JP2007016843A - シートガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】
接着剤を使用しないで、環状分割体を組み合せて構成し、一般的なフランジ締結により圧縮を加えるシートガスケットにおいて、接合部分に高い気密性を付与することができるシートガスケットを提供する。
【解決手段】
複数の環状分割体から構成されるシートガスケットであって、
互いに組付けられる前記環状分割体の一方の端部と他方の端部との間に予め段部を形成し、これら段部同士を重ね合わせていく場合に、前記環状分割体の全体の厚さをｔ、前記一方の端部と他方の端部とを組付け後の接合端部の全体の厚さをＴとしたとき、
１．０５ａ≦ｂ≦１．５ａの範囲に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートガスケットに関する。

例えば、一枚のシートからでは打ち抜き加工ができない大口径のシートガスケットを製作する場合、先ず、同形状からなる分割体を複数個形成し、これら分割体の各端部同士を組み合せていくことにより、所望の大きさのシートガスケットを作成している。

ここで、組み合わされる分割体の接合端部の形状としては、図３（Ａ）に示したように、互いに直角に形成された端部２ａ，４ａ同士の組合せの他、同図（Ｂ）に示したように、突合せ端面をテーパ面６としたもの、あるいは同図（Ｃ）に示したように、接合部の形状をあり溝８としたものなどが知られている（特許文献１参照）。

そして、これらの接合部分には、適宜な接着剤が塗布されることが一般的である。
しかしながら、図３（Ａ）や図３（Ｃ）に示したものでは、接合部の端部同士に強い圧縮力が付加されないため、封止のためにボルトなどで締付けられても、充分なシール性を得るようななじみが生じず、接着剤の硬化後収縮や接着剤塗布時の接着不良、長期使用による接着剤の劣化などが発生すると、内外径方向に貫通する微少隙間が発生し、この部分からの漏洩が生じる。一方、図３（Ｂ）に、接合部の端面同士は圧縮時になじみが生じるが、接着剤の劣化が生じると接合強度が低下し、なじみが失われて漏洩が生じる。

実際、接合加工で作成されていない一体物のシートガスケットと比べた場合、分割体から構成されるシートガスケットは、常温気密性能の点で劣るという認識が一般的であり、長期信頼性の面でも不安を抱えることから、新規の接合加工方法に対する使用者側からの要望が大きくなっている。
特許第３１１８５８８号公報

ところで、図３（Ａ）、（Ｂ），（Ｃ）のうち、最も多用されている接合加工方式は、図３（Ｃ）に示したあり溝加工である。この方式では、互いに接続される両側部材の寸法精度（はめあい）が重要である。両部材の嵌め合わせる隙間を広くすれば、接合部分からの漏洩が大きくなり、シール性能面で問題となり、隙間を狭くすれば、嵌め込み難くなり加工性を悪化することになる。さらに、加工工数がかかるとともに、接着剤を使用する場合は、接着剤が硬化するまで安静を要するなど問題がある、そのため、製造者側でも接合方法に、苦慮しているのが現状である。

接着剤を使用しない接合方式としては、端部の上下方向への重ね合わせが一般的である。最も単純な構造として、図４に示したように、環状分割体２，４の端部を加工せず、単に重ね合わせることである。

この方式では、フランジ装着後のボルト締結により、接合部の重なりあった部分に極大な応力が負荷され、これに分割体２，４の強度が耐えられなくなり、接合部分が破損され易い。また、接合部分に圧縮応力が集中するため、接合部以外の部分には圧縮応力がかかり難くなり、シール性が悪く、ジョイントシートとしての機能を果たさなくなる。

次に、重ね合わされる部材の接合部分を、図５に示したように初期の厚さの５０％の厚
さになるように切削したものがある。この接合方式では、接合部分２ａ，４ａの合計厚さが、接合部分以外の厚さと同じであるため、締付応力が集中することがなく、接合部分２ａ，４ａが破損することはない。しかし、図５の場合、シートガスケット表面と平行な面８に応力集中がないために、重ね合わせの接合面に存在する微少な間隙を埋めることができない結果、シール性は悪くなり、接合面から漏洩が生じ易い。

さらに、接合部分２ａ，４ａの切削厚さを図６に示したように変更し、重ね合わされる端部２ａ，４ａ間の厚さを全体の厚さより厚くしたものがある。この場合、接合部分２ａ，４ａの厚さを調整すると、シートガスケットの締付時に適度な応力集中を与えることができるため、接合部分２ａ，４ａの破損を避けつつ、重ね合わせの接合面に存在する微少な隙間を埋めることができる。

