WO2022085577A1 - メタルガスケット - Google Patents

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WO2022085577A1
WO2022085577A1 PCT/JP2021/038177 JP2021038177W WO2022085577A1 WO 2022085577 A1 WO2022085577 A1 WO 2022085577A1 JP 2021038177 W JP2021038177 W JP 2021038177W WO 2022085577 A1 WO2022085577 A1 WO 2022085577A1
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WO
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metal gasket
surface portion
height
inner peripheral
tightening
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PCT/JP2021/038177
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English (en)
French (fr)
Inventor
広嗣 佐藤
Original Assignee
株式会社バルカー
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0806—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing

Definitions

  • the present invention relates to a metal gasket. More specifically, the present invention connects pipes, equipment, and the like in, for example, a thermal power plant, a nuclear power plant, a steam engine of a steam turbine ship, an oil refining line, a process line of the petroleum chemical industry, a semiconductor production line, and the like. Regarding the metal gasket used in the case.
  • Patent Document 1 As a metal gasket having excellent heat resistance, a metal hollow O-ring, a spring-loaded metal C-ring, and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • Patent Document 2 As a metal gasket having excellent heat resistance, a metal hollow O-ring, a spring-loaded metal C-ring, and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • these metal gaskets have a drawback that the tightening force required for sealing between the flanges is large.
  • a jacket seal having a protrusion that abuts on the sealing surface of the member to be sealed (see, for example, Patent Document 3), and a seal having an upper load concentration protrusion and a lower load concentration protrusion in order to reduce the tightening force between the flanges. (For example, see Patent Document 4) and the like have been proposed.
  • Patent Document 4 A jacket seal having a protrusion that abuts on the sealing surface of the member to be sealed
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-177976 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-30333 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-304132 Japanese Patent Publication No. 2005-517883
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and by tightening a material to be sealed such as a flange with a small tightening force, it is possible to secure the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed, and further, bolts and the like. It is an object of the present invention to provide a metal gasket capable of reducing the force required for completely tightening the tightening member.
  • the present invention (1) A metal gasket having an opening on the outer peripheral side, having an annular planar shape, and having a U-shaped vertical cross section or a horizontal U-shape, with an upper surface and an inner surface. It has a peripheral portion and a lower surface portion, and is inclined toward the inner peripheral direction at the boundary between the upper surface of the upper surface portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral portion and the boundary between the lower surface of the lower surface portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral portion.
  • An inclined surface having a minimum wall thickness of 3 to 25% of the height of the metal gasket is formed, and a chevron portion having a mountain-shaped vertical cross-sectional shape is provided on the upper surface portion and the lower surface portion, respectively.
  • the height from the upper surface of the upper surface to the apex of the chevron and the height from the lower surface of the lower surface to the apex of the chevron are 0.01 mm or more, respectively, and the distance between the lower surface of the upper surface and the upper surface of the lower surface.
  • the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed can be ensured by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, and further, until the tightening member such as a bolt is completely tightened.
  • a metal gasket that can reduce the required force is provided.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line XX of the metal gasket of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line XX of the metal gasket of the present invention shown in FIG. It is a schematic explanatory drawing of the evaluation test apparatus of the metal gasket used in each Example and each comparative example.
  • the metal gasket of the present invention has an opening on the outer peripheral side, the planar shape is annular, and the vertical cross-sectional shape is a U-shape (lateral channel shape) or a horizontal U-shape. It is a gasket.
  • the metal gasket of the present invention has an upper surface portion, an inner peripheral portion, and a lower surface portion, and has a boundary between the upper surface portion of the upper surface portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral portion, and the lower surface portion of the lower surface portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral portion.
  • Each of the boundaries is inclined toward the inner circumference, and an inclined surface having a minimum wall thickness of 3 to 25% of the height of the metal gasket is formed, and the vertical cross-sectional shape is a mountain shape.
  • the chevron portion is provided on the upper surface portion and the lower surface portion, respectively, and the height from the upper surface portion to the apex of the chevron portion and the height from the lower surface portion of the lower surface portion to the apex of the chevron portion are 0.01 mm or more, respectively, and the upper surface portion. It is characterized in that an opening is formed in which the distance between the lower surface of the portion and the upper surface of the lower surface portion is 20 to 90% of the height of the metal gasket.
  • the metal gasket of the present invention has the above-mentioned structure, it is possible to secure the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, and further tighten the bolt or the like. It exerts an excellent effect that the force required to completely tighten the attached member can be reduced.
  • the material to be sealed means a member to be tightened by the metal gasket of the present invention.
  • Typical examples of the material to be sealed include a flange formed at the end of a tubular body such as a steel pipe, a connection portion of equipment and devices, and the like.
  • metal gasket of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the metal gasket of the present invention is not limited to the embodiments described in the drawings, as long as it is within the scope of the present invention. It may have other embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the metal gasket 1 of the present invention.
  • 2 and 3 are schematic cross-sectional views taken along the line XX of the metal gasket 1 of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 2 mainly shows reference numerals for the main parts of the metal gasket 1 of the present invention
  • FIG. 3 mainly shows the main parts of the metal gasket 1 of the present invention. Reference codes for parts other than the above are described.
  • the metal gasket 1 has an annular planar shape as shown in FIG.
  • the annular planar shape include polygons such as circles, squares, and rectangles, but the present invention is not limited to the planar shape.
  • the circle is a concept that includes not only a perfect circle but also a vertically long ellipse, a horizontally long ellipse, and a track ellipse.
  • the corner portion of the polygon has an arc having a radius of about 0.3 to 0.5 mm in order to avoid a ridge angle.
