WO2016114323A1

WO2016114323A1 - ガスケット

Info

Publication number: WO2016114323A1
Application number: PCT/JP2016/050884
Authority: WO
Inventors: 健渡邉; 功丹治; 真哉中岡
Original assignee: Nok株式会社
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2016-07-21
Also published as: EP3246602A4; EP3246602A1; CN107110359A; JPWO2016114323A1; US20180003300A1

Abstract

　本発明は、ビード部の一側方のみにボルト孔が設けられることによって片側支持されるガスケットにおけるビード部の圧縮量を確保でき、シール性を向上させることができるようにすることを課題とし、その課題はシール対象となる開口部（103）と、開口部（103）の周囲に沿って設けられたビード部（12）と、ビード部（12）の一側方に配置されたボルト孔とを有し、ケース（101）とカバー（102）との間に配置されてボルト締結されることにより、ボルト（200）によって片側支持された状態で開口部（103）をシールするガスケット（1）であって、ボルト孔を挟んでビード部（12）と反対側に位置する側縁部（1a）に、ボルト締結時のケース（101）とカバー（102）との間の隙間を規制して該カバー（102）をビード部（12）に圧接させる支点となる高さ調整部（14）を設けたことにより解決される。

Description

ガスケット

　本発明はガスケットに関し、詳しくは、ビード部の一側方にボルト孔が設けられ、フランジ間に配置されてボルト締結されることにより、該フランジ間で片側支持された状態でシールするようにしたガスケットに関する。

　ガスケットは、金属基板にシール対象となる開口部を有し、この開口部の周囲に沿ってビード部が形成されている。そして、フランジ間に配置されてボルト締結された際、このビード部がフランジ間で圧縮されることによって内圧及び外側からの水等から開口部をシールする。ビード部は、シール面を線接触として面圧を増大させる他、相手面の平面度に追随させる機能も有している。

　近年、特に自動車分野において、燃費向上のためにエンジンや補機類、ＥＶ、ＨＥＶ用のインバータ等のハウジングのフランジにおいて小型化・軽量化が必須となっている。このため、フランジ厚みの低減に加え、フランジを締め付けるボルト本数削減の要求が高まっている。

　ボルト本数削減の際、他のハウジング等との接触を避けるために、ボルトがフランジの片側のみに配置される場合がある。この場合、図３（ｂ）に示すように、フランジが片側のみでボルト締結されたいわゆるオーバーハング状態となる。これに使用されるガスケットは、シール対象となる開口部の一側方のみにボルト孔が配置される構造となる。このガスケットは、フランジ間にボルトによって片側支持された状態で開口部をシールすることとなる。

　このため、上記のガスケットは、ボルトによって片側支持されることで、ボルト締結時にハウジングのカバーがボルト側に傾いてしまい、フランジによるビード部の圧縮量が不足し、シール性が低下する問題がある。この問題は、ビード部（開口部）がボルトから離れるほど顕著となり、また、ビード部（開口部）が複数設けられる場合では、ボルトから遠い位置にあるビード部（開口部）ほど顕著となる。

　従来、特許文献１には、ボルトの軸が貫通する貫通孔と、該貫通孔の周囲にボルトの座部に対応する座部対応部とを有し、ボルト部に配置される環状の金属片をガスケットと組み合わせることにより、ボルトの締め付け荷重を金属片によって受け止め、フランジの低剛性化による締め付け荷重の低下に対処するようにしたガスケットが開示されている。しかし、上記のようにオーバーハング状態となる場合のフランジによるビード部の圧縮量不足については開示されておらず、上記の問題を解消し得るものではなかった。

特開２０１２－２１９８１８号公報

　そこで、本発明は、ビード部の一側方のみにボルト孔が設けられることによって片側支持されるガスケットにおけるビード部の圧縮量を確保でき、シール性を向上させることができるようにすることを課題とする。

