JP6502318B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明はガスケットに関し、詳しくは、補強環に一体に成形されたガスケット本体に、互いに軸方向背反する方向へ突出する二つのシールビードが設けられたガスケットに関する。

ケースの接続部等の間のシール手段として用いられるガスケットとして、ガスケット本体の軸方向両端に位置して、内周側かつ互いに軸方向背反する方向を向いた一対のシールビードを一体に有するものが知られている（特許文献１）。

本発明者は、このような一対のシールビードを一体に有するガスケットとして、図５に示す構造のものを案出した。

このガスケット１００は、金属製の補強環１０１に、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるガスケット本体１０２を一体に成形した構造を有している。ガスケット本体１０２は、その軸方向両端に位置して、内周側かつ互いに軸方向背反する方向を向いた一対のシールビード１０２ａ、１０２ｂが一体に成形されている。シールビード１０２ａ、１０２ｂは、ほぼ同形状であり、ほぼ同程度の剛性を有するように形成されている。

このガスケット１００は、密封対象空間Ｓを構成する一方の部材２００の開口端部に形成された装着溝２０１内に配置される。そして、この装着溝２０１の端面２０１ａと、他方の部材３００の端面３００ａとの間で軸方向へ圧縮されることによって、部材２００、３００間の隙間δを密封するものである。

ここで、装着時にガスケット１００に掛かる軸方向の圧縮力は、ガスケット１００のシールビード１０２ａ、１０２ｂが内周側へ倒れ込もうとする力Ｆとして作用する。一方、密封対象空間Ｓ内の流体圧力Ｐは、シールビード１０２ａ、１０２ｂの内周面が受けることで、シールビード１０２ａ、１０２ｂが端面３００ａ、２０１ａに密接する力として作用する。これによって、ガスケット１００はシールビード１０２ａ、１０２ｂによるセルフシール機能を発揮し、部材２００、３００間の隙間δを密封する。

しかし、このガスケット１００は、密封対象空間Ｓ内の流体圧力Ｐが高圧である場合、双方のシールビード１０２ａ、１０２ｂの微小な剛性差によって、図６に示すように、装着溝２０１内のセット位置が軸方向一方の剛性が低いシールビード側（図６ではシールビード１０２ａ）へずれる挙動を示すことがある。この場合、締め代が減少する側のシールビード（図６ではシールビード１０２ｂ）は、流体圧力Ｐによって隙間δにはみ出すように外周側へ大きく変形し、密封対象空間Ｓ内の流体が点線矢印のように吹き抜けてしまうおそれがある。

しかも、このガスケット１００は、流体圧力のＯＮ、ＯＦＦが繰り返されると、装着溝２０１内で軸方向一方へのずれと復帰とを大きなストロークで繰り返す結果、シールビード１０２ａ、１０２ｂが摩耗するおそれもある。

一方、補強環にガスケット本体を一体に成形したガスケットであって、軸方向両端に位置する一対のリップ部にそれぞれ厚みの差を設けるようにしたものが特許文献２に記載されている。

このガスケットは、補強環が軸方向一端側に偏在するように配置されており、この補強環が相手部材間の隙間を閉塞する位置となるように装着溝への挿入時の向きが規定されている。そして、補強環側に配置される一方のリップ部の厚みを、他方のリップ部の厚みよりも薄く形成することにより、装着溝内で軸方向に圧縮された際に、補強環側に配置される厚みの薄いリップ部の方が大きく変形するようにしている。これにより、補強環が常に隙間を閉塞するようにガスケットが軸方向に位置決めされ、リップ部の隙間へのはみ出しを補強環によって確実に阻止することができるようになっている。

特開平１−２６１５６４号公報 実開平６−３２８３４号公報

特許文献２は、流体圧力のＯＮ、ＯＦＦが繰り返されたとしても、装着溝内のガスケットの軸方向位置を規定できる点で優れている。しかし、装着溝への挿入方向が限定されるという新たな課題がある。