  • the metal gasket 1 has an upper surface portion 3, an inner peripheral portion 4, and a lower surface portion 5.
  • the upper surface portion 3 is connected to the inner peripheral portion 4, and the inner peripheral portion 4 is connected to the lower surface portion 5.
  • the vertical cross-sectional shape of the metal gasket 1 is a U-shaped vertical cross-sectional shape (lateral channel shape) of katakana as shown in FIGS. 2 and 3, or a horizontal U-shape.
  • these cross-sectional shapes by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed is secured, and the force required to completely tighten the tightening member such as a bolt. From the viewpoint of reducing the size, it is preferable to have a U-shaped vertical cross-sectional shape (lateral channel shape) of katakana.
  • the inner peripheral surface 4a (inner surface in the circumferential direction of the opening 2) of the inner peripheral portion 4 of the metal gasket 1 is shown in FIGS. 2 and 3. As shown, it may be a flat surface, a curved surface, a surface having corners, or a surface having irregularities.
  • the vertical cross-sectional shape of the metal gasket 1 is a horizontal U-shape
  • the vertical cross-sectional shape of the inner peripheral portion 4 of the metal gasket 1 is an arc shape.
  • the U-shaped metal gasket 1 having a horizontal cross-sectional shape means that the vertical cross section is U-shaped for convenience of explanation.
  • the fact that the vertical cross section is U-shaped includes the concept that the vertical cross section that is wider inside than the opening 2 is a horizontal C-shape.
  • the metal gasket 1 has an opening 2 on the outer peripheral side.
  • the outer peripheral surface 4b of the inner peripheral portion 4 in the opening 2 of the metal gasket 1 may be a flat surface, a surface having an arc, or a surface having irregularities. May be good.
  • an arc is formed at the boundary between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the outer peripheral surface 4b of the inner peripheral portion 4 and the boundary between the upper surface 5b of the lower surface portion 5 and the outer peripheral surface 4b of the inner peripheral portion 4.
  • it may have corners or slopes.
  • the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 are planes parallel to the plane of the metal gasket 1 (horizontal plane of the metal gasket 1), respectively.
  • a taper (inclination) may be formed on the lower surface 3b and the upper surface 5b.
  • the inside of the opening 2 is hollow.
  • An elastic body (not shown) may be mounted inside the opening 2, if necessary.
  • the elastic body usually has a shape corresponding to the internal shape of the opening 2 of the metal gasket 1.
  • the elastic body may be arranged in the opening 2 so as to be in contact with the inner wall of the opening 2 of the metal gasket 1.
  • a gap may be provided between the elastic body and the inner wall of the opening 2 by forming an uneven shape on the surface or making the vertical cross-sectional shape of the elastic body into a shape such as a circle or a triangle.
  • Examples of the material constituting the elastic body include fluororubber, silicone rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, rubber such as natural rubber, and olefin-based thermoplastic elastomers.
  • Highly flexible thermoplastic resins such as ester-based thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers, thermoplastic elastomers such as vinyl chloride-based thermoplastic elastomers, fluororesins such as polytetrafluoroethylene, aluminum alloys, and stainless steel.
  • the present invention is not limited to such examples. not.
  • the material has excellent heat resistance, and the metal gasket 1 and the material to be sealed are sealed by tightening a material to be sealed (not shown) such as a flange with a small tightening force.
  • Fluoro rubber and silicone rubber are preferable from the viewpoint of obtaining a metal gasket 1 capable of ensuring the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed even when the metal gasket 1 is subjected to a thermal history. Fluoro rubber is more preferable.
  • a coil spring or the like can be used as the elastic body.
  • a flange or other material to be sealed is small at the boundary between the upper surface 3a of the upper surface portion 3 and the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4 and the boundary between the lower surface 5a of the lower surface portion 5 and the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4.
  • each direction is toward the inner circumference of the metal gasket 1.
  • An inclined surface 6a of the upper surface portion 3 and an inclined surface 6b of the lower surface portion 5 are formed so as to be inclined toward the surface.
  • the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is not particularly limited, but is preferable from the viewpoint of enabling the material to be sealed to be tightened with a small tightening force. Is 20 to 80 °, more preferably 30 to 55 °.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 3 to 25% of the height H of the metal gasket 1 is formed. As shown in FIGS. 2 and 3, the minimum wall thickness portion t is a portion having the smallest thickness on the inclined surfaces 6a and 6b.
  • the minimum wall thickness portion t of the inclined surfaces 6a and 6b is 3% or more of the height H of the metal gasket 1, respectively, from the viewpoint of improving the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed. It is 25% or less from the viewpoint of enabling tightening with a small tightening force.
  • the height H of the metal gasket 1 varies depending on the use of the metal gasket 1 and the like and cannot be unconditionally determined, it is preferable to appropriately adjust the height H according to the use of the metal gasket 1 and the like.
  • the height H is, for example, about 1.5 to 15 mm.
  • the upper surface 3a of the upper surface portion 3, the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4, and the lower surface 5a of the lower surface portion 5 are usually flat surfaces.
  • the upper surface 3a, the inner peripheral surface 4a, and the lower surface 5a may be formed with, for example, a concave-convex shape, a corrugated shape, a curved shape, or the like within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the upper surface 3a of the upper surface 3 and the lower surface 5a of the lower surface 5 of the metal gasket 1 are horizontal to the metal gasket 1, but are not necessarily horizontal to the metal gasket 1. It does not have to be horizontal, and may have an inclination within a range that does not hinder the object of the present invention.
