JP2011094667A - Gasket and sealing structure - Google Patents

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Takeshi Watanabe
健 渡邉
Shigenobu Honda
重信 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasket which can exhibit sealing performance without being affected by the surface state of a contact surface of a mounting counterpart, and a sealing structure. <P>SOLUTION: In a cross section of the gasket 1 along the height direction which is a compression direction and along the width direction which is a facing direction of both side surfaces of a groove, areas forming sealing surfaces in an outline of the cross section are circular parts 2 composed of convex curves toward a groove bottom surface and toward a surface of the other member in a state before the gasket 1 is compressed between two members. The gasket 1 has circular constricted parts 3 composed of concave curves in areas facing side surfaces of the groove. The circular parts 2 are composed of curves having curvatures smaller than a curvature of a cross section of a gasket having a circular cross section with approximately the same height. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ガスケット及び密封構造に関するものである。   The present invention relates to a gasket and a sealing structure.

Oリング等のガスケットは、2部材の間に挟み込まれて圧縮されることにより、2部材間の隙間を封止する。一般的に、2部材のうちの一方の部材にガスケットを装着するための溝が設けられる。この溝内に装着されたガスケットが溝の溝底面と他方の部材表面に密着することにより、2部材間の隙間が封止される。ガスケットは、2部材間で押し潰されるように変形し、2部材との接触面がシール面として機能する。   A gasket such as an O-ring is sandwiched between two members and compressed to seal a gap between the two members. Generally, a groove for mounting a gasket is provided on one of the two members. When the gasket mounted in the groove is in close contact with the groove bottom surface and the other member surface, the gap between the two members is sealed. The gasket is deformed so as to be crushed between the two members, and the contact surface with the two members functions as a seal surface.

ガスケットは、ガスケットと2部材とが互いに隙間なく密着することでシール性を発揮する。しかし、2部材の表面に凸凹などがあると、ガスケットと2部材との間に隙間が形成され、そこから密封流体の漏れを生じてしまうことがある。   The gasket exhibits sealing properties when the gasket and the two members are in close contact with each other without any gap. However, if there are irregularities on the surface of the two members, a gap may be formed between the gasket and the two members, which may cause leakage of the sealing fluid.

エンジン部品などのアルミダイカスト製部品は、仕上げ面に鋳巣による凹状部が発生することがある。鋳造部品は、粒子間の空隙が焼結成形後も部品内部に残留して鋳巣を形成することがある。鋳造部品の表面は、寸法精度や平面度などを高めるために切削によって仕上げられる場合があるが、このとき、部品内部の鋳巣が切削によって表面に露出して凹状部を形成することがある。この凹状部の大きさが、ガスケットのシール面の幅よりも大きい場合には、凹状部を介して密封流体が漏れてしまうことがある。   A die-cast part such as an engine part may have a concave portion due to a cast hole on the finished surface. In cast parts, voids between particles may remain inside the part even after sintering to form a cast hole. The surface of the cast part may be finished by cutting in order to improve dimensional accuracy, flatness, etc., but at this time, the cast hole inside the part may be exposed to the surface by cutting to form a concave part. When the size of the concave portion is larger than the width of the sealing surface of the gasket, the sealing fluid may leak through the concave portion.

近年、製造工程の簡略化による製造コストの低減のため、鋳造品を用いて製品を組み立てる手法を採用する場合が多い。しかし、上述の鋳巣の発生によって十分な密封性を得られないために、何段階もシールを設ける必要が生じたり、不適合品として製品を廃棄したり、鋳造材の採用を断念しなければならないような場合もある。   In recent years, in order to reduce the manufacturing cost by simplifying the manufacturing process, a technique of assembling a product using a cast product is often employed. However, due to the occurrence of the above-mentioned casting hole, it is not possible to obtain sufficient sealing performance, so it is necessary to provide a number of stages of sealing, discard the product as a nonconforming product, or give up casting material There are cases like this.

従来は、凹状部に樹脂や液状ゴム(FIPG)を塗布して、ガスケットと鋳造部品との間の隙間を封止したり、鋳造部品自体を、鋳巣の影響の少ない構成のものに代えるなどして対処していた(特許文献1参照)。しかし、近年の機械設計では、スペース確保や燃費向上を目的とした小型化、軽量化等が求められ、小型化の促進によって成形が困難な製品形状が増加し、また、製造工程における欠陥の管理作業が難しくなっている。したがって、ガスケット自体にも、鋳巣対策のために何らかの工夫が必要であると考えられる。   Conventionally, resin or liquid rubber (FIPG) is applied to the concave portion to seal the gap between the gasket and the cast part, or the cast part itself is replaced with a structure with less influence of the cast hole. (See Patent Document 1). However, in recent mechanical design, there is a demand for downsizing and weight reduction for the purpose of securing space and improving fuel consumption, and by increasing the downsizing, the shape of products that are difficult to form increases, and defect management in the manufacturing process Work is getting harder. Therefore, it is considered that the gasket itself needs some contrivance for countermeasures against the cast hole.

