JP2001349430A - 継ぎ手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状記憶合金の形状記憶機能と前記超弾性領
域とを巧みに併用して、耐久性を飛躍的に向上させ、経
済的にも使用が見合う継ぎ手（機構）を提供する。 【解決手段】 両継ぎ手部材２，２の間に、ニッケルと
チタンとからなる形状記憶合金製で、該継ぎ手部材２，
２より弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこの
継ぎ手部材２，２の通常使用温度サイクル内の温度以下
に設定したガスケット１０を介挿してなる 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器や流路の継ぎ
手に関するもので、特に、変圧器等の電力設備のように
毎日又は季節よって大きな温度変化を有し、内圧の圧力
変動が大きく、しかも、数十年といった非常に長期間使
用される機器に使用されるのに適した継ぎ手に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種継ぎ手部位に使用される、
ゴムやテフロン（商標名）樹脂等の有機系ガスケット
（パッキン、シールをも含む。）は、環境や応力、例え
ば空気、水分、油分、紫外線などの光、熱、振動、真空
引き等の応力等によって劣化し、弾性が低下し、亀裂が
発生したりする。圧縮されたこの種、有機系のガスケッ
トが弾性を失うと、無論、密封機能や真空機能の保持は
困難となるという問題点を有している。

【０００３】そこで、高度の耐久性が要求される継ぎ手
では、上記有機系ガスケットに代え、メタルガスケット
が使用される傾向にある。しかし、この従来のメタルガ
スケットは、弾性域が小さく、塑性変形によって大きな
永久圧縮歪が発生するという問題点を有している。すな
わち、圧縮されたメタルガスケットが塑性変形等により
弾性を失うと、ガスケットと継ぎ手部材の当たり面との
間に隙間が発生し、流体の漏洩や流入が発生し、密封機
能や真空機能の維持が困難となる。また、この種のメタ
ルガスケットは高度な密閉性を確保するには、それ自体
及びフランジ面を研磨仕上げする必要性を有し、さら
に、フランジボルトの締着力を厳格に管理する必要性を
有するという問題点を有し、さらに、変圧器等の電力設
備のように非常に大きな圧力変動を伴う部位で使用する
と、振動や熱等の応力，流体の温度や圧力の変動等によ
る締付け力の低下によりガスケットに必要な面圧が不足
した場合に密閉機能や真空機能の維持が困難となるとい
う問題点を有している。

【０００４】また、最近、形状記憶合金をガスケットに
使用する提案が行われている。この形状記憶合金をガス
ケットに使用する目的は、温度変化を伴う容器等に使用
され、温度が上昇すると内圧が上昇するので、ガスケッ
トも温度変化で変態して密面の面圧を保つようになすこ
とを目的とするものと、使用済み交換パッキンを加温し
て復元再使用とする目的のものとがある。しかし、これ
ら従来の形状記憶合金の使用例は、相応の利点は有する
も、形状記憶合金が高価であるので、汎用されるには至
らないでいる。

【０００５】しかし、各種形状記憶合金の性状を鋭意調
査したところ、ある種の形状記憶合金は、形状記憶機能
を有するのは無論であるが、応力に対して非常に広い範
囲での弾性変形領域を有することが認められ、さらに
は、熱サイクル特性、応力サイクル特性に優れ、繰り返
しの温度変化及び応力変化がある環境でも長期間、弾性
等の材料特性を維持し、従来のガスケットに比べ飛躍的
に寿命を延伸することを可能とした。なお、この形状記
憶合金特有の弾性変形領域は、通常形状記憶合金の変態
温度以上で得られるもので、通常の金属の弾性変形領域
と区別するため、本願では超弾性領域と称することにす
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この本発明は
上記に鑑みなされたもので、形状記憶合金の形状記憶機
能と前記超弾性領域とを巧みに併用して、密閉機能と耐
久性とを飛躍的に向上させ、経済的にも使用が見合う継
ぎ手（機構）を提供することを課題としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
本発明は、両継ぎ手部材２，２の間に、ニッケルとチタ
ンとからなる形状記憶合金製で、該継ぎ手部材２，２よ
り弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこの継ぎ
手部材２，２の通常使用温度サイクル内の温度以下に設
定したガスケット１０を介挿してなる技術的手段を講じ
たものである。