そこで、本発明は、装着溝内への挿入方向にかかわらず、軸方向背反する方向を向いた一対のシールビードによって、優れたシール性を維持することができるガスケットを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．補強環にガスケット本体が一体に成形され、
前記ガスケット本体が、前記補強環の軸方向一端及び他端に位置して内周側かつ互いに軸方向背反する方向を向いた第一及び第二のシールビードを有し、
前記第一及び第二のシールビードのうち一方が、一方の相手部材に形成された装着溝の端面に密接され、前記第一及び第二のシールビードのうち他方が、他方の相手部材の端面に密接されるガスケットにおいて、
前記補強環の軸方向の長さは、該補強環の軸方向一端が前記装着溝の端面又は前記他方の相手部材の端面に接触した状態で、該補強環の軸方向他端が、前記他方の相手部材の端面又は前記装着溝の端面に近接する長さに形成されていると共に、
前記補強環の軸方向一端は、前記第一のシールビードの外周部から突出しており、
前記第一のシールビードは、前記第二のシールビードより剛性が低く、
前記第二のシールビードは、前記補強環の軸方向一端が前記装着溝の端面又は前記他方の相手部材の端面に接触した状態で、前記他方の相手部材の端面又は前記装着溝の端面に対する締め代を形成しているガスケット。

２．前記装着溝への未装着時において、前記第二のシールビードの前記補強環の内周側への突出量及び前記補強環から互いに軸方向背反する方向への突出量が、前記第一のシールビードよりも大きく形成されている前記１記載のガスケット。

３．前記ガスケット本体が軸方向圧縮力を受けた際の第一のシールビードの変形量が、第二のシールビードの変形量よりも大きい前記１又は２記載のガスケット。

４．前記ガスケット本体の外周面に、前記装着溝の内周面に密接する外周ビードが形成されている前記１、２又は３記載のガスケット。

５．前記外周ビードは、前記補強環の軸方向他端近傍の前記ガスケット本体の外周面に形成されている前記４記載のガスケット。

６．第一のシールビードは、先端が丸く形成されている前記１〜５の何れかに記載のガスケット。

７．前記補強環の軸方向一端及び他端の内周縁が面取りされている前記１〜６の何れかに記載のガスケット。

本発明によれば、装着溝内への挿入方向にかかわらず、軸方向背反する方向を向いた一対のシールビードによって、優れたシール性を維持することができるガスケットを提供することができる。

本発明に係るガスケットの縦断面図 図１に示すガスケットが装着溝内に装着された直後の状態を示す縦断面図 図１に示すガスケットが装着溝内に装着されて軸方向に圧縮された状態を示す縦断面図 図１に示すガスケットを図２、図３に示す装着状態と逆向きで装着した状態を示す縦断面図 従来のガスケットの装着時の縦断面図 従来のガスケットの装着後に、内部密閉空間内に圧力が加わった状態の縦断面図

以下、本発明に係るガスケット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、本発明に係るガスケットを単体で示す縦断面図、図２は、図１に示すガスケットが装着溝内に装着された直後の状態を示す縦断面図、図３は、図１に示すガスケットが装着溝内に装着されて軸方向に圧縮された状態を示す縦断面図である。

ガスケット１は、例えば自動車のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）におけるＡＴケースとクラッチケースとの接合部のシール手段などとして使用され、補強環１１にガスケット本体１２が一体に成形された構造を備える。

補強環１１は、ガスケット１に強度を与えるために設けられるものであり、例えば低炭素快削鋼等の適宜金属によって筒状に形成されている。補強環１１の軸方向（図１の上下方向）の長さは、図３に示すように、補強環１１の軸方向一端１１ａが、一方の相手部材２に形成された環状の装着溝２１の端面２１ａに接触した状態で、該補強環１１の軸方向他端１１ｂが、他方の相手部材３の端面３ａに近接する長さに形成されている。具体的には、補強環１１の軸方向一端１１ａが装着溝２１の端面２１ａに接触した状態であるとき、補強環１１の軸方向他端１１ｂは、装着溝２１の開口縁２１ｂと同等又は開口縁２１ｂよりも僅かに下方に位置する長さに形成されている。

ガスケット本体１２は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、補強環１１の内周面及び外周面に一体に成形されている。

ガスケット本体１２は、補強環１１が埋設された基部１２１と、この基部１２１と連続し、補強環１１の軸方向両端に位置して内周側かつ互いに軸方向背反する方向を向いた第一のシールビード１２２及び第二のシールビード１２３とを有している。

