JP6833328B2 - ガスケットとこれを用いた配管機材のフランジ接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、バルブや直管、異形管、或は水栓等の配管機材の接合に用いられるガスケットとこれを用いたフランジ接合構造に関する。

従来、バルブや水栓等の配管機材をフランジ継手で接合する場合、フランジの接合面同士の間には、ゴム製で環状のシール用ガスケットが一般に装着される。このガスケットが装着されるフランジ面としては、ＲＦ形（Ｒａｉｓｅｄ Ｆａｃｅ：平面座形）が広く利用され、このＲＦ形のフランジ継手を配管接合する場合、ＪＩＳ Ｇ ５５２７等の規格において、ＲＦ形同士のフランジを接合するＲＦ形−ＲＦ形と、ＲＦ形とＧＦ形（Ｇｒｏｏｖｅｄ Ｆａｃｅ：溝形）とを接合するＲＦ形−ＧＦ形とが規定されている。これらは、通常、使用圧力（呼び圧力）によって使い分けられ、比較的低圧ではＲＦ形−ＲＦ形が用いられ、高圧では、より水密性の高いＲＦ形−ＧＦ形が用いられる。
さらに、ＲＦ形、ＧＦ形以外のフランジ面を有するフランジとしては、ＦＦ形（Ｆｌａｔ Ｆａｃｅ：全面座形）が用いられることも多く、この場合、ＦＦ形のフランジ面同士がＦＦ形−ＦＦ形などにより接合される。

シール用ガスケットは、これらのフランジ面の形状の違いによって使用されるものが異なり、ＲＦ形−ＲＦ形、又はＦＦ形−ＦＦ形のフランジ面の接合の場合には、平パッキンであるＲＦ形ガスケットが使用され、ＲＦ形−ＧＦ形の場合には、甲丸形のＧＦ形ガスケットが通常用いられる。ＲＦ形−ＲＦ形、ＦＦ形−ＦＦ形の場合、フランジ固定用ボルトの内側に取付け可能なリングガスケットや、ボルト穴を介してフランジ固定用ボルトで位置決め固定可能な全面形ガスケットも用いられる。

一方、この種のフランジ接続用ガスケットとして、例えば、特許文献１のパッキングが開示されている。このパッキングは、輪環状弾性体の受圧面の一方に環状突出部が形成され、この環状突出部がフランジ座面に形成される環状凹溝に嵌合可能に設けられている。この場合、環状突出部の環状凹溝への嵌合により、仮固定しながらフランジへの装着が可能になり、フランジの締付け接続後には、環状突出部が嵌合圧縮されて水圧による外方への抜け出しが防止されるものとされている。

実開昭５８−７９１６７号公報

前述したように、フランジ継手同士を接合する場合、ＲＦ形−ＲＦ形、ＲＦ形―ＧＦ形、或はＦＦ形同士のフランジ面の接合では、そのフランジ面の違いにより異なるガスケットが必要になり、ガスケットを兼用化することはできない。
仮に、ＲＦ形−ＲＦ形のフランジ接合やＦＦ形同士のフランジ接合にＧＦ形ガスケットを使用しようとしたとしても、ＧＦ形ガスケットは甲丸形であるため、シール面が平面であるＲＦ形フランジやＦＦ形フランジには装着することができない。一方、仮に、ＲＦ形−ＧＦ形のフランジ接合に対して、ＲＦ形ガスケットやＦＦ形用のガスケットを使用しようとしたとしても、シール面の溝に位置決めした状態で装着することが難しくなり、シール性を確保できなくなる可能性がある。
このような理由から、接合するフランジのフランジ面の組合わせにより多種類のガスケットを予め用意する必要があり、ガスケットの在庫が増加したり、施工時に作業者のガスケットの選択の誤りにより施工不良が起こるおそれがある。これに加えて、ガスケットの締付け時に、ボルトの締付けが不均一な状態、いわゆる片締めの状態であるとシール性の維持が難しくなる。
特許文献１のパッキングについては、一方に環状突出部が設けられた形状であるため、ＲＦ形−ＲＦ形やＦＦ形同士の接合に利用することは難しく、このパッキングをこれらの接合に兼用することはできない。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、異なるフランジ面のフランジを接合する場合にも兼用可能であり、片締め防止による高いシール性を発揮できるガスケットとこれを用いた配管機材のフランジ接合構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、略環状の芯金が被覆部で被覆されて両面に環状シール面が形成され、この環状シール面が平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも当接シール可能に設けられて兼用可能としたガスケット本体であり、このガスケット本体の両面に環状シール面とこの環状シール面から突出する環状突部が設けられ、環状突部は、溝形フランジのフランジ面に形成された環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接しながら環状溝に嵌め込まれる位置決め用の嵌め込み部位であり、かつ平面座形フランジ或は全面座形フランジのフランジ面に圧接シールするシール部位でもあるガスケットである。

請求項２に係る発明は、環状突部の両側に窪み部が設けられているガスケットである。

請求項３に係る発明は、環状突部の外周側に設けられた窪み部よりも外周側に複数の溝部が同心上に形成され、これら溝部の間に平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジのフランジ面に圧接シール可能な環状シール部が設けられたガスケットである。

請求項４に係る発明は、環状シール面の外周側にフランジ面への延伸取付部が一体に設けられ、この延伸取付部と環状シール面との間に段部が形成されて環状シール面よりも延伸取付部が薄く設けられたガスケットである。

