CN113227563A - 密封垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够降低振动传递率的密封垫。密封垫(1)包括密封垫构件(10)，该密封垫构件(10)具有：金属板(11)；和橡胶层(12、13)，被覆于金属板(11)的两个表面(11a、11b)。密封垫构件(10)具有密封凸筋部(20)、至少一个插通孔(16)和至少一个减轻凸筋部(30)。密封凸筋部(20)是从密封垫构件(10)的下表面(10b)侧朝向上表面(10a)侧凸出的部分。插通孔(16)是供紧固构件插入并贯穿的贯通孔。减轻凸筋部(30)是从密封垫构件(10)的下表面(10b)侧朝向上表面(10a)侧凸出的部分。减轻凸筋部(30)沿贯通孔(16)的周围延伸。通过减轻凸筋部(30)的延伸方向的长度来调整密封垫构件(10)的共振频率。

Description

密封垫

技术领域

本发明涉及密封垫。

背景技术

在车辆、通用机械、例如在机动车中，在将发动机、电子部件收容于内部的装置等中，以往以来一直使用密封垫用于密封壳体。密封垫例如通过以被压缩的状态夹持在组合而形成壳体的一对构件之间由此使密封凸筋变形，实现了对该一对构件之间的接合部的密封，从而实现壳体的密闭。作为这种密封垫，存在有为了实现密封能力的提高而使用了将橡胶材料被覆于金属板的两个表面的橡胶涂层金属的、所谓橡胶涂层金属密封垫(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第5454010号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

例如，在机动车部件中，制造壳体主要使用的材料为Al合金、Mg合金、铁类的金属材料，从而容易传递振动。另外，在机动车部件中所传递的振动是从低频到高频的宽幅的频带的振动。在这种使用有密封垫的部件、设备中，容易传递振动，而且传递宽幅的频带的振动。橡胶涂层金属密封垫虽然能够通过表层的橡胶层的衰减作用来降低振动传递率，但由于弹性变形的密封凸筋的共振频率与输入振动的频率一致，因而存在密封垫的振动传递率变高的情况。因此，对于以往的密封垫而言，为了降低密封垫的振动传递率，正寻求能够回避密封垫的密封凸筋的共振频率与输入振动的频率一致的结构。

本发明就是鉴于上述的课题而作出的，其目的在于提供一种能够降低振动传递率的密封垫。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本发明的密封垫的特征在于，包括密封垫构件，所述密封垫构件包括：金属板，是金属制的板；和橡胶层，是被覆于该金属板的两个表面的、含有橡胶材料的层，所述密封垫构件具有：密封凸筋部，是从所述密封垫构件的两个表面的另一方侧朝向所述密封垫构件的两个表面的一方侧凸出的部分；至少一个插通孔，紧固构件插入并贯穿该插通孔；和至少一个减轻凸筋部，是从所述密封垫构件的两个表面的另一方侧朝向所述密封垫构件的两个表面的一方侧凸出的部分，所述减轻凸筋部沿所述插通孔的周围延伸，通过所述减轻凸筋部的延伸方向的长度来调整所述密封垫构件的共振频率。

在本发明的一方式的密封垫中，所述减轻凸筋部在以规定的角度相交的直线之间延伸。

在本发明的一方式的密封垫中，所述减轻凸筋部呈圆弧状延伸。

在本发明的一方式的密封垫中，所述减轻凸筋部呈无接头的环状延伸。

本发明的一方式的密封垫具有多个所述密封垫构件，多个所述密封垫构件重叠，并且在彼此重叠的所述密封垫构件中，所述减轻凸筋部彼此重叠。

发明效果

根据本发明的密封垫，能够降低振动传递率。

附图说明

图1是用于示出本发明的实施方式的密封垫的概略结构的主视图。

图2是图1所示的密封垫的、沿着A-A线的剖视图。

图3是本发明的实施方式的密封垫中的减轻凸筋部的放大主视图。

图4是示出在使用状态下的本发明的实施方式的密封垫的、沿着图1的A-A线的剖面的情况的图。

图5是示出根据模拟而成的本发明的实施方式的密封垫的振动传递率曲线的图。

图6是示出本发明的实施方式的密封垫中的减轻凸筋部的变形例的图。

图7是示出在使用状态下的本发明的实施方式的密封垫的变形例的、沿着图1的A-A线的剖面的情况的图。

图8是示出在使用状态下的本发明的实施方式的密封垫的另一变形例的、沿着图1的A-A线的剖面的情况的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式一边参照附图一边进行说明。

