JP4589686B2 - 二重吸着ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、機密性の優れた内側と外側との二重構造のシール機能を備えた、多用途に適する、二重吸着ガスケットに関する。

この種のガスケットのように、内側と外側の、単に二重構造のシール部を設けたガスケットは、数多く知られている（特許文献１，２）。

そして、シール性を改善するために、シール部全壁の弾性を極端に低下させた構成のものが知られている（特許文献３）。

さらに、脱落防止と倒れこみ防止を図ったものも知られている（特許文献４）。
実開平２−１２７８５９号公報 特開平１０−２５９８７５号公報 特開平８−１３５９４号公報 特開２００３−１７２４５３号公報

ところで、之等の引用文献に示される二重構造のガスケットは、基本的構成として、内外二重のシール部と、之等二重のシール部を連結する無孔状の連結部とで構成されており、そして相手装着部品に対しては、単に該部品の凹陥状部内に嵌合させて使用に供されている。これに対し、内外シール部に、脱落防止や倒れこみ防止や、さらに吸盤効果を発揮できることが示されているだけであって、相手部品への固定の確実性や、吸盤効果の有効性、さらには吸盤時の排気（エア抜き）操作を確実に行わせることができないという課題があった。

本発明は、叙上の点に着目して成されたもので、相手部品への確実な係止固定と、有効な吸盤効果を得るようにすると共に、排気機能即ちエア抜き機能を附与した、新規な二重吸着ガスケットを提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を備えることにより、上記課題を解決できる。

（１）圧縮することで媒体の漏れを防ぐ機能を有し、且つ、圧縮方向に垂直な面に対して内側と外側の二重シール部を持ち、内側と外側シール部を複数個の連結部により連結させて、互いの位置を固定させ、前記シール部を肉薄く形成することで圧縮時に内側または外側、またはその両方のシール部から内側と外側シール部の間に閉じ込められた空気が適度に排出されることにより吸盤構造とし、前記外側シール部は、断面く字状で外周に環状の凹部が形成され、前記連結部の外周には周辺の凹部よりも幅が広く深さの深い凹部が形成されて成ることを特徴とする二重吸着ガスケット。
（２）内側または外側、またはその両方のシール部の一部にエア抜き弁構造を持つことを特徴とする前記（１）記載の二重吸着ガスケット。
（３）内側または外側、またはその両方のシール部を断面の曲げを利用した圧縮力低減機能を有するリップシール構造として成ることを特徴とする前記（１）または（２）記載の二重吸着ガスケット。
（４）連結部には、脱落防止機能を付加したことを特徴とする前記（１）記載の二重吸着ガスケット。
（５）連結部には、隣り合う連結部間に係止孔を設けて装着部品の係止部と係合させて脱落防止機能を付加したことを特徴とする前記（１）または（４）記載の二重吸着ガスケット。
（６）内側と外側のシール部が異なる材質で成型させていることを特徴とする前記（１）乃至（３）いずれか記載の二重吸着ガスケット。

本発明は、圧縮方向に対して垂直な面に対して内側と外側二重に配置されたシール部から成り、内側と外側のシール部は複数個の連結部分により互いの位置を固定されており、エア抜き弁が設けられているため、この二重ガスケットが圧縮して使用される際、内側と外側のシール部分の間に閉じ込められた凹陥部内の空気が適度に排出され、その結果、吸盤効果が得られ、シール性が向上する。

また、エア抜き弁により、内側と外側シール部の間の内圧が調整されるため、内圧上昇によるシールの不規則な変形や、相手部品が受ける反力の増加を防ぐことができる。

さらに、内側と外側シール部の連結部の幅を相手装着部品の幅より広く設定できるため、ガスケット材の弾性を利用して脱落防止機能を付加することができると共に、連結部はシール部と離れているため、シール性能への影響が少ない。また、連結部は内外シール部の不規則な倒れ込みを抑制する効果もある。

その上、連結部を不連続にすることで、係止孔を設け、それを装着する相手部品の溝に中央壁などの係止部を設けることができ、かつこの係止部に相当する中央壁は、装着時の位置決めや締め代を規定するガイドとして、また、高圧時のセルフシール効果を発現する部材として機能する。

