WO2012137722A1 - ガスケット - Google Patents

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metal plate
gasket
bolt
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隆弘 丹羽
博信 今中
猛 村田
学 安田
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ニチアス株式会社
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    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/102—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
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    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F16J15/0825—Flat gaskets laminated
    • F16J15/0831—Flat gaskets laminated with mounting aids

Definitions

  • the present invention relates to a gasket that is pinched with bolts between opposing flange joint surfaces and exhibits excellent sealing properties.
  • gaskets are known that exhibit sealing properties by being sandwiched between bolted flange joint surfaces with bolts.
  • Such a gasket has a seal part formed in the flange joint surface shape, and the tightness of the seal part is tightly adhered between the two opposing faces by tightening the bolt, so that the airtightness is improved.
  • liquid packing is applied between the joining surfaces to join the opposing flange surfaces together.
  • a method, or a method of applying a groove to one of the flanges, fitting a rubber-like elastic body into the groove, and tightening the flange is applied.
  • the conventional seal structure and seal method have a problem that productivity is deteriorated when re-assembly and re-production.
  • productivity is deteriorated when re-assembly and re-production.
  • a metal gasket in which a rubber-like elastic layer such as NBR or foamed NBR is formed on one or both of the metal thin plates is attracting attention because of its excellent shape stability.
  • such a metal gasket has a problem that the thickness of the rubber-like elastic layer is greatly changed and the sealing performance is deteriorated under a fastening condition in which the flange has a low rigidity and the fastening load is reduced. Further, since the distance between the bolts is increased in addition to the reduction in rigidity of the flange, the deflection of the flange between the bolts is increased, which is a factor of reducing the sealing performance.
  • the metal gasket is manufactured by continuously pressing the coil material, and when the case is enlarged, the parts other than the seal part are pulled out and become waste, so compared to liquid packing and rubber-like elastic bodies, There is a problem that the material yield is poor.
  • an annular metal frame and an elastic seal part that extends annularly to the inner periphery of the metal frame and is connected to the metal frame are provided.
  • the metal frame has a through hole through which the shaft portion of the fastening member for fastening between the two surfaces passes, and a seat surface corresponding portion corresponding to the seat surface of the fastening member around the through hole.
  • Gaskets Japanese Patent Laid-Open No. 2010-121715 are known.
  • the gasket described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-121715 uses a metal gasket at the bolt tightening portion, and although it is possible to suppress loosening of the bolt, an elastic body such as rubber without a bead is used between the flange surfaces. Therefore, in an environment where the distance between the bolts is large, the elastic body cannot sufficiently follow the bending of the flange, and it cannot be said that the sealing performance is sufficient. Moreover, in the said gasket, since the metal frame and the elastic body are joined by the adhesive agent, there exists a problem that selection, storage, management, etc. of an adhesive agent are needed.
  • an object of the present invention is to provide a gasket that exhibits good sealing performance in a tightening environment in which the flange has a low rigidity, the tightening load is reduced, and the distance between the bolts is increased.
  • Another object of the present invention is to provide a gasket in which the metal plate and the composite member are joined without using an adhesive.
  • the present inventor has intensively studied, and as a result, formed a rubber material on both sides of the steel plate, a composite member having beads, a through-hole through which the bolt shaft passes, and around the through-hole. If combined with an annular metal plate disposed on the bolt portion having a seat corresponding portion corresponding to the seat portion of the bolt, the flange becomes less rigid, the tightening load is reduced, and the distance between the bolts is increased. It has been found that a good sealing property is exhibited in a tightening environment, and the present invention has been completed.
  • the present invention is a gasket sandwiched between opposing flange joint surfaces by a bolt, formed of a rubber material on both sides of a steel plate and having a bead, and a through-hole through which the shaft of the bolt passes.
  • a gasket is provided that is a combination of an annular metal plate disposed on a bolt portion having a seat portion corresponding portion corresponding to the seat portion of the bolt around the through hole.
  • the portion corresponding to the bolt seat receives the load with the metal plate, and the portion corresponding to the flange joint surface between the bolt portions is sealed with the bead of the composite member.
  • the metal plate and the composite member are joined outside the flange joint surface, the sealing performance is not affected.
  • the joining of the composite member divided into the metal plate is similarly performed outside the flange joint surface, the annular metal plate and the composite member do not come off during transportation, for example.
  • this joining is performed by press work, it is not necessary to use an adhesive.
  • FIG. 2 is a view taken along line XX in FIG. 1. It is a use condition figure of the gasket of this example.
  • A The state before joining of a cyclic
  • B shows the state after joining of a cyclic
  • the composite member 1 has a two-layer or three-layer structure of a steel plate and a rubber material. Moreover, although the gasket shown in drawing is drawn small on drawing, in fact, the case is enlarged and the gasket is large.
  • the gasket 10 is sandwiched by bolts 7 between the joint surfaces of the opposing flanges 3 a and 3 b, has rubber layers on both sides of the steel plate, and has beads 15.
