JP2016176547A - ガスケット及び密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく高温環境下でも用いることのできるガスケット及び密封装置を提供する。【解決手段】第１配管及び第２配管における端面同士の隙間を封止する金属製かつ平板状のガスケットであって、配管内の密封対象流体の通り道となる開口部１２０の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリット（第１スリット部１３１、第２スリット部１３２、第３スリット部１３３、第４スリット部１３４、第５スリット部１３５、第６スリット部１３６、第７スリット部１３７、第８スリット部１３８、第９スリット部１３９）が幾重にも設けられていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、金属製のガスケット及び密封装置に関する。

自動車の排気系に用いられる２つの配管における端面同士の隙間を封止するために、一般的に、金属製のガスケットが用いられている。図７は従来例に係るガスケットの模式的断面図である。図７に示す金属製のガスケット５００には、ビード５１０が設けられることにより、反発力を高めることで密封性が高められている。このように構成されるガスケット５００においては、使用環境温度が２００℃〜４００℃程度の場合には安定的に密封機能が発揮される。しかしながら、４００℃以上の使用環境においては、金属板（鋼板）の軟化により強度が低下してしまい、ビードの働きが低下するため、密封機能が発揮されなくなってしまう。そのため、４００℃以上の高温環境下においては、膨張黒鉛シートに軟質金属薄板を重ねたガスケット（特許文献１参照）や黒鉛質材料からなるガスケット本体に金属製のグロメットを嵌め合わせたガスケット（特許文献２参照）などが用いられる。しかしながら、これらのガスケットの場合には部品点数が多く、製造工程も多いためコストが高くなってしまう。

特開昭６２−２７４１６５号公報 実開昭６２−１０４０７０号公報

本発明の目的は、部品点数を増加させることなく高温環境下でも用いることのできるガスケット及び密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のガスケットは、
２つの管状部材における端面同士の隙間を封止する金属製かつ平板状のガスケットであって、
管状部材内の密封対象流体の通り道となる開口部の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリットが幾重にも設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ガスケットは金属製かつ平板状であるので、高温環境により軟化しても、ビードが設けられたガスケットの場合のように、密封機能が低下してしまうことはない。そして、開口部の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリットが幾重にも設けられているので、開口部側から密封対象流体が漏れ出してもスリット内に入り込むため、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことが抑制される。また、スリットは幾重にも設けられているので、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことをより確実に抑制できる。更に、管状部材内の密封対象流体がスリット側に流れることで、管状部材内の内圧が低減し、開口部側から密封対象流体が漏れ出してしまうことが抑制される。

また、ガスケットは、
金属製かつ平板状の素材と、
前記素材の表面を覆うコーティング材とから構成されるとよい。

このような構成を採用することで、コーティング材によって、金属製かつ平板状の素材を保護することができる。また、コーティング材の材料に応じた機能を発揮させることが可能となる。

また、本発明の密封装置は、上記のガスケットが複数重ねられた状態で用いられることを特徴とする。

これにより、開口部側から漏れ出した密封対象流体を閉じ込めることが可能な空間（スリットにより形成される空間）を大きくすることができ、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことをより確実に抑制できる。

そして、重なり方向に隣り合うガスケットにそれぞれ設けられたスリット同士が繋がらないように配置されているとよい。

これにより、開口部側から漏れ出した密封対象流体を閉じ込めることが可能な閉空間（各スリットにより形成される閉空間）の個数を多くすることができ、密封対象流体をより一層漏れ難くすることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明のガスケット及び密封装置によれば、部品点数を増加させることなく高温環境下でも用いることができる。

図１は本発明の実施例に係るガスケットを適用可能な配管の一部を示す斜視図である。 図２は本発明の実施例に係るガスケットの平面図である。 図３は本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図である。 図４は本発明の実施例に係るガスケットの平面図の一部を拡大した拡大図である。 図５は本実施例に係るガスケットの模式的断面図の一部である。 図６は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図の一部である。 図７は従来例に係るガスケットの模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係るガスケットについて説明する。本実施例に係るガスケットは、例えば、自動車の排気系に用いられる２つの配管における端面同士の隙間を封止するために用いられる。図１を参照して、本発明の実施例に係るガスケットを適用可能な配管の一例を説明する。なお、図１は本発明の実施例に係るガスケット及び密封装置を適用可能な配管の一部を示す斜視図である。

図示のように、管状部材としての第１配管２００と第２配管３００における端面同士の隙間を封止するために、本実施例に係るガスケット１００が用いられる。第１配管２００は、配管本体２１０と、配管本体２１０の一端に設けられる外向きフランジ部２２０とを備えている。また、第２配管３００も同様に、配管本体３１０と、配管本体３１０の一端に設けられる外向きフランジ部３２０とを備えている。そして、第１配管２００における外向きフランジ部２２０の端面と、第２配管３００における外向きフランジ部３２０の端面との間に、ガスケット１００が挟み込まれた状態で、外向きフランジ部２２０と外向きフランジ部３２０とが固定される。これにより、第１配管２００と第２配管３００が接続される。そして、ガスケット１００により、第１配管２００と第２配管３００における端面同士の隙間から密封対象流体が漏れてしまうことが抑制される。

