JP4208957B2 - ガスケット - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管と配管との接続部に用いられ、配管内を流れる気体や液体の外部への漏れ、或いは外部から配管内に気体や液体が浸入するのを防止するシール機能を有するガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配管と配管を接続するのに、図１に示すように、配管１０１と配管１０２のそれぞれの端部にフランジ１０３、フランジ１０４を設け、該フランジ１０３とフランジ１０４の間にガスケット１０５を介在させ、該フランジ１０３とフランジ１０４をボルト１０６及びナット１０７で締め付けることにより、配管１０１と配管１０２を接続している。ガスケット１０５の両面とフランジ１０３とフランジ１０４とが密接し、シール作用を奏し、配管１０１及び１０２内の気体や流体が外部に漏れたり、外部の気体や流体が配管１０１及び１０２内に浸入するのを防止している。
【０００３】
従来、この種のガスケットでは、配管内を通る気体や液体が高温、高圧、強アルカリ、強酸性であったりするため、これに適した材料としては、アスベストを主体としてこれにゴムやカーボンを加え混合成形したものが多く使用されていた。しかしながら、２００８年にアスベストの使用が全面禁止となることから、これに替わる材料を用いたガスケットが開発されている。その一つに特許文献１に開示されたガスケットがある。図２はこのガスケットの構成を示す図で、図２（ａ）は全体斜視図、図２（ｂ）は断面図である。
【０００４】
図２に示すように、このガスケット２００は中央に円形状の孔部２０１を有し、両面に接合面２０２を有した環状板体２０３の外周壁面２０４に環状溝２０５を形成して密接当接片部２０６、２０６を形成し、該密接当接片部２０６、２０６の接合面２０２に孔部２０１内周と同心円状の凸条部２０７を形成した構成である。ガスケット２００の環状板体２０３を弾性金属材で形成することにより、ガスケット２００を図１に示すように、フランジとフランジの間に介在させボルト及びナットで締め付けた場合、凸条部２０７がフランジの面に密接当接片部２０６が有する弾性力で押圧されることにより、該凸条部２０７とフランジ面が密接し、シール作用を奏する。
【０００５】
上記ガスケットはシール性に優れ、弾性金属材料で製作し、その表面を耐食処理することにより、高温、高圧、強アルカリも強酸性の気体、液体に対しても優れたシール作用を発揮することが期待できるが、環状板体２０３の外周壁面２０４に環状溝２０５を切削加工で形成する必要があるので、加工工程が多く、コスト高となるという問題がある。また、環状板体２０３の密接当接片部２０６、２０６の外周端近傍の表面に設けた１本の環状凸条部２０７でシール作用を奏させるので、例えば図１に示すように、配管１０１、１０２内に腐食性の気体や液体を流す場合、該腐食性の気体や液体がフランジ１０３、１０４の面と環状板体２０３の各接合面２０２及び凸条部２０７、２０７で形成された空間に浸入し、該空間が腐食性の気体液体の溜り場となる。また、接合面２０２に設けた１本の凸条部２０７でシールするので十分なシール効果が得られないという問題もある。
【０００６】
また、従来のガスケットとしては、特許文献２に記載されたものもある。このガスケットは金属板に主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４から屈曲部２１１を形成したものである。このガスケット２１０を図３に示すように、フランジ１０３とフランジ１０４の間に介在させ、該フランジ１０３とフランジ１０４をボルト及びナット（図示せず）で締め付けることにより、配管１０１と配管１０２をシール性を維持した状態で接続することもできる。
【０００７】
上記のように金属板に主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４から屈曲部２１１を形成したガスケット２１０を配管１０１と配管１０２の接続に使用した場合、図４に示すように、ガスケット２１０が両側からフランジ１０３とフランジ１０４により、強い力Ｆで締め付けられることになる。ガスケット２１０は金属板で円環状に形成されており、主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４は連続した曲面で形成されているから径方向の弾性変形は規制される（主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４は径方向に拡大しない）。従って、ガスケット２１０のＡ点部分に互いに反対方向から力Ｆの分力ｆ、ｆが加わり、該分力ｆ、ｆが大きいと、ガスケット２１０はＡ点部分で座屈して変形（塑性変形）したり、主屈曲部２１２や副屈曲部２１３、２１４の頂部が凹み変形（塑性変形）する。ガスケット２１０にこのような弾性変形でない塑性変形部が発生するとガスケット２１０のシール性が低下するという問題がある。また、ガスケット２１０に大きな弾性変形が期待できないことから、シール性を維持するためにガスケット２１０とフランジ１０３とフランジ１０４の接触面を鏡面状に仕上る必要があり、この鏡面仕上げにコストが掛かるという問題もある。
特許文献１：特開平１１−２２８２６号公報
特許文献２：特開平１１−２３０３５５号公報
発明の開示
発明の効果
【０００８】
本願第１の発明によれば、一方の面に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の隣り合う第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を形成し、更に第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成し、ガスケットを一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で第１の環状屈曲突起部の頂部と第２の環状屈曲突起部の頂部がフランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールするから、シール性が向上する。また、このような構成を採用することにより、ガスケットの製造をプレス加工の一工程で製造できるので、製造コストが安価となる。
