JP6286309B2

JP6286309B2 - ガスケット

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Publication number: JP6286309B2
Application number: JP2014151781A
Authority: JP
Inventors: 裕樹田邉; 雄二柳武; 祐太佐藤
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: JP2016029300A

Description

本発明は、ガスケットに関する。

従来、２つの配管の継手部分等に使用されるガスケットとして、金属メッシュ材と膨張黒鉛とから構成された環状のガスケットが知られている（例えば特許文献１参照）。この種のガスケットは、軸心方向両端部にシール部を備え、それらの間に軸心方向に延びる外周部を備えている。

前記ガスケットは、金属メッシュ材を膨張黒鉛で囲むように成形されている。そして、前記ガスケットは、２つの配管の間をシールするために、前記２つの配管の間に介装されるようになっている。この介装時には、前記ガスケットの外周部が、大気側に通じる外部空間に露出する。

このように前記ガスケットが使用される場合、例えば、前記２つの配管内を流れる流体が排気などの高温の流体であるとき、前記ガスケットの周辺が高温雰囲気となり、前記外部空間に露出する前記ガスケットの外周部において、その構成部材である膨張黒鉛が酸化消失しやすくなっていた。

特開平７−１１３４６９号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、膨張黒鉛と金属メッシュ材とを用いて構成されるガスケットにおいて、膨張黒鉛の酸化消失を抑制することができるガスケットを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、膨張黒鉛と金属メッシュ材とを用いて構成され、第１配管と第２配管との間に介装される環状のガスケットであって、前記第１配管側に接触可能な第１シール面を有し、軸心方向一端部に配置された第１シール部と、前記第２配管側に接触可能な第２シール面を有し、軸心方向他端部に配置された第２シール部と、前記第１配管と前記第２配管との間への介装時に大気側に通じる外部空間に露出する外周面を有し、前記第１シール部と前記第２シール部の間に配置された外周部と、前記第１配管と前記第２配管との間への介装時に前記第１配管及び前記第２配管内の流路に露出する露出部とを備え、前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材からなる前記外周部の外周面近傍に、前記金属メッシュ材の金属線が集中的に配置されるとともに、前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材からなる前記露出部に、前記金属メッシュ材の金属線が集中的に配置されているものである。

この構成によれば、前記ガスケットが前記第１配管と前記第２配管との間に介装されたとき、前記外周部において、前記金属メッシュ材の金属線により膨張黒鉛を大気に触れにくくすることが可能となる。したがって、前記ガスケットが使用される場合に、前記第１配管及び前記第２配管内を流れる流体などに起因して前記ガスケットの周辺が高温雰囲気になったときでも、膨張黒鉛の酸化消失が起こるのを抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のガスケットにおいて、前記外周部の外周面近傍で、前記膨張黒鉛及び前記金属線の合計体積に対する前記金属線の体積割合が、３０％以上７０％以下であるものである。

この構成によれば、前記第１配管及び前記第２配管間への前記ガスケットの介装時、前記第１シール部及び前記第２シール部のシール性を損なうことなく、前記外周部において膨張黒鉛の酸化消失を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、膨張黒鉛と金属メッシュ材とを用いて構成されるガスケットにおいて、膨張黒鉛の酸化消失を抑制することができるガスケットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るガスケットの使用時の状態を示す断面図である。図１のガスケットの正面図である。図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図３の一部拡大図である。図１の一部拡大図である。図１のガスケットに用いられる複合体の正面図である。図１のガスケットの製造工程の途中の状態を示す斜視図である。図１のガスケットの製造工程の途中の状態を示す概略断面図である。

本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係るガスケット１の使用時の状態を示す。図２に、前記ガスケット１の正面図を示す。図３に、図２のＡ−Ａ矢視断面図を示す。図４に、図３の一部拡大図を示す。

図１に示すように、前記ガスケット１は、例えば、自動車等の排気管（第１配管３及び第２配管４）の継手部分に使用される。前記排気管の継手部分等への使用時において、前記ガスケット１は、互いに対向する前記第１配管３の端部と前記第２配管４の端部との間をシールするために、前記第１配管３と前記第２配管４との間に介装される。

本実施形態において、前記ガスケット１は、図１、図２、図３に示すように環状に形成されており、その使用時には、前記第１配管３の端部に外嵌した状態で装着され、前記第１配管３の端部に一体（又は別体）に備えられた環状の第１接触部５と、前記第２配管４の端部に一体（又は別体）に備えられた環状の第２接触部６との間に挟圧されるようになっている。

前記ガスケット１は、金属メッシュ材及び膨張黒鉛を用いて構成されている。前記ガスケット１は、その全体（後述の外周部３０を含む）で前記金属メッシュ材をなす金属線と前記膨張黒鉛とが混在するように成形されている。なお、図中、これらの金属線と膨張黒鉛の具体的な配置構成についての図示は図５の一部を除いて省略している。

前記ガスケット１は、互いに接続された前記第１配管３及び前記第２配管４内の流路７からの流体の漏洩を防止するためのシール部を備えている。本実施形態において、前記ガスケット１は、図１、図２、図３、図４に示すように、第１シール部１１と、第２シール部１２とを備えている。

前記第１シール部１１は、前記ガスケット１の軸心方向一端部に設けられ、前記ガスケット１の径方向外側に配置されている。前記第１シール部１１は、前記第１配管３側、即ち前記第１接触部５（詳しくは、その傾斜環状の対向面８）と接触可能な第１シール面１３を有している。

前記第１シール面１３は、前記第１接触部５に対向配置される軸心方向一端面１４と、前記ガスケット１の外周面１６との間に配置され、前記外周面１６（前記ガスケット１の軸心方向中央）側から前記軸心方向一端面１４に向かって先細りとなるように形成されている。本実施形態においては、前記第１シール面１３は、前記軸心方向一端面１４側ほど縮径するテーパ状に形成されている。

前記第１シール面１３は、軸心方向一端側に位置する縮径側端部１８で前記軸心方向一端面１４と接続されている。前記第１シール面１３の縮径側端部１８は、前記ガスケット１の軸心１７を含む断面において、前記ガスケット１の軸心方向一方に且つ径方向外方に向かって外部に凸となる湾曲形状（Ｒ形状）を呈するように形成されている。

そして、前記ガスケット１が、図１に示すように、軸心方向に近接する前記第１接触部５及び前記第２接触部６間に挟まれて、前記第１配管３及び前記第２配管４の継手部分に使用されるとき、前記第１シール部１１が、前記第１接触部５に圧縮変形するように押し付けられて、前記第１シール面１３で前記第１接触部５（前記対向面８）と圧接するようになっている。

一方、前記第２シール部１２は、前記ガスケット１の軸心方向他端部に設けられ、前記ガスケット１の径方向外側に配置されている。前記第２シール部１２は、前記第２配管４側、即ち前記第２接触部６（詳しくは、その傾斜環状の対向面９）と接触可能な第２シール面２３を有している。

前記第２シール面２３は、前記第２接触部６に対向配置される軸心方向他端面２４と、前記ガスケット１の外周面１６との間に配置され、前記外周面１６（前記ガスケット１の軸心方向中央）側から前記軸心方向他端面２４に向かって先細りとなるように形成されている。本実施形態においては、前記第２シール面２３は、前記軸心方向他端面２４側ほど縮径するテーパ状に形成されている。

前記第２シール面２３は、軸心方向他端側に位置する縮径側端部２８で前記軸心方向他端面２４と接続されている。前記第２シール面２３の縮径側端部２８は、前記ガスケット１の軸心１７を含む断面において、前記ガスケット１の軸心方向他方に且つ径方向外方に向かって外部に凸となる湾曲形状（Ｒ形状）を呈するように形成されている。

そして、前記ガスケット１が、図１に示すように、前記第１配管３及び前記第２配管４の継手部分に使用されるとき、前記第２シール部１２が、前記第２接触部６に圧縮変形するように押し付けられて、前記第２シール面２３で前記第２接触部６（前記対向面９）と圧接するようになっている。

このような構成により、前記ガスケット１が前記第１配管３と前記第２配管４との間に介装されたとき、前記第１シール部１１と前記第１配管３（前記第１接触部５）との間にシール性を確保することができる。また、この際、前記第２シール部１２と前記第２配管４（前記第２接触部６）との間にシール性を確保することができる。

図１、図３、図４、図５に示すように、前記ガスケット１においては、前記第１シール部１１と前記第２シール部１２との間に、軸心方向に延びる外周部３０が配置されている。前記外周部３０には前記外周面１６が含まれている。前記外周面１６は、前記第１配管３と前記第２配管４との間への前記ガスケット１の介装時に、大気側に通じる外部空間３１に露出するようになっている。

そして、前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材からなる前記外周部３０の外周面１６近傍に、前記金属メッシュ材の金属線３３が集中的に配置されている。ここで、前記外周部３０の外周面１６近傍とは、前記外周面１６から径方向内方約０．５ｍｍまでの領域を指す。

本実施形態において、前記外部空間３１は、前記ガスケット１が使用されるときに、その径方向外方で前記ガスケット１と前記第１配管３と第２配管４とにより囲まれてなる空間である。前記外部空間３１は、前記第１配管３とその外周側に重ね合わされた前記第２配管４との間に生じる間隙３５を介して大気側に連通されている。

そして、前記外周部３０においては、前記金属メッシュ材の金属線３３が、前記外部空間３１に前記膨張黒鉛が露出することをできるだけ阻害するように前記ガスケット１の径方向中途部と比べて密に設けられている。本実施形態において、前記金属線３３は、前記外周面１６近傍で部分的に集中して配置され、密集領域が形成されるように偏在したものとなっている。

このような構成により、前記ガスケット１が前記第１配管３と前記第２配管４との間に介装されたとき、前記外周部３０において、前記金属メッシュ材の金属線３３により前記膨張黒鉛を大気に触れにくくすることが可能となる。したがって、前記ガスケット１が使用される場合に、前記第１配管３及び前記第２配管４内を流れる流体などに起因して前記ガスケットの周辺が高温雰囲気になったときでも、前記膨張黒鉛の酸化消失が起こるのを抑制することができる。

好ましくは、前記外周部３０の外周面１６近傍において、前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材の金属線３３の合計体積に対する前記金属線３３の体積割合が、３０％以上７０％以下とされる。本実施形態においては、この体積割合が、３０％以上５０％以下とされている。

この場合、前記第１配管３及び前記第２配管４間への前記ガスケット１の介装時、前記第１シール部１１及び前記第２シール部２１のシール性を損なうことなく、前記外周部３０において膨張黒鉛の酸化消失を効果的に抑制することが可能となる。

なお、前記ガスケット１において、前記外周部３０を挟む前記第１シール部１１及び前記第２シール部１２においては、前記金属メッシュ材の金属線３３よりも前記膨張黒鉛が多く含まれている。

また、本実施形態においては、図２、図３、図４に示すように、前記第１シール部１１は、前記第１シール面１３のほかに、前記ガスケット１の外部に突出する第１突出部４１を有している。そして、前記第１シール部１１は、前記第１シール面１３及び前記第１突出部４１を用いてシール機能を発揮するように構成されている。

詳しくは、前記第１突出部４１は、前記第１シール面１３と前記ガスケット１の外周面１６との間に配置されている。本実施形態において、前記第１突出部４１は、前記第１シール面１３から径方向外方へ突出するとともに、前記外周面１６から軸心方向一方へ突出するように、尖状に形成されている。

そして、前記ガスケット１が前記第１接触部５及び前記第２接触部６間に挟まれるとき、前記第１シール部１１が、前記第１接触部５に押し付けられて、前記第１突出部４１が潰れるように圧縮変形しながら、前記第１シール面１３及び前記第１突出部４１で前記第１接触部５（前記対向面８）と圧接するようになっている。

このような構成により、前記第１シール部１１を前記第１接触部５に圧接させる際、前記第１突出部４１を潰しながら前記対向面８と接触させると同時に、前記第１シール面１３を前記対向面８と接触させることが可能となり、前記第１シール部１１を前記第１接触部５にさらに高い接触面圧で接触させることが可能となる。したがって、前記第１シール部１１のシール性を高めることができる。

また、本実施形態においては、図３、図４に示すように、前記第２シール部１２は、前記第２シール面２３のほかに、前記ガスケット１の外部に突出する第２突出部４２を有している。そして、前記第２突出部４２は、前記第２シール面２３及び前記第２突出部４２を用いてシール機能を発揮するように構成されている。

詳しくは、前記第２突出部４２は、前記第２シール面２３と前記ガスケット１の外周面１６との間に配置されている。本実施形態において、前記第２突出部４２は、前記第２シール面２３から径方向外方へ突出するとともに、前記外周面１６から軸心方向他方へ突出するように、尖状に形成されている。

そして、前記ガスケット１が前記第１接触部５及び前記第２接触部６間に挟まれるとき、前記第２シール部１２が、前記第２接触部６に押し付けられて、前記第２突出部４２が潰れるように圧縮変形しながら、前記第２シール面２３及び前記第２突出部４２で前記第２接触部６（前記対向面９）と圧接するようになっている。

このような構成により、前記第２シール部１２を前記第２接触部６に圧接させる際、前記第２突出部４２を潰しながら前記対向面９と接触させると同時に、前記第２シール面２３を前記対向面９と接触させることが可能となり、前記第２シール部１２を前記第２接触部６にさらに高い接触面圧で接触させることが可能となる。したがって、前記第２シール部１２のシール性を高めることができる。

また、本実施形態においては、図２、図３、図４に示すように、前記ガスケット１の軸心方向一端面１４と前記ガスケット１の内周面１９との間に、第１面取り部４３が形成されている。前記第１面取り部４３は、前記内周面１９側から前記軸心方向一端面１４に向かって徐々に拡径する傾斜状面を有し、前記ガスケット１の全周にわたって設けられている。

本実施形態においては、図３、図４に示すように、前記ガスケット１の軸心方向他端面２４と前記ガスケット１の内周面１９との間に、第２面取り部４４が形成されている。前記第２面取り部４４は、前記内周面１９側から前記軸心方向他端面２４に向かって徐々に拡径する傾斜状面を有し、前記ガスケット１の全周にわたって設けられている。

また、本実施形態においては、図１に示すように、前記ガスケット１は、露出部４５を備えている。前記露出部４５は、前記ガスケット１の使用時に前記流路７に露出するように、前記ガスケット１の軸心方向他端部に設けられている。前記露出部４５には、図５に誇張して示すように、前記金属メッシュ材の金属線３３が集中的に配置されている。

詳しくは、前記露出部４５は、前記ガスケット１の軸心方向他端部において、前記第２シール部１２の径方向内側に配置されている。前記露出部４５は、前記ガスケット１が前記第１接触部５及び前記第２接触部６間に配置されたとき、前記ガスケット１と前記第２接触部６との間に形成された空間４７に露出するように構成されている。

ここで、前記空間４７は、その径方向内側において間隙４８を介して前記流路７と連通されている。前記間隙４８は、互いに対向する前記第１配管３の端部と前記第２配管４の端部との間に形成されている。こうして、前記露出部４５は、前記空間４７及び前記間隙４８を介して前記流路７に臨むようになっている。

そして、前記露出部４５においては、前記金属線３３が、前記ガスケット１の外部空間である前記空間４７に露出するように表面（前記軸心方向他端面２４）側で偏在して密に配置されている。この密に配置された金属線３３が、前記流路７に前記ガスケット１の膨張黒鉛が露出することをできるだけ阻害するようになっている。

このような構成により、前記ガスケット１が前記第１接触部５と前記第２接触部６との間に挟圧されるとき、前記露出部４５及びその近傍において、前記流路７に向かって膨張黒鉛がはみ出すように前記ガスケット１が変形しようとするが、前記露出部４５で密に配置された前記金属線３３により、この膨張黒鉛のはみ出しを規制することが可能となる。

つまり、この際に前記ガスケット１全体の過剰な変形を阻止することができる。よって、前記第２接触部６の対向面９に対する前記第２シール部１２の第２シール面２３の接触面圧を所定圧に保持して、前記ガスケット１によるシール性の低下を抑制することができる。

しかも、前記ガスケット１においては、前記金属メッシュ材の金属線３３により膨張黒鉛を、前記第１配管３及び前記第２配管４の内部（前記流路７）を流れる流体（排気等）に触れにくくすることができる。したがって、流体との接触による膨張黒鉛の劣化を抑制することができる。その結果、前記ガスケット１の耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施形態においては、図３、図４に示すように、前記ガスケット１が軸心方向に対称的な形状に形成されている。すなわち、前記ガスケット１において、前記第１シール部１１と前記第２シール部１２、前記第１面取り部４３と前記第２面取り部４４が軸心方向に対称的な形状になっている。

このような構成により、前記ガスケット１を前記第１配管３の端部に装着したとき、前記ガスケット１の向きにかかわらず、高いシール性を発揮させやすくなる。前記第１配管３及び前記第２配管４への装着に際しては、前記ガスケット１の向きを考慮しなくてもよくなるので、作業性を向上させることができる。

次に、前記ガスケット１を製造するための方法について説明する。

前記ガスケット１の製造方法には、素材準備工程と、複合体形成工程と、複合体平坦化工程と、筒状体形成工程と、圧縮成形工程とが含まれる。そして、この順に工程が進められる。

前記素材準備工程においては、図６に示すような金属メッシュ材５１と膨張黒鉛テープ５２とを準備する。前記金属メッシュ材５１は製造後のガスケット１の金属メッシュ材に対応するものであり、前記膨張黒鉛テープ５２は前記ガスケット１の膨張黒鉛をなすものである。

前記金属メッシュ材５１は、金属線３３がニット編等の所定の編み方で編まれてなるものである。前記金属メッシュ材５１は、本実施形態において、軸心方向（縦方向）を長手方向とする横長筒状に形成されている。

前記金属線３３としては、所定の線径（太さ）を有する金属線が採用される。例えば、前記金属線３３は、０．１〜０．３ｍｍ（好ましくは、０．１５ｍｍ）程度の直径を有するステンレス線とされる。

前記膨張黒鉛テープ５２は、長手方向に関して前記金属メッシュ材５１の幅寸法と同程度の幅寸法を有している。前記膨張黒鉛テープ５２は、また、筒状の前記金属メッシュ材５１に挿入され得るように、短手方向に関して所定の幅寸法を有するとともに、厚さ方向に関して所定の厚さ寸法を有している。

なお、前記素材準備工程において準備する素材としての膨張黒鉛は、ここでは図６に示すようにテープ状に形成された膨張黒鉛（膨張黒鉛テープ）としているが、これに代えて、短冊状又は線状（細幅）に切断された膨張黒鉛としてもよいし、粒状の膨張黒鉛としてもよい。

前記複合体形成工程においては、図６に示すように、前記膨張黒鉛テープ５２が前記金属メッシュ材５１に包囲された長尺帯状の複合体５４が形成されるように、前記膨張黒鉛テープ５２の周りに前記金属メッシュ材５１を配置する。

前記複合体平坦化工程においては、前記複合体５４を平坦に成形する。これにより、前記複合体５４を、前記金属メッシュ材５１の金属線３３が前記膨張黒鉛テープ５２の表面に密着するように張り付いた平らな長尺矩形状のものとする。

前記筒状体形成工程においては、図７に示すように、前記複合体５４の短手方向を軸心方向とする多重巻き状態のうず巻き筒状体５６が形成されるように、前記複合体５４をうず巻き状に巻回する。このときの巻き回数は、製造する前記ガスケット１に対し必要な肉厚に応じて適宜設定される。

前記圧縮成形工程においては、前記うず巻き筒状体５６をその軸心方向に圧縮成形する。例えば、図８に示すように、前記ガスケット１の形状に対応する固定型６１とこの固定型６１に対して進退可能な可動型６２とを用いて、前記複合体５４が軸心方向に折り畳まれるように前記圧縮成形工程を実行する。

すなわち、まず、前記うず巻き筒状体５６を前記固定型６１において内側固定型６３に外嵌させつつこの内側固定型６３と外側固定型６４との間に設置する。そして、前記可動型６２を矢印６６の方向に移動させて前記内側固定型６３と前記外側固定型６４との間に押し込む。こうして、前記うず巻き筒状体５６をその軸心方向及び径方向に圧縮成形する。

前記圧縮成形工程の終了により、前記ガスケット１を得ることができる。

１ガスケット
３第１配管
４第２配管
１１第１シール部
１２第２シール部
１３第１シール面
１６外周面
２３第２シール面
３０外周部
３１外部空間
３３金属線

Claims

膨張黒鉛と金属メッシュ材とを用いて構成され、第１配管と第２配管との間に介装される環状のガスケットであって、
前記第１配管側に接触可能な第１シール面を有し、軸心方向一端部に配置された第１シール部と、
前記第２配管側に接触可能な第２シール面を有し、軸心方向他端部に配置された第２シール部と、
前記第１配管と前記第２配管との間への介装時に大気側に通じる外部空間に露出する外周面を有し、前記第１シール部と前記第２シール部の間に配置された外周部と、
前記第１配管と前記第２配管との間への介装時に前記第１配管及び前記第２配管内の流路に露出する露出部とを備え、
前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材からなる前記外周部の外周面近傍に、前記金属メッシュ材の金属線が集中的に配置されるとともに、
前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材からなる前記露出部に、前記金属メッシュ材の金属線が集中的に配置されていることを特徴とするガスケット。
前記外周部の外周面近傍において、前記膨張黒鉛及び前記金属メッシュ材の金属線の合計体積に対する前記金属線の体積割合が、３０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。