請求項５に係る発明は、ガスケット本体は、略環状の芯金と、この芯金を被覆する被覆部とを有するガスケットである。

請求項６に係る発明は、前記ガスケット本体の両面は、対称形状に設けられているガスケットである。

請求項７に係る発明は、配管機材の継手部の対向するフランジ面の間にガスケット本体が装着された状態で接合されるフランジ接合構造であって、ガスケット本体は、略環状の芯金が被覆部で被覆された状態で、両面に環状シール面とこの環状シール面から突出する環状突部が設けられ、かつ、環状シール面が平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも当接シール可能に設けられて兼用可能であると共に、環状突部は、溝形フランジの場合、環状突部の何れか一方又は双方が、溝形フランジのフランジ面に形成された環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接しながら環状溝に嵌め込まれる位置決め用の嵌め込み部位であり、かつ平面座形フランジ或は全面座形フランジの場合、平面座形フランジ或は全面座形フランジのフランジ面に圧接シールされた状態でフランジ接合されるシール部位でもある配管機材のフランジ接合構造である。

請求項８に係る発明は、配管機材は補修弁であり、この補修弁の一次側の継手部と立ち上がり管の継手部、補修弁の二次側の継手部と空気弁又は消火栓、短管の継手部とがそれぞれガスケット本体を介して接合された配管機材のフランジ接合構造である。

請求項１に係る発明によると、環状シール面を、平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも当接シール可能に設けていることにより、平面座形−平面座形、平面座形−溝形、全面座形−全面座形の異なるフランジ面を接合する場合にも兼用可能となる。何れのフランジ面同士を接合する場合にも容易に装着でき、片締めを防ぎながら締結できることで高いシール性を発揮して確実に漏水を防止できる。

しかも、ガスケット本体を溝形フランジのフランジ面に装着するときには、環状突部を環状溝の内周縁や外周縁に沿って案内させながら所定位置に配置できる。ガスケット本体の装着後には、環状突部を環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接させながら環状溝に嵌め込むことで、ガスケット本体の位置ずれを防止しながらフランジ面を接合可能となる。このため、垂直方向に配管されるフランジ面の接合に加えて、水平方向に配管されるフランジ面を接合する場合にも、環状突部の環状溝への嵌め込みにより、溝形フランジに対してガスケット本体を芯出し状態で装着してフランジ接合に高いシール性を確保できる。
ガスケット本体を平面座フランジ或は全面座フランジのフランジ面に装着するときには、環状突部がそれぞれのフランジ面に圧接シールすることによりシール性能を集中的に高め、漏水を確実に防止することが可能となる。

請求項２に係る発明によると、環状突部の両側に窪み部を設けていることにより、ガスケット本体を溝形フランジのフランジ面に装着するときには、環状突部と環状溝の内周縁・外周縁との間に窪み部による隙間を設けて、内周縁・外周縁の角部を環状突部に確実に当接させて位置ずれを防止できる。一方、ガスケット本体を平面座フランジ或は全面座フランジのフランジ面に装着するときには、窪み部がフラット状のフランジ面で押しつぶされた環状突部の逃げ代となり、環状突部が両側の窪み部に逃げるように弾性変形することでこの環状突部のフランジ面側への過大な体積圧縮を避け、長期に渡って弾性力を維持できる。このため、環状突部を無理なく変形させてフランジ面に圧接させてシール性能を向上させることが可能になる。

請求項３に係る発明によると、平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジのフランジ面に対して、環状シール部を小さい接触面積で圧接シールさせることにより、各フランジ面の外周側で面圧力を局部的に高めてシール性能を向上できる。

請求項４に係る発明によると、段部により環状シール面よりも取付け部を薄くなるように設けていることで、全面座形に対してガスケット本体をフランジ面に装着する際に段部を介して環状シール面をフランジ面のシール面に当接させ、取付け部側をフランジ面から離間させることができる。これによって、環状シール面とフランジ面のシール面との接触面積を規制し、小さくシール面積によって強い面圧力で当接シール可能となる。

請求項５に係る発明によると、内部に芯金を設けることでガスケット本体に適度の剛性を持たせて装着しやすくなり、この芯金によってフランジのズレを防止して耐震性能を向上させ、内圧によるガスケットの逃げを防止して耐久性も向上する。芯金の補強によって環状突部の反対面側への変形を防いでこの環状突部をフランジ面に沿って変形させて止水性能の向上に寄与する。仮に、劣化などにより漏水が生じた場合には、芯金で環状シール面や環状突部の極度の変形を防ぎながら容易に増し締めを実施可能になる。さらには、芯金のシール位置に突条部を形成するようにすれば、フランジ接合時に突条部でガスケット本体の被覆部の潰し代を規制して必要以上の圧縮を抑制する。これにより、ボルトナットによる締結時の片締めを防止し、全周に渡って均圧にシール性を発揮する。

請求項６に係る発明によると、ガスケット本体の表裏の向きにこだわることなく、平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも装着でき、両面の環状シール面側で高いシール性を確保できる。

請求項７に係る発明によると、環状突部を設けた環状シール面を有するガスケット本体、平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面に対しても装着でき、このガスケット本体を、平面座形−平面座形、平面座形−溝形、全面座形−全面座形の異なるフランジ面を接合する場合に兼用できる。
ガスケット本体を溝形フランジのフランジ面に装着するときには、環状突部を環状溝の内周縁や外周縁に沿って案内させながら所定位置に配置できる。ガスケット本体の装着後には、環状突部を環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接させながら環状溝に嵌め込むことで、ガスケット本体の位置ずれを防止しながらフランジ面を接合可能となる。このため、垂直方向に配管されるフランジ面の接合に加えて、水平方向に配管されるフランジ面を接合する場合にも、環状突部の環状溝への嵌め込みにより、溝形フランジに対してガスケット本体を芯出し状態で装着してフランジ接合に高いシール性を確保できる。
ガスケット本体を平面座フランジ或は全面座フランジのフランジ面に装着するときには、この環状突部がそれぞれのフランジ面に圧接シールすることによりシール性能を集中的に高め、確実に止水することが可能となる。
何れのフランジ面の場合にも容易にガスケットを装着しながら接合でき、片締めを防ぎながら締結できることで高いシール性を発揮して確実に止水できる。