ガスケット本体１２の基部１２１は、補強環１１の内周面から軸方向他端１１ｂを跨いで外周面に亘って成形されている。従って、補強環１１の軸方向他端１１ｂは、薄肉状のガスケット本体１２によって被覆されている。一方、補強環１１の軸方向一端１１ａは、第一のシールビード１２２の外周部から突出しており、ガスケット本体１２によって被覆されていない。

第一のシールビード１２２は、第二のシールビード１２３に比較して薄肉でボリュームが小さく形成されている。このため、第二のシールビード１２３より剛性が低い。言い換えれば、第二のシールビード１２３は、第一のシールビード１２２に比較して厚肉でボリュームが大きく形成されることによって、第一のシールビード１２２より剛性が高い。これにより、ガスケット本体１２が軸方向の圧縮力を受けた際、第一のシールビード１２２の変形量の方が、第二のシールビード１２３の変形量よりも大きいものとなっている。

ガスケット１が装着溝２１へ装着されていない状態において、図１に示すように、第二のシールビード１２３の補強環１１の内周側への突出量Ｄ１は、第一のシールビード１２２の補強環１１の内周側への突出量Ｄ２よりも大きく形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。なお、突出量Ｄ１は、補強環１１の内周面から第二のシールビード１２３の内周端までの幅であり、突出量Ｄ２は、補強環１１の内周面から第一のシールビード１２２の内周端までの幅である。

また、第一及び第二のシールビード１２２、１２３の補強環１１から互いに軸方向背反する方向への突出量についても、第二のシールビード１２３の突出量Ｈ１は、第一のシールビード１２２の突出量Ｈ２よりも大きく形成されている（Ｈ１＞Ｈ２）。なお、突出量Ｈ１は、補強環１１の軸方向他端１１ｂから第二のシールビード１２３の軸方向端部までの長さであり、突出量Ｈ２は、補強環１１の軸方向一端１１ａから第一のシールビード１２２の軸方向端部までの長さである。

第二のシールビード１２３は、詳細には後述するが、第一のシールビード１２２が完全につぶれて補強環１１の軸方向一端１１ａが装着溝２１の端面２１ａに接触した状態となっても、相手部材３の端面３ａに対して十分な締め代を形成することができるように突出量Ｄ１、Ｈ１が設定されている。

このように第一及び第二のシールビード１２２、１２３の突出量Ｄ１、Ｄ２、Ｈ１、Ｈ２を形成することにより、第一及び第二のシールビード１２２、１２３に剛性差を容易に付与することができる。

ガスケット本体１２には、基部１２１の外周面に、なだらかな山形の断面をなして隆起形成された外周ビード１２４を有している。ガスケット１は、この外周ビード１２４の頂部における外径が、装着溝２１の内径よりも僅かに大きくなるように形成されている。これにより、ガスケット１の外周側でも、装着溝２１の内周面２１ｃと密接してシールすることができると共に、装着溝２１に対するガスケット１の同心性を維持することができるため、本発明において好ましい。

次に、このガスケット１を装着溝２１内に装着した際の作用について説明する。

このガスケット１は、図２に示すように、一方の相手部材２に形成された環状の装着溝２１内に挿入されて配置される。図２、図３では、第一のシールビード１２２側が装着溝２１の端面２１ａ側となるように挿入された状態を示している。

ガスケット１が装着溝に２１に挿入され、相手部材２、３が不図示のボルト等によって締め付けられると、ガスケット１は相手部材３に押されて、第一及び第二のシールビード１２２、１２３が軸方向の圧縮力を受ける。このとき、第二のシールビード１２３は厚肉でボリュームが大きく高剛性であるのに対し、第一のシールビード１２２は剛性が低く、変形し易いため、この第一のシールビード１２２が優先的に変形して内周側へ倒れ込む。その結果、ガスケット１は、装着溝２１内において、第一のシールビード１２２側、すなわち装着溝２１の端面２１ａ側に偏在した状態にセットされる。

なお、第一のシールビード１２２の先端は、図示するように丸い曲面に形成されていることが好ましい。この装着時の第一のシールビード１２２の内周側への倒れ込みをスムーズに行うことができるからである。

このセット状態において、ガスケット１は、図３に示すように、補強環１１の軸方向一端１１ａが、装着溝２１の端面２１ａと接触するか又は端面２１ａに近接した状態となっている。これにより第一のシールビード１２２は、内周側へのそれ以上の倒れ込みがなくなる。また、外周ビード１２４は、径方向に圧縮された状態で装着溝２１の内周面２１ｂと密接する。

