JP2004068894A - 金属被覆ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】装着される管路の洗浄を容易にする。
【解決手段】ゴムや合成樹脂等の弾性体からなる環状のガスケット本体６と、ガスケット本体６の表面のうち径方向内側の部分を被覆する耐食性の金属薄板７とを設ける。ガスケット本体６に、配管３、４からの圧縮力を他の部位よりも強く受ける高圧縮部位６ａを設ける。金属薄板７を、ガスケット本体６において、高圧縮部位６ａよりも径方向内側の部位の表面を被覆するように設ける。金属薄板７を、少なくともＣｒ（クロム）を１３質量％以上含有するＮｉ（ニッケル）基合金またはＦｅ基（鉄）合金によって構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路を構成する管路構成部材同士の継ぎ目の封止に用いられるガスケットに関し、特に、飲料や薬品、もしくはこれらの原料等、高度な清浄性や純度が要求される液体を扱うパイプラインに用いられるガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、管路を構成する配管同士の継ぎ目や、配管と流量計や温度計等の部材との継ぎ目など、管路を構成する管路構成部材同士の継ぎ目の封止は、これらの接続端間に、ゴムや合成樹脂等の弾性体からなるガスケットを挟み込むことによって行っている。
ここで、パイプラインを長期間にわたって稼動させると、管路構成部材の継ぎ目に次第に液体の付着が生じ、時間の経過とともにこの付着した液体が変質または固化するので、適宜時期に管路内の洗浄を行っている。
また、複数種類の液体を取り扱う多品種生産ラインなどでは、扱う液体を変更する際に、以前扱っていた液体が新たに扱う液体に混入したり、以前扱っていた液体のにおいが新たに扱う液体に移らないようにするため、管路内の洗浄が行われる。
管路内の洗浄は、例えば管路内に水蒸気や洗浄液等を供給すること、または、管路を分解洗浄することで行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガスケットは、管路構成部材の端面間に挟み込んで使用されるものであるため、ガスケットを装着した管路構成部材同士の端面間にはわずかながら隙間が形成されることとなり、この隙間内に管路内を流通する液体が入り込んで滞留してしまう。
また、ガスケットはゴム製または合成樹脂製であるため、ガスケット自体にわずかながら液体が染み込んでしまう。
このように管路構成部材同士の間の隙間内に滞留する液体やガスケットに染み込んだ液体は、時間の経過とともに変質して、配管やガスケットに固着したり、パイプラインによって搬送される液体を汚染する要因となる。また、隙間内で液体と管路構成部材とが長時間接触すると、管路構成部材に隙間腐食を生じる要因となる。
【０００４】
このため、管路内の洗浄を確実にするためには、単純に管路内を洗浄液等によって洗い流すだけでは十分でなく、パイプラインを分解してガスケットを含む管路構成部材をそれぞれ洗浄し、場合によってはガスケットの交換を行なう必要がある。
しかし、このようにパイプラインを分解すると、パイプラインの分解、組み立てに時間がかかり、この洗浄作業を行っている間は製造ラインを停止させておくこととなるので、製造ラインの稼働率が低下してしまう。
また、ガスケットは、パイプラインにおいて多数設けられているので、ガスケットを交換する場合には、多額の費用がかかってしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装着される管路の洗浄が容易なガスケットを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる金属被覆ガスケットは、管路を構成する管路構成部材の接続端間に挟み込まれてこれらの継ぎ目を封止するガスケットであって、弾性体からなる環状のガスケット本体と、該ガスケット本体の表面のうち径方向内側の部分を被覆する耐食性の金属薄板とを有し、前記管路構成部材同士の接続部に対して、内周端が前記管路内壁面まで達するようにして装着されることを特徴としている。
