JPH0960731A - 渦巻形ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスシール性が非常に良好となる渦巻形ガス
ケットを提供する。 【解決手段】 断面ほぼＶ字形の金属フープ材２とフィ
ラー材３を重ね合わせて渦巻状に巻いて構成する渦巻形
ガスケットにおいて、巻き始めと巻き終わりのフィラー
材を入れずにフープ材２だけを渦巻状に巻いた内側およ
び外側の円周の空巻き部分６ａ，６ｂを５巻きとし、か
つ巻き始めと巻き終わりの溶接固定部（ハ），（ニ）を
ガスケット本体の内側および外側の円周を等間隔に分割
する位置に４箇所設け、さらに、内輪４および外輪５を
設けた構成としている。 【効果】 フープ材の空巻き部分を通常より多くして５
巻きとした構成、またはフープ材の溶接固定部を、円周
を等間隔に分割する位置に４箇所設けた構成により、締
め付け圧によるフープ材の微少な変形が防止され、ガス
の接面漏れがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温高圧の機器や
配管の継手部に使われ、水、油、蒸気、ガス等の流体を
シールするのに用いられる渦巻形ガスケットの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図６に、従来の代表的な渦巻形ガ
スケットを示す。同図において、１は渦巻形ガスケット
本体、２は断面ほぼＶ字波形とした金属薄板製のフープ
材、３は無機繊維や膨張黒鉛等よりなるフィラー材、４
は内輪、５は外輪、６ａはフープ材の内周空巻き部分、
６ｂはフープ材の外周空巻き部分である。

【０００３】上記構成の渦巻形ガスケット本体１を製作
するには、初めにフープ材２を巻取り駒（図示してな
い）に巻き付け、その巻き付けにより重なり合ったフー
プ材同士を３箇所程度スポット溶接して溶接固定部
（イ）を互いに近接した１方向のみ３箇所に形成し、そ
の上にフープ材だけを２周程度空巻きしたあと、フィラ
ー材３を挾み、フープ材とフィラー材を重ねて巻き込
み、巻き終わり部分では、フープ材のみを３周程度空巻
きし、最後に巻き終わり部分を３箇所程度スポット溶接
して溶接固定部（ロ）を互いに近接した１方向のみ３箇
所に形成する方法が行なわれ、これが渦巻形ガスケット
本体の基本形とされている。

【０００４】なお、フープ材とフィラー材を重ね合わせ
て巻回する回数はサイズによって大きく影響され、呼び
径が１０Ａの小さいサイズでは３周程度であり、呼び径
６００Ａの大きいサイズでは１５周以上になる場合もあ
る。そしてこの基本形以外にも、締付圧力によるガスケ
ット本体の内側への変形を防止するための金属製補強リ
ングをガスケット本体の内側に付けた内輪付や、ガスケ
ット本体の外側への変形の防止や中心出しを目的として
金属製補強リングをガスケット本体の外側に付けた外輪
付や、内外輪付などと称される種々のタイプが知られて
おり、一般に高温高圧用ガスケットとして広く使われて
いる。

【０００５】フィラー材の種類としては、従来は石綿ペ
ーパーを帯状にスリットした石綿テープが一般的であ
り、酸アルカリ等の耐食性を要求される用途には未焼成
のＰＴＦＥテープが使われていたが、石綿繊維は天然鉱
物であり、資源の枯渇が心配されることや、石綿繊維が
原因と推測されている健康障害が社会問題となって世界
的に石綿の使用が制限される傾向となってきたため、現
在は石綿以外の無機繊維を主材料としたノンアスベスト
ペーパーをスリットしたもの（以下ＮＡテープと略す
る）が使われている。また、極低温条件や特に高いシー
ル性を要求される用途には、柔軟性と弾力性を兼ね備え
た膨張黒鉛テープ（グラシールテープ、以下ＧＲテープ
と略する）が使われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５〜図６に示した渦
巻形ガスケットは、断面ほぼＶ字形の金属製フープ材と
クッション性を持つフィラー材を交互に重ね合わせて巻
回する構造を有しているため、弾力性に富み、熱による
膨張収縮にも対応できるためシール性に優れ、理想的な
ガスケットの一つと考えられている。特に、フィラー材
にＧＲテープを用いたものはフランジとのなじみが良
く、接面からの漏れを少なくできるため、４５０℃以下
の酸化性雰囲気や８００℃以下の非酸化性雰囲気ではガ
スシール性の優れたガスケットとして知られている。

