(57)【要約】Ｓ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケット１０ａの２つの谷部１１ｂ、１２ｂのうち、少なくとも１つの谷部に金属系リング１０ｂを嵌め込んでなるリング状金属ガスケット１０であり、該金属ガスケット１０は大きな圧縮荷重がかかっても塑性変形することがなく、疲労破壊され難く、シールする流体側とその反対側の非流体側の圧力差が高い場合であっても、ガスケットの破損が起こり難い。
2004088181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのシール対象部材間に配置され、一方のシール対象部材の当接部から他方のシール対象部材の当接部へ延びる第１の方向に垂直な第２の方向へ凹んだ谷部が、少なくとも２つ設けられたリング状金属ガスケットにおいて、前記谷部の少なくとも一方に金属系リングが嵌め込まれてなることを特徴とするリング状金属ガスケット。
【請求項２】
請求項１記載のリング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、圧力の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなることを特徴とするリング状金属ガスケット。
【請求項３】
請求項１記載のリング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、温度の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなることを特徴とするリング状金属ガスケット。
【請求項４】
請求項１記載のリング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングをリング状金属ガスケットの全ての谷部に嵌め込まれてなることを特徴とするリング状金属ガスケット。
【請求項５】
前記金属系リングが、縦断面における径方向の最大寸法が、径方向に垂直な方向の最大寸法より大きいものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のリング状金属ガスケット。
【請求項６】
前記金属系リングが、金属系Ｏリング、金属系異形断面リング、金属系矩形断面リングであることを特徴とする請求項５記載のリング状金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、高い圧縮荷重を受けても塑性変形することなく優れた耐久性を示すリング状金属ガスケットに関するものである。
【背景技術】  従来より、真空装置のシールや圧力流体配管等のシールにはＯリングに代表されるゴム製ガスケット、樹脂製ガスケットあるいは金属製ガスケットなどが使用されている。このうち、高温雰囲気下で且つ弾性復元性の必要な箇所には、所謂Ｃ字形リング、Ｓ字形リング及びＥ字形リングなどの金属製ガスケットが使用されている。
Ｅ字形リングは、例えば特許文献１の特開２００２−５２９０号公報に開示されている。このＥ字形の断面を有するガスケットは、所謂Ｃ字断面形状のガスケットの、シール性を向上させると変位追従性が低下し、変位追従性を向上させるとシール性が低下するという問題を解決したものであって、圧縮荷重に対抗する弾性反発力（シール荷重）を発揮して良好なシール性を得ることができると共に、広範囲に亘って弾性変動し、圧縮荷重の変動に応じた伸縮力を発揮して良好な変位追従性を得ることができるというものである。
また、特許文献２の特開平８−１４５１８３号公報には、シール面に厚さ０．１μｍ〜０．５ｍｍのゴム膜を組み合わせたＶ字形状またはＷ字形状の縦断面を有する金属の弾性構造体であって、該金属の弾性構造体の谷部分にゴムリングを嵌めこんだ真空シール用ガスケットが開示されている。この真空シール用ガスケットによれば、金属の弾性構造体がシール部分における不均一なシール間隙に追従し、これに組み合わせる形状復元性の高いゴム膜の厚さを薄くしているので、超高真空領域においてもガス放出量が小さく、かつ繰り返し使用が可能である。
