JP3349128B2

JP3349128B2 - 渦巻形ガスケットの補強リング及びその製造方法

Info

Publication number: JP3349128B2
Application number: JP2000040933A
Authority: JP
Inventors: 正夫清水; 勝三崎
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001227648A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水、油、蒸気、
ガス等の流体を封止する渦巻形ガスケットを補強するた
めに使用される補強リング、及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高温、高圧等の条件下で使用さ
れる配管、容器、その他の各種機器類においては、継手
等の接合部分の密閉状態を保持して流体が外部に漏洩す
るのを防止するめにガスケットが使用されており、この
ガスケットの一つとして、図５に示すような高い密封性
を有する渦巻形ガスケット１が多用されている。この渦
巻形ガスケット１は、ステンレス鋼やインコネル等から
なる長尺薄板のフープ材２と、セラミックス、石綿紙、
膨張黒鉛テープ等からなるフィラー材３とを重ね合わせ
た状態で、渦巻状に巻回したものである。

【０００３】このような渦巻形ガスケット１を高圧条件
下で使用する場合には、継手等の接合部分の密閉状態を
高めるために、渦巻形ガスケット１をその幅方向に強く
締め付ける必要がある。この際、渦巻形ガスケット１を
単独で使用すると、強度が不足して外周部が破壊した
り、あるいは内周部が座屈したりする等の不都合が生じ
るおそれがある。そこで、渦巻形ガスケット１の外周に
ステンレス鋼等からなる補強リング５を嵌合して、その
強度を高めることが行われている。なお、図５において
は、渦巻形ガスケット１の外周のみに補強リング５を嵌
合した場合を示しているが、さらに補強が必要な場合に
は、渦巻形ガスケット１の外周と内周の双方に補強リン
グを嵌合する場合もある。

【０００４】ところで、前記補強リング５のうちの特に
口径の大きいものについては、従来、図７〜図９に示す
方法によって製造されている。すなわち、図７に示す製
造方法は、主として口径が３００ｍｍ以下のものに適用
される製造方法であり、平板状の素材７を方形に切断し
て四角材８を得、この四角材８をプレス加工機１０で打
ち抜くことにより補強リング５を得ている。また、図８
に示す製造方法は、主として口径が１５００ｍｍ以下の
ものに適用される製造方法であり、素材７から四角材８
を切り出し、この四角材８の中央に貫通孔８ａを形成
し、旋盤１１のセンタボルトを前記貫通孔８ａに通して
四角材８を固定した状態で、当該四角材８を回転させて
その外周側をバイトにて円形になるまで切削した後、当
該外周を旋盤１１でチャックして内周側を切削すること
により補強リング５を得ている。

【０００５】さらに、図９に示す製造方法は、主として
口径が１５００ｍｍを超えるものに適用される製造方法
であり、まず、平板状の素材７（同図(a)参照）を、レ
ーザ切断機１２にセットし（同図(b)参照）、この素材
７から複数の円弧状部材１３を直接切り出した後（同図
(c)参照）、これらの各円弧状部材１３を、ＴＩＧ溶接
機１４等を使用して環状に継ぎ合わせることにより補強
リング５を得ている（同図(d)参照）。なお、図７ない
し図９に示した何れの製造方法においても、補強リング
５の内周面には、その周方向に沿って渦巻形ガスケット
１の外周面の形状に合致した形状の嵌合溝（図示せず）
が切削等により形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
補強リング５の製造方法は、それぞれ次のような問題点
を有している。すなわち、図７に示した製造方法は、四
角板８をプレス加工機１０で打ち抜き加工して補強リン
グ５を形成するので、四角板８のうちの補強リング５を
形成する部分以外は全て残材となる。このため、材料歩
留まりが悪く、コストアップとなる。また、図８に示し
た製造方法は、四角板８を旋盤１１で切削する作業に熟
練を要するとともに、四角板８を回転させる必要がある
ので作業に危険を伴う。しかも、削り屑が発生するの
で、その処理に余分な手間と費用がかかる。さらに、図
９に示した製造方法は、図７に示した製造方法と同様に
残材が多くなって材料歩留まりが悪い。また、円弧状部
材１３を環状にするために、多くの溶接箇所を必要とす
るので、溶接作業に手間を要するとともに、溶接時の熱
歪みの影響が大きくなって、補強リング５の寸法精度が
悪くなり易い。