その後、相手部材２、３の締め付けが完了すると、軸方向の圧縮力は、第二のシールビード１２３が内周側に倒れ込むか又は圧縮されることにより吸収される（図３中の実線で示す。）。第二のシールビード１２３は、第一のシールビード１２２が完全につぶれて補強環１１の軸方向一端１１ａが装着溝２１の端面２１ａに接触した状態となっても、相手部材３の端面３ａに対して十分な締め代（図３中の破線で示す。）を有しているためである。これにより、ガスケット１は、第一のシールビード１２２が装着溝２１の端面２１ａに密接し、第二のシールビード１２３が相手部材３の端面３ａに密接して密封対象空間Ｓをシールする。

この装着状態において、第一及び第二のシールビード１２２、１２３は、ガスケット１の内周側から高圧の流体圧を受けると、それぞれに流体圧がかかる。このとき、低剛性の第一のシールビード１２２は、装着溝２１の端面２１ａと当接又は近接した位置にある補強環１１の軸方向一端１１ａによって外周側からバックアップされているため、外周側への変形量が抑制され、外周側にはみ出すおそれはなく、優れたシール性を維持する。

また、ガスケット１は、第一のシールビード１２２に流体圧が掛かることで、装着溝２１の端面２１ａに押し付けられるが、装着状態におけるガスケット１は、装着溝２１の端面２１ａ側に偏在していることと、補強環１１の軸方向一端１１ａが該端面２１ａに当接してそれ以上の移動が阻止されることとにより、ガスケット１の軸方向の位置はほとんど変化しない。従って、流体圧のＯＮ、ＯＦＦが繰り返し作用しても、ガスケット１が軸方向へ大きなストロークで移動を繰り返すことによる摩耗等が発生するおそれはない。

本実施形態に示すように外周ビード１２４が設けられる場合、この外周ビード１２４が装着溝２１の内周面２１ｂに密接するため、ガスケット１の軸方向の変位を抑制する効果をさらに高めることができる効果も得られる。このため第一及び第二のシールビード１２２、１２３や外周ビード１２４の摩耗を有効に抑制することができる。

一方、相対的に高剛性の第二のシールビード１２３が流体圧を受けると、外周側に向けて変形しようとする力が作用するが、第一のシールビード１２２よりも肉厚でボリュームが大きく、相手部材３の端面３ａに対して十分な締め代を有して密接しているため、外周側に大きく倒れ込むことはない。このため、第二のシールビード１２３は端面３ａに対してより密接してシール性を向上させることができる。このため、このガスケット１は、第二のシールビード１２３においても優れたシール性を発揮する。

しかも、第二のシールビード１２３の近傍のガスケット本体１２内に補強環１１の軸方向他端１１ｂが配置されているため、この補強環１１の軸方向他端１１ｂ側が第二のシールビード１２３の外周側への倒れ込みを阻止するように機能する。このため、第二のシールビード１２３が隙間δにはみ出すようなことはない。

なお、本実施形態に示す外周ビード１２４は、補強環１１の軸方向他端１１ｂ近傍のガスケット本体１２の外周面に配置されている。これにより、流体圧によって補強環１１の軸方向他端１１ｂ及び第二シールビード１２３に、装着溝２１の内周面２１ｂに向けて変形しようとする力が作用しても、これを外周ビード１２４が受け止め、第二のシールビード１２３の外周側への変形を効果的に阻止することができるため、本発明において好ましい態様である。これにより、第二のシールビード１２３が隙間δにはみ出すことがない効果をより高めることができる。

補強環１１の両端内周縁には、図示するように、面取り１１ｃが形成されていることが好ましい。これにより、第一及び第二のシールビード１２２、１２３に流体圧による外周側への変形力が作用した際、補強環１１の両端内周縁との間に応力が集中して接着剥がれや亀裂が発生するのを有効に防止することができる。

以上説明したガスケット１は、第一のシールビード１２２側が装着溝２１の端面２１ａ側となるように装着溝２１内に挿入されるようにしたが、このガスケット１は、装着溝２１内への挿入方向が全く限定されない。従って、このガスケット１は、図４に示すように、図２、図３とは逆向きに装着されてもよい。すなわち、図４に示すように、ガスケット１は、相対的に高剛性の第二のシールビード１２３が装着溝２１の端面２１ａに密接され、低剛性の第一のシールビード１２２が相手部材３の端面３ａに密接された状態となるように装着されるようにしてもよい。これによっても上記同様の優れたシール性を発揮する効果を奏する。

