(57)【要約】【課題】本発明は、高いシール機能とともに、良好な振動減衰特性を得ることができる制振ガスケットを提案することを課題とする。【解決手段】大径の環状に形成したコイルスプリング２の内側に小径の環状に形成したコイルスプリング３を並列させ、その周囲に板体６を屈曲成形してなる外装部５が装着されている。板体６の両端部６ａ、６ｂを隙間を空けて対向させることによって形成されたスリット７は、コイルスプリング２、３の上面側にコイルスプリング２、３の周方向に沿って設けられている。さらに、コイルスプリング２、３の内部及び外装部５が形成する内部空間にエラストマー４が充填されている。このように構成される制振ガスケット１は外装部５の備える柔軟性により、荷重に対する良好な追随性を有し、高いシール性と制振効果、ひいては騒音低減を実現している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成したコイルスプリングと、
当該コイルスプリングの周囲に板体を巻回して形成した外装部と、
当該外装部に形成されたスリットと、
前記コイルスプリングの内部及び前記板体によって形成された内部空間とに充填されたエラストマーと、
を備えたことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項２】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
前記板体は透孔又は表面に形成された凹部を備えたことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項３】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
大径の環状に形成したコイルスプリングの内側に小径の環状に形成したコイルスプリングを並列させ、前記外装部を配置したことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項４】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
前記スリットは環状に形成されたコイルスプリングの周方向に沿って設けられたことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項５】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
前記スリットは前記コイルスプリングの上面側又は下面側に設けられたことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項６】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
前記外装部の周囲にエラストマーを配置したことを特徴とする制振ガスケット。
【請求項７】
請求項１記載の制振ガスケットにおいて、
前記外装部の周囲にエラストマーからなるリップ部を設けたことを特徴とする制振ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振機能を有するガスケットに関し、特にピアノ線等からなる環状のコイルスプリングとゴム等のエラストマーを組み合わせた制振ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属スプリングをエンドレス化した内層材の周囲にエラストマーを外層材として配置した複合Ｏリングの提案がある。このような複合Ｏリングは、Ｏリングに要求される数種の要求特性の内、何れか１つの要求特性を満足できる性能を有する一つの機能材料と、他の何れかの要求特性を満足できる性能を有する他の機能材料を複合化するとの観点から提案されている。このようなＯリングは、例えば、特許文献１に開示されている。このような複合Ｏリングはエンジン及びエンジンパーツ各部の制振ガスケットとして用いられることがある。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−１１９９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、前記のような複合Ｏリングをインジェクタに用いられるような場合、複合Ｏリングは高面圧となる繰り返し荷重を受ける。このような繰り返し荷重が加わる条件下では、その比較的初期の段階でシール機能及び振動減衰特性に大きな変化が生じることがある。また、高面圧下では、コイルスプリングの倒れや、潰れ、捩れの問題、さらに、コイルスプリングを環状に成形する際のジョイント部が外れるおそれがある。