【０００７】この発明は、これらの問題点を解決するた
めになされたもので、材料歩留まりが良好でコストダウ
ンを図ることができるとともに、作業の熟練度が不要
で、製造時の危険性も少ない渦巻形ガスケットの補強リ
ング及びその製造方法を提供することを目的とする。ま
たこの発明は、良好な寸法精度を確保することができる
渦巻形ガスケットの補強リング及びその製造方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明の渦巻形ガスケットの補強リングは、幅方向
の一方の側面部に渦巻形ガスケットの外周面又は内周面
に合致する形状の嵌合部を全長に亘って形成した金属製
の平帯板を曲げ加工して得られる平坦な環状部材の端部
同士を、前記嵌合部を渦巻形ガスケットに嵌合した状態
で互いに突き合わせて接合してなることを特徴とする
（請求項１）。また、この発明の他の補強リングは、幅
方向の一方の側面部に渦巻形ガスケットの外周面又は内
周面に合致する形状の嵌合部を全長に亘って形成した金
属製の平帯板を曲げ加工して得られる複数の平坦な円弧
状部材の端部同士を、前記嵌合部を渦巻形ガスケットに
嵌合した状態で互いに突き合わせて接合してなることを
特徴とする（請求項２）。このように構成された補強リ
ングによれば、前記環状部材又は円弧状部材が平帯板を
曲げ加工して得られるものであるので、当該環状部材又
は円弧状部材を形成した後の素材の残材を少なくするこ
とができる。特に、環状部材を接合した補強リングにつ
いては、その接合箇所が１箇所で済むので、当該接合を
溶接にて行った場合でも、熱歪みを少なくすることがで
きる。

【０００９】この発明の渦巻形ガスケットの補強リング
の製造方法は、幅方向の一方の側面部に渦巻形ガスケッ
トの外周面又は内周面に合致する形状の嵌合部を全長に
亘って形成した金属製の平帯板を曲げ加工して平坦な環
状部材を形成し、この環状部材の端部同士を、前記嵌合
部を渦巻形ガスケットに嵌合した状態で互いに突き合わ
せて接合することを特徴とする（請求項３）。また、こ
の発明の補強リングの他の製造方法は、幅方向の一方の
側面部に渦巻形ガスケットの外周面又は内周面に合致す
る形状の嵌合部を全長に亘って形成した金属製の平帯板
を曲げ加工して平坦な円弧状部材を形成し、複数の前記
円弧状部材の端部同士を、前記嵌合部を渦巻形ガスケッ
トに嵌合した状態で互いに突き合わせて接合することを
特徴とする（請求項５）

【００１０】このように構成された補強リングの製造方
法によれば、平帯板を曲げ加工して環状部材又は円弧状
部材を形成するので、残材がほとんど生じないものとな
る。しかも、旋盤を使用する必要がないので、製造作業
の熟練度が不要であるととともに、製造作業の危険性を
少くすることができる。特に、環状部材を用いて補強リ
ングを形成する場合には、その接合箇所が１箇所で済む
ので、その接合を溶接にて行った場合でも、補強リング
の熱歪みを少なくすることができる。

【００１１】特に、前記環状部材の端部同士の接合を、
当該環状部材を渦巻形ガスケットに嵌合した状態で行う
場合には、環状部材を渦巻形ガスケットに嵌合する際
に、当該環状部材の口径を伸縮させることができ、環状
部材を渦巻形ガスケットに容易に嵌合することができ
る。

