(57)【要約】【課題】小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるうず巻形ガスケットを提供すること。【解決手段】ガスケット本体の内周縁にガイド部材として環状の金属板からなる内輪が嵌合されてなる内輪付きうず巻形ガスケットであって、ガスケット本体の厚さが１．５〜５ｍｍであり、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％であることを特徴とするうず巻形ガスケット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスケット本体の内周縁にガイド部材として環状の金属板からなる内輪が嵌合されてなる内輪付きうず巻形ガスケットであって、ガスケット本体の厚さが１．５〜５ｍｍであり、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％であることを特徴とするうず巻形ガスケット。
【請求項２】
さらにガスケット本体の外周縁にガイド部材として環状の金属板からなる外輪が嵌合されてなり、外輪の厚さが内輪の厚さよりも０．２ｍｍ以上大きく、かつガスケット本体の厚さよりも０．５ｍｍ以上小さい請求項１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】
本発明は、うず巻形ガスケットに関する。さらに詳しくは、例えば、配管同士の接続部などにおける配管用シール材として好適に使用することができるうず巻形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
うず巻形ガスケットは、豊かな弾性を有し、装着厚さで締付け力を規制することができることから、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、石油精製ラインや石油化学工業のプロセスライン、熱媒体油ラインなどの配管同士を接続する際に広く用いられている。
【０００３】
うず巻形ガスケットのガスケット本体は、ＪＩＳ  Ｂ２４０４の「表１」に記載されているように、フィラー材と、断面がＶ字形などの形状を有する薄い金属テープからなるフープ材とを重ね合せてうず巻状に巻き、巻き始めと巻終わりにフープ材で数周空巻し、これをスポット溶接などによって固着することにより、形成されている。このようにフープ材とフィラー材とから形成されたガスケット本体からなるうず巻形ガスケットは、基本形のうず巻形ガスケットと称されている。
【０００４】
また、ガスケット本体の内周縁に環状の金属板からなる内輪を嵌合することによって固定されているうず巻形ガスケットは、内輪付きうず巻形ガスケットと称され、ガスケット本体の外周縁にガイド部材として環状の金属板からなる外輪を嵌合することによって固定されているうず巻形ガスケットは、外輪付きうず巻形ガスケットと称され、内輪および外輪を有するうず巻形ガスケットは、内外輪付きうず巻形ガスケットと称されている（例えば、ＪＩＳ  Ｂ２４０４の「表１」参照）。
【０００５】
うず巻形ガスケットは、通常、蒸気、水、油などの流体が使用される配管のフランジに接合させて使用されている。うず巻形ガスケットを介して配管同士を接合させる際には、所定の締付け面圧で配管同士を締付けることが必要であることから、配管同士を接合した後にトルクレンチなどを用いて締付け面圧を測定する必要がある。しかし、トルクレンチなどを用いて締付け面圧を測定することは、手間を要する煩雑な作業であるとともに、締付け面圧の測定誤差が大きいという欠点がある。
【０００６】
そこで、トルクレンチなどを用いて締付け面圧を測定する手間を省略するために、うず巻形ガスケットとして、内輪付きうず巻形ガスケット、外輪付きうず巻形ガスケットまたは内外輪付きうず巻形ガスケットを用い、うず巻形ガスケットが有する内輪または外輪がフランジと接触するまでフランジを締付けることが考えられる（例えば、特許文献１の段落[０００３]、図１など参照）。
【０００７】
しかし、このフランジの締付けでは、うず巻形ガスケットが有する内輪または外輪がフランジと接触するまでフランジを締付けるのに多大な締付け力を要する。
【０００８】
したがって、近年、より小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるうず巻形ガスケットの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１３８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるうず巻形ガスケットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
（１）  ガスケット本体の内周縁にガイド部材として環状の金属板からなる内輪が嵌合されてなるうず巻形ガスケットであって、ガスケット本体の厚さが１．５〜５ｍｍであり、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％であることを特徴とするうず巻形ガスケット、および
（２）  さらにガスケット本体の外周縁にガイド部材として環状の金属板からなる外輪が嵌合されてなり、外輪の厚さが内輪の厚さよりも０．２ｍｍ以上大きく、かつガスケット本体の厚さよりも０．５ｍｍ以上小さい前記（１）に記載のうず巻形ガスケット
に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のうず巻形ガスケットによれば、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】参考例１〜３における面圧−うず巻形ガスケットの面方向の変位の関係を示すグラフである。