【０００７】
このように構成される金属被覆ガスケットにおいては、その内周端が管路内壁面まで達するようにして管路構成部材の接続端間に装着されるので、管路構成部材同士の間が閉塞されて、これらの間に液体の滞留する隙間がなくなる。
この金属被覆ガスケットは、ガスケット本体が弾性体によって構成されているので、管路構成部材の接続端に挟み込まれることで、金属被覆ガスケットの表面が管路構成部材の接続端に密着することとなり、接続端間の封止が確実に行われる。
そして、このガスケット本体において管路内に面する内周側の領域は、耐食性の金属薄板によって被覆されているので、管路内の液体が金属薄板によって遮られて、ガスケット本体に染み込まない。
さらに、金属薄板は耐食性を有していて、管路内を流通する液体や洗浄液と接触しても腐食が生じないので、管路内の液体に悪影響を与えない。
【０００８】
ここで、特開平８−２１９２９１号公報には、高温下で使用されるガスケットとして、中芯クッション材全体を金属材で被覆した金属被覆型ガスケットが記載されているが、この場合には、中芯クッション材が弾性変形した際に中芯クッション材の変形に金属材が追従できずに塑性変形しやすく、金属被覆型ガスケットの初期形状を維持することが困難となるので、繰り返しの使用に支障をきたしてしまう。
これに対して、本発明では、金属薄板は、ガスケット本体の表面のうちの一部を覆っているので、ガスケット本体の弾性変形が許容されるとともに、ガスケット本体の弾性変形に伴う金属薄板の負担が低減されることとなって金属薄板に塑性変形が生じにくい。
【０００９】
また、この金属被覆ガスケットは、ガスケット本体を、管路構成部材からの圧力を最も強く受ける高圧縮部位を有する構成とし、金属薄板は、ガスケット本体において、高圧縮部位よりも径方向内側の部位の表面を被覆する構成としてもよい。
この場合には、ガスケット本体において管路構成部材からの圧力を最も強く受ける高圧縮部位、すなわち変形量が最大となる部位では、その表面が金属薄板に覆われていないためにその弾性変形が容易となる。一方、金属薄板は、ガスケット本体において高圧縮部位よりも径方向内側の部位、すなわち高圧縮部位よりも変形量の少ない部位の表面を覆っているので、ガスケット本体の弾性変形に伴う金属薄板の負担が低減される。
ここで、ガスケット本体において高圧縮部位とは、例えばガスケット本体において管路構成部材の接続端との係合部をなす突条（ビード）が設けられる部位や、管路構成部材の接続端に設けられた突部を受ける部位など、ガスケット本体の形状、または金属被覆ガスケットが装着される管路構成部材の接続端の形状によって決定されるものである。
【００１０】
また、この金属被覆ガスケットにおいて、ガスケット本体は平板形状とされ、その軸方向を向く端面において内周縁から離間した位置には、全周にわたって突条が形成されており、金属薄板は、ガスケット本体において突条よりも径方向内側の部位の表面を被覆している構成としてもよい。
この場合には、ガスケット本体において突条が設けられる部分が高圧縮部位となり、金属薄板は、ガスケット本体において突条よりも径方向内側の部位、すなわちガスケット本体において高圧縮部位よりも径方向内側の部位の表面を被覆することとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を用いて説明する。ここで、図１は本実施形態にかかる金属被覆ガスケットの形状及び設置形態の一例を示す縦断面図、図２及び図３は本実施形態にかかる金属被覆ガスケットの製造方法を示す図、図４は本実施の形態にかかる金属被覆ガスケットの設置形態を示す縦断面図である。
【００１２】
本実施形態にかかる金属被覆ガスケット１は、図１に示すように、管路２を構成する配管（管路構成部材）３、４の接続端３ａ、４ａ間に挟み込まれてこれらの継ぎ目を封止するものであって、ゴムや合成樹脂等の弾性体からなる環状のガスケット本体６と、ガスケット本体６の表面のうち径方向内側の部分を被覆する耐食性の金属薄板７とを有している。また、金属被覆ガスケット１の内周端１ａは、軸線Ｏに平行な円筒面とされている。