請求項８に係る発明によると、立ち上がり管と空気弁又は消火栓、短管との間にガスケット本体を介してフランジ面の異なる補修弁を接合でき、接合後には補修弁との接合部分との間からの水漏れを防ぎながらこの補修弁を開閉操作可能になる。

補修弁をフランジ接合した状態を示す外観図である。 図１のフランジ接合前の状態を示す外観図である。 （ａ）は本発明におけるガスケットの第１実施形態を示す平面図である。（ｂ）は（ａ）の正面図である 芯金の平面図である。 図３のガスケットの装着状態を示す拡大断面図である。 （ａ）はガスケットの一部拡大断面図である。（ｂ）はガスケットの一部拡大概略断面図である。 図６（ａ）のＡ部拡大断面図である。 （ａ）はＲＦ形−ＧＦ形のフランジ接合前の状態を示す要部拡大断面図である。（ｂ）は（ａ）のフランジ接合後の状態を示す要部拡大断面図である。 ガスケットの一部拡大平面図である。 （ａ）はＲＦ形−ＲＦ形のフランジ接合状態を示す要部拡大断面図である。（ｂ）はＦＦ形−ＦＦ形のフランジ接合状態を示す要部拡大断面図である。（ｃ）はＧＦ形−ＧＦ形のフランジ接合状態を示す要部拡大断面図である。 （ａ）はガスケットの第２実施形態を示す一部拡大断面図である。（ｂ）はガスケットの第３実施形態を示す一部拡大断面図である。 ガスケットの第４実施形態を示す説明図である。 ガスケットの第５実施形態を示す説明図である。 ガスケットの第６実施形態を示す説明図である。 ガスケットの第７実施形態を示す説明図である。 ガスケットの第８実施形態を示す説明図である。

以下に、本発明におけるガスケットとこれを用いた配管機材のフランジ接合構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明のガスケットを介して補修弁をフランジ接合した状態、図３においては、本発明のガスケットの第１実施形態、図５においては、図３のガスケットの装着状態を示している。なお、本例の場合は、配管の呼び径７５の場合を示している。

図１に示した補修弁（以下、補修弁本体１という）は、配管機材の一種であり、本発明のガスケット（以下、ガスケット本体１０という）は、この補修弁本体１の一次側を立ち上がり管２に接合し、補修弁本体１の二次側を空気弁（又は図示しない消火栓、短管）３に接合する際に設けられる。補修弁本体１の一、二次側にはそれぞれ継手部５が設けられ、この継手部５には後述する各種の外径を有するガスケット本体１０締付用のフランジ面２０〜２２の何れかが設けられている。一方、立ち上がり管２の二次側、空気弁３の一次側にもそれぞれ継手部５が設けられ、この継手部５にも同様にフランジ面２０〜２２の何れかが設けられる。図２に示すように、ガスケット本体１０は、補修弁本体１の一次側継手部５と立ち上がり管２の二次側継手部５との間、補修弁本体１の二次側継手部５と空気弁３の一次側継手部５との間にそれぞれ装着される。
なお、配管機材とは、フランジ継手をもつバルブ、直管、異形管である。

ガスケット本体１０は、上記した外部の継手部５のフランジ面である、平面座形（Ｒａｉｓｅｄ Ｆａｃｅ：ＲＦ形）のフランジ面２０、後述の全面座形（Ｆｌａｔ Ｆａｃｅ：ＦＦ形）のフランジ面２２、溝形（Ｇｒｏｏｖｅｄ Ｆａｃｅ：ＧＦ形）のフランジ面２１に装着可能に設けられ、より具体的には、ＲＦ形フランジ面２０同士を接合するＲＦ形−ＲＦ形、ＲＦ形フランジ面２０とＧＦ形フランジ面２１とを接合するＲＦ形−ＧＦ形、ＦＦ形フランジ面２２同士を接合するＦＦ形−ＦＦ形の接合に用いられる。これらの組合わせは、流体の使用圧力（呼び圧力）によって選定され、ＲＦ形−ＲＦ形は、一般に、使用圧力７．５Ｋ（０．７５ＭＰａ用）、ＲＦ形−ＧＦ形は、使用圧力７．５Ｋ、１０Ｋ（１．０ＭＰａ用）、１６Ｋ（１．６ＭＰａ用）、２０Ｋ（２．０ＭＰａ用）の場合に用いられる。被取付面であるフランジ面２０〜２２には、フランジ接合用のボルト穴１１が使用圧力に応じたピッチにより等間隔に形成され、このボルト穴１１を介してボルトナット１２により各フランジ面が接合される。

図５においては、継手部５の一方をＲＦ形フランジ面２０、他方をＧＦ形フランジ面２１とし、これらの間にガスケット本体１０を装着して接合した状態を示している。ＲＦ形フランジ面２０は、ガスケット本体１０とのシール面が環状のフラット面により設けられる。一方、ＧＦ形フランジ面２１では、環状のフラット面の略中央位置に環状溝２３が形成され、この環状溝２３を有するフラット面がガスケット本体１０とのシール面となる。環状溝２３には、図示しない一般のＧＦ形ガスケットを嵌合させて装着することも可能になっている。