  • the metal gasket 1 has a chevron portion 7a having a vertex P and a mountain-shaped vertical cross-sectional shape on the upper surface portion 3, and a chevron portion 7b having a vertex Q and having a chevron-shaped vertical cross-sectional shape as a lower surface portion. Has in 5.
  • the apex P secures the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, and completely tightens the tightening member such as a bolt.
  • the upper surface portion 3 is formed on an extension line of the inclined surface 6a, and more preferably formed on the extension line of the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 in the same plane. preferable.
  • the apex Q secures the sealing property between the metal gasket and the material to be sealed by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, and reduces the force required to completely tighten the tightening member such as a bolt.
  • the height h 1 from the upper surface 3a of the upper surface portion 3 to the apex P of the chevron portion 7a and the height h 2 from the lower surface 5a of the lower surface portion 5 to the apex Q of the chevron portion 7b are 0.01 mm or more, respectively.
  • the metal gasket 1 comes into contact with the material to be sealed at the chevron portions 7a and 7b.
  • the chevron portions 7a and 7b having a chevron-shaped vertical cross section are formed on the metal gasket 1, and the height h 1 and the height h 2 are 0.01 mm or more, respectively, so that the material to be sealed is used.
  • the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed can be ensured, and the stress required for completely tightening the tightening member can be reduced.
  • the upper limit of the height h 1 and the upper limit of the height h 2 are not particularly limited, but the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed is ensured by tightening the material to be sealed with a small tightening force.
  • the respective values are preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.2 mm or less, respectively.
  • the apex P of the chevron portion 7a and the apex Q of the chevron portion 7b may be sharp or rounded, respectively, but by tightening the material to be sealed with a small tightening force. It is preferable that the metal gasket 1 is sharp from the viewpoint that the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed can be ensured and the stress required for completely tightening the tightening member can be reduced.
  • the angle ⁇ 2 at the apex P of the chevron portion 7a and the angle ⁇ 2 at the apex Q of the chevron portion 7b are not particularly limited, but the metal gasket 1 and the material to be sealed are tightened by tightening the material to be sealed with a small tightening force.
  • each is preferably 10 to 160 °, more preferably 30 to 150 °, respectively. , More preferably 60 to 140 °, and even more preferably 90 to 140 °.
  • the slopes of the chevron portions 7a and 7b may be smooth surfaces, surfaces having corrugations, or surfaces having irregularities.
  • the horizontal positions of the apex P of the chevron portion 7a and the apex Q of the chevron portion 7b are such that the metal gasket and the material to be sealed are formed by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force.
  • the middle point of the width of the metal gasket 1 and the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4 of the metal gasket 1 It is preferably present in the intervening region R.
  • the width of the metal gasket 1 is the length from the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4 of the metal gasket 1 to the outer peripheral end 3c of the upper surface portion 3 and the outer peripheral end 5c of the lower surface portion 5 from the inner peripheral surface 4a of the inner peripheral portion 4.
  • the positions of the apex P of the chevron portion 7a and the apex Q of the chevron portion 7b in the horizontal direction are such that the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed can be ensured by tightening the material to be sealed with a small tightening force. From the viewpoint of It is preferably present between the upper surface 5b and the intermediate point N.
  • the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 can ensure the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed by tightening the material to be sealed with a small tightening force.
  • the height H of the metal gasket 1 is 20% or more, preferably 25% or more, and the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed is improved. 90% or less, preferably 80% or less.
  • the diameter of the metal gasket 1 on the plane varies depending on the use of the metal gasket 1, it cannot be unconditionally determined. Therefore, it is preferable to appropriately determine the diameter according to the use of the metal gasket 1, but it is usually about 2 mm to 3 m. Is.
  • the width of the metal gasket 1 varies depending on the use of the metal gasket 1 and cannot be unconditionally determined, it is preferable to appropriately determine the width according to the use of the metal gasket 1, but it is usually about 1 to 15 mm. ..
  • the material of the metal gasket 1 is aluminum, aluminum alloy, stainless steel, inconel, carbon steel, lead, from the viewpoint of ensuring the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed by tightening the material to be sealed with a small tightening force. It is preferably a metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, tantalum, chromium molybdenum steel, monel, titanium and magnesium alloys, and preferably selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloys, stainless steel and inconel. Metals are more preferred, aluminum, aluminum alloys or stainless steels are even more preferred, and aluminum or aluminum alloys are even more preferred.
  • aluminum alloys include aluminum-iron alloys, aluminum-copper alloys, aluminum-manganese alloys, aluminum-magnesium alloys, aluminum-zinc alloys, aluminum-nickel alloys, and the like. Not limited.
  • stainless steel examples include SUS304, SUS316, SUS430, SUS630, SUS631, SUS633, SUS420J2, and the like, but the present invention is not limited to these examples.
  • Examples of the metal other than magnesium used in the magnesium alloy include lithium, calcium, aluminum, zinc, titanium, manganese, zirconium, yttrium, tantalum, neodium, niobium, and the like. Not limited to just.
  • a plating layer, a coating layer (coating film), or the like may be formed on the surface of the metal gasket 1 within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the chevron portions 7a and 7b having a predetermined height are pressed by the material to be sealed, and the metal gasket 1 is pressed. Since it flexes moderately, the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed can be ensured even when the material to be sealed is tightened with a small tightening force. Further, when the tightening member is completely tightened between the materials to be sealed, the opening having a distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 at a predetermined ratio with respect to the height of the metal gasket 1. Since 2 is formed, the stress required for completely tightening the tightening member can be reduced.
