についても同様の挙動を示す。

【００２７】メタルガスケット１０に、前記したボルト
の締め付けに伴う外力が作用すると、周壁環部１２は剛
性が高く容易には変形し難い。これに対して、間隙１６
が存在するために下方側には変形し易くなっている張出
環部１４は、外周側が低く内周側が高くなる傾斜状態に
変形する。このとき、張出環部１４には外周側を下側に
旋回させるようなモーメント力が働く。このモーメント
力は、張出環部１４がつながっている周壁環部１２に対
しても作用する。周壁環部１２は、外側に傾くように変
形する。言い換えると、張出環部１４と周壁環部１２と
が元の形状を保ったままで、外側に傾くように変形する
ことになる。

【００２８】この変形によって、周壁環部１２の内周側
の隅部１３は、外周側に比べて相対的に持ち上げられる
ようになり、上方に当接する流路部材２０（図示省略）
に対して大きな反発力を与え、内周隅部１３に大きな応
力集中が発生する。内周隅部１３よりも低くなった外周
側では、大きな応力が発生することはない。上記作用
は、張出環部１４および周壁環部１２が、全体として外
側に旋回するような変形を起こすことによって果たされ
る。張出環部１４そのものが変形し易い構造であって
は、張出環部１４の内部変形のみで外力が吸収されてし
まうので、張出環部１４から周壁環部１２を旋回させる
ような作用が生じない。

【００２９】例えば、図７に示すΣ形メタルガスケット
１０ｘの場合、本発明の実施形態に対応する構造とし
て、内周側には周壁環部１２ｘ、外周側には張出環部１
４ｘを備えている。但し、張出環部１４ｘは、根元側か
ら先端側へと厚みが少なくなるテーパー形状になってい
る。図７のΣ形メタルガスケット１０ｘに、図６の説明
と同様の締め付け力を加えると、張出環部１４ｘは外周
側ほど薄くて変形し易いので、張出環部１４ｘの外周側
が垂れ下がるように変形することで外力を吸収する。そ
のため、張出環部１４ｘから内周側の周壁環部１２ｘへ
とモーメント力が伝わらない。周壁環部１２ｘは直立し
た状態を維持するだけである。流路部材２０から加わる
締め付け力は、周壁環部１２ｘの軸方向端面全体でほぼ
均等に負担される。したがって、密封機能に関与する面
積は増えるが、メタルガスケット１０ｘに発生する応力
は小さくなってしまい、応力集中あるいは塑性変形に伴
う高い密封作用を発揮することができない。

【００３０】図６の実施形態では、張出環部１４の構造
が、根元側よりも先端側のほうが厚みがあって変形し難
い構造になっているので、張出環部１４の先端側だけが
垂れ下がるように変形してしまうことはなく、張出環部
１４の全体が元の形状を保ったままで周壁環部１２を外
側に旋回させるようなモーメント力を十分な大きさで発
生させることができるのである。〔気密性能〕本発明のメタルガスケットの気密性能を測
定し評価した結果を示す。実施例１：図２に示す構造具体的寸法は前記＜メタルガスケットの具体例＞参照。

【００３１】比較例１：Σ形ガスケット（特開平１１−
１１８０３６号公報記載品）比較例２：Ｃ形ガスケット比較例３：平形ガスケット材質（ＳＵＳ３１６Ｌ）および呼び寸法（外径７．１m
m、内径４．７mm、高さ１．７mm）は、全ての実施例お
よび比較例で同じである。実施例１の寸法Ｗと、比較例
１の切り込み深さは同じである。＜試験方法＞図３に示す構造の流路部材に取り付けて、
段階的に締め付け荷重を増やし、そのときの締付力と歪
量とを計測した。

【００３２】また、各段階において、流路にヘリウムガ
スを流したときの漏れ量を、ヘリウムリークディテクタ
ーで測定した。＜測定結果＞図８は、各実施例および比較例の測定結果
をグラフにしている。グラフ中の各点は以下を意味す
る。Ｓ₀：ヘリウムの漏れ量が、ヘリウムリークディテクタ
ーの検出感度（２×１０^-12Ｐａ・ｍ³／ｓ）以下にな
る点。締め付け力を原点からＳ₀点まで増やしている間
では、密封機能は発揮できない。

