(57)【要約】【課題】座金としての機能、シール機能及び電気絶縁機能を満足するシールワッシャを提供する。【解決手段】ボルト、リベット、電極などの部品の着座部に用いられるシールワッシャ１０であって、電気絶縁性を有する硬質合成樹脂からなる環状のワッシャ本体１１と、このワッシャ本体１１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１２が一体的に設けられ、その軸方向両端部１２ａ，１２ｂが、ワッシャ本体１１の軸方向両端面１１ａ，１１ｂより外側へ突出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（１１）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（１２）が一体的に設けられ、その軸方向両端部（１２ａ，１２ｂ）が、前記ワッシャ本体（１１）の軸方向両端面（１１ａ，１１ｂ）より外側へ突出していることを特徴とするシールワッシャ。
【請求項２】
金属からなるワッシャ本体（１１）の端面（１１ａ）に電気絶縁性を有する材料からなる絶縁体（１３）が設けられ、前記ワッシャ本体（１１）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（１２）が一体的に設けられ、その軸方向両端部（１２ａ，１２ｂ）が、前記ワッシャ本体（１１）の端面（１１ｂ）及び／又は前記絶縁体（１３）より外側へ突出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、ボルト、リベット、電極などの部品の着座部に用いられるシール機能をもったワッシャに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルトなどの螺子部材とこれにより緊結される相手部材の着座面間に介在させるワッシャには、螺子孔を通じて内部の流体が漏洩することのないように、密封機能を持たせたシールワッシャがあり、その典型的な従来技術が、下記の特許文献１に開示されている。このシールワッシャは、金属からなる環状のワッシャ本体の表面全体を、ゴム層で被覆したものである。
【特許文献１】特開平１１−２９４４３７
【０００３】
ところで、電解二重層キャパシタや燃料電池などの電力機器におけるボルトによる結合部においては、ボルトと相手部材間を電気的に絶縁する必要があるため、このような締結部に用いるシールワッシャには絶縁機能を持たせることが求められる。その点、特許文献１に記載のシールワッシャは、金属環をゴム層で被覆したことによって、絶縁性を有するものではあるが、所要のシール性及び絶縁性を確保するためにはゴム層をある程度厚肉にする必要があり、この場合、ボルトと相手部材との座面間で圧縮を受けることによってゴム層に応力緩和（ヘタリ）を生じるので、ボルトの締結トルクが低下してしまう問題がある。
【０００４】
また、ゴム状弾性材料からなるＯリングなどのパッキンをシール手段及び絶縁手段として用いることも考えられるが、このようなパッキンも応力緩和を生じ、しかも座金としての機能がないため、バックアップリングが必要であり、装着スペースが大きくなると共に、部品数が増加してしまう問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、座金としての機能、シール機能及び電気絶縁性を満足するシールワッシャを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち、請求項１の発明に係るシールワッシャは、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と、この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、その軸方向両端部が、ワッシャ本体の軸方向両端面より外側へ突出しているものである。
【０００７】
なお、ここでいう硬質合成樹脂とは、ナイロンや軟質塩化ビニルのようなゴム状弾性を有するもの以外の、剛性の大きい合成樹脂のことで、一般的な分類によって定義されているように、曲げ弾性率が定常状態で7,000kg/cm2以上のものをいい、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）あるいはフェノール樹脂などが好適である。
【０００８】
請求項２の発明に係るシールワッシャは、金属からなるワッシャ本体の端面に電気絶縁性を有する材料からなる絶縁体が設けられ、前記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、その軸方向両端部が、前記ワッシャ本体の端面及び／又は前記絶縁体より外側へ突出しているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明に係るシールワッシャによれば、ワッシャ本体及びシールリップが電気絶縁性を有するため、ボルト、リベット、電極などの部品と、その取付相手部材の着座面間での電気絶縁性を確実に保持することができる。また、ワッシャ本体が電気絶縁性を有する硬質合成樹脂からなるため、緊結による応力緩和が殆ど発生せず、このため金属ワッシャと同等の座金機能をもち、結合力の低下を来さず、シールリップの軸方向両端部が、その突出高さに相当する適当なつぶし代をもって相手座面に密接するので、良好なシール性を発揮する。