そして、内側と外側のシール部が異なる性質で成型すると、内側と外側の異なる媒体に対して各々に適したシール性を持つ材質を選定することができる。

内側と外側のシール部と連結部を含む全体の断面構造は、シール媒体や必要なシール性に応じて、同一平面に限らず、自由に設定することができる。

以下に本発明の実施例を、燃料タンクに取り付ける場合について説明する。

図１は、本発明の一実施例を示す二重吸着ガスケットの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線拡大断面図、図４は図１の連結部分を外方のＸ方向から見た拡大部分側面図、図５は図４のＣ−Ｃ線断面図、図６は燃料タンクに本発明に係る二重吸着ガスケットを装着した状態を示す断面説明図、図７は図６の円形で示すＡ個処の一部拡大断面説明図で、二重吸着ガスケットは不作動の状態で示され、図８はエア抜き弁部から空気が抜ける様子を示した二重吸着ガスケットの部分拡大説明平面図、図９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図８のＰで示されるエア抜き弁部がない個処およびＱで示されるエア抜き弁部を備える個処での空気の排出および侵入阻止の状態を部分的に拡大して示す作用状態の断面説明図である。

図面について説明すれば、１は内側シール部、２は外側シール部、３は前記両シール部１，２を連結する複数個の連結部を示し、上下の少なくとも一方に形成される凹陥部４を備えた全体として円形ないし非円形の内外二重の吸着ガスケット本体ａを形成している。そして、この吸着ガスケット本体ａは、圧縮することで媒体の漏れを防ぐゴムないしプラスチックなどの好みの弾性材料で形成される。

５は外側シール部２の上下方向に向うリップ部で、断面＜字状を呈し、外周に環状の凹部６を形成する。図示では外側シール部２のみに施し、内側シール部１は断面扇形の膨出部７を外周に環状に設けているが、この膨出部７に代えて、外側シール部２と同一またはこれに近い形状のリップ構造として形成しても良い。

また、図示しないが、外側シール部２と内側シール部１とを逆に形成しても良い。

８は、外側シール部２に設けたエア抜き弁部を示し、図示では連結部３の外方の外側シール部２の凹部６に相当する個処に設けた小凹部９により、この小凹部９に位置するリップ部５ａを他のリップ部５より部分的に肉薄く形成し、これにより弾性変形機能を弱くさせて、使用時、吸着ガスケット本体ａの凹陥部４内に溜った空気を、内外シール部１，２の弾性変形により圧縮され乍ら、図８に示すように排気する機能を有する。

これにより、凹陥部４は減圧状態となり、吸盤として働き、シール効果を向上できると共に、このエア抜き弁部８は、断面＜字状を呈しているため、外部からの流体の侵入を防止する逆止弁として働く。

ところで、連結部３の幅を相手装着部品の幅より広く設定する際、連結部３の幅員を調節することにより、ガスケット材の弾性を利用して脱落防止機能を付加できると共に、この連結部３により内外側シール部１，２の不規則な倒れ込みを抑制できる。そして、このような内外シール部１，２の間にあり、離れた個処の連結部３に、脱落防止機能を付加させることができるため、各シール部１，２に対する均一な応力を与えることができ、不均一な変形等への影響は小さい。

１０は隣り合う不連続の連結部３間に形成される係止孔を示し、使用する相手装着部品に設けられる突状の中央壁１１すなわち係止部と係合させることができる。この中央壁１１は、装着時の位置決めや締め代を規定するガイドとして、また高圧時のセルフシール効果を発揮する部材として機能する。

なお、図において、１２は本発明に係る二重吸着ガスケットを使用装着した燃料タンクＴに附設した燃料ポンプ、１３は二重吸着ガスケットの係止孔１０に中央壁１１を係入させてポンプに装着させた燃料ポンプフランジ、１４はフランジナット１５で前記燃料ポンプフランジを固着固定する押さえプレート、１６は燃料タンクＴの未塗装面、１７は燃料タンクＴの塗装面を、夫々示す。

