JP2002105437A - 複合シートガスケット - Google Patents
複合シートガスケットInfo
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Abstract
を示す複合シートガスケットを提供する。 【解決手段】 ケーシングとこのケーシングの開口部に
設けられる蓋体との間に介装される複合シートガスケッ
ト10であって、それ自身の柔軟性によりケーシングに
密着する表層12と、それ自身の柔軟性により蓋体に密
着する裏層13のいずれか一方の表面の摩擦係数を他方
の層の表面の摩擦係数の1.15倍以上にした。
Description
ョンケースとその端面開口部を閉塞する蓋体との間に介
装される複合シートガスケットに係り、特に、フレッテ
ィングによる複合シートガスケットの損傷を防止して良
好なシール性を維持する技術に関する。
ースなどに用いられるガスケットには、内部の油温度が
140〜150℃程度であるため耐熱性は要求されな
い。このため、そのようなガスケットとしては、内燃機
関用ガスケットのようなビードを有する金属製のもので
はなく、非金属複合材シートからなる安価なシートガス
ケットが使用されている。シートガスケットは、ケーシ
ングおよび蓋体の周縁に形成されたフランジどうしの間
に介装され、それ自体の柔軟性によりフランジに密着し
てトランスミッションオイルの漏出を防止する。
トがトランスミッションケースに装着された状態を示す
図であり、図中符号1はトランスミッションケースのフ
ランジ、2は蓋体のフランジである。これらフランジ
1,2の間にはシートガスケット3が介装され、ボルト
4によって締め付けられている。
ッションケースに作用する外部応力、熱膨張あるいは振
動などに起因してフランジ1,2どうしにはフレッティ
ングが生じる。このフレッティングにより、図において
双方向矢印で示すようにシートガスケットの表裏面で滑
りが発生し、その際に生じる摩擦抵抗(図中2つの矢印
で示す)によって、図6(A)に示すように、シートガ
スケットが初期の位置からずれることがある。そして、
その結果、シートガスケットに変形ないしクラックが発
生してシール性が著しく低下するという問題があった。
めに以下の対策が考えられる。 フランジの剛性を高めるとともに締結ボルトの本数を
増加して締付け軸力を増加して締結面圧を増大させ、フ
レッティング量を低減する。 シートガスケットの機械強度を増大させてフレッティ
ングに対する耐力を向上させる。 フランジどうしの突合せ面部にノックピン等による嵌
合構造を設け、フランジ面におけるフレッティングを低
減する。 シートガスケットの表面に、例えばグラファイト、二
硫化モリブデン等の固体潤滑剤をコーティングし、フレ
ッティングにより発生する摩擦力を低下させてシートガ
スケットに作用する応力を軽減する。
下記のような問題がある。 締結ボルトの追加およびフランジ剛性の向上 フランジの締結構造が複雑化して製造コストが割高にな
るとともに、部品点数の増加および大型化により重量が
増加する。 シートガスケットの強度向上 シートガスケットが高くなって圧縮率が低下し、シール
性の悪化を招くとともに重量が増加する。 嵌合機構 フランジの構造が複雑化するとともに部品点数が増加し
て製造コストが割高になる。 固体潤滑剤のコーティング シートガスケットとフランジとの間での滑りが大きくな
り過ぎ、フレッティング量の増大を招くとともに、強度
が低いシートガスケットでは変形を促進してしまう。
実開平2−59362号公報や実開平3−124075
号公報に開示されているように、メタルガスケットの表
裏面の摩擦抵抗に差を設けることにより、メタルガスケ
ットがシリンダヘッドまたはシリンダブロックのいずれ
かに対して滑るように構成する技術が提案されている。
しかしながら、いずれの提案に係る技術も摩擦抵抗の差
を定量的に解析し教示するものではなく、そのような技
術をシートガスケットに応用して上記した課題を解決し
得るか否かは不明であった。したがって、本発明はフレ
ッティングに対して優れたシール耐久性を示す複合シー
トガスケットを提供することを目的としている。。
ケットにおける表面と裏面との摩擦係数の差を定量的に
解析した結果、摩擦係数に所定以上の差を設けることに
よって、フレッティングに対する耐久性を著しく向上さ
せることができる複合シートガスケットを見い出した。
本発明の複合シートガスケットは、そのような知見に基
づいてなされたもので、ケーシングとこのケーシングの
開口部に設けられる蓋体との間に介装される複合シート
ガスケットであって、それ自身の柔軟性により上記ケー
シングに密着する第1の層と、それ自身の柔軟性により
蓋体に密着する第2の層とを備え、第1の層と第2の層
のいずれか一方の表面の摩擦係数を他方の層の表面の摩
擦係数の1.15倍以上にしたことを特徴としている。
ば、ケーシングと蓋体との間にフレッティングによる相
対移動が生じても、摩擦係数の小さい表面と相手部材と
の間に滑りが生じ、複合シートガスケットと他方の相手
部材との初期からの位置関係に変化が生じない。したが
