JP7177195B2 - ガスケット及び密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスケット及び密封装置に関し、より詳しくは、取付け溝がなくても安定にシールでき、塩水や高圧洗車水等の水侵入を防止できるガスケット及び密封装置を提供することにある。

ガスケットは、例えば、自動車、産業機械器具等において、二部材間の間隙をシールするために用いられる。

従来、このようなガスケットとして、全体がゴム状弾性材料により構成されたラバーガスケットや、金属板にゴム層を積層してなるゴム金属積層体ガスケットがある。

特開２００５－１４６９０９号公報 特開２０１０－１２１７１５号公報

まず、ラバーガスケットの装着状態について図９（ａ）を参照して説明する。

ラバーガスケット１００は、全体がゴム状弾性材料により構成されている。そのため、二部材１１０、１２０間における所定の装着位置からの位置ずれを防止するために、一方の部材１１０側に該ラバーガスケットを装着するための取付け溝１１１を加工する必要がある。

取付け溝１１１の幅は、部材１１０の幅によって制約される。その結果、取付け溝１１１に装着されるラバーガスケット１００の幅も制約され、接触シール面の幅を広くすることが困難である。そのため、被接触面に例えば１ｍｍφを超える大きな鋳巣が存在するような場合においても安定にシールする観点で、更なる改善の余地が見出される。

次に、ゴム金属積層体ガスケットについて説明する。

ゴム金属積層体ガスケットとして、ゴム金属積層体を湾曲させて形成したビードによりシールするものがある。

ビードによりシールするゴム金属積層体ガスケットの装着状態について図９（ｂ）を参照して説明する。

ゴム金属積層体ガスケット２００は、ガスケット本体２０１に設けられたビード２０２によってシール性を発揮する。そのため、被接触面に鋳巣が存在していたとしても、接触幅以下の２ｍｍφ程度の大きさまでであれば対応できる。

しかし、振動等によって二部材２１０、２２０間の面開きが変化する場合に、金属板はこの面開きに追従することが困難である。そのため、安定にシールする観点で、更なる改善の余地がある。

ゴム金属積層体を用いた他の従来技術として、特許文献１には、ビードを有しないゴム金属積層体ガスケットが開示されている。この技術は、ゴム金属積層体からなる平坦なガスケット本体を二部材間に挟持してシールするものである。この場合も、上述した面開きに追従することが困難であり、安定にシールする観点で、更なる改善の余地がある。

なお、特許文献１は、ゴム金属積層体からなる平坦なガスケット本体の周端部において、密封対象の相手部材に向けてゴムを突出させて局部面圧を高くすることも提案している。しかし、本体が金属板により形成されるものである以上、面開きへの追従を本質的に改善するものではなく、シールの安定化の観点で限界がある。

一方、特許文献２には、金属フレーム（金属板）の内周部にゴムからなるシール部を設けたガスケットが開示されている。かかるガスケットもまた、金属板を用いているという点で、面開きへの追従性に改善の余地がある。

また、特許文献２の技術は、内周部に設けられたシール部によって、密封側（内周側）からのリークを防止できるが、大気側（外周側）から、ガスケットを介して対向する二部材間の間隙に、塩水や高圧洗車水等の水が侵入することを防止することができない。

そこで、本発明の課題は、取付け溝がなくても安定にシールでき、塩水や高圧洗車水等の水侵入を防止できるガスケット及び密封装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
二部材間の間隙をシールするための締め代部を有するゴム状弾性材料からなる環状のガスケット本体が、前記二部材のうちの一方の部材の被シール端面よりも外周側及び内周側に幅広に設けられて外周延設部及び内周延設部を有し、
前記外周延設部及び前記内周延設部に、前記一方の部材の前記被シール端面に隣接する外周面及び内周面のそれぞれに当接するように外周側壁及び内周側壁を有することを特徴とするガスケット。
２．
前記外周延設部及び前記内周延設部のそれぞれに、前記二部材のうちの他方の部材に当接させるリップ部を有することを特徴とする前記１記載のガスケット。
３．
前記ガスケット本体にボルトスリーブが焼付けされていることを特徴とする前記１又は２記載のガスケット。
４．
前記１～３の何れかに記載のガスケットを前記二部材間に装着してなることを特徴とする密封装置。

