(57)【要約】【課題】この発明は、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保することができるうず巻形ガスケットの提供を目的とする。【解決手段】断面に曲げ部２を有する金属フープ材３を、曲げ部２が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における金属フープ材３の間にフィラ材４を介在させたシール部５を有するうず巻形ガスケット１であって、フィラ材４のうず巻方向における少なくとも一部を、金属フープ材３より変形性に優れる非鉄金属で構成したことを特徴とする。
2014007364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面に曲げ部を有する金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するうず巻形ガスケットであって、
前記フィラ材のうず巻方向における少なくとも一部を、前記金属フープ材より変形性に優れる非鉄金属で構成した
うず巻形ガスケット。
【請求項２】
前記シール部における前記フィラ材を、前記非鉄金属のみで構成した
請求項１に記載のうず巻形ガスケット。
【請求項３】
前記シール部における外周側及び内周側の前記フィラ材を、前記非鉄金属で構成すると共に、
前記外周側及び前記内周側の間の前記フィラ材を、膨張黒鉛で構成した
請求項１に記載のうず巻形ガスケット。
【請求項４】
前記シール部を、前記非鉄金属で構成する前記フィラ材のみをうず巻状に巻き回して構成した
請求項１に記載のうず巻形ガスケット。
【請求項５】
うず巻状に巻き回されて重なる前記曲げ部に対応する箇所に、充填素材を配置した
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のうず巻形ガスケット。
【請求項６】
前記シール部におけるガスケット本体の厚さ方向の少なくとも片側端に、金属メッキ層を形成した
請求項１乃至５のうちいずれか1項に記載のうず巻形ガスケット。
【請求項７】
前記非鉄金属を、ニッケルとした
請求項１乃至６のうちいずれか1項に記載のうず巻形ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、断面に曲げ部を有する金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するうず巻形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上述例のうず巻形ガスケットは、断面に略Ｖ字形状の曲げ部を有する金属薄帯板としての金属フープ材と、クッション材としてのフィラ材とを重ねてうず巻状に巻付けてシール部を構成し、例えば、水蒸気やガスなどの気体または液体（つまり流体）が流通する管路のフランジ部相互間やバルブ等の流体機器における接続面間をシールする構成である。【０００３】
高温条件下で使用される従来のうず巻形ガスケットとしては各種構造のものがあるが、例えば、金属フープ材としてステンレスやインコネル（登録商標）等を用い、フィラ材として膨張黒鉛（高純度の天然鱗片黒鉛結晶を化学薬品で処理し１０００℃以上の高温で熱処理して黒鉛の結晶格子の層間を膨張させフレーク状としたもの）を用いたうず巻形ガスケットや、特許文献１で提案されるように、金属製フープ材とフィラ材とを重ね合わせてうず巻状に巻回して構成するうず巻形ガスケットにおいて、フィラ材のうちの内周側と外周側とを、マイカ箔を集成したマイカペーパに無機質繊維から構成される無機繊維クロスを接着して補強したマイカテープで形成し、フィラ材のうちの内周側と外周側との間つまり中央部分を膨張黒鉛テープで形成したうず巻形ガスケットなどが知られている。【０００４】
前者の膨張黒鉛系うず巻形ガスケットは、酸化性雰囲気で４５０℃を超える高温になると、膨張黒鉛が次第に酸化消失するおそれがある。このような問題に対して、うず巻形ガスケットを装着する装着部の構造を締切り構造として、ガスケット装着部を外気（つまり酸素）と遮断して非酸化性雰囲気とすることにより、最高使用温度の高温化を図ることができる。しかしながら、６５０℃を超える蒸気に対しては膨張黒鉛が次第に水蒸気酸化するという知見があり、改善の余地があった。【０００５】
後者のうず巻形ガスケットは、無機繊維クロスを接着して補強したマイカテープつまり無機フィラには、バインダとしてゴム等の有機物を含んでおり、加熱により早期にこれが熱劣化する。このため、無機フィラのシール性が低下し、外気（酸素）の侵入により、無機フィラとともにフィラ材を形成する膨張黒鉛が酸化することにより、ガスケットのシール性能が低下するおそれがあった。【０００６】
一方、うず巻形ガスケットとは異なるが、メタル中空０リングやメタルソリッドガスケットなどの金属ガスケットも一般的に知られている。  
しかしながら、金属ガスケットは、うず巻形ガスケットと比較して、圧縮復元性に乏しく、流体機器の運転、停止により、管路のフランジ部や流体機器の接続部におけるガスケット装着部が熱膨張、熱収縮を繰返すと、装着部面間の変化に対して充分に追随することができず（つまり、温度変化に対する追従性が得られず）、ガスケットのシール性能が低下するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３５１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保することができるうず巻形ガスケットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、断面に曲げ部を有する金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するうず巻形ガスケットであって、前記フィラ材のうず巻方向における少なくとも一部を、前記金属フープ材より変形性に優れる非鉄金属で構成したことを特徴とする。【００１０】