って、複合シートガスケットの移動が抑制され、その変
形や破損が抑制されるのでシール性を維持することがで
きる。以下、本発明の好適な実施の形態について説明す
る。
の表裏面に第1および第2の層をそれぞれ固着して構成
することができ、あるいは第1の層と第2の層のみで構
成することもできる。第1、第2の層および基材層とし
ては、バインダーに強化繊維と耐熱フィラーを混合して
混合物としたものを用いることができる。そして、その
ような混合物を例えばカレンダーロールを用いて加熱お
よび加圧しながら積層し、複合シートとする。これを所
定形状に打ち抜くことで複合シートガスケットを製造す
ることができる。上記混合物をカレンダーロールによっ
て積層するには、ホッパーに充填した第1の層の混合物
を、カレンダーロールを回転させながらその上側のロー
ル表面に連続的に挿入して、これを上下のロールで薄く
伸ばしながら加熱圧縮して上側のローラの外周を一周す
るように巻き付ける。次いで、その外周面に基材層の混
合物と第1の層の混合物を同様にして順次巻き付けて積
層し、これをロールの軸方向に切断してロールから剥離
することにより、第1の層、基材層および第2の層から
なる複合シートを得る。なお、第1の層→第2の層の順
で積層することにより、第1、第2の層のみからなる複
合シートガスケットを製造することができる。また、第
1、第2の層および基材層のシートを別々に製造し、そ
れらシートを加熱圧着して複合シートを製造することも
できる。あるいは、第1、第2の層および基材層のいず
れかを予めシート状にしておき、そのシートをカレンダ
ーロールに通しながら上記と同様にして混合物を積層す
れば、複合シートを連続的に製造することができる。
層よりも多く配合して機械的強度を向上させた組成シー
トを用いたり、トリアセチルセルロース、ポリカーボネ
ート、ポリイミド等の合成樹脂製フィルムを使用するこ
ともできる。また、バインダーとしては、NBRゴム、
NRゴム、SBRゴム、CRラテックス等の合成ゴムを
1種または2種以上を混合したものを用いることができ
る。強化繊維としてはアラミド繊維が好適であり、耐熱
フィラーとしては、マイカ、クレー、グラファイト、シ
リカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、二硫化モリブデン等の粉末を用いることができる。
また、摩擦係数の低減剤としてPTFE(ポリテトラフ
ロロエチレン)の粉末を用いることもできる。
合成ゴムと強化繊維であるアラミド繊維の割合を適宜選
定することで調整することができる。そして、第1の層
と第2の層のいずれか一方の表面の摩擦係数を他方の層
の表面の摩擦係数の1.15倍以上にするには、摩擦係
数の大きな層の合成ゴムの含有量を他方の層の合成ゴム
の含有量よりも多く設定し、かつ、摩擦係数の大きな層
のアラミド繊維の含有量を0〜10重量%とするととも
に他方の層のアラミド繊維の含有量を10重量%以上に
すれば良い。
0.5の範囲であることが望ましい。この摩擦係数が
0.3未満であるとフレッティングに対する抵抗が少な
く、また0.5を超えると相手部材との滑り性が悪くな
る。また、相手部材との滑りを抑制するために、大きい
方の摩擦係数は0.4以上であることが望まし。
ートガスケット10を示す図であって、複合シートガス
ケット10をトランスミッションケースのフランジ20
と蓋体のフランジ21で締め付けた状態を示している。
複合シートガスケット10は、基材層11の表裏面に表
層(第1の層)12と裏層(第2の層)13を固着して
構成されている。そして、表層12の表面12aの摩擦
係数に対する裏層13の裏面13aの摩擦係数の比(裏
面/表面)は、1.15以上に設定されている。
いては、フランジ21を貫通してフランジ20に螺合さ
れた締結ボルト(図示略)を締め付けることにより、複
合シートガスケット10が板厚方向に圧縮され、その表
面12aおよび裏面13aがフランジ21,20の端面
に密着してシールする。そして、フランジ20,21の
間に図中双方向矢印で示すフレッティングが生じても、
図1中矢印で示すように、摩擦係数の小さい表面12a
と蓋体のフランジ21の間に滑りが生じ、フランジ21
のみが移動して複合シートガスケット10はトランスミ
ッションケースのフランジ20に固定された状態とな
る。したがって、複合シートガスケット10の移動が抑
制され、その変形や破損が抑制されるのでシール性を維
持することができる。
ケット10の摩擦係数の小さい表面12aを蓋体のフラ
ンジ21に接触させているが、逆に、表面12aをフラ
ンジ20に接触させることもできる。ただし、この場合
には、複合シートガスケット10が蓋体のフランジ21
とともに移動するから、複合シートガスケット10とフ
ランジ21との間でのフレッティングの発生が懸念され
るので、あまり好ましくない。
らに詳細に説明する。A.複合シートの作製 板厚が0.4mmの基材層の表裏面に、表1に示す組成
の表層および裏層を形成し、厚さ0.5mmの実施例1
の複合シートを作製した。この場合、カレンダーロール
の回転方向に強化繊維が配向するため、強化繊維は複合
