JPH04160272A

JPH04160272A - うず巻形ガスケット

Info

Publication number: JPH04160272A
Application number: JP28793090A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hashimoto; 哲橋本; Shinichiro Tanaka; 紳一郎田中; Takeshi Mitsuyoshi; 猛三吉
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-06-03
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2594175B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、断面波形状の金属帯板と帯状のフィラー材と
を互いに重ね合せた状態で複数回うず巻状に巻回してな
り、例えば自動車用排気管の管接続部において、各端管
に形成されたフランジ間に挟持されることにより管内外
をシールするのに用いられる等、水、油、蒸気等の流体
を封止する各種配管継手に適用されるうず巻形ガスケッ
トに関するものである。

〔従来の技術〕

従来におけるこの種のうず巻形ガスケットは、断面波形
状の金属帯板とアスベスト繊維とを重ねて捲回したもの
が一般的であった。

すなわち、上記アスベスト繊維は他の無機繊維に比べて
紙に抄造し易く、形態保持力に優れたフィラーとなるた
め、これを用いたうず巻形ガスケットは機械的物性、柔
軟性、復元性においてきわめて優れたものとなり、良好
な耐熱性、シール性を備えるものとして広く用いられて
いたのである。

ところが近時、上記アスベスト繊維は、取扱い時に発生
する多量の粉塵を吸うことによって肺がんを起こしたり
、前記粉塵が皮膚等に沈着するアスベスト病を起こす原
因となるものであることからその使用が控えられるよう
になっている。

このため、上記アスベスト繊維以外の無機繊維を基材と
するフィラー材の開発が要望されるようになり、例えば
、特開昭６１−２２５３９９号公報には、アスベスト繊
維以外の無機繊維を基材として、セビオライトを配合さ
せたフィラー材をうず巻形ガスケットに使用することが
開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭６１−２２５３９９号に開示されるフィラー
材を用いたうず巻形ガスケット（以下、従来品という）
は、前記公報中においても明らかにされているように、
−船釣な２００ｋｇｆ／　ｃａｒ程度の締付面圧に対し
ては常温〜８００℃迄のあらゆる温度条件下で、アスベ
スト繊維をフィラーとするものに比べて優れた圧縮率、
復元率を呈するもので、アスベストフィラーを用いたう
ず巻形ガスケットに代わるものとして注目されるもので
ある。

しかしながら、上記従来品は、１００１００Ｏ／ａ１程
度の異常な締付面圧がかけられると、座屈により圧縮率
、復元率共、アスベストフィラーを用いたものにくらべ
て低下するようになり、また、長時間（例えば２４時間
連続）加熱された後においても、アスベストフィラーを
用いたものに比べ封止力が著しく低下することが確認さ
れている。

このように上記従来品は必ずしもすべての面でアスベス
トフィラーを用いたうず巻形ガスケットよりも優れてい
るわけではなく、用途が限られてくるという問題があっ
た。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであっ
て、耐熱性、封止性等においてアスベストフィラーを用
いたものよりもあらゆる面でノくランスの良いうず巻形
ガスケットを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によるうず巻形ガス
ケットは、うず巻形に保持されたフィラーの内周形成部
がアスベストを除（無機質材を基材とする無機質フィラ
ーからなり、前記フィラーの外周形成部が膨張黒鉛フィ
ラーからなることを特徴とするものである。

〔作用〕

上記のように構成されたうず巻形ガスケットは、うず巻
形のフィラー内周形成部をなす無機質フィラーの圧縮剛
性と金属帯体との間の０．２５以上という摩擦係数とに
より、締付圧による座屈を阻止し、フィラー外周形成部
をなす膨張黒鉛フィラーにより漏れを防止する。

また、封止流体が高温の酸化性ガスの場合、上記無機質
フィラーによる断熱作用で膨張黒鉛フィラーの酸化を防
止する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明によるうず巻形ガスケットの正面図であ
って、金属帯板ｌでフィラー２をうず巻形に保持してな
る。

金属帯板１は第２図に示すように断面波形状を呈してい
る。

一方、フィラー２は、内周形成部２Ａと外周形成部２Ｂ
とからなり、これら各形成部２Ａ、２Ｂは連続してうず
巻形をなしている。

上記内周形成部２Ａはアスベストを除く無機質材を基材
とする無機質フィラーからなる。すなわち、この無機質
フィラーは、無機繊維、無機粉体、および結合材等を配
合してなる。

