JP6865625B2

JP6865625B2 - ガスケット

Info

Publication number: JP6865625B2
Application number: JP2017083740A
Authority: JP
Inventors: 知明堀内; 佐藤　和義; 和義佐藤; 翔平南原
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: JP2018179254A

Description

本発明は、ガスケットに関する。

例えば、バタフライバルブ等の弁体又は弁座に使用されるシール材として、膨張黒鉛シートと金属板とを接着して積層したラミネートシートからなるガスケットが知られている（例えば、特許文献１の図２（Ｃ）参照）。このようなガスケットは、膨張黒鉛を用いるため、金属板のみで構成されたものと比較すると、相手材とのなじみ性に優れており、高温かつ高圧条件下で使用しても高いシール性能を発揮する。

特開平６−１０１７６３号公報

しかしながら、前記ガスケットは、膨張黒鉛シートと金属板との接着が不十分な場合、又は長期使用により膨張黒鉛シートと金属板との接着に使用されている接着剤が劣化した場合、被密封流体が膨張黒鉛シートと金属板との間に浸透して漏洩することとなり、シール性能が低下するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、なじみ性を確保しつつ、経時劣化によるシール性能の低下を抑制することができる新たな構成を備えたガスケットを提供することを目的とする。

本発明のガスケットは、一面にシール面が形成された膨張黒鉛体と、前記膨張黒鉛体の内部において、外部に露出しない状態で設けられた金属体と、を備える。
本発明によれば、金属体は、膨張黒鉛体の内部において外部に露出しない状態で設けられることで、膨張黒鉛体と一体化される。これにより、従来のように金属板と膨張黒鉛シートとを一体化するための接着剤が不要になるため、経時劣化によるガスケットのシール性能の低下を抑制することができる。また、膨張黒鉛体の一面にシール面が形成されるので、相手材とのなじみ性も確保することができる。

前記金属体は、前記シール面が外部から押圧されたときの押圧力を受ける押圧受面を有するのが好ましい。
この場合、膨張黒鉛体のシール面が相手材から押圧されたときの押圧力を、金属体の押圧受面で受けることができる。これにより、シール面から相手材に作用する反力を増加させることができるので、ガスケットのシール性能を向上させることができる。

前記膨張黒鉛体は、環状に形成され、前記シール面は、前記膨張黒鉛体の外周面において当該膨張黒鉛体の軸線に対して傾斜して形成された傾斜面とされており、前記軸線に沿った断面視において、前記シール面の一端を通過し且つ前記シール面に対して垂直な直線を第１仮想直線とし、前記シール面の他端を通過し且つ前記シール面に対して垂直な直線を第２仮想直線とした場合、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線との間に形成された領域内に、前記押圧受面の少なくとも一部が配置されているのが好ましい。

この場合、金属体の押圧受面の少なくとも一部が前記領域内に配置されているので、膨張黒鉛体のシール面を相手材が押圧したときに発生する、シール面に対して垂直な押圧力を、前記領域内に配置された金属体の押圧受面によって効率的に受けることができる。これにより、シール面から相手材に作用する反力をさらに増加させることができるので、ガスケットのシール性能をさらに向上させることができる。

前記押圧受面の前記少なくとも一部が、前記シール面と平行に形成されているのが好ましい。
この場合、シール面に対する垂直な押圧力を、シール面と平行に形成された金属体の押圧受面が垂直に受けることで、シール面から相手材に作用する反力をさらに増加させることができる。その結果、ガスケットのシール性能をさらに向上させることができる。

前記金属体の体積が、前記膨張黒鉛体の体積よりも大きいのが好ましい。
この場合、金属体の体積が膨張黒鉛体の体積よりも小さい場合に比べて、膨張黒鉛体の内部に設けられた金属体は膨張黒鉛体に対して動きにくくなる。これにより、膨張黒鉛体のシール面が相手材から押圧されたときの押圧力を、金属体によって確実に受けることができるので、シール面から相手材に作用する反力をさらに増加させることができる。その結果、ガスケットのシール性能をさらに向上させることができる。