上述の金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するとは、金属フープ材とフィラ材とを重ねて巻き回すことで、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材が介在するシール部、あるいは、うず巻き状における径方向の外側と内側とにおいて巻き回した金属フープ材の間に、うず巻き状に巻き回したフィラ材を介在させて構成したシール部とすることができる。【００１１】
上述の断面に有する曲げ部は、例えば、断面略Ｖ字状、断面略Ｕ字状、または断面略Ｗ字状を構成する断面中央付近の湾曲部や折り曲げ部等とすることができる。  
上述の前記フィラ材のうず巻方向における少なくとも一部は、うず巻方向に沿った全長、あるいはその一部、または、例えば外周側と内周側のように間隔を隔てて配置された複数箇所とすることができる。【００１２】
上述の金属フープ材より変形性に優れるとは、金属フープ材に比べて、硬度が低く、あるいは引張り性及び伸び性が高いことにより、同じ力が作用した場合に、金属フープ材より容易に変形することをいう。  
上述の金属フープ材より変形性に優れる非鉄金属とは、例えば、ニッケル、ニッケル合金、チタンあるいはチタン合金等が含まれるが、もちろんこれに限定されない。さらに詳しくは、上記非鉄金属は、主成分が鉄以外の金属であれば、鉄成分を含む金属であってもよい。【００１３】
この発明により、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保することができる。  
詳しくは、フィラ材のうず巻方向における少なくとも一部を、金属フープ材より変形性に優れる非鉄金属で構成したため、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、うず巻形ガスケット本来の特長である充分な圧縮量及び復元量を確保することができるので、長期にわたって安定したシール性能を確保することができる。【００１４】
すなわち、圧縮量の確保により、うず巻形ガスケットは、ガスケット装着部に装着されて厚さ方向の寸法が縮小されても、座屈することなく充分に変形することができて装着面へのなじみ性がよい。また、復元量の確保により、熱膨張、熱収縮に起因して装着面間の距離が縮小、拡大されても充分に追従することができる。つまり、使用条件下における温度変化に対しての追従性を確保することができる。  
よって、加熱による熱劣化の影響が従来品より少なく、高温、高圧条件で長期にわたって安定したシール性能を確保できるうず巻形ガスケットを提供することができる。【００１５】
この発明の構成として、前記シール部における前記フィラ材を、前記非鉄金属のみで構成することができる。  
この発明により、高温条件下における耐熱性及び耐食性を高めつつ、シール性をも確保したうず巻形ガスケットを提供することができる。【００１６】
詳しくは、フィラ材を非鉄金属のみで構成したことにより、高温、高圧条件でもフィラ材の劣化及び消失が生じず、またフープ材に対して変形性が優れているため、圧縮特性及び復元特性を備えることができ、高温条件下における耐熱性及び耐食性を高めつつ、シール性をも確保したうず巻形ガスケットを提供することができる。【００１７】
またこの発明の構成として、前記シール部における外周側及び内周側の前記フィラ材を、前記非鉄金属で構成すると共に、前記外周側及び前記内周側の間の前記フィラ材を、膨張黒鉛で構成することができる。【００１８】
上述のシール部における外周側及び内周側の前記フィラ材は、うず巻状に巻き回されるフィラ材における径外側の一部分及び径内側の一部分とすることができる。  
上述の前記外周側及び前記内周側の間の前記フィラ材は、上述したうず巻状に巻き回されるフィラ材における径外側の一部分から径内側の一部分までの間とすることができる。【００１９】
この発明により、膨張黒鉛の優れたシール性を活かしつつ、耐久性にも優れたうず巻形ガスケットを提供することができる。  
詳しくは、非鉄金属で構成したフィラ材をシール部における外周側と内周側に配置したことにより、クッション性が高い膨張黒鉛で構成した、シール部の外周側と内周側との間に配置したフィラ材の酸化消失を抑制することができ、膨張黒鉛の優れたシール性を活かしつつ、耐久性にも優れたうず巻形ガスケットを提供することができる。【００２０】
またこの発明の構成として、前記シール部を、前記非鉄金属で構成する前記フィラ材のみをうず巻状に巻き回して構成することができる。  
この発明により、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、高温条件下における耐熱性及び耐食性を高めつつ、長期にわたって安定した高いシール性能を確保することができる。【００２１】
詳しくは、シール部を、非鉄金属で構成するフィラ材のみをうず巻状に巻き回して構成したため、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、うず巻形ガスケット本来の特長である充分な圧縮量及び復元量を確保しつつ、巻き回されて重なる材料間に生じる隙間を極力小さく抑えることができるため、長期にわたって安定した高いシール性能を確保することができる。【００２２】