【００１３】
ガスケット本体６は、配管３、４からの圧縮力を他の部位よりも強く受ける高圧縮部位６ａを有している。
本実施の形態では、ガスケット本体６は平板形状とされ、その軸方向を向く端面６ｂ、６ｃにおいて内周縁から離間した位置には、全周にわたって山形の突条１１が形成されている。この突条１１が、ガスケット本体６の高圧縮部位６ａを構成している。また、ガスケット本体６において、突条１１よりも径方向内側の部位は、径方向内側に向かうにつれて厚みが増やされており、この部分では、ガスケット本体６の軸方向を向く端面６ｂ、６ｃは、径方向内側に向かうにつれて互いに離間する傾斜面とされている。ここで、軸線Ｏに直交する仮想面Ｆに対する端面６ｂ、６ｃの傾斜角度θは、１°から６°の範囲内とされており、本実施の形態ではθ＝３°としている。
【００１４】
金属薄板７は、ガスケット本体６において、高圧縮部位６ａよりも径方向内側の部位の表面を被覆しており、本実施の形態では、金属薄板７は、ガスケット本体６において突条１１よりも径方向内側の部位の表面を被覆している。
金属薄板７は、ガスケット本体６の保護をより確実に行うため、また表面に液体の付着を生じにくくするため、継ぎ目のないリング状に形成されるものである。ここで、この金属薄板７の厚みＤは、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。本実施の形態では、金属薄板７の厚みＤは、０．１２ｍｍとしている。
【００１５】
この金属薄板７は、少なくともＣｒ（クロム）を１３質量％以上含有するＮｉ（ニッケル）基合金またはＦｅ（鉄）基合金によって構成されるものであって、例えば、Ｃｒを１３質量％から２５質量％、Ｍｏ（モリブデン）を１１質量％から２１質量％含むＮｉ基合金によって構成される。ここで、このＮｉ基合金は、さらに必要に応じて１質量％から５質量％のＷ（タングステン）、１質量％から３質量％のＴａ（タンタル）、１質量％から５質量％のＦｅ（鉄）のうち一種類以上を含む構成としてもよい。
【００１６】
このように構成される金属被覆ガスケット１は、以下のようにして製造される。
まず、耐食性を有する金属を加工して、外周側に開口する断面視略Ｕ字形状に成形する。
この加工は、例えば、ブランクに深絞り加工を施して、図２に示すように底面から筒状の側壁１６ａが立ち上がる皿型の一次成形体１６を製造し、この一次成形体１６において破線で示す個所を切断して筒状の側壁１６ａを切り出し、筒状の二次成形体１７を得る。
次に、このようにして得た筒状の二次成形体１７を、図３に示すように外周に全周にわたって断面視コの字形状の溝１８ａが形成される第一のロール１８と外周面１９ａが全周にわたって凸曲面をなす第二のロール１９とを用いてリング圧延加工して、外周側に開口する断面視略コの字形状に形成する。
【００１７】
このようにして得た断面視コの字形状のリングを、射出成形等によって成形したガスケット本体６の内周側にかしめて装着するか、もしくはこのリングをさらに金属薄板７と同形状に加工した後に、このリングをガスケット本体６を成形するための金型内にはめ込んだ状態で金型内に弾性体を射出成形して、内周側がリング状の金属薄板７によって被覆されるガスケット本体６を成形することにより、本実施形態にかかる金属被覆ガスケット１を得る。
【００１８】
この金属被覆ガスケット１は、図４に示すように、配管３、４同士の接続端３ａ、４ａ間に挟みこまれることで、これらの継ぎ目に同軸にして装着される。
この金属被覆ガスケット１では、ガスケット本体６において管路２内に露出される径方向内側の部分が金属薄板７によって覆われている。この金属薄板７は耐食性を有しており、管路２内を流通する液体や洗浄液と接触しても腐食が生じないので、管路２内の液体に悪影響を与えない。
【００１９】
