(57)【要約】【課題】ジョイントシートを素材としたガスケットのフレッティングによるはみ出しを防止して、シール耐久性を従来のジョイントシートを素材としたガスケットよりも向上させることにある。【解決手段】ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成した多層構造のジョイントシートからなるガスケット素材において、前記ジョイントシート１の両最外層のうちの一方の層である表層１ａを固着性の低い非固着層とするとともに他方の層である裏層１ｂを固着性の高い固着層としたことを特徴とするガスケット素材である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成した多層構造のジョイントシートからなるガスケット素材において、
前記ジョイントシートの両最外層のうちの一方の層を固着性の低い非固着層とするとともに他方の層を固着性の高い固着層としたことを特徴とする、ガスケット素材。
【請求項２】
前記固着層の固着力は、前記非固着層の固着力の５倍以上であって、かつ２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１記載のガスケット素材。
【請求項３】
前記固着層の組成配合は、２重量％以上で１５重量％以下のクマロンインデン樹脂と、５重量％以上で６０重量％以下の炭酸カルシウムと、１０重量％以上で２５重量％以下のＮＢＲとを合計１００重量％以下含むものであることを特徴とする、請求項１または２記載のガスケット素材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に搭載されるエンジンや変速機等に用いられるガスケットの素材に関し、特には、ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成した多層構造のジョイントシートからなるガスケット素材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両等に搭載されるエンジンの周辺用のガスケットの素材としては、補強繊維としてのアスベストをニトリルゴムとフェノール樹脂等で固めて積層状にしたいわゆるアスベストジョイントシートが用いられていたが、昨今のアスベストの規制から、本願出願人等は、例えば１９９２年５月社団法人自動車技術会発行の学術講演会前刷集に本願出願人等が発表した論文「ノンアスベストガスケットの開発」に記したように、アスベストを使用せずに他の強化繊維を使用したジョイントシートの実用化を検討している。
【０００３】
ところで、例えば図３に示す如き、エンジンと組み合わされた変速機のハウジングＨとそこにボルトＢで固定されるカバーＣとの間のガスケット挿入部のように、エンジンの運転と停止との繰り返し等により温度変化が大きくなる構造体にガスケットＧを用いた場合、その温度変化の繰返しに起因してハウジングＨおよびカバーＣとガスケットＧとの接合面間に、図４に矢印Ｆで示すように、繰返し相対変位（フレッティング）が生じる。また、近年の軽量化の要請により、ハウジングＨやカバーＣ等の構造体の低剛性化が進んいるため、カバーＣ等に加わる外力によってもフレッティングが生ずる。
【０００４】
一方、従来のジョイントシートは、表面と裏面との固着力の差が少ない。このため、従来のジョイントシートを素材としたガスケットをエンジンの周辺の変速機等に用いると、図４に示すように、上記フレッティングによってガスケットＧの両面にハウジングＨやカバーＣ等の構造体に対する滑りＳが生じ、その際に発生する摩擦力によってガスケットＧが本来の位置からずれて、図５および図６に示すようにガスケット挿入部からはみ出す部分Ｐが生じ、シール性が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本願出願人は、構造体の締結ボルトの本数の追加やボルトの締付け軸力の増加やカバー等の剛性の向上により締結面圧を増加させることでフレッティング量を低減させたり、ガスケットの機械的強度を向上させることでフレッティングに対する耐力を向上させたり、構造体のガスケット挿入部の合せ面にノックピン等で嵌合構造を設けてフレッティング量を低減させたり、ガスケットの表面上にグラファイトや二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を塗布することで摩擦を低下させてガスケットを位置ずれさせる力を減少させたりすることで、シール性の低下を防止することを試みた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、構造体の締結ボルトの本数の追加やボルトの締付け軸力の増加やカバー等の剛性の向上により締結面圧を増加させる方法では、締結構造が複雑化して構造体の価格上昇を招くとともに部品点数増加と大型化により構造体の重量の増加を招くという問題があり、またガスケットの機械的強度を向上させる方法では、ジョイントシートひいてはガスケットが硬くなって圧縮量が低下し、逆にシール性が悪化する場合があるという問題があった。