しかしながら、これまで提案されているガスケットは、装着時の反力低減や倒れ防止等を図ったものがほとんどであり、装着相手の接触面のコンディションが悪い場合にも十分対応できるものとはなっていない。例えば、特許文献2に開示されたガスケットは、ガスケット側面にくびれ形状を持たせることで装着時の反力を低減させるとともに、変形をくびれ部に集中させることでシール面での変形を抑制したものであるが、接触幅の増大を抑制するものとなっているため、相手部材の接触面に上述の凹状部などが形成されている場合には、漏れを生じてしまうおそれがある。   However, most of the gaskets that have been proposed so far have been designed to reduce the reaction force and prevent falling, etc. during installation, and can be adequately handled even when the condition of the contact surface of the installation partner is poor. Absent. For example, the gasket disclosed in Patent Document 2 has a constricted shape on the side surface of the gasket to reduce reaction force at the time of mounting, and suppresses deformation on the seal surface by concentrating deformation on the constricted portion. However, since the increase in the contact width is suppressed, there is a risk of leakage if the above-described concave portion or the like is formed on the contact surface of the mating member.

特開2001−113404号公報JP 2001-113404 A 特開2007−107546号公報JP 2007-107546 A

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装着相手の接触面の表面状態の影響を受けずにシール性を発揮することが可能なガスケット及び密封構造を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a gasket capable of exhibiting a sealing property without being affected by the surface state of the contact surface of the mounting partner. And providing a sealing structure.

上記目的を達成するために、本発明におけるガスケットは、
2部材のうちの一方の部材に設けられた溝内に装着され、2部材間で圧縮されることにより、前記溝の溝底面と他方の部材の表面にそれぞれ密着するシール面を形成して2部材間の隙間を封止するガスケットであって、
圧縮方向を高さ方向とし前記溝の両側面が対向する方向を幅方向として、ガスケットを高さ方向及び幅方向に沿った断面において、該断面の輪郭のうち前記シール面を形成する領域が、ガスケットが前記2部材間で圧縮される前の状態において、それぞれ前記溝の溝底面及び前記他方の部材の表面に向かって凸状の曲線で構成された円弧状部であり、
前記溝の側面に対向する領域に凹状の曲線で構成された円弧状のくびれ部を有しているガスケットにおいて、
凸状の前記円弧状部は、高さが略同等の円形断面のガスケットの断面の曲率よりも小さい曲率の曲線で構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the gasket of the present invention comprises:
It is mounted in a groove provided in one of the two members and is compressed between the two members, thereby forming a sealing surface that closely contacts the groove bottom surface of the groove and the surface of the other member. A gasket for sealing a gap between members,
In the cross section along the height direction and the width direction, the region that forms the seal surface in the cross section along the height direction and the width direction, with the compression direction as the height direction and the direction in which both side surfaces of the groove face each other as the width direction, In a state before the gasket is compressed between the two members, each is an arc-shaped portion configured with a convex curve toward the groove bottom surface of the groove and the surface of the other member,
In the gasket having an arcuate constricted portion formed of a concave curve in a region facing the side surface of the groove,
The convex arcuate portion is formed by a curve having a curvature smaller than the curvature of the cross-section of the gasket having a circular cross-section having substantially the same height.

このように、凸状の円弧状部の曲率を小さくすることにより、高さ方向に円形断面のガスケットと略同等のつぶし量で、ガスケットが2部材間で圧縮されたときに2部材と接触する領域(シール面)の幅が大きくなる。ここで、つぶし量とは、2部材による圧縮前のガスケット断面の高さと、該高さ方向における溝底面と他方の部材表面との間の距離(2部材による圧縮後のガスケット断面の高さ)との差をいう。これにより、相手部材の接触面のコンディションによるシール性への影響が低減される。すなわち、溝底面や他方の部材表面に凸凹がある場合でも、拡大されたシール面が凸凹を覆うことで凸凹を介しての漏れを抑制することができる。   In this way, by reducing the curvature of the convex arcuate part, when the gasket is compressed between the two members, the two members come into contact with each other with a crushing amount substantially equal to that of the gasket having a circular cross section in the height direction. The width of the region (seal surface) is increased. Here, the amount of crushing is the height of the gasket cross section before compression by two members, and the distance between the groove bottom surface and the other member surface in the height direction (height of the gasket cross section after compression by two members). And the difference. Thereby, the influence on the sealing performance by the condition of the contact surface of the mating member is reduced. That is, even when the groove bottom surface or the other member surface has unevenness, leakage through the unevenness can be suppressed by the enlarged seal surface covering the unevenness.

