JP7090017B2 - gasket - Google Patents

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Description

本発明はシール技術に関し、特にガスケットの構造に関する。 The present invention relates to a sealing technique, particularly to a gasket structure.

静止した部材間のシールにはガスケットが用いられる。特に、化学工場、発電所、製鉄所等の施設、および自動車等の内燃機関とその排気管系統では、水、油、水蒸気、ガス等の流体が高温高圧の状態になるので、ガスケットが耐えるべき状況は過酷である。この過酷な状況でのシールに使用されるガスケットの材料としては、耐熱性に優れたマイカが採用される(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。 Gaskets are used to seal between stationary members. In particular, in facilities such as chemical factories, power plants, steelworks, internal combustion engines such as automobiles, and their exhaust pipe systems, fluids such as water, oil, steam, and gas are in a high temperature and high pressure state, so gaskets should withstand them. The situation is harsh. As the material of the gasket used for sealing in this harsh situation, mica having excellent heat resistance is adopted (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

マイカは軟質マイカ(金雲母、KMg3(AlSi3)O10(OH)2)と硬質マイカ(白雲母、KAl2(AlSi3)O10(OH)2)とに大別される。軟質マイカは、耐熱性、シール性に優れ、硬質マイカは電気絶縁性に優れる。したがって、ガスケットには多くの場合、軟質マイカが利用される(たとえば、特許文献1参照)。軟質マイカを利用したガスケットは一般に渦巻形である。渦巻形ガスケットとは、軟質マイカ等のシール材(フィラー)がバインダー(アクリル系、またはシリコーン系接着剤)と共にシート状に形成され、このシートが渦巻状に巻かれて径方向に多層化され、環状に成型されたものをいう(たとえば、特許文献2参照)。 Mica is roughly divided into soft mica (phlogopite, KMg 3 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2 ) and hard mica (muscovite, KAl 2 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2 ). Soft mica has excellent heat resistance and sealing properties, and hard mica has excellent electrical insulation. Therefore, in many cases, soft mica is used for the gasket (see, for example, Patent Document 1). Gaskets made from soft mica are generally spiral. In a spiral gasket, a sealing material (filler) such as soft mica is formed in a sheet shape together with a binder (acrylic or silicone adhesive), and this sheet is wound in a spiral shape to form multiple layers in the radial direction. It refers to a product molded in an annular shape (see, for example, Patent Document 2).

特開平02-195077号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-195077 国際公開第2016/125486号International Publication No. 2016/125486

自動車の排気管等、内燃機関の排気系統が含む配管は一般に、排気ガスからは高熱を受け、エンジン等からは、振動、衝撃を受け続ける。したがって、これらの配管の接続部に使用されるフランジには、面開き等、熱、振動、衝撃に起因する歪みが経時的に増大しやすい。接続部の歪みに追従する復元性能がガスケットには求められる。すなわち、接続部の熱歪み等に応じてガスケットが変形して、自身のシール性を保持する必要がある。しかし、軟質マイカは、シール性こそ高いものの、復元性が比較的低い。その結果、歪みが過大な場合、軟質マイカを利用した従来のガスケットではシール性を十分に高く維持することが困難である。 Pipes included in the exhaust system of an internal combustion engine, such as the exhaust pipe of an automobile, generally receive high heat from the exhaust gas, and continue to receive vibration and shock from the engine and the like. Therefore, the flange used for the connection portion of these pipes tends to have an increase in strain due to heat, vibration, impact, etc. over time, such as surface opening. The gasket is required to have restoration performance that follows the distortion of the connection portion. That is, it is necessary that the gasket is deformed according to the thermal strain of the connecting portion and the like to maintain its own sealing property. However, although soft mica has high sealing properties, it has relatively low stability. As a result, when the strain is excessive, it is difficult to maintain a sufficiently high sealing property with a conventional gasket using soft mica.

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、高いシール性と共に高い復元性を兼ね備えることにより、熱、振動、衝撃に起因する接続部の歪みにかかわらず、シール性を十分に高く維持可能なガスケットを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in particular, by combining high sealing property and high resilience, sufficient sealing property is provided regardless of distortion of the connection portion due to heat, vibration, and impact. The purpose is to provide a gasket that can be maintained high.

本発明の1つの観点におけるガスケットは、渦巻状に巻かれたシール材を有する。このシール材は、径方向において交互に積層された軟質マイカ層と硬質マイカ層とを含む。 The gasket in one aspect of the invention has a spirally wound sealing material. This sealing material includes soft mica layers and hard mica layers alternately laminated in the radial direction.