【００１２】また、前記円弧状部材の端部同士の接合
を、当該円弧状部材を渦巻形ガスケットに嵌合した状態
で行う場合には、円弧部材を渦巻形ガスケットに容易に
嵌合することができる。

【００１３】前記した請求項３記載の補強リングの製造
方法においては、前記平帯板を曲げ加工して平坦な環状
部が螺旋状に連続する中間部材を形成し、この中間部材
を一巻き毎に切断して前記環状部材を形成するのが好ま
しく（請求項４）、この場合には、前記環状部材を容易
且つ能率よく形成することができる。

【００１４】前記した請求項３から請求項５に記載の補
強リングの製造方法においては、前記平帯板の曲げ加工
と同時に、その幅方向の一方の側面に前記渦巻形ガスケ
ットの外周面又は内周面の形状に合致する嵌合部を塑性
加工にて形成するのが好ましい（請求項６）。この場合
には、曲げ加工と同時に嵌合部を形成できるので、別工
程で嵌合部を形成する場合に比べて製作工数を削減でき
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照しながらさらに詳しく説明する。な
お、この実施の形態では、図５に示した渦巻形ガスケッ
ト１の外周側に嵌合される補強リング５を製造する場合
を例にとって説明する。図１はこの発明の実施の形態に
係る渦巻形ガスケットの補強リングの製造方法を示す工
程図である。この補強リングの製造方法は、まず、図１
(a)に示すように、ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等の
金属からなる平板状の素材７を準備し、この素材７を、
図１(b)に示すように、シャーリング加工等によって長
手方向に沿って所定幅に切断して直線状の平帯板１６を
形成する。

【００１６】次に、フライス加工等によって、前記平帯
板１６の幅方向における一方の側面部１６ａに、渦巻形
ガスケット１の外周面に合致する形状の嵌合部１７を全
長に亘って形成する。図５に示した渦巻形ガスケット１
は、その外周面が断面山形であるので、平帯板１６の前
記側面部１６ａに設けられる嵌合部１７は、図２に示す
ように、断面凹状の溝に形成される。

【００１７】続いて、図１(c)に示すように、曲げ加工
機２０を使用して、平帯板１６をその側面部１６ａ，１
６ｂが所定の曲率になるように環状に曲げ加工する。こ
の場合に使用される曲げ加工機２０には、本体２１の一
側面に、３つの曲げロール２２，２３，２４が設けられ
ている。これら曲げロール２２，２３，２４のそれぞれ
の回転中心は、仮想三角形の各頂点に位置するように配
置されている。また、各曲げロール２２，２３，２４
は、本体２１に内蔵されたモータ及び変速機を含む駆動
機構によって、互いに同期して回転駆動される。さら
に、各曲げロール２２，２３，２４には、曲げ加工時に
平帯板１６が転倒するのを防止するためのガイド溝２２
ａ，２３ａ，２４ａが、その周方向に沿って形成されて
いる。なお、中央上部の曲げロール２２は、上下方向に
スライド可能である。

【００１８】この平帯板１６の曲げ加工に際しては、各
曲げロール２２を駆動し、平帯板１６の嵌合部１７が形
成されている側面部１６ａを上向きにした状態で、各曲
げロール２２，２３，２４のガイド溝２２ａ，２３ａ，
２４ａに沿って平帯板１６を押し込む。これにより、平
帯板１６の側面部１６ａ，１６ｂが各曲げロール２２，
２３，２４で順次しごかれて環状に曲げられる。この
際、曲げロール２２の正転と逆転とを交互に繰り返して
平帯板１６を押し込んだり押し戻したりしながら、当該
平帯板１６を順次曲げていく。この曲げ加工は冷間加工
で行うほか、温間加工で行ってもよく、後者の場合には
曲げ加工がより容易となる。