  • An annular metal plate 2 disposed in a bolt portion having a composite member 1, a through hole 5 through which a shaft 72 of the bolt 7 passes, and a seat portion corresponding portion 21 corresponding to a seat portion 71 of the bolt around the through hole 5.
  • the alternate long and two short dashes line indicates the contour of the flange joint surface 3. That is, a portion surrounded by a two-dot chain line is a flange joint surface.
  • Examples of the steel plate of the composite member 1 include stainless steel plate, SPCC steel plate, aluminum steel plate and the like. These steel sheets may be subjected to a known chemical conversion treatment after alkali degreasing to form a rust preventive film. In addition, zinc phosphate and iron phosphate coatings may be formed on the SPCC steel sheet. The steel plate surface may be roughened such as shot blast or scotch blast.
  • Examples of the rubber layer of the composite member 1 include nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), functional group-modified nitrile rubber (hereinafter also simply referred to as “NBR”) or foamed rubber thereof.
  • NBR nitrile rubber
  • H-NBR hydrogenated nitrile rubber
  • NBR functional group-modified nitrile rubber
  • foamed rubber quinoid-crosslinked rubber is preferable because there is no problem of metal corrosion due to liberation of sulfur.
  • the crosslinking agent p-quinone dioxime and p, p'-dibenzoylquinone dioxime are preferable.
  • NBR is preferably blended with a pyrolytic foaming agent or a non-crosslinkable thermally expandable microcapsule in terms of foaming.
  • the expansion ratio is preferably 1.2 to 5 times, and particularly preferably 1.5 to 3 times.
  • the expansion ratio is a ratio between the thickness of the rubber layer before foaming and the thickness after foaming.
  • blend fillers such as carbon black
  • a predetermined amount of a crosslinking additive, a foaming agent, a filler, and other additives are blended into NBR to form a rubber compound, which is dissolved and dispersed in an organic solvent such as toluene. What is necessary is just to make it a liquid, apply
  • the rubber material is formed on both sides of the steel plate in order to further improve the sealing performance.
  • the composite member 1 has a seal portion 11 formed in a flange joint surface shape except for the vicinity of the bolt portion.
  • the composite member 1 has a protruding height of, for example, about 0.2 to 1.0 mm at the edge of the surface that comes into contact with one flange surface 3a when mounted.
  • a bead 15 is formed.
  • the bead 15 is formed in an annular shape along the edge of the surface of the composite member 1.
  • the bead includes a convex bead or a wavy bead.
  • the bead 15 in FIG. 2 is a convex bead and is also a single wavy bead.
  • the number of beads 15 may be one or two or more, and is formed on one side or both sides of the composite member 1.
  • the composite member 1 further has a metal plate overlapping portion 12 that is overlapped with the annular metal plate 2.
  • the metal plate overlapping portion 12 is located outside the flange joint surface.
  • the outside of the flange joint surface means that the flange joint surface is located outside the outer contour shape of the flange joint surface indicated by a two-dot chain line.
  • the metal plate overlapping portion 12 can be joined to the annular metal plate 2 outside the flange joint surface 3, and for example, even if there is a protrusion 26 generated by partial pressing, the sealing performance between the flange joint surfaces is affected. There is nothing.
  • the metal plate overlapping portion 12 has a continuous shape in which the composite member 1 and the annular metal plate 2 are easily joined on the outer side of the flange joint surface 3 and are abutted with no gap as much as possible in the vicinity of the bolt portion. Therefore, it has a shape that protrudes from the main body 11 in the form of both arms so as to form a recess 13 corresponding to the shape of the annular metal plate 2. Forming a pair of metal plate overlapping portions 12 in the vicinity of the annular metal plate 2 is preferable in terms of enhancing the bonding stability.
  • the composite member 1 has a thin plate shape having a uniform thickness except for the beads 15, but is not limited thereto, and the metal plate overlapping portion 12 is bent and extended from the main body portion 11. It may be.
  • the annular metal plate 2 only needs to have the through-hole 5 and the seat corresponding part 21.
  • the annular metal plate 2 is further bent upward from the seat corresponding part 21 and further extends in the horizontal direction.
  • 1 has a composite member stacking portion 22 that is overlapped with 1.
  • the seat-corresponding means a portion projected on the gasket 1 when the seat 71 of the bolt 7 is projected from above.
  • the composite member overlapping portion 22 has a shape protruding outward from both sides of the disk-shaped metal plate 2 and enters the concave portion 13 of the composite member 1 so as to be in a continuous shape with the composite member 1, And it overlaps with the metal plate overlapping portion 12 outside the flange joint surface 3.
  • the overlapping of the composite member overlapping portion 22 and the metal plate overlapping portion 12 bends the annular metal plate 2, but is not limited thereto.
  • the annular metal plate 2 may be flat and the composite member 1 may be bent.
  • reference numeral F 1 is flange joint surface side
  • reference numeral F 2 is outside of the flange joint face.