【図２】参考例１〜３におけるうず巻形ガスケットの圧縮試験方法に使用される圧縮試験装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例えば、特許文献１に記載のうず巻形ガスケットでは、うず巻形ガスケットが有する内輪または外輪がフランジと接触するまでフランジを締付けるのに多大な締付け力を要する。
【００１５】
これに対して、内輪および外輪を有するうず巻形ガスケットにおいて、特許文献１に記載のうず巻形ガスケットのように内輪と外輪とを同一の厚さにするのではなく、ガスケット本体の厚さを所定の厚さとし、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの所定割合となるように調整し、内輪の厚さを外輪の厚さよりも所定の割合で薄くした場合には、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する外輪とフランジとが接触するまで締付けることができることが見出された。さらに内輪を有し、外輪を有しないうず巻形ガスケットにおいても、ガスケット本体の厚さを所定の厚さとし、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの所定割合となるように調整した場合には、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪とフランジとが接触するまで締付けることができることが見出された。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【００１６】
本発明の内輪を有するうず巻形ガスケットは、ガスケット本体の内周縁にガイド部材として環状の金属板からなる内輪が嵌合されてなるうず巻形ガスケットであり、ガスケット本体の厚さが１．５〜５ｍｍであり、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％であることを特徴とする。
【００１７】
ガスケット本体は、前記したように、例えば、フィラー材と、断面がＶ字形などの形状を有する薄い金属テープからなるフープ材とを重ね合せてうず巻状に巻き、巻き始めと巻終わりにフープ材で数周空巻し、これをスポット溶接などによって固着することにより、形成することができる。
【００１８】
ガスケット本体に用いられるフィラー材として、通常のうず巻形ガスケットに用いられるテープ状のフィラー材を用いることができる。好適なフィラー材としては、例えば、無機質紙テープ〔例えば、日本バルカー工業（株）製、登録商標：クリーンタイトなど〕、膨張黒鉛テープ〔例えば、日本バルカー工業（株）製、登録商標：ブラックタイトなど〕、フッ素樹脂テープ〔例えば、日本バルカー工業（株）製、登録商標：ホラワイトタイトなど〕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。フィラー材の厚さは、うず巻形ガスケットのシール性を向上させる観点から、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、フィラー材の厚さの上限値は、特に限定されないが、通常、好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．８ｍｍ以下である。
【００１９】
ガスケット本体に用いられるフープ材として、通常のうず巻形ガスケットに用いられるテープ状のフープ材を用いることができる。フープ材に用いられる材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼、アルミニウム、チタン、ニッケル、モネルメタル、ハステロイ、インコネルなどの金属および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。フープ材の厚さは、うず巻形ガスケットの大きさ、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が、通常、０．１〜０．３ｍｍ程度である。フープ材の断面形状としては、例えば、Ｖ字形、Ｍ字形などの屈曲性状、円弧状、波形状などの曲線状、直線部分と曲線部分とが組み合わさった形状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。
【００２０】
本発明のうず巻形ガスケットに用いられるガスケット本体は、フィラー材とフープ材とを従来公知の方法でうず巻状に巻回することによって形成することができる。
【００２１】
ガスケット本体の厚さは、その用途などによって異なることから一概には決定することができないが、通常、フランジ面に対するガスケット本体のなじみをよくする観点から、１．５ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上、より好ましくは２．２ｍｍ以上、さらに好ましくは２．５ｍｍ以上であり、シール性を向上させる観点から、５ｍｍ以下、好ましくは４．８ｍｍ以下、さらに好ましくは４．６ｍｍ以下である。
【００２２】
ガスケット本体の内周縁には、環状の金属板からなる内輪が嵌合されている。内輪は、ガスケット本体を補強する性質を有するものである。
【００２３】
内輪に用いられる材料としては、例えば、炭素鋼、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼、チタン、モネルメタルなどの金属および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。
【００２４】
