WO2012120924A1

WO2012120924A1 - ガスケットのシールビード構造

Info

Publication number: WO2012120924A1
Application number: PCT/JP2012/051031
Authority: WO
Inventors: 高紀安齋; 伊藤　勝; 真哉中岡; 功丹治
Original assignee: Nok株式会社
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-09-13
Also published as: CN103348167B; EP2685138B1; EP2685138A1; EP2685138A4; CN103348167A; US9581244B2; JP2012184832A; US20140008877A1; JP5783355B2

Abstract

　複数の貫通穴間に設けられる共用ビード部に発生する反力を低減させることができ、もってビード全体に亙る圧縮特性を揃えることにより、安定したシール機能を発揮することができるガスケットのシールビード構造を提供する。この目的を達成するため、金属ガスケットの平面部に一方の貫通穴および他方の貫通穴が並んで設けられ、一方の貫通穴の周縁部に一方のシールビードが設けられ、他方の貫通穴の周縁部に他方のシールビードが設けられ、両貫通穴間の中間部位に両シールビードの共用ビード部が設けられているガスケットのシールビード構造において、共用ビード部が、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされていることを特徴とする。

Description

ガスケットのシールビード構造

　本発明は、密封装置の一種であるガスケットに係り、更に詳しくは、金属ガスケットの平面部に貫通穴を設け、貫通穴の周縁部にシールビードを設けたガスケットのシールビード構造に関するものである。本発明のガスケットは例えば、自動車関連の分野で用いられ、またはその他の分野で用いられる。

　従来から例えば自動車関連のウォーターポンプに用いられるガスケットとして、平板状の金属ガスケットの平面部に、その厚み方向に貫通する貫通穴を複数設け、各貫通穴の周縁部にシールビードを立体成形したガスケットが知られており、このようなガスケットにおいて、互いに隣り合う貫通穴間をシールする必要があり且つ、貫通穴間の間隔（シール幅）が狭く、よってフルビードを並列に設定できない場合には、
（１）図３に示すように、２本のフルビード６２，７２を１本のフルビード８２にして繋ぐ構造、または、
（２）図４もしくは図５に示すように、２本のハーフビード６３，７３を１本の台形ビード８３（図４）もしくはフルビード（図５）８４にして繋ぐ構造
として貫通穴６１，７１間のシールを行なっている。尚、図３ないし図５において、各図（Ａ）は金属ガスケットの平面図であって、その平面部５１に複数の貫通穴６１，７１がガスケット厚み方向（図では紙面直交方向）に貫通するように設けられ、各貫通穴６１，７１の周縁部に各ビードが設けられている。各図（Ｂ）は各図（Ａ）におけるＣ－Ｃ線、Ｄ－Ｄ線またはＥ－Ｅ線概略断面図を示している。

　上記３種類のシールビードの特徴として、シール性（圧）に関しては、
フルビード＞台形ビード＞ハーフビード（図６）、
ビード圧縮性および追随性に関しては、
ハーフビード＞台形ビード＞フルビード（図７）
となっており、使用条件（要求圧やハウジング剛性など）により、最適ビードの使い分けを行なっている。尚、図６および図７ではそれぞれ、グラフ上の実線がフルビードを、一点鎖線が台形ビードを、点線がハーフビードをそれぞれ示している。

　このうち、使用圧力が高い場合には、上記（１）の構造で貫通穴６１，７１間をシールしているが、２本のフルビード６２，７２を１本のフルビード８２に繋ぐ合流部（頂点部）８５（図８）のビード剛性が極端に高くなるため、その周辺部の面圧が低下し、これによりシール性が低下することが懸念される。

　その対応策として、特開２００８－１５７３７７号公報（特許文献１）に掲載されたシールビード構造では、合流部８５をピンポイントではなく３点繋ぎとすることで平坦部を備え且つ交差角度を２５～４５°とすることにより、合流部８５の面圧集中を防止し、ビード１本部分と２本部分とのビード面圧の均等化を図っている。