【０００５】
このような問題が生じる理由は以下のように考えられる。前記のような複合Ｏリングに荷重がサイクリックに加わる条件下では、まずエラストマーの弾性変形が始まり、これに追随する形で金属スプリングの変形が始まる。最終的には金属スプリングのみの変形となる。この間に、エラストマーは容易に塑性域に達してしまう。塑性域に達したエラストマーは元の形状に復元できないことからＯリングのシール機能は低下する。
【０００６】
また、複合Ｏリングの制振効果、特に、高周波域の制振効果は、エラストマーの周波数特性の寄与度が大きいと考えられる。従って、塑性域に達し、硬化したエラストマーは動ばね定数が高くなっており、高面圧を受ける環境下では、高周波域での制振効果が低下する問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、高いシール機能とともに、良好な振動減衰特性を得ることができる制振ガスケットを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための本発明の制振ガスケットは、環状に形成したコイルスプリングと、当該コイルスプリングの周囲に板体を巻回して形成した外装部と、当該外装部に形成されたスリットと、前記コイルスプリングの内部及び前記板体によって形成された内部空間とに充填されたエラストマーとを備えたことを特徴とする（請求項１）。本発明の制振ガスケットでは、板体によって形成される外装部にスリットを形成することで、板体は、高いスプリングバックの効果を有することになる。また、スリットの溝幅を変更することで、制振特性を調整することができる。このような制振ガスケットの板体は、透孔又は表面に形成された凹部を備えることもできる（請求項２）。このように形成することで、制振ガスケットの剛性や制振周波数域などの制振効果に影響を与える要素のチューニングの幅を広げることができる。さらに、板体に透孔を設けた場合には、制振ガスケット製造時において、当該透孔からエラストマーを充填することができるため、制振ガスケットの製造を容易にすることができる。
【０００９】
本発明の制振ガスケットは、大径の環状に形成したコイルスプリングの内側に小径の環状に形成したコイルスプリングを並列させ、前記外装部を配置して形成することができる。（請求項３）。これにより、制振ガスケットの剛性が上がり、制振効果の向上を図ることができる。
【００１０】
本発明の制振ガスケットに備わるスリットは、環状に形成されたコイルスプリングの周方向に沿って設けることもできる（請求項４）。また、前記スリットは前記コイルスプリングの上面側又は下面側に設けることもできる（請求項５）。このような制振ガスケットは、周方向に均一な形状を有するため、制振ガスケットに加わる荷重を分散することができ、効果的に振動を減衰することができる。
【００１１】
本発明における制振ガスケットの外装部の周囲にはエラストマーを配置することができる（請求項６）。また、前記外装部の周囲にエラストマーからなるリップ部を設けることができる（請求項７）。このように制振ガスケットを構成すると、燃料噴射弁等に制振ガスケットを装着する際に、制振ガスケットと装着部との密着性が向上して制振ガスケットの傾きやズレを防止し、高い制振効果、高いシール性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の制振ガスケットは、内部にエラストマーを充填したコイルスプリング、すなわちエラストマーに包埋されたコイルスプリングに板体を巻回して形成した外装部にスリットを設けるようにしたので、使用目的に応じた所望の特性を有する制振ガスケットとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１について説明する。図１は実施例１の制振ガスケット１を示した斜視図である。図２は図１に示した制振ガスケット１の平面図であって、図３は図２の制振ガスケット１をＡ−Ａ線で切断して断面を示した説明図である。また、図４は制振ガスケット１を構成する板体６からなる外装部５を拡大して示した説明図である。制振ガスケット１は、環状に形成されたコイルスプリング２及びコイルスプリング３と、エラストマー４と、軟鋼製の板体６を屈曲して形成した外装部５を備えている。
【００１５】
