JP2007327576A - Metal gasket and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フランジ配管どうしの接続箇所やバルブ等の流体機器と配管との接続箇所等に用いられる金属ガスケット並びにその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a metal gasket used at a connection point between flange pipes, a connection point between a fluid device such as a valve and a pipe, and the like, and a manufacturing method thereof.
金属ガスケットは、きわめて高い圧力や温度に対して用いられるものであり、最低限界面圧力が高く大きな締付力を必要とすることから、通常は複数のボルトを用いて締付固定する手段が採られる。そのシール部の断面形状から平形、波形、のこ歯形等種々のものが知られている。そのなかで、液体等の流体配管システム等において用いられる波形の金属ガスケットに関して、波の数の少ないものとしては、例えば特許文献1において開示されるように、エンジンにおけるシリンダとシリンダヘッドとの間に介装されるものが知られている。
Metal gaskets are used for extremely high pressures and temperatures. Since the minimum interface pressure is high and a large tightening force is required, usually a means for tightening and fixing with multiple bolts is used. It is done. Various types such as a flat shape, a corrugated shape, and a sawtooth shape are known from the sectional shape of the seal portion. Among them, as for corrugated metal gaskets used in fluid piping systems for liquids and the like, as one having a small number of waves, for example, as disclosed in
断面が波形の金属ガスケット(「コルゲートガスケット」とも呼ばれる)は、金属薄板を同心円状の波形に加工して、接触圧力をより取ることができるとともに、金属のバネ効果を加味してシール性も向上させることができるものである。そして、金属製でありながら比較的低い締付圧力で充分にシール機能が得られ、かつ、耐熱性も有するという特徴を持っており、バルブ等の流体機器にもよく使用される金属ガスケットとして広く認識されている。 A metal gasket with a corrugated cross section (also called “corrugated gasket”) can process a metal thin plate into a concentric corrugated shape to increase the contact pressure and improve the sealing performance by adding the metal spring effect. It can be made to. It has the characteristics that it is made of metal and has a sufficient sealing function at a relatively low tightening pressure, and also has heat resistance, and is widely used as a metal gasket that is often used in fluid equipment such as valves. Recognized.
そして、波の数の多いものとしては、図6に示すように、例えば流体の漏れ防止用としてフランジ配管どうしの間に介装される金属ガスケットgが挙げられる。この図6に示す金属ガスケットgは、フランジ配管31,31の内部流路wの径と同等の内径を持つ中心孔38と、取付け用のボルト35に干渉しない程度の外径とを有する円環状で、かつ、断面が同心円(又はほぼ同心円)状の波型形状(図2を参照)に形成されたシール部37を有する鋼板プレス製のものに構成されている。
And as a thing with many waves, as shown in FIG. 6, the metal gasket g interposed between flange piping is mentioned, for example for the purpose of fluid leakage prevention. The metal gasket g shown in FIG. 6 has an annular shape having a
金属ガスケットの組付けに際しては、各フランジ面33間にガスケットgを配した状態で、対向配置される一対のフランジ配管31,31のフランジ部32,32(ボルト用孔32a,32a)に亘ってボルト35を挿通してナット36締めすることになるのであるが、図6に示す従来のものでは、フランジ部32の径mに比べて金属ガスケットgの径nが小さいので、組付け時に金属ガスケットgを内部流路wの中心に合致させるのが難しいとともに、金属ガスケットgとボルト35とを同時に保持しなければならないこともあるため、作業性は芳しいものではなく、その作業には熟練を要するものであった。
本発明の目的は、断面形状が波形のシール部を有する金属ガスケットを、フランジ配管等のシール対象への組付けやメンテナンスといった作業が簡単で楽に行え、熟練者でなくても扱い易く作業性に優れるものとして提供する点にある。 The object of the present invention is to make it easy and easy to assemble and maintain a metal gasket having a corrugated seal section on a sealing target such as a flange pipe. It is in providing as an excellent one.
