CN108351028A - 金属密封垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属密封垫，能够对盐水等外部异物发挥优异的密封效果，并且在此基础上，还可对应安装使用金属密封垫的状况为要求密封压力较低的情况而具备较低反作用力的构造。为了实现该目的，该金属密封垫夹在一对框体之间，密封框体的内部空间，并且抑制外部异物侵入框体与密封垫之间的间隙，具有从内周缘部到外周缘部使整面呈平面状的直线部，在直线部的外周缘部一体设置有朝向斜外侧设置且与一个框体接触的弯曲凸缘部。弯曲凸缘部同时用作密封框体的内部空间的对内密封件以及抑制外部异物侵入框体与密封垫之间的间隙的对外密封件。

Description

金属密封垫

技术领域

本发明涉及与密封技术相关的密封垫，更详细地讲，涉及在平面上具备凸缘构造的平板状的金属密封垫。本发明的金属密封垫例如可用于汽车相关领域，或者可用于通常产业机械领域等。

背景技术

例如用于汽车相关领域的金属密封垫中，存在汽车在海滨地带、寒冷地域行驶于散布有融雪剂区域的情况等，作为规格评估项目，有时会进行盐水喷雾实验(特别是在框体内部收纳电子部件等情况、发动机室内可能附着盐水、融雪剂等的情况等)。在该情况下，如果安装金属密封垫的对象侧的框体(壳体)是铝合金(ADC12等)制，则会在金属密封垫与框体之间的间隙中残留(附着)盐水，经过反复干燥以及湿润，会发生盐水(离子浓度差)引起的铝合金腐蚀(缝隙腐蚀)。金属密封垫可以通过与框体接触的凸缘构造的反作用力来发挥密封功能，但是，如果框体的腐蚀部分贯穿凸缘构造形成的密封线，则会破坏密封功能。并且，框体为铁类材质时也会发生腐蚀，但铝比铁类的离子化倾向还大，因此，特别容易被腐蚀。

图5(A)示出了现有例所涉及的金属密封垫51，该金属密封垫51具备平板状的直线部52，在该直线部52的平面上一体设置有凸缘部53。图5(B)表示该金属密封垫51被夹在一对框体61、62之间发生弹性变形的状态，此时，如图所示，在直线部52与一个(图中下方)框体61之间，形成相对于框体外部O开放的截面呈楔形的间隙c。由此，在该间隙c中侵入框体外部O的盐水等(未图示)而在框体61的平面上发生腐蚀(缝隙腐蚀)，如果腐蚀部分F贯穿密封线SL，则会破坏密封功能。

为了抑制上述框体61的腐蚀导致密封功能降低的情况，本申请的申请人之前提出了图6(A)所示的金属密封垫51(参照专利文献1)。

因此，该图6(A)的金属密封垫51中，在直线部52的平面上设置有凸缘部53，并在直线部52的外周缘部设置有弯曲凸缘部54。如图6(B)所示，当金属密封垫51被夹在一对框体61、62之间发生弹性变形时，弯曲凸缘部54的前端部54a与一个框体61接触，因此，可以封闭直线部52与一个框体61之间的间隙c。由此，框体外部O的盐水等(未图示)无法侵入到该间隙c中，因此，能够使框体61不会被腐蚀而抑制密封功能降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-61002号公报

在上述图6(A)(B)的金属密封垫51中，设置在直线部52的平面上的的凸缘部53作为密封框体61、62的内部空间的对内密封件发挥作用，并且设置在直线部52的外周缘部的弯曲凸缘部54作为抑制盐水等外部异物侵入至直线部52与一个框体61之间的间隙c的对外密封件发挥作用。由此，通过这种双重凸缘构成的双重密封构造，既能够对框体61、62的内部空间发挥优异的密封效果，还能够对外部异物发挥优异的密封效果，但是，作为安装使用该金属密封垫51的状况，当要求密封压力较低时，有时并不需要双重凸缘构成的双重密封构造。

发明内容

本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供金属密封垫，能够对盐水等外部异物发挥优异密封效果，并且在此基础上，对应安装使用金属密封垫的状况为要求密封压力较低的情况而具备较低反作用力的构造。

为了实现上述目的，本发明的金属密封垫是夹在一对框体之间的金属密封垫，该金属密封垫在密封所述框体的内部空间的同时抑制外部异物侵入至所述框体与该密封垫之间的间隙，其特征在于，具有从内周缘部到外周缘部使整面呈平面状的直线部，在所述直线部的外周缘部一体设置有朝向斜外侧设置且与一个所述框体接触的弯曲凸缘部，将所述弯曲凸缘部同时用作密封所述框体的内部空间的对内密封件以及抑制外部异物侵入至所述框体与该密封垫之间的间隙的对外密封件。