　また、本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

　上記課題は、以下の各発明によって解決される。

　１．シール対象となる開口部と、前記開口部の周囲に沿って設けられたビード部と、前記ビード部の一側方に配置されたボルト孔とを有し、ケースとカバーとの間に配置されてボルト締結されることにより、ボルトによって片側支持された状態で前記開口部をシールするガスケットであって、
　前記ボルト孔を挟んで前記ビード部と反対側に位置する側縁部に、ボルト締結時の前記ケースと前記カバーとの間の隙間を規制して該カバーを前記ビード部に圧接させる支点となる高さ調整部を設けたことを特徴とするガスケット。
　２．前記高さ調整部は、前記側縁部を折り曲げることによって形成されていることを特徴とする前記１記載のガスケット。
　３．前記高さ調整部は、最も前記ビード部側の端縁が、前記ボルト孔に差し掛からないように折り曲げ形成されていることを特徴とする前記２記載のガスケット。
　４．前記高さ調整部は、最も前記ビード部側の端縁が、前記ボルト孔の半径以下の張り出し量で該ボルト孔側に配置されるように折り曲げ形成されていることを特徴とする前記２記載のガスケット。
　５．前記開口部は、前記ボルト孔から近い位置にある開口部と遠い位置にある開口部の少なくとも２つ設けられていると共に、前記ビード部は前記開口部の各々の周囲に沿って設けられ、
　前記ビード部のうち、前記ボルト孔から遠い位置にある前記ビード部の高さを、前記ボルト孔に近い位置にある前記ビード部の高さよりも高く形成したことを特徴とする前記１～４の何れかに記載のガスケット。
　６．前記高さ調整部の高さは、最も低い前記ビード部の高さ以下であることを特徴とする前記１～５の何れかに記載のガスケット。

　本発明によれば、ビード部の一側方のみにボルト孔が設けられることによって片側支持されるガスケットにおけるビード部の圧縮量を確保でき、シール性を向上させることができる。

本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図図１に示すガスケットをハウジングのフランジ間に配置した状態で図１中の(ii)-(ii)線に沿って切断した際の断面図（ａ）は本発明に係るガスケットの作用を説明する説明図、（ｂ）は従来のガスケットの作用を説明する説明図（ａ）（ｂ）は高さ調整部の形状を説明する側面図本発明に係るガスケットの他の実施形態を示す平面図図５に示すガスケットをハウジングのフランジ間に配置した状態で図５中の(vi)-(vi)線に沿って切断した際の断面図図５、図６に示すガスケットの側面図本発明に係るガスケットのさらに他の実施形態を示す部分平面図図８に示すガスケットをハウジングのフランジ間に配置した状態で図８中の(ix)-(ix)線に沿って切断した際の断面図図８に示すガスケットのボルト孔の近傍を拡大して示す平面図

　以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

　図１は、本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図、図２は、図１に示すガスケットをハウジングのフランジ間に配置した状態で図１中の(ii)-(ii)線に沿って切断した際の断面図である。

　図２に示すように、ハウジング１００は、ケース１０１とカバー１０２によって構成されている。ケース１０１は、シール対象となる開口部１０３を有している。この開口部１０３をシールするために、ケース１０１とカバー１０２との間にガスケット１が配置されている。

　ガスケット１は、図１に示すように、ケース１０１の開口部１０３と同形状のシール対象となる開口部１１と、この開口部１１の周囲に沿って設けられたビード部１２を有している。本実施形態に示すビード部１２は、カバー１０２側に凸となる形状のフルビードによって形成されている。しかし、ビード部１２はハーフビードや台形ビード等の他のビード形状であってもよい。

　また、ガスケット１には、このガスケット１をケース１０１とカバー１０２の間に配置してボルト２００によって一体に締結する際に該ボルト２００を挿通させるための適宜数のボルト孔１３が設けられている。ボルト孔１３は、本実施形態では２つ設けられているが、具体的なボルト孔１３の数は特に問わない。

　ガスケット１は、例えばステンレス、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム合板等の金属基板によって形成されている。金属基板の表面（表裏両面）にはゴム状弾性体（図示せず）が被着されていることが好ましい。表面のゴム状弾性体がケース１０１とカバー１０２に対して弾性的に密接することでシール性を高めることができる。ゴム状弾性体としては、例えばニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等を使用することができる。ゴム状弾性体は、これらのゴムを単独で使用してもよいし、これらのうちの何れか二種以上のゴムを含む合成ゴム（発泡ゴムを含む。）であってもよい。