【特許文献１】  特開２００２−５２９０号公報（請求項１）
【特許文献２】  特開平８−１４５１８３号公報（請求項１〜請求項３）
しかしながら、従来のＳ字形状のガスケットやＥ字形状のガスケットは、第１５図に示すように、その形状の弾性限界を超えて大きな圧縮荷重Ｐがかかる場合、Ｃ字断面形状部の背１６１、１６１に応力が集中してしまい塑性変形を生じる。この際、弾性反発力を発揮することができず、シール性を得ることができなくなるという問題がある。なお、第１５図中、符号１６２、１６３はシール対象部材である。また、弾性限界に近い圧縮荷重で繰り返し振動を受けると、ガスケットが金属疲労を起こし、疲労破壊して耐久性が低下するという問題がある。また、シールする流体側とその反対側の非流体側の圧力差が高い場合、通常Ｓ字形又はＥ字形リングガスケットは柔軟性を持たせるため薄肉板で作製されているが、その圧力差で破損の恐れがあるという問題がある。また、特開平８−１４５１８３号公報のようなゴムリングを組み合わせたガスケットでは、金属の弾性構造体の弾性を補助するには未だ十分ではなく、ましてや高温域では使用できないという問題がある。
従って、本発明の目的は、大きな圧縮荷重がかかっても塑性変形することがなく、疲労破壊され難く、シールする流体側とその反対側の非流体側の圧力差が高い場合であっても、ガスケットの破損が起こり難いリング状金属ガスケットを提供することにある。
【発明の開示】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行なった結果、Ｓ字形状又はＥ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケットの２つ又は３つの谷部のうち、少なくとも１つの谷部に金属系リングを嵌め込んでなるリング状金属ガスケットが、大きな圧縮荷重がかかっても塑性変形することがなく、疲労破壊され難いこと等を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明（１）は、２つのシール対象部材間に配置され、一方のシール対象部材の当接部から他方のシール対象部材の当接部へ延びる第１の方向に垂直な第２の方向へ凹んだ谷部が、少なくとも２つ設けられたリング状金属ガスケットにおいて、前記谷部の少なくとも一方に金属系リングが嵌め込まれてなるリング状金属ガスケットを提供するものである。かかる構成を採ることにより、大きな圧縮荷重がかかっても、谷部に嵌めこまれた金属系リングが補強材として作用し、リング状金属ガスケットの塑性変形を抑制すると共に、リング状金属ガスケットの金属疲労が起きることを防止する。また、流体側と非流体側の両方の谷部に金属系リングを設けた場合、流体側と非流体側の圧力変動による金属ガスケットへの影響を抑制できる。
また、本発明（２）は、前記リング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、圧力の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるリング状金属ガスケットを提供するものである。かかる構成を採ることにより、シールする流体側とその反対側の非流体側の圧力差が高くなっても、変形側に補強用の金属系リングが嵌め込まれているため、リング状金属ガスケットを薄肉にして軽量化ができるとともに、薄肉にすることによる破損を抑制できる。
また、本発明（３）は、請求項１記載のリング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、温度の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるリング状金属ガスケットを提供するものである。本発明によれば、リング状ガスケットの受けた熱はシート対象部材へ伝達し、金属系リングへの熱影響を抑制できると共に、耐熱性が向上する。
