JP2005140003A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性および冷却性（高温使用時）の向上を図ることのできるガスケットを提供する。
【解決手段】 ２つの部材の間に介装されてそれら部材の間をシールするガスケットであって、外部と連通する複数の空気通路３４，３６をガスケット３０の板厚方向及びガスケットの面の延びる方向においてそれら通路断面の位置が異なるように形成したことを特徴とするガスケット３０。
【選択図】 図３

Description

本発明は２つの部材の間に介装されてそれら部材の間をシールするガスケットに関する。

従来、ガスケットの断熱性を向上させるためにガスケットを中空構造としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１２に断面図を示すように、このガスケット１１０（２つの部材の間に介装されて上下から挟持される）によれば、内部の空気層１１２によって熱伝達が抑制されるため、断熱性の向上を図ることができる。また、同図１２に示されるように、このガスケット１１０では外周に連通孔１１４を複数形成することにより、ガスケット内部の空気が入れ替わるようにしている。このため、例えば使用時にガスケットが高温になる場合には、ガスケットの冷却が促進されてその温度上昇が抑制される。
特開平５−１５３１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のガスケット１１０は、外壁１１６を除いた部分は全て空気層１１２により構成されているため、剛性の低下が避けられないものとなっている。そして、ガスケットの剛性の低下が生じた場合には、へたりによるシール性の低下、あるいは組み付け時の締め付けによる変形ひいては損傷等が起こるおそれがある。その一方で、ガスケット１１０の剛性を確保すべく空気層１１２の体積を小さくすれば、剛性は向上するものの断熱性は低下することとなる。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性および冷却性（高温使用時）の向上を図ることのできるガスケットを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明は、２つの部材の間に介装されてそれら部材の間をシールするガスケットであって、外部と連通する複数の空気通路をガスケットの板厚方向及びガスケットの面の延びる方向においてそれら通路断面の位置が異なるように形成したことを要旨とする。

上記構成によれば、各空気通路内部の空気が外部の空気と入れ替わるようになるため、例えば使用時にガスケットが高温になる場合には、ガスケットの冷却が促進されてその温度上昇が抑制されるようになる。さらに、それら複数の空気通路を、ガスケットの板厚方向及びガスケットの面の延びる方向においてそれら通路断面の位置が異なるように形成しているため、ガスケットの板厚方向における剛性低下を抑制しつつ断熱性の向上を図ることができる。なお、各空気通路はその全体について通路断面をずらすように形成しても、その一部のみをずらすように形成してもよい。あるいは、通路断面の面積を異ならせて各空気通路の壁面が異なる位置となるようにすることで、それらの通路断面をずらすようにしてもよい。

上記空気通路を外部と連通させる具体的態様としては、例えば請求項２記載の発明によるように、前記複数の空気通路はガスケットの外側面において外部と連通するといった構成を採用することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のガスケットにおいて、前記複数の空気通路はガスケットの１つの外側面と同外側面に対して反対側に位置する外側面とにおいて外部と連通することを要旨とする。

上記構成によれば、一方の開口から流入した空気が空気通路を通じて他方の開口から排出されるといった態様をもって空気が各空気通路で円滑に流れるようになるため、その冷却効率を高めることができる。

上記空気通路を構成する具体的な態様としては、例えば請求項４記載の発明によるように前記ガスケットは複数の板を積層した積層構造をなし、前記空気通路は各板において異なる位置に形成された切欠によって構成される、請求項５記載の発明によるように前記ガスケットは複数の板を積層した積層構造をなし、前記空気通路はそれら板を異なる位置で分割して形成される隙間によって構成される、請求項６記載の発明によるように前記空気通路は前記ガスケットを構成する板の表面と裏面とにおいて異なる位置に形成された溝によって構成されるといった各態様を採用することができる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のガスケットにおいて、前記複数の空気通路はガスケットの面の延びる方向にその通路断面が完全にずれた位置に形成されることを要旨とする。

上記構成によれば、複数の空気通路はガスケットの面の延びる方向にその通路断面が完全にずれた位置に形成されるため、空気通路の総体積が同一の条件で比較したとき、板の厚み方向に熱伝導できる部分の面積がさらに減少するようになり、ガスケットの断熱性をより向上させることができる。さらに、ガスケットの板厚方向に関して複数の空気通路が重なる部分がなくなるため、空気通路を形成することによるガスケットの板厚方向における剛性の低下をさらに抑制することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載のガスケットにおいて、前記空気通路はガスケット周囲を流れる空気の上流側に向けて開口されることを要旨とする。
上記構成によれば、空気通路はガスケット周囲を流れる空気の上流側に向けて開口されるため、空気通路への空気の流入が促進されるようになる。その結果、ガスケットの冷却効率をさらに向上させることができる。

空気通路がガスケット周囲を流れる空気の上流側に向けて開口される具体的な態様としては、請求項９記載の発明によるように、前記ガスケットは車両に搭載されるものであり、前記空気通路は車両の前方に向けて開口されるといった構成を採用することができる。

請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のガスケットにおいて、空気通路において外部と連通するための開口へと空気を導くガイドをさらに備えることを要旨とする。

