JP2011033082A - シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 高いシール面圧を維持することができるシール構造を提供する。
【解決手段】シール構造は、第１部材１に形成された環状の収容溝１０に収容され先端を第２部材２の対向面２０に当接させる弾性材料からなる環状のガスケット３を有する。ガスケットは、本体部３０と、本体部の径方向内側及び外側に突設された環状の内側リブ３１ａ、３１ｂ及び外側リブ３２ａ、３２ｂと、本体部における収容溝の底部に対向する部分に突設された受圧部３３と、本体部における第２部材の対向面に対向する部分に突設され対向面に圧接することで対向面との間をシールするシールリブ３５と、を有する。ガスケットの受圧部の先端は、収容溝の底部に形成された凸部１１の先端に押圧され凸部の先端の周辺に形成され先端よりも低い谷部１２に向かって変位するように弾性変形する凹部乃至平坦面からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガスケットを用いて２部材間をシールするシール構造に関する。

車両のインテークマニホールドとシリンダヘッドとの間のように２つの部材の間には、弾性材料からなるガスケットが介装されて、２つの部材の間がシールされている。ガスケットは、環状であり、その断面形状としては、特許文献１の図７、特許文献２の図２に開示されているように、軸方向に長く、軸方向の一方の端部と他方の端部の双方にシールリブを形成したものがある。そして、一方の端部のシールリブを一方の部材の対向面に当接させ、他方の端部のシールリブを他方の部材に形成した収容溝に収容し、他方の部材を一方の部材に締め付けることによって、一方の端部のシールリブで一方の部材の対向面をシールする。このように、軸方向の両端部にシールリブを形成したガスケットは、高いシール面圧を生じさせることができる。

特開２００２−１９５４１１号公報（図７） 特開２００６−２９３６４号公報（図２）

しかしながら、両部材を締め付けると、ガスケットが収容溝内で圧縮される。このため、シールリブは、坐屈し、長時間の高温での使用によってヘタリ（塑性変形）が生じて、シール不良を起こしやすい。

また、ガスケットの収容溝側も突出形状のシールリブとなっているため、ガスケットが収容溝の中で傾斜した状態で両部材が締め付けられることがあり、収容溝は安定してガスケットを保持することができない。このため、収容溝と反対側の対向面に対するシールリブのシール面圧も確保しにくい。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、高いシール面圧を維持することができるシール構造を提供することを課題とする。

（１）本発明のシール構造は、環状の収容溝を有する第１部材と、前記収容溝の開口側に対向する対向面をもつ第２部材と、前記収容溝に収容され先端を前記第２部材の前記対向面に当接させる弾性材料からなる環状のガスケットとを有するシール構造において、前記収容溝の底部には、凸部が形成されており、前記ガスケットは、本体部と、該本体部の径方向内側及び径方向外側に突設され環状の前記収容溝の内周面及び外周面にそれぞれ当接する内側リブ及び外側リブと、該本体部における前記収容溝の底部に対向する部分に突設され前記収容溝の底部の前記凸部に押接される受圧部と、該本体部における前記第２部材の前記対向面に対向する部分に突設され前記対向面に圧接することで前記対向面との間をシールするシールリブと、を有し、前記ガスケットの前記受圧部の端面は、前記収容溝の前記凸部に押圧され前記凸部の周辺に形成され前記凸部よりも低い谷部に向かって変位するように弾性変形する凹部乃至平坦面からなることを特徴とする。

上記構成によれば、第１部材の収容溝の底部に凸部を形成して、この凸部にガスケットの受圧部を当接させている。第１部材を第２部材に対して締め付けると、第１部材の収容溝の底部の凸部によって、ガスケットの受圧部が押圧され、受圧部は、凸部の周辺の谷部に向かって変位するように弾性変形する。このため、受圧部は、元の形状に戻ろうとする弾性復元力が生じる。ガスケットのシールリブには、シールリブ自体の弾性力だけでなく、受圧部の弾性復元力も加わるため、対向面へのシール面圧が高くなる。シールリブが押し倒された状態で塑性変形した後においても、受圧部の弾性復元力によって高いシール面圧が維持される。

