うず巻き形ガスケット
【課題】ガスケット本体の外径側に少なくとも外輪が具備されているうず巻き形ガスケットにおいて、締付け荷重でベンディング現象が生じた場合に本体部分のシール面に隙間が生じたとしても、ガスケット全体としてはシール性の低下を抑制することができるうず巻き形ガスケットを提供する。
【解決手段】金属製の波形薄板４と石綿紙などの緩衝材５とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体６の少なくとも外周側に、該本体６の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪２４が嵌合されたうず巻き形ガスケット２０において、外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材１の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【解決手段】金属製の波形薄板４と石綿紙などの緩衝材５とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体６の少なくとも外周側に、該本体６の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪２４が嵌合されたうず巻き形ガスケット２０において、外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材１の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、流体が高温、高圧となる蒸気などの管継手部分のシール用として好ましく用いられるうず巻き形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
うず巻き形ガスケットは高温・高圧用として設計されたガスケットで、豊かな弾性を有し装着厚さで締付け力を規制できるとともに、フランジ面の精密仕上げを必要とせず、交換作業も容易で、フランジに固着し難く、清掃し易いなどの利点を有することから、火力・原子力発電所やスチームタービン船の蒸気系はもちろんのこと、石油精製・石油化学工業のプロセスラインなどに広く使われている。
【０００３】
このようなガスケットが用いられる配管の管継手部分では、例えば、図３に示したように、両フランジ１，１間にうず巻き形ガスケットＧを介装して複数のボルト２により締付け、このうず巻き形ガスケットＧとフランジ１，１間を互いに密着させて、内側通路３を流れる高圧流体などが外部に漏れないようにシールされている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようにして、継手部分にガスケットＧが装着され適正な面圧が負荷された場合には、ガスケットＧの両側に隙間ｄが確保されている。
このうず巻き形ガスケットＧは、例えば図２に示したように、Ｖ字形断面の金属製の波形薄板４と仕様に応じて選ばれたフィラー材（緩衝材）５とを渦巻状に硬く巻き込んで構成したガスケット本体６を有している。そして、大口径寸法の場合には、ガスケット本体６の内径側あるいは外径側に、ガスケット本体６の厚さ寸法より厚さの小さい円環板状の内輪７および外輪８の両方、あるいは内外輪７，８のいずれか一方が必要に応じて装着される。
【０００５】
ところで、このようなうず巻き形ガスケットＧが装着される配管継手のフランジ１，１には、図４に示したように、ボルト２が挿通される孔の内側に平面座１ａ，１ａを設けたものがある（特許文献２）。
【０００６】
このような平面座１ａ，１ａを設けた管継手にガスケットＧが装着され、ボルト２により締付けられると、先ず密封効果を生じるガスケット本体６が締付けられる。
一方、内側通路３を流れる適用流体が高圧のときには、大きな締付け力が必要となるため、図３に示した隙間ｄの部分を小さくするように、ボルト２が過剰に締付けられる。このようにボルト２が過剰に締付けられたり、あるいはフランジ１，１の強度が弱かったりすると、締付けの際、フランジ１，１が最初に当接したガスケット本体６の点６ａ，６ａを中心にいわゆるベンディングが生じ、結果として、内径側で生じた隙間から流体が漏洩する虞がある。このような傾向は、内側通路３が大口径になるほど著しい。
【特許文献１】特開平３−１１７７８２号公報
【特許文献２】実開昭６０−５８９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑み、ガスケット本体の外径側に少なくとも外輪が具備されているうず巻き形ガスケットにおいて、締付け荷重でベンディング現象が生じた場合に本体部分のシール面に隙間が生じたとしても、ガスケット全体としてはシール性の低下を抑制することができるうず巻き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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るうず巻き形ガスケットは、
