(57)【要約】【課題】フランジ接続された配管内を流れる流体の漏れを確実に防止する。【解決手段】ガスケット１１の中央部に形成された貫通孔１２の内周縁１２Ａによって、断面略円形のＯリング１５を支持する。貫通孔１２の内周縁１２Ａに、Ｏリング１５を接着することによって、ガスケット１１とＯリング１５とを一体にする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するガスケットと、前記貫通孔の内周縁に支持されるＯリングとからなることを特徴とする複合ガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載の複合ガスケットにおいて、
前記ガスケットと前記Ｏリングとが一体になっていることを特徴とする複合ガスケット。
【請求項３】
請求項２に記載の複合ガスケットにおいて、
前記貫通孔の内周縁に前記Ｏリングが接着されていることを特徴とする複合ガスケット。
【請求項４】
一対の配管の端部にそれぞれ設けられたフランジ同士の間に、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の複合ガスケットが挟み込まれ、少なくとも前記Ｏリングが圧縮状態とされることにより、前記一対の配管が互いに接続されていることを特徴とする配管のフランジ接続構造。
【請求項５】
請求項４に記載の配管のフランジ接続構造を備えていることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管同士をフランジで接続するために用いられるガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、流体を流す配管同士を接続するため、フランジを用いた接続構造がよく採用されている。
これは、互いに接続しあう略円筒状をなす一対の配管の端部にそれぞれ、中央部に貫通孔を有する略円形板状（略リング形板状）のフランジを径方向外側に一段突出するように溶接して固定し、これらフランジのシート面同士の間に、同じく中央部に貫通孔を有する略円形薄板状（略リング形薄板状）のガスケットを挟み込んでから、フランジを貫通する複数のボルトによって締め付けることにより、ガスケットを圧縮させてシートし、配管内を流れる流体の漏れを防止するようにしたものである。
【０００３】
ところで、上記のような配管のフランジ接続構造は、図４及び図５に示すような、例えばガスを燃料とする内燃機関１などにおける各種の配管（燃料供給配管２など）にもよく採用されている。このような内燃機関１は、その設置スペースができるだけ小さくなるように設計されることから、配管同士の接続に用いられるフランジにもスペース上の制約が加えられることがある。
例えば、燃料供給配管２については、シリンダカバー３近傍に配置されているため、図６及び図７に示すように、配管２の端部２Ａに溶接で固定されるフランジ４が、より小さいスペースで済む略四角形板状とされるとともに、フランジ４，４同士の締め付けに使用するボルト５…を貫通させるためのボルト孔が四隅の角部だけに形成されている。これに対応して、フランジ４，４のシート面４Ａ，４Ａ同士の間に挟み込まれるガスケット６も、略四角形薄板状をなすことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような略四角形板状のフランジ４では、通常用いられる略円形板状のフランジと比較したときに、その剛性を大きく確保することができなくて脆弱であるのに加え、フランジ４，４同士を締め付けるボルト５…の本数も大きく制限されてしまうので、ボルト５…によって締め付けられたフランジ４，４の変形が生じやすく、フランジ４，４のシート４Ａ，４Ａ面同士の間に挟み込まれて圧縮されたガスケット６に生じる面圧が、ボルト５…に近い部分で最大、ボルト５…同士の間の部分で最小となるように、不均一になってしまう。
それゆえ、ガスケット６のつぶれ代の差（ｔ２−ｔ１）が大きくなると、不均一な面圧に起因して、確実なシールを行うことができず、面圧の不足する箇所から互いに接続された配管２，２内を流れる流体の漏れが生じてしまうという問題があった。
さらには、フランジ４が配管２の端部２Ａに溶接で固定されているので、フランジ４の剛性不足のために、溶接後の歪みが生じやすく、これによっても、ガスケット６に生じる面圧の不均一化の傾向が助長されてシール性に悪影響を与えていた。
【０００５】
これに対し、薄板状のガスケット６の代わりに、フランジ４の変形に対しても追従性の高いＯリングを使用することが考えられるが、このようなＯリングをそのままフランジ４，４のシート面４Ａ，４Ａ同士の間に挟み込むだけでは、その剛性不足によって配管２，２内を流れる流体の内圧に耐えることができないので、Ｏリングを支持するためのＯリング溝をシート面４Ａ，４Ａに形成する機械加工が必要となり、コスト面での問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、フランジ接続された配管内を流れる流体の漏れを確実に防止することができるガスケット、これを用いた配管のフランジ接続構造及び内燃機関を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明による複合ガスケットは、貫通孔を有するガスケットと、前記貫通孔の内周縁に支持されるＯリングとからなることを特徴とするものであり、また、本発明によるフランジ接続構造は、一対の配管の端部にそれぞれ設けられたフランジ同士の間に、本発明の複合ガスケットが挟み込まれ、少なくとも前記Ｏリングが圧縮状態とされることにより、前記一対の配管が互いに接続されていることを特徴とするものである。