〔０００９〕
本願第２の発明によれば、中央の孔部の形状が円形又は四角形又は多角形であるので、円形又は四角形又は多角形の配管接続に使用できる。
【００１０】
本願第３の発明によれば、板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されているので、腐食性気体や液体を扱う配管の接続に使用するのに好適なガスケットが得られる。
【００１１】
本願第４の発明によれば、耐食性被覆層は柔軟性を有する材料からなるので、シール性が更に向上する。
【００１２】
本願第５の発明によれば、環状連結部は平坦面を有する階段状で且つ弾性変形するので、第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部とが階段状に連結されて階段状平坦面の弾性変形の復元力で密封シールするから、シール性が向上する。
〔００１３〕
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ガスケットを両側からフランジ等で締め付けても弾性変形によりその絞め付け力に対して反力が発生しシール性を向上させることができ、且つプレス加工等を用いて安価な製造コストで製造できるガスケットを提供することを目的とする。
発明が解決するための手段
【００１４】
上記課題を解決する本願第１の発明は、互いに対向する一対のフランジ間に介在するガスケットであって、前記ガスケットは、中央に孔部を有し且つ弾性を有する金属材からなる板体に、その一方の面の前記孔部外周側に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の該第１の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成すると共に、前記他方の面の隣り合う前記第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を、前記一方の面の該第２の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成し、更に前記第１の環状屈曲突起部と前記第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成した構成であり、前記ガスケットを前記一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、前記環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で前記第１の環状屈曲突起部の頂部と及び第２の環状屈曲突起部の頂部が前記フランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールすることを特徴とするガスケットにある。
〔００１５〕
また、本願第２の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記中央の孔部の形状が円形又は四角形又は多角形であることを特徴とする。
【００１６】
また、本願第３の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本願第４の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記板体には、その表面に柔軟性を有する材料からなる耐食性被覆層が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本願第５発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記環状連結部は、平坦面を有する階段状で且つ弾性変形することを特徴とする。
〔００１９〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るガスケットの構成例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面である。図示するように、本ガスケット１０は中央に円孔１１が形成された弾性材からなる板体２７の一方の面（表面）の円孔１１の外周側に、該円孔１１と相似形状の複数本（図では２本）の断面円弧状の第１の環状屈曲突起部１２、１３を、他方の面（裏面）の第１の環状屈曲突起部１２、１３に対応する部分に断面円弧状の環状屈曲凹部１４、１５を形成し、他方の面（裏面）の円孔１１の形状と相似形で且つ第１の環状突起部１２、１３と重ならない位置に１本の断面円弧状の第２の環状屈曲突起部１６を、一方の面（表面）の第２の環状屈曲突起部１６に対応する部分に断面円弧状の環状屈曲凹部１７を形成し、更に第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６の間に平坦で円孔１１の形状と相似形の環状連結部１８、１９を形成した構成である。なお、２０はボルトが貫通する孔である。
【００２０】
上記構成のガスケット１０を図６に示すように、配管２１、配管２２のそれぞれの端部に設けたフランジ２３とフランジ２４の間に、板体２７の円孔の中心が配管２１及び配管２２の中心と一致するように介在させ、該フランジ２３とフランジ２４をボルト２５及びナット２６で締め付けることにより、後に詳述するようにこの締め付け力によりガスケット１０の環状連結部１８、１９が弾性変形し、弾性による復元力でガスケット１０の第１の環状屈曲突起部１２、１３はフランジ２４の面に、第２の環状屈曲突起部１６はフランジ２３の面に強い押圧力で当接し、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部とガスケット１０及びフランジ２４、２３の間を密封し、シールする。
【００２１】