また、本発明（４）は、前記リング状金属ガスケットにおいて、前記金属系リングがリング状金属ガスケットの全ての谷部に嵌め込まれてなるリング状金属ガスケットを提供するものである。本発明によれば、リング状金属ガスケットを組み込む際、金属系リングが嵌め込まれる位置（向き）を気にする必要がないので誤組を防止することができる。また、このリング状金属ガスケットを作製すれば、複数の谷部の一方にのみ金属系リングが嵌め込まれたガスケットの代用にもなるため、この一方にのみ金属系リングが嵌め込まれたガスケットを別途準備する必要がなく、部品点数を減らすことができる。
また、本発明（５）は、前記金属系リングが、縦断面における径方向の最大寸法が、径方向に垂直な方向の最大寸法より大きいものである前記リング状金属ガスケットを提供するものである。本発明によれば、大きな圧縮荷重がかかっても、例えばＳ字形又は逆Ｓ字形金属ガスケットにおけるＣ字断面形状部と逆Ｃ字断面形状部の連結点近傍の塑性変形を抑制する効果が高い。
また、本発明（６）は、前記金属系リングが、金属系Ｏリング、金属系異形断面リング、金属系矩形断面リングである前記リング状金属ガスケットを提供するものである。本発明によれば、リング状金属ガスケットを製作する際、材料選択の余地が高まる。
【図面の簡単な説明】  第１図は第１の実施の形態例のリング状金属ガスケットの装着時における非圧縮状態を示す部分断面図である。第１図中、符号ｍの矢印は第１の方向を示し、符号ｎの矢印は第２の方向を示す（第２図〜第４図についても同様である）。第２図は第１の実施の形態例のリング状金属ガスケットの装着時における圧縮状態を示す部分断面図である。第３図（Ａ）は第２の実施の形態例のリング状金属ガスケットの斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は（Ｂ）図のＡ−Ａ線に沿って見た拡大図である。第４図は第２の実施の形態例のリング状金属ガスケットの変形例を示す図である。第５図は第２の実施の形態例のリング状金属ガスケットの他の変形例を示す図である。第６図は第３の実施の形態例のリング状金属ガスケットの装着時における圧縮状態を示す部分断面図である。第７図は第３の実施の形態例のリング状金属ガスケットの変形例の部分断面図である。第８図（Ａ）は第４の実施の形態例のリング状金属ガスケットの斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は（Ｂ）図のＢ−Ｂ線に沿って見た拡大図である。第９図は第４の実施の形態例のリング状金属ガスケットの変形例を示す図である。第１０図（Ａ）は第５の実施の形態例のリング状金属ガスケットの斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は（Ｂ）図のＣ−Ｃ線に沿って見た拡大図である。第１１図は第５の実施の形態例のリング状金属ガスケットの変形例を示す図である。第１２図〜第１４図は第６の実施の形態例のリング状金属ガスケットを示す図である。第１５図は従来のＳ字形金属ガスケットの装着時における圧縮状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明の第１の実施の形態におけるリング状金属ガスケットを第１図及び第２図を参照して説明する。
本例のリング状金属ガスケット１０は、一方のシール対象部材１３の当接部から他方のシール対象部材１４の当接部へ延びる第１の方向に垂直な第２の方向へ凹んだ谷部が２つ設けられた、いわゆるＳ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケット（以下、「Ｓ字形金属ガスケット」とも言う）１０ａと、金属系Ｏリング１０ｂの組み合わせからなる。ここで、第１の方向はシール対象部材１３、１４間に延びる方向であり、第２の方向は第１の方向に直交する方向である。Ｓ字形金属ガスケット１０ａは第２の方向であって且つ非流体側へ凹んだ谷部としてのＣ字断面形状部１１ａと、第２の方向であって且つ流体側へ凹んだ谷部としての逆Ｃ字断面形状部１２ａとが互いのＣ字形の縁端部となる連結点１１ｃで連続する断面形状に形成されたリング状の金属製の一体物であって、シールする流体側（図中、右側）にあるＣ字形状に由来する谷部１１ｂと、その反対側にある非流体側（図中、左側）にある逆Ｃ字形状に由来する谷部１２ｂの２つの谷部を有する。Ｓ字形状は厳密な形状を言うのではなく、第１図の形状以外に、例えばＣ字形状又は逆Ｃ字形状が文字通り「Ｃ」の如く、その先端の縁端部１１ｄ、１２ｄが内側に屈曲するカール形状のものや、あるいはＣ字形状又は逆Ｃ字形状のシール対象部材と当接する側部材が、非圧縮時から第２図に示すような平坦部を形成するような形状のものであってもよい。
