JP2787529B2 - 高圧ガス用の容器弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容器弁などの高圧ガス用
の容器弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の容器弁１を示す断面図であ
る。この容器弁１は、高圧ガス容器Ｇの開口部に装着さ
れており、容器弁本体２の上部側はシリンダ部２１を構
成している。このシリンダ部２１内にはケレップ３が螺
合して設けられており、このケレップ３の昇降により、
容器Ｇに連通している第１のガス流路２２と外部の図示
しない配管に接続される第２のガス流路２３との間が開
閉される。

【０００３】前記シリンダ部２１の上端部にはこれを外
側から覆うようにボンネット４が螺合されており、ボン
ネット４の中央にはシリンダ部２１内に連通する貫通孔
４１がシリンダ部２１の長さ方向に形成されている。ボ
ンネット４はシリンダ部２１の管壁の上端面２０及び外
周面に密合するように構成されており、前記管壁の上端
面２０に接合される接合面５１の内方側には、前記貫通
孔４１を囲むように凹部５が形成されると共に、この凹
部５の外縁（接合面５１の内縁）は前記管壁の上端面２
０のほぼ中央に位置している。

【０００４】前記ボンネット４の貫通孔４１内には、上
部にハンドル６０が係合されたスピンドル６がシリンダ
部２１内に突入されるように気密に嵌入されており、ス
ピンドル６の下端部は、ケレップ３を回動させかつケレ
ップ３に対して相対的に上下動できるようにケレップ３
の上端部に係合している。例えばケレップ３側には横断
面四角形の係合孔が形成され、スピンドル６の下端部が
この係合孔に適合する形状に作られている。

【０００５】前記ボンネット４の凹部５には、図７に示
すようなこの凹部５の深さよりも若干厚さが大きく、内
側に摺り鉢状のテーパ部７１が形成されたリング状のガ
スケット７がスピンドル６に外嵌された状態で密合され
ている。例えば凹部５の深さは１．８ｍｍ、ガスケット
７の厚さは２．０ｍｍに設定されている。一方前記スピ
ンドル６にはフランジ部６１が形成されているが、ハン
ドル６０とスピンドル６との間に組み込まれたバネ６２
によってスピンドル６が常時上方側に付勢されているた
めフランジ部６１はガスケット７を介してボンネット４
側に押し付けられている。なお６３はバネ６２の弾性力
を調整するためのネジである。

【０００６】このような構成の容器弁１では、ハンドル
６０を操作してスピンドル６を回動することによりケレ
ップ３が回動しながらシリンダ部２１内を上下動し、こ
れにより開閉動作が行われる。そして容器弁１を開いた
ときには容器Ｇ内のガスがケレップ３とシリンダ部２１
の内壁との隙間を通り、更にフランジ部６１とシリンダ
部２１の内壁との隙間を介してシリンダ部２１の上端に
充満している。この場合ボンネット４をシリンダ部２１
に強く締め付けることによりボンネット４の前記接合面
５１とシリンダ部２１の管壁の上端面２０を圧接してこ
の部分により気密を保つようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】上述の容器弁で
は、ボンネット４とシリンダ部２１との間にガスケット
７が介在していると共にボンネット４の接合面５１とシ
リンダ部２１の管壁の上端面２０とが圧接され、金属面
同士の圧接により気密が保たれているので、気密性が非
常に大きく、例えば容器弁の気密試験圧力である１００
ｋｇ／ｃｍ² ・Ｇ程度の高圧下においてもガスの漏洩の
おそれがないといわれている。