　ただし、ボルトピッチが長い場合や相手ハウジングの厚さが薄い場合、さらにボルトから離れた貫通穴６１，７１をシールする場合には、フルビード６２，７２は図７に示すように、同じ圧縮量で比較した場合に発生する反力が大きいために、相手ハウジングを著しく変形させてしまい、ガスケットを十分に圧縮することができず、よって適用することができない。

　したがって、このような場合には、より圧縮性の良いハーフビード６３，７３と台形ビード８３もしくはフルビード８４とを組み合わせた上記（２）の構造で対応することになるが、台形ビード８３およびフルビード８４は圧縮開始直後から反力が発生するのに対し、ハーフビード６３，７３はビード高さの５０％程度まで圧縮しないと反力が発生しないため、合流部（頂点部）８５近傍のハーフビード６３，７３が５０％以上圧縮できるように、台形ビード８３およびフルビード８４の圧縮復元特性を設定する必要がある。したがって具体的には、台形ビード８３またはフルビード８４のビード幅を広く設定して反力を小さくすることになるが、貫通穴６１，７１間のシール幅が狭い場合には対応することができない。

　尚、本発明に対するその他の従来技術として、特開平８－１２１５９６号公報（特許文献２）または特開平９－２２９１９５号公報（特許文献３）に掲載されたシールビード構造があるが、これらのシールビード構造は、複数の貫通穴間に設けられる共用ビード部を特殊形状とするものではない。

特開２００８－１５７３７７号公報特開平８－１２１５９６号公報特開平９－２２９１９５号公報

　本発明は以上の点に鑑みて、複数の貫通穴間に設けられる共用ビード部に発生する反力を低減させることができ、もってビード全体に亙る圧縮特性を揃えることにより、安定したシール機能を発揮することができるガスケットのシールビード構造を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるガスケットのシールビード構造は、金属ガスケットの平面部に一方の貫通穴および他方の貫通穴が並んで設けられ、前記一方の貫通穴の周縁部に一方のシールビードが設けられ、前記他方の貫通穴の周縁部に他方のシールビードが設けられ、前記両貫通穴間の中間部位に前記両シールビードの共用ビード部が設けられているガスケットのシールビード構造において、前記共用ビード部は、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされていることを特徴とする。

　また、本発明の請求項２によるガスケットのシールビード構造は、上記した請求項１記載のガスケットのシールビード構造において、前記共用ビード部の２段ハーフビード形状は、前記一方のシールビードから連なる一方の斜面部および一方の先端平坦部よりなる一方のハーフビード部と、前記他方のシールビードから連なる他方の斜面部および他方の先端平坦部よりなる他方のハーフビード部と、前記両ハーフビード部を繋ぐ平面状の連結部と、を備え、前記一方の斜面部、一方の先端平坦部、他方の斜面部、他方の先端平坦部および平面状の連結部の５面よりなる立体形状が、前記両貫通穴間の中間部位の長手方向に沿って途切れることなく成形されていることを特徴とする。

　上記構成を備える本発明のシールビード構造においては、共用ビード部が、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされているため、ここで発揮される圧縮特性が、台形ビードやフルビードではなく、ハーフビードと同じ特性とされる。したがって各貫通穴の周縁部に設けるシールビードをハーフビードとするとともに共用ビード部を２段ハーフビード形状とすることにより、ビード全体に亙る圧縮特性を揃えることが可能となる。

　上記の２段ハーフビード形状としては例えば、一方のビードから連なる一方の斜面部および一方の先端平坦部よりなる一方のハーフビード部と、他方のビードから連なる他方の斜面部および他方の先端平坦部よりなる他方のハーフビード部と、両ハーフビード部を繋ぐ平面状の連結部とを備えるものとなり、この場合、一方の斜面部、一方の先端平坦部、他方の斜面部、他方の先端平坦部および平面状の連結部の５面よりなる立体形状が成形され、このように５面よりなる立体形状が両貫通穴間の中間部位の長手方向に沿って途切れることなく成形される。