すなわち、シール部の内周側と外周側との間の中間部分に配置して構成する非鉄金属のフィラ材は変形性が高いため、重なりあうフィラ材同士の間に形成される隙間が小さく、浸透漏洩の発生を防止でき、高いシール性を確保することができる。さらには、非鉄金属で構成するフィラ材は膨張黒鉛や無機フィラのような軟質の材料に比べて形状保持性に優れているため、うず巻形ガスケット本来の特長である十分な圧縮量及び復元量を確保することができる。【００２３】
よって、加熱による熱劣化の影響が従来品より少なく、高温条件下における耐熱性及び耐食性を高めつつ、長期にわたって安定した高いシール性能を確保することができるうず巻形ガスケットを提供することができる。【００２４】
またこの発明の構成として、うず巻状に巻き回されて重なる前記曲げ部に対応する箇所に、充填素材を配置することができる。  
上述のうず巻状に巻き回されて重なる前記曲げ部は、うず巻状に巻き回されて重なる前記フィラ材及び前記金属フープ材の曲げ部の間、あるいはうず巻状に巻き回されて重なる前記フィラ材同士の曲げ部の間であることを含む概念である。  
前記充填素材は、少なくとも前記非鉄金属で構成するフィラ材と同等以上の変形性を有する金属線材、ペースト状、あるいはシート状の充填素材を含む概念である。【００２５】
この発明により、浸透漏洩の発生をより確実に防止でき、安定したシール性能をさらに向上させたうず巻形ガスケットを提供することができる。  
詳しくは、金属フープ材とフィラ材との曲げ部相互間、又はフィラ材同士の曲げ部相互間において、例えば、金属フープ材とフィラ材との重ね合わせ面間、又はフィラ材同士の重ね合わせ面間に隙間が形成された場合であっても、この隙間を充填素材で埋めることができるため、高温、高圧の水蒸気などの流体のシール部におけるうず巻状方向の浸透を抑制でき、浸透漏洩の発生をより一層確実に防止することができる。【００２６】
またこの発明の構成として、前記シール部におけるガスケット本体の厚さ方向の少なくとも片側端に、金属メッキ層を形成することができる。  
上述のガスケット本体の厚さ方向の少なくとも片側端は、金属フープ材とフィラ材とをうず巻状に巻き回して構成した略ドーナツ状のガスケット本体における二表面のうち、片面のみあるいは両面を含む概念であり、さらには、片面や両面における全面あるいは、一部分とすることができる。【００２７】
この発明により、接面漏洩の発生をより確実に阻止でき、安定したシール性能をさらに向上させたうず巻形ガスケットを提供することができる。  
詳しくは、金属フープ材とフィラ材とから成るシール部、又はフィラ材のみからなるシール部の厚さ方向の端面付近において金属フープ材とフィラ材との重ね合わせ面間、又はフィラ材同士の重ね合わせ面間に隙間が生じている場合であっても、ガスケット本体の厚さ方向の少なくとも片側端に金属メッキ層を形成することで、シール部の厚さ方向の端面付近における金属フープ材とフィラ材との重ね合わせ面間、又はフィラ材同士の重ね合わせ面間の隙間を埋めることができるとともに、金属フープ材とフィラ材との密着性、又はフィラ材同士の密着性を高めることができる。【００２８】
また、使用時において、ガスケット装着部面とシール部との接触界面のなじみ性が不足している場合であっても、金属メッキ層を形成することで、装着部面とシール部との接触界面のなじみ性向上を図ることができる。したがって、この金属メッキ層により接面漏洩の発生をより一層確実に阻止することができる。【００２９】
この発明の構成として、前記非鉄金属を、ニッケルとすることができる。  
この発明により、高温、高圧条件下においても熱影響を殆ど受けない耐久性の高いうず巻ガスケットを提供することができる。【００３０】
詳しくは、非鉄金属の中でも、融点が１４５５℃と高く、かつ高温条件下においても耐熱性及び耐食性に優れる、軟質金属であるニッケルを、フィラ材として用いたことにより、圧縮特性及び復元特性を備えたうず巻形ガスケットを高温、高圧条件下で使用することができる。よって、高温、高圧条件下においても熱影響を殆ど受けない耐久性の高いうず巻形ガスケットを提供することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明により、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保できるうず巻形ガスケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のうず巻形ガスケットの平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】締切り構造のガスケット装着部の概略断面図。
【図４】ガスケット装着部におけるうず巻形ガスケットの装着状態の概略拡大断面図。
【図５】うず巻形ガスケット製造装置についての説明図。
【図６】うず巻形ガスケット製造装置で巻付けられたシール部の一部概略拡大断面図。
【図７】うず巻形ガスケットの使用例についての説明図。
【図８】様々なパターンのうず巻形ガスケットの説明図。
【図９】うず巻形ガスケットの他の実施例を示す片側断面図。
【図１０】うず巻形ガスケットのさらに他の実施例を示す片側断面図。
【図１１】うず巻形ガスケットのさらに他の実施例を示す片側断面図。
【図１２】図１１に示すうず巻形ガスケットの装着状態における部分拡大断面図。
【図１３】うず巻形ガスケットのさらに他の実施例を示す片側断面図。
【図１４】うず巻形ガスケットのさらに他の実施例を示す片側断面図。
【図１５】うず巻形ガスケットのさらに他の実施例を示す片側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保することができるという目的を、断面に曲げ部を有する金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するうず巻形ガスケットにおいて、前記フィラ材のうず巻方向における少なくとも一部を、前記金属フープ材より変形性に優れる非鉄金属で構成することにより実現した。