  • the composite member 1 and the annular metal plate 2 are not joined except for joining outside the flange joining surface. Therefore, although there is a very small gap between the composite member 1 and the annular metal plate 2 on the flange joint surface, the metal plate 2 is responsible for the bolt tightening load and generates a high surface pressure at the bead 15. There is no adverse effect on the sealing performance between the flange joint surfaces. Further, no adhesive or the like is required, and selection, storage and management of the adhesive are unnecessary.
  • the same steel plate as that used in the composite member 1 can be used.
  • the rubber layer may be formed in the single side
  • a material similar to the rubber layer of the composite member can be used.
  • the rubber layer is preferably as thin as 0.020 to 0.025 mm on one side. By thinning the rubber layer, the bolt tightening load can be handled without sagging.
  • the gasket 10 preferably has a thickness (H 3 ) of the bead 15 of the composite member 1> a thickness (H 2 ) of the annular metal plate 2.
  • H 3 > the thickness of the annular metal plate 2 (H 2 ) ⁇ the thickness of the composite member 1 (H 1 ).
  • the rubber-like elastic body or a member having a thick rubber layer When a rubber-like elastic body or a member having a thick rubber layer is disposed at a position corresponding to the seat portion 71 of the bolt 7, the rubber-like elastic body is compressed with a low load when the bolt is fastened. It is promoted and leads to a decrease in sealing performance.
  • the present invention suppresses the bending of the flange by receiving the bolt tightening load with a metal plate, and the sealability is generated by securing a high surface pressure locally by applying a bead to the composite member. It is a thing.
  • the thickness of the annular metal plate 2 (H 2 ) ⁇ the thickness of the composite member 1 (H 1 ) may be satisfied. Even in such a relationship, after bolt tightening, the portion corresponding to the seat portion 71 of the bolt 7 is sealed with the annular metal plate 2, and the flange joint surface between the bolt portions is sealed with the bead 15 of the composite member 1. Therefore, the flange has a low rigidity, a tightening load is reduced, and a good sealing performance is exhibited in a tightening environment in which the distance between the bolts is increased.
  • FIG. 7 shows a state in which the metal plate overlap portion 12 of the composite member 1 and the composite member overlap portion 22 of the annular metal plate 2 are overlapped before partial pressing
  • FIG. 8 is a process following FIG. 5 and 6 show the joining state of the metal plate overlapping portion 12 of the composite member 1 and the composite member overlapping portion 22 of the annular metal plate 2 after partial pressing.
  • 6 is an enlarged cross-sectional view in a circle indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • Partial pressing preferably uses a punch 50 having a relatively flat surface 51 that is not pointed. That is, in a state where the metal plate overlapping portion 12 of the composite member 1 and the composite member overlapping portion 22 of the annular metal plate 2 are overlapped, this laminate is hit with a punch 50 from top to bottom. Both composite member 1 and the annular metal plate 2 is the partial press working are those easily deformed, the composite member 1 and the annular metal plate 2 are both collapsed to the code y 1 direction (lower side), reference numeral A protrusion 26 extending downward from the lower end of the lower member while being deformed in the surface direction of y 2 is formed.
  • the protrusion 26 is thinner than h 2 with respect to the initial thickness h 1 of the composite member 1 and the annular metal plate 2, and is expanded in the surface direction with w 2 with respect to the punch 50 diameter w 1 .
  • the metal plate 2 bites into the composite member 1 in the surface direction.
  • the composite member 1 and the metal plate 2 are deformed in the thickness direction and the surface direction to form the biting portion 261. Thereby, the composite member 1 and the annular metal plate 2 are not detached.
  • the junction part 6 exists in the outer side of a flange joint surface, it does not affect sealing performance.
  • the surface of a process part becomes concave shape by partial press work.
  • the composite member 1 may be divided into two or more.
  • An example of the divided composite member will be described with reference to FIGS.
  • the composite member constituting the gasket 10a includes two composite members 1a and 1b.
  • the two composite members 1a and 1b are the composite member 1 constituting the gasket 10 shown in FIG. 1, and are cut in the region corresponding to the flange joint surface and in the vicinity of the bolt portion. If the cut surface 19a of the member 1a and the cut surface 19b of the other composite member 1b are brought into contact with each other, the dividing line 19 is provided and the same shape as the composite member 1 of FIG. Since the divided composite members 1a and 1b are formed from a coiled plate-like body 60 as shown in FIG.
  • the clearance 19a (19b) of the split surface of the composite member 1 corresponding to the flange joint surface may be filled with a cured product of a liquid sealant.
  • a liquid sealant examples include liquid silicon.
  • the device to which the gasket of the present invention is attached is not particularly limited as long as it has opposing flange joint surfaces sandwiched by bolts.
  • an upper device having one flange surface facing the lower end, and an upper end
  • An automobile electrical equipment composed of a lower device having the other flange surface opposite to the above.
  • the gasket of the present invention is mounted between two surfaces of the lower end flange of the upper device and the upper end flange of the lower device.
