JP2005226692A

JP2005226692A - シールワッシャ

Info

Publication number: JP2005226692A
Application number: JP2004034443A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sato; 博幸佐藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】シールリップ１２が圧縮変形を受けてもワッシャ本体１１との剥離が生じにくいシールワッシャ１０を提供する。
【解決手段】ワッシャ本体１１の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップ１２が一体成形されたシールワッシャ１０であって、ワッシャ本体１１の内周部１１１の軸方向両側に凹部１１１ａ，１１１ｂが形成されると共に、この凹部１１１ａ，１１１ｂ間を連通する複数の貫通孔１１３が円周方向所定間隔で開設され、シールリップ１２のゴム状弾性材料の一部１２１〜１２３が凹部１１１ａ，１１１ｂ及び前記貫通孔１１３内に充填されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばボルト、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。

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。
特開平１１−２９４４３７

しかしながら、特許文献１に記載のシールワッシャは、信頼性の高いシール性を要求される場合、ゴム層の肉厚をある程度厚くする必要があり、ゴム層の肉厚が厚くなるほど、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）を生じやすくなって、ボルトの締結トルクが低下してしまう問題がある。

そこで、他の従来技術として図７の断面斜視図に示されるように、金属製のワッシャ本体１０１の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップ１０２を一体的に成形（加硫接着）したシールワッシャ１００も開発されている。

ところが、図７のような構造のシールワッシャ１００は、シールリップ１０２の軸方向両端部１０２ａがワッシャ本体１０１からの軸方向突出高さに相当するつぶし代をもって相手座面に密接され、すなわち軸方向の圧縮変形を受けるため、その歪がワッシャ本体１０１との接合面にも及び、シールリップ１０２の剥離を生じるおそれがある。そして、このような剥離を生じた場合は、シール機能が損なわれてしまうことになる。

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、シールリップが圧縮変形を受けてもワッシャ本体との剥離が生じにくいシールワッシャを提供することにある。

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、ワッシャ本体の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップが一体成形され、前記ワッシャ本体の内周部の軸方向両側に凹部が形成されると共に、この凹部間を連通する複数の貫通孔が円周方向所定間隔で開設され、前記シールリップのゴム状弾性材料の一部が前記凹部及び前記貫通孔内に充填されたものである。

請求項２の発明に係るシールワッシャは、ワッシャ本体の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップが一体成形され、前記ワッシャ本体の内周部の軸方向両側に凹部が形成されると共に、この凹部に溝、窪み又は凹凸からなる係合部が形成され、前記シールリップのゴム状弾性材料の一部が前記凹部内に充填されたものである。

請求項３の発明に係るシールワッシャは、ワッシャ本体の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップが一体成形され、前記ワッシャ本体の内周面に蟻溝状の複数の切欠が円周方向所定間隔で形成され、前記シールリップのゴム状弾性材料の一部が前記切欠内に充填されたものである。

請求項１の発明に係るシールワッシャによれば、ワッシャ本体へのシールリップの接合部は、ワッシャ本体の内周部に形成された凹部に充填されたゴム状弾性材料の一部によって、ワッシャ本体の内周部を両側から包囲するように形成されると共に、各貫通孔に充填されたゴム状弾性材料の一部によって連結されるので、シールリップが所定のつぶし代をもって相手座面に圧接されることによる圧縮応力を受けても、シールリップの接合部がワッシャ本体から剥離するのを有効に防止することができる。したがって、シールリップによるシール機能を確実に保持することができる。

請求項２の発明に係るシールワッシャによれば、ワッシャ本体へのシールリップの接合部は、ワッシャ本体の内周部に形成された凹部に充填されたゴム状弾性材料の一部によって、ワッシャ本体の内周部を両側から包囲するように形成されると共に、前記凹部に形成された溝、窪み又は凹凸からなる係合部に充填されたゴム状弾性材料の一部によって係止され、しかもこの係合部によって接着面積が増大するので、シールリップが所定のつぶし代をもって相手座面に圧接されることによる圧縮応力を受けても、シールリップの接合部がワッシャ本体から剥離するのを有効に防止することができる。したがって、シールリップによるシール機能を確実に保持することができる。