　ハウジング１００は、開口部１０３の一側方のみでボルト２００によってケース１０１とカバー１０２とを締結する構造とされている。このため、ガスケット１のボルト孔１３も、ビード部１２の一側方のみ（図１、図２中の右側方のみ）に配置されている。このため、ガスケット１は、図２に示すように、ケース１０１とカバー１０２との間に配置されてボルト２００によって一体に締結されることにより、該ボルト２００によって片側支持された状態で開口部１０３、１１をシールするようになっている。

　ガスケット１には、ボルト孔１３を挟んでビード部１２と反対側に位置する側縁部１ａ（図１、図２の右側縁部）に高さ調整部１４が設けられている。

　高さ調整部１４は、側縁部１ａの厚みを部分的に厚くなるように形成することによって、ボルト２００による締結時のケース１０１とカバー１０２との間の隙間１０４を該高さ調整部１４の厚み分となるように規制する。これにより、高さ調整部１４は、カバー１０２をガスケット１のビード部１２に圧接させる支点を形成する。

　すなわち、ガスケット１の側縁部１ａに、部分的に厚みを厚くする高さ調整部１４が形成されることにより、図３（ａ）に示すように、ガスケット１上にカバー１０２が被せられ、ボルト２００によって締結された際、カバー１０２がビード部１２とほぼ同時に高さ調整部１４と接する。そして、さらにボルト座面に該ボルト２００の締結軸力が作用していくと、カバー１０２は、高さ調整部１４との接触部位を支点Ａとして、梃子の作用により、ボルト２００を挟んで該支点Ａ（高さ調整部１４）とは反対側のカバー１０２の端部１０２ａが下向きに押圧されるようになる。

　これにより、カバー１０２はガスケット１のビード部１２に圧接され、該ビード部１２の圧縮量が確保される。このため、ボルト２００によって片側支持されるガスケット１でありながらも、開口部１０３、１１のシール性を向上させることができる。

　一方、図３（ｂ）に示すように、このような高さ調整部１４が設けられないガスケット１’の場合、ガスケット１上にカバー１０２が被せられ、ボルト２００によって締結された際、カバー１０２は最初にビード部１２のみと接するようになる。そして、さらにボルト座面に該ボルト２００の締結軸力が作用していくと、カバー１０２は、ビード部１２との接触部位が支点Ｂとなるため、梃子の作用により、該支点Ｂを挟んでボルト２００とは反対側のカバー１０２の端部１０２ａは上向きに浮き上がってしまう。このため、カバー１０２は、ビード部１２を圧縮することができず、シール性を確保することができない。従って、本発明のように高さ調整部１４を設けることにより、片側支持される場合でもビード部１２の圧縮量を確保できる顕著な効果が得られる。

　高さ調整部１４の高さｈ１は、高さが最も低いビード部１２の高さ以下であることが好ましい。本実施形態ではビード部は１つだけであるため、このビード部１２の高さｈ２以下、具体的には、０＜ｈ１≦ｈ２であることが好ましい。ビード部１２の高さｈ２を超えると、カバー１０２は高さ調整部１４側が高くなるように傾くため、カバー１０２によるビード部１２の圧縮量を確保することが難しくなる。より好ましくは、（０．５×ｈ２）＜ｈ１≦ｈ２とすることである。

　高さ調整部１４は、ガスケット１の側縁部１ａを部分的に厚く形成することができるものであれば、どのような構造であってもよい。例えばガスケット１と別体の部材を該ガスケット１に装着して高さ調整部１４を形成してもよい。しかし、高さ調整部１４は、するようにしてもよいが、側縁部１ａを折り曲げることによって形成されることが好ましい。側縁部１ａを折り曲げるだけで高さ調整部１４を一体に形成できるため構造が簡単であり、ガスケット１を低コストに製造できる。