ここで、配管３、４の接続端３ａ、４ａには、それぞれ金属被覆ガスケット１の突条１１を受ける溝１２が全周にわたって形成されており、金属被覆ガスケット１は、溝１２に対して突条１１を係合させることで、接続端３ａ、４ａに対して位置決めされた状態で装着される。
この金属被覆ガスケット１は、内周端１ａが管路２の内壁面２ａと同位置に位置するようにして配管３、４間に装着されるので、配管３、４同士を接続した状態では、金属被覆ガスケット１の内周端１ａは、管路２の内壁面２ａと同一の円筒面を構成することとなり、管路２の内壁面２ａと金属被覆ガスケット１の内周端１ａとの間に段差がなくなる。
【００２０】
さらに、この金属被覆ガスケット１では、配管３、４の接続端３ａ、４ａ間に挟み込まれることで弾性体からなるガスケット本体６が弾性変形することとなり、金属被覆ガスケット１の表面が管路３、４の接続端３ａ、４ａに密着する。このとき、金属被覆ガスケット１の径方向内側の部分では、金属薄板７のうち、ガスケット本体６の端面６ｂ、６ｃを覆う部位がガスケット本体６によってそれぞれ軸方向外側に向けて押圧されて、図４に示すように、配管３、４の接続端３ａ、４ａに面接触することとなり、これらの間の封止が確実に行われる。
ここで、この金属薄板７の厚みＤが０．０５ｍｍよりも少ないと、金属薄板７の強度を十分に確保することができない。一方、厚みＤが０．３ｍｍよりも大きいと、金属薄板７の弾性変形が困難となるためにガスケット本体６の弾性変形を規制してしまう。このため、金属薄板７の厚みＤは、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２１】
このように、管路３、４の継ぎ目の封止に本実施形態にかかる金属被覆ガスケット１を用いることで、管路２内において継ぎ目部分に隙間や段差がなくなるため、管路２内を流れる液体の滞留や固着等が生じにくくなる。
また、このガスケット本体６において管路２内に面する内周側の領域は、耐食性の金属薄板７によって被覆されており、管路２内の液体がガスケット本体２に染み込まない。
このため、管路２を分解せずに、管路２内に管路２内を十分に洗浄することができ、管路２内の洗浄が容易となるので、洗浄作業に要する時間を短縮することができる。
また、このように管路２内に液体の滞留や固着等が生じにくく、金属被覆ガスケット１への液体の染み込みも生じないので、洗浄作業自体の頻度を低減することができる。
【００２２】
さらに、ガスケット本体２が金属薄板７によって保護されているので、ガスケット本体２としては、弾性体であれば、耐食性がなかったり、液体を吸収してしまう性質を有するものなど、従来この種のガスケットとして用いることのできなかった材料を用いることができる。
【００２３】
ここで、金属薄板７がガスケット本体６の表面全体を覆っている場合には、ガスケット本体６が弾性変形した際にガスケット本体６の変形に金属薄板７が追従できずに塑性変形してしまい、繰り返しの使用に支障をきたすことになるが、本発明では、金属薄板７は、ガスケット本体６の表面のうちの一部を覆っているので、ガスケット本体６の弾性変形が許容されるとともに、ガスケット本体６の弾性変形に伴う金属薄板７の負担が低減される。
【００２４】
本実施の形態では、ガスケット本体６には突条１１が設けられており、この突条１１が、管路３、４からの圧力を最も強く受ける高圧縮部位６ａとなる。
高圧縮部位６ａでは、ガスケット本体６の変形量が最大となるが、金属薄板７は、ガスケット本体６において、高圧縮部位６ａよりも径方向内側の部位の表面を被覆しているので、高圧縮部位６ａの弾性変形が容易となる一方、ガスケット本体６の弾性変形に伴う金属薄板７の負担が低減される。
【００２５】
ここで、上記実施の形態では、金属被覆ガスケット１を、配管３、４同士の接続端３ａ、４ａ間に設置した例を示したが、これに限られることなく、他の管路構成部材同士の接続端間、例えば配管と流量計や温度計等の接続端間、もしくはフランジと盲蓋との接続端間に設置してもよい。
【００２６】