シール材は、少なくとも内周部に金属箔を有してもよい。シール材は、径方向において最も内側に軟質マイカ層を含んでもよい。シール材は、表面に軟質マイカが積層され、裏面に硬質マイカが積層された基層を含んでもよい。この基層は、渦巻状に巻かれた後に軸方向にプレスされることで、環状に成型されていてもよい。 The sealing material may have a metal foil at least on the inner peripheral portion. The sealing material may contain a soft mica layer on the innermost side in the radial direction. The sealing material may include a base layer in which soft mica is laminated on the front surface and hard mica is laminated on the back surface. This base layer may be formed into an annular shape by being wound in a spiral shape and then pressed in the axial direction.

本発明による上記のガスケットでは、シール性の高い軟質マイカと復元性の高い硬質マイカとが交互に層を成している。この構造によりこのガスケットは、高いシール性と共に高い復元性を兼ね備える。その結果、このガスケットは、熱、振動、衝撃に起因する接続部の歪みの経時的な増大にかかわらず、シール性を十分に高く維持することができる。 In the above-mentioned gasket according to the present invention, soft mica having high sealing property and hard mica having high resilience are alternately layered. Due to this structure, this gasket has both high sealing performance and high resilience. As a result, the gasket can maintain a sufficiently high sealing property regardless of the increase in distortion of the connection portion due to heat, vibration, and impact over time.

(a)は、自動車の排気管の模式図である。(b)は、その排気管に含まれるフランジ接続部の断面図である。(A) is a schematic diagram of an exhaust pipe of an automobile. (B) is a cross-sectional view of a flange connection portion included in the exhaust pipe. (a)は本発明の実施形態によるガスケットの平面図であり、(b)は正面図であり、(c)は、(a)の示す直線c-cに沿った断面図である。(A) is a plan view of the gasket according to the embodiment of the present invention, (b) is a front view, and (c) is a cross-sectional view taken along the straight line cc shown by (a). (a)は、帯状のシール材が渦巻状に巻かれた状態を示す斜視図である。(b)はこのシール材の一例の展開図であり、(c)は別例の展開図である。(A) is a perspective view showing a state in which a band-shaped sealing material is wound in a spiral shape. (B) is a developed view of an example of this sealing material, and (c) is a developed view of another example. (a)は、図1の(b)が示すガスケット25の近傍の、熱歪み発生前における拡大断面図である。(b)は、この近傍の、熱歪み発生後における拡大断面図である。(A) is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the gasket 25 shown in FIG. 1 (b) before the occurrence of thermal strain. (B) is an enlarged cross-sectional view of this vicinity after the occurrence of thermal strain. (a)は、ガスケットのシール性と復元性とを測定する装置の模式図である。(b)は、シール材が軟質マイカ層のみを含むガスケットI、硬質マイカ層のみを含むガスケットII、および軟質マイカと硬質マイカとの積層構造を含むガスケット25のそれぞれについて、(a)の装置を用いた測定で得られた漏れ量と復元量との値を示す表である。(A) is a schematic diagram of an apparatus for measuring the sealing property and the restorability of a gasket. In (b), the apparatus of (a) is used for each of the gasket I in which the sealing material contains only the soft mica layer, the gasket II containing only the hard mica layer, and the gasket 25 including the laminated structure of the soft mica and the hard mica. It is a table which shows the value of the leakage amount and the restoration amount obtained by the measurement used.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[ガスケットの使用形態]
図1の(a)は、自動車の排気管の模式図である。自動車10のエンジン11は、空気にガソリンを混ぜて燃焼させ、その際に膨張する混合気の圧力を機械的動力へ変換している。燃焼後の混合気13はエンジン11から排気管12を通して外気へ排出される。排気管12は一般に、エンジン11との接続部を始め、複数の継手を含む。これらの継手には通常、フランジ接続が利用される。
[Usage of gasket]
FIG. 1A is a schematic diagram of an exhaust pipe of an automobile. The engine 11 of the automobile 10 mixes gasoline with air and burns it, and converts the pressure of the air-fuel mixture that expands at that time into mechanical power. The air-fuel mixture 13 after combustion is discharged from the engine 11 to the outside air through the exhaust pipe 12. The exhaust pipe 12 generally includes a plurality of joints including a connection portion with the engine 11. Flange connections are typically used for these fittings.

