JPS6044535B2 - 金属心付きガスケツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は英国特許第１３６２１７４号および第１３６２
６５７号の各明細書に記載された種類の金属心付きガス
ケットに関するものである。

ここに金属心とは、・ ！霊Ｊ’、ｌ 珈 、” ４−
、 東、１−ＰＴｒ／ｊ −１．１、フ１−を１｜
較的薄い金属のシートである。これ等のガスケット材料
は金属心の各側に配置されたアスベスト−ゴム化粧層に
大きい比率のアスベストを有し、その結果上記化粧層は
緻密であるとともに、比較的硬質であ。それにもかかわ
らずこの種のガスケット材料は該ガスケットの面全体に
わたり一様でない状態のガスと液体との両方の密封する
こと力化ば七ば要求される。このような必要条件を満足
するためには、ガスケット化粧層比較的に低い圧力でも
良好な形状順応性を有し、しかも、たとえば、ガスケッ
トを貫通した開口内へ向かう横方向の流れに抵抗しなけ
ればならない。前記の引用された英国特許の明細書に記
載されたガスケット材料は良好な形状順応性を有し、７
ＭＮ／イの負荷で１０〜２０％の範囲の圧縮率（ｃｏｍ
ｐｒｅｓｓｉｂｉｉｉｔｙ）を示している。こにＭＮ／
ゴは、１平方米あやりのメガニュートンを示す単位であ
る。上記のガスケットの表面化粧層は、きわめて大きい
弾性回復率を有する。弾性回復率を測定する方法は、Ａ
ＳＴＭ）Ｆ３６−７９に記載さており、弾性回復率は次
式によつて計算される。

弾性回復率％■（Ｒ−Ｍ）／（Ｐ−Ｍ）×１００上式に
おいて、Ｐ＝あらかじめ加えられる荷重を受けたときの
厚さＭ＝全荷重を受けてときの厚さ Ｐ＝回復された厚さ 弾性回復率が大きいことは、勿論、ゴムの弾性とはね返
りとに関連している。

ガスケット材料においては、表面の凹凸に順応すると共
に漏洩を有効に防止するために、大きい弾性回復率を有
するとが極めて重要であり、ガスケットの表面化粧層は
、５０％より大きい、典型的には８０％から９０％の弾
性回復率を有するとか好ましい。特に本発明は、開口の
打ち抜きと、続いて該開口への、時には０フエルールョ
（Ｆｅｒｒｕｌｅ）と呼ばれる金属製の鳩目すなわち中
空のリベットの嵌め込みとを含む任意のプロセスにより
上記の材料から作られたガスケットに関するものである
。フエルールは、それらをシートの一方のから挿入し、
打抜き工具を使つて鳩目の突出している部分をガスケッ
トの表面まで平たくのばすことにより、ちようどリベッ
トと同じように取に付けられる。この種の金属製の鳩目
またはフエルールは通常、特にシリンダガスケットのシ
リンダの内腔の開口のまわりにおける。ガスケットの密
封効率を改善するため使用される。前に言及した金属心
付き材料の場合において、所定位置に押込まれた場合の
鳩目は、ガスケットの表面化粧層の材料に埋込まれるが
、通常は、金属心からふくれ上がつている。しかしなが
ら、テストの結果、このような鳩目付きガスケットには
、鳩目が裂けることに起因して過早にその機能を停止す
る傾向があるとが認められている。欠陥のあるガスケッ
トの検査の結果、この機能停止は、該開口の付近におい
て金属心を損傷し、それと同時に該区域においてガスケ
ット表面化粧層の材料をある程度移動させる、鳩目を圧
入する操作の結果生じることが明らかになつている。詳
細に説明すると、鳩目ガスケットに組込．む際には、ガ
スケット材料とて使用する際に加えられる普通の圧力よ
りもすつと大きい衝撃力で表面化粧層が押圧される。特
に、パンチによつて孔をあける型式のブレスを用いて鳩
目を入する際には、ハンマーでたたく作用によつて鳩目
が平たくされるので、表面化粧層を押圧する上記の衝撃
力はきわめて大きくなる。先行技術のガスケットにおい
ては、表面化粧層の弾性回復率はきわめて大きいが、弾
性変形だけによつて上記の衝撃力を吸収することはでき
ないので、後段において添付図面について詳細に説明す
るように、鳩目をガスケットに組込む際に、表面化粧層
を押圧する上記の衝撃力が前記層を介して直接に金属心
に伝達され、この力によつて金属心が変形してひび割れ
を生じる。鳩目を圧入するために用いる技法を変えても
上記問題の解決にはほとんどあるいは全く効果がない。
圧入の際の上記表面化粧層の材料の移動を減する目的で
上記材料の作り方を変えても同ノ様に問題の解決にはな
らない。その理由は、上記のように作り方を変えてもそ
の効果が単に表面化粧層の料を受け入れられない程度ま
で透過性にするだけであるからである。本発明は、先行
技術の上記の欠点が除去するた・めになされたものであ
り、したがつて、本発明の目的は、ガスケットの表面化
粧層の材料を改善することにより、鳩目をガスケットの
中に組み込む際に、鳩目のフランジを平くするように押
圧することにより表面化粧層に加えられる局部的な高い
゛圧力が金属心に伝達されてこの圧力により金属心を損
傷しないようにした金属心付きガスケットを提供するこ
とである。