  • the metal gasket 1 of the present invention can secure the sealing property between the metal gasket 1 and the material to be sealed by tightening the material to be sealed such as a flange with a small tightening force, and further tightens the tightening member completely. Since the stress required for the above can be reduced, the size of the tightening member can be reduced and the number thereof can be reduced.
  • the metal gasket 1 of the present invention is, for example, pipes in a thermal power plant, a nuclear power plant, a steam engine of a steam turbine ship, a petroleum refining line, a process line of a petroleum chemical industry, a semiconductor manufacturing line, and equipment. It can be suitably used when connecting such as.
  • Example 1 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory view of the evaluation test apparatus 8 of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was mounted between the test platen 9a and the test platen 9b in the seal start load evaluation test device 8. Helium gas was injected from the nozzle 10a of the helium gas cylinder 10, and the helium gas at atmospheric pressure was filled in the evaluation test apparatus 8.
  • the amount of helium gas leaking from the outside of the metal gasket 1 into the space inside the metal gasket 1 was measured.
  • the compressive load applied to the metal gasket 1 is adjusted, and the compressive load when the leakage amount of helium gas becomes 1 ⁇ 10 -11 Pa ⁇ m 3 / s or less is used as the seal start load, and the following evaluation criteria are used.
  • the seal starting load was evaluated based on this.
  • Example 2 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 3% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 3 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 4 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 25% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 5 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 20% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 6 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 7 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 90% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 8 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.15 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 90% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 9 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 3% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 20% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 10 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 3% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 90% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 11 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 25% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 20% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Example 12 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 25% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 90% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 1 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the apex P and the apex Q are each within the range of the region R, and the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm.
  • the inner diameter was 20 mm and the outer diameter was 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.005 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 2 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm, the inner diameter is 20 mm, and the outer diameter is 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 2% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 3 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm, the inner diameter is 20 mm, and the outer diameter is 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 26% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 40% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 4 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm, the inner diameter is 20 mm, and the outer diameter is 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 15% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 19% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 5 As the metal gasket, an aluminum metal gasket 1 having a vertical cross-sectional shape shown in FIGS. 2 and 3 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm, the inner diameter is 20 mm, and the outer diameter is 25 mm.