図1の(b)は、排気管12に含まれるフランジ接続部の断面図である。「フランジ接続部」とは次のような配管の接続構造をいう。接続対象の配管21、22の開口部には、「フランジ」と呼ばれる“つば”(内径が配管の開口部と等しく、外径が配管よりも大きい環状部材)23、24が同軸に設けられている。一方の配管21のフランジ23(以下、「第1フランジ」と呼ぶ。)と他方の配管22のフランジ24(以下、「第2フランジ」と呼ぶ。)とは、間にガスケット25を挟んだ状態でボルト26とナット27とによって締結されている。ガスケット25は、シール材を環状に成型したものであり、第1フランジ23の表面に刻まれた環状の溝の中に埋め込まれている。シール材には、配管21、22を通る流体に対する封止能力、すなわちシール性の高い物質が選択される。自動車10の排気管12、特にエンジン11との接続部には燃焼直後の高温(摂氏800度程度)のガス13が流れるので、耐熱性の高いシール材がガスケット25には求められる。 FIG. 1B is a cross-sectional view of a flange connection portion included in the exhaust pipe 12. The "flange connection portion" refers to the following pipe connection structure. At the openings of the pipes 21 and 22 to be connected, "flange" (an annular member having an inner diameter equal to the opening of the pipe and an outer diameter larger than the pipe) 23 and 24 called "flange" are coaxially provided. There is. A state in which a gasket 25 is sandwiched between the flange 23 of one pipe 21 (hereinafter referred to as "first flange") and the flange 24 of the other pipe 22 (hereinafter referred to as "second flange"). It is fastened by a bolt 26 and a nut 27. The gasket 25 is formed by molding a sealing material in an annular shape, and is embedded in an annular groove carved on the surface of the first flange 23. As the sealing material, a substance having a high sealing ability, that is, a sealing property for the fluid passing through the pipes 21 and 22, is selected. Since the high-temperature (about 800 degrees Celsius) gas 13 immediately after combustion flows through the exhaust pipe 12 of the automobile 10, particularly the connection portion with the engine 11, a sealing material having high heat resistance is required for the gasket 25.

[ガスケットの構造]
図2の(a)は本発明の実施形態によるガスケット25の平面図であり、(b)は正面図であり、(c)は、(a)の示す直線c-cに沿った断面図である。ガスケット25は薄い円環形状である。シール材には軟質マイカ(金雲母、KMg3(AlSi3)O10(OH)2)に加え、硬質マイカ(白雲母、KAl2(AlSi3)O10(OH)2)が含まれており、特に図2の(c)が示すように、それぞれが独立な層31、32を成す。軟質マイカ層31と硬質マイカ層32とは、ガスケット25の径方向(図2の(c)では横方向)において交互に並んでいる。マイカ層31、32の間はシリコーン樹脂系接着剤(図は示していない)等のバインダーによって結合されている。さらに、ガスケット25の内周側には、マイカ層31、32の間に金属箔33が挿入されている。金属箔33はたとえばステンレス箔であり、マイカの積層構造を補強し、ガスケット25全体の円環形状を保持する役割を果たす。
[Gasket structure]
FIG. 2A is a plan view of the gasket 25 according to the embodiment of the present invention, FIG. 2B is a front view, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the straight line cc shown in FIG. be. The gasket 25 has a thin annular shape. The sealing material contains soft mica (phlogopite, KMg 3 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2 ) and hard mica (muscovite, KAl 2 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2 ). In particular, as shown in FIG. 2 (c), they form independent layers 31 and 32, respectively. The soft mica layer 31 and the hard mica layer 32 are alternately arranged in the radial direction of the gasket 25 (horizontal direction in FIG. 2C). The mica layers 31 and 32 are bonded by a binder such as a silicone resin adhesive (not shown). Further, on the inner peripheral side of the gasket 25, a metal foil 33 is inserted between the mica layers 31 and 32. The metal foil 33 is, for example, a stainless steel foil, which serves to reinforce the laminated structure of mica and maintain the annular shape of the entire gasket 25.

