JP6555718B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、高温高圧の機器または配管の継手部に用いられる、流体をシールするためのガスケットに関する。

従来、高温および高圧の流体が管内を流れる配管の継手部において、流体をシールするためのガスケットとして、渦巻型ガスケットおよびメタルジャケット型ガスケット等が提案されている。渦巻型ガスケットは、例えば、特許文献１に記載されているように、テープ状の金属製のフープ材と、膨張黒鉛または石綿紙等のフィラー材とを重ね合わせて、渦巻き状に巻回して環状に形成した本体部と、本体部の内周および外周にそれぞれ装着された内輪および外輪とを含んで成る。渦巻型ガスケットを構成するフープ材およびフィラー材は一般に、屈曲部を有するＶ字型断面を有し、当該屈曲部が径方向で重なるように巻回されて、本体を形成している。なお、特許文献１では、フィラー材として、膨張黒鉛テープを金属箔で被覆した複合フィラー材を使用することが提案されている。

あるいは、特許文献２では、継手部にて高温および高圧の流体をシールするためのガスケットとして、渦巻き状に巻回した金属製の中芯部材と、中芯部材を被覆する金属製の被覆部材とを有し、中芯部材は、ガスケットの径方向に対して垂直方向に切断した断面視において径方向側に屈曲又は／及び湾曲している部位を有し、かつ屈曲又は／及び湾曲している部位がガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、中芯部材が被覆部材により被覆された状態では、ガスケットの径方向に対して垂直方向に切断した断面視において、中芯部材の径方向外側及び内側と被覆部材との間に空間部が形成されている、ガスケットが提案されている。特許文献２で提案されているガスケットは、渦巻型ガスケットを中芯部材とするメタルジャケット型ガスケットというべきものである。

特許文献２のガスケットは、高温環境下や、高温−常温−高温のように温度変化が生じる熱サイクル環境下で使用した場合でも、有機分の硬化や熱減量による応力緩和が生じないため、長期間にわたって、中芯部材の所定の弾力性を維持することができ、中芯部材が所定の残留応力を保持することができる。その結果、高温環境下や熱サイクル環境下においても、中芯部材からフランジ面に接触応力を作用させることができ、フランジ面間のシール機能を維持することができる。

実用新案登録第２５３６６８２号公報 特許第４６７４０５５号公報

特許文献２で提案されたガスケットは、渦巻き状に巻回した金属製の中芯部材を、金属製の被覆部材で被覆する構成とすることによって、中芯部材の弾力性および被覆部材の気密性を利用して、優れたシール性を達成している。しかしながら、特許文献２で提案されたガスケットは、中芯部材が被覆部材により被覆された状態では、ガスケットの径方向に対して垂直方向に切断した断面視において、中芯部材の径方向外側及び内側と被覆部材との間に空間部が形成されていることを要求する。この空間部には中芯部材が存在しないため、当該空間部が形成された部分は、シール機能を発揮することができず、ガスケットのシール領域は中芯部材が形成された部分に限定される。すなわち、空間部が形成された部分に、締め付け圧力が加わったときには、当該部分では金属製の被覆部材が塑性変形し、変形した部分は復元しないため、当該部分のシール機能は著しく低い。

また、特許文献２の図１や図３のように比較的大きい空間部が形成されると、当該空間部は一種の「空気溜め」となり、酸素や窒素が存在することとなる。高温下でガスケットを使用する場合には、酸素や窒素がメタルジャケットや金属製フープ材の金属原子と結合して、酸化物や窒化物を形成しやすくなるところ、酸化物や窒化物の形成は素材の機械的強度の低下を招き、被覆部材や金属製フープ材の破壊をもたらす。特に、金属製フープ材を渦巻き状に巻回するにあたっては、巻き始め及び巻き終わりの数周分をスポット溶接により固定して中芯部材を一体化させるが、酸化物や窒化物の形成はスポット溶接の破壊を招きやすく、中芯部材の一体性を損なうことがある。また、ガスケットの使用に際し、締め付け圧力が加わったときには、特に径方向外側の空気溜めが被覆部材を外側へ押し出す作用をするため、被覆部材がフランジの外にはみ出るほど変形することもあるが、そのような変形は酸化物や窒化物の形成と相俟って、被覆部材の劣化をより進行させる。