  • the thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each of which was 45 °, and the angles ⁇ 2 at the vertices P and Q of the chevron portions 7a and 7b were 125 °, respectively.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 40% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 91% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • Comparative Example 6 As a metal gasket, in the vertical cross-sectional shape shown in FIG. 3, it does not have a chevron portion, and the apex P of the chevron portion 7a of the upper surface portion 3 to the outer peripheral end 3c of the upper surface portion 3 is a flat surface, and the lower surface portion 5 An aluminum metal gasket 1 having a flat surface from the apex Q of the chevron portion 7b to the outer peripheral end 5c of the lower surface portion 5 was used.
  • the metal gasket 1 has a circular planar shape, the height H of the metal gasket 1 is 3.2 mm, and the inner diameter is 20 mm. The outer diameter was 25 mm. The thickness of the upper surface portion 3, the inner peripheral portion 4, and the lower surface portion 5 of the metal gasket 1 is 0.3 mm, respectively, and the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the inclined surfaces 6a and 6b and the horizontal plane of the metal gasket 1 is , Each was 45 °.
  • a minimum wall thickness portion t having a thickness of 40% of the height H of the metal gasket 1 is formed on the inclined surface 6a of the upper surface portion 3 of the metal gasket 1 and the inclined surface 6b of the lower surface portion 5, respectively, and the height h 1
  • An opening 2 is formed in which the height h 2 is 0.01 mm and the distance D between the lower surface 3b of the upper surface portion 3 and the upper surface 5b of the lower surface portion 5 is 20% of the height of the metal gasket 1.
  • a metal gasket 1 was used.
  • the metal gaskets obtained in each embodiment are, for example, pipes and equipment in thermal power plants, nuclear power plants, steam engines of steam turbine ships, petroleum refining lines, process lines of the petroleum chemical industry, semiconductor manufacturing lines, and the like. It can be suitably used when connecting a device or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

平面形状が環状であり、縦断面形状がコの字状または横向きのＵ字状であり、上面部３の上面３ａと内周部４の内周面４ａとの境界及び下面部５の下面５ａと内周部４の内周面４ａとの境界に内周方向に向かって傾斜し、メタルガスケット１の高さの３～２５％の厚さの最小肉厚部ｔを有する傾斜面６ａ，６ｂがそれぞれ形成されている山形部７ａ，７ｂをそれぞれ上面部３および下面部５に有し、上面部３の上面３ａから山形部７ａの頂点Ｐまでの高さ及び下面部５の下面５ａから山形部７ｂの頂点Ｑまでの高さがそれぞれ０．０１ｍｍ以上であり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの２０～９０％である開口部２が外周側に形成されている。

Description

メタルガスケット
　本発明は、メタルガスケットに関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、火力発電所、原子力発電所、スチームタービン船の蒸気機関、石油精製ライン、石油化学工業のプロセスライン、半導体製造ラインなどにおいて配管同士、機器装置などを接続する際に用いられるメタルガスケットに関する。
　耐熱性に優れているメタルガスケットとして、メタル中空Ｏリング、ばね入りメタルＣリングなどが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。しかし、これらのメタルガスケットには、フランジ間をシールさせるために必要な締付力が大きいという欠点がある。
　フランジ間の締付力を低減させるために、被シール部材のシール面に当接する突起を備えたジャケットシール（例えば、特許文献３参照）、上部負荷集中突起と下部負荷集中突起とを備えたシール（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。しかし、前記突起を備えたジャケットシールおよび前記上部負荷集中突起と下部負荷集中突起とを備えたシールは、いずれも突起を精度よく製造することが困難であることから、高いシール性を確保することが困難である。
特開平９－１７７９７６号公報 特開平１１－３０３３３号公報 特開２０００－３０４１３２号公報 特表２００５－５１７８８３号公報
　本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保することができ、さらにボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくすることができるメタルガスケットを提供することを課題とする。
　本発明は、
（１）外周側に開口部を有し、平面形状が環状であり、縦断面形状がコの字状（lateral channel shape）または横向きのＵ字状であるメタルガスケットであって、上面部と内周部と下面部とを有し、上面部の上面と内周部の内周面との境界および下面部の下面と内周部の内周面との境界にそれぞれ内周方向に向かって傾斜し、メタルガスケットの高さの３～２５％の厚さの最小肉厚部を有する傾斜面がそれぞれ形成されてなり、縦断面形状が山形状である山形部をそれぞれ上面部および下面部に有し、上面部の上面から山形部の頂点までの高さおよび下面部の下面から山形部の頂点までの高さがそれぞれ０．０１ｍｍ以上であり、上面部の下面と下面部の上面との間隔がメタルガスケットの高さの２０～９０％である開口部が形成されていることを特徴とするメタルガスケット、および
（２）メタルガスケットがアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、炭素鋼、鉛、金、銀、銅、ニッケル、タンタル、クロムモリブデン鋼、モネル、チタンおよびマグネシウム合金からなる群より選ばれた金属で形成されてなる前記（１）に記載のメタルガスケット
に関する。
　本発明によれば、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保することができ、さらにボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくすることができるメタルガスケットが提供される。
本発明のメタルガスケットの一実施態様を示す概略側面図である。 図１に示される本発明のメタルガスケットのＸ－Ｘ部における概略断面図である。 図１に示される本発明のメタルガスケットのＸ－Ｘ部における概略断面図である。 各実施例および各比較例で用いられたメタルガスケットの評価試験装置の概略説明図である。