【００１９】前記曲げ加工を平帯板１６の略全長に亘っ
て行うことにより、平坦な環状部２５ａが螺旋状に連続
する中間部材２５が得られる。そこで、この中間部材２
５を曲げ加工機２０から取り外し、図１(d)に示すよう
に、せん断加工又は切削加工によって一巻き毎に切断し
て、円周上の一箇所が分離された環状部材２６を得る。
この際、中間部材２５の巻き始め部分と巻き終わり部分
の余剰部についても切断してこれを除去する。

【００２０】次いで、前記環状部材２６を渦巻形ガスケ
ット１の外周に嵌合する。この場合、環状部材２６の端
部同士が未接合状態であるので、環状部材２６の口径が
渦巻形ガスケット１の外径よりも大きくなるように、当
該環状部材２６を弾性変形させることができる。このた
め、環状部材２６を渦巻形ガスケット１に容易に装着す
ることができる。続いて、図１(e)に示すように、環状
部材２６を渦巻形ガスケット１に嵌合した状態で、その
端部同士を互いに突き合わせて、たとえばＴＩＧ溶接機
１４により当該端部同士を溶接する。これにより所望の
補強リング５が得られる。

【００２１】このように、前記補強リング５の製造方法
によれば、長尺の直線状の平帯板１６を曲げ加工して補
強リング５を形成するので、従来の打ち抜き加工や切削
加工により製作する場合に比べて材料歩留がよく、コス
トダウンを図ることができる。たとえば、ＳＵＳ３０４
のステンレス鋼の素材７から外径が８００mmの補強リン
グ５を製造する場合を従来製法と比較すると、材料費
は、約１／９で済むことが確認された。また、曲げ加工
時の曲率を変更するだけで、補強リング５の口径を変更
できるため、各種寸法の渦巻形ガスケット１に対して同
一の材料を使用することができ、素材７や平帯板１６の
在庫管理等が容易となる。しかも、製造作業に熟練度が
不要で、製造作業の危険性も少ない。また、前記の製造
方法によって得られる補強リング５は、その周方向に沿
って連続した圧延加工組織が形成されているので、疲労
等に対する強度が強く、また、環状部材２６から補強リ
ング５に仕上げる場合の接合箇所が１箇所だけであるの
で、当該接合箇所を溶接する場合の熱歪みが少なく、寸
法精度の良好なものが得られる。

【００２２】この発明は前記の実施の形態に対して、次
のような変形例や応用例を考えることができる。前記の
実施の形態では、平帯板１６を曲げ加工する前に、その
一方の側面部１６ａに対してフライス加工等によって長
手方向に延びる嵌合部１７を形成しているが、平帯板１
６を曲げ加工すると同時に、平帯板１６の側面部１６ａ
に嵌合部１７を形成することも可能である。この場合に
は、図３に示すように、たとえば中央上部の曲げロール
２２の外周に、渦巻形ガスケット１の外周面の形状に合
致する山形の環状突起２２bを形成しておき、この環状
突起２２bを平帯板１６の側面部１６ａに対して押圧す
ることにより、嵌合部１７を塑性加工にて形成すること
が可能である。このように、曲げ加工と同時に平帯板１
６の側面部１６ａに嵌合部１７を形成すれば、別工程で
嵌合部１７を形成する場合に比べて製作工数を削減でき
る。

【００２３】環状部材２６の端部同士の接合方法につい
ては、前記溶接に限らず、ろう付け、圧着、機械的接合
等の各種の接合方法を採用することができる。これらの
接合方法の各種態様を図４に示す。同図(a)では、互い
に突き合わされる端部をそれぞれ径方向に切断した後、
その端部同士を溶接している。また、同図(b)では、互
いに突き合わされる端部をそれぞれ径方向に対して斜め
に切断した後、その端部同士を溶接している。