図３、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ガスケット本体１０は、芯金３０と被覆部３１とを有し、内部に補強用の金属製芯金３０が設けられ、この芯金３０がゴム等の弾性材料からなる被覆部３１で被覆されて薄板状に設けられる。

ガスケット本体１０の両面は対称形状に設けられ、被覆部３１の両面には環状シール面３２が設けられる。環状シール面３２の外周側には、フランジ面２０（、フランジ面２２）、２１への取付け用の延伸取付部３３が一体に設けられ、この延伸取付部３３にはフランジ面２０、２１への取付け用のボルト穴３４、３５、３６が複数箇所に設けられる。このように、ガスケット本体１０は、両面が対称形状に設けられる。なお、環状シール面３２とは、フランジ面２０と接する面のことである。

図４において、芯金３０は略環状に設けられ、この芯金３０の外周縁のボルト穴３４〜３６が設けられる位置には、切欠き部３７が形成される。切欠き部３７（ボルト穴３４〜３６）は、ボルト穴１１の後述するピッチ円ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３と同じピッチ円で等間隔に配設される。

芯金３０の外径ＤＳは、ＲＦ形フランジ面２０（、ＦＦ形フランジ面２２）及びＧＦ形フランジ面２１の最小のフランジ面の外径、本実施形態では使用圧力１．０ＭＰａのフランジ面２０、２１の外径に合わせた外径に設けられる。芯金３０は、省略することもでき、この場合、弾性材料でガスケット本体が一体に形成される（図示せず）。

図５、図６（ｂ）において、環状シール面３２は、フランジ面２０、２１よりも大径に設けられ、これによって、ガスケット本体１０は、ＲＦ形フランジ面２０（、ＦＦ形フランジ面２２）、ＧＦ形フランジ面２１の何れのフランジ面にも当接可能に設けられて兼用可能になっている。
延伸取付部３３と環状シール面３２との間には段部３９が形成され、この段部３９を介して環状シール面３２よりも延伸取付部３３が薄く設けられている。

ガスケット本体１０の両面には、環状シール面３２、３２から突出するように環状突部４０が同心上に設けられる。環状突部４０は、断面略三角形状であって、ＧＦ形フランジ面２１の環状溝２３の内周縁２３ａ或は外周縁２３ｂの少なくとも何れか一方に当接しながら、この環状溝２３に嵌め込まれる嵌め込み部位になっている。本実施形態では、内周縁２３ａに当接しながら環状溝２３に嵌め込み可能に設けられ、これにより、ガスケット本体１０をＧＦ形フランジ面２１に装着するときにこのガスケット本体１０を位置決め状態で装着可能になる。

これと共に、環状突部４０は、ＲＦ形フランジ面２０、後述のＦＦ形フランジ面２２に圧接シールするシール部位になっている。これにより、ガスケット本体１０をＲＦ形フランジ面２０、ＦＦ形フランジ面２２に装着するときに、これらフランジ面２０、２２と環状突部４０とによりシール性が発揮される。

図７に示すように、環状突部４０の内径側と外周側にはテーパ面４１、４２がそれぞれ設けられ、これらテーパ面４１、４２は、垂直面からの角度α、角度βによって異なる勾配で形成される。角度αと角度βとは、角度α≦角度βの関係であり、これによって内周側のテーパ面４１が外周側のテーパ面４２によりも急勾配に設けられる。

図５、図６（ａ）において、環状突部４０の両側には、窪み部４３、４４が設けられる。この窪み部４３、４４は、環状突部４０の角度α≦角度βの関係に応じて、内周側の窪み部４３が狭い溝幅、外周側の窪み部４４が窪み部４３よりも広い溝幅で形成される。環状突部４０は、ＲＦ形フランジ面２０で押しつぶされ、この場合、窪み部４３、４４が押しつぶされた環状突部４０の逃げ代となり、環状突部４０が窪み部４３、４４に逃げるように弾性変形することで、この環状突部４０のフランジ面２０側への膨出変形が防がれる。

窪み部４４よりも外周側には、複数の溝部４５、４５がフランジ面２０、２１との対向面に同心上に形成され、これら溝部４５の間に幅狭の環状シール部４６が設けられる。環状シール部４６は、ガスケット本体１０の装着時において、ＲＦ形フランジ面２０（、ＦＦ形フランジ面２２）又はＧＦ形フランジ面２１に圧接シール可能となる。本実施形態では、溝部４５の数を２本としているが、溝部４５を３本以上設けるようにしてもよい。
この場合、環状シール部４６が複数本形成される。

図３、図９において、延伸取付部３３は、複数の使用圧力のフランジ面２０〜２２の外径に合わせた複数の異なる直径で構成され、本実施形態では、ＲＦ形フランジ面２０（ＦＦ形フランジ面２２）、ＧＦ形フランジ面２１の外径に合わせて延伸するように設けられる。延伸取付部３３は、少なくとも環状シール面３２からボルト穴３４〜３６までよりも大径となる位置まで設けられ、この延伸取付部３３により、ガスケット本体１０がボルトナット１２を介してフランジ面２０、２１の間に取付けられる。