【０００８】それ故、本発明継ぎ手は、製造時（ガスケ
ット１０を組み込む時）は、ガスケット１０はその形状
記憶合金の変態点以下の温度（形状回復する温度以下）
で取り付け、使用時は変態点以上となすと、両継ぎ手部
材２，２はフランジボルト等で固定されるので、形状回
復（厚みを増やすように形状回復）した該ガスケット１
０は両継ぎ手部材２，２との間に所定の面圧を確保し、
充分なる密閉性を確保する作用を呈する。

【０００９】そして、本発明は、ニッケルとチタンとか
らなる形状記憶合金を使用したので、継ぎ手部材２，２
より弾性係数を小さく設定（鋼の１／３から１／１０程
度の弾性係数）することが可能で、弾性係数が継ぎ手部
材より小さいと、両継ぎ手部材２，２側を損傷して密閉
不良を生ずることを抑止する作用を呈する。

【００１０】そして、温度が上昇すると（通常配管１内
の内圧も上昇する。）締着ボルトの締着力はそのままで
も、形状記憶合金製のガスケットが温度変化で変形（形
状回復）して、高温使用雰囲気でも密閉のための所定の
面圧を保って、高圧での気密性をも保つのは前記した作
用であるが、この際、本発明はガスケットの変態点が継
ぎ手部材２，２の通常使用温度サイクル内の温度以下に
設定してあるので、変態点以上の温度で大きく変形しよ
うとすると、形状記憶合金の超弾性領域が利用でき、最
大数パーセント程度変形させる応力が加わっても永久歪
みが発生するのを抑止する作用を呈するものである。

【００１１】次に、請求項２の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、鉄、銅、コバルト、ニオブ、パラジウ
ム、ハフニウム，ジルコニウムなどの元素のいずれか一
種を、または数種を混入して、該継ぎ手部材２，２より
弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこの継ぎ手
部材２、２の通常使用温度サイクル内の温度以下に設定
したガスケット１０を介挿してなる技術的手段を講じた
ものである。

【００１２】それ故、本発明は、ニッケルとチタンとを
主成分とする形状記憶合金に、鉄、銅、コバルト、ニオ
ブ、パラジウム、ハフニウム，ジルコニウムなどの元素
のいずれか一種を、または数種を混入してなるので、変
態点をより広い温度範囲（現在の具体例としては、−５
０℃〜１００℃程度）で設定でき、超弾性領域を広げる
ことができる（現在の具体例としては、通常の鉄の弾性
歪みが０．５％程度であったものを最大８％程度となす
ことができる。）作用を呈する。

【００１３】次に、請求項３の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、変態点がこの継ぎ手部材２，２の通常使
用温度サイクル内の比較的高温域から比較的低温領域な
いしそれ以下に設定した複数のガスケット１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ・・・を介装してなる技術的手段を講じたも
のである。

【００１４】それ故、本発明継ぎ手は、複数種類のガス
ケット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・・を使用したので、
広い温度範囲でいずれかのガスケット１０ａ，１０ｂ，
１０ｃ・・・が形状回復して、どのような温度条件で
も、密閉を保つ面圧を確保する作用を呈する。

【００１５】次に、請求項４の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、変態点がこの継ぎ手部材２，２の通常使
用温度サイクル内の比較的低温域又は通常使用温度サイ
クル内の温度以下に設定した第一ガスケット１０ｘを介
装し、この第一ガスケット１０ｘの外側には、同じくニ
ッケルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、該
継ぎ手部材２，２より弾性係数を小さく設定すると共
に、変態点がこの継ぎ手部材の通常使用温度サイクルの
比較的高温域又は通常使用温度サイクル内の温度以上に
設定した第二ガスケット１０ｙとを組み合わせて介挿し
てなる技術的手段を講じたものである。