金属製の波形薄板と石綿紙などの緩衝材とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体の少なくとも外周側に、該本体の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪が嵌合されたうず巻き形ガスケットにおいて、
前記外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
【０００９】
係る構成による本発明によれば、外輪がフランジ部材の内面に設けられた平面座により強く締付けられたとしても、外輪の表面は平面座に対して軟質であるため、平面座が外輪の表面に食い込むようになる。したがって、ベンディング現象で本体部分のシール面に隙間が生じたとしても、ガスケット全体としてはシール性の低下を抑制することができる。
【００１０】
ここで、本発明では、前記外輪は、表面に軟質金属からなるメッキ層が形成されることにより、中心部分に比べて表面硬度が小さくされていても良い。
さらに、前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属が貼り合わされることにより表面硬度が小さくされていても良い。あるいは、前記外輪は、径方向内周側と径方向外周側との２つの部材の接合により構成され、このうち前記フランジ部材に当接する部分の外輪が軟質材料から形成されていても良い。
【００１１】
このようにして、前記外輪の表面硬度を小さくすることができる。
さらに、本発明では、前記外輪の高さは、前記ガスケット本体が適正圧力で締付けられた場合のガスケット本体の高さと略同一に設定されていても良い。
【００１２】
このように外輪の高さが設定されていれば、ガスケット本体の過剰変形を防止することができるとともに、ベンディングによりシール面とフランジ面とが離れ難くなる。このときも同様に、ベンディング時に外輪表面にフランジ平面座端面が食い込みなじみを確保してシール性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るうず巻き形ガスケットによれば、外輪の硬度をフランジ部材の平面座の硬度に対して小さく設定したので、平面座の食い込みが良好となる。したがって、ベンディング発生時に外輪とフランジ平面座との間にシール効果が得られる。これにより、ベンディング時に、本体部分のシール面に隙間が生じたとしてもガスケット全体としては、シール性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るうず巻き形ガスケット２０が採用された管継手を示したものである。
【００１５】
本実施例に係るうず巻き形ガスケット２０のガスケット本体２２は、上述した図２のガスケット本体６と略同様に形成されている。すなわち、金属製の波形薄板４とフィラー材５とが硬く巻きつけられることにより、ガスケット本体２２が構成されている。そして、このガスケット本体２２の外周側に外輪２４が、内周側に内輪２６が設置されている。なお、ガスケット本体２２の外周側に外輪２４が具備されていれば、内輪２６は具備されていなくても良い。すなわち、内輪２６は本発明の必須構成要件ではない。
【００１６】
一方、金属製の波形薄板４としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１、アルミニウムなどを例示することができ、フィラー材５としては、非石綿無機質紙などを例
示することができる。また、内輪２６としては、炭素鋼、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１，ＳＵＳ４３０、外輪２４としては炭素鋼ＳＵＳ３０４などが例示される。
【００１７】
本実施例では、外輪２４の表面は、フランジ１の平面座１ａに比べて軟質に形成されている。このように外輪２４の表面を平面座１ａに対して軟質にするには、メッキにより軟質な層を形成しても良い。
【００１８】
メッキのほか、外輪２４の表面を平面座１ａに対して軟質にするには、２枚の円盤状の板材を用意し、軟質の材質からなる一方の板材を他方の板材に接着して外輪２４を構成しても良い。
【００１９】
さらに、軟質にする部分は、外輪２４の全体でなくても、平面座１ａが当たる部分のみとしても良い。要は、フランジ１の平面座１ａにより外輪２４が締付けられた場合に、平面座１ａの端部が外輪２４の表面に食い込むようにすれば良い。
このようにして、ベンディングが生じた場合にも、外周側でシール性を確保できる。これにより、ガスケット全体としてはシール性の低下を防止することができる。
【００２０】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、内輪２６は、必須ではない。また、使用条件として高温，高圧に限定されず、通常の温度、通常の圧力下でも用いることができる。
【００２１】
また、ベンディングが生じ難いように、外輪８の高さを、図４に波線で示したように締付け時のガスケット本体６の高さと同様に設定することができる。
このようにベンディングの発生を防止するには、図３に示した隙間ｄを無くせば良いが、それには以下のようにすれば良い。