溝底面や他方の部材表面に凹状部が生じる場合としては、例えば、2部材の両方またはいずれかが鋳造品であり、ガスケットとの接触面に鋳巣による凹状部が形成された場合が考えられる。また、例えば、溝底面や他方の部材表面に傷ができることで凸凹が形成される場合も考えられる。なお、2部材におけるガスケットとの接触面に凸凹が生じる場合としては、これらの場合に限定されるものではない。すなわち、本発明のガスケットは、相手部材の接触面が従来のガスケットでは十分にシールすることが困難な表面状態となっている場合でも好適に使用することができる。   As a case where a concave portion is formed on the groove bottom surface or the other member surface, for example, a case where both or one of the two members is a cast product and a concave portion due to a cast hole is formed on the contact surface with the gasket is considered. . In addition, for example, it is conceivable that unevenness is formed by scratching the groove bottom surface or the other member surface. In addition, as a case where unevenness arises in the contact surface with the gasket in two members, it is not limited to these cases. That is, the gasket of the present invention can be suitably used even when the contact surface of the mating member is in a surface state that is difficult to seal sufficiently with conventional gaskets.

上記目的を達成するために、本発明における密封構造は、
両方またはいずれか一方が鋳造品である2部材と、
前記2部材間の隙間を封止する上記ガスケットと、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the sealing structure in the present invention comprises:
Two members, both or one of which is a casting,
The gasket for sealing the gap between the two members;
It is characterized by providing.

上述したように、2部材におけるガスケットとの接触面に鋳巣による凹状部が形成された場合でも、拡大されたガスケットのシール面が凹状部を覆うことで凹状部を介しての漏れを抑制することができる。したがって、上述の鋳造品を採用することによる不具合が解消され、工程数の削減、不適合品の削減、管理作業の削減等に寄与することができる。   As described above, even when a concave portion due to a cast hole is formed on the contact surface of the two members with the gasket, the expanded sealing surface of the gasket covers the concave portion to suppress leakage through the concave portion. be able to. Therefore, the trouble by employ | adopting the above-mentioned casting product is eliminated, and it can contribute to the reduction of the number of processes, the reduction of nonconforming product, the reduction of management work, etc.

本発明によれば、装着相手の接触面の表面状態の影響を受けずにシール性を発揮することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to exhibit the sealing performance without being affected by the surface state of the contact surface of the mounting partner.

本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the gasket which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the sealing structure which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the sealing structure which concerns on the Example of this invention. つぶし量を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the amount of crushing. つぶし量を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the amount of crushing. 本発明の実施例に係るガスケットと従来のOリングとの性能比較の検証結果を示す表である。It is a table | surface which shows the verification result of the performance comparison with the gasket which concerns on the Example of this invention, and the conventional O-ring. 本発明の実施例に係るガスケットと従来のOリングとの性能比較の検証結果を示す表である。It is a table | surface which shows the verification result of the performance comparison with the gasket which concerns on the Example of this invention, and the conventional O-ring. 本発明の実施例に係るガスケットにおいて曲率半径を変化させたときの解析結果を示す表である。It is a table | surface which shows an analysis result when changing a curvature radius in the gasket which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るガスケットにおいて製品芯幅を変化させたときの解析結果を示す表である。It is a table | surface which shows the analysis result when changing the product core width in the gasket which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るガスケットにおいて製品芯幅と製品幅との関係を変化させたときの解析結果を示す表である。It is a table | surface which shows the analysis result when changing the relationship between product core width and product width in the gasket which concerns on the Example of this invention.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

(実施例)
図1〜図10を参照して、本発明の実施例に係るガスケット及び密封構造について説明する。図1は、本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図である。図2は、本発明の実施例に係る密封構造(平面固定用シール)の模式的断面図である。図3は、本発明の実施例に係る密封構造(円筒面固定用シール)の模式的断面図である。図4は、つぶし量を説明する模式図である。図5は、つぶし率を説明する模式図である。図6は、本発明の実施例に係るガスケットと従来のOリングとの性能比較の検証結果を示す表である。図7は、本発明の実施例に係るガスケットと従来のOリングとの性能比較の検証結果を示す表である。図8は、本発明の実施例に係るガスケットにおいて曲率半径を変化させたときの解析結果を示す表である。図9は、本発明の実施例に係るガスケットにおいて製品芯幅を変化させたときの解析結果を示す表である。図10は、本発明の実施例に係るガスケットにおいて製品芯幅と製品幅との関係を変化させたときの解析結果を示す表である。
(Example)
With reference to FIGS. 1-10, the gasket and sealing structure which concern on the Example of this invention are demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure (planar fixing seal) according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure (cylindrical surface fixing seal) according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the squashing amount. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the crushing rate. FIG. 6 is a table showing verification results of performance comparison between gaskets according to examples of the present invention and conventional O-rings. FIG. 7 is a table showing verification results of performance comparison between the gasket according to the example of the present invention and the conventional O-ring. FIG. 8 is a table showing analysis results when the curvature radius is changed in the gasket according to the example of the present invention. FIG. 9 is a table showing the analysis results when the product core width is changed in the gasket according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a table showing analysis results when the relationship between the product core width and the product width is changed in the gasket according to the embodiment of the present invention.