图1是用于示出本发明的实施方式的密封垫1的概略结构的主视图，图2是密封垫1的、沿着图1的A-A线的剖视图。另外，图3是密封垫1的减轻凸筋部30的放大主视图。密封垫1起到例如对作为密封对象的内燃机的工作缸体与工作缸盖的接合部、工作缸盖与工作缸盖罩的接合部、或者排气歧管与排气管的接合部、电装单元(马达、逆变器、转换器、PCU等)等各种两个构件之间的结合部的间隙进行密封的作用。需要说明的是，密封垫1所适用的对象不限于上述记载。

本发明的实施方式的密封垫1包括密封垫构件10，该密封垫构件10具有：金属板11，是金属制的板；和橡胶层12、13，是被覆于金属板11的两个表面11a、11b的、含有橡胶材料的层。密封垫构件10具有密封凸筋部20、至少一个插通孔16和至少一个减轻凸筋部30。密封凸筋部20是从密封垫构件10的两个表面10a、10b的另一方侧朝向密封垫构件10的两个表面10a、10b的一方侧凸出的部分。插通孔16是供在后说明的使用状态下所使用的紧固构件插入并贯穿的贯通孔。减轻凸筋部30是从密封垫构件10的两个表面10a、10b的另一方侧朝向密封垫构件10的两个表面10a、10b的一方侧凸出的部分。减轻凸筋部30沿贯通孔16的周围延伸。通过减轻凸筋部30的延伸方向的长度，来调整密封垫构件10的共振频率。以下，对于密封垫1的结构具体地进行说明。

在以下说明中，为了便于说明，将密封垫构件10的两个表面10a、10b的一方侧设为上侧(图2的箭头a方向侧)，并将密封垫构件10的两个表面10a、10b的另一方侧设为下侧(图2的箭头b方向侧)。因此，密封垫构件10的两个表面10a、10b的一方侧为上表面10a，另一方侧为下表面10b。另外，金属板11的两个表面11a、11b的一方侧为上表面11a，另一方侧为下表面11b。另外，将由密封垫1封闭的空间侧设为内侧(图2的箭头c方向侧)，将未封闭的空间侧设为外侧(图2的箭头d方向侧)。

如图1所示，在密封垫1中，密封垫构件10呈环状延伸，并在内侧形成有开口部14。密封垫构件10具有与适用对象相应的延伸形状，并成为将想要密封的对象收于开口部14内的范围那样的形状。在图示的例中，密封垫构件10具有大致矩形的延伸形状。在密封垫构件10设有朝向外侧突出的多个螺栓承受部15。如图1所示，在螺栓承受部15形成有插通孔16。在插通孔16插入并贯穿有后述的使用状态下的、作为用于紧固的紧固构件的螺栓60(图4)。

密封垫构件10是橡胶涂层金属密封垫。也就是说，如图2所示，密封垫构件10具有：金属板11；上侧橡胶层12，被覆于金属板11的上表面11a；和下侧橡胶层13，被覆于金属板11的下表面11b。金属板11例如为SPCC钢板、不锈钢板、冷轧钢板、镀锌钢板、铝钢板等。上侧橡胶层12和下侧橡胶层13例如为含有丁腈橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶和硅橡胶中的至少一种的合成橡胶等。上侧橡胶层12和下侧橡胶层13的橡胶形态既可以是固态橡胶，也可以是发泡橡胶。

密封垫构件10具有外侧下边部21和内侧下边部22，该外侧下边部21和内侧下边部22在与密封凸筋部20的延伸方向交差的宽度方向的两侧分别沿着密封凸筋部20延伸。如图1～3所示，外侧下边部21是与密封凸筋部20的外侧的端部连接的平坦的板状的部分，如图1～3所示，内侧下边部22是与密封凸筋部20的内侧的端部连接的平坦的板状的部分。

如上所述，密封凸筋部20是从下侧朝向上侧(箭头a方向)突出的部分，并形成为在后述的使用状态下与密封对象的接合部的上侧的构件即一侧壳体50(图4)接触。如图2所示，密封凸筋部20例如突出为其剖面形状成为向上侧凸出的圆弧状。密封凸筋部20的剖面形状不限于圆弧状。另外，密封凸筋部20也可以不是图示那样的全凸筋类型，而是半凸筋类型。