[ガスケットの製造方法]
図3の(a)は、帯状のシール材が渦巻状に巻かれた状態を示す斜視図である。ガスケット25は渦巻形に属し、帯状のシール材30を用いて、たとえば、次のように製造される。シール材30はたとえば、軟質マイカペーパー31と硬質マイカペーパー32とを1枚ずつ互いに貼り合わせたものを基層として含む。「マイカペーパー」とは、マイカの原鉱を粉砕して抄造したものをいう。軟質マイカペーパー31と硬質マイカペーパー32とは厚みが等しい。シール材30の帯は、軟質マイカ層31を内側にして渦巻状に、たとえば3重に巻かれ、円環形状の金型の中に嵌め込まれた後、軸方向に加圧される(プレス成型)。その結果、シール材30の全体が円環形状に固められ、内部では軟質マイカ層31と硬質マイカ層32とが、ガスケット25の軸方向(図2の(c)では上下方向)においてジグザグ形状に折れ曲がる。この折れ曲がりによりマイカ層31、32の間が強固に結合され、シール材30の全体が所望の円環形状を保持する。
[Manufacturing method of gasket]
FIG. 3A is a perspective view showing a state in which the band-shaped sealing material is spirally wound. The gasket 25 belongs to the spiral shape and is manufactured by using the band-shaped sealing material 30, for example, as follows. The sealing material 30 includes, for example, a base layer in which soft mica paper 31 and hard mica paper 32 are bonded to each other one by one. "Mica paper" refers to paper made by crushing mica raw ore. The soft mica paper 31 and the hard mica paper 32 have the same thickness. The band of the sealing material 30 is spirally wound, for example, in three layers with the soft mica layer 31 inside, fitted into an annular mold, and then pressed in the axial direction (press molding). ). As a result, the entire sealing material 30 is solidified into an annular shape, and inside, the soft mica layer 31 and the hard mica layer 32 have a zigzag shape in the axial direction of the gasket 25 (vertical direction in FIG. 2C). It bends. Due to this bending, the mica layers 31 and 32 are firmly bonded to each other, and the entire sealing material 30 retains the desired annular shape.

図3の(b)はシール材30の一例の展開図であり、(c)は別例の展開図である。軟質マイカ層31と硬質マイカ層32とのジグザグ形状は、プレス成型時に金属箔33の折れ曲がりに各マイカ層31、32が追従することで生じる。金属箔33は、図3の(b)が示すように、帯状のシール材30のうち、渦巻状に巻かれた際に内側に位置する端部において、軟質マイカペーパー31の上に重なっている。この状態でシール材30が渦巻状に巻かれると、金属箔33の上に硬質マイカペーパー32が重なる。こうして、金属箔33は軟質マイカペーパー31と硬質マイカペーパー32との間に挟まれている。金属箔33はその他に、図3の(c)が示すように、シール材30の全長にわたってマイカペーパー間に挟まれていてもよい。なお、金属箔33の存在でガスケット25のシール性と復元性とが損なわれないように、マイカ層31、32に対する金属箔33の質量比は制限される。たとえば金属箔33がステンレス箔である場合、軟質マイカペーパー31および硬質マイカペーパー32の合計質量が金属箔33の質量の3倍以上に制限される。したがって、図3の(b)のように端部にのみ含まれる金属箔33よりも、図3の(c)のように全長にわたって含まれる金属箔33の方が、軸方向(図では上下方向)において狭い。 FIG. 3B is a developed view of an example of the sealing material 30, and FIG. 3C is a developed view of another example. The zigzag shape of the soft mica layer 31 and the hard mica layer 32 is formed by the mica layers 31 and 32 following the bending of the metal foil 33 during press molding. As shown in FIG. 3B, the metal foil 33 overlaps the soft mica paper 31 at the end portion of the band-shaped sealing material 30 located inside when wound in a spiral shape. .. When the sealing material 30 is spirally wound in this state, the hard mica paper 32 overlaps the metal foil 33. In this way, the metal leaf 33 is sandwiched between the soft mica paper 31 and the hard mica paper 32. In addition, as shown in FIG. 3C, the metal foil 33 may be sandwiched between mica papers over the entire length of the sealing material 30. The mass ratio of the metal foil 33 to the mica layers 31 and 32 is limited so that the presence of the metal foil 33 does not impair the sealing property and the restorability of the gasket 25. For example, when the metal foil 33 is a stainless steel foil, the total mass of the soft mica paper 31 and the hard mica paper 32 is limited to three times or more the mass of the metal foil 33. Therefore, the metal leaf 33 contained over the entire length as shown in FIG. 3 (c) is in the axial direction (vertical direction in the figure) than the metal leaf 33 contained only in the end portion as shown in FIG. 3 (b). ) Is narrow.