従って、ガスケット１は、装着溝２１内への挿入方向にかかわらず、第一及び第二のシールビード１２２、１２３によって、優れたシール性を維持することができる。

この場合、相手部材２、３間の隙間δは低剛性の第一のシールビード１２２の外周側に存在することになる。しかし、装着後のガスケット１の位置は、相対的に低剛性の第一のシールビード１２２がつぶれることで、装着溝２１内における相手部材３側に偏在するため、補強環１１の軸方向一端１１ａが隙間δを内周側から塞ぐように配置される。これにより、第一のシールビード１２２が流体圧によって隙間δへはみ出すことを有効に防止することができる。

よって、本発明に係るガスケット１によれば、挿入方向を何れにしても、相手部材２、３間の隙間δに第一又は第二のシールビード１２２、１２３がはみ出すことがなく、隙間δからの流体の漏れを確実に防止することができる。このため、ガスケット１の装着時に挿入方向に注意を払う必要がなくなり、作業性も大幅に向上する。

１：ガスケット
１１：補強環
１１ａ：軸方向一端
１１ｂ：軸方向他端
１１ｃ：面取り
１２：ガスケット本体
１２１：基部
１２２：第一のシールビード
１２３：第二のシールビード
１２４：外周ビード
２、３：相手部材
３ａ：端面
２１：装着溝
２１ａ：端面
２１ｂ：開口縁
２１ｃ：内周面
Ｓ：密封対象空間
δ：隙間

Claims (9)

1. 補強環にガスケット本体が一体に成形され、
   前記ガスケット本体が、前記補強環の軸方向一端及び他端に位置して内周側かつ互いに軸方向背反する方向を向いた第一及び第二のシールビードを有し、
   前記第一及び第二のシールビードのうち一方が、一方の相手部材に形成された装着溝の端面に密接され、前記第一及び第二のシールビードのうち他方が、他方の相手部材の端面に密接されるガスケットにおいて、
   前記補強環の軸方向の長さは、該補強環の軸方向一端が前記装着溝の端面又は前記他方の相手部材の端面に接触した状態で、該補強環の軸方向他端が、前記他方の相手部材の端面又は前記装着溝の端面に近接する長さに形成されていると共に、
   前記補強環の軸方向一端は、前記第一のシールビードの外周部から突出しており、
   前記第一のシールビードは、前記第二のシールビードより剛性が低く、
   前記第二のシールビードは、前記補強環の軸方向一端が前記装着溝の端面又は前記他方の相手部材の端面に接触した状態で、前記他方の相手部材の端面又は前記装着溝の端面に対する締め代を形成し、
   前記装着溝内に前記ガスケット本体を装着時に、前記第一のシールビード側にガスケット本体を偏在した状態で、第一のシールビードを補強環でバックアップしてセットされるガスケット。
2. 前記装着溝への未装着時において、前記第二のシールビードの前記補強環の内周側への突出量及び前記補強環から互いに軸方向背反する方向への突出量が、前記第一のシールビードよりも大きく形成されている請求項１記載のガスケット。
3. 前記ガスケット本体が軸方向圧縮力を受けた際の第一のシールビードの変形量が、第二のシールビードの変形量よりも大きい請求項１又は２記載のガスケット。
4. 前記ガスケット本体の外周面に、前記装着溝の内周面に密接する外周ビードが形成されている請求項１、２又は３記載のガスケット。
5. 前記外周ビードは、前記補強環の軸方向他端近傍の前記ガスケット本体の外周面に形成されている請求項４記載のガスケット。
6. 第一のシールビードは、先端が丸く形成されている請求項１〜５の何れかに記載のガスケット。
7. 前記補強環の軸方向一端及び他端の内周縁が面取りされている請求項１〜６の何れかに記載のガスケット。
8. 前記補強環の軸方向一端の内周縁先端から、凹曲面を経て前記第一のシールビードが形成されている請求項１〜７の何れかに記載のガスケット。
9. 前記補強環の軸方向一端の面取りされている内周縁先端から、凹曲面を経て前記第一のシールビードが形成されている請求項７に記載のガスケット。

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