JP2923611B2 - 膨張黒鉛製シートガスケット - Google Patents

膨張黒鉛製シートガスケット

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JP2923611B2
JP2923611B2 JP6291415A JP29141594A JP2923611B2 JP 2923611 B2 JP2923611 B2 JP 2923611B2 JP 6291415 A JP6291415 A JP 6291415A JP 29141594 A JP29141594 A JP 29141594A JP 2923611 B2 JP2923611 B2 JP 2923611B2
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哲 橋本
隆久 上田
正典 関
聡康 谷村
武夫 杉本
忍 小迫
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の流体機器の接合
部や配管フランジの継手部などに介在して使用される膨
張黒鉛製シートガスケットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の膨張黒鉛製シートガスケットと
して、従来、特開平6−101763号公報に開示され
ている構成のものが知られている。同公報に開示されて
いるシートガスケットは、図9に示すように、断面形状
が長方形の膨張黒鉛製シートガスケット11の全体を
1.55〜2.0g/cm3 の高密度を有する膨張黒鉛
から形成したものや、図10の(A)に示すように、径
方向の内側および外側に位置し0.8〜1.2g/cm
3 程度の低密度の膨張黒鉛から形成された2つの厚肉部
11b,11bと、径方向の中央部に位置し1.55〜
2.0g/cm3 の高密度の膨張黒鉛から形成され上記
2つの厚肉部11b,11bをその厚さ方向のほぼ中央
で連結する薄肉部11aとからなる膨張黒鉛製シートガ
スケット11、図10の(B)に示すように、径方向の
内側に位置し高密度の膨張黒鉛から形成された薄肉部1
1aと、径方向の外側に位置し低密度の膨張黒鉛から形
成された厚肉部11bとからなる膨張黒鉛製シートガス
ケット11、図10の(C)に示すように、高密度の膨
張黒鉛から形成されたコアー層12と、低密度の膨張黒
鉛から形成され上記コアー層12をサンドイッチする2
つの表皮層13a,13bとで3層に構成された膨張黒
鉛製シートガスケット11、図10の(D)に示すよう
に、高密度の膨張黒鉛から形成されたコアー層12と、
低密度の膨張黒鉛から形成され上記コアー層12をその
径方向の内外2個所でサンドイッチする表皮層13a,
13bとで構成された膨張黒鉛製シートガスケット11
などである。
【0003】ところで、上記に列挙した従来の膨張黒鉛
製シートガスケットは、該ガスケットの径方向の少なく
とも一部を高密度の膨張黒鉛から形成することによっ
て、膨張黒鉛自体の優れた耐熱性、フランジシール面と
のなじみ性、および低応力緩和性を保ちつつ、高密度域
における膨張黒鉛の層間の空隙をなくして、低い締付け
力でも封止流体の浸透漏洩を抑制しようとするものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
膨張黒鉛製シートガスケットは、封止流体が液体である
場合の浸透漏洩防止には有効であるものの、封止流体が
ガスの場合は、締付け力を高くしても、シール面に対す
る締付け面圧分布の関係からガスケットとシール面との
間、つまり接面から微少漏れが発生するという問題があ
った。
【0005】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、膨張黒鉛自体の優れた耐熱性、フランジシー
ル面とのなじみ性、および低応力緩和性を保ちつつ、低
い締付け力でもシール面に対して適正分布の締付け面圧
を得て接面からの微少漏れを確実に防止することができ
る膨張黒鉛製シート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】上記目的を達成するため
に、本発明に係る膨張黒鉛製シートガスケットは、膨張
黒鉛製シート基材の径内外方向の少なくとも一部に、他
部よりも密度が高く、かつ、他部の厚さ以上の厚さを有
し、シール面に接面する高密度域部を周方向に連続して