[復元性の必要性]
図4の(a)は、図1の(b)が示すガスケット25の近傍の、熱歪み発生前における拡大断面図である。排気管12の温度が十分に低い間、ボルト26とナット27との間の締結圧により、2枚のフランジ23、24は隙間なく接触し、ガスケット25は第1フランジ23の溝の中に押し込められている。これにより、ガスケット25と第2フランジ24との間のシール性は十分に高い。
[Necessity of stability]
FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the gasket 25 shown in FIG. 1B before the occurrence of thermal strain. While the temperature of the exhaust pipe 12 is sufficiently low, the fastening pressure between the bolt 26 and the nut 27 causes the two flanges 23 and 24 to come into close contact with each other without a gap, and the gasket 25 is pushed into the groove of the first flange 23. Has been done. As a result, the sealing property between the gasket 25 and the second flange 24 is sufficiently high.

図4の(b)は、図1の(b)が示すガスケット25の近傍の、熱歪み発生後における拡大断面図である。エンジン11の稼動に伴って排気管11に高温のガスが流れている間、そのガスの放出する熱で配管21、22には熱膨張が生じる。エンジン11の停止によって排気管12へのガスの流入が止まると、配管21、22が冷却に伴って収縮する。この熱膨張と冷却による収縮との繰り返しに起因して配管21、22には一般に熱歪みが生じる。この熱歪みを始め、エンジン11の発する振動、または自動車10が走行中に外部から受ける振動、衝撃に起因する配管21、22の変形が過大な場合、フランジ23、24の間隔が開き、隙間40が生じる(面開き)。この隙間40の出現に伴ってガスケット25と第2フランジ24との間の接触圧が過剰に下がれば、ガスに対するシール性が損なわれる。これを防ぐ目的でガスケット25は高い復元性を備えている。復元性とは、外圧を受けて変形している状態から、その外圧の減少に応じて元の形へ戻る能力をいう。図4の(a)のようにフランジ23、24が隙間なく接触している場合、ガスケット25は第2フランジ24からの圧力でガスケット25の軸方向に縮んでいる。熱、振動、衝撃に起因する配管21、22の歪みに伴ってフランジ23、24の間に図4の(b)のような面開きが生じた場合でも、ガスケット25の復元性が十分に高ければ、ガスケット25は第2フランジ24からの圧力の低下に応じて軸方向に膨張し、第1フランジ23の溝からはみ出して第2フランジ24との接触圧を十分に高いレベルに保持する。こうして、フランジ23、24の間の面開きにかかわらず、ガスケット25と第2フランジ24との間のシール性が十分に高く維持される。 FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the gasket 25 shown in FIG. 1B after the occurrence of thermal strain. While a high-temperature gas is flowing through the exhaust pipe 11 with the operation of the engine 11, the heat released by the gas causes thermal expansion in the pipes 21 and 22. When the inflow of gas into the exhaust pipe 12 is stopped by stopping the engine 11, the pipes 21 and 22 contract with cooling. Thermal strain generally occurs in the pipes 21 and 22 due to the repetition of this thermal expansion and contraction due to cooling. If the vibrations generated by the engine 11 or the vibrations received from the outside while the automobile 10 is running, or the deformation of the pipes 21 and 22 due to the impact is excessive, the flanges 23 and 24 are spaced apart from each other and the gap 40 is formed. Occurs (opening of the surface). If the contact pressure between the gasket 25 and the second flange 24 drops excessively with the appearance of the gap 40, the sealing property against gas is impaired. For the purpose of preventing this, the gasket 25 has high resilience. Stability refers to the ability to return to the original shape as the external pressure decreases from the state of being deformed by receiving external pressure. When the flanges 23 and 24 are in contact with each other without a gap as shown in FIG. 4A, the gasket 25 is contracted in the axial direction of the gasket 25 due to the pressure from the second flange 24. Even if a surface opening as shown in FIG. 4B occurs between the flanges 23 and 24 due to distortion of the pipes 21 and 22 due to heat, vibration, and impact, the resilience of the gasket 25 should be sufficiently high. For example, the gasket 25 expands in the axial direction in response to a decrease in pressure from the second flange 24, protrudes from the groove of the first flange 23, and maintains the contact pressure with the second flange 24 at a sufficiently high level. In this way, the sealing property between the gasket 25 and the second flange 24 is maintained sufficiently high regardless of the surface opening between the flanges 23 and 24.