<ガスケット>
本実施例に係るガスケット1は、ゴム状弾性体により構成される。このゴム状弾性体の素材の具体例としては、アクリル系ゴムやニトリル系ゴム、フッ素系ゴムなどを好適例として挙げることができる。
<Gasket>
The gasket 1 according to the present embodiment is made of a rubber-like elastic body. Specific examples of the rubber-like elastic material include acrylic rubber, nitrile rubber, fluorine rubber, and the like.

本実施例に係るガスケット1は、自動車部品や産業機器などの各種機器に用いられる。より具体的には、インレットマニホールド用、フィルターブランケット用、シリンダーヘッドカバー用、タイミングベルトカバー用、燃料電池のセパレータ用など、各種用途に用いられる。特に、接触面に鋳巣による凹状部が形成されるようなアルミダイカスト製品等の鋳造部品のシール、鋳肌面のシール、ブラスト面のシール、切削加工面のシールに好適である。   The gasket 1 according to the present embodiment is used for various devices such as automobile parts and industrial equipment. More specifically, it is used for various applications such as inlet manifolds, filter blankets, cylinder head covers, timing belt covers, and fuel cell separators. In particular, it is suitable for sealing of cast parts such as aluminum die-cast products in which a concave portion due to a cast hole is formed on the contact surface, sealing of a cast surface, sealing of a blast surface, and sealing of a machined surface.

ガスケット1は、上記各種機器において、互いに対向する対向面を有する2部材の対向面間に挟み込まれて圧縮され、2部材間の隙間を封止する。一般的に、2部材のうちの一
方の部材の対向面にガスケット1を装着するための溝が設けられる。ガスケット1は、この溝内に装着され、溝底面と他方の部材表面に密着することにより、2部材間の隙間を封止する。
In the various devices described above, the gasket 1 is sandwiched and compressed between two opposing surfaces having opposing surfaces facing each other to seal a gap between the two members. Generally, a groove for mounting the gasket 1 is provided on the opposing surface of one of the two members. The gasket 1 is mounted in the groove, and seals the gap between the two members by being in close contact with the groove bottom surface and the other member surface.

図1に示すように、ガスケット1は、高さ方向及び幅方向に沿って切った断面において、シール面を形成する円弧状部2と、圧縮荷重を吸収するためのくびれ部3とを備える断面形状を有している。ここで、高さ方向は、ガスケットが装着時に2部材間で圧縮される方向とし、幅方向は、ガスケットが装着される溝の両側面が互いに対向する方向としている。ガスケット1の断面形状は、高さ方向に延びる断面の中心軸Xを中心として幅方向に左右対称に構成されている。   As shown in FIG. 1, the gasket 1 is a cross section provided with an arc-shaped portion 2 that forms a seal surface and a constricted portion 3 for absorbing a compressive load in a cross section cut along the height direction and the width direction. It has a shape. Here, the height direction is a direction in which the gasket is compressed between the two members at the time of mounting, and the width direction is a direction in which both side surfaces of the groove in which the gasket is mounted face each other. The cross-sectional shape of the gasket 1 is configured symmetrically in the width direction about the central axis X of the cross section extending in the height direction.

円弧状部2は、ガスケット1と製品高さを同じくする略真円断面の従来のガスケット(Oリング)100における円弧状部よりも曲率が小さい。すなわち、円弧状部2は、ガスケット100の半径rbよりも大きな曲率半径raで構成されている。したがって、ガスケット1とガスケット100とが高さ方向に同じ量だけ圧縮されたときに形成されるシール面の接触幅は、ガスケット1の方が広くなる。   The arc-shaped portion 2 has a smaller curvature than the arc-shaped portion in the conventional gasket (O-ring) 100 having a substantially perfect circular cross section having the same product height as the gasket 1. That is, the arc-shaped portion 2 is configured with a radius of curvature ra that is larger than the radius rb of the gasket 100. Therefore, the gasket 1 has a wider contact width of the seal surface formed when the gasket 1 and the gasket 100 are compressed by the same amount in the height direction.

ガスケット1は、溝側面43に対向する側部に凹状の曲線で構成された円弧状のくびれ部3が設けられている。すなわち、ガスケット1側部の幅が高さ方向の両端部から中央部かけて徐々に減少するように構成されている。このようなくびれ部3を設けることで、ガスケット1の圧縮時の断面形状は、溝41の断面形状に近い略矩形とすることができる。これにより、ガスケット側面の圧縮変形による溝側面43方向への張り出しが解消されるので、シール時における溝41への充填率を高めて溝空間を有効に利用するとともに、シール面が拡大されることによるガスケット1の反力の増加が抑制される。   The gasket 1 is provided with an arcuate constricted portion 3 formed of a concave curve on a side portion facing the groove side surface 43. That is, the width of the side portion of the gasket 1 is configured to gradually decrease from both end portions in the height direction to the center portion. By providing the constricted portion 3 in this way, the cross-sectional shape of the gasket 1 when compressed can be a substantially rectangular shape close to the cross-sectional shape of the groove 41. As a result, the overhang of the gasket side surface in the direction of the groove side surface 43 due to compressive deformation is eliminated, so that the filling rate to the groove 41 at the time of sealing is increased, the groove space is effectively used, and the seal surface is enlarged. An increase in the reaction force of the gasket 1 due to is suppressed.