　本発明のメタルガスケットは、前記したように、外周側に開口部を有し、平面形状が環状であり、縦断面形状がコの字状（lateral channel shape）または横向きのＵ字状であるメタルガスケットである。
　本発明のメタルガスケットは、上面部と内周部と下面部とを有し、上面部の上面と内周部の内周面との境界および下面部の下面と内周部の内周面との境界にそれぞれ内周方向に向かって傾斜し、メタルガスケットの高さの３～２５％の厚さの最小肉厚部を有する傾斜面がそれぞれ形成されており、縦断面形状が山形状である山形部をそれぞれ上面部および下面部に有し、上面部の上面から山形部の頂点までの高さおよび下面部の下面から山形部の頂点までの高さがそれぞれ０．０１ｍｍ以上であり、上面部の下面と下面部の上面との間隔がメタルガスケットの高さの２０～９０％である開口部が形成されていることを特徴とする。
　本発明のメタルガスケットは、前記構成を有することから、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保することができ、さらにボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくすることができるという優れた効果を発現する。
　なお、前記被シール材は、本発明のメタルガスケットによって締め付けられる部材を意味する。当該被シール材の代表例としては、鋼管などの管状体の端部に形成されているフランジ、機器装置の接続部などが挙げられる。
　以下に、本発明のメタルガスケットを図面に基づいて詳細に説明するが、本発明のメタルガスケットは、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではなく、本発明の範囲内であれば他の実施態様を有するものであってもよい。
　図１は、本発明のメタルガスケット１の一実施態様を示す概略側面図である。図２および図３は、図１に示される本発明のメタルガスケット１のＸ－Ｘ部における概略断面図である。本発明のメタルガスケット１の説明の便宜上、図２には、主として本発明のメタルガスケット１の主要部の参照符号が記載されており、図３には、主として本発明のメタルガスケット１の主要部以外の部分の参照符号が記載されている。
　メタルガスケット１は、図１に示されるように環状の平面形状を有する。環状の平面形状としては、例えば、円形、正方形、長方形など多角形などが挙げられるが、本発明は、当該平面形状のみに限定されるものではない。なお、前記円形は、真円のみならず、縦長の楕円形、横長の楕円形およびトラック楕円形を含む概念のものである。メタルガスケット１が多角形を有する場合、当該多角形の角部には、稜角を避けるために、半径が０.３～０.５ｍｍ程度である円弧を有することが好ましい。
　メタルガスケット１は、図２および図３に示されるように、上面部３と内周部４と下面部５とを有する。上面部３は内周部４と連結されており、内周部４は下面部５と連結されている。
　メタルガスケット１の縦断面形状は、図２および図３に示されるように片仮名のコの字状の縦断面形状（lateral channel shape）であるか、または横向きのＵ字状である。これらの断面形状のなかでは、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、片仮名のコの字状の縦断面形状（lateral channel shape）であることが好ましい。
　メタルガスケット１の縦断面形状が片仮名のコの字状である場合、メタルガスケット１の内周部４の内周面４ａ（開口部２の円周方向の内面）は、図２および図３に示されるように平面であってもよく、曲面であってもよく、角を有する面であってもよく、あるいは凹凸を有する面であってもよい。
　メタルガスケット１の縦断面形状が横向きのＵ字状である場合、メタルガスケット１の内周部４の縦断面形状は、円弧状である。縦断面形状が横向きのＵ字状のメタルガスケット１は、説明の便宜上、その縦断面がＵ字状であるものを意味する。縦断面がＵ字状であることには、その開口部２よりも内部の方が拡がっている縦断面が横向きのＣ字状である概念が含まれる。
　メタルガスケット１は、図２に示されるように、外周側に開口部２を有する。メタルガスケット１の開口部２内の内周部４の外周面４ｂは、図２に示されるように平面であってもよく、弧を有する面であってもよく、凹凸を有する面であってもよい。
　図２に示される実施態様では、上面部３の下面３ｂと内周部４の外周面４ｂとの境界および下面部５の上面５ｂと内周部４の外周面４ｂとの境界に円弧が形成されているが、角を有していてもよく、斜面を有していてもよい。
　図２に示される実施態様では、上面部３の下面３ｂおよび下面部５の上面５ｂは、それぞれメタルガスケット１の平面に対して平行な面（メタルガスケット１の水平面）となっている。下面３ｂおよび上面５ｂには、テーパ（傾斜）が形成されていてもよい。
　図２および図３に示される実施態様では、開口部２の内部は空洞となっている。開口部２の内部には、必要により、弾性体（図示せず）が装着されていてもよい。弾性体は、通常、メタルガスケット１の開口部２の内部の形状に対応する形状を有する。弾性体は、メタルガスケット１の開口部２の内壁と接触するように開口部２内に配設されていてもよい。表面に凹凸形状を形成したり、弾性体の縦断面形状を円形、三角形などの形状にしたりすることにより、弾性体と開口部２の内壁との間に間隙が設けられていてもよい。
　弾性体を構成する材料としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴムなどのゴム、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂などのように可撓性が高い熱可塑性樹脂、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、炭素鋼、鉛、金、銀、銅、ニッケル、タンタル、クロムモリブデン鋼、モネル、チタン、マグネシウム合金などの金属などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの弾性体を構成する材料のなかでは、耐熱性に優れているとともに、フランジなどの被シール材（図示せず）を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、熱履歴を受けた場合であってもメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができるメタルガスケット１を得る観点から、フッ素ゴムおよびシリコーンゴムが好ましく、フッ素ゴムがより好ましい。また、弾性体として、例えば、コイルばねなどを用いることもできる。
　上面部３の上面３ａと内周部４の内周面４ａとの境界および下面部５の下面５ａと内周部４の内周面４ａとの境界には、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、それぞれ、メタルガスケット１の内周方向に向かって傾斜している上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂが形成されている。
　傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、特に限定されないが、被シール材を小さい締付け力で締付けることができるようにする観点から、それぞれ、好ましくは２０～８０°、より好ましくは３０～５５°である。
　メタルガスケット１の傾斜面６ａ，６ｂには、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、それぞれメタルガスケット１の高さＨの３～２５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されている。最小肉厚部ｔは、図２および図３に示されるように、傾斜面６ａ，６ｂにおいてその厚さが最も小さい箇所である。傾斜面６ａ，６ｂの最小肉厚部ｔは、メタルガスケット１と被シール材とのシール性を向上させる観点から、それぞれ、メタルガスケット１の高さＨの３％以上であり、被シール材を小さい締付け力で締付けることができるようにする観点から２５％以下である。
　メタルガスケット１の高さＨは、メタルガスケット１の用途などによって異なるので一概には決定することができないことから、メタルガスケット１の用途などに応じて適宜調整することが好ましい。メタルガスケット１の高さＨの一例を挙げれば、高さＨは、例えば、１．５～１５ｍｍ程度である。
　上面部３の上面３ａ、内周部４の内周面４ａおよび下面部５の下面５ａは、通常、平面である。上面３ａ、内周面４ａおよび下面５ａには、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、凹凸形状、波形形状、湾曲形状などの形状が形成されていてもよい。
　図２および図３に示される実施態様では、メタルガスケット１の上面部３の上面３ａおよび下面部５の下面５ａは、メタルガスケット１に対して水平となっているが、必ずしもメタルガスケット１に対して水平となっていなくてもよく、本発明の目的が阻害されない範囲内で傾斜を有していてもよい。
　メタルガスケット１は、頂点Ｐを有し、縦断面形状が山形状である山形部７ａを上面部３に有し、頂点Ｑを有し、縦断面形状が山形状である山形部７ｂを下面部５に有する。
　図３に示されるように、頂点Ｐは、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、上面部３の傾斜面６ａの延長線上に形成されていることが好ましく、上面部３の傾斜面６ａの延長線上に同一平面で形成されていることがより好ましい。また、頂点Ｑは、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、下面部５の傾斜面６ｂの延長線上に形成されていることが好ましく、下面部５の傾斜面６ｂの延長線上に同一平面で形成されていることが好ましい。