【００２２】
すなわち、ガスケットの面圧に対するシール性能、およびガスケットの面圧に対する歪み量を予め測定しておくことにより、所望とするシール性能を得るときのガスケットの歪み量を想定する。そして、ガスケットの初期高さからその歪み量を差し引いた高さと同じ高さに外輪８の高さを設定すれば、締付け時にガスケット本体６の高さと外輪８の高さが同一になる。
【００２３】
このようにして予め外輪８の高さを設定すれば、ベンディングによりシール面とフランジ面とが離れ難くなる。
このように、本実施例では、ベンディング時に外輪表面にフランジ平面座端面が食い込みなじみを確保してシール性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るうず巻き形ガスケットが装着されたフランジ継手を示した断面図である。
【図２】図２は従来のうず巻き形ガスケットの一部を示した斜視図である。
【図３】図３は従来のうず巻き形ガスケットが装着されたフランジ継手の断面図である。
【図４】図４はうず巻き形ガスケットにベンディングが生じたときの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ フランジ
１ａ 平面座
２ ボルト
３ 内側通路
４ 金属製の波形薄板
５ フィラー材
６ ガスケット本体
７，８ 内外輪
２２ ガスケット本体
２４ 外輪
２６ 内輪
Ｇ ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、流体が高温、高圧となる蒸気などの管継手部分のシール用として好ましく用いられるうず巻き形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
うず巻き形ガスケットは高温・高圧用として設計されたガスケットで、豊かな弾性を有し装着厚さで締付け力を規制できるとともに、フランジ面の精密仕上げを必要とせず、交換作業も容易で、フランジに固着し難く、清掃し易いなどの利点を有することから、火力・原子力発電所やスチームタービン船の蒸気系はもちろんのこと、石油精製・石油化学工業のプロセスラインなどに広く使われている。
【０００３】
このようなガスケットが用いられる配管の管継手部分では、例えば、図３に示したように、両フランジ１，１間にうず巻き形ガスケットＧを介装して複数のボルト２により締付け、このうず巻き形ガスケットＧとフランジ１，１間を互いに密着させて、内側通路３を流れる高圧流体などが外部に漏れないようにシールされている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようにして、継手部分にガスケットＧが装着され適正な面圧が負荷された場合には、ガスケットＧの両側に隙間ｄが確保されている。
このうず巻き形ガスケットＧは、例えば図２に示したように、Ｖ字形断面の金属製の波形薄板４と仕様に応じて選ばれたフィラー材（緩衝材）５とを渦巻状に硬く巻き込んで構成したガスケット本体６を有している。そして、大口径寸法の場合には、ガスケット本体６の内径側あるいは外径側に、ガスケット本体６の厚さ寸法より厚さの小さい円環板状の内輪７および外輪８の両方、あるいは内外輪７，８のいずれか一方が必要に応じて装着される。
【０００５】
ところで、このようなうず巻き形ガスケットＧが装着される配管継手のフランジ１，１には、図４に示したように、ボルト２が挿通される孔の内側に平面座１ａ，１ａを設けたものがある（特許文献２）。
【０００６】
このような平面座１ａ，１ａを設けた管継手にガスケットＧが装着され、ボルト２により締付けられると、先ず密封効果を生じるガスケット本体６が締付けられる。
一方、内側通路３を流れる適用流体が高圧のときには、大きな締付け力が必要となるため、図３に示した隙間ｄの部分を小さくするように、ボルト２が過剰に締付けられる。このようにボルト２が過剰に締付けられたり、あるいはフランジ１，１の強度が弱かったりすると、締付けの際、フランジ１，１が最初に当接したガスケット本体６の点６ａ，６ａを中心にいわゆるベンディングが生じ、結果として、内径側で生じた隙間から流体が漏洩する虞がある。このような傾向は、内側通路３が大口径になるほど著しい。
【特許文献１】特開平３−１１７７８２号公報
【特許文献２】実開昭６０−５８９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑み、ガスケット本体の外径側に少なくとも外輪が具備されているうず巻き形ガスケットにおいて、締付け荷重でベンディング現象が生じた場合に本体部分のシール面に隙間が生じたとしても、ガスケット全体としてはシール性の低下を抑制することができるうず巻き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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るうず巻き形ガスケットは、