請求項1に係る発明は、同心円又はほぼ同心円状の波型形状に形成されたシール部7を有する板材製で環状の金属ガスケットにおいて、
前記シール部7の外径側に平坦面状の外周部9を連設し、前記外周部9に、シール対象1,1どうしをガスケット介装状態で相対固定するための複数のボルト5を通す挿通部Sを設け、前記挿通部Sは、円孔における外径側の一部が開放された形状を呈する切欠きに構成されていることを特徴とするものである。
The invention according to
A flat surface-shaped outer
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の金属ガスケットにおいて、前記外周部9の外径は、前記シール対象1のシール面3の外径と略同一又は若干小さい値に設定されていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の金属ガスケットにおいて、前記シール部7の少なくとも片面が膨張黒鉛7Bで覆われていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の金属ガスケットにおいて、前記膨張黒鉛7Bの外径は、前記ボルト5に接触可能となるように前記切欠きSに張出し形成されていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the metal gasket according to the third aspect, the outer diameter of the expanded
請求項5に係る発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の金属ガスケットの製造方法において、プレス加工によって前記切欠きSが形成される切欠き形成工程の後に、プレス加工によって前記シール部7が形成されるコルゲート形成工程を行わせることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1の発明によれば、詳しくは実施形態の項において説明するが、シール部の外径側に平坦面状の外周部を形成することにより、その外周部を手指等で操作することが可能になる。つまり、外周部を摘んだり、外周の二箇所を挟持したりして、シール対象どうしの間に挿入する操作や、その挿入した状態でシール対象からボルトを挿通部に通す操作が、従来の金属ガスケットに比べて行い易いものとなり、金属ガスケットをシール対象の所定の位置に配置させる操作が容易化されるようになる。しかも、挿通部を単なる孔とした場合には、その孔を形成するためのプレス加工によって孔の外周側における径方向の幅の狭い部分が波打つように変形して使い物にならないが、本発明では開放状の切欠きとすることで内部応力を除去して平坦な状態が維持でき、廉価で生産性に優れるプレス加工を問題なく用いることが可能になる。
According to the invention of
その結果、加工上の制約や不都合を伴うことが無いようにしながら、断面形状が波形のシール部を有する金属ガスケットを、フランジ配管等のシール対象への組付けやメンテナンスといった作業が簡単で楽に行え、熟練者でなくても扱い易く作業性に優れるものとして提供することができる。 As a result, it is easy and easy to assemble and maintain a metal gasket having a seal section with a corrugated cross-section on a sealing target such as flange piping, while avoiding processing restrictions and inconveniences. Even if it is not an expert, it can be provided as an easy-to-handle and excellent workability.
請求項2の発明によれば、金属ガスケットの外径がシール対象のシール面外径と略同一又は若干小さい値とされているので、締付けによる圧縮変形が生じても、ガスケットがシール対象よりも外径方向に飛出すことが無い。そして、シール対象間において外周部の外周が目視可能になるから、金属ガスケットをフランジ面の中心といった所定箇所に位置させる操作がより容易化されるとともに、外周部を押したり引張ったりすることで容易に取外すことができるようになる利点がある。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、シール部の少なくとも片面が膨張黒鉛で覆われているので、シール性や耐熱性がより向上して、ガスケットとしての基本性能を無理なく向上する合理的な金属ガスケットを提供できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、ボルトの挿通操作のし易さや挿通部の寸法誤差吸収のために切欠きを大きめとしながらも、ボルトを通せば、ボルトが膨張黒鉛の外周部を変形させて食い込んで接触する状態となって、金属ガスケットをシール対象に対する所定の位置に合わせる調針作用を強化させることが可能になるとともに、ガスケットの内周部とボルトとが直接に当接することによる異音発生も回避可能となる利点がある。 According to the invention of claim 4, the details will be described in the section of the embodiment. However, if the notch is enlarged for the ease of the bolt insertion operation and the absorption of the dimensional error of the insertion portion, the bolt is passed through. The bolt deforms the outer peripheral portion of the expanded graphite and enters a state where it comes into contact, and it is possible to reinforce the adjustment of the metal gasket to a predetermined position with respect to the seal target, and the inner peripheral portion of the gasket There is an advantage that it is possible to avoid the generation of abnormal noise due to the direct contact between the bolt and the bolt.