[シール性と復元性との両立]
ガスケット25は、図2の(c)が示すように、軟質マイカ層31に加えて硬質マイカ層32を含む。この2層構造によりガスケット25は、以下に述べるように、高いシール性に加えて十分に高い復元性を発揮する。
[Both sealing and stability]
As shown in FIG. 2 (c), the gasket 25 includes a hard mica layer 32 in addition to the soft mica layer 31. Due to this two-layer structure, the gasket 25 exhibits sufficiently high resilience in addition to high sealing property, as described below.

図5の(a)は、ガスケットのシール性と復元性とを測定する装置の縦断面図である。この装置は、加圧台50、フランジ接続部51、52、ガスケット53、および密閉枠54を備えている。加圧台50は、2枚の平坦な鋼板501、502が上下方向に間隔を開けて水平に支持されたものである。この間隔は可変であり、その変化量が2台のダイヤルゲージ503で測定可能である。フランジ接続部51、52は加圧台50の2枚の鋼板501、502の間に挟まれている。下側のフランジ51には、側面から上面へ貫通する流路511が設けられている。この流路511は流量計(たとえばマスフローメーター)を通してコンプレッサに接続されている。このコンプレッサから圧縮空気が流量計と流路511とを通してフランジ接続部51、52の隙間へ送り込まれる。ガスケット53はフランジ接続部51、52の隙間に挟まれて、下側のフランジ51の上面に刻まれた環状の溝の中に埋め込まれている。ガスケット53の上面は下側のフランジ51の上面よりも高く設計されているので、上側のフランジ52はガスケット53の上面にのみ接触し、下側のフランジ51の上面から離れている。密閉枠54は環状部材であり、フランジ接続部51、52の隙間の周りを囲んでいる。密閉枠54とフランジ接続部51、52との間にはOリング(図は示していない。)が挟まれており、フランジ接続部51、52の隙間からの圧縮空気の漏れを防いでいる。密閉枠54には径方向の貫通孔(図は示していない)が1つ開けられている。フランジ接続部51、52の隙間から漏れた圧縮空気はこの貫通孔のみを通して外気へ逃げるように設計されている。 FIG. 5A is a vertical cross-sectional view of an apparatus for measuring the sealing property and the restorability of the gasket. The device includes a pressurizing table 50, flange connections 51 and 52, a gasket 53, and a sealing frame 54. The pressurizing table 50 is formed by supporting two flat steel plates 501 and 502 horizontally with an interval in the vertical direction. This interval is variable, and the amount of change can be measured by two dial gauges 503. The flange connecting portions 51 and 52 are sandwiched between two steel plates 501 and 502 of the pressurizing table 50. The lower flange 51 is provided with a flow path 511 that penetrates from the side surface to the upper surface. This flow path 511 is connected to the compressor through a flow meter (for example, a mass flow meter). Compressed air is sent from this compressor through the flow meter and the flow path 511 into the gap between the flange connecting portions 51 and 52. The gasket 53 is sandwiched between the flange connecting portions 51 and 52 and embedded in an annular groove carved on the upper surface of the lower flange 51. Since the upper surface of the gasket 53 is designed to be higher than the upper surface of the lower flange 51, the upper flange 52 contacts only the upper surface of the gasket 53 and is separated from the upper surface of the lower flange 51. The sealing frame 54 is an annular member and surrounds the gaps between the flange connecting portions 51 and 52. An O-ring (not shown) is sandwiched between the sealing frame 54 and the flange connecting portions 51 and 52 to prevent compressed air from leaking from the gap between the flange connecting portions 51 and 52. The sealing frame 54 is provided with one radial through hole (not shown). The compressed air leaking from the gap between the flange connecting portions 51 and 52 is designed to escape to the outside air only through this through hole.

シール性の測定は次の手順で行われる。フランジ接続部51、52がクランプ(図は示していない。)によって一定の圧力で締結される。下側のフランジ51の流路511を通してコンプレッサからフランジ接続部51、52の隙間へ圧縮空気が送られ、その隙間に一定の圧力が一定時間加えられる。この間に隙間からガスケット53を通して圧縮空気が漏れると、その流量(漏れ量)が流量計によって測定される。 The sealing property is measured by the following procedure. The flange connecting portions 51 and 52 are fastened with a constant pressure by a clamp (not shown). Compressed air is sent from the compressor to the gap between the flange connecting portions 51 and 52 through the flow path 511 of the lower flange 51, and a constant pressure is applied to the gap for a certain period of time. If compressed air leaks from the gap through the gasket 53 during this period, the flow rate (leakage amount) is measured by a flow meter.