金属系Ｏリング１０ｂは円形断面を有するリング状金属物であり、第１図及び第２図ではシールする流体側にある谷部１１ｂに嵌合している。金属系Ｏリング１０ｂの円形断面の径寸法としては、非圧縮状態にあるＳ字形金属ガスケット１０ａの谷部１１ｂに手で嵌合でき、Ｃ字形状の谷部の対向する両内側面に当接する程度の大きさが好適である。円形断面の径が大き過ぎるとＳ字形金属ガスケット１０ａの谷部に嵌合できないか、無理に開口を広げて嵌合させても変位追従性を悪くするだけである。また、円形断面の径が小さ過ぎると、大きな圧縮荷重が掛かるとＳ字形金属ガスケット１０ａの塑性変形を防止することができなくなる。
本実施の形態例において、金属系Ｏリング１０ｂがＳ字形金属ガスケット１０ａの谷部に嵌合する形態としては、第１図及び第２図に示す形態の他、１つの金属系ＯリングがＳ字形金属ガスケット１０ａの非流体側にある谷部１２ｂに嵌合する形態及び２つの金属系Ｏリングが２つの谷部１１ｂ、１２ｂにそれぞれ嵌合する形態が挙げられる。このうち、２つの金属系ＯリングがＳ字形金属ガスケット１０ａの２つの谷部１１ｂ、１２ｂにそれぞれ嵌合する形態が、大きな圧縮荷重が掛かっても、Ｓ字形金属ガスケット１０ａの塑性変形を確実に防止することができる点で好ましい。また、金属系Ｏリング１０ｂは中空状であってもよい。また、金属系Ｏリングに代えて金属系矩形断面リングを嵌合させる形態であってもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態におけるリング状金属ガスケットを第３図〜第５図を参照して説明する。第３図〜第５図において、第１図と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第２の実施の形態におけるリング状金属ガスケット２０において、第１の実施の形態におけるリング状金属ガスケット１０と異なる点は、Ｓ字形金属ガスケット１０ａに代えて逆Ｓ字形金属ガスケット２０ａとした点、更に非流体側にある谷部１２ｂをシールする流体側にある谷部１１ｂより小さくした点、更に非流体側にある谷部１２ｂに嵌合する金属系リングを金属系矩形断面リング２０ｂとした点にある。リング状金属ガスケット２０において、流体側にある谷部１１ｂに更に金属系矩形断面リング２０ｃを嵌合してもよく（図４）、また、非流体側にある谷部１２ｂの金属系矩形断面リング２０ｂを省略し、流体側にある谷部の金属系矩形断面リング２０ｃのみ嵌合させたもの（図５）であってもよい。
リング状金属ガスケット２０、４０、５０で用いる金属系矩形断面リング２０ｂ、２０ｃの厚み寸法としては、非圧縮状態にあるＳ字形金属ガスケット２０ａの谷部１１ｂ、１２ｂに手で嵌合でき、Ｃ字形状の谷部の対向する両内側面に当接する程度の大きさが好適である。厚みが大き過ぎるとＳ字形金属ガスケット１０ａ、２０ａの谷部に嵌合できないか、無理に開口を広げて嵌合させても変位追従性を悪くするだけである。また、厚みが小さ過ぎると、大きな圧縮荷重が掛かるとＳ字形金属ガスケット１０ａ、２０ａの塑性変形を防止することができなくなる。また、金属系矩形断面リング２０ｂ、２０ｃの幅寸法としては、Ｓ字形金属ガスケット２０ａ、２０ｂの谷部にほぼ納まるか、あるいは少し突出する程度が安定した変位追従性が得られる点で好ましい。また、金属系矩形断面リング２０ｂは中空状であってもよい。