【００２４】同図(c)では、互いに突き合わされる端部
をそれぞれ鉤形に切断して、周方向に延びる突出部２６
ａ，２６ｂを形成した後、その突出部２６ａ，２６ｂ同
士をろう付けしている。また、同図(d)では、互いに突
き合わされる端部にそれぞれ段差部２６ｃ，２６ｄを形
成し、これらの段差部２６ｃ，２６ｄ同士を重ね合わせ
てろう付けしている。同図(c)(d)に示す構成の場合に
は、突き合わされる端部２６ａ，２６ｂ及び２６ｃ，２
６ｄ同士の接合面積が大きくなるので、ろう付けした場
合でも十分な接合強度を確保することができる。

【００２５】同図(e)では、一方の端部に先端側が径方
向に膨出する凸部２６ｅを、他方の端部にこの凸部２６
ｅに係合する凹部２６ｆをそれぞれ形成し、両者２６
ｅ，２６ｆを嵌合して一体化している。また、同図(f)
では、一方の端部に蟻溝状の凹部２６ｇを、他方の端部
にこの凹部２６ｇに係合する凸部２６ｈをそれぞれ形成
し、両者２６ｇ，２６ｈを嵌合して一体化している。同
図(e)(f)に示す構成の場合には、端部同士が機械的に接
合されるため、溶接やろう付け等の作業を省くことがで
き、作業性が改善される。

【００２６】前記の実施の形態では、円周の一箇所が分
離された環状部材２の端部同士を接合することにより補
強リング５を製造しているが、特に口径が大きい補強リ
ング５については、平帯板１６を前記曲げ加工機２０に
て円弧状に曲げ加工した後、余剰部を除去することによ
り、図６に示すような平坦な円弧状部材２７を形成し、
この円弧状部材２７を複数枚組み合わせて、その突き合
わせた端部同士を溶接等にて接合するようにしてもよ
い。また、この場合においても、各円弧状部材２７を渦
巻形ガスケット１に嵌合した状態で、各円弧状部材２７
同士を接合するのが、円弧状部材２７を渦巻形ガスケッ
ト１に容易に組み付けることができるので好ましい。

【００２７】前記の実施の形態では、図５に示した渦巻
形ガスケット１の外周側に嵌合される補強リング５を例
にとって説明したが、この発明はこれに限定されるもの
ではなく、渦巻形ガスケット１の内周側に嵌合する補強
リングについても同様にこの発明を適用して製造するこ
とができる。この場合、図５に示した渦巻形ガスケット
１の形状に適合させるため、補強リング５の外周面に形
成する嵌合部１７は、溝ではなく外周面から突出した凸
条部とする必要がある。但し、前記嵌合部１７の断面形
状は、渦巻形ガスケットの内外周の断面形状に応じて、
種々の形状に形成される。さらに、前記の実施の形態で
は、平板状の素材７から平帯板１６を切り出している
が、予め平帯状に形成されたフープ材から平帯板１６を
得てもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明の渦巻形ガスケ
ットの補強リング及びその製造方法によれば、平帯板を
曲げ加工して環状部材又は円弧状部材を形成し、これら
環状部材又は円弧状部材の端部を接合するものであるの
で、材料歩留まりを高めることができ、その分、コスト
ダウンを図ることができる。しかも、製造作業の熟練度
が不要であるととともに、製造作業の危険性も少なくな
る。

【００２９】特に、環状部材を用いて補強リングを形成
する場合には、その接合箇所が１箇所で済むので、その
接合を溶接にて行った場合でも、補強リングの熱歪みを
少なくすることができる結果、補強リングの寸法精度を
良好に確保することができる。また、前記環状部材又は
円弧状部材の端部同士の接合を、当該環状部材又は円弧
状部材を渦巻形ガスケットに嵌合した状態で行うので、
補強リングを渦巻形ガスケットに能率よく組み付けるこ
とができる。さらに、金属製の平帯板を曲げ加工して平
坦な環状部が螺旋状に連続する中間部材を形成し、この
中間部材を一巻き毎に切断して前記環状部材を形成する
場合には、前記環状部材を容易且つ能率よく形成するこ
とができる。

