JP2013072549A

JP2013072549A - メタルガスケット

Info

Publication number: JP2013072549A
Application number: JP2011214647A
Authority: JP
Inventors: Keiji Matsuo; 敬二松尾; Mitsuru Nakamura; 充中村; Hideaki Tomita; 英昭冨田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-22

Abstract

【課題】部品コストの増加を抑えた上で、締め付け時での過度な変形を抑え、液体漏れを防止する。
【解決手段】ブレーキホース１の一端部に設けられたアイコネクタ３とブレーキキャリパ２との接続部に介装され、アイコネクタ３とブレーキキャリパ２とを締結するボルト６の締め付けによって接続部の座面に密着して液体漏れを防止するメタルガスケット２０、２１について、算術平均粗さが０．２５〜０．８μmの範囲内であるとともに、粗さ曲線要素の平均長さが１００μm以下となるように、メタルガスケット２０、２１の表面粗さを設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、配管の接続部に用いられるメタルガスケットに関する。

車両のブレーキホース等の配管の接続は、例えばホース端部に設けられた接続用コネクタを、被接続部材の座面にガスケットを介して取り付ける構造が知られている。
ガスケットは、例えばワッシャのように円環板状に形成され、銅のような比較的硬度の低い材質で形成されたメタルガスケットが採用されている。そして、接続用コネクタと被接続部材とをボルトによって締め付けて固定することで、このメタルガスケットが変形し、接続用コネクタと被接続部材の座面とに密着して、当該接続部でのブレーキオイル等の液体漏れを防止することができる。（特許文献１）。

特開２００７−１００８７１号

しかしながら、上記特許文献１のようにメタルガスケットを用いた接続部では、メタルガスケットが比較的硬度の低い材質であるため、座面の摩擦力が偏っていると、メタルガスケットが楕円形に大きく変形し、その一部が座面からずれて隙間が生じ、液体漏れを招く虞がある。
これに対し、ボルト締め付け時でのガスケットの過度な変形を防止するために、ガスケットの形状を特殊なものとしたり、接続用コネクタまたは被接続部材にズレ止めを設けたりする方法が考えられるが、接続部の構造が複雑化し、部品コストの増加を招いてしまう。

本発明は、この様な問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、部品コストの増加を抑えた上で、締め付け時での過度な変形を抑え、液体漏れを防止することが可能なメタルガスケットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１のメタルガスケットは、２つの部材の接続部に介装され、２つの部材を締結する締結部材の締め付けによって接続部の座面に密着して液体漏れを防止するメタルガスケットであって、算術平均粗さ(以下Ｒaと表記)が０．２５〜０．８μmの範囲内であるとともに、粗さ曲線要素の平均長さ(以下ＲSmと表記)が１００μm以下となるように、表面粗さが設定されていることを特徴とする。

また、請求項２のメタルガスケットは、請求項１において、研磨材またはコンパウンドを選定して研磨することで、Ｒa及びＲSmが設定されることを特徴とする。
また、請求項３のメタルガスケットは、請求項１または２において、２つの部材の一方が、車両のブレーキホースの端部に設けられた接続用コネクタであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、メタルガスケットの表面粗さをＲaとＲSmの２つの指標で設定しており、これによりボルトの締め付けにおける着座時点でのガスケット表面の接触点数を増やし、摩擦力の均一化を図ることができる。
これで、部品コストの増加を抑えつつ締結部材の締め付け時での過度な変形を抑制し、接続部での液体漏れを防止することができる。

請求項２の発明によれば、研磨材またはコンパウンドの選定によって、メタルガスケットの表面粗さが設定されるので、メタルガスケット製作時にこれらの表面処理の他に、表面粗さの設定のための処理を追加することなく、表面粗さを適切に設定することができ、製作コストの増加を抑制しつつ容易にメタルガスケットを製作することができる。
請求項３の発明によれば、メタルガスケットを介して接続される２つの部材の一方が車両のブレーキホースの端部に設けられた接続用コネクタであるので、ブレーキホースの接続部でのメタルガスケットの過度な変形を抑制して、当該接続部でのブレーキオイル洩れを防止することができる。