閉ループ状に形成してなるものである。
【0007】上記構成の膨張黒鉛製シートガスケットに
おいては、請求項2のように、上記閉ループ状の高密度
域部における膨張黒鉛の密度を1.5〜2.0g/cm
3 に設定することが好ましい。
【0008】また、上記膨張黒鉛製シートガスケットに
おいて、請求項3のように、上記閉ループ状の高密度域
部はシート基材の径内外方向に複数形成されていること
が好ましい。
【0009】また、上記膨張黒鉛製シートガスケットに
おいて、請求項4のように、上記シート基材の肉厚部に
補強用金属薄板を埋設することが望ましい。この金属薄
板は、シート基材の肉厚部のほぼ中央部に埋設してもよ
く、また肉厚部を厚さ方向に等分割するように複数枚を
埋設してもよい。
【0010】特に、上記膨張黒鉛製シートガスケットに
おいては、請求項5のように、上記閉ループ状の高密度
域部の径方向に占める割合を、ガスケット全幅の10〜
50%の範囲に設定することが好ましい。
【0011】
【作用】本発明によれば、シートガスケットの径内外方
向の少なくとも一部に高密度域部が周方向に閉ループ状
に形成されているので、封止流体の浸透漏洩が防止され
るのはもとより、その高密度域部の厚さが他部の厚さ以
上であるから、締付けた際のシール面との間の締付け面
圧において、高密度域部が他部に比べて局所的に高くな
るような分布となり、これによって、シール面と高密度
域部との密着度が高くて、その接面からの漏れが確実に
防止される。
【0012】特に、上記高密度域部における膨張黒鉛の
密度を1.5〜2.0g/cm3 に設定する場合は、封
止流体がガスである時の浸透漏洩および接面漏れ防止に
有効である。
【0013】また、上記のような高密度域部を径内外方
向に複数形成する場合は、局所的に高い面圧部が径内外
方向に複数段に形成されるために、接面からの微少漏れ
をより効果的に防止できる。
【0014】また、シート基材の肉厚部に補強用金属薄
板を埋設する場合は、該シートガスケットが補強され、
かつ保形されるので、その取扱い性を向上することがで
きる。
【0015】さらに、上記高密度域部の径方向に占める
割合をガスケット全幅の10〜50%の範囲に設定する
場合は、局所的な高締付け面圧による接面漏れ防止を確
実なものとできる。因みに、上記割合が10%未満の場
合は、高密度域部の径方向の幅が狭すぎるために、高締
付け面圧による接面漏れ防止機能が不十分となり、ま
た、上記割合が50%を越えると、締付け面圧が高くな
らず、結果として接面漏れを生じやすい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図1は本発明の一実施例による膨張黒鉛製シー
トガスケットの平面図、図2はその縦断面図であり、断
面形状が長方形で、その中央部に貫通孔2を有する円環
板状の膨張黒鉛製シート基材1の径内外方向の中間部分
でシール面に接面する部分に、それよりも内側部分1B
および外側部分1Cよりも密度が高く、かつ、内側部分
1Bおよび外側部分1Cの厚さt0よりも厚さt1が大
きい高密度域部1Aを周方向に連続して閉ループ状、す
なわち、環状に形成してなるものであって、その環状高
密度域部1Aにおける膨張黒鉛の密度を1.5〜2.0
g/cm3に、また、内側部分1Bおよび外側部分1C
における膨張黒鉛の密度を0.8〜1.2g/cm3
それぞれ設定している。
【0017】上記膨張黒鉛製シートガスケットにおける
高密度域部1Aの厚さt1は、通常(非締付け時)、
1.6mm、低密度域である内側部分1Bおよび外側部
分1Cの厚さt0は1.5mmであり、また、上記高密
度域部1Aの径方向の幅d1は3mm以上で、ガスケッ
ト全幅d0に対して占める割合、即ち、(d1/d0)
は10〜50%、好ましくは20〜40%の範囲に設定
されている。
【0018】上記のように構成された膨張黒鉛製シート
ガスケットにおいては、例えば配管フランジの継手部に
介在して使用する場合、図3のように、相対向するフラ
ンジ3,3の平らなシール面3a,3a間に挟んで両側
から締付け力Fを負荷することにより、厚肉の高密度域
部1Aが圧縮されて低密度の内側部分1Bおよび外側部
分1Cと同一の厚みになる。この状態において、膨張黒
鉛の層間からの封止流体の浸透漏洩は高密度域部1Aの
存在により防止されることになる。
【0019】また、図3の使用状態において、締付け力
Fを負荷した際のシール面3a,3aとシートガスケッ