しかしながら、この接合方式でもシール性は所望とする水準には到達しない。これは、部材を重ね合わせることによって形成される接合面は、シートガスケット表面に対して平行な面８と垂直な面１０との二面が存在するが、この接合方式の場合、圧縮応力により隙間が埋められるのはシートガスケット表面に対して平行な面８のみであり、垂直な面１０には、圧縮応力が作用せず、そこに存在する隙間が埋められないためと推測される。

本発明は、このような従来の実情に鑑み、接着剤を使用しないで、分割体を組み合せて構成し、一般的なフランジ締結により圧縮を加えるシートガスケットにおいて、接合部分に高い気密性を付与することができるシートガスケットを提供することを目的としている。

本発明に係るシートガスケットは、
複数の分割体から構成されるシートガスケットであって、
互いに組付けられる前記分割体の一方の端部と他方の端部との間に予め段部を形成し、これら段部同士を重ね合わせていく場合に、前記分割体の全体の厚さをｔ、前記一方の端部と他方の端部とを組付け後の接合端部の全体の厚さをＴとしたとき、
１．０５ｔ≦Ｔ≦１．５ｔの範囲に設定されていることが好ましい。

さらに、前記分割体が膨張黒鉛で形成されている場合、組付け前の全体の厚さｔと組付け後の接合端部の全体の厚さＴとが、
１．１ｔ≦Ｔ≦１．５ｔの範囲であることが好ましい。

また、前記分割体が黒鉛配合シート材料で形成されている場合、組付け前の全体の厚さｔと組付け後の接合端部の全体の厚さＴとが、
１．０５ｔ≦Ｔ≦１．３ｔの範囲であることが好ましい。

このような本発明によれば、締付けた場合に良好なシール性を発揮することができる。

本発明に係るシートガスケットによれば、特に大口径からなるシートガスケットを複数の分割体から構成する場合に、接続される端部同士間に確実にシール性を発揮させることができる。また接着剤を使用しないで形成すれば、接着剤による接着不良、収縮などに起因する漏洩を防止することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るシートガスケットを示したものである。
このシートガスケット２０は、同形状の４個の環状分割体１２から構成されるもので、互いの端部を重ね合わせることにより形成されている。すなわち、１つの環状分割体１２の一方の端部（前端部）１２ａと他方の端部（後端部）１２ｂの形状は、互いに略相補的な形状に形成され、これらが順次組み付けられることにより、図１に示した環状のシートガスケット２０が形成されている。なお、本実施例では、環状分割体１２の嵌め合わせ端部に接着剤は塗布されていない。

一方、本実施例による環状分割体１２の両端部１２ａ、１２ｂの形状は、図２に示したように厚さ方向に段部が形成され、その段部の中間面８は傾斜面となっている。すなわち、互いに重なり合う部分は、略Ｚ字状の重ね合わせ部を有しており、垂直面１０，１１を結ぶ中間面８は、厚さ方向に斜めに傾斜している。そして、厚さ方向に重なり合う一方の端部１２ａと他方の端部１２ｂの組付け後の合計厚さＴは、材料がかさ密度の小さい膨張黒鉛である場合は、組付け前の全体の厚さｔに比べて、１．１ｔ≦Ｔ≦１．５ｔの範囲である。また、ジョイントシートもしくは材料として黒鉛が（５％〜６０％）配合された膨張黒鉛配合シートである場合は、１．０５ｔ≦Ｔ≦１．３ｔの範囲である。

このような範囲に合計厚さＴが設定されていれば、材料が膨張黒鉛であれ、黒鉛配合シートであれ、ボルトなどで締付けられても欠損が生じることはない。
また、図２に示した接合面の傾斜角度αは、４５°〜８５°、好ましくは（５５°〜８０°）である。傾斜角度αが８５°よりも大きい場合、対面する２つの接合面１０、１０および接合面１１、１１に加わる圧縮力が小さくなり、従来例と差異がなくなる。また、傾斜角度αが４５°よりも小さい場合は、先端が鋭角になり過ぎて部材自身の強度がなくなるため、装着時の接触などにより破損しやすく、実用的でない。

