JP6863840B2 - うず巻形ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、うず巻形ガスケットに関し、より詳細には、配管継手におけるシール性が向上したうず巻形ガスケットに関する。

断面をＶ字またはＷ字状に成型した金属製フープ部材と、ロックウール、セラミックファイバー等を主材料とする無機ペーパーのフィラ部材とを重ね合わせて巻回したうず巻形ガスケットが知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。こうしたうず巻形ガスケットは、各種配管の継手において、気密性または液密性を得るためのシール材として使用される。

例えば、自動車用の排気管継手は、プレス加工や鋳造加工を通じて製造される。しかし、特にプレス加工が採用される場合には、一般にプレス加工品では充分な寸法精度が得られないか、あるいはフランジ部をパイプ部との溶接の際に溶接ひずみが生じることがある。こうした不充分な寸法精度またはひずみが存在する状態では、継手のフランジ間にうず巻形ガスケットを配置しても、均一なシール性を確保することが困難である。

また、当該フランジは、ボルトの締結軸力によって撓みを生じ易く、ガスケットの周方向において圧縮量を一定に保持することが難しい。また、近年の車両低燃費化に関連して、軽量化や低コスト化の観点から、フランジ自体の板厚やボルトの締結数が減少する傾向にある。このため、フランジ間の撓みがさらに拡大することが懸念されている。

このため、生じ得るフランジギャップを圧縮により吸収（以下、「馴染み」ともいうことがある）して、充分なシール性を発揮し得るとともに、その馴染み性がより向上した（すなわち、大圧縮量を許容し得る）うず巻形ガスケットの開発が所望されている。

実公平６−０００６９３号公報 特開平１０−１４１５０３号公報

本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、継手に設けられたフランジのギャップの状態によらず、馴染み性が向上しかつ当該フランジに対して充分なシール性を発揮し得る、うず巻形ガスケットを提供することにある。

本発明は、金属製フープ部材とフィラ部材との重ね合わせを、中心に開口部を有するように巻回しかつ一体化させた、うず巻形ガスケットであって、
該フープ部材が曲げ部を有する断面形状を有し、そして
該曲げ部における該フープ部材の曲げ角度がα（°）であり、かつ該曲げ部における該フープ部材の曲率半径がｒ（ｍｍ）である場合に、以下の式（Ｉ）：

で表されるＶが０．５〜２．４である、うず巻形ガスケットである。

１つの実施形態では、上記曲げ部における上記フープ部材の上記曲げ角度αは８０°から１４０°である。

１つの実施形態では、上記曲げ部における上記フープ部材の上記曲率半径ｒは０．２ｍｍから１．２ｍｍである。

１つの実施形態では、上記フープ部材はステンレス鋼から構成されており、そして上記フィラ部材は１ｇ／ｃｍ^３から１．２ｇ／ｃｍ^３の密度を有しかつ膨張黒鉛から構成されている。

１つの実施形態では、本発明のうず巻形ガスケットは、全体として、２．１ｇ／ｃｍ^３から２．４ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

１つの実施形態では、面圧１０ＭＰａにて圧縮した際の、圧縮された曲げ部における上記フープ部材の曲げ角度α’は４０°から１２０°であり、かつ該圧縮された曲げ部における該フープ部材の曲率半径ｒ’は０．１ｍｍから０．６ｍｍである。

本発明によれば、継手に設けられた（例えば、寸法精度のばらつき、うねりまたは撓みによって生じる）フランジのギャップの有無および／または大小に関わらず、種々のフランジに対して充分なシール性を提供することができる。

本発明のうず巻形ガスケットの一例を模式的に示す図であって、（ａ）は当該うず巻形ガスケットの平面図であり、そして（ｂ）は、（ａ）に示すうず巻形ガスケットのＡ−Ａ方向断面図である。 図１の（ｂ）に示す本発明のガスケットの一部拡大断面図である。 図２に示す本発明のうず巻形ガスケットから取り出したフープ部材の断面図である。 本発明のうず巻形ガスケットの他の例を模式的に示す断面図である。 図４に示す本発明のうず巻形ガスケットの一部拡大断面図である。 図４に示す本発明のうず巻形ガスケットから取り出したフープ部材の断面図である。 図１の（ｂ）に示す本発明のうず巻形ガスケットを配管継手に配置した状態を模式的に説明するための断面図である。 本発明のうず巻形ガスケットの他の例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明について図面を用いて詳述する。