図７（ａ）乃至（ｃ）はガスケット１０をフランジ２３とフランジ２４との間に挟みその挟持力を強くしていった場合のガスケットの変形状態を示す拡大図である。図示するように、ガスケット１０の板体２７の一方の面（表面）に形成された第１の環状屈曲突起部１２、１３と、他方の面（裏面）に形成された第２の環状屈曲突起部１６は互いに重なり合わないように位置をずらして形成しているので、ガスケット１０をフランジ２３とフランジ２４で強く挟持すると、ガスケット１０の主に平坦な環状連結部１８、１９が図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、上下方向に変形する。この環状連結部１８、１９の弾性変形による復元力Ｆで第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６はそれぞれフランジ２４の面２４ａとフランジ２３の面２３ａを押圧する。これにより第１の環状屈曲突起部１２、１３の頂部とフランジ２４ａ及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部とフランジ２３の面２３ａの間は密封され、シールされることになる。
【００２２】
なお、上記例では、第２の環状屈曲突起部１６を１本としたが、第２の環状屈曲突起部１６も第１の環状屈曲突起部１２、１３と重ならないように２本設け、該第２の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部１２又は１３の間も平坦な環状連結部で連結してもよい。また、第１の環状屈曲突起部、第２の環状屈曲突起部は２本以上でもよく、その場合でも第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部の間は平坦な環状連結部で接続する。
【００２３】
ガスケット１０の復元力Ｆは板体２７の弾性力によって決まるから、強いシール力を得るためには、板体２７を弾性を有する金属材料、例えば鋼材等とする。また、本ガスケット１０は上記のように中央部に円孔１１を形成した板体２７の表面の円孔１１の外周側に１本又は複数本の第１の環状屈曲突起部１２，１３を形成し、裏面の円孔１１の外周側に１本又は複数本の第２の環状屈曲突起部１６を形成し、第１の環状屈曲突起部１２，１３と第２の環状屈曲突起部１６の間に環状連結部１８，１９を形成する構成なので、プレス加工で簡単に製造できる。よって、優れたシール作用を発揮するガスケットを安価に多量に製造できる。
【００２４】
ガスケット１０の板体２７を鋼材とした場合、強アルカリ、強酸性等の腐食環境で使用するためには、ガスケット１０を耐食処理、例えば、表面にテフロン（登録商標）コーティング、耐食製ゴムコーティング、胴メッキ、亜鉛メッキ等の耐食性の被覆層を形成すればよい。被覆層をテフロン（登録商標）コーティング層、耐食性ゴムコーティングのような柔軟性のある材料で構成するとフランジ２３、２４に傷等の凹凸がある場合、該被覆層がフランジ２３、２４面の凹凸に応じて変形して密接するので、シール効果が向上する。また、ＳＵＳ等の不錆性の鋼材を用いるのもよい。また、弾性を有し耐食性の非金属、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のプラスチックを用いることもできる。
【００２５】
なお、上記例では、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の断面形状を円弧状としたが、これに限定されるものではなく、例えば図８に示すように、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６を断面三角形としてもよい。この場合でも、フランジ２３、２４でガスケット１０を両側から締付けると、環状連結部１８、１９は図８（ｂ）に示すように弾性変形し、その弾性力で第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６をフランジ２４の面２４ａ及びフランジ２３の面２３ａに押し付ける。第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の断面形状は、その頂部がフランジ面に線状又は帯状に接触し、その間を適正に密封する断面形状であれば、角型形状でも楕円形状でもよい。
【００２６】
また、環状連結部１８、１９も全面が平坦である必要がなく、例えば図９に示すように階段状でもよく、要は第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６とが連続した曲面で連結されることなく、少なくとも一部が第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の曲面と連続しない平坦面で形成され、ガスケット１０に締め付け力が加わった場合、弾性変形して第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６に弾性力による反力を与える構成であればよい。
【００２７】
なお、上記ガスケット１０はいずれも板体２７の中央部に円孔１１を形成した例を示したが、中央部に設ける孔は円に限定されるものではなく、接続する配管の断面形状に応じて、四角等の多角形でもよい。また第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６は中央部に設ける孔と相似形としたが、相似形に限定されるものではなく、中央部に設ける孔を囲む環形状であればよい。
【００２８】
上記のように本ガスケット１０は第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６を弾性変形する環状連結部１８、１９で連結する構成としたことにより、特許文献２に示すガスケット２１０（図３及び図４参照）のように、座屈（塑性変形）がないから、フランジ２３、２４の締付け力やフランジ２３と２４の間隙に余裕を持たせることができる。これに対して特許文献２に示すガスケット２１０では座屈（塑性変形）が生じる恐れがあるから、フランジの締付け力及びフランジ間の間隙を厳密に管理する必要がある。従って、本実施形態に係るガスケット１０では、締め付けボルト２５・ナット２６から離れた部分のフランジ２３、２４の撓みを大きくとれるのに対して、特許文献２に示すガスケット２１０では撓みを大きくできない。
