WO2013008511A1 - 金属ガスケットによるシール構造 - Google Patents

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WO2013008511A1
WO2013008511A1 PCT/JP2012/060921 JP2012060921W WO2013008511A1 WO 2013008511 A1 WO2013008511 A1 WO 2013008511A1 JP 2012060921 W JP2012060921 W JP 2012060921W WO 2013008511 A1 WO2013008511 A1 WO 2013008511A1
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metal gasket
casing
outer peripheral
contact
metal
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主弥 相原
真哉 中岡
伊藤 勝
功 丹治
高紀 安齋
将太 當間
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Nok株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a seal structure using a metal gasket.
  • the seal structure of the present invention is used, for example, in the field related to automobiles or used in other fields.
  • a salt spray test may be performed as a specification evaluation item in preparation for the situation where the automobile travels in a beach area.
  • the housing on the other side to which the metal gasket is to be attached is made of aluminum (including aluminum alloy, the same applies hereinafter)
  • salt water accumulates (adheres) in the gap between the metal gasket and the housing, so that it can be dried and wet.
  • corrosion crevice corrosion
  • the metal gasket exhibits a sealing function by a reaction force of a portion that contacts the housing, but if the corroded portion of the housing penetrates the sealing line, the sealing function is impaired.
  • the casing is corroded even if it is made of an iron-based material, aluminum (Al) is easily corroded because it is a metal having a higher ionization tendency than iron-based (Fe).
  • the present invention has a structure that does not form a gap between the metal gasket and the housing so that salt water is accumulated, and corrosion of the housing due to retention of salt water is unlikely to occur, and the sealing function is prolonged. It is an object of the present invention to provide a seal structure with a metal gasket having a structure that is maintained over a long period of time.
  • a seal structure according to claim 1 of the present invention includes a single metal gasket disposed between a pair of housings, and the metal gasket includes a planar outer peripheral portion and an inner portion of the outer peripheral portion. And a bead portion raised from a peripheral end portion, the bead portion is in contact with one housing, and the outer peripheral portion is in contact with the other housing, and the pair of housings When the metal gasket is clamped, the bead portion is elastically deformed so as to reduce its height, and the outer peripheral portion is also elastically deformed accordingly. At this time, the outer peripheral portion has its tip at the one casing. It has a structure that does not form a gap in contact with the body, whereby salt water accumulates between the one casing and the metal gasket.
  • a seal structure comprising two metal gaskets arranged in a state of being overlapped between a pair of housings, the metal gaskets each having a planar outer periphery and an inner periphery of the outer periphery.
  • a bead portion raised from a peripheral end portion, the outer peripheral portions are in contact with each other, a bead portion of one metal gasket is in contact with one housing, and a bead portion of the other metal gasket is in the other
  • the bead portions are elastically deformed so as to reduce the height thereof, and accordingly, the beads Each outer peripheral portion is also elastically deformed.
  • the outer peripheral portion of the one metal gasket is in contact with the one casing, and the outer peripheral portion of the other metal gasket is in the other end. It has a structure that does not form a gap that contacts with the body and thereby accumulates salt water between the one casing and the one metal gasket and between the other casing and the other metal gasket. To do.
  • the seal structure according to claim 3 of the present invention is the seal structure according to claim 1 or 2, wherein the metal gasket has a rubber layer deposited on the surface of the metal substrate, so
  • the metal substrate includes a structure in which the rubber layer is in contact with the casing without contacting the casing when the tip is in contact with the casing.
  • the seal structure according to claim 4 of the present invention is the seal structure according to claim 3, wherein the rubber layer protrudes from the tip of the metal substrate and protrudes in a hook shape.
  • a structure is provided that makes it difficult for the metal substrate to come into contact with the housing when the tip of the outer peripheral portion contacts the housing.
  • the seal structure according to the first aspect of the present invention having the above-described configuration is a structure in which one metal gasket is mounted between a pair of housings, and the metal gasket has a planar outer peripheral portion and an inner peripheral end of the outer peripheral portion.
  • the bead portion is formed so as to rise from the portion, and the bead portion is in contact with one casing and the outer peripheral portion is in contact with the other casing in the initial arrangement before clamping.
  • the bead portion is elastically deformed so as to reduce its height, and the outer peripheral portion is also elastically deformed along with this.
  • the tip contacts one housing.
  • the gap between one casing and the metal gasket is blocked by the contact, and a gap is not formed in which salt water accumulates. Therefore, even if one casing is made of an aluminum material, It is possible to suppress the corrosion of the casing due to the stay.
  • the sealing structure according to claim 2 of the present invention having the above-described configuration is a structure in which two metal gaskets are mounted in a state of being overlapped between a pair of housings, and each metal gasket has a planar outer peripheral portion and A bead portion formed from the inner peripheral end portion of the outer peripheral portion, the outer peripheral portions are in contact with each other in the initial state before clamping, and the bead portion of one metal gasket is in contact with one housing, It arrange
  • the outer periphery of the metal gasket has its tip in contact with one casing, and the outer periphery of the other metal gasket has its tip in contact with the other casing. Therefore, the space between one housing and one metal gasket and the other housing and the other metal gasket are closed by the contact, respectively, so that no gap is formed in which salt water accumulates. Therefore, even if one and the other casings are each made of an aluminum material, it is possible to prevent the casing from being corroded due to salt water retention.
  • the metal substrate does not contact the housing when the tip of the outer periphery of the gasket contacts the housing, and the rubber layer contacts the housing.
  • This structure is desirable, and according to this, it is possible to more effectively suppress electrical corrosion of the casing that may occur when the casing is made of an aluminum material. Electrical corrosion is caused by salt water adhering to the housing, forming a circuit (battery) between the housing and the bolts and gaskets, creating a potential difference, which leads to corrosion of the housing. Without contact, the circuit will not be formed.
  • the tip of the outer periphery of the gasket contacts the housing at an oblique angle, and the rubber layer is easily crushed by the reaction force, so that the metal substrate is attached to the housing even if the rubber layer is attached to the surface of the metal substrate. There is concern about contact. Therefore, in order to take measures against this, it is preferable to protrude the tip of the rubber layer from the tip of the metal substrate so as to project in a bowl shape. According to this, the rubber collar portion is provided between the metal substrate and the housing. Therefore, it is possible to effectively suppress the metal substrate from coming into contact with the housing.