本発明のガスケットによれば、なじみ性を確保しつつシール性能の経時劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るガスケットを示す斜視図である。ガスケットの拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るガスケットの拡大断面図である。本発明の第３実施形態に係るガスケットの拡大断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るガスケットを示す斜視図である。このガスケット１は、例えば、バタフライバルブ等のシール材として用いられるものであり、膨張黒鉛からなる環状の膨張黒鉛体２と、金属からなる環状の金属体３とによって形成されている。

図２は、ガスケット１の拡大断面図である。図２において、ガスケット１の膨張黒鉛体２は、例えば膨張黒鉛粉末を加圧して圧縮成形されたものであり、金属体３を一定の厚みで覆うように形成されている。本実施形態の膨張黒鉛体２は、外周部２１（図中の左側のクロスハッチング部分）、内周部２２（図中の右側のクロスハッチング部分）、第１側部２３（図中の下側のハッチング部分）、及び第２側部２４（図中の上側のハッチング部分）によって構成されている。

なお、説明の便宜上、本明細書において、ガスケット１の軸方向一方側（図２の下側）を「下側」といい、ガスケット１の軸方向他方向側（図２の上側）を「上側」というが、この記載によりガスケット１の方向が限定されるものではない（図３及び図４についても同様）。

外周部２１の外周には、図２の断面視において、膨張黒鉛体２（ガスケット１）の軸線Ｃと平行に形成された平坦面２１ａと、前記軸線Ｃに対して傾斜して形成された傾斜面であるシール面２１ｂとが形成されている。平坦面２１ａは、第１側部２３の外端（図２の左端）から上側に向かって延びて形成されている。

シール面２１ｂは、平坦面２１ａの上端から外周部２１の外端部（図２の左端部）までの間に形成されている。また、シール面２１ｂは、その下端２１ｂ１から上端２１ｂ２へ向かうに従って漸次縮径するように傾斜している。これにより、膨張黒鉛体２の外周面（一面）には、膨張黒鉛からなるシール面２１ｂが全周にわたって形成されている。なお、シール面２１ｂは、図示しない相手材の被シール面によって押圧されることで、当該被被シール面とシール面２１ｂとの間をシールするようになっている。なお、シール面２１ｂは、外周部２１の外周面全体に形成されていてもよい。

金属体３は、例えばステンレスによって作製されており、上記のように膨張黒鉛体２の外周部２１、内周部２２、第１側部２３、及び第２側部２４によって覆われている。これにより、金属体３は、膨張黒鉛体２の内部において、外部に露出しない状態で設けられている。

本実施形態における金属体３の外形は、膨張黒鉛体２の外形と相似形状に形成されており、金属体３の体積は、膨張黒鉛体２の体積よりも大きくなっている。例えば、図２に示すガスケット１の金属体３と膨張黒鉛体２との体積比は、８６：１４に設定されている。

金属体３は、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂが相手材から押圧されたときの押圧力を受ける押圧受面３１を有している。本実施形態では、金属体３の外周面３ａにおいて、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂに対応する部分、つまり当該シール面２１ｂと平行に形成されている部分が、押圧受面３１とされている。

図２に示すように、軸線Ｃに沿った断面視において、押圧受面３１は、その全体が領域Ａ内に配置されている。ここで、領域Ａとは、シール面２１ｂの下端（一端）２１ｂ１を通過し且つシール面２１ｂに対して垂直な直線である第１仮想直線Ｋ１と、シール面２１ｂの上端（他端）２１ｂ２を通過し且つシール面２１ｂに対して垂直な直線である第２仮想直線Ｋ２との間に形成された領域である。

これにより、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂを相手材が押圧したときに発生する、シール面２１ｂに対して垂直な押圧力Ｆを、金属体３の押圧受面３１全体が垂直に受けることによって、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒを効率的に増加させることができる。その結果、シール面２１ｂと相手材の被シール面との間のシール性能を向上させることができる。

なお、本実施形態のガスケット１は、図示を省略するが、例えば、凹環状に形成された下金型と、凸環状に形成された上金型とを用いて、以下の方法により製造することができる。まず、下金型の内部に、膨張黒鉛体２の第１側部２３（又は第２側部２４）を形成するための膨張黒鉛粉末を敷き詰める。その後、下金型の内部に金属体３を入れ、敷き詰められた膨張黒鉛粉末の上に金属体３の下面（一側面）を載置する。