復元性の測定は次の手順で行われる。まず、加圧台50の2枚の鋼板501、502をプレス機で加圧することにより、フランジ接続部51、52に対して軸方向に一定の圧力が一定時間加えられる。これによりガスケット53が軸方向に圧縮される。その後、その圧力が除去されるとガスケット53が膨張し、それに伴って加圧台50の上側の鋼板501が持ち上げられる。この上昇量、すなわちガスケット53の復元量がダイヤルゲージ503を用いて測定される。 The stability measurement is performed by the following procedure. First, by pressurizing the two steel plates 501 and 502 of the pressurizing table 50 with a press machine, a constant pressure in the axial direction is applied to the flange connecting portions 51 and 52 for a certain period of time. As a result, the gasket 53 is compressed in the axial direction. After that, when the pressure is released, the gasket 53 expands, and the steel plate 501 on the upper side of the pressurizing table 50 is lifted accordingly. This amount of increase, that is, the amount of restoration of the gasket 53 is measured using the dial gauge 503.

図5の(b)は、シール材が軟質マイカ層のみを含むガスケットI、硬質マイカ層のみを含むガスケットII、および軟質マイカと硬質マイカとの積層構造を含むガスケット25のそれぞれについて、図5の(a)の装置を用いた測定で得られた漏れ量と復元量との値を示す表である。ガスケットI、II、25のそれぞれについて5種類のサンプルが製造され、各サンプルについて漏れ量と復元量とが測定された。ガスケットIはサンプル間での漏れ量の平均値が10cc/分未満に抑えられたが、復元量の平均値が0.1mm未満でしかなかった。ガスケットIIはサンプル間での漏れ量の平均値が約200cc/分に達し、ガスケットIの10倍以上であった。これは、ガスケットIIがガスケットIよりもシール性が低いことを表す。しかし、その反面、ガスケットIIはサンプル間での復元量の平均値が約0.14mmに達し、ガスケットIの2倍程度であった。これは、ガスケットIIがガスケットIよりも復元性が高いことを表す。すなわち、硬質マイカは軟質マイカと比べ、シール性は劣るものの、復元性は優れる。本発明の実施形態によるガスケット25は、サンプル間での漏れ量の平均値が約40cc/分であり、復元量の平均値が約0.14mmであった。すなわち、ガスケット25は、シール性がガスケットIには及ばないものの、ガスケットIIよりは十分に高く、復元性がガスケットIIと同程度に高い。これは、軟質マイカと硬質マイカとの2層構造が、軟質マイカの高いシール性に加えて、硬質マイカの高い復元性を兼ね備えていることを表す。 FIG. 5B shows FIG. 5 for each of the gasket I in which the sealing material contains only the soft mica layer, the gasket II containing only the hard mica layer, and the gasket 25 including the laminated structure of the soft mica and the hard mica. It is a table which shows the value of the leakage amount and the restoration amount obtained by the measurement using the apparatus of (a). Five types of samples were produced for each of the gaskets I, II and 25, and the leakage amount and the restoration amount were measured for each sample. Gasket I had an average leakage amount of less than 10 cc / min between samples, but an average restoration amount of less than 0.1 mm. The average value of leakage between the samples of Gasket II reached about 200 cc / min, which was more than 10 times that of Gasket I. This means that Gasket II has a lower sealing property than Gasket I. However, on the other hand, the average value of the amount of restoration between the samples of Gasket II reached about 0.14 mm, which was about twice that of Gasket I. This means that Gasket II has higher resilience than Gasket I. That is, although hard mica is inferior in sealing property to soft mica, it is excellent in resilience. In the gasket 25 according to the embodiment of the present invention, the average value of the leakage amount between the samples was about 40 cc / min, and the average value of the restored amount was about 0.14 mm. That is, although the sealing property of the gasket 25 is not as high as that of the gasket I, the gasket 25 is sufficiently higher than the gasket II and has the same high resilience as the gasket II. This indicates that the two-layer structure of soft mica and hard mica has not only the high sealing property of soft mica but also the high resilience of hard mica.