  • the effects of the present invention will be more prominent if these devices are larger than conventional devices, have a flange portion with low rigidity, and have a large distance between bolts.
  • the bonding outside the flange bonding surface is not limited to the above partial pressing process, for example, a method of bonding the composite member overlapping portion and the metal plate overlapping portion with an adhesive, and the composite member overlapping portion in plan view.
  • a method of fitting the concave portion and the convex portion with one of the metal plate overlapping portions as the concave portion and the other as the convex portion may be used.
  • the composite member overlapping portion or the metal plate overlapping portion does not need to be bent upward from the main body portion, and may be a thin plate shape.
  • a flange joint surface was assumed assuming a large metal case equipped with electrical parts for automobiles, a gasket with the following specifications was attached, and bolts were tightened to conduct a seal test. As a result, there was almost no leak amount and it was excellent in sealing performance.
  • the flange shape is shown by a two-dot chain line in FIG. 1, and the flange thickness is 7 mm, and the distance between bolts (maximum distance) is 120 mm.
  • (gasket) Composite member a composite member having the shape shown in FIG.
  • a foam rubber layer of nitrile rubber (NBR) having a thickness of 0.2 mm on one side is formed on both sides of a SPCC having a thickness of 0.2 mm, and the total thickness (H 1 ) is 0.6 mm.
  • the bead thickness (H 3 ) was 1.0 mm.
  • Comparative Example 1 A composite member and a gasket were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composite gasket had no bead formation, and a seal test was performed. As a result, compared with Example 1, leakage was observed with an internal pressure of about 1/3, and the sealing performance was not sufficient.
  • the portion corresponding to the seat portion of the bolt is arranged with a metal plate to suppress the loosening of the bolt, and the seal is made to function with the bead of the composite member arranged between the metal plate and the portion between the bolts.

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Abstract

　相対するフランジ接合面３間にボルト７で挟持されるガスケット１０であって、鋼板の片側又は両側にゴム材を形成し、凸状又は波状のビード１５を有する複合部材１と、ボルト７の軸７２が貫通する貫通孔５と、貫通孔５の周囲にボルト７の座部７１に対応する座部対応部２１を有するボルト部に配置される環状の金属板２と、の組み合わせであり、複合部材のビードの厚み（Ｈ３）＞環状の金属板の厚み（Ｈ２）≧複合部材の厚み（Ｈ１）である。　これによれば、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示すガスケットを提供することができる。

Description

ガスケット
　本発明は、相対するフランジ接合面間にボルトで挟持されて優れたシール性を発現するガスケットに関するものである。
　従来、相対するフランジ接合面間にボルトで挟持されてシール性を発揮するガスケットが知られている。このようなガスケットはフランジ接合面形状に形成されたシール部を有するものであり、ボルトの締め付けにより、シール部が相対する二面間に隙間なく密着するため、気密性が向上する。
　近年、自動車の電装部品や電気機器は、コンパクト化や軽量化が進んでおり、電装部品や電気機器を構成する部材は低剛性化し、ボルトの径や伸び代が小さくなり、更にボルト締め付け点数が減少する傾向にある。これにより、ガスケット圧縮荷重は減少する傾向にある。また、１つのケースに多種多様な電装部品を装着するためケースが大きくなり、ボルト締め付け点数が減少することも相まって、ボルト間距離が増大する傾向にある。
　従来、締め付け荷重の低下、低剛性化によるフランジ面性状の悪化等の環境下で使用されるシール構造及びシール方法としては、液状パッキンを接合面間に塗布して相対するフランジ面間を接合する方法、あるいは一方のフランジに溝加工を施し、ゴム様弾性体を該溝部に嵌め込みフランジを締め付ける方法等が適用されている。
　しかしながら、従来のシール構造及びシール方法では、組み直して再生産する場合などでは生産性が悪くなるという問題がある。また、市場でのメンテナンスでは、取り扱い難いという問題がある。これらの問題を解決するものとして、金属薄板の片方又は両方に、例えばＮＢＲや発泡ＮＢＲ等のゴム様弾性層を形成した金属ガスケットが形状安定性に優れている点で注目されている。
　しかし、このような金属ガスケットは、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下するような締結条件では、ゴム様弾性層の厚さ変化が大きくシール性を低下させてしまうという問題がある。また、フランジの低剛性化に加えて、ボルト間距離が増大していることから、ボルト間のフランジの撓みが大きくなり、シール性を低下させる要因となっている。また、金属ガスケットは、コイル材料を連続してプレス加工して製造しており、ケースが大型化するとシール部以外の部分は、抜き落し廃材となるため、液状パッキンやゴム様弾性体に比べ、材料歩留まりが悪いという問題がある。
　ボルトの緩みを抑制し、機器の気密性を高めたガスケットとしては、環状の金属フレームと、金属フレームの内周部に環状に延びて、金属フレームに接続された弾性体のシール部と、を有し、金属フレームには、前記二面間を締め付ける締め付け部材の軸部が貫通する貫通孔と、貫通孔の周囲に、締め付け部材の座面に対応する座面対応部と、が形成されているガスケット（特開２０１０－１２１７１５公報）が知られている。
特開２０１０－１２１７１５公報
　しかしながら、特開２０１０－１２１７１５公報記載のガスケットは、ボルト締め付け部では、金属ガスケットを使用しており、ボルトの緩みは抑制できるものの、フランジ面間は、ビード形成のないゴム等の弾性体を使用しているため、ボルト間距離が大きくなる環境下では、フランジの撓みに弾性体が十分追従ができず、シール性の点で十分とは言えない。また、上記ガスケットにおいては、金属フレームと弾性体とは接着剤により接合しているため、接着剤の選定、保管及び管理等が必要となるという問題がある。
　従って、本発明の目的は、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示すガスケットを提供することにある。また、本発明の他の目的は、金属板と複合部材の接合を接着剤を使用しない接合とするガスケットを提供することにある。
　かかる実情において、本発明者は、鋭意検討を行った結果、鋼板の両側にゴム材を形成し、ビードを有する複合部材と、該ボルトの軸が貫通する貫通孔と、該貫通孔の周囲に該ボルトの座部に対応する座部対応部を有するボルト部に配置される環状の金属板と、の組み合わせであれば、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、相対するフランジ接合面間にボルトで挟持されるガスケットであって、鋼板の両側にゴム材を形成し、ビードを有する複合部材と、該ボルトの軸が貫通する貫通孔と、該貫通孔の周囲に該ボルトの座部に対応する座部対応部を有するボルト部に配置される環状の金属板と、の組み合わせであるガスケットを提供するものである。
　本発明によれば、ボルトの座部に対応する部分は金属板で荷重を受け止め、ボルト部間のフランジ接合面に対応する部分は複合部材のビードでシールするため、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示す。また、金属板と複合部材の接合を、フランジ接合面の外側で行なうため、シール性に影響はない。また、金属板と分割された複合部材の接合も同様に、フランジ接合面の外側で行なうため、環状の金属板と複合部材は、例えば運搬中において、外れることはない。また、この接合は、プレス加工で行なうため、接着剤を使用しなくともよい。