【００１６】それ故、本発明は、雰囲気温度が低い場合
は第一ガスケット１０ｘが、雰囲気温度が高い場合は第
二ガスケット１０ｙ、１０ｙが機能し、広い温度範囲で
永久変形歪を抑止すると共に、密閉のための面圧をも充
分に確保する作用を呈するのは請求項３と同じ作用であ
る。そして、本発明は、第一ガスケット１０ｘの外側に
継ぎ手部材２，２より弾性係数を小さく設定した第二ガ
スケット１０ｙ、１０ｙとを配してなるので、変態点以
下の温度条件でも、この弾性係数の範囲で密閉が確保さ
れる作用を呈するものである。また、通常使用温度サイ
クル内の温度以上に変態点を設定した第二ガスケット１
０ｙ，１０ｙでは、弾性係数がさらに小さくなり、継ぎ
手部材２，２との接触面がなじみ易くなる作用を呈する
ものである。

【００１７】次に、請求項５の発明は、両継ぎ手部材
２，２をフランジボルト３とこのフランジボルト３に螺
合するナット４とで連結固定するようになしたフランジ
継ぎ手において、上記両継ぎ手部材２，２の間に、該継
ぎ手部材２，２の部材より弾性係数を小さく設定した、
ニッケルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製のガ
スケット１０を介挿し、さらに、上記フランジボルト３
又はナット４の座金２０にも形状記憶合金を使用したこ
とを特徴とする技術的手段を講じたものである。

【００１８】それ故、本発明は、請求項１の作用に加え
て、温度変化、圧力変化等による振動でフランジボルト
３が緩むことがあるのを形状記憶合金製の座金２０で抑
止する作用を呈する。すなわち、形状記憶合金の超弾性
と形状記憶効果とが利用され、フランジボルト３の締着
力を補助し、緩みを抑止する作用を呈するものである。

【００１９】次に、請求項６の発明は、両継ぎ手部材
２，２をフランジボルト３とこのフランジボルト３に螺
合するナット４とで連結固定するようになしたフランジ
継ぎ手において、上記両継ぎ手部材２，２の間に、ニッ
ケルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、変態
点がこの継ぎ手部材２，２の通常使用温度サイクル内の
比較的低温域又は通常使用温度サイクル内の温度以下に
設定した第一ガスケット１０ｘを介装し、この第一ガス
ケット１０ｘの外側には、同じくニッケルとチタンとを
主成分とする形状記憶合金製で、該継ぎ手部材２，２よ
り弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこの継ぎ
手部材の通常使用温度サイクルの比較的高温域又は通常
使用温度サイクル内の温度以上に設定した第二ガスケッ
ト１０ｙとを組み合わせて介挿し、さらに、上記フラン
ジボルト３又はナット４の座金２０にも形状記憶合金を
使用したことを特徴とする技術的手段を講じたものであ
る。

【００２０】それ故、本発明は、雰囲気温度が低い場合
は第一ガスケット１０ｘが、雰囲気温度が高い場合は第
二ガスケット１０ｙ、１０ｙが機能し、広い温度範囲で
永久変形歪を抑止すると共に、密閉のための面圧をも確
保するという請求項３の作用と、温度変化、圧力変化等
による振動でフランジボルトが緩むことを形状記憶合金
製の、フランジボルト等の座金２０で抑止するという請
求項４の作用とを共に呈するものである。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例を、添付図面を参照し
て詳細に説明する。図示例においては、配管のフランジ
継ぎ手での実施例を示しているが、変圧器等の電力設備
などの容器本体部の継ぎ手等、液体、気体、粉体、半流
体及びこれらの混合物等の流体を密閉（密封）する機器
や、漏洩を防ぐ機器又は真空状態を維持する機器や、外
部から流体の流入を防ぐ機器等の継ぎ手（本願では、蓋
の密閉等を含む広い意味で使用する。）に利用できるも
のである。

【００２２】図中、１，１が配管、２，２が該配管１，
１を接続するためのフランジよりなる継ぎ手部材であ
る。この継ぎ手部材２は配管１の端部に一体的に連設さ
れ、接続しようとする配管１，１同士は、両継ぎ手部材
２，２の間にガスケット１０を介挿して接合し、フラン
ジボルト３と該フランジボルト３に螺合するナット４と
で螺締するようになしてあるのは従来のフランジ継ぎ手
と同じである。