本発明は、金属製フープ材のみを渦巻き状に巻回してなる芯材、または金属製フープ材とフィラー材とを重ね合わせて渦巻き状に巻回してなる芯材を、メタルジャケットで被覆する構成のガスケットであって、シール性に優れたガスケットを提供することを目的とする。

本発明は、一つの要旨において、
金属製フープ材が渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
前記金属製フープ材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
前記芯材において、前記金属製フープ材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する前記金属製フープ材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
ガスケットを提供する。

本発明は、別の要旨において、
金属製フープ材およびフィラー材を重ね合わせたものが渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
前記金属製フープ材および前記フィラー材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
前記芯材において、前記金属製フープ材および前記フィラー材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する、前記金属製フープ材または前記フィラー材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
ガスケットを提供する。

本発明のガスケットは、金属製フープ材、または金属製フープ材とフィラー材とを重ね合わせたもの（以下、便宜的にこれらを総称して「巻回部材」と呼ぶ）が巻回されてなる芯材をメタルジャケットが被覆する構成であって、その内周および／または外周において、メタルジャケットが最内周および／または最外周に位置する巻回部材の屈曲部および／または湾曲部と略一致するように、屈曲および／または湾曲している。そのため、ガスケットの主面に対して垂直な方向（すなわち、ガスケットの軸方向）に力が加わって、巻回部材の屈曲部の屈曲角度および／または湾曲部の曲率半径がより小さくなるように芯材が変形したときに、その変形に追随してメタルジャケットの内周および外周のいずれか一方または両方が変形する。すなわち、本発明のガスケットは、メタルジャケットの内周および外周のいずれか一方または両方も弾性変形するため、ガスケットのほぼ全面をシール領域として使用することができ、高いシール性を示す。また、本発明のガスケットによれば、ガスケットの径方向において、芯材とメタルジャケットとの間に実質的に空隙を存在させない構成とすることができ、空隙が存在することによる芯材またはメタルジャケットの劣化を抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係るガスケットを示す平面図である。 図１に示すガスケットを線分α−α’に沿って切断した部分断面図である。 図１に示すガスケットの一変形例を示す部分断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るガスケットを示す部分断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るガスケットを示す部分断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るガスケットを示す部分断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るガスケットを示す部分断面図である。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面はいずれも模式図であって、理解の容易のため、各構成要素は必ずしも同一縮尺で表示されていない。また、複数の図面において、同じ符号で示された要素は、同じ機能を奏する要素である。

（第１の実施形態）
図１および図２はそれぞれ、本実施形態のガスケットの平面図および部分断面図である。図２は図１のガスケットを線分α−α’に沿って切断した部分断面図である。
図１および図２に示すガスケット１００は、金属製フープ材１２が渦巻き状に巻回されてなる芯材１４を、メタルジャケット２０で包み込んでなるものであり、全体として環状の形状を有する。図示した形態において、芯材１４は、メタルジャケットの本体部材２２（以下、「本体部材」とも略す）、およびメタルジャケットの蓋部材２４（以下、「蓋部材」とも略す）によって包まれている。本体部材２２は、内周部および外周部にて折り返されて折り返し部２２ｂを形成し、蓋部材２４と係合している。

図示したガスケット１００は、例えば、外径が１２０cm〜１cm程度、内径が１１０cm〜０．２cm程度の環状であり、折り返し部の幅は１mm〜２００mm程度である。ガスケットの形状ならびに外径および内径の寸法は、ガスケットが配置される継手部の形状および寸法等に応じて適宜選択される。例えば、ガスケットは、略正方形または略長方形の形状を有する、額縁状のものであってよい。
以下、本実施形態のガスケットを構成する各要素について説明する。

［金属製フープ材］
金属製フープ材１２は、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部１２ａを有する帯状物または条である。すなわち、金属製フープ材は、その幅方向に沿って切断したときに、例えば、Ｖ字型、Ｍ字型、Ｃ字型またはＵ字型の断面形状を有する。図２に示すように、金属製フープ材１２は、その屈曲部および／または湾曲部１２ａがガスケット１００の径方向に沿って重なるように、渦巻き状に巻回されて、芯材１４を構成している。図示した形態においては、屈曲部および／または湾曲部１２ａの突出した部分（すなわち、屈曲部および／または湾曲部１２ａの先端）が外周側に向くように、金属製フープ材１２が巻回されている。変形例においては、屈曲部および／または湾曲部１２ａの突出した部分が内周側に向くように、金属製フープ材１２が巻回されていてよい。