金属製の波形薄板と石綿紙などの緩衝材とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体の少なくとも外周側に、該本体の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪が嵌合されたうず巻き形ガスケットにおいて、
前記外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
【０００９】
係る構成による本発明によれば、外輪がフランジ部材の内面に設けられた平面座により強く締付けられたとしても、外輪の表面は平面座に対して軟質であるため、平面座が外輪の表面に食い込むようになる。したがって、ベンディング現象で本体部分のシール面に隙間が生じたとしても、ガスケット全体としてはシール性の低下を抑制することができる。
【００１０】
ここで、本発明では、前記外輪は、表面に軟質金属からなるメッキ層が形成されることにより、中心部分に比べて表面硬度が小さくされていても良い。
さらに、前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属が貼り合わされることにより表面硬度が小さくされていても良い。あるいは、前記外輪は、径方向内周側と径方向外周側との２つの部材の接合により構成され、このうち前記フランジ部材に当接する部分の外輪が軟質材料から形成されていても良い。
【００１１】
このようにして、前記外輪の表面硬度を小さくすることができる。
さらに、本発明では、前記外輪の高さは、前記ガスケット本体が適正圧力で締付けられた場合のガスケット本体の高さと略同一に設定されていても良い。
【００１２】
このように外輪の高さが設定されていれば、ガスケット本体の過剰変形を防止することができるとともに、ベンディングによりシール面とフランジ面とが離れ難くなる。このときも同様に、ベンディング時に外輪表面にフランジ平面座端面が食い込みなじみを確保してシール性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るうず巻き形ガスケットによれば、外輪の硬度をフランジ部材の平面座の硬度に対して小さく設定したので、平面座の食い込みが良好となる。したがって、ベンディング発生時に外輪とフランジ平面座との間にシール効果が得られる。これにより、ベンディング時に、本体部分のシール面に隙間が生じたとしてもガスケット全体としては、シール性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るうず巻き形ガスケット２０が採用された管継手を示したものである。
【００１５】
本実施例に係るうず巻き形ガスケット２０のガスケット本体２２は、上述した図２のガスケット本体６と略同様に形成されている。すなわち、金属製の波形薄板４とフィラー材５とが硬く巻きつけられることにより、ガスケット本体２２が構成されている。そして、このガスケット本体２２の外周側に外輪２４が、内周側に内輪２６が設置されている。なお、ガスケット本体２２の外周側に外輪２４が具備されていれば、内輪２６は具備されていなくても良い。すなわち、内輪２６は本発明の必須構成要件ではない。
【００１６】
一方、金属製の波形薄板４としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１、アルミニウムなどを例示することができ、フィラー材５としては、非石綿無機質紙などを例
示することができる。また、内輪２６としては、炭素鋼、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１，ＳＵＳ４３０、外輪２４としては炭素鋼ＳＵＳ３０４などが例示される。
【００１７】
本実施例では、外輪２４の表面は、フランジ１の平面座１ａに比べて軟質に形成されている。このように外輪２４の表面を平面座１ａに対して軟質にするには、メッキにより軟質な層を形成しても良い。
【００１８】
メッキのほか、外輪２４の表面を平面座１ａに対して軟質にするには、２枚の円盤状の板材を用意し、軟質の材質からなる一方の板材を他方の板材に接着して外輪２４を構成しても良い。
【００１９】
さらに、軟質にする部分は、外輪２４の全体でなくても、平面座１ａが当たる部分のみとしても良い。要は、フランジ１の平面座１ａにより外輪２４が締付けられた場合に、平面座１ａの端部が外輪２４の表面に食い込むようにすれば良い。
このようにして、ベンディングが生じた場合にも、外周側でシール性を確保できる。これにより、ガスケット全体としてはシール性の低下を防止することができる。
【００２０】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、内輪２６は、必須ではない。また、使用条件として高温，高圧に限定されず、通常の温度、通常の圧力下でも用いることができる。
【００２１】
また、ベンディングが生じ難いように、外輪８の高さを、図４に波線で示したように締付け時のガスケット本体６の高さと同様に設定することができる。
このようにベンディングの発生を防止するには、図３に示した隙間ｄを無くせば良いが、それには以下のようにすれば良い。
【００２２】
