JP2002364750A - メタルパッキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好なシール性、装着性を有すると共に、
低コストで構成可能であり、かつ、設計の自由度が高い
メタルパッキンの提供を目的とする。 【解決手段】 本発明によるメタルパッキン１は、蒸気
管５０ａと蒸気管５０ｂとの連結部を密封するために用
いられるものであり、蒸気管５０ａ，５０ｂの孔部５
１，５４同士を連通させる開口部２を有する環状基部３
と、環状基部３の内周縁部から、内方に突出する一対の
環状リップ４，５とを備える。各環状リップ４，５は、
環状基部３から遠ざかるにつれて互いに離間し、かつ、
遊端部４ａ，５ａ同士間の距離Ｈが開口部２の軸方向に
おける環状基部３の厚さＤよりも長くなるように形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルパッキンに
関し、特に、弾性体等からなるシール材の適用が困難な
箇所に装着すると好適なメタルパッキンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、管材等の中空部材同士を連結さ
せるような場合、両者の連結部を密封するシール材が必
要となるが、例えば蒸気管同士の場合、両者の内部を流
通する蒸気は高温であるため、ゴム材等の弾性体からな
るシール材の適用は困難となる。このため、従来から、
温度等の使用条件等が厳しい箇所に対しては、断面Ｃ字
状を有する環状のメタルパッキン（Ｃリングシール）
や、金属ばね等を内蔵したいわゆるＣリングシール等が
適用されている。

【０００３】このようなメタルパッキンの一例として
は、特開平１１−１０１３４６号公報によって開示され
たものが知られている。この公報には、内周側に全周に
わたって延びる開口溝をもった環状のメタルパッキンが
記載されている。そして、このメタルパッキンでは、シ
ール性の向上を図るべく、任意の断面において、内周
（開口溝）側の遊端部が、外周側の湾曲部の接線方向に
延びるように形成されている。また、シール性をより高
めるための工夫が施されたメタルパッキンとしては、特
開平７−５５００４号公報によって開示されたものも知
られている。この公報に記載されたメタルパッキンは、
金属ばねを内蔵させたＯリングシールであり、金属ばね
を完全に覆う環状ジャケットを備える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように構成された従来のメタルパッキンには、次のよ
うな問題点が存在していた。すなわち、上述した各公報
記載のメタルパッキンを始めとする従来のメタルパッキ
ンは、いずれも単体でも締付力の調整が困難であり、強
固に締め付けることによって弾性限界を越え、メタルパ
ッキンが塑性変形してしまうことがあった。この場合、
そのメタルパッキンを再装着する場合に本来の反発力を
得ることができなくなり、変形の状態によっては、再装
着自体が困難となってしまう。また、金属ばねを内蔵さ
せたＯリングシール等のように、シール性の向上を求め
た場合、メタルパッキンの製造コストが著しく高まって
しまうという問題もあった。

【０００５】そこで、本発明は、良好なシール性、装着
性を有すると共に、低コストで構成可能であり、かつ、
設計の自由度が高いメタルパッキンの提供を目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
によるメタルパッキンは、互いに連結し合う中空部材同
士の間に装着されるメタルパッキンにおいて、各中空部
材の孔部同士を連通させる開口部を有する環状基部と、
環状基部の内周又は外周から、内方又は外方に突出する
一対の環状リップとを備え、各環状リップは、環状基部
から遠ざかるにつれて互いに離間し、かつ、各環状リッ
プの遊端部同士間の距離は、開口部の軸方向における環
状基部の長さよりも長いことを特徴とする。

【０００７】このメタルパッキンは、例えば互いに連結
させる管材等の中空部材同士間に装着され、当該連結部
を密封するものである。このメタルパッキンは、中空部
材の孔部同士を連通させる開口部を有する環状基部を備
える。この環状基部の内周又は外周には、一対の環状リ
ップが開口部の軸方向に配設されている。各環状リップ
は、環状基部から遠ざかるにつれて互いに離間し、か
つ、遊端部同士間の距離が、開口部の軸方向における環
状基部の長さ（厚さ）よりも長くなるように形成されて
いる。すなわち、各環状リップは、メタルパッキンの任
意の断面において、環状基部から略ハの字状に突出す
る。

【０００８】このメタルパッキンを用いて、中空部材同
士の連結部を密封するに際しては、中空部材同士間にメ
タルパッキンを配置した後、中空部材同士を締め付け
る。この場合、各環状リップの遊端部同士間の距離が、
開口部の軸方向における環状基部の長さよりも長いこと
から、中間部材は、環状基部と接触する前に、環状リッ
プと接触する。そして、各中空部材の先端部が環状基部
と接触した段階で、締付作業を終了する。すなわち、中
空部材の締付距離は、環状基部の長さ（厚さ）によって
規定される。