請求項5の発明によれば、これも詳しくは実施形態の項にて説明するが、コルゲート形成工程の前に切欠き形成工程を行うことにより、断面波形のシール部をプレス成形することによってガスケット外周側が歪み易くなる悪影響を回避することができ、加工精度の芳しいものとしながらプレス加工によって金属ガスケットを生産性に優れる状態で作成できるようになる製造方法が得られる。
According to the invention of
以下に、本発明による金属ガスケット及びその製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は金属ガスケットの正面図、図2は金属ガスケットの側面図、図3はシール対象への組付け状態を示す分解斜視図、図4,5は金属ガスケットの製造方法を示す作用図である。尚、図6は従来の金属ガスケットを示す斜視図である。 Embodiments of a metal gasket and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a metal gasket, FIG. 2 is a side view of the metal gasket, FIG. 3 is an exploded perspective view showing an assembled state to a sealing object, and FIGS. 4 and 5 are operation views showing a method for manufacturing the metal gasket. . FIG. 6 is a perspective view showing a conventional metal gasket.
〔実施例1〕
図2,図3にフランジ配管1,1どうしの接続構造部Aが示されている。この接続構造部Aは、各フランジ配管1の端部である一対のフランジ部2,2と、それらの端面であるシール面3,3の間に介装される金属ガスケットGと、複数のボルト5及びナット6とで構成されている。各フランジ配管1の夫々には円管状の内部流路wが形成されており、それら内部流路wどうしが、金属ガスケットGにおけるシール部7の内径側部分である孔8を介して漏れることなく連通接続されるようになっている。なお、図2は締付前の状態を示しており、各ボルト5を規定トルクで締付た場合には、図示は省略するが、シール部7が圧縮されて平らな状態になってフランジ部2,2どうしがより接近した状態になる。
[Example 1]
2 and 3 show a connection structure portion A between the
金属ガスケットGは、図1〜図3に示すように、同心円(ほぼ同心円状でも良い)状の波型形状に形成された内周部7Aと、その両側に貼着(接着)によって一体化される膨張黒鉛シート7B,7Bとから成るシール部7を有するステンレス鋼板等の金属板材製で環状のガスケットである。シール部7の外径側には、平坦面状で装脱操作用の外周部9が連設されており、その外周部9に、フランジ配管(シール対象の一例)1,1どうしをガスケット介装状態で相対固定するための四本のボルト5を通す挿通部Sが設けられている。挿通部Sは、円孔における外径側の一部が開放された形状を呈する切欠きであり、詳しくは、円孔部10と連通部11とを備えて孔8の中心Pの放射線Xに関して対照となる形状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the metal gasket G is integrated with an inner
外周部9の外径Dは、フランジ部2のシール面3の外径dと略同一又は若干小さい値に設定されている。これにより、外周部9の表裏面を手指で摘んで、或いは外周部9の外周
の二箇所を手指等で挟んで支持して、対向配置されるフランジ部2,2どうしの間に挿入する操作や、その挿入した状態でいずれかのフランジ部2のボルト用孔2aからボルト5を挿通部Sに通す操作が、図6に示す従来の金属ガスケットに比べて遥かに行い易いものとなっている。そして、フランジ部2,2間の外周部9は目視できるようになるから、金属ガスケットをフランジ面3の中心位置に配置させる操作も容易化されるとともに、外周部9を押したり引張ったりすることで容易に取外すことができるようになる利点もある。
The outer diameter D of the outer
膨張黒鉛シート7Bは、波形の内周部7Aの表面形状に沿う断面が波形で円環状のものに形成されており、その外径Lは、フランジ部2のボルト用孔2aに通された状態のボルト5に(詳しくは、ネジ山部分又は本体棒外周部分に)接触可能となるように切欠きSに張出し形成される値に設定されている。つまり、図1に示すように、見た目には膨張黒鉛シート7Bの外周が切欠きSの円孔部10に食み出す状態に形成されている。
The expanded
このように、膨張黒鉛シート7Bの径をやや大きい目に設定することにより、ボルト5の挿通操作のし易さや、寸法誤差吸収のために円孔部10を大きい目の径としながらも、ボルト5を挿通部Sに通せば、ボルト5が膨張黒鉛シート7Bの外周部を変形させて食い込んで接触する状態となり、金属ガスケットGを所定の位置に合わせる調針作用を強化させることが可能になるとともに、内周部7Aとボルト5とがダイレクトに当接することが規制され、金属材どうしの接触による異音発生を回避可能となる利点が得られる。
In this way, by setting the diameter of the expanded
ところで、ボルト沿う通用の挿通部Sが、円孔のような閉ループ状ではなく切欠きに形成されているのは次のような理由による。即ち、従来の波形金属ガスケットの有する前記課題をクリヤするために、まず、持ち易く、又フランジ部間において外から見え易くすべく図6に示す金属ガスケットの外径をサイズアップすることが考えられた。この場合、ボルトに干渉するので、サイズアップされた外周部にボルト挿通用の孔(一般的な閉ループ状の円孔)を形成する手段が試されたのである。 By the way, the reason why the common insertion portion S along the bolt is not a closed loop like a circular hole but a notch is as follows. That is, in order to clear the above-mentioned problem of the conventional corrugated metal gasket, it is conceivable to increase the outer diameter of the metal gasket shown in FIG. 6 so that it is easy to hold and visible from the outside between the flange portions. It was. In this case, since it interferes with the bolt, means for forming a bolt insertion hole (a general closed loop-shaped circular hole) in the increased outer peripheral portion has been tried.
金属板の形状加工を行うには、一般的には生産性に優れるプレス加工が採られ、その加工順序としては、シール部の波形を形成する波形加工と複数のボルト挿通用孔を形成するボルト孔加工とが同時に行われる成形手段や、これら波形加工とボルト孔加工とが互いに時間をずらして各別に行う成形手段等が採られるが、いずれにしても一般的な精度によるプレス加工では、ボルト挿通用孔の外周側部分、即ち径方向幅の狭い繋がり部分(図1における連通部11に相当する部分)が無視できない位に波打つように変形してしまい、使い物にならないことが分った。その原因としては、繋がり部分の幅が狭く剛性に乏しいこと以外に、シール部の波形を形成することによって金属板材が面に沿う方向に引張られることも影響するように思われる。
In order to perform the shape processing of the metal plate, press processing that is excellent in productivity is generally adopted, and the processing order includes corrugated processing that forms a corrugated seal portion and bolts that form a plurality of bolt insertion holes. Forming means in which drilling is performed at the same time, and forming means in which these corrugated processing and bolt hole processing are performed separately while shifting the time from each other are adopted. It has been found that the outer peripheral side portion of the insertion hole, that is, the connecting portion having a narrow radial width (the portion corresponding to the communicating
上記不都合を解消するには、前記繋がり部分の幅寸法を十分広くして剛性を上げられるよう、金属がスケットの外径を更にサイズアップする必要があるが、それではシール対象であるフランジ部2より大径化するのでやはり実現は困難である。そこで、図1等に示すように、ボルト挿通用穴の外径側部分を削除して外部貫通状態にすること、即ち、円孔部10と連通部11とで成る切欠きSとすることが想起された。この手段では、繋がり部分が取り除かれることによって、プレス加工に起因して波打ち変形しようとする内部応力が逃がされるようになり、平坦な形状が維持されることが知見されたのである。これによれば外径を徒に大きくする必要もないので、通常精度のプレス加工によって実用上で問題のない波形の金属ガスケットが具現化されたのである。
In order to solve the above inconvenience, it is necessary for the metal to further increase the outer diameter of the sket so that the width of the connecting portion can be made sufficiently wide to increase the rigidity. Since the diameter is increased, it is still difficult to realize. Therefore, as shown in FIG. 1 and the like, the outer diameter side portion of the bolt insertion hole is deleted to be in an externally penetrating state, that is, a notch S composed of the