【０００７】しかしながら、ＧＲテープをフィラー材と
して用いた渦巻形ガスケットにおいても、ガスを完全に
シールすることはできず、一方、プラント等の完成検査
の際には窒素ガス等を用いることが多く、漏れが発生し
て問題になることがある。このため、有機バインダー等
をフィラー材の全面あるいは一部に塗布する方法や、補
助フィラーを用いる方法がシール性を改善するために提
案されているが、有機物を用いるものは高温でのシール
性に不安があり、また生産性が著しく低下するという問
題もある。それに加えて、最近ではアメリカの大気浄化
法（ＣＡＡ）に代表されるように、環境問題の一環とし
て、微量の漏れに対しても規制される動きがあり、さら
にガスシール性の良好な渦巻形ガスケットが必要な状況
になってきている。

【０００８】本発明は、以上の点を鑑みてなされたもの
で、特にガスシール性が非常に良好となる渦巻形ガスケ
ットを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、金属
フープ材とフィラー材を重ね合わせて渦巻形に成巻して
構成する渦巻形ガスケットにおいて、巻き始めと巻き終
わりのフィラー材を入れずに金属フープ材だけを渦巻状
に巻いた内側および／または外側の空巻き部分を５巻以
上とした構成を要旨としている。

【００１０】本願の第２発明は、金属フープ材とフィラ
ー材を重ね合わせて渦巻形に成巻して構成する渦巻形ガ
スケットにおいて、巻き始めと巻き終わりの溶接固定部
をガスケット本体の内側および／または外側の円周を等
間隔に分割する位置に４箇所以上設けた構成を要旨とし
ている。

【００１１】本願の第３発明は、金属フープ材とフィラ
ー材を重ね合わせて渦巻形に成巻して構成する渦巻形ガ
スケットにおいて、巻き始めと巻き終わりのフィラー材
を入れずに金属フープ材だけを渦巻状に巻いた内側およ
び／または外側の空巻き部分を５巻き以上とし、さらに
巻き始めと巻き終わりの溶接固定部をガスケット本体の
内側および／または外側の円周を等間隔に分割する位置
に４箇所以上設けた構成を要旨としている。

【００１２】ここで、前記フープ材の空巻きの回数とし
ては、ガスケットのサイズにも影響されるが、最低でも
５巻き以上必要で、５００Ａ以上の大口径サイズでは１
０巻程度となっても差し支えない。また、前記フープ材
の溶接固定部は円周を等間隔に分割した部位に設ける。
たとえば、ｎ分割の場合は、各溶接固定部相互の中心角
αが（３６０°／ｎ）±１０°以内となる位置にそれぞ
れ施し、望ましくは各溶接固定部相互の間隔が１００mm
以内となるように分割するのが良い。溶接固定部もガス
ケットのサイズに影響されるが、小さいサイズのもので
も４箇所以上必要で、大口径では２０箇所以上となって
も問題にはならない。

【００１３】前記フィラー材の種類としては、ガスシー
ル性が非常に良好になるという点ではＧＲテープが好ま
しいが、その他のフィラーについてもシール性が向上す
ることが確認されている。また、ガスケットの形状はい
ずれのタイプもシール性が改良され、特に、内外輪付の
タイプは著しく効果があり、完全にガスシールすること
が可能であることが確認されている。

【００１４】上記の渦巻形ガスケットのシール性が非常
に良好となる機構は、以下の作用に因るものと推定され
る。従来の渦巻形ガスケットは、フランジとの接面から
の漏れをフィラー材の端面で防止することを重視してい
るため、金属フープ材の空巻き部分は２〜３巻きと少な
くし、溶接固定部もフープ材がばらけないことを目的と
していたため、比較的短い間隔（２０mm以内)で３箇所
スポット溶接されているのが普通である。特に内外輪付
のものは、フープが内側あるいは外側に座屈する可能性
が少ないので、空巻き部分が１〜２巻のものもある。

