(57)【要約】シール性、防音防振性等に優れ且つ優れた耐久性をも備えると共に運搬性にも優れたメタル環状ガスケットを提供する。環状金属基板（１）と、その両面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層（２）と、両コンパウンド層（２）の内周側部分を一定幅で厚み方向に圧縮した圧扁層（２ａ）に被着一体とされた合成樹脂またはゴム材からなるシール環層（３）とよりなり、該シール環層（３）の表面は上記圧扁層（２ａ）を除くコンパウンド層（２）の表面と同一面となるよう形成されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状金属基板と、その両面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層と、上記環状金属板の内周縁部及び両コンパウンド層の内周縁部を覆う覆縁部を備えた合成樹脂またはゴム材からなるシール環層とよりなり、
上記シール環層の厚み方向表面がコンパウンド層の表面と同一面となるよう形成されていることを特徴とするメタル環状ガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載のメタル環状ガスケットにおいて、
前記両コンパウンド層の内周側部分を一定幅で厚み方向に圧縮した圧扁層とし、前記シール環層は、前記覆縁部から延びこの圧扁層の表面に被着一体とされた被覆層部を備え、該被覆層部の表面が上記圧扁層を除くコンパウンド層の表面と同一面となるよう形成されていることを特徴とするメタル環状ガスケット。
【請求項３】
請求項１に記載のメタル環状ガスケットにおいて、
前記覆縁部と両コンパウンド層の内周縁部との境界部分では、前記シール環層を構成する合成樹脂またはゴム材の一部が、コンパウンド層を構成する繊維材間に侵入して相互に固着一体とされていることを特徴とするメタル環状ガスケット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のメタル環状ガスケットにおいて、
前記覆縁部の内周面部には、求心方向に突出する突条が周方向に沿って形成されていることを特徴とするメタル環状ガスケット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のメタル環状ガスケットにおいて、
前記シール環層の厚み方向側表面に、山形の環状ビード部が同心的に形成されていることを特徴とするメタル環状ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種カバー取付用のボルト、スタッドボルト、或いは圧力センサーや温度センサー等の各種センサー取付用の雄ねじのネック部に装着されるメタル環状ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのロッカーカバーやオイルパンのようなカバー部材の被装着部に対する装着固定は、カバー部材の適宜箇所にボルト等を配置し、カバー部材の周囲に装着したガスケットを被装着部との間に介在させた状態で締付具を締付けることによってなされる。この時、締付具の周辺部の密封と、カバー部材の防音防振等を図る為に、締付具とカバー部材との間に弾性を有するワッシャーシール（メタル環状ガスケット）を介在させることがなされる。また、圧力センサーや温度センサー等の各種センサーを被取付部に取付ける際、取付用雄ねじとセンサーハウジングとの間にセンサーの防振等を図る為に同様のワッシャーシールが介在される。【０００３】
上記のようなワッシャーシールは、ボルトや雄ねじ等（以下、総称して締付具と言う）のネック部をして、その内孔（締付具孔）に予備挿着した状態で搬送・運搬に供せられることがある。このような場合、単にワッシャーシールの内孔に締付具を挿着しただけでは、搬送・運搬時に脱落することがある為、上記内孔にリブを形成し、或いは内孔に加締変形加工を施す等の脱落防止加工がなされる。しかし、このような脱落防止加工は、ワッシャーシールの製造に余分な工程を必要とすることになり、また、上記締付具のネック部やねじ部を傷付けることにことにもなる。特許文献１及び特許文献２には、締付具が挿入される内孔に、ゴム或いは合成樹脂からなるシール部を備え、挿通される締付具に弾性保持し得るようにしたワッシャーシール（シール座金）が開示されている。
【特許文献１】実開平６−８２４２４号公報
