JP5108663B2 - 金属ガスケットおよび調節弁 - Google Patents

Description

この発明は、部材間の隙間を密封する金属ガスケットおよびこの金属ガスケットを用いた調節弁に関するものである。

従来より、部材間に浸入する流体のシール部材として、ガスケットが用いられている。例えば、流体の流量を調節する調節弁では、ガスケットとして渦巻形ガスケットが最もよく利用されている。

渦巻形ガスケットは、特許文献１にも示されているように、フープと呼ばれる断面波形の金属製薄帯板と、フィラと呼ばれる非金属材料のクッション材とを互いに重合させた状態で多数回渦巻状に巻回して構成されたものである。

特開２００７−１８２９５０号公報

しかしながら、渦巻形ガスケットは、シール性が良い反面、フープとフィラで異なる材料を使用しなければならない。また、フィラが外部にはみ出す虞があるので、ガスケットの幅を小さくすることが困難である。更に、密着性を確保するための最小締め付け圧力が高く、この締め付け力を発生させるボルト、ネジ等の締結部材のサイズも大きいものを使用しなければならない。このような渦巻形ガスケットの短所が調節弁の小型化・低コスト化を妨げる要因となっている。また、弁本体の流体通路面積の確保、調節弁の高容量化、流量特性など、調節弁の性能の向上を妨げる要因ともなっている。

なお、圧力や温度などの各種の制約に対して使用範囲が広く、締付力が小さくて済むガスケットとして、自封形（セルフシール形）の金属ガスケットがある。この自封形の金属ガスケットの一例を図１８に示す。図１８（ａ）は平面図、図１８（ｂ）は側断面図である。この金属ガスケット１００は、環状に形成されたステンレスなどの金属材料からなるリング部１の外周面に、断面「コ」字状の溝１ａを形成したものである。なお、溝１ａの断面形状を「Ｃ」字状としたり、「く」字状とするようなタイプもある。

この金属ガスケット１００は、図１９に示すように、部材１０１と部材１０２との間に、溝１ａの開口部をシール対象の流体に向けて装着する。なお、図１９において、一点鎖線は、部材１０１，１０２間に締付力を与える締め付けボルトの軸線を示す。この場合、流体圧がリング部１の溝１ａの内面に働き、初期締付力＋流体圧による反力がリング部１の上下のリング面（シール面）１ｂ，１ｃに作用し、面圧が増加して、シール性が高められる。

この自封形の金属ガスケット１００は、締付力が小さくて済むという長所があるが、金属製なので、リング面１ｂ，１ｃに凹凸が少しでも生じるとシール性が極端に落ちるという短所がある。このような理由から、調節弁では、シール性を重視して多くの場合、渦巻形ガスケットが使用されている。すなわち、シール性に不安のある金属ガスケットの使用が避けられ、シール性に不安のない渦巻形ガスケットが使用されている。このため、上述したような問題が発生している。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性に不安がなく、調節弁でも使用可能な金属ガスケットを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る金属ガスケット（第１発明）は、リング部の外周方向に傾斜させてリング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部として有し、このリップ部は、リング部の上面および下面に同心円状に複数設けられており、リング部の外周側に設けられたリップ部から内周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚が徐々に厚くされていることを特徴とする。

この金属ガスケットを使用する場合、リング部の外周面側をシール対象の流体に向けて、部材間に装着する。この場合、リング部の外周面側からの流体圧がリップ部の傾斜面の内面に働き、初期締付力＋流体圧による反力がリップ部に作用し、面圧が増加して、シール性が高められる。

また、外周側のリップ部が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下しても、内周側のリップ部がバックアップしてシール性を確保する。すなわち、外周側のリップ部が疲労してシール性が落ちて、流体が内周側に浸入しても、次のリップ部との間に位置する溝で受け止められ、この溝に溜まった流体がソフトシール材の役目を果たし、次のリップ部の傾斜面の内面に流体圧が働き、シール性を確保する。

この金属ガスケットにおいて、リング部の上面および下面に同心円状に複数設けるリップ部は、リングの外周側に設けられたリップ部から内周側に設けられたリップ部に向かうにしたがって徐々に厚くされている。このようにすることによって、最も外周側のリップ部を低圧流体用とし、内周側に向かって段階的に高圧流体に適したリップ部とし、シール対象の流体の様々な流体圧に対して、１種類の金属ガスケットで幅広く対応することが可能となる。

また、本発明に係る金属ガスケット（第２発明）は、リング部の内周方向に傾斜させてリング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部として有し、このリップ部は、リング部の上面および下面に同心円状に複数設けられており、リング部の内周側に設けられたリップ部から外周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚が徐々に厚くされていることを特徴とする。

この金属ガスケットを使用する場合、リングの内周面側をシール対象の流体に向けて、部材間に装着する。この場合、リングの内周面側からの流体圧がリップ部の傾斜面の内面に働き、初期締付力＋流体圧による反力がリップ部に作用し、面圧が増加して、シール性が高められる。

また、内周側のリップ部が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下しても、外周側のリップ部がバックアップしてシール性を確保する。すなわち、内周側のリップ部が疲労してシール性が落ちて、流体が外周側に浸入しても、次のリップ部との間に位置する溝で受け止められ、この溝に溜まった流体がソフトシール材の役目を果たし、次のリップ部の傾斜面の内面に流体圧が働き、シール性を確保する。

この金属ガスケットにおいて、リング部の上面および下面に同心円状に複数設けるリップ部は、リングの内周側に設けられたリップ部から外周側に設けられたリップ部に向かうにしたがって徐々に厚くされている。このようにすることによって、最も内周側のリップ部を低圧流体用とし、外周側に向かって段階的に高圧流体に適したリップ部とし、シール対象の流体の様々な流体圧に対して、１種類の金属ガスケットで幅広く対応することが可能となる。

本発明の金属ガスケット（第１、第２発明）において、リップ部は、リング部の上面および下面に切削加工によって一体的に形成されていてもよいし、リング部の上面および下面に別部材として溶接によって接合されていてもよい。リング部の上面および下面に別部材としてリップ部を溶接によって接合する方法とした場合、リング部の上面および下面に切削加工によってリップ部を一体的に形成する方法と比べ、金属ガスケットの製作が容易となる。

本発明の金属ガスケット（第１、第２発明）は、自封形であり、締付力が小さくて済む。また、リング部の上面および下面に同心円状にリップ部が複数設けられており、次々にリップ部がバックアップしてシール性を確保するので、シール性に不安がなくなり、長寿命となる。これにより、本発明の金属ガスケットは、調節弁でも使用することが可能となり、従来の渦巻形ガスケットに代えて金属ガスケットを使用することにより、調節弁の小型化・低コスト化を図ることができるようになる。また、弁本体の流体通路面積の確保、調節弁の高容量化、流量特性など、調節弁の性能の向上を図ることができるようになる。

例えば、調節弁として、入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、弁室内に形成される弁座と、弁室内を弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有し、弁室が少なくとも第１の部材と第２の部材との分割構造とされた調節弁がある。この調節弁において、弁室を構成する第１の部材と第２の部材との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、第１発明の金属ガスケットを装着する。

例えば、調節弁として、入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、この弁本体の弁室の上面を覆う上蓋と、弁室内に形成される弁座と、弁室内を弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有する調節弁がある。この調節弁において、弁室を構成する部材の上端面と上蓋の下端面との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、第２発明の金属ガスケットを装着する。

例えば、調節弁として、入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、弁室内に形成される弁座と、弁室内を弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体と、弁室を構成する部材の下端面を支持する内段面とを有する調節弁がある。この調節弁において、弁室を構成する部材の下端面と内断面との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、第２発明の金属ガスケットを装着する。

なお、本発明の金属ガスケットは、調節弁に限らず、配管フランジのガスケットや各種圧力容器のシール部分へのガスケットとして使用することができる。また、配管フランジやシール部分が装着や圧力で変形を伴うような場合は、これらの変形に合わせた形のガスケット形状とすることで、より高いシール性を確保することができる。

本発明の金属ガスケットによれば、リング部の外周方向に傾斜させてリング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部とし、このリップ部をリング部の上面および下面に同心円状に複数設け、リング部の外周側に設けられたリップ部から内周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚を徐々に厚くするようにしたので、また、リング部の内周方向に傾斜させてリング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部とし、このリップ部をリング部の上面および下面に同心円状に複数設け、リング部の内周側に設けられたリップ部から外周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚を徐々に厚くするようにしたので、次々にリップ部がバックアップしてシール性を確保するものとなり、シール性に不安がなくなり、長寿命となる。また、本発明の金属ガスケットを従来の渦巻形ガスケットに代えて使用することにより、調節弁の小型化・低コスト化・性能の向上を図ることができるようになる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔参考例１〕
図１はこの発明に係る金属ガスケットの一実施の形態（本願の第１発明の実施の形態）の説明に入る前の参考例（参考例１）を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側断面図である。図２に図１（ｂ）におけるＡ部を拡大して示す。

この金属ガスケット２００は、ステンレスなどの金属材料からなる平板状のリング部２を備え、このリング部２上下のリング面２ａおよび２ｂには、リング部２の周方向に沿って環状にリップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５が一体的に形成されている。

この金属ガスケット２００において、リップ部２ａ１〜２ａ５は、リング部２の外周方向に傾斜させた薄肉の帯とされ、切削加工によってリング面２ａに同心円状に形成されている。同様にして、リップ部２ｂ１〜２ｂ５も、リング部２の外周方向に傾斜させた薄肉の帯とされ、切削加工によってリング面２ｂに同心円状に形成されている。

また、この金属ガスケット２００において、リング面２ａには、リップ部２ａ１〜２ａ５の切削加工によって、リング部２の周方向に沿った環状の溝２Ｇａ１〜２Ｇａ５が残されている。また、リング面２ｂにも、リップ部２ｂ１〜２ｂ５の切削加工によって、リング部２の周方向に沿った環状の溝２Ｇｂ１〜２Ｇｂ５が残されている。

また、この金属ガスケット２００において、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５は、リング部２の上下面に対称に形成されており、その肉厚ｔは全て同じとされている。また、リング部２の幅は、内周側の幅（内周幅）をＷ１、リップ部２ａ１〜２ａ５の上端面からリップ部２ｂ１〜２ｂ５の下端面までの幅（外周幅）をＷ２とした場合、外周幅Ｗ２が内周幅Ｗ１よりも若干大きくされている。

なお、この参考例１では、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５のリング部１の外周方向への傾斜角度θを６０゜とし、リング部２の内周幅Ｗ１を５ｍｍ、リング部２の外周幅Ｗ２を５．２ｍｍとしている。また、リング部２の内径φ１を２２０．５ｍｍ、リング部２の外径φ２を２４５ｍｍとしている。また、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５の肉厚ｔを０．５ｍｍ、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５の隣接するリップ部間の間隔Ｈを２ｍｍ、溝２Ｇａ１〜２Ｇａ５および２Ｇｂ１〜２Ｇｂ５の深さＤを２．５ｍｍとしている。これらの寸法はあくまでも一例であり、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５の傾斜角度θは、０゜＜θ＜９０゜の範囲内の値であればよい。

この金属ガスケット２００は、図３に示すように、部材１０１と部材１０２との間に、リング部２の外周面側をシール対象の流体に向けて装着する。なお、図３において、一点鎖線は、部材１０１，１０２間に締付力を与える締め付けボルトの軸線を示す。

この場合、リング部２の外周面側からの流体圧がリップ部２ａ１，２ｂ１の傾斜面の内面に働き、初期締付力＋流体圧による反力がリップ部２ａ１，２ｂ１に作用し、面圧が増加して、シール性が高められる。これにより、自封形として、締付力が小さくて済む。

また、外周側のリップ部２ａ１，２ｂ１が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下しても、内周側のリップ部２ａ２，２ｂ２がバックアップしてシール性を確保する。すなわち、外周側のリップ部２ａ１，２ｂ１が疲労してシール性が落ちて、流体が内周側に浸入しても、次のリップ部２ａ２，２ｂ２との間に位置する溝２Ｇａ１，２Ｇｂ１で受け止められ、この溝２Ｇａ１，２Ｇｂ１に溜まった流体がソフトシール材の役目を果たし、次のリップ部２ａ２，２ｂ２の傾斜面の内面に流体圧が働き、シール性を確保する。

同様にして、外周側のリップ部２ａ２，２ｂ２が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下した場合、内周側のリップ部２ａ３，２ｂ３がバックアップしてシール性を確保し、外周側のリップ部２ａ３，２ｂ３が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下した場合、内周側のリップ部２ａ４，２ｂ４がバックアップしてシール性を確保する。

このようにして、この金属ガスケット２００では、次々にリップ部がバックアップしてシール性を確保するので、シール性に不安がなくなり、長寿命となる。また、複数の溝２Ｇａ，２Ｇｂに流体が入り込み、この溝２Ｇａ，２Ｇｂに溜まった流体がソフトシール材の役割を果たすので、シール部のうねりや傾きに対しての密封性も高いものとなる。

これにより、この金属ガスケット２００は、シール性が重視される調節弁でも使用することが可能となる。この金属ガスケット２００を従来の渦巻形ガスケットに代えて使用することにより、調節弁の小型化・低コスト化を図ることができるようになる。また、弁本体の流体通路面積の確保、調節弁の高容量化、流量特性など、調節弁の性能の向上を図ることができるようになる。また、金属ガスケット２００の寿命が長いので、メンテナンスの機会を削減することができる。

〔参考例２〕
上述した金属ガスケット２００では、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５をリング部２の上下面に対称に形成するようにしたが、図４に示すように、リップ部２ａ１〜２ａ４および２ｂ１〜２ｂ４をリング部２の上下面に非対称に形成するようにしてもよい。

〔実施の形態１〕
上述した金属ガスケット２００では、リップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５の肉厚ｔを均一としたが、図５に示すように、リング部２の外周側に設けられたリップ部２ａ１，２ｂ１から内周側に設けられたリップ部２ａ５，２ｂ４に向かうにしたがって肉厚ｔを徐々に厚くするようにしてもよい。この肉厚ｔを徐々に厚くするようにした金属ガスケットが本願の第１発明に係る金属ガスケットの一実施の形態（実施の形態１）である。

このようにすると、最も外周側のリップ部２ａ１，２ｂ１を低圧流体用とし、リップ部２ａ２，２ｂ２、２ａ３，２ｂ３、２ａ４，２ｂ４、２ａ５，２ｂ５の順（内周に向かう順）に段階的に高圧流体に適したリップ部とし、シール対象の流体の様々な流体圧に対して、１種類の金属ガスケットで幅広く対応することができるようになる。

〔参考例３〕
また、上述した金属ガスケット２００では、リング部２の上面２ａおよび下面２ｂに切削加工によってリップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５を一体的に形成するようにしたが、図６に示すように、リップ部２ａ１’〜２ａ５’および２ｂ１’〜２ｂ５’を別部材として形成し、リング部２の上面２ａおよび下面２ｂに溶接によって接合するようにしてもよい。

図６に示した例では、リング部２と同一の金属材料からなる薄板をプレス加工して断面Ｖ字状のリングを形成し、この断面Ｖ字状のリングをリップ部２ａ１’〜２ａ５’および２ｂ１’〜２ｂ５’として、リング部２の上面２ａおよび下面２ｂに溶接によってシームレスに接合している。

このような方法でリング部２にリップ部２ａ１’〜２ａ５’および２ｂ１’〜２ｂ５’を形成することにより、切削加工によってリップ部２ａ１〜２ａ５および２ｂ１〜２ｂ５を形成する方法と比べ、金属ガスケットの製作が容易となり、コストダウンを図ることができる。

〔参考例４〕
図７はこの発明に係る金属ガスケットの別の実施の形態（本願の第２発明の実施の形態）の説明に入る前の参考例（参考例４）を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側断面図である。図８に図７（ｂ）におけるＢ部を拡大して示す。

この金属ガスケット３００は、ステンレスなどの金属材料からなる平板状のリング部３を備え、このリング部３の上下のリング面３ａおよび３ｂには、リング部３の周方向に沿って環状にリップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５が一体的に形成されている。

この金属ガスケット２００において、リップ部３ａ１〜３ａ５は、リング部３の内周方向に傾斜させた薄肉の帯とされ、切削加工によってリング面３ａに同心円状に形成されている。同様にして、リップ部３ｂ１〜３ｂ５も、リング部３の内周方向に傾斜させた薄肉の帯とされ、切削加工によってリング面３ｂに同心円状に形成されている。

また、この金属ガスケット３００において、リング面３ａには、リップ部３ａ１〜３ａ５の切削加工によって、リング部３の周方向に沿った環状の溝３Ｇａ１〜３Ｇａ５が残されている。同様にして、リング面３ｂにも、リップ部３ｂ１〜３ｂ５の切削加工後によって、リング部３の周方向に沿った環状の溝３Ｇｂ１〜３Ｇｂ５が残されている。

また、この金属ガスケット３００において、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５は、リング部３の上下面に対称に形成されており、その肉厚ｔは全て同じとされている。また、リング部３の幅は、内周側の幅（内周幅）をＷ１、リップ部３ａ１〜３ａ５の上端面からリップ部３ｂ１〜３ｂ５の下端面までの幅（外周幅）をＷ２とした場合、外周幅Ｗ２が内周幅Ｗ１よりも若干大きくされている。

なお、この参考例４では、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５のリング部１の内周方向への傾斜角度θを６０゜とし、リング部３の内周幅Ｗ１を５ｍｍ、リング部３の外周幅Ｗ２を５．２ｍｍとしている。また、リング部３の内径φ１を２２０．５ｍｍ、リング部３の外径φ２を２４５ｍｍとしている。また、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５の肉厚ｔを０．５ｍｍ、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５の隣接するリップ部間の間隔Ｈを２ｍｍ、溝３Ｇａ１〜３Ｇａ５および３Ｇｂ１〜３Ｇｂ５の深さＤを２．５ｍｍとしている。これらの寸法はあくまでも一例であり、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５の傾斜角度θは、０゜＜θ＜９０゜の範囲内の値であればよい。

この金属ガスケット３００は、図９に示すように、部材１０１と部材１０２との間に、リング部３の内周面側をシール対象の流体に向けて装着する。なお、図９において、一点鎖線は、部材１０１，１０２間に締付力を与える締め付けボルトの軸線を示す。

この場合、リング部３の内周面側からの流体圧がリップ部３ａ１，３ｂ１の傾斜面の内面に働き、初期締付力＋流体圧による反力がリップ部３ａ１，３ｂ１に作用し、面圧が増加して、シール性が高められる。これにより、自封形として、締付力が小さくて済む。

また、内周側のリップ部３ａ１，３ｂ１が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下しても、外周側のリップ部３ａ２，３ｂ２がバックアップしてシール性を確保する。すなわち、内周側のリップ部３ａ１，３ｂ１が疲労してシール性が落ちて、流体が外周側に浸入しても、次のリップ部３ａ２，３ｂ２との間に位置する溝３Ｇａ２，３Ｇｂ２で受け止められ、この溝３Ｇａ２，３Ｇｂ２に溜まった流体がソフトシール材の役目を果たし、次のリップ部３ａ２，３ｂ２の傾斜面の内面に流体圧が働き、シール性を確保する。

同様にして、内周側のリップ部３ａ２，３ｂ２が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下した場合、外周側のリップ部３ａ３，３ｂ３がバックアップしてシール性を確保し、内周側のリップ部３ａ３，３ｂ３が疲労して凹凸が発生し、シール性が低下した場合、外周側のリップ部３ａ４，３ｂ４がバックアップしてシール性を確保する。

このようにして、この金属ガスケット３００では、次々にリップ部がバックアップしてシール性を確保するので、シール性に不安がなくなり、長寿命となる。また、複数の溝３Ｇａ，３Ｇｂに流体が入り込み、この溝３Ｇａ，３Ｇｂに溜まった流体がソフトシール材の役割を果たすので、シール部のうねりや傾きに対しての密封性も高いものとなる。

これにより、この金属ガスケット３００は、シール性が重視される調節弁でもを使用することが可能となる。この金属ガスケット３００を従来の渦巻形ガスケットに代えて使用することにより、調節弁の小型化・低コスト化を図ることができるようになる。また、弁本体の流体通路面積の確保、調節弁の高容量化、流量特性など、調節弁の性能の向上を図ることができるようになる。また、金属ガスケット３００の寿命が長いので、メンテナンスの機会を削減することができる。

〔参考例５〕
上述した金属ガスケット３００では、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５をリング部３の上下面に対称に形成するようにしたが、図１０に示すように、リップ部３ａ１〜３ａ４および３ｂ１〜３ｂ４をリング部３の上下面に非対称に形成するようにしてもよい。

〔実施の形態２〕
また、上述した金属ガスケット３００では、リップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５の肉厚ｔを均一としたが、図１１に示すように、リング部３の内周側に設けられたリップ部３ａ１，３ｂ１から外周側に設けられたリップ部３ａ５，３ｂ４に向かうにしたがって肉厚ｔを徐々に厚くするようにしてもよい。この肉厚ｔを徐々に厚くするようにした金属ガスケットが本願の第２発明に係る金属ガスケットの一実施の形態（実施の形態２）である。

このようにすると、最も内周側のリップ部３ａ１，３ｂ１を低圧流体用とし、リップ部３ａ２，３ｂ２、３ａ３，３ｂ３、３ａ４，３ｂ４、３ａ５，３ｂ５の順（外周に向かう順）に段階的に高圧流体に適したリップ部とし、シール対象の流体の様々な流体圧に対して、１種類の金属ガスケットで幅広く対応することができるようになる。

〔参考例６〕
また、上述した金属ガスケット３００では、リング部３の上面３ａおよび下面３ｂに切削加工によってリップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５を一体的に形成するようにしたが、図１２に示すように、リップ部３ａ１’〜３ａ５’および３ｂ１’〜３ｂ５’を別部材として形成し、リング部３の上面３ａおよび下面３ｂに溶接によって接合するようにしてもよい。

図１２に示した例では、リング部３と同一の金属材料からなる薄板をプレス加工して断面Ｖ字状のリングを形成し、この断面Ｖ字状のリングをリップ部３ａ１’〜３ａ５’および３ｂ１’〜３ｂ５’として、リング部３の上面３ａおよび下面３ｂに溶接によってシームレスに接合している。

このような方法でリング部３にリップ部３ａ１’〜３ａ５’および３ｂ１’〜３ｂ５’を形成することにより、切削加工によってリップ部３ａ１〜３ａ５および３ｂ１〜３ｂ５を形成する方法と比べ、金属ガスケットの製作が容易となり、コストダウンを図ることができる。

〔調節弁における使用例〕
図１３に上述した金属ガスケット２００および３００の調節弁における使用例を示す。この調節弁４００は、入口流路４および出口流路５ならびに弁室（ケージ）６を備える弁本体（ケーシング）７と、弁本体７の弁室６の上面を覆う上蓋８と、弁室６内に形成される弁座９と、弁室６内を弁座９に対して接離する方向に移動可能とされる弁体１０とを有している。弁体１０には弁軸１１が設けられている。

この調節弁４００において、弁室６は、下ケージ６−１と上ケージ６−２との分割構造とされている。下ケージ６−１は弁本体７内の内段面１２にねじ込み構造で固定されている。上ケージ６−２は下ケージ６−１の上部に嵌め込まれ、ボルトナットで上蓋８と下ケージ６−１との間に組み付けられている。下ケージ６−１には流体の流入口１３および流出口１４が形成されている。

この調節弁４００において、下ケージ６−１と上ケージ６−２との間に、すなわち下ケージ６−１の上端面と上ケージ６−２の下端面との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、金属ガスケット２００が設けられている。また、上ケージ６−１と上蓋８との間に、すなわち上ケージ６−２の上端面と上蓋８の下端面との間に、この間に浸入するシール部材として、金属ガスケット３００が設けられている。また、下ケージ６−１と内段面１２との間に、すなわち下ケージ６−１の下端面と内段面１２との間に、この間に浸入するシール部材として、金属ガスケット３００が設けられている。

この調節弁４００において、下ケージ６−１と上ケージ６−２との間に設けられた金属ガスケット２００は、弁室６内に流入しようとする流体の流れを阻止する。上ケージ６−２と上蓋８との間に設けられた金属ガスケット３００は、弁室６内から外部へ流出しようとする流体の流れを阻止する。下ケージ６−１と内段面１２との間に設けられた金属ガスケット３００は、弁体１０が閉じられたときに弁室６側内に流入しようとする流体の流れを阻止する。

〔配管フランジにおける使用例〕
図１４に配管フランジにおける使用例を示す。図１４において、１５は第１の配管、１６は第２の配管であり、配管１５，１６にはフランジ１７，１８が溶接されている。この配管１５と配管１６とを接続する場合、フランジ１７とフランジ１８との間に金属ガスケット３００を装着し、フランジ１７とフランジ１８とをボルト１９とナット２０で締め付け、金属ガスケット３００に圧縮力を発生させる。

この使用例において、金属ガスケット３００に配管１５，１６内の圧力以上の圧縮力が働くようにボルト１９とナット２０を締め付ければ、配管１５，１６内の圧力は外部へ漏れなくなる。この使用例において、金属ガスケット３００は、配管１５，１６内から流出しようとする流体の流れを阻止する。

図１４に示した配管フランジにおける使用例において、ボルト１９とナット２０を強固に締め付けた時、図１５にデフォルメして示すように、フランジ１７とフランジ１８が内側に変形することがある。この場合、フランジ１７，１８間に挟まれた金属ガスケット３００は、その外周幅Ｗ２を全てのリップ部において同一としているので、外周部側が大きく変形して狭くなり、フランジ１７とフランジ１８との間に均一なガスケット幅が得られない。

これに対して、図１６に示すように、金属ガスケット３００の外周幅Ｗ２を内周側のリップ部３ａ１，３ｂ１から外周側のリップ部３ａ５，３ｂ５に向かうにつれて大きくするようにれば、フランジ１７とフランジ１８が内側に変形しても、外周側の幅の広いリップ部を圧縮することになり、フランジ１７とフランジ１８との間に均一なガスケット幅を得ることが可能となる（図１７参照）。

この金属ガスケット３００と同様にして、金属ガスケット２００についても、その外周幅Ｗ２をリップ部３ａ５，３ｂ５からリップ部３ａ１，３ｂ１に向かうにつれて大きくするような形としてもよい。

また、上述した金属ガスケット２００，３００において、リング部２，３はステンレスなどの単一の金属材料から形成されているものとしたが、耐食性・耐熱性のある合金（例えば、インコネル）を金属材料として形成されているものとしてもよい。

本発明に係る金属ガスケットの一実施の形態の説明に入る前の参考例（参考 例１）を示す平面図および側断面図である。 図１（ｂ）におけるＡ部を拡大して示した図である。 この金属ガスケットをリング部の外周面側をシール対象の流体に向けて部材間に装着した状態を示す図である。 リング部の上下面に非対称にリップ部を形成するようにした例（参考例２）を示す図である。 リング部の外周側に設けられたリップ部から内周側に設けられたリップ部に向かうにしたがって肉厚を徐々に厚くするようにした例（実施の形態１）を示す図である。 別部材として形成したリップ部をリング部の上面および下面に溶接によって接合するようにした例（参考例３）を示す図である。 本発明に係る金属ガスケットの別の実施の形態の説明に入る前の参考例（参 考例４）を示す平面図および側断面図である。 図７（ｂ）におけるＢ部を拡大して示した図である。 この金属ガスケットをリング部の内周面側をシール対象の流体に向けて部材間に装着した状態を示す図である。 リング部の上下面に非対称にリップ部を形成するようにした例（参考例５）を示す図である。 リング部の内周側に設けられたリップ部から外周側に設けられたリップ部に向かうにしたがって肉厚を徐々に厚くするようにした例（実施の形態２）を示す図である。 別部材として形成したリップ部をリング部の上面および下面に溶接によって接合するようにした例（参考例６）を示す図である。 本発明に係る金属ガスケットの調節弁における使用例を示す図である。 本発明に係る金属ガスケットの配管フランジにおける使用例を示す図である。 この配管フランジにおける使用例においてボルトとナットを強固に締め付けた時の状態をデフォルメして示した図である。 金属ガスケットの外周幅を内周側のリップ部から外周側のリップ部に向かうにつれて大きくするようにした例を示す図である。 外周幅を内周側のリップ部から外周側のリップ部に向かうにつれて大きくするようにした金属ガスケットを使用した場合のボルトとナットを強固に締め付けた時の状態をデフォルメして示した図である。 従来の自封形の金属ガスケットの一例を示す平面図および側断面図である。 従来の自封形の金属ガスケットを外周面に形成された溝の開口部をシール対象の流体に向けて部材間に装着した状態を示す図である。

符号の説明

２…リング部、２ａ，２ｂ…リング面、２ａ１〜２ａ５，２ｂ１〜２ｂ５…リップ部、２Ｇａ１〜２Ｇａ５，２Ｇｂ１〜２Ｇｂ５…溝、２ａ１’〜２ａ５’，２ｂ１’〜２ｂ５’…リップ部（別部材）、３…リング部、３ａ，３ｂ…リング面、３ａ１〜３ａ５，３ｂ１〜３ｂ５…リップ部、３Ｇａ１〜３Ｇａ５，３Ｇｂ１〜３Ｇｂ５…溝、３ａ１’〜３ａ５’，３ｂ１’〜３ｂ５’…リップ部（別部材）、２００，３００…金属ガスケット、１０１…第１の部材、１０２…第２の部材、４００…調節弁、４…入口流路、５…出口流路、６…弁室（ケージ）、６−１…下ケージ、６−２…上ケージ、７…弁本体（ケーシング）、８…上蓋、９…弁座、１０…弁体、１１…弁軸、１２…内段面、１３…流入口、１４…流出口、１５…第１の配管、１６…第２の配管、１７，１８…フランジ、１９…ボルト、２０…ナット。

Claims (8)

1. 金属材料からなる環状のリング部を備え、
   前記リング部は、
   当該リング部の外周方向に傾斜させて当該リング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部として有し、
   前記リップ部は、
   前記リング部の上面および下面に同心円状に複数設けられており、前記リング部の外周側に設けられたリップ部から内周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚が徐々に厚くされている
   ことを特徴とする金属ガスケット。
2. 金属材料からなる環状のリング部を備え、
   前記リング部は、
   当該リング部の内周方向に傾斜させて当該リング部の周方向に沿って環状に形成された薄肉の帯をリップ部として有し、
   前記リップ部は、
   前記リング部の上面および下面に同心円状に複数設けられており、前記リング部の内周側に設けられたリップ部から外周側に設けられたリップ部に向かうにしたがってその肉厚が徐々に厚くされている
   ことを特徴とする金属ガスケット。
3. 請求項１又は２に記載された金属ガスケットにおいて、
   前記リング部は、
   隣接する前記リップ部間に溝部を有する
   ことを特徴とする金属ガスケット。
4. 請求項１又は２に記載された金属ガスケットにおいて、
   前記リップ部は、
   前記リング部の上面および下面に切削加工によって一体的に形成されている
   ことを特徴とする金属ガスケット。
5. 請求項１又は２に記載された金属ガスケットにおいて、
   前記リップ部は、
   前記リング部の上面および下面に別部材として溶接によって接合されている
   ことを特徴とする金属ガスケット。
6. 入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、前記弁室内に形成される弁座と、前記弁室内を前記弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有し、前記弁室が少なくとも第１の部材と第２の部材との分割構造とされた調節弁において、
   前記弁室を構成する第１の部材と第２の部材との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、請求項１に記載された金属ガスケットが装着されている
   ことを特徴とする調節弁。
7. 入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、この弁本体の弁室の上面を覆う上蓋と、前記弁室内に形成される弁座と、前記弁室内を前記弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有する調節弁において、
   前記弁室を構成する部材の上端面と前記上蓋の下端面との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、請求項２に記載された金属ガスケットが装着されている
   ことを特徴とする調節弁。
8. 入口流路および出口流路ならびに弁室を備える弁本体と、前記弁室内に形成される弁座と、前記弁室内を前記弁座に対して接離する方向に移動可能とされる弁体と、前記弁室を構成する部材の下端面を支持する内段面とを有する調節弁において、
   前記弁室を構成する部材の下端面と前記内段面との間に、この間に浸入する流体のシール部材として、請求項２に記載された金属ガスケットが装着されている
   ことを特徴とする調節弁。

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