本発明によれば、金属心付きガスケットであつて、金属
の心と、この心の各面に接着された表面化粧層と、前記
心と前記表面化粧層とを貫通する少なくとも１つの開口
と、この開口内の鳩目とを有し、この鳩目が少なくも１
つのフランジを有し、このフランジが該フランジの一方
の側の全面にわたつて前記表面化粧層のうちの少なくと
も１つの層と接触しており、各表面化粧層は本質的にア
スベストと、ゴムと、微小球とから成り、前記微小球は
中空であつて容積で７５％までの量で含まれており、こ
の量は前記鳩目を前記ガスケットの中へ組む込む際に該
鳩目のフランジを平たくなるように押圧するとによつて
前記表面化粧層に加えられる力が前記微小球の一部を粉
砕して、前記鳩目のフランジが平たくなるように押圧さ
れる区域においてだけ前記表面化粧層を局部的に変化さ
せるが同時に前記金属心に損傷を与える力を該金属心に
は伝達しないことを確保するのに十分な量である。

金属心付きが提供される。本明細書においてＪ微小球ョ
いう術語は、約２０μｍら２００ｐｍまでの直径と、そ
れぞれの直径の５乃至１５％の範囲内の壁の厚さとを有
する中空のシリカまたはガラスの微小バルーン（Ｍｉｃ
ｒＯｂａｌｌＯＯｎ）および（あるいは）燃料灰セノス
フイア（ＦｕｅＩａｓｈｃｅｎＯｓｐｔｅｒｅ）を意味
して使用されている。

上記の微小球を組込むことは、金属心を損傷せすに表面
化粧層の料が鳩目を入する荷重により圧縮されることを
可能にするけれとも、表面化粧層の料に、透過性に重大
な影響を与えない量の密閉させた小さな穴（ＣｌＯｓｅ
ｄ−Ｃｅｌｌ）である空所を提供することが判明た。

しかしながら、使用に際して密封を維持するために通常
のボルト荷重が加えられも、前記の微小はつづれるとな
く活性のない充填材とて作用する。以下添付図面を参照
して本発明の先行技術と実施例を説明する。

第１図には、シリンダの内腔の開口の中に鳩目を圧入す
る前の、先行技術の金属心付きガスケットの図に向かつ
て左半部が垂直断面図として図示されている。

図において、１はガスケットの金属心を示し、２は、鳩
目を示す。３，３″は金属心１の上下両面にそれぞれ接
着それている表面化粧層であつて、アスベストとゴムと
充填材から成る塑性変形しない材料でできている。

１０は金属心１と表面化粧層３，３″貫通する開口てあ
る。

鳩目２は開口１０を貫通しているほぼ垂直な部分２ｂと
、この垂直な部分から上下に向かい合つてほぼ水平にガ
スケットの判径方向外方に延びているフランジ２ａとを
有する。第２図には、鳩目２を入た後の第１図のガスケ
ットが図示されており、第１図に示す部材または部分と
対応する部材または部分には、第１図に付し７た参照符
号と同じ符号を付けてある。

表面化粧層４，４″は大きい弾性回復率を有するが、圧
縮を受けるとつふれる充填材料が含まれていない。した
がつて、表面化粧層４，４″が鳩目を圧入する際に大き
な衝撃力を受けて押圧されると、この押力は表面化粧層
４，４″を介して金属心１に伝達されてこの金属を変形
させている。このような変形は金属心１が圧力を受けて
ひび割れを起こす原因になる。第３図には、本発明によ
つて案出された表面化粧層５，５″を有する金属心付き
ガスケットの図に向かつて左半部が垂直断面図として図
示されている。

図において、１はガスケットの金属心を示し、２は鳩目
を示す。表面化粧層５，５″は金属心１の上下両面にそ
れぞれ接着している。１０は金属心１と表面化粧層５，
５″とを貫通する開口である。

鳩目２は開口１０を貫通しているほぼ垂直な部分２ｂと
、この垂直な部分から上下に向かい合つてほぼ水平にガ
スケットの半径方向外方に延びているフランジ２ａとを
有する。表面化粧層５，５″はアスベストと、ゴムと、
微小球とから成り、微小球は中空であつて衝撃的な高い
押圧力を受けるとつぶれる。

したがつて、鳩目を入すると、第３図に示すように表面
化粧層の微小球はフランジ２ａに直接接触している領域
においてつぶれ、そのため鳩目を押圧するために用いる
高い局部的な圧力が吸収されてガスケットの金属心１に
は伝達されない。第１図および第２図に示すガスケット
について説明したように、大きい弾性回復率を有するが
、圧縮を受けるとつぶれる充填材料を含んでいない表面
化粧層を有する先行技術のガスケットにおいて、表面化
粧層を押圧する力が直接に金属心に伝達れ、この力によ
つて金属心が変形してひび割れを生じる欠点があるが、
本発明のガスケットにおいては、上記のように、表面化
粧層を押圧する大きい衝撃力を受けると微小球がつぶれ
るので、金属心１を損傷を受けないように保護する利益
が得られる。第４図は、ガスケットに使用する前の本発
明の鳩目２を略図して示す斜視図であり、鳩目２の図の
上方にある部分は、鳩目をガスケットの開口に嵌め込ん
だ後に上方のフランジを形成するように折り返さなけれ
ばな３らない。

鳩目をガスケットのへ組み込む際に金属心に損傷を与え
る力を金属心に伝達しないようにする性能は、微小球の
含有量によつて影響せられ、この含有量が大きくなれば
上記性能が良くなる。

しかしながら、ガスケットにおいては、種々の性質、た
とえば、圧縮率、密封性、有孔性等が釣合つていなけれ
ばならないので、これらの性質の釣合いを考慮して微小
球の含有量が決定される。上記の、金属心に損傷を与え
る衝撃力を金属心に伝達扉しないようにする性能は、ま
た、微小球の大きさの分布状態と壁の厚さによつて影響
を受ける。われわれが使用するセノスフイアの直径は４
０ミクロンから４００ミクロンまでの範囲内にある。本
明細書において、燃料灰セノスフイアとガラスの微小球
とは本質的に同じであることに注注意すべきである。す
なわち、前者は燃料灰の残留物（浮遊技術による）から
得られるが、者はガラス配合物から直接製造して得られ
、両者は共にきわめて小さい中空の球である。前記両者
は工業においてはよく知られている。商業的に利用でき
る燃料灰セノスフイアまたはガラスの微小球は外観と大
ぎさにおいて、きわめて微小な砂または粗大なほこりに
類似している。燃料灰セノスフイアは、微粉料が燃焼す
る間に作られるものである。

発電所で石炭を燃焼させると、通常は非常に微粉化され
た形状をしている固形物、すなわち灰が生じる。この灰
のうちの僅かの部分は、ガラス状の材料で中空の球の形
状をしており、１燃料灰セノスフイアョと呼ばれ、灰の
残留物から浮遊選別法によつて回収される。燃料灰セノ
スフイアはずつと以前から知られており、英国において
は１セノスフイアョ（ＦＩＬＩＴＥ）という名称で発電
所に生じる燃料灰を回収する業者によつて販売さている
。燃料灰セノスフイアは熱伝導動率の低い軽量の加工物
を作るために用いるとができるが、本発明においては、
この料をその普通の用途に用いないで、この材料が押圧
されるとつふれる性質を利用して用いている。上のよう
に、本発明のガスケット材料は容積で７５％までの微小
球を含んでいるが、この７５％はこれを越えると微小球
の含有量がゴムの性質に悪影響を与える制御値てある。

あまり多くの空所があるか、またはあまり多くの微粒子
の充填物があるガスケットは、必要とする密封性を有し
ない。し．かしながら、微小球含有量の下眼は決定的な
ものではない。前の下眼は、要求される最終用途および
上記の金属心に損傷を与える衝撃力を金属心に伝達しな
いようにする性能の程度だけを考慮して決定される。き
わめて低い容積での百分比、たと！えば１０％または以
下の含有量でも使用するとができる。上記のように、本
発明のガスケットの表面化粧層は容積で７５％での微小
球を含んでり、鳩目を圧入する際に大きな衝力を受けて
押圧されると微小く球がつぶれて押圧力を吸収するが、
上記範囲内の微小球を含む表面化粧層は、ガスケットの
使用に際して通常のボルト荷重による押圧力が加えられ
ても、この程度の圧力では微小球はつぶれないので、密
封性を維持するために必要な高い弾性回復率が維持され
てガスケットとての機能を十分に果たすことができる。

前記微小球にはゴムおよびアスベストとの混合前にたえ
ばシランのような接着剤を予め塗布することが好ましい
。

適当なシランには、ビニルトリエトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メチルアクリル
オキシプロピルトリエトキシシランまたはγ−メルカプ
トプロピルノトリエトキシシランが含まれる。ある種の
上記のような接着剤を使用することは、エジン冷却剤に
対する、特に前記ゴム−アスベストの母体への前記微小
球の接着が不良な場合には、前表面化粧層を膨濶し且つ
分解させる高温のエチレングリコー・ルと水との混合物
に対する、前記表面化粧層の抵抗をを著しく改善するの
に有利である。容積で７５％までの微小球の含有量を有
することに加えて、乾燥した表面化粧材料が容積で１５
％から３０％までの範内のゴム含有量と、容積で１０％
か”ら７０％までのファイバ含有量とを有することが好
ましい。

上記の広い限度以内て広範囲の処方が可能であ。下記の
例には、発明による好ましい表面化粧料が記載されてい
る。例 ゴム、進剤および硬化剤がバンベリミキサ（Ｂｕｎｂｕ
ｒｙｍｉｘｅｒ）内で混合され、かくして形成れたゴム
配合物が次にトルエン内に室温で川時間の間浸され、そ
れに続いてツインシグマブレードミキサ（ＴｗｊｎＳｉ
ｇｒｌｌａｂｌａｄｅｍｉｅｒ）内で均質化されてトウ
（ＤＯｕｇｈ）を形成する。

本明細書において０ドウョという語は、加硫できるゴム
配合物の粘着性にあるのりのようなかたまりを意味する
。次いで、このトウはスパイクミキサ内でアスベストフ
ァイバおよび微小球と混合されて、表面化粧用トウにさ
れ、さらに前記英国特許明細書のシート形成プロセスに
使用するために必要な離脱特性を生じるように、この混
合段階の終り近くに炭酸ナトリウムの水溶液が加えられ
る。前記の離脱特性とは、アスベスト−ゴム充填材がカ
レンダーローラから離れる特性を意味し、この特性は、
アスベスト−ゴム充填材の混合物が金属心のシートにか
れているときに、該金属心が金属心に付着してカレンダ
ーローラから離れるように前記混合物を調合することに
よつて得られる。この混合物は金属心のシートに優先的
にくつつかなければならず、カレンダーローラにくつつ
いてはならない。このような性質は水の混和剤を制御す
ることによつて得られる。最後に上記トウが押し出され
て、ありきたりのミンシング機（細かく分割する機械）
によりペレット化された。

上記トウを製造する種々の段階におけるトウの組成は、
下記のとおりであつた。すべての百分比は最終段階の表
面化粧用トウに基づく容積によるものてある。１ ゴム
配合物 スチレンブタジエンゴム（Ｓ．Ｂ．Ｒ．ｌ５Ｏ９）８．
５５酸化亜鉛 ０．０８Ｈ
．Ａ．Ｆ．カーボンブラック １．８９ス
テアリン酸 ０．０５テトラメ
チルチウムジサルフアイド（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｔ
ｈｉｕｒａｍｄｉｓｕｌｐｈｉｄｅ） ０．１３Ｎ−
シクロヘキシルベンツチアゾールー２−サルフアナマイ
ド ０．０８硫黄
０．０２全ゴム配合物１０．８０ ２ゴムドウ ゴム配合物 １０．８０トルエ
ン ３９．４２全コムドウ
５０．２２３表面化粧トウ ゴムドウ ５０．２２アス
ベストファイバ（ＣａｓｓｊａｒＡＹｌ２Ｏ）１５．８
３燃料灰セノスフイア ３０．１８炭
酸ナトリウム ０．２４水
３．５３全表面化粧用
トウ１００．００次いで、上記表面化粧用トウは、英国
特許第１３６２１７４号明細書に記載されている方法に
よつて平らな鋼製心の両面にくつつけられた。

すなわち、アスベストで補強された硬化可能なトウ状、
すなわち練り物状のエラストマー組成物をシートに形成
すると同時に、そのシートを、不定の長さの銅製心の一
方に適用し、その場合、銅製心の該面上にアスベスト、
エラストマー、硬化剤、充填剤およびたとえばトルエン
のようなエラストマー用揮発性溶剤を含む溶剤系と、た
とえば水のような非溶剤液とを含む練り物状エラストマ
ー組成物を２つのカレンダーローラの間のニップを通し
て供給し、該組成物を鋼製心上に広げかつ貼着させて１
つの被覆を形成し、前記非溶剤液体によつて前記組成物
がロールに付着するのを防ぎ、次に被覆された鋼製心を
乾燥装置に送つて組成物から溶剤系を除去し、乾燥した
未硬化被覆鋼製心を、その心の他方の面上に前線り物状
の物と組成が同じ別の練り物状の組成物をのせて一緒に
第２のカレンダーロールののニップに通して該組成物を
心のその他の面上に広げ、これを心に貼着させて第２の
被覆を形成し、その第２の被覆を有する心を乾燥装置に
送つて第２の被覆から溶剤除去し、２つの被覆を有する
心をさらに別の２つのカレンダーロールののニップに通
して被覆を固く合着させ、被覆を心へー層強く結合した
。この被覆すなわち表面化粧層を乾燥て加硫し、その結
果得たガスケット材料はありきたりの方法で打抜かれ、
穴あけされ且つ小穴を設けられた。上記表面化粧層は６
９ＭＮ／イないし約１７０ＭＮ／ｄの鳩目を嵌入する圧
力下で良好な順応性を示したが、エンジンにおける通常
のボルト荷重を受けると、上記表面化粧層は緻密であり
かつ不透過性であつた。かくして満足して使用できるガ
スケットが得られた。

【図面の簡単な説明】 第１図は、シリンダの孔の中に鳩目を入する前の先行技
術の金属心付きガスケットの垂直断面図、第２図は、鳩
目を圧入した後の第１図のガスケットを示す垂直断面図
、第３図は、本発明の実施例である金属心付きガスケッ
トを示す垂直断面図、第４図は、本発明のガスケットに
使用する前の鳩目を略図として示す斜視図である。 １・・・・・・ガスケットの金属心、２・・・・・・鳩
目、３，３″，４，４″，５，５″・・・・・・表面化
粧層、１０・・・・・・開口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属心付きガスケットであつて、金属心と、この心
   の各面に接着された表面化粧層と、前記心と前記表面化
   粧層とを貫通する少なくとも１つの開口と、この開口内
   の鳩目とを有し、この鳩目が少なくとも１つのフランジ
   を有し、このフランジが該フランジの一方の側の全面に
   わたつて前記表面化粧層のうち少なくとも１つの層と接
   触しており、各表面化粧層は本質的にアスベストと、ゴ
   ムと、微小球とから成り、前記微小球は中空であつて容
   積で７５％までの量で含まれており、この量は前記鳩目
   を前記ガスケットの中へ組み込む際に該鳩目のフランジ
   を平たくなるように押圧することによつて前記表面化粧
   層に加えられる圧力が前記微小球の一部を粉砕して、前
   記鳩目のフランジが平たくなるように押圧される区域に
   おいてだけ前記表面化粧層を局部的に変化させるが同時
   に前記金属心に損傷を与える該金属心には伝達しないこ
   とを確保するのに十分な量である、金属心付きガスケッ
   ト。