【実施例１】
【００３４】
この発明の一実施例を以下図１乃至６とともに詳述する。  
なお、図１は本発明のうず巻形ガスケット１の平面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図を示し、図３は締切り構造のガスケット装着部１１０の概略断面図を示している。また、図４はガスケット装着部１１０におけるうず巻形ガスケット１の装着状態の概略拡大断面図を示し、図５はうず巻形ガスケット製造装置２００についての説明図を示し、図６はうず巻形ガスケット製造装置２００で巻付けられたシール部５の一部概略拡大断面図を示している。  
詳しくは、図５（ａ）はうず巻形ガスケット製造装置の概略的な側面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図を示している。【００３５】
うず巻形ガスケット１は、管路や機器のフランジ部や流体機器の接続部におけるガスケット装着部に装着される。例えば、図３に示すような締切り構造のガスケット装着部１１０に装着され、詳しくは、上蓋部材１０１の下端凸部外周面１０１ａ及び下端面１０１ｂと、開口部材１０２の上端面１０２ｂ及び上端面１０２ｂに形成した上端溝１０２ａで構成される平面視リング状のガスケット装着部１１０に装着される（図４参照）。【００３６】
図３におけるａ部拡大図である図４に示すように、ガスケット装着部１１０に装着されるうず巻形ガスケット１は、上蓋部材１０１と開口部材１０２とを締結する締結ボルト１０５の締め付け力により、上端面１０２ｂと下端面１０１ｂとがメタルタッチし、ガスケット装着部１１０が外気と遮断された状態の非酸化性雰囲気において、開口部材１０２の内周面１０２ｃと、上蓋部材１０１の下端凸部外周面１０１ａとの間から侵入する高温、高圧流体をシールする構成である。【００３７】
うず巻形ガスケット１は、シール部５と、空巻き部６，７とで構成する略ドーナツ形状に形状保持されたガスケット本体８で構成している。  
シール部５は、曲げ部２を有する断面略Ｖ字形状の金属薄帯板としての金属フープ材３を、該曲げ部２が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材３の間に、クッション材としてのフィラ材４を介在させて構成している。【００３８】
また、空巻き部６，７は、シール部５の内周部及び外周部において、金属フープ材３のみを２〜３周巻回して形成し、巻き始めの金属フープ材３をこれに隣接する外周側の金属フープ材３にスポット溶接して固着すると共に、巻き終わりの金属フープ材３をこれに隣接する内周側の金属フープ材３にスポット溶接等により固着している。【００３９】
なお、金属フープ材３としては、例えばインコネルＸ−７５０等を用いている。このインコネルＸ−７５０はその融点が１３９５〜１４２５℃で、高温条件下で耐熱性及び耐食性、強度ともに優れるニッケル合金である。【００４０】
また、前記フィラ材４としては、金属フープ材３（インコネルＸ−７５０）よりも変形性に優れ、かつ高温条件下においても耐熱性及び耐食性に優れる、軟質の非鉄金属であるニッケルで構成している。  
詳しくは、金属フープ材３を構成するインコネルＸ−７５０に比べて、硬度が低く、あるいは引張り性及び伸び性が高いニッケルを、変形性に優れた非鉄金属として用いている。【００４１】
実施例１では、非鉄金属を純ニッケルまたはニッケル合金（望ましくは純ニッケルで、以下、単にニッケルと総称することがある）とし、フィラ材４のうず巻方向における全部を、ニッケル製フィラ材としている。【００４２】
金属フープ材３の厚みは、０．１〜０．３ｍｍの範囲の所定の値（例えば０．２ｍｍ）に設定している。金属フープ材３の幅は、４〜７ｍｍの範囲の所定の値に設定している。【００４３】
また、非鉄金属（ニッケル）製のフィラ材４の厚みは、０．１〜０．４ｍｍの範囲の所定の値（例えば０．２ｍｍ）に設定している。すなわち、フィラ材４の取扱い性を考慮してその最小厚みを０．１ｍｍとし、変形性を考慮してその最大厚みを０．４ｍｍとしたものである。フィラ材４の幅は、４〜７ｍｍの範囲の所定の値に設定している。但し、金属フープ材３とフィラ材４とを重ねて巻き上げた際に、フィラ材４の端部の方が金属フープ材３の端部よりも若干突出するように（図６参照）、フィラ材４の幅を金属フープ材３の幅よりも若干大きく設定している。これは、ガスケット装着部１１０の装着部面とシール部５とが接触する接触界面（つまり、下端面１０１ｂや上端溝１０２ａ底面とシール部５との接触界面）のなじみ性を考慮したものである。【００４４】
そして、図２に示すように、金属フープ材３及びフィラ材４の曲げ部２における山の高さＨを約１．６ｍｍに設定し、ガスケット本体８の呼び厚さＬを３〜５ｍｍの範囲の所定の値（例えば、４．５ｍｍ）に設定している。  
但し、これらの寸法値は一例であって、この寸法値に限定されるものではない。【００４５】
このように構成したうず巻形ガスケット１は、例えば、図５に示すようなうず巻形ガスケット製造装置２００で製造する。うず巻形ガスケット製造装置２００は、金属フープ材３とフィラ材４とを重ねて巻き上げる巻芯２１１と、この巻芯２１１と対向する位置に設けられ、巻上げの際に金属フープ材３及びフィラ材４に対して巻上げ荷重を付与する加圧ローラ２１２と、この加圧ローラ２１２を巻芯２１１側へ接離移動可能に支持する支持部材２１３と、金属フープ材３を巻き回した巻回部２０３Ａから繰り出した金属フープ材３を巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間に案内するガイドローラ２１４と、フィラ材４を巻き回した巻回部２０４Ａから繰り出したフィラ材４を巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間に案内するガイドローラ２１５とを備えている。【００４６】