本発明の実施の形態におけるガスケットの平面図である。 図１のＸ－Ｘ線に沿って見た図である。 本例のガスケットの使用状態図である。 （Ａ）環状の金属板と複合部材の接合前の状態を示し、（Ｂ）は環状の金属板と複合部材の接合後の状態を示す。 図４（Ｂ）のＺ方向から見た図である。 図５の円形Ａ内の拡大断面図である。 環状の金属板と複合部材の接合方法を説明する図である。 環状の金属板と複合部材の接合方法を説明する他の図である。 本発明の他の実施の形態例であるガスケットの平面図である。 図９のガスケットの分割ガスケットを示す図である。 コイル材から分割ガスケットを製造する方法を説明する図である。
　次に、本発明の実施の形態におけるガスケットを図１～図８を参照して説明する。なお、図中、複合部材１は鋼板とゴム材の２層又は３層構造であるが、図面簡略化のため、一体ものとして記載した。また、図面で示されるガスケットは作図上、小さく描かれているが、実際はケースが大型化しており、ガスケットは大きなものである。
　ガスケット１０は、図１及び図３に示すように、相対するフランジ３ａ、３ｂの接合面間にボルト７で挟持されるものであって、鋼板の両側にゴム層を形成し、ビード１５を有する複合部材１と、ボルト７の軸７２が貫通する貫通孔５と、貫通孔５の周囲にボルトの座部７１に対応する座部対応部２１を有するボルト部に配置される環状の金属板２と、の組み合わせである。なお、図１中、二点鎖線は、フランジ接合面３の輪郭を示す。すなわち、二点鎖線で囲まれた部分がフランジ接合面である。
　複合部材１の鋼板としては、ステンレス鋼板、ＳＰＣＣ鋼板、アルミニウム鋼板等が挙げられる。これらの鋼板は、アルカリ脱脂した後、公知の化成処理が施されて防錆被膜が形成されたものであってもよい。また、ＳＰＣＣ鋼板には、リン酸亜鉛、リン酸鉄被膜が形成されていてもよい。また、鋼板表面は、ショットブラスト、スコッチブラスト等の粗面化したものであってもよい。
　複合部材１のゴム層としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ-ＮＢＲ）又は官能基変性ニトリルゴム（以下、単に「ＮＢＲ」とも言う。）若しくはその発泡ゴムが挙げられる。発泡ゴムは、キノイド架橋したものが、硫黄の遊離による金属腐食の問題がなく、好適である。架橋剤としては、ｐ－キノンジオキシム、ｐ,ｐ’－ジベンゾイルキノンジオキシムが好適である。また、架橋剤を使用する際、架橋促進剤を併用することが、架橋効率を高める点で好ましい。ＮＢＲは、熱分解型発泡剤又は非架橋性の熱膨張性マイクロカプセルを配合させることが、発泡の点で好ましい。発泡倍率は、１．２～５倍が好ましく、１．５～３倍が特に好ましい。発泡倍率とは、ゴム層の発泡前の厚みと発泡後の厚みとの比率である。また、ＮＢＲには、カーボンブラック等の充填材を配合することが好ましい。
　複合部材１の製造方法としては、ＮＢＲに架橋系添加剤、発泡剤、充填材、その他の添加剤を所定量配合してゴムコンパウンドとし、これをトルエン等の有機溶剤に溶解、分散させて塗布液とし、鋼板に塗布し、発泡させればよい。複合部材１において、ゴム材は、鋼板の両側に形成されたものが、シール性をより高める点で好ましい。
　複合部材１は、図１に示すように、ボルト部近傍を除いて、フランジ接合面形状に形成されたシール部１１を有する。また、複合部材１には、図２及び図３に示すように、装着時に一方のフランジ面３ａと当接する側の表面の縁部に、例えば０．２～１．０ｍｍ程度の突出高さを有するビード１５が形成されている。ビード１５は複合部材１の表面の縁に沿って環状に形成されている。本発明において、ビードとしては、凸状ビード又は波状ビードが挙げられる。図２のビード１５は、凸状ビードであり、また、１本の波状ビードでもある。ビード１５の数は１本でも２本以上でもよく、複合部材１の片面又は両面に形成される。複合部材１にビードを形成することで、フランジ接合面に対して高面圧を発生させ、高いシール性を付与できる。また、ボルト間距離が大きなフランジ部の気密性が高くなり、締め付け荷重が低下した締め付け条件下においても良好なシール性を発揮することができる。
　複合部材１には、更に環状の金属板２と重ね合わされる金属板重ね部１２を有する。金属板重ね部１２はフランジ接合面の外側に位置する。フランジ接合面の外側とは、図１に示すように、二点鎖線で示すフランジ接合面の外側輪郭形状より外側に位置することを言う。これにより、金属板重ね部１２はフランジ接合面３の外側で環状の金属板２と接合でき、例えば部分プレス加工により発生する突起２６があっても、フランジ接合面間のシール性に影響を及ぼすことがない。また、金属板重ね部１２は、複合部材１と環状の金属板２とが、フランジ接合面３の外側において接合し易く、またボルト部近傍において、可能な限り隙間なく突き合わされた連続形状とするため、環状の金属板２の形状に対応する凹部１３を形成するように、本体部１１から両腕状に突出する形状となっている。金属板重ね部１２は、環状の金属板２と近接する箇所において、一対形成することが、接合安定性が高まる点で好ましい。なお、本例では、複合部材１はビード１５を除いて、均一の厚みを有する薄板形状であるが、これに限定されず、金属板重ね部１２は本体部１１から屈曲して延出するものであってもよい。
　環状の金属板２は、貫通孔５と、座部対応部２１を有するものであればよく、本例では、更に座部対応部２１から上方に屈曲し、更に水平方向に延出する複合部材１と重ね合わされる複合部材重ね部２２を有する。座部対応とは、ボルト７の座部７１を上から投影した際、ガスケット１に映し出される部分を言う。
　複合部材重ね部２２は、円板状の金属板２の両側から外側に突出した形状のものであり、複合部材１の凹部１３に、複合部材１と連続形状となるように近接して入り込み、且つフランジ接合面３の外側で金属板重ね部１２と重なり合う。なお、複合部材重ね部２２と金属板重ね部１２との重ね合いは、本例では、図５に示すように、環状の金属板２の方を屈曲させているが、これに限定されず、環状の金属板２を平坦状とし、複合部材１の方を屈曲させてもよい。図５中、符号Ｆ１がフランジ接合面側であり、符号Ｆ２がフランジ接合面の外側である。