【００１０】
請求項２の発明に係るシールワッシャによれば、ワッシャ本体と相手部材の座面との間に絶縁層が介在し、かつシールリップが電気絶縁性を有するため、ボルト、リベット、電極などの部品と、その取付相手部材の着座面間での電気絶縁性を確実に保持することができる。また、ワッシャ本体が金属からなるため、緊結による応力緩和が発生せず、このため結合力の低下を来さず、シールリップの軸方向両端部が、その突出高さに相当する適当なつぶし代をもって相手座面に密接するので、良好なシール性を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るシールワッシャの好ましい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、第一の形態によるシールワッシャ１０を示す断面斜視図、図２はキャパシタのケースへの装着例を示す断面図である。
【００１２】
図１に示されるシールワッシャ１０は、扁平な環状のワッシャ本体１１と、このワッシャ本体１１の内周に一体的に加硫成形されたシールリップ１２とからなる。ワッシャ本体１１は、絶縁抵抗値の大きい硬質合成樹脂、好ましくはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）あるいはフェノール樹脂などで成形されており、シールリップ１２は電気絶縁性を有するゴム状弾性材料、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどから選ばれた材料で成形されたもので、ワッシャ本体１１の内周面に互いに接合一体化されている。
【００１３】
シールリップ１２の軸方向両端部１２ａ，１２ｂは、ワッシャ本体１１の軸方向両端面１１ａ，１１ｂより適宜外側へ突出しており、その突出高さｈが、シールに必要なつぶし代となる。また、シールリップ１２の内径は、図２に示されるように、ボルト４あるいはリベット等の軸部４１を挿通するのに十分な大きさとなっている。
【００１４】
図２において、参照符号１は、キャパシタのケースにおける外缶、２は内缶で、共にアルミニウムからなり、合成樹脂からなる絶縁層３を介して積層された状態で、ボルト４により互いに結合されている。詳しくは、ボルト４は、その軸部４１が、絶縁層３の筒状部３ａによって内周を覆われた外缶１のボルト挿通孔１ａに遊挿され、軸部４１の外周面に形成された雄螺子溝４１ａが、内缶２に形成された雌螺子部２ａと螺合している。
【００１５】
ボルト４の頭部４２の座面４２ａと、外缶１におけるボルト挿通孔１ａの外周側の表面である座面１ｂとの間には、図１の形態によるシールワッシャ１０が介在されている。ボルト４は、その頭部４２の座面４２ａがシールワッシャ１０のワッシャ本体１１を外缶１に押し付けるように、内缶２の雌螺子部２ａにねじ込まれ、このため、シールワッシャ１０におけるワッシャ本体１１の軸方向両端面１１ａ，１１ｂは、前記座面４２ａ，１ｂに圧接しており、シールワッシャ１０におけるシールリップ１２は、その軸方向両端部１２ａ，１２ｂが軸方向につぶされた状態で、前記座面４２ａ，１ｂに密接し、内周面１２ｃが絶縁層３の筒状部３ａの外周面に密接又は近接対向している。
【００１６】
内缶２の密閉された内室、すなわち電池内部空間５には、発電要素（不図示）に含浸された電解液が封入されており、シールワッシャ１０は、ボルト４の座金としての本来の機能のほか、前記電解液や反応ガスが、ボルト４の軸部４１が挿通された雌螺子部２ａ及び筒状部３ａを通じて外部へ漏洩したり、あるいは外部から異物が侵入するのを防止する機能を有する。すなわち、シールリップ１２が十分なつぶし代ｈをもって座面４２ａ，１ｂに密接するので、優れたシール性を有する。
【００１７】
シールワッシャ１０のワッシャ本体１１及びシールリップ１２は、共に電気絶縁性を有するものであるため、ボルト４の頭部座面４２ａと外缶１の座面１ｂとの間を電気的に絶縁する機能を有する。このため、アルミニウムからなる内缶２と外缶１との間でボルト４を介して漏電が発生するのを、有効に防止することができる。
【００１８】
また、ワッシャ本体１１は、機械的強度の大きい硬質合成樹脂材料からなるため、座面４２ａ，１ｂ間で挟圧されても、経時的な応力緩和が殆ど発生せず、このため金属ワッシャと同等の座金機能をもち、ボルト４の締め付けトルクの低下を来さない。
【００１９】
次に図３は、本発明に係るシールワッシャの好ましい第二の形態を示す断面斜視図、図４は、図３のシールワッシャを電池のケースに用いた装着例を示す断面図である。