また、ガスケットの受圧部が凸部の周辺の谷部へ向かって変位することによって、ガスケット全体が、収容溝の底部側に変位する。このため、ガスケットの内部応力のバランスがとれ、シールリブの過度の歪みを抑制できる。ゆえに、ガスケットが長時間使用や高温下に晒されても、シールリブの永久変形を抑えることができ、高いシール面圧を維持することができる。

また、受圧部の凸部に押接する部分は平坦面又は凹部をもつため、第１部材を第２部材に締め付けたとき、ガスケットの受圧部は、凸部の周辺の谷部に向かって変位し、受圧部は、凸部を取り囲んで凸部を嵌合した状態となる。このため、ガスケットの軸中心方向が安定に保持され、ガスケットが傾斜することを防止できる。従って、シールリブの高いシール面圧を確保できる。

また、第１部材を第２部材に締め付けたとき、ガスケットの受圧部と収容溝の底部の谷部との間、ガスケットのシールリブと収容溝の内周面及び外周面との間には、隙間が残るため、ガスケットの収容溝内での充填率を、シールリブが適度なシール面圧を発揮するのに最適な範囲にすることができる。
（２）前記ガスケットの前記本体部の内周面及び外周面には、それぞれ２つの前記内側リブ及び前記外側リブが設けられていることが好ましい。この場合には、ガスケットが、収容溝の内周面及び外周面にそれぞれ２箇所で支持される。ゆえに、ガスケットは、収容溝内で軸方向に沿って安定に配置される。
（３）前記ガスケットの前記本体部における前記第２部材の前記対向面に対向する部分には、前記シールリブの径方向内側の内周面よりも径方向内側に張り出した内側段部、及び前記シールリブの径方向外側の外周面よりも径方向外側に張り出した外側段部が形成されていることが好ましい。

この場合には、第１部材を第２部材に締め付けたときに、ガスケットの本体部の内側段部及び外側段部は、本体部の変形を抑えつつ、受圧部を径方向内側及び径方向外側に弾性変形させやすくする。このため、大きな弾性復元力が生じて、シールリブのシール面圧を高く維持させることができる。

本発明のシール構造によれば、収容溝の底部に凸部を形成し、この凸部によってガスケットの受圧部を押圧しているため、高いシール面圧を維持することができる。

本発明の実施例１の、締め付け前のシール構造の断面図である。 実施例１の、ガスケットの平面図である。 実施例１の、締め付け時のシール構造の断面図である。 実施例１の、熱乾試験後のガスケットの断面図である。 実施例２の、締め付け前のシール構造の断面図である。 実施例２の、締め付け時のシール構造の断面図である。 実施例２の、熱乾試験後のガスケットの断面図である。 比較例の、締め付け前のシール構造の断面図である。 比較例の、締め付け時のシール構造の断面図である。 比較例の、熱乾試験後のガスケットの断面図である。

本発明のシール構造は、第１部材と、第２部材と、第１部材と第２部材との間をシールするガスケットとを備えている。

第１部材には、環状のガスケットを収容する収容溝が形成されている。収容溝は、ガスケットを圧縮した状態で収容し得る程度にガスケットの外形と相応した形状をもつ。収容溝の底部には、凸部が形成されている。凸部は、収容溝の底部の径方向の中央に形成されているとよい。凸部は、環状の収容溝と同一中心をもつ連続した環形状を呈しているとよい。

凸部は、収容溝の底部の径方向の中央に形成されており、谷部は、収容溝の底部の凸部周辺の径方向内側及び外側に周方向に連続して形成されているとよい。凸部によって押圧されたガスケットの受圧部が、底部中心を中心として均等に変位する。このため、受圧部の弾性復元力が、収容溝の底部中心を中心としてこの中心に向かう方向に均等に生じる。したがって、周方向に均衡のとれたシール面圧を発揮することができる。

凸部の径方向断面形状は、円弧形状、半円形状などの曲面形状であることが好ましい。少なくとも凸部の先端は、曲面形状であることが好ましい。この場合には、凸部でガスケットの受圧部を押圧したときに、受圧部における凸部の押接部分に応力が集中することを抑制でき、また受圧部を谷部に向かって円滑に変位させるように弾性変形させることができる。