Ｓ字形金属ガスケット１０ａ、２０ａの製造方法としては、特に制限されず、例えば絞り加工、曲げ加工及びプレス加工などを適宜組み合わせて、目的に応じた所定の金属基材を塑性変形させることで行なわれる。金属基材としては、例えばステンレス鋼、ニッケル基合金などが挙げられる。また、Ｓ字形金属ガスケット１０ａ、２０ａ、金属系Ｏリング１０ｂ及び金属系矩形断面リング２０ｂ、２０ｃの金属材質は同じであっても、異なっていてもよい。また、Ｓ字形金属ガスケット１０ａ、２０ａ、金属系Ｏリング１０ｂ及び金属系矩形断面リング２０ｂ、２０ｃの表面は銀などのメッキが施されていてもよい。
次に、リング状金属ガスケット１０の使用方法について説明する。使用箇所としては、例えば第１図に示すような一方のシール対象部材１４の凹部１４１にリング状金属ガスケット１０を嵌め込む。次いで、シール対象部材１３、１４をその間を狭めるようにして締め付ける。リング状金属ガスケット１０は所定の圧縮荷重において挟まれ、締め付けられた状態となる（第２図）。本例におけるリング状金属ガスケット１０は所定の圧縮荷重の締め付け状態において、Ｓ字形金属ガスケット１０ａとシール対象部材１３との当接、及びＳ字形金属ガスケット１０ａとシール対象部材１４との当接はそれぞれ平坦部１１ｅ、平坦部１２ｅの面接触により行なわれているが、これに限定されず、例えば第１５図に示すように点６４で線接触するものであってもよい。リング状金属ガスケット２０、４０及び５０の使用方法も前記と同様の方法である。
リング状金属ガスケット１０、２０、４０及び５０によれば、大きな圧縮荷重がかかっても、谷部に嵌めこまれた金属系リングが補強材として作用しＳ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケットの塑性変形を防止する。また、大きな圧縮荷重で繰り返し振動を受けても、同様に金属系リングがＳ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケットの変形を防止するため、ガスケットが金属疲労を起こし難い。
リング状金属ガスケット１０は、前記金属系Ｏリング１０ｂが、シールする流体側Ｘとこれと反対側にある非流体側Ｙのうち、圧力の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるものが好ましい。例えばシールする流体側Ｘの圧力ＰＸと、これと反対側にある非流体側Ｙの圧力ＰＹがＰＸ≦ＰＹである場合、金属系Ｏリングをシールする流体側Ｘにある谷部１１ｂに嵌め込む方法である。これにより、薄肉板から作製されたガスケットであって圧力差による変形が第２図中の矢印ａ方向に起こったとしても変形側に補強用の金属系Ｏリング１０ｂが嵌めこまれているため、塑性変形には至らず破損が起こり難い。また、第２図において、図では省略するが、金属系Ｏリングを流体側ではなく、非流体側にある谷部１２ｂに嵌め込んだ場合、Ｃ字形断面部１１ａのＣ字形状が潰れる方向にガスケットは変形し易くなるが、締め付ける方向（第１の方向）の圧縮荷重に対しては、谷部１２ｂに嵌め込まれた金属系Ｏリングが補強材として作用するため、ガスケットの塑性変形を防止することができ、破損が起こり難いことに変わりはない。この金属系Ｏリング１０ｂを金属系矩形断面リング２０ｂ、２０ｃに代えても同様の作用を奏する。
また、リング状金属ガスケット１０は、前記金属系リングが、シールする流体側Ｘとこれと反対側にある非流体側Ｙのうち、温度の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるものが好ましい。例えばシールする流体側Ｘの温度圧力ＴＸと、これと反対側にある非流体側Ｙの温度ＴＹがＴＹ≦ＴＸである場合、金属系リングを非流体側Ｙにある谷部１２ｂに嵌め込む方法である。これにより、リング状ガスケットの受けた熱はシール対象部材へ伝達され、金属系リングへの熱影響は抑制できるため、耐熱性は向上する。
リング状金属ガスケット１０、２０、４０及び５０は、例えば真空装置のシール及び圧力流体配管等のシールなどに適用される。第２図中、符号ｂで示される流体としては、気体及び液体のいずれであってもよく、使用温度も−２００〜５００℃の範囲において使用されるが、特に流体側の温度が３００〜５００℃の範囲にあるような高温条件下の場合、本例のリング状金属ガスケット１０はゴム部材を一切使用していないため、本発明の効果を確実に奏することができる点で好適である。