ここで、金属フープ材３及びフィラ材４は、うず巻形ガスケット１における曲げ部２を構成する断面略Ｖ字形状に加工されて、巻回部２０３Ａ，２０４Ａとして巻き回されている。【００４７】
加圧ローラ２１２の外周部には、金属フープ材３及びフィラ材４の略Ｖ字状の曲げ形状に対応した凹部２１２ａを一体形成し、凹部２１２ａを押し当てることにより、金属フープ材３とフィラ材４とを重ね合せてうず巻状に成巻するものである。【００４８】
このように構成したうず巻形ガスケット製造装置２００でうず巻形ガスケット１を製造するためには、まず、巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間に金属フープ材３のみを挿入し、巻芯２１１を巻上げ方向に駆動すると共に、加圧ローラ２１２を介して金属フープ材３に対して所定の巻上げ荷重を付与し、空巻き部６を形成する。【００４９】
次に、巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間において金属フープ材３の下側にフィラ材４を挿入し、これら金属フープ材３とフィラ材４とを重ね合わせて巻回して、シール部５を形成する。  
そして、巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間へのフィラ材４の供給を停止し、巻芯２１１と加圧ローラ２１２との間には金属フープ材３のみを供給して巻き回し、空巻き部７を形成する。【００５０】
このようにして製造されたうず巻形ガスケット１のシール部５は、図４に示すように、略Ｖ字状に形成された金属フープ材３と、略Ｖ字状に形成されたフィラ材４とが、径方向において曲げ部２が重なり合うように、径方向断面において積層される。【００５１】
以上詳述したように、本実施例のうず巻形ガスケット１は、断面に曲げ部２を有する金属フープ材３を、該曲げ部２が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材３の間にフィラ材４を介在させたシール部５を構成し、前記フィラ材４を、前記金属フープ材３より変形性に優れる非鉄金属であるニッケルで構成しているため、高温、高圧条件で材料の熱劣化の影響が従来品より少なく、長期にわたって安定したシール性能を確保することができる。【００５２】
安定したシール性能を確保することができる理由としては、うず巻形ガスケット本来の特長である充分な圧縮量、復元量の確保ができることが挙げられる。すなわち、圧縮量の確保により、うず巻形ガスケット１は、ガスケット装着部１１０に装着されて厚さ方向の寸法が縮小されても、座屈することなく充分に変形することができて下端面１０１ｂ及び上端溝１０２ａ底面へのなじみ性がよい。また、復元量の確保により、熱膨張、熱収縮に起因して下端面１０１ｂと上端溝１０２ａ底面との間の距離が縮小、拡大されても充分に追従することができる。つまり、使用条件下における温度変化に対しての追従性を確保することができる。【００５３】
よって、うず巻形ガスケット１は、加熱による熱劣化の影響が従来品より少なく、高温、高圧条件で長期にわたって安定したシール性能を確保することができる。  
また、フィラ材４を構成する非鉄金属を、ニッケルとしたことにより、高温条件下においても耐熱性及び耐食性に優れ、またフープ材３に対して変形性が優れているので、圧縮特性及び復元特性を備えたうず巻形ガスケット１を高温、高圧条件下で使用することができる。【００５４】
そして、フィラ材４をニッケルで構成したことにより、高温、高圧条件下においても熱影響を殆ど受けないうず巻形ガスケット１は、シール対象流体が、温度が７５０℃、圧力が３５ＭＰａの高温高圧条件下における蒸気の場合であっても使用可能となる。したがって、うず巻形ガスケット１は、例えば、蒸気条件の高圧化、高温化により高効率化を狙った火力発電分野への適用も可能となる。【００５５】
なお、上述の説明では、うず巻形ガスケット１を締切り構造のガスケット装着部１１０に装着した場合について説明したが、例えば、図７に示すような管路２２４を形成する管体のフランジ間にも使用することができる。【００５６】
図７は、接続する管体のそれぞれに備えた一対のフランジ２２１，２２２をボルト、ナット等の締付け部材２２３で締付け、管路２２４を形成したフランジ構造におけるうず巻形ガスケット１の使用例を示しており、図７（ａ）では、一方のフランジ２２２にリング状の凹溝２２２ａを形成し、この凹溝２２２ａにうず巻形ガスケット１を配置し、凹溝２２２ａと対向する他方のフランジ２２１にリング状の凸部２２１ａを一体形成したフランジ構造への使用例を示している。【００５７】
図７（ｂ）に示す構造は、一対のフランジ２２１，２２２の対向部全面に座面２２１ｂ，２２２ｂを形成し、これら一対の座面２２１ｂ，２２２ｂ間にうず巻形ガスケット１を介設して、フランジ２２１，２２２間をシールする構成である。【００５８】
図７（ｃ）に示す構造は、一対のフランジ２２１，２２２の対向部内周側に平面座２２１ｃ，２２２ｃを形成し、これら一対の平面座２２１ｃ，２２２ｃ間にうず巻形ガスケット１を介設して、フランジ２２１，２２２間をシールする構成である。【００５９】
図７（ｄ）に示す構造は、一方のフランジ２２２にリング状の切欠き部２２２ｄを形成し、他方のフランジ２２１にはこの切欠き部２２２ｄに対応するリング状の凸部２２１ｄを一体形成し、切欠き部２２２ｄと凸部２２１ｄとの間にうず巻形ガスケット１を介設して、フランジ２２１，２２２間をシールする構成である。【００６０】