第２部材の第１部材と対応する部分には、対向面が形成されている。対向面は、平坦面であっても、第２部材と対向する部分の中央部が突出していてもよい。

ガスケットは、本体部と、本体部の径方向内側及び外側に突設された内側リブ及び外側リブと、本体部の軸方向の一端側に突設された受圧部と、本体部の軸方向の他端側に突設されたシールリブとを有する。

本体部は、ガスケットの軸方向の略中央部に位置している。本体部の内周面及び外周面は、収容溝の内周面及び外周面に当接している。

本体部の内周面は、径方向内側に突出する内側リブをもち、内側リブは収容溝の内周面に当接している。また、本体部の外周面は、径方向外側に突出する外側リブをもち、外側リブは収容溝の外周面に当接している。内側リブ及び外側リブは、本体部の周方向全体に渡って本体部の内周面及び外周面から突出していることが好ましい。内側リブ及び外側リブは、軸方向の位置が互いに同じ位置に配置されているとよい。また、内側リブ及び外側リブは、それぞれ軸方向に２つずつ配置されているとよい。この場合には、ガスケットの軸方向が傾斜することなく、ガスケットを収容溝に収容することができる。

本体部の収容溝の底部に対向する端面から受圧部が突設している。受圧部の端面は、収容溝の底部に突出する凸部に押接される部分である。受圧部の端面は、平坦面であるか、又は凹部をもつ。凹部は、受圧部の端面の径方向中心に形成されているとよい。凹部は、受圧部が収容溝の底部に突出する凸部によって押圧されたときに、受圧部が凸部の周辺の谷部に変位可能な程度の大きさであるとよい。具体的には、締め付け前の凹部の深さは、凸部の高さの１／２０〜１／２の大きさであるとよく、さらには、１／２０〜１／４の大きさであるとよい。この場合には、凹部が凸部によって十分に弾性変形し受圧部における凹部周辺の部分が、凸部周辺の谷部に向かって変位しやすくなり、より一層大きな弾性復元力を発揮することができる。

受圧部の径方向の幅は、受圧部の軸方向の基端から端面に渡って同じであることが好ましい。この場合には、収容溝の底部の谷部に向かって受圧部が十分に変位して大きな弾性復元力を生じさせることができる。

本体部の収容溝と対向する端面の径方向内側及び径方向外側には、受圧部の内周面よりも径方向内側に張り出した内側段部、及び受圧部の外周面よりも径方向外側に張り出した外側段部が形成されているとよい。この場合には、本体部の変形が抑えられるとともに、受圧部を谷部に向かって弾性変形しやすくなる。ゆえに、受圧部に大きな弾性復元力が発生し、シールリブが塑性変形した後においても、シールリブに大きなシール面圧を生じさせることができる。

本体部の第２部材の対向面に対向する端面からシールリブが突設している。シールリブの先端は、第２部材の対向面に圧接している。シールリブの先端が第２部材の対向面に圧接することにより、第１部材と第２部材との間が気密にシールされる。シールリブは、先端に向かって径方向の幅が徐々に狭くなっていてもよいし、または軸方向の基端から先端までの間の径方向の厚みが同じであってもよい。後者の場合には、シールリブの先端が倒れにくくなる。さらに、シールリブの軸方向の基端から先端までの間の径方向の厚みが同じである場合には、シールリブの先端に形成された端面には、凹部が形成されているとよい。この場合には、シールリブが径方向内側及び外側に弾性変形しやすくなり、より効果的にシールリブの倒れを抑制することができる。

収容溝にガスケットを収容して第１部材を第２部材に締め付けたときに、収容溝周縁部は、第２部材の対向面に当接する。このときの収容溝に対するガスケットの占める体積比率（充填率）は、８５〜９５％であることが好ましい。この場合には、ガスケットの高温による塑性変形を抑制しつつ、高いシール面圧を発生させることができる。

ガスケットは、弾性材料からなる環状のシール部材である。弾性材料としては、例えば、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フルオロシリコンゴム（ＦＶＭＱ）、フッ素ゴムに代表される、ゴム、エラストマー等を用いることができる。

第１部材、第２部材は、例えば、樹脂材料、金属材料などから成形された部材である。第１部材は収容溝をもつため、成形容易な樹脂材料であることが好ましく、第２部材は耐熱性の観点から金属材料からなることが好ましい。