【００３３】Ｓ：所定の締め代を与えた点。最大締付
力が示される。Ｓ₁：Ｓ点から徐荷していったときに、ヘリウムの漏れ
量が、前記したヘリウムリークディテクターの検出感度
以下を保持できる限界点。したがって、Ｓ₁点よりも締
付力が小さくなれば、密封機能は発揮できない。使用可
能な最小締付力を示す。ガスケットとして使用できる範
囲は、Ｓ₀点からＳ点を経てＳ₁点に至る経路の範囲と
なる。各実施例および比較例における各点の測定値を、
下表に示す。 ────────────────────────────────── 実施例比較例１比較例２比較例３ ────────────────────────────────── Ｓ₀（密封機能発現点）４７００５２７０１８３０ − Ｓ（最大締付点）１０７１０６５２０３１２０ − Ｓ₁（最小締付点）１１３０２５３０７４０ − Ｓ−Ｓ₁ ９５８０３９９０２３８０ − ────────────────────────────────── 単位：Ｎ＜評価＞比較例１（Σ形ガスケット）は、Ｓ₀点とＳ
点とが非常に接近しており、Ｓ₀−Ｓの区間が短い。ま
た、Ｓ点とＳ₁点との間も接近している。このことか
ら、比較例１では、適正な締付力を与えることが難し
い。ガスケット高さ、溝深さの寸法公差のバラツキによ
って、密封機能が達成できない可能性もある。

【００３４】比較例２（Ｃ形ガスケット）は、Ｓ点とＳ
₁点との間の締付力の差が小さいので、運転時における
振動や熱サイクルなどの要因で、締付力の低下が生じた
場合に、密封機能が損なわれる可能性がある。比較例３
（平形メタルガスケット）では、所定の締め代になるま
で締め付け力を負荷しても、漏れはヘリウムリークディ
テクターの検出感度以下にならなかった。高い密封機能
が要求される個所では、平形メタルガスケットは使用で
きない。実施例１（本発明の実施品）は、Ｓ₀点とＳ点
とが離れており、Ｓ点とＳ₁点との差も他のガスケット
に比べて大きい。したがって、Ｓ₀−Ｓ−Ｓ₁に至る経
路のどの段階でも良好な密封機能が発揮できる。このこ
とは、ガスケット高さ、溝深さの寸法公差、使用中の振
動や熱サイクルなどの各種の変動要因が加わっても、安
定した密封機能を維持できることを意味している。

【００３５】〔別の実施形態〕図９は、前記実施形態と
は形状の異なるメタルガスケットを表している。図９
(a) は、張出環部１４の根元側高さｈが先端側高さｈ₀
と同じ場合である。図９(b) は、張出環部１４が周壁環
部１２につながる部分の形状が弧状をなしている。この
場合、張出環部１４の幅Ｗと周壁環部１２の幅Ｖは、弧
状部分の最奥部を基準にして決める。また、張出環部１
４の根元側の高さｈは、弧状部分から張出環部１４の傾
斜面に移行する位置で、張出環部１４の高さが最も小さ
くなる位置で決める。

【００３６】

【発明の効果】本発明にかかるメタルガスケットは、周
壁環部の外周に特定の寸法構造を有する一対の張出環部
を配置していることにより、締め付け力が負荷されたと
きに、周壁環部の内周側の隅部に大きな応力集中つまり
塑性変形を生じ、高い密封機能を発揮することができ
る。締め付け力の変動や使用環境の変化があっても、高
い密封機能を安定して長期にわたって発揮することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表すメタルガスケットの
平面図

【図２】前図のＡ−Ａ線拡大断面図

【図３】使用状態の断面図

【図４】使用状態の一部切欠平面図

【図５】荷重の負荷状態を説明する模式図

【図６】断面の変形状態を説明する模式図

【図７】参考技術における断面の変形状態を説明する
模式図

【図８】気密性能試験の結果を示すグラフ

【図９】別の実施形態を表すメタルガスケットの断面
図

【符号の説明】

１０メタルガスケット１２周壁環部１３内周隅部１４張出環部１６間隙２０、３０流路部材２２、３２流路２４、３４凹溝４０リテーナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体が金属からなり、軸方向の両端面が平
坦な環状体であって、内周側に配置され、軸方向の両端面に至る周壁状の周壁
環部と、外周側に配置され、前記周壁環部の軸方向の両端で外周
端からそれぞれ外周側に延び、互いの間に間隙を有する
一対の張出環部とを備え、前記張出環部は、周壁環部に接続する根元側の軸方向の
高さｈと、外周の先端側の軸方向の高さｈ₀とが、ｈ₀
≧ｈであるメタルガスケット。
【請求項２】前記張出環部の根元の軸方向の高さｈと前
記メタルガスケット全体の軸方向の高さＨとが、ｈ／Ｈ
＝１／２．２〜１／６である請求項１に記載のメタルガ
スケット。
【請求項３】前記張出環部の径方向の幅Ｗと前記周壁環
部の径方向の幅Ｖとが、Ｗ／Ｖ＝１／４〜２／１である
請求項１または２に記載のメタルガスケット。