上記構成によれば、空気通路において外部と連通するための開口へと空気を導くガイドが備えられるため、空気をこの外部と連通するための開口から取り込みやすくなる。その結果、ガスケットがより効果的に空冷されてその温度上昇がより一層抑制されるようになる。

請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載のガスケットにおいて、その少なくとも一方の面側に前記空気通路を塞ぐように積層される外板をさらに備えることを要旨とする。

上記構成によれば、空気通路を通じて輻射または伝達される熱を外板により遮ることができる。その結果、ガスケットの断熱性をさらに向上させることができる。また、空気通路が外板により塞がれるため、この空気通路を通じた部材間での流体の出入りが抑制され、ガスケットのシール性が向上するようになる。

請求項１２記載の発明は、請求項１０記載のガスケットにおいて、その少なくとも一方の面側に前記空気通路を塞ぐように積層される外板をさらに備え、前記ガイドは前記外板により形成されることを要旨とする。

上記構成によれば、外部と連通するための開口へと空気を導くガイドは、その少なくとも一方の面側に空気通路を塞ぐように積層される外板により形成されるため、この外板をそのまま空気を導くガイドとして利用することができる。その結果、ガスケットをより効果的に空冷するという請求項１０記載の発明の効果と、ガスケットの断熱性およびシール性を向上させるという請求項１１記載の発明の効果とを、簡易な構成により奏することができる。

内燃機関のシリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間では、排気により加熱されたエキゾーストマニホールドからシリンダヘッドへと熱が伝達される。そして、シリンダヘッドの温度が過度に上昇した場合には、動弁系等に悪影響が及ぼされるおそれがある。

この点、請求項１３記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間に介装されるガスケットに本発明を適用するようにしている。このため、エキゾーストマニホールドのガスケットにおいて、剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性の向上を図ることができる。

請求項１４記載の発明は、請求項１３記載のガスケットにおいて、前記空気通路は前記内燃機関の気筒配列方向に沿って延設されることを要旨とする。
上記構成によれば、内燃機関の気筒配列方向に沿って空気通路を長く形成することができるため、ガスケット全体に対してより効率的に空気通路を配設することができる。その結果、ガスケットの剛性の低下を極力抑えつつ、より効果的に断熱性および冷却性の向上を図ることができる。

以下、本発明にかかるガスケットを内燃機関のシリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間に介装されてそれらの間をシールするガスケットに具体化した一実施形態について、図１〜５を参照して説明する。

図１に示されるように、内燃機関のシリンダヘッド１０にガスケット３０を介してエキゾーストマニホールド２０が組み付けられる。ガスケット３０は、シリンダヘッド１０へのエキゾーストマニホールド２０のボルト締結により締め付けられ、これらの間をシールする。ここで、ガスケット３０は、上記内燃機関を搭載する車両の前方側に後述するガイドを向けて組み付けられる。

図２を参照してガスケット３０の構成について説明する。ガスケット３０は２枚の外板３１と２枚の中板とを積層した積層構造をなし、これら４枚の板はリベット４４によって一体に固定されている。ガスケット３０には、上記エキゾーストマニホールド２０の排気空気通路に対応して排気孔４０が形成されている。そして内燃機関の運転時には、この排気孔４０を排気が通過することとなる。外板３１において、この排気孔４０の周囲には弾性部３２が形成されており、この弾性部３２がガスケット３０の板厚方向へ押し付け力を作用させる。これにより、上記シリンダヘッド１０とエキゾーストマニホールド２０との間のシール性が向上するようになる。ガスケット３０にはボルト孔４２が形成されており、このボルト孔４２にボルトが挿入されて、上記シリンダヘッド１０とエキゾーストマニホールド２０との締結が行われる。また、ガスケット３０の車両前方側には、車両の走行風をガスケット内部に取り入れるためのガイド３８が形成されている。なお、ガスケット３０は、ステンレス等の耐熱性金属を用いて、プレス加工等により形成される。こうしたガスケット３０のＡ−Ａ線断面図を図３に示す。

同図３に示されるように、一対の中板３３，３５には、ガスケット３０の面の延びる方向にその通路断面が完全にずれた位置に空気通路３４，３６がそれぞれ形成されている。これらの空気通路３４，３６は、中板３３，３５において上記弾性部３２とは当接しない部分に形成されている。空気通路３４、３６は、上記内燃機関の気筒配列方向（図３において紙面に垂直方向）に沿って延設されている。また、空気通路３４，３６は、中板３３，３５をそれぞれ異なる位置で分割して形成した隙間によって構成されている。中板３３，３５の外側には、空気通路３４，３６を塞ぐように外板３１が積層されている。

中板３３，３５の平面構造について図４−１，４−２を参照して説明する。同図に示されるように、空気通路３４，３６は、中板３３，３５において上記内燃機関の気筒配列方向に沿って形成されている（図４−１，４−２では空気通路の一部のみ表示）。ただし、上記弾性部３２と当接する部分にはこれら空気通路３４，３６が形成されていないことは上述したとおりである。なお、中板３３，３５には、外板３１の弾性部３２に相当する部分は形成されていない。空気通路３４は中板３３の左側の外側面とこれに対して反対側に位置する右側の外側面とにおいて外部と連通している。同様にして、空気通路３６は中板３５の左側の外側面とこれに対して反対側に位置する右側の外側面とにおいて外部と連通している。