延伸取付部３３には、芯金３０の切欠き部３７の位置に合わせてボルト穴３４〜３６がそれぞれ同一中心線で複数箇所に形成され、これらのボルト穴３４〜３６は、複数の使用圧力に応じて異なるピッチ円で設けられる。例えば、ボルト穴３４は、使用圧力０．７５ＭＰａ用のボルトナット用のピッチ円、ボルト穴３５は、使用圧力１．０ＭＰａのボルトナット用のピッチ円、ボルト穴３６は、使用圧力１．６ＭＰａのピッチ円によりそれぞれ設けられる。使用圧力１．０ＭＰａ、１．６ＭＰａのボルト穴３５、３６は同じピッチ角により同一中心線上に重ねて配置され、これらの場合にはそれぞれ８組のボルトナット１２、使用圧力０．７５ＭＰａの場合には４組のボルトナット１２で締付け固定される。

延伸取付部３３の外周方向には円弧状の耳部５０が延伸して形成され、この耳部５０は、複数の使用圧力の違いに応じて段部状に設けられ、各耳部５０の外縁が異なるフランジ外径と一致するようになっている。耳部５０を含む延伸取付部３３の表面には表示部５１、５２、５３が設けられ、これら表示部５１〜５３は、複数の使用圧力のＲＦ形フランジ面２０（ＦＦ形フランジ面２２）、ＧＦ形フランジ面２１の使用圧力に応じて外径の位置を示す位置に設けられる。

本実施形態では、延伸取付部３３の外周縁が使用圧力１．０ＭＰａのフランジ径の表示部５１であり、この表示部５１が使用圧力１．０ＭＰａのフランジ面に一致する。耳部５０における延伸取付部３３よりも一段拡径した部分には、使用圧力１．６ＭＰａのフランジ径の表示部５２が設けられ、この表示部５２が一点鎖線で示す使用圧力１．６ＭＰａのフランジ面に一致する。表示部５２よりも拡径側の耳部５０の外周縁には、使用圧力０．７５ＭＰａのフランジ径の表示部５３が設けられ、この表示部５３が二点鎖線に示す使用圧力０．７５ＭＰａのフランジ面に一致する。これらのうち、例えば、使用圧力１．０ＭＰａの表示部５１は、図示しない圧力の数値が表示され、使用圧力０．７５ＭＰａ、１．６ＭＰａの表示部５３、５２は、図示しない圧力の数値とフランジ面の外径を表す円弧により表示される。

耳部５０はガスケット本体１０の四箇所に形成され、この耳部５０と、耳部５０に挟まれた部分により、使用圧力０．７５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．６ＭＰａの各表示部５３、５１、５２がそれぞれ円周方向に４箇所ずつ設けられる。

さらに、図に示すように、少なくとも一箇所の耳部５０から延長されて摘み部５５が形成され、この摘み部５５を摘んで装着することが可能になる。この実施形態では、水平配管されたフランジ面にガスケット本体１０の摘み部５５を摘んで垂下させたときに、使用圧力１０Ｋ、１６Ｋのボルト穴３５、３６がフランジ面のボルト穴１１の位置に合うようになっている。

なお、この実施形態では、ガスケット本体１０が使用圧力０．７５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．６ＭＰａのフランジ面に対応する場合を説明したが、使用圧力１．６ＭＰａ以上もしくは０．７５ＭＰａ以下のフランジ面の場合にも、前記の場合と同様に、環状突部４０や耳部５０等を設けたガスケット本体を構成できる。
また、配管機材として補修弁本体１を用いた例を説明したが、補修弁本体１以外の様々な図示しないバルブや水栓等の配管機材のフランジ接合にも利用できる。

続いて、上記のガスケット本体を用いた配管機材のフランジ接合構造と作用を説明する。
図１、図２に示した配管機材である補修弁本体１を、ＲＦ形フランジ面２０、ＦＦ形フランジ面２２、ＧＦ形フランジ面２１の何れかを介して立ち上がり管２と空気弁３との間に接合する場合には、この配管機材の対向する継手部５のフランジ面の間に、前述したガスケット本体１０を装着しながら接合する。

この場合、環状突部４０の何れか一方又は双方を、ＧＦ形フランジ面２１の環状溝２３の内周縁２３ａ或は外周縁２３ｂの少なくとも何れか一方に当接させながら環状溝２３に嵌め込むようにするか、又は、環状突部４０の何れか一方又は双方をＲＦ形フランジ面２０或はＦＦ形フランジ面２２に圧接シールした状態でフランジ接合するようにする。

図５においては、ガスケット本体１０を用いてＲＦ形−ＧＦ形のフランジ接合を実施した状態を示す。
この場合、ガスケット本体１０をＧＦ形フランジ面２１に載置したときに、環状突部４０が、環状溝２３の内周縁２３ａに当接しながら環状溝２３に嵌め込んだ状態になる。これにより、ガスケット本体１０をＧＦ形フランジ面２１の所定位置に配置する。しかも、図７に示すように、角度α≦角度βの関係によって内周側のテーパ面４１を急勾配に設けているため、テーパ面４１が内周縁２３ａに触れたときには、図５においてテーパ面４１が内周縁２３ａに案内されるようにして環状突部４０が環状溝２３内に滑り込む。これにより、ガスケット本体１０を容易にＧＦ形フランジ面２１の所定位置に装着できる。装着後には、急勾配のテーパ面４１が内周縁２３ａに当接していることで、環状突部４０が環状溝２３に対して位置ずれしにくくなり、ガスケット本体１０の装着状態を維持できる。
しかも、このとき環状溝２３の内周縁２３ａが寸法基準になっているため、環状突部４０の当接を介してフランジ本体１０を芯出ししながら適正な状態でフランジ面２１に装着できる。