【特許文献２】実開平７−３２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたワッシャーシールは、複数個の芯材（金属環或いはコンパウンド層を形成した金属環）を積層し、内周部にこれら芯材を弾性的に拘束する鍔付シール部を一体的に設けたものであり、シール性に優れ、締付け荷重が大きいことから、前記のようなカバー部材の装着固定に好ましく用いられている。しかし、締付け荷重の大半が鍔付シール部の鍔部に負荷される為、この部分の疲労が大きく経時的な劣化が促進され易いと言う難点がある。また、複数の芯材を積層一体とする為、厚みが大となり、適用対象の締付具がネック部の長いものに制約されることにもなる。【０００５】
一方、特許文献２に開示されたシール座金は、座金主体の内側部に肉厚の厚い環状のゴムを宛がい、座金主体の下面とゴムの外周面に調整金具を当接させたもので、取付孔の大きさにより調整金具の厚みを調整するようにしたものであるが、この場合も環状ゴムに締付け荷重の大半が負荷される為、環状ゴムの疲労が大きく経時的な劣化が促進され易いことが予想されるところであった。【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、シール性、防音防振性等に優れ且つ優れた耐久性をも備えると共に運搬性にも優れたメタル環状ガスケットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のメタル環状ガスケットは、環状金属基板と、その両面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層と、上記環状金属板の内周縁部及び両コンパウンド層の内周縁部を覆う覆縁部を備えた合成樹脂またはゴム材からなるシール環層とよりなり、上記シール環層の厚み方向表面がコンパウンド層の表面と同一面となるよう形成されていることを特徴とする。【０００８】
本発明において、前記両コンパウンド層の内周側部分を一定幅で厚み方向に圧縮した圧扁層とし、前記シール環層は、前記覆縁部から延びこの圧扁層の表面に被着一体とされた被覆層部を備え、該被覆層部の表面が上記圧扁層を除くコンパウンド層の表面と同一面となるよう形成されているものとすることができる。或いは、前記覆縁部と両コンパウンド層の内周縁部との境界部分では、前記シール環層を構成する合成樹脂またはゴム材の一部が、コンパウンド層を構成する繊維材間に侵入して相互に固着一体とされているものとしても良い。【０００９】
また、本発明において、前記覆縁部の内周面部に、求心方向に突出する突条を周方向に沿って形成しても良い。更に、前記シール環層の厚み方向側表面に、山形の環状ビード部を同心的に形成することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るメタル環状ガスケットは、環状金属基板によって剛性が付与される。また、環状金属基板の両面に積層一体とされたコンパウンド層は、合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるから、合成樹脂またはゴム材が繊維材に担持されて靭性が付与されると共に、この担持力によって、内孔にボルト等の締付具を挿入して２部材を締結した場合にも、合成樹脂またはゴム材が横流れすることがなくガスケット機能が維持される。また、合成樹脂またはゴム材からなるシール環層を構成する覆縁部が、上記環状金属板の内周縁部及び両コンパウンド層の内周縁部を覆うものであるから、内孔に締付具を挿入させた場合、締付具を覆縁部に弾性的に係合させることができ、これによって搬送・運搬時の脱落が防止されると共に締付具の傷付きも生じることがない。更に、上記シール環層の厚み方向表面がコンパウンド層の表面と同一面となるよう形成されているから、締付け荷重がシール環層とコンパウンド層に負荷され、集中的な荷重の負荷によるシール環層の疲労が惹起されず、耐久性も向上する。また、圧縮されたシール環層及びコンパウンド層が締結部に介在されるから、これにより、防音防振性が得られ、エンジンのロッカーカバーやオイルパンのようなカバー部材の装着固定用として、或いは圧力センサーや温度センサー等の各種センサーの取付用としての適性が向上する。【００１１】
前記両コンパウンド層の内周側部分を一定幅で厚み方向に圧縮した圧扁層とし、前記シール環層の一部としての被覆層部をこの圧扁層の表面に被着一体とした場合、被覆層部が、合成樹脂またはゴム材からなるから、上記締結の際、この被覆層部がコンパウンド層と共に圧縮され、その面圧により、締結部分の優れたシール性が得られる。また、被覆層部の表面は上記圧扁層を除くコンパウンド層の表面と同一面とされているから、締付け荷重が被覆層部とコンパウンド層の一部としての圧扁層に負荷され、集中的な荷重の負荷による被覆層部を含むシール環層の疲労が惹起されず、耐久性も向上する。【００１２】