屈曲部および／または湾曲部１２ａを、ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回することにより、ガスケットの主面に対して直交する方向（軸方向、図２において両矢印Ｘで示す方向）で力が加わった時、特にガスケットを圧縮する方向に力が加わった時に、芯材１４が弾性変形して、継手部、特にフランジ面間でシール機能を発揮する。

金属製フープ材１２は、例えば、幅１mm〜２００mm程度、厚さ０．１mm〜５．０mm程度の金属製の帯状物または条に、屈曲部および／または湾曲部１２ａを形成することにより得られる。例えば、断面がＶ字型となるように屈曲部を形成する場合、屈曲部の角度は、１０°〜１７０°としてよい。

金属製フープ材１２の材料としては、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）やステンレス鋼板（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等）が挙げられる。あるいは、耐熱耐食性ステンレス鋼、ニッケル基耐熱合金、またはコバルト系合金からなる薄い板（もしくはシート）または条を用いてよい。あるいはまた、銅系バネ用合金、チタン、チタン合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金からなる薄い板または条を用いてよい。

前記耐熱耐食性ステンレス鋼としては、例えば、高クロム高ニッケル低カーボンステンレス鋼があり、市販品では、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７、インコロイ（登録商標）８００等が挙げられる。また、ニッケル基耐熱合金としては、Ｃｒ１５〜３０％、Ｎｉ１０〜８０％、Ｃ０.４％以下、Ｍｏ１０％以下を含んでなるニッケル基耐熱合金がある。ニッケル基耐熱合金は、インコネル（登録商標）６００、同６０１、同６２５、同７１８、同Ｘ７５０等として市販されている。

銅系バネ用合金としては、銅、黄銅材、リン青銅、バネ用リン青銅、ベリリウム銅、チタン銅、銅ニッケル合金（モネルを含む）が市販されている。チタンおよびチタン合金としては、工業用純チタン、耐食チタン合金（ＪＩＳＨ４６００（２０１２年）で定める１１種〜２５種、５０種）、高強度で耐食性のよいα−β合金（同６０種、６０Ｅ種、６１種、６１Ｆ種）およびβ合金（同８０種）が市販されている。

アルミニウムおよびアルミニウム合金としては、ＪＩＳＨ４０００（２０１４年）で定めるＡ１１００、Ａ２０１４Ｐ、Ａ２０１４ＡＰ、Ａ２０１４ＰＣ、Ａ２０１７Ｐ、Ａ２０１７ＡＰ、Ａ２２１９Ｐ、Ａ２０２４、Ａ２１２４、Ａ３００４Ｐ、Ａ３１０４Ｐ、Ａ３００５Ｐ、Ａ３１０５Ｐ、Ａ５１１０ＡＰ、Ａ５０２１Ｐ、Ａ５０５２Ｐ、Ａ５１５４Ｐ、Ａ５４５６Ｐ、Ａ５０８２Ｐ、Ａ５１８２Ｐ、Ａ５０８３Ｐ、Ａ５０８３ＰＳ、Ａ５０８６Ｐ、Ａ６０６１Ｐ、Ａ６０８２Ｐ、Ａ７２０４Ｐ、Ａ７０５０Ｐ、Ａ７４７５Ｐ、Ａ７１７８Ｐ、Ａ８０２１Ｐ、Ａ８０７９Ｐが市販されている。

芯材１４は、異なる金属からなる、２種類以上の金属製フープ材１２を重ねて、渦巻き状に巻回してなるものであってよい。あるいは、芯材１４は、幅の異なる２種類以上の金属製フープ材１２を重ねて、渦巻き状に巻回してなるものであってよい。あるいはまた、芯材１４は、幅および金属の種類が異なる、２種類以上の金属製フープ材１２を重ねて、渦巻き状に巻回してなるものであってよい。あるいは、芯材１４は、ある金属製フープ材１２を所定周だけ巻回した後、別の金属製フープ材１２をさらに所定周だけ巻回することにより形成してよい。

