CN111417805A - 垫圈及密封结构 - Google Patents

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CN111417805A CN201980005173.3A CN201980005173A CN111417805A CN 111417805 A CN111417805 A CN 111417805A CN 201980005173 A CN201980005173 A CN 201980005173A CN 111417805 A CN111417805 A CN 111417805A
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Abstract

本发明提供一种垫圈及密封结构，其能够进一步抑制夹持垫圈的构件的腐蚀速度。在垫圈(1)中，上侧垫圈构件(10)及下侧垫圈构件(20)对置配置。上侧垫圈构件(10)包括：环状平板的上侧基部(13)；上侧外周部(14)，其从上侧基部(13)的外周缘部(13d)朝向上侧(箭头a方向)倾斜地延伸；及环状平板的上侧外周侧环状部(15)，其从上侧外周部(14)的外周缘部(14d)朝向上侧基部(13)的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。并且，下侧垫圈构件(20)包括：环状平板的下侧基部(23)；下侧外周部(24)，其从下侧基部(23)的外周缘部(23d)朝向下侧(箭头b方向)倾斜地延伸；及环状平板的下侧外周侧环状部(25)，其从下侧外周部(24)的外周缘部(24d)朝向下侧基部(23)的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。

Description

垫圈及密封结构
技术领域
本发明涉及一种垫圈及密封结构，尤其涉及用于车辆、通用设备等的垫圈及密封结构。
背景技术
在车辆、通用设备(例如汽车)中，为了在将发动机、电子零件容纳于内部的装置等中密封壳体而使用垫圈。垫圈例如以压缩状态被夹持在组合形成壳体的一对构件之间而弹性变形，从而实现所述一对构件之间的密封，并实现壳体的密封。
汽车可能会在海滨区域或喷洒有融雪剂的区域行驶。此时，汽车的零件上会附着盐水或融雪剂，盐水或融雪剂可能会进入用于夹紧垫圈的构件之间的间隙并残留。残留的盐水或融雪剂可能会导致夹紧垫圈的构件发生腐蚀。
当夹紧垫圈的构件由铝合金形成时，由于铝的电离倾向高，因此夹紧垫圈的构件容易被残留的盐水或融雪剂腐蚀。当腐蚀部分超过垫圈密封线时，则垫圈的密封功能会下降或者消失。因此，通常会对使用垫圈的零件预先进行盐水喷雾测试，进行耐腐蚀性能的评估。
在盐水喷雾测试中，针对设置有垫圈的零件，使盐水残留在夹紧垫圈的构件之间的间隙中，并将该零件交替重复干燥状态与湿润状态，从而进行对盐水的耐腐蚀性能的评估。
由此，为了防止垫圈的密封性能下降，优选夹紧垫圈的构件不会被盐水或融雪剂腐蚀，并在之前提出各种垫圈结构，用来防止夹紧垫圈的构件被盐水或融雪剂腐蚀。
作为这种现有的垫圈结构，例如在未被夹紧的自由状态下，包括金属板及膜状覆盖层，该膜状覆盖层由弹性体形成，并覆盖金属板的至少一部分。金属板包括：环状基部、从基部的内周侧边缘即内周缘延伸的内周部、以及从基部的外周侧边缘即外周缘延伸的外周部。内周部从基部的内周缘朝向基部的下表面所面向的一侧倾斜延伸，外周部从基部的外周缘朝向基部的下表面所面向的一侧倾斜延伸。
并且，在这种现有的垫圈结构中，在组装状态下，垫圈被夹在一对构件之间，在基部的下表面的中央部及其附近隔着覆盖层而接触一构件的平面。由此，在垫圈与一对构件之间形成五条密封线(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1国际公开第2017/187978号。
发明内容
(发明要解决的问题)
在这种现有的垫圈结构中，一构件与垫圈的外周部之间存在间隙。在此，只要能够减小该构件与垫圈的外周部之间的间隙，盐水就难以残留在该构件与垫圈的外周部之间的间隙处，从而可以进一步抑制该构件的腐蚀速度。因此，针对现有的垫圈，要求一种结构，能够进一步抑制夹紧垫圈的构件的腐蚀速度。
本发明是鉴于上述问题研究而成的，其目的是提供一种可以进一步抑制夹紧垫圈的构件的腐蚀速度的垫圈及密封结构。
(用于解决问题的方案)
为了实现上述目的，本发明涉及的垫圈包括一对垫圈构件，其包含金属板、及被覆盖于所述金属板的两面的橡胶层，所述一对垫圈构件相互对置，分别包括：环状平板的基部；外周部，其从所述基部的外周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜延伸；及环状平板的外周侧环状部，其从所述外周部的外周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸。