本発明によれば、取付け溝がなくても安定にシールでき、塩水や高圧洗車水等の水侵入を防止できるガスケット及び密封装置を提供することができる。

本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図 図１中の（ｉｉ）－（ｉｉ）線に沿う拡大断面図 図１中の（ｉｉｉ）－（ｉｉｉ）線に沿う拡大断面図 本発明に係る密封装置の部分断面図 本発明に係る密封装置のボルトスリーブ部の部分断面図 本発明に係るガスケット及び密封装置の他の実施形態を示す断面図 図６に係る実施形態におけるボルトスリーブ部の断面図 図６に係る他の実施形態におけるボルトスリーブ部の断面図 従来のガスケットの使用状態を示す断面図

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図、図２は図１中の（ｉｉ）－（ｉｉ）線に沿う断面図、図３は図１中の（ｉｉｉ）－（ｉｉｉ）線に沿う断面図である。また、図４及び図５は、図１～図３に示したガスケットの使用状態を示している。図４は図２に示した部分の装着状態を示した拡大断面図、図５は図３に示した部分の装着状態を示した拡大断面図である。

図１～図３に示すガスケット１は、シール対象である二部材４、５間に装着して、図４及び図５に示す密封装置１０を構成する。

ガスケット１は、環状に形成された板状のゴム状弾性材料からなるガスケット本体２により構成されている。

ガスケット本体２は、二部材４、５間の間隙をシールするための締め代部２１を有する。締め代部２１は、環状のガスケット本体２の周方向に沿って連続的に設けられている。締め代部２１は、ガスケット１を二部材４、５の相対する端面４１、５１間に挟持したときに、端面４１、５１を押圧するシール部として機能する。シールの安定化の観点で、図示するようにガスケット本体２の両面に、締め代部２１、２１を設けることが好ましい。

ガスケット本体２は、二部材４、５のうちの一方の部材４の被シール端面４１よりも外周側及び内周側に幅広に設けられて外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂを有している。なお、本明細書において、外周側／内周側というのは、環状のガスケット本体２を環と見たときの外周側／内周側を意味する。外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂは、環状のガスケット本体２の周方向に沿って連続的に設けられている。

外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂには、一方の部材４の被シール端面４１に隣接する外周面４２及び内周面４３のそれぞれに当接するように外周側壁２２及び内周側壁２３が設けられている。外周側壁２２及び内周側壁２３は、環状のガスケット本体２の周方向に沿って連続的に設けられている。

外周側壁２２及び内周側壁２３は、一方の部材４に対してガスケット１を掛止する掛止部として機能する。これにより、ガスケット１の所定の取付け位置からの位置ずれを防止できる。そのため、取付け溝を設ける必要がなくなり、取付け溝の幅に制約されることなく、接触シール面の幅を十分に確保できる。これにより、例えば被接触面に３ｍｍφ程度の大きな鋳巣が存在する場合においても、安定にシールできる。

また、位置ずれ防止のために金属板を用いる必要もないため、ゴム状弾性材料からなるガスケット本体２の弾性変形によって、上述した面開きへの追従性を向上できる。そのため、例えば振動下での使用においても安定にシールできる。

更に、外周側壁２２及び内周側壁２３によって、ガスケット本体２の下面と一方の部材４との接触部が被覆される。同時に、外周側壁２２及び内周側壁２３によって、ガスケット本体２の外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂが一方の部材４側に傾斜することも防止される。かかる傾斜が防止されることで、ガスケット本体２の上面と他方の部材５との間に間隙が生じることが防止される。これらの相乗効果によって、大気側（外周側）から、ガスケット１を介して対向する二部材４、５間の間隙に、塩水や高圧洗車水等の水が侵入することを防止できる。

本発明の効果を顕著に発揮する観点で、締め代部２１、外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂ、並びに、外周側壁２２及び内周側壁２３は、環状のガスケット本体２の全周に亘って設けられることが好ましい。

ガスケット１の材質は、ゴム状弾性材料であれば格別限定されず、例えば、エチレンプロピレンジエン三元共重合体（略称ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（略称ＦＫＭ）、水素化ニトリルゴム（略称ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（略称ＮＢＲ）、天然ゴム（略称ＮＲ）、アクリル酸エステルゴム（略称ＡＣＭ）等を挙げることができる。ガスケット１を構成するガスケット本体２、締め代部２１、外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂ、並びに、外周側壁２２及び内周側壁２３は、ゴム状弾性材料によって一体に成形することができる。

ガスケット本体２にはボルトスリーブ３を設けることができる。ボルトスリーブ３は、ガスケット本体２の周方向に所定間隔で複数設けることができる。

ボルトスリーブ３は、中心に、ガスケット１を二部材４、５間に取付けるための図示しないボルトが挿通されるボルト孔３１が形成された、筒状体あるいはリング状体等を用いることができる。ボルトスリーブ３は、例えば、アルミ、ステンレス等の金属又はポリアミド等の合成樹脂等の硬質材料によって形成することができる。

ボルトスリーブ３は、ガスケット本体２に焼付けされていることが好ましい。これにより、特に小断面のガスケット１においても、ボルトスリーブ３の脱落を確実に防止できる。そのため、密封装置の小サイズ化が可能であり、また、ガスケット装着部が低剛性であっても好適に用いることができる。焼付けには、例えばフェノール樹脂系等の加硫接着剤を用いることができる。

本実施形態では、ボルトスリーブ３の外周面をガスケット本体２に焼付けて固定し、ボルトスリーブ３の上面及び下面はゴム状弾性材料によって被覆されていないが、ボルトスリーブ３の上面及び下面の少なくとも一部がゴム状弾性材料で被覆されてもよい。

ボルトスリーブ３の厚みの設定によって、二部材４、５間の間隙の幅、即ちガスケット１の締め付け量（圧縮変形量）を設定することができる。これにより、ガスケット１によるシール圧を調整することができる。このような調整を精度よく行う観点で、ボルトスリーブ３はガスケット本体２を貫通するように設けられ、ボルトスリーブ３の上面及び下面はゴム状弾性材料によって被覆されていないことが好ましい。

ボルトスリーブ３は、外周側壁２２よりも内周側に配置することが好ましい。これにより、ボルトスリーブ３を、大気側（外周側）からの塩水や高圧洗車水等の水から好適にシールできる。また、ボルトスリーブ３は、内周側壁２３よりも外周側に配置することが好ましい。最も好ましいのは、図示するように、ボルトスリーブ３を、外周側壁２２と内周側壁２３の間に配置することである。

本実施形態では、ボルトスリーブ３の外周側に締め代部２１を設けると共に、ボルトスリーブ３の内周側にも締め代部２１を設けている。この場合、環状のガスケット本体２に沿って設けられる締め代部２１を、ボルトスリーブ３近傍で、ボルトスリーブ３を囲むように分岐及び結合させて、連続的に形成することが好ましい。

本実施形態では、ボルトスリーブ３の外周側及び内周側に締め代部２１、２１を設ける場合について示したが、外周側及び内周側の何れか一方の側のみに締め代部２１を設けるようにしてもよい。

以上の説明では、二部材４、５のうちの一方の部材４に当接するように、ガスケット１に一対の外周側壁２２及び内周側壁２３を設ける場合について示したが、これに限定されない。図示しないが、例えば、前記一対の外周側壁２２及び内周側壁２３に加えて、他方の部材５に当接するように、ガスケット１の反対面に更なる一対の外周側壁及び内周側壁を設けてもよい。

次に、リップ部を備えた他の実施形態に係るガスケット及び密封装置について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は本発明に係るガスケット及び密封装置の他の実施形態を示す断面図であり、図７は図６に係る実施形態のガスケットにおけるボルトスリーブ部の断面図、図８は図６に係る他の実施形態におけるボルトスリーブ部の断面図である。図６及び図７において、図１～図５と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。

本実施形態のガスケット１は、図１～図５を参照して説明したガスケットにおける外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂのそれぞれに、二部材４、５のうちの他方の部材５に当接させるための、外周側のリップ部２４及び内周側のリップ部２５を有する。

リップ部２４、２５は、他方の部材５側に向けて、外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂのそれぞれから突出している。

リップ部２４、２５が締め代部２１と共にシール部を形成し、更に安定なシールが実現し、塩水や高圧洗車水等の水侵入もより確実に防止される。

また、リップ部２４、２５は、締め代部２１より、他方の部材５側に向けて突出していることが好ましい。これにより圧縮時に外周リップ部２４、内周リップ部２５の変形量が締め代部２１より大きくなるため、塩水シール性が向上する。

特に、リップ部２４、２５を外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂに設けることによって、リップ部２４、２５が他方の部材５に当接したときに、外周延設部２ａ及び内周延設部２ｂに弾性応力が生じる。この応力によって、ガスケット１の外周側壁２２及び内周側壁２３が、一方の部材４の被シール端面４１に隣接する外周面４２及び内周面４３に対して押圧される。この押圧によって、ガスケット１の位置ずれや水浸入が更に防止される効果が得られる。この効果をより顕著に発揮する観点で、図示するように、外周延設部２ａに設けられるリップ部２４は外周側に傾斜していることが好ましく、内周延設部２ｂに設けられるリップ部２４は内周側に傾斜していることが好ましい。

以上の説明では、リップ部２４、２５を、ガスケット本体２の外周側及び内周側に計２つ設ける場合について示したが、リップ部の数及び位置はこれに限定されない。例えば、ガスケット本体の外周側及び内周側の何れか一側のみにリップ部を設けてもよい。

次に、リップ部を備えた他の実施形態に係るガスケット及び密封装置について、図６及び図７を参照して説明する。

図８は本発明に係るガスケット及び密封装置の他の実施形態を示す断面図である。図８において、図１～図７と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
図８において、ガスケット本体２には、ボルトスリーブ３を取り付ける取り付け孔２６が設けられている。そして、取り付け孔２６の内壁面には、係合溝２７が設けられている。
また、ボルトスリーブ３は、中心に、ガスケット１を二部材４、５間に取付けるための図示しないボルトが挿通されるボルト孔３１を備えている。ボルトスリーブ３は、外周側に、係合溝２７に係合するように、係合凸部３２が設けられている。
これにより、接着しなくても保持することができる。

本発明に係るガスケットは、自動車、産業機械器具等において、二部材間の間隙をシールする用途に広く用いることができ、特にインバーターケース用ガスケット等として好適に用いることができる。

１：ガスケット
２：ガスケット本体
２ａ：外周延設部
２ｂ：内周延設部
２１：締め代部
２２：外周側壁
２３：内周側壁
２４、２５：リップ部
３：ボルトスリーブ
３１：ボルト孔
４：部材
４１：端面
４２：外周面
４３：内周面
５：部材
５１：端面
１０：密封装置

Claims (4)

1. シール対象である二部材間に装着されて密封装置を構成するガスケットであって、
   前記二部材間の間隙をシールするための締め代部を有するゴム状弾性材料からなるとともに、当該ガスケットを前記二部材間に取り付けるためのボルトが挿通されるボルト孔が形成されたボルトスリーブが設けられている環状のガスケット本体が、前記二部材のうちの一方の部材の被シール端面よりも外周側及び内周側に幅広に設けられて外周延設部及び内周延設部を有し、
   前記外周延設部及び前記内周延設部は、前記一方の部材の前記被シール端面に隣接する外周面及び内周面のそれぞれに当接するように外周側壁及び内周側壁を有し、
   前記外周延設部及び前記内周延設部は、それぞれに前記二部材のうちの他方の部材に当接させるリップ部を有することを特徴とするガスケット。
2. 前記外周延設部に設けられる前記リップ部が外周側に傾斜し、前記内周延設部に設けられる前記リップ部が内周側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
3. 前記外周延設部のうち外周側且つ前記他方の部材側の角部から、前記リップ部が突出し、
   前記内周延設部のうち内周側且つ前記他方の部材側の角部から、前記リップ部が突出してい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。
4. 前記リップ部は、前記外周延設部及び前記内周延設部のうち前記他方の部材側の面から突出し、当該他方の部材側の面は、前記他方の部材に当接可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のガスケット。

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