コイルスプリング２、３は、それぞれピアノ線により成形されている。コイルスプリング２とコイルスプリング３とを比較すると、コイルスプリング２の方が大径で、コイルスプリング３が小径となっている。小径のコイルスプリング３は、コイルスプリング２の図３に示すように内側に配置される。
【００１６】
このように二重に配置されたコイルスプリング２、３の周囲には外装部５が装着される。この外装部５は板体６を屈曲成形してなるもので、コイルスプリング２の上面２ａ及びコイルスプリング３の上面３ａ、さらに、下面２ｂ、３ｂとに当接するようにコイルスプリング２、３の周囲に装着されている。
【００１７】
このような外装部５にはスリット７が形成されている。このスリット７は、コイルスプリング２、３に巻回した板体６の両端部６ａ、６ｂを隙間を空けて対向させることによって形成されている。このようにして形成されるスリット７は、図に示すようにコイルスプリング２、３の上面側にコイルスプリング２、３の周方向に沿って設けられている。外装部５は、このようなスリット７を備えることにより、図４に示すように参照番号５ｃを付した部分を支点とした片持ち梁様の形状となり、柔軟性が強化されている。さらに、外装部５の外周側５ｂには透孔９が設けられている。なお、外装部５の内周側５ａには、突起８が設けられている。この突起８は制振ガスケット１を装着対象部へ装着する際の位置決め及び安定した装着をなし、脱落防止にも寄与する。
【００１８】
本発明の制振ガスケット１は、このようにコイルスプリング２、３と外装部５との組み合わせにエラストマー４が充填されている。すなわち、コイルスプリング２、３の内部及び外装部５が形成する内部空間にエラストマー４が充填されている。エラストマー４は、コイルスプリング２、３、外装部５に加わる振動エネルギから変換された熱エネルギを蓄える。
【００１９】
以上のように構成される制振ガスケット１は外装部５の備える柔軟性により、荷重に対する良好な追随性を有する。これにより高いシール性と制振効果、ひいては騒音低減を実現している。
【００２０】
ここで、制振ガスケット１の特性を従来の銅製のガスケットとの比較において説明する。図５は実施例１の制振ガスケット１と従来の銅製のガスケットをそれぞれ内燃機関の燃料噴射弁の取付部に装着して内燃機関を作動させたときの騒音を比較して示した図である。図５では、横軸に周波数（Ｈｚ）、縦軸に音圧（ｄＢ）を取り、本実施例の制振ガスケットのデータを実線で示し、従来のガスケットのデータを破線で示している。
【００２１】
データの収集条件は以下の通りである。
まず、双方の制振ガスケットは、４気筒ディーゼルエンジンに組み付けられたピエゾ方式の燃料噴射弁の取付部に装着する。すなわち、制振ガスケットは燃料噴射弁の先端がシリンダヘッドに接する位置に装着する。このようにして取り付けた燃料噴射弁の上部５００ｍｍの位置に騒音計を配置して内燃機関を始動し、燃料噴射弁の作動によって生じる騒音の音圧と周波数の関係を計測する。燃料噴射弁はアイドリング時の作動に相当する条件で作動させる。
【００２２】
以上のような条件で比較を行った結果、図５に示すように本実施例の制振ガスケット１を用いた場合、計測した範囲の全域に亘って従来のガスケットを用いた場合よりも騒音が軽減されている。このように、本実施例の制振ガスケット１によればその高い制振効果によって、騒音を低減することができる。
【００２３】
次に、本実施例１の制振ガスケット１の製造方法について図６を参照しつつ説明する。図６は制振ガスケット１の製造過程の一部を示した説明図である。
【００２４】
制振ガスケット１の製造方法は、まず、大径のコイルスプリング２と小径のコイルスプリング３を準備し、これらを並列に配置する。次に、コイルスプリング２、３に透孔９を備えた板体６を屈曲成形して巻回し、外装部５を形成する。このとき、板体６の端部６ａ、６ｂを隙間を空けて対向させることにより外装部５の上面側にスリット７を形成する。その後、図６（ａ）に示すように、制振ガスケット１の最終形状に対応する上部金型１０ａ、下部金型１０ｂからなる金型１０の下部金型１０ｂ上に外装部５を配置したコイルスプリング２、３をセットする。続いて、図６（ｂ）に示すように、外装部５上に未加硫のエラストマー４を配置する。その後、図６（ｃ）に示すように、上部金型１０ａを押し下げ、未加硫のエラストマー４を外装部５やコイルスプリング２、３が形成する内部空間１２に充填する。こうして外装部５やコイルスプリング２、３が形成する内部空間１２に充填したエラストマー４を金型１０で圧縮し、加硫成形すれば、制振ガスケット１を完成させることができる。この際、透孔９は、外装部５やコイルスプリング２、３が形成する内部空間１２内のエア抜きの機能を果たすこととなり、エラストー４のスムーズな充填が実現されている。なお、コイルスプリング２、３にエラストマー４を充填させてから、板体６を屈曲成形し、金型による圧縮成形をすることもできる。