内輪付きうず巻形ガスケットの寸法としては、例えば、ＪＩＳ  Ｂ２４０４の「付表１２」に記載の寸法などが挙げられる。
【００２５】
好適な内輪付きうず巻形ガスケットとしては、例えば、日本バルカー工業（株）製、うず巻形ガスケットＮｏ．８５９２、８５９２Ｌ、６５９２、７５９２、Ｍ５９２、Ｍ５９２Ｌ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。
【００２６】
本発明においては、うず巻形ガスケットの内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％となるように調整されている点に、１つの大きな特徴がある。本発明では、このようにうず巻形ガスケットの内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０〜６５％であることから、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるという優れた効果が奏される。なお、本明細書において、例えば、うず巻形ガスケットの内輪の厚さがガスケット本体の厚さの２０％であることは、うず巻形ガスケットの内輪の厚さをガスケット本体の厚さで除した値を百分率で表したときの値が２０％であることを意味する。うず巻形ガスケットの内輪の厚さは、ガスケット本体の形状を維持するから、ガスケット本体の厚さの２０％以上、好ましくは２５％以上であり、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるようにする観点から、６５％以下、好ましくは６３％以下、より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５５％以下である。
【００２７】
本発明のうず巻形ガスケットは、さらにガスケット本体の外周縁にガイド部材として環状の金属板からなる外輪が嵌合されたものであってもよい。このうず巻形ガスケットは、内輪および外輪を有することから、内外輪付きうず巻形ガスケットである。内外輪付きうず巻形ガスケットにおいて、外輪は、ガスケット本体を補強するとともに、位置合わせの際の目安としての役割を有する。また、内外輪付きうず巻形ガスケットでは、内輪および外輪を有することから、過度に締付けられてもガスケット本体が異常な変形をすることを防止することができる。
【００２８】
外輪に用いられる材料としては、例えば、炭素鋼、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼、チタン、モネルメタルなどの金属および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。
【００２９】
内外輪付きうず巻形ガスケットの寸法としては、例えば、ＪＩＳ  Ｂ２４０４の「付表１０」に記載の寸法などが挙げられる。
【００３０】
好適な内外輪付きうず巻形ガスケットとしては、例えば、日本バルカー工業（株）製、うず巻形ガスケットＮｏ．８５９６、８５９６Ｌ、６５９６、７５９６、Ｍ５９６、Ｍ５９６Ｌ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。
【００３１】
内外輪付きうず巻形ガスケットにおいては、外輪の厚さが内輪の厚さよりも０．２ｍｍ以上大きく、かつガスケット本体の厚さよりも０．５ｍｍ以上小さい点に、１つの大きな特徴がある。本発明では、このように外輪の厚さが内輪の厚さよりも０．２ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上大きく、かつガスケット本体の厚さよりも０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．２ｍｍ以上、さらに好ましくは１．３ｍｍ以上小さいことから、ガスケット本体の形状を維持するとともに、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるという優れた効果が奏される。
【００３２】
以上のようにして構成される本発明のうず巻形ガスケットは、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるという優れた効果を発現するものである。
【００３３】
本発明のうず巻形ガスケットは、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、石油精製ラインや石油化学工業のプロセスライン、熱媒体油ラインなどの配管同士の接続部における配管用シール材などとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３５】
内外輪付きうず巻形ガスケットとして、表１に示すＪＩＳ規格の内外輪付きうず巻形ガスケットを用いた。なお、ガスケット本体の厚さは４．５ｍｍ、外輪の厚さは３．２ｍｍである。
【００３６】
【表１】
2015010643.tif 000002
【００３７】
参考例１〜３
従来のうず巻形ガスケットとして、表１に示す内外輪付きうず巻形ガスケット（参考例１：ＪＩＳ  ２０Ｋ２５Ａ、参考例２：ＪＩＳ  ２０Ｋ５０Ａ、参考例３：ＪＩＳ  ２０Ｋ１００Ａ）であって、内輪の厚さが３．２ｍｍのものを用いた。これらのうず巻形ガスケットのガスケット本体の厚さは４．５ｍｍであり、内輪の厚さが３．２ｍｍであることから、内輪の厚さがガスケット本体の厚さの７１％であった。
【００３８】
次に、うず巻形ガスケットの圧縮試験を以下の方法に基づいて行ない、所定の面圧を加え、図１に示される面圧−うず巻形ガスケットの面方向の変位の関係を示すグラフにおいて、図１の矢印Ａに示されるように、面圧に対してうず巻形ガスケットの変位が屈曲して面圧が上昇する点における面圧、すなわち、圧縮試験機の試験面がうず巻形ガスケットの外輪に接触したときの面圧（以下、外輪接触面圧という）を測定した。その結果を表２に示す。
【００３９】
〔うず巻形ガスケットの圧縮試験方法〕
図２に示される構成を有する圧縮試験装置を用いた。圧縮試験装置として耐圧試験機〔東京衝機製作所製、ＣＭ−２００型〕１を用い、うず巻形ガスケットを圧縮したときの変位を調べるための変位計〔（株）ミツトヨ製、ＡＢＳデジマチックインジケータＩＤ−Ｃ１１２ＸＢ〕２をうず巻形ガスケットの周方向に１２０°の角度で３カ所設置した。なお、図２では、変位計２が１個だけ記載されているが、実際には３個使用した。
【００４０】
次に、以下の手順にしたがってうず巻形ガスケットの圧縮試験を行なった。
操作１：図２に示されるように、うず巻形ガスケット３をフランジ４ａとフランジ４ｂとの間に挟み込み、変位計２をフランジ４ａ上に設置し、初期の状態で変位が０となるように変位計２の目盛を調節する。
操作２：耐圧試験機１でうず巻形ガスケット３の面圧相当の荷重として１０ＭＰａを矢印Ｂ方向に加える。
操作３：フランジ４ａ上の３つの変位計２における変位の値を読み取り、その平均値を求め、面圧と変位の平均値との関係を示すグラフを作成する。
操作４：グラフを作成した後、うず巻形ガスケット３の面圧相当の荷重をさらに１０ＭＰａだけ高くし、フランジ４ａ上の３つの変位計２における変位の値を読み取り、前記操作３と同様にして面圧とうず巻形ガスケット３の面方向の変位との関係を示すグラフを作成する操作を、面圧に対してうず巻形ガスケット３の面方向の変位が屈曲するまで繰り返す。
【００４１】
実施例１〜９および比較例１〜３
参考例１〜３において、内輪の厚さを表１に示すように変更することにより、ガスケット本体に対する内輪の厚さの比率を表１に示すように変更したこと以外は、参考例１〜３と同様にしてうず巻形ガスケットの外輪接触面圧を測定し、式：
［外輪接触面圧の軽減率（％）］
＝｛１−［各実施例または各比較例における外輪接触面圧］÷［各参考例における外輪接触面圧］｝×１００
に基づいて外輪接触面圧の軽減率を調べ、以下の評価基準に基づいて外輪接触面圧を評価した。その結果を表１に示す。
【００４２】
〔外輪接触面圧の評価基準〕
○：外輪接触面圧の軽減率が１０％以上
×：外輪接触面圧の軽減率が１０％未満
【００４３】
実施例１０
実施例１において、ガスケット本体の厚さを５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４４】
実施例１１
実施例４において、ガスケット本体の厚さを５ｍｍに変更したこと以外は、実施例４と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４５】
実施例１２
実施例７において、ガスケット本体の厚さを５ｍｍに変更したこと以外は、実施例７と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４６】
実施例１３
実施例１において、ガスケット本体の厚さを４ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４７】
実施例１４
実施例４において、ガスケット本体の厚さを４ｍｍに変更したこと以外は、実施例４と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４８】
実施例１５
実施例７において、ガスケット本体の厚さを４ｍｍに変更したこと以外は、実施例７と同様にして外輪接触面圧の軽減率を調べた。その結果を表２に示す。
【００４９】
比較例４
実施例１において、内輪の厚さを０．５ｍｍに変更することにより、ガスケット本体に対する内輪の厚さの比率を１１％に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてうず巻形ガスケットの外輪接触面圧を測定しようとしたところ、内輪が変形したため、外輪接触面圧を測定することを中止した。
【００５０】
比較例５
実施例４において、内輪の厚さを０．５ｍｍに変更することにより、ガスケット本体に対する内輪の厚さの比率を１１％に変更したこと以外は、実施例４と同様にしてうず巻形ガスケットの外輪接触面圧を測定しようとしたところ、内輪が変形したため、外輪接触面圧を測定することを中止した。
【００５１】
比較例６
実施例７において、内輪の厚さを０．５ｍｍに変更することにより、ガスケット本体に対する内輪の厚さの比率を１１％に変更したこと以外は、実施例７と同様にしてうず巻形ガスケットの外輪接触面圧を測定しようとしたところ、内輪が変形したため、外輪接触面圧を測定することを中止した。
【００５２】
【表２】
2015010643.tif 000003
【００５３】
表１に示された結果から、各実施例で得られたうず巻形ガスケットは、いずれも各参考例および各比較例で得られたうず巻形ガスケットと対比して、小さい締付け力でうず巻形ガスケットが有する内輪または外輪とフランジとが接触するまで締付けることができるという優れた効果を奏するものであることがわかる。
【００５４】
なお、各参考例、各実施例および各比較例では、内外輪付きうず巻形ガスケットが用いられているが、内輪付きうず巻形ガスケットは、外輪を有しないだけであることから、内外輪付きうず巻形ガスケットと同様の結果が得られるものと考えられる。
【符号の説明】
【００５５】
１    耐圧試験機
２    変位計
３    うず巻形ガスケット
４ａ  フランジ
４ｂ  フランジ
【図１】
2015010643.tif 000004
【図２】
2015010643.tif 000005