前記覆縁部と両コンパウンド層の内周縁部との境界部分では、前記シール環層を構成する合成樹脂またはゴム材の一部が、コンパウンド層を構成する繊維材間に侵入して相互に固着一体とされている場合は、上記効果に加え、覆縁部の形成が容易であると共に、覆縁部、即ち、シール環層とコンパウンド層とが強固に一体とされる。【００１３】
前記覆縁部の内周面部に、求心方向に突出する突条を周方向に沿って形成した場合、この突条の弾性保持作用によって、脱落防止及び締付具の傷付発生抑制効果がより顕著となる。【００１４】
更に、前記シール環層の厚み方向側表面に山形の環状ビード部を同心的に形成した場合、上記締結の際、このビード部が圧縮され、その反力による強い面圧により、より優れたシール性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のメタル環状ガスケットの一実施形態を示す断面図である。
【図２】他の実施形態の断面図である。
【図３】他の実施形態の断面図である。
【図４】他の実施形態の断面図である。
【図５】他の実施形態の断面図である。
【図６】図５の実施形態のメタル環状ガスケットを作製する要領を説明する図である。
【符号の説明】
【００１６】
１        円環状金属基板
２        コンパウンド層
２ａ      圧扁層
３        シール環層
３ａ      覆縁部
３ｂ      被覆層部
３ｃ      突条
３ｄ      ビード部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ    メタル環状ガスケット
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明のメタル環状ガスケットの一実施形態を示す断面図、図２乃至図５は他の実施形態の断面図、図６は図５の実施形態のメタル環状ガスケットを作製する要領を説明する図である。【００１８】
図１に示すメタル環状ガスケットＡにおいては、アルミニウム板、ステンレス鋼板その他の鋼板等からなる円環状金属基板１の両面に、合成樹脂またはゴム材に有機または無機の繊維材及び適宜添加剤（ゴム薬品、充填材等）を混合したコンパウンド材を、積層一体としたコンパウンド層２，２が形成されている。図例のコンパウンド材は、ゴム材に繊維材を混合したものであり、このコンパウンド材を金属板上に接着剤を介してロールで刷り込み圧着し、その後オーブン内で加硫接着することにより、金属板の両面にコンパウンド層２を積層一体としてガスケットシートを得る。或いは、コンパウンド材を予めシート状に成形し、これを金属板の両面に積層して同様のガスケットシートを得る。そして、これを打ち抜き所望のメタル環状ガスケット形状に成形されるが、この打ち抜きの前または後に両コンパウンド層２の内周側部分を圧縮することにより、一定幅で厚み方向に圧縮された段差状の圧扁層２ａが形成される。【００１９】
上記円環状金属基板１とコンパウンド層２，２とよりなる積層体の内孔部には、円環状金属基板１及びコンパウンド層２（圧扁層２ａ）の内周縁部を覆う覆縁部３ａが形成されている。更に、この覆縁部３ａから延び、両面の圧扁層２ａ，２ａの表面に被覆層部３ｂ，３ｂが被着一体とされている。該覆縁部３ａと被覆層部３ｂ，３ｂとによりシール環層３が構成され、該シール環層３は合成樹脂またはゴム材（図例ではゴム材）の成型によって形成される。このシール環層３は、事前に調製された金型内に、前記圧扁層２ａが形成されたコンパウンド層２を貼着一体に備える円環状金属基板１を配置し、合成樹脂またはゴム材をそのキャビティ内に注入することにより固着一体に形成される。合成樹脂またはゴム材が注入されるキャビティは、シール環層３の一部としての被覆層部３ｂの表面が上記圧扁層２ａを除くコンパウンド層２の表面と同一面となるよう形成される。【００２０】
上記コンパウンド材に混合される繊維材としては、石綿以外の圧縮性無機繊維または圧縮性有機繊維が用いられる。具体的には、石綿以外の無機繊維として、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウィスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等を用いることができる。また、有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等を用いることができる。【００２１】