【００２９】
また、特許文献２に示すガスケット２１０では、主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４の頂部のみで機密性を得ようとするから、フランジ１０３、１０４（図３参照）のガスケット２１０の主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４の頂部及び該頂部が当接するフランジ１０３、１０４の面を高精度（鏡面仕上）をしなければならない。これに対して、本ガスケット１０では、機密性を第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部と環状連結部１８、１９の弾性変形で分担するから、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部やフランジ２３、２４の面を高精度に仕上げる必要はない。
【００３０】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
産業上の利用可能性
【００３１】
以上説明したように本発明によれば、互いに対向する一対のフランジ間に介在するガスケットであって、前記ガスケットの構成を、中央に孔部を有し且つ弾性を有する金属材からなる板体に、その一方の面の前記孔部外周側に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の該第１の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成すると共に、前記他方の面の隣り合う前記第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を、前記一方の面の該第２の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成し、更に前記第１の環状屈曲突起部と前記第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成したので、ガスケットを一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で第１の環状屈曲突起部の頂部と第２の環状屈曲突起部の頂部が前記フランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールするから、シール性が向上する。また、このような構成を採用することにより、ガスケットの製造をプレス加工の一工程で製造できるので、製造コストが安価となる。
【００３２】
また、板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されているので、高温、高圧、強アルカリ、強酸性の耐食性の気体や液体を扱う配管の接続部に用いるガスケットとして好適なガスケットを提供できる。
【００３３】
また、耐食性被覆層は柔軟性を有する材料からなるから、例えば当接するフランジ面に傷等の凹凸があっても耐食性被覆層がこの凹凸面に密接するから、シール性が向上する。
【００３４】
また、環状連結部は平坦面を有する階段状で且つ弾性変形するので、第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部とが階段状に連結されて階段状平坦面の弾性変形の復元力で密封シールするから、シール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
〔００３５〕
〔図１〕従来のガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
〔図２〕従来のガスケットの構成例を示す図で、図２（ａ）は外観斜視図、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】従来のガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
【図４】従来のガスケットの締め付け動作を説明するための図である。
【図５】本発明に係るガスケットの構成例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るガスケットの締め付け動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係るガスケットの構成例及び締め付け動作を説明するための図である。
【図９】本発明に係るガスケットの構成例及び締め付け動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ ガスケット
１１ 円孔
１２ 第１の環状屈曲突起部
１３ 第１の環状屈曲突起部
１４ 環状屈曲凹部
１５ 環状屈曲凹部
１６ 第２の環状屈曲突起部
１７ 環状屈曲凹部
１８ 環状連結部
１９ 環状連結部
２０ 孔
２１ 配管
２２ 配管
２３ フランジ
２４ フランジ
２５ ボルト
２６ ナット
２７ 板体
【０００１】
本発明は、配管と配管との接続部に用いられ、配管内を流れる気体や液体の外部への漏れ、或いは外部から配管内に気体や液体が浸入するのを防止するシール機能を有するガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配管と配管を接続するのに、図１に示すように、配管１０１と配管１０２のそれぞれの端部にフランジ１０３、フランジ１０４を設け、該フランジ１０３とフランジ１０４の間にガスケット１０５を介在させ、該フランジ１０３とフランジ１０４をボルト１０６及びナット１０７で締め付けることにより、配管１０１と配管１０２を接続している。ガスケット１０５の両面とフランジ１０３とフランジ１０４とが密接し、シール作用を奏し、配管１０１及び１０２内の気体や流体が外部に漏れたり、外部の気体や流体が配管１０１及び１０２内に浸入するのを防止している。
【０００３】
