JP6689491B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、ガスケットに関し、特に、一方の部材と他方の部材との間の隙間をシールするガスケットに関する。

従来、ガスケットとして、通常Ｏリングや角リング等が一般的に使用されている。例えば、互いに対向配置された金属製の一方の部材および他方の部材のうち、一方の部材に形成された環状の溝部にガスケットが装着されることにより、２つの部材間の隙間がシールされる。

近年、ガスケットにおいては、部材の軽量化を図るため、材料を鉄からアルミニウム、さらに、そのアルミニウムから樹脂に変更するという変化が見受けられる。しかしながら、樹脂は一般的に金属の切削加工精度よりも加工精度が悪く、熱や応力によるクリープも大きくなるため、樹脂製の部材の面に対してガスケットの追随性が大きく要求される傾向にある。

そこで、樹脂からなる２つの部材間のシール性を確保するためのガスケット（例えば、特許文献１参照。）が本出願人によって提案されている。このガスケットは、２つの部材間をシールするものであって、その中央部から両端面に向かって肉厚を漸減させて形成した環状のシール部を有し、そのシール部の一方の周面の中央部に環状の凹部を形成した構成を有している。これにより、ガスケットは、一方の部材の溝に装着された時、シール部の中央部が屈曲可能となり、２つの部材間をシールすることができる。

実開平６−１８７６２号公報

しかしながら、特許文献１のガスケットであっても、成形時の樹脂の所謂ヒケ等により一方の部材に形成された環状の溝部の深さ方向の寸法精度に大きな誤差が生じた場合、特に、一方の部材に形成された溝部の底面と他方の部材の面との対向面間の距離、すなわち、２つの部材間の隙間が想定以上に大きくなった場合、十分なシール性を確保できないという問題があった。

一方、２つの部材間の隙間が想定以上に小さくなった場合、ガスケットの中央部が屈曲し過ぎて割れを発生し、この場合も十分なシール性を確保できないという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、２つの部材間における隙間に対して十分なシール性を確保し得るガスケットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、互いに対向配置された一方の部材と他方の部材との間に装着されるガスケットであって、前記ガスケットを装着する際に前記一方の部材の溝部に配置される本体部と、前記溝部に前記本体部が配置された状態で、前記溝部の底面と前記他方の部材との間にそれぞれ間隔を空けて拡がった基端部の底面側の端部から前記底面に当接されるように斜めに延びる前記基端部と一体形成された一方側リップと、前記基端部の前記他方の部材側の端部から前記他方の部材に当接されるように斜めに延びる前記基端部と一体形成された他方側リップと、前記基端部における前記一方側リップと前記他方側リップとの間に挟まれた位置に当該基端部と一体形成された芯材と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るガスケットにおいて、前記前記芯材は、金属または樹脂であるようにしてもよい。

本発明に係るガスケットにおいて、前記一方側リップの断面形状および前記他方側リップの断面形状は、前記本体部の中心線を軸とした線対称であるようにしてもよい。

本発明に係るガスケットによれば、２つの部材間における隙間に対して十分なシール性を確保することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るガスケットの全体概略構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスケットの図１におけるＡ−Ａ断面の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスケットの装着状態の説明に供する断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るガスケットの断面構造およびガスケットの装着状態の説明に供する断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るガスケットの全体概略構成を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るガスケットの全体概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の第１乃至第４の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るガスケット１の全体概略構成を示す平面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るガスケット１の図１におけるＡ−Ａ断面の構造を示す断面図であり、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るガスケット１の装着状態の説明に供する断面図である。

以下、説明の便宜上、外側とは、図１乃至図３において、リング状のガスケット１のリング外側すなわち矢印ａ方向とする。内側とは、ガスケット１のリング内側すなわち矢印ｂ方向とする。つまり、外側とは、２つの部材のうち外方に配置される一方の部材１０の側であり、内側とは、２つの部材のうち内方に配置される他方の部材２０の側である。

また、密封対象側とは、ガスケット１がリング状に延びる延長方向ｅとは直交する矢印Ａ−Ａ線で切った断面における鉛直上方すなわち矢印ｃ方向とする。非密封対象側とは、同様に、ガスケット１がリング状に延びる延長方向ｅとは直交する矢印Ａ−Ａ線で切った断面における鉛直下方すなわち矢印ｄ方向とする。