【００２３】そして、本発明は上記フランジよりなる両
継ぎ手部材２，２の間に、ニッケルとチタンとからなる
形状記憶合金製で、該継ぎ手部材２，２より弾性係数を
小さく設定すると共に、変態点がこの継ぎ手部材２，２
の通常使用温度サイクル内の温度以下に設定したガスケ
ット１０を介挿してなる。該形状記憶合金はニッケルと
チタンとを約同量混合した合金よりなり、図１例では中
空円盤形状に構成されてなる。そして、このガスケット
１０は変態点（所定温度）でその厚みが厚くなるよう形
状回復するように形状記憶されている。すなわち、所定
の温度（変態点）以上となると、該ガスケット１０は厚
みが厚くなるように（図１左右方向の寸法が増加する要
に）形状回復するものである。

【００２４】ニッケルとチタンとからなる形状記憶合金
は、弾性係数が、継ぎ手部材２を構成する通常の鉄
（鋼）より小さく設定でき、本発明では該ガスケット１
０の弾性係数を継ぎ手部材２，２より小さく設定（鋼の
約１／３から１／１０程度の弾性係数に設定）してあ
る。アルミガスケット等の一部を除いて金属ガスケット
では、通常弾性係数が大きいので、高圧での密閉性を確
保するには、継ぎ手部材２とガスケット１０との当たり
面を研磨仕上げする必要性があるとされている。しか
し、本発明ではガスケット１０の弾性係数を継ぎ手部材
より小さく設定することで、上記研磨仕上げでしなくて
も密閉性を確保できるようになっている。その上、超弾
性域域が大きく、形状回復力を有するため高圧、高真空
であっても長期的に密閉性を確保できるものである。

【００２５】そして、該ガスケット１０は、その変態点
をこの継ぎ手部材２，２の通常使用温度サイクル内の温
度以下に設定してある。通常使用温度サイクルとして６
０〜７０℃といった常温より高くて狭い温度範囲である
場合は、６０℃以下の温度で形状回復するようになして
おけばよいが、通常使用温度サイクルが外気〜１００℃
といった非常に広範囲な場合は、最低使用温度以下、も
しくは、平均的な通常運転時での平均温度を基準として
その温度以下を変態点となすとよい。

【００２６】本発明に使用されるガスケット１０は前記
の場合、全面座型ガスケットでその外形は何ら従来と異
なるところはないので、従来のガスケットをそのまま交
換することも可能である。なお、図２実施例は上記ガス
ケット１０をＯ（オー）リング型としたもので、継ぎ手
部材２，２にはリング状溝６，６を設けてあり、このリ
ング状溝６，６内に該Ｏ（オー）リング型のガスケット
１０を嵌め込むようになしてある。なお、該リング状溝
６の深さは、Ｏ（オー）リング型のガスケット１０の厚
みの半分に満たない寸法となしてあるのは無論である。
なお、該Ｏ（オー）リング型のガスケット１０はボルト
締め付けによる応力分布の適正範囲が広いので着脱が容
易であるという利点を有している。しかし、密閉性確保
では全面座型ガスケットに劣るとされている場合もある
が、上記形状記憶合金製となすことで、高圧密閉も可能
となり充分な密閉機能が確保できるものである。

【００２７】さらに、図７実施例は、上記Ｏ（オー）リ
ング型ガスケット１０を、中空状となしたものである。
この実施例では、ガスケット１０の剛性をも利用しよう
としたもので、図２の継ぎ手に使用した場合、フランジ
ボルト３の締着で物理的な力を受けて容易に押し潰され
るように変形するようになしてある。そして、変態点以
下に設定して、さらに超弾性と形状回復力とで大きな面
圧を得ることで密閉機能を高めている。なお、この中空
Ｏ（オー）リング型のガスケット１０は、断面形状が真
円となるように形状回復し、しかも、拡径される（断面
円形の直径が増える）ように形状回復するようになして
おくとよい。