従来、この種のガスケットでは、配管内を通る気体や液体が高温、高圧、強アルカリ、強酸性であったりするため、これに適した材料としては、アスベストを主体としてこれにゴムやカーボンを加え混合成形したものが多く使用されていた。しかしながら、２００８年にアスベストの使用が全面禁止となることから、これに替わる材料を用いたガスケットが開発されている。その一つに特許文献１に開示されたガスケットがある。図２はこのガスケットの構成を示す図で、図２（ａ）は全体斜視図、図２（ｂ）は断面図である。
【０００４】
図２に示すように、このガスケット２００は中央に円形状の孔部２０１を有し、両面に接合面２０２を有した環状板体２０３の外周壁面２０４に環状溝２０５を形成して密接当接片部２０６、２０６を形成し、該密接当接片部２０６、２０６の接合面２０２に孔部２０１内周と同心円状の凸条部２０７を形成した構成である。ガスケット２００の環状板体２０３を弾性金属材で形成することにより、ガスケット２００を図１に示すように、フランジとフランジの間に介在させボルト及びナットで締め付けた場合、凸条部２０７がフランジの面に密接当接片部２０６が有する弾性力で押圧されることにより、該凸条部２０７とフランジ面が密接し、シール作用を奏する。
【０００５】
上記ガスケットはシール性に優れ、弾性金属材料で製作し、その表面を耐食処理することにより、高温、高圧、強アルカリも強酸性の気体、液体に対しても優れたシール作用を発揮することが期待できるが、環状板体２０３の外周壁面２０４に環状溝２０５を切削加工で形成する必要があるので、加工工程が多く、コスト高となるという問題がある。また、環状板体２０３の密接当接片部２０６、２０６の外周端近傍の表面に設けた１本の環状凸条部２０７でシール作用を奏させるので、例えば図１に示すように、配管１０１、１０２内に腐食性の気体や液体を流す場合、該腐食性の気体や液体がフランジ１０３、１０４の面と環状板体２０３の各接合面２０２及び凸条部２０７、２０７で形成された空間に浸入し、該空間が腐食性の気体液体の溜り場となる。また、接合面２０２に設けた１本の凸条部２０７でシールするので十分なシール効果が得られないという問題もある。
【０００６】
また、従来のガスケットとしては、特許文献２に記載されたものもある。このガスケットは金属板に主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４から屈曲部２１１を形成したものである。このガスケット２１０を図３に示すように、フランジ１０３とフランジ１０４の間に介在させ、該フランジ１０３とフランジ１０４をボルト及びナット（図示せず）で締め付けることにより、配管１０１と配管１０２をシール性を維持した状態で接続することもできる。
【０００７】
上記のように金属板に主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４から屈曲部２１１を形成したガスケット２１０を配管１０１と配管１０２の接続に使用した場合、図４に示すように、ガスケット２１０が両側からフランジ１０３とフランジ１０４により、強い力Ｆで締め付けられることになる。ガスケット２１０は金属板で円環状に形成されており、主屈曲部２１２と副屈曲部２１３、２１４は連続した曲面で形成されているから径方向の弾性変形は規制される（主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４は径方向に拡大しない）。従って、ガスケット２１０のＡ点部分に互いに反対方向から力Ｆの分力ｆ、ｆが加わり、該分力ｆ、ｆが大きいと、ガスケット２１０はＡ点部分で座屈して変形（塑性変形）したり、主屈曲部２１２や副屈曲部２１３、２１４の頂部が凹み変形（塑性変形）する。ガスケット２１０にこのような弾性変形でない塑性変形部が発生するとガスケット２１０のシール性が低下するという問題がある。また、ガスケット２１０に大きな弾性変形が期待できないことから、シール性を維持するためにガスケット２１０とフランジ１０３とフランジ１０４の接触面を鏡面状に仕上る必要があり、この鏡面仕上げにコストが掛かるという問題もある。
特許文献１：特開平１１−２２８２６号公報
特許文献２：特開平１１−２３０３５５号公報
発明の開示
発明の効果
【０００８】
本願第１の発明によれば、一方の面に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の隣り合う第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を形成し、更に第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成し、ガスケットを一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で第１の環状屈曲突起部の頂部と第２の環状屈曲突起部の頂部がフランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールするから、シール性が向上する。また、このような構成を採用することにより、ガスケットの製造をプレス加工の一工程で製造できるので、製造コストが安価となる。
〔０００９〕
本願第２の発明によれば、中央の孔部の形状が円形又は四角形又は多角形であるので、円形又は四角形又は多角形の配管接続に使用できる。
【００１０】
本願第３の発明によれば、板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されているので、腐食性気体や液体を扱う配管の接続に使用するのに好適なガスケットが得られる。
【００１１】
本願第４の発明によれば、耐食性被覆層は柔軟性を有する材料からなるので、シール性が更に向上する。
【００１２】
本願第５の発明によれば、環状連結部は平坦面を有する階段状で且つ弾性変形するので、第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部とが階段状に連結されて階段状平坦面の弾性変形の復元力で密封シールするから、シール性が向上する。
〔００１３〕