異なる２種類以上の金属製フープ材１２を用いる場合、屈曲部および／または湾曲部１２ａは互いに略一致するように形成してよい。具体的には、例えば、断面がＶ字型の複数種類の金属製フープ材１２を用いる場合、各金属製フープ材１２の屈曲角度はすべて同じ角度としてよい。あるいは、各金属製フープ材１２の屈曲部および湾曲部は、互いに一致しないものであってよい。その場合、後述するメタルジャケットの屈曲部および／または湾曲部は、最も内周側または外周側に位置する金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部と略一致するように形成される。

芯材１４は、巻回した金属製フープ材１２がバラバラにならないように、適宜固定してよい。例えば、最初に３〜５周巻回した時点で、例えばスポット溶接（図においては省略）により固定した後、さらに所定の数の周だけ巻回し、最後の周を巻き終えてから、スポット溶接（図においては省略）により固定してよい。

［メタルジャケット］
メタルジャケット２０は、前述のとおり、本体部材２２と、蓋部材２４とからなり、本体部材２２の内周および外周は折り返し部分（またはグロメット）２２ｂを形成して、蓋部材２４と係合している。本体部材２２および蓋部材２４とも薄い金属板であり、その材料および寸法（特に厚さ）は特に限定されず、用途等に応じてメタルジャケットを構成するものとして公知の金属板から任意に選択される。

具体的には、メタルジャケット２０の材料としては、先に金属製フープ材１２の材料として例示したものから選択してよく、本体部材２０および蓋部材２４とも、その厚さは０．１〜４．０mmの板（またはシート）としてよい。本体部材２０と蓋部材２４は同じ材料からなる、同じ厚さのものであってよく、あるいは、同じ材料からなる、異なる厚さのものであってよく、あるいはまた、異なる材料からなる、同じ厚さのものであってよく、あるいはまた、異なる材料からなる、異なる厚さのものであってよい。

図示した形態において、本体部材２２は、ガスケット１００の内周および外周において、金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａと略一致する屈曲部および／または湾曲部２２ａを有する。本体部材２２が内周および外周に屈曲部および／または湾曲部２２ａを有することにより、ガスケット１００に図２において軸方向（両矢印Ｘで示す方向）、特にガスケット１００を圧縮する方向に力が加わった時に、本体部材２２は、芯材１４に追随して弾性変形することができ、芯材１４とともに継手部のシール性を高める役割を果たし得る。本明細書において、屈曲部が「略一致する」とは、複数の屈曲部を一方向に沿って重ねたときに、屈曲部の間で空隙が実質的に生じないことをいい、屈曲部が互いに合同又は相似であることをいう。湾曲部が「略一致する」とは、複数の湾曲部を一方向に沿って重ねたときに、湾曲部の間で空隙が実質的に生じないことをいい、湾曲部が互いに合同又は相似であることをいう。

本体部材２２に屈曲部および／または湾曲部２２ａを設けることによるシール性向上がより実効のあるものとなるように、図２に示すとおり、ガスケット１００を径方向に沿って切断したときの断面視で、ガスケット１００の内周および外周にて、本体部材２２に設けられた屈曲部および／または湾曲２２ａと、金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａとの間に実質的に空隙が存在しないように、本体部材２２および芯材１４の寸法等を適宜選択することが好ましい。すなわち、本体部材２２が、金属製フープ材１２を巻回して形成される芯材１４の恰も最初の周と最終の周となるように、本体部材２２と芯材１４（厳密には芯材１４の最初の周および最終の周を形成する金属製フープ材１２）とが接触するように、本体部材２２が配置されることが好ましい。そのような構成によれば、ガスケット１００の略全面をシール領域として使用することができる。なお、そのような構成によれば、芯材１４を構成する最内周および最外周の金属製フープ材１２と、本体部材２２とが接しても、芯材１４と本体部材２２とが同じように弾性変形するので、両者の接触に起因する破損等が生じない又は生じにくい。そして、空隙が存在しないことにより、空気溜まりが発生しないから、金属製フープ材１２および／または本体部材２２において酸化および／または窒化が生じにくくなり、芯材１４およびメタルジャケット２０の変質による劣化および破損が抑制される。