【００２８】したがって、本発明継ぎ手は、ガスケット
１０をニッケルとチタンとからなる形状記憶合金製とな
すことで以下の機能・効果が利用できるものである。

【００２９】「形状記憶効果」 ある温度での形状を記
憶させると、強い力で変形させてもその温度になったと
きに元の形に復元する性質を持つ。鉄や銅，アルミニウ
ムのような一般的な金属や合金の変形には，応力を除去
すると形状が元に戻る弾性変形と、弾性域を超えた応力
を加えた後応力を除去しても形状が元に戻らずに歪が残
る塑性変形がある。形状記憶合金は弾性域が特に大き
く、弾性域以上の応力を加えて変形したとしても加熱に
より形状回復し、応力による歪がなくなる。形状記憶合
金は形状回復温度より高温側でオーステナイト結晶構造
をとる。これを冷却するとマルテンサイト結晶構造に変
態する。マルテンサイト結晶構造では外部の力で簡単に
変形させることができ，変形マルテンサイト結晶構造に
なる。これを形状回復温度以上に加熱するとオーステナ
イト結晶構造に戻るので、形状記憶合金も元の形に戻
る。この元の形に戻る力が形状回復力である。パイプ同
士、パイプとタンク等を接合するフランジ、管ねじ込み
部、ネジ部、ナット部、ワッシャー、蓋等の接続部等の
ガスケット、パッキン、シール等の機械要素として形状
記憶合金を利用して、弾性や形状回復力により密閉機能
保持のために必要な面圧を高めて流体の漏洩や流入を防
止し、長期間密閉機能や真空機能の維持することが可能
となる。

【００３０】「超弾性効果」 形状記憶合金は、変態点
（形状回復温度）以上の温度でオーステナイト結晶構造
となっている。これに外力を加えると応力誘起マルテン
サイト結晶構造に変態し、外力を取り除くと元のオース
テナイト結晶構造に戻る。形状記憶合金は、一般的な鉄
や銅等の金属の弾性域の数十倍程度の弾性領域を持つ。
この領域を超弾性領域、この性質を超弾性効果と呼ぶ。
このため、形状記憶合金はゴム等の有機系材料に準じた
弾性等を得られ、密閉機能や真空機能を維持することが
できるのである。ゴム等の有機系ガスケット、パッキ
ン、シールの場合は応力歪がわずかに残り、それが積み
重なり、へたり、弾性が無くなる。超弾性領域で、形状
記憶合金は引張りや圧縮に対して形状を完全に回復しよ
うとする。この性質をガスケット、パッキン、シールに
応用する。ゴム等の有機系ガスケット、パッキン、シー
ルや従来のメタルガスケット、パッキン、シールに比べ
て寿命の長い形状記憶合金を用いることでパッキンの取
替を長期間不要にするとともに、従来材の劣化による弾
性等の特性の低下や塑性変形による流体の漏洩や流入の
問題を解決する。

【００３１】「リサイクル機能」 従来の有機系ガスケ
ット、パッキン、シールや従来のメタルガスケット、パ
ッキン、シールの場合には、ガスケット等の素材自体の
寿命、または、設備や製品の寿命とともに取り外すが、
その後は再利用できない。従来の有機系ガスケット、パ
ッキン、シールの場合には再利用できず廃棄するしか方
法はない。また、従来のメタルガスケット、パッキン、
シールの場合には塑性変形により形状が変化してしまっ
ているため再利用することは非常に難しい。それに比べ
て、ニッケルとチタンを主成分とした形状記憶合金は熱
処理を行うと再び形状記憶効果や超弾性効果等の材料特
性を再現することができる。これによりガスケット、パ
ッキン、シールとして再利用が可能である。

【００３２】次に、請求項２の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、鉄、銅、コバルト、ニオブ、パラジウ
ム、ハフニウム，ジルコニウムなどの元素のいずれか一
種を、または数種を混入して、該継ぎ手部材２，２より
弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこの継ぎ手
部材２、２の通常使用温度サイクル内の温度以下に設定
したガスケット１０を介挿してなるものである。ニッケ
ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金に、鉄、銅、
コバルト、ニオブ、パラジウム、ハフニウム，ジルコニ
ウムなどの元素のいずれか一種を、または数種を混入
（重量比１０％程度）すると、変態点温度を広範囲に設
定でき、弾性係数がさらに小さく（鋼に比べて１／３〜
１／２０程度以上）なり、密閉性がより向上するもので
ある。

【００３３】次に、請求項３の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、変態点がこの継ぎ手部材２，２の通常使
用温度サイクル内の比較的高温域から比較的低温領域な
いしそれ以下に設定した複数のガスケット１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ・・・を介装してなるもである。すなわち、
本発明では、変態点の異なるガスケット１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ・・・を組み合わせて使用するもので、低温
時に形状回復するものと、高温にならないと形状回復し
ないものとを組合わせて使用することで、より広い温度
範囲で常に形状回復による密閉のための面圧の確保を得
るようになしている。