减轻凸筋部30并不是如密封凸筋部20那样起到对两个构件之间的接合部的间隙进行密封的作用的凸筋部，而是为了使因紧固构件的紧固力而产生的密封凸筋部20的反作用力降低所发挥作用的凸筋部。如图1～3所示，减轻凸筋部30分别设于各插通孔16的周围，并设于插通孔16的外侧。如上所述，减轻凸筋部30从下侧朝向上侧(箭头a方向)突出，并形成为在后述的使用状态下与密封对象的接合部的上侧的构件即一侧壳体50或与密封对象的接合部的下侧的构件即另一侧壳体51(图4)接触。如图2所示，减轻凸筋部30例如突出为其剖面形状成为向上侧凸出的圆弧状。减轻凸筋部30的剖面形状不限于圆弧状，例如既可以为梯形或大致梯形，也可以为从下侧朝向上侧或者从上侧朝向下侧突出的其他形状。减轻凸筋部30突出并被赋予弹簧弹性，从而能够在上下方向上产生弹性变形。

如图3所示，减轻凸筋部30在以规定的角度(延伸角度α)相交的直线之间延伸，并在密封垫部10的外侧的端部(外侧端10c)和插通孔16之间延伸。减轻凸筋部30例如呈圆弧状延伸。也就是说，沿着中心角为延伸角度α的圆弧延伸。另外，减轻凸筋部30例如在插通孔16的同心圆上延伸。减轻凸筋部30也可以不在插通孔16的同心圆上延伸。减轻凸筋部30的延伸方向的长度(长度L)是由延伸角度α来确定的值。

如上所述，通过减轻凸筋部30的延伸方向的长度L来调整密封垫构件10的共振频率。具体而言，通过减轻凸筋部30的延伸方向的长度L来调整减轻凸筋部30的弹簧常数。在如图示的例那样减轻凸筋部30呈圆弧状延伸的情况下，减轻凸筋部30的长度L与延伸角度α成比例。关于减轻凸筋部30的弹簧常数，当减轻凸筋部630的长度L小时，也就是说当减轻凸筋部30的延伸角度α小时，弹簧常数变小，另一方面，当减轻凸筋部30的长度L大时，也就是说当减轻凸筋部30的延伸角度α大时，弹簧常数变大。密封垫构件10通过调整减轻凸筋部30的延伸角度α来调整减轻凸筋部30的弹簧常数。

在密封垫1的密封垫构件10中，调整减轻凸缘30的延伸角度α的值，从而使密封垫构件10的减轻凸筋部30的弹簧常数变小，从而减轻凸筋部30的共振频率也就是密封垫构件10的共振频率相对于在使用状态下的、来自适用对象的输入振动的频率成为低频侧的值。因此，在使用状态下，能够使来自适用对象的输入振动的频率和密封垫1的共振频率成为不同的频率，从而能够使密封垫1的振动传递率变低。

如此，根据本发明的实施方式的密封垫1，通过改变密封垫构件10的减轻凸筋部30的形状(延伸角度α或者延伸方向的长度L)，能够调整密封垫构件10的共振频率。因此，能够使密封垫构件10的共振频率与使用状态下的、来自适用对象的输入振动的频率不同，从而能够使密封垫1的振动传递率变低。

需要说明的是，对于密封垫1的密封垫构件10的共振频率，通过调整减轻凸缘30的延伸角度α或延伸长度L，不限于相对于使用状态下的、来自适用对象的输入振动的频率成为低频侧的值，也可以是相对于使用状态下的、来自适用对象的输入振动的频率成为高频侧的值。

另外，也可以通过调整减轻凸筋部30的延伸角度α或延伸方向的长度L，以使密封垫构件10对于使用状态下的、来自适用对象的输入振动具有防振作用的方式来调整密封垫构件10的共振频率。例如，也可以将密封垫构件10的共振频率调整为，对于使用状态下的、来自适用对象的输入振动之中的强频带具有防振作用。由此，能够使密封垫1的相对于使用状态下的、来自适用对象的输入振动的振动传递率进一步变低。