　上面部３の上面３ａから山形部７ａの頂点Ｐまでの高さｈ1および下面部５の下面５ａから山形部７ｂの頂点Ｑまでの高さｈ2は、それぞれ０．０１ｍｍ以上である。メタルガスケット１は、山形部７ａ，７ｂで被シール材と接触する。
　本発明においては、縦断面形状が山形状の山形部７ａ，７ｂがメタルガスケット１に形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍ以上であるので、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができる。
　なお、高さｈ1の上限値および高さｈ2の上限値は、いずれも特に限定されないが、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができるようにする観点から、それぞれ、好ましくは０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。
　図２に示されるように、山形部７ａの頂点Ｐおよび山形部７ｂの頂点Ｑは、それぞれ尖っていてもよく、丸みを帯びていてもよいが、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができるようにする観点から、尖っていることが好ましい。
　図３において、山形部７ａの頂点Ｐにおける角度θ2および山形部７ｂの頂点Ｑにおける角度θ2は、特に限定されないが、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができるようにする観点から、それぞれ、好ましくは１０～１６０°、より好ましくは３０～１５０°、さらに好ましくは６０～１４０°、さらに一層好ましくは９０～１４０°である。
　図２に示されるように、山形部７ａ，７ｂの斜面は、平滑面であってもよく、波形を有する面であってもよく、あるいは凹凸を有する面であってもよい。
　山形部７ａの頂点Ｐおよび山形部７ｂの頂点Ｑの水平方向における位置は、図２に示されるように、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保し、ボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、メタルガスケット１の幅の中間点とメタルガスケット１の内周部４の内周面４ａとの間の領域Ｒに存在することが好ましい。
　メタルガスケット１の幅は、メタルガスケット１の内周部４の内周面４ａから上面部３の外周端３ｃまでの長さおよび内周部４の内周面４ａから下面部５の外周端５ｃまでの長さである。
　山形部７ａの頂点Ｐおよび山形部７ｂの頂点Ｑの水平方向における位置は、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができるようにする観点から、図２に示されるように、それぞれ、内周部４の外周面４ｂと上面部３の下面３ｂの中間点Ｍとの間および内周部４の外周面４ｂと下面部５の上面５ｂの中間点Ｎとの間に存在することが好ましい。
　上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄは、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、締付部材を完全に締付けるまでに要する力を小さくする観点から、メタルガスケット１の高さＨの２０％以上、好ましくは２５％以上であり、メタルガスケット１と被シール材とのシール性を向上させる観点から９０％以下、好ましくは８０％以下である。
　メタルガスケット１の平面における直径は、メタルガスケット１の用途によって異なるので一概には決定することができないことから、メタルガスケット１の用途に応じて適宜決定することが好ましいが、通常、２ｍｍ～３ｍ程度である。
　メタルガスケット１の幅は、メタルガスケット１の用途によって異なるので一概には決定することができないことから、メタルガスケット１の用途に応じて適宜決定することが好ましいが、通常、１～１５ｍｍ程度である。
　メタルガスケット１の材質は、被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保する観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、炭素鋼、鉛、金、銀、銅、ニッケル、タンタル、クロムモリブデン鋼、モネル、チタンおよびマグネシウム合金からなる群より選ばれた金属であることが好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼およびインコネルからなる群より選ばれた金属であることがより好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金またはステンレス鋼であることがさらに好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることがさらに一層好ましい。
　アルミニウム合金としては、例えば、アルミニウム－鉄合金、アルミニウム－銅合金、アルミニウム－マンガン合金、アルミニウム－マグネシウム合金、アルミニウム－亜鉛合金、アルミニウム－ニッケル合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
　ステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１、ＳＵＳ６３３、ＳＵＳ４２０Ｊ２などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
　また、マグネシウム合金に使用されるマグネシウム以外の金属としては、例えば、リチウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、チタン、マンガン、ジルコニウム、イットリウム、タンタル、ネオジウム、ニオブなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
　メタルガスケット１の表面には、本発明の目的が阻害されない範囲内でめっき層、コーティング層（塗膜）などが形成されていてもよい。
　以上のようにして構成されるメタルガスケット１をフランジなどの被シール材間に挿入して締付けたとき、所定の高さを有する山形部７ａ，７ｂが被シール材によって押圧され、メタルガスケット１が適度に撓むので、被シール材を小さい締付け力で締付けた場合であってもメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができる。さらに締付部材を被シール材間で完全に締付けたとき、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さに対して所定の割合で有する開口部２が形成されていることから、締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができる。
　したがって、本発明のメタルガスケット１は、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケット１と被シール材とのシール性を確保することができ、さらに締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができることから、締付部材の小型化およびその数量の低減を図ることができる。このことから、本発明のメタルガスケット１は、例えば、火力発電所、原子力発電所、スチームタービン船の蒸気機関、石油精製ライン、石油化学工業のプロセスライン、半導体製造ラインなどにおける配管同士、機器装置などを接続する際に好適に使用することができる。
　次に、本発明のメタルガスケットを実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、当該実施例に記載の実施態様のみに限定されるものではない。
実施例１
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表１に示す。
　なお、シール開始荷重および締付完了時の荷重は、図４に示されるメタルガスケット１の評価試験装置８を用いて調べた。図４は、メタルガスケット１の評価試験装置８の概略説明図である。
（１）シール開始荷重
　評価試験装置８内にメタルガスケット１を試験プラテン９ａと試験プラテン９ｂとの間に装着した。ヘリウムガスボンベ１０のノズル１０ａからヘリウムガスを噴射させ、大気圧のヘリウムガスを評価試験装置８内に充満させた。
　次に、ヘリウムリークディテクター１１を用い、メタルガスケット１の外部からメタルガスケット１の内側の空間部に流入したヘリウムガスの漏れ量を測定した。このとき、メタルガスケット１に加えられる圧縮荷重を調整し、ヘリウムガスの漏れ量が１×１０-11Ｐａ・ｍ3／s以下となるときの圧縮荷重をシール開始荷重とし、以下の評価基準に基づいてシール開始荷重を評価した。
〔評価基準〕
〇：シール開始荷重が１．２ｋＮ以下である。
×：シール開始荷重が１．２ｋＮを超える。
（２）締付完了時の荷重
　シール開始荷重を測定した後、メタルガスケット１が完全に締め付けられるときに必要な荷重を測定し、以下の評価基準に基づいて締付完了時の荷重を評価した。
〔評価基準〕
○：締付完了時の荷重が３．２ｋＮ以下である。
×：締付完了時の荷重が３．２ｋＮを超える。
（３）総合評価
　シール開始荷重および締付完了時の荷重の評価がいずれも○であるとき、総合評価を○とし、それ以外の評価であるとき、総合評価を×とした。
実施例２