【００２５】
制振ガスケット１は、前記のように圧縮成形によってエラストマーを充填し、成形するが、射出成形による成形方法でエラストマーを充填し、加硫成形することもできる。その製造過程の一部を図７に示して説明する。まず、大径のコイルスプリング２と小径のコイルスプリング３を並列に配置する。次に、コイルスプリング２、３に透孔９を備えた板体６を屈曲成形して巻回し、外装部５を形成する。その後、図７（ａ）に示すように、金型上部１０ａ及び金型下部１０ｂに外装部５を配置したコイルスプリング２、３をセットする。このとき、金型１０には金型１０内部にエラストマーを注入する注入口１１ａが備わっているので、金型１０の内部の外装部５が備える透孔９と注入口１１ａとが一致するようにする。その後、図７（ｂ）に示すように金型１０内に注入口１１ａから未加硫のエラストマー４を流入する。このとき、引出口１１ｂから吸引し、未加硫のエラストマー４の金型内部への侵入を容易にする。こうして、金型１０の内部に流入した未加硫のエラストマー４は透孔９を通じて、外装部５が形成する内部空間１２に充填される。このように、射出成形による方法でも、制振ガスケット１を完成させることができる。なお、制振ガスケット１は、その他可能な成形方法でエラストマーを充填し、加硫成形することができる。
【００２６】
制振ガスケット１は、以上説明したような方法で製造することができるが、制振ガスケット１に設けられたスリット７の幅や外装部５に設けた透孔９の大きさや数量は、制振ガスケット１の用途に応じ、制振ガスケット１に加わることとなる最大荷重や振動特性を加味して決定されている。また、内部に配置したコイルスプリングの数量を増減することによっても、制振ガスケットの制振効果を調整することができる。
【００２７】
なお、板体１は軟鋼、ステンレス鋼といった鋼製で、コイルスプリング２、３はステンレス、ピアノ線等のばね鋼を材料として形成することができる。また、エラストマー４はフッ素ゴム、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、フロロシリコンゴムなどの適宜主原料となる物質を選択し、これに、カーボンブラック、シリカ、炭カルセライトなどの充填材、及び、他の配合部に適した老化防止剤、加工助剤、加硫剤を配合して形成されている。
【実施例２】
【００２８】
次に本発明の実施例２について説明する。図８は実施例２の制振ガスケット２０の平面図である。図９は図８に示した制振ガスケット２０のＡ−Ａ線断面図である。実施例２の制振ガスケット２０と実施例１の制振ガスケット１とは、実施例２の制振ガスケット２０には外装部５の周囲にエラストマー４が配置されている点で相違している。この外装部５の周囲に配置されたエラストマー４にはリップ部２１が形成されている。さらに、制振ガスケット２０の内周部には、エラストマーからなる突起２２が設けられている。この突起２２は制振ガスケット２０を装着対象部へ装着する際の位置決め及び安定した装着に寄与する。
【００２９】
このように外装部５の周囲にエラストマー４を配置することで、図示しないシリンダヘッドや燃料噴射弁に制振ガスケット２０を装着した際の制振ガスケット２０のズレを抑制し、装着部への密着を高め、シール性を向上させることができる。さらに、リップ部２１はシール性の向上に寄与する。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
次に、このような制振ガスケット２０の製造方法について図１０を参照しつつ説明する。図１０は制振ガスケット２０の製造過程の一部を示した説明図である。
【００３１】
金型２３は充填用の金型本体２４と蓋体２５とで構成されている。金型本体２４にはリップ部２１に対応する凹部２４ａ、突起２２に対応する空間２４ｂが形成されている。また、エラストマーの注入口２６ａと引出口２７が設けられている。一方の蓋体２５にもリップ部２１に対応する２５ａが形成されている。また、空間２４ｂに対応する位置にエラストマーの注入口２６ｂが設けられている。
【００３２】