次に、下金型の内部に、膨張黒鉛体２の第２側部２４（又は第１側部２３）、外周部２１、及び内周部２２を形成するための膨張黒鉛粉末をさらに供給し、金属体３の外周面３ａ、内周面、及び上面（他側面）を膨張黒鉛粉末によって覆い隠す。この状態で、下金型の上方から上金型を押し下げて、膨張黒鉛粉末を加圧することによって、膨張黒鉛体２を圧縮成形する。これにより、膨張黒鉛体２の内部に金属体３が設けられたガスケット１を製造することができる。なお、金属体３を位置決めするという観点からは、事前に膨張黒鉛体２の第１側部２３（又は第２側部２４）、及び内周部２２等を形成しておいても良い。

以上のように、第１実施形態のガスケット１によれば、金属体３は、膨張黒鉛体２の内部において外部に露出しない状態で設けられて、膨張黒鉛体２と一体化される。これにより、従来のように金属板と膨張黒鉛シートとを一体化するための接着剤が不要になるため、経時劣化によるガスケット１のシール性能の低下を抑制することができる。また、膨張黒鉛体２の一面にシール面２１ｂが形成されているので、相手材とのなじみ性も確保することができる。

また、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂが相手材から押圧されたときの押圧力を、金属体３の押圧受面３１で受けることができる。これにより、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒを増加させることができるので、ガスケット１のシール性能を向上させることができる。

また、金属体３の押圧受面３１が前記領域Ａ内に配置されているので、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂを相手材が押圧したときに発生する、シール面２１ｂに対して垂直な押圧力Ｆを、前記領域Ａ内に配置された金属体３の押圧受面３１によって効率的に受けることができる。これにより、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒをさらに増加させることができるので、ガスケット１のシール性能をさらに向上させることができる。

また、押圧受面３１はシール面２１ｂと平行に形成されているので、シール面２１ｂに対する垂直な押圧力Ｆを押圧受面３１が垂直に受けることで、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒをさらに増加させることができる。その結果、ガスケット１のシール性能をさらに向上させることができる。

また、金属体３の体積が、膨張黒鉛体２の体積よりも大きいので、金属体３の体積が膨張黒鉛体２の体積よりも小さい場合に比べて、膨張黒鉛体２の内部に設けられた金属体３は膨張黒鉛体２に対して動きにくくなる。これにより、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂが相手材から押圧されたときの押圧力を、金属体３によって確実に受けることができるので、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒをさらに増加させることができる。その結果、ガスケット１のシール性能をさらに向上させることができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係るガスケット１を示す拡大断面図である。本実施形態におけるガスケット１では、金属体３が、図３の断面視において台形状に形成されており、膨張黒鉛体２の外周部付近の上側にのみ設けられている。このため、本実施形態では、金属体３の体積は、膨張黒鉛体２の体積よりも小さい。例えば、図３に示すガスケット１の金属体３と膨張黒鉛体２との体積比は、１０：９０に設定されている。

本実施形態の膨張黒鉛体２は、第１実施形態と同様に、外周部２１（図中の左側のクロスハッチング部分）、内周部２２（図中の右側のクロスハッチング部分）、第１側部２３（図中の下側のハッチング部分）、及び第２側部２４（図中の上側のハッチング部分）によって構成されている。但し、本実施形態では、内周部２２が外周部２１よりも径方向（図中の左右方向）の厚みが厚く形成されており、第１側部２３が第２側部２４よりも軸方向（図中の上下方向）の厚みが厚く形成されている。

金属体３の押圧受面３１は、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂに対応する部分である、金属体３の外周面３ａ全体にわたって形成されている。なお、本実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上により、第２実施形態のガスケット１においても、金属体３は、膨張黒鉛体２の内部において外部に露出しない状態で設けられることで、膨張黒鉛体２と一体化される。これにより、従来のように金属板と膨張黒鉛シートとを一体化するための接着剤が不要になるため、経時劣化によるガスケット１のシール性能の低下を抑制することができる。また、膨張黒鉛体２の一面にシール面２１ｂが形成されているので、相手材とのなじみ性も確保することができる。

図４は、本発明の第３実施形態に係るガスケット１を示す拡大断面図である。本実施形態におけるガスケット１では、金属体３が、図３の断面視において正四角形状に形成されており、膨張黒鉛体２の中央部の下側にのみ設けられている。このため、本実施形態では、金属体３の体積は、膨張黒鉛体２の体積よりも小さい。例えば、図４に示すガスケット１の金属体３と膨張黒鉛体２との体積比は、２３：７７に設定されている。