【００３４】具体的には、０℃で形状回復するもの、１
０℃で形状回復するもの、２０℃で形状回復するもの、
３０℃で形状回復するものの４枚のガスケット１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを使用すると、製造時（組み立
て時）常温で製造できる場合も増え、また広い温度雰囲
気での使用でも密閉性の信頼性を保てるものである。な
お、寒冷地で戸外で使用され、外気温となることが想定
される場合は、−２０℃が変態点のガスケットを万が一
に備えて介挿しておくとよい。

【００３５】次に、請求項４の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、変態点がこの継ぎ手部材２，２の通常使
用温度サイクル内の比較的低温域又は通常使用温度サイ
クル内の温度以下に設定した第一ガスケット１０ｘを介
装し、この第一ガスケット１０ｘの外側には、同じくニ
ッケルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、該
継ぎ手部材２，２より弾性係数を小さく設定すると共
に、変態点がこの継ぎ手部材の通常使用温度サイクルの
比較的高温域又は通常使用温度サイクル内の温度以上に
設定した第二ガスケット１０ｙとを組み合わせて介挿し
てなるものである。すなわち、本発明では第一ガスケッ
ト１０ｘが低温時に形状回復し、超弾性係数範囲内で密
閉のための面圧を保つが、第二ガスケット１０ｙ、１０
ｙで小さい弾性係数と、高温での形状回復とで密閉のた
めの面圧が保たれるようになしてある。また、変態点を
通常使用温度以上に設定した第二ガスケット１０ｙで
は、弾性係数がさらに小さくなっているので、両継ぎ手
部材２，２との接触面がなじみやすくなる。

【００３６】上記第一ガスケット１０ｘと第二ガスケッ
ト１０ｙとは、図４に示すように、第一ガスケット１０
ｘの両側に（図４上下に）単に第二ガスケット１０ｙ，
１０ｙを重ねて使用して、継ぎ手部材２，２には常に弾
性係数の小さい第二ガスケット１０ｙ，１０ｙが接触す
るようになせばよいが、図５に示すように、リング状の
第一ガスケット１０ｘを断面Ｕ字状に折り曲げた第二ガ
スケット１０ｙで挟み込むようになしてもよい。また、
図６例は、上記第一ガスケット１０ｘと第二ガスケット
１０ｙとを同芯二重状に設けたものである。

【００３７】次に、請求項５の発明は、両継ぎ手部材
２，２をフランジボルト３とこのフランジボルト３に螺
合するナット４とで連結固定するようになしたフランジ
継ぎ手において、上記両継ぎ手部材２，２の間に、該継
ぎ手部材２，２より弾性係数を小さく設定した、ニッケ
ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製のガスケッ
ト１０を介挿してあるのは、フランジ継ぎ手に限定した
他は、請求項１と同じ構成である。

【００３８】そして、本発明では、さらに、上記フラン
ジボルト３又はナット４の座金２０も形状記憶合金製と
なしたことを特徴とするものである。フランジ継ぎ手で
フランジボルト３が緩む事故は現に発生しており、この
事故は温度の昇降が激しい使用雰囲気等で生じやすい。
すなわち、温度変動、圧力変動等でフランジボルト３が
次第に緩むもので、ガスケット１０に形状記憶合金を使
用すると、使用時に形状回復の力がフランジボルトに作
用して該フランジボルト３に加わる力の振動が大きい領
域で変動幅が抑止される傾向にある。しかし、フランジ
ボルト３とナット４とに加わる力の振動が皆無となるも
のではなく、そこで、フランジボルト３又はナット４の
座金２０も形状記憶合金製となし、さらに加わる力の振
動を、超弾性と形状回復力とで吸収し緩みを防止したも
のである。

【００３９】なお、上記座金２０はフランジボルト３の
螺頭側に配したり、ナット４側に配したり、図８に示す
ようにその双方に配してもよいものである。また、図９
例はフランジボルト３の螺頭側に形状記憶合金製の座金
２０を介挿し、ナット４の外側を覆うボルトエンドキャ
ップ５と継ぎ手部材２との間にも形状記憶合金製の座金
２０を介挿してなるものである。