本体部材２２において、ガスケットの内周および外周に設ける屈曲部および／または湾曲部２２ａは、あらかじめ本体部材２２に設けられたものであってよく、あるいは、芯材１４を包み込んだ後で、本体部材２２を曲げ加工することにより設けられたものであってよい。いずれの段階で屈曲部および／または湾曲部２２ａが設けられる場合でも、当該部分は曲げられることにより、他の部分と比較して機械的強度等が弱くなることがあり、他の部分よりも劣化が生じやすくなることがある。そのような不都合を避けるためには、曲げられたときでも、機械的強度の低下の少ない材料、例えば、鉄および鉄合金軟質材、銅および銅合金の軟質材、アルミニウムおよびアルミニウム合金の軟質材、ＳＵＳ軟質材、銅ニッケル合金軟質材、リン青銅軟質材、ベリリウム銅軟質材、チタン銅軟質材、工業用純チタン軟質材から選択される材料で本体部材２２を形成してよく、あるいは、屈曲部および／または湾曲部２２ａを、別の部材で補強して、当該部分が二重構造となるようにしてよい。

図示した形態においては、本体部材２２の内周および外周の両方に、金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａと略一致する屈曲部および／または湾曲部２２ａが設けられている。変形例においては、本体部材２２の屈曲部および／または湾曲部２２ａは内周のみ、または外周のみに設けられていてよい。その場合でも、内周または外周にのみ設けられた屈曲部および／または湾曲部２２ａが、金属製フープ材１２に追随して弾性変形して、ガスケット１００の内周または外周のシール性を向上させる。

（変形例：金属製リング）
一つの変形例において、内周および外周のいずれか一方に、金属製のリングを本体部材と芯材との間に配置してよい。図３に、内周に金属製のリング２６を配置した構成を示す。金属製のリング２６は、位置決め部材として機能し、ガスケット１０の製造中または使用中に、芯材１４が所定位置からずれること、または芯材１４が所定の形状から大幅に変形することを抑制し得る。金属製リング２６を配置する場合には、本体部材２２の内周は金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａに略一致するように、屈曲および／または湾曲させてもよく、あるいはさせなくてもよい。図示した変形例においては、本体部材２２の内周は、金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａと略一致する屈曲部および／または湾曲部を有しておらず、ガスケットの中心に向かって湾曲しているだけである。また、金属製リングは、内周ではなく、外周に配置してもよく、その場合、本体部材２２の外周は、金属製フープ材１２の屈曲部および／または湾曲部１２ａと略一致する屈曲部および／または湾曲部を有していてもよく、あるいは有していなくてよい。

金属製リング２６は、その断面形状が円形、矩形、正方形、三角形、または楕円形等、いずれの形状のものであってよい。金属製リング２６の材料は特に限定されず、金属製フープ材の材料として例示したものから任意に選択してよい。金属製リング２６は、金属製フープ材１２と同じ材料からなるものであってよく、異なる材料からなるものであってもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態として、メタルジャケットが二重被覆型であるガスケット２００を、図４を参照して説明する。本実施形態においては、メタルジャケット３０が、下側本体部材３２と上側本体部材３４とからなる。図示した形態においては、下側本体部材３２を構成する金属製の板（またはシート）が芯材１４の下側に配置され、内周及び外周にて芯材１４の上面側にて折り返し部３２ｂを形成して、芯材１４を包み込んでいる。上側本体部材３４を構成する金属製の板（またはシート）が下側本体部材３２で包み込まれた芯材１４の上側に配置され、内周及び外周にて芯材１４の下面側にて折り返し部３４ｂを形成して、下側本体部材３２で包み込まれた芯材１４を包み込んでいる。

本実施形態においては、下側本体部材３２および上側本体部材３４がともに、ガスケット２００の内周および外周にて、屈曲部および／または湾曲部３２ａ，３４ａを有していて、芯材１４に追随して弾性変形できるようになっている。この形態においては、二つの本体部材３２、３４の屈曲部および／または湾曲部３２ａ、３４ａが内周および外周において重なり合っていて、二重構造となっている。そのため、メタルジャケット３０全体としては、第１の実施形態のメタルジャケット２０と比較して、曲げに対してより高い耐性を示し得る。

