JP6796062B2 - フィルター付きガスケット - Google Patents

Description

本発明は、フィルター付きガスケットに関し、詳しくは、差圧によってフィルター部材を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、シール状態を維持してシール抜けを防止できると共に、ガスケット本体の噛み込みが生じることのないようにしたフィルター付きガスケットに関する。

従来、フィルター付きガスケットとして、フィルター部材の周縁部に、ゴム状弾性材からなる環状のガスケット本体を一体形成したものが知られている（特許文献１、２）。

このフィルター付きガスケットは、例えば、自動車、産業機械器具等において、ガスやオイル等の流体の流路を形成するハウジング内に装着され、上下から挟着されることにより、フィルター部材によって流体をろ過し、かつガスケット本体の弾性変形によって流路をシールする役割を有する。

特開２０１３−２４５７９８号公報 実願平４−９０６１４号の全文明細書及び図面

従来の一般的なガスケットは、流体の圧力が均一に作用することを想定して設計されている。しかし、フィルター付きガスケットは、使用される流体が脈動するものや高粘度のものである場合、フィルター部材があることによって、その前後で差圧が生じ、ガスケット本体に、フィルター部材を境にして大小異なる圧力が加わる場合がある。このとき、差圧が小さい場合には問題はないが、差圧が大きくなると、従来のフィルター付きガスケットでは、ガスケット本体によるシールの姿勢保持が難しくなり、シール機能が低下する場合があった。

これを図８、図９を用いて説明する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、従来のフィルター付きガスケットを最小締め代で装着した状態を示す説明図である。図中、１００はフィルター付きガスケット、１０１はフィルター部材、１０２はフィルター部材１０１の周縁部に設けられたガスケット本体、２００はハウジング、３００はシリンダブロックである。

このフィルター付きガスケット１００において、ガスケット本体１０２は、断面が略矩形状となる環状体によって形成されている。フィルター付きガスケット１００をハウジング２００とシリンダブロック３００との間で挟着すると、図８（ａ）中の実線で示すように、ガスケット本体１０２が僅かに弾性変形し、その反発力によってハウジング２００とシリンダブロック３００との間をシールする。

この状態で、図８（ｂ）に示すように、フィルター部材１０１を境にしてガスケット本体１０２の内周面に均等に流体の圧力Ｐ００が加わると、ガスケット本体１０２の上下端部がそれぞれ圧力に応じて外周側に倒れ込むように変形する。この外周側への倒れ込みは、ガスケット本体１０２の上下端部でそれぞれほぼ均等となるため、ガスケット本体１０２は、ハウジング２００とシリンダブロック３００との間で適正な姿勢を保持でき、シール状態を維持することができる。

図８（ｃ）に示すように、フィルター部材１０１を境にして、下側の流体圧力がＰ１１となり、上側の流体圧力は図示しないが、Ｐ１１より小さい圧力になる。この場合、ガスケット本体１０２に対して、フィルター部材１０１を境にして異なった圧力が加わることになり、下側の流体圧力の方が上側の流体圧力に対して大きい圧力が加わるため、ガスケット本体１０２の下端部の方が上端部より外周側への倒れ込みが大きくなる。その結果、ガスケット本体１０２は、ハウジング２００とシリンダブロック３００との間で適正な姿勢を保持できなくなり、ガスケット本体１０２とハウジング２００との間のシール状態が不安定となることにより、最悪の場合、シール抜けを生じさせるおそれがある。

一方、図９は、従来のフィルター付きガスケットを最大締め代で装着した状態を示す説明図である。

この場合、フィルター付きガスケット１００をハウジング２００とシリンダブロック３００との間で挟着すると、図９中の実線で示すように、ガスケット本体１０２が大きく圧縮され、その反発力によってハウジング２００とシリンダブロック３００との間をシールする。