在本发明的一实施方式所涉及的垫圈中，所述一对垫圈构件分别还包括：内周部，其从所述基部的内周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜地延伸；及环状平板的内周侧环状部，其从一对所述内周部的内周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸。
在本发明的一实施方式所涉及的垫圈中，所述外周部分别随着朝向相互分离的方向而扩径，所述内周部分别随着朝向相互分离的方向而缩径。
为了实现上述目的，本发明涉及的密封结构包括一对构件及垫圈，所述一对构件相互组合而形成壳体，所述垫圈被夹在所述一对构件之间，并在所述一对构件之间被夹紧而弹性变形，从而将所述一对构件之间密封，所述垫圈包括：一对垫圈构件，其包含金属板及被覆盖于该金属板的两面的橡胶层；及连结构件，其将所述一对垫圈构件连结，所述一对垫圈构件相互对置，并分别包括：环状平板的基部；外周部，其从所述基部的外周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜地延伸；及环状平板的外周侧环状部，其从所述外周部的外周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸，所述一对构件分别在外周侧的端部包括随着朝向相互分离的方向而扩径的扩径面。
(发明效果)
根据本发明涉及的垫圈及密封结构，可以进一步抑制夹紧垫圈的构件的腐蚀速度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的垫圈的示意性构成的正视图。
图2是图1所示的垫圈的A-A剖视图。
图3是表示图2所示的垫圈被夹紧的状态的密封结构的放大剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的实施方式涉及的垫圈1的示意性构成的正视图，图2是图1所示的垫圈1的A-A剖视图。以下，为了便于说明，将图1、2中的垫圈1的轴线即轴线Y1的方向(以下也称为轴线Y1方向)上的一侧(箭头a方向)设为上侧，将另一侧(箭头b方向)设为下侧。并且，与图1、2中的垫圈1的轴线Y1正交而延伸的半径方向上的一侧(箭头c方向)设为内周侧(垫圈1包围并封闭的空间侧)，将另一侧(箭头d方向)设为外周侧。在以下说明中，在使用上下说明各构件的位置关系、方向时，仅表示附图上的位置关系、方向，并不表示组装到真实车辆等时的位置关系、方向。
垫圈1用于车辆、通用工业设备等，并在两个构件之间被夹紧而弹性变形，从而将两个构件之间密封。例如，在发动机等中，垫圈1被夹紧在用于形成壳体的两个构件之间，从而将壳体密封。在图1、2中，垫圈1未被夹紧在形成外壳的两个构件间，而是处于自由状态。
本发明的实施方式涉及的垫圈1包括一对垫圈构件(上侧垫圈构件10、下侧垫圈构件20)，其包含金属板11、21、及被覆盖于金属板11、21两面(上表面11a、21a、下表面11b、21b)的橡胶层(上侧橡胶层12a、22a、下侧橡胶层12b、22b)。一对垫圈构件(上侧垫圈构件10及下侧垫圈构件20)相互对置。
一对垫圈构件(上侧垫圈构件10及下侧垫圈构件20)分别包括：环状平板的基部(上侧基部13、下侧基部23)、外周部(上侧外周部14、下侧外周部24)、环状平板的外周侧环状部(上侧外周侧环状部15、下侧外周侧环状部25)。外周部(上侧外周部14、下侧外周部24)从基部(上侧基部13、下侧基部23)的外周侧(箭头d方向)边缘部(外周缘部13d、23d)朝向相互分离的方向(轴线Y1方向(箭头ab方向))倾斜地延伸。
外周侧环状部(上侧外周侧环状部15、下侧外周侧环状部25)从外周部(上侧外周部14、下侧外周部24)的外周侧边缘部(外周缘部14d、24d)朝向基部(上侧基部13、下侧基部23)的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。以下，具体地说明垫圈1的构成。
如图2所示，垫圈1包括上侧垫圈构件10及下侧垫圈构件20。如图1所示，上侧垫圈构件10的外形为圆环状，并在其中央部分形成有圆环状的开口部10h。即，上侧垫圈构件10整体形成为环状平板。
在上侧垫圈构件10上设置有多个(在图1中为四个)大体半圆状的定位部30，其从上侧垫圈构件10的外周面朝向外周侧(箭头d方向)突出。在多个定位部30上形成有螺栓孔31，其是供螺栓插入的贯通孔，所述螺栓用于将两个构件紧固，以使垫圈1夹在该构件之间。
上侧垫圈构件10是橡胶涂覆金属(以下也称为RCM)。即，如图2所示，上侧垫圈构件10包括：金属板11；上侧橡胶层12a，其覆盖于上表面11a，该上表面11a是金属板11的上侧(箭头a方向)的表面；及下侧橡胶层12b，其覆盖于下表面11b，该下表面11b是金属板11的下侧(箭头b方向)的表面。