図示した形態の変形例において、メタルジャケット３０は、上側本体部材３４が芯材１４をまず包み込み、下側本体部材３２が、上側本体部材３４で包み込まれた芯材１４を包み込む構成であってよい。

二重被覆型のメタルジャケットを用いる場合であっても、本体部材３２、３４の材料は、第１の実施形態にて金属製フープ材１２の材料として例示したものから任意に選択できる。また、この実施形態においても、本体部材３２、３４の厚さは、例えば、０．１〜４．０mmとしてよい。下側本体部材３２と上側本体部材３４は同じ材料からなる、同じ厚さのものであってよく、あるいは、同じ材料からなる、異なる厚さのものであってよく、あるいはまた、異なる材料からなる、同じ厚さのものであってよく、あるいはまた、異なる材料からなる、異なる厚さのものであってよい。下側本体部材３２と上側本体部材３４を同じ材料からなる、同じ厚さのものとすれば、ガスケットの軸方向に力が加わったときに同じように弾性変形する。

その他の部材等の構成は、先に第１の実施形態に関連して説明したとおりであるから、ここではその詳細な説明を省略する。また、この実施形態においても、内周および外周のいずれか一方にて、メタルジャケットと芯材との間に金属製リングを配置してよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態として、芯材を構成する巻回部材が金属製フープ材とフィラー材とを重ね合わせたものであるガスケット３００を、図５を参照して説明する。本実施形態においては、芯材４４は、金属製フープ材４２とフィラー材４３とが重ね合わされたものが渦巻き状に巻回されてなる。金属製フープ材４２は、先に第１の実施形態に関連して説明したとおりである。フィラー材４３は、例えば、無機系のセラミック製フィラー材、マイカ製フィラー材、もしくは膨張黒鉛フィラー材、または有機系のポリテトラフルオロエチレンテープである。

本実施形態においては、金属製フープ材４２およびフィラー材４３がともに、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部４２ａ、４３ａをそれぞれ有する。図示した形態において、屈曲部および／または湾曲部４２ａ、４３ａはともにＶ字型であり、ほぼ同じ角度である。屈曲部および／または湾曲部４２ａと屈曲部および／または湾曲部４３ａは互いに異なるものであってよい。

金属製フープ材４２の寸法等は、第１の実施形態に関連して説明したとおりである。また、第１の実施形態に関連して説明した金属製フープ材１２の寸法等は本実施形態のフィラー材４３にもあてはまる。金属製フープ材４２とフィラー材４３の幅（渦巻き状に巻回したときの高さ）は互いに異なるものであってよい。また、金属製フープ材４２を２種類以上使用し、ならびに／あるいはフィラー材４３を２種類以上使用し、３以上の帯状物または条を重ね合わせて渦巻き状に巻回して芯材４４を形成してよい。いずれの場合も、金属製フープ材４２とフィラー材４３の屈曲部および／または湾曲部４２ａ、４３ａは互いに一致するものであってよく、あるいは互いに一致しなくてよい。その場合、メタルジャケット２２の屈曲部および／または湾曲部は、最も内周側または外周側に位置する金属製フープ材４２もしくはフィラー材４３の屈曲部および／または湾曲部と略一致するように形成される。

金属製フープ材４２とフィラー材４３とを重ね合わせて巻回して芯材４４とする場合にも、巻回部材がバラバラにならないように適宜固定してよい。例えば、最初に金属製フープ材４２のみを３〜５周（図５では３周）巻回した時点で、例えばスポット溶接（図５では省略）により固定した後、金属製フープ材４２とフィラー材４３とを重ね合わせて所定の数の周だけ巻回し、さらに金属製フープ材４２のみを３〜５周（図５では３周）巻回してスポット溶接（図５では省略）により固定してよい。

その他の部材等の構成は、先に第１の実施形態に関連して説明したとおりであるから、ここではその詳細な説明を省略する。また、この実施形態においても、内周および外周のいずれか一方にて、メタルジャケットと芯材との間に金属製リングを配置してよい。

