金属垫片的制作方法

文档序号:11332548阅读:848来源:国知局
金属垫片的制造方法与工艺

本发明涉及金属垫片,具体涉及一种进行密封的金属垫片,以便在两个部件的对接面之间不形成盐水积存的间隙。



背景技术:

在面向汽车的金属垫片中,作为规格评估项目有时会要求盐水喷雾试验,以备汽车在海滨地带或在寒冷地区撒有融雪剂的地带行驶的情况等。例如在由壳体部件和盖部件这两个部件组成的箱体内部容纳有ecu(电子控制单元)、pcu(功率控制单元)、逆变器、整流器等电子部件的情况下,有时在壳体部件和盖部件的对接面之间由金属垫片密封的状态下,实施这种盐水喷雾试验。

在汽车部件中,主要使用铁系或铝系的金属作为壳体部件或盖部件等两个部件的材质。在此,在实施盐水喷雾试验的情况下,如果与金属垫片接触的对方侧部件由adc12等铝材质(包括铝合金,以下相同)形成,则喷雾的盐水粘附、滞留在金属垫片和对接面之间的间隙中,并反复干燥以及湿润,由此盐水(离子浓度的差)可能导致铝材质产生腐蚀(间隙腐蚀)。金属垫片利用使对接面接触的凸筋的反作用力发挥密封功能,但如果腐蚀部分贯穿凸筋的密封线(凸筋接触线),则失去密封功能。

作为其对策,本发明申请人提出了一种金属垫片,其在垫片的外周部的整个圆周上形成用于防止盐水渗入的弯曲加工部(以下称为外周弯折加工部),利用外周弯折加工部将对接面之间的间隙的外周侧实质性填补,从而能够缩小间隙,使盐水难以粘附、滞留,进而延迟盐水导致的密封功能丧失(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-61002号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

根据专利文献1所记载的金属垫片,利用外周弯折加工部,能够得到延迟盐水导致的密封功能丧失的良好的效果,但本发明人进行了进一步的探讨,发现了以下的新的问题。

即,外周弯折加工部以较短的、固定的长度以及高度进行弯折加工,以便实质性填补垫片的外周部和对接面之间的盐水滞留的间隙,因此尤其在螺栓孔的近旁,存在发生螺栓紧固时进行压缩时的轴向力(螺栓紧固轴向力)的损失的问题。

此外,金属垫片的外形形状根据对接面的形状而各种各样,其中也有具有以小的曲率半径弯曲形成为圆形的弯曲部的外形形状的情况。以往的外周弯折加工部无论金属垫片的外形形状如何,均以较短的、固定的弯折宽度和固定的弯折高度对外周部的整个圆周进行了弯折加工,但根据本发明人的知识和见解发现如下问题,金属垫片的形状为在外周缘上具有曲率半径为20mm以下的较小的弯曲部的形状时,在该弯曲部会发生由螺栓对金属垫片进行压缩时的轴向力(螺栓紧固轴向力)的损失。

因此,本发明的第一问题在于,提供一种金属垫片,其即便形成有用于盐水渗入对策的外周弯折加工部,也能够抑制螺栓紧固轴向力的损失。

本发明的第二问题在于,提供一种金属垫片,其即便在外周缘具有曲率半径为20mm以下的较小的弯曲部的金属垫片的整个圆周上形成有用于盐水渗入对策的外周弯折加工部,也能够抑制螺栓紧固轴向力的损失。

此外,本发明的其他问题,根据以下记载而变得明确。

用于解决问题的方案

上述问题利用以下的各发明来解决。

1.一种金属垫片,其特征在于,配置在两个部件的对接面之间,并在金属基板上具有:

螺栓孔,其供螺栓插通;

凸筋部,其在比所述螺栓孔更靠内周侧的位置对所述对接面之间进行密封;以及

外周弯折加工部,其用于通过将所述金属基板的外周部向一个方向进行弯折加工,从而使得所述金属垫片和所述对接面之间不形成如盐水积存的间隙,

所述外周弯折加工部具有弯折长度沿垫片周向逐渐变化而形成的部位,以抑制由所述螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失。

2.根据所述1所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部不形成在所述螺栓孔的近旁,而是形成在除了所述螺栓孔的近旁以外的所述金属基板的外周部上。

3.根据所述2所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部的弯折长度以越靠近未形成有所述外周弯折加工部的所述螺栓孔的近旁越短的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

4.根据所述2或3所述的金属垫片,其特征在于,在未形成有所述外周弯折加工部的所述金属基板的外周部上形成有用于识别垫片安装的识别突起,所述识别突起以从所述对接面之间向外侧方延伸出的方式形成。

5.根据所述2~4中任一项所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部的弯折长度是0.3mm~5.0mm的范围。

6.根据所述1所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部形成在所述金属基板的外周部的整个圆周上,并且以随着靠近所述螺栓孔,弯折长度变长且弯折高度变低的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

7.根据所述6所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部的内周侧的端缘以与所述螺栓孔接触或横跨所述螺栓孔的方式配置。

8.根据所述6或7所述的金属垫片,其特征在于,在所述螺栓孔的近旁的所述外周弯折加工部上形成有用于识别垫片安装的识别突起,所述识别突起以从所述对接面之间向外侧方延伸出的方式形成。

9.根据所述1所述的金属垫片,其特征在于,在所述金属基板的外周缘上具有至少一个曲率半径为20mm以下的弯曲部,

所述外周弯折加工部形成在所述金属基板的外周部的整个圆周上,且所述弯曲部的周边的弯折宽度沿垫片周向逐渐变化而形成。

10.根据所述9所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部以随着从所述金属基板的外周缘向所述弯曲部靠近,弯折宽度变宽的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

11.根据所述9或10所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部以随着从所述金属基板的所述弯曲部向所述螺栓孔靠近,弯折宽度变宽的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