ここで、一方の部材１０と、他方の部材２０と、ガスケット１とにより形成される空間であって、当該ガスケット１よりも密封対象側（矢印Ｃ方向）の空間を「密封対象空間」と定義し、当該ガスケット１よりも非密封対象側（矢印Ｄ方向）の空間を「非密封対象空間」と定義する。

図１乃至図３に示すように、ガスケット１は、全体として円環状に形成された部材であり、所定の間隔を持って互いに対向配置された２つの部材における一方の部材１０と他方の部材２０との間に装着されるものである。

すなわち、ガスケット１は、一方の部材１０と他方の部材２０との間に装着された状態で、他方の部材２０と対向する一方の部材１０の面（以下、これを「対向面」ともいう。）１０ａと、一方の部材１０と対向する他方の部材２０の面（以下、これを「対向面」ともいう。）２０ａとの間の隙間をシールする部材である。

一方の部材１０および他方の部材２０は、その材料として樹脂が用いられた２つの固定部材である。例えば、一方の部材１０は、外側（矢印ａ方向）に配置されたハウジングやケーシング等の環状の蓋状部材であり、他方の部材２０は、一方の部材１０と一対となって用いられ、内側（矢印ｂ方向）に配置された円柱状部材である。但し、一方の部材１０が内側（矢印ｂ方向）に配置された円柱状部材であり、他方の部材２０が外側（矢印ａ方向）に配置された蓋状部材等であってもよい。なお、樹脂の材料としては、例えば、ナイロン６，６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）等である。

一方の部材１０の対向面１０ａには、ガスケット１を装着するための環状の溝部１０ｈが形成されている。溝部１０ｈについては、一方の部材１０の対向面１０ａに形成される代わりに、他方の部材２０の対向面２０ａに形成されていてもよい。溝部１０ｈにおける対向面１０ａから底面１０ｂまでの深さｄｅｐは、ガスケット１の矢印ａｂ方向で示される水平方向の幅ｗよりも小さく形成されている。また、溝部１０ｈにおける矢印ｃｄ方向で示される鉛直方向の高さｈ１は、ガスケット１の鉛直方向の高さｈ２よりも大きく形成されている。

ガスケット１は、軸線Ｘを中心とした環状の弾性体からなる本体部２と、当該本体部２と一体に形成された軸線Ｘを中心とする環状の金属材からなる補強環５とを備えている。なお、本体部２は、成形型を用いた架橋（加硫）成型により補強環５と一体に成形される。

本体部２の弾性体としては、例えば、各種のゴム状弾性部材がある。ゴム状弾性部材としては、例えば、二トリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の合成ゴムが用いられる。

本体部２は、その断面が逆Ｔ字形状を有しており、矢印ａｂ方向に沿った基端部２ａと、矢印ｃｄ方向に沿った支柱部２ｂとを備えている。基端部２ａは、ガスケット１の装着時、一方の部材１０における溝部１０ｈに配置される部分であり、溝部１０ｈの底面１０ｂと他方の部材２０の対向面２０ａとの間にそれぞれ間隔を空けて矢印ａｂ方向に拡がっている。支柱部２ｂは、ガスケット１の根幹部分であり、基端部２ａの中央から密封対象側（矢印ｃ方向）に突出した状態で当該基端部２ａと一体に形成されている。

基端部２ａは、外側（矢印ａ方向）および内側（矢印ｂ方向）に分かれて互いに背向するように一体形成された一方側リップとしての外側サイドリップ３、および、他方側リップとしての内側サイドリップ４を備えている。

外側サイドリップ３は、基端部２ａにおける溝部１０ｈの底面１０ｂ側の端部から当該底面１０ｂに当接されるように斜めに延びる部分であり、その先端部３ａが付け根部分よりも僅かに外側（矢印ａ方向）に向かって支柱部２ｂから離間するように傾斜して密封対象側（矢印ｃ方向）に延びている。外側サイドリップ３の先端部３ａは、例えば、図２に示すように、外側（矢印ａ方向）に突出する楔状の断面形状を有している。すなわち、外側サイドリップ３は、本体部２の基端部２ａが一方の部材１０の溝部１０ｈに載置された状態において、所定の締め代を持って先端部３ａが当該溝部１０ｈの底面１０ｂに当接されるように形成されている。