本発明の実施形態に係るメタルガスケットを使用したブレーキホースの接続構造を示す上面図である。図１に示すブレーキホースの接続部の断面図である。メタルガスケットの表面粗さの設定指標の説明図である。ボルトの締め付けにおける着座時点でのメタルガスケットの断面形状イメージを示す説明図であり、（Ａ）が本実施形態、（Ｂ）、（Ｃ）が比較例である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るメタルガスケット２０、２１を使用したブレーキホース１の接続部の構造を示す上面図である。図２は、図１に示すブレーキホース１の接続部の断面図である。
図１、２に示すように、本実施形態では、ブレーキキャリパ２にブレーキホース１の一端が接続され、ブレーキホース１からブレーキオイルをブレーキキャリパ２に導入可能な構造となっている。

ブレーキホース１の一端には、ホース金具として、鋼製のアイコネクタ３（接続用コネクタ）が設けられている。
アイコネクタ３は、円柱状の本体部３ａと、本体部３ａの側面から突出するホース接続部３ｂとを有している。
アイコネクタ３の本体部３ａは、中央に空間４が形成されている。また、本体部３ａには、その軸線上を延びて貫通し、ボルト６（締結部材）の軸部６ａが挿通される開口穴５が設けられている。

ボルト６の先端には、第１の開口部７が設けられるとともに、軸部６ａの側面には、第２の開口部８が設けられている。ボルト６の軸部６ａには、第１の開口部７と第２の開口部８とを連通する流体通路穴９が設けられている。
ホース接続部３ｂには、ブレーキホース１の一端が固定されており、本体部３ａ内の空間４とブレーキホース１とが連通するように、流体通路穴１０が設けられている。

そして、ブレーキキャリパ２のアイコネクタ３が接続される部位であるアイコネクタ接続部２ａは鋼製であって、その座面２ｂには、作動油導入口１１が設けられている。作動油導入口１１には雌ねじ部１２が形成されており、この雌ねじ部１２に、アイコネクタ３の本体部３ａを挿通したボルト６の先端を螺合して、ブレーキキャリパ２にアイコネクタ３を固定する構造となっている。

ブレーキキャリパ２の座面２ｂとアイコネクタ３の本体部３ａとの間、及びアイコネクタ３の本体部３ａとボルト６の頭部座面６ｂとの間には夫々、円環板状のメタルガスケット２０、２１が挿入されている。
メタルガスケット２０、２１は、銅等のように比較的硬度の低い、具体的にはアイコネクタ３やブレーキキャリパ２のアイコネクタ接続部２ａよりも硬度の低い材質で形成されている。

図３は、メタルガスケット２０、２１の表面粗さの設定指標の説明図である。
本実施形態のメタルガスケット２０、２１は、特に、その表面粗さがＲaとＲSmによって設定されている。
図３に示すように、Ｒaは、メタルガスケット２０、２１の表面の粗さ曲線の平均線からの偏差の絶対値を、基準長さＬの範囲で合計し、平均した値である。

ＲSmは、基準長さＬにおける粗さ曲線に含まれる１周期分の凹凸の長さの平均値である。なお、図３においては、ＲSm＝（Ｘs1＋Ｘs2＋Ｘs3＋Ｘs4＋Ｘs5）/５である。
そして、本実施形態では、メタルガスケット２０、２１のＲaを０．２５〜０．８μmの範囲内に、ＲSmを１００μm以下に設定している。
このように設定することで、本実施形態のメタルガスケット２０、２１は、ボルト６を締め付けたときに、メタルガスケット２０、２１の過度な変形が抑制され、ブレーキオイルの漏れを低減させることができる。

以下、その原理について説明する。
図４は、ボルト６の締め付けにおける着座時点でのメタルガスケットの断面形状イメージを示す説明図であり、（Ａ）が本実施形態（メタルガスケット２１）、（Ｂ）,（Ｃ）が比較例としてＲaが小さい場合（メタルガスケット２２）とＲSmが大きい場合（メタルガスケット２３）を示している。なお、図４中の○で囲んだ部位は、ボルト６とメタルガスケットとの接触点を示す。

