(57)【要約】【課題】電気絶縁性を向上させながらも、シール性の低下を抑制し得るシールワッシャを提供する。【解決手段】シールワッシャ１は、環状の基材１１と、前記基材の少なくとも厚さ方向一方面に接着剤層１３を介して接着され、合成樹脂またはゴム材と繊維材とを含有したコンパウンド層１２と、を備えており、前記基材は、電気絶縁性を有した樹脂フィルムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の基材と、前記基材の少なくとも厚さ方向一方面に接着剤層を介して接着され、合成樹脂またはゴム材と繊維材とを含有したコンパウンド層と、を備えており、
前記基材は、電気絶縁性を有した樹脂フィルムであることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項２】
請求項１において、
前記基材は、ポリイミド樹脂フィルムであることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記基材の厚さは、前記コンパウンド層の厚さよりも小であることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記基材は、２００℃で３０分間加熱した後の収縮率が加熱前の１％以下であることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記基材は、体積抵抗率が１×１０１５Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記基材の厚さは、５μｍ〜１０００μｍであることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記コンパウンド層は、カーボン非配合で、油膨潤性のゴム材を含有していることを特徴とするシールワッシャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールワッシャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボルトやナットなどの螺子部材（締結部材）と相手部材（締結対象）との間に介在され、ボルト孔からの流体の漏洩やボルト孔への異物の侵入を抑制する密封機能を有したシールワッシャ（ガスケット）が知られている。
例えば、下記特許文献１には、環状金属基板の表面をコンパウンド層で被覆したメタル環状ガスケットが開示されている。このような環状ガスケットは、導電し易いため、螺子部材と相手部材とが異種金属の場合に境界部分にイオン性液体（例えば塩水等）が存在すれば、局部電池が形成され、締結部材や座面に電解腐食が生じる懸念がある。
また、下記特許文献２には、電気絶縁性を有する硬質合成樹脂からなるワッシャ本体の内周に、電気絶縁性を有するゴム状弾性材料からなるシールリップが一体的に設けられたシールワッシャが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６５８５７号
【特許文献２】特開２００５−２６４９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２に記載されたシールワッシャは、シールリップがゴム状弾性材料からなるので、高温等の環境負荷に起因して劣化し易く、締結部材が緩み易くなる懸念がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、電気絶縁性を向上させながらも、締結部材の緩みを抑制し得るシールワッシャ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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係るシールワッシャは、環状の基材と、前記基材の少なくとも厚さ方向一方面に接着剤層を介して接着され、合成樹脂またはゴム材と繊維材とを含有したコンパウンド層と、を備えており、前記基材は、電気絶縁性を有した樹脂フィルムであることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基材が金属製であるものと比べて、電気絶縁性を向上させることができる。また、樹脂フィルムからなる基材の少なくとも片面にコンパウンド層が設けられているので、樹脂フィルムのみからなるものと比べて、圧縮復元性が高く、応力緩和も小さくなる。そのため、締結部材の緩みを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記基材がポリイミド樹脂フィルムであってもよい。
本発明によれば、例えば、基材がポリエチレン樹脂フィルムであるものと比べて、耐熱性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記基材の厚さが前記コンパウンド層の厚さよりも小であってもよい。
本発明によれば、基材の薄型化を図ることができ、基材の熱膨張や収縮等の寸法変化が当該シールワッシャに与える影響を小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記基材は、２００℃で３０分間加熱した後の収縮率が加熱前の１％以下のものであってもよい。