【０００９】このように、このメタルパッキンを用いた
場合、各中空部材を締め付けることにより、各環状リッ
プは、各中空部材に押圧されて、付根部分を基にして弾
性的に折り曲げられる。従って、各環状リップの遊端部
と、対応する中空部材との接触部分に、変形に応じた反
発力による応力が集中することになる。また、中空部材
の孔部に導入した流体が各環状リップ同士の隙間に流れ
込むことにより、当該流体からの圧力が各環状リップを
中空部材に対して押し付けるように作用することにな
る。この結果、このメタルパッキンは、各中空部材に加
えられる締付力を比較的小さくしても、極めて良好なシ
ール性能を発揮する。

【００１０】更に、このメタルパッキンでは、中空部材
の締付距離が環状基部の長さによって規定されるので、
中空部材を過剰に締め付けてメタルパッキンを塑性変形
させてしまうことを確実に防止することができる。従っ
て、メタルパッキンを再装着する際であっても、本来の
反発力や装着性を良好に維持することが可能である。加
えて、環状基部や各環状リップは、円盤状の金属材を切
削加工したり、金属製の筒体を輪切りにした上で塑性加
工を施したりすることにより、極めて容易に形成可能で
ある。従って、メタルパッキンの製造コストを容易に低
下させることができ、また、設計の自由度を容易に向上
させることが可能となる。

【００１１】この場合、環状基部は、略矩形の断面形状
を有すると好ましい。

【００１２】このように、環状基部の断面形状を一様な
略矩形状とすることにより、中空部材の締付距離を極め
て容易に規定することができる。これにより、メタルパ
ッキンを塑性変形させてしまうことを極めて確実に防止
可能となる。

【００１３】更に、本発明によるメタルパッキンは、円
盤状の金属材を切削加工することにより形成すると好ま
しく、また、金属製の筒体を輪切りにし、内周又は外周
に塑性加工を施すことにより形成してもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるメ
タルパッキンの好適な実施形態について詳細に説明す
る。

【００１５】図１は、本発明によるメタルパッキンの使
用状態を示す断面図である。同図に示すメタルパッキン
１は、管材等の中空部材同士の連結部を密封するための
ものであり、温度等の使用条件等が厳しく、弾性体等か
らなるシール材の適用が困難な箇所に装着すると好適で
ある。図１では、互いに連結させる中空部材として、高
温の蒸気を流通させるための蒸気管５０ａ，５０ｂを例
示している。ここで、蒸気管５０ａ，５０ｂについて簡
単に説明すると、図中上方に位置する蒸気管５０ａは、
孔部５１を有し、その外周には、雄ねじ部５２が形成さ
れている。一方、図中下方に位置する蒸気管５０ｂの内
周には、蒸気管５０ａの雄ねじ部５２と螺合する雌ねじ
部５３が形成されている。また、蒸気管５０ｂは、雌ね
じ部５３よりも小径のテーパ孔部５４を有しており、こ
のテーパ孔部５４と雌ねじ部５３との間には、段部５５
が形成されている。

【００１６】メタルパッキン１は、図１に示すように、
互いに連結し合う蒸気管５０ａ，５０ｂ同士の間、すな
わち、蒸気管５０ａの先端と、蒸気管５０ｂの段部５５
との間に装着されることになる。メタルパッキン１は、
図２示すように、環状を呈しており、蒸気管５０ａの孔
部５１と蒸気管５０ｂのテーパ孔部５４とを連通させる
ための開口部２を有する環状基部３を備える。環状基部
３は、図３に示すように、長方形の断面形状を有し、そ
の上面３ａ及び下面３ｂは、互いに平行かつ平坦に形成
されている。

【００１７】また、環状基部３の内周には、一対の環状
リップ４，５が開口部２の軸方向に配設されている。す
なわち、環状基部３の上側の内周縁部からは、環状リッ
プ４が図３における上方に向けて突出しており、環状基
部３の下側の内周縁部からは、環状リップ５が図３にお
ける下方に向けて突出している。そして、各環状リップ
４，５は、環状基部３から遠ざかるにつれて互いに離間
し、かつ、両者の遊端部４ａ，５ａ同士間の距離Ｈが、
開口部２の軸方向における環状基部３の厚さＤよりも長
くなるように形成されている。これにより、各環状リッ
プ４，５は、メタルパッキン１の任意の断面において、
環状基部３から略ハの字状に突出することになる。

【００１８】更に、メタルパッキン１は、環状基部３の
外周面の複数箇所に配設された突起６を有する。本実施
形態に係るメタルパッキン１では、突起６は、互いに開
口部２の中心軸（中心点）に関して点対称をなすよう
に、環状基部３の外周の２箇所に配設されている。ま
た、各突起６は、装着対象である蒸気管５０ｂの雌ねじ
部５３と係合（螺合）可能な形状（先細の尖った形
状）、寸法を有する。

【００１９】上述したメタルパッキン１は、旋盤等を用
いて、図３において破線で示すような金属製の円盤Ｐの
内部、及び、外周を切削加工することにより成形され
る。すなわち、環状基部３、各環状リップ４，５、及
び、突起６等は、円盤状の金属材を切削加工することに
より、極めて容易かつ短時間で形成可能である。従っ
て、メタルパッキン１では、製造コストを容易に低下さ
せることが可能であり、また、設計の自由度を容易に向
上させることが可能となる。なお、環状基部３の外周面
に金属製のピン等を挿入、固定することにより各突起６
を構成してもよい。

【００２０】メタルパッキン１を用いて、中空部材とし
ての蒸気管５０ａと蒸気管５０ｂとの連結部を密封する
に際しては、各突起６を蒸気管５０ｂの雌ねじ部５３に
係合させる。そして、メタルパッキン１を蒸気管５０ｂ
等の軸周りに回転させながら段部５５まで滑り込ませ、
段部５５上に載置する。このように、メタルパッキン１
は、環状基部３の外周に、蒸気管５０ｂの雌ねじ部５３
と係合可能な突起６を有することから、蒸気管５０ａと
蒸気管５０ｂとの間の適正な位置に、極めて容易に配置
することが可能である。

【００２１】また、上述したように、メタルパッキン１
では、各環状リップ４，５の遊端部４ａ，５ａ同士間の
距離Ｈが、開口部２の軸方向における環状基部３の厚さ
Ｄよりも長い。従って、メタルパッキン１を段部５５上
に載置した際、環状基部３の下面３ｂは、段部５５の上
面とは接触せず、環状リップ５の遊端部５ａのみが段部
５５と接触する。このようにして、メタルパッキン１が
蒸気管５０ｂの段部５５に載置されたならば、蒸気管５
０ａの雄ねじ部５２を蒸気管５０ｂの雌ねじ部５３に螺
合させる。

【００２２】蒸気管５０ａを蒸気管５０ｂに螺合させた
ならば、図４に示すように、蒸気管５０ａを軸周りに回
転させて、蒸気管５０ａ，５０ｂ同士を締め付ける。こ
の場合も、上述したように、メタルパッキン１では、各
環状リップ４，５の遊端部４ａ，５ａ同士間の距離Ｈ
が、開口部２の軸方向における環状基部３の厚さＤより
も長いことから、図４に示すように、蒸気管５０ａの先
端は、環状基部３の上面３ａと接触する前に、環状リッ
プ４と接触する。この状態から、更に蒸気管５０ａを軸
周りに回転させて、蒸気管５０ａ，５０ｂ同士を締め付
ける。

【００２３】これにより、各環状リップ４，５は、それ
ぞれ接触している蒸気管５０ａ，５０ｂに押圧されて、
付根部分（環状基部３の上下の内周縁部）を基にして弾
性的に折り曲げられる。そして、各環状リップ４，５の
遊端部４ａ，５ａと、対応する蒸気管５０ａ，５０ｂと
の接触部分に、変形に応じた反発力による応力が集中す
ることになる。従って、メタルパッキン１は、蒸気管５
０ａ，５０ｂに加える締付力を比較的小さくしても、極
めて良好なシール性能を発揮することになる。

【００２４】そして、蒸気管５０ａ，５０ｂ同士の締付
作業は、図５に示すように、蒸気管５０ａの先端が環状
基部３の上面と接触すると共に、段部５５（蒸気管５０
ｂ）の上面が環状基部３の下面３ｂと接触した段階で終
了させる。すなわち、メタルパッキン１を適用する場
合、蒸気管５０ａ，５０ｂの締付距離は、矩形断面を有
する環状基部３の上面３ａと下面３ｂとによって規定さ
れる距離（厚さ）Ｄによって規定されることになる。こ
れにより、蒸気管５０ａ，５０ｂを過剰に締め付けてメ
タルパッキン１を塑性変形させてしまうことを極めて確
実に防止することができる。従って、メタルパッキン１
を再装着する際であっても、本来の反発力や装着性を良
好に維持することが可能である。

【００２５】また、蒸気管５０ａの先端が環状基部３の
上面３ａと接触し、段部５５の上面が環状基部３の下面
３ｂと接触した状態では、蒸気管５０ａの先端との環状
リップ４の上面とが完全に密着し合うと共に、段部５５
と環状リップ５の上面とが完全に密着し合う。これに加
えて、蒸気管５０ａ，５０ｂの孔部５１，５４に蒸気
（流体）を流通させた際には、当該蒸気が環状リップ
４，５同士の隙間Ｇに流れ込み、当該蒸気からの圧力が
環状リップ４，５を蒸気管５０ａ、又は、５０ｂに対し
て押し付けるように作用することになる。従って、メタ
ルパッキン１を用いれば、蒸気管５０ａと蒸気管５０ｂ
との連結部を極めて良好に密封することが可能となる。

【００２６】図６に、本発明によるメタルパッキンの変
形例を示す。同図に示すメタルパッキン１Ａは、金属性
の筒体を輪切にすることにより、同図において破線で示
す部材Ｐｉを得た上で、部材Ｐｉの内周に塑性加工を施
して、環状リップ４，５を折り曲げ成形したものであ
る。この場合、環状リップ４，５を所望の形状にするた
めに、部材Ｐｉに対して、適宜、切削加工や熱処理を施
すと好ましい。このようなメタルパッキン１Ａも、低コ
ストで構成可能であると共に、高い設計上の自由度を有
し、かつ、極めて高いシール性や良好な装着性を発揮す
る。

【００２７】なお、上述したメタルパッキン１，１Ａ
は、環状基部３の上側の内周縁部から環状リップ４が突
出し、環状基部３の下側の内周縁部から環状リップ５が
突出するものとして説明したが、これに限られるもので
はない。すなわち、図７に示すメタルパッキン１Ｂのよ
うに、環状基部３の内周の中間部から、互いに離間する
ように環状リップ４，５を突出させてもよい。また、上
述したメタルパッキン１，１Ａ，１Ｂについては、いず
れも、各環状リップ４，５が環状基部３の内周から内方
に突出するものとして説明したが、これに限られるもの
ではない。すなわち、図８に示すメタルパッキン１Ｃの
ように、環状基部３の外周から、一対の環状リップ４，
５を外方に向けて突出させてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によるメタルパッキンは、以上説
明したように構成されているため、次のような効果を得
る。すなわち、本発明によるメタルパッキンは、装着対
象となる一対の中空部材の孔部同士を連通させる開口部
を有する環状基部と、環状基部の内周又は外周から、内
方又は外方に突出する一対の環状リップとを備える。そ
して、各環状リップは、環状基部から遠ざかるにつれて
互いに離間し、かつ、遊端部同士間の距離が、開口部の
軸方向における環状基部の長さよりも長くなるように形
成されている。この結果、本発明によれば、良好なシー
ル性、装着性を有すると共に、低コストで構成可能であ
り、かつ、設計の自由度が高いメタルパッキンの実現が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるメタルパッキンの使用状態を示す
断面図である。

【図２】図１に示すメタルパッキンの斜視図である。

【図３】図２におけるIII−III線についての断面図であ
る。

【図４】本発明によるメタルパッキンの装着手順を説明
するための断面図である。

【図５】本発明によるメタルパッキンの装着手順を説明
するための断面図である。

【図６】本発明によるメタルパッキンの変形例を示す断
面図である。

【図７】本発明によるメタルパッキンの他の変形例を示
す断面図である。

【図８】本発明によるメタルパッキンの更に他の変形例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…メタルパッキン、２…開口部、
３…環状基部、４，５…環状リップ、４ａ，５ａ…遊端
部、６…突起、５０ａ，５０ｂ…蒸気管、５１…孔部、
５２…雄ねじ部、５３…雌ねじ部、５４…テーパ孔部、
５５…段部。

フロントページの続き (72)発明者 鵜飼 満雄 京都府宇治市宇治米阪20番地の１ 有限会 社ウカイエンジニアリング内 (72)発明者 屋敷 忠雄 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA12 BA05 EA18 FA01 HA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに連結し合う中空部材同士の間に装
   着されるメタルパッキンにおいて、 前記各中空部材の孔部同士を連通させる開口部を有する
   環状基部と、 前記環状基部の内周又は外周から、内方又は外方に突出
   する一対の環状リップとを備え、前記各環状リップは、
   前記環状基部から遠ざかるにつれて互いに離間し、か
   つ、前記各環状リップの遊端部同士間の距離は、前記開
   口部の軸方向における前記環状基部の長さよりも長いこ
   とを特徴とするメタルパッキン。
2. 【請求項２】 前記環状基部は、略矩形の断面形状を有
   することを特徴とする請求項１に記載のメタルパッキ
   ン。
3. 【請求項３】 円盤状の金属材を切削加工することによ
   り形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載のメタルパッキン。
4. 【請求項４】 金属製の筒体を輪切りにし、内周又は外
   周に塑性加工を施すことにより形成されていることを特
   徴とする請求項１又は２に記載のメタルパッキン。