例えば、第１部材はインテークマニホールドであり、第２部材はシリンダヘッドであるが、これに限定されない。第１部材がインテークマニホールドであり、第２部材がスロットルボディやサージタンクである場合もよい。

（実施例１）
図１は、環状のガスケットをもつ実施例１のシール構造の断面図である。図１において、上、下、内、外は、ガスケットの軸中心の上側、軸中心の下側、径方向の内側、径方向の外側を意味する。図１以後の図面においても、同様である。本例のシール構造は、図１に示すように、第１部材１と、第２部材２と、第１部材１と第２部材２との間をシールするガスケット３とからなる。第１部材１は、車両エンジンの吸気系部材である樹脂製のインテークマニホールドである。第２部材２は、アルミニウム製のシリンダヘッドであり、第１部材１の下側に配置されている。

第１部材１には、収容溝１０が形成されている。図２に示すように、ガスケット３は、長円環状を呈しており、図１に示すシール構造の断面形状は、周方向全体に渡って同じ形状で連続している。図１に示すように、収容溝１０は、ガスケット３を圧縮させた状態で収容し得る程度にガスケット３の外形と相応した形状をもつ。収容溝１０の底部中央には、凸部１１が形成されている。凸部１１全体の径方向断面形状は、半円形状である。収容溝１０の底部における凸部１１よりも径方向内側及び外側には、円弧状に窪む谷部１２が形成されている。

収容溝１０の深さは５ｍｍであり、収容溝１０の径方向の幅は３．５ｍｍである。収容溝１０の底部に形成された凸部１１の谷部１２からの突出量は１ｍｍである。収容溝１０の深さに対する凸部１１の突出量の比率は、０．２である。

第２部材２の第１部材１と対応する部分には、対向面２０が形成されている。対向面２０は、平坦面であり、水平面に対して１０°の角度で傾斜している。第１部材１を第２部材２に締め付けるときには、第１部材１の対向面１９を対向面２０に沿わせて配置する。

ガスケット３は、Ｈ−ＮＢＲからなる弾性変形可能な弾性体である。ガスケット３は、本体部３０と、本体部３０の軸方向の一端側に突設された受圧部３３と、本体部３０の軸方向の他端側に突設されたシールリブ３５とを有する。

本体部３０は、ガスケット３の軸方向の略中央部に位置している。本体部３０の内周面及び外周面は、第１部材１の収容溝１０の内周面及び外周面と対向している。

本体部３０の内周面は、径方向内側に突出する一対の内側リブ３１ａ、３１ｂをもち、本体部３０の外周面は、径方向外側に突出する一対の外側リブ３２ａ、３２ｂをもつ。内側リブ３１ａ、３１ｂ及び外側リブ３２ａ、３２ｂは、本体部３０の周方向全体に渡って本体部の内周面及び外周面から突出している。一対の内側リブ３１ａ、３１ｂ、及び一対の外側リブ３２ａ，３２ｂのうち、内側リブ３１ａ及び外側リブ３２ａは、収容溝１０の底部側（上側）に位置し互いに軸方向の位置が一致している。内側リブ３１ｂ及び外側リブ３２ｂは第２部材２の対向面２０側（下側）に位置し互いに軸方向の位置が一致している。ガスケット３を収容溝１０に収容したときに、一対の内側リブ３１ａ、３１ｂ、及び一対の外側リブ３２ａ，３２ｂは、収容溝１０の内周面及び外周面に当接する。

内側リブ３１ａの基端から先端までの突出量Ｔ１及び外側リブ３２ａの基端から先端までの突出量Ｔ２は、いずれも０．４ｍｍである。

本例において、本体部３０は、上側の内側リブ３１ａの上側基端よりも若干上側の部分から、下側の内側リブ３１ｂの下側基端よりも若干下側の部分までの間で、径方向内側及び外側に内周面及び外周面をもつ中実部分である。本体部３０の軸方向の上側の端面３０ａは、内側リブ３１ａの上側基端よりも若干上側の部分に位置しており、受圧部３３の基端３３ｂと軸方向の位置が一致している。本体部３０の軸方向の下側の端面３０ｂは、内側リブ３１ｂの下側基端よりも若干下側に位置しており、シールリブ３５の基端３５ｂと軸方向の位置が一致している。