無機繊維としては、ガラス繊維、セラミックス繊維、ミ
ネラル繊維等が一種または複数種用いられる。この無機
質繊維の含有量は、無機質フィラー全体の５〜４０重量
％とすることが望ましい。

すなわち、無機繊維の含有量を５重量％未満とすると、
うず巻形ガスケットのフィラーとして必要な復元性を得
ることが難しくなる。また、含有量が４０重量％を越え
ると、フィラーの空隙率が高くなるため、シール性が低
下するとともに、締付時に繊維が折れ易くフィラーの強
度が低下する。

無機粉体としては、タルク、カオリン、セピオライト、
バーミキュライト、マイカ、ウオラスナイト等が単独で
、もしくは混合して用いられる。

この無機粉体の含有量は、無機質フィラー全体の３５〜
９５重量％とすることが望ましい。すなわち、無機粉体
の含有量が３５重量％未満では、この無機粉体による目
詰め効果が低下し、フィラーが締付けに対して弱くなる
。また、含有量が９５重量％を越えると、フィラーの可
撓性が低下し封止力が悪くなる。

結合剤としては、天然ゴム、合成ゴム、ラテックス及び
各種パイプ類が用いられる。この結合剤の含有量は、無
機質フィラー全体の２５重量％以下とすることが望まし
い。すなわち、この結合剤が２５重量％を越えて含有さ
れると、無機質フィラーの耐熱性が著しく低下してしま
う。

上記のような無機繊維、無機粉体、結合剤を配合してな
る無機質フィラーの厚みは、０．１〜１．２ｍｍとする
のが好ましい。無機質フィラーの厚みが０．１ｍｍ未満
であると、この無機質フィラーの組成に拘らず、フィラ
ーの可撓性や弾性が生かされなくなってしまう。また、
前記厚みが１．２ｍを越える厚い無機質フィラーとなる
と、前記金属帯板ｌの持つ圧縮剛性や復元性が阻害され
、フィラーとして適当な圧縮剛性や復元性、あるいは強
度が得られない。

また、上記無機質フィラーは、その嵩密度を０゜６〜１
．１ｇ／ａＩｒの範囲のものとすることが好ましい。

すなわち、嵩密度が０．６　ｇ／ａｌ末嘗であると、無
機質フィラーとして適切な圧縮剛性や復元性が得られず
、この面における無機質フィラーの存在価値が薄れる。

また、嵩密度が１．１ｇ／ａＩｒを越える無機質フィラ
ーとす名と、圧縮剛性が高くなりすぎてシール性が低下
してしまう。

さらに、上記無機質フィラーは、前記金属帯板との間の
摩擦係数が０．２５以上となるように組成されている必
要がある。すなわち、前記摩擦係数が０．２５未満であ
ると、うず巻形ガスケットに締付圧がかけられたとき、
金属帯体ｌと無機質フィラーで形成されたフィラー２と
の間にすべりが生じ、うず巻形ガスケット全体の偏平化
、すなわち、異常圧縮が可能となってしまう。したがっ
て、前記摩擦係数が０．２５未満であると、うず巻形ガ
スケットが、締付時、殊に異常な締付圧を伴なう締付時
に異常に圧縮されて復元不能となる恐れがある。

このような状態になると、金属帯体ｌとフィラー２間に
生じた隙間を介して密封体がうず巻状の軌跡を描いて漏
れてしまう。

次に、前記フィラー２の外周形成部２Ｂについて説明す
る。

この外周形成部２Ｂは膨張黒鉛フィラーからなり、第１
図に示す実施例の場合、６周巻回されたうず巻状のフィ
ラー２のうちの３周分の巻回部を占めている。なお、本
発明におけるうず巻形ガスケットにおいては、前記外周
形成部２Ｂは、複数回巻回されたフィラー２のうち少な
くとも１周以上の巻回部を占めていればよい。このよう
に、外周形成部２Ｂが１周以上の巻回部を占めるように
するのは、うず巻形ガスケットにおける軸方向への漏れ
を膨張黒鉛フィラーによって全周に亘って確実に防止す
るためである。

また、同時に、前記外周形成部２Ｂ、すなわち膨張黒鉛
フィラーの占める体積含有率は、フィラー２全体の５０
％以下とされている。これは膨張黒鉛フィラーの体積含
有率が５０％を越えると、フィラー２の他の部分を上述
したような無機質フィラーで構成したとしても、うず巻
ガスケット全体としての十分な圧縮剛性が得られないた
めである。