<密封構造>
図2及び図3を参照して、本実施例に係る密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、2部材間、すなわち、一方の部材4と他方の部材5との間の隙間6をガスケット1によって密封する構造である。2部材は、両方またはいずれかが鋳造品であり、ガスケット1が密着する面が切削により寸法や平面度を調整して仕上げられている。これら一方の部材4と他方の部材5は、不図示の手段(例えば、嵌合、ねじによる締結、接着などの公知の手段)により互いに組み付けられて固定される。なお、図中の矢印は、密封対象領域からガスケット1に作用する密封流体の印加圧方向を示している。
<Sealing structure>
With reference to FIG.2 and FIG.3, the sealing structure which concerns on a present Example is demonstrated. The sealing structure according to the present embodiment is a structure in which a gap 6 between two members, that is, one member 4 and the other member 5 is sealed by the gasket 1. Both or either of the two members is a cast product, and the surface to which the gasket 1 is in close contact is finished by adjusting dimensions and flatness by cutting. The one member 4 and the other member 5 are assembled and fixed to each other by means not shown (for example, known means such as fitting, fastening with screws, adhesion, etc.). In addition, the arrow in a figure has shown the application pressure direction of the sealing fluid which acts on the gasket 1 from the sealing object area | region.

本実施例に係るガスケット1は、図2に示すように平面状の対向面間の隙間を封止する場合と、図3に示すように円筒面状の対向面間の隙間を封止する場合とがある。ガスケット1の全体形状は、相手部材(2部材)の構成に応じて異なる。例えば、図2に示す密封構造の場合には、ガスケット1の平面形状(各図において上下方向に見た形状)は、ガスケットが適用される対象製品に応じて円形や多角形など多種多様であり、一般的には、端部を有しない無端状の形状となる。また、図3に示す密封構造の場合には、ガスケット1はリング状に構成される。   The gasket 1 according to the present embodiment seals a gap between planar opposing faces as shown in FIG. 2 and seals a gap between cylindrical opposing faces as shown in FIG. There is. The overall shape of the gasket 1 varies depending on the configuration of the mating member (two members). For example, in the case of the sealing structure shown in FIG. 2, the planar shape of the gasket 1 (the shape seen in the vertical direction in each drawing) is various, such as a circle or a polygon, depending on the target product to which the gasket is applied. Generally, it has an endless shape having no end. Moreover, in the case of the sealing structure shown in FIG. 3, the gasket 1 is comprised in ring shape.

図2に示す密封構造について説明する。この密封構造では、2部材は平面状の互いに対向する対向面を有している。これら2部材のうちの一方の部材4には、他方の部材5との対向面40にガスケット1を装着するための溝41が設けられている。ガスケット1は、溝41に装着され、溝底面42と他方の部材5の対向面50との間で押し潰されるように圧縮変形し、2部材間の隙間6を封止する。なお、図2では、ガスケット1を2部材によって圧縮される前の状態で図示している。実際には、図5に示すように、隙間6が図示の状態よりも狭くなり、ガスケット1は溝底面42と対向面50とによって2部材の対向方向に圧縮される。   The sealing structure shown in FIG. 2 will be described. In this sealing structure, the two members have planar opposing surfaces. One of the two members 4 is provided with a groove 41 for mounting the gasket 1 on a surface 40 facing the other member 5. The gasket 1 is attached to the groove 41 and is compressed and deformed so as to be crushed between the groove bottom surface 42 and the opposing surface 50 of the other member 5 to seal the gap 6 between the two members. In FIG. 2, the gasket 1 is shown in a state before being compressed by two members. Actually, as shown in FIG. 5, the gap 6 becomes narrower than the illustrated state, and the gasket 1 is compressed in the opposing direction of the two members by the groove bottom surface 42 and the opposing surface 50.

図3に示す密封構造について説明する。この密封構造では、2部材は円筒面状の互いに対向する対向面を有している。これら2部材は、例えば、一方の部材4は軸であり、他方の部材5は軸が挿入される軸孔を有するハウジングである。一方の部材4の対向面(外周面)40には、ガスケット1を装着するための環状の溝41が設けられている。ガスケット1は、溝41に装着され、溝底面42と他方の部材5の対向面(軸穴内周面)50との間で径方向に押し潰されるように圧縮変形し、2部材間の隙間6を封止する。なお、図3も、図2と同様に、ガスケット1を2部材によって圧縮される前の状態で図示している。実際には、図5に示すように、隙間6が図示の状態よりも狭くなり、ガスケット1は溝底面42と対向面50とによって2部材の対向方向に圧縮される。   The sealing structure shown in FIG. 3 will be described. In this sealing structure, the two members have cylindrical surfaces facing each other. Of these two members, for example, one member 4 is a shaft, and the other member 5 is a housing having a shaft hole into which the shaft is inserted. An annular groove 41 for mounting the gasket 1 is provided on the opposing surface (outer peripheral surface) 40 of one member 4. The gasket 1 is mounted in the groove 41, and is compressed and deformed so as to be crushed in the radial direction between the groove bottom surface 42 and the opposing surface (shaft hole inner peripheral surface) 50 of the other member 5, and the gap 6 between the two members Is sealed. FIG. 3 also shows the gasket 1 in a state before being compressed by the two members, as in FIG. Actually, as shown in FIG. 5, the gap 6 becomes narrower than the illustrated state, and the gasket 1 is compressed in the opposing direction of the two members by the groove bottom surface 42 and the opposing surface 50.