まず、Ｒaを大きくすることで、メタルガスケット２１の表面粗さの振幅が大きくなり、山の先端が細くなる。これにより山の先端が潰れやすくなり、着座の際に（Ｂ）よりボルトが密着する事で、頭部座面６ｂに対するメタルガスケット２１の実際の接触点数が増加する。
また、ＲSmを小さくする事で、表面粗さが密になり、単位面積辺りの山の数が増加するため、こちらも接触点数が増加する。

これらによって、メタルガスケット２１の表面上で摩擦力の均一化を図ることができる。
このように、ボルト６の締め付け時に、摩擦力の偏りによって発生するメタルガスケット２０、２１の過度な変形を防止することができ、座面からの逸脱を防止して、アイコネクタ３の接続部におけるブレーキオイルの漏れを防止することができる。

下記の表１は、メタルガスケット２０、２１の各種表面処理時における表面粗さと変形促進試験での変形発生率の一例を示す表である。なお、この変形発生率は、ボルト６の締め付け時にメタルガスケット２０、２１が過度に変形して、その一部が座面から逸脱したものの割合である。
本表１では、従来品と、本願発明品として従来品から研磨石の変更をしたもの及びコンパウンドの変更をしたものと、参考例としてモリブデンコートしたものとで比較をしている。

表１に示すように、研磨石を変更して表面処理したもの、及びコンパウンドを変更して表面処理したものは、従来品と比較してＲaが大きく、ＲSmが小さい。そして、変形発生率がどちらも大幅に低下している。
なお、本願発明品の表面粗さの設定は試験結果から以下の通りとする。
・Ｒaの下限は、従来品よりも大きくすることで実際の接触点数を増加させるため、０．２５μmに設定。

・Ｒaの上限は、本来のシール性を損なわない範囲で可能な限り大きいことが望ましく、０．８μmに設定。
・ＲSmの上限は、従来品よりも小さくすることで実際の接触点数を増加させるため、１００μmに設定。
参考品であるモリブデンコート品は、Ｒaが０．２５〜０．８μmの範囲内であるが、ＲSmが１００μmより大きい。しかし、この参考品では摩擦係数が他の例と比べて大幅に低く、メタルガスケットが過度な変形をするほど、摩擦力の偏りが生じないため、変形発生率が０となっている。

但し、モリブデンコートを行うことによって、メタルガスケットの部品コストが大幅に増加してしまう。
即ち、本実施形態では、研磨石を変更したり、コンパウンドを変更したりして、Ｒaを０．２５〜０．８μmの範囲内に、かつＲSmを１００μm以下とすることで、表面処理による部品コストの増加を抑えた上で、ボルト６の締め付け時でのメタルガスケット２０、２１の変形を抑制し、接続部での液体洩れを十分に防止することができる。

なお、以上の実施形態では、アイコネクタ３の接続部に使用するメタルガスケット２０、２１に本発明を適用しているが、アイコネクタ以外の接続用コネクタに用いられるメタルガスケットでも本発明を適用することができる。
また、本発明は、ブレーキホースの接続部だけではなく、各種配管の接続部に用いられるメタルガスケットに広く適用することができる。

１ブレーキホース
２ブレーキキャリパ
２ｂ座面
３アイコネクタ
６ボルト
６ｂ頭部座面
２０、２１メタルガスケット

Claims

２つの部材の接続部に介装され、前記２つの部材を締結する締結部材の締め付けによって前記接続部の座面に密着して液体漏れを防止するメタルガスケットであって、
算術平均粗さが０．２５〜０．８μmの範囲内であるとともに、粗さ曲線要素の平均長さが１００μm以下となるように、表面粗さが設定されていることを特徴とするメタルガスケット。
研磨材またはコンパウンドを選定して研磨することで、前記座面算術平均粗さ及び前記粗さ曲線要素の平均長さが設定されることを特徴とする請求項１に記載のメタルガスケット。
前記２つの部材の一方が、車両のブレーキホースの端部に設けられた接続用コネクタであることを特徴とする請求項１または２に記載のメタルガスケット。