  • the present invention has the following effects.
  • the present invention includes the following embodiments.
  • the material mainly used for the casing or flange is aluminum or iron-based, and Al has a higher ionization tendency than Fe and is easily corroded in a salt spray environment.
  • the bead orientation is set as shown in FIGS. 1 and 2 so that salt water does not accumulate on the corrosive aluminum side, and the punching burr is also set as shown in FIG. Further, corrosion on the aluminum side can be reduced, and the loss of the gasket seal function can be delayed. Moreover, measures can be taken at a lower cost than when two gaskets are laminated.
  • a laminated metal gasket material in which rubber layers are provided on both sides of the base metal via an adhesive layer, two gaskets are stacked, and the outer periphery of the gasket and the casing is used by flipping up the edges. It is characterized in that the seal function is prolonged by reducing the gap between the portions and decreasing the amount of salt water adhering and depositing in the gap.
  • Stainless steel, cold-rolled steel sheet, galvanized steel sheet, and aluminum plywood are used as gasket base materials.
  • the rubber compound forming the gasket rubber is a synthetic rubber sheet containing at least one of nitrile rubber, styrene butadiene rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, and silicon rubber.
  • the amount of salt water accumulated in the aluminum casing (the gap between the aluminum casing and the outer peripheral portion of the gasket) can be reduced.
  • the amount of salt water that accumulates it becomes possible to suppress the rate at which corrosion of the aluminum casing by salt water proceeds, leading to a prolonged life of the sealing function.
  • the edge is eliminated and corrosion is prevented.
  • FIG. 1 shows a cross section of a main part of a metal gasket 11 used in the seal structure according to the first embodiment of the present invention.
  • the metal gasket 11 is disposed between a pair of housings (housings or flanges) 31 and 41.
  • the fastening state shown in FIG. 2 is obtained.
  • the left side of each figure is the outer side (outer peripheral side) of the gasket 11, that is, the side of a sealed fluid such as salt water, and the right side is the inner side (inner peripheral side) of the gasket 11. Further, as shown in FIG.
  • the pair of casings 31 and 41 is a combination of one casing 31 on the upper side in the figure and the other casing 41 on the upper and lower sides in the figure.
  • the body 31 is made of an aluminum material and is subject to corrosion suppression according to this embodiment.
  • the other casing 41 on the upper and lower sides of the drawing is made of an iron-based material and is not a target for corrosion suppression according to this embodiment.
  • one metal gasket 11 is mounted between the pair of housings 31 and 41.
  • the metal gasket 11 includes a planar outer peripheral portion 11 a and a bead formed so as to rise from the inner peripheral end portion of the outer peripheral portion 11 a toward one of the gasket thickness directions (upward in the drawing).
  • the unit 11d is provided integrally.
  • the metal gasket 11 includes a planar outer peripheral portion 11a, and an inclined surface portion 11b is integrally formed obliquely upward from an inner peripheral end portion of the outer peripheral portion 11a.
  • a planar inner peripheral portion 11c is integrally formed at the inner peripheral end portion. Therefore, a bead portion 11d having a half bead shape including a slope portion 11b and an inner peripheral portion 11c is set with the planar outer peripheral portion 11a as a gasket substrate portion.
  • the metal gasket 11 includes a metal substrate (steel plate layer) 12, and rubber layers (surface rubber layers) 13 and 14 are respectively deposited on the entire surface of the metal substrate 12 in the thickness direction. Therefore, the metal gasket 11 is a laminated type metal gasket (rubber coating metal gasket) composed of a combination of the metal substrate 12 and the rubber layers 13 and 14.
  • the upper surface of the planar inner peripheral portion 11c constituting a part of the bead portion 11d is the upper casing.
  • the lower surface of the body 31 is in contact (surface contact) and the lower surface of the flat outer peripheral portion 11a is in contact (surface contact) with the upper surface of the other lower casing 41.
  • the outer peripheral portion 11a and the inclined surface An initial gap (initial gap) is formed between the upper surface of the portion 11b and the lower surface of the upper casing 31.
  • the bead portion 11d having a half bead shape is elastically deformed so as to reduce the height thereof, and the planar outer peripheral portion 11a is also elastically deformed obliquely, and at this time, the outer peripheral portion 1 a indicates that the lower end of the corner portion 11e between the outer peripheral portion 11a and the bead portion 11d is the fulcrum of the lever action, the tip 11f jumps upward, and the tip 11f is at the upper end (upper rubber layer 13) of the upper casing 31. Touch the bottom surface.
  • the initial gap 11 is closed by the tip 11 f of the outer peripheral portion 11 a coming into contact with the lower surface of the upper casing 31, and thus a sealing fluid such as salt water is provided between the casing 31 and the metal gasket 11. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of corrosion in one casing 31 made of an aluminum material due to retention of salt water or the like.
  • a wedge-shaped gap 25 having a V-shaped cross section is formed between the other casing 41 on the lower side and the outer peripheral portion 11a of the metal gasket 11.
  • the casing 41 is made of an iron-based material, corrosion hardly occurs.
  • the metal gasket 11 is formed by integrally forming the bead portion 11d having a half bead shape including the inclined surface portion 11b and the inner peripheral portion 11c inside the planar outer peripheral portion 11a.
  • the upper surface of the corner portion 11g of the bead portion 11d and the tip 11f of the outer peripheral portion 11a are in close contact with the lower surface of the upper casing 31 by the rubber layer 13, and the outer peripheral portion 11a and the bead portion.
  • the lower surface of the corner portion 11e between 11d and the tip 11h of the inner peripheral portion 11c are in contact with the upper surface of the other casing 41 on the lower side by the rubber layer 14, respectively. Accordingly, two seal lines are set on the upper and lower surfaces of the metal gasket 11, respectively.
  • the bead portion 11d included in the metal gasket 11 has a half bead shape including the slope portion 11b and the inner peripheral portion 11c, but the tip 11f of the outer peripheral portion 11a is deformed at one end by deformation at the time of fastening.