　また、上記５面のうち、平面状の連結部を基準面とすると、この基準面の厚み方向一方に一方のハーフビード部が連設され、基準面の厚み方向他方に他方のハーフビード部が連設される。したがって一方のハーフビード部と他方のハーフビード部は互いに、基準面の厚み方向反対向きに設けられることになる。

　本発明は、以下の効果を奏する。

　すなわち、本発明のシールビード構造においては上記したように、共用ビード部が、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされているために、ここで発揮される圧縮特性がハーフビードと同じ特性とされる。したがって各貫通穴の周縁部に設けるシールビードをハーフビードとするとともに共用ビード部を２段ハーフビード形状とすることにより、ビード全体に亙る圧縮特性を揃えることが可能となり、これにより安定したシール機能を発揮するガスケットのビード構造を提供することができる。２段ハーフビード形状を設ける際に必要とされるシール幅は、フルビードを２本併設する際に必要とされるシール幅よりも随分と小さいものである。

本発明の実施例に係るガスケットのシールビード構造を示す図で、図１（Ａ）は同ガスケットの平面図、図１（Ｂ）は同ガスケットをＦ－Ｆ線で裁断した状態の概略断面図本発明の他の実施例に係るガスケットのシールビード構造を示す図で、図２（Ａ）は同ガスケットの平面図、図２（Ｂ）は同ガスケットをＧ－Ｇ線で裁断した状態の概略断面図従来例に係るガスケットのシールビード構造を示す図で、図３（Ａ）は同ガスケットの平面図、図３（Ｂ）は同ガスケットをＣ－Ｃ線で裁断した状態の概略断面図他の従来例に係るガスケットのシールビード構造を示す図で、図４（Ａ）は同ガスケットの平面図、図４（Ｂ）は同ガスケットをＤ－Ｄ線で裁断した状態の概略断面図他の従来例に係るガスケットのシールビード構造を示す図で、図５（Ａ）は同ガスケットの平面図、図５（Ｂ）は同ガスケットをＥ－Ｅ線で裁断した状態の概略断面図各ビードの線圧シール性を示すグラフ図各ビードの圧縮復元特性を示すグラフ図図３（Ａ）の要部拡大図

　本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）互いに隣り合う油路（水路）間をシールする必要があり且つ、ハーフビードを使用する（ハーフビード機能が必要な）場合に、台形ビードまたはフルビードで繋ぐのではなく、２段ハーフビード（同方向にハーフビードを２段成形したもの）で繋ぐこととする。
（２）上記（１）のように油路間のビードをハーフビード同方向に２段成形することで、フルビードで繋ぐ場合のビード繋ぎ部をなくし、且つ、台形ビードとしないことで、油路間のビード特性を他部のハーフビードと同じ特性（圧縮性）とすることができる。
（３）尚、上記特許文献２または特許文献３にて本発明形状と同様に、ハーフビードを複数段連続して設ける形状が知られている。しかしながら上記特許文献には、ハーフビードを複数段設けることによりハーフビード高さが従来より高くなった分、その追随性を高めることが可能とあり、またハーフビードを複数段設けることにより１段のみで同高さとした場合と異なり、ハーフビードの段数に応じて応力が分散されるため、全体としての塑性変形が１段より小さくなり、追随性を高められるとある。また、ボルト近傍はハーフビード１段でボルト間になるに連れ２段にすることで、ボルト緩み・破損を防止しつつ、ボルト間では優れたシール性（追随性）をもたせるガスケットを提供するとある。したがってこれらは同様な形状ではあるが、本発明は、隣り合う油路間をシールするために発生するビード繋ぎ部の弱点を克服するための繋ぎ方を指定したものであって、上記特許文献記載の発明とは目的を異にするものである。

　つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

　図１は、本発明の実施例に係るガスケットのシールビード構造を示している。すなわち図１（Ａ）は同ガスケットの平面図、図１（Ｂ）は同ガスケットの断面図であって図１（Ａ）におけるＦ－Ｆ線概略断面図をそれぞれ示している。