トとの間の締付け面圧は、同図の下方に示したように、
高密度域部1Aが低密度の内側部分1Bおよび外側部分
1Cに比べて局所的に極端に高くなるような分布を呈す
る。これによって、シール面3a,3aと高密度域部1
Aとの密着度が高くて、その接面からの流体漏れが確実
に防止される。
【0020】なお、上記のような厚肉の高密度域部1A
を形成する手段としては、膨張黒鉛製シート基材1の径
内外方向の中間部分の膨張黒鉛の充填量を他部よりも多
くする手段、シート基材1とは別に高密度域1Aに相当
する厚さおよび幅をもつ表裏一対の環状シートを作成し
ておき、この一対の環状シートをシート基材1の表裏両
面に当接して、これらを一体に圧縮成形する手段のいず
れであってもよい。
【0021】図4はこの発明の他の実施例による膨張黒
鉛製シートガスケットの縦断面図であり、上記実施例に
示したシートガスケットにおけるシート基材1の肉厚部
のほぼ中央部に補強用金属薄板4を埋設したものであ
り、この場合は、該シートガスケットが補強され、かつ
保形されるので、その取扱い性の向上を図ることができ
る。なお、この実施例における補強用金属薄板4として
は、厚さが0.05〜1mm程度のステンレス鋼板、ア
ルミニウム板、銅板、軟鋼板、チタン鋼板、ニッケル鋼
板、ニッケル合金板、アルミニウム合金板などが挙げら
れるが、ステンレス鋼薄板が好ましい。なお、シート基
材1の肉厚部を厚さ方向に等分割するように複数枚の補
強用金属薄板4を埋設してもよい。
【0022】図5はこの発明のもう一つの実施例による
膨張黒鉛製シートガスケットの縦断面図であり、膨張黒
鉛製シート基材1の径内外方向の複数個所に上述と同様
な高密度域部1A…を形成し、他の部分1D…はすべて
低密度の膨張黒鉛から形成してなるものであり、この場
合は、局所的に高い面圧部が径内外方向に複数段に形成
されるために、シール面との接面からの微少漏れをより
効果的に防止できる。なお、この実施例においても、高
密度域部1A…がガスケット全幅d0に対して占める割
合は10〜50%、好ましくは20〜40%の範囲に設
定している。また、高密度域部1Aの数は、ガスケット
の全幅に応じて任意に設定すればよいが、3つ位が最も
適当である。
【0023】以下、本発明者が行なった漏れ試験(気密
性能試験)について説明する。試験装置としては、図6
に示すように、ガスボンベ5から送給される窒素ガス
(N2 ガス)の導入路6が設けられ、油圧プレスPによ
り油圧(締付け力)が負荷される下フランジ7と、これ
に対向し、油圧負荷を受ける支持台8を有する上フラン
ジ9とからなり、これら両フランジ7,9間に試料ガス
ケットGをセットした状態で、N2 ガスを試料ガスケッ
トGの内周側から負荷し、5分経過後に試料ガスケット
Gの外周側に漏れたN2 ガスを回収し、膜移動測定器1
0を用いて石鹸水膜移動により漏れ量(10-2Pa・m
3 /min)を測定した。
【0024】上記試験に使用した試料ガスケットGは、
基本的に、外径D1が114mm、内径D2が87m
m、ガスケット全幅d0が13.5mm、厚さt0が
1.5mmであり、本発明品に相当する実施例1および
従来品に相当する比較例1〜3の具体的な構造、仕様お
よび締付け時の面圧分布は、図7に示す通りである。
【0025】図8は上記の漏れ試験結果を示す表図であ
る。同図から明らかなように、本発明品に相当する実施
例1は、締付け面圧が増大するに従って漏れ量が大幅に
減少しているのに対し、従来品に相当する比較例1〜3
は、その減少割合が少なく、締付け面圧4.0MPaに
なると、実施例1の漏れ量は各比較例の(1/6)〜
(1/16)にまで減少していることが判る。
【0026】以上の試験結果において、比較例1と2の
結果を比べても明らかなように、シートガスケット全体
の密度を高めただけでは気密性能をほとんど向上するこ
とができないこと、比較例3の結果から明らかなよう
に、高密度域部の厚さが低密度域部の厚さよりも小さい
ものでは全体の密度を高めたものよりさらに気密性能が
悪いこと、が判明し、これによって、接面からの漏れ防
止にあたっては、本願発明のように、高密度域部を他部
(低密度域部)よりも厚くして締付け時に局所的に非常
に面圧が得られるようにすることが重要であることが判
った。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シート
基材の径内外方向の少なくとも一部に他部の厚さ以上の