接下来，对于具有上述结构的密封垫1的作用进行说明。图4是示出使用状态下的密封垫1的、沿着图1的A-A线的剖面的情况的图。在密封垫1的使用状态下，密封垫1被夹持于适用对象的两个构件之间的接合部，并在两个构件间之被压缩而实现接合部的密封。在图示的例中，作为适用对象的两个构件，示出了内燃机的工作缸盖等一侧壳体50和内燃机的工作缸体等另一侧壳体51。在使用状态下，密封垫1夹持于一侧壳体50与另一侧壳体51之间，作为紧固构件的螺栓60的外螺纹部61穿过螺栓贯通孔52而贯通一侧壳体50，并且外螺纹部61穿过密封垫构件10的螺栓承受部15的插通孔16而与形成于另一侧壳体51的内螺纹部53螺纹啮合，从而将一侧壳体50紧固于另一侧壳体51。由此，密封垫1在一侧壳体50与另一侧壳体51之间在上下方向上被压缩。

如图4所示，在密封垫1的使用状态下，外侧下边部21和内侧下边部22中的下侧橡胶层13的下表面13a与另一侧壳体51的接合面即上表面51a接触。另外，密封凸筋部20在上侧的上侧端部20a处按压于一侧壳体50的接合面即下表面50b。通过由螺栓60进行的紧固，密封垫1在上下方向上被压缩，因此，密封凸筋部20在上下方向上被以弹簧弹性的方式压缩而变形。由此，能够密封一侧壳体50与另一侧壳体51之间的接合部。

另外，同样地、减轻凸筋部30在面向上侧的端部即上侧端部31处按压于一侧壳体50的接合面即下表面50b。通过由螺栓60进行的紧固，密封垫1在上下方向上被压缩，因此减轻凸筋部30在上下方向上被以弹簧弹性的方式压缩而变形。如上所述，本发明的实施方式的密封垫1通过减轻凸筋部30的延伸角度α或延伸方向长度L的调整来调整减轻凸筋部30的弹簧常数从而调整密封垫构件10的共振频率。因此，密封垫1的共振频率能够与从一侧壳体50和另一侧壳体51中的任一者或者两者输入的振动的频率不一致。由此，一侧壳体50与另一侧壳体51之间的密封垫1的振动传递率变低，从而经由一侧壳体50与另一侧壳体51之间的密封垫1的振动传递变低。

图5是示出根据模拟而成的密封垫1的振动传递率曲线的图。横轴是输入振动频率与密封垫构件1的共振频率之比即频率比，纵轴是各频率比的振动传递率。在图5中，线A1是对密封垫1的一实施例(实施例1)的模拟结果，线A2是对密封垫1的另一实施例(实施例2)的模拟结果。在实施例2中，调整了减轻凸筋部30的延伸角度α或者延伸方向的长度L，以使得密封垫1(实施例2)的共振频率比实施例1的共振频率下降。也就是说，实施例2中的减轻凸缘30的弹簧常数比实施例1中的减轻凸缘30的弹簧常数变小，且实施例2的减轻凸缘30的延伸角度α或者延伸方向的长度L比实施例1的减轻凸缘30的延伸角度α或延伸方向的长度L变小。

如图5示出的模拟结果那样可知，相对于实施例1，实施例2能够使密封垫1的共振频率变低。如此，根据图5示出的模拟结果可知，通过调整减轻凸筋部30的延伸角度α或延伸方向的长度L能够调整密封垫1的共振频率。因此，在本发明的实施方式的密封垫1中，通过使密封垫1的共振频率从在车辆等中产生的振动的输入频率错开，从而能够回避密封垫1的共振，另外能够调整密封垫1的共振区域和防振区域。特别是，通过使减轻凸缘30的弹簧常数变小而将密封垫1的共振频率设为低频，能够减少密封垫1的共振区域并增加防振区域，从而能够提高防振能力。

以上，对于本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述的实施方式，而是包括本发明的概念和权利要求书所包含的所有的方式。另外，为了使上述的课题和效果的至少一部分发挥作用，也可以适当地对各结构进行选择性地组合。另外，例如，上述实施方式中的、各结构要素的形状、材料、配置、尺寸等可以根据本发明的具体性使用方式来适当地改变。

例如，如图6所示，减轻凸筋部30也可以呈无接头的环状延伸。具体而言，减轻凸筋部30也可以在插通孔16的同心圆上呈圆环状延伸。在这样的情况下，减轻凸筋部30的延伸角度α成为360°。