（第４の実施形態）
第４の実施形態として、芯材１４の下側主表面および上側主表面に緩衝材として機能する金属板５０、５２を配置したガスケット４００を、図５を参照して説明する。本実施形態においては、芯材１４の下側主表面および上側主表面において、メタルジャケット２０を構成する金属板と芯材１４との間に、緩衝材として機能する金属板５０、５２がそれぞれ配置されている。金属板５０、５２は、芯材１４を構成する金属製フープ１２の側縁部（フープの幅方向の端部）が、メタルジャケットを構成する比較的薄い金属板を変形させる、あるいは破損することを防止するために設けられる。

渦巻き状に巻回した金属製フープを含む芯材は、ガスケットの主表面を画定する二つの主表面を有し、芯材の主表面には、巻回部材の幅方向の端部、すなわち側縁部が主表面に対して傾斜して露出している。したがって、図示するように、渦巻き状に巻回した金属製フープを含む芯材をメタルジャケットで被覆すると、図示するように屈曲部を形成している金属製フープの側縁部のコーナー（約９０度の角度を有する）が、メタルジャケットの主表面を構成する金属板と接した状態となる。

そのため、ガスケットをフランジ間に配置して高い締め付け圧力を加えると、比較的硬い金属製フープ材の側縁部がメタルジャケットに強い力を及ぼして、メタルジャケットを変形させ、あるいは場合により破損させることがある。より具体的には、金属製フープの側縁部がメタルジャケットの主表面を構成する金属板に押しつけられると、メタルジャケットの主表面に金属製フープ材の渦巻き形状に対応して、渦巻き状の凹凸が形成される。このような凹凸が形成されると、ガスケットとフランジ面との間で隙間が生じ、継手部において流体の漏れが生じ、シール性が著しく低下することがある。あるいは、締め付け圧力によっては、変形の結果、メタルジャケットが破損することもあり、破損が生じるとシール機能はほぼゼロとなる。

このような不都合を避けるために、本実施形態では、金属板５０を芯材１４と本体部材２２との間に配置し、金属板５２を芯材１４と蓋部材２４との間に配置している。これらの金属板５０および５２は一種の緩衝材の役割を果たして、芯材１４が強く押しつけられる（または芯材１４を強く押しつける）ことによるメタルジャケット２０の変形および破損を防止する。

金属板５０、５２は、比較的柔らかい金属、具体的には、例えば、タングステン、モリブデン合金、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｓ、純銅、銅合金、軟鉄、アルミニウム（軟質および硬質）、ならびにアルミニウム合金（軟質および硬質）から選択される金属で形成されたものであることが好ましい。例えば、金属板５０、５２は、金属製フープ材１２よりも硬度（ブリネル硬さまたはビッカース硬さ）が低い金属からなるものとしてよい。金属板５０、５２の厚さは、例えば、本体部材２２および蓋部材２４を０．２〜３mmの厚さとする場合には、０．５〜３mm程度とすることにより、メタルジャケットの変形および破損を効果的に抑制できる。金属板５０、５２はそれぞれ、好ましくは本体部材２２および蓋部材２４よりも大きい厚さを有する。また、金属板５０、５２はそれぞれ、複数枚の金属板を重ねる構成としてよい。

図示した形態においては、金属板５０、５２がともに設けられているが、必要に応じていずれか一方の金属板のみを設ける構成としてよい。特に、本体部材２２の側（図において下側）は、締め付け圧力が加わって変形しやすく、あるいは変形したときに流体の漏れを生じさせやすいので、少なくとも本体部材２２の側に金属板５０を設けることが好ましい。

高い締め付け圧力が加わったときに芯材１４によるメタルジャケット２０の変形を防止する手法としては、金属板５０、５２を設ける方法以外に、金属製フープ材１２の側縁部の角を丸くする方法がある。本実施形態の変形例においては、この方法を、金属板５０、５２を設けることに加えて、またはこれに代えて用いてよい。また、金属板５０、５２は、図３ないし図５に示す形態においても設けてよい。

（第５の実施形態）
第５の実施形態として、メタルジャケット２０の蓋部材２４’が本体部材２２の折り返し部２２ｂの上に配置された構成のガスケット５００を、図７を参照して説明する。本実施形態は、蓋部材２４’の構成および位置を除いては、図６に示すガスケットと同じである。このような構成の蓋部材２４’は、折り返し部２２ｂを覆う構成であるため、本体部材２２との嵌まり合いがより確実なものとなる。蓋部材２４’は本体部材２２の外周と内周で折られて、下向きに延びる。折られて下向きに延びる部分の長さは、例えば、１mm〜５mmとしてよい。
本実施形態で示す蓋部材２４’が他の実施形態にも適用できることはいうまでもない。