12.根据所述6~11中任一项所述的金属垫片,其特征在于,所述外周弯折加工部的弯折宽度是0.3mm~30.0mm的范围。

13.根据所述1~12中任一项所述的金属垫片,其特征在于,在所述金属基板的表面覆盖有橡胶状弹性体。

发明效果

根据本发明,能够提供一种金属垫片,其即便形成有用于盐水渗入对策的外周弯折加工部,也能够抑制螺栓紧固轴向力的损失。

此外,根据本发明,能够提供一种金属垫片,其即便在外周缘具有曲率半径为20mm以下的较小的弯曲部的金属垫片的整个圆周上形成有用于盐水渗入对策的外周弯折加工部,也能够抑制螺栓紧固轴向力的损失。

附图说明

图1是表示应用了本发明的第一实施方式的金属垫片的一例的箱体的分解立体图。

图2是表示图1中所示的金属垫片的俯视图。

图3是图2中的虚线所包围的a部的局部俯视放大图。

图4中(a1)~(d1)分别是沿着图3中的(a1)-(a1)线、(b1)-(b1)线、(c1)-(c1)线、(d1)-(d1)线的剖面图。

图5中(a1)~(d1)是图4(a1)~(d1)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

图6是表示作为凸筋部形成有全凸筋部的金属垫片的一例,是在与图3中的a-a线相同的部位切断的剖面图。

图7是表示识别突起的其他实施方式的局部俯视放大图。

图8是表示应用了本发明的第二实施方式的金属垫片的一例的箱体的分解立体图。

图9是图8中所示的金属垫片的俯视图。

图10是图9中的虚线所包围的a部的局部俯视放大图。

图11中(a2)~(d2)分别是沿着图10中的(a2)-(a2)线、(b2)-(b2)线、(c2)-(c2)线、(d2)-(d2)线的剖面图。

图12中(a2)~(d2)是图11(a2)~(d2)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

图13是表示作为凸筋部形成有全凸筋部的金属垫片的一例,是在与图10中的(a2)-(a2)线相同的部位切断的剖面图。

图14是表示识别突起的其他实施方式的局部俯视放大图。

图15是表示应用了本发明的第三实施方式的金属垫片的一例的法兰接头的分解立体图。

图16是图15中所示的金属垫片的俯视图。

图17中(a3)~(c3)分别是沿着图16中的(a3)-(a3)线、(b3)-(b3)线、(c3)-(c3)线的剖面图。

图18中(a3)~(c3)是图17中的(a3)~(c3)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

图19是表示第三实施方式的金属垫片的其他一例的俯视图。

图20中(a4)~(c4)分别是沿着图19中的(a4)-(a4)线、(b4)-(b4)线、(c4)-(c4)线的剖面图。

图21是表示作为凸筋部形成有全凸筋部的第三实施方式的金属垫片的一例的剖面图。

具体实施方式

下面参照附图,对用于实施本发明的方式进行说明。

第一实施方式

第一实施方式的金属垫片构成为,外周弯折加工部不形成在螺栓孔的近旁,而在金属基板的外周部上弯折长度沿垫片的周向逐逐渐变化化而形成,由此,抑制了由所述螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失。

图1是表示应用了本发明的第一实施方式的金属垫片的一例的箱体的分解立体图,图2是表示图1中所示的金属垫片的俯视图,图3是图2中的虚线所包围的a部的局部俯视放大图,图4(a1)~(d1)分别是沿着图3中的(a1)-(a1)线、(b1)-(b1)线、(c1)-(c1)线、(d1)-(d1)线的剖面图,图5(a1)~(d1)是图4(a1)~(d1)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

首先,对箱体100进行说明。

图1所示的箱体100由壳体部件200和盖部件300这两个部件构成。壳体部件200和盖部件300在各自的开口部的周围一体地具有法兰部201、301。在这些法兰部201、301的对置的对接面202、302之间配置有一张金属垫片1。箱体100的壳体部件200和盖部件300中的至少一个由易于被盐水腐蚀的铝材质形成,但壳体部件200和盖部件300也可以是铁系等其他材质。

法兰部201、301的对接面202、302形成为,以固定的宽度的带状包围壳体部件200和盖部件300的开口部的外周。形成有螺栓孔203、303的部位局部地向侧方伸出。

如图2、图3所示,金属垫片1具有环状部1a和伸出部1b。环状部1a以与壳体部件200及盖部件300的各法兰部201、301的对接面202、302相同的固定宽度而形成。伸出部1b在与各法兰部201、301的各螺栓孔203、303对应的位置上以从环状部1a利用光滑的曲线连接的方式局部地向侧方伸出。在各伸出部1b上形成有与各法兰部201、301的各螺栓孔203、303对应的螺栓孔11。

而且,箱体100通过在各螺栓孔203、303、11上插通螺栓400,将壳体部件200、盖部件300以及金属垫片1这三者紧固为一体。利用夹持在法兰部201、301之间的金属垫片1,对法兰部201、301的对接面202、302之间进行密封。

接着,对金属垫片1进行说明。

如图4所示,第一实施方式的金属垫片1具有在金属基板10a的表面(正面、背面两个面)覆盖有橡胶状弹性体10b的层叠结构。这是第一实施方式中的优选方式。通过表面的橡胶状弹性体10b与对接面202、302弹性地紧密接触,能够提高密封性,同时也能够得到防止盐水的粘附等所导致的金属垫片1的腐蚀的效果。

作为金属基板10a能够使用例如不锈钢、冷轧钢板、镀锌钢板、铝复合板等。作为橡胶状弹性体10b,能够使用例如丁腈橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶等。橡胶状弹性体10b可以单独使用这些橡胶,也可以是包括这些中的任意两种以上的橡胶的合成橡胶(包括泡沫橡胶)。

优选在金属基板10a的表面上形成有基底处理层(未图示),以使其与橡胶状弹性体10b的粘接性良好。

金属垫片1通过弯曲金属基板10a而形成为具有第一平板部12、半凸筋部13以及第二平板部14的形状。半凸筋部13朝向金属基板10a的厚度方向的一方(图1中的上方向)倾斜立起而形成在第一平板部12的内周部(图4中的右端部)上。第二平板部14与第一平板部12大致平行地形成在半凸筋部13的更靠内周部的位置上。