次に、実施例1による金属ガスケットGの製造方法の一例について説明する。まず、図4(a)に示すように、ステンレス鋼板や圧延鋼板等の平板材21から、打抜き加工等によって円形の素材22を得る。尚、円孔21aは既に打ち抜かれた後の孔である。次に、図4(b)に示すように、素材22にプレス加工を施して、単一の中心孔8と4箇所の切欠き(挿通部)Sとが打抜き形成された中間材23を作成する第1処理工程(切欠き形成工程の一例)を行う。
Next, an example of a method for manufacturing the metal gasket G according to the first embodiment will be described. First, as shown in FIG. 4A, a
そして、図5(a)に示すように、中間材23の内径側部分にプレス加工を行い、断面が波形の内周部7Aを作成するコルゲート形成工程を行う。内周部7Aが作成されたら、図5(b)に示すように、内周部7Aの表裏の両面に、円環状の膨張黒鉛シート7Bを接着してシール部7とすることにより、波形の金属ガスケットGが作成される。尚、上記金属ガスケットGの製造方法としては、例えば素材22の打抜き時に中心孔8も同時に作成する手段や、切欠き(挿通部)Sと内周部7Aとを同時にプレス加工する手段も可能であり、前述の作成手順には限定されない。また、平らな形状の内周部7Aに膨張黒鉛シート7Bを貼着してから、プレス加工によって断面波形のシール部7を形成する手段も可能である。
And as shown to Fig.5 (a), the corrugation formation process which performs the press work to the internal-diameter side part of the
〔別実施例〕
挿通部Sの形状は、ボルト5を通したときに金属ガスケットGの中心Pに対する周方向の位置(角度位置)が定まるものであれば良く、例えば、外径側に大きく開くV字状やU字状の切欠きでも良い。但し、実施例1にようにボルト5との相対横移動による抜出しを防止する条件を加えるのであれば、連通部11の幅寸法がボルト5の径よりも小さいようにすれば良く、挿通部Sの形状は図1等に示されるものには限定されない。
[Another Example]
The shape of the insertion portion S is not particularly limited as long as the circumferential position (angular position) with respect to the center P of the metal gasket G is determined when the
膨張黒鉛シート8は内周部7Aに片面だけに一体化される構成でも良く、また、その外径は外周部9の外径に一致する大きなものや、外周が挿通部Sを通る大きさのもの、或いは、挿通部Sに到達しない小径のもので良い。挿通部Sは3箇所や5箇所等、4箇所以外の複数箇所でも良い。外周部9の形状は、正多角形や星形等、円形以外のものでも良い。
The expanded
1 シール対象
3 シール面
5 ボルト
7 シール部
7B 膨張黒鉛
9 外周部
S 挿通部、切欠き
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記シール部の外径側に平坦面状の外周部を連設し、前記外周部に、シール対象どうしをガスケット介装状態で相対固定するための複数のボルトを通す挿通部を設け、前記挿通部は、円孔における外径側の一部が開放された形状を呈する切欠きに構成されている金属ガスケット。 An annular metal gasket made of a plate material having a seal portion formed in a concentric or substantially concentric corrugated shape,
A flat outer peripheral portion is continuously provided on the outer diameter side of the seal portion, and an insertion portion through which a plurality of bolts for relatively fixing the objects to be sealed with gaskets interposed is provided on the outer peripheral portion, and the insertion The part is a metal gasket configured as a notch having a shape in which a part of the outer diameter side of the circular hole is opened.
It is a manufacturing method of the metal gasket as described in any one of Claims 1-4, Comprising: The corrugate by which the said seal part is formed by press work after the notch formation process in which the said notch is formed by press work A method for producing a metal gasket for performing a forming step.
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