JPH0225012Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、エンジン、ライナー等のシール部、
パイプの継手部等に使用されるシールパツキンの
改良に関する。

〔従来の技術〕

シールパツキンとして、従来よりアスベストか
らなる成形品、または多数枚の金属薄板、例えば
ステンレス鋼薄板と真ちゆう薄板とを交互に重ね
合わせたもの等が広く使用されている。

〔考案が解決しようとする課題〕 アスベストは繊維質であるため確実な気密性を
得難く、また耐熱性に乏しいので高温用途（例え
ば400℃以上）には適さない。金属薄板からなる
シールパツキンは、自動車エンジンのガスケツト
等の用途に必要な耐熱性を有しているが、金属板
の重ね合わせの便宜上、カール加工等の成形加工
を必要とし、またシール部への装着作業にも煩わ
しい手間がかかる。しかも、多数枚の金属薄板の
重ね合わせ面を確実に密着させるには、強力な締
付けトレクを加えねばならず、また十分な締付け
トルクを加えておいても、使用過程での振動や昇
降温の繰返しに等に因る締付けトルクのゆるみ
と、それに伴う重ね合わせ面間の気密性の低下を
生じ易い。

本考案は従来のシールパツキンにおける上記欠
点を解決するためになされたものである。

〔課題を解決するための手段〕 本考案はのシールパツキンは、炭素鋼板を芯材
とし、その両面がSi1〜15重量％を含むAl−Si溶
融アルミニウムめつき層で被覆され、芯材とめつ
き層との界面にFe−Al合金の連続もしくは断続
層を有することを特徴としている。

第１図は本考案のシールパツキンの例を示して
いる。このものは、例えば自動車エンジン用ガス
ケツトとして使用されるパツキンである。第２図
は、そのＡ−Ａ断面であり、１は芯材である炭素
鋼板、２，２は芯材の両面を被覆するAl−Si溶
融アルミニウムめつき層（以下、「アルミめつき
層」）、３，３は芯材である炭素鋼板１とアルミめ
つき層２，２の界面に生成したFe−Al合金層で
ある。アルミめつき層２，２の層厚は、パツキン
の用途・使用条件等にもよるが、通常約0.005〜
0.1mm程度であればよい。

溶融めつきされたままのアルミめつき鋼板にお
ける芯材鋼板１とアルミめつき層２，２の界面の
Fe−Al合金層３，３は連続層として存在するが、
図は、後記のように冷間圧延をうけて分断された
断続層として存在する状態を示している。

本考案のシールパツキンは、炭素鋼板をめつき
原板とし、Si1〜15重量％を含有する溶融アルミ
浴を用いてゼンジマー方式等により溶融めつきし
た鋼板を所要形状に打抜加工することにより製造
される。アルミめつきを、Si1〜15重量％のAl−
Si合金としたのは、芯材１とアルミめつき層２，
２との層間に、パツキンのシール性向上に寄与す
る過不足のない量のFe−Al合金３，３を生成さ
せるためである。

Fe−Al合金層３，３はめつき工程における芯
材１とアルミめつき層２，２との界面での拡散反
応により生成し、その合金層の生成により芯材１
とめつき層２，２の密着力が強化される。またそ
の合金層３，３は、硬度Hvが約800と、アルミめ
つき層３，３の硬度（Hv約40〜50）に比し極め
て硬質である。

Fe−Al合金層３，３が極めて硬質の層である
こと、およびその合金層の生成により芯材１とめ
つき層２，２の密着性が強められることは、パツ
キンのシール性の向上に効果的に寄与する。しか
し、極めて硬く脆い層であるがために、過剰に生
成すると、めつき鋼板の加工性が著しく損なわ
れ、打抜加工等の成形加工時にめつき層２，２の
亀裂・剥離を生じる原因となる。このため、本考
案はアルミめつき層２，２を、Si含有量１〜15重
量％のAl−Si合金とし、これによつて芯材１と
めつき層２，２の界面の拡散反応の過剰進行を防
止し、結果としてシール性の向上に奏効する過不
足のないFe−Al合金層３，３を生成させている。
そのFe−Al合金３，３の層厚はおよそ２〜7μｍ
である。