シートの長手方向に沿うように配向している。表層およ
び裏層を表2〜表6に示す組成とした以外は実施例1と
同様にして実施例2〜6の複合シートを作製した。さら
に、表層および裏層を表7〜表11に示す組成とした以
外は実施例1と同様にして比較例1〜5の複合シートを
作製した。
交する方向)の両端部およびその中央部から一辺が50
mmの正方形状に切り出して測定試料とした。これら試
料に130℃で30分間の加硫を施して表層及び裏層に
ゴム弾性を付与した後、図4(A)に示すように、試料
Sを摩擦係数測定装置の予めアセトンで脱脂されたター
ンテーブルTにクランプした。図4(B)に示すよう
に、位置が固定された測定子Pを試料Sの点aに荷重
3.53kg(面圧:4.90MPa)に押圧し、測定
子Pが試料の強化繊維を横切って点a→点b→点cと相
対移動するようにターンテーブルTを往復回動させた。
そして、測定子Pが点bから点cに相対移動するときの
動摩擦係数の最大値を試料の摩擦係数とした。なお、測
定時の雰囲気温度は20±5℃、ターンテーブルTの回
動速度は24mm/分、ターンテーブルTの正面方向か
ら見たストロークは25mmであった。
の平均値を試料の表面または裏面の摩擦係数とした。各
試料の摩擦係数を表1〜表6に併記するとともに、表面
と裏面の摩擦係数の比(裏面の摩擦係数/表面の摩擦係
数)も併記した。また、比較例1〜5の複合シートから
も同様にして試料を採取するとともに、それら試料に対
して上記と同じ条件で摩擦係数の測定を行い、その結果
を表7〜11に併記した。
いて複合シートガスケットを作製し、トランスミッショ
ンケースとその入力軸側の蓋体との間に装着して実機試
験を行った。実機試験では、入力軸に±22kgf・m
(215.7N・m)のトルクを加え、この条件を1サ
イクルとして3000回入力し、複合シートガスケット
の変形やクラックの発生の有無を調べた。その結果、摩
擦係数比が1.15以上である実施例1〜6では、複合
シートガスケットに変形やクラックの発生は一切無く、
優れたシール耐久性を有することが確認された。これに
対して、摩擦抵抗比が1.15未満である比較例1〜5
では、150回の入力で複合シートガスケットに変形や
クラックが発生し、シール耐久性が著しく低いことが判
った。
の複合シートガスケットを作製し、上記と同様にして3
000回の耐久性試験を行ない、摩擦係数比と複合シー
トガスケットの変形量との関係を調べた。その結果を図
2に示す。図2から判るように、複合シートガスケット
の摩擦係数比が1.15以上の場合には、折損が生じず
シール耐久性は充分である。また、摩擦抵抗比が1.2
以上の場合には、複合シートガスケットの変形が殆ど生
じないことが判る。
それ自身の柔軟性によりケーシングに密着する第1の層
と、それ自身の柔軟性により蓋体に密着する第2の層と
を備え、第1の層と第2の層のいずれか一方の表面の摩
擦係数を他方の層の表面の摩擦係数の1.15倍以上に
しているから、シール耐久性を大幅に向上させることが
できるという効果が得られる。
をフランジどうしの間に装着した状態を示す断面図であ
る。
トの摩擦係数比と同ガスケットの変形量との関係を示す
線図である。
トを示す平面図、(B)は複合シートから打ち抜いた試
料を示す平面図である。
(B)は(A)の矢印B方向矢視である。
いる状態を説明するための平面図、(B)はシートガス
ケットを装着したフランジを示す断面図である。
に装着されている状態を示す断面図、(B)は(A)の
矢印Bで示す部分の拡大図である。
層、12a…表面、13…裏層、13a…裏面、20,
21…フランジ。
Claims (4)
- 【請求項1】 ケーシングとこのケーシングの開口部に
設けられる蓋体との間に介装される複合シートガスケッ
トであって、それ自身の柔軟性により上記ケーシングに
密着する第1の層と、それ自身の柔軟性により上記蓋体
に密着する第2の層とを備え、上記第1の層と第2の層
のいずれか一方の表面の摩擦係数を他方の層の表面の摩
擦係数の1.15倍以上にしたことを特徴とする複合シ
ートガスケット。 - 【請求項2】 前記第1および第2の層は、基材層の表
裏面にそれぞれ固着されていることを特徴とする請求項
1に記載の複合シートガスケット。 - 【請求項3】 前記第1および/または第2の層は、合
成ゴムを主成分とするバインダーにアラミド繊維を分散
して構成され、上記第1および第2の層のうち摩擦係数
の大きな層の合成ゴムの含有量は、他方の層の合成ゴム
の含有量よりも多く設定され、かつ、摩擦係数の大きな
層はアラミド繊維の含有量が0〜10重量%であるとと
もに他方の層はアラミド繊維の含有量が10重量%以上
であることを特徴とする請求項1または2に記載の複合
シートガスケット。 - 【請求項4】 小さい方の摩擦係数を0.3〜0.5と
し、大きい方の摩擦係数を0.4以上としたことを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合シートガス
ケット。
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