<ガスケットの寸法設定>
本実施例に係るガスケット1の断面の各寸法は、次のように設定される。
<Dimension setting of gasket>
Each dimension of the cross section of the gasket 1 which concerns on a present Example is set as follows.

図1に示すように、ガスケット1の製品高さh0は、従来の略真円断面のガスケット100と同等に設定されている。したがって、本実施例のガスケット1は、従来のガスケット100と同等のつぶし量で圧縮され、円弧部2の曲率を従来のガスケット100よりも小さくした分だけ、シール面の接触幅がガスケット100よりも大きく増大される。ここで、つぶし量とは、図4に示すように、2部材による圧縮前のガスケット1の製品高さh0と、該高さ方向における溝底面42から対向面50までの距離(圧縮後のガスケット1の製品高さ)との差をいう。また、つぶし率とは、図5に示すように、つぶし量を製品高さh0で割ったもの、すなわち、製品高さh0と圧縮(シール)時の製品高さh0′との差を製品高さh0で割ったものをいう。
つぶし率=(h0−h0′)/h0
As shown in FIG. 1, the product height h0 of the gasket 1 is set to be equivalent to that of the conventional gasket 100 having a substantially circular cross section. Therefore, the gasket 1 of the present embodiment is compressed with a crushing amount equivalent to that of the conventional gasket 100, and the contact width of the sealing surface is larger than that of the gasket 100 by the amount that the curvature of the arc portion 2 is smaller than that of the conventional gasket 100. Greatly increased. Here, as shown in FIG. 4, the crushing amount refers to the product height h0 of the gasket 1 before compression by two members and the distance from the groove bottom surface 42 to the opposing surface 50 in the height direction (the gasket after compression). 1 product height). Further, as shown in FIG. 5, the crushing rate is obtained by dividing the crushing amount by the product height h0, that is, the difference between the product height h0 and the product height h0 ′ at the time of compression (sealing). The one divided by h0.
Crushing rate = (h0−h0 ′) / h0

図6及び図7は、本実施例に係るガスケットと従来のOリングとの性能比較の検証結果を示している。この検証では、図2に示す平面固定用ガスケットについて、本実施例に係るガスケットとして、硬度70度相当のゴム材からなり、内径が21.8mm、h0が2.4mm、d0が2.4mmのガスケット形状Bを用いた。また、従来のOリングとして、ガスケット形状Bと同ゴム材で製品幅および内径が同一の断面真円形状の平面固定用Oリングを用いた。これらのガスケットをつぶし率8%、25%でそれぞれ圧縮した時のシール接触幅、単位長さ当たりの反力、最大面圧をFEM解析から算出した。   6 and 7 show verification results of performance comparison between the gasket according to the present embodiment and the conventional O-ring. In this verification, the gasket for flat surface fixing shown in FIG. 2 is made of a rubber material corresponding to a hardness of 70 degrees as a gasket according to this example, and has an inner diameter of 21.8 mm, h0 of 2.4 mm, and d0 of 2.4 mm. Gasket shape B was used. Further, as a conventional O-ring, a plane fixing O-ring having the same rubber material as the gasket shape B and having the same product width and inner diameter and having a perfect cross-sectional shape was used. The seal contact width, reaction force per unit length, and maximum surface pressure when these gaskets were compressed at a crushing rate of 8% and 25% were calculated from FEM analysis.

図6及び図7に示すように、本実施例に係るガスケット形状Bは、反力や面圧が従来のOリングとほぼ同等でありながらシール面の接触幅がより大きくなっている。したがって、接触面に凹状部が形成された2部材間の隙間の封止において、Oリングに比べてより大きな凹状部をカバーして封止できる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the gasket shape B according to the present example has a larger contact width on the seal surface while the reaction force and surface pressure are substantially the same as those of a conventional O-ring. Therefore, in sealing the gap between two members having a concave portion formed on the contact surface, it is possible to cover and seal a larger concave portion than the O-ring.

図8〜図10は、本実施例に係るガスケットの断面形状の各寸法を変化させた場合の解析結果を示している。   8-10 has shown the analysis result at the time of changing each dimension of the cross-sectional shape of the gasket which concerns on a present Example.