【０００８】しかしながら使用された容器弁を再整備す
ると、金属面の平滑性が損われ金属面の接触界面におけ
る気密性がわずかに低下することがある。一方シリンダ
部２１の上端に充満しているガスは、ボンネット４及び
シリンダ部２１とガスケット７との間を通って前記接触
界面の内側に達し、このため当該接触界面の気密性が低
いとここを通ってガスが漏洩するおそれがあるという問
題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１のシリン
ダ部及び第２のシリンダ部の外周部の接合面を、両シリ
ンダ部を螺合して互いに締め付けることにより軸方向に
互に押圧して気密に接合すると共に、第１のシリンダ部
から第２のシリンダ部に亘って軸部が貫通され、この軸
部を回動することにより開閉動作が行われる高圧ガス用
の容器弁において、前記第１のシリンダ部及び第２のシ
リンダ部の互いの接合面の少なくとも一方の内方側に前
記軸部を囲むように全周に亘って凹部を形成し、この凹
部の深さよりも大きい高さを有するリング状の硬質なガ
スケットを当該凹部内に配設すると共に、８００ｋｇ・
ｃｍよりも大きいトルクであってかつトルクの増加によ
り第２のシリンダ部に対する第１のシリンダ部の高さの
変化がなくなるトルク値をＴとすると、このトルク値Ｔ
以上の大きさのトルクで第１のシリンダ部及び第２のシ
リンダ部を互いに締め付け、両シリンダ部によりガスケ
ットを両面から挟圧することによりガスケットの外縁部
を外方側に伸展させて第１のシリンダ部及び第２のシリ
ンダ部の互いの接合面の間に挟入するように構成したこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】例えばボンネットからなる第１のシリンダ部
と、例えば容器本体のシリンダ部からなる第２のシリン
ダ部との接合面の少なくとも一方に凹部を形成し、この
凹部内に、凹部の深さよりも大きい高さを有するガスケ
ットを配設する。そしてこのガスケットを第１のシリン
ダ部及び第２のシリンダ部により両面から挟圧すること
によって、第１のシリンダ部と第２のシリンダ部との間
にガスケットの外縁部を伸展させて介在させる。従って
第１のシリンダ部と第２のシリンダ部との接合面は金属
面同士が接触しないので、高い気密性を維持することが
できる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。本実
施例の容器弁１は、ボンネット４と容器弁本体２の管壁
（シリンダ部２１の管壁）の上端面２０との接合部分及
びガスケット７に特徴がある以外は、既述の図６に示す
従来の容器弁１と同一の構造である。

【００１２】以下に本実施例の要部について、図１に示
す要部拡大図により詳述する。即ち従来例の図６にて説
明したようにボンネット４は、シリンダ部２１の管壁の
上端面２０及び外周面に密合するように構成されてお
り、前記管壁の上端面２０に接合される接合面５１の内
方側には、前記貫通孔４１を囲むように凹部５が形成さ
れると共に、この凹部５の外縁（接合面５１の内縁）は
前記管壁の上端面２０のほぼ中央に位置している。

【００１３】また各部の寸法について述べると、シリン
ダ部２１の内径Ａは１９ｍｍ、スピンドル６の軸径Ｂは
１２ｍｍに形成されており、ボンネット４に設けられた
凹部５は外径Ｃが２２ｍｍ、深さＤが１．８ｍｍに形成
されている。

【００１４】このボンネット４の凹部５には、図２に示
すように例えばテフロンからなる、両面が平面状に形成
されたリング状のガスケット７がスピンドル６に外嵌さ
れかつシリンダ部２１の上端面２０とボンネット４の接
合面５１とにより押圧された状態で密合されている。こ
のガスケット７は厚さＥが凹部５の深さよりも大きく例
えば２．５ｍｍに形成されている。そして前記ガスケッ
ト７の厚さＥは、ボンネット４の凹部５の深さＤより大
きく形成されているため、ガスケット７を凹部５に嵌合
させると図３（ａ）に示すようにボンネット４とシリン
ダ部２１の管壁の上端面２０の接合部分には隙間が形成
される。なおこのときスピンドル６はボンネット４に取
り付けられていて、スピンドル６のフランジ部６１はバ
ネ６２によってガスケット７の下面側に押し付けられて
いる。

【００１５】ここで例えばトルクレンチによりボンネッ
ト４をシリンダ部２１に締めつけると、図３（ｂ）に示
すように、ガスケット７は、そのボンネット４の凹部５
の底面（図１では上側の面）とシリンダ部２１の前記上
端面２０とにより、トルクレンチによるトルクに対応し
た押圧力で両面から挟圧される。このときガスケット７
は、横方向に伸展しようとするが、ガスケット７の内縁
側はスピンドル６が存在するため当該内縁側に広がるこ
とはできない。このため図３（ｃ）に示すように、ガス
ケット７はボンネット４の接合面５１とシリンダ部２１
の上端面２０との隙間に伸展し薄膜状に変形して接合面
５１及び上端面２０により挟圧されることになる。

【００１６】なお上述実施例と本発明との関連について
述べると、ボンネット４及びシリンダ部２１は夫々第１
のシリンダ部及び第２のシリンダ部に相当し、接合面５
１及び上端面２０は、夫々各シリンダ部の外周部の接合
面に相当し、スピンドル６は軸部に相当する。