上記溶融アルミめつき鋼板は、所要形状のパツ
キンへの打抜加工に先立つて、必要に応じ形状矯
正等を目的として圧下率約0.5〜３％のスキンパ
スが加えられる。このスキンパスにより、形状矯
正と共に、芯材１とアルミめつき層２，２の密着
性が向上し、またアルミめつき層２，２中のピン
ホール・微小不めつき部分の圧着消滅により、め
つき層の均質性が高められる。

また、目的とするパツキンよりも板厚の厚い溶
融アルミめつき鋼板を使用し、これに圧下率約20
〜60％の冷間圧延加工を施して所定のパツキン板
厚に減厚することにより、芯材１とアルミめつき
層２，２の界面のFe−Al合金層３，３が分断さ
れ、もとの連続層から第２図に示したように断続
層となる。このFe−Al合金層３，３の分断化に
より、該層が硬脆であることによる加工性への影
響（めつき層の亀裂・剥離）が大きく緩和され、
強加工にも十分に耐える耐亀裂性や耐剥離性が与
えられる。この冷間圧延加工を行つた場合、所望
により、その加工硬化を解消するための再結晶焼
鈍処理が施される。その焼鈍処理による芯材１と
アルミめつき層２，２の結晶粒の粗大化・軟質化
に伴い、パツキン装着時の締め付けが一層容易に
なる。芯材１自体の加工性をそれ程必要としない
場合は、低温度域（約250〜500℃）での焼鈍処理
を行つてアルミめつき層２，２のみを再結晶させ
るだけでもよい。なお、冷間圧延後の再結晶焼鈍
処理を比較的高い温度で行う場合、その処理過程
で芯材１とアルミめつき層２，２との界面の拡散
反応による、Fe−Al合金層３，３の生成をみる
ので、その生成を抑制することを望む場合は、芯
材１である炭素鋼板として窒素Ｎを0.005〜0.04
重量％含有するものを使用するとよい。

〔作用〕

本考案のシールパツキンは、炭素鋼板からなる
芯材（その硬度はHv約110程度である）が軟質の
Al−Siアルミめつき層（Hv約40〜50）で被覆さ
れ、かつその界面に極めて硬質のFe−Al合金層
（Hv約800）が連続または分断状態で介在してい
るという、硬度（変形抵抗）の著しく異なる３層
の積層構造を有しているので、締付け圧力による
バネ効果が高く、使用途中でのゆるみを生じにく
い。また、シール部への装着時に必要な締付けト
ルクも比較的小さくてよい。しかも、その３層構
造は一体的結合関係を有しているので、複数枚の
板材の単純な重ね合わせ構造と異なつて、重ね合
わせ面がなく、層間のすきまによるシール機能の
低下の問題もない。

〔考案の効果〕

本考案のシールパツキンは、気密性、耐熱性に
すぐれており、金属薄板を多数枚積層したものに
くらべて、製作や装着に煩わしい手間を必要とせ
ず、また低い締付けトルクで確実なシーリングが
可能である。しかも、本考案のシールパツキン
は、安価な炭素鋼を原板とする溶融アルミめつき
鋼板を素材として製造されるので、アルミニウム
板や銅板などの軟質金属板をパツキン材とする場
合に比し、安価なこと、熱膨張率が小さいので温
度変化に伴うシール性低下を生じないこと、およ
び熱伝導度が低く、隣接する部材への熱影響を抑
制できる等の利点を有する。

従つて本考案のパツキンは、自動車エンジン、
パイプ継手、ライナー等の各種シール部のパツキ
ンとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の平面図、第２図はＡ−
Ａ断面図である。 １…芯材、２…アルミめつき層、３…Fe−Al
合金層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炭素鋼板を芯材とし、その両面がSi1〜15重量
   ％を含むAl−Si溶融アルミニウムめつき層で被
   覆され、芯材とめつき層との界面にFe−Al合金
   の連続もしくは断続層を有することを特徴とする
   シールパツキン。