このことから、図１、図２、図５に示した垂直配管の場合、図８（ａ）に示すように一般に下側に配管されるＧＦ形フランジ面２１にガスケット本体１０を簡単に位置決め装着でき、しかも、ガスケット本体１０の両面を対称形状に設けていることで何れの面を下にした場合にも同様に装着した状態となる。
この状態でボルトナット１２によりボルト穴１１、延伸取付部３３のボルト穴３４〜３６を介して締付けてフランジ接合できる。

その際、フランジ面の種類や使用圧力の違いによりフランジ面の外径が異なる場合にも、各フランジ面の外径に合わせた延伸取付部３３を設けると共に、適宜の延伸取付部３３で各種のフランジ面の外径に対応するようにして、各種フランジ面に兼用可能となる。図示しないが、水平配管の場合にも、環状突部４０を環状溝２３に嵌め込むようにしながらガスケット本体１０を装着すれば、垂直配管の場合と同様に位置決め装着し、ボルトナット１２で締付けてフランジ接合可能となる。

図８（ｂ）に示すように、フランジ接合後のＧＦ形フランジ面２１側では、環状溝２３を挟んで内径側が縮径シール面２１ａとなり、この縮径シール面２１ａにガスケット本体１０の環状突部４０よりも内径側が圧接して止水性を発揮する。また、環状溝２３を挟んでフランジ面２１の外周側は拡径シール面２１ｂとなり、この拡径シール面２１ｂにガスケット本体１０の幅狭の環状シール部４６を中心とした外周側が圧接シールすることで接触面積が小さくなり面圧が上昇する。

これらのことから、ＧＦ形フランジ面２１側では、環状溝２３を挟んだ内周側と外周側との小さい接触面積でガスケット本体１０の環状シール面３２とフランジ面２１とが密着シールしてシール性が向上する。このとき、特に、外周側の拡径シール面２１ｂで高いシール面圧を確保できることで水漏れを確実に防止する。

一方、フランジ接合後のＲＦ形フランジ面２０側では、ガスケット本体１０の環状突部４０が二点鎖線の状態から弾性変形しながらフランジ面２０に圧縮シールすることで、これらの面圧を局部的に上昇させてシール性能を向上できる。このとき、環状突部４０の両側の窪み部４３、４４に弾性変形した環状突部４０が逃げ込むことで、環状突部４０に亀裂や破断が生じることを防止し、延いては被覆部３１全体の劣化を防止してガスケット本体１０によるシール性能を維持できる。
さらに、ＧＦ形フランジ面２１側の場合と同様に、ガスケット本体１０の環状シール部４６を中心とした外周側が、拡径シール面２１ｂに小さい接触面積で圧接シールすることで高シール性を発揮する。

段部３９を介して環状シール面３２よりも延伸取付部３３を薄く設けていることで、段部３９を境界として延伸取付部３３とフランジ面２０、２１との接触を防いで、環状シール面３２とフランジ面２０、２１との接触面積（シール面積）を一定の大きさに規制している。この小さい接触面積により高い面圧力で均一にガスケット本体１０の両面とフランジ面２０、２１とをシールでき、ＦＦ形フランジ面２２同士を接合する場合にも、ＲＦ形フランジ面２０に圧接シールする場合と同等の止水機能を発揮する。

図９に示すように、ガスケット本体１０の延伸取付部３３において、二点鎖線に示した使用圧力０．７５ＭＰａのＲＦ形フランジ面２０、ＧＦ形フランジ面２１の外周に対して、表示部５３である耳部５０の外周縁を一致させることで、各フランジ面２０、２１の中心にガスケット本体１０を合わせながら配置できる。この状態で、もう一方のフランジ面２０（２１）でガスケット本体１０を挟んでボルトナット１２で締付けるようにすれば、ガスケット本体１０を芯出し状態で配置しながらフランジ接合できる。そのため、ボルト穴３４〜３６をボルト穴１１よりも大径に設けてあそびがある場合にも、ガスケット本体１０のずれを防止できる。

破線に示した使用圧力１．０ＭＰａのフランジ面２０、２１、一点鎖線に示した使用圧力１．６ＭＰａのフランジ面２０、２１の場合も同様であり、耳部５０の表示部５１、５２をそれぞれフランジ面２０、２１の外周に一致させることで芯出し状態によってガスケット本体１０を配置でき、この状態で確実にシールしながらフランジ接合できる。

芯金３０の外径ＤＳを、ＲＦ形フランジ面２０、ＧＦ形フランジ面２１の最小のフランジ面である使用圧力１．０Ｍａのときの外径よりわずかに小さい外径にしていることで、使用圧力０．７５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．６ＭＰａの何れの場合にも、芯金３０をフランジ面２０（２１）の間に挟みながら接合可能になる。フランジ接合後には、環状シール面３２を芯金３０で補強しながらフランジ面２０、２１にシールでき、ＧＦ形フランジ面２１の環状溝２３側への変形を防止する。フランジ面２０、２１に対する環状シール面３２によるシール性を確保し、また、フランジ面２０、２１の外径からはみ出している不要な段形状の耳部５０を切除することで複数種の使用圧力のフランジ面に対応している。
これに加えて、耳部５０の切除により、図示しないフランジ保温材、フランジ固定金具等の取付けが容易になる。