金属板11例如是钢板、不锈钢、冷轧钢板、镀锌钢板、铝胶合板等。金属板11可以由单块弹性金属板形成，也可以通过堆叠并层压多块弹性金属板而形成。上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b例如是包括丁腈橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶及硅橡胶中的至少一种的合成橡胶(包括发泡橡胶)等。金属板11、上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b的厚度彼此相同或大体相同。另外，考虑到橡胶的衰减性，作为上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b，与实心橡胶相比优选为发泡橡胶。
上侧垫圈构件10包括：环状平板的上侧基部13；上侧外周部14，其从上侧基部13的外周侧(箭头d方向)缘部即外周缘部13d朝向上侧(箭头a方向)倾斜地延伸；环状平板的上侧外周侧环状部15，其从上侧外周部14的外周侧边缘部即外周缘部14d朝向上侧基部13的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。上侧基部13、上侧外周部14及上侧外周侧环状部15分别由金属板11、上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b形成。
上侧基部13是无接头状地延伸成圆环状的部分。上侧基部13的内周侧(箭头c方向)缘部即内周缘部13c及外周缘部13d平滑且圆环状地延伸。如图1所示，在外周缘部13d的形成有螺栓孔31的部分附近，定位部30沿螺栓孔31平滑地向外周侧延伸。在内周缘部13c与外周缘部13d之间，扩展有相互背对的平面即上表面13a及下表面13b。上表面13a在图2中是上侧(箭头a方向)的表面，下表面13b在图2中是下侧(箭头b方向)的表面。
上侧外周部14形成为，从上侧基部13的外周缘部13d朝向上侧(箭头a方向)倾斜地弯曲。上侧外周部14包括：上表面14a，其是与上侧基部13的上表面13a连续的面；下表面14b，其是与上侧基部13的下表面13b连续的面。上侧外周部14是从上侧基部13的外周缘部13d开始随着朝向上侧(箭头a方向)而扩径的部分。即，上侧外周部14呈现圆锥筒状的形状。另外，上侧外周部14也可以是喇叭状等具有其他平滑曲面的圆环状的形状。
上侧外周侧环状部15是从上侧外周部14的外周缘部14d开始无接头状地延伸成圆环状的部分。上侧外周侧环状部15形成为，从上侧外周部14的外周缘部14d朝向下侧(箭头b方向)及外周侧(箭头d方向)倾斜地弯曲。上侧外周侧环状部15在径向(箭头cd方向)上，与上侧基部13平行或大体平行地延伸。上侧外周侧环状部15包括：上表面15a，其是与上侧外周部14的上表面14a连续的面；下表面15b，其是与上侧外周部14的下表面14b连续的面。
并且，上侧垫圈构件10包括：上侧内周部16，其从上侧基部13的内周侧(箭头c方向)边缘部即内周缘部13c朝向上侧(箭头a方向)倾斜延伸；及环状平板的上侧内周侧环状部17，其从上侧内周部16的内周侧边缘部即内周缘部16c朝向上侧基部13的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。
上侧内周部16形成为，从上侧基部13的内周缘部13c朝向下侧(箭头b方向)倾斜地弯曲。上侧内周部16包括：上表面16a，其是与上侧基部13的上表面13a连续的面；下表面16b，其是与上侧基部13的下表面13b连续的面。上侧内周部16是从上侧基部13的内周缘部13c开始随着朝向上侧(箭头a方向)而缩径的部分。即，上侧内周部16呈现圆锥筒状的形状。另外，上侧内周部16也可以是喇叭状等具有其他平滑曲面的圆环状的形状。
上侧内周侧环状部17是从上侧内周部16的内周缘部16c开始无接头状地延伸成圆环状的部分。上侧内周侧环状部17形成为，从上侧内周部16的内周缘部16c朝向下侧(箭头b方向)及内周侧(箭头c方向)倾斜地弯曲。上侧内周侧环状部17在径向(箭头cd方向)上与上侧基部13平行或大体平行地延伸。上侧内周侧环状部17包括：上表面17a，其是与上侧内周部16的上表面16a连续的面；下表面17b，其是与上侧内周部16的下表面16b连续的面。
上侧内周部16及上侧内周侧环状部17、与上侧外周部14及上侧外周侧环状部15，在上侧基部13的外周侧(箭头d方向)及内周侧(箭头c方向)上对称地形成。上侧内周部16的长度与上侧外周部14的长度相同或大体相同，上侧内周部16相对于上侧基部13的角度θ1与上侧外周部14相对于上侧基部13的角度θ2相同或大体相同。
并且，上侧内周侧环状部17的轴线Y1方向(箭头ab方向)上的高度h1，与上侧外周侧环状部15的轴线Y1方向上的高度h2相同或大体相同，上侧内周侧环状部17的径向(箭头cd方向)的宽度w1，与上侧外周侧环状部15的径向的宽度w2相同或大体相同。另外，上侧内周部16及上侧内周侧环状部17、与上侧外周部14及上侧外周侧环状部15也可以是非对称。
在垫圈1中，下侧垫圈构件20为与图1所示的上侧垫圈构件10相同或大体相同的形状。即，下侧垫圈构件20，其外形形成为圆环状，在其中央部分形成有圆环状的开口部(未图示)。即，下侧垫圈构件20整体形成为环状平板。
在下侧垫圈构件20中，在轴线方向(箭头ab方向)上与上侧垫圈构件10的定位部30相同或大体相同的位置上，设置有大体半圆状的多个定位部(未图示)，其从下侧垫圈构件20的外周面朝向外周侧(箭头d方向)突出。在多个定位部上，在轴线Y1方向(箭头ab方向)上与上侧垫圈构件10的螺栓孔31相同或大体相同的位置上，分别形成有螺栓孔(未图示)，其是供螺栓插入的贯通孔，所述螺栓用于夹持垫圈1。
下侧垫圈构件20是RCM。即，如图2所示，下侧垫圈构件20包括：金属板21；上侧橡胶层22a，其覆盖于金属板21的上侧(箭头a方向)的表面即上表面21a；及下侧橡胶层22b，其覆盖于金属板21的下侧(箭头b方向)的表面即下表面21b。金属板21、上侧橡胶层22a及下侧橡胶层22b利用与上侧垫圈构件10的金属板11、上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b相同或大体相同的材料形成。
金属板21、上侧橡胶层22a及下侧橡胶层22b的厚度分别相同或大体相同。并且，金属板21、上侧橡胶层22a及下侧橡胶层22b的厚度与上侧垫圈构件10的金属板11、上侧橡胶层12a及下侧橡胶层12b的厚度相同或大体相同。
下侧垫圈构件20在上侧垫圈构件10的下侧(箭头b方向)中与上侧垫圈构件10对置而配置。下侧垫圈构件20在轴线Y1方向(箭头ab方向)上与上侧垫圈构件10对称地形成。
下侧垫圈构件20包括：环状平板的下侧基部23；下侧外周部24，其从外周缘部23d朝向下侧(箭头b方向)倾斜地延伸，所述外周缘部23d是下侧基部23的外周侧(箭头d方向)边缘部；及环状平板的下侧外周侧环状部25，其从外周缘部24d朝向下侧基部23的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸，所述外周缘部24d是下侧外周部24的外周侧边缘部。下侧基部23、下侧外周部24及下侧外周侧环状部25分别由金属板21、上侧橡胶层22a及下侧橡胶层22b形成。
下侧基部23是无接头状地延伸成圆环状的部分。下侧基部23的内周侧(箭头c方向)边缘部即内周缘部23c及外周缘部23d平滑地且圆环状延伸。外周缘部23d上，在形成有螺栓孔(未图示)的部分附近，定位部(未图示)沿螺栓孔平滑地向外周侧扩展。在内周缘部23c与外周缘部23d之间，扩展有相互背对的平面即上表面23a及下表面23b。上表面23a在图2中是上侧(箭头a方向)的表面，下表面23b在图2中是下侧(箭头b方向)的表面。下侧基部23的径向(箭头cd方向)宽度与上侧基部13的径向宽度相同或大体相同。
下侧外周部24从下侧基部23的外周缘部23d朝向下侧(箭头b方向)倾斜地弯曲而形成。下侧外周部24包括：上表面24a，其是与下侧基部23的上表面23a连续的面；及下表面24b，其是与下侧基部23的下表面23b连续的面。下侧外周部24是从下侧基部23的外周缘部23d朝向下侧(箭头b方向)而扩径的部分。即，下侧外周部24呈现圆锥筒状的形状。另外，下侧外周部24也可以是喇叭状等具有其它平滑曲面的圆环状形状。
下侧外周部24的长度与上侧垫圈构件10的上侧外周部14的长度相同或大体相同，下侧外周部24相对于下侧基部23的角度θ4，与上侧垫圈构件10中的上侧外周部14相对于上侧基部13的角度θ2相同或大体相同。
下侧外周侧环状部25是从下侧外周部24的外周缘部24d开始无接头状地延伸成圆环状的部分。下侧外周侧环状部25从下侧外周部24的外周缘部24d朝向上侧(箭头a方向)及外周侧(箭头d方向)倾斜地弯曲而形成。下侧外周侧环状部25在径向(箭头cd方向)上与下侧基部23平行或大体平行地延伸。下侧外周侧环状部25包括：上表面25a，其是与下侧外周部24的上表面24a连续的面；及下表面25b，其是与下侧外周部24的下表面24b连续的面。
下侧外周侧环状部25相对于下侧基部23的轴线Y1方向(箭头ab方向)上的高度h4，与上侧外周侧环状部15相对于上侧基部13的轴线Y1方向上的高度h2相同或大体相同，下侧外周侧环状部25的径向(箭头cd方向)的宽度w4与上侧外周侧环状部15的径向的宽度w2相同或大体相同。
并且，下侧垫圈构件20包括：下侧内周部26，其从内周缘部23c朝向下侧(箭头b方向)倾斜地延伸，所述内周缘部23c是下侧基部23的内周侧(箭头c方向)边缘部；及环状平板的下侧内周侧环状部27，其从内周缘部26c朝向下侧基部23的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸，所述内周缘部26c是下侧内周部26的内周侧边缘部。
下侧内周部26从下侧基部23的内周缘部23c朝向下侧(箭头b方向)倾斜地弯曲而形成。下侧内周部26包括：上表面26a，其是与下侧基部23的上表面23a连续的面；及下表面26b，其是与下侧基部23的下表面23b连续的面。下侧内周部26是从下侧基部23的内周缘部23c朝向下侧(箭头b方向)而缩径的部分。即，下侧内周部26呈现圆锥筒状的形状。另外，下侧内周部26也可以是喇叭状等具有其它平滑曲面的圆环状形状。
下侧内周部26的长度与上侧垫圈构件10的上侧内周部16的长度相同或大体相同，下侧内周部26相对于下侧基部23的角度θ3，与上侧垫圈构件10中的上侧内周部16相对于上侧基部13的角度θ1相同或大体相同。
下侧内周侧环状部27是从下侧内周部26的内周缘部26c开始无接头状地延伸成圆环状的部分。下侧内周侧环状部27从下侧内周部26的内周缘部26c朝向上侧(箭头a方向)及内周侧(箭头c方向)倾斜地弯曲而形成。下侧内周侧环状部27在径向(箭头cd方向)上与下侧基部23平行或大体平行地延伸。下侧内周侧环状部27包括：上表面27a，其是与下侧内周部26的上表面26a连续的面；及下表面27b，其是与下侧内周部26的下表面26b连续的面。
下侧内周侧环状部27相对于下侧基部23的轴线Y1方向(箭头ab方向)的高度h3，与上侧内周侧环状部17相对于上侧基部13的轴线Y1方向的高度h1相同或大体相同，下侧内周侧环状部27的径向(箭头cd方向)的宽度w3，与上侧内周侧环状部17的径向的宽度w1相同或大体相同。
下侧内周部26及下侧内周侧环状部27、与下侧外周部24及下侧外周侧环状部25在下侧基部23的外周侧(箭头d方向)及内周侧(箭头c方向)对称地形成。下侧内周部26的长度与下侧外周部24的长度相同或大体相同，下侧内周部26相对于下侧基部23的角度θ3与下侧外周部24相对于下侧基部23的角度θ4相同或大体相同。
并且，下侧内周侧环状部27的轴线Y1方向(箭头ab方向)的高度h3，与下侧外周侧环状部25的轴线Y1方向的高度h4相同或大体相同，下侧内周侧环状部27的径向(箭头cd方向)宽度w3，与下侧外周侧环状部25的径向宽度w4相同或大体相同。另外，下侧内周部26及下侧内周侧环状部27、与下侧外周部24及下侧外周侧环状部25也可以是非对称。并且，下侧垫圈构件20也可以在轴线Y1方向(箭头ab方向)上与上侧垫圈构件10非对称。
接下来，对垫圈1安装于密封对象的一构件101与另一构件102的状态进行说明。图3是密封结构100的放大剖视图，其表示图2所示的垫圈1被夹紧的状态。在垫圈1的上侧(箭头a方向)，配置汽车等车辆中的作为密封对象的两个构件中的一个，例如由内燃机的气缸盖等形成的一构件101。并且，在垫圈1的下侧(箭头b方向)，配置汽车等车辆中作为密封对象的两个构件中的另一个，例如由内燃机的气缸体等形成的另一构件102。
一构件101与另一构件102分别在外周侧(箭头d方向)的端部包括扩径面103、104，所述扩径面103、104朝向相互分离方向(箭头ab方向)而扩径。具体而言，在一构件101的外周侧(箭头d方向)的端部，如图3所示，形成有环状的扩径面103。扩径面103从一构件101的平面101a朝向上侧(箭头a方向)倾斜地在外周侧(箭头d方向)扩径延伸。并且，在另一构件102的外周侧(箭头d方向)的端部，形成有环状的扩径面104。扩径面104从另一构件102的平面102a朝向下侧(箭头b方向)倾斜地在外周侧(箭头d方向)扩径延伸。
垫圈1在安装状态下被夹持在密封对象的一构件101与另一构件102之间，并在一构件101与另一构件102之间被夹紧而弹性变形，且将一构件101与另一构件102之间密封。具体而言，以一构件101上形成的平面101a与另一构件102上形成的平面102a相互对置的状态，紧固一构件101与另一构件102，垫圈1在平面101a与平面102a之间被夹紧而弹塑性变形。
一构件101与另一构件102例如是发动机的气缸体及气缸盖、气缸体及油底壳、形成燃料电池堆的箱体、其它装置的壳体的构件等。平面101a、102a例如形成在一构件101与另一构件102上形成的法兰部上。
在一构件101与另一构件102的紧固过程中，垫圈1从图2所示的自由状态开始进行弹性变形，并进行紧固操作，直到一构件101与另一构件102的接触部(密封线)产生所希望的接触压力。例如，通过拧紧螺栓来进行紧固。
随着一构件101与另一构件102逐渐紧固，上侧垫圈构件10的上侧外周侧环状部15的上表面15a及上侧内周侧环状部17的上表面17a接触(面接触)一构件101的平面101a并向下侧(箭头b方向)被挤压。并且，下侧垫圈构件20的下侧外周侧环状部25的下表面25b及下侧内周侧环状部27的下表面27b接触(面接触)另一构件102的平面102a并向上侧(箭头a方向)被挤压。
由此，上侧垫圈构件10的金属板11逐渐弹性变形，上侧外周部14及上侧内周部16相对于上侧基部13向下侧(箭头b方向)弯曲，角度θ2、θ1逐渐减小，上侧外周侧环状部15的高度h2及上侧内周侧环状部17的高度h1逐渐减小。并且，下侧垫圈构件20的金属板21逐渐弹性变形，下侧外周部24及下侧内周部26相对于下侧基部23向上侧(箭头a方向)弯曲，角度θ4、θ3逐渐减小，下侧外周侧环状部25的高度h4及下侧内周侧环状部27的高度h3逐渐减小。
若一构件101与另一构件102进一步紧固，则平面101a与平面102a之间的间隔变得更窄，当平面101a与平面102a之间的间隔达到一定距离时，上侧垫圈构件10的上侧外周部14及上侧内周部16因弯曲变形而对上侧基部13产生的反作用力超过规定值，如图3所示，上侧基部13以向上侧(箭头a方向)突出的方式翘曲。由此，上侧垫圈构件10的上侧基部13与下侧垫圈构件20的下侧基部23的面接触被解除。
然后，上侧垫圈构件10在上侧基部13与上侧外周部14的连接部(外周缘部13d)附近的部分(以下称为上侧外周接触部10a)、及上侧基部13与上侧内周部16的连接部(内周缘部13c)附近的部分(以下称为上侧内周接触部10b)，接触下侧垫圈构件20的后述下侧外周接触部20a及下侧内周接触部20b。并且，上侧垫圈构件10在上侧基部13的上表面13a的中央部及其附近(以下称为上表面中央接触部10c)，接触一构件101的平面101a。
并且，此时上侧外周侧环状部15的上表面15a继续接触一构件101的平面101a，上侧内周侧环状部17也同样，其上表面17a继续接触一构件101的平面101a。由此，在一构件101与下侧垫圈构件20之间，利用上侧垫圈构件10形成有五条密封线。
另一方面，当平面101a与平面102a之间的间隔达到一定距离时，下侧垫圈构件20的下侧外周部24及下侧内周部26因弯曲变形而对下侧基部23产生的反作用力超过规定值，如图3所示，下侧基部23以向下侧(箭头b方向)突出的方式翘曲。由此，下侧垫圈构件20的下侧基部23与上侧垫圈构件10的上侧基部13的面接触被解除。
之后，下侧垫圈构件20的下侧基部23与下侧外周部24的连接部(外周缘部23d)附近的部分(以下称为下侧外周接触部20a)、及下侧基部23与下侧内周部26的连接部(内周缘部23c)附近的部分(以下称为下侧内周接触部20b)，接触上侧垫圈构件10的上侧外周接触部10a及上侧内周接触部10b。并且，下侧垫圈构件20在下侧基部23的下表面23b的中央部及其附近(以下称为下表面中央接触部20c)接触另一构件102的平面102a。
并且，此时下侧外周侧环状部25的下表面25b继续接触另一构件102的平面102a，下侧内周侧环状部27也同样，其下表面27b继续接触另一构件102的平面102a。由此，在另一构件102与上侧垫圈构件10之间，通过下侧垫圈构件20形成有五条密封线。
并且，当一构件101与另一构件102的紧固力、即螺栓的轴向力达到规定设定值时，一构件101与另一构件102的紧固完成，垫圈1处于安装状态。由此，垫圈1处于被夹紧的状态，并以期望的密封性将平面101a与平面102a之间密封。
在夹紧为该安装状态的垫圈1中，上侧橡胶层12a以期望大小的压力向一构件101的平面101a挤压，从而上侧外周侧环状部15紧密接触平面101a，进而在形成于该接触部分的密封线s2中产生期望大小的表面压力。并且，上侧橡胶层12a以期望的压力大小向一构件101的平面101a挤压，从而上侧内周侧环状部17紧密接触平面101a，进而在形成于该接触部分的密封线s1中产生期望大小的表面压力。
并且，下侧橡胶层12b以期望大小的压力向下侧垫圈构件20挤压，从而上侧外周接触部10a紧密接触下侧外周接触部20a，进而在形成于该接触部分的密封线s4中产生期望大小的表面压力。并且，下侧橡胶层12b以期望大小的压力向下侧垫圈构件20挤压，从而上侧内周接触部10b紧密接触下侧内周接触部20b，进而在形成于该接触部分的密封线s3中产生期望大小的表面压力。
并且，通过使上侧橡胶层12a以期望大小的压力向一构件101的平面101a挤压，从而上表面中央接触部10c紧密接触平面101a，进而在形成于该接触部分的密封线s5中产生期望大小的表面压力。
另一方面，通过使下侧橡胶层22b以期望大小的压力向另一构件102的平面102a挤压，从而下侧外周侧环状部25紧密接触平面102a，进而在形成于该接触部分的密封线s7中产生期望大小的表面压力。并且，下侧内周侧环状部27通过使下侧橡胶层22b以期望大小的压力向另一构件102的平面102a挤压而紧密接触平面102a，从而在形成于该接触部分的密封线s6产生期望大小的表面压力。
并且，下侧外周接触部20a通过使上侧橡胶层22a以期望大小的压力向上侧垫圈构件10挤压而紧密接触上侧外周接触部10a，从而在形成于该接触部分的密封线s9中产生期望大小的表面压力。并且，下侧内周接触部20b通过使上侧橡胶层22a以期望大小的压力向上侧垫圈构件10挤压而紧密接触上侧内周接触部10b，从而在形成于该接触部分的密封线s8中产生期望大小的表面压力。
并且，下表面中央接触部20c通过使下侧橡胶层22b以期望大小的压力向另一构件102的平面102a挤压而紧密接触平面102a，从而在形成于该接触部分所形成的密封线s10中产生期望大小的表面压力。
由此，垫圈1在安装状态下将平面101a与平面102a之间密封，并防止一构件101与另一构件102内部的物体例如润滑油等从内周侧(箭头c方向)透过平面101a、102a之间的间隙而漏出。并且，垫圈1防止外部的盐水、融雪剂、灰尘等从外周侧(箭头d方向)透过平面101a、102a之间的间隙而渗入。
并且，在夹紧为该安装状态的垫圈1中，上侧垫圈构件10的上侧外周侧环状部15的外周侧边缘部即外周缘部15d，在径向(箭头cd方向)上位于与一构件101的平面101a的扩径面103上的下侧(箭头b方向)角部相同的位置。并且，下侧垫圈构件20的下侧外周侧环状部25的外周侧边缘部即外周缘部25d，在径向(箭头cd方向)上位于与另一构件102的平面102a的扩径面104的上侧(箭头a方向)角部相同的位置。
由此，在本发明的实施方式涉及的垫圈1中，上侧垫圈构件10及下侧垫圈构件20对置而配置。上侧垫圈构件10包括：环状平板的上侧基部13；上侧外周部14，其从上侧基部13的外周缘部13d朝向上侧(箭头a方向)倾斜地延伸；环状平板的上侧外周侧环状部15，其从上侧外周部14的外周缘部14d朝向上侧基部13的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。并且，下侧垫圈构件20包括：环状平板的下侧基部23；下侧外周部24，其从下侧基部23的外周缘部23d朝向下侧(箭头b方向)倾斜；及环状平板的下侧外周侧环状部25，其从下侧外周部24的外周缘部24d朝向下侧基部23的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。
因此，在夹紧为安装状态的垫圈1中，在上侧外周侧环状部15的上表面15a与一构件101的平面101a的接触部分形成的密封线s2中产生期望大小的表面压力。并且，在下侧外周侧环状部25的下表面25b与另一构件102的平面102a的接触部分形成的密封线s7中产生期望大小的表面压力。
因此，作为密封对象的一构件101的平面101a、与上侧垫圈构件10的上侧外周侧环状部15的上表面15a之间并无间隙，从而可防止盐水滞留在一构件101的平面101a与上侧外周侧环状部15的上表面15a之间，进一步抑制一构件101腐蚀的速度。并且，作为密封对象的另一构件102的平面102a、与下侧垫圈构件20的下侧外周侧环状部25的下表面25b之间并无间隙，从而可防止盐水滞留在另一构件102的平面102a与下侧外周侧环状部25的下表面25b之间，进一步抑制另一构件102的腐蚀速度。
并且，由于上侧垫圈构件10的上侧外周侧环状部15的上侧橡胶层12a向一构件101的平面101a挤压而紧密接触平面101a，因此，可防止上侧垫圈构件10的金属板11接触一构件101而导致一构件101破损。并且，由于下侧垫圈构件20的下侧外周侧环状部25的下侧橡胶层22b向另一构件102的平面102a挤压而紧密接触平面102a，因此可防止下侧垫圈构件20的金属板21接触另一构件102而导致另一构件102破损。
并且，由于上侧垫圈构件10的上侧外周侧环状部15的上表面15a向一构件101的平面101a挤压而紧密接触平面101a，因此，可通过上侧外周侧环状部15更大范围地密封一构件101与另一构件102之间。并且，由于下侧垫圈构件20的下侧外周侧环状部25的下表面25b向另一构件102的平面102a挤压而紧密接触平面102a，因此，可通过下侧外周侧环状部25更大范围地密封一构件101与另一构件102之间。由此，在垫圈1中，可以进一步防止外部的盐水、融雪剂、灰尘等从外周侧(箭头d方向)透过平面101a、102a之间的间隙而渗入。
并且，上侧垫圈构件10包括：上侧内周部16，其从上侧基部13的外周缘部13d朝向上侧(箭头a方向)倾斜地延伸；及环状平板的上侧内周侧环状部17，其从上侧内周部16的内周缘部16c朝向上侧基部13的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。下侧垫圈构件20包括：下侧内周部26，其从下侧基部23的内周缘部23c朝向下侧(箭头b方向)倾斜地延伸；及环状平板的下侧内周侧环状部27，其从下侧内周部26的内周缘部26c朝向下侧基部23的延伸方向(径向(箭头cd方向))延伸。
因此，由于上侧垫圈构件10的上侧内周侧环状部17的上表面17a向一构件101的平面101a挤压而紧密接触平面101a，从而可通过上侧内周侧环状部17更大范围地密封一构件101与另一构件102之间。并且，由于下侧垫圈构件20的下侧内周侧环状部27的下表面27b向另一构件102的平面102a挤压而紧密接触平面102a，从而可通过下侧内周侧环状部27更大范围地密封一构件101与另一构件102之间。由此，可以进一步防止一构件101与另一构件102内部的润滑油等从内周侧(箭头c方向)透过平面101a、102a之间的间隙而漏出。
并且，在本发明的实施方式涉及的密封结构100中，一构件101与另一构件102分别在外周侧(箭头d方向)的端部包括扩径面103、104，所述扩径面103、104朝向相互分离方向(箭头ab方向)而扩径。并且，在本发明的实施方式涉及的密封结构100中，上侧外周侧环状部15的外周缘部15d位于与一构件101的平面101a的扩径面103的下侧(箭头b方向)角部相同的位置，下侧外周侧环状部25的外周缘部25d位于与另一构件102的平面102a的扩径面104的上侧(箭头a方向)角部相同的位置。因此，可防止盐水滞留在一构件101的平面101a及另一构件102的平面102a，进一步抑制一构件101与另一构件102腐蚀的速度。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，而是包含本发明的概念及权利要求所含的全部形态。并且，也可以适当地选择各构成进行组合，以实现上述课题及效果的至少一部分。并且，例如可以根据本发明的具体使用形态，适当地变更上述实施方式的各组成部分的形状、材料、配置、尺寸等。
例如，在本发明的实施方式涉及的垫圈1中，将上侧外周侧环状部15及下侧外周侧环状部25以自由状态形成的情况为例对本发明的实施方式进行了说明。然而，本发明并不限定于此，在夹紧为安装状态的垫圈1中，上侧外周侧环状部15及下侧外周侧环状部25也可以弯曲而形成。
并且，在本发明的实施方式涉及的垫圈1中，将包括上侧内周部16、上侧内周侧环状部17、下侧内周部26及下侧内周侧环状部27的情况为例对本发明的实施方式进行了说明。然而，本发明并不限定于此，也可以不包括上侧内周部16、上侧内周侧环状部17、下侧内周部26及下侧内周侧环状部27，上侧垫圈构件10及下侧垫圈构件20的内周侧(箭头c方向)的形状可以是任意形状，只要能够抑制一构件101与另一构件102内部的润滑油等漏出即可。
附图标记说明
1垫圈；10上侧垫圈构件；11金属板；11a上表面；11b下表面；12a上侧橡胶层；12b下侧橡胶层；13上侧基部；13a上表面；13b下表面；13c内周缘部；13d外周缘部；14上侧外周部；14a上表面；14b下表面；14d外周缘部；15上侧外周侧环状部；15a上表面；15b下表面；15d外周缘部；16上侧内周部；16a上表面；16b下表面；16c内周缘部；17上侧内周侧环状部；17a上表面；17b下表面；20下侧垫圈构件；21金属板；21a上表面；21b下表面；22a上侧橡胶层；22b下侧橡胶层；23下侧基部；23a上表面；13b下表面；13c内周缘部；13d外周缘部；24下侧外周部；24a上表面；24b下表面；24d外周缘部；25下侧外周侧环状部；25a上表面；25b下表面；25d外周缘部；26下侧内周部；26a上表面；26b下表面；26c内周缘部；27下侧内周侧环状部；27a上表面；27b下表面；30定位部；31螺栓孔；s1～10密封线；Y1轴线。

Claims (4)

1.一种垫圈，其包括一对垫圈构件，所述垫圈构件具有金属板、被覆盖于所述金属板的两面的橡胶层，该垫圈的特征在于：
所述一对垫圈构件相互对置，且分别包括：环状平板的基部；外周部，其从所述基部的外周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜地延伸；及环状平板的外周侧环状部，其从所述外周部的外周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸。
2.根据权利要求1所述的垫圈，其特征在于：
所述一对垫圈构件分别还包括：内周部，其从所述基部的内周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜地延伸；及环状平板的内周侧环状部，其从一对所述内周部的内周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸。
3.根据权利要求2所述的垫圈，其特征在于：
所述外周部分别随着朝向相互分离的方向而扩径，所述内周部分别随着朝向相互分离的方向而缩径。
4.一种密封结构，其包括一对构件及垫圈，所述一对构件相互组合而形成壳体，所述垫圈被夹在所述一对构件之间，并在所述一对构件之间被夹紧而弹性变形，从而将所述一对构件之间密封，该密封结构的特征在于：
所述垫圈包括：一对垫圈构件，该垫圈构件具有金属板及被覆盖于该金属板的两面的橡胶层；及连结构件，其将所述一对垫圈构件连结，
所述一对垫圈构件相互对置，并分别包括：环状平板的基部；外周部，其从所述基部的外周侧边缘部朝向相互分离的方向倾斜地延伸；及环状平板的外周侧环状部，其从所述外周部的外周侧边缘部朝向所述基部的延伸方向延伸，
所述一对构件分别在外周侧的端部包括随着朝向相互分离的方向而扩径的扩径面。
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