【００２０】
図３に示されるシールワッシャ１０において、ワッシャ本体１１は、ＳＵＳ，ＳＰＣＣなどの金属板を扁平な環状に打ち抜き成形したものであり、シールリップ１２は電気絶縁性を有するゴム状弾性材料、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどから選ばれた材料で成形され、ワッシャ本体１１の内周面に互いに接合一体化されている。
【００２１】
ワッシャ本体１１の軸方向一端面及び外周面は、電気絶縁性を有する合成樹脂材料の薄板あるいは電気絶縁性を有する非鉄金属の薄板からなる絶縁体１３が嵌着されている。すなわち、この絶縁体１３は、断面形状がＬ字形をなすものであって、ワッシャ本体１１の軸方向一端面１１ａを覆う円盤部１３ａと、ワッシャ本体１１の外周面１１ｃを覆う筒状の周縁部１３ｂを有する。
【００２２】
シールリップ１２の軸方向一端部１２ａは、絶縁体１３の円盤部１３ａより外側へ高さｈ１で突出しており、シールリップ１２の軸方向他端部１２ｂは、絶縁体１３で覆われていない側のワッシャ本体１１の端面１１ｂより外側へ高さｈ２で突出しており、突出高さｈ１，ｈ２が、シールに必要なつぶし代となる。また、シールリップ１２の内径は、図４に示されるように、ボルト４あるいはリベット等の軸部４１を挿通するのに十分な大きさとなっている。
【００２３】
図４に示される各部は、先に説明した図２と同様のものである。すなわち、ボルト４の頭部４２の座面４２ａと、外缶１におけるボルト挿通孔１ａの外周側の表面である座面１ｂとの間には、図３の形態によるシールワッシャ１０が介在されている。ボルト４は、その頭部４２の座面４２ａがシールワッシャ１０のワッシャ本体１１を外缶１に押し付けるように、内缶２の雌螺子部２ａにねじ込まれ、このため、シールワッシャ１０における絶縁体１３の円盤部１３ａ及びワッシャ本体１１の端面１１ｂは、前記座面４２ａ，１ｂに圧接しており、シールワッシャ１０におけるシールリップ１２は、その軸方向両端部１２ａ，１２ｂが軸方向につぶされた状態で、前記座面４２ａ，１ｂに密接し、内周面１２ｃが絶縁層３の筒状部３ａの外周面に密接又は近接対向している。
【００２４】
内缶２の内室すなわち電池内部空間５には、発電要素（不図示）に含浸された電解液が封入されており、シールワッシャ１０は、ボルト４の座金としての本来の機能のほか、前記電解液や反応ガスが、ボルト４の軸部４１が挿通された雌螺子部２ａ及び筒状部３ａを通じて外部へ漏洩したり、あるいは外部から異物が侵入するのを防止する機能を有する。すなわち、シールリップ１２が、十分なつぶし代ｈ１，ｈ２をもって座面４２ａ，１ｂに密接するので、優れたシール性を有する。
【００２５】
ワッシャ本体１１及びボルト４は導体であるが、このワッシャ本体１１とボルト４の頭部座面４２ａとの間には絶縁体１３の円盤部１３ａが介在しており、また、シールリップ１２も電気絶縁性を有するため、ボルト４の頭部座面４２ａと外缶１の座面１ｂとの間を電気的に絶縁する機能を有する。このため、アルミニウムからなる内缶２と外缶１との間でボルト４を介して漏電が発生するのを、有効に防止することができる。
【００２６】
また、ワッシャ本体１１は鋼材等の金属板からなり、絶縁体１３も電気絶縁性を有する合成樹脂材料あるいは非鉄金属からなるため、座面４２ａ，１ｂ間で挟圧されても、経時的な応力緩和が殆ど発生せず、このためボルト４の締め付けトルクの低下を来さない。
【００２７】
なお、絶縁体１３は、ワッシャ本体１１の軸方向一端に添設あるいは接着される単純な環状薄板であっても良く、あるいは電気絶縁性を有する合成樹脂材料からなる塗料を塗布したものであっても良い。
【００２８】
また、本発明のシールワッシャ１０は、上述のようなボルトの座金としてだけでなく、例えば燃料電池などの電極取付部、各種センサやプラグ、リベットの着座部など、シール及び絶縁の必要な箇所の座金としても、有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るシールワッシャの好ましい第一の形態を示す断面斜視図である。
【図２】図１のシールワッシャを電池のケースに用いた装着例を示す断面図である。
【図３】本発明に係るシールワッシャの好ましい第二の形態を示す断面斜視図である。
【図４】図３のシールワッシャを電池のケースに用いた装着例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  シールワッシャ
１１  ワッシャ本体
１１ａ，１１ｂ  端面
１１ｃ  外周面
１２  シールリップ
１２ａ,１２ｂ  端部
１２ｃ  内周面
１３  絶縁体
１３ａ  円盤部
１３ｂ  周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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