図１０においては、ＲＦ形−ＧＦ形以外の組合わせのフランジ接合を示している。
図１０（ａ）において、ＲＦ形−ＲＦ形によりフランジ接合する場合には、ＲＦ形フランジ面２０の外径に前述した耳部５０を合わせることにより、ガスケット本体１０を介して芯出し状態でこれらフランジ面２０、２０の接合が可能となる。フランジ接合後には、両側のフランジ面２０、２０でそれぞれ環状突部４０を圧縮して内周側の面圧を上昇させ、かつ、環状シール部４６によりフランジ面２０の外周側との面圧を上昇させることで、フランジ面２０の内外周側でシール性を高めることができる。

図１０（ｂ）において、ＦＦ形−ＦＦ形によりフランジ接合する場合にも、ＲＦ形−ＲＦ形と同様に、ＦＦ形フランジ面２２の外径に耳部５０を合わせて芯出しでき、フランジ接合後には、環状突部４０と、環状シール部４６とによりフランジ面２２との面圧を上昇させてシール性を高めて止水性能を向上できる。

図１０（ｃ）において、ＧＦ形−ＧＦ形によりフランジ接合する場合、ガスケット本体１０の両面の環状突部４０を内周縁２３ａに当接させながら環状溝２３に嵌め込むことで、ガスケット本体１０を芯出し状態でＧＦ形フランジ面２１、２１の間に装着できる。フランジ接合後には、フランジ面２１の内外周側の縮径シール面２１ａ、拡径シール面２１ｂと、ガスケット本体１０の内周側、環状シール部４６を含む外周側とがそれぞれ小さい接触面積で圧接シールすることで面圧力を上昇させることができる。

以上のことから、ＲＦ形フランジ面２０、ＧＦ形フランジ面２１、ＦＦ形フランジ面２２の何れのフランジ面にもガスケット本体１０を兼用しながら装着でき、しかも、これらを異なる組み合わせで接合する場合にも、ガスケット本体１０を兼用できる。何れの場合にも、ガスケット本体１０の両面が対称形状であるため、表裏の向きにこだわることなく装着できる。これにより、作業者が施工時に迷うことなく素早く作業でき、確実に止水できる。

図１１（ａ）においては、本発明におけるガスケットの第２実施形態、図１１（ｂ）においては、第３実施形態を示している。なお、この実施形態以降において、前記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。

図１１（ａ）では、ガスケット本体６０の両面の環状突部６１が、ＧＦ形フランジ面２１の環状溝２３の外周縁２３ｂに当接させながら嵌め込み可能に設けられたものであり、環状突部６１が前述した環状突部４０とは対称の断面形状に設けられている。このガスケット本体６０は、環状溝２３の外周縁２３ｂを寸法基準として形成されているＧＦ形フランジ面２１である場合に特に有効であり、外周縁２３ｂで位置決めしながらガスケット本体６０を芯出しして正確に装着可能となる。

図１１（ｂ）では、ガスケット本体７０の両面の環状突部７１が、ＧＦ形フランジ面２１の環状溝２３の内外周側に当接されながら嵌め込み可能な位置に設けられたものであり、各環状突部７１は、図の左右方向に対称の断面形状に設けられる。この場合、ガスケット本体７０を、環状溝２３の内周縁２３ａ、外周縁２３ｂで位置決めして正確に芯出ししながら装着可能となる。

何れの場合にも、図５の環状突部４０と同様に、図７に示した角度αと角度βとの関係を、角度α≦角度βの関係にしながらテーパ面４１、４２を形成し、各環状突部６１、７１の内外周に逃げ代となる窪み部６２、６３又は窪み部７２、７３をそれぞれ設けることにより、図５のガスケット本体１０と同様の機能を発揮しながらシール可能になる。

図１２においては、本発明における呼び径７５のガスケットの第４実施形態を示している。
このガスケット本体８０では、複数の使用圧力のピッチ円と穴径と穴数の異なるボルト穴を同一中心線上に重ねたボルト穴８１が回転対称で配置されたものであり、使用圧力０．７５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．６ＭＰａに対応するボルト穴８１が一組に集約され、図１２（ａ）に示すように、ボルト穴８１を１種類のパターンで形成しながら、フランジ面の外径の異なる場合にも兼用可能としたものである。この場合、図１２（ａ）のガスケット本体８０、図１２（ｂ）に示したガスケット本体８０内に設けられる芯金８２に示すように、異なる径のピッチ円ＤＱ１、ＤＱ２、ＤＱ３で同じピッチ角のボルト穴８１、芯金８２の切欠き部８３が形成され、８組の図示しないボルトナットで締付け固定可能に設けられる。
これにより、ボルト穴８１や切欠き部８３を最小限の数にして芯金８２の強度を向上でき、これらボルト穴８１や切欠き部８３の加工も容易になる。また、使用するボルト穴８１の選択間違いも防止できる。

図１３においては、本発明における呼び径７５のガスケットの第５実施形態を示している。
このガスケット本体１２０は、図１２のガスケット本体８０と同様に、複数の使用圧力のピッチ円と穴径と穴数の異なるボルト穴を同一中心線上に重ねたボルト穴８１が回転対称で配置され、このボルト穴８１を兼用可能としたものである。
さらに、このガスケット本体１２０においては、ボルト穴８１をフランジ面のボルト穴１１の位置に合わせることが可能な位置に複数の摘み部１２１が設けられる。水平配管されたフランジ面にガスケット本体１２０を装着する際には、使用圧力に応じた複数の摘み部１２１の何れかを摘んで垂下させた状態で、被取付面であるフランジ面に形成された使用圧力に応じたボルト穴１１にボルト穴８１の位置を合わせることができる。
これによって、適切な摘み部１２１を摘んでガスケット本体１２０を垂下させることで、このガスケット本体１２０を正確にフランジ面に配置し、締付け位置を間違うことなくボルトナットで簡便に取付けできるため、ガスケット本体１２０の誤装着や片締めを防いで高シール性を発揮できる。

