JP4376230B2 - うず巻ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、断面波形の金属帯と帯状のフィラ材とを互いに重合させた状態で複数回渦巻き状に巻回して成るうず巻ガスケットに関するものである。

この種のうず巻ガスケットは、ＬＮＧやＬＰＧのようなガスや液体等の流体の配管システムといった具合に、高い気密性が要求される用途として、或いは大きな締付圧力の確保が難しい用途に好適に用いられるものである。例えば、特許文献１において開示されたもののように、膨張黒鉛から成るフィラ材と金属帯とを重合させて多数回渦巻状に巻回して構成されたものが知られている。

うず巻ガスケットを用いた場合は、主として金属帯の端面がシール対象面に接するのであるが、金属帯の圧縮剛性が大であるため（比較的高い締付圧力で使用されるものであるため）、低締付圧力ではシール対象面との密着不良を招き易いという特徴を持っている。また、このように金属帯の端面がシール対象面に当接する構造上、シール対象面の起伏や凹凸が顕著である場合や圧縮量の小さいうず巻ガスケットでは、金属帯とシール対象面との密着不良が生じ易い傾向がある。

その密着不良に対処すべく、従来では、特許文献２において開示されるように、径方向で隣合う金属帯間に介装されるフィラ材の端面を金属帯の端面よりも突出させておく構成のうず巻ガスケットが知られている。つまり、シール対象面間においてうず巻ガスケットを締め付けた状態では、金属帯端面の凹凸がフィラ材で埋められるように作用し、それによって馴染み性を改善して密着度を向上させようとする技術である。このような構造のうず巻ガスケットはフィラ露出型と呼ばれる。

しかしながら、上記フィラ露出型のうず巻ガスケットでは、シール対象面に広がるフィラ材の強度は低いものであるため、内部圧力によって吹き抜け破壊を招き易い傾向があり、それによってシール機能が損なわれ易くなるという新たな問題が生じる。従って、うず巻ガスケットを採用した場合のシール対象面との馴染み性を向上させるには、更なる改善の余地が残されているものであった。
特開昭６０−１８８６６４号公報 特開平０２−２６６１６４号公報

上記実情に鑑みることにより、本発明の目的は、シール対象面との馴染み性が改善されて密着不良が解消され、シール性向上が図れるうず巻ガスケットを実現して提供する点にある。

請求項１に係る発明は、断面波形の金属帯１と帯状のフィラ材２とを互いに重合させた状態で複数回渦巻き状に巻回して成るうず巻ガスケットにおいて、
前記金属帯１におけるガスケット厚み方向の端部１ｔに、この端部が周方向で不連続となる欠損部３の形成されている箇所があり、
前記欠損部３は、ガスケット厚み方向に抉られた切欠き７で形成されており、
前記欠損部３の多数が、前記金属帯１の長手方向で所定間隔毎に形成されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のうず巻ガスケットにおいて、前記欠損部３は、ガスケット厚み方向に延出される切れ目１２で形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のうず巻ガスケットにおいて、前記金属帯１における屈曲した断面形状を呈する屈曲部位２１ａに、貫通孔２２の形成されている箇所があることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、金属帯のガスケット厚み方向の端部に設けられた欠損部によってその部位での金属帯１の剛性が低下するから、シール対象面どうしの間に組込まれて締付けられて圧縮された場合に、欠損部が無い構成の金属帯に比べて厚み方向端部が変形し易くなり、所定の圧縮圧力が作用する条件下におけるシール対象面への馴染み性が改善されるようになる。即ち、欠損部の存在によって金属帯の端部がその長手方向で不連続となるように区分されるから、金属帯端部の強度・剛性が下がり、圧縮されることに伴う金属帯端部の変形が生じ易くなる。

その結果、低い締付け圧でも金属帯の厚み方向での端部が容易に変形してシール対象面との接触面積が増加するようになり、金属帯のシール対象面との馴染み性が改善されて密着不良が解消又は軽減され、シール性の向上が図れるうず巻ガスケットを実現して提供することができる。尚、欠損部は、請求項２のように、ガスケット厚み方向に延出される切れ目に設定することができる。

また、欠損部を、ガスケット厚み方向に抉られた切欠きとして、ある程度の欠損幅を有するものとしてあるから、その切欠き前後の部分の金属帯がより変形し易くなり、馴染み性の改善効果が効率良く得られて、前述の作用効果が強化されるうず巻ガスケットを提供することができる。さらに、欠損部が金属帯の長手方向で所定間隔毎に形成されているから、シール対象面と接触する面に欠損部が密度一定に分散配置されるようになり、馴染み性の改善効果が安定的に発揮される利点がある。