内側サイドリップ４は、基端部２ａにおける他方の部材２０の対向面２０ａ側の端部から当該対向面２０ａに当接されるように斜めに延びる部分であり、その先端部４ａが付け根部分よりも僅かに内側（矢印ｂ方向）に向かって支柱部２ｂから離間するように傾斜して密封対象側（矢印ｃ方向）に延びている。内側サイドリップ４の先端部４ａについても、例えば、図２に示すように、内側（矢印ｂａ方向）に突出する楔状の断面形状を有している。すなわち、内側サイドリップ４は、本体部２の基端部２ａが一方の部材１０の溝部１０ｈに載置された状態において、所定の締め代を持って先端部４ａが他方の部材２０における対向面２０ａに当接されるように形成されている。

このように、外側サイドリップ３および内側サイドリップ４は、本体部２の支柱部２ｂの中心線（図示せず）を軸として線対称に形成されている。この場合、一方の部材１０の溝部１０ｈの底面１０ｂに対して当接される外側サイドリップ３の形状および他方の部材２０の対向面２０ａに対して当接される内側サイドリップ４の形状は同一であるため、外側サイドリップ３および内側サイドリップ４には隙間に応じた外力が均等に加えられることになる。

補強環５は、本体部２を補強するために配設される環状部材であり、基端部２ａおよび支柱部２ｂの双方に跨がるように本体部２と一体に形成されている。補強環５は、例えば、薄板状の金属材により形成されたものであり、断面Ｌ字形状を有している。補強環５の金属材としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、および、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

補強環５は、図中断面Ｌ字の底辺に相当する矢印ａｂ方向に拡がった円盤状の円盤部５ａ、および、円盤部５ａの外側（矢印ａ方向）の端部から屈曲して密封対象側（矢印ｃ方向）に延びる円筒状の円筒部５ｂからなる。

補強環５の円盤部５ａは、内側（矢印ｂ方向）の端部が基端部２ａにおける内側サイドリップ４の近傍まで延びており、当該内側サイドリップ４を基端部２ａ側から支持している。

補強環５の円筒部５ｂは、基端部２ａにおける外側サイドリップ３と内側サイドリップ４との間に挟まれた位置に設けられた支柱部２ｂの内部に埋設された状態で一体に形成されており、当該支柱部２ｂの芯材として用いられる。すなわち補強環５の円筒部５ｂは、支柱部２ｂの矢印ａ方向又は矢印ｂ方向への撓み（倒れ）を抑制する。これにより、本体部２の支柱部２ｂは、補強環５の円筒部５ｂの存在により、外側サイドリップ３および内側サイドリップ４に撓みが生じても、その位置および形状を維持するように形成されている。

補強環５は、例えばプレスによる曲げ加工によって断面Ｌ字形状に製造される。補強環５は、本体部２が架橋（加硫）成型によって成形される際に、成形型の中に配置され、本体部２が架橋接着により補強環５に接着されることにより、本体部２と補強環５とが一体に形成される。

以上の構成において、ガスケット１は、一方の部材１０における溝部１０ｈに装着されると、一方の部材１０の対向面１０ａと、他方の部材２０の対向面２０ａとの間に当該ガスケット１が装着されることになる。

このとき、一方の部材１０における溝部１０ｈの深さｄｅｐの寸法精度に大きな誤差が生じており、溝部１０ｈの底面１０ｂと、他方の部材２０における対向面２０ａとの対向面間の距離がガスケット１の幅ｗよりも短くなる場合がある。このような場合であっても、溝部１０ｈに装着されたガスケット１の外側サイドリップ３および内側サイドリップ４が互いに向き合うように撓むことにより、一方の部材１０と他方の部材２０との間の隙間をシールすることができる。