【０００７】
さらに、ノックピン等で嵌合構造を設ける方法では、締結構造が複雑化して構造体の価格上昇を招くとともに部品点数増加と大型化により構造体の重量の増加を招くという問題があり、またガスケットの表面上にグラファイトや二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を塗布する方法では、固体潤滑剤によってガスケットとカバー等との滑りが大きくなり、フレッチング量が大きくなって、強度が低いガスケットでは変形の発生をかえって促してしまうという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決したガスケット素材を提供することを目的とするものであり、この発明のガスケット素材は、ゴムと補強繊維と充填材とを混合した原料を混練しつつ加圧積層するとともに加硫して形成した多層構造のジョイントシートからなるガスケット素材において、前記ジョイントシートの両最外層のうちの一方の層を固着性の低い非固着層とするとともに他方の層を固着性の高い固着層としたことを特徴とするものである。
【０００９】
かかるこの発明のガスケット素材によれば、ガスケット素材を構成するジョイントシートの両最外層のうちの一方の層を固着性の低い非固着層とするとともに他方の層を固着性の高い固着層としたから、たとえハウジングやカバー等の構造体にフレッティングが生じても、この発明のガスケット素材から形成したガスケットの固着層が構造体にガスケットを固着させてガスケットを本来の位置に維持するとともに、そのガスケットの非固着層が構造体に対する滑りＳを小さな摩擦力で生じさせるので、ガスケットが本来の位置からずれてシール性が低下するのを防止することができる。
【００１０】
なお、この発明のガスケット素材においては、前記固着層の固着力は、前記非固着層の固着力の５倍以上であって、かつ２．５ＭＰａ以上であることが好ましい。固着層の固着力が、非固着層の固着力の５倍以上でかつ２．５ＭＰａ以上であれば、後述のように、フレッティングに対してガスケットのシール耐久性が充分得られるからである。
【００１１】
また、この発明のガスケット素材においては、前記固着層の組成配合は、２重量％以上で１５重量％以下のクマロンインデン樹脂と、５重量％以上で６０重量％以下の炭酸カルシウムと、１０重量％以上で２５重量％以下のＮＢＲとを合計１００重量％以下含むものであることが好ましい。かかる組成配合によれば、後述のように、固着層の固着力が非固着層の固着力の５倍以上でかつ２．５ＭＰａ以上となって、フレッティングに対してガスケットのシール耐久性が充分得られるからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のガスケット素材の一実施形態を示す断面図であり、図中符号１は、表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層からなる多層構造とした上記実施形態の、ガスケット素材としてのジョイントシートを示す。
【００１３】
この実施形態のジョイントシート１は、例えばＮＢＲ等のゴムと、アスベスト以外の例えばアラミド繊維やガラス繊維等の補強繊維と、例えば硫酸バリウム等の充填材とを混合した原料を、ホットロールとコールドロールとの一対のロールを具えるカレンダーロールのホットロール上に供給して、それらのロールで混練しつつ加圧することでホットロール上に積層し、さらにそのホットロールの熱で加硫して硬化させた後ホットロール上から剥ぎ取ることで形成する。そしてその際、補強繊維や充填材の配合を異ならせることで、図１に示すように、上記表層１ａと裏層１ｂとそれらの間の中間層１ｃとの三層を形成する。なお、詳細は例えば先の論文「ノンアスベストガスケットの開発」を参照されたい。ちなみに、同論文中第１７９頁の中材におけるアラミド繊維とガラス繊維とＮＢＲとの配合例を示すＦＩＧ．５の、例えばポイント５の配合は、アラミド繊維概略２４重量％、ガラス繊維概略３３重量％、ＮＢＲ概略４３重量％である。
【００１４】
ところで、この実施形態のジョイントシート１においては、ジョイントシート１の両最外層である上記表層１ａと裏層１ｂとのうちの一方の層である表層１ａは固着性の低い非固着層とし、他方の層である裏層１ｂは固着性の高い固着層とする。そして固着層である裏層１ｂの固着力は、非固着層である表層１ａの固着力の５倍以上であって、かつ２．５ＭＰａ以上とする。