　ガスケット１０において、複合部材１と環状の金属板２とは、フランジ接合面の外側の接合を除いて、接合されていない。従って、フランジ接合面における複合部材１と環状の金属板２との間は極微小の隙間が存在するものの、金属板２がボルトの締め付け荷重を受け持ち、ビード１５で高面圧を発生させるため、フランジ接合面間のシール性に悪影響することはない。また、接着剤等が不要であり、接着剤の選定、保管及び管理等が不要となる。
　環状の金属板２の材料としては、複合部材１で使用される鋼板と同じものが使用できる。環状の金属板２は、片面又は両面にゴム層が形成されていてもよい。ゴム層としては、複合部材のゴム層と同様の材質のものが使用できる。このゴム層の厚みは、片面で０．０２０～０．０２５ｍｍと薄いものが好ましい。ゴム層を薄くすることで、ボルトの締め付け荷重を、へたることなく受け持つことができる。ガスケット１０は、図２に示すように、複合部材１のビード１５の厚み（Ｈ３）＞環状の金属板２の厚み（Ｈ２）であることが好ましく、複合部材１のビード１５の厚み（Ｈ３）＞環状の金属板２の厚み（Ｈ２）≧複合部材１の厚み（Ｈ１）であることが特に好ましい。これにより、相対するフランジ接合面間にガスケット１０を装着しボルト７で挟持した場合、図３に示すように、ボルト７の座部７１に対応する部分は金属板２でシールし、ボルト部間のフランジ接合面は複合部材１のビード１５でシールするため、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示す。ボルト７の座部７１に対応する箇所にゴム様弾性体やゴム層の厚い部材を配置させると、ボルト締結時にゴム様弾性体が低荷重で圧縮されるため、ボルト間部のフランジの撓みが助長され、シール性の低下につながる。これに対して、本発明は、ボルト締め付け荷重を金属板で受け止めることでフランジの撓みを抑制させ、シール性は複合部材にビードを付与させることで局部的に高面圧を発生させ、確保させたものである。なお、ビード１５の厚み（Ｈ３）とは、図２に示すように、ビード部におけるビード１５が形成されていない複合部材１の底面からの高さを言う。なお、複合部材１のゴム層を発泡ゴムとした場合、環状の金属板２の厚み（Ｈ２）＜複合部材１の厚み（Ｈ１）となってもよい。このような関係であっても、ボルト締め付け後は、ボルト７の座部７１に対応する部分は環状の金属板２でシールし、ボルト部間のフランジ接合面は複合部材１のビード１５でシールするため、フランジが低剛性化し、締め付け荷重が低下し、ボルト間距離が大きくなる締め付け環境下において、良好なシール性を示す。
　次に、複合部材１と環状の金属板２との接合方法の一例について、図５～図８を参照して説明する。図７が部分的プレス加工前の複合部材１の金属板重ね部１２と環状の金属板２の複合部材重ね部２２の重ね状態を示し、図８が図７に続く工程であり、部分的プレス加工の途中を示し、図５及び図６は部分的プレス加工後の複合部材１の金属板重ね部１２と環状の金属板２の複合部材重ね部２２の接合状態を示す。なお、図６は図５の二点鎖線で示す円形内の拡大断面図である。
　部分的プレス加工は、先端が尖っていない比較的平坦な面５１を有するポンチ５０を使用することが好ましい。すなわち、複合部材１の金属板重ね部１２と環状の金属板２の複合部材重ね部２２を重ね合わせた状態において、この積層物をポンチ５０で上から下へ打ち付ける。複合部材１及び環状の金属板２は共に、部分的プレス加工において、変形し易いものであり、複合部材１及び環状の金属板２は共に、符号ｙ１方向（下方側）に潰され、符号ｙ２の面方向に変形しつつ下方部材の下端から下方に延びる突起部２６が形成される。すなわち、突起部２６は、複合部材１及び環状の金属板２の当初厚みｈ１に対して、ｈ２と薄くなり、ポンチ５０径ｗ１に対して、ｗ２と面方向に拡大しており、更に、複合部材１に対して、金属板２が面方向に食い込んでいる。このように、プレス部においては、複合部材１と金属板２が、厚さ方向及び面方向に変形して食い込み部２６１を形成している。これにより、複合部材１及び環状の金属板２が外れることはない。また、接合部６は、フランジ接合面の外側にあるため、シール性能に影響を与えることがない。なお、部分的プレス加工により、加工部分の表面は凹状となる。
　本発明において、複合部材１は２つ以上に分割されていてもよい。分割された複合部材の一例を図９及び図１０を参照して説明する。ガスケット１０ａを構成する複合部材は、２つの複合部材１ａ、１ｂからなる。２つの複合部材１ａ、１ｂは、図１で示されるガスケット１０を構成する複合部材１において、フランジ接合面に対応する領域内であって、且つボルト部近傍で切断したものであり、１つの複合部材１ａの切断面１９ａと、他の１つの複合部材１ｂの切断面１９ｂを突き合わせれば、分割ライン１９を有して、図１の複合部材１と同じ形状となる。このような分割された複合部材１ａ、１ｂは、図１１に示すような板状体６０をコイル巻きしたものから型取りされるため、廃材を減らすことができ、材料の歩留まりは飛躍的に向上する。なお、図１０に示すように、金属板２と分割された複合部材１ａ（１ｂ）の接合も、フランジ接合面の外側で行なうため、環状の金属板２と複合部材１ａ（１ｂ）は、例えば運搬中において、外れることはない。
　本発明のガスケットは、フランジ接合面に対応する複合部材１の分割面の隙間１９ａ（１９ｂ）には、液状シール剤の塗布硬化物が充填されていてもよい。これにより、フランジ接合面に対応する部分において、分割された複合部材１間には隙間のないものとなり、よりシール性の高いものとなる。液状シール剤としては、液状シリコン等が挙げられる。