図１は、本発明のうず巻形ガスケットの一例を模式的に示す図である。

図１の（ａ）に示すように、本発明のうず巻形ガスケット１００（以下、単に「ガスケット１００」ということがある）は、金属製フープ部材１０２とフィラ部材１０４との重ね合わせを、中心に開口部１１０を有するように巻回しかつ一体化させることにより構成されている。なお、図１の（ａ）では、フープ部材１０２は、ガスケット１００の外周および内周にて示されているが、後述するように、上記巻回を通じて、ガスケット面１２０において、フィラ部材１０４の端部はフープ部材１０２の端部よりも突出し、ガスケット面１２０の内部においてフィラ部材１０４の間に埋包された状態で配置されている。

フープ部材１０２は、例えば、ステンレス鋼、鉄、ニッケル、アルミニウム等の金属で構成された、好ましくは１本の薄帯板である。入手が容易であり、かつ強度および耐熱性を備えているという理由から、フープ部材１０２はステンレス鋼で構成されていることが好ましい。さらに、フープ部材１０２の厚みは必ずしも限定されないが、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍである。

フィラ部材１０４は、ガスケット１００内で巻回したフープ部材１０２の間に配置されている。フィラ部材１０４は、例えば、膨張黒鉛、無機ペーパー（例えば、ロックウール、セラミックファイバー等の無機繊維を含有する）、および多孔質四フッ化エチレン、ならびにそれらの組み合わせの材料で構成された、好ましくは１本のテープ状のシートである。比較的低密度であってもガスケット１００に高いシール性を提供することができ、かつそれ自体が優れた耐熱性を有するという理由から、フィラ部材１０４は膨張黒鉛で構成されていることが好ましい。

フィラ部材１０４はまた、好ましくは１．０ｇ／ｃｍ^３〜１．２ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。フィラ部材１０４がこのような範囲内の密度を有することにより、圧縮量の大きいガスケット１００とすることができる。

ガスケット１００の中央には、継手からの液体流または気体流が通過可能な開口部１１０が設けられている。開口部１１０は、好ましくは略円形または略楕円形状の形状を有する。開口部１１０の直径は、ガスケット１００が取り付けられる配管の内径に応じて適宜設定される。図１の（ａ）に示す実施形態において、ガスケット１００はこのような開口部１１０を中心にして、フープ部材１０２とフィラ部材１０４とが径方向に重ね合わさり（すなわち、積層され）かつこれらに所定の荷重（巻上げ荷重）を負荷しながら、任意の回数をもって巻回することにより、複数のフープ部材１０２の層の端部と複数のフィラ部材１０４の層の端部とで構成されるガスケット面１２０がガスケット１００の厚み方向の両端側の各々に形成されている。

ガスケット面１２０の径方向の幅は、必ずしも限定されないが、例えば４ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜８ｍｍである。

図１の（ｂ）は、上記図１の（ａ）に示すガスケット１００のＡ−Ａ方向断面図である。

図１の（ｂ）に示す実施形態では、ガスケット１００は、開口部１１０の外周側にフープ部材１０２とフィラ部材１０４との重ね合わせ部分（図１の（ｂ）では、径方向において各々が３重の重ね合わせを有する）が設けられている。図１の（ｂ）において、フープ部材１０２はガスケット１００の厚み方向に沿って、１つの曲げ部（屈曲部）１１２を備え、これによりＶ字状の断面を有する。

ガスケット１００は、ガスケット面１２０において、フィラ部材１０４の端部がフープ部材１０２の端部よりも突出している。つまり、ガスケット面１２０は、フープ部材１０２の端部からはみ出したフィラ部材１０４の端部で構成されている。このようなフィラ部材１０４の端部の突出による特徴は、好ましくはガスケット１００におけるガスケット面１２０の両端面（すなわち、図１の（ｂ）の上側面と下側面）にて現れている。

図２は、図１の（ｂ）に示すガスケット１００の一部拡大断面図である。

図２に示す複数周回巻き回されたフープ部材１０２において、曲げ部１１２，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄは、ガスケット１００の厚み方向において、好ましくは互いに略同一の高さとなるように設けられている。また、隣り合うフープ部材１０２の各最短距離（すなわち、曲げ部１１２から曲げ部１１２ｂまでの最短距離、曲げ部１１２ｂから曲げ部１１２ｃまでの最短距離、および曲げ部１１２ｃから曲げ部１１２ｄまでの最短距離；これらは各フィラ部材１０４の厚みに相当する）は、好ましくは略同一である。

ここで、本発明のうず巻形ガスケットが、継手に設けられたフランジ間で高いシール性を有するためには、フランジを締め付けた際に、当該締め付けに伴ってガスケットが充分な圧縮量を伴って圧縮され得ること（すなわち、ガスケットの締め付け荷重に対してガスケットが充分に変形可能であること）が重要であると考えられる。そして、本発明のガスケットが充分な圧縮量を有するためには、ガスケットを構成するフープ部材およびフィラ部材のそれぞれが、高い圧縮量を有すること（すなわち、ガスケットの締め付け荷重に対してフープ部材およびフィラ部材の変形量がそれぞれ大きいこと）ことが必要となるとも考えられる。

このような観点から、まず、フープ部材１０２の圧縮量を高める点について検討する。

図３は、図１の（ｂ）に示すガスケット１００から取り出したフープ部材１０２の断面図である。

図３に示すフープ部材１０２は、曲げ部１１２で２つのフープ直線部１１４，１１６が屈曲するように構成されている。そして、フープ直線部１１４，１１６は略同じ長さＬを有することが好ましい。言い換えれば、曲げ部１１２は好ましくはフープ直線部１１４，１１６の中央に位置するように設けられている。また、図３では、曲げ部１１２はフープ直線部１１４，１１６によって角度αが形成され、そして曲げ部１１２は曲率半径ｒを有するように記載されている。ここで、本明細書中に用いられる用語「曲率半径ｒ」は、曲げ部を構成するフープ部材の内側曲線から導き出される曲率半径を言い、曲げ部における仮想円の中心Ｏからフープ直線部１１４または１１６に下ろした垂線との交点までの距離に相当する。さらに、用語「フープ部材の内側曲線」とは、曲げ部にて交差する２つのフープ直線部１１４，１１６がなす角度のうち、鋭角または鈍角が形成された側（内周側）のフープ部材１０２の表面（内周面）から得られる曲線と言い、曲げ部にて交差する２つのフープ直線部１１４，１１６がなす角度のうち、優角が形成された側（外周側）のフープ部材１０２の表面（外周面）から得られる曲線（フープ部材の外側曲線）とは区別される。

フープ部材１０２の圧縮量を高めるためには、ガスケット１００を構成するフープ部材１０２に作用する曲げモーメントを大きく、かつ曲げ部に生じる応力集中を大きくして塑性変形させることが有効である。すなわち、フープ部材１０２に作用する曲げモーメントを大きくするには、フープ直線部１１４、１１６におけるガスケット１００の半径方向の長さＬ_ｘ＝Ｌ×ｃｏｓ（α／２）を大きくすればよく、かつ曲げ部１１２に生じる応力集中を大きくするには、曲げ部１１２の曲率半径ｒを小さくすればよい。このことから、仮に、フープ直線部１１４，１１６の長さＬが固定されている場合は、（当該Ｌ_ｘを大きくするために）フープ部材１０２の曲げ部１１２の角度αを小さく、かつ曲率半径ｒを小さくすれば、フープ部材１０２に作用する曲げモーメントを大きくすることが達成され得る。

次に、フィラ部材１０４の圧縮量を高める点について検討する。

フィラ部材１０４の圧縮量を高めるためには、ガスケット１００の締め付け前の状態において、フィラ部材１０４の密度が小さく、ガスケット１００の締め付けによってフィラ部材１０４の密度を変動させることが有効である。これは、例えば、フープ部材１０２とフィラ部材１０４との重ね合わせを巻回する際に負荷される巻上げ荷重を小さくすることにより達成され得る。

このようにして、フープ部材１０２およびフィラ部材１０４のそれぞれについての圧縮量を向上させることが可能である。

しかし、フープ部材１０２の曲げ部１１２の角度αおよび／または曲率半径ｒが小さく、かつガスケット１００の巻上げ荷重が小さ過ぎると、フィラ部材１０４がフープ部材の形状１０２に追従するように変形することができない場合が想定され、その場合に、例えば、曲げ部１１２にてフープ部材１０２とフィラ部材１０４との間に隙間が生じるおそれがある。そして、当該隙間がガスケット１００内に多数存在すると、それらがシール対象の流体の漏れ経路となって漏洩の原因になることが考えられる。

これに対し、本発明者は、締付け時のガスケット１００の圧縮量を低下させず、かつフープ部材１０２とフィラ部材１０４との間に隙間を生じさせないための特定の条件を、曲げ部の角度αおよび曲率半径ｒを用いて見出した。

すなわち、ガスケット１００では、そのままの状態（すなわち、圧縮していない状態）において、曲げ部を構成する角度がα（°）であり、かつ該曲げ部の曲率半径がｒ（ｍｍ）である場合に、以下の式（Ｉ）：

で表されるＶが０．５〜２．４、好ましくは０．６〜１．８の範囲内にある。上記式（Ｉ）で表されるＶがこのような範囲内を満足することにより、ガスケット１００は、フープ部材１０２およびフィラ部材１０４のそれぞれに対する圧縮量を向上させるとともに、曲げ部１１２等にてフープ部材１０２とフィラ部材１０４との間に隙間が生じることを防止する。その結果、ガスケット１００は充分な圧縮量を伴って圧縮され得、継手に設けられたフランジ間に高いシール性を提供することができる。

なお、ガスケット１００では、上記のような継手に設けられたフランジ間に高いシール性を提供することができるとの理由から、図３に示す曲げ部１１２の角度αは、好ましくは鋭角または鈍角であり、より好ましくは鈍角であってもよい。あるいは、ガスケット１００において、図３に示す曲げ部１１２の角度αは、好ましくは８０°〜１４０°、より好ましくは９０°〜１３０°を有していてもよい。

また、ガスケット１００では、上記のような継手に設けられたフランジ間に高いシール性を提供することができるとの理由から、図３に示す曲げ部１１２の曲率半径ｒは、好ましくは０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜０．９ｍｍを有していてもよい。

さらに、ガスケット１００では、例えば、面圧１０ＭＰａにて圧縮した状態では、当該圧縮された曲げ部１１２の角度α’が好ましくは４０°〜１２０°、より好ましくは５０°〜１１０°を有する。なお、ガスケット１００において、当該角度α’は圧縮前の曲げ部１１２の角度αよりも小さく（α’＜α）なるように設計されている。またさらに、ガスケット１００では、例えば、面圧１０ＭＰａにて圧縮した状態では、当該圧縮された曲げ部１１２の曲率半径ｒ’が好ましくは０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍを有する。なお、本発明において、当該曲率半径ｒ’は圧縮前の曲げ部１１２の半径ｒよりも小さい（ｒ’＜ｒ）。本発明では、当該圧縮された曲げ部１１２の角度α’および曲率半径ｒ’のそれぞれが、これらの関係を満たしていることにより、フープ部材１０２の圧縮量が向上するとともに、曲げ部１１２等にてフープ部材１０２とフィラ部材１０４との間に隙間が生じることを防止することができる。

ガスケット１００は、全体として好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３〜２．４ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。ガスケット全体の密度がこのような範囲を満足することにより、フープ部材１０２としてステンレス鋼およびフィラ部材１０４として膨張黒鉛を用いた場合に圧縮量の大きいガスケット１００を作製することができる。

図４は、本発明のうず巻形ガスケットの他の例を模式的に示す断面図である。

図４に示す実施形態では、本発明のうず巻形ガスケット２００（以下、単に「ガスケット２００」ということがある）は、開口部２１０の外周側にフープ部材２０２とフィラ部材２０４との重ね合わせ部分（図４では、径方向において各々が３重の重ね合わせを有する）が設けられている。図４において、フープ部材２０２はガスケット２００の厚み方向に沿って３つの曲げ部（屈曲部）（すなわち、図４に示す上方から下方にかけて、第１の曲げ部２１２、第２の曲げ部２１４、および第３の曲げ部２１６）を有し、全体としてＷ字状の断面を有する。

図５は、図４に示すガスケット２００の一部拡大断面図である。

図５に示す複数周回巻き回されたフープ部材２０２において、第１の曲げ部２１２，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄは、ガスケット２００の厚み方向において、好ましくは互いに略同一の高さとなるように設けられている。また、第２の曲げ部２１４，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄもまた、ガスケット２００の厚み方向において、好ましくは互いに略同一の高さとなるように設けられている。さらに、第３の曲げ部２１６，２１６ｂ，２１６ｃ，２１６ｄもまた、ガスケット２００の厚み方向において、好ましくは互いに略同一の高さとなるように設けられている。

一方、隣り合うフープ部材２０２の第１の曲げ部の最短距離（すなわち、第１の曲げ部２１２から第１の曲げ部２１２ｂまでの最短距離、第１の曲げ部２１２ｂから第１の曲げ部２１２ｃまでの最距離、および第１の曲げ部２１２ｃから第１の曲げ部２１２ｄまでの最短距離）は、好ましくは略同一である。また、隣り合うフープ部材２０２の第２の曲げ部の最短距離（すなわち、第２の曲げ部２１４から第２の曲げ部２１４ｂまでの最短距離、第２の曲げ部２１４ｂから第２の曲げ部２１４ｃまでの最距離、および第２の曲げ部２１４ｃから第２の曲げ部２１４ｄまでの最短距離）は、好ましくは略同一である。さらに、隣り合うフープ部材２０２の第３の曲げ部の最短距離（すなわち、第３の曲げ部２１６から第３の曲げ部２１６ｂまでの最短距離、第３の曲げ部２１６ｂから第３の曲げ部２１６ｃまでの最距離、および第３の曲げ部２１６ｃから第３の曲げ部２１６までの最短距離）は、好ましくは略同一である。

図６は、図４に示すガスケット２００から取り出したフープ部材２０２の断面図である。

図６に示すフープ部材２０２は、第１の曲げ部２１２で２つのフープ直線部２１８，２２０が屈曲し、第２の曲げ部２１４で２つのフープ直線部２２０，２２２が屈曲し、そして第３の曲げ部２１６で２つのフープ直線部２２２，２２４が屈曲するように設けられている。そして、フープ直線部２１８，２２０，２２２，２２４の各長さは、好ましくは以下のいずれか：
（１）フープ直線部２１８，２２０，２２２，２２４の各長さが、互いに略同一である；
（２）フープ直線部２１８，２２４の各長さが互いに略同一であり、そしてフープ直線部２２０，２２２の各長さが互いに略同一である；
（３）フープ直線部２１８，２２０の各長さが互いに略同一であり、そしてフープ直線部２２２，２２４の各長さが互いに略同一である。
の関係を有する。

また、図６に示すフープ部材２０２では、第１の曲げ部２１２は、フープ直線部２１８，２２０によって角度α_１が形成され、そして第１の曲げ部２１２は、中心Ｏ_１を仮想円の中心とする、曲率半径ｒ_１を有するように形成されている。また、第２の曲げ部２１４は、フープ直線部２２０，２２２によって角度α_２が形成され、そして第２の曲げ部２１４は、中心Ｏ_２を仮想円の中心とする、曲率半径ｒ_２を有するように形成されている。さらに、第３の曲げ部２１６は、フープ直線部２２２，２２４によって角度α_３形成され、そして第３の曲げ部２１６は、中心Ｏ_３を仮想円の中心とする、曲率半径ｒ_３を有するように形成されている。

なお、本発明においては、角度α_１、α_２、およびα_３はそれぞれが独立しており、好ましくは８０°〜１４０°、より好ましくは９０°〜１３０°である。角度α_１、α_２、およびα_３は互いに同一であっても異なっていてもよい。

本発明においては、曲率半径ｒ_１、ｒ_２、およびｒ_３はそれぞれが独立しており、好ましくは０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜０．９ｍｍである。曲率半径ｒ_１、ｒ_２、およびｒ_３は互いに同一であっても異なっていてもよい。

本発明では、図６に示すフープ部材２０２を構成する角度と曲率半径との組み合わせ（すなわち、α_１とｒ_１との組み合わせ；α_２とｒ_２との組み合わせ；ならびにα_３とｒ_３との組み合わせ）のうち、いずれか１つの組み合わせを、角度α（°）および曲率半径ｒ（ｍｍ）として表した場合、図４に示すガスケット２００もまた、以下の式（Ｉ）：

で表されるＶが０．５〜２．４、好ましくは０．６〜１．８の範囲内にあるように構成されている。上記式（Ｉ）で表されるＶがこのような範囲内を満足することにより、図４に示すガスケット２００もまた、フープ部材２０２およびフィラ部材２０４のそれぞれに対する圧縮量を向上させるとともに、例えば、第１の曲げ部２１２等においてフープ部材２０２とフィラ部材２０４との間に隙間が生じることを防止する。その結果、ガスケット２００は充分な圧縮量を伴って圧縮され得、継手に設けられたフランジ間に高いシール性を提供することができる。

図７は、図１の（ｂ）に示すガスケット１００を配管継手に配置した状態を模式的に説明するための断面図である。

ガスケット１００は、例えば、２つの配管継手７１２，７１４のフランジ間に配置される。その後、配管継手７１２，７１４のフランジに設けられた孔７１６，７１８にボルトを通してフランジをナットで締め付けて固定することにより、ガスケット１００は配管継手７１２，７１４のフランジに対して馴染み性を奏し、かつ配管継手７１２，７１４の間の接続に高いシール性を付与することができる。

なお、上記実施形態の説明において、図１〜図７には、フープ部材１０２，２０２の断面Ｖ字またはＷ字の曲げ部１１２〜１１２ｄ，２１２〜２１２ｄ，２１６〜２１６ｄが外径側に変位する曲げ形状を示したが、本発明のうず巻形ガスケットは、例えば、図８に示すように、曲げ部３１２，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄが内径側に変位するガスケット３００の形態を有していてもよい。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

（実施例１：Ｗ字の断面形状を有するフープ部材を用いた試験ガスケットの作製と評価）
厚み０．１３ｍｍおよび幅７．１ｍｍのＳＵＳ３０４帯鋼を絞り加工することにより、断面形状が、表１に示す曲げ部の角度および曲率半径を有し、かつＷ字状であるフープ部材を作製した。なお、作製したＷ字の断面形状を有するフープ部材は、図６に示す角度α_１、α_２およびα_３がすべて同一であり、かつフープ直線部２１８，２２０，２２２，２２４がすべて同一のものであった。このフープ部材の片面に、厚み１．０ｍｍおよび幅７．５ｍｍの膨張黒鉛テープを重ね、加圧ロールにて１０ｋｇｆの荷重を負荷しながら、うず巻状に３回成巻した試験ガスケットを各フープ部材（曲げ部の角度αおよび曲率半径ｒの異なる各フープ部材）について複数個ずつ作製した。なお、得られた試験ガスケットでは、中央に直径４９ｍｍの開口部を有し、かつ試験ガスケットの外周および内周は上記フープ部材と同様のＳＵＳ３０４帯鋼を用いた補強を行った。その結果、作製された全ての試験ガスケットにおいて、フィラ部材の密度は１．０〜１．２ｇ／ｃｍ^３の範囲内であり、そして試験ガスケット全体の密度は２．１〜２．４ｇ／ｃｍ^３の範囲内であった。

得られた試験ガスケットについて、万能試験機（株式会社島津製作所製ＵＨ−３００ＫＮＡ）により、１０ＭＰａの面圧で圧縮し、その際の圧縮量（変化量）を
ダイヤルゲージ（株式会社共和電業製ＤＴ−２０Ｄ）にて測定した。各試験ガスケットについて、圧縮量が１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲内であった場合を「○」と判定し、当該範囲を逸脱する場合を「×」と判定した。得られた結果を「圧」と記載した欄にて表１に示す。

その後、各試験ガスケットを直径方向に沿って切断し、フープ部材とフィラ部材との巻回による積層断面の状態を目視で観察した。フープ部材とフィラ部材との間に隙間が確認されなかった場合を「○」と判定し、当該隙間が確認された場合を「×」と判定した。得られた結果を「隙」と記載した欄にて表１に示す。

表１に示すように、フープ部材の曲げ部の角度αが９０°〜１３０°の範囲内であり、かつ曲率半径ｒが０．３ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲内である場合には、太線で囲まれた部分を除く試験ガスケット（表１中、「（ｉ）」のカテゴリーに分類したガスケット）について、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲内の適切な圧縮量を有し、かつフープ部材とフィラ部材との間に隙間が生じておらず、ガスケットとして良好なものであると判断した。なお、この良好であると判断されたガスケットはいずれも、Ｖ値が０．５〜２．４の範囲内にあることがわかる。

これに対し、表１中、「（ｉｉ）」のカテゴリーに分類した試験ガスケットは、フープ部材とフィラ部材との間に隙間を生じ、そして表１中、「（ｉｉｉ）」のカテゴリーで分類した試験ガスケットは、圧縮量が目標範囲（１．８ｍｍ〜２．２ｍｍ）よりも小さくなっていたことがわかる。

次いで、上記で得られたカテゴリー（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の試験ガスケットをそれぞれ、直径方向に沿って半分に切断した。切断した試験ガスケットについて、万能試験機（株式会社島津製作所製ＵＨ−３００ＫＮＡ）により、１０ＭＰａの面圧で圧縮し、その圧縮の際のフープ部材の曲げ部の角度α’および曲率半径’を断面観察することにより測定した。

当該圧縮の際のカテゴリー（ｉ）の試験ガスケットでは、いずれも曲げ部の角度α’が４０°〜１２０°の範囲内にあり、その曲率半径ｒ’は０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内にあった。また、当該圧縮の際のカテゴリー（ｉｉ）の試験ガスケットでは、いずれも曲げ部の角度α’が４０°〜１１０°の範囲内にあり、その曲率半径ｒ’は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内にあった。さらに、当該圧縮の際のカテゴリー（ｉｉｉ）の試験ガスケットでは、いずれも曲げ部の角度α’が１００°〜１３０°の範囲内にあり、その曲率半径ｒ’は０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内にあった。得られた結果を表２に示す。

さらに、カテゴリー（ｉ）の試験ガスケットを、配管継手のＦＦフランジ間に挟持し、当該フランジを所定の締付け圧力で固定した。次いで、この配管継ぎ手に内圧４９ｋＰａで、流体として圧縮空気を通過させ、挟持部分からの漏洩する流体の量（漏洩量）を質量流量計により測定した。流体を通したカテゴリー（ｉ）の試験ガスケットはすべて５ｃｃ／分以下の漏洩量を示し、ガスケットとして優れたシール性能を有していることを確認した。得られた結果を表２に示す。

さらに、表１にてカテゴリー（ｉｉ）または（ｉｉｉ）と記載した試験ガスケットについて、上記と同様にしてＦＦフランジ間での流体の漏洩量を測定した。カテゴリー（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の試験ガスケットはいずれも、５ｃｃ／分を超える漏洩量を有し、上記（ｉ）の試験ガスケットと比較してシール性能が劣ることを確認した。得られた結果を表２に示す。

表２に示すように、上記で作製された試験ガスケットのうち、Ｖ値が０．５〜２．４の範囲内を有するカテゴリー（ｉ）のガスケットは、目標範囲（１．８ｍｍ〜２．２ｍｍ）の圧縮量を満足し、フープ部材とフィラ部材との間の隙間がなく、かつ優れたシール性能を有することがわかる。

（実施例２：Ｖ字の断面形状を有するフープ部材を用いた試験ガスケットの作製と評価）
実施例１と同様のＳＵＳ３０４帯鋼を絞り加工することにより、断面形状が、表１に示すような種々の曲げ部の角度および曲率半径を有し、かつＶ字状であるフープ部材を作製した。なお、作製したＶ字の断面形状を有するフープ部材は、図３に示すフープ直線部１１４，１１６が同一のものであった。このフープ部材を用いたこと以外は実施例１と同様にして、試験ガスケットを作製した。

得られた試験ガスケットについて、実施例１と同様にして圧縮量を測定しかつ積層断面の状態を観察した。その結果、式（Ｉ）より算出されるＶ値が０．５〜２．４の範囲内にあった試験ガスケットが、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲内の適切な圧縮量を有し、かつフープ部材とフィラ部材との間に隙間が生じておらず、良好なものであることを確認した。

また、Ｖ値が０．５〜２．４の範囲内にあった試験ガスケットについて、実施例１と同様にしてＦＦフランジ間での流体の漏洩量を測定した。当該範囲内にあった試験ガスケットはいずれも、５ｃｃ／分未満の漏洩量を有し、シール性能に優れていることを確認した。

（実施例３：フィラ部材を変更した試験ガスケットの作製と評価）
フィラ部材として、膨張黒鉛テープの代わりに、厚み１．０ｍｍおよび幅７．５ｍｍの無機ペーパー（ロックウールを主材料とするもの）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、当該フィラ部材と、断面形状が表１に示すような種々の曲げ部の角度および曲率半径を有し、かつＷ字状であるフープ部材とを用いた試験ガスケット（ＲＷ）を作製した。

一方、フィラ部材として、膨張黒鉛テープの代わりに、厚み１．０ｍｍおよび幅７．５ｍｍの無機ペーパー（セラミックファイバーを主材料とするもの）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、当該フィラ部材と、断面形状が表１に示すような種々の曲げ部の角度および曲率半径を有し、かつＷ字状であるフープ部材とを用いた試験ガスケット（ＣＦ）を作製した。

得られた試験ガスケット（ＲＷ）および（ＣＦ）について、実施例１と同様にして圧縮量を測定しかつ積層断面の状態を観察した。その結果、いずれのフィラ部材を用いた場合でも、式（Ｉ）より算出されるＶ値が０．５〜２．４の範囲内にあった試験ガスケットが、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの範囲内の適切な圧縮量を有し、かつフープ部材とフィラ部材との間に隙間が生じておらず、良好なものであることを確認した。

また、上記試験ガスケット（ＲＷ）および（ＣＦ）のうち、Ｖ値が０．５〜２．４の範囲内にあった試験ガスケットについて、実施例１と同様にしてＦＦフランジ間での流体の漏洩量を測定した。当該範囲内にあった試験ガスケットはいずれも、実施例１で得られたＶ値が０．５〜２．４の範囲内を有するカテゴリー（ｉ）のガスケットよりも流体の漏洩量が増加しており、当該カテゴリー（ｉ）のガスケットに匹敵するほどのシール性能は得られなかったことを確認した。

１００，２００，３００ うず巻形ガスケット
１０２，２０２ フープ部材
１０４，２０４ フィラ部材
１１０，２１０ 開口部
１２０ ガスケット面
１１２ 曲げ部
１１４，１１６，２１８，
２２０，２２２，２２４ フープ直線部
２１２ 第１の曲げ部
２１４ 第２の曲げ部
２１６ 第３の曲げ部
７１２，７１４ 配管継手

Claims (5)

1. 金属製フープ部材とフィラ部材との重ね合わせを、中心に開口部を有するように巻回しかつ一体化させた、うず巻形ガスケットであって、
   該フープ部材が曲げ部を有する断面形状を有し、そして
   該曲げ部における該フープ部材の曲げ角度がα（°）であり、かつ該曲げ部における該フープ部材の曲率半径がｒ（ｍｍ）である場合に、以下の式（Ｉ）：
   

   

   で表されるＶが０．５〜２．４であり、
   該曲げ部における該フープ部材の該曲げ角度αが１００°から１４０°である、うず巻形ガスケット。
2. 前記曲げ部における前記フープ部材の前記曲率半径ｒが０．２ｍｍから１．２ｍｍである、請求項１に記載のうず巻形ガスケット。
3. 前記フープ部材がステンレス鋼から構成されており、そして前記フィラ部材が１ｇ／ｃｍ^３から１．２ｇ／ｃｍ^３の密度を有しかつ膨張黒鉛から構成されている、請求項１または２に記載のうず巻形ガスケット。
4. 全体として、２．１ｇ／ｃｍ^３から２．４ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、請求項１から３のいずれかに記載のうず巻形ガスケット。
5. 面圧１０ＭＰａにて圧縮した際の、圧縮された曲げ部における前記フープ部材の曲げ角度α’が４０°から１２０°であり、かつ該圧縮された曲げ部における該フープ部材の曲率半径ｒ’が０．１ｍｍから０．６ｍｍである、請求項１から４のいずれかに記載のうず巻形ガスケット。

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