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ガスケットを両側からフランジ等で締め付けても弾性変形によりその絞め付け力に対して反力が発生しシール性を向上させることができ、且つプレス加工等を用いて安価な製造コストで製造できるガスケットを提供することを目的とする。
発明が解決するための手段
【００１４】
上記課題を解決する本願第１の発明は、互いに対向する一対のフランジ間に介在するガスケットであって、前記ガスケットは、中央に孔部を有し且つ弾性を有する金属材からなる板体に、その一方の面の前記孔部外周側に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の該第１の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成すると共に、前記他方の面の隣り合う前記第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を、前記一方の面の該第２の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成し、更に前記第１の環状屈曲突起部と前記第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成した構成であり、前記ガスケットを前記一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、前記環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で前記第１の環状屈曲突起部の頂部と及び第２の環状屈曲突起部の頂部が前記フランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールすることを特徴とするガスケットにある。
〔００１５〕
また、本願第２の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記中央の孔部の形状が円形又は四角形又は多角形であることを特徴とする。
【００１６】
また、本願第３の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本願第４の発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記板体には、その表面に柔軟性を有する材料からなる耐食性被覆層が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本願第５発明は、本願第１発明のガスケットにおいて、前記環状連結部は、平坦面を有する階段状で且つ弾性変形することを特徴とする。
〔００１９〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るガスケットの構成例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面である。図示するように、本ガスケット１０は中央に円孔１１が形成された弾性材からなる板体２７の一方の面（表面）の円孔１１の外周側に、該円孔１１と相似形状の複数本（図では２本）の断面円弧状の第１の環状屈曲突起部１２、１３を、他方の面（裏面）の第１の環状屈曲突起部１２、１３に対応する部分に断面円弧状の環状屈曲凹部１４、１５を形成し、他方の面（裏面）の円孔１１の形状と相似形で且つ第１の環状突起部１２、１３と重ならない位置に１本の断面円弧状の第２の環状屈曲突起部１６を、一方の面（表面）の第２の環状屈曲突起部１６に対応する部分に断面円弧状の環状屈曲凹部１７を形成し、更に第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６の間に平坦で円孔１１の形状と相似形の環状連結部１８、１９を形成した構成である。なお、２０はボルトが貫通する孔である。
【００２０】
上記構成のガスケット１０を図６に示すように、配管２１、配管２２のそれぞれの端部に設けたフランジ２３とフランジ２４の間に、板体２７の円孔の中心が配管２１及び配管２２の中心と一致するように介在させ、該フランジ２３とフランジ２４をボルト２５及びナット２６で締め付けることにより、後に詳述するようにこの締め付け力によりガスケット１０の環状連結部１８、１９が弾性変形し、弾性による復元力でガスケット１０の第１の環状屈曲突起部１２、１３はフランジ２４の面に、第２の環状屈曲突起部１６はフランジ２３の面に強い押圧力で当接し、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部とガスケット１０及びフランジ２４、２３の間を密封し、シールする。
【００２１】
図７（ａ）乃至（ｃ）はガスケット１０をフランジ２３とフランジ２４との間に挟みその挟持力を強くしていった場合のガスケットの変形状態を示す拡大図である。図示するように、ガスケット１０の板体２７の一方の面（表面）に形成された第１の環状屈曲突起部１２、１３と、他方の面（裏面）に形成された第２の環状屈曲突起部１６は互いに重なり合わないように位置をずらして形成しているので、ガスケット１０をフランジ２３とフランジ２４で強く挟持すると、ガスケット１０の主に平坦な環状連結部１８、１９が図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、上下方向に変形する。この環状連結部１８、１９の弾性変形による復元力Ｆで第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６はそれぞれフランジ２４の面２４ａとフランジ２３の面２３ａを押圧する。これにより第１の環状屈曲突起部１２、１３の頂部とフランジ２４ａ及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部とフランジ２３の面２３ａの間は密封され、シールされることになる。
【００２２】