図8に示すように、曲率半径raを大きくすることで、シール面の接触幅が増大することがわかる。この解析で使用したガスケットは、硬度70度相当のゴム材からなり、つぶし率は8%、摩擦係数は0.3である。   As shown in FIG. 8, it can be seen that the contact width of the seal surface is increased by increasing the curvature radius ra. The gasket used in this analysis is made of a rubber material having a hardness of 70 degrees, the crushing rate is 8%, and the friction coefficient is 0.3.

ただし、曲率半径raは、製品幅d0との関係で規定され、製品幅d0に対して0.75〜2.5倍に設定するのがよい。2.5倍を超えると予め規定されたつぶし量に対して、反力が大きくなり過ぎてしまう。反力が大きくなると、部材への変形応力が大きくなって部材を損傷するだけでなく、図3に示すような円筒面固定シール用途において、ガスケットを取り付けた軸を軸孔に挿入する際の挿入抵抗が大きくなることが懸念される。   However, the curvature radius ra is defined in relation to the product width d0, and is preferably set to 0.75 to 2.5 times the product width d0. If it exceeds 2.5 times, the reaction force becomes too large with respect to the predetermined amount of squashing. When the reaction force increases, not only does the deformation stress on the member increase and the member is damaged, but also when the shaft with the gasket attached is inserted into the shaft hole in the cylindrical surface fixing seal application as shown in FIG. There is a concern that the resistance will increase.

図9に示すように、くびれ部において断面幅がもっとも狭い部分である製品芯幅d1を小さくすることで、ガスケットの反力が低減されることがわかる。この解析で使用したガスケットは、硬度70度相当のゴム材からなり、つぶし率は8%、摩擦係数は0.3である。   As shown in FIG. 9, it can be seen that the reaction force of the gasket is reduced by reducing the product core width d1, which is the narrowest section width in the constricted portion. The gasket used in this analysis is made of a rubber material having a hardness of 70 degrees, the crushing rate is 8%, and the friction coefficient is 0.3.

なお、製品芯幅d1は、くびれ部3を設けることによって懸念されるガスケット1の座屈や倒れを抑制すべく、製品幅d0に対して0.4倍より大きく設定されるのが望ましい。   Note that the product core width d1 is desirably set to be larger than 0.4 times the product width d0 in order to suppress buckling or collapse of the gasket 1 which is concerned by providing the constricted portion 3.

図10に示すように、製品芯幅d1を0.6mmとしたガスケットG(d0/d1が0.4)では、図3に示す密封構造においてガスケットが装着された軸をハウジングの軸孔に挿入した際にガスケットの倒れが発生した。一方、製品芯幅d1を1.6mmとしたガスケットBでは、そのような倒れは生じなかった。この解析で使用したガスケットは、硬度70度相当のゴム材からなり、つぶし率は16%、摩擦係数は0.3である。   As shown in FIG. 10, in the gasket G (d0 / d1 is 0.4) with a product core width d1 of 0.6 mm, the shaft on which the gasket is mounted in the sealing structure shown in FIG. 3 is inserted into the shaft hole of the housing. When it was done, the gasket collapsed. On the other hand, such a collapse did not occur in the gasket B in which the product core width d1 was 1.6 mm. The gasket used in this analysis is made of a rubber material having a hardness of 70 degrees, the crushing rate is 16%, and the friction coefficient is 0.3.

シール面の接触幅は、製品幅d0を大きくすればするほど大きくなり、より大きな開口部を有する鋳巣に対する密封性能が良化するが、圧縮時の座屈や挿入時の倒れや反力を抑制するために、ガスケット形状のアスペクト比(製品高さh0/製品幅d0)は0.8〜2.0とするのが好ましい。0.8未満では同一シール接触幅において反力が大きくなり、2.0を超えるとつぶし時に座屈しやすくなる。一方、0.8〜2.0とすることによって、圧縮時の座屈や挿入時の倒れの抑制だけでなくシール時の反力の低減も期待できる。   The contact width of the sealing surface increases as the product width d0 is increased, and the sealing performance for a cast hole having a larger opening is improved. However, buckling during compression, collapse and reaction force during insertion are reduced. In order to suppress it, the aspect ratio of the gasket shape (product height h0 / product width d0) is preferably 0.8 to 2.0. If it is less than 0.8, the reaction force becomes large in the same seal contact width, and if it exceeds 2.0, it tends to buckle when crushing. On the other hand, by setting it to 0.8 to 2.0, it is possible to expect not only the suppression of buckling during compression and the collapse during insertion but also the reduction of the reaction force during sealing.