また、コンパウンド層又はシール環層を構成するゴム材として、NBR、スチレンブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、クロロプレンゴム（CR）、ブタジエンゴム（BR）、ブチルゴム（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPM）、フッ素ゴム（FKM）、シリコーンゴム（VMQ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（CSM）、エチレン酢ビゴム（EVA）、塩化ポリエチレン（CPE）、塩化ブチルゴム（CIR）、エビクロルヒドリンゴム（ECO）、ニトリルイソプレンゴム（NIR）、天然ゴム（NR）等を用いることができる。コンパウンド層又はシール環層を構成する合成樹脂材としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、硅素樹脂等を用いることができる。更に、前記ゴム材とこれら合成樹脂材との混和物も用いることができる。【００２２】
図１は、カバー部材（例えば、エンジンのロッカーカバー或いはオイルパン）４を、被装着部（例えば、エンジンのシリンダヘッド或いはシリンダブロック）５に、ガスケット６を介してボルト７により装着固定する状態を示している。ボルト７は、この装着固定に先立ち、メタル環状ガスケットＡの内孔（締付具孔）に挿通される。メタル環状ガスケットＡの上記覆縁部３ａの内周部で形成される内孔の径ｄは、ボルト７のネック部７ａの外径ｄ１より大で雄ねじ部７ｂの外径ｄ２より小とされる。従って、カバー部材４の装着組付けに先立ち、メタル環状ガスケットＡの内孔に上記覆縁部３ａの弾性変形を伴い雄ねじ部７ｂを挿通し、その弾性復元によりメタル環状ガスケットＡをネック部７ａに係合保持させることができる。この状態でメタル環状ガスケットＡをボルト７と共に組付工程に持ち込むようにすれば、その搬送・運搬過程において、両者が離脱し脱落することがない。そして、覆縁部３ａが合成樹脂或いはゴム材からなるから、上記挿通或いは搬送・運搬過程において、ボルト７のネック部７ａや雄ねじ部７ｂが傷付くこともない。【００２３】
ボルト７は、上記のようにメタル環状ガスケットＡを係合保持した状態で、その雄ねじ部７ｂをしてカバー部材４及びガスケット６の挿通孔４ａ，６ａに挿通され、被装着部５の雌ねじ部５ａに螺合締結される。これにより被装着部５とカバー部材４とのガスケット６を介した締結一体化がなされる。この締結の際、シール環層３がコンパウンド層２（圧扁層２ａ）と共に圧縮され、その面圧により、ボルト７による締結部分のシールが確実になされる。また、シール環層３の被覆層部３ｂの表面は上記圧扁層２ａを除くコンパウンド層２の表面と同一面とされているから、締付け荷重がカバー部材４との界面において被覆層部３ｂとコンパウンド層２に負荷され、集中的な荷重の負荷によるシール環層３の疲労が惹起されず、耐久性も向上する。また、圧縮された被覆層部３ｂ及びコンパウンド層２が締結部に介在されるから、これにより、優れた防音防振性が得られる。【００２４】
図２は他の実施形態を示す。本実施形態のメタル環状ガスケットＢは、上記覆縁部３ａの内周面部に、求心方向に突出する突条３ｃが周方向に沿って形成されている点で、上記第１の実施形態のメタル環状ガスケットＡと異なる。この実施形態の場合、ボルト７をメタル環状ガスケットＢの内孔に挿通させた際の突条３ｃの弾性変形を伴う保持作用によって、上記脱落防止及びボルト７の傷付発生抑制効果がより顕著となる。特に、図２に示すように、ボルト７が図１に示すものより細くても、突条３ｃの弾性変形（図２の２点鎖線で示す変形状態参照）を伴う復元弾力による保持作用が発現される。従って、各種ボルトに対する適用範囲が広くなる。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。【００２５】
図３は更に他の実施形態を示す。本実施形態のメタル環状ガスケットＣは、上記シール環層３の厚み方向側表面（被覆層部３ｂの表面）に、山形の環状ビード部３ｄが同心的に形成されている点で、上記第１の実施形態のメタル環状ガスケットＡと異なる。この実施形態の場合、上記ボルト７による締結の際、上下のビード部３ｄが圧縮されて上下の部材（ボルト７のヘッド部及びカバー部材４）に強く密着し、その反力による強い面圧により、より強固なシール性が得られる。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。【００２６】