なお、上記例では、第２の環状屈曲突起部１６を１本としたが、第２の環状屈曲突起部１６も第１の環状屈曲突起部１２、１３と重ならないように２本設け、該第２の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部１２又は１３の間も平坦な環状連結部で連結してもよい。また、第１の環状屈曲突起部、第２の環状屈曲突起部は２本以上でもよく、その場合でも第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部の間は平坦な環状連結部で接続する。
【００２３】
ガスケット１０の復元力Ｆは板体２７の弾性力によって決まるから、強いシール力を得るためには、板体２７を弾性を有する金属材料、例えば鋼材等とする。また、本ガスケット１０は上記のように中央部に円孔１１を形成した板体２７の表面の円孔１１の外周側に１本又は複数本の第１の環状屈曲突起部１２，１３を形成し、裏面の円孔１１の外周側に１本又は複数本の第２の環状屈曲突起部１６を形成し、第１の環状屈曲突起部１２，１３と第２の環状屈曲突起部１６の間に環状連結部１８，１９を形成する構成なので、プレス加工で簡単に製造できる。よって、優れたシール作用を発揮するガスケットを安価に多量に製造できる。
【００２４】
ガスケット１０の板体２７を鋼材とした場合、強アルカリ、強酸性等の腐食環境で使用するためには、ガスケット１０を耐食処理、例えば、表面にテフロン（登録商標）コーティング、耐食製ゴムコーティング、胴メッキ、亜鉛メッキ等の耐食性の被覆層を形成すればよい。被覆層をテフロン（登録商標）コーティング層、耐食性ゴムコーティングのような柔軟性のある材料で構成するとフランジ２３、２４に傷等の凹凸がある場合、該被覆層がフランジ２３、２４面の凹凸に応じて変形して密接するので、シール効果が向上する。また、ＳＵＳ等の不錆性の鋼材を用いるのもよい。また、弾性を有し耐食性の非金属、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のプラスチックを用いることもできる。
【００２５】
なお、上記例では、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の断面形状を円弧状としたが、これに限定されるものではなく、例えば図８に示すように、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６を断面三角形としてもよい。この場合でも、フランジ２３、２４でガスケット１０を両側から締付けると、環状連結部１８、１９は図８（ｂ）に示すように弾性変形し、その弾性力で第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６をフランジ２４の面２４ａ及びフランジ２３の面２３ａに押し付ける。第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の断面形状は、その頂部がフランジ面に線状又は帯状に接触し、その間を適正に密封する断面形状であれば、角型形状でも楕円形状でもよい。
【００２６】
また、環状連結部１８、１９も全面が平坦である必要がなく、例えば図９に示すように階段状でもよく、要は第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６とが連続した曲面で連結されることなく、少なくとも一部が第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の曲面と連続しない平坦面で形成され、ガスケット１０に締め付け力が加わった場合、弾性変形して第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６に弾性力による反力を与える構成であればよい。
【００２７】
なお、上記ガスケット１０はいずれも板体２７の中央部に円孔１１を形成した例を示したが、中央部に設ける孔は円に限定されるものではなく、接続する配管の断面形状に応じて、四角等の多角形でもよい。また第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６は中央部に設ける孔と相似形としたが、相似形に限定されるものではなく、中央部に設ける孔を囲む環形状であればよい。
【００２８】
上記のように本ガスケット１０は第１の環状屈曲突起部１２、１３と第２の環状屈曲突起部１６を弾性変形する環状連結部１８、１９で連結する構成としたことにより、特許文献２に示すガスケット２１０（図３及び図４参照）のように、座屈（塑性変形）がないから、フランジ２３、２４の締付け力やフランジ２３と２４の間隙に余裕を持たせることができる。これに対して特許文献２に示すガスケット２１０では座屈（塑性変形）が生じる恐れがあるから、フランジの締付け力及びフランジ間の間隙を厳密に管理する必要がある。従って、本実施形態に係るガスケット１０では、締め付けボルト２５・ナット２６から離れた部分のフランジ２３、２４の撓みを大きくとれるのに対して、特許文献２に示すガスケット２１０では撓みを大きくできない。
【００２９】
また、特許文献２に示すガスケット２１０では、主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４の頂部のみで機密性を得ようとするから、フランジ１０３、１０４（図３参照）のガスケット２１０の主屈曲部２１２及び副屈曲部２１３、２１４の頂部及び該頂部が当接するフランジ１０３、１０４の面を高精度（鏡面仕上）をしなければならない。これに対して、本ガスケット１０では、機密性を第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部と環状連結部１８、１９の弾性変形で分担するから、第１の環状屈曲突起部１２、１３及び第２の環状屈曲突起部１６の頂部やフランジ２３、２４の面を高精度に仕上げる必要はない。
【００３０】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
産業上の利用可能性
【００３１】