本体部３０の収容溝１０の底部に対向する上側の端面３０ａから受圧部３３が突設している。受圧部３３の端面３３ａは、収容溝１０の底部に突出する凸部１１に押圧される部分である。受圧部３３の端面３３ａの中央には、凹部３３ｃが形成されている。凹部３３ｃの深さＬ３は０．０５ｍｍである。受圧部３３の端面３３ａにおける凹部３３ｃよりも径方向内側及び外側には、円弧形状の曲面３３ｄが形成されている。

本体部３０の上側の端面３０ａの径方向内側及び径方向外側には、受圧部３３の内周面よりも径方向内側に張り出した内側段部３０ｃ、及び受圧部３３の外周面よりも径方向外側に張り出した外側段部３０ｄが形成されている。また、本体部３０の第２部材２の対向面２０と対向する下側の端面３０ｂの径方向内側及び径方向外側には、シールリブ３５の内周面よりも径方向内側に張り出した内側段部３０ｅ、及びシールリブ３５の外周面よりも径方向外側に張り出した外側段部３０ｆが形成されている。

本体部３０の端面３０ａの径方向の幅Ｈ１は２．７ｍｍである。受圧部３３の端面３３ａの径方向の幅Ｈ２は２ｍｍである。受圧部３３の基端３３ｂから端面３３ａまでの径方向の幅は一定である。

本体部３０の下側の端面３０ｂからシールリブ３５が突設している。シールリブ３５の径方向の幅は、基端３５ｂから先端３５ａまでの間で同じである。シールリブ３５の先端３５ａの径方向中央には、凹部３５ｃが形成されている。シールリブ３５の先端３５ａにおける凹部３５ｃの径方向の内側及び外側は、円弧状に突出している。このシールリブ３５の形状は、受圧部３３の形状と同様である。

実施例１のガスケットは、軸方向の上側及び下側が対称形状であるため、上下を逆転しても、同様のシール性能を発揮できる。ゆえに、ガスケット３の組み付け作業性がよい。

ガスケット３の軸方向の全体高さＬ１は６．０５ｍｍであり、ガスケット３の径方向の最大幅である内側リブ３１の先端から外側リブ３２の先端までの間の幅Ｌ２は３．５ｍｍである。この幅Ｌ２は、収容溝１０の径方向の幅に等しい。

図３に示すように、収容溝１０にガスケット３を収容して第１部材１を第２部材２に締め付けると、シールリブ３５の先端３５ａは、第２部材２の対向面２０に圧接して倒れる。シールリブ３５の先端３５ａが第２部材２の対向面２０に圧接することにより、第１部材１と第２部材２との間が気密にシールされる。

第１部材１を第２部材２に締め付けたときに、収容溝１０の開口周縁部１４は、第２部材２の対向面２０に当接する。このときの収容溝１０に対するガスケット３の占める体積比率（充填率）は、９０％である。

また、本体部３０の上側の内側段部３０ｃ及び外側段部３０ｄは、その形状を留め、これらの幅方向内側に位置する受圧部３３の内周基端３３ｄ及び外周基端３３ｅを起点に、受圧部３３が径方向内側及び外側に撓んでいる。本体部３０の下側の内側段部３０ｅ及び外側段部３０ｆも、若干変形してはいるが、段形状を留めている。これらの幅方向内側に位置するシールリブ３５の内周基端３５ｄ及び外周基端３５ｅを起点に、シールリブ３５は、径方向内側及び外側に撓んでいる。

次に、本例のシール構造について乾熱試験を行った。乾熱試験では、図３に示すように、収容溝１０にガスケット３を収容した状態で第１部材１を第２部材２に締め付け、これらを、１４０℃で５００時間加熱した。第１部材１，第２部材２及びガスケット３には、１４０℃の高温環境に均一に晒されるようにした。試験後にガスケットを収容溝から取り出して、径方向で切断した。その断面形状を図４に示した。

図４より知られるように、本例のガスケットは、試験前の形状をほぼ維持していた。特に、本体部３の上側の内側段部３０ｃ及び外側段部３０ｄ並びに受圧部３３の塑性変形は少なかった。シールリブ３５の中心線Ｌ２は、中心軸と平行な線Ｌ１に対して若干径方向内側に傾斜していた。ガスケットは、本来の弾性力をもちゴムの劣化も認められなかった。

また、上記と同様の乾熱試験を行った後のガスケットのヘタリ率をもとめた。収容溝１０からのガスケット３の突出量ａを、乾熱試験の前と後とで測定し、以下の算出式を用いて、ガスケットのヘタリ率をもとめた。

ヘタリ率（％）＝（乾熱試験前の収容溝からのガスケットの突出量−乾熱試験後の収容溝からのガスケットの突出量）／（乾熱試験前の収容溝からのガスケットの突出量）×１００
実施例１の乾熱試験前の収容溝からのガスケットの突出量は２ｍｍ、乾熱試験後の収容溝からのガスケットの突出量は１．３８ｍｍであった。これらの数値を上記の式に代入してヘタリ率をもとめたところ、３１％であった。

上記乾熱試験後のガスケットを収容溝に収容して第１部材を第２部材に締め付けたときのガスケットのシールリブが第２部材の対向面に加える加重をシール面圧として測定した。シール面圧を測定するにあたっては、シールリブ３５と第２部材２の対向面２０との間に感圧紙を敷いた。感圧紙は、加重の程度により色や濃淡が変化する紙である。感圧紙によってシールリブのシール面圧を３カ所測定し、その最低値を記録した。実施例１のガスケットの乾熱試験後のシール面圧の最低値は０．４８ＭＰａであった。

上記の測定結果より、乾熱試験後においても実施例１のガスケットは高いシール性能を発揮し、また塑性変形も少ないことがわかる。図３に示すように、第１部材１を第２部材２に対して締め付けると、第１部材１の収容溝１０の底部の凸部１１によって、ガスケット３の受圧部３３が押圧され、受圧部３３は、凸部１１の周辺の谷部１２に向かって変位するように弾性変形する。このため、受圧部３３は、元の形状に戻ろうとする弾性復元力Ｆ１が生じる。ガスケット３のシールリブ３５には、シールリブ３５自体の弾性力だけでなく、受圧部３３の弾性復元力Ｆ１も加わるため、対向面２０へのシール面圧が高くなる。シールリブ３５が倒れた状態でヘタリ(塑性変形）を生じた後においても、受圧部３３の弾性復元力によって高いシール面圧が維持される。

また、この受圧部３３が谷部１２へ向かって変位することによって、ガスケット３全体が、収容溝１０の底部側に変位する。このため、ガスケット３の内部応力のバランスがとれ、シールリブ３５の過度の歪みを抑制できる。ゆえに、ガスケット３のシールリブ３５が高温下に晒されても、シールリブ３５の永久変形を抑えることができ、高いシール面圧を維持することができる。

また、受圧部３の凸部１１に押接する部分は凹部３３ｃであるため、第１部材１を第２部材２に締め付けたとき、受圧部３３は、凸部１１の周辺の谷部１２に向かって変位し、受圧部３３は、凸部１１を取り囲んで凸部１１を嵌合した状態となる。このため、ガスケット３の軸中心方向が安定に保持され、ガスケット３が傾斜することを防止できる。従って、シールリブ３５の高いシール面圧を確保できる。

また、第１部材１を第２部材２に締め付けたとき、ガスケット３の本体部３０の上側の内側段部３０ｃ及び外側段部３０ｄは、本体部３０の変形を抑えつつ、受圧部３３を径方向内側及び径方向外側に弾性変形させやすくする。このため、本体部３０が第１部材１の底部に向かって十分に変位でき、受圧部３３の高い弾性復元力Ｆ１を発揮できる。ゆえに、ガスケット３のシールリブ３５が熱劣化したときでも、シールリブ３５の塑性変形を抑えることができる。

なお、測定した乾熱試験後のガスケットのヘタリ率及びガスケットのシール面圧、締め付け時の充填率について表１に示した。後述の例も列記した。

（実施例２）
本例のシール構造においては、図５に示すように、ガスケット３の本体部３０の内周面及び外周面には、それぞれ一対の内側リブ３１ａ、３１ｂ及び外側リブ３２ａ、３２ｂが突出している。本体部３０の収容溝１０側の端面３０ａは、内側リブ３１ａ及び外側リブ３２ａの底部側基端の軸方向の位置が一致しており、本体部３０の第２部材２の対向面２０側の端面３０ｂは、第２部材２の対向面２０側の内側リブ３１ｂ及び外側リブ３２ｂの対向面側基端と軸方向の位置が一致している。本体部３０の端面３０ａは受圧部３３の基端３３ｂと一致しており、もう一方の端面３０ｂはシールリブ３５の基端３５ｂと一致している。したがって、実施例２のガスケット３の本体部３０には、実施例１のガスケット３の本体部３０に形成されていたような上側の内側段部３０ｃ及び外側段部３０ｄはない。

また、本体部３０の対向面２０側の端面３０ｂは、対向面２０に向かってシールリブ３５を突設している。本体部３０の端面３０ｂは、シールリブ３５の基端３５ｂとの間に段差がなく、なだらかな曲線を描いて、先端３５ａに近づくに従って徐々に先細りしている。したがって、実施例１のガスケット３の本体部３０に形成された下側の内側段部３０ｅ及び外側段部３０ｆはない。

受圧部３３は、本体部３０の端面３０ａから収容溝１０の底部に向かって突設されている。受圧部３３の端面３３ａの径方向の幅は、基端３３ｂと同じである。受圧部３３の端面３３ａは平坦面である。

シールリブ３５の先端３５ａは、径方向の幅Ｈ５が０．７ｍｍの平坦面である。内側リブ３１ａにおける収容溝１０の底部側の基端から先端までの突出量Ｔ１は、０．５５ｍｍである。外側リブ３２ａにおける収容溝１０の底部側の基端から先端までの突出量Ｔ２は、前記内側リブ３１ａの突出量Ｔ１と同じである。

ガスケット３の軸方向の全体長さＬ１は６ｍｍである。ガスケット３の径方向の最大幅、即ち内側リブ３１ａの先端から外側リブ３２ａの先端までの間の幅Ｌ２は３．５ｍｍである。

第１部材１の収容溝１０の底部の中央には、断面半円形状の凸部１１が形成されている。凸部１１の径方向内側及び外側には、平坦な谷部１２が形成されている。

実施例２のシール構造のその他の構成は、実施例１のシール構造の構成と同様である。

実施例２のガスケットについて、実施例１と同様に乾熱試験を行い、またヘタリ率を求めた。図６は、第１部材を第２部材に締め付けた状態のシール構造の断面図を示し、図７は乾熱試験後のガスケットの断面形状を示す。

実施例２のガスケットの熱乾試験では、ガスケット全体は、弾性力を保持しており、シールリブの先端に若干塑性変形が残った。内側リブ３１ａ、３１ｂ及び外側リブ３２ａ、３２ｂの突出量は少なくなっていた。ガスケット３のその他の部分については、塑性変形はなかった。

実施例２の乾熱試験前の収容溝からのガスケットの突出量は２ｍｍであり、乾熱試験後の収容溝からの突出量は１．１５ｍｍであった。ヘタリ率は、４２．５％であった。

実施例２の上記乾熱試験後のガスケットのシール面圧を、実施例１と同様に測定した。シール面圧は、ガスケットの３カ所で測定し、その最低値は０．４５ＭＰａであった。

これらの結果より、実施例１のガスケットは、実施例１のガスケットと同様に、乾熱試験後においても優れたシール性能を発揮することがわかった。

このことから、実施例２のガスケットは、実施例１と同様に、図６に示すように、収容溝１０の凸部１１で受圧部３３が押圧されることで、受圧部３３が凸部１１周辺の谷部１２に逃げ込む。この受圧部３３には弾性復元力Ｆ１が生じて、シールリブ３５を絶えず下方に押すこととなる。このため、シールリブ３５にヘタリ（塑性変形）が生じても、受圧部３３の弾性復元力Ｆ１によってシールリブ３５の面圧が高く維持される。

（比較例）
本比較例のシール構造は、図８に示すように、第１部材１の収容溝１０の底部が平坦面であり、実施例１，２のような凸部１１を形成していない。

また、ガスケット３の受圧部３３は、収容溝１０の底部に向かって突出している。本体部３０の端面３０ａは、受圧部３３の基端３３ｂと径方向の幅が一致していて、両者の間には段部が形成されていない。本体部のもう一方の端面３０ｂも、シールリブ３５の基端３５ｂと径方向の幅と一致していて、両者の間には段部が形成されていない。