[実施形態の利点]
本発明の上記の実施形態によるガスケット25は、シール性の高い軟質マイカと、復元性の高い硬質マイカとの両方を含み、特にそれぞれが交互に層31、32を成している。この2層構造によりこのガスケット25は高いシール性に加えて、高い復元性を兼ね備える。その結果、このガスケット25は、熱、振動、衝撃に起因する配管21、22の変形に伴ってフランジ23、24の間に面開きが生じても、それに追従して膨張することで第2フランジ24との接触圧を維持し、シール性を十分に高く維持することができる。
[Advantages of Embodiment]
The gasket 25 according to the above embodiment of the present invention contains both soft mica having high sealing property and hard mica having high resilience, and in particular, each of them alternately forms layers 31 and 32. Due to this two-layer structure, the gasket 25 has high resilience in addition to high sealing performance. As a result, even if a surface opening occurs between the flanges 23 and 24 due to deformation of the pipes 21 and 22 due to heat, vibration, and impact, the gasket 25 expands accordingly to the second flange. The contact pressure with 24 can be maintained, and the sealing property can be sufficiently maintained.

[変形例]
(1)図3の(a)が示す帯状のシール材30は、軟質マイカペーパー31と硬質マイカペーパー32とを1枚ずつ互いに貼り合わせたものである。本発明の実施形態によるシール材はこの構造には限らず、軟質マイカ層と硬質マイカ層とが独立に含まれる構造であってそれぞれの利点、シール性と復元性とが十分に高く発揮されるものであればよい。たとえば、軟質マイカ層と硬質マイカ層とがガスケット25の径方向において、1層ずつ交互に配置される代わりに、たとえば一方が3層重ねられるごとに他方が2層重ねられるというように、軟質マイカ層と硬質マイカ層との間での層数の比率が1:1以外に設定されてもよい。その他に、軟質マイカと硬質マイカとの間でマイカペーパーの厚みが異なっていてもよい。
[Modification example]
(1) The band-shaped sealing material 30 shown in FIG. 3A is made by laminating soft mica paper 31 and hard mica paper 32 one by one. The sealing material according to the embodiment of the present invention is not limited to this structure, but has a structure in which a soft mica layer and a hard mica layer are independently contained, and the advantages, sealing properties and restorability of each are sufficiently high. Anything is fine. For example, instead of alternately arranging the soft mica layer and the hard mica layer one layer at a time in the radial direction of the gasket 25, for example, for every three layers of one layer, two layers of the soft mica layer are stacked. The ratio of the number of layers between the layers and the hard mica layer may be set to other than 1: 1. In addition, the thickness of mica paper may be different between soft mica and hard mica.

(2)図3の(b)、(c)が示すシール材30は、補強材として金属箔33を含む。その他に、マイカペーパーだけでも十分な強度と形状の精度とが維持できる場合は、金属箔33が省略されてもよい。 (2) The sealing material 30 shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) includes a metal foil 33 as a reinforcing material. In addition, the metal leaf 33 may be omitted if sufficient strength and shape accuracy can be maintained with mica paper alone.

25 ガスケット
30 シール材
31 軟質マイカ層
32 硬質マイカ層
33 金属箔
25 Gasket 30 Sealing material 31 Soft mica layer 32 Hard mica layer 33 Metal leaf

Claims (3)

渦巻状に巻かれたシール材を有するガスケットであって、
前記シール材は、
径方向において交互に積層された軟質マイカ層と硬質マイカ層
含み、
前記シール材の径方向における最も内側には軟質マイカ層が位置する
ことを特徴とするガスケット。
A gasket with a spirally wound sealing material.
The sealing material is
Includes soft mica layers and hard mica layers stacked alternately in the radial direction,
The soft mica layer is located on the innermost side in the radial direction of the sealing material.
A gasket characterized by that .
前記シール材は、少なくとも内周部に金属箔を有する
請求項1に記載のガスケット。
The gasket according to claim 1, wherein the sealing material has at least a metal foil on the inner peripheral portion.
前記シール材は、
表面に軟質マイカが積層され、裏面に硬質マイカが積層された基層
を含み、
前記基層は、渦巻状に巻かれた後に軸方向にプレスされることで、環状に成型されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスケット。
The sealing material is
Includes a base layer with soft mica laminated on the front surface and hard mica laminated on the back surface.
The gasket according to claim 1 or 2 , wherein the base layer is formed into an annular shape by being wound in a spiral shape and then pressed in an axial direction.
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