次に、本発明の第３の実施の形態におけるリング状金属ガスケット３０Ａについて第６図及び第７図を参照して説明する。第６図及び第７図において、第２図と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第３の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａにおいて、第１の実施の形態例のリング状金属ガスケット１０と異なる点は、Ｓ字形金属ガスケットを略Ｅ字形状の縦断面を有する金属ガスケット（以下、「略Ｅ字形金属ガスケット」とも言う）とした点にある。
第３の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａは、略Ｅ字形金属ガスケット３０ａと金属系Ｏリングの組み合わせからなる。略Ｅ字形金属ガスケット３０ａは第２の方向であって且つ非流体側へ凹んだ谷部としての第１Ｃ字断面形状部１１ａと第２の方向であって且つ流体側へ凹んだ谷部としての逆Ｃ字断面形状部１２ａとが互いのＣ字形の縁端部となる連結点１１ｃで連続し、逆Ｃ字断面形状部１２ａと第２の方向であって且つ非流体側へ凹んだ谷部としての第２Ｃ字断面形状部３１ａとが互いにＣ字形の縁端部となる連結点３１ｃで連続する断面形状に形成されたリング状の金属製の一体物であって、シールする流体側（図中、右側）にあるＣ字形状に由来する２つの谷部１１ｂ、３１ｂと、その反対側にある非流体側（図中、左側）にある逆Ｃ字形状に由来する谷部１２ｂの３つの谷部を有する。略Ｅ字形状は厳密な形状を言うのではなく、第６図の形状以外に、例えばＣ字形状又は逆Ｃ字形状が文字通り「Ｃ」の如く、その先端の縁端部１１ｄ、３１ｄが内側に屈曲するカール形状であってもよい。また、第１、第２Ｃ字断面形状部１１ａ、３１ａと逆Ｃ字断面形状部１２ａとはその形状が同一である必要はなく、例えば逆Ｃ字断面形状部１２ａはＶ字形状を反時計回りに９０度回転させた横Ｖ字形状のようなものであってもよい。
第３の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａにおいて、金属系Ｏリングが略Ｅ字形金属ガスケット３０ａの谷部に嵌合する形態としては、２つの金属系リングがシールする流体側Ｘにある谷部１１ｂと谷部３１ｂにそれぞれ嵌合する形態（第６図）、１つの金属系Ｏリングが非流体側Ｙにある谷部１２ｂに嵌合する形態（第７図）及び３つの金属系Ｏリングが３つの谷部１１ｂ、１２ｂ及び３１ｂにそれぞれ嵌合する形態が挙げられる。このうち、３つの金属系Ｏリングが３つの谷部１１ｂ、１２ｂにそれぞれ嵌合する形態が、大きな圧縮荷重が掛かっても、略Ｅ字形金属ガスケット１０ａの塑性変形を確実に防止することができる点で好ましい。
第３の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａによれば、大きな圧縮荷重がかかっても、谷部に嵌めこまれた金属系Ｏリングが補強材として作用し略Ｅ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケットの塑性変形を防止する。また、大きな圧縮荷重で繰り返し振動を受けても、同様に金属系Ｏリングが略Ｅ字形状の縦断面を有するリング状金属ガスケットの変形を防止するため、ガスケットが金属疲労を起こし難い。
次に、本発明の第４の実施の形態におけるリング状金属ガスケットについて第８図及び第９図を参照して説明する。第８図及び第９図において、第６図と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第４の実施の形態例のリング状金属ガスケット６０において、第３の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａと異なる点は、非流体側にある谷部１２ｂに嵌合する金属系リングを金属系矩形断面リング３０ｅとした点、非流体側にある谷部１２ｂを深くした点にある。リング状金属ガスケット６０において、非流体側にある谷部１２ｂに嵌合する金属系矩形断面リング３０ｅを省略し、流体側にある谷部１１ｂ、３１ｂに金属系矩形断面リング３０ｆ、３０ｇを嵌合してもよい（図９）。