請求項３の発明に係るシールワッシャによれば、ワッシャ本体へのシールリップの接合部は、ワッシャ本体の内周部に形成された凹部に充填されたゴム状弾性材料の一部によって、ワッシャ本体の内周部を両側から包囲するように形成されると共に、ワッシャ本体の内周面に形成された蟻溝状の切欠に充填されたゴム状弾性材料の一部によって係止され、しかもこの切欠によって接着面積が増大するので、シールリップが所定のつぶし代をもって相手座面に圧接されることによる圧縮応力を受けても、シールリップの接合部がワッシャ本体から剥離するのを有効に防止することができる。したがって、シールリップによるシール機能を確実に保持することができる。

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、図１におけるワッシャ本体１１を示す断面斜視図、図３は、装着状態を示す断面図である。

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、ＳＰＣＣやＳＵＳ等の金属板あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やフェノール樹脂などの硬質の合成樹脂で成形されたものであって、図２に示されるように、シールリップ１２との接合部である内周部１１１の軸方向（厚さ方向）両側に、内周縁に沿って円周方向へ連続して延びる環状凹部１１１ａ，１１１ｂが形成されており、言い換えれば、ワッシャ本体１１は、外周部１１２に比較して内周部１１１が薄肉に形成されている。環状凹部１１１ａ，１１１ｂは、請求項１に記載された凹部に相当するものである。そしてこの内周部１１１には、環状凹部１１１ａ，１１１ｂ間を連通する複数の貫通孔１１３が円周方向所定間隔で開設されている。

シールリップ１２は、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ゴム状弾性材料で成形されたものであって、ワッシャ本体１１の内周部１１１に接合一体化されている。そして、シールリップ１２のワッシャ本体１１との接合部におけるゴム状弾性材料の一部（以下、ゴム層という）１２１，１２２は、ワッシャ本体１１の環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填され、更にその一部（以下、連絡部という）１２３は、各貫通孔１１３に充填されている。また、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填されたゴム層１２１，１２２の表面は、ワッシャ本体１１の外周部１１２の軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂとほぼ同一平面をなしている。

シールリップ１２の内周部における軸方向両端部１２ａ，１２ｂは、ワッシャ本体１１の外周部１１２の軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂ（ゴム層１２１，１２２）より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３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。

上述の構成を備えるシールワッシャ１０の装着状態を示す図３において、参照符号１は外缶、２は内缶、３は両者１，２間に介在された中間層で、互いに積層された状態で、ボルト４により結合されている。詳しくは、ボルト４は、その軸部４１が、中間層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、頭部４２が、図１の形態によるシールワッシャ１０を、外缶１におけるボルト挿通孔１ａの外周側の表面（座面１ｂ）に押し付けている。

シールワッシャ１０におけるワッシャ本体１１は、その軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂが、ボルト４の頭部４２の座面４２ａと，外缶１の座面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，１２ａが軸方向につぶされた状態で、前記座面４２ａ，１ｂに密接している。

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、内缶２の密閉された内室５に封入された流体が、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の内周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して、気密性を保持する機能を有する。そして、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、優れたシール性を発揮する。

また、シールリップ１２が軸方向に圧縮されることによる応力は、ワッシャ本体１１との接合部にも作用するが、この接合部は、ゴム層１２１，１２２でワッシャ本体１１の内周部１１１を軸方向両側から包囲するように形成され、しかもこのゴム層１２１，１２２が、ワッシャ本体１１の各貫通孔１１３に充填された連絡部１２３を介して互いに連結されているので、前記圧縮応力によってワッシャ本体１１から剥離することはない。特に、ワッシャ本体１１を合成樹脂材料で製作した場合に発生しやすくなる剥離を、有効に防止することができる。したがって、シールリップ１２によるシール機能を確実に保持することができる。