本発明は以下の態様のものを含む。
（態様１）
金属製フープ材が渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
前記金属製フープ材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
前記芯材において、前記金属製フープ材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する前記金属製フープ材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
ガスケット。
（態様２）
金属製フープ材およびフィラー材を重ね合わせたものが渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
前記金属製フープ材および前記フィラー材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
前記芯材において、前記金属製フープ材および前記フィラー材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する、前記金属製フープ材または前記フィラー材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
ガスケット。
（態様３）
前記ガスケットを径方向に沿って切断したときの断面視で、前記メタルジャケットに設けられている前記屈曲部および／または前記湾曲部と、前記金属製フープ材または前記フィラー材の前記屈曲部および／または湾曲部との間に、実質的に空隙が存在しない、態様１または２のガスケット。
（態様４）
前記芯材の二つの主表面のいずれか一方または両方と、前記メタルジャケットとの間に、金属板が位置する、態様１ないし３のいずれか１項に記載のガスケット。

本発明のガスケットは、屈曲部および／または湾曲部を有する巻回部材が渦巻き状に巻回されてなる芯材をメタルジャケットが被覆した構成のガスケットにおいて、メタルジャケットが内周および外周のいずれか一方または両方にて、巻回部材の屈曲部および／または湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有していて、メタルジャケットが芯材と同じように弾性変形することができるので、ガスケットのシール領域を大きくすることができ、また、向上したシール性能を発揮する。よって、本発明のガスケットは、火力発電所および石油精製プラント等、高温高圧の流体が通過する配管等の継手に使用するのに適している。

１００，２００，３００，４００，５００ ガスケット
１２ 金属製フープ材
１２ａ 屈曲部および／または湾曲部
１４ 芯材
２０ メタルジャケット
２２ メタルジャケット本体部材
２４，２４’ メタルジャケット蓋部材
２２ａ 屈曲部および／または湾曲部
２２ｂ 折り返し部
２６ 金属製リング
３０ メタルジャケット
３２ メタルジャケット下側本体部材
３４ メタルジャケット上側本体部材
３２ａ 屈曲部および／または湾曲部
３４ａ 屈曲部および／または湾曲部
３２ｂ 折り返し部
３４ｂ 折り返し部
４２ 金属製フープ材
４２ａ 屈曲部および／または湾曲部
４３ フィラー材
４３ａ 屈曲部および／または湾曲部
４４ 芯材
５０、５２ 金属板

Claims (4)

1. 金属製フープ材が渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
   前記金属製フープ材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
   前記芯材において、前記金属製フープ材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
   前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する前記金属製フープ材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
   ガスケット。
2. 金属製フープ材およびフィラー材を重ね合わせたものが渦巻き状に巻回されてなる芯材を、メタルジャケットで包み込んでなる、ガスケットであって、
   前記金属製フープ材および前記フィラー材が、その幅の略中央に長手方向に沿って延びる屈曲部および／または湾曲部を有し、
   前記芯材において、前記金属製フープ材および前記フィラー材は、前記屈曲部および／または前記湾曲部が、前記ガスケットの径方向に沿って重なるように巻回されており、
   前記メタルジャケットが、前記ガスケットの内周および外周のいずれか一方または両方において、最内周または最外周に位置する、前記金属製フープ材または前記フィラー材の前記屈曲部および／または前記湾曲部と略一致する屈曲部および／または湾曲部を有する、
   ガスケット。
3. 前記ガスケットを径方向に沿って切断したときの断面視で、前記メタルジャケットに設けられている前記屈曲部および／または前記湾曲部と、前記金属製フープ材または前記フィラー材の前記屈曲部および／または前記湾曲部との間に、実質的に空隙が存在しない、請求項１または２に記載のガスケット。
4. 前記芯材の二つの主表面のいずれか一方または両方と、前記メタルジャケットとの間に、金属板が位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスケット。

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