<本実施例の優れた点>
本実施例によれば、同じつぶし量で同一製品幅(製品高さ)のOリング100より大きなシール接触幅を得ることができる。これにより、相手部材の接触面のコンディションによるシール性への影響が低減される。すなわち、溝底面42や他方の部材表面50に凹状部51が形成されている場合でも、拡大されたシール面が凹状部51を覆うことで凹状部51を介しての密封流体等の漏れを抑制することができる。
<Excellent points of this embodiment>
According to the present embodiment, a seal contact width larger than that of the O-ring 100 having the same product width (product height) can be obtained with the same crushing amount. Thereby, the influence on the sealing performance by the condition of the contact surface of the mating member is reduced. That is, even when the concave portion 51 is formed on the groove bottom surface 42 or the other member surface 50, the expanded sealing surface covers the concave portion 51, thereby suppressing leakage of a sealing fluid or the like through the concave portion 51. can do.

また、本実施例によれば、ガスケット1の溝側面43に対向する側部にくびれ部3が設けられているので、シール時における溝41への充填率を高めて溝空間を有効に利用するとともに、シール面の接触幅が拡大されることによるガスケット1の反力の増加が抑制される。特に、ガスケット1の反力の低減は、2部材の両方またはいずれかが、金属製部材と比して変形を生じやすい樹脂製部材の場合に特に好適である。   Further, according to the present embodiment, the constricted portion 3 is provided on the side portion facing the groove side surface 43 of the gasket 1, so that the filling rate of the groove 41 during sealing is increased and the groove space is effectively used. At the same time, an increase in the reaction force of the gasket 1 due to an increase in the contact width of the seal surface is suppressed. In particular, the reduction of the reaction force of the gasket 1 is particularly suitable when both or one of the two members is a resin member that easily deforms compared to a metal member.

なお、2部材の表面に凹状部が形成されていない場合でも従来と同様のガスケットとして適用できる。   In addition, even when the recessed part is not formed in the surface of 2 members, it can apply as a conventional gasket.

本実施例に係るガスケット1のアスペクト比(製品高さh0/製品幅d0)が1.0の場合、通常のJISで規格されているOリングの装着溝形状への適用が可能である。したがって、特に特殊な溝形状を必要としない。   When the aspect ratio (product height h0 / product width d0) of the gasket 1 according to the present embodiment is 1.0, it can be applied to a mounting groove shape of an O-ring standardized by normal JIS. Therefore, no special groove shape is required.

本実施例によれば、鋳造品を採用することによる不具合の解消を図ることができる。したがって、鋳造品の積極的な採用が可能となり、工程数の削減、不適合品の削減、管理作業の削減等に寄与することができる。   According to the present embodiment, it is possible to eliminate problems caused by adopting a cast product. Therefore, it is possible to actively adopt cast products, which can contribute to a reduction in the number of processes, non-conforming products, management work, and the like.

1 ガスケット
2 円弧状部(シール面)
3 くびれ部
4 一方の部材
40 表面
41 溝
42 溝底面
43 溝側面
5 他方の部材
50 表面
51 凹状部
6 隙間
1 Gasket 2 Arc-shaped part (seal surface)
3 Constricted portion 4 One member 40 Surface 41 Groove 42 Groove bottom surface 43 Groove side surface 5 Other member 50 Surface 51 Concave portion 6 Gap

Claims (2)

2部材のうちの一方の部材に設けられた溝内に装着され、2部材間で圧縮されることにより、前記溝の溝底面と他方の部材の表面にそれぞれ密着するシール面を形成して2部材間の隙間を封止するガスケットであって、
圧縮方向を高さ方向とし前記溝の両側面が対向する方向を幅方向として、ガスケットを高さ方向及び幅方向に沿って切った断面において、該断面の輪郭のうち前記シール面を形成する領域が、ガスケットが前記2部材間で圧縮される前の状態において、それぞれ前記溝の溝底面及び前記他方の部材の表面に向かって凸状の曲線で構成された円弧状部であり、
前記溝の側面に対向する領域に凹状の曲線で構成された円弧状のくびれ部を有しているガスケットにおいて、
凸状の前記円弧状部は、高さが略同等の円形断面のガスケットの断面の曲率よりも小さい曲率の曲線で構成されることを特徴とするガスケット。
It is mounted in a groove provided in one of the two members and is compressed between the two members, thereby forming a sealing surface that closely contacts the groove bottom surface of the groove and the surface of the other member. A gasket for sealing a gap between members,
In the cross section obtained by cutting the gasket along the height direction and the width direction with the compression direction as the height direction and the direction in which both side surfaces of the groove face each other as the width direction, the region forming the seal surface in the outline of the cross section Is an arc-shaped portion configured with a curved curve toward the groove bottom surface and the surface of the other member, respectively, in a state before the gasket is compressed between the two members.
In the gasket having an arcuate constricted portion formed of a concave curve in a region facing the side surface of the groove,
The convex arcuate portion is constituted by a curve having a curvature smaller than a curvature of a cross section of a gasket having a circular section having substantially the same height.
両方またはいずれか一方が鋳造品である2部材と、
前記2部材間の隙間を封止する請求項1に記載のガスケットと、
を備えることを特徴とする密封構造。
Two members, both or one of which is a casting,
The gasket according to claim 1, which seals a gap between the two members;
A sealing structure comprising:
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