【００１７】このような構成によれば、ボンネット４の
接合面５１とシリンダ部２１の管壁の上端面２０との間
には、ガスケット７が伸展して介在するため、介在して
いるガスケット７の弾性によりシール効果を得ているの
で、使用された容器弁１の再整備により金属面の平滑性
が損なわれても、従来の容器弁のように金属面同士の接
触により気密性が低下するおそれはなく、高い気密性を
維持することができる。

【００１８】ボンネット４をシリンダ部２１に締め付け
たときにガスケット７がボンネット４の接合面５１とシ
リンダ部２１の上端面２０の間に伸展して介在するか否
かは、ガスケット７の材質、厚さ、形状との関係で決定
されると考えられる。従来のガスケット７は、その内側
に摺り鉢状のテーパ部７１が形成されると共に、厚さが
２ｍｍに形成されており、このガスケット７を、ボンネ
ット４に形成された深さ１．８ｍｍの凹部５に密合させ
て、両面からトルクをかけて押圧すると、ガスケット７
は上述のように横方向に伸展しようとするが、このガス
ケット７にはテーパ部７１が形成されているため、トル
クがかかるとこのテーパ部７１に、圧縮された厚みが逃
げることになる。一方ガスケット７はその外周部方向に
はボンネット４とシリンダ部２１との間のすき間がほと
んどないことから、この方向にはほとんど伸展すること
はできない。従って、従来のガスケット７ではその両面
から押圧すると、中心方向へ伸展するのみであり、気密
性を高めるために有効なボンネット４の接合面５１とシ
リンダ部２１の上端面２０の間には伸展しない。

【００１９】ここでボンネット４とシリンダ部２１との
接触面に効果的に伸展するガスケット７の形状を決定す
るために行った実験について説明する。リング内径が１
２ｍｍ、外径が２２ｍｍであり、厚さが２ｍｍ、２．５
ｍｍ、３ｍｍに夫々形成された３種類のテフロンからな
るガスケット７を、ボンネット４に形成された凹部５内
に密合させ、種々のトルク値をかけて押圧し、押圧後の
容器本体２の高さを測定した。なお比較のためガスケッ
ト７を装着しない容器弁本体２の高さも測定した。

【００２０】この方法においては、押圧後の容器本体２
の高さが変化すれば、ガスケット７の形状が変化してい
ることになり、またガスケット７を装着しない容器本体
２の高さと比較することにより、ボンネット４とシリン
ダ部２１との接触部分にガスケット７が伸展して介在し
ているか否かが判断される。

【００２１】またシリンダ部２１の上端面２０にマジッ
クでラベルし、このマジックがボンネット４の接合面５
１に移るか否かを調べることにより、１０００ｋｇ・ｃ
ｍ以上のトルクをかけた場合のボンネット４とシリンダ
部２１の接触部分における金属接触の有無を調査した。
これらの結果を夫々表１、２、３に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】 表１からわかるように、厚さ２ｍｍのガスケット７を用
いた場合には、トルク値にかかわらず容器本体２の高さ
はガスケット７を密着しない場合と同じである。これに
よりガスケット７はボンネット４の接合面５１とシリン
ダ部２１の上端面２０との間には介在せず、ボンネット
４とシリンダ部２１との接触部分では金属接触が起って
いることが認められ、このことはトルク値１０００ｋｇ
・ｃｍ以上の場合は金属接触の有無の実験からも確認さ
れた。

【００２５】また表２からは、容器本体２の高さはトル
ク値が大きくなるにつれて、徐々に低くなっており、厚
さ２．５ｍｍのガスケットが押圧されて高さが低くなっ
たことが確認された。そして、トルク値が１０００ｋｇ
・ｃｍ以上の場合の容器本体の高さは一定しており、こ
のことからこの試験においては１０００ｋｇ・ｃｍ程度
より大きいトルクでは、トルクを大きくしても容器本体
の高さに変化がなく、しかも容器本体の高さはガスケッ
ト７を装着しない場合に比べて０．１ｍｍ（１１０．５
０−１１０．４０）大きくなっているので前記接合面５
１及び上端面２１間にガスケット７の一部が介在してい
ることが裏付けられる。そしてまた表３から、厚さ３ｍ
ｍのガスケット７についても、厚さ２．５ｍｍのガスケ
ットと同様の結果が得られ、ガスケットの両面からの押
圧によりガスケットの一部がボンネット４とシリンダ部
２１との間に伸展して介在することが認められた。