　当該実施例に係るガスケットは例えば、自動車関連のウォーターポンプに水密用シールとして用いられるガスケットであって、図１（Ａ）に示すように、所定の平面形状（図では略長方形）を備える平板状の金属ガスケットの平面部１１に一方の貫通穴（油路もしくは水路などの流路穴など）としての第１貫通穴２１および他方の貫通穴としての第２貫通穴３１が互いに並んで設けられ、第１貫通穴２１の周縁部に一方のシールビードとしてのハーフビードよりなる第１シールビード２２が設けられるとともに第２貫通穴３１の周縁部に他方のシールビードとしての同じくハーフビードよりなる第２シールビード３２が設けられ、両貫通穴２１，３１間の中間部位に両シールビード２２，３２の共用ビード部４２が設けられている。

　そして、上記の共用ビード部４２としては、図１（Ｂ）に示すように、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされており、具体的には、第１ビード２２からそのままの断面形状で連なる一方のハーフビード部としての第１ハーフビード部４３と、第２ビード３２からそのままの断面形状で連なる他方のハーフビード部としての第２ハーフビード部４６と、両ハーフビード部４３，４６を繋ぐ平面状の連結部４９とを一体に備えている。第１ハーフビード部４３は、一方の斜面部としての第１斜面部４４と、一方の先端平坦部としての第１先端平坦部４５とを一体に備えている。第２ハーフビード部４６は、他方の斜面部としての第２斜面部４７と、他方の先端平坦部としての第２先端平坦部４８とを一体に備えている。

　また、上記した平面状の連結部４９は、平面部１１と同一平面上に配置されていてビード立ち上げの基準面となり得るものであるので、この連結部４９から説明を始めると、この連結部４９の幅方向一方の端部（図１（Ｂ）では左端部）からガスケット厚み方向一方（図１（Ｂ）では下方）へ向けて所定の傾斜角度をもって第１ハーフビード部４３の第１斜面部４４が一体に設けられ、この第１斜面部４４の先端に、連結部４９とほぼ平行な平面状の第１先端平坦部４５が一体に設けられている。また、連結部４９の幅方向他方の端部（図１（Ｂ）では右端部）からガスケット厚み方向他方（図１（Ｂ）では上方）へ向けて所定の傾斜角度をもって第２ハーフビード部４６の第２斜面部４７が一体に設けられ、この第２斜面部４７の先端に、連結部４９とほぼ平行な平面状の第２先端平坦部４８が一体に設けられている。したがって第１ハーフビード部４３は連結部４９ないし平面部１１の厚み方向一方に設けられるとともに第２ハーフビード部４６は連結部４９ないし平面部１１の厚み方向他方に設けられているので、第１ハーフビード部４３と第２ハーフビード部４６は互いに厚み方向の反対側に設けられている。

　また、上記の構造では、共用ビード部４２が、第１斜面部４４、第１先端平坦部４５、第２斜面部４７、第２先端平坦部４８および連結部４９よりなる５面を備えた立体形状とされるが、この５面よりなる立体形状が、両貫通穴２１，３１間の中間部位の長手方向に沿ってその途中で途切れることなく成形されており、特に中間の連結部４９も両貫通穴２１，３１間の中間部位の長手方向に沿ってその途中で途切れることなく成形されている。符号１２は、組付ボルトを差し通すためのボルト穴である。

　上記構成のシールビード構造においては、共用ビード部４２が、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされているため、ここで発揮される圧縮特性が、ハーフビードよりなる第１および第２シールビード２２，３２と同じ特性とされている。したがって、ビード全体に亙る圧縮特性を揃えることができ、これにより安定したシール機能を発揮するガスケットビード構造を提供することができる。

　また、２段ハーフビード形状を設ける際に必要とされる貫通穴２１，３１間のシール幅は、フルビード２本を併設する際に必要とされるシール幅よりも随分と小さいものである。したがって当該ビード構造は、貫通穴２１，３１間に設定するシール幅が狭いと云う条件の下で利用されるのに適している。