厚さを有し、シール面に接面する高密度域部を周方向に
閉ループ状に形成することにより、封止流体の浸透漏洩
を防止できるのはもとより、締付けた際のシール面との
間の締付け面圧において、高密度域部を他部に比べて局
所的に高くなるような分布させることが可能となり、こ
れによって、シール面と高密度域部との密着度を高く
て、その接面からの漏れも確実に防止することができ
る。したがって、膨張黒鉛自体の優れた耐熱性、フラン
ジシール面とのなじみ性、および低応力緩和性と相俟っ
て、極めて気密性能の高いシートガスケットを得ること
ができる。
【0028】また、上記の高密度域部を径内外方向に複
数形成して、局所的に高い面圧部を径内外方向に複数段
に形成するようにすれば、接面からの微少漏れをより効
果的に防止できる。
【0029】また、シート基材の肉厚部に補強用金属薄
板を埋設して、該シートガスケットを補強し、かつ保形
することにより、その取扱い性を向上することができ
る。
【0030】さらに、上記高密度域部の径方向に占める
割合をガスケット全幅の10〜50%の範囲に設定する
ことで、局所的な高締付け面圧による接面漏れ防止を確
実なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る膨張黒鉛製シートガスケットの平
面図である。
【図2】図1のA−A線に沿った縦断面図である。
【図3】使用状態および締付け面圧の分布を説明する要
部の断面図である。
【図4】本発明の他の実施例による膨張黒鉛製シートガ
スケットの縦断面図である。
【図5】本発明のもう一つの実施例による膨張黒鉛製シ
ートガスケットの縦断面図である。
【図6】漏れ試験装置の概略説明である。
【図7】漏れ試験に使用した実施例および各比較例の試
料ガスケットの具体的な構造、仕様および締付け時の面
圧分布を示す説明図である。
【図8】漏れ試験結果を示す表図である。
【図9】従来の膨張黒鉛製シートガスケットを示す縦断
面図である。
【図10】(A)〜(D)ともに従来の他の膨張黒鉛製
シートガスケットを示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 膨張黒鉛製シート基材 1A 高密度域部 1B,1C,1D 他部(低密度域部)3a シール面 4 補強用金属薄板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 正典 京都府福知山市長田野町2丁目66番地の 3 日本ピラー工業株式会社福知山工場 内 (72)発明者 谷村 聡康 京都府福知山市長田野町2丁目66番地の 3 日本ピラー工業株式会社福知山工場 内 (72)発明者 杉本 武夫 京都府福知山市長田野町2丁目66番地の 3 日本ピラー工業株式会社福知山工場 内 (72)発明者 小迫 忍 京都府福知山市長田野町2丁目66番地の 3 日本ピラー工業株式会社福知山工場 内 (56)参考文献 特開 平6−101763(JP,A) 特開 平4−83977(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16J 15/10 C09K 3/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張黒鉛製シート基材の径内外方向の少
    なくとも一部に、他部よりも密度が高く、かつ、他部の
    厚さ以上の厚さを有し、シール面に接面する高密度域部
    を周方向に連続して閉ループ状に形成してなることを特
    徴とする膨張黒鉛製シートガスケット。
  2. 【請求項2】 上記閉ループ状の高密度域部における膨
    張黒鉛の密度が、1.5〜2.0g/cm3 に設定され
    ている請求項1の膨張黒鉛製シートガスケット。
  3. 【請求項3】 上記閉ループ状の高密度域部がシート基
    材の径内外方向に複数形成されている請求項1または2
    の膨張黒鉛製シートガスケット。
  4. 【請求項4】 上記シート基材の肉厚部に補強用金属薄
    板が埋設されている請求項1または2の膨張黒鉛製シー
    トガスケット。
  5. 【請求項5】 上記閉ループ状の高密度域部の径方向に
    占める割合が、ガスケット全幅の10〜50%の範囲に
    設定されている請求項1または2の膨張黒鉛製シートガ
    スケット。
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