なお、第１配管２００の端面と第２配管３００の端面との間に、ガスケット１００を１つのみ配置させても良いし、複数のガスケット１００を重ねた状態で配置させてもよい。複数のガスケット１００を重ねた状態のものについては、以下、便宜上、「密封装置」と称する。

＜ガスケット＞
特に、図２〜図４を参照して、本実施例に係るガスケット１００について、より詳細に説明する。図２は本発明の実施例に係るガスケットの平面図である。図３は本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図であり、図２中のＡＡ断面図である。図４は本発明の実施例に係るガスケットの平面図の一部を拡大した拡大図である。

本実施例に係るガスケット１００は、鋼板等の金属製かつ平板状の部材により構成される。このガスケット１００の外形（外周面１１０の平面形状）は、第１配管２００における外向きフランジ部２２０の外形、及び第２配管３００における外向きフランジ部３２０の外形と同一となるように設計されている。また、ガスケット１００の中央には、第１配管２００及び第２配管３００内の密封対象流体の通り道となる開口部１２０が設けられている。この開口部１２０の外形は円形となっている。そして、開口部１２０の内径は、第１配管２００の内周面の内径、及び第２配管３００の内周面の内径と同一となるように設計されている。以上の構成により、ガスケット１００の両面全体（ただし、以下に説明するスリットが形成されている部位を除く）が、第１配管２００における外向きフランジ部２２０の端面と、第２配管３００における外向きフランジ部３２０の端面に、それぞれ密着した状態となる。

そして、本実施例に係るガスケット１００においては、開口部１２０の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリットが幾重にも設けられている。これら断続的に伸びるスリットは、開口部１２０の円の中心に対して同心状に幾重にも設けられている。以下、複数のスリットが設けられている領域をスリット形成領域１３０と称する。図４はスリット形成領域１３０の一部を拡大した図である。また、便宜上、開口部１２０の円の中心側から径方向外側に向かって、順に、第１スリット部１３１、第２スリット部１３２、第３スリット部１３３、第４スリット部１３４、第５スリット部１３５、第６スリット部１３６、第７スリット部１３７、第８スリット部１３８、第９スリット部１３９と称する。本実施例では、このように、周方向に断続的に伸びるスリットが９重に設けられている。周方向に断続的に伸びるスリットを何重に設けるかは、使用環境等に応じて、適宜設定すればよい。

第１スリット部１３１〜第９スリット部１３９には、開口部１２０の円の中心に対して、約６０°毎に、スリットが形成されていない非スリット部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１３９ａがそれぞれ設けられている。これらの非スリット部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１３９ａは、径方向に一直線上に全てが並んでしまわない
ように配置されている。より具体的には、径方向に隣接するスリット部にそれぞれ設けられる非スリット部は、開口部１２０の円の中心に対して、約３０°ずれるように配置されている。

＜本実施例に係るガスケットの優れた点＞
本実施例に係るガスケット１００によれば、ガスケット１００は金属製かつ平板状であるので、高温環境により軟化しても、ビードが設けられたガスケットの場合のように、密封機能が低下してしまうことはない。そして、開口部１２０の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリットが幾重にも設けられているので、開口部１２０側から密封対象流体が漏れ出してもスリット内に入り込むため、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことが抑制される。また、スリットは幾重にも設けられているので、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことをより確実に抑制できる。更に、配管内の密封対象流体がスリット形成領域１３０側に流れることで、配管内の内圧が低減し、開口部１２０側から密封対象流体が漏れ出してしまうことが抑制される。なお、径方向外側に形成されているスリットほど、スリット内の内圧は低くなる。従って、径方向内側から外側に向かうにつれて徐々に減圧されるため、密封対象流体が外部に漏れ出てしまうことを抑制することができる。

また、本実施例においては、非スリット部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１３９ａは、径方向に一直線上に全てが並んでしまわないように配置されている。これにより、開口部１２０から漏れ出た密封対象流体がスリット内に入り込まずに、直接外部に漏れてしまうことがない。

なお、本実施例に係るガスケット１００は、金属製の板材のみで構成してもよい。ただし、図５に示すように、ガスケット１００は、金属製かつ平板状の素材１００Ｘと、この素材の表面を覆うコーティング材１００Ｙとから構成するのが望ましい。この場合、素材１００Ｘの全面をコーティング材１００Ｙにより覆うのが望ましい。このような構成を採用することで、コーティング材１００Ｙによって、金属製かつ平板状の素材１００Ｘを保護することができる。また、コーティング材１００Ｙの材料に応じた機能を発揮させることが可能となる。例えば、素材１００Ｘに二硫化モリブデンと窒化ホウ素をそれぞれコーティングすることができる。これにより、素材１００Ｘを保護することができ、かつ、シール性を向上させることができる。すなわち、自動車の排気系に用いられる配管においては、高温になるため熱膨張する。そのため、配管における外向きフランジ部が熱膨張する際に、ガスケット１００との間に摩擦が生じ、ガスケット１００の表面に摩耗による傷が生じて、ガスケット１００のシール性が低下してしまうことがある。そこで、金属よりも軟らかい二硫化モリブデン等からなるコーティング材Ｙにより素材１００Ｘを覆う構成を採用すれば、コーティング材Ｙの表面が、外向きフランジ部における表面の粗さに追随する（つまり、細かい傷を埋める）ため、シール性を向上させることができる。