在具备上述结构的本发明的金属密封垫中，在直线部的外周缘部一体设置有朝向斜外侧设置且与一个框体接触的弯曲凸缘部，直线部从其内周缘部到外周缘部使整面呈平面状，因此，在该直线部中未设置除了弯曲凸缘部以外的凸缘部。由此，弯曲凸缘部形成为该金属密封垫中的唯一凸缘，该唯一凸缘可以兼用作密封框体的内部空间的对内密封件以及抑制外部异物侵入至框体与该密封垫之间的间隙的对外密封件。唯一(单一)的凸缘构成的密封构造与双重凸缘构成密封构造相比，具有较低的反作用力。由此，根据本发明，能够提供以下金属密封垫，在直线部的外周缘部设置有弯曲凸缘部，因此，能够对盐水等外部异物发挥优异的密封效果，并且在此基础上，对应安装使用金属密封垫的状况是要求密封压力较低的情况，具备较低反作用力的由单一凸缘构成的密封构造。

作为唯一(单一)的凸缘设置的弯曲凸缘部的大小，优选将其凸缘宽度设定在0.5～1.3mm的范围内，将上升高度设定在0.25～0.7mm的范围内(后面说明理由)。

另外，作为金属密封垫的整体，可以是仅由金属板构成的单一金属的密封垫，但是，优选为在金属板的表面覆盖有橡胶层的层叠型金属密封垫，由此，橡胶层与安装对象即框体接触，因此，能够期待发挥基于橡胶层的弹性密封效果。

根据本发明，能够提供以下的金属密封垫，能够对盐水等外部异物发挥优异的密封效果，并且在此基础上，对应安装使用金属密封垫状况为要求密封压力较低的情况，具备较低反作用力的构造。

在要求密封压力较低的情况下，仅通过外周凸缘(或者说内外周凸缘)就能够提高压缩性、盐水密封性、气孔密封性。

由于凸缘压缩性优异，因此，能够较宽地确保接触宽度。对于盐水侵入导致的缝隙腐蚀，密封垫的接触宽度也是主要因素，因此，确认了不存在主凸缘也能够提高盐水密封性。另外，在对象面具有气孔等的情况下，由于接触宽度优异，因此也能够发挥效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施例所涉及的金属密封垫的图，图(A)是其俯视图，图(B)是其主要部分的放大截面图、且是沿(A)中的B-B线的放大截面图。

图2是同一金属密封垫的主要部分的放大截面图。

图3是表示比较例所涉及的金属密封垫的图，图(A)是其俯视图，图(B)是其主要部分的放大截面图，是沿(A)中的C-C线的放大截面图。

图4是表示比较试验结果的曲线图。

图5是表示现有技术所涉及的金属密封垫的图，图(A)是其主要部分的截面图，图(B)是表示其安装状态的主要部分的截面图。

图6是表示现有技术所涉及的金属密封垫的图，图(A)是其主要部分的截面图，图(B)是表示其安装状态的主要部分的截面图。

符号说明

11 金属密封垫

12 直线部

12a 内周端部

12b 外周端部

13 颚部

14 螺孔

15 弯曲凸缘部

21 金属板

22、23 橡胶层

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施例进行说明。

图1(A)、(B)表示本发明的实施例所涉及的金属密封垫11。该实施例所涉及的金属密封垫11是平面呈圆形、形成为环状的平板状的金属密封垫。另外，该金属密封垫11是夹在一对框体(壳体，未图示，参照图5或者图6)间使用的密封垫，作为其功能，密封框体的内部空间，并且密封盐水、融雪剂等外部异物，从而抑制外部异物侵入至框体与该密封垫11之间的间隙。

金属密封垫11具有从内周缘部12a到外周缘部12b使整面形成为平面状的环状的直线部12。在直线部12的外周侧，作为该直线部12的一部分在同一平面上沿圆周一体设置有多个(图中为等分配置四个)颚部13，在每个颚部13设置有用于插入组装螺栓(未图示)的螺孔14。

在包含颚部13的直线部12的外周缘部12b一体设置有从该外周缘部12b朝向斜外侧(径向外侧且厚度方向的一个方向)上升形成的弯曲凸缘部15。弯曲凸缘部15设置在外周缘部12b的整个周围。

另外，金属密封垫11具备金属板(钢板层)21，在该金属板21的厚度方向的两面分别整面覆盖(粘接)有橡胶层(表面橡胶层)22、23。由此，金属密封垫11形成由金属板21的表面覆盖有橡胶层22、23的金属板21以及橡胶层22、23组合而成的层叠型金属密封垫(橡胶涂层金属密封垫)。

对于上述弯曲凸缘部15的大小，如图2所示，优选将其凸缘宽度w设定在0.3～5mm的范围内，并且，将上升高度h设定在0.1～5mm的范围内，并且，更优选将凸缘宽度w设定在0.5～1.3mm的范围内，并且将上升高度h设定在0.25～0.7mm的范围内。其理由如下。