受圧部３３とシールリブ３５は、本体部３０を中心とする対称構造をなし、受圧部３３の端面３３ａ及びシールリブ３５の先端３５ａが円弧状になめらかに湾曲している。ガスケット３の軸方向の全体長さＬ１は７ｍｍである。比較例１のシール構造のその他の構成は、実施例１のシール構造の構成と同様である。

比較例１のガスケットについて、実施例１と同様に乾熱試験を行い、またヘタリ率を求めた。図９は、第１部材を第２部材に締め付けた状態の断面図を示し、図１０は乾熱試験後のガスケットの断面形状を示す。

図１０に示すように、乾熱試験後のガスケットは、受圧部３３及びシールリブ３５が塑性変形していた。特に、シールリブ３５は大きく塑性変形していた。

乾熱試験前の収容溝からのガスケットの突出量は２ｍｍであり、乾熱試験後の収容溝からのガスケットの突出量は１ｍｍであって、ヘタリ率は５０％であった。

乾熱試験後のガスケットのシール面圧を実施例１と同様に３カ所測定した。その中で最低のシール面圧は０．３７ＭＰａであった。

比較例についての上記各種測定の結果は、受圧部３３の先端と凸状のシールリブ３５の先端は、シール性能に貢献しておらず、しかも、凸状のシールリブ３５は、軸方向の圧縮力によって圧縮されて、ヘタリ率も大きくなったと考えられる。また、圧縮されたときの受圧部３３の逃げ場がなく、図９の矢印Ｆ２に示すように、受圧部３３から本体部３０の内周面及び外周面にわたる部分が、収容溝１０の対向壁面に対して突っ張ってしまい、下方のシールリブ３５の面圧を高めることには貢献していない。ゆえに、乾熱試験によってシールリブ３５にヘタリが生じたときに、ガスケット３の受圧部３３や本体部３０は、シールリブ３５のシール面圧を補うことには貢献できず、ゆえに、乾熱試験後のシール面圧が、実施例１，２に比べて低くなったと考えられる。

１：第１部材、２：第２部材、３：ガスケット、１０：収容溝、１１：凸部、１２：谷部、２０：対向面、３０：本体部、３０ａ、３０ｂ：端面、３０ｃ、３０ｅ：内側段部、３０ｄ、３０ｆ：外側段部、３１ａ、３１ｂ：内側リブ、３２ａ、３２ｂ：外側リブ、３３：受圧部、３３ａ：端面、３３ｂ：基端、３３ｃ：凹部、３５：シールリブ、３５ａ：先端、３５ｂ：基端、３５ｃ：凹部。

Claims (3)

1. 環状の収容溝を有する第１部材と、前記収容溝の開口側に対向する対向面をもつ第２部材と、前記収容溝に収容され先端を前記第２部材の前記対向面に当接させる弾性材料からなる環状のガスケットとを有するシール構造において、
   前記収容溝の底部には、凸部が形成されており、
   前記ガスケットは、本体部と、該本体部の径方向内側及び径方向外側に突設され環状の前記収容溝の内周面及び外周面にそれぞれ当接する内側リブ及び外側リブと、該本体部における前記収容溝の底部に対向する部分に突設され前記収容溝の底部の前記凸部に押接される受圧部と、該本体部における前記第２部材の前記対向面に対向する部分に突設され前記対向面に圧接することで前記対向面との間をシールするシールリブと、を有し、
   前記ガスケットの前記受圧部の端面は、前記収容溝の前記凸部に押圧され前記凸部の周辺に形成され前記凸部よりも低い谷部に向かって変位するように弾性変形する凹部乃至平坦面からなることを特徴とするシール構造。
2. 前記ガスケットの前記本体部の内周面及び外周面には、それぞれ２つの前記内側リブ及び前記外側リブが設けられている請求項１記載のシール構造。
3. 前記ガスケットの前記本体部における前記第２部材の前記対向面に対向する部分には、前記シールリブの径方向内側の内周面よりも径方向内側に張り出した内側段部、及び前記シールリブの径方向外側の外周面よりも径方向外側に張り出した外側段部が形成されている請求項１又は請求項２に記載のシール構造。

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