＜密封装置＞
上記の通り、第１配管２００の端面と第２配管３００の端面との間に、複数のガスケット１００を重ねた状態で配置させることもできる。このように、複数のガスケット１００を重ねた密封装置においては、開口部１２０側から漏れ出した密封対象流体を閉じ込めることが可能な空間（スリットにより形成される空間）を大きくすることができる。そのため、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことをより確実に抑制できる。

ここで、仮に、全く同一のガスケットを重ねた場合には、各ガスケットに設けられたスリットは、ガスケットの重なり方向に繋がった状態となる。この場合でも、密封対象流体を閉じ込めることが可能な空間が大きくなるため、１つのガスケットのみを用いた場合に比べて、外部に密封対象流体が漏れ出してしまうことをより確実に抑制できる。

ただし、重なり方向に隣り合うガスケットにそれぞれ設けられたスリット同士が繋がらないように配置される構成を採用することで、外部への密封対象流体の漏れを、より一層抑制することができる。このように構成される密封装置について、図６を参照して説明する。図６は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図の一部である。図示の例では、４つのガスケット１００Ｓ，１００Ｔ，１００Ｕ，１００Ｖが重ねられることで密封装置を構成している。この密封装置においては、スリットの配置のみが異なる２種類のガスケット１００を用いている。なお、ガスケット１００Ｓとガスケット１００Ｕは同種であり、ガスケット１００Ｔとガスケット１００Ｖは同種である。このように、２種類のガスケット１００を用いることによって、図６に示すように、重なり方向に隣り合うガスケットにそれぞれ設けられたスリット同士が繋がらないようにすることができる。つまり、重なり方向に隣り合うガスケット１００Ｓとガスケット１００Ｔにおいては、それぞれに設けられたスリット１３０Ｓとスリット１３０Ｔは繋がっていない。また、重なり方向に隣り合うガスケット１００Ｔとガスケット１００Ｕにおいては、それぞれに設けられたスリット１３０Ｔとスリット１３０Ｕは繋がっていない。更に、重なり方向に隣り合うガスケット１００Ｕとガスケット１００Ｖにおいては、それぞれに設けられたスリット１３０Ｕとスリット１３０Ｖは繋がっていない。

以上のような構成を採用することで、開口部１２０側から漏れ出した密封対象流体を閉じ込めることが可能な閉空間（各スリット１３０Ｓ，１３０Ｔ，１３０Ｕ，１３０Ｖにより、それぞれ形成される閉空間）の個数を多くすることができる。これにより、密封対象流体をより一層漏れ難くすることができる。

（その他）
上記実施例においては、管状部材としての第１配管２００の配管本体２１０と、管状部材としての第２配管３００の配管本体３１０が円筒状の部材で構成され、ガスケット１００における開口部１２０の外形が円形の場合について説明した。ただし、管状部材は円筒状の部材であるとは限らない。従って、ガスケットに設ける開口部の形状は、管状部材の形状に応じて、円形以外の形状（例えば矩形）にしなければならないことがある。そのような場合でも、開口部の外形に沿うように、断続的に伸びるスリットを幾重にも設ければよい。

１００，１００Ｓ，１００Ｔ，１００Ｕ，１００Ｖ ガスケット
１００Ｘ 素材
１００Ｙ コーティング材
１１０ 外周面
１２０ 開口部
１３０ スリット形成領域
１３０Ｓ，１３０Ｔ，１３０Ｕ，１３０Ｖ スリット
１３１ 第１スリット部
１３２ 第２スリット部
１３３ 第３スリット部
１３４ 第４スリット部
１３５ 第５スリット部
１３６ 第６スリット部
１３７ 第７スリット部
１３８ 第８スリット部
１３９ 第９スリット部
１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１３９ａ 非スリット部
２００ 第１配管
２１０ 配管本体
２２０ 外向きフランジ部
３００ 第２配管
３１０ 配管本体
３２０ 外向きフランジ部

Claims (4)

1. ２つの管状部材における端面同士の隙間を封止する金属製かつ平板状のガスケットであって、
   管状部材内の密封対象流体の通り道となる開口部の周囲に、周方向に断続的に伸びるスリットが幾重にも設けられていることを特徴とするガスケット。
2. 金属製かつ平板状の素材と、
   前記素材の表面を覆うコーティング材とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
3. 請求項１または２に記載のガスケットが複数重ねられた状態で用いられることを特徴とする密封装置。
4. 重なり方向に隣り合うガスケットにそれぞれ設けられたスリット同士が繋がらないように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の密封装置。

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