この最大締め代状態では、ガスケット本体１０２は大きく圧縮された状態であるため、フィルター部材１０１を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、作用してもガスケット本体１０２が位置変動することはなく、シール抜けを生じさせるおそれはない。しかし、大きく圧縮されたガスケット本体１０２が、ハウジング２００の内周面の隅角部まで入り込むように変形する。そして、図示するようにハウジング２００とシリンダブロック３００との突き合わせ面が隅角部に配置されるような部位では、この隅角部（図９中に示すＡ部）にガスケット本体１０２が噛み込まれる場合がある。変形したガスケット本体１０２の外周側の上下端は、隅角部に向けて角張った形状となることにより、隅角部Ａの突き合わせ面間に侵入し易くなるためである。ガスケット本体１０２の噛み込みは、ガスケット本体１０２の損傷につながり、シール性能に影響を及ぼす場合がある。

そこで、本発明は、差圧によってフィルター部材を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、シール状態を維持してシール抜けを防止できると共に、ガスケット本体の噛み込みが生じることのないフィルター付きガスケットを提供することにある。

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．網部を有するフィルター部材と、前記フィルター部材の周縁部に設けられたゴム状弾性材からなる環状のガスケット本体とからなり、
前記ガスケット本体の上下面の全周に亘って、該ガスケット本体の内周端側に、前記フィルター部材に対して垂直方向に延びる内周面と、前記ガスケット本体の外周に向けて傾斜する傾斜面とからなり、前記フィルター部材の外周よりも内周側に環状のシールリップ部がそれぞれ形成されていると共に、
前記ガスケット本体の外周面に、装着部の内周面と所定の締め代を有して接する外周突起部が、前記ガスケット本体の径方向に突出するように形成されていることを特徴とするフィルター付きガスケット。
２．前記外周突起部の先端部は、前記ガスケット本体の軸方向幅よりも小幅に形成されていることを特徴とする前記１記載のフィルター付きガスケット。
３．前記外周突起部は、先端部から前記ガスケット本体の上下面にかけて傾斜するテーパー面を有していることを特徴とする前記１又は２記載のフィルター付きガスケット。

本発明によれば、差圧によってフィルター部材を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、シール状態を維持してシール抜けを防止できると共に、ガスケット本体の噛み込みが生じることのないフィルター付きガスケットを提供することができる。

本発明に係るフィルター付きガスケットの一実施形態を示す平面図 図１における（ii）−（ii）線断面図 図１に示すフィルター付きガスケットを最小締め代で装着した状態を示す部分断面図 （ａ）は図３に示すガスケット本体に均等に圧力が作用している状態の説明図、（ｂ）は図３に示すガスケット本体にフィルター部材を境にして上下側で異なった圧力が加わった状態の説明図 図１に示すフィルター付きガスケットを最大締め代で装着した状態を示す部分断面図 （ａ）は本発明に係るフィルター付きガスケットの他の実施形態を示す部分断面図、（ｂ）は本発明に係るフィルター付きガスケットの更に他の実施形態を示す部分断面図 本発明に係るフィルター付きガスケットのフィルターの形状を示した平面図 （ａ）は従来のフィルター付きガスケットを最小締め代で装着した状態を示す説明図、（ｂ）はガスケット本体に均等に圧力が作用している状態の説明図、（ｃ）はガスケット本体にフィルター部材を境にして上下側で異なった圧力が加わった状態の説明図 従来のフィルター付きガスケットを最大締め代で装着した状態を示す説明図

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明に係るフィルター付きガスケットの一実施形態を示す平面図、図２は、図１における（ii）−（ii）線断面図である。

フィルター付きガスケット１は、フィルター部材２と、このフィルター部材２の周縁部２２に設けられたゴム状弾性材からなる環状のガスケット本体３とからなる。

本実施形態に示すフィルター部材２は、例えばステンレス等の金属又はポリアミド等の合成樹脂によって形成されている。本実施形態に示すフィルター部材２は円盤状に形成されているが、何ら限定されない。フィルター部材２は、中央側に網部２１を有すると共に、この網部２１の外周側の周縁部２２を一体に有している。

ガスケット本体３は、フィルター部材２の周縁部２２を上面と下面から包み込むように形成されている。そのガスケット本体３は、フィルター部材２の周縁部と一体に形成されている。なお、本明細書では、上下方向を必要により軸方向という。