即，当宽度w小于0.5mm时，压缩性显著变差。当宽度w超过1.3mm时，反作用力特性显著降低，密封面压降低。当高度h小于0.25mm时，压缩性显著变差，难以压缩。当高度h超过0.7mm时，会对橡胶施加较高的拉伸应力，可能使橡胶破损。弯曲凸缘部15相对于直线部12的弯曲角度θ可根据与宽度w以及高度h的三角比例决定。

对于具备上述结构的金属密封垫11，在直线部12的外周缘部12b一体设置有从外周缘部12b朝向斜外侧上升形成的弯曲凸缘部15，直线部12形成为从其内周缘部12a到外周缘部12b使整面呈平面状，因此，在该直线部12中除了弯曲凸缘部15以外未设置凸缘部。由此，弯曲凸缘部15是该金属密封垫11中的唯一的密封凸缘，该唯一的密封凸缘即弯曲凸缘部15可同时用作密封框体的内部空间的对内密封件以及密封盐水、融雪剂等外部异物、抑制外部异物侵入至框体与该密封垫11之间的间隙的对外密封件。唯一(单一)的凸缘构成的密封构造与双重凸缘构成的密封构造相比，可设定为较低的反作用力。由此，能够提供以下的金属密封垫11，在直线部12的外周缘部12b设置有弯曲凸缘部15，因此，能够对盐水等外部异物发挥优异的密封效果，并且在此基础上，可对应安装使用金属密封垫11的状况为要求密封压力较低的情况而具备较低反作用力的由单一凸缘构成的密封构造。

对于上述较低反作用力，进行比较试验，结果如下所示。

即，图3表示比较例所涉及的金属密封垫31。在该金属密封垫31中，在直线部32的外周缘部32b一体形成有从该外周缘部32b朝向斜外侧上升形成的弯曲凸缘部35，并且在直线部32的平面上设置有由全凸缘构成的凸缘部36。

在该比较例所涉及的金属密封垫31中，安装时同时压缩弯曲凸缘部35以及由全凸缘构成的凸缘部36，因此，负荷与位移的关系如图4的曲线图中的虚线D所示，与此相对，在上述实施例所涉及的金属密封垫11中，安装时仅压缩弯曲凸缘部15，因此，负荷与位移的关系如图4的曲线图中的实线E所示。由此，根据该比较可以判定，上述实施例所涉及的金属密封垫11能够在一定的负荷下得到较大的位移，由此，可设定较低反作用力的特性。

另外，根据上述实施例所涉及的金属密封垫11，与比较例相比，可省略由全凸缘构成的凸缘部36，因此，能够缩小密封垫11的径向宽度。由此，在密封垫安装部位的平面宽度较窄的制品中也能够安装该密封垫11。

另外，同样与比较例相比，压缩性优异，因此，能够缩小一对框体的间隔，由此，盐水等难以侵入，因此，难以发生缝隙腐蚀。另外，在一对框体之间仅压缩弯曲凸缘部15，因此，能够集中密封面压，由此，能够提高密封性。对于密封垫的成形性，并不是使钢板延展，因此，在框体的平面度较差的情况下也能够以不提高密封垫的反作用力的方式进行设计。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种金属密封垫，夹在一对框体之间，用于密封所述框体的内部空间并抑制外部异物侵入所述框体与该密封垫之间的间隙，其特征在于，

具有从内周缘部到外周缘部使整面呈平面状的直线部，

在所述直线部的外周缘部一体设置有朝向斜外侧设置且与一个所述框体接触的弯曲凸缘部，

将所述弯曲凸缘部同时用作密封所述框体的内部空间的对内密封件以及抑制外部异物侵入所述框体与该密封垫之间的间隙的对外密封件，

所述弯曲凸缘部形成为该金属密封垫中的唯一凸缘，并且所述直线部和所述弯曲凸缘部之间的屈曲点形成为该金属密封垫中的唯一屈曲点，

对于所述弯曲凸缘部，将其凸缘宽度设定在0.5～1.3mm的范围内，将其上升高度设定在0.25～0.7mm的范围。

2.根据权利要求1所述的金属密封垫，其特征在于，

该金属密封垫是在金属板的表面覆盖有橡胶层的层叠型金属密封垫。

Claims (3)

1.一种金属密封垫，夹在一对框体之间，用于密封所述框体的内部空间并抑制外部异物侵入所述框体与该密封垫之间的间隙，其特征在于，

具有从内周缘部到外周缘部使整面呈平面状的直线部，

在所述直线部的外周缘部一体设置有朝向斜外侧设置且与一个所述框体接触的弯曲凸缘部，

将所述弯曲凸缘部同时用作密封所述框体的内部空间的对内密封件以及抑制外部异物侵入所述框体与该密封垫之间的间隙的对外密封件。

2.根据权利要求1所述的金属密封垫，其特征在于，

对于所述弯曲凸缘部，将其凸缘宽度设定在0.5～1.3mm的范围内，将其上升高度设定在0.25～0.7mm的范围。

3.根据权利要求1或2所述的金属密封垫，其特征在于，

该金属密封垫是在金属板的表面覆盖有橡胶层的层叠型金属密封垫。