請求項３の発明によれば、屈曲部位に形成された貫通孔により、その貫通孔の存在する部位ではその周囲部分に比べて金属帯が圧縮変形し易くなって組付け時における金属帯の変形のし易さ、即ち馴染み性の良さが改善される方向に作用するものとなる。つまり、うず巻ガスケットにおける金属帯のシール対象面への馴染み性の向上効果を強化できる利点が追加されるのである。

以下に、本発明によるうず巻ガスケットの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１〜図３は実施例１のうず巻ガスケット並びに欠損部に関する各図であり、図４，５は実施例２，３の欠損部を示す金属帯要部の斜視図である。尚、各図においては、フィラ材の厚みや金属帯の巻き間隔等は、図面理解上、実際の寸法バランスよりも大きく誇張して描いてある。

〔実施例１〕
実施例１によるうず巻ガスケットＡは、一例として、図２に示すように、配管フランジ４，５どうしの接続箇所に用いられている。即ち、第１配管フランジ４のフランジ部４Ａと、第２配管フランジ５のフランジ部５Ａとの間、詳しくは各フランジ面（シール対象面の一例）４ｂ，５ｂ間に介装されており、各フランジ部４Ａ，５Ａに周方向で均等角度ごとに配備される複数のボルト・ナット６により、うず巻ガスケットＡはその厚さが、規定量圧縮される状態となるまで（又は規定の締付トルクで）締め付けられて固定され、それによって両配管フランジ４，５どうしを、それらの内部流路４ａ，５ａどうしがシール状態で連通接続されるように連結する。

うず巻ガスケットＡは、図１，図２に示すように、断面波形、詳しくは断面が略「Ｖ」の字形状の金属帯１と、帯状のフィラ材２とを互いに重合させた状態で多数回渦巻き状に巻回して成るものであって、金属帯１におけるガスケット厚み方向の端部に、この端部が周方向で不連続となる欠損部３の形成されている箇所が、金属帯１の長手方向で所定間隔毎に多数存在しているものである。

金属帯（「フープ」と呼ばれる）１は、鋼板（例：ステンレス鋼板）をプレス成形により、断面形状が、両端の短い直線部１ｔ，１ｔと、中央のＶ形部１Ａとから成る略「Ｖ」の字形を呈するものであり、巻き始めと巻き終わりの各箇所は、その外径側又は内径側で相隣る金属帯１にスポット溶接することで固定されている。寸法例としては、幅６ｍｍのものがある。尚、金属帯１のガスケット厚み方向での端部の両角部（合計四箇所）に面取り加工を施す等して、丸みのある角Ｒ形状としても良い。

欠損部３は、図３に示すように、ガスケット厚み方向に抉られた略半円形状（Ｖ形形状でも良い）の切欠き７で形成されており、これらの切欠き７は、金属帯１の作成時に均等間隔毎に同時に形成しておけば好都合である。切欠き７は両直線部１ｔ，１ｔにおいて形成されるが、Ｖ形部１Ａに至るように抉り深さの深いものであっても良い。寸法例としては、幅２ｍｍｍ、奥行き２ｍｍで、金属帯１の長手方向で１０ｍｍ毎に形成する、というものが挙げられる。また、切欠き７の抉り形状は、三角形、四角形等の半円形以外の形状であっても勿論良い。

このように、金属帯１の端部（主に直線部１ｔ）に欠損部３を設けておけば、その部位での金属帯１の剛性が低下するから、シール対象面どうしの間に組込まれて締付けられて圧縮された場合に、欠損部３が無い構成の金属帯に比べて直線部１ｔが変形し易くなるから、所定の圧縮圧力が作用する条件下におけるシール対象面への馴染み性が改善されるようになる。欠損部３を、ある程度の欠損幅を有する切欠き７とした構成では、その切欠き前後の部分の金属帯がより変形し易くなり、馴染み性の改善効果が効率良く得られる利点がある。