また、無機フィラーと膨張黒鉛フィラーの継ぎ目は、第
１図に示すように互いに重なり合う部分を備えるように
してもよいし、互いの端部を突き合わせるような状態と
しても良い。

以上のようにしてなるうず巻形ガスケットは、フィラー
２の内周形成部２人をなす無機質フィラーと金属帯板１
とにより、必要な圧縮剛性や復元性を確保して、うず巻
ガスケットとしての形態を保持している。すなわち、こ
れによって、フィラー２の外周形成部２Ｂをなす膨張黒
鉛フィラーも常に必要な形態を保持している。したがっ
て、このうず巻形ガスケットは、例えば第５図に示すよ
うに、管へと管Ｂの各フランジＡＩ、Ｂ１間に挟持され
て、これらの管Ａ、Ｂの接続部を封止する場合に、ポル
トＣの締め付けが強くなりすぎて座屈により形態を崩す
ことなく、膨張黒鉛フィラーの耐熱性と封止性能を生か
して確実な封止能力を発揮する。

また、同時に、前記外周形成部２Ｂ、すなわち膨張黒鉛
フィラーの占める体積含有率は、フィラー２全体の５０
％以下とされている。これは膨張黒鉛フィラーの体積含
有率が５０％を越えると、フィラー２の他の部分を上述
したような無機質で構成したとしても、うず巻ガスケッ
ト全体としての十分な圧縮剛性が得られないためである
。

また、封止流体が、たとえば６００℃の酸化性ガスの場
合、上記無機質フィラーが内周側から外周側への漏れを
防止するうえ、膨張黒鉛フィラーの酸化を抑制してその
劣化を防止することができる。

尚、図中のＤはうず巻ガスケットに外嵌されてその形態
を保持するのに寄与する金属製の外輪である。

次に、第１図および第２図に示す本発明によるうず巻形
ガスケットの実施品と、第３図に示すようにフィラーに
膨張黒鉛フィラー３０のみを用いた比較界１．さらに第
４図に示すようにフィラーにアスベスト繊維４０を基体
としたものを用いた比較界２の圧縮・復元試験結果及び
封止試験結果を示す。

本発明の実施品では、前記無機質フィラーの配合物及び
配合比率は第８図の通りである。

第８図に示す無機質フィラーの厚さは０．４閣、嵩密度
は０．７ｇ／ａ／、金属帯体との摩擦係数は０゜２６で
ある。

一方、膨張黒鉛フィラーの厚さは０．４ｍ、嵩密度は１
．１　ｇｌｒｄである。

また、比較界ｌのフィラー（膨張黒鉛フィラー）の配合
物及び配合比率は第９図に示す通りである。

また、比較界２のフィラー（アスベストフィラー）の配
合物及び配合比率は第１０図に示す通りである。

第１０図に示すフィラーの厚さは０．４ｍ、嵩密度は０
．９　ｇｌｒｄ、金属帯体との摩擦係数は０．２１であ
る。

以上に示すような実施品、比較界１、比較界２を用いて
以下のような圧縮・復元試験を行なった。

第６図は圧縮・復元試験装置を示す正面図であって、Ｉ
が実施品あるいは比較界１，２等の試験試料である。試
料Ｉは２つのフランジＦ、Ｆ間に挟まれた状態で油圧プ
レス機Ｐにセットされ、締付力をかけられるようになっ
ている。Ｇは圧縮量、復元量を測定するダイヤルケージ
である。この試験装置を用いて、締付面圧３５０ｋｇｆ
／ａ＃および１０００ｋｇ　ｆ　／ａｌをかけた状態で
それぞれ１分間保持し、その後ダイヤルゲージＧで測定
した各試料の圧縮変形率を第１１図に示す。また、この
第１１図に、締付面圧１０００ｋｇ　ｆ　／ａｌをかけ
た後の各試料の復元率及び試験前後においてノギスで測
定した各試料（うず巻形ガスケット）の内径の変化の様
子と変形量を合わせて示す。