　折り曲げ形成された高さ調整部１４は、図４（ａ）に示すように、折り曲げ端部１４ａをガスケット本体１０に重ね合わせるように折り曲げるようにしてもよいし、図４（ｂ）に示すように、折り曲げ端部１４ａとガスケット本体１０との間に隙間をあけるようにＵ字状に折り曲げるようにしてもよい。

　図４（ａ）の高さ調整部１４とした場合、ボルト締結時に高さ調整部１４に反力が発生しにくいため、安定的な支点Ａを構築することができ、カバー１０２をビード部１２に強く圧接させることができる。また、図４（ｂ）の高さ調整部１４とした場合、高さ調整部１４の高さｈ１を、ガスケット本体１０の厚みよりも大きくすることができ、ビード部１２の高さとの関係で任意に高さを調整できる。

　図１、図２に示す高さ調整部１４は、上記したように折り曲げ形成されたものを例示している。このとき、折り曲げ形成された高さ調整部１４の最もビード部１２側の端縁１４ｂは、ボルト孔１３に差し掛からないように、該ボルト孔１３よりも手前の位置に配置されるように折り曲げ形成されている。具体的には、折り曲げ形成された高さ調整部１４の端縁１４ｂは、図１に示すように、ボルト２００の座面２００ａに差し掛からないように配置されている。これにより、高さ調整部１４を支点Ａとして、カバー１０２の端部１０２ａを下向きに押圧させる力を大きくできるため、ボルト２００の締結軸力によってカバー１０２をビード部１２に圧接させる力を大きくすることができる。

　図５は、本発明に係るガスケットの他の実施形態を示す平面図、図６は、図５に示すガスケットをハウジングのフランジ間に配置した状態で図５中の(vi)-(vi)線に沿って切断した際の断面図、図７は、図５、図６に示すガスケットの側面図である。図１～図４中と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、それらの説明は図１～図４の説明を援用し、ここでは省略する。

　このガスケット１は、開口部１１が、ボルト孔１３から近い位置にある開口部１１ａと遠い位置にある開口部１１ｂの少なくとも２つ設けられている。ビード部１２は、これら開口部１１ａ、１１ｂの各々の周囲に沿って設けられており、開口部１１ａのビード部１２ａと、開口部１１ｂのビード部１２ｂを有している。

　この場合も、高さ調整部１４によって、上記したようにボルト２００の締結時に、カバー１０２による各ビード部１２ａ、１２ｂの圧縮量を確保できる効果が得られるが、本実施形態では、各ビード部１２ａ、１２ｂの高さが異なっており、複数のビード部１２を有する場合に好ましい態様を例示している。すなわち、図７に示すように、ボルト孔１３から遠い位置にあるビード部１２ｂの高さｈ２ｂが、ボルト孔１３に近い位置にあるビード部１２ａの高さｈ２ａよりも高く、ｈ２ａ＜ｈ２ｂとなるように形成されている。

　開口部１１（ビード部１２）の数が多くなる程、カバー１０２も大きくなり、カバー１０２の端部１０２ａはボルト２００から遠くに配置されるようになる。その結果、図３（ａ）に示したように、ボルト２００の締結時に高さ調整部１４を支点Ａとしてカバー１０２をビード部１２に圧接させる力が、カバー１０２の端部１０２ａに行く程小さくなり易く、ボルト孔１３から遠い位置にあるビード部１２ｂの圧縮量を十分に確保しにくくなる。しかし、本実施形態に示すように、ボルト孔１３から遠い位置にあるビード部１２ｂの高さｈ２ｂを、ボルト孔１３に近い位置にあるビード部１２ａの高さｈ２ａよりも高く形成することにより、ボルト孔１３から遠い位置にあるビード部１２ｂの圧縮量も確保でき、全てのビード部１２ａ、１２ｂでシール性を向上させることができる。