【００２６】なお表２、表３に示す実験において、ガス
ケット７を容器弁から取り外して観察したところ、トル
ク値が８００ｋｇ・ｃｍ以下の場合には、ガスケット７
の外縁部からの顕著な伸展は見られなかったが、トルク
値が１０００ｋｇ・ｃｍ以上の場合にはガスケット７の
外縁部からの伸展を確認することができた。トルク値は
適宜設定すればよいが例えば１２００ｋｇ・ｃｍ程度が
望ましい。

【００２７】以上の実験結果からわかるようにテフロン
のガスケット７を用いる場合、上述の例の容器弁ではガ
スケット７の厚さが２．５ｍｍ程度以上であればボンネ
ット４及びシリンダ部２１間にガスケット７を伸展させ
てその一部を挟入した構造を得ることはできるが、従来
のようにガスケット７の厚さが２．０ｍｍ程度ではガス
ケット７の内縁側にテーパ部がなくともこうした構造に
はならない。なお材質や厚さとの関係でガスケット７を
ボンネット４及びシリンダ部２１間に介在させる構造が
得られるのであれば、内縁側にテーパが設けられていて
もよい。

【００２８】次に本発明の他の実施例について、図４及
び図５に示すガスケット周辺の拡大断面図により説明す
る。図に示すように、本実施例のガスケット７の外周部
分にはあらかじめ薄膜状の鍔部７２が形成されており、
この鍔部７２をボンネット４とシリンダ部２１との間に
介在させるように構成されている。この鍔部７２は、ボ
ンネット４とシリンダ部２１との接触部分の形状に合わ
せて形成され、例えば図４に示すようにガスケット７の
下面側や、図５に示すようにガスケット７の中央部に形
成することができる。このように構成された容器弁にお
いても上述の第１実施例と同様の効果を有する。

【００２９】なお本発明は容器弁に限らず、流量調整弁
や減圧弁等にも適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、第１のシリンダ部と第
２のシリンダ部との接合面間にガスケットの外縁部を伸
展させて介在させたので、両シリンダ部の接合面の凹部
の外側の金属面の平滑性が損なわれても、ここに介在す
るガスケットの伸展部分による高いシール効果が得ら
れ、このため気密性が極めて高い高圧ガス用の容器弁を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る容器弁の要部を示す拡大
図である。

【図２】本発明の実施例に係るガスケットの斜視図であ
る。

【図３】本発明の作用を説明するための説明図である。

【図４】本発明に係る容器弁の他の実施例の要部を示す
拡大図である。

【図５】本発明に係る容器弁の他の実施例の要部を示す
拡大図である。

【図６】従来の容器弁を示す断面図である。

【図７】従来のガスケットを示す断面図である。

【符号の簡単な説明】

１ 容器弁 ２ 容器弁本体 ２１ シリンダ部 ３ ケレップ ４ ボンネット ５ 凹部 ６ スピンドル ７ ガスケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−96399（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−154861（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−129790（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−817（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F17C 13/04,13/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のシリンダ部及び第２のシリンダ部
   の外周部の接合面を、両シリンダ部を螺合して互いに締
   め付けることにより軸方向に互に押圧して気密に接合す
   ると共に、第１のシリンダ部から第２のシリンダ部に亘
   って軸部が貫通され、この軸部を回動することにより開
   閉動作が行われる高圧ガス用の容器弁において、 前記第１のシリンダ部及び第２のシリンダ部の互いの接
   合面の少なくとも一方の内方側に前記軸部を囲むように
   全周に亘って凹部を形成し、この凹部の深さよりも大き
   い高さを有するリング状の硬質なガスケットを当該凹部
   内に配設すると共に、８００ｋｇ・ｃｍよりも大きいト
   ルクであってかつトルクの増加により第２のシリンダ部
   に対する第１のシリンダ部の高さの変化がなくなるトル
   ク値をＴとすると、このトルク値Ｔ以上の大きさのトル
   クで第１のシリンダ部及び第２のシリンダ部を互いに締
   め付け、両シリンダ部によりガスケットを両面から挟圧
   することによりガスケットの外縁部を外方側に伸展させ
   て第１のシリンダ部及び第２のシリンダ部の互いの接合
   面の間に挟入するように構成したことを特徴とする高圧
   ガス用の容器弁。