図１４においては、本発明におけるガスケットの第６実施形態を示している。
ガスケット本体９０において、図１４（ａ）に示すように、芯金９１の両面に突条部９２が形成されたものであり、この突条部９２は、図１４（ｂ）に示すように、芯金９１の内周縁を折り曲げ加工により表裏面に交互に折り曲げて形成されたものである。この場合、芯金９１に被覆部３１を設ける際に、被覆部３１によるシール面をフラット状に形成することでシール性を確保できる。突条部９２を設けることにより、この突条部９２でフランジ接合時の潰し代を規制し、被覆部３１の破損や施工時の片締めを防止できる。

図１５においては、本発明におけるガスケットの第７実施形態を示している。
ガスケット本体１００において、図１５（ａ）に示すように、芯金１０１の両面に突条部１０２が形成され、この突条部１０２は、図１５（ｂ）に示すように、芯金１０１の同心上に長穴状の折り曲げ部位が複数形成され、各折り曲げ部位を表裏面側に折り曲げて設けられたものである。この場合にも、図１４のガスケット本体９０と同様に、突条部１０２付近の被覆部３１のシール面をフラット状に形成してシール性を確保でき、突条部１０２によりフランジ接合時の潰し代を規制して被覆部３１の破損や施工時の片締めを防止可能となる。

図１６においては、本発明におけるガスケットの第８実施形態を示している。
ガスケット本体１１０において、図１６（ａ）に示すように、芯金１１１の両面に突条部１１２が形成され、この突条部１１２は、図１６（ｂ）に示すように、芯金１１１の両面に半抜き加工を施すことにより設けられる。この場合にも、図１４、図１５のガスケット本体と同様に、突条部１１２付近の被覆部３１のフラット状態を確保し、シール性並びに片締め防止機能を発揮する。図１６（ｃ）においては、半抜き加工によって芯金１１５の両面に複数の半球状の環状突部１１６が形成され、この場合にも、図１６（ｂ）と同様の機能を発揮する。
以上のように、環状突部の加工手段や加工位置にこだわることはなく、これら以外にも各種の加工手段によりフランジ面の任意の位置に圧接シール可能な環状突部を形成することもできる。

１ 補修弁本体（配管機材）
２ 立ち上がり管
３ 空気弁（消火栓、短管）
５ 継手部
１０ ガスケット本体
２０ ＲＦ形（平面座形）フランジ面
２１ ＧＦ形（溝形）フランジ面
２２ ＦＦ形（全面座形）フランジ面
２３ 環状溝
３０ 芯金
３２ 環状シール面
３３ 延伸取付部
３９ 段部
４０ 環状突部
４３、４４ 窪み部
４５ 溝部
４６ 環状シール部

Claims (8)

1. 略環状の芯金が被覆部で被覆されて両面に環状シール面が形成され、この環状シール面が平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも当接シール可能に設けられて兼用可能としたガスケット本体であり、このガスケット本体の両面に前記環状シール面とこの環状シール面から突出する環状突部が設けられ、前記環状突部は、溝形フランジのフランジ面に形成された環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接しながら前記環状溝に嵌め込まれる位置決め用の嵌め込み部位であり、かつ平面座形フランジ或は全面座形フランジのフランジ面に圧接シールするシール部位でもあることを特徴とするガスケット。
2. 前記環状突部の両側に窪み部が設けられている請求項１に記載のガスケット。
3. 前記環状突部の外周側に設けられた窪み部よりも外周側に複数の溝部が同心上に形成され、これら溝部の間に平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジのフランジ面に圧接シール可能な環状シール部が設けられた請求項１又は２に記載のガスケット。
4. 前記環状シール面の外周側にフランジ面への延伸取付部が一体に設けられ、この延伸取付部と前記環状シール面との間に段部が形成されて前記環状シール面よりも前記延伸取付部が薄く設けられた請求項１乃至３の何れか１項に記載のガスケット。
5. 前記ガスケット本体は、略環状の芯金と、この芯金を被覆する被覆部とを有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のガスケット。
6. 前記ガスケット本体の両面は、対称形状に設けられている請求項１乃至５の何れか１項に記載のガスケット。
7. 配管機材の継手部の対向するフランジ面の間にガスケット本体が装着された状態で接合されるフランジ接合構造であって、前記ガスケット本体は、略環状の芯金が被覆部で被覆された状態で、両面に環状シール面とこの環状シール面から突出する環状突部が設けられ、かつ、前記環状シール面が平面座形フランジ、全面座形フランジ、溝形フランジの何れのフランジ面にも当接シール可能に設けられて兼用可能であると共に、前記環状突部は、溝形フランジの場合、環状突部の何れか一方又は双方が、溝形フランジのフランジ面に形成された前記環状溝の内周縁或は外周縁の少なくとも何れか一方に当接しながら前記環状溝に嵌め込まれる位置決め用の嵌め込み部位であり、かつ平面座形フランジ或は全面座形フランジの場合、平面座形フランジ或は全面座形フランジのフランジ面に圧接シールされた状態でフランジ接合されるシール部位でもあることを特徴とする配管機材のフランジ接合構造。
8. 前記配管機材は補修弁であり、この補修弁の一次側の前記継手部と立ち上がり管の継手部、前記補修弁の二次側の前記継手部と空気弁又は消火栓、短管の継手部とがそれぞれ前記ガスケット本体を介して接合された請求項７に記載の配管機材のフランジ接合構造。

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