　このように高さｈ２ａのビード部１２ａと高さｈ２ｂのビード部１２ｂを有する場合、高さ調整部１４の高さｈ１は、最も低いビード部１２ａの高さｈ２ａ以下、具体的には０＜ｈ１≦ｈ２ａであることが好ましい。ビード部１２ａの高さｈ２ａを超えると、カバー１０２によるビード部１２ａの圧縮量を確保することが難しくなる。より好ましくは、（０．５×ｈ２）＜ｈ１≦ｈ２ａとすることである。

　なお、図５、図６では、２つのビード部１２ａ、１２ｂを有するガスケット１を例示したが、ビード部１２は３つ以上形成されてもよく、その場合は、上記同様に、ボルト孔１３から遠い位置にあるビード部１２になる程、高さを高く形成するようにすればよい。

　以上の各実施形態では、折り曲げ形成された高さ調整部１４を、その最もビード部１２側の端縁１４ｂが、ボルト孔１３に差し掛からないように形成したが、図８、図９に示すように、端縁１４ｂが、ボルト孔１２の半径Ｄ以下の張り出し量Ｌで該ボルト孔１３側に配置されるように折り曲げ形成されていてもよい。すなわち、高さ調整部１４は、ボルト孔１３の部位では、図８に示すように、該ボルト孔１３の形状に沿って半円状に切り欠かれている。図１０に示すように、ボルト孔１３上に延びる端縁１４ｂの延長線１４ｃを想定したとき、ボルト孔１３の内周縁から該延長線１４ｃに向けた端縁１４ｂの張り出し量Ｌは、ボルト孔１３の半径Ｄ以下、すなわちＬ≦Ｄとなるように形成されている。

　これにより、高さ調整部１４の一部がボルト２００の座面２００ａに差し掛かるようになり、カバー１０２の端部１０２ａを下向きに押圧させる力を確保しつつ、カバー１０２の撓みによるボルト２００の締結軸力の損失を抑えることができる。

　なお、以上の各実施形態では、高さ調整部１４を側縁部１ａの全長に沿って折り曲げ形成したが、例えばボルト孔１３の近傍のみに部分的に折り曲げ形成したものであってもよい。

　１：ガスケット
　　１ａ：側縁部
　　１０：ガスケット本体
　　１１、１１ａ、１１ｂ：開口部
　　１２、１２ａ、１２ｂ：ビード部
　　１３：ボルト孔
　　１４：高さ調整部
　　　１４ａ：折り曲げ端部
　　　１４ｂ：端縁
　１００：ハウジング
　　１０１：ケース
　　１０２：カバー
　　１０２ａ：端部
　　１０３：開口部
　　１０４：隙間
　２００：ボルト
　　２００ａ：座面
　Ａ、Ｂ：支点

Claims

　シール対象となる開口部と、前記開口部の周囲に沿って設けられたビード部と、前記ビード部の一側方に配置されたボルト孔とを有し、ケースとカバーとの間に配置されてボルト締結されることにより、ボルトによって片側支持された状態で前記開口部をシールするガスケットであって、
　前記ボルト孔を挟んで前記ビード部と反対側に位置する側縁部に、ボルト締結時の前記ケースと前記カバーとの間の隙間を規制して該カバーを前記ビード部に圧接させる支点となる高さ調整部を設けたことを特徴とするガスケット。
　前記高さ調整部は、前記側縁部を折り曲げることによって形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスケット。
　前記高さ調整部は、最も前記ビード部側の端縁が、前記ボルト孔に差し掛からないように折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項２記載のガスケット。
　前記高さ調整部は、最も前記ビード部側の端縁が、前記ボルト孔の半径以下の張り出し量で該ボルト孔側に配置されるように折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項２記載のガスケット。
　前記開口部は、前記ボルト孔から近い位置にある開口部と遠い位置にある開口部の少なくとも２つ設けられていると共に、前記ビード部は前記開口部の各々の周囲に沿って設けられ、
　前記ビード部のうち、前記ボルト孔から遠い位置にある前記ビード部の高さを、前記ボルト孔に近い位置にある前記ビード部の高さよりも高く形成したことを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のガスケット。
　前記高さ調整部の高さは、最も低い前記ビード部の高さ以下であることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のガスケット。