次に、図５に示される図２のＢ−Ｂ線断面図を参照して、ガイド３８の構造について説明する。上述したように、空気通路３６は中板３５の左右両外側面において外部と連通しており、その外部と連通するための開口の他方は、中板３５の車両前方側の外側面に開口されている。ガイド３８は、空気通路３６において外部と連通するための開口へと車両の走行風を導くように、外板３１の車両前方側の端部を加工して形成されている。具体的には、ガイド３８は、外板３１を外側に折り曲げることにより、この開口の面積が大きくなるように形成されている。なお、同図５の断面では空気通路３６のみが中板３５の外部と連通して示されているが、同様にして別の断面では空気通路３４も中板３３の外部と連通している。

以上説明したように、本実施形態によれば以下に列記する作用効果を奏することができる。
（１）空気通路３４，３６はガスケット３０の面の延びる方向にその通路断面が完全にずれた位置に形成されているため、空気通路３４，３６の総体積が同一の条件で比較したとき、板の厚み方向に熱伝導できる部分の面積が減少するようになり、ガスケット３０の断熱性を向上させることができる。さらに、ガスケット３０の板厚方向に関して空気通路３４，３６が重なる部分がなくなるため、空気通路３４，３６を形成することによるガスケット３０の板厚方向における剛性の低下を抑制することができる。
（２）空気通路３４，３６はガスケット３０の１つの外側面（左側の外側面）と同外側面に対して反対側に位置する外側面（右側の外側面）とにおいて外部と連通しているため、一方の開口から流入した空気が空気通路３４，３６を通じて他方の開口から排出される。このため、空気が各空気通路３４，３６で円滑に流れるようになり、その冷却効率を高めることができる。
（３）空気通路３４，３６は、車両の前方すなわちガスケット３０の周囲を流れる空気の上流側に向けられて開口されているため、空気通路３４，３６を空気がより円滑に通過するようになる。その結果、ガスケット３０が効果的に冷却されて、その温度上昇がさらに抑制されるようになる。
（４）空気通路３４，３６を通じて輻射または伝達される熱を外板３１により遮ることができる。その結果、ガスケット３０の断熱性をさらに向上させることができる。また、空気通路３４，３６が外板３１により塞がれるため、これらの空気通路３４，３６を通じたシリンダヘッド１０とエキゾーストマニホールド２０との間での流体の出入りが抑制され、ガスケット３０のシール性が向上するようになる。
（５）ガスケット３０は、空気通路３４，３６において外部と連通するための開口へと空気を導くガイド３８を備えているため、空気をこの外部と連通するための開口から取り込みやすくなる。その結果、ガスケット３０がより効果的に冷却されて、その温度上昇がより一層抑制されるようになる。また、ガイド３８は外板３１により形成されるため、この外板３１をそのまま空気を導くガイド３８として利用することができる。その結果、簡易な構成によりガスケット３０を効果的に空冷することができる。
（６）内燃機関のシリンダヘッド１０とエキゾーストマニホールド２０との間では、排気により加熱されたエキゾーストマニホールド２０からシリンダヘッド１０へと熱が伝達される。そして、シリンダヘッド１０の温度が過度に上昇した場合には、動弁系等に悪影響が及ぼされるおそれがある。この点、ガスケット３０によれば、エキゾーストマニホールド２０のガスケットにおいて、剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性の向上を図ることができる。
（７）空気通路３４，３６は内燃機関の気筒配列方向に沿って延設されているため、空気通路３４，３６を長く形成することができる。このため、ガスケット３０の全体に対してより効率的に空気通路３４，３６を配設することができる。その結果、ガスケット３０の剛性の低下を極力抑えつつ、より効果的に断熱性および冷却性の向上を図ることができる。

なお、本発明にかかるガスケットは上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更して実現することもできる。
・上記実施形態では、空気通路３４，３６は中板３３，３５の外側面において外部と連通するようにしたが、中板をさらに外側に延長してその上面や下面など、外側面以外において外部と連通するようにしてもよい。

・上記実施形態では、外板３１を加工してガイド３８を形成したが、別体のガイドを取り付けるようにしてもよい。また、ガイドを省略することもできる。
・上記実施形態では、空気通路３４，３６において外周と連通するための開口を車両の前方に向けるようにしたが、例えば内燃機関がファンを備えている場合には同開口をファンに向けるようにしてもよい。要するに、空気通路３４，３６がガスケット周囲を流れる空気の上流側に向けて開口されることにより、空気通路を空気が円滑に通過するようになる。

・上記実施形態では、空気通路３４と空気通路３６とを同一の通路断面積で形成するとともにこれら空気通路をずらすようにしたが、図６−１，６−２に示されるように、中板５３と中板５５とで空気通路５４，５６の通路断面積が異なるように形成してもