JP2004052817A - フランジパッキン - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、安価にして高圧や偏圧が加わる状況でも高いシール性をもたらせることができるフランジパッキンを提供する。
【解決手段】本発明のフランジパッキンは、両側部にシール面を有した環状のゴム製のパッキン本体８の内部にパッキン本体８の環状形状に沿って環状の金属部材９を埋め込んだり、同じくパッキン本体８の外周部に金属環１２を嵌めるといった簡単で安価な構造を採用して、環状の金属部材９や金属環１２がもたらすゴム部材の変形を抑えようとする作用により、たとえ高圧な流体や偏圧が加わる状況で使用されても、パッキン本体８のゴム部材がフランジ２，５のシール面間からはみ出たり裂けたりするのを抑えるようにしたことにある。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フランジ同士の接続の際のシールに用いられるフランジパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
給水システムの機器の接続や配管部材の接続など水（流体）が流通する部位の接続部には、一対のフランジを用いた接続が用いられている。具体的には、同構造には、接続部をなす一方の筒状の接続端と他方の筒状の接続端とのそれぞれにフランジを連結しておき、これらフランジを突き合わせ、突き合わせたフランジ同士をボルトナットで締結することにより、双方の接続端が接続されるようにしてある。
【０００３】
通常、こうしたフランジ接続では、内部を通る流体がフランジ間から漏れないようシールしている。このシール構造には、通常、両フランジのシール面間に、全体がゴム部材で環状に形成されたゴム製のフランジパッキンを介在させ、ボルトナットがもたらす締結力でフランジパッキンをシール面に密接させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ゴム製のフランジパッキンは、全体がゴム部材で形成されているので、負担が大きい状況で使用されるような場合、例えば内部を流通する流体が高圧のときや、両フランジの締結力のばらつきを要因に偏って圧力が作用するような場合、パッキン本体の一部がフランジのシール面間からはみ出したり、パッキン本体の一部が裂けたりして、シール性が維持できなくなるおそれがある。
【０００５】
このようなはみ出しや裂けるおそれがある場合、ゴム製のフランジパッキンでなく、全体が金属部材で形成された金属製ガスケットを両フランジのシール面間に介在させることが行われている。
【０００６】
ところが、この金属製ガスケットは、高圧力に耐えるので高いシール性をもたらすが、非常に高価なので、フランジのシールには採用されにくい難点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、安価にして高圧や偏圧が加わる状況でも高いシール性をもたらせることができるフランジパッキンを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、ゴム部材で形成され、両側部にシール面を有した環状のパッキン本体の内部に、パッキン本体の環状形状に沿ってそのパッキン本体をなすゴム部材と取着されるように環状の金属部材を埋め込んだことにある。
【０００９】
これにより、フランジパッキンは、環状の金属部材がもたらすゴム部材の変形を抑えようとする作用により、高圧な流体や偏圧が加わる状況で使用されても、パッキン本体がシール面間からはみ出たり裂けたりするのが抑えられる。つまり、フランジパッキンは、環状の金属部材を埋め込むだけの簡単な構造で高いシール性が得られる。
【００１０】
同じく請求項２に記載の発明は、ゴム部材で形成され、両側部にシール面を有した環状のパッキン本体の外周部に、該パッキン本体と取着させて金属環を嵌めたことにある。
【００１１】
これにより、フランジパッキンは、金属環がもたらすゴム部材の変形抑制により、高圧な流体や偏圧が加わる状況で使用されても、パッキン本体がシール面間からはみ出たり裂けたりするのが抑えられる。つまり、フランジパッキンは、金属環を嵌めるだけの簡単な構造で高いシール性が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、さらに高いシール性が確保されるよう、パッキン本体の各シール面には、パッキン本体の環状形状に沿って複数の環状の凸部を形成したことにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００１４】
図１は、例えば給水システムの一部を示し、図中１は例えば配管部材、２は当該配管部材１の一端部に連結されたフランジ、４は上記配管部材２の一端側に直接に並ぶ配管部材、５は上記配管部材２の一端部と向き合う分配管部材４の他端部に連結されたフランジを示している。
【００１５】
これらフランジ２，５が、複数のボルトナット６（図面では１つしか図示せず）で締結してある。また各フランジ２，５の互いに向き合うシール面２ａ，５ａ間にはゴム製のフランジパッキン７が介在され、両フランジ２，５（一対）間をシールしている。このゴム製のフランジパッキン７に工夫が施してある。
【００１６】
このフランジパッキン７について説明すると、８はゴム部材で全体が形成された環状のパッキン本体である。パッキン本体８には、例えば図２（ａ），（ｂ）および図３に示されるような例えば偏平な長方形状の断面を環状に成形するとともに両側部にシール面８ａを形成した円板状の構造が用いてある。なお、パッキン本体８は、フランジ２，５のシール面２ａ，５ａの大きさにマッチした大きさで形成してある。パッキン本体８の内部には、環状の金属部材、例えば環状のプレート部材９がパッキン本体８の環状形状に沿って埋め込んである。詳しくは、環状のプレート部材９には、パッキン本体８の断面形状を小さくしたような外形をもつ円形のプレート部材が用いてある。プレート部材９の埋め込みには、型を用いてパッキン本体８を成形する際、型内部に当該プレート部材９をインサートして、パッキン本体８の全体を一体に成形する構造が用いてある。これにより、環状のプレート部材９は、パッキン本体８をなすゴム部材と取着しつつ該パッキン本体８の内部に埋め込まれる。
【００１７】
このように構成されたフランジパッキン７は、ボルトナット６で締結されるフランジ２，５間に介装されると、ゴム部材の弾性により両側にあるシール面８ａがフランジ２，５に押付けられ、各シール面２ａ，５ａとの圧着からシールが行われる。このとき、環状のプレート部材９（金属部材）はゴム部材の変形を抑えようとする作用をもたらし、ゴム部材（ゴム層）が外周側へ逃げるのを抑える。
【００１８】
この環状のプレート部材９の働きにより、フランジパッキン７は、内部を高圧な流体が流通する状況で使用されても、ボルトナット６の締付力のばらつきによりフランジパッキン７の特定の部分に偏る圧力分布をもたらす偏圧が生じている状況で使用されても、パッキン本体８の外周側のゴム部分（ゴム部材で形成されている部分）がフランジ２，５のシール面２ａ，５ａ間からはみ出たり、外周部のゴム部分の一部がはみ出しにより裂けるという支障が防止される。
【００１９】
それ故、ゴム部材だけ形成されたフランジパッキンでは得られない高いシール性が確保される。しかも、こうした効果は、ゴム部材で形成されたパッキン本体８内に環状のプレート９を埋め込むという簡単、かつ廉価な構造で得られる。
【００２０】
したがって、高いシール性をもたらすフランジパッキン７を安価に提供できる。
【００２１】
図４（ａ），（ｂ）および図５は、第２の実施形態を示す。
【００２２】
本実施形態は、第１の実施形態の変形例で、パッキン本体８の両側部の各シール面８ａとして、例えばパッキン本体８の軸心を中心とした例えば複数、例えば２つの大小異なる環状の凸部１０ａ，１０ｂを有するシート面を採用したものである。
【００２３】
このように凸部１０ａ，１０ｂを有するシール面８ａとすると、たとえ両フランジ２，５の締付けに偏りが生じたとしても、凸部１０ａ，１０ｂとフランジ２，５との間には高い面圧が得られるために、高いシール性が確保される利点がある。特に各環状の凸部１０ａ，１０ｂは、フランジ２，５との間で線接触が行われるように半円状の断面形状にすると、高いシール性が確保しやすい。
【００２４】
図６（ａ），（ｂ）および図７は、第３の実施形態を示す。本実施形態は、第１や第２の実施形態に示したような金属部材を埋設する構造ではなく、外周部に金属部材を添えるという構造で、シール性の確保を実現したものである。
【００２５】
すなわち、本実施形態は、ゴム部材で形成された環状のパッキン本体、例えば第１の実施形態で述べたような偏平な長方形状の断面を環状に成形したパッキン本体８の外周部に、金属部材、すなわち金属部材で環状（短管状）に形成してなる金属環１２が設けた構造である。金属環１２には、シール性を損なわないようパッキン本体８の厚み寸法ｔ１より長さ寸法ｔ２を小さくした部品が用いてある。この金属環１２は、例えば第１の実施形態と同様、型を用いてパッキン本体８を成形する際、型の外周部に当該金属環１２をインサートして、パッキン本体８の全体を一体に成形する構造が用いてある。これにより、金属環１２は、パッキン本体８をなすゴム部材と取着しつつ該パッキン本体８の外周部に嵌め込んである。
【００２６】
このように構成されたフランジパッキン７は、ボルトナット６で締結されるフランジ２，５間に介装されると、ゴム部材の弾性により両側にあるシール面８ａがフランジ２，５に押付けられ、各シール面２ａ，５ａとの圧着からシールが行われる。このとき、環状の金属環１２はゴム部材の変形を抑えようとする作用をもたらし、ゴム部材（ゴム層）が外周側へ逃げるのを抑える。
【００２７】
この金属環１２の働きにより、第１の実施形態と同様、フランジパッキン７は、内部を高圧な流体が流通する状況で使用されても、ボルトナット６の締付力のばらつきによりフランジパッキン７の特定の部分に偏る圧力分布をもたらす偏圧が生じている状況で使用されても、パッキン本体８の外周側のゴム部分（ゴム部材で形成されている部分）がフランジ２，５のシール面２ａ，５ａ間からはみ出たり、外周部のゴム部分の一部がはみ出しにより裂けるという支障が防止される。
【００２８】
それ故、ゴム部材だけ形成されたフランジパッキンでは得られない高いシール性が確保される。しかも、こうした効果は、ゴム部材で形成されたパッキン本体８の外周部に金属環１２を設けるという簡単、かつ廉価な構造で得られる。
【００２９】
したがって、第１の実施形態と同様、高いシール性をもたらすフランジパッキン７を安価に提供できる。
【００３０】
図８（ａ），（ｂ）および図９は、第４の実施形態を示す。
【００３１】
本実施形態は、第３の実施形態の変形例で、上記第２の実施形態と同様、パッキン本体８の両側部の各シール面８ａとして、例えばパッキン本体８の軸心を中心とした例えば複数、例えば２つの大小異なる環状の凸部１０ａ，１０ｂを有するシート面を採用したものである。なお、凸部１０ａ，１０ｂがシート面８ａをなすことから、金属環１２には、シール性を損なわないよう、凸部１０ａ，１０ｂの高さ寸法よりも長さ寸法を抑えた部品が用いてある。
【００３２】
このように凸部１０ａ，１０ｂを有するシール面８ａとすると、第２の実施形態と同様、高いシール性が確保される。なお、各環状の凸部１０ａ，１０ｂは、フランジ２，５との間で線接触が行われるよう半円状の断面形状にしてあり、高いシール性が確保される構造としてある。
【００３３】
但し、第２〜第４の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を附してその説明を省略した。
【００３４】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば第２の実施形態では、環状の平坦なプレートを用いた例を挙げたが、例えばプレート部分に同心円状に円形に曲がる波形の曲げを施したプレートを用い、プレートの曲げた円状の隆起部分を利用して、シール用の凸部を形成してもよい。また上述した各実施形態では、配管同士をつなぐフランジ間をフランジパッキンでシールする構造を挙げているが、これに限らず、機器のフランジとそれに組合うフランジとの間のシールでもよく、フランジパッキンが使用する場所には限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１、請求項２の発明によれば、環状の金属部材や金属環がもたらすゴム部材の変形を抑えようとする作用により、高圧な流体や偏圧が加わる状況で使用されても、パッキン本体がフランジのシール面間からはみ出たり裂けたりするのを抑えることができる。しかも、ゴム製のパッキン本体に環状の金属部材や金属環を組合わせるだけの簡単な構造でよい。
【００３６】
それ故、安価にして高いシール性が確保できるフランジパッキンを提供することができる。
【００３７】
請求項３の発明によれば、上記効果に加え、パッキン本体のシール面が複数の環状の凸部を有して形成してあるので、フランジの締付力が大きくばらついても、高いシール性が確保できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフランジパッキンを、そのパッキンが組付けられたフランジ構造と共に示す側断面図。
【図２】（ａ）は、フランジパッキンの正面図。
（ｂ）は、同じく側断面図。
【図３】図２（ｂ）中のＡ部を拡大して示す断面図。
【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るフランジパッキンの正面図。
（ｂ）は、同じく側断面図。
【図５】図４（ｂ）中のＢ部を拡大して示す断面図。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るフランジパッキンの正面図。
（ｂ）は、同じく側断面図。
【図７】図６（ｂ）中のＣ部を拡大して示す断面図。
【図８】（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るフランジパッキンの正面図。
（ｂ）は、同じく側断面図。
【図９】図８（ｂ）中のＤ部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
７…フランジパッキン
８…パッキン本体
８ａ…シール面
９…環状のプレート部材（環状の金属部材）
１０ａ，１０ｂ…凸部
１２…金属環。

Claims (3)

1. ゴム部材で形成され、両側部にシール面を有した環状のパッキン本体と、
   前記パッキン本体の環状形状に沿って当該パッキン本体の内部にそのパッキン本体をなすゴム部材と取着されるようにして埋め込まれた環状の金属部材と
   を具備してなるフランジパッキン。
2. ゴム部材で形成され、両側部にシール面を有する環状のパッキン本体と、
   前記パッキン本体の外周部に取着されて当該パッキン本体の外周部に嵌めた金属環と
   を具備してなるフランジパッキン。
3. 前記パッキン本体の各シール面は、前記パッキン本体の環状形状に沿う複数の環状の凸部を有してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフランジパッキン。

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