【００４０】上記ボルトエンドキャップ５は、図９を参
照して説明するに、螺合部の螺条バックラッシ（螺条の
間隙）で密閉性が確保できない使用例の場合は、密閉性
の確保ができて有効である。すなわち、図９のフランジ
ボルト３が配管１等を貫通して使用されているような場
合、該（フランジ）ボルト３の螺頭は座金２０で密閉で
きるも、ナット４側は該ナット４と固定部位との間に座
金２０を介挿しても、螺足とナット４との螺合部のバッ
クラッシの存在で密閉性は保たれない場合がある。そこ
で、この実施例では、該（フランジ）ボルト３を長めに
設定し、ナット４を螺合して該ナット４より突出した螺
足部を利用して該ボルトエンドキャップ５を螺合し、こ
のボルトエンドキャップ５の開口先端と該ナット４を螺
締した固定部位との間に形状記憶合金製の座臥な２０を
介挿して密閉性を確保したものである。

【００４１】次に、請求項６の発明は、両継ぎ手部材
２，２の間に、ニッケルとチタンとを主成分とする形状
記憶合金製で、変態点がこの継ぎ手部材２，２の通常使
用温度サイクル内の比較的低温域又は通常使用温度サイ
クル内の温度以下に設定した第一ガスケット１０ｘを介
装し、この第一ガスケット１０ｘの外側には、同じくニ
ッケルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、該
継ぎ手部材２，２より弾性係数を小さく設定すると共
に、変態点がこの継ぎ手部材の通常使用温度サイクルの
比較的高温域又は通常使用温度サイクル内の温度以上に
設定した第二ガスケット１０ｙとを組み合わせて介挿し
てなるのは、フランジ継ぎ手に限定した他は、請求項４
の構成と同じである。

【００４２】そして、上記フランジボルト３又はナット
４の座金２０にも形状記憶合金を使用したのは前記請求
項５と同じである。すなわち、本発明は、請求項４の構
成と請求項５の構成とを組み合わせたものである。

【００４３】

【発明の効果】本発明は上記のように、形状記憶合金製
のメタルガスケットとしての通常の弾性内の永久歪みを
起こさない範囲での密閉の面圧と、使用時の温度での形
状回復力による面圧の向上と、超弾性での永久歪みの抑
止とを利用して、永年使用しても劣化せず、温度変化に
よって圧力が高まっても密閉に充分な面圧が得られる、
たとえ、密閉のために軌条記憶効果で大きな応力が該ガ
スケット１０に加わっても、形状記憶合金特有の超弾性
係数で、永久歪みが生じない、信頼性と耐久性とを有し
た継ぎ手を提供できるものである。

【００４４】そして、本発明は外形的には従来のガスケ
ットと何ら変更するところがないので、従来のガスケッ
トと交換して使用でき、交換に際してフランジボルト
３，３，３・・・の締め付けは、ガスケットの通常の弾
性係数の範囲内で変形させて締着すれば、密閉ができる
ので、工場での特別な機器を使用した組み立てが不要
で、現場でのガスケットの交換も可能な継ぎ手を提供で
きるものである。

【００４５】さらに、本発明は、永年使用したものを、
加熱したり冷却する温度管理で形状を復元して再利用で
き、経済的にも優れた継ぎ手を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明継ぎ手の一実施例を示す縦断面図であ
る。