本実施形態の膨張黒鉛体２は、第１実施形態と同様に、外周部２１（図中の左側のクロスハッチング部分）、内周部２２（図中の右側のクロスハッチング部分）、第１側部２３（図中の下側のハッチング部分）、及び第２側部２４（図中の上側のハッチング部分）によって構成されている。但し、本実施形態では、第２側部２４が第１側部２３よりも軸方向（図中の上下方向）の厚みが厚く形成されている。また、本実施形態の外周部２１及び内周部２２は、第１実施形態の外周部２１及び内周部２２よりも径方向（図中の左右方向）の厚みが厚く形成されている。

金属体３の外周面３ａ及び上面３ｂは、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂが相手材から押圧されたときの押圧力を受ける押圧受面３１とされている。本実施形態では、押圧受面３１の一部（外周面３ａの一部と上面３ｂの全体）が領域Ａ内に配置されている。なお、本実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上により、第３実施形態のガスケット１においても、金属体３は、膨張黒鉛体２の内部において外部に露出しない状態で設けられることで、膨張黒鉛体２と一体化される。これにより、従来のように金属板と膨張黒鉛シートとを一体化するための接着剤が不要になるため、経時劣化によるガスケット１のシール性能の低下を抑制することができる。また、膨張黒鉛体２の一面にシール面２１ｂが形成されているので、相手材とのなじみ性も確保することができる。

また、金属体３の押圧受面３１の一部が前記領域Ａ内に配置されているので、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂを相手材が押圧したときに発生する、シール面２１ｂに対して垂直な押圧力Ｆを、前記領域Ａ内に配置された金属体３の押圧受面３１によって効率的に受けることができる。これにより、シール面２１ｂから相手材に作用する反力Ｒをさらに増加させることができるので、ガスケット１のシール性能をさらに向上させることができる。

上記各実施形態における膨張黒鉛体２の全体形状は、環状に限定されず、矩形状、半円状、または扇形等であってもよい。この場合、金属体３の全体形状は、膨張黒鉛体２の全体形状に合わせた形状にすればよい。また、金属体３の断面形状は、上記各実施形態の形状に限定されず、膨張黒鉛体２の内部において外部に露出しないように設けられていれば、円形等の他の形状であってもよい。また、膨張黒鉛体２のシール面２１ｂは、必ずしも傾斜面とする必要はなく、例えば平坦面２１ａと面一に形成されていてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ガスケット
２膨張黒鉛体
３金属体
２１ｂシール面
２１ｂ１下端（一端）
２１ｂ２上端（他端）
３１押圧受面
Ａ領域
Ｃ軸線
Ｋ１第１仮想直線
Ｋ２第２仮想直線

Claims

外部に露出している面のうち径方向外側の面である外周面にシール面が形成された環状の膨張黒鉛体と、
前記膨張黒鉛体の内部において、外部に露出しない状態で設けられた金属体と、を備え、
前記金属体は、前記シール面が外部から押圧されたときの押圧力を受ける押圧受面を有し、
前記シール面は、前記膨張黒鉛体の軸線に対して傾斜して形成された傾斜面とされており、
前記軸線に沿った断面視において、前記シール面の大径側の一端を通過し且つ前記シール面に対して垂直な直線を第１仮想直線とし、前記シール面の小径側の他端を通過し且つ前記シール面に対して垂直な直線を第２仮想直線とした場合、
前記第１仮想直線と前記第２仮想直線との間に形成された領域内に、前記押圧受面が配置され、かつ、前記金属体の径方向外側にある前記膨張黒鉛体の厚みを、前記金属体の径方向内側にある前記膨張黒鉛体の厚みに比べて薄くするとともに、前記シール面の前記一端側で前記金属体より軸方向外側にある前記膨張黒鉛体の厚みを、前記シール面の前記他端側で前記金属体より軸方向外側にある前記膨張黒鉛体の厚みに比べて厚くして、径方向及び軸方向について前記金属体が前記シール面側に偏って配置されており、
前記押圧受面の全体が、前記シール面と平行に形成されている、ガスケット。