　本発明のガスケットが装着される機器としては、ボルトで挟持される相対するフランジ接合面を有するものであれば特に制限されず、例えば、下端に相対する一方のフランジ面を有する上部機器と、上端に相対する他方のフランジ面を有する下部機器とからなる自動車用電装機器等が挙げられる。本発明のガスケットは、上部機器の下端フランジと下部機器の上端フランジの二面間に装着される。これらの機器は従来のものと比較して、大型であり、フランジ部が低剛性であり、ボルト間の距離が大であるものであれば、本発明の効果がより顕著に表われる。
　本発明において、フランジ接合面の外側での接合は、上記部分プレス加工に限定されず、例えば、複合部材重ね部と金属板重ね部を接着剤により接着する方法、平面視で複合部材重ね部と金属板重ね部の一方を凹部、他方を凸部として、凹部と凸部を嵌め込む方法等であってもよい。これらの接合方法では、複合部材重ね部又は金属板重ね部は、本体部から上方に屈曲させる必要はなく、薄板状でよい。
　次に、実施例を挙げて本発明を更に、具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
　自動車の電装部品を搭載した大型の金属製ケースを想定したフランジ接合面を形成し、下記仕様のガスケットを装着し、ボルト締めしてシール試験を実施した。その結果、漏れ量はほとんどなく、シール性に優れたものであった。
（試験用フランジ面）
　フランジ形状は図１に二点鎖線で示すものであり、フランジ厚さ７ｍｍ、ボルト間距離（最大距離）１２０ｍｍとした。
（ガスケット）
・複合部材；図１に示す形状の複合部材である。厚さ０．２ｍｍのＳＰＣＣの両面に片面の厚み０．２ｍｍのニトリルゴム（ＮＢＲ）の発泡ゴム層を形成した全体厚さ（Ｈ１）が０．６ｍｍのもので、ビードは１本の突状であり、ビードの厚み（Ｈ３）１．０ｍｍとした。
・環状の金属板；厚み（Ｈ２）０．６ｍｍ
（シール試験）
下側治具：厚み２０ｍｍの鉄製治具（剛体）
上側治具：厚み７ｍｍのアルミ製治具
締付条件：５．６Ｎ・ｍ（Ｍ６ボルト）
ボルト間距離：最大１２０ｍｍ、最小３０ｍｍ
漏れ確認方法：水没試験にて気泡が水面に浮上した際の内圧を漏れ圧とする。
比較例１
　ビードの形成がない複合ガスケットとした以外は、実施例１と同様の方法で複合部材及びガスケットを作成し、シール試験を行なった。その結果、実施例１と比べ、１／３程度の内圧で漏れが観察され、シール性は十分とは言えなかった。
　本発明によれば、ボルトの座部に対応する部分は金属板を配してボルトの緩みを抑制させ、シールは金属板近傍からボルト間部に配置させる複合部材のビードで機能を発現させるため、低剛性のフランジやボルト間距離が大きいフランジ等、厳しい締め付け条件下においても、良好なシール性を示す。従って、自動車の電装部品や電気機器のコンパクト化や軽量化に対応可能である。
　　１　　　複合部材
　　２　　　環状の金属板
　　３　　　フランジ接合面
　　３ａ、３ｂ　　フランジ
　　５　　　ボルト貫通孔
　　６　　　接合部
　　７　　　ボルト
　　９　　　複合部材と金属板の突き合わせ部における隙間
　１０、１０ａ　　ガスケット
　１１　　　シール部（本体部）
　１２　　金属板重ね部
　１５　　ビード
　２１　　座部対応部
　２２　　複合部材重ね部
　２６　　突起部
　５０　　ポンチ

Claims (9)

  1. 　相対するフランジ接合面間にボルトで挟持されるガスケットであって、
    　鋼板の両側にゴム層を形成し、ビードを有する複合部材と、
    　該ボルトの軸が貫通する貫通孔と、該貫通孔の周囲に該ボルトの座部に対応する座部対応部を有するボルト部に配置される環状の金属板と、
    　の組み合わせであることを特徴とするガスケット。
  2. 　該環状の金属板の片面又は両面にゴム層を形成したことを特徴とする請求項１記載のガスケット。
  3. 　該ゴム層の厚みが、片面で０．０２０～０．０２５ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のガスケット。
  4. 　該複合部材のビードの厚み（Ｈ３）＞環状の金属板の厚み（Ｈ２）≧複合部材の厚み（Ｈ１）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。
  5. 　該複合部材のゴム層は、発泡ゴム層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。
  6. 　該複合部材は、更に該環状の金属板と重ね合わされる金属板重ね部を有し、該環状の金属板は、更に該座部対応部から延出する複合部材と重ね合わされる複合部材重ね部を有し、該複合部材重ね部と該金属板重ね部はフランジ接合面の外側で重ね合わされて接合されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のガスケット。
  7. 　該接合は、部分的プレス加工によるものであり、該接合形状は、該プレス部における該複合部材と該金属板が、厚さ方向及び面方向に変形したものであることを特徴とする請求項６記載のガスケット。
  8. 　該複合部材は、２つ以上に分割されており、分割位置はフランジ接合面に対応する領域内であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のガスケット。
  9. 　分割面の隙間には、液状シール剤の塗布硬化物が充填されていることを特徴とする請求項８記載のガスケット。
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