図４は更に別の実施形態を示す。本実施形態のメタル環状ガスケットＤは、上記覆縁部３ａの内周面部に求心方向に突出する突条３ｃが周方向に沿って形成されている点、及び、上記シール環層３の厚み方向側表面（被覆層部３ｂの表面）に山形の環状ビード部３ｄが同心的に形成されている点で、上記第１の実施形態のメタル環状ガスケットＡと異なる。この実施形態のメタル環状ガスケットＤは、上記第２及び第３の実施形態のメタル環状ガスケットＢ、Ｃの効果が複合されたものとなり、エンジンのロッカーカバーやオイルパンのようなカバー部材の装着固定用として、或いは圧力センサーや温度センサー等の各種センサーの取付用としての適性がより向上する。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。【００２７】
図５は更に別の実施形態を示す。本実施形態のメタル環状ガスケットＥは、上記各実施形態Ａ〜Ｄのようなコンパウンド層２の圧扁層２ａ、及びシール環層３の被覆層部３ｂが存在せず、シール環層３が環状金属板１の内周縁部及び両コンパウンド層２，２の内周縁部を覆う覆縁部３ａのみで構成されている。図例では、覆縁部３ａの内周面部に、求心方向に突出する突条３ｃが周方向に沿って形成されている例を示しているが、図１の例のように突条３ｃのないもの、図３の例のようにシール環層３の厚み方向側表面に山形の環状ビード部３ｄが同心的に形成されているもの、更には、図４の例のように突条３ｃ及び環状ビード部３ｄの両方を備えたものであっても良い。【００２８】
本実施形態のメタル環状ガスケットＥにおいては、図５の拡大部分に示すように、覆縁部３ａと両コンパウンド層２，２の内周縁部との境界部分で、シール環層３を構成するゴム材（合成樹脂材）の一部が、コンパウンド層２，２を構成する繊維材間に侵入して、シール環層３とコンパウンド層２，２とが相互に固着一体とされている。コンパンウド層２は、ゴム材（合成樹脂材）をバインダーとして繊維材を相互に絡み合った状態で固定して形成されるが、その厚み内には繊維間による多数の空孔を有するポーラスな層構造をなしている。後記するように、シール環層３の成型過程で、ゴム材（合成樹脂材）の一部がこの空孔内に侵入し、図５の破線で示すようにゴム材（同）の侵入部分３ｅのアンカー効果によりシール環層３とコンパウンド層２，２との相互の固着一体化が図られる。【００２９】
ここで、上記メタル環状ガスケットＥを作製する要領について、図６を参照して説明する。図６は、シール環層３を形成する為の未加硫のゴム材３０を注入する過程を示している。即ち、所定形状のキャビティ６が形成された成型金型（上型４及び下型５）を準備し、前述のように円環状金属基板１の両面にコンパウンド層２，２が積層一体とされた積層体を、キャビティ６内に配置する。次いで、上型４及び下型５を図のように型組し、注入口７より上記未加硫のゴム材３０を注入し、キャビティ６内の残余の空域内に未加硫のゴム材３０を充填させながら、ゴム材３０を加硫成型する。この注入及び充填の際、コンパウンド層２の内周縁部より、ゴム材３０の一部が前記空孔内に侵入し、加硫成型に伴い侵入ゴム材３０が図５の破線で示すように固形化して侵入部分３ｅを形成する。このような侵入部分３ｅの形成により、シール環層３とコンパウンド層２，２との相互の固着一体化が図られ、図１〜図５に示すメタル環状ガスケットＡ〜Ｄと同様の機能を奏するメタル環状ガスケットＥを簡易に得ることができる。【００３０】
尚、上記では本発明のメタル環状ガスケットをカバー部材の装着に用いる例について述べたが、これに限らず雄ねじ等を用いた各種センサーの取付けにも用いることができる。また、コンパウンド層２及びシール環層３の表面にグラファイトのコーティング層を形成すること、或いは密着防止皮膜としてシリコン樹脂のコーティング層を形成することも可能である。更に、本発明のメタル環状ガスケットの全体形状としては、円環状に限らず、廻り止めの為に周の一部を直線状にしたものや多角形の環状体とすることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2008065857.tif 000010
2008065857.tif 000011
2008065857.tif 000012