特に、本体部２の基端部２ａの外側（矢印ａ方向）および内側（矢印ｂ方向）の端部よりもそれぞれ外側および内側に突き出た外側サイドリップ３および内側サイドリップ４の双方が互いに向き合うように撓むことにより、溝部１０ｈの深さｄｅｐの寸法精度の誤差を外側サイドリップ３および内側サイドリップ４の双方の撓みによって吸収することができる。かくして、ガスケット１は、内側サイドリップ４だけでシールする場合に比べて、溝部１０ｈの深さｄｅｐの寸法精度の誤差を多く吸収し、十分なシール性を確保することができる。

また、一方の部材１０における溝部１０ｈの深さｄｅｐの寸法精度に大きな誤差が生じており、溝部１０ｈの底面１０ｂと、他方の部材２０における対向面２０ａとの対向面間の距離が大きくなる場合がある。このような場合であっても、圧力Ｐの作用により、ガスケット１の外側サイドリップ３および内側サイドリップ４がさらに外側（矢印ａ方向）および内側（矢印ｂ方向）に拡がるように押圧されるので、底面１０ｂと他方の部材２０の対抗面２０ａに対する面圧を保ち、十分なシール性を確保することができる。

また、ガスケット１では、本体部２の支柱部２ｂに補強環５の円筒部５ｂが一体成形されていることにより、密封対象空間の流体の圧力Ｐが内側サイドリップ４に加えられた場合であっても、本体部２の支柱部２ｂが圧力Ｐによって外側（矢印ａ方向）に撓む（倒れる）ことを補強環５の円筒部５ｂにより抑制することができる。これによりガスケット１は、内側サイドリップ４と他方の部材２０の対向面２０ａとの当接状態を維持することができるので、シール性を十分に確保することができる。

さらに、ガスケット１は、本体部２の支柱部２ｂに補強環５の円筒部５ｂが一体成形されていることにより、外側サイドリップ３および内側サイドリップ４の撓みの影響により支柱部２ｂが矢印ａ方向または矢印ｂ方向へ撓む（倒れる）ことを抑制することができる。これにより、溝部１０ｈの底面１０ｂと他方の部材２０における対向面２０ａとの対向面間の距離の短い場所や、対向面間の距離の長い場所が存在する場合であっても、支柱部２ｂの位置および状態が維持される。かくして、円周方向の全周にわたるガスケット１の延長方向ｅの各部において一方の部材１０と他方の部材２０とに対するシール性に偏りが生じることなく十分なシール性を確保することができる。

以上の構成によれば、本体部２の芯材である円筒部５ｂを間に挟んだ状態で設けられた外側サイドリップ３および内側サイドリップ４の双方の撓みを利用して一方の部材１０と他方の部材２０との間の隙間をシールすることができるので、成形時のヒケ等により一方の部材１０と他方の部材２０との間の隙間の誤差が大きい場合又は小さい場合でも、一方側リップ１０および他方側リップ２０の双方で隙間の誤差を吸収し、十分なシール性を確保することができる。

また、ガスケット１は、芯材である円筒部５ｂの存在により、流体の圧力Ｐを受けたときに支柱部２ｂが撓むことを防止することができるので、溝部１０ｈの底面１０ｂに当接される外側サイドリップ３の面圧状態、および、他方の部材２０の対向面２０ａに当接される内側サイドリップ４の面圧状態を維持することができ、かくして、十分なシール性を確保することができる。

このようにガスケット１は、一方の部材１０と他方の部材２０との間における隙間に対して十分なシール性を確保することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るガスケットについて説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係るガスケットの断面構造およびガスケットの装着状態の説明に供する断面図である。なお、第２の実施の形態において、図１乃至図３に示された第１の実施の形態における一方の部材１０、他方の部材２０、本体部２、外側サイドリップ３、内側サイドリップ４と同一の構成要素には同一の符号を用い、その詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態におけるガスケット３０は、第１の実施の形態における補強環５に代えて補強環３１を用いた点が大きな相違点であり、その相違点についてのみ説明する。この補強環３１は、第１の実施の形態における補強環５と同様に、本体部２を補強するために用いられる環状部材であり、基端部２ａおよび支柱部２ｂの双方に跨がるように本体部２と一体に形成されている。

補強環３１は、薄板状の金属材により形成されたものであり、その金属材としては、補強環５と同様に、アルミニウム合金、ステンレス鋼、および、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