【００３０】また、前記平帯板の曲げ加工と同時に、そ
の幅方向の一方の側面に前記渦巻形ガスケットの外周面
又は内周面の形状に合致する嵌合部を塑性加工にて形成
する場合には、別工程で嵌合部を形成する場合に比べて
製作工数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施の形態に係る渦巻形ガス
ケットの補強リングの製造方法を示す工程図である。

【図２】平帯板の側面部に形成される嵌合部を示す斜視
図である。

【図３】この発明の製造方法の他の実施の形態において
使用する曲げロールの要部拡大断面図である。

【図４】環状部材の端部同士の各種の接合方法を示す要
部斜視図である。

【図５】渦巻形ガスケットの外周に補強リングを嵌合し
た状態を示す断面図である。

【図６】補強リング及びその製造方法の他の実施の形態
を示す斜視図である。

【図７】従来の補強リングの製造方法を示す斜視図であ
る。

【図８】従来の他の製造方法を示す斜視図である。

【図９】従来のさらに他の製造方法を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１渦巻形ガスケット５補強リング７素材１６板材１６ａ側面部１６ｂ側面部１７嵌合部２０曲げ加工機２２曲げロール２３曲げロール２４曲げロール２５中間部材２５ａ環状部２６環状部材２７円弧状部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平11−241772（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−21234（ＪＰ，Ａ) 特開平２−205221（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−93439（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−35830（ＪＰ，Ａ) 特開昭47−43736（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−14432（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−201167（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−51944（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/12 F16J 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】幅方向の一方の側面部に渦巻形ガスケット
の外周面又は内周面に合致する形状の嵌合部を全長に亘
って形成した金属製の平帯板を曲げ加工して得られる平
坦な環状部材の端部同士を、前記嵌合部を渦巻形ガスケ
ットに嵌合した状態で互いに突き合わせて接合してなる
ことを特徴とする渦巻形ガスケットの補強リング。
【請求項２】幅方向の一方の側面部に渦巻形ガスケット
の外周面又は内周面に合致する形状の嵌合部を全長に亘
って形成した金属製の平帯板を曲げ加工して得られる複
数の平坦な円弧状部材の端部同士を、前記嵌合部を渦巻
形ガスケットに嵌合した状態で互いに突き合わせて接合
してなることを特徴とする渦巻形ガスケットの補強リン
グ。
【請求項３】幅方向の一方の側面部に渦巻形ガスケット
の外周面又は内周面に合致する形状の嵌合部を全長に亘
って形成した金属製の平帯板を曲げ加工して平坦な環状
部材を形成し、この環状部材の端部同士を、前記嵌合部
を渦巻形ガスケットに嵌合した状態で互いに突き合わせ
て接合することを特徴とする渦巻形ガスケットの補強リ
ングの製造方法。
【請求項４】前記平帯板を曲げ加工して平坦な環状部が
螺旋状に連続する中間部材を形成し、この中間部材を一
巻き毎に切断して前記環状部材を形成する請求項３記載
の渦巻形ガスケットの補強リングの製造方法。
【請求項５】幅方向の一方の側面部に渦巻形ガスケット
の外周面又は内周面に合致する形状の嵌合部を全長に亘
って形成した金属製の平帯板を曲げ加工して平坦な円弧
状部材を形成し、複数の前記円弧状部材の端部同士を、
前記嵌合部を渦巻形ガスケットに嵌合した状態で互いに
突き合わせて接合することを特徴とする渦巻形ガスケッ
トの補強リングの製造方法。
【請求項６】前記平帯板の曲げ加工と同時に、その幅方
向の一方の側面に前記渦巻形ガスケットの外周面又は内
周面の形状に合致する嵌合部を塑性加工にて形成する請
求項３から請求項５の何れかに記載の渦巻形ガスケット
の補強リングの製造方法。