【００１５】上記のような従来のタイプの渦巻形ガスケ
ットは、水、油、蒸気のような流体をシールする上では
全く問題がないが、ガス系の流体を完全にシールするこ
とはできない。これは、ガスケットをフランジにセット
して締め付けると、フープ材およびフィラー材が圧縮さ
れ断面ほぼＶ字状の頂角が狭まるような力が加わるが、
この時フープ材とフィラー材には同時に法線方向にも力
が働き、ガスケット本体の内径を小さく、外径を大きく
するように変形する。さらに締め付け面圧が高すぎる
と、内径側に座屈したり外径側に大きく変形し、問題と
なるが、適正な面圧の場合でも変形を完全に防止するこ
とはできない。これは内外輪付の場合も同様で、内外輪
は座屈や大きな変形を防止するためには効果があるが、
本体と内外輪の隙間を完全になくすことは不可能なた
め、微小な変形を防止することはできない。そして、こ
のような変形は円周方向に均一に起こることは少ないた
め円周方向のガスケットの面圧にばらつきが発生し、こ
れが微小なガスの漏洩の原因となるものと考えられる。

【００１６】前記問題について、本発明者らが鋭意研究
を重ねた結果、フープ材だけを渦巻状に巻いた内側およ
び／または外側の空巻き部分を５巻き以上とすること、
またはフープ材の巻き始めおよび巻き終わりの溶接固定
部をガスケット本体の内側および／または外側の円周を
等間隔に分割する４箇所以上設けることにより、フープ
材およびフィラー材に生ずる円周方向に対して不均一な
変形を抑えることができることを見い出した。このた
め、実際にフランジに締め付けられた場合の面圧のばら
つきが小さくなり、ガスシール性が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１〜図２に示すように、断面ほ
ぼＶ字形の金属フープ材２とフィラー材３を重ね合わせ
て渦巻状に巻いて構成する渦巻形ガスケットにおいて、
巻き始めと巻き終わりのフィラー材を入れずにフープ材
２だけを渦巻状に巻いた内側および外側の円周の空巻き
部分６ａ，６ｂを５巻きとし、かつ巻き始めと巻き終わ
りの溶接固定部（ハ），（ニ）をガスケット本体の内側
および外側の円周を等間隔に分割する４箇所に設け、さ
らに、内輪４および外輪５を設けた構成としている。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例と共に図面に基
づいて説明する。 実施例１ 実施例１は、図１〜図２に示した渦巻形ガスケットであ
り、これは１００ＡサイズのＧＲテープをフィラー材と
して用いた内外輪付タイプである。図中、１はガスケッ
ト本体、２は金属フープ材、３はフィラー材、４は内
輪、５は外輪、６ａはフープ材の内周空巻き部分、６ｂ
はフープ材の外周空巻き部分である。この製造方法は、
まず巻型に断面ほぼＶ字状の絞り加工したＳＵＳ３０４
製フープ材をセットし、フープ材だけを２周巻いた後、
図１に示すように中心角がおよそ９０°（４分割）とな
るような位置に４箇所スポット溶接して溶接固定部
（ハ）を設けた。その上に続けて３周空巻きした後、Ｇ
Ｒテープのフィラーを挾み、互いに重ね合わせて１１〜
１３周巻回し、その後再度フープ材のみを５周空巻き
し、最後に巻き始めと同様に中心角がおよそ９０°（４
分割）となるような位置に４箇所スポット溶接して溶接
固定部（ニ）を設けた。そしてガスケット本体を巻型か
ら取り外した後、ＳＵＳ３０４製内輪と外輪を装着して
完成させた。

【００１９】実施例２ 実施例２は、図３に示した渦巻形ガスケットであり、実
施例１において、フープ材の内周空巻き部分６ａおよび
外周空巻き部分６ｂの溶接固定部（ホ），（ヘ）を通常
の互いに近接した１方向のみ３箇所に変更したものであ
る。