すなわち、ガスケットの面圧に対するシール性能、およびガスケットの面圧に対する歪み量を予め測定しておくことにより、所望とするシール性能を得るときのガスケットの歪み量を想定する。そして、ガスケットの初期高さからその歪み量を差し引いた高さと同じ高さに外輪８の高さを設定すれば、締付け時にガスケット本体６の高さと外輪８の高さが同一になる。
【００２３】
このようにして予め外輪８の高さを設定すれば、ベンディングによりシール面とフランジ面とが離れ難くなる。
このように、本実施例では、ベンディング時に外輪表面にフランジ平面座端面が食い込みなじみを確保してシール性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るうず巻き形ガスケットが装着されたフランジ継手を示した断面図である。
【図２】図２は従来のうず巻き形ガスケットの一部を示した斜視図である。
【図３】図３は従来のうず巻き形ガスケットが装着されたフランジ継手の断面図である。
【図４】図４はうず巻き形ガスケットにベンディングが生じたときの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ フランジ
１ａ 平面座
２ ボルト
３ 内側通路
４ 金属製の波形薄板
５ フィラー材
６ ガスケット本体
７，８ 内外輪
２２ ガスケット本体
２４ 外輪
２６ 内輪
Ｇ ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の波形薄板と石綿紙などの緩衝材とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体の少なくとも外周側に、該本体の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪が嵌合されたうず巻き形ガスケットにおいて、
前記外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴とするうず巻き形ガスケット。
【請求項２】
前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属からなるメッキ層が形成されることにより、中心部分に比べて表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項３】
前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属が貼り合わされることにより表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項４】
前記外輪は、径方向内周側と径方向外周側との２つの部材の接合により構成されており、このうち前記フランジ部材に当接する部分の外輪が軟質材料から形成されることにより、表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項５】
前記外輪の高さは、前記ガスケット本体が適正圧力で締付けられた場合のガスケット本体の高さと略同一に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項１】
金属製の波形薄板と石綿紙などの緩衝材とを、うず巻状に巻回して構成されるガスケット本体の少なくとも外周側に、該本体の厚さ寸法より厚さの小さい金属製の外輪が嵌合されたうず巻き形ガスケットにおいて、
前記外輪の表面硬度が、これに当接するフランジ部材の硬度よりも小さくなるように設定されていることを特徴とするうず巻き形ガスケット。
【請求項２】
前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属からなるメッキ層が形成されることにより、中心部分に比べて表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項３】
前記外輪は、芯材となる金属板材の表面に軟質金属が貼り合わされることにより表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項４】
前記外輪は、径方向内周側と径方向外周側との２つの部材の接合により構成されており、このうち前記フランジ部材に当接する部分の外輪が軟質材料から形成されることにより、表面硬度が小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のうず巻き形ガスケット。
【請求項５】
前記外輪の高さは、前記ガスケット本体が適正圧力で締付けられた場合のガスケット本体の高さと略同一に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のうず巻き形ガスケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２３２１３３（Ｐ２００７−２３２１３３Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５６３５５（Ｐ２００６−５６３５５）
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]