ガスケット本体３に使用されるゴム状弾性材としては、例えばエチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリル酸エステルゴム（ＡＣＭ）等を適宜選択して用いることができる。

ガスケット本体３は、環状のシールリップ部３１を有している。そして、シールリップ部３１は、ガスケット本体３の内周端側の上面と下面にそれぞれ形成されている。シールリップ部３１の形状は、図２に示す。

図２に示す各シールリップ部３１の内周は、フィルター部材２に対して垂直方向に延びる内周面３１ａとなっている。また、各シールリップ部３１の外周は、ガスケット本体３の外周に向けて傾斜する傾斜面３１ｂとなっている。

このように、シールリップ部３１は、内周の内周面３１ａがフィルター部材２に対して垂直方向に延びているのに対し、外周の傾斜面３１ｂがガスケット本体３の外周に向けて傾斜している。したがって、シールリップ部３１は、内周側に向けてやや傾くような形態になっている。これにより、詳細には後述するが、このフィルター付きガスケット１が装着部内に装着され、２部材によって上下から挟着された際、２部材にそれぞれ押圧されて、各シールリップ部３１は、ガスケット本体３の内周側に向けて倒れるように構成されている。

ガスケット本体３の外周面には、外周に突出する外周突起部３２が、全周に亘って一体形成されている。図示の例では、ガスケット本体３の外周に、山型に突出するように形成された外周突起部３２を示している。この外周突起部３２は、フィルター付きガスケット１が装着部内に装着された際、該装着部の内周面と所定の締め代を有して接する部位である。

この山型の外周突起部３２の先端部３２ａは、ガスケット本体３の軸方向の幅よりも小幅の帯状となるように形成されることにより、図２に示されるように断面形状が軸方向に沿う平坦面となっている。この先端部３２ａからガスケット本体３の上下面にかけての部位はテーパー面３２ｂであり、ガスケット本体３の上下外周端部を斜めに切除したような形状となっている。

次に、かかるフィルター付きガスケット１の作用及び効果について、図３〜図５を用いて説明する。

まず、図３は、フィルター付きガスケット１が最小締め代で装着された状態を示す部分断面図、図４（ａ）は、図３に示すガスケット本体３に均等に圧力が作用している状態の説明図、（ｂ）は図３に示すガスケット本体３にフィルター部材２を境にして上下側で異なった圧力が加わった状態の説明図である。

ここでは、ハウジング４と、このハウジング４に突き合わされるシリンダブロック５との２部材によって、フィルター付きガスケット１の装着部６が構成されるものを示している。装着部６は、ハウジング４側のみに所定の深さで形成されている。

このフィルター付きガスケット１において、ハウジング４の装着部６の深さは、図３中の破線で示す上下のシールリップ部３１を含めたガスケット本体３全体の初期状態（無加圧状態）の軸方向に沿う厚みよりも僅かに小さい程度となっている。このため、このフィルター付きガスケット１をハウジング４とシリンダブロック５とで上下から挟着すると、図３中の実線で示すように、各シールリップ部３１は、ハウジング４とシリンダブロック５とに押圧されて、僅かに内周側に倒れ込むように弾性変形し、その反発力によってハウジング４とシリンダブロック５との間をシールする。

各シールリップ部３１は、ガスケット本体３の内周側に配置されているため、上下から挟み付けられた際、ガスケット本体３の他の部分と少ない干渉で内周側にスムーズに倒れることができるようになっている。

そして、この状態で、図４（ａ）中の破線矢印に示すように、フィルター部材２を境にしてガスケット本体３の内周面３１ａに均等に流体の圧力Ｐ０が加わると、圧力Ｐ０は、シールリップ部３１を外周側に向けて変形させるように作用する。しかし、シールリップ部３１は元々装着状態で内周側に向けて倒れ込むように弾性変形しているため、外周側に向けた圧力Ｐ０を受け、ハウジング４及びシリンダブロック５に対して更に圧接される。その結果、シールリップ部３１によるシール状態はより強化され、シール抜けを確実に防止する。

また、フィルター付きガスケット１は、図３中の破線で示すように、外周突起部３２が装着部６の内周面６ａに対して所定の締め代を有して接しているため、この外周突起部３２によって装着部６の内周面６ａに対してシールすると共に、ガスケット本体３が上下のシールリップ部３１と外周突起部３２の３点によって装着部６内に支持されるため、装着状態の姿勢を安定させることができる。

次に、図４（ｂ）中の矢印に示すように、フィルター部材２よりも下側のガスケット本体３の内周面３１ａに、上側よりも大きな圧力Ｐ１が加わった場合、圧力Ｐ１によって、フィルター付きガスケット１は上方に向けて、図４（ｂ）中の破線位置から実線位置に変位する。このフィルター付きガスケット１の上方への変位により、上側のシールリップ部３１は、内周側に倒れ込んだ状態のまま、シリンダブロック５に対して更に圧接される。その結果、上側のシールリップ部３１のシール状態は、図４（ａ）に示す均等に圧力Ｐ０が加わった場合に比べて強化される。

前述の圧力Ｐ１は、上側のシールリップ部３１に比べて、下側のシールリップ部３１を外周側に向けてより大きく変形させるように作用する。しかし、下側のシールリップ部３１は、圧力Ｐ１によりフィルター部材２が上方に移動し、シール圧が減少しても、ハウジング４に対して圧接する。その結果、下側のシールリップ部３１によるシール状態を維持することができる。

また、このように、フィルター部材２を境にして上下側で異なった圧力が加わることにより、フィルター付きガスケット１が図４（ｂ）中の破線位置から実線位置に変位する。具体的には、下側のシールリップ部３１は、外周側に向けて変形し、上側のシールリップ部３１は、内周側に向けて変形する。つまり、ガスケット本体３は、フィルター部材２との固着部位を中心にして、図４（ｂ）における時計回りに回転するような力が働く。この下側の圧力Ｐ１が過大になると、フィルター付きガスケット１が更に上方に変位することにより、下側のシールリップ部３１が圧力Ｐ１を受けて外周側に倒れ込んでしまうことが想定される。

しかし、前記ガスケット本体３を回転しようとする力は、外周突起部３２が装着部６の内周面６ａへの当接力を高めることになり、ガスケット本体３の回転を阻止するように機能し、ガスケット本体３の姿勢を適正な状態に維持して安定したシール状態を保ち、シール抜けの発生を防止する。特に、本実施形態に示すように、外周突起部３２の先端部３２ａが所定幅の帯状に形成されている場合、先端部３２ａが装着部６の内周面に当接することにより、ガスケット本体３を面で支え、ガスケット本体３の回転を効果的に阻止する機能を発揮する。これにより、ガスケット本体３の姿勢保持効果をより向上させることができる。

次に、図５は、フィルター付きガスケット１が最大締め代で装着された状態を示す部分断面図である。

この場合、ハウジング４の装着部６の深さは、図５中の破線で示す上下のシールリップ部３１を含めたガスケット本体３全体の初期状態（無加圧状態）の軸方向に沿う厚みよりもかなり小さい。このため、このフィルター付きガスケット１をハウジング４とシリンダブロック５とで上下から挟着すると、図５中の実線で示すように、各シールリップ部３１は、ハウジング４とシリンダブロック５とに押圧されて、内周側に大きく倒れ込むように弾性変形し、その反発力によってハウジング４とシリンダブロック５との間をシールする。この状態では、ガスケット本体３にフィルター部材２を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、フィルター付きガスケット１が上下に変位することはほとんどないが、大きな締め代によってガスケット本体３は大きく圧縮された状態となる。

ここで、シールリップ部３１は内周側に倒れ込んでおり、更に外周突起部３２を有することにより、ガスケット本体３の上下外周端部と装着部６の内面との間に空隙Ｓが形成される。これにより、ガスケット本体３が大きく圧縮されても、装着部６の隅角部に位置するハウジング４とシリンダブロック５との突き合わせ面（図５中のＡ部）にガスケット本体３が噛み込まれてしまうことはない。

特に、本実施形態に示す外周突起部３２は、先端部３２ａから上下に亘ってテーパー面３２ｂを有しているため、空隙Ｓが大きく確保される。このため、ガスケット本体３が内周側から流体の過大な圧力を受けた際に、図５中の破線で示すように外周側に押圧されても、突き合わせ面に噛み込まれるおそれはない。

以上のように、本発明によるフィルター付きガスケット１によれば、差圧によってフィルター部材２を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、シール状態を維持してシール抜けを防止できると共に、ガスケット本体３の噛み込みが生じることもない。

図６は、本発明に係るフィルター付きガスケットの他の実施形態を示す部分断面図である。

図６（ａ）に示すフィルター付きガスケット１は、ガスケット本体３のシールリップ部３１を、上述した態様よりも外周側にずらし、ガスケット本体３の径方向のほぼ中央部に配置させたものである。このように外周側にずらした場合も、各シールリップ部３１の先端は、内周側に向けて緩やかに傾くように形成されているため、２部材によって上下から挟み付けられた際、上述した態様と同様に、内周側に向けて倒れ込むように変形し、確実なシール機能を発揮することができる。

また、ガスケット本体３の外周突起部３２に、先端部３２ａから上下に亘ってテーパー面３２ｂを有しているため、ガスケット本体３が最大締め代で圧縮された場合でも、上記同様に噛み込みが発生するおそれはない。

図６（ｂ）に示すフィルター付きガスケット１は、ガスケット本体３の外周面から突出する外周突起部３２を、上述した山型ではなく、ガスケット本体３の軸方向の幅よりも小幅の帯状のまま突出するように形成したものである。すなわち、この外周突起部３２の先端部３２ａは、図示するように平坦面となる断面形状であるが、この先端部３２ａの幅のまま、ガスケット本体３の外周面から突出した形状となっている。

この場合も、上述したように、ガスケット本体３の姿勢を適正に維持する機能を有すると共に、ガスケット本体３の内周側からフィルター部材２を境にして上下側で異なった圧力が加わっても、この外周突起部３２がガスケット本体３の回転を効果的に阻止し、ガスケット本体３の適正な姿勢を維持することができる。

なお、上述の図１に示すフィルター付きガスケット１におけるフィルターの格子状の形状は、図７に示すごとく大きさを変更した同図（ａ）（ｂ）、或いは同図（ｃ）の蜘蛛の巣形状の他、他の形状のものを使用することができる。

１：フィルター付きガスケット
２：フィルター部材
２１：網部
２２：周縁部
３：ガスケット本体
３１：シールリップ部
３１ａ：内周面
３１ｂ：傾斜面
３２：外周突起部
３２ａ：先端部
３２ｂ：テーパー面
４：ハウジング
５：シリンダブロック
６：装着部
６ａ：内周面

Claims (3)

1. 網部を有するフィルター部材と、前記フィルター部材の周縁部に設けられたゴム状弾性材からなる環状のガスケット本体とからなり、
   前記ガスケット本体の上下面の全周に亘って、該ガスケット本体の内周端側に、前記フィルター部材に対して垂直方向に延びる内周面と、前記ガスケット本体の外周に向けて傾斜する傾斜面とからなり、前記フィルター部材の外周よりも内周側に環状のシールリップ部がそれぞれ形成されていると共に、
   前記ガスケット本体の外周面に、装着部の内周面と所定の締め代を有して接する外周突起部が、前記ガスケット本体の径方向に突出するように形成されていて、
   上下の前記シールリップ部を含めた前記ガスケット本体の全体の初期状態の軸方向に沿う厚みは、前記装着部の深さよりも厚く、
   前記シールリップ部は、上下から挟着された際に内周側に向けて倒れるように形成されていることを特徴とする
   フィルター付きガスケット。
2. 前記外周突起部の先端部は、前記ガスケット本体の軸方向幅よりも小幅に形成されていることを特徴とする請求項１記載のフィルター付きガスケット。
3. 前記外周突起部は、先端部から前記ガスケット本体の上下面にかけて傾斜するテーパー面を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルター付きガスケット。

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