また、上記実施の形態では、金属薄板７の原型となる断面視略コの字形状のリングを、深絞り加工を用いて得た皿型の一次成形体１６から切り出した例を示したが、このリングは、他の方法によって製造してもよい。
例えば、図５に示すように、耐食性を有する金属からなる筒にベロー絞り加工を施してベロー管２１を得て、このベロー管２１において破線で示す個所を切断して筒状内周側に向けて凸となる筒状部２２を切り出すことで、外周側が開口した断面視略Ｕ字形状のリングを得て、さらにこのリングを断面視Ｕ字形状から断面視コの字形状に加工成形してもよい。
【００２７】
また、金属薄板７は、必ずしも一体の部材である必要はなく、複数の部材を接続することによって構成してもよい。例えば、図６（ａ）に示すようなリング状の板材２６にプレス加工を施して、内周縁２６ａを軸線方向の一方に向けて屈曲させ、このようにプレス加工を施した板材２６を、図６（ｂ）に示すように内周縁２６ａ同士が対向するようにして軸方向に隣接させた状態でこの内周縁２６ａの端面同士を溶接等によって接続することで、図７に示すように金属薄板７を得てもよい。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明にかかる金属被覆ガスケットによれば、管路内に隙間や段差がなくなり、また金属被覆ガスケットへの液体の染み込みも生じないので、管路内の洗浄を容易に行うことができる。
さらに、金属薄板は、ガスケット本体の表面のうちの一部のみを覆っているので、ガスケット本体の弾性変形が許容されるとともに、ガスケット本体の弾性変形に伴う金属薄板の負担が低減され、繰り返しの使用に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる金属被覆ガスケットの形状及び設置形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態にかかる金属被覆ガスケットの製造方法を示す図である。
【図３】本発明にかかる金属被覆ガスケットの製造方法を示す図である。
【図４】本実施形態にかかる金属被覆ガスケットの設置形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明にかかる金属被覆ガスケットの製造方法の他の例を示す図である。
【図６】本発明にかかる金属被覆ガスケットの製造方法の他の例を示す図である。
【図７】本発明にかかる金属被覆ガスケットの製造方法の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１　金属被覆ガスケット　　　　　　１ａ　内周端
２　管路　　　　　　　　　　　　　２ａ　管路内壁面
３、４　配管　　　　　　　　　　　３ａ、４ａ　接続端
６　ガスケット本体　　　　　　　　６ａ　高圧縮部位
７　金属薄板　　　　　　　　　　　１１　突条

Claims (3)

1. 管路を構成する管路構成部材の接続端間に挟み込まれてこれらの継ぎ目を封止するガスケットであって、
   弾性体からなる環状のガスケット本体と、
   該ガスケット本体の表面のうち径方向内側の部分を被覆する耐食性の金属薄板とを有し、
   前記管路構成部材同士の接続部に対して、内周端が前記管路内壁面まで達するようにして装着されることを特徴とする金属被覆ガスケット。
2. 前記ガスケット本体は、前記管路構成部材からの圧縮力を他の部位よりも強く受ける高圧縮部位を有し、
   前記金属薄板は、前記ガスケット本体において、前記高圧縮部位よりも径方向内側の部位の表面を被覆していることを特徴とする請求項１記載の金属被覆ガスケット。
3. 前記ガスケット本体は平板形状とされ、その軸方向を向く端面において内周縁から離間した位置には、全周にわたって突条が形成されており、
   前記金属薄板は、前記ガスケット本体において前記突条よりも径方向内側の部位の表面を被覆していることを特徴とする請求項２記載の金属被覆ガスケット。

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