制振ガスケット１の製造方法は、まず、大径のコイルスプリング２と小径のコイルスプリング３を準備し、これらを並列に配置する。次に、コイルスプリング２、３に透孔９を備えた板体６を屈曲成形して巻回し、外装部５を形成する。このとき、板体６の端部６ａ、６ｂを隙間を空けて対向させることにより外装部５の上面側にスリット７を形成する。その後、図１０（ａ）に示すように、金型本体２４に外装部５を配置したコイルスプリング２、３をセットし、その上側に未加硫のエラストマー４を配置する。その後、蓋体２５を押し下げ、未加硫のエラストマー４を充填する。こうして充填したエラストマー４を金型本体２４と蓋体２５とで圧縮し、加硫成形すれば、図１０（ｂ）に示すように、制振ガスケット２０を完成させることができる。なお、実施例１の制振ガスケット１を金型２３にセットし、エラストマーを充填して外装部５の周囲にエラストマー４を配置するようにしてもよい。
【００３３】
制振ガスケット２０は、前記のように圧縮成形によってエラストマーを充填し、成形するが、射出成形による成形方法でエラストマーを充填し、加硫成形することもできる。その製造過程の一部を図１１に示して説明する。まず、大径のコイルスプリング２と小径のコイルスプリング３を並列に配置したところに、コイルスプリング２、３に透孔９を備えた板体６を屈曲成形して巻回し、外装部５を形成する。その後、図１１（ａ）に示すように、金型本体２４に外装部５を配置したコイルスプリング２、３をセットする。その後、図１１（ｂ）に示すように蓋体２５を金型本体２４上に載置して引出口２７から吸引を行いつつ注入口２６ａから未加硫のエラストマー４を流入する。注入口２６ａ、２６ｂは金型本体２４と蓋体２５とに設けられているので未加硫のエラストマー４は金型２３の内部の全域に充填される。その後、エラストマー４を加硫成形すれば制振ガスケット１を完成させることができる。なお、制振ガスケット２０はその他可能な成形方法でエラストマーを充填し、加硫成形することができる。
【００３４】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００３５】
図１２は制振ガスケット３０の断面を示した説明図である。制振ガスケット３０は外装部５の外周側５ｂの表面に形成された凹部３１を備えている。この凹部３１は、実施例１における透孔９に代えて、又は、透孔９とともに設けられるものである。このようにして設けられた凹部３１の大きさや深さを様々に変更することによって、制振ガスケットの制振効果を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の制振ガスケットを示した斜視図である。
【図２】図１の制振ガスケットの平面図である。
【図３】図２に示した制振ガスケットのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】外装部を拡大して示した説明図である。
【図５】実施例１の制振ガスケットと従来のガスケットをそれぞれ装着した燃料噴射弁の作動時の騒音を比較した説明図である。
【図６】実施例１の制振ガスケットの圧縮成形による製造過程の一部を示した説明図である。
【図７】実施例１の制振ガスケットの射出成形による製造過程の一部を示した説明図である。
【図８】実施例２の制振ガスケットの平面図である。
【図９】図７の制振ガスケットのＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】実施例２の制振ガスケットの圧縮成形による製造過程の一部を示した説明図である。
【図１１】実施例２の制振ガスケットの射出成形による製造過程の一部を示した説明図である。
【図１２】外装部に凹部を備えた本発明の制振ガスケットの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、２０、３０  制振ガスケット
２、３  コイルスプリング
４  エラストマー
５  外装部
７  スリット
８  突起
９  透孔
１０  金型
１１ａ  注入口
１１ｂ  引出口
２１  リップ部
２２  突起
２３  金型
２４  金型本体
２５  蓋体
２６ａ  噴射口
２７  引出口
３１  凹部
【図１】
2008128343.tif 000003
【図２】
2008128343.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008128343.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008128343.tif 000013
【図１２】
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