【００１５】
上述した固着力をもたらすためにこの実施態様のジョイントシート１においては、裏層１ｂの組成配合を、２重量％以上で１５重量％以下のクマロンインデン樹脂と、５重量％以上で６０重量％以下の炭酸カルシウムと、１０重量％以上で２５重量％以下のＮＢＲとを合計１００重量％以下含むものとする。
【００１６】
かかる実施形態のジョイントシート１によれば、ガスケット素材を構成するジョイントシートの両最外層のうちの一方の層を固着性の低い非固着層とするとともに他方の層を固着性の高い固着層としたから、図２に示すように、たとえハウジングＨやカバーＣ等の構造体にフレッティングＦが生じても、このジョイントシート１から形成したガスケットＧの裏層１ｂが構造体の例えばハウジングＨにガスケットＧを固着させてガスケットＧを本来の位置に維持するとともに、そのガスケットＧの表層１ａが構造体の例えばカバーＣに対する滑りＳを小さな摩擦力で生じさせるので、ガスケットＧが本来の位置からずれてシール性が低下するのを防止することができる。
【００１７】
しかもこの実施態様のジョイントシート１によれば、裏層１ｂの組成配合を、２重量％以上で１５重量％以下のクマロンインデン樹脂と、５重量％以上で６０重量％以下の炭酸カルシウムと、１０重量％以上で２５重量％以下のＮＢＲとを合計１００重量％以下含むものとして、裏層１ｂの固着力を、表層１ａの固着力の５倍以上であって、かつ２．５ＭＰａ以上としたから、フレッティングに対するガスケットＧのシール耐久性を充分得ることができる。
【００１８】
【実施例】
上記実施形態において表層１ａと裏層１ｂとの組成配合を種々異ならせた以下の実施例１〜実施例６の何れも板厚０．５ｍｍのジョイントシート１を製作し、それらのジョイントシート１をそれぞれ素材としたガスケットにて、実機変速機のハウジングＨとカバーＣとを用いてそのガスケット挿入部の合せ面のフレッティング耐久試験を、ボルト１本当たり軸力１トンでガスケットを締付けてケース温度８０℃の環境下で変速機の入出力軸間に１００Ｎ・ｍのトルクの往復回転方向捻り荷重を加えるという条件で３０００サイクル実施した結果、何れも、ガスケットの位置ずれ変形の発生がなく優れたシール耐久性を有していた。なお、ＮＢＲはニトリル・ブタジェン・ゴム、ＮＲは天然ゴムを示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【表２】
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【００２１】
【表３】
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【００２２】
【表４】
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【００２３】
【表５】
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【００２４】
【表６】
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【００２５】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えばジョイントシートを、固着層としての裏層または表層と、上記中間層１ｃに対応するいわゆる中材からなる非固着層としての主層との二層からなる多層構造としても良い。そしてこの発明のガスケット素材は、変速機のハウジングＨとカバーＣとの間に挿入されるガスケット以外のエンジン周辺部のガスケットにも用い得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガスケット素材の一実施形態を示す断面図である。
【図２】上記実施形態のガスケット素材からなるガスケットのフレッティングに対する作用を示す断面図である。
【図３】変速機のハウジングとカバーとの間に挿入されたガスケットを示す断面図である。
【図４】従来のガスケット素材からなるガスケットのフレッティングに対する作用を示す断面図である。
【図５】従来のガスケットの位置ずれによるはみ出しを示す断面図である。
【図６】従来のガスケットの位置ずれによるはみ出しを示す平面図である。
【符号の説明】
１　ジョイントシート
１ａ　表層
１ｂ　裏層
１ｃ　中間層
Ｂ　ボルト
Ｃ　カバー
Ｆ　フレッティング
Ｇ　ガスケット
Ｈ　ハウジング
Ｐ　はみ出す部分
Ｓ　滑り
【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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