第１１図に示す結果から明らかなように、本発明実施品
は、“ＪＩＳ８２４３圧力容器の構造”に示されている
Ｙ値に対応する締付面圧３５０ｋｇｆ／ｌｉにおいて、
比較界１と同等で、比較界２よりも圧縮率が小さい。そ
して、異常圧力といえる締付面圧１０００ｋｇ　ｆ　／
ａｌにおいては、比較界１．２の圧縮率およびガスケッ
ト内径の変形量が多く、座屈が生じているのに対して、
本発明の実施品の圧縮率は比較界１．２に比べて格段に
小さく押えられている。また、締付面圧１０００ｋｇ　
ｆ　／ａｌにおける復元率において実施品は比較界１．
２のいずれと比べてもはるかに大きい。さらに、各試料
の試験前後の内径の変化量も本発明実施品は比較界１゜
２と比べて小さなものとなっている。すなわち、本発明
実施品は、内周形成部の無機質フィラーが圧縮剛性に富
み、かつ摩擦係数が大きいことにより、１０００ｋｇ　
ｆ　／ａｌという異常に大きい締付面圧をかけられた場
合にも、比較界１．２に比べて座屈がほとんど生じてい
ないことが分る。

第７図は封止試験装置を示す構成図であって、同図にお
いて、Ｆはフランジ、Ｓは締付ポルトナツト、ＰＭは圧
力計、■はバルブ、ＷＰは水圧ポンプである。そして、
締付ポルトナツトＳにより試料Ｉを締付面圧３５０ｋｇ
ｆ／ａｌで締め付けたのち、水圧ポンプＷＰから送り出
した水を下側のフランジＦを貫通して設けた送入路Ｆｌ
を介して試料Ｉの内周側に送り込むことにより、試料Ｉ
に圧力を負荷するようにしている。尚、締付ボルトナツ
トＳは、予め、締付トルクと発生するボルト軸力の関係
を測定しておく。

以上のような第７図の装置を用いて、実施品及び比較界
１．２を、加熱前及び３５０℃で２４時間電気炉で加熱
し、自然放冷後にそれぞれ封止試験を行なった。その結
果を第１２図に示す。

第１２図に示す結果から明らかなように、加熱前におい
ては各試料とも１４０ｋｇｆ／ｃａｒで封止可能であっ
たのが、本発明実施品は、特にフィラーとして膨張黒鉛
フィラーのみを用いた比較界１と同じように加熱後にお
いて著しく高い封止能力を保持している。これは、高温
雰囲気中でも、内周形成部の無機質フィラーが形態を維
持し、かつ熱誠量分も少ないので、外周形成部の膨張黒
鉛フィラーのもつ耐熱性を有効に生かせるためと思考さ
れる。

以上のように本発明実施品は、過剰な締付面圧を与えら
れた場合の強度においても、長時間の加熱の後の封止能
力においても、膨張黒鉛フィラーのみを用いた比較界ｌ
ばかりか、アスベストフィラーを用いた比較界２とくら
べてもより高い性能を有していることがわかる。

尚、上記実施品ばかりでなく、本発明に係る他のうず巻
形ガスケットにおいても同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によろうず巻形
ガスケットは、強度及び耐熱性とも、膨張黒鉛フィラー
を用いたものはもちろんのこと、アスベストフィラーを
用いたものと比べても広範囲の条件で高い能力を発揮す
ることができるものであり、アスベストフィラーを用い
たうず巻形ガスケットに真に代用しうるちのとしてきわ
めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のうず巻形ガスケットの正面図
、第２図は第１図の■−■拡大断面図、第３図および第
４図はそれぞれ比較界Ｉおよび比較界２のガスケットの
断面図、第５図は同ガスケットの使用状態の説明図、第
６図は圧縮・復元試験装置の正面図、第７図は封止試験
装置の正面図、第８図、第９図および第１Ｏ図はそれぞ
れ無機質フィラーの配合、膨張黒鉛フィラーの配合およ
びアスベストフィラーの配合を示す表、第１１図は圧縮
・復元試験結果を示す表、第１２図は封止試験結果を示
す表である。ｌ−・・金属帯板、２−・フィラー、２Ａ・・・内周形
成部、２Ｂ・・・外周形成部。特許出願人　　日本ビラー工業株式会社代理人　　　　
弁理士　鈴　江　孝　−（ほか１名）１ＦＭ「π ＬＩＩ　　　・第２図第３図、Ｄ第４図り第５図第６図第７図第８図、！、オ致値フィラーＩ）記名− 第９図ｆ＃１張！、鉛フィウーの記者第１０図了スベスＹフィラーの配右

Claims

【特許請求の範囲】

（１）断面波形状の金属帯板でフィラーをうず巻形に保
持してなるうず巻形ガスケットにおいて、うず巻形に保
持された前記フィラーの内周形成部がアスベストを除く
無機質材を基材とする無機質フィラーからなり、前記フィラーの外周形成部が膨張黒鉛フィラーからなることを特徴とするうず巻形ガスケット。