以上の構成に基づいて、作用を説明する。

図７に示すように、吸着ガスケット本体ａは、係止孔１０は相手装着部品の中央壁１１内に係入して、全体が相手装着部品の装着部内に装着される（図９（ａ），（ｃ）参照）。

次いで、燃料ポンプフランジ１３が押圧されて吸着ガスケット本体ａが完全に変形して封着される過程で、吸着ガスケット本体ａの凹陥部４内に封じ込められた空気は、内外のシール部１，２の変形と共に圧縮され、吸着ガスケット本体ａの連結部３の外方に設けられた複数のエア抜き弁部８を通り、図８に示すように、また図９（ｄ）に示すように、外部へ排気される。この場合、エア抜き弁部８を有しない他の外側シール部２のリップ部５は、図９（ｂ）のようにエア抜き弁部を有しないので、シールされた儘であって、単に断面＜字状の形態をより深く外周の凹部６が、折り曲げ角度をより小さな形状に変形するだけである（図９（ｂ）参照）。

したがって、凹陥部４は内外空気が排気され減圧されるので、吸盤効果が作用し、装着部品との吸着効果が増大し、気密性が著しく増加すると共に、エア抜き弁部８は、小凹部９を介して外側シール部２の部分個処のみの弾性可撓機能を低下させただけであり、リップ部５ａの断面＜字状構造は、他のリップ部５と同一構造を備えているので、排気機能を有するが、外部の空気などの流体を吸入することは不可能な逆止弁構造となっているので、凹陥部４の減圧の吸着作用を受けて逆流することはない。

したがって、シール効果を逓増させることができる。

さらに、この種の燃料タンクＴのように、鉄製タンクにおいては、燃料流出防止のシール面付近は塗装膜厚の不安定性によるシール不良を防ぐため塗装しない。しかし、そのままでは外部からの水の浸入によりメインシール面が錆びてシール不良となる可能性があるため、タンクにメッキ鋼鈑を使用したり、防水の構造をとる必要があった。このような場合でも、本発明では、内側と外側の二重の平面シール構造として形成してあるので、内側シール部１は未塗装面１６をシールする燃料流出防止のためのメインシール部となり、外側シール部２は塗装面１７をシールする防水シールで水の浸入によるメインシール面の錆を防止することができる。

なお、図１０にはガスケット圧縮量と反力特性の相関グラフを示しているが、エア抜き弁があるガスケットの方が、ないものに比し、内外シール部間の空気圧が上昇しないため、反力を低くすることができることが、実験上判明している。

以上、この本発明について、燃料ポンプについて記述したが、本発明は、燃料ポンプのみならず他のこの種の既存機器のシール用部材として広く実施できる。

そして、本発明に係る吸着二重シール部材は、相手側装着部材が、内外シール部材を押圧変形できる高さを有する収容構造を備えることが必要である。

以下に、さらに詳細に、上述実施例の製造工程を「形状」と「成型」について示す。

〔形状〕
内側シール部１は、圧縮変形が支配的な形状で、外側シール部２とは非対称に設定されている。内側シール部１は燃料に対するシール性を重視して反力の高い形状とし、外側シール部２は外部からの水進入防止のため、反力は小さくとも良いためリップシール形状としている。

内側と外側シール部１，２の間には図１に示すように６箇所の連結部３が設けられている。

外側シール部２の連結部分外周に外周側面からくぼみの小凹部９が設けられている。即ちこの部分は他の外側シール部２に比べ圧縮力が低く、内側と外側シール部１，２の間に閉じ込められた凹陥部４の空気が圧縮時に優先的に排出される逆止弁機能を持つエア抜き弁８として機能する。

圧縮量は高さに対して５％から３０％程度で設定することが望ましい。

連結部３の円周方向の幅はこれを取り付ける相手部材の幅より１から１０％、好ましくは３から７％広く設定し、装着時に弾力的に嵌合することでガスケットの脱落防止として機能する。