【図２】別の実施例縦断面図である。

【図３】さらに、別の実施例での、本発明に使用される
ガスケットの縦断面図である。

【図４】さらに、別の実施例での、本発明に使用される
ガスケットの縦断面図である。

【図５】さらに、別の実施例での、本発明に使用される
ガスケットの縦断面図である。

【図６】さらに、別の実施例での、本発明に使用される
ガスケットの縦断面図である。

【図７】さらに、別の実施例での、本発明に使用される
ガスケットの縦断面図である。

【図８】さらに、別の実施例縦断面図である。

【図９】さらに、別の実施例縦断面図である。

【符号の説明】

１ 配管 ２ 継ぎ手部材 ３ フランジボルト ４ ナット １０ ガスケット １０ａ ガスケット １０ｂ ガスケット １０ｃ ガスケット １０ｘ 第一ガスケット １０ｙ 第二ガスケット ２０ 座金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢田 正行 東京都荒川区東尾久５−31−11 東京電力 株式会社東京東支店内 (72)発明者 横溝 賢三 東京都荒川区東尾久５−31−11 東京電力 株式会社東京東支店内 Ｆターム(参考） 3H016 AC01 AD02 AD08 3J040 AA01 AA11 BA02 BA04 EA18 EA43 FA03 HA30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両継ぎ手部材（２，２）の間に、ニッケ
   ルとチタンとからなる形状記憶合金製で、該継ぎ手部材
   （２，２）より弾性係数を小さく設定すると共に、変態
   点がこの継ぎ手部材（２，２）の通常使用温度サイクル
   内の温度以下に設定したガスケット（１０）を介挿して
   なる継ぎ手。
2. 【請求項２】 両継ぎ手部材（２，２）の間に、ニッケ
   ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、鉄、
   銅、コバルト、ニオブ、パラジウム、ハフニウム，ジル
   コニウムなどの元素のいずれか一種を、または数種を混
   入して、該継ぎ手部材（２，２）より弾性係数を小さく
   設定すると共に、変態点がこの継ぎ手部材（２，２）の
   通常使用温度サイクル内の温度以下に設定したガスケッ
   ト（１０）を介挿してなる継ぎ手。
3. 【請求項３】 両継ぎ手部材（２，２）の間に、ニッケ
   ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、変態点
   がこの継ぎ手部材（２，２）の通常使用温度サイクル内
   の比較的高温域から比較的低温領域ないしそれ以下に設
   定した複数のガスケット（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・
   ・）を介装してなる継ぎ手。
4. 【請求項４】 両継ぎ手部材（２，２）の間に、ニッケ
   ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製で、変態点
   がこの継ぎ手部材（２，２）の通常使用温度サイクル内
   の比較的低温域又は通常使用温度サイクル内の温度以下
   に設定した第一ガスケット（１０ｘ）を介装し、この第
   一ガスケット（１０ｘ）の外側には、同じくニッケルと
   チタンとを主成分とする形状記憶合金製で、該継ぎ手部
   材（２，２）より弾性係数を小さく設定すると共に、変
   態点がこの継ぎ手部材の通常使用温度サイクルの比較的
   高温域又は通常使用温度サイクル内の温度以上に設定し
   た第二ガスケット（１０ｙ）とを組み合わせて介挿して
   なる継ぎ手。
5. 【請求項５】 両継ぎ手部材（２，２）をフランジボル
   ト（３）とこのフランジボルト（３）に螺合するナット
   （４）とで連結固定するようになしたフランジ継ぎ手に
   おいて、上記両継ぎ手部材（２，２）の間に、該継ぎ手
   部材（２，２）より弾性係数を小さく設定した、ニッケ
   ルとチタンとを主成分とする形状記憶合金製のガスケッ
   ト（１０）を介挿し、 さらに、上記フランジボルト（３）又はナット（４）の
   座金（２０）も形状記憶合金製となしたことを特徴とす
   るフランジ継ぎ手。
6. 【請求項６】 両継ぎ手部材（２，２）をフランジボル
   ト（３）とこのフランジボルト（３）に螺合するナット
   （４）とで連結固定するようになしたフランジ継ぎ手に
   おいて、 上記両継ぎ手部材（２，２）の間に、ニッケルとチタン
   とを主成分とする形状記憶合金製で、変態点がこの継ぎ
   手部材（２，２）の通常使用温度サイクル内の比較的低
   温域又は通常使用温度サイクル内の温度以下に設定した
   第一ガスケット（１０ｘ）を介装し、この第一ガスケッ
   ト（１０ｘ）の外側には、同じくニッケルとチタンとを
   主成分とする形状記憶合金製で、該継ぎ手部材（２，
   ２）より弾性係数を小さく設定すると共に、変態点がこ
   の継ぎ手部材の通常使用温度サイクルの比較的高温域又
   は通常使用温度サイクル内の温度以上に設定した第二ガ
   スケット（１０ｙ）とを組み合わせて介挿し、 さらに、上記フランジボルト（３）又はナット（４）の
   座金（２０）にも形状記憶合金を使用したことを特徴と
   するフランジ継ぎ手。