要するに、金属帯１の端面の一部を除去すること（欠損部３を設けること）により、金属帯１全体としての強度を大きく変化させることなく、端面先端部のみが変形し易くなることで、凹凸の大きなフランジ面４ｂ，５ｂ等のシール対象面に対しても馴染み性を増すこと（密着度を増すこと）が可能になる。つまり、欠損部３を設けたことによってうず巻ガスケットＡとしての圧縮剛性が小さくなり、それによって馴染み性が改善される。例えば、合成樹脂材料を端面に設置する等、耐熱性に乏しい他の材料を使う手段ではないから、耐熱性の低下や応力緩和が助長されない点も好ましい。また、欠損部３のうず巻ガスケットＡとしての表面への露出量を管理することにより、シール接触面としての強度を設計管理することが可能となる利点もある。

〔実施例２〕
実施例２によるうず巻ガスケットは、実施例１の金属帯１とは形状の異なる金属帯１１（１）を有する以外は実施例１のうず巻ガスケットＡと同じである。実施例２による金属帯１１は、図４に示すように、欠損部３が、ガスケット厚み方向に延出される切れ目（スリット）１２で形成されているものであり、それ以外は実施例１の金属帯１と同じである。切れ目１２の切り込み深さ例としては２ｍｍのものが挙げられる。

この実施例２によるうず巻ガスケットにおいても、金属帯１に形成された切れ目１２による欠損部３の存在により、金属帯１が、特に直線部１ｔが変形し易くなり、シール対象面どうしの間に組込まれて締付けられて圧縮された場合には、実施例１の場合と同様な作用効果（段落番号〔００１８〕の「欠損部３が無い構成の……〜……馴染み性が改善されるようになる。」を得ることが可能である。

〔実施例３〕
実施例３によるうず巻ガスケットＡは、実施例１の金属帯１とは形状の異なる金属帯２１（１）を有する以外は実施例１のうず巻ガスケットＡと同じである。実施例３よる金属帯２は、図５示すように、ガスケット厚み方向に抉られた略半円形状の切欠き７で成る欠損部３を、金属帯２１の長手方向において均等間隔毎に形成するとともに、金属帯２１における屈曲した断面形状を呈する屈曲部位２１ａに、貫通孔２２の形成されている箇所がある構成を有するものである。貫通孔２２の寸法例としては、金属帯２１の長手方向に５ｍｍで幅１ｍｍの長円形のものが挙げられる。

ここで屈曲部位１ａとは、金属帯２１におけるＶ形部１Ａの中央部のことであり、金属帯２１の長手方向において均等間隔毎に形成するといった具合に、貫通孔２２は円形、長円形、楕円形等の形状を呈して全体として１以上存在しているものである。つまり、実施例３の金属帯２１は、実施例１の金属帯１に貫通孔２２が追加されたものである。尚、実施例２の金属帯１１に貫通孔２２が追加されて成る金属帯（図示省略）でも良い。

屈曲部位１ａに貫通孔２２を形成することにより、その貫通孔２２の存在する部位ではその周囲部分に比べて金属帯２１が圧縮変形し易く、それによって圧縮されての組付け時における直線部１ｔの変形のし易さ、即ち馴染み性の良さが改善される方向に作用するものとなる。つまり、実施例１のうず巻ガスケットＡにおける金属帯１のシール対象面への馴染み性の向上効果を強化できる金属帯２１にできている。

うず巻ガスケットの構造を示す一部切欠きの斜視図（実施例１） 図１のうず巻ガスケットの一使用状態を示す断面図 図１の実施例１による欠損部（切欠き）を示す金属帯の一部欠きの斜視図 実施例２による欠損部（切れ目）を示す金属帯の一部欠きの斜視図 実施例３による欠損部及び貫通孔を示す金属帯の一部欠きの斜視図

１（１１，２１） 金属帯
１ｔ ガスケット厚み方向の端部
２ フィラ材
３ 欠損部
７ 切欠き
１２ 切れ目
２１ａ 屈曲部位
２２ 貫通孔

Claims (3)

1. 断面波形の金属帯と帯状のフィラ材とを互いに重合させた状態で複数回渦巻き状に巻回して成るうず巻ガスケットであって、
   前記金属帯におけるガスケット厚み方向の端部に、この端部が周方向で不連続となる欠損部の形成されている箇所があり、
   前記欠損部は、ガスケット厚み方向に抉られた切欠きで形成されており、
   前記欠損部の多数が、前記金属帯の長手方向で所定間隔毎に形成されているうず巻ガスケット。
2. 前記欠損部は、ガスケット厚み方向に延出される切れ目で形成されている請求項１に記載のうず巻ガスケット。
3. 前記金属帯における屈曲した断面形状を呈する屈曲部位に、貫通孔の形成されている箇所がある請求項１又は２に記載のうず巻ガスケット。

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