次に、本発明の第５の実施の形態におけるリング状金属ガスケットについて第１０図及び第１１図を参照して説明する。第１０図及び第１１図において、第８図と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第５の実施の形態例のリング状金属ガスケット８０において、第４の実施の形態例のリング状金属ガスケット６０と異なる点は、略Ｅ字形金属ガスケット３０ａに代えて逆略Ｅ字形金属ガスケット４０ａとした点、更に非流体側にある２つの谷部１２ｂを、シールする流体側にある谷部１１ｂより小さくした点、更に流体側にある谷部１１ｂに金属系矩形断面リング３０ｈを嵌合させた点にある。リング状金属ガスケット８０において、流体側にある谷部１１ｂに嵌合する金属系矩形断面リング３０ｈを省略し、非流体側にある谷部１２ｂ、１２ｂに金属系矩形断面リング３０ｉ、３０ｊを嵌合してもよい（図１１）。
リング状金属ガスケット３０Ａ、６０、７０、８０、９０は、金属系リングが、シールする流体側Ｘとこれと反対側にある非流体側Ｙのうち、圧力の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるものが好ましい。例えば第６図に示すような真空装置のシールのように、シールする流体側Ｘの圧力ＰＸと、これと反対側にある非流体側Ｙの圧力ＰＹがＰＸ≦ＰＹである場合、金属系Ｏリング３０ｂ、３０ｃをそれぞれシールする流体側Ｘにある谷部１１ｂと谷部３１ｂに嵌め込む方法である。また、例えば第７図に示すような高圧流体配管のシールのように、シールする流体側Ｘの圧力ＰＸと、これと反対側にある非流体側Ｙの圧力ＰＹがＰＸ≧ＰＹである場合、金属系Ｏリング３０ｄを非流体側にある谷部１２ｂに嵌め込む方法である。これにより、薄肉板から作製されたガスケットであって圧力差による変形が矢印ｂ方向（第６図）、あるいは矢印ｃ方向（第７図）に起こったとしても変形側に補強用の金属系Ｏリング３０ｂと３０ｃ（第６図）、あるいは３０ｄが嵌めこまれているため、塑性変形に至らず破損が起こり難い。また、例えば第６図において、図では省略するが、金属系Ｏリングを流体側ではなく、非流体側にある谷部１２ｂに嵌め込んだ場合、Ｃ字形断面部１１ａ及び３１ａのＣ字形状が潰れる方向にガスケットは変形し易くなるが、締め付ける方向（第１の方向）の圧縮荷重に対しては、谷部１２ｂに嵌め込まれた金属系Ｏリングが補強材として作用するため、ガスケットの塑性変形を防止することができ、破損が起こり難いことに変わりはない。なお、金属系Ｏリングが金属系矩形断面リングであっても同様の作用を奏する。
また、リング状金属ガスケット３０Ａ、６０、７０、８０、９０は、金属系リングが、シールする流体側Ｘとこれと反対側にある非流体側Ｙのうち、温度の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるものが好ましい。例えばシールする流体側Ｘの温度圧力ＴＸと、これと反対側にある非流体側Ｙの温度ＴＹがＴＹ≦ＴＸである場合、金属系リングを非流体側Ｙにある谷部１２ｂに嵌め込む方法である。これにより、リング状ガスケットの受けた熱はシール対象部材へ伝達され、金属系リングへの熱影響は抑制できるため、耐熱性は向上する。
第３〜第５の実施の形態例のリング状金属ガスケット３０Ａ、６０、７０、８０、９０においても、第１の実施の形態例のリング状金属ガスケット１０と同様の使用箇所に用いることができ、また使用条件等及び効果についても同様である。