【００２０】実施例３ 実施例３は、図４に示した渦巻形ガスケットであり、こ
れは実施例１におけるフープ材の内外周空巻き部分６
ａ，６ｂの空巻き数を通常の３巻きに変更したものであ
る。

【００２１】比較例 比較例は、図５〜図６に示した従来の渦巻形ガスケット
であり、フープ材の内外周空巻き部分６ａ，６ｂの空巻
数を３巻きにし、溶接固定部（イ），（ロ）を１方向の
み３箇所にしたものである。

【００２２】実施例１〜３、比較例の構造およびシール
性の結果を下記表１に示す。ただし、シール性は実際の
１００Ａ、ＲＦフランジを用い、Ｈｅガス４２．０kgf
／cm²Ｇをかけたときの１時間の漏洩を水上置換法で捕
集したガスの量で表示した。前記表１に示すように、比
較例でも漏洩量は小さくシール性が悪いとはいえない
が、実施例２，３では比較例の１／５の漏洩量であり、
実施例１では漏洩は０となり、実施例１〜３は比較例よ
りもシール性が非常に良いことが認められた。実施例１
においては、内周および外周の空巻き部分６ａ，６ｂの
巻き数を５巻きとしたことと、空巻き部分のスポット溶
接固定部（ハ），（ニ）と円周を等間隔に分割する位置
に設けたことによる相乗効果により特にシール性が良く
なったものと考えられる。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による渦巻形ガスケットは、フープ材の内外周空巻き部
分５巻き以上と通常より多くした構成、ならびにフープ
材の巻き始めと巻き終わりの溶接固定部を円周を等間隔
に分割する部分に４箇所以上設けた構成とすることによ
り、非常に良好なガスシール性を得られ、アメリカの大
気浄化法に代表されるごく微量な漏れの防止に対応する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す渦巻形ガスケットの平
面図である。ただし、作図の都合上、フープ材とフィラ
ー材を巻回してある部分の巻数は実際の製品より少なく
なっている。

【図２】図１の部分断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す渦巻形ガスケットの
平面図である。ただし、作図の都合上、フープ材とフィ
ラー材を巻回してある部分の巻数は実際の製品より少な
くなっている。

【図４】本発明の他の実施例を示す渦巻形ガスケットの
平面図である。ただし、作図の都合上、フープ材とフィ
ラー材を巻回してある部分の巻数は実際の製品より少な
くなっている。

【図５】従来の渦巻形ガスケットの平面図である。ただ
し、作図の都合上、フープ材とフィラー材を巻回してあ
る部分の巻数は実際の製品より少なくなっている。

【図６】図５の部分断面図である。

【符号の説明】

１ 渦巻形ガスケット本体 ２ フープ材 ３ フィラー材 ４ 内輪 ５ 外輪 ６ａ 内周空巻き部分 ６ｂ 外周空巻き部分 （イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ），（ヘ） 溶
接固定部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 ２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 ３】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 ２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 ３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属フープ材とフィラー材を重ね合わせ
   て渦巻形に成巻して構成する渦巻形ガスケットにおい
   て、巻き始めと巻き終わりのフィラー材を入れずに金属
   フープ材だけを渦巻状に巻いた内側および／または外側
   の空巻き部分を５巻き以上としたことを特徴とする渦巻
   形ガスケット。
2. 【請求項２】 金属フープ材とフィラー材を重ね合わせ
   て渦巻形に成巻して構成する渦巻形ガスケットにおい
   て、巻き始めと巻き終わりの溶接固定部をガスケット本
   体の内側および／または外側の円周を等間隔に分割する
   位置に４箇所以上設けたことを特徴とする渦巻形ガスケ
   ット。
3. 【請求項３】 金属フープ材とフィラー材を重ね合わせ
   て渦巻形に成巻して構成する渦巻形ガスケットにおい
   て、巻き始めと巻き終わりのフィラー材を入れずに金属
   フープ材だけを渦巻状に巻いた内側および／または外側
   の空巻き部分を５巻き以上とし、さらに巻き始めと巻き
   終わりの溶接固定部をガスケット本体の内側および／ま
   たは外側の円周を等間隔に分割する位置に４箇所以上設
   けたことを特徴とする渦巻形ガスケット。