補強環３１は、図中断面長方形状の円筒状の円筒部材であり、支柱部２ｂのほぼ中心に埋設された状態で一体に形成されており、当該支柱部２ｂの芯材として用いられる。すなわち補強環３１においても、補強環５の円筒部５ｂと同様に、支柱部２ｂの矢印ａ方向又は矢印ｂ方向への撓み（倒れ）を抑制する。これにより、本体部２の支柱部２ｂは、補強環３１の存在により、外側サイドリップ３および内側サイドリップ４に撓みが生じても、その位置および形状を維持するように形成されている。

補強環３１は、本体部２が架橋（加硫）成型によって成形される際に、成形型の中に配置され、本体部２が架橋接着により補強環３１に接着されることにより、本体部２と補強環３１とが一体に形成される。

このような構成のガスケット３０においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、一方の部材１０と他方の部材２０との間における隙間に対して十分なシール性を確保することができる。

＜第３の実施の形態＞
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るガスケットの全体概略構成を示す平面図である。本発明の第３の実施の形態に係るガスケットにおいては、リング状のガスケット１、３０ではなく、一方の部材および他方の部材の形状に合わせて角筒形状のガスケット４０とすることが可能である。

この場合も、Ａ−Ａ断面の断面構造を、第１の実施の形態のガスケット１および第２の実施の形態のガスケット３０と同様に、ガスケット４０の本体部２に補強環５や補強環３１を一体成形することができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

＜第４の実施の形態＞
図６は、本発明の第４３の実施の形態に係るガスケットの全体概略構成を示す平面図である。本発明の第４の実施の形態に係るガスケットにおいては、リング状のガスケット１や、矩形状のガスケット４０でもなく、一方の部材および他方の部材の形状に合わせて、直線状のガスケット５０とすることが可能である。

この場合も、Ａ−Ａ断面の断面構造を、第１の実施の形態のガスケット１および第２の実施の形態のガスケット３０と同様に、ガスケット５０の本体部２に補強環５や補強環３１を一体成形することができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した第１乃至第４の実施の形態においては、補強環５、３１の材料として金属材を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、樹脂材からなる補強環を用いるようにしてもよい。この場合であっても、第１乃至第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、樹脂材としては、例えば、ナイロン６，６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）等を用いることができる。

また、上述した第１乃至第４の実施の形態においては、ガスケット１、４０、５０の形状を円環状、角筒状および直線状とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、楕円形状等その他種々のあらゆる形状とするようにしてもよい。但し、断面形状は同じであるようにすればよい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係るガスケット１、３０、４０、５０に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

本願発明のガスケットは、自動車等の車両およびその補機、一般産業機械、建設機械等において一方の部材と、他方の部材との間の隙間をシールする種々の分野において利用することが可能である。

１、３０、４０、５０ ガスケット
２ 本体部
２ａ 基端部
２ｂ 支柱部
３ 外側サイドリップ（一方側リップ）
４ 内側サイドリップ（他方側リップ）
５、３１ 補強環（芯材）
５ａ 円盤部
５ｂ 円筒部（芯材）
１０ 一方の部材
１０ａ、２０ａ 対向面
１０ｂ 底面
１０ｈ 溝部
２０ 他方の部材
ｘ 軸線

Claims (3)

1. 互いに対向配置された一方の部材と他方の部材との間に装着されるガスケットであって、
   前記ガスケットを装着する際に前記一方の部材の溝部に配置され、前記溝部の底面と前記他方の部材との間にそれぞれ間隔を空けて拡がった基端部、及び、該基端部から突出した支柱部を一体に有する本体部と、
   前記基端部の底面側の端部から前記底面に当接されるように斜めに延びる前記基端部と一体形成された一方側リップと、前記基端部の前記他方の部材側の端部から前記他方の部材に当接されるように斜めに延びる前記基端部と一体形成された他方側リップと、
   前記基端部における前記一方側リップと前記他方側リップとの間に挟まれた位置において前記支柱部と一体形成された円筒部を有する芯材と、
   を備えることを特徴とするガスケット。
2. 前記芯材は、金属または樹脂である
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
3. 前記一方側リップの断面形状および前記他方側リップの断面形状は、前記本体部の中心線を軸とした線対称である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガスケット。