KR101413540B1

KR101413540B1 - 개스킷용 러버 링

Info

Publication number: KR101413540B1
Application number: KR1020130026513A
Authority: KR
Inventors: 유타카 무네카타
Original assignee: 이시카와 가스킷 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-07-01
Also published as: DE102013204010B4; DE102013204010A1; JP5425954B2; CN103307279A; JP2013190055A; US9303587B2; CN103307279B; US20130241156A1; KR20130105475A

Abstract

(과제)
개스킷용 러버 링의 밀봉용 고무와 금속판의 접착 계면에 있어서 발생하는 응력을 저감시키고, 상기 밀봉용 고무의 금속판으로부터의 박리나, 금속판의 단부 근방에 있어서 밀봉용 고무에 균열이 발생하는 것을 방지한다.
(해결 수단)
밀봉용 고무(10)의 외주측 끝면에 금속판(20)의 구멍 가장자리부를 매입해서 접착하는 개스킷용 러버 링으로서, 상기 밀봉용 고무(10)는 그 내주측의 밀봉 작용을 하는 최후부(11a)를 갖는 제 1 팽출부(11)와, 금속판에 대한 접착부를 구성하는 외주측의 제 2 팽출부(13)와, 상기 제 1 및 제 2 팽출부 사이의 오목부(12)를 구비한다. 상기 제 2 팽출부 및 오목부는 개스킷을 끼우는 면에 의해 러버 링이 압축되었을 때에 상기 개스킷을 끼우는 면과 접촉하지 않는 두께를 갖는다. 금속판(20)의 선단은 오목부(12)의 범위이고, 양쪽 팽출부(11, 12)로부터 오목부를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점(P1, P2) 사이에 위치시킨다.

Description

개스킷용 러버 링{RUBBER RING FOR GASKET}

본 발명은 개스킷의 유체 구멍 등 개스킷의 국부에 있어서의 밀봉성을 확보하기 위해서 사용되는 금속판의 구멍 가장자리부에 환상의 밀봉용 고무를 접합한 개스킷용 러버 링에 관한 것이다.

자동차의 엔진 등의 내연 기관용 개스킷은 실린더블록과 실린더헤드 사이의 밀봉성을 향상시키기 위해서 상기 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 설치된다. 이 개스킷에는 실린더블록의 연소실에 개구되는 연소실 구멍, 실린더블록과 실린더헤드를 클램핑하는 볼트를 삽통하기 위한 볼트 구멍 이외에, 냉각수를 통과시키기 위한 수 구멍과 오일을 통과시키기 위한 오일 구멍 등의 유체 구멍이 형성되어 있다.

개스킷용 러버 링은 주로 이러한 개스킷의 유체 구멍 등의 밀봉성을 확보하기 위해서 사용되고, 환상의 밀봉용 고무의 외주측 끝면에 금속판의 구멍 가장자리부를 매입하고, 상기 구멍 가장자리부에 상기 밀봉용 고무를 접착한 것이다. 상기 개스킷의 유체 구멍 등에 러버 링을 설치할 때에는 상기 개스킷의 상하 양면측의 개스킷 플레이트 사이에 상기 러버 링의 금속판을 개재시켜서 상기 유체 구멍 등의 주위에 러버 링이 설치된다. 그리고, 이 러버 링을 설치한 개스킷을 상기 실린더헤드와 실린더블록 사이에 설치하면 상기 유체 구멍의 주위에 있어서 상기 러버 링의 밀봉용 고무가 상기 실린더헤드와 실린더블록에 의해 압박되기 때문에 상기 유체 구멍의 밀봉성이 확보된다.

도 6은 종래부터 사용되고 있는 개스킷용 러버 링의 요부의 단면 형상을 예시하는 것이다. 동 도면에 나타내는 러버 링(50)은 환상의 밀봉용 고무(51)와 유체 구멍 등에 적합한 형상의 구멍을 갖는 금속판(52)을 갖고 있다. 상기 밀봉용 고무(51)의 평면 형상은 상기 금속판(52)의 구멍의 형상에 대응시킨 것이며, 상기 밀봉용 고무(51)의 외주측 끝면으로부터 상기 금속판(52)의 구멍 가장자리부를 매입하고, 상기 금속판(52)의 구멍 가장자리부에 상기 밀봉용 고무(51)를 접착하고 있다. 상기 러버 링(50)의 단면 형상은 그 두께 방향의 중심선(L)에 관해서 대칭인 형상으로 되어 있다. 또한, 상기 러버 링(50)의 밀봉용 고무(51)는 두께가 가장 큰 최후부(最厚部)를 갖는 밀봉부(54)와, 두께가 외주측으로 갈수록 작아지도록 경사지게 한 부분인 상기 금속판(52)에 대한 접착부(55)로 이루어져 있다.

도 7(a)∼도 7(c)는 이 개스킷용 러버 링(50)을 상하로부터 압박하는 2면으로 끼우고, 두께 방향으로 20%, 25%, 30%만큼 압축했을 때의 응력 분포를 구한 결과를 나타내는 것이며, 러버 링(50) 내의 응력의 크기는 도트의 농담으로 표현되어 있고, 부호 ㄱ∼ㄹ의 순으로 농도가 옅은 영역일수록 응력이 크게 되어 있다.

상기 러버 링(50)을 20%∼30%만큼 압축했을 경우, 상기 밀봉용 고무(51)의 거의 전면이 그것을 압박하는 상하의 2면과 접촉하게 되고, 밀봉용 고무(51) 내의 응력은 상기 밀봉용 고무(51)가 상하의 2면과 접촉하고 있는 부위 부근에서 커지고, 특히 러버 링(50)을 25% 이상 압축한 동 도면 (b), (c)의 경우에는 상기 금속판(52)과 상기 밀봉용 고무(51)의 접착 계면 부근에서도 전체적으로 응력이 크게 되어 있다.

이러한 응력 분포를 참조하면, 상기 종래의 개스킷용 러버 링(50)에서는 그것을 개스킷에 장착하고 가압 상태에서 사용하면 상기 밀봉용 고무(51)의 변형에 의해 상기 밀봉용 고무(51)와 상기 금속판(52) 사이의 접착 계면에 있어서의 응력이 커진다. 그 때문에, 상기 개스킷을 장기간 사용했을 경우에 상기 밀봉용 고무(51)의 상기 금속판(52)으로부터의 박리나, 상기 금속판(52)의 단부 근방에 있어서 상기 밀봉용 고무(51)에 균열이 발생하고, 그것들이 발전해서 파손되기 쉬워진다.

또한, 도 8은 참고예로서 나타내는 다른 개스킷용 러버 링(60)의 요부 단면 형상을 나타내고 있다. 이 러버 링(60)은 도 6에 나타내는 러버 링(50)과 마찬가지로 환상의 밀봉용 고무(61)와 개스킷의 유체 구멍 등에 적합한 형상의 구멍을 갖는 금속판(62)을 갖고, 상기 밀봉용 고무(61)는 두께가 가장 큰 최후부를 갖는 밀봉부(64)와, 두께가 도 6의 예보다 외주측으로 감에 따라서 보다 작아지도록 외면을 경사지게 한 부분인 상기 금속판(62)에 대한 접착부(65)로 이루어져 있다.

도 9는 상기 참고예의 러버 링(60)을 도 7(c)의 경우와 마찬가지로, 상하로부터 압박하는 2면으로 끼우고 두께 방향으로 30% 압축했을 때의 응력 분포를 나타내는 것으로, 상기 러버 링(60) 내의 응력의 크기는 도 7과 마찬가지인 표시로 표현하고 있다.

상기 도 9에 나타내는 응력 분포를 도 7(c)의 경우와 대비하면, 참고예의 러버 링(60)에서는 금속판(62)에 대한 접착부(65)의 두께를 도 6의 예보다 외주측으로 감에 따라서 보다 작아지도록 경사지게 하고 있기 때문에, 접착부(65)의 대부분이 러버 링(60)을 압박하는 상하의 2면과 접촉하고 있지 않다. 그 때문이라고 추찰할 수 있지만, 러버 링(60)에 상기 30%의 압축을 했을 때에 밀봉용 고무(61) 내의 응력은 상기 밀봉용 고무(61)가 상하의 2면과 접촉하고 있지 않은 부위에서 커져 있지 않다. 단, 밀봉용 고무(61)에 매입하는 금속판(62)의 구멍 가장자리부의 선단 근방에서는 응력이 비교적 크게 되어 있다. 이것은 상기 밀봉용 고무(61)의 밀봉부(64)에 작용시킨 압축력의 영향이 상기 밀봉부(64)로부터 두께가 점차 작아지기는 하지만 일체화되어 있는 접착부(65)에 미치고 있기 때문이라고 생각된다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 러버 링에 있어서의 밀봉용 고무의 내부에 작용하는 응력에 대한 지견에 의거하여, 개스킷용 러버 링의 압축시에 밀봉용 고무와 금속판의 접합 계면 부근에 있어서 발생하는 응력을 저감시키고, 장기간의 사용에 의한 밀봉용 고무의 금속판으로부터의 박리나, 금속판의 단부 근방에 있어서 밀봉용 고무에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있도록 한 상기 개스킷용 러버 링을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링은 환상의 밀봉용 고무의 외주측 끝면에 금속판의 구멍 가장자리부를 매입하고, 상기 금속판의 구멍 가장자리부에 상기 밀봉용 고무를 접착한 개스킷용의 러버 링으로서, 상기 러버 링은 그 단면 형상이 상기 러버 링의 두께 방향의 중심선에 관해서 대칭이며, 상기 밀봉용 고무는 상기 밀봉용 고무의 내주측의 밀봉부를 구성하는 제 1 팽출부(膨出部)와, 상기 밀봉용 고무의 외주측의 상기 금속판에 대한 접착부를 구성하는 제 2 팽출부와, 상기 제 1 팽출부와 제 2 팽출부 사이의 오목부를 구비하고, 상기 제 1 팽출부는 밀봉 작용을 하는 최후부를 갖고, 상기 제 2 팽출부 및 상기 오목부는 상기 러버 링을 개스킷에 장착하고 그 양면측으로부터 상기 개스킷을 끼우는 면에 의해 압축되었을 때에 상기 개스킷을 끼우는 면과 접촉하지 않는 두께를 갖고, 상기 밀봉용 고무에 매입된 상기 금속판의 선단이 상기 제 1 팽출부와 제 2 팽출부 사이의 오목부의 범위이고, 양쪽 팽출부로부터 오목부를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 개스킷용 러버 링의 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 러버 링에 있어서의 제 1 팽출부와 제 2 팽출부가 상기 러버 링의 두께 방향의 중심선 양측의 한 쌍의 경사진 직선 사이에 있어서 상기 직선의 일부를 포함하는 것으로서 형성되고, 상기 오목부가 상기 양쪽 팽출부 사이에 있어서 상기 양쪽 직선을 각각 중심선측을 향해서 수직으로 원호로 오목하게 한 형상을 갖는 것으로서 형성되고, 상기 밀봉용 고무에 매입된 상기 금속판의 선단을 상기 원호를 이루는 오목부가 형성되어 있는 범위 내에 위치시킨 것으로 하고, 또한 상기 오목부에 있어서의 상기 밀봉용 고무의 최소 두께가 상기 제 1 팽출부에 있어서의 최후부 두께의 50%보다 크고, 제 2 팽출부의 정점 부위의 두께보다 작은 것으로서 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링의 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 밀봉용 고무의 재질을 천연 고무, 불소 고무, 니트릴부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 또는 실리콘 고무로 하고, 또한 상기 밀봉용 고무와 상기 금속판을 접착하는 접착제로서는 폴리우레탄계, 아크릴계, 에폭시계, 페놀계, 니트릴부타디엔 고무계, 또는 클로로프렌 고무계의 것을 사용할 수 있고, 또한 상기 금속판으로서는 스테인리스강, 철, 또는 아연 도금강의 판을 사용할 수 있다.

상기 구성을 갖는 개스킷용 러버 링에 있어서는, 상기 밀봉용 고무의 밀봉부를 구성하는 제 1 팽출부와 금속판에 대한 접착부를 구성하는 제 2 팽출부 사이에 오목부를 형성하고, 또한 개스킷을 끼우는 2면에 의해 러버 링이 양면측으로부터 압축되었을 때에 상기 제 2 팽출부 및 상기 오목부가 상기 개스킷을 끼우는 면과 접촉하지 않는 두께를 갖는 것으로 하고 있으므로, 러버 링의 제 1 팽출부가 양면측으로부터 압축되었을 때에 제 2 팽출부가 압축되지 않고, 그 때문에 도 9의 응력 분포로부터 추측할 수 있는 바와 같이 상기 제 2 팽출부 내의 밀봉용 고무와 금속판의 접합 계면 부근에 있어서 발생하는 응력의 저감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 오목부의 존재에 의해 제 1 팽출부에 작용시킨 압축력의 영향이 제 2 팽출부측에 미치는 것이 억제되는 것이라고 판단할 수 있다.

또한, 상기 밀봉용 고무에 매입된 금속판의 선단을, 상기 제 1 팽출부와 제 2 팽출부 사이의 오목부의 범위이고, 양쪽 팽출부로부터 오목부를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점 사이에 위치시키고 있으므로, 밀봉용 고무에 매입된 금속판의 선단부 주변에도 큰 응력이 작용하지 않아 결과적으로 장기간의 사용에 의한 밀봉용 고무의 금속판으로부터의 박리나, 금속판의 단부 근방에 있어서 밀봉용 고무에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 상술한 본 발명의 작용은 후술하는 본 발명의 실시예에 대해서 응력 분포를 구한 결과에 의해서도 확인되고 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의한 상기 개스킷용 러버 링에 의하면, 러버 링의 압축시에 밀봉용 고무와 금속판의 접합 계면 부근에 있어서 발생하는 응력을 저감시키고, 장기간의 사용에 의한 밀봉용 고무의 금속판으로부터의 박리나, 금속판의 단부 근방에 있어서 밀봉용 고무에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링을 구비한 개스킷의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 위치에서의 확대 단면도이며, 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링의 실시예의 요부의 형태를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링의 하나의 설계 방법을 설명하기 위한 확대 단면으로 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링의 일실시예의 형태의 상세를 나타내는 단면도이다.
도 5는 상기 실시예에 의한 개스킷용 러버 링을 압축했을 때의 응력 분포도이며, 도 5(a)∼도 5(c)는 각각 압축률을 20%, 25%, 30%로 했을 때의 것이다.
도 6은 개스킷용 러버 링의 종래예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 개스킷용 러버 링을 압축했을 때의 응력 분포도이며, 도 7(a)∼도 7(c)는 각각 압축률을 20%, 25%, 30%로 했을 때의 것이다.
도 8은 본 발명과 대비되는 참고예로서의 개스킷용 러버 링의 요부 단면도이다.
도 9는 상기 참고예의 개스킷용 러버 링을 30%의 압축률로 압축했을 때의 응력 분포도이다.

도 1은 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링(1)을 구비한 개스킷(30)을 나타내고, 도 2는 상기 러버 링(1)의 요부의 구성을 확대 단면에 의해 나타내는 것이다.

도 1에 나타내는 개스킷(30)은 자동차 등의 내연 기관에 있어서 실린더블록과 실린더헤드 사이에, 그 사이의 밀봉성을 향상시키기 위해서 설치되는 것이며, 상기 개스킷(30)에는 실린더블록의 연소실에 대응하는 위치에 연소실 구멍(31)이 형성되고, 이 연소실 구멍(31)의 주위에는 냉각수를 통과시키기 위한 수 구멍(32)과 오일을 통과시키기 위한 오일 구멍(33)이 형성되어 있다. 또한, 실린더블록과 실린더헤드를 클램핑하는 볼트를 삽통하기 위한 볼트 구멍(34)이 형성되어 있다. 상기 개스킷(30)은 상하 양면측에 있어서 대략 같은 형상을 한 2매의 개스킷 플레이트(35, 36)를 갖고(도 2 참조), 상기 개스킷(30)에 장착되는 러버 링(1)은 상기 개스킷(30)의 수 구멍(32)과 오일 구멍(33)의 부분에 설치되어 있다.

또한, 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링은 여기에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하는 바와 같은 자동차 등의 내연 기관에 있어서의 실린더헤드와 실린더블록 사이에 설치되는 개스킷(30)의 유체 구멍으로의 적용에 한정되는 것은 아니다.

상기 도 2의 러버 링(1)은 환상의 밀봉용 고무(10)와 개스킷(30)에 있어서의 수 구멍(32)이나 오일 구멍(33) 등에 적합한 형상의 구멍을 갖는 금속판(20)을 갖고, 상기 밀봉용 고무(10)의 평면 형상은 상기 금속판(20)의 구멍의 형상, 구체적으로는 상기 수 구멍(32)이나 오일 구멍(33) 등의 밀봉해야 할 부위의 형상에 대응시킨 것이다.

상기 러버 링(1)은 그 금속판(20)을 상기 개스킷(30)에 있어서의 2매의 개스킷 플레이트(35, 36) 사이에 협지시킴으로써 상기 개스킷에 장착하는 것이며, 상기 금속판(20)이 구멍의 주위에 상기 개스킷 플레이트에 의해 안정적으로 협지되는 부분을 갖고 있는 것은 물론이다.

또한, 상기 러버 링(1)은 그것이 설치되는 상기 개스킷(30)의 구멍보다 작고, 그 구멍에 대응하는 형상을 한 연통 구멍(10a)을 밀봉용 고무(10)의 중앙에 갖고 있다. 그리고, 상기 개스킷(30)을 실린더블록과 실린더헤드 사이에 설치하면 상기 러버 링(1)의 상기 밀봉용 고무(10)가 실린더블록과 실린더헤드에 의해 압박되게 된다. 그것에 의하여 상기 러버 링(1)이 설치되어 있는 개스킷(30)의 유체 구멍의 밀봉성이 확보된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링(1)의 실시예에 있어서는 상기 환상의 밀봉용 고무(10)와, 상기 밀봉용 고무(10)의 외주측의 끝면에 부착되는 원형 또는 타원형 등의 형상을 한 밀봉용 고무 부착용 구멍을 갖는 금속판(20)을 갖고 있다. 상기 러버 링(1)의 단면 형상은 두께 방향의 중심선(L)에 관해서 대칭이다. 그리고, 상기 밀봉용 고무(10)는 그 단면에 있어서의 내주측의 제 1 팽출부(11)와, 외주측의 제 2 팽출부(13)와, 상기 제 1 팽출부(11)와 상기 제 2 팽출부(13) 사이의 오목부(12)를 갖고, 환상의 밀봉용 고무(10)의 외주측 끝면에 형성한 홈에 상기 금속판(20)의 구멍 가장자리부(20a)를 매입하고, 상기 금속판(20)의 구멍 가장자리부(20a)를 상기 밀봉용 고무(10)와 접착하고 있다.

상기 제 1 팽출부(11)는 상기 밀봉용 고무(10)의 내주측에 있어서 밀봉부를 구성하는 것이며, 두께가 가장 크고 평탄한 최후부(11a)를 갖고, 이 최후부(11a)에는 밀봉 작용을 확보하기 위해 필요한 폭을 갖게 하고 있다. 또한, 상기 제 2 팽출부(13)는 상기 밀봉용 고무(10)의 외주측의 상기 금속판(20)에 대한 접착부를 구성하는 것이며, 그 최상부의 두께는 제 1 팽출부(11)의 두께보다 작고, 또한 상기 러버 링(1)을 개스킷(30)에 장착해서 그 양면측으로부터 상기 개스킷(30)을 끼우는 면에 의해 압축했을 때에는 상기 오목부(12)와 함께 상기 개스킷(30)을 끼우는 면과 접촉하지 않는 두께를 갖는 것이다. 또한, 상기 오목부(12)는 그 최소 두께를 상기 제 1 팽출부(11)에 있어서의 최후부(11a) 두께의 50%보다 크게 하여 제 1 팽출부(11)와 제 2 팽출부(13)의 연결 강도를 유지시키면서도 상기 오목부(12)의 존재에 의해 제 1 팽출부(11)에 작용하는 압축력의 영향이 제 2 팽출부(13)측에 미치는 것을 억제하는 기능을 갖는 것이다.

상기 밀봉용 고무(10)의 제 2 팽출부(13) 내로부터 상기 오목부(12) 내에 도달하는 부위까지 매입되는 상기 금속판(20)의 선단 위치는 상기 오목부(12)에 있어서 제 1 팽출부(11)에 작용하는 압축력의 영향이 제 2 팽출부(13)측, 특히 밀봉용 고무(10)와 금속판(20)의 접착부에 미치는 것을 억제하는 기능을 갖게 하기 때문에 상기 오목부(12)의 내주측의 단부와 상기 오목부(12)의 외주측의 단부 사이에 있을 필요가 있지만, 구체적으로는 상기 압축력의 영향이 상기 접착 계면에 미치는 것을 피한다고 하는 관점으로부터 양쪽 팽출부(11, 13)로부터 오목부(12)로 오목해지는 부분인 곳인, 제 1 팽출부(11) 및 제 2 팽출부(13)로부터 오목부(12)를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점(P1, P2) 사이에 위치하고 있는 것이 유효하다.

또한, 상기 변화점(P1, P2)은 팽출부(11, 13)와 오목부(12) 사이에 있어서의 밀봉용 고무(10)의 표면이며, 러버 링(1)의 두께 방향의 중심선(L)에 대하여 직교하는 면에 가장 가까운 경사의 부분이라고 할 수도 있다. 상기 팽출부(11, 13)와 오목부(12) 사이에 경사각이 변화되지 않는 부분이 있고, 상기 중심선(L)에 대하여 직교하는 면에 가장 가까운 경사의 부분을 특정할 수 없을 경우에는, 그 사이에 있어서 작용 효과에 현격한 변동이 있는 것이라고는 생각되지 않으므로 상기 변화점(P1, P2)이 상기 경사각이 변화되지 않는 부분 중에서도 가장 팽출부(11, 13)에 가까운 점이라고 보아야 한다.

상기 러버 링의 형태는, 구체적으로는 도 3을 참조해서 이하에 설명한 바와 같이 설계된 구조로 형성할 수 있다. 상기 도 2의 러버 링(1)은 단순하게 밀봉용 고무(10)의 단면에 있어서의 내주측의 제 1 팽출부(11)와, 외주측의 제 2 팽출부(13)와, 그들 사이에 있어서의 오목부(12)를 갖는 것으로서 설명한 것이다. 그것에 대하여, 도 3에 나타내는 러버 링(1A)은 상기 도 2의 러버 링(1)과 실질적으로 다른 형태를 갖는 것은 아니지만, 러버 링의 설계 방법으로서 제 1 팽출부(11A)와 제 2 팽출부(13A)가 도시의 단면에 있어서 상기 러버 링(1A)의 두께 방향의 중심선(L) 양측의 한 쌍의 경사진 직선(S) 내에 있어서 상기 직선의 일부를 포함하는 것으로서 형성되고, 환언하면 상기 직선(S)은 양쪽 팽출부(11A, 13A)에 일부 접하는 것이며, 그리고 상기 양쪽 팽출부(11A, 13A) 사이의 오목부(12A)는 상기 양쪽 직선(S)을 각각 중심선(L)측을 향해서 수직으로 원호(R)로 오목하게 한 형상을 갖는 것으로서 형성하고 있다. 또한, 상기 설계에 의해 발생하는 직선(S)과 원호(R)의 교점의 코너부를 작은 원호 형상의 매끄러운 면에 의해 모따기하고 있다.

이 경우에, 상기 밀봉용 고무(10)에 매입되는 금속판(20)의 선단은 양쪽 팽출부(11A, 13A) 사이에 있어서 상기 원호(R)에 의해 형성된 오목부(12A)가 존재하는 양단의 점(r1)과 점(r2)의 범위 내에 위치시키는 것이, 도 2에 의해 설명한 경우와 마찬가지로 상기 제 1 팽출부(11)에 작용하는 압축력의 영향이 상기 접착 계면에 미치는 것을 억제하는 기능을 갖게 한다고 하는 관점으로부터 적절하다.

이 범위는 상기 도 2에 의해 설명한 러버 링(1)과 비교하면 상기 직선(S)과 원호(R)의 교점의 코너부를 극단적으로 모따기하지 않는 한 실질적인 차이를 가지는 것은 아니고, 특히 양쪽 팽출부(11A, 13A) 사이에 있어서 원호(R)에 의해 형성되는 오목부(12A)는 외측으로 오목한 곡면인 것은 명확하고, 따라서 상기 원호(R)에 의해 형성된 오목부(12A)가 존재하는 양단의 점(r1)과 점(r2)의 범위는 도 2의 러버 링(1)에 있어서 제 1 팽출부(11) 및 제 2 팽출부(13)로부터 오목부(12)를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점(P1, P2)과 같거나, 적어도 그 약간 내측에 위치하는 것이다.

이렇게 구성함으로써, 상기 개스킷(30)의 사용시에 있어서 상기 밀봉용 고무(10)의 제 1 팽출부(11, 11A)만이 크게 압축되게 되고, 상기 오목부(12, 12A) 및 상기 제 2 팽출부(13, 13A)에 있어서 발생하는 응력의 크기가 억제되고, 상기 밀봉용 고무(10)와 상기 금속판(20)의 접착 계면에 있어서 발생하는 응력이 저감된다.

상기 개스킷용 러버 링(1, 1A)에 있어서의 밀봉용 고무(10)의 재질로서는 천연 고무, 불소 고무, 니트릴부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 또는 실리콘 고무 등을 바람직한 것으로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 밀봉용 고무(10)와 상기 금속판(20)을 접착하는 접착제로서는 폴리우레탄계, 아크릴계, 에폭시계, 페놀계, 니트릴부타디엔 고무계, 또는 클로로프렌 고무계의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속판(20)에는 스테인리스강, 철, 또는 아연 도금강을 사용할 수 있다.

이하에 있어서는 도 3에 의해 설명한 설계 방법에 의거하여 구체적 형태를 도 4에 나타내는 바와 같이 형성한 본 발명에 의한 개스킷용 러버 링(1)에 대해서, 그것을 양측의 2면으로 끼워서 압축했을 때의 응력 분포에 대하여 설명한다.

도 5(a)∼도 5(c)는 이 개스킷용 러버 링(1)을 상기 2면으로 끼워서 밀봉용 고무(10)를 두께 방향으로 20%, 25%, 30%만큼 압축했을 때에 상기 개스킷용 러버 링(1)에 발생하는 응력의 분포를 구한 결과를 나타내는 것이다. 도 5에 있어서 상기 개스킷용 러버 링(1) 내의 응력의 크기는 도 7의 경우와 마찬가지로 도트의 농담으로 표현되어 있고, 부호 ㄱ∼ㄹ의 순으로 농도가 옅은 영역일수록 응력이 크게 되어 있다.

도 5(a)∼도 5(c)에 의하면, 상기 개스킷용 러버 링(1)은 그것이 20%∼30%만큼 압축되어도 상기 오목부(12) 및 상기 제 2 팽출부(13)가 압축되지 않도록 형성하고 있기 때문에, 응력이 커지는 영역은 상기 제 1 팽출부(11)의 외측까지는 그다지 크게 확장되어 있지 않다. 그리고, 특히 상기 제 2 팽출부(13)의 범위에 있어서의 밀봉용 고무(10)와 금속판(20)의 상하면의 접착 계면에서는 금속판(20) 내와 마찬가지로 실질적으로 응력이 작용하고 있지 않은 상태에 있고, 또한 상기 오목부(12)의 범위에서는 개스킷용 러버 링(1)을 두께 방향으로 20%∼30% 압축한 어떤 경우에도 금속판(20)의 단부 근방에서만 응력이 상기 접착 계면보다 1랭크 커질 뿐이다.