このような構成とされた本発明では、ガスケットに支持されたＯリングが、フランジ同士の間に挟み込まれて圧縮状態とされることから、このＯリングの自己シール性により確実なシールを行うことが可能となり、互いに接続された配管内を流れる流体の漏れを確実に防止することができる。そして、このＯリングが、高い剛性を有するガスケットに形成された貫通孔の内周縁に支持されることからフランジ接続された配管内を流れる流体の内圧にも十分耐え得ることができ、安定したシール性を継続して維持することができる。
また、本発明の複合ガスケットでは、その概略形状を従来用いられている薄板状のガスケットとほぼ同一にできるので、既存のフランジ接続構造に用いられていたガスケットを本発明の複合ガスケットに交換することによって、低コストで、高い漏れ防止効果を得ることができる。
さらに、本発明の配管のフランジ接続構造は、例えば内燃機関で用いられる各種の配管のようにスペース上の制約を受けやすい場合、つまり、剛性を確保しづらい形状のフランジを採用せざるを得なくて、ボルトの締め付けによるフランジの変形や溶接後のフランジの変形が生じやすくなっている場合であったとしても、このようなフランジの変形に対して高い追従性を有するＯリングによって確実なシールを行い、配管内を流れる流体の漏れを確実に防止することができる。
【０００８】
ここで、本発明の複合ガスケットでは、例えば前記貫通孔の内周縁に前記Ｏリングが接着されていることにより、前記ガスケットと前記Ｏリングとが一体になっていることが好ましく、このような構成とすると、ガスケットをフランジ同士の間に挟み込んで組み付ける際に、Ｏリングが脱落してしまうといった危険性をなくすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態による複合ガスケットの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図２（ａ）は本発明の実施形態による配管のフランジ接続構造の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、図３は同フランジ接続構造の説明用部分断面図である。
【００１０】
本実施形態による複合ガスケット１０は、図１に示すように、略四角形（正方形）薄板状をなしており、例えばノンアスベスト系の岩綿からなるガスケット１１と、例えばニトリルゴムあるいはバイトンからなるＯリング１５とから構成されている。
ガスケット１１は、略四角形（正方形）薄板状をなし、中央部には貫通孔１２が形成されるとともに、四隅の角部には後述するボルト３４を貫通させるためのボルト孔１３…がそれぞれ形成されている。
【００１１】
Ｏリング１５は、略リング状、かつ、断面略円形状をなし、ガスケット１１に形成された貫通孔１２の内周縁１２Ａに対して、例えば低粘度の瞬間接着剤によって接着されることにより、ガスケット１１に支持されて固定されている。
このＯリング１５がガスケット１１に接着されて固定された状態では、Ｏリング１５が、ガスケット１１の厚み方向の両側に向かってガスケット１１の両面から所定量だけ突出するようになっている。なお、Ｏリング１５の断面がなす円の直径ｄ（Ｏリング１５の厚み）は、ガスケット１１の厚みｔの約２倍の大きさとなるように設定されている。
【００１２】
このような複合ガスケット１０は、上述の従来技術で述べたような、例えばガスを燃料とする内燃機関における各種の配管（燃料供給配管など）のフランジ接続構造に用いられ、図２及び図３に示すようになる。
互いに接続しあう略円筒状をなす一対の配管２０，２０の端部２１，２１には、それぞれ略四角形（正方形）板状をなすフランジ３０，３０が設けられており、このフランジ３０の中央部には貫通孔３１が形成されているとともに、四隅の角部には後述するボルト３４を貫通させるためのボルト孔３２…がそれぞれ形成されている。
また、フランジ３０における貫通孔３１の内周部分が、配管２０における端部２１の外周部分に溶接されることによって、このフランジ３０が、配管２０の端部２１から径方向外側に一段突出するように配管２０に固定されている。
【００１３】
そして、配管２０，２０の端部２１，２１に設けられたフランジ３０，３０が互いに対向するように配置されて、これらフランジ３０，３０のシート面３３，３３同士の間に、上記の複合ガスケット１０が、その貫通孔１２及びボルト孔１３…の位置を、フランジ３０の貫通孔３１及びボルト孔３２…の位置と合致させるようにして挟み込まれている。
【００１４】
さらに、フランジ３０，３０と複合ガスケット１０とに形成されたボルト孔３２…，３２…及びボルト孔１３…をそれぞれ貫通するようにボルト３４…が挿入されて、ナット３５…に螺合させられていることにより、フランジ３０，３０のシート面３３，３３同士が互いに近づくように締め付けられている。
これにより、図３に示すように、複合ガスケット１０におけるＯリング１５がシート面３３，３３による圧縮状態とされ、かつ、Ｏリング１５の周囲に位置する略四角形薄板状のガスケット１１までもシート面３３，３３による圧縮状態とされている。