次に、図４は、本発明に係るシールワッシャの第二の形態としてワッシャ本体１１を示す断面斜視図である。

この形態においては、ワッシャ本体１１におけるシールリップ１２との接合部である内周部１１１の軸方向（厚さ方向）両側に、内周縁に沿って円周方向へ連続して延びる環状凹部１１１ａ，１１１ｂが形成されると共に、この環状凹部１１１ａ，１１１ｂに、先に説明した図２における貫通孔１１３に代えて、それぞれ円周方向へ連続した環状溝１１４が形成されたものである。環状溝１１４は、請求項２に記載の溝からなる係合部に相当する。その他の部分は第一の形態と同様であり、ワッシャ本体１１の内周部１１１に、図中に一点鎖線で示されるように、シールリップ１２がゴム状弾性材料で一体的に成形される。シールリップ１２は、外観が図１と同様のものである。

シールリップ１２のゴム状弾性材料の一部は、ワッシャ本体１１との接合部において、ワッシャ本体１１の環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填され、更にその一部は、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに形成された環状溝１１４に充填される。また、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填されたゴム層１２１，１２２の表面は、ワッシャ本体１１の外周部１１２の軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂとほぼ同一平面をなしている。

このため、図４のシールワッシャが例えば図３と同様、ボルト４の座金として使用されることによって、シールリップ１２が軸方向圧縮を受けても、ワッシャ本体１１の内周部１１１を軸方向両側から包囲するように形成されたゴム層１２１，１２２の内面が、環状溝１１４に咬み合った状態にしっかり係合し、しかもこの環状溝１１４によって接着面積が増大しているので、圧縮応力によってシールリップ１２の接合部がワッシャ本体１１から剥離することはない。特に、ワッシャ本体１１を合成樹脂材料で製作した場合に発生しやすくなる剥離を、有効に防止することができる。したがって、シールリップ１２によるシール機能を確実に保持することができる。

次に、図５は、本発明に係るシールワッシャの第三の形態として、ワッシャ本体１１を示す断面斜視図である。

この形態においては、ワッシャ本体１１におけるシールリップ１２との接合部である内周部１１１の軸方向（厚さ方向）両側に、内周縁に沿って円周方向へ連続して延びる環状凹部１１１ａ，１１１ｂが形成されると共に、この環状凹部１１１ａ，１１１ｂに、先に説明した図２における貫通孔１１３に代えて、それぞれ多数のディンプル１１５が形成されたものである。ディンプル１１５は、請求項２に記載の窪みからなる係合部に相当する。その他の部分は第一の形態と同様であり、ワッシャ本体１１の内周部１１１に、図中に一点鎖線で示されるように、シールリップ１２がゴム状弾性材料で一体的に成形される。シールリップ１２は、外観が図１と同様のものである。

シールリップ１２のゴム状弾性材料の一部は、ワッシャ本体１１との接合部において、ワッシャ本体１１の環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填され、更にその一部は、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに形成された多数のディンプル１１５に充填される。また、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填されたゴム層１２１，１２２の表面は、ワッシャ本体１１の外周部１１２の軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂとほぼ同一平面をなしている。

このため、図５のシールワッシャが例えば図３と同様、ボルト４の座金として使用されることによって、シールリップ１２が軸方向圧縮を受けても、ワッシャ本体１１の内周部１１１を軸方向両側から包囲するように形成されたゴム層１２１，１２２の内面が、多数のディンプル１１５と咬み合った状態にしっかり係合し、しかもこの環状溝１１４によって接着面積が増大しているので、圧縮応力によってシールリップ１２の接合部がワッシャ本体１１から剥離することはない。特に、ワッシャ本体１１を合成樹脂材料で製作した場合に発生しやすくなる剥離を、有効に防止することができる。したがって、シールリップ１２によるシール機能を確実に保持することができる。

なお、図４及び図５の形態では、係合部として環状溝１１４あるいは多数のディンプル１１５を形成したが、粗面加工等による極めて多数の凹凸を形成することによって、ゴム層１２１，１２２の内面と咬み合うと共に接着面積を増大させることもできる。また、環状溝１１４は複数条形成しても良い。

更に図６は、本発明に係るシールワッシャの第四の形態として、ワッシャ本体１１を示す断面斜視図である。

この形態においては、ワッシャ本体１１におけるシールリップ１２との接合部である内周部１１１の軸方向（厚さ方向）両側に、内周縁に沿って円周方向へ連続して延びる環状凹部１１１ａ，１１１ｂが形成されると共に、内周面１１１ｃに、蟻溝状の複数の切欠１１６が、円周方向所定間隔で形成されたものである。すなわちこの切欠１１６は、それぞれ内周側の円周方向幅よりも、外周側の円周方向幅のほうが大きいものである。その他の部分は第一の形態と同様であり、ワッシャ本体１１の内周部１１１に、図中に一点鎖線で示されるように、シールリップ１２がゴム状弾性材料で一体的に成形される。シールリップ１２は、外観が図１と同様のものである。

シールリップ１２のゴム状弾性材料の一部は、ワッシャ本体１１との接合部において、ワッシャ本体１１の環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填されると共に、各切欠１１６に充填される。また、環状凹部１１１ａ，１１１ｂに充填されたゴム層１２１，１２２の表面は、ワッシャ本体１１の外周部１１２の軸方向両端面１１２ａ，１１２ｂとほぼ同一平面をなしている。

このため、図６のシールワッシャが例えば図３と同様、ボルト４の座金として使用されることによって、シールリップ１２が軸方向圧縮を受けても、ゴム層１２１，１２２がワッシャ本体１１の内周部１１１を軸方向両側から包囲すると共に、このゴム層１２１，１２２の間の部分が、蟻溝状に形成された各切欠１１６と咬み合った状態にしっかり係合し、しかもこの切欠１１６によって接着面積が増大しているので、圧縮応力によってシールリップ１２の接合部がワッシャ本体１１から剥離することはない。特に、ワッシャ本体１１を合成樹脂材料で製作した場合に発生しやすくなる剥離を、有効に防止することができる。したがって、シールリップ１２によるシール機能を確実に保持することができる。

本発明に係るシールワッシャの第一の形態を示す断面斜視図である。図１の形態におけるワッシャ本体を示す断面斜視図である。図１の形態によるシールワッシャの装着例を示す断面図である。本発明に係る第二の形態としてシールワッシャのワッシャ本体を示す断面斜視図である。本発明に係る第三の形態としてシールワッシャのワッシャ本体を示す断面斜視図である。本発明に係る第四の形態としてシールワッシャのワッシャ本体を示す断面斜視図である。従来の技術によるシールワッシャを示す断面斜視図である。

符号の説明

１０シールワッシャ
１１ワッシャ本体
１１１内周部
１１１ａ，１１１ｂ環状凹部（凹部）
１１１ｃ内周面
１１２外周部
１１３貫通孔
１１４環状溝（係合部）
１１５ディンプル（係合部）
１１６切欠
１２シールリップ
１２１，１２２ゴム層
１２３連絡部

Claims

ワッシャ本体（１１）の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップ（１２）が一体成形され、前記ワッシャ本体（１１）の内周部（１１１）の軸方向両側に凹部（１１１ａ，１１１ｂ）が形成されると共に、この凹部（１１１ａ，１１１ｂ）間を連通する複数の貫通孔（１１３）が円周方向所定間隔で開設され、前記シールリップ（１２）のゴム状弾性材料の一部が前記凹部（１１１ａ，１１１ｂ）及び前記貫通孔（１１３）内に充填されたことを特徴とするシールワッシャ。
ワッシャ本体（１１）の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップ（１２）が一体成形され、前記ワッシャ本体（１１）の内周部（１１１）の軸方向両側に凹部（１１１ａ，１１１ｂ）が形成されると共に、この凹部（１１１ａ，１１１ｂ）に溝（１１４）、窪み（１１５）又は凹凸からなる係合部が形成され、前記シールリップ（１２）のゴム状弾性材料の一部が前記凹部（１１１ａ，１１１ｂ）内に充填されたことを特徴とするシールワッシャ。
ワッシャ本体（１１）の内周に、ゴム状弾性材料からなるシールリップ（１２）が一体成形され、前記ワッシャ本体（１１）の内周面（１１１ｃ）に蟻溝状の複数の切欠（１１６）が円周方向所定間隔で形成され、前記シールリップ（１２）のゴム状弾性材料の一部が前記切欠（１１６）内に充填されたことを特徴とするシールワッシャ。