このように、図１，図２で示した実施例１のうず巻形ガスケット１は、図７（ａ）で示す溝形フランジ、図７（ｂ）で示す全面座タイプのフランジ、図７（ｃ）で示す平面座タイプのフランジ、図７（ｄ）で示す嵌め込み形タイプのフランジのいずれにも使用することができる。【００６１】
また、上述の説明では、シール部５と、空巻き部６，７で構成するガスケット本体８のみで構成したうず巻形ガスケット１について説明したが（図８（ａ）参照）、図８（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、ガスケット本体８に対する内輪や外輪を備えた構成のうず巻形ガスケット１を構成してもよい。【００６２】
なお、上述の説明におけるうず巻形ガスケット１は、図８（ａ）に示すうず巻形ガスケット１のみならず、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）のいずれの構成のうず巻形ガスケット１を使用してもよく、どの構成のうず巻形ガスケット１を用いるかは、例えば、図７に示すようなフランジ構造等のうず巻形ガスケット１を装着するガスケット装着部の構造に応じて選択すればよい。【００６３】
図８（ａ）に示すうず巻形ガスケット１は、これまでに説明した、ガスケット本体８のみからなる基本形のうず巻形ガスケットである。  
図８（ｂ）に示すうず巻形ガスケット１は、ガスケット本体８の内周部に内輪２５を備えており、内輪２５は締付け部材２２３による締付け時にガスケット本体８の内径側への変形を防ぐ補強輪であって、座屈防止、高締付け力の確保、バラケ防止を図ることができる。【００６４】
図８（ｃ）に示すうず巻形ガスケット１は、ガスケット本体８の外周部に外輪２６を備えており、外輪２６は締付け部材２２３による締付け時にガスケット本体８の外径側への変形やバラケを防ぐ補強輪であって、締付け部材２２３との位置関係により、装着時のセンタリング機能も併せ持つ。【００６５】
図８（ｄ）に示すうず巻形ガスケット１は、ガスケット本体８の内周部に内輪２５を備えると共に、ガスケット本体８の外周部に外輪２６を備えたものである。  
このように、上述の本実施例のうず巻形ガスケット１は、図８（ａ）の構成のみならず、図８（ｂ）〜（ｄ）に示すいずれの構成のうず巻形ガスケット１であってもよく、いずれの構成であっても上述した効果を奏することができる。
【実施例２】
【００６６】
続いて、図９に示す構造のうず巻形ガスケット１について説明する。なお、図９は前記シール部５における内周側の２〜３周と、外周側の２〜３周とのフィラ材４，４を、非鉄金属としてのニッケルで構成すると共に、内周側及び外周側の間、つまりうず巻方向における中間部分のフィラ材９を、膨張黒鉛で構成したうず巻形ガスケット１の片側断面図を示している。また、図９において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。【００６７】
膨張黒鉛は既述したように、高純度の天然鱗片黒鉛結晶を化学薬品で処理し、１０００℃以上の高温で熱処理して黒鉛の結晶格子の層間を膨張させフレーク状としたものであって、フィラ材９としては高温での使用に耐え得る高グレードのものが望ましい。【００６８】
このように、図９で示した実施例２のうず巻形ガスケット１は、前記シール部５における外周側及び内周側の前記フィラ材４を、非鉄金属としてニッケルで構成すると共に、前記外周側及び前記内周側の間の前記フィラ材９を、膨張黒鉛（好ましくは、高グレードのもの）で構成しているため、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果に加え、非鉄金属のフィラ材４により膨張黒鉛の酸化消失（一般に膨張黒鉛は酸化性雰囲気で４５０℃を超えると徐々に酸化消失する）及び水蒸気酸化（一般に膨張黒鉛は６５０℃を超える蒸気に対しては水蒸気酸化するという知見がある）を抑制することができる。【００６９】
また、シール部５の外周側と内周側との間にはクッション性が高い膨張黒鉛で構成したフィラ材９を用いることができるため、膨張黒鉛の優れたシール性を活かしつつ、耐久性にも優れたうず巻形ガスケットを構成することができる。【００７０】
すなわち、非鉄金属で構成したフィラ材４をシール部５における外周側と内周側に配置したことにより、クッション性が高い膨張黒鉛で構成した、シール部５の外周側と内周側との間に配置したフィラ材９の酸化消失を抑制することができ、膨張黒鉛の優れたシール性を活かしつつ、耐久性に優れたうず巻形ガスケットを構成することができる。
【実施例３】
【００７１】
続いて、図１０に示す構造のうず巻形ガスケット１について説明する。なお、図１０は、空巻き部６，７を金属フープ材３のみを巻き回して構成するとともに、シール部５における内周側１／２周分及び外周側１／２周分を金属フープ材３とフィラ材４とを重ね合わせるとともに巻き回して構成し、さらにシール部５における内周側と外周側との間をフィラ材４のみを巻き回して構成したうず巻形ガスケット１の片側断面図を示している。また、図１０において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略するが、フィラ材４は非鉄金属としてのニッケルで構成している。【００７２】
なお、前記シール部５における内周側及び外周側において、１／４周分〜１周分の範囲で金属フープ材３とフィラ材４とを重ね合わせて巻き回せばよく、さらには、金属フープ材３のみを巻き回して構成する空巻き部６，７は、高温下におけるフィラ材４の内外周側への流出を阻止する観点から少なくとも１周分以上の長さが必要である。【００７３】
このように、図１０で示した実施例３のうず巻形ガスケット１は、シール部５の内周側と外周側との間の中間部分をニッケルで構成するフィラ材４のみをうず巻状に巻き回して構成したため、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果に加え、シール部５の内周側と外周側との間の中間部分に配置し、ニッケルで構成するフィラ材４は変形性が高いため、重なりあうフィラ材４同士の間に形成される隙間が小さく、浸透漏洩の発生を防止でき、高いシール性を確保することができる。【００７４】
さらには、非鉄金属であるニッケルで構成するフィラ材４は、膨張黒鉛や無機フィラのような軟質の材料に比べて形状保持性に優れているため、うず巻形ガスケット本来の特長である十分な圧縮量及び復元量を確保することができる。【００７５】
よって、加熱による熱劣化の影響が従来品より少なく、高温条件下における耐熱性及び耐食性を高めつつ、長期にわたって安定した高いシール性能を確保することができるうず巻形ガスケット１を構成することができる。
【実施例４】
【００７６】
続いて、図１１に示す構造のうず巻形ガスケット１について説明する。なお、図１１は、実施例１のシール部５におけるフィラ材４の外周と金属フープ材３の内周との間において、略Ｖ字状の曲げ部２の頂点部分に対応する箇所に、充填素材としての金属線材１０をそれぞれ配置したうず巻形ガスケット１の片側断面図を示している。また、図１１において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。【００７７】
金属線材１０としては、金属フープ材３やフィラ材４における曲げ部２を構成する曲率半径Ｒ以下の半径であって、金属フープ材３やフィラ材４の形状である山形の高さＨ以下の直径（線径）を有し、かつ、互いに隣接して巻き重ねられる金属フープ材３及びフィラ材４の山形形状の山頂部同士に生じる間隙ｈ以上の直径（線径）を有する断面丸型線材を用いている（図６参照）。【００７８】
例えば、曲率半径Ｒが０．５ｍｍで、山形の高さＨが１．６ｍｍで、山頂部同士の間隔ｈが０．１ｍｍである場合は、直径０．１〜０．５ｍｍの断面丸型線材を用いることができるが、逆に別の箇所に隙間が生じる不具合を避けることを考慮すると、直径０．１〜０．２ｍｍの断面丸型線材を用いることが好ましい。【００７９】
また、金属線材１０は、金属フープ材３及びフィラ材４と同等以上の変形性を有し、高温条件下においても耐熱性及び耐食性を有する素材として、フィラ材４を構成する材料と同様に、軟質の非鉄金属であるニッケルで構成している。【００８０】
図５に示すようなうず巻形ガスケット製造装置２００を用いて、フィラ材４の外周と金属フープ材３の内周との間における略Ｖ字状の曲げ部２の頂点部分に対応して金属線材１０を配置する場合、金属線材１０を図５（ａ）に示すフィラ材４の供給位置と、金属フープ材３の供給位置との中間位置（図５（ａ）における仮想線ａ）から供給し、金属フープ材３及びフィラ材４と同時に金属線材１０を巻き重ねることができる。【００８１】
そして各材料（金属フープ材３、フィラ材４、金属線材１０）の巻上げ時に、加圧ローラ２１２によって付与される巻上げ荷重により、図１２に示すように、金属線材１０が塑性変形して金属フープ材３とフィラ材４との曲げ部２の相互間の隙間を埋めることができる。【００８２】
このように、前記フィラ材４の外周と前記金属フープ材３の内周との間における前記曲げ部２の頂点部分に対応する箇所に、充填素材としての金属線材１０を配置したことにより、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果に加え、金属フープ材３とフィラ材４との曲げ部２の相互間（金属フープ材３とフィラ材４との重ね合わせ面間）に隙間が形成された場合であっても、この隙間を金属線材１０で埋めることができる。そのため、高温、高圧の水蒸気などの流体がシール部５におけるうず巻方向の隙間に浸透することを抑制することができ、浸透漏洩の発生をより一層確実に防止することができる。【００８３】
なお、上述の説明では、シール部５におけるフィラ材４の外周と金属フープ材３の内周との間に金属線材１０を配置したが、シール部５におけるフィラ材４の内周と金属フープ材３の外周との間に金属線材１０を配置してもよく、また、シール部５におけるフィラ材４の外周と金属フープ材３の内周との間、及び、フィラ材４の内周と金属フープ材３の外周との間の両方に金属線材１０を配置してもよい。【００８４】
例えば、図５に示すようなうず巻形ガスケット製造装置２００を用いて、フィラ材４の内周と金属フープ材３の外周との間に金属線材１０を配置する場合は、図５（ａ）において仮想線ｂで示す位置から金属線材１０を供給すればよく、シール部５におけるフィラ材４の外周と金属フープ材３の内周との間、及び、フィラ材４の内周と金属フープ材３の外周との間の両方に金属線材１０を配置する場合は、図５（ａ）における仮想線ａと仮想線ｂで示す両方の位置から金属線材１０を供給すればよい。【００８５】
また、金属線材１０は、シール部５を構成する金属フープ材３及びフィラ材４のうず巻方向における全長において連続して配置するだけでなく、所定間隔ごとに配置してもよい。  
さらには、充填素材として、金属フープ材３及びフィラ材４と同等以上の変形性を有する素材として、金属フープ材３より変形性の優れたフィラ材４を構成するニッケルで構成した金属線材１０を用いたが、この素材や形状に限定されず、例えば、巻き上げ前の金属フープ材３やフィラ材４に塗布可能なペースト状の耐熱素材や、両材３，４に接合可能なシート状の耐熱素材を用いてもよい。【００８６】
さらには、実施例２におけるフィラ材４とフィラ材９とを併用したうず巻形ガスケット１及び実施例３におけるシール部５の内周側と外周側との間をフィラ材４のみで構成したうず巻形ガスケット１において、金属線材１０を配置してもよい。
【実施例５】
【００８７】
続いて、図１３に示す構造のうず巻形ガスケット１について説明する。なお、図１３は実施例１におけるうず巻形ガスケット１の構成に加えて、シール部５におけるガスケット本体８の厚さ方向の両側端に、金属メッキ層１６を形成したうず巻形ガスケット１の片側断面図を示している。また、図１３において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。【００８８】
この金属メッキ層１６は、耐熱性を備えた軟質金属の薄膜であって、層厚さが均一または不均一に形成された薄膜である。金属メッキ層１６として、例えば、金、銀、またはニッケル等のメッキ層を採用することができ、それらは電気メッキまたは化学メッキ等の方法により形成するものである。【００８９】
このように、前記シール部５の厚さ方向の両側端に、Ａｇメッキ層やＮｉメッキ層などの金属メッキ層１６を形成したことにより、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果に加え、金属フープ材３とフィラ材４とから成るシール部５の厚さ方向の端面付近において金属フープ材３とフィラ材４との重ね合わせ面間にわずかなクリアランスが生じていても、それを埋めることができるとともに、金属フープ材３とフィラ材４との密着性を高めることができる。また、使用時において、ガスケット装着部１１０の装着部面とシール部５とが接触する接触界面（つまり、下端面１０１ｂや上端溝１０２ａ底面とシール部５との接触界面）のなじみ性向上を図ることができる。したがって、金属メッキ層１６により、うず巻形ガスケット１における接面漏洩の発生をより一層確実に防止することができる。【００９０】
なお、上述の説明では、うず巻形ガスケット１の両側端（両面）に金属メッキ層１６を形成したが、うず巻形ガスケット１の片側端（片面）にのみ金属メッキ層１６を形成してもよく、さらには、うず巻形ガスケット１における厚さ方向端面の全面のみならず、例えば、圧力集中する一部分だけ金属メッキ層１６を形成してもよい。また、巻上げ前の非鉄金属（ニッケル）製のフィラ材４の全面に金属メッキ層１６を形成しておき、それを巻き上げてもよい。【００９１】
さらには、実施例２、３、４におけるうず巻形ガスケット１のシール部５の厚さ方向の両側端又は片側端に、金属メッキ層１６を形成してもよい。
【実施例６】
【００９２】
次に、図１４に示す構造のうず巻形ガスケット１について説明する。なお、図１４は前記シール部５における内周側２〜３周分のフィラ材４を、非鉄金属としてのニッケルで構成し、また、外周側２〜３周分のフィラ材４も、同様にニッケルで構成し、内周側と外周側との間のフィラ材を、膨張黒鉛製のフィラ材９とニッケル製のフィラ材４とで構成したうず巻形ガスケット１の片側断面図を示している。また、図１４において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。【００９３】
このように内周側と外周側との間の中間部分のフィラ材を、膨張黒鉛製のフィラ材９とニッケル製のフィラ材４とで構成するため、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果に加え、うず巻形ガスケットを使用する使用条件に対応して、これら両フィラ材９，４の巻き数を任意に調整することができ、汎用性の拡大を図ることができる。【００９４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応関係について、
この発明のフィラ材は、実施例のニッケルで構成されたフィラ材４、膨張黒鉛で構成されたフィラ材９に対応し、
以下同様に、
充填素材は、ニッケル製の金属線材１０に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。  
例えば、前記ニッケル製の金属線材１０に代えて、ペースト状またはシート状の素材を用いてもよい。【００９５】
さらには、図１５に示すように、曲げ部２として断面略Ｕ字形状である金属薄帯板の金属フープ材３でシール部５を構成し、Ｕ字状の該曲げ部２が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材３の間に、クッション材としてのフィラ材４を介在させて構成してもよい。また、実施例２におけるフィラ材４とフィラ材９とを併用したうず巻形ガスケット１及び実施例３におけるシール部５の内周側と外周側との間をフィラ材４のみで構成したうず巻形ガスケット１もＵ字状の該曲げ部２で有する形状で形成してもよい。この構成であっても、上述の実施例１で説明したうず巻形ガスケット１における効果を奏することができるとともに、Ｕ字状の該曲げ部２同士の間に隙間が形成されず、長期にわたって、さらに安定したシール性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上説明したように、本発明は、断面に曲げ部を有する金属フープ材を、該曲げ部が重なる方向でうず巻状に巻き回すと共に、径方向における前記金属フープ材の間にフィラ材を介在させたシール部を有するうず巻形ガスケットについて有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１…うず巻形ガスケット
２…曲げ部
３…金属フープ材
４，９…フィラ材
５…シール部
８…ガスケット本体
１０…金属線材（充填素材）
１６…金属メッキ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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