　尚、上記実施例において、２段ハーフビード形状を形成する第１ハーフビード部４３における第１斜面部４４の幅および傾斜角度は、第１貫通穴２１の周りを囲む第１シールビード２２の斜面部２３の幅および傾斜角度と同じに設定されているが、これらは多少異なる設定とされても良く、すなわち第１斜面部４４の幅は斜面部２３の幅よりも小さく、第１斜面部４４の傾斜角度は斜面部２３の傾斜角度よりも大きく設定されても良く、反対に、第１斜面部４４の幅は斜面部２３の幅よりも大きく、第１斜面部４４の傾斜角度は斜面部２３の傾斜角度よりも小さく設定されても良い。また同様に、２段ハーフビード形状を形成する第２ハーフビード部４６における第２斜面部４７の幅および傾斜角度は、第２貫通穴３１の周りを囲む第２シールビード３２の斜面部３３の幅および傾斜角度と同じに設定されているが、これらは多少異なる設定とされても良く、すなわち第２斜面部４７の幅は斜面部３３の幅よりも小さく、第２斜面部４７の傾斜角度は斜面部３３の傾斜角度よりも大きく設定されても良く、反対に、第２斜面部４７の幅は斜面部３３の幅よりも大きく、第２斜面部４７の傾斜角度は斜面部３３の傾斜角度よりも小さく設定されても良い。

　また、上記の実施例において、第１および第２貫通穴２１，３１の開口形状（平面形状）は互いにほぼ同形同大とされているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図２に示す他の実施例では、比較的大きな第１貫通穴２１の周りに、比較的小さな第２貫通穴３１が複数（図では６つ）等配状に設けられているが、貫通穴２１，３１の開口形状、配置、数としてはこのようなものであっても良く、このような場合には、第１貫通穴２１と各第２貫通穴３１との間にそれぞれ２段ハーフビード形状よりなる共用ビード部４２が設けられることになる。

　１１　平面部
　１２　ボルト穴
　２１　第１貫通穴（一方の貫通穴）
　２２　第１シールビード（一方のシールビード）
　２３，３３　斜面部
　３１　第２貫通穴（他方の貫通穴）
　３２　第２シールビード（他方のシールビード）
　４２　共用ビード部
　４３　第１ハーフビード部（一方のハーフビード部）
　４４　第１斜面部（一方の斜面部）
　４５　第１先端平坦部（一方の先端平坦部）
　４６　第２ハーフビード部（他方のハーフビード部）
　４７　第２斜面部（他方の斜面部）
　４８　第２先端平坦部（他方の先端平坦部）
　４９　連結部

Claims

　金属ガスケットの平面部に一方の貫通穴および他方の貫通穴が並んで設けられ、前記一方の貫通穴の周縁部に一方のシールビードが設けられ、前記他方の貫通穴の周縁部に他方のシールビードが設けられ、前記両貫通穴間の中間部位に前記両シールビードの共用ビード部が設けられているガスケットのシールビード構造において、
　前記共用ビード部は、同じ方向にハーフビードを２段成形した２段ハーフビード形状とされていることを特徴とするガスケットのシールビード構造。
　請求項１記載のガスケットのシールビード構造において、
　前記共用ビード部の２段ハーフビード形状は、前記一方のシールビードから連なる一方の斜面部および一方の先端平坦部よりなる一方のハーフビード部と、前記他方のシールビードから連なる他方の斜面部および他方の先端平坦部よりなる他方のハーフビード部と、前記両ハーフビード部を繋ぐ平面状の連結部と、を備え、
　前記一方の斜面部、一方の先端平坦部、他方の斜面部、他方の先端平坦部および平面状の連結部の５面よりなる立体形状が、前記両貫通穴間の中間部位の長手方向に沿って途切れることなく成形されていることを特徴とするガスケットのシールビード構造。