此外,螺栓孔11配置在第一平板部12向侧方伸出的伸出部1b上。半凸筋部13和第二平板部14配置在比螺栓孔11更靠内周侧的位置上。如图4(a1)(b1)所示,在第一平板部12的外周部(图4中的左端部)形成有朝向金属基板10a的厚度方向的另一方(图4中下方向)进行了弯折加工的外周弯折加工部15。

外周弯折加工部15与以往一样,用于尽量缩小对接面202、302之间的间隙,以防止盐水的渗入。如图5(c1)(d1)所示,该外周弯折加工部15以构成从第一平板部12的外周部的端部向斜下方,即向与半凸筋部13的立起方向相反的方向倾斜的斜面的方式一体地弯曲形成,且形成为从法兰部201、301的对接面202、302不露出到外侧的程度。

但是,在该第一实施方式中,如图2和图3所示,该外周弯折加工部15不形成在螺栓孔11的近旁,而是形成在除了螺栓孔11的近旁以外的金属基板10a的外周部上。因此,外周弯折加工部15不是形成在金属基板10a的外周部的整个圆周上,而是如图4(c1)(d1)所示,在螺栓孔11的近旁,是第一平板部12照原样直接延伸设置到金属基板10a的外周部为止的形状。

在此,螺栓孔11的近旁指的是从螺栓孔11到与螺栓支撑面(螺栓400的头部落座在法兰部301的上表面的面)对应的螺栓孔11的周围的区域11a的稍微外侧为止的区域。

如图5所示,如此构成的金属垫片1配置在法兰部201、301之间,且由嵌插到螺栓孔203、303、11的螺栓400紧固为一体。图5中的右侧是箱体100的内部侧,左侧是外部侧。此时,金属垫片1在法兰部201、301的对接面202、302之间,以半凸筋部13降低高度的方式被压缩,而发生弹性变形,利用此时的半凸筋部13的反作用力对对接面202、302进行密封。图5中的s1、s2表示半凸筋部13所形成的密封部。

而且,通过压缩半凸筋部13,利用以密封部s2为支点的杠杆的作用,比密封部s2更靠外周侧的部分朝向法兰部301的对接面302弹起。于是,在图5(a1)(b1)的形成有外周弯折加工部15的部位上,第一平板部12和外周弯折加工部15的边界的弯曲部位(外周弯折加工部15的内端部15a)与对接面302接触,从而形成密封部s3。外周弯折加工部15的外端部15b与法兰部201的对接面202接触,从而形成密封部s4。

由此,在形成有外周弯折加工部15的部位上,比密封部s3更靠外周侧的间隙由外周弯折加工部15实质性填补。因此,在形成有外周弯折加工部15的部位上,不形成与以往同样的、喷雾的盐水渗入并积存的间隙,因此能够使盐水难以滞留,从而能够延迟盐水导致的对接面202、302的腐蚀的发生。

此外,根据该金属垫片1,由于在螺栓孔11的近旁未形成有螺栓紧固时难以进行压缩的外周弯折加工部15,因此不会发生螺栓紧固轴向力的损失。在这种情况下,因不存在外周弯折加工部15而有可能导致盐水粘附、滞留,但如图5(c1)(d1)所示,在螺栓孔11的近旁,螺栓紧固轴向力变高,从而法兰部201、301的夹持力增强。因此,螺栓孔11的周围的第一平板部12利用高的刚性产生高表面压力,从而法兰部201、301被紧固为,对接面202、302之间由金属垫片1的第一平板部12实质性填补的程度。因此,即便在螺栓孔11的近旁,对接面202、302之间也难以产生盐水渗入积存的间隙。即,在螺栓孔11的近旁,螺栓紧固时的高表面压力成为外周弯折加工部15的替代。

优选外周弯折加工部15的弯折长度l是0.3mm~5.0mm的范围。由此,能够有效防止盐水积存的这种间隙的产生。如果短于0.3mm,则外周弯折加工部15的压缩性降低,螺栓紧固轴向力的损失增大。此外,如果长于5.0mm,则外周弯折加工部15的压缩时的反作用力特性降低,接触表面压力减小。

此外,如图4(a1)(b1)所示,弯折长度l是指沿着从弯曲形成为倾斜状的外周弯折加工部15的内端部15a到外端部15b的斜面的长度。

外周弯折加工部15的弯折长度l以越靠近未形成有该外周弯折加工部15的螺栓孔11的近旁的外周部越短的方式沿着垫片的周向逐渐变化而形成。即,如图4(a1)(b1)所示,距离螺栓孔11远的部位的外周弯折加工部15的弯折长度l11和距离螺栓孔11近的部位的外周弯折加工部15的弯折长度l12相比,l11>l12。其之间的外周弯折加工部15的弯折长度以沿着垫片的周向逐渐变化的方式形成。由此,从外周弯折加工部15到螺栓孔11的近旁为止,能够使盐水的渗入抑制部位光滑地连续,能够进一步提高金属垫片1的整个圆周的盐水的渗入抑制效果。

金属垫片1具有的凸筋部不限于以上说明的半凸筋部13。例如图6所示,也能够设为全凸筋部16。图6是将形成有全凸筋部16的金属垫片在与图3中的(a1)-(a1)线相同的部位切断的剖面图。与图4相同的附图标记的部位为相同结构的部位,因此其说明援用图4的说明,省略在此的说明。

全凸筋部16通过从第一平板部12的内周部(图6中的右端部)朝向金属基板10a的厚度方向的一方(图6中为上方向)倾斜立起,然后在其顶点朝向金属基板10a的厚度方向的另一方(图6中为下方向)倾斜下降而弯曲形成。第二平板部14与该全凸筋部16的内周部(图6中的左端部)连续并弯曲形成。如此,作为凸筋部通过形成全凸筋部16,也能够得到与上述同样的效果。

如图3所示,在金属垫片1中,在未形成有外周弯折加工部15的金属基板10a的外周部,即螺栓孔11近旁的金属基板10a的外周部上,优选形成有用于识别垫片安装的识别突起17。识别突起17从螺栓孔11的近旁的伸出部1b进一步朝向侧方突出。该识别突起17形成为,在金属垫片1安装在法兰部201、301之间时,该识别突起17从该法兰部201、301之间向侧方露出。由此,能够容易地目视识别出壳体部件200和盖部件300之间安装有金属垫片1。

如以往那样,在金属垫片的整个圆周上形成有以固定的弯折长度和高度弯折的外周弯折加工部的情况下,由于外周弯折加工部的存在而导致不能形成这种识别突起17。但是,根据本实施方式,因为在螺栓孔11的近旁不存在外周弯折加工部15,因此能够如此地在螺栓孔11的近旁形成识别突起17。识别突起17只要在金属垫片1的外周部上的未形成有外周弯折加工部15的部位的至少一处有即可。

如图3所示的识别突起17在伸出部1b中局部地形成在与环状部1a的外周缘光滑地连接的两个倾斜状外缘部1c、1c的一方上。但是,如图7所示,也可以通过使伸出部1b的整体照原样地进一步向侧方延伸出而形成。识别突起17的平面形状不特别限定,丝毫不限于图示的形状。

在以上的说明中,示出了第一实施方式的金属垫片1作为箱体100的壳体部件200和盖部件300的法兰部201、301之间的密封部件进行应用的示例。但是,本发明的第一实施方式的金属垫片1并不限于应用在这种箱体100中,能够广泛应用在对两个部件之间的对接面进行密封的情况中。

第二实施方式

第二实施方式的金属垫片在所述金属基板的外周部的整个圆周上形成有外周弯折加工部,以随着靠近所述螺栓孔,弯折长度变长且弯折高度变低的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。由此,构成为能够抑制由所述螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失。

图8是表示应用了第二实施方式的金属垫片的一例的箱体的分解立体图,图9是图8中所示的金属垫片的俯视图,图10是图9中的虚线所包围的a部的局部俯视放大图,图11(a2)~(d2)分别是沿着图10中的(a2)-(a2)线、(b2)-(b2)、(c2)-(c2)线、(d2)-(d2)线的剖面图,图12(a2)~(d2)是图11(a2)~(d2)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

对于箱体100,与所述第一实施方式相同的附图标记的部位为相同结构的部位,因此这些的说明援用第一实施方式的说明,省略在此处的说明。

如图9、图10所示,金属垫片2具有环状部2a和伸出部2b。环状部2a以与壳体部件200和盖部件300的各法兰部201、301的对接面202、302同样的固定宽度形成。伸出部2b在与各法兰部201、301的各螺栓孔203、303对应的位置上以从环状部1a利用光滑的曲线连接的方式局部地向侧方伸出。在各伸出部2b上形成有与各法兰部201、301的各螺栓孔203、303对应的螺栓孔21。

而且,箱体100通过螺栓400插通各螺栓孔203、303、11,将壳体部件200、盖部件300以及金属垫片2这三者紧固为一体。通过夹持在法兰部201、301之间的金属垫片2,法兰部201、301的对接面202、302之间被密封。

接着,对金属垫片2进行说明。

如图11所示,金属垫片2具有在金属基板20a的表面(正面、背面两个面)覆盖有橡胶状弹性体10b的层叠结构。这是本发明中的优选方式。通过表面的橡胶状弹性体20b与对接面202、302弹性地紧密接触,能够提高密封性,同时也能够得到防止盐水的粘附等导致的金属垫片2的腐蚀的效果。

此外,金属基板20a和橡胶状弹性体20b使用与所述第一实施方式相同的材质,而且,优选在金属基板20a的表面上形成基础处理层,这一点与第一实施方式相同。

金属垫片2由金属基板20a弯曲而形成为具有第一平板部22、半凸筋部23、以及第二平板部24的形状。半凸筋部23朝向金属基板20a的厚度方向的一方(图11中的上方向)倾斜立起而形成在第一平板部22的内周部(图11中的右端部)。第二平板部24与第一平板部22大致平行地形成在半凸筋部13的更靠内周部的位置上。

此外,螺栓孔21配置在第一平板部12向侧方伸出的伸出部2b上。半凸筋部23和第二平板部24配置在比螺栓孔21更靠内周侧的位置上。如图11(a2)(b2)所示,在第一平板部22的外周部(图11中的左端部),形成有朝向金属基板20a的厚度方向的另一方(图11中的下方向)进行了弯折加工的外周弯折加工部25。此外,图10中的附图标记11a是与螺栓支撑面(螺栓400的头部落座在法兰部301的上表面的面)对应的螺栓孔21的周围的区域。

外周弯折加工部25与以往一样,用于尽量缩小对接面202、302之间的间隙,以防止盐水的渗入。如图12(c)(d)所示,该外周弯折加工部25以构成从第一平板部22的外周部的端部向斜下方,即向与半凸筋部23的立起方向相反的方向倾斜的斜面的方式一体地弯曲形成,且形成为从法兰部201、301的对接面202、302不露出到外侧的程度。

在第二实施方式中,如图9所示,该外周弯折加工部25形成在金属垫片2(金属基板20a)的外周部的整个圆周上。在螺栓孔21的部位,外周弯折加工部25的内端部25a以横跨该螺栓孔21的方式配置,伸出部2b的大致整体成为外周弯折加工部25。

但是,如图10和图11所示,外周弯折加工部25的弯折长度l和弯折高度h在金属垫片2的整个圆周上不是固定的,而是沿垫片周向逐渐变化而形成的。该弯折长度l和弯折高度h随着靠近螺栓孔21,具体而言在伸出部2b内随着靠近螺栓孔21,弯折长度l变长且弯折高度h变低。

即,如图11(a2)~(c2)所示,外周弯折加工部25的弯折长度l为l21<l22<l23,随着靠近螺栓孔21而逐渐变长。而且,弯折高度h为h21>h22>h23,随着靠近螺栓孔21而逐渐变低。此外,在图11(d2)所示的经过螺栓孔21的中心的剖面上,外周弯折加工部25的弯折高度h24接近零(h24≈0),形成为大致平坦。

在此,如图11(a2)~(c2)所示,弯折长度l是指沿着从以倾斜状弯曲形成的外周弯折加工部25的内端部25a到外端部25b为止的斜面的长度。而且,弯折高度h是指从第一平板部22的下表面(弯折有外周弯折加工部25的一侧的表面)到外周弯折加工部25的外端部25b的端缘为止的高度。

如图12所示,如此构成的金属垫片2配置在法兰部201、301之间,由嵌插到螺栓孔203、303、11的螺栓400紧固为一体。图12中的右侧是箱体100的内部侧,左侧是外部侧。此时,金属垫片2在法兰部201、301的对接面202、302之间,以半凸筋部23降低高度的方式被压缩而弹性变形,利用此时的半凸筋部23的反作用力对对接面202、302进行密封。图12中的s5、s6表示半凸筋部23所形成的密封部。

而且,通过压缩半凸筋部23,利用以密封部s6为支点的杠杆的作用,比密封部s6更靠外周侧的部分朝向法兰部301的对接面302弹起。于是,第一平板部22和外周弯折加工部25的边界的弯曲部位(外周弯折加工部25的内端部25a)与对接面302接触,从而形成密封部s7。外周弯折加工部25的外端部25b与法兰部201的对接面202接触,从而形成密封部s8。

由此,比密封部s7更靠外周侧的对接面202、302之间的间隙成为由外周弯折加工部25实质性填补的形状。因此,该金属垫片2不形成与以往同样的、喷雾的盐水渗入并积存的间隙,因此能够使盐水难以滞留,从而能够延迟盐水导致的对接面202、302的腐蚀的发生。

此外,该金属垫片2的外周弯折加工部25以随着靠近螺栓孔21,弯折长度l变长且弯折高度h变低的方式沿垫片周向逐渐变化而形成,因此螺栓孔21的近旁部位的外周弯折加工部25与其他部位相比易于压缩,从而降低了螺栓紧固轴向力的损失。而且,螺栓孔21的近旁在螺栓紧固时产生高表面压力,因此如图12(d2)所示,外周弯折加工部25被强力夹持在对接面202、302之间,不会产生间隙。因此,在金属垫片2的整个圆周上,能够抑制在对接面202、302之间产生盐水渗入积存这样的间隙,并且能够抑制螺栓紧固轴向力的损失。

此外,外周弯折加工部25的内端部25a以横跨螺栓孔21的方式形成,但也可以以与螺栓孔21接触的方式形成。

外周弯折加工部25的弯折长度l优选以随着靠近螺栓孔21而逐渐变长的方式形成在0.3mm~30.0mm的范围。由此,能够防止产生盐水积存这样的间隙,同时能够有效地降低螺栓紧固轴向力的损失。

如果短于0.3mm,则外周弯折加工部25的压缩性降低,螺栓紧固轴向力的损失变大。而且,如果长于30.0mm,则外周弯折加工部25的压缩时的反作用力特性降低,接触面压力降低。

金属垫片2所具有的凸筋部不限于以上说明的半凸筋部23,例如图13所示,也能够是全凸筋部26。图13是将形成有全凸筋部26的金属垫片在与图10中的(a2)-(a2)线相同的部位进行切断的剖面图。与图11相同的附图标记的部位是相同结构的部位,因此这些的说明援用图11的说明,省略在此的说明。

全凸筋部26是通过从第一平板部22的内周部(图13中的右端部)朝向金属基板20a的厚度方向的一方(图13中的上方向)倾斜立起,然后在其顶点朝向金属基板20a的厚度方向的另一方(图13中的下方向)倾斜下降而弯曲形成的。第二平板部24与该全凸筋部26的内周部(图13中的左端部)连续并弯曲形成。如此,作为凸筋部,通过形成全凸筋部26,也能够得到与上述同样的效果。

如图10所示,在金属垫片2中,在未形成有外周弯折加工部25的金属基板20a的外周部,即螺栓孔21近旁的金属基板20a的外周部,优选形成有用于识别垫片安装的识别突起27。识别突起27从螺栓孔21的近旁的伸出部2b进一步朝向侧方突出。

该识别突起27形成为,当金属垫片2安装在法兰部201、301之间时,该识别突起27从该法兰部201、301之间向侧方露出。由此,能够容易地目视识别出壳体部件200和盖部件300之间安装有金属垫片2。

如以往那样,在金属垫片的整个圆周上形成有以固定的弯折长度和弯折高度弯折的外周弯折加工部的情况下,由于外周弯折加工部的存在而不能形成这种识别突起17。但是,根据本实施方式,因为在螺栓孔21的近旁的外周弯折加工部15形成为弯边长度l长且弯边高度h低,因此能够在螺栓孔21的近旁形成识别突起27。识别突起27只要在金属垫片2的外周部中未形成有外周弯折加工部15的部位的至少一处有即可。

如图10所示的识别突起27在伸出部2b中局部地形成在与环状部2a的外周缘光滑地连接的两个倾斜状外缘部2c、2c的一方上。但是,如图14所示,也可以通过使伸出部2b的整体照原样地进一步向侧方延伸出而形成。识别突起27的平面形状不特别限定,丝毫不限于图示的形状。

在以上的说明中,示出了第二实施方式的金属垫片2作为箱体100的壳体部件200和盖部件300的对接面202、302之间的密封部件进行应用的示例。但是,本发明的第二实施方式的金属垫片2不限于应用在这种箱体100中,能够广泛应用在对两个部件之间的对接面进行密封的情况中。

第三实施方式

第三实施方式的金属垫片构成为,在金属基板的外周缘具有曲率半径小的弯曲部,且外周弯折加工部形成在所述金属基板的外周部的整个圆周上时,所述弯曲部的周边的弯折宽度逐渐变化而形成,抑制由螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失。

图15是表示应用了本发明的第三实施方式的金属垫片的一例的法兰接头的分解立体图,图16是图15中所示的金属垫片的俯视图,图17(a3)~(c3)分别是沿着图16中的(a3)-(a3)线、(b3)-(b3)线、(c3)-(c3)线的剖面图。图18(a3)~(c3)是图17中的(a3)~(c3)所示的金属垫片被螺栓紧固时的剖面图。

如图15所示,一对法兰接头500、500分别具有法兰部501、501。在这些法兰部501、501的对置的对接面502、502之间配置有一张金属垫片3。法兰接头500、500的至少任一方的法兰部501由易于被盐水腐蚀的铝材质形成,但也可以是铁系等其他材质。

法兰部501的对接面502以包围流体流经的开口部503的外周的方式形成为环状,且形成有螺栓孔504的部位以从环状部分向相反的侧方伸出成舌状的方式形成。

接着,对金属垫片3的一例进行说明。

金属垫片3具有环状部3a和一对舌状部3b、3b。环状部3a以包围开口部503的方式形成为与法兰接头500的对接面502相同的形状。舌状部3b、3b从环状部3a向相反的侧方伸出。在舌状部3b、3b的与各法兰接头500的螺栓孔504对应的位置上形成有螺栓孔31、31。

该金属垫片3在外周缘中的环状部3a和舌状部3b的连接部位上形成有弯曲为圆形凹状的四个弯曲部3c。这些弯曲部3c都是形成有曲率半径为20mm以下,具体地为1mm~20mm的较小的半径r的部位。

曲率半径小于1mm时,弯曲部3c上可能产生裂纹,曲率半径超过20mm时,需要通过缩小后述的外周弯折加工部35的弯折宽度,使压缩状态均匀。

如图17所示,金属垫片3具有在金属基板30a的表面(正面、背面两个面)覆盖有橡胶状弹性体30b的层叠结构。这是本发明中的优选方式。通过表面的橡胶状弹性体30b与对接面502弹性地紧密接触,能够提高密封性,同时也能够得到防止盐水的粘附等导致的金属垫片3腐蚀的效果。

作为金属基板30a能够使用例如不锈钢、冷轧钢板、镀锌钢板、铝复合板等。作为橡胶状弹性体30b能够使用例如丁腈橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶等。橡胶状弹性体30b可以单独使用这些橡胶,也可以是包括这些中的任意两种以上的橡胶的合成橡胶(包括泡沫橡胶)。

优选在金属基板30a的表面上形成有基础处理层(未图示),以使橡胶状弹性体30b的粘接性良好。

金属垫片3由金属基板30a弯曲而形成为具有第一平板部32、半凸筋部33以及第二平板部34的形状。半凸筋部33朝向金属基板30a的厚度方向的一方(图17中的上方向)倾斜立起而形成在第一平板部32的内周部(图17中的右端部)。第二平板部34与第一平板部32大致平行地形成在半凸筋部33的更靠内周部(图17中的右端部)的位置上。

此外,螺栓孔31配置在构成舌状部3b的第一平板部32内,半凸筋部33和第二平板部34配置在比螺栓孔31更靠内周侧的位置上。而且,如图16、图17所示,在第一平板部32的外周部(图17中的左端部)形成有外周弯折加工部35,该外周弯折加工部35是朝向金属基板30a的厚度方向的另一方(图17中的下方向)以预定的弯折宽度w进行弯折加工而成。

外周弯折加工部35与以往一样,用于尽量缩小对接面502、502之间的间隙,以防止盐水的渗入。如图18所示,该外周弯折加工部35以构成从第一平板部32的外周端向斜下方,即向与半凸筋部33的立起方向相反的方向倾斜的斜面的方式一体地弯曲形成,且形成为从法兰部501的对接面502不露出到外侧的程度。

在本实施方式中,外周弯折加工部35形成在金属基板30a的外周部的整个圆周上。但是,如图16和图17所示,该弯折宽度w在整个圆周上不是固定的,如图16所示,弯曲部3c的周边的外周弯折加工部35的弯折宽度w沿垫片的周向逐渐变化而形成。

具体而言,在图16、图17所示的金属垫片3中,从弯曲部3c向垫片周向的一方远离的图17(a3)所示的外周弯折加工部35的弯折宽度为w31,从弯曲部3c向垫片周向的另一方远离的、图17(b3)所示的外周弯折加工部35的弯折宽度为w32,经过弯曲部3c的中央的图17(c3)所示的外周弯折加工部35的弯折宽度为w33时,w33>w32≥w31。弯曲部3c中的外周弯折加工部35的弯折宽度w33形成得最宽。即,该金属垫片3的外周弯折加工部35以随着从金属基板30a的外周缘向弯曲部3c靠近,弯折宽度w变宽的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

在此,如图17(a3)~(c3)所示,弯折宽度w是指对从弯曲形成为倾斜状的外周弯折加工部35的内端侧35a到外端部35b为止的斜面在俯视观察的状态下测量的宽度。此外,在上述第一、第二实施方式中,利用沿着斜面的弯折长度表示,但在第三实施方式中,利用弯折宽度w表示。这是因为在第三实施方式中,作为对象的部位还包括形成有1mm~20mm的较小的半径r的部位的逐渐变化。

如图15和图18所示,如此构成的金属垫片3配置在一对法兰部501的对接面502、502之间,由嵌插到螺栓孔504、31的螺栓等紧固部件600紧固为一体。图18中的右侧是法兰接头500的内部侧,左侧是大气侧。此时,金属垫片3在对接面502、502之间以半凸筋部33降低高度的方式被压缩而弹性变形,利用此时的半凸筋部33的反作用力对对接面502、502进行密封。图18中的s9、s10表示半凸筋部33所形成的密封部。

而且,通过压缩半凸筋部33,利用以密封部10作为支点的杠杆的作用,比密封部s10更靠外周侧的部分朝向图18的上侧的对接面302弹起。于是,第一平板部32和外周弯折加工部35的边界的弯曲部位(内端部35a)与图18的上侧的对接面502接触,形成密封部s11。外周弯折加工部35的外端部35b与图18的下侧的对接面502接触,形成密封部s12。

由此,比密封部s11更靠外周侧的对接面502、502之间的间隙变为由外周弯折加工部35实质性填补的形状。根据该金属垫片3,不形成与以往同样的、喷雾的盐水渗入并积存的间隙,因此能够使盐水难以滞留,从而能够延迟盐水导致的对接面502、502发生腐蚀。此时,进一步优选地,使对接面502、502之间保持润滑脂,从而完全截断盐水的渗入。

而且,弯曲部3c的周边的外周弯折加工部35通过以弯曲部3c的弯折宽度w33最宽的方式使弯折宽度w沿垫片的周向逐渐变化而形成,从而变得易于压缩。因此,即便该弯曲部3c是曲率半径为20mm以下的这种较小的弯曲部,在螺栓紧固时,也能够降低弯曲部3c附近的外周弯折加工部35所引起的螺栓紧固轴向力的损失。由此,能够提高主要凸筋部即半凸筋部33所产生的压缩性,从而能够同时实现盐水的渗入抑制效果和金属垫片3的密封功能的提升效果。

此外,由于外周弯折加工部35的弯折宽度w为w33>w32≥w31,因此螺栓孔31的近旁的弯折宽度w32也能够形成得比弯折宽度w31更宽。因此,在螺栓孔31的近旁有可能形成盐水滞留的间隙,但实际上,螺栓孔31的近旁是螺栓紧固时的外周弯折加工部35的压缩性良好的部位,因此能够缩小盐水的滞留空间,盐水粘附、滞留的可能性少。

外周弯折加工部35不仅弯折宽度w,对于弯折高度h,也优选在弯曲部3c的周边沿垫片的周向逐渐变化而形成。具体而言,从弯曲部3c向垫片周向的一方远离的图17(a3)所示的外周弯折加工部35的弯折高度为h31,从弯曲部3c向垫片周向的另一方远离的图17(b3)所示的外周弯折加工部35的弯折高度为h32,经过弯曲部3c的中央的图17(c3)所示的外周弯折加工部35的弯折高度为h33时,h33<h32≤h31。即,该外周弯折加工部35以随着从金属基板30a的外周缘向弯曲部3c靠近,弯折高度h变低的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

由此,与上述弯折宽度w的逐渐变化结构相辅相成,能够使弯曲部3c的周边的外周弯折加工部35更加易于压缩,同时能够进一步提高螺栓孔31近旁的螺栓紧固轴向力的损失的降低效果。

此外,如图17(a3)~(c3)所示,弯折高度h是指从第一平板部32的上表面(半凸筋部33立起的面)到外周弯折加工部35的外端部35b的端缘为止的高度。

图19是表示第三实施方式的金属垫片的其他一例的俯视图,图20(a4)~(c4)分别是沿着图19中的(a4)-(a4)线、(b4)-(b4)线、(c4)-(c4)线的剖面图。与图16、图17相同的附图标记的部位是相同结构的部位,因此这些说明援用图16、图17的说明,在此省略。

在该金属垫片3中,外周弯折加工部35形成在金属基板30a的外周部的整个圆周上,而且弯曲部30c的周边的外周弯折加工部35通过弯折宽度w沿垫片周向逐渐变化而形成,在这一点上与图16、图17所示的金属垫片3相同。

但是,该金属垫片3以外周弯折加工部35的弯折宽度w随着从金属基板30a的弯曲部30c向舌状部3b的螺栓孔31靠近而变宽的方式形成。即,经过弯曲部3c的中央的图20(c4)所示的弯折宽度w36与从弯曲部3c向垫片周向的一方远离的图20(a4)所示的弯折宽度w34相比,w34<w36。但是,与弯曲部3c向垫片周向的另一方远离的经过螺栓孔31的中央的、图20(b4)所示的弯折宽度w35相比,w35>w36。

即,该金属垫片3的外周弯折加工部35的弯折宽度w为w34<w36<w35,在螺栓孔31的近旁最宽。具体而言,以随着从图20(a4)所示的部位向弯曲部3c靠近,弯折宽度w逐渐变宽的方式沿垫片的周向逐渐变化而形成,且以随着从弯曲部3c向螺栓孔31靠近,弯折宽度w进一步逐渐变宽的方式沿垫片的周向逐渐变化而形成。

由此,即便在螺栓孔31的近旁,也能够提高外周弯折加工部35的压缩性。因此,能够与弯曲部3c中的外周弯折加工部35的压缩性的提高效果相辅相成,进一步降低螺栓紧固轴向力的损失,从而能够以更高层次同时实现盐水的渗入抑制效果和金属垫片3的密封功能的提高效果。

此外,图19所示的外周弯折加工部35的内端部35a以横跨螺栓孔31的方式配置,但也可以以与螺栓孔31接触的方式配置。

而且,如图20所示,优选该外周弯折加工部35的弯折高度h以随着靠近螺栓孔31而变低的方式形成。图20(c4)所示的外周弯折加工部35的弯折高度h3与图20(a4)所示的弯折高度h34相比,h34>h36。但是,与图20(b4)所示的弯折高度h35相比,h35<h36。即,h34>h36>h35。

即,该金属垫片3中的外周弯折加工部35以随着从图20(a4)所示的部位向弯曲部3c靠近,弯折高度h变低的方式沿垫片的周向逐渐变化而形成,且以随着从弯曲部3c向螺栓孔31靠近,弯折高度h进一步变低的方式沿垫片的周向逐渐变化而形成。

由此,与上述弯折宽度w的逐渐变化结构相辅相成,能够使弯曲部3c以及螺栓孔31的近旁的外周弯折加工部35更加易于压缩,能够进一步提高螺栓紧固轴向力的损失的降低效果。

在本发明中,优选外周弯折加工部35的弯折宽度w在0.3mm~30.0mm的范围。通过将弯折宽度w设定在该范围内,能够更加良好地得到盐水的渗入抑制效果和螺栓紧固轴向力的损失降低效果。如果短于0.3mm,则局部性地变为高表面压力,而且,如果长于30.0mm,则难以产生用于防止盐水的渗入所需的表面压力。

形成于金属垫片3上的凸筋部并不限于以上说明的半凸筋部33。例如图21所示,也能够是全凸筋部36。全凸筋部36通过从第一平板部32的内周部(图21中的右端部)朝向金属基板30a的厚度方向的一方(图21中的上方向)倾斜立起,然后在其顶点朝向金属基板30a的厚度方向的另一方(图13中的下方向)倾斜下降而弯曲形成。第二平板部34与该全凸筋部36连续并弯曲形成。如此,作为凸筋部,通过形成全凸筋部36也能够得到与上述同样的效果。

在以上的说明中,例示了在金属垫片3的外周缘具有曲率半径为20mm以下的四处弯曲部3c,但本发明能够应用于至少具有一处这种弯曲部3c的金属垫片。

而且,弯曲部3c并不限于如以上说明的弯曲成凹状的弯曲部,也可以是弯曲成凸状的弯曲部。

在以上的说明中示出了将第三实施方式的金属垫片3作为法兰接头500、500的对接面502、502之间的密封部件进行应用的示例。但是,本发明的第三实施方式的金属垫片3并不限于应用到这种法兰接头500中,能够广泛应用到对两个部件之间的对接面进行密封的情况中。

附图标记说明

1、2、3:金属垫片

1a、2a:环状部

1b、2b:伸出部

1c、2c:倾斜状外缘部

10a、20a、30a:金属基板

10b、20b、30b:橡胶状弹性体

11、21、31:螺栓孔

12、22、32:第一平板部

13、23、33:半凸筋部

14、24、34:第二平板部

15、25、35:外周弯折加工部

15a、25a、35a:内端部

15b、25b、35b:外端部

16、26、36:全凸筋部

17、27:识别突起

100:箱体

200:壳体部件

201:法兰部

202:对接面

203:螺栓孔

300:盖部件

301:法兰部

302:对接面

303:螺栓孔

400:螺栓

500:法兰接头100

501:法兰部

502:对接面

503:开口部

504:螺栓孔

600:螺栓

s1~s12:密封部

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种金属垫片,其特征在于,配置在两个部件的对接面之间,并在金属基板上具有:

螺栓孔,其供螺栓插通;

凸筋部,其在比所述螺栓孔更靠内周侧的位置对所述对接面之间进行密封;以及

外周弯折加工部,其用于通过将所述金属基板的外周部向一个方向进行弯折加工,从而使得所述金属垫片和所述对接面之间不形成如盐水积存的间隙,

所述外周弯折加工部具有弯折长度沿垫片周向逐渐变化而形成的部位,以抑制由所述螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失,

所述外周弯折加工部不形成在所述螺栓孔的近旁,而是形成在除了所述螺栓孔的近旁以外的所述金属基板的外周部上。

2.根据权利要求1所述的金属垫片,其特征在于,

所述外周弯折加工部的弯折长度以越靠近未形成有所述外周弯折加工部的所述螺栓孔的近旁越短的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

3.根据权利要求1或2所述的金属垫片,其特征在于,

在未形成有所述外周弯折加工部的所述金属基板的外周部上形成有用于识别垫片安装的识别突起,所述识别突起以从所述对接面之间向外侧方延伸出的方式形成。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的金属垫片,其特征在于,

所述外周弯折加工部的弯折长度是0.3mm~5.0mm的范围。

5.一种金属垫片,其特征在于,配置在两个部件的对接面之间,并在金属基板上具有:

螺栓孔,其供螺栓插通;

凸筋部,其在比所述螺栓孔更靠内周侧的位置对所述对接面之间进行密封;以及

外周弯折加工部,其用于通过将所述金属基板的外周部向一个方向进行弯折加工,从而使得所述金属垫片和所述对接面之间不形成如盐水积存的间隙,

所述外周弯折加工部具有弯折长度沿垫片周向逐渐变化而形成的部位,以抑制由所述螺栓进行压缩时的螺栓紧固轴向力的损失,

所述外周弯折加工部形成在所述金属基板的外周部的整个圆周上,并且以随着靠近所述螺栓孔,弯折长度变长且弯折高度变低的方式沿垫片周向逐渐变化而形成,

所述外周弯折加工部的内周侧的端缘以与所述螺栓孔接触或横跨所述螺栓孔的方式配置。

6.根据权利要求5的所述的金属垫片,其特征在于,

在所述螺栓孔的近旁的所述外周弯折加工部上形成有用于识别垫片安装的识别突起,所述识别突起以从所述对接面之间向外侧方延伸出的方式形成。

7.根据权利要求1所述的金属垫片,其特征在于,

在所述金属基板的外周缘上具有至少一个曲率半径为20mm以下的弯曲部,

所述外周弯折加工部形成在所述金属基板的外周部的整个圆周上,且所述弯曲部的周边的弯折宽度沿垫片周向逐渐变化而形成。

8.根据权利要求7所述的金属垫片,其特征在于,

所述外周弯折加工部以随着从所述金属基板的外周缘向所述弯曲部靠近,弯折宽度变宽的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

9.根据权利要求7或8所述的金属垫片,其特征在于,

所述外周弯折加工部以随着从所述金属基板的所述弯曲部向所述螺栓孔靠近,弯折宽度变宽的方式沿垫片周向逐渐变化而形成。

10.根据权利要求5~9中任一项所述的金属垫片,其特征在于,

所述外周弯折加工部的弯折宽度是0.3mm~30.0mm的范围。

11.根据权利要求1~10中任一项所述的金属垫片,其特征在于,

在所述金属基板的表面覆盖有橡胶状弹性体。

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