另外，例如本发明的实施方式的密封垫1虽然设为具有一个密封垫构件10，但是本发明的密封垫也可以具有多个密封垫构件10。在这样的情况下，例如多个密封垫构件10重叠，且在彼此重叠的密封垫构件10中，密封凸筋部20彼此重叠，另外减轻凸筋部30彼此重叠。具体而言，作为密封垫1的变形例，如图7所示，密封垫1具有两个密封垫构件10，且彼此重叠的密封凸筋部20朝向相同侧。也就是说，以在上侧的密封凸筋部20的凹部内收容有下侧的密封凸筋部20且彼此重叠地接触的方式来重叠两个密封垫构件10。同样地、彼此重叠的减轻凸筋部30朝向相同侧。也就是说，以在上侧的减轻凸筋部30的凹部内收容有下侧的减轻凸筋部30且彼此重叠地接触的方式来重叠两个密封垫构件10。

另外，在密封垫1的另一变形例中，如图8所示，密封垫1具有两个密封垫构件10，且彼此重叠的密封凸筋部20相背，彼此重叠的减轻凸筋部30相背。也就是说，两个密封垫构件10中的下侧的密封垫构件10配设为密封凸筋部20的上侧端部20a朝向下侧，上侧的密封垫构件10配设为密封凸筋部20的上侧端部20a朝向上侧，从而使密封凸筋部20在上下方向上彼此相背。在这样的情况下，上侧的密封垫构件10的密封凸筋部20与下侧的密封垫构件10的密封凸筋部20分别朝向上下方向而与接合部接触，由此进行接合部的密封。另外，同样地、两个密封垫构件10中的下侧的密封垫构件10配设为减轻凸筋部30的上侧端部31朝向下侧，上侧的密封垫构件10配设为减轻凸筋部30的上侧端部31朝向上侧，从而使减轻凸筋部30在上下方向上彼此相背。在这样的情况下，上侧的密封垫构件10的减轻凸筋部30和下侧的密封垫构件10的减轻凸筋部30分别朝向上下方向而与接合部接触。

如此，通过重叠多个密封垫构件10，减轻凸筋部30成为串联的弹簧元件，从而能够使密封垫1的共振频率的调整幅度变大。由此，能够将密封垫1的共振频率进一步地调整为低频侧。另外，通过密封垫1中的密封垫构件10之间的接触，在密封垫构件10之间产生摩擦。通过由该摩擦引起的摩擦衰减而能够使滞后变大，从而能够使密封垫1的振动传递率进一步下降。

附图标记说明

1…密封垫、10…密封垫构件、10a…上表面、10b…下表面、10c…外侧端、11…金属板、11a…上表面、11b…下表面、12…上侧橡胶层、13…下侧橡胶、13a…下表面、14…开口部、15…螺栓承受部、16…插通孔、20…密封凸筋部、20a…上侧端部、21…外侧下边部、22…内侧下边部、30…减轻凸筋部、31…上侧端部、50…一侧壳体、50b…下表面、51…另一侧壳体、51a…上表面、52…螺栓插通孔、53…内螺纹部、60…螺栓、61…外螺纹部、α…延伸角度、L…长度

Claims (5)

1.一种密封垫，其特征在于，

所述密封垫包括密封垫构件，所述密封垫构件具有：金属板，是金属制的板；和橡胶层，是被覆于该金属板的两个表面的、含有橡胶材料的层，

所述密封垫构件具有：密封凸筋部，是从所述密封垫构件的两个表面的另一方侧朝向所述密封垫构件的两个表面的一方侧凸出的部分；至少一个插通孔，紧固构件插入并贯穿该插通孔；和至少一个减轻凸筋部，是从所述密封垫构件的两个表面的另一方侧朝向所述密封垫构件的两个表面的一方侧凸出的部分，

所述减轻凸筋部沿所述插通孔的周围延伸，

通过所述减轻凸筋部的延伸方向的长度来调整所述密封垫构件的共振频率。

2.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，

所述减轻凸筋部在以规定的角度相交的直线之间延伸。

3.根据权利要求2所述的密封垫，其特征在于，

所述减轻凸筋部呈圆弧状延伸。

4.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，

所述减轻凸筋部呈无接头的环状延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封垫，其特征在于，

所述密封垫具有多个所述密封垫构件，

多个所述密封垫构件重叠，并且在彼此重叠的所述密封垫构件中，所述减轻凸筋部彼此重叠。

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