그 때문에, 상기 개스킷을 장기간 사용했을 경우에 있어서도 상기 밀봉용 고무(10)의 상기 금속판(20)으로부터의 박리나, 상기 금속판(20)의 단부 근방에 있어서 상기 밀봉용 고무(10)에 균열이 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다.

1 : 개스킷용 러버 링 10 : 밀봉용 고무
11 : 제 1 팽출부 11a : 최후부
12 : 오목부 13 : 제 2 팽출부
20 : 금속판 30 : 개스킷

Claims

환상의 밀봉용 고무의 외주측 끝면에 금속판의 구멍 가장자리부를 매입하고, 상기 금속판의 구멍 가장자리부에 상기 밀봉용 고무를 접착한 개스킷용 러버 링으로서:
상기 러버 링은 그 단면 형상이 상기 러버 링의 두께 방향의 중심선에 관해서 대칭이며,
상기 밀봉용 고무는 상기 밀봉용 고무의 내주측의 밀봉부를 구성하는 제 1 팽출부와, 상기 밀봉용 고무의 외주측의 상기 금속판에 대한 접착부를 구성하는 제 2 팽출부와, 상기 제 1 팽출부와 제 2 팽출부 사이의 오목부를 구비하고,
상기 제 1 팽출부는 밀봉 작용을 하는 최후부를 갖고, 상기 제 2 팽출부 및 상기 오목부는 상기 러버 링을 개스킷에 장착하여 그 양면측으로부터 상기 개스킷을 끼우는 면에 의해 압축되었을 때에 상기 개스킷을 끼우는 면과 접촉하지 않는 두께를 갖고,
상기 밀봉용 고무에 매입된 상기 금속판의 선단은 상기 제 1 팽출부와 제 2 팽출부 사이의 오목부의 범위이고, 양쪽 팽출부로부터 오목부를 향해서 경사지는 사면이 외측으로 볼록한 곡면에서 외측으로 오목한 곡면으로 변화되는 변화점 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 1 항에 있어서,
상기 러버 링에 있어서의 제 1 팽출부와 제 2 팽출부는 상기 러버 링의 두께 방향의 중심선 양측의 한 쌍의 경사진 직선 사이에 있어서 상기 직선의 일부를 포함하는 것으로서 형성되고, 상기 오목부는 상기 양쪽 팽출부 사이에 있어서 상기 양쪽 직선을 각각 중심선측을 향해서 수직으로 원호로 오목하게 한 형상을 갖는 것으로서 형성되고,
상기 밀봉용 고무에 매입된 상기 금속판의 선단을 상기 원호를 이루는 오목부가 형성되어 있는 범위 내에 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 1 항에 있어서,
상기 오목부에 있어서의 상기 밀봉용 고무의 최소 두께는 상기 제 1 팽출부에 있어서의 최후부 두께의 50%보다 크고, 상기 제 2 팽출부의 정점 부위의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 2 항에 있어서,
상기 오목부에 있어서의 상기 밀봉용 고무의 최소 두께는 상기 제 1 팽출부에 있어서의 최후부 두께의 50%보다 크고, 상기 제 2 팽출부의 정점 부위의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉용 고무의 재질은 천연 고무, 불소 고무, 니트릴부타디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉용 고무와 상기 금속판을 접착시키는 접착제는 폴리우레탄계, 아크릴계, 에폭시계, 페놀계, 니트릴부타디엔 고무계, 또는 클로로프렌 고무계인 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속판은 스테인리스강, 철, 또는 아연 도금강인 것을 특징으로 하는 개스킷용 러버 링.