JPH10220583A - うず巻形ガスケット - Google Patents

うず巻形ガスケット

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JPH10220583A
JPH10220583A JP3982697A JP3982697A JPH10220583A JP H10220583 A JPH10220583 A JP H10220583A JP 3982697 A JP3982697 A JP 3982697A JP 3982697 A JP3982697 A JP 3982697A JP H10220583 A JPH10220583 A JP H10220583A
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JP
Japan
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wound
gasket
winding
hoop material
filler
Prior art date
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Application number
JP3982697A
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English (en)
Inventor
Katsutoyo Itoi
克豊 糸井
Kanji Hanajima
完治 花島
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内輪を用いなくても座屈に強い安価なうず巻
形ガスケットを提供することである。 【解決手段】 金属フープ材とフィラー材とを重ね合わ
せて、うず巻形に成巻してうず巻形ガスケットを構成す
る。この場合、巻始めのフィラー材を入れずに金属フー
プ材だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部分の巻数を6
巻以上とする。或いは上記空巻部分を間隔dmmで溶接
し、該dmmはガスケットの内径rmmとした時200
0/r+30≦d≦2000/r+80の範囲内に設定
する。上記構成とすることにより座屈に強いうず巻形ガ
スケットが得られ、内輪を不要とすることができる。

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
配管の継手部に使用され、水、油、蒸気、ガス等の流体
をシールする目的で、テープ状の金属製波形薄板(以下
フープ材と称する)と膨張黒鉛やPTFE等のテープ状
の充填材(以下フィラー材と称する)を互いに重ね合わ
せた状態で複数回うず巻状に巻回してなるうず巻形ガス
ケットの構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】うず巻形ガスケットは事前に略V字形に
成形されているテープ状の金属製のフープ材と膨張黒鉛
テープ等のフィラー材とを互いに重ね合わせて複数回う
ず巻状に巻回して構成されておりこれを基本形と称して
いる。そして、それ以外に締付圧力によるガスケット本
体の内側への変形(座屈)を防止するために金属製補強
リング(以下内輪と称する)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(以下外輪と
称する)をガスケット本体の外側に付けた外輪付や、更
に両者のリングを設けた内外輪付などと称される種々の
タイプのものが知られており、一般に高温高圧用ガスケ
ットとして広く使われている。
【0003】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(ポリ四フッ化エチレン)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が使
われるようになってきた。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、フィラー材として柔軟性
と弾力性を兼ね備えた膨張黒鉛テープ(以下GRテープ
と称する)が使われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来品から成るガスケットをフランジにセットしボ
ルトで締付けるときに締付圧力が高すぎたり不均一に締
付けられたりすると、ガスケット本体に内周と垂直方向
に変形力が加わり内周部の一部が大きく内径方向に変形
する座屈が発生する。そしてこのような座屈が発生する
とその部分の面圧が下がり、シール性が著しく低下した
り座屈部分が内部流体の流れを阻害したりした。また座
屈が大きい時や内部流体の速度が速い場合は座屈部分が
流体に流され欠落してしまうという問題があった。これ
は特にフィラー材の摩擦係数が小さい膨張黒鉛やPTF
Eの場合に発生し易く、このためこれらのフィラー材を
用いたものは内輪を付けて使用することが推奨されてい
た。しかしながらこのような内輪には内部流体の汚染を
嫌うためにステンレス等の金属が使われることが多く、
ガスケット自体の価格アップの要因となっていた。
【0005】本発明の目的は以上の点を鑑みてフィラー
材が膨張黒鉛やPTFE等の座屈し易い材料の場合に、
内輪を用いなくてもガスケット本体の内側への座屈を防
止できる安価な構造のうず巻形ガスケットを提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、金属フープ材とフィラー材とを
重ね合わせて、うず巻形に成巻して構成するうず巻形ガ
スケットにおいて、巻始めのフィラー材を入れずに金属
フープ材だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部分の巻数
を6巻以上としたことを要旨とする。
【0007】請求項2の発明は、金属フープ材とフィラ
ー材とを重ね合わせて、うず巻形に成巻して構成するう
ず巻形ガスケットにおいて、巻始めのフィラー材を入れ
ずに金属フープ材だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部
分を間隔dmmで溶接し、該dmmはガスケットの内径
rmmとした時2000/r+30≦d≦2000/r
+80の範囲内に設定したことを要旨とする。
【0008】請求項3の発明は、金属フープ材とフィラ
ー材とを重ね合わせて、うず巻形に成巻して構成するう
ず巻形ガスケットにおいて、巻始めのフィラー材を入れ
ずに金属フープ材だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部
分の巻数を6巻以上とし、かつ上記内側の空巻部分を間
隔dmmで溶接し、該dmmはガスケットの内径rmm
とした時2000/r+30≦d≦2000/r+80
の範囲内に設定したことを要旨とする。
【0009】請求項4の発明は、請求項2または3の発
明において、上記内側の空巻部分の溶接を巻始めから2
周以上とすることを要旨とする。
【0010】請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれ
かの発明において、前記フィラー材が膨張黒鉛テープま
たはポリ四フッ化エチレンテープであることを要旨とす
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、例
えば、図1、図2に示すように断面ほぼV字型の金属フ
ープ材とフィラー材を重ね合わせて、うず巻状に巻いて
構成する内径233mm(JIS 20K 200Aサ
イズ)のうず巻形ガスケットにおいて、巻始めのフィラ
ー材を入れずにフープ材だけをうず巻状に巻いた内側の
内周の空巻部分を8周とし、かつ内周空巻部分の溶接を
巻始めから2周目までを溶接箇所相互の間隔が61mm
となるように略等間隔に連続的にし、その上に続けて5
周空巻した後、GRテープのフィラーを挾み、互いに重
ね合わせて10周巻回し、その後再度フープ材のみを3
周空巻し、さらに外輪を設けた構成としている。
【0012】ここで、上記のような構造のうず巻形ガス
ケットが座屈する機構を推定してみると、まずガスケッ
トは締付けられると厚さ方向に圧縮されフープとフィラ
ーの間に存在していた空隙が埋められるとともにフィラ
ー材の密度が高くなる。即ち、図3に示すように圧縮す
ることによりフープ材2の間隔が狭くなり、間にあるフ
ィラー材3が圧縮されるので空隙が埋められる。そして
このフィラー材に加えられた圧力はガスケットの内径の
中心から外径側に向かう垂直方向の力として働き、過度
に締付けられるとフープおよびフィラーを内側に屈曲さ
せ座屈が発生する。
【0013】そこで、まず内輪を用いなくてもこの座屈
させようとする力に充分耐えられるように内周の空巻を
多くして内輪があるのと同じ程度の強度を得ようとする
ことを検討し、内周の空巻は6周程度が最も座屈防止に
効果があることが確認された。
【0014】次に溶接についてみると従来は溶接箇所が
多いほど内側に変形する力が分割されて小さくなるので
座屈しにくいものと考えられていた。ところが今回、本
発明者らは鋭意研究を重ねた結果、溶接箇所が少ない
と、内側のフープ材と外側のフープ材が多少ずれること
ができ、力を多少吸収することができるが、溶接箇所を
多くしすぎると各溶接箇所にかかる力そのものは分割さ
れて小さくなるものの、内側のフープ材と外側のフープ
材が完全に固定されているので力が直接伝達することに
なりそれを吸収する余裕も小さくなり1ヵ所にかかる力
の小さな変化にも対応できなくなることによりかえって
座屈が起こり易くなり、特にガスケットの内径rが大き
くなるほどこの傾向は大きくなることが判った。
【0015】そこでガスケットの内径がrmmのものに
対して、溶接箇所相互の間隔をあまり狭くしないために
内周空巻部分の巻始めから少なくとも2周目までを各溶
接箇所相互の間隔dmmとガスケットの内径rmmとの
間にd=2000/r+55の関係が成り立つように溶
接すると、最も座屈が小さくなり、これよりも大きくて
も、小さくても座屈が大きくなることを明らかにし本発
明に達した。ただし本発明ではガスケットの製作上のば
らつきを考慮して上記dに対し±25mmの範囲をとる
こととした。
【0016】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0017】実施例1 実施例1は図1、図2に示したうず巻形ガスケット1で
あり、GRテープをフィラー材2として用いた内径23
3mmのJIS 20K 200Aサイズの外輪付タイ
プである。ただし、図1中のフィラー材3とフープ材2
を重ね合わせて巻回してある部分の巻数は一部省略して
ある。図中、4は外輪、5はフープ材の内周空巻部分、
6は内周溶接巻部分、7は溶接箇所である。このガスケ
ットの製造方法は、まず巻形に断面ほぼV字状の絞り加
工したSUS304製フープ材をセットし、巻始めのフ
ィラー材3を入れずにフープ材2だけをうず巻状に巻い
た内側の内周の空巻部分を6周とし、かつ内周空巻部分
の溶接を巻始めから2周目までを溶接箇所相互の間隔d
が61mmとなるように略等間隔に連続的にし、その上
に続けて4周空巻した後、GRテープのフィラー材3を
挾み、互いに重ね合わせて10周巻回し、その後再度フ
ープ材2のみを3周空巻し、最後にSUS304製外輪
4を装着して完成させる。
【0018】実施例2 実施例2は実施例1における内周空巻部分5を4周に変
更したものである。
【0019】実施例3 実施例3は実施例1における内周空巻部分5を4周、内
周溶接巻部分6の巻数を1周に変更したものである。
【0020】実施例4 実施例4は実施例1における溶接箇所相互の間隔dを3
7mm、内周溶接巻部分6の巻数を1周に変更したもの
である。
【0021】実施例5 実施例5は実施例1におけるサイズを内径127mmの
JIS 20K 100Aサイズに変更し、さらに溶接
箇所相互の間隔dを67mmに変更したものである。
【0022】実施例6 実施例6は実施例1におけるサイズを内径339mmの
JIS 20K 300Aサイズに変更し、さらに溶接
箇所相互の間隔dを60mmに変更したものである。
【0023】比較例1 比較例1は実施例1における溶接箇所相互の間隔dを3
7mm、内周空巻部分5を4周、内周溶接巻部分6の巻
数を1周に変更したものである。
【0024】比較例2 比較例2は実施例1におけるサイズを内径127mmの
JIS 20K 100Aサイズに変更し、さらに溶接
箇所相互の間隔dを100mm、内周空巻部分5を4
周、内周溶接巻部分6の巻数を1周に変更したものであ
る。
【0025】比較例3 比較例3は実施例1におけるサイズを内径339mmの
JIS 20K 300Aサイズに変更し、さらに溶接
箇所相互の間隔dを97mm、内周空巻部分5を4周、
内周溶接巻部分6の巻数を1周に変更したものである。
【0026】実施例1〜6、比較例1〜3のうず巻形ガ
スケットの座屈性を表1に示す。なお、座屈性はうず巻
形ガスケットを面圧800kg/cm2で圧縮したときの図
4に示す一番大きい座屈の高さhで表示した。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、実施例1〜4は
同じ内径の比較例1よりも座屈が小さくなった。内径を
変えて実施例5と比較例2、実施例6と比較例3で比較
しても、実施例5、実施例6は座屈が非常に小さいこと
が認められた。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるうず巻形ガスケットはフープ材の内周空巻部分を
6周以上と通常より多くした構成ならびにフープ材の巻
始めから2周以上を、溶接箇所相互の間隔dmmとガス
ケットの内径rmmの関係が、2000/r+30≦d
≦2000/r+80となるように溶接する構成とする
ことにより座屈を小さくする効果が得られ、内輪を用い
なくても良いので安価で座屈に強いうず巻形ガスケット
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すうず巻形ガスケットの
平面図である。
【図2】前記ガスケットの横断面図である。
【図3】ガスケットの断面のフープ材とフィラー材を巻
回した部分を示す拡大図である。
【図4】ガスケットの座屈の高さを示す図である。
【符号の説明】
1 うず巻形ガスケット 2 金属フープ材 3 フィラー材 4 外輪 5 内周空巻部分 6 内周溶接巻部分 7 溶接箇所

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属フープ材とフィラー材とを重ね合わ
    せて、うず巻形に成巻して構成するうず巻形ガスケット
    において、巻始めのフィラー材を入れずに金属フープ材
    だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部分の巻数を6巻以
    上としたことを特徴とするうず巻形ガスケット。
  2. 【請求項2】 金属フープ材とフィラー材とを重ね合わ
    せて、うず巻形に成巻して構成するうず巻形ガスケット
    において、巻始めのフィラー材を入れずに金属フープ材
    だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部分を間隔dmmで
    溶接し、該dmmはガスケットの内径rmmとした時2
    000/r+30≦d≦2000/r+80の範囲内に
    設定したことを特徴とするうず巻形ガスケット。
  3. 【請求項3】 金属フープ材とフィラー材とを重ね合わ
    せて、うず巻形に成巻して構成するうず巻形ガスケット
    において、巻始めのフィラー材を入れずに金属フープ材
    だけをうず巻形に巻いた内側の空巻部分の巻数を6巻以
    上とし、かつ上記内側の空巻部分を間隔dmmで溶接
    し、該dmmはガスケットの内径rmmとした時200
    0/r+30≦d≦2000/r+80の範囲内に設定
    したことを特徴とするうず巻形ガスケット。
  4. 【請求項4】 上記内側の空巻部分の溶接を巻始めから
    2周以上とすることを特徴とする請求項2または3記載
    のうず巻形ガスケット。
  5. 【請求項5】 前記フィラー材が膨張黒鉛テープまたは
    ポリ四フッ化エチレンテープであることを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか1項記載のうず巻形ガスケッ
    ト。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170077755A (ko) * 2015-12-28 2017-07-06 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤 소용돌이형 개스킷
EP3839298A4 (en) * 2018-08-16 2022-04-27 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. SPIRAL SEAL

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KR20170077755A (ko) * 2015-12-28 2017-07-06 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤 소용돌이형 개스킷
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