また、接合部分における両端部１２ａ、１２ｂの合計厚さＴを、上記の範囲に設定することにより、接合部分が破損することなく、良好なシール性を付与することが可能となる。上記範囲の下限値よりも小さいと、接合部に発生する応力集中が小さく、接合部のシール性アップ効果が小さく有効でない。また、上記範囲の上限値より大きい場合、両端部１２ａ、１２ｂに発生する応力集中が大きく、接合部分が破壊するため、有効でない。

このような範囲に傾斜角度αと合計厚さＴを設定することにより、良好なシール性を発揮することが可能になった。
本実施例によるジョイントシートガスケットは、特に寸法による制限は受けない。口径1000ｍｍ以上など一般に１枚のシートからの打ち抜きが困難な場合に有用であるのはもちろんであるが、小口径であっても例えばシートの打ち抜き残材のロスを低減するため分割して効率的に打ち抜きたいような場合などにも有用である。

また、上記実施例では、環状のシートガスケットを例として説明したが、角形のシートガスケットにも適用可能である。

本発明による効果を調べるために、実験を行なった。その結果を表１に示す。試料としては、図１に示したように、４つの環状分割体から構成される膨張黒鉛配合シートガスケット（日本バルカー工業株式会社製No.GF300）を採用した。図２に示した両端部１２ａ、１２ｂの合計厚さＴを、実施例１，実施例２，実施例３では、Ｔ＝１．１ｔとし、実施例４、実施例５、実施例６では、Ｔ＝１．３ｔとした。また、傾斜角度αを、実施例１，２，３，４，５，６で、それぞれ７０°，５５°，８０°，７０°，５５°，８０°とした。

比較例として、４つの試料を用意し、比較例１では、傾斜角度αを８０°、比較例２、
比較例３、比較例４では、それぞれ９０°とした。また、比較例１〜比較例４の全体の厚さＴを、１．８ｔ、２．０ｔ、１．０ｔ、１．３ｔとした。

表１に示したように、実施例１〜実施例６は、全て組付けの際に破損が生じることはなかった。また、実施例１〜実施例６のボルト締め後のシール性は、全て良好で漏れは発生しなかった。

これに対し、比較例１、比較例２では、組付けの際に部分的な破損が生じた。そのため、比較例１、比較例２では、シール性にも問題があり、内圧を満足にシールすることができなかった。

比較例３、比較例４では、特別、破損が生じることはなかったが漏洩が生じ、初期内圧１．０MPａに対して比較例３では、残留内圧０．５Ｍｐａ未満、比較例４では、残留内圧０．５ＭＰａ以上０．９ＭＰａ未満であり、実施例と比較してシール性能が劣った。

図１は本発明の一実施例によるシートガスケットの平面図である。 図２は図１に示したシートガスケットを構成する環状分割体の組合せ端部の断面形状を示す概略図である。 図３（Ａ）は、接合端部を単に付き合わせた従来例の断面図、図３（Ｂ）は接合端部をテーパ面とした従来例の断面図，図３（Ｃ）は接合端部にあり溝を採用した場合の概略斜視図である。 図４は従来のシートガスケットの接合端部の重ね合わせ部の概略図である。 図５は他の従来のシートガスケットの接合端部の重ね合わせ部の概略斜視図である。 図６はさらに他の従来のシートガスケットの接合端部の重ね合わせ部の概略図である。

符号の説明

８ 中間面
１０，１１ 垂直な面
２０ シートガスケット
１２ａ、１２ｂ 端部
α 傾斜角
Ｔ 合計厚さ
ｔ 厚さ

Claims (3)

1. 複数の分割体から構成されるシートガスケットであって、
   互いに組付けられる前記分割体の一方の端部と他方の端部との間に予め段部を形成し、これら段部同士を重ね合わせていく場合に、前記分割体の全体の厚さをｔ、前記一方の端部と他方の端部とを組付け後の接合端部の全体の厚さをＴとしたとき、
   １．０５ｔ≦Ｔ≦１．５ｔの範囲に設定されていることを特徴とするシートガスケット。
2. 前記分割体が膨張黒鉛で形成されている場合、組付け前の全体の厚さｔと組付け後の接合端部の全体の厚さＴとが、
   １．１ｔ≦Ｔ≦１．５ｔの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のシートガスケット。
3. 前記分割体がジョイントシートもしくは黒鉛配合シート材料で形成されている場合、組付け前の全体の厚さｔと組付け後の接合端部の全体の厚さＴとが、
   １．０５ｔ≦Ｔ≦１．３ｔの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のシートガスケット。
   
   

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