以上説明したように本発明によれば、互いに対向する一対のフランジ間に介在するガスケットであって、前記ガスケットの構成を、中央に孔部を有し且つ弾性を有する金属材からなる板体に、その一方の面の前記孔部外周側に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の該第１の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成すると共に、前記他方の面の隣り合う前記第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を、前記一方の面の該第２の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成し、更に前記第１の環状屈曲突起部と前記第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成したので、ガスケットを一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で第１の環状屈曲突起部の頂部と第２の環状屈曲突起部の頂部が前記フランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールするから、シール性が向上する。また、このような構成を採用することにより、ガスケットの製造をプレス加工の一工程で製造できるので、製造コストが安価となる。
【００３２】
また、板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されているので、高温、高圧、強アルカリ、強酸性の耐食性の気体や液体を扱う配管の接続部に用いるガスケットとして好適なガスケットを提供できる。
【００３３】
また、耐食性被覆層は柔軟性を有する材料からなるから、例えば当接するフランジ面に傷等の凹凸があっても耐食性被覆層がこの凹凸面に密接するから、シール性が向上する。
【００３４】
また、環状連結部は平坦面を有する階段状で且つ弾性変形するので、第１の環状屈曲突起部と第２の環状屈曲突起部とが階段状に連結されて階段状平坦面の弾性変形の復元力で密封シールするから、シール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
〔００３５〕
〔図１〕従来のガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
〔図２〕従来のガスケットの構成例を示す図で、図２（ａ）は外観斜視図、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】従来のガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
【図４】従来のガスケットの締め付け動作を説明するための図である。
【図５】本発明に係るガスケットの構成例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るガスケットを用いた配管接続の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るガスケットの締め付け動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係るガスケットの構成例及び締め付け動作を説明するための図である。
【図９】本発明に係るガスケットの構成例及び締め付け動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ ガスケット
１１ 円孔
１２ 第１の環状屈曲突起部
１３ 第１の環状屈曲突起部
１４ 環状屈曲凹部
１５ 環状屈曲凹部
１６ 第２の環状屈曲突起部
１７ 環状屈曲凹部
１８ 環状連結部
１９ 環状連結部
２０ 孔
２１ 配管
２２ 配管
２３ フランジ
２４ フランジ
２５ ボルト
２６ ナット
２７ 板体
Claims (5)
- 互いに対向する一対のフランジ間に介在するガスケットであって、
前記ガスケットは、中央に孔部を有し且つ弾性を有する金属材からなる板体に、その一方の面の前記孔部外周側に２本又はそれ以上の複数本の第１の環状屈曲突起部を、他方の面の該第１の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成すると共に、前記他方の面の隣り合う前記第１の環状屈曲突起部と第１の環状屈曲突起部に対応する部分の間で該環状屈曲突起部に対応する部分と重ならない位置にそれぞれ１本の第２の環状屈曲突起部を、前記一方の面の該第２の環状屈曲突起部に対応する部分に環状屈曲凹部を形成し、更に前記第１の環状屈曲突起部と前記第２の環状屈曲突起部の間に少なくとも一部が平坦面で且つ弾性変形する環状連結部を形成した構成であり、
前記ガスケットを前記一対のフランジの間に介在させ締め付けることにより、前記環状連結部の平坦面の両端が相反する方向に弾性変形し、該弾性変形の復元力で前記第１の環状屈曲突起部の頂部と第２の環状屈曲突起部の頂部が前記フランジの面に当接して該第１の環状屈曲突起部及び第２の環状屈曲突起部の頂部とフランジの面の間を密封シールすることを特徴とするガスケット。 - 請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記中央の孔部の形状が円形又は四角形又は多角形であることを特徴とするガスケット。 - 請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記板体には、その表面に耐食性被覆層が形成されていることを特徴とするガスケット。 - 請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記板体には、その表面に柔軟性を有する材料からなる耐食性被覆層が形成されていることを特徴とするガスケット。 - 請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記環状連結部は、平坦面を有する階段状で且つ弾性変形することを特徴とするガスケット。
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