【００１５】
上述のような本実施形態では、配管２０，２０同士を接続するために用いられるフランジ３０，３０が、例えばガスなどを燃料とする内燃機関に用いられてスペース上の制約を受けるから、より小さいスペースで済むような略四角形板状をなしているのであり、一般によく用いられている略円形のフランジと比較して、剛性を確保しづらい上に、締め付けに使用できるボルト３４…の本数も大きく制限されることになる。
そのため、ボルト３４…の締め付けによるフランジ３０，３０の変形や、溶接で配管２０に固定されていることに起因するフランジ３０の溶接変形などが生じやすくなっている。
【００１６】
しかしながら、本実施形態においては、複合ガスケット１１におけるＯリング１５が確実に圧縮状態とされる（ｄ＞ｔ２）ことから、この圧縮状態とされたＯリング１５の弾性力による優れた自己封止性により、確実なシールを行うことができ、フランジ接続された配管２０，２０内を流れていく例えばガスなどの流体の漏れを確実に防止することができる。
【００１７】
しかも、このＯリング１５が、高い剛性を有するガスケット１１の貫通孔１２の内周縁１２Ａに支持されていることにより、フランジ接続された配管２０，２０内を流れていく例えばガスなどの流体の内圧に対しても十分に耐えることができ、Ｏリング１５などのズレなどが生じることがないので、安定したシール性を継続して維持していくことができる。
つまり、本実施形態による複合ガスケット１０では、薄板状のガスケット１１による剛性と、Ｏリング１５によるシート面３３の変形に対する追従性との双方の利点を併せもっているのである。
【００１８】
さらに、このような複合ガスケット１０では、その概略形状を、Ｏリング１５を支持するガスケット１１に依存しているので、従来から用いられているガスケットとほぼ同一の形状を有するようにできる。
このため、既存する配管のフランジ接続構造に対しても、そのガスケットを本実施形態による複合ガスケット１０と交換するだけで、フランジ接続される配管２０，２０内を流れる流体に対する高い漏れ防止効果を、低コストで得ることができる。
【００１９】
また、上記の複合ガスケット１０については、Ｏリング１５がガスケット１１の貫通孔１２の内周縁１２Ａに支持されるだけでなく、低粘度の瞬間接着剤によって完全に固定されていることから、この複合ガスケット１０をフランジ３０，３０のシート面３３，３３同士の間に組み付ける際に、Ｏリング１５のみが脱落してしまうといった事態を招くことがない。
【００２０】
なお、本実施形態による複合ガスケット１０では、略四角形板状をなすフランジに適用するためのものとして説明しているが、略円形板状のフランジに適用するためのものであってもよいし、これを用いてフランジ接続された配管内を流れる流体についても、重油、軽油、潤滑油、清水、海水、空気、都市ガスと広く対応が可能である。
さらには、内燃機関のみならず、広く一般機械内配管、プラント配管にも適用することができる。この場合には、フランジ接続された配管内を流れる流体の内圧が１ＭＰａ以下で、流体温度が１００゜Ｃ以下であることが好ましい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮されたＯリングの自己シール性により配管内を流れる流体の漏れを確実に防止することができ、かつ、このＯリングが、高い剛性を有するガスケットに形成された貫通孔の内周縁に支持されていることから、配管内を流れる流体の内圧にも十分耐え得ることができて、安定したシール性を継続して維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態による複合ガスケットの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態による配管のフランジ接続構造の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態による配管のフランジ接続構造の説明用部分断面図である。
【図４】内燃機関の一例を示す側面図である。
【図５】内燃機関の一例を示す上面図である。
【図６】（ａ）は従来の配管のフランジ接続構造の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】従来の配管のフランジ接続構造の説明用部分断面図である。
【符号の説明】
１０　複合ガスケット
１１　ガスケット
１２　貫通孔
１２Ａ　内周縁
１３　ボルト孔
１５　Ｏリング
２０　配管
２１　端部
３０　フランジ
３１　貫通孔
３２　ボルト孔
３３　シート面
３４　ボルト
３５　ナット
【図１】
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【図２】
2004019831.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004019831.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004019831.tif 000008
【図７】
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