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの３％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例３
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例４
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの２５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例５
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの２０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例６
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例７
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの９０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例８
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．１５ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの９０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例９
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの３％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの２０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例１０
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの３％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの９０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例１１
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの２５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの２０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
実施例１２
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの２５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの９０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例１
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、頂点Ｐおよび頂点Ｑがそれぞれ領域Ｒの範囲内に存在し、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．００５ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例２
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの２％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例３
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの２６％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの４０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例４
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの１５％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの１９％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例５
　メタルガスケットとして、図２および図３に示される縦断面形状を有するアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、メタルガスケット１は、円形の平面形状を有しており、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であり、山形部７ａ，７ｂの頂点Ｐ，Ｑにおける角度θ2は、それぞれ１２５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの４０％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの９１％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
比較例６
　メタルガスケットとして、図３に示される縦断面形状において、山形部を有しておらず、上面部３の山形部７ａの頂点Ｐから上面部３の外周端３ｃまでが平面であり、下面部５の山形部７ｂの頂点Ｑから下面部５の外周端５ｃまでが平面となっているアルミニウム製のメタルガスケット１を用いた。
　より具体的には、図２および図３に示されるメタルガスケット１において、メタルガスケット１は円形の平面形状を有しており、メタルガスケット１の高さＨが３．２ｍｍであり、内径が２０ｍｍであり、外径が２５ｍｍであった。メタルガスケット１の上面部３、内周部４および下面部５の厚さはそれぞれ０．３ｍｍであり、傾斜面６ａ，６ｂとメタルガスケット１の水平面との間の角度（傾斜角）θ1は、それぞれ４５°であった。
　メタルガスケット１の上面部３の傾斜面６ａおよび下面部５の傾斜面６ｂにそれぞれメタルガスケット１の高さＨの４０％の厚さの最小肉厚部ｔが形成されており、高さｈ1および高さｈ2がそれぞれ０．０１ｍｍであり、上面部３の下面３ｂと下面部５の上面５ｂとの間隔Ｄがメタルガスケット１の高さの２０％である開口部２が形成されているメタルガスケット１を用いた。
　前記メタルガスケット１の性能として、シール開始荷重および締付完了時の荷重を実施例１と同様にして調べた。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示された結果から、各実施例で得られたメタルガスケットは、いずれも、フランジなどの被シール材を小さい締付け力で締付けることによってメタルガスケットと被シール材とのシール性を確保することができ、さらにボルトなどの締付部材を完全に締付けるまでに要する応力を小さくすることができることがわかる。
　したがって、各実施例で得られたメタルガスケットは、例えば、火力発電所、原子力発電所、スチームタービン船の蒸気機関、石油精製ライン、石油化学工業のプロセスライン、半導体製造ラインなどにおける配管同士、機器装置などを接続する際に好適に使用することができる。
　１　　　メタルガスケット
　２　　　開口部
　３　　　上面部
　３ａ　　上面部の上面
　３ｂ　　上面部の下面
　３ｃ　　上面部の外周端
　４　　　内周部
　４ａ　　内周部の内周面
　４ｂ　　内周部の外周面
　５　　　下面部
　５ａ　　下面部の下面
　５ｂ　　下面部の上面
　５ｃ　　下面部の外周端
　６ａ　　上面部の傾斜面
　６ｂ　　下面部の傾斜面
　７ａ　　上面部の山形部
　７ｂ　　下面部の山形部
　８　　　評価試験装置
　９ａ　　試験プラテン
　９ｂ　　試験プラテン
　１０　　ヘリウムガスボンベ
　１０ａ　ノズル
　１１　　ヘリウムリークディテクター
　Ｄ　　　上面部の下面と下面部の上面との間隔
　Ｐ，Ｑ　山形部の頂点
　Ｒ　　　メタルガスケットの幅の中間点と内周部の内周面との間の領域
　Ｍ　　　上面部の下面の中間点
　Ｎ　　　下面部の下面の中間点
　ｈ1　　 上面部の上面から山形部の頂点Ｐまでの高さ
　ｈ2　　 下面部の下面から山形部の頂点Ｑまでの高さ
　ｔ　　　最小肉厚部

Claims (2)

  1. 　外周側に開口部を有し、平面形状が環状であり、縦断面形状がコの字状または横向きのＵ字状であるメタルガスケットであって、上面部と内周部と下面部とを有し、上面部の上面と内周部の内周面との境界および下面部の下面と内周部の内周面との境界にそれぞれ内周方向に向かって傾斜し、メタルガスケットの高さの３～２５％の厚さの最小肉厚部を有する傾斜面がそれぞれ形成されてなり、縦断面形状が山形状である山形部をそれぞれ上面部および下面部に有し、上面部の上面から山形部の頂点までの高さおよび下面部の下面から山形部の頂点までの高さがそれぞれ０．０１ｍｍ以上であり、上面部の下面と下面部の上面との間隔がメタルガスケットの高さの２０～９０％である開口部が形成されていることを特徴とするメタルガスケット。
  2. 　メタルガスケットがアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、炭素鋼、鉛、金、銀、銅、ニッケル、タンタル、クロムモリブデン鋼、モネル、チタンおよびマグネシウム合金からなる群より選ばれた金属で形成されてなる請求項１に記載のメタルガスケット。

     
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