  • the shape of the bead portion 11d is not particularly limited, and may be, for example, a full bead shape having a cross-sectional arc shape or a cross-sectional trapezoidal shape.
  • the gasket material 1 is punched so that the metal gasket 11 has a predetermined planar shape.
  • the punching process is performed. , of one than the length L 1 of the metal substrate 12, when the more the length L 2 of the side rubber layer 13 in contact with the housing 31 is set to be large (than the planar shape of the metal substrate 12 of one, housing 3), the front end of the rubber layer 13 protrudes from the front end of the metal substrate 12, and the metal substrate 12 is exposed to the metal substrate 12 as shown in FIG. Since the tip of the rubber layer 13 covers the tip of the metal layer 12 like a ridge, the metal substrate 12 is unlikely to contact the housing 31. Therefore, the occurrence of the electrical corrosion can be more effectively suppressed.
  • the direction in which the material 1 is punched is indicated by an arrow P.
  • FIG. 4 shows a cross section of the main part of the metal gaskets 11 and 21 used in the seal structure according to the second embodiment of the present invention.
  • the metal gaskets 11 and 21 are a pair of housings (housings or flanges) 31 and 41. When they are arranged so as to overlap each other and are clamped (bolted) in the gasket thickness direction (vertical direction in the figure), the fastening state shown in FIG. 5 is obtained.
  • the left side of each figure is the outer side (outer peripheral side) of the gaskets 11 and 21, that is, the side of a sealed fluid such as salt water, and the right side is the inner side (inner peripheral side) of the gaskets 11 and 21.
  • the pair of casings 31 and 41 is a combination of one casing 31 on the upper side in the figure and the other casing 41 on the upper and lower sides in the figure. It is made of aluminum. Therefore, in this embodiment, both the casings 31 and 41 are both targets for corrosion inhibition. In this embodiment, two metal gaskets 11 and 21 are mounted between the pair of casings 31 and 41.
  • each of the metal gaskets 11 and 21 is a combination of one metal gasket 11 on the upper side in the drawing and the other metal gasket 21 on the upper and lower sides in the drawing.
  • Planar outer peripheral portions 11a and 21a that are overlapped with each other and bead portions 11d and 21d that are formed so as to rise away from the inner peripheral ends of the outer peripheral portions 11a and 21a are integrally provided.
  • one metal gasket 11 on the upper side in the figure includes a flat outer peripheral portion 11a, and the inclined surface portion 11b is integrally formed obliquely upward from the inner peripheral end portion of the outer peripheral portion 11a.
  • a planar inner peripheral portion 11c is integrally formed at the inner peripheral end portion of the slope portion 11b. Therefore, a bead portion 11d having a half bead shape including a slope portion 11b and an inner peripheral portion 11c is set with the planar outer peripheral portion 11a as a gasket substrate portion.
  • the other metal gasket 21 on the upper and lower sides of the figure is similarly provided with a flat outer peripheral portion 21a, and a slope portion 21b is integrally formed obliquely downward from an inner peripheral end portion of the outer peripheral portion 21a.
  • a planar inner peripheral portion 21c is integrally formed with the inner peripheral end portion of 21b. Therefore, a bead portion 21d having a half bead shape including a slope portion 21b and an inner peripheral portion 21c is set with the planar outer peripheral portion 21a as a gasket substrate portion.
  • Both metal gaskets 11 and 21 are vertically symmetric with respect to each other, are at least vertically symmetrical with respect to the illustrated portion, and are disposed vertically symmetrical.
  • both the metal gaskets 11 and 21 include metal substrates (steel plate layers) 12 and 22, and rubber layers (surface rubber layers) 13, 14, 23, and 24 are provided on both sides in the thickness direction of the metal substrates 12 and 22, respectively. The structure is applied over the entire surface. Accordingly, both the metal gaskets 11 and 21 are laminated metal gaskets (rubber coating metal gaskets) composed of the metal substrates 12 and 22 and the rubber layers 13, 14, 23 and 24.
  • the lower surface of the outer peripheral portion 11a of the upper metal gasket 11 and the lower metal gasket are provided.
  • the upper surface of the planar inner peripheral portion 11c constituting the part of the bead portion 11d of the upper one metal gasket 11 is in contact with the upper surface of the outer peripheral portion 21a of the upper portion 21 and the upper casing.
  • 31 is in contact with the lower surface of 31 (surface contact)
  • the lower surface of the planar inner peripheral portion 21c constituting a part of the bead portion 21d of the other lower metal gasket 21 is the upper surface of the lower casing 41.
  • surface contact surface contact
  • an initial gap is formed between the lower surface of the outer peripheral portion 21a and the slope portion 21b and the upper surface of the lower casing 41 in the other metal gasket 21 on the lower side.
  • the outer peripheral portion 11a of the upper one metal gasket 11 has an insulator action on the lower surface of the corner portion 11e between the outer peripheral portion 11a and the bead portion 11d.
  • the tip 11f jumps upward as a fulcrum, and the tip 11f contacts the lower surface of the upper casing 31 at the upper end (upper rubber layer 13). That.
  • the outer peripheral portion 21a of the other metal gasket 21 on the lower side has its tip 21f jumped downward with the upper surface of the corner portion 21e between the outer peripheral portion 21a and the bead portion 21d as a fulcrum for lever action, and the tip 21f is its lower end. In the (lower rubber layer 24), it contacts the upper surface of the other casing 41 on the lower side.
  • the initial gap 21 is closed by the tip 21f of the outer peripheral portion 21a coming into contact with the upper surface of the other casing 41 on the lower side, so that salt water or the like is interposed between the other casing 41 and the other metal gasket 21. Since no gap is formed in which the sealed fluid is accumulated, corrosion of the other casing 41 made of an aluminum material due to retention of salt water or the like can be suppressed.
  • a wedge-shaped gap 26 having a V-shaped cross section is formed between the outer peripheral portions 11a and 21a of the two metal gaskets 11 and 21, but the housings 31 and 41 are formed even if salt water or the like accumulates therein. Therefore, the casings 31 and 41 are not corroded.