次に、本発明の第６の実施の形態におけるリング状金属ガスケットを第１２図〜第１４図を参照して説明する。第１２図において、第２図と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第６の実施の形態におけるリング状金属ガスケット５０ａにおいて、第２図のリング状金属ガスケット１０と異なる点は、Ｓ字形金属ガスケット１０ａに代えて逆Ｓ字形金属ガスケット２０ａとした点、更に非流体側にある谷部１２ｂに嵌合する金属系リングを金属系異形断面リング２０ｄとした点にある。金属系異形断面リング２０ｄとしては、縦断面における径方向（ｎ方向）の最大寸法ｐが、径方向に垂直な方向（ｍ方向）の最大寸法ｑより大きいものであれば特に限定されず、例えば金属系楕円形断面リング２０ｅ（第１３図）、金属系卵形断面リング２０ｆ（第１４図）、金属系矩形断面リング２０ｂ（第３図（Ｄ））等が挙げられる。第６の実施の形態におけるリング状金属ガスケット５０ａ〜５０ｃは、大きな圧縮荷重がかかっても、Ｃ字断面形状部と逆Ｃ字断面形状部の連結点１１ｃ近傍の塑性変形を抑制する効果が著しく高い。
本発明のリング状金属ガスケットが装着される２つのシール対象部材は、例えば一方のフランジと他方のフランジ等のシール対象部材であるが、これに限定されず、例えば半割状で用いるシール対象部材、異なる材質で形成されるシール対象部材のシールなどにも適用できる。
本発明のリング状金属ガスケットは、２つのシール対象部材間に配置され、一方のシール対象部材の当接部から他方のシール対象部材の当接部へ延びる第１の方向に垂直な第２の方向へ凹んだ谷部が、少なくとも２つ設けられたリング状金属ガスケットにおいて、前記谷部の少なくとも一方に金属系Ｏリングや金属系矩形断面リング等の金属系リングを嵌め込んでなるため、大きな圧縮荷重がかかっても、谷部に嵌めこまれた金属系リングが補強材として作用し、リング状金属ガスケットの塑性変形を抑制すると共に、リング状金属ガスケットの金属疲労が起きることを防止する。また、流体側と非流体側の両方の谷部に金属系リングを設けた場合、流体側と非流体側の圧力変動による金属ガスケットへの影響を抑制できる。
また、本発明のリング状金属ガスケットは、金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、圧力の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるため、シールする流体側とその反対側の非流体側の圧力差が高くなっても、変形側に補強用の金属系リングが嵌め込まれているため、リング状金属ガスケットを薄肉にして軽量化ができるとともに、薄肉にすることによる破損を抑制できる。
また、本発明のリング状金属ガスケットは、金属系リングが、シールする流体側とこれと反対側にある非流体側の前記谷部のうち、温度の低い側の谷部に少なくとも１つ嵌め込まれてなるため、リング状ガスケットの受けた熱はシート対象部材へ伝達し、金属系リングへの熱影響を抑制できると共に、耐熱性が向上する。
また、本発明のリング状金属ガスケットは、金属系リングがリング状金属ガスケットの全ての谷部に嵌め込まれてなるため、リング状金属ガスケットを組み込む際、金属系リングが嵌め込まれる位置（向き）を気にする必要がないので、誤組を防止することができる。また、このリング状金属ガスケットを作製すれば、複数の谷部の一方にのみ金属系リングが嵌め込まれたガスケットの代用にもなるため、この一方にのみ金属系リングが嵌め込まれたガスケットを別途準備する必要がなく、部品点数を減らすことができる。
また、本発明のリング状金属ガスケットは、大きな圧縮荷重がかかっても、例えばＳ字形又は逆Ｓ字形金属ガスケットにおけるＣ字断面形状部と逆Ｃ字断面形状部の連結点近傍の塑性変形を抑制する効果が高い。
また、本発明のリング状金属ガスケットは、リング状金属ガスケットを製作する際、材料選択の余地が高まる。
【産業上の利用可能性】  真空装置のシールや圧力流体配管等のシール用ガスケットとして有用である。
【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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