本発明によれば、比較的に高温下で使用される場合にも基材の熱収縮が小さくなり、基材の熱収縮が当該シールワッシャに与える影響を小さくすることができる。従って、当該シールワッシャの耐熱性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記基材は、体積抵抗率が１×１０１５Ω・ｃｍ以上のものであってもよい。
本発明によれば、基材の体積抵抗率が比較的に大となり、電気絶縁性をより向上させることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記基材の厚さが５μｍ〜１０００μｍであってもよい。
本発明によれば、基材の薄型化が図られる。
【００１３】
また、本発明においては、前記コンパウンド層は、カーボン非配合で、油膨潤性のゴム材が含有されたものであってもよい。
本発明によれば、電気絶縁性をより向上させることができる。また、コンパウンド層が油に触れれば膨潤するため、油をシールするためのシールワッシャとして用いれば、比較的に低面圧でもシール性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るシールワッシャは、上述のような構成としたことで、電気絶縁性を向上させながらも、締結部材の緩みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るシールワッシャの一例を模式的に示す一部破断概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るシールワッシャの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係るシールワッシャ１は、その中央に、締結部材２の軸部４が挿通される挿通孔１０が設けられた構成とされている。このシールワッシャ１は、一方の座面を構成する締結部材２の座面３ａと他方の座面を構成する相手部材（第１部材）５の座面５ａとの間に配設される。また、このシールワッシャ１は、電気的に絶縁を要する締結部材２の座面３ａと相手部材（第１部材）５の座面５ａとの間に配設されるものでもよい。
図例では、シールワッシャ１は、その挿通孔１０に締結部材２としてのボルト（雄ねじ）の軸部４が挿通され、この締結部材２の頭部３と締結部材２の頭部３が対向される相手部材（締結対象）としての第１部材（相手部材）５との間に配設された例を示している。また、締結部材２の軸部４が第１部材５の挿通孔６に挿通され、この締結部材２の軸部４の雄ねじ部が第２部材７の雌ねじ穴８にねじ合わせられた例を示している。
【００１７】
この締結部材２によって締結される第１部材５及び第２部材７としては、締結部材２の頭部３側または軸部４の先側に、油や水等の液体が充満されるものや、液体が付着する可能性があるものでもよい。
第１部材５は、例えば、エンジンのロッカーカバー（ヘッドカバー）やオイルパンなどのカバー部材でもよい。また、第１部材５は、締結部材２とは異なる金属系材料から形成されたものでもよい。第２部材７は、このようなカバー部材の被装着部、例えば、シリンダヘッドやシリンダブロック等でもよい。図例では、第２部材７の雌ねじ穴８が貫通孔とされた例を示しているが、第１部材５側のみに開口されたものでもよい。
また、締結部材２は、このように複数部材５，７を締結するものに限られず、オイルパン等の第１部材５に設けられた雌ねじ穴にねじ合わされるドレンボルト（プラグ）でもよい。また、締結部材２は、軸中心に流体の流通孔が形成されたものでもよく、また、温度センサーや圧力センサー等の各種センサーや、電極部の取付部を構成するものでもよい。また、締結部材２は、頭部３を有したボルト（雄ねじ）に限られず、その他、種々の構成とされたものでもよく、雌ねじ部材（ナット）であってもよい。また、締結部材２は、このような雄ねじ部材や雌ねじ部材等のねじ部材に限られず、リベットでもよい。
【００１８】
シールワッシャ１は、締結部材２の軸部４の軸方向に厚さ方向を沿わせたシート状とされている。このシールワッシャ１の挿通孔１０は、当該シールワッシャ１を厚さ方向に貫通している。この挿通孔１０は、軸部４の挿通が可能な径（内径）であればよく、丸孔でもよく、略多角形状の孔でもよい。
また、このシールワッシャ１は、厚さ方向に見て、略円形状とされたものでもよく、略多角形状とされたものでもよい。また、このシールワッシャ１の径（外径）は、一方の座面を構成する締結部材２の頭部３（またはナット）の外径よりも大としてもよい。
【００１９】