  • the metal substrate 12 does not contact the housing 31 when the tip 11f of the outer peripheral portion 11a of the upper metal gasket 11 contacts the lower surface of the upper housing 31. Even when only the upper rubber layer 13 is in contact with the housing 31, the tip 21 f of the outer peripheral portion 21 a in the lower metal gasket 21 is in contact with the upper surface of the lower housing 41.
  • the substrate 22 does not contact the housing 41 and only the lower rubber layer 24 contacts the housing 41. Therefore, even from this point, even if the respective casings 31 and 41 are made of an aluminum material, the occurrence of electrical corrosion can be suppressed.
  • the upper metal gasket 11 is formed by integrally forming a bead portion 11d having a half bead shape including a slope portion 11b and an inner peripheral portion 11c inside a flat outer peripheral portion 11a.
  • the upper surface of the corner portion 11g of the bead portion 11d and the tip 11f of the outer peripheral portion 11a are in close contact with the lower surface of the upper casing 31 by the rubber layer 13, respectively. Therefore, two seal lines are set here.
  • the other metal gasket 21 on the lower side is formed by integrally forming a bead portion 21d having a half bead shape including an inclined surface portion 21b and an inner peripheral portion 21c inside a flat outer peripheral portion 21a. Then, as shown in FIG. 5, the lower surface of the corner portion 21g of the bead portion 21d and the tip 21f of the outer peripheral portion 21a are in close contact with the upper surface of the other casing 41 on the lower side by the rubber layer 24, respectively. Therefore, two seal lines are set here.
  • the bead portions 11d and 21d included in both the metal gaskets 11 and 21 have a half bead shape including the slope portions 11b and 21b and the inner peripheral portions 11c and 21c, respectively.
  • the shape of the bead portions 11d and 21d is not particularly limited as long as it is ensured that the tips 11f and 21f of the outer peripheral portions 11a and 21a are in contact with one or the other casings 31 and 41, respectively. It may be a full bead shape having an arc shape or a trapezoidal cross section.
  • the gasket material 1 is punched so that the metal gaskets 11 and 21 have a predetermined plane shape.
  • FIG. When the length L 2 of the rubber layers 13 and 24 on the side contacting the casings 31 and 41 is set larger than the length L 1 of the metal substrates 12 and 22 (metal) If the planar shape of the rubber layers 13 and 24 on the side contacting the casings 31 and 41 is set to be slightly larger than the planar shape of the substrates 12 and 22), as shown in FIG.
  • the metal substrates 12 and 22 Is the case 31, 4 Less likely to be in contact with. Therefore, the occurrence of the electrical corrosion can be more effectively suppressed.
  • the direction in which the material 1 is punched is indicated by an arrow P.

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Abstract

 金属ガスケットおよび筐体間に塩水が溜まるような間隙を形成しない構造であり、もって塩水の滞留による筐体の腐食が発生しにくく、シール機能が長期間に亙って維持される構造の金属ガスケットによるシール構造を提供する。この目的を達成するため、一対の筐体間に配置される1枚の金属ガスケットを備える。金属ガスケットは平面状の外周部と外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備え、ビード部が一方の筐体に接触し、外周部が他方の筐体に接触するように配置される。一対の筐体によって金属ガスケットが挟圧されたとき、ビード部はその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って外周部も弾性変形し、このとき外周部はその先端が一方の筐体に接触し、これにより一方の筐体および金属ガスケット間に塩水が溜まるような間隙を形成しない構造を備える。

Description

金属ガスケットによるシール構造
 本発明は、金属ガスケットによるシール構造に関する。本発明のシール構造は例えば自動車関連の分野で用いられ、またはその他の分野で用いられる。
 例えば自動車向けの金属ガスケットでは、自動車が海浜地帯を走行する状況などに備え、スペック評価項目として、塩水噴霧試験が実施される場合がある。この場合、金属ガスケットを装着する相手側の筐体がアルミ材質(アルミ合金を含む、以下同じ)であると、金属ガスケットおよび筐体間の隙間に塩水が堆積(付着)し、乾燥および湿潤を繰り返すことにより、塩水(イオン濃度の差)によるアルミ材質の腐食(隙間腐食)が発生する。金属ガスケットは、筐体に接触する部分の反力でシール機能を発揮するが、筐体の腐食部分がシールラインを貫通すると、シール機能が損なわれることになる。
 尚、筐体は鉄系の材質であっても腐食が発生するが、アルミ(Al)は鉄系(Fe)等よりイオン化傾向が大きい金属であるため、腐食しやすいものである。
Al3++3HO→Al(OH)+3H
特開平7-224938号公報 特開平11-241769号公報 特開2008-164156号公報 特開2009-156382号公報
 本発明は以上の点に鑑みて、金属ガスケットおよび筐体間に塩水が溜まるような間隙を形成しない構造であり、もって塩水の滞留による筐体の腐食が発生しにくく、シール機能が長期間に亙って維持される構造の金属ガスケットによるシール構造を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるシール構造は、一対の筐体間に配置される1枚の金属ガスケットを備え、前記金属ガスケットは平面状の外周部と前記外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備えるとともに、前記ビード部が一方の筐体に接触し、前記外周部が他方の筐体に接触するように配置され、前記一対の筐体によって前記金属ガスケットが挟圧されたとき、前記ビード部はその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って前記外周部も弾性変形し、このとき前記外周部はその先端が前記一方の筐体に接触し、これにより前記一方の筐体および前記金属ガスケット間に塩水が溜まるような間隙を形成しない構造を備えることを特徴とする。
 また、本発明の請求項2によるシール構造は、一対の筐体間に重なった状態で配置される2枚の金属ガスケットを備え、前記金属ガスケットはそれぞれ平面状の外周部と前記外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備えるとともに、前記外周部同士が接触し、一方の金属ガスケットのビード部が一方の筐体に接触し、他方の金属ガスケットのビード部が他方の筐体に接触するように配置され、前記一対の筐体によって前記2枚の金属ガスケットが挟圧されたとき、前記各ビード部はその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って前記各外周部も弾性変形し、このとき前記一方の金属ガスケットの外周部はその先端が前記一方の筐体に接触するとともに前記他方の金属ガスケットの外周部はその先端が前記他方の筐体に接触し、これにより前記一方の筐体および前記一方の金属ガスケット間ならびに前記他方の筐体および前記他方の金属ガスケット間にそれぞれ塩水が溜まるような間隙を形成しない構造を備えることを特徴とする。
 また、本発明の請求項3によるシール構造は、上記した請求項1または2記載のシール構造において、前記金属ガスケットは、金属基板の表面にゴム層が被着されることにより、前記外周部の先端が筐体に接触するときに、前記金属基板は筐体に接触せず前記ゴム層が筐体に接触する構造を備えることを特徴とする。
 更にまた、本発明の請求項4によるシール構造は、上記した請求項3記載のシール構造において、前記ゴム層は、その先端が前記金属基板の先端より突出して庇状に張り出すことにより、前記外周部の先端が筐体に接触するときに、前記金属基板を筐体に接触しにくくする構造を備えることを特徴とする。
 上記構成を備える本発明の請求項1によるシール構造は、一対の筐体間に1枚の金属ガスケットを装着する構造であって、金属ガスケットは平面状の外周部とこの外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備え、挟圧前の初期配置においてビード部が一方の筐体に接触し、外周部が他方の筐体に接触するように配置される。そして、一対の筐体によって金属ガスケットがその厚み方向に挟圧されると、ビード部がその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って外周部も弾性変形し、このとき外周部はその先端が一方の筐体に接触する。したがって一方の筐体と金属ガスケットとの間が前記接触により閉塞されることになって、ここに塩水が溜まるような間隙が形成されないため、一方の筐体がアルミ材質であっても、塩水の滞留による筐体の腐食が発生するのを抑制することが可能となる。
 また、上記構成を備える本発明の請求項2によるシール構造は、一対の筐体間に2枚の金属ガスケットを重なった状態で装着する構造であって、金属ガスケットはそれぞれ平面状の外周部とこの外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備え、挟圧前の初期状態において外周部同士が接触し、一方の金属ガスケットのビード部が一方の筐体に接触し、他方の金属ガスケットのビード部が他方の筐体に接触するように配置される。そして、一対の筐体によって2枚の金属ガスケットが挟圧されると、各ビード部がその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って各外周部も弾性変形し、このとき一方の金属ガスケットの外周部はその先端が一方の筐体に接触するとともに他方の金属ガスケットの外周部はその先端が他方の筐体に接触する。したがって一方の筐体と一方の金属ガスケットとの間および他方の筐体と他方の金属ガスケットとの間がそれぞれ前記接触により閉塞されることになって、ここに塩水が溜まるような間隙が形成されないため、一方および他方の筐体がそれぞれアルミ材質であっても、塩水の滞留による筐体の腐食が発生するのを抑制することが可能となる。
 金属ガスケットが金属基板の表面にゴム層を被着したものである場合には、ガスケット外周部の先端が筐体に接触するときに金属基板は筐体に接触せずゴム層が筐体に接触する構造とするのが望ましく、これによれば、筐体がアルミ材質である場合に発生する虞のある筐体の電気的腐食を一層有効に抑制することが可能となる。電気的腐食は、塩水が筐体に付着することで筐体とボルトおよびガスケット間に回路(電池)が形成され電位差が発生し、これにより筐体の腐食に至るので、金属基板が筐体に接触しなければ回路が形成されないことになる。
 ただし、ガスケット外周部の先端は筐体に対し斜めに角度をもって接触し、またゴム層は反力によって潰れやすいので、金属基板の表面にゴム層が被着されていても金属基板が筐体に接触してしまうことが懸念される。そこでこれに対策するには、ゴム層の先端を金属基板の先端より突出させて庇状に張り出させることが好適であり、これによれば、金属基板と筐体との間にゴム庇部が常に介在するため、金属基板が筐体に接触するのを有効に抑制することが可能となる。
 本発明は、以下の効果を奏する。
 すなわち上記構成を備える本発明によれば、一方の筐体と金属ガスケットとの間、または一方の筐体と一方の金属ガスケットとの間および他方の筐体と他方の金属ガスケットとの間にそれぞれ塩水が溜まるような間隙が形成されないため、塩水の滞留による筐体の腐食が発生するのを抑制することができ、よって金属ガスケットによるシール機能を長期間に亙って維持することができる。また、金属基板が筐体に接触せずゴム層が筐体に接触する構造とすることにより筐体がアルミ材質である場合の電気的腐食の発生を抑制することができ、ゴム層の先端を庇状に設定することにより金属基板が筐体に接触するのを抑制することができる。
本発明の第一実施例に係るシール構造に用いる金属ガスケットの要部断面図 同シール構造の締結状態を示す要部断面図 同金属ガスケットの製造工程および筐体に対する接触状態を示す説明図 本発明の第二実施例に係るシール構造に用いる金属ガスケットの要部断面図 同シール構造の締結状態を示す要部断面図 同金属ガスケットの製造工程および筐体に対する接触状態を示す説明図
 本発明には、以下の実施形態が含まれる。
請求項1,3,4関連・・・
(1)アルミ-鉄系合わせ面の場合のシール機能を延命することを特徴とする。
(2)ステンレス、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム合板をガスケット基材としていることを特徴とする。
(3)ガスケットゴムを形成するゴム配合物は、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、シリコンゴムのうちの少なくとも一種を含む合成ゴムシートとする。
(4)アルミ筐体と鉄系フランジの場合、塩水によるアルミ筐体の腐食を低減する、ひいては腐食の進行によるガスケットシール機能の喪失を遅らせることを目的として、アルミ筐体側にガスケットの端部が押し付けられるようなビード(方向)を設定する。
(5)筐体ないしフランジとして主に使用される材料はアルミもしくは鉄系であり、AlはFeよりイオン化傾向が大きく、塩水噴霧環境では腐食しやすい。アルミと鉄系の合わせ面の場合、腐食しやすいアルミ側に塩水が堆積しないようにビードの向きを図1および図2のように設定し且つ、打ち抜きバリも図3のように設定することにより、アルミ側腐食を低減でき且つ、ガスケットシール機能喪失を遅らせることが可能になる。また2枚のガスケットを積層する場合より低コストで対策が可能である。
請求項2,3,4関連・・・
(6)基材金属の両面に接着剤層を介してゴム層を設けた、積層状のメタルガスケット素材において、ガスケットを2枚積層し、端部の跳ね上げを利用しガスケットと筐体の外周部の隙間を少なくして、当該隙間への塩水の付着、堆積量を減少させることで、シール機能を延命することを特徴とする。
(7)ステンレス、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム合板をガスケット基材としていることを特徴とする。
(8)ガスケットゴムを形成するゴム配合物は、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、シリコンゴムのうちの少なくとも一種を含む合成ゴムシートとする。
(9)ガスケットを2枚積層させて、圧縮時のガスケット端部の跳ね上げを利用し、ガスケットと筐体の外周部の隙間を少なくする。ガスケット端部のエッジ部において面圧を発生させ、隙間を無くし、塩水を堆積しにくくすることで、隙間腐食の進行を抑制する。
(10)また、ガスケットの打ち抜き方向を変えることで、ガスケット端部の鋼板の露出を無くし、鋼板がハウジングに接触するのを防ぐ。アルミ筐体側にゴムが飛び出るように打ち抜き方向を設定することで、鋼板が筐体に接触することを防止する。ガスケットの打ち抜き方向を変えることで、ガスケット端部をゴムで覆い、縁部を無くす。
(11)上記(6)~(10)の構成によれば、アルミ筐体に堆積する塩水量(アルミ筐体とガスケットの外周部の隙間)を減らすことができる。堆積する塩水の量が減ることにより、塩水によるアルミ筐体の腐食が進行する速度を抑えることが可能になり、シール機能の延命に繋がる。また、ガスケット端部の鋼板とアルミ筐体の接触を防ぐことで、縁部を無くし、腐食を防止する。
 つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第一実施例(請求項1,3,4関連)・・・
 図1は、本発明の第一実施例に係るシール構造に用いる金属ガスケット11の要部断面を示しており、この金属ガスケット11が一対の筐体(ハウジングまたはフランジ)31,41間に配置されてガスケット厚み方向(図では上下方向)に挟圧(ボルト締め)されると、図2に示す締結状態となる。各図の左側がガスケット11の外側(外周側)すなわち塩水などの密封流体側であり、右側がガスケット11の内側(内周側)である。また図2に示すように一対の筐体31,41は、図上上側の一方の筐体31と図上下側の他方の筐体41との組み合わせよりなり、このうち図上上側の一方の筐体31がアルミ材質とされて、本実施例による腐食抑制の対象とされている。これに対し図上下側の他方の筐体41は鉄系の材質とされ、本実施例による腐食抑制の対象とされていない。本実施例では一対の筐体31,41間に1枚の金属ガスケット11が装着される。
 図1に示すように、金属ガスケット11は、平面状の外周部11aと、この外周部11aの内周端部からガスケット厚み方向の一方(図では上方向)へ向けて立ち上げ形成されたビード部11dとを一体に備えている。
 すなわち一層詳細に説明すると、金属ガスケット11は、平面状の外周部11aを備え、この外周部11aの内周端部から斜め上方へ向けて斜面部11bが一体成形されるとともにこの斜面部11bの内周端部に平面状の内周部11cが一体成形されている。したがって平面状の外周部11aをガスケット基板部として、斜面部11bおよび内周部11cよりなるハーフビード形状のビード部11dが設定されている。
 また、金属ガスケット11は、金属基板(鋼板層)12を備え、この金属基板12の厚み方向両面にそれぞれゴム層(表面ゴム層)13,14が全面に亙って被着されている。したがって金属ガスケット11は、金属基板12およびゴム層13,14の組み合わせよりなる積層タイプの金属ガスケット(ラバーコーティングメタルガスケット)とされている。
 上記構成の金属ガスケット11は、一対の筐体31,41により挟圧される前の初期状態において、ビード部11dの一部を構成する平面状の内周部11cの上面が上側の一方の筐体31の下面に接触(面接触)するとともに同じく平面状の外周部11aの下面が下側の他方の筐体41の上面に接触(面接触)した状態とされ、このとき外周部11aおよび斜面部11bの上面と上側の一方の筐体31の下面との間に初期的な間隙(初期間隙)が形成されるが、その後一対の筐体31,41によってガスケット厚み方向に挟圧されると図2に示す締結状態となり、すなわちハーフビード形状よりなるビード部11dがその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って平面状の外周部11aも斜めに弾性変形し、このとき外周部11aは外周部11aおよびビード部11d間の角部11eの下面を梃子作用の支点としてその先端11fが上向きに跳ね上がって先端11fがその上端(上面ゴム層13)において上側の一方の筐体31の下面に接触する。
 したがって、このように外周部11aの先端11fが上側の一方の筐体31の下面に接触することにより上記初期間隙が閉塞され、よって一方の筐体31および金属ガスケット11間に塩水などの密封流体が溜まるような間隙が形成されなくなるため、塩水などの滞留によってアルミ材質よりなる一方の筐体31に腐食が発生するのを抑制することができる。
 尚、下側の他方の筐体41と金属ガスケット11の外周部11aとの間には断面V字状に開いたくさび状の間隙25が形成されるが、ここに塩水などが溜まっても他方の筐体41は鉄系の材質よりなるので、腐食は発生しにくいものである。
 また、上記構成のシール構造では、金属ガスケット11における外周部11aの先端11fが上側の一方の筐体31の下面に接触するときに、金属基板12は筐体31に接触せずに上面ゴム層13のみが筐体31に接触する構造とされている。したがってこの点からしても一方の筐体31がアルミ材質よりなるものであっても電気的腐食が発生するのを抑制することができる。
 尚、上記したように金属ガスケット11は、平面状の外周部11aの内側に斜面部11bおよび内周部11cよりなるハーフビード形状のビード部11dを一体成形したものであるので、これが締結されると図2に示したように、ビード部11dの角部11gの上面と外周部11aの先端11fとがそれぞれゴム層13によって上側の一方の筐体31の下面に密接し、外周部11aおよびビード部11d間の角部11eの下面と内周部11cの先端11hとがそれぞれゴム層14によって下側の他方の筐体41の上面に接触する。したがって金属ガスケット11の上下面にそれぞれ2本のシールラインが設定されることになる。
 上記第一実施例において、金属ガスケット11が備えるビード部11dは、斜面部11bおよび内周部11cよりなるハーフビード形状とされているが、締結時の変形によって外周部11aの先端11fが一方の筐体31に接触することが確保されれば、ビード部11dの形状はとくに限定されるものではなく、例えば断面円弧形もしくは断面台形のフルビード形状などであっても良い。
 また、金属ガスケット11を製造するに際しては、金属ガスケット11が所定の平面形状を備えるようにガスケット素材1を打ち抜き加工するが、この打ち抜き加工に際して図3(A)から(B)へと示すように、金属基板12の長さLよりも一方の、筐体31に接触する側のゴム層13の長さLのほうを大きく設定すると(金属基板12の平面形状よりも一方の、筐体31に接触する側のゴム層13の平面形状のほうを一回り大きく設定すると)、図3(C)に示すように、金属基板12の先端よりゴム層13の先端が突出して、金属基板12の先端をゴム層13の先端が庇のように覆うことになるので、金属基板12が筐体31に接触しにくくなる。したがって上記電気的腐食の発生を一層有効に抑制することができる。図3(B)では素材1を打ち抜く方向を矢印Pをもって示している。
第二実施例(請求項2,3,4関連)・・・
 図4は、本発明の第二実施例に係るシール構造に用いる金属ガスケット11,21の要部断面を示しており、この金属ガスケット11,21が一対の筐体(ハウジングまたはフランジ)31,41間に互いに重なった状態で配置されてガスケット厚み方向(図では上下方向)に挟圧(ボルト締め)されると、図5に示す締結状態となる。各図の左側がガスケット11,21の外側(外周側)すなわち塩水などの密封流体側であり、右側がガスケット11,21の内側(内周側)である。また図5に示すように一対の筐体31,41は、図上上側の一方の筐体31と、図上下側の他方の筐体41との組み合わせよりなり、両筐体31,41はそれぞれアルミ材質とされている。したがって本実施例では両筐体31,41が双方ともに腐食抑制の対象とされている。本実施例では一対の筐体31,41間に2枚の金属ガスケット11,21が装着される。
 図4に示すように、金属ガスケット11,21は、図上上側の一方の金属ガスケット11と、図上下側の他方の金属ガスケット21との組み合わせよりなり、各金属ガスケット11,21は、装着時に互いに重ねられる平面状の外周部11a,21aと、この外周部11a,21aの内周端部から互いに離れる方向に立ち上げ形成されたビード部11d,21dとを一体に備えている。
 すなわち一層詳細に説明すると、図上上側の一方の金属ガスケット11は、平面状の外周部11aを備え、この外周部11aの内周端部から斜め上方へ向けて斜面部11bが一体成形されるとともにこの斜面部11bの内周端部に平面状の内周部11cが一体成形されている。したがって平面状の外周部11aをガスケット基板部として、斜面部11bおよび内周部11cよりなるハーフビード形状のビード部11dが設定されている。
 一方、図上下側の他方の金属ガスケット21は、同じく平面状の外周部21aを備え、この外周部21aの内周端部から斜め下方へ向けて斜面部21bが一体成形されるとともにこの斜面部21bの内周端部に平面状の内周部21cが一体成形されている。したがって平面状の外周部21aをガスケット基板部として、斜面部21bおよび内周部21cよりなるハーフビード形状のビード部21dが設定されている。
 両金属ガスケット11,21は互いに上下対称な形状とされ、少なくとも図示する部分で上下対称な形状とされ、また上下対称に配置されている。
 また、両金属ガスケット11,21はともに、金属基板(鋼板層)12,22を備え、この金属基板12,22の厚み方向両面にそれぞれゴム層(表面ゴム層)13,14,23,24が全面に亙って被着された構造とされている。したがって両金属ガスケット11,21はともに、金属基板12,22およびゴム層13,14,23,24よりなる積層タイプの金属ガスケット(ラバーコーティングメタルガスケット)とされている。
 上記構成の両金属ガスケット11,21は、一対の筐体31,41により挟圧される前の初期状態において、上側の一方の金属ガスケット11における外周部11aの下面と下側の他方の金属ガスケット21における外周部21aの上面とが互いに接触(面接触)するとともに上側の一方の金属ガスケット11におけるビード部11dの一部を構成する平面状の内周部11cの上面が上側の一方の筐体31の下面に接触(面接触)し、更に下側の他方の金属ガスケット21におけるビード部21dの一部を構成する平面状の内周部21cの下面が下側の他方の筐体41の上面に接触(面接触)した状態とされ、このとき上側の一方の金属ガスケット11における外周部11aおよび斜面部11bの上面と上側の一方の筐体31の下面との間および下側の他方の金属ガスケット21における外周部21aおよび斜面部21bの下面と下側の他方の筐体41の上面との間にそれぞれ初期的な間隙(初期間隙)が形成されるが、その後一対の筐体31,41によってガスケット厚み方向に挟圧されると図5に示す締結状態となり、すなわちハーフビード形状よりなる各ビード部11d,21dがその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って平面状の各外周部11a,21aも斜めに弾性変形し、このとき上側の一方の金属ガスケット11における外周部11aは外周部11aおよびビード部11d間の角部11eの下面を梃子作用の支点としてその先端11fが上向きに跳ね上がって先端11fがその上端(上面ゴム層13)において上側の一方の筐体31の下面に接触する。
 したがって、このように外周部11aの先端11fが上側の一方の筐体31の下面に接触することにより上記初期間隙が閉塞され、よって一方の筐体31および一方の金属ガスケット11間に塩水などの密封流体が溜まるような間隙が形成されなくなるため、塩水などの滞留によってアルミ材質よりなる一方の筐体31に腐食が発生するのを抑制することができる。
 また同様に、下側の他方の金属ガスケット21における外周部21aは外周部21aおよびビード部21d間の角部21eの上面を梃子作用の支点としてその先端21fが下向きに跳ね上がって先端21fがその下端(下面ゴム層24)において下側の他方の筐体41の上面に接触する。
 したがって、このように外周部21aの先端21fが下側の他方の筐体41の上面に接触することにより上記初期間隙が閉塞され、よって他方の筐体41および他方の金属ガスケット21間に塩水などの密封流体が溜まるような間隙が形成されなくなるため、塩水などの滞留によってアルミ材質よりなる他方の筐体41に腐食が発生するのを抑制することができる。
 尚、両金属ガスケット11,21の外周部11a,21a同士の間には断面V字状に開いたくさび状の間隙26が形成されるが、ここに塩水などが溜まっても筐体31,41に接触しないので、筐体31,41に腐食は発生しないものである。
 また、上記構成のシール構造では、上側の一方の金属ガスケット11における外周部11aの先端11fが上側の一方の筐体31の下面に接触するときに、金属基板12は筐体31に接触せず上面ゴム層13のみが筐体31に接触する構造とされ、下側の他方の金属ガスケット21における外周部21aの先端21fが下側の他方の筐体41の上面に接触するときにも、金属基板22は筐体41に接触せず下面ゴム層24のみが筐体41に接触する構造とされている。したがってこの点からしても各筐体31,41がアルミ材質よりなるものであっても電気的腐食が発生するのを抑制することができる。
 尚、上記したように上側の一方の金属ガスケット11は、平面状の外周部11aの内側に斜面部11bおよび内周部11cよりなるハーフビード形状のビード部11dを一体成形したものであるので、これが締結されると図5に示したように、ビード部11dの角部11gの上面と外周部11aの先端11fとがそれぞれゴム層13によって上側の一方の筐体31の下面に密接する。したがって、ここに2本のシールラインが設定されることになる。
 また同様に、下側の他方の金属ガスケット21は、平面状の外周部21aの内側に斜面部21bおよび内周部21cよりなるハーフビード形状のビード部21dを一体成形したものであるので、これが締結されると図5に示したように、ビード部21dの角部21gの下面と外周部21aの先端21fとがそれぞれゴム層24によって下側の他方の筐体41の上面に密接する。したがって、ここに2本のシールラインが設定されることになる。
 また、金属ガスケット11,21同士については、外周部11a,21aおよびビード部11d,21d間の角部11e,21e同士ならびに内周部11c,21cの先端11h,21h同士が密接するので、ここにも2本のシールラインが設定されることになる。
 上記第二実施例において、両金属ガスケット11,21が備えるビード部11d,21dはそれぞれ、斜面部11b,21bおよび内周部11c,21cよりなるハーフビード形状とされているが、締結時の変形によって外周部11a,21aの先端11f,21fがそれぞれ一方または他方の筐体31,41に接触することが確保されれば、ビード部11d,21dの形状はとくに限定されるものではなく、例えば断面円弧形もしくは断面台形のフルビード形状などであっても良い。
 また、両金属ガスケット11,21を製造するに際してはそれぞれ、金属ガスケット11,21が所定の平面形状を備えるようにガスケット素材1を打ち抜き加工するが、この打ち抜き加工に際して図6(A)から(B)へと示すように、金属基板12,22の長さLよりも一方の、筐体31,41に接触する側のゴム層13,24の長さLのほうを大きく設定すると(金属基板12,22の平面形状よりも一方の、筐体31,41に接触する側のゴム層13,24の平面形状のほうを一回り大きく設定すると)、図6(C)に示すように、金属基板12,22の先端よりゴム層13,24の先端が突出して、金属基板12,22の先端をゴム層13,24の先端が庇のように覆うことになるので、金属基板12,22が筐体31,41に接触しにくくなる。したがって上記電気的腐食の発生を一層有効に抑制することができる。図6(B)では素材1を打ち抜く方向を矢印Pをもって示している。
 1 ガスケット素材
 11,21 金属ガスケット
 11a,21a 外周部
 11b,21b 斜面部
 11c,21c 内周部
 11d,21d ビード部
 11e,21e 外周部およびビード部間の角部
 11f,21f 外周部の先端
 11g,21g ビード部の角部
 11h,21h 内周部の先端
 12,22 金属基板
 13,14,23,24 ゴム層
 25,26 間隙
 31,41 筐体

Claims (4)

  1.  一対の筐体間に配置される1枚の金属ガスケットを備え、前記金属ガスケットは平面状の外周部と前記外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備えるとともに、前記ビード部が一方の筐体に接触し、前記外周部が他方の筐体に接触するように配置され、
     前記一対の筐体によって前記金属ガスケットが挟圧されたとき、前記ビード部はその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って前記外周部も弾性変形し、このとき前記外周部はその先端が前記一方の筐体に接触し、これにより前記一方の筐体および前記金属ガスケット間に塩水が溜まるような間隙を形成しない構造を備えることを特徴とする金属ガスケットによるシール構造。
  2.  一対の筐体間に重なった状態で配置される2枚の金属ガスケットを備え、前記金属ガスケットはそれぞれ平面状の外周部と前記外周部の内周端部から立ち上げ形成されたビード部とを備えるとともに、前記外周部同士が接触し、一方の金属ガスケットのビード部が一方の筐体に接触し、他方の金属ガスケットのビード部が他方の筐体に接触するように配置され、
     前記一対の筐体によって前記2枚の金属ガスケットが挟圧されたとき、前記各ビード部はその高さを減じるように弾性変形するとともにこれに伴って前記各外周部も弾性変形し、このとき前記一方の金属ガスケットの外周部はその先端が前記一方の筐体に接触するとともに前記他方の金属ガスケットの外周部はその先端が前記他方の筐体に接触し、これにより前記一方の筐体および前記一方の金属ガスケット間ならびに前記他方の筐体および前記他方の金属ガスケット間にそれぞれ塩水が溜まるような間隙を形成しない構造を備えることを特徴とする金属ガスケットによるシール構造。
  3.  請求項1または2記載のシール構造において、
     前記金属ガスケットは、金属基板の表面にゴム層が被着されることにより、前記外周部の先端が筐体に接触するときに、前記金属基板は筐体に接触せず前記ゴム層が筐体に接触する構造を備えることを特徴とする金属ガスケットによるシール構造。
  4.  請求項3記載のシール構造において、
     前記ゴム層は、その先端が前記金属基板の先端より突出して庇状に張り出すことにより、前記外周部の先端が筐体に接触するときに、前記金属基板を筐体に接触しにくくする構造を備えることを特徴とする金属ガスケットによるシール構造。
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