〔成型〕
弾性体材料を用いて吸着ガスケット本体ａを成型する。弾性体材料は加硫ゴム、熱可塑性エラストマーなど使用環境において弾性を示す材料が望ましい。シールすべき媒体によって材料を選択する必要がある。例えば、媒体が燃料油の場合は、ＮＢＲ，水素化ＮＢＲ，フッ素ゴムなどが望ましい。媒体が水系液体の場合は、ＥＰＤＭやフッ素ゴムなどが望ましい。材料は加硫ゴムの場合、あらかじめ所定の配合に沿って配合薬品を計量し、混練りを行い加硫前の生地を準備しておく。

次にゴムの成型金型を準備する。成型金型には本発明のガスケットの形状が加工してある。通常のゴム成型工程と同様に、あらかじめ予熱した成型金型を開いて未加硫ゴム生地を設置し、金型を閉めた後、所定の圧力，温度，時間を保持し、ゴムを加硫させる。なお、未加硫ゴム材料を金型の製品部（キャビティ）に配置する方法は、あらかじめ開いた型の製品部に未加硫ゴム生地を直接置いて、金型を閉めると同時に未加硫生地をキャビティに流入させるコンプレッション方式や、閉じた型にプレス圧を利用して未加硫生地を注入するトランスファー方式、さらに注入機構を別に備えたインジェクション方式など、どの形式を用いても良い。

加硫時の圧力は１〜３０ＭＰａ、温度は１００℃〜２００℃、時間は２分〜３０分が一般的に用いられる。所定の加硫条件の後、金型を開き、成型が終了し、二重吸着ガスケットを取り出し、室温まで冷却させる。

本発明の一実施例を示す二重吸着ガスケットの平面図 図１のＡ−Ａ線拡大断面図 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図 図１の連結部分を外方のＸ方向から見た拡大部分側面図 図４のＣ−Ｃ線断面図 燃料タンクに本発明に係る二重吸着ガスケットを装着した状態を示す断面説明図 図６の円形で示すＡ個処の一部拡大断面説明図で、二重吸着ガスケットは不作動の状態を示す図で、斜線部は燃料タンクの塗装面側を示す。 エア抜き弁部から空気が抜ける様子を示した二重吸着ガスケットの部分拡大説明平面図で、一点鎖線部は相手側装着部を示す。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図８のＰで示されるエア抜き弁部がない個処およびＱで示されるエア抜き弁部を備える個処での空気の排出および侵入阻止の状態を部分的に拡大して示す作用状態の断面説明図で、一点鎖線部は相手側装着部を示す。 ガスケット圧縮量と反力特性の相関グラフ

符号の説明

１ 内側シール部
２ 外側シール部
３ 連結部
４ 凹陥部（閉じ込められた空気および吸盤構造に対応）
５ リップ部
６ 凹部
７ 膨出部
８ エア抜き弁部（閉じ込められた空気の排出に対応）
９ 小凹部
１０ 係止孔
１１ 中央壁（係止部に対応）

Claims (6)

1. 圧縮することで媒体の漏れを防ぐ機能を有し、且つ、圧縮方向に垂直な面に対して内側と外側の二重シール部を持ち、内側と外側シール部を複数個の連結部により連結させて、互いの位置を固定させ、前記シール部を肉薄く形成することで圧縮時に内側または外側、またはその両方のシール部から内側と外側シール部の間に閉じ込められた空気が適度に排出されることにより吸盤構造とし、
   前記外側シール部は、断面く字状で外周に環状の凹部が形成され、前記連結部の外周には周辺の凹部よりも幅が広く深さの深い凹部が形成されて成ることを特徴とする二重吸着ガスケット。
2. 内側または外側、またはその両方のシール部の一部にエア抜き弁構造を持つことを特徴とする請求項１記載の二重吸着ガスケット。
3. 内側または外側、またはその両方のシール部を断面の曲げを利用した圧縮力低減機能を有するリップシール構造として成ることを特徴とする請求項１または２記載の二重吸着ガスケット。
4. 連結部には、脱落防止機能を付加したことを特徴とする請求項１記載の二重吸着ガスケット。
5. 連結部には、隣り合う連結部間に係止孔を設けて装着部品の係止部と係合させて脱落防止機能を付加したことを特徴とする請求項１または４記載の二重吸着ガスケット。
6. 内側と外側のシール部が異なる材質で成型させていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の二重吸着ガスケット。

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