また、シールワッシャ１は、環状の基材１１と、この基材１１の少なくとも厚さ方向一方面に接着剤層１３を介して接着され、合成樹脂またはゴム材と繊維材とを含有したコンパウンド層１２と、を備えている。また、基材１１は、電気絶縁性を有した樹脂フィルムとされている。このような構成とすれば、基材が金属製であるものと比べて、電気絶縁性を向上させることができる。また、基材１１の少なくとも片面にコンパウンド層１２が設けられているので、締結部材２によって第１部材５と第２部材７とが締結されれば、締結部材２の頭部３及び第１部材（相手部材）５のうちの少なくとも一方にコンパウンド層１２が圧着される。従って、本実施形態に係るシールワッシャ１によれば、樹脂フィルムのみからなるものと比べて、圧縮復元性が高く、応力緩和も小さいため、締結部材２の緩みを抑制することができる。また、コンパウンド層１２を第１部材（相手部材）５に圧着させれば、コンパウンド層１２によって密着性が向上され、締結部材２による締結力が同じである場合にも、締結部材２の座面３ａと相手部材（第１部材）５の座面５ａとの間のシール性を向上させることができる。
本実施形態では、シールワッシャ１は、基材１１の厚さ方向両面に接着剤層１３，１３を介してコンパウンド層１２，１２を設けた構成とされている。このような構成とすれば、当該シールワッシャ１が当接（圧着）される両側の座面（締結部材２及び第１部材５の座面）３ａ，５ａへの密着性が向上される。また、表裏の区別なくシールワッシャ１を使用することもできる。
【００２０】
基材１１は、本実施形態では、その厚さｔ１がコンパウンド層１２の厚さｔ２よりも小とされている。このような構成とすれば、基材１１の薄型化を図ることができ、基材１１の熱膨張や収縮等の寸法変化が当該シールワッシャ１に与える影響を小さくすることができる。この基材１１の厚さｔ１は、５μｍ〜１０００μｍであってもよい。また、基材１１の厚さｔ１は、特に限定されないが、好ましくは、１０μｍ〜２５０μｍであり、より好ましくは、２５μｍ〜１２５μｍである。基材１１が５μｍ〜１０００μｍの厚さｔ１のフィルム状であれば、基材１１が金属製であるものと比べて軽量化を図ることができる。また、この基材１１の密度は、１．２ｇ／ｃｍ３〜１．６ｇ／ｃｍ３程度であってもよい。また、基材１１の密度は、好ましくは、１．３ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３である。
また、この基材１１は、本実施形態では、電気絶縁性に加え、耐熱性を有している。本実施形態では、基材１１は、ポリイミド樹脂フィルムであり、東レ・デュポン株式会社製のカプトン（登録商標）が好ましく用いられる。このような構成とすれば、基材がポリエチレン樹脂フィルムであるものと比べて、耐熱性を向上させることができる。
【００２１】
また、基材１１は、本実施形態では、２００℃で３０分間加熱した後の収縮率が加熱前の１％以下とされている。このような構成とすれば、当該シールワッシャ１が比較的に高温下で使用される場合にも基材１１の熱収縮が小さくなり、基材１１の熱収縮が当該シールワッシャ１に与える影響を小さくすることができる。従って、当該シールワッシャ１の耐熱性を向上させることができる。つまり、収縮率が大き過ぎる基材１１を採用すれば、高温下で使用された場合に基材１１の熱収縮が大となる傾向がある。
この収縮率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３３に準拠し、試験片を２００℃で３０分間加熱した後の加熱前の寸法に対する試験片の寸法変化から算出された値である。
【００２２】
また、基材１１は、体積抵抗率が１×１０１５Ω・ｃｍ以上が好ましく、本実施形態では、１×１０１７Ω・ｃｍである。このような構成とすれば、基材１１の体積抵抗率が比較的に大となり、電気絶縁性をより向上させることができる。つまり、体積抵抗率が小さい基材１１を採用すれば、電気絶縁性が低下する傾向がある。
また、このような基材１１を備えたシールワッシャ１は、体積抵抗率が１．５×１０１５Ω・ｃｍ以上とされている。
これら体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１  Ａ法に準拠して測定、算出された値である。具体的には、試験片（基材１１を構成する樹脂フィルムまたはシールワッシャ１を構成する積層体）をその表裏両面から直径２０ｍｍの電極とそれよりも広い直径１２０ｍｍの鋼板で挟み、両電極間の抵抗値をテスターで測定した。本実施形態における基材１１及びシールワッシャ１の体積抵抗率は、それぞれ厚さ方向における電気絶縁性の指標である。
なお、基材１１を構成する樹脂フィルムとしては、上記したポリイミド樹脂フィルムに限られず、その他、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の種々の樹脂フィルムでもよい。
【００２３】
接着剤層１３，１３は、基材１１の厚さ方向両面に塗布された接着剤が硬化して形成されている。この接着剤層１３，１３を構成する接着剤としては、フェノール系接着剤等の耐熱性接着剤が好ましい。また、接着剤層１３，１３を構成する接着剤としては、エポキシ系接着剤でもよい。この接着剤層１３，１３の厚さは、１μｍ〜３０μｍ程度でもよい。なお、接着剤層１３，１３には、基材１１に用いられる樹脂フィルムと少なくとも同程度の可撓性を有する接着剤が好ましく用いられる。これによれば、接着剤層１３，１３は、シールワッシャ１が折れ曲がった際にも追従して変形可能となる。
当該シールワッシャ１の厚さ方向両側のコンパウンド層１２，１２は、本実施形態では、互いに同様の構成とされている。つまり、厚さ方向両側のコンパウンド層１２，１２は、その材質が同様であるとともに、厚さｔ２，ｔ２も同じとなるように形成されている。これらコンパウンド層１２，１２の厚さｔ２，ｔ２は、５０μｍ〜５００μｍ程度であってもよい。
また、これらコンパウンド層１２，１２の密度は、１．９ｇ／ｃｍ３〜２．１ｇ／ｃｍ３程度であってもよい。
【００２４】
本実施形態では、これらコンパウンド層１２，１２は、カーボン非配合、つまり、カーボンを含んでいない構成とされている。このような構成とすれば、電気絶縁性をより向上させることができる。
これらコンパウンド層１２，１２に含まれる合成樹脂としては、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。
【００２５】
また、これらコンパウンド層１２，１２に含まれるゴム材としては、ニトリルゴム（NBR）、アクリルゴム（ACM）、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（FPM/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。本実施形態では、これらコンパウンド層１２，１２は、油膨潤性のゴム材を含有している。このような構成とすれば、コンパウンド層１２，１２が油に触れれば膨潤するため、油をシールするためのシールワッシャとして用いれば、比較的に低面圧でもシール性を確保することができる。このような油膨潤性のゴム材としては、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。また、コンパウンド層１２，１２に含まれるゴム材としては、上記した各種ゴム材のうちの１種または２種以上の混合物を用いるようにしてもよい。例えば、コンパウンド層１２，１２は、ゴム材として油膨潤性のスチレンブタジエンゴムと非油膨潤性のニトリルゴムとを含有したものでもよい。なお、コンパウンド層１２，１２は、ゴム材及び合成樹脂の両方を含有していてもよい。
【００２６】
また、これらコンパウンド層１２，１２に含ま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は、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、ボロン繊維等を用いることができる。
また、有機繊維としては、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。
なお、これらコンパウンド層１２，１２は、合成樹脂またはゴム材と繊維材とに加え、ゴム薬品や充填材等の添加剤を含有していてもよい。また、コンパウンド層１２，１２は、アクリル酸ビニルアルコール共重合体等の水膨潤剤を含有していてもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、シールワッシャ１は、コンパウンド層１２，１２の表面（当該シールワッシャ１の厚さ方向両面）に、表面コート層としてのシリコーンコート層１４，１４を設けた構成とされている。このような構成とすれば、防着性を向上させることができる。シリコーンコート層１４，１４としては、常温硬化型ＲＴＶ系シリコーン樹脂が塗布、硬化されて形成されたものでもよい。また、シリコーンコート層１４，１４の厚さは、１μｍ〜１０μｍ程度でもよく、好ましくは、２μｍ〜５μｍ程度でもよい。また、シリコーンコート層１４，１４を形成するために塗布されたシリコーン樹脂は、一部がコンパウンド層１２，１２に浸透されていてもよい。また、図例では、シリコーンコート層１４，１４が当該シールワッシャ１の厚さ方向両面のみを構成するように設けられた例を示しているが、挿通孔１０の内周面や、当該シールワッシャ１の外周面を構成するように設けられていてもよい。また、このようなシリコーンコート層１４，１４に代えて、他の表面コート層が設けられた構成等としてもよく、さらには、このような表面コート層が設けられていない構成としてもよい。
【００２８】
上記構成とされたシールワッシャ１は、例えば、以下のようにして製造するようにしてもよい。まず、基材１１を構成する樹脂フィルムの厚さ方向両面に、接着剤層１３，１３を構成する接着剤を介してコンパウンド層１２，１２を構成するコンパウンド材を積層一体化する。また、接着剤層１３，１３を構成する接着剤を加熱等によって適宜、硬化させる。そして、コンパウンド層１２，１２の表面にシリコーンコート層１４，１４を構成するシリコーン樹脂を塗布し、硬化させ、適宜、打ち抜き等によってシールワッシャ１を製造するようにしてもよい。なお、このような態様に代えて、打ち抜き等によってシールワッシャ１の形状に応じた形状とされた基材１１に対して接着剤層１３，１３、コンパウンド層１２，１２及びシリコーンコート層１４，１４を形成する態様等としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１    シールワッシャ
１１  基材
１２  コンパウンド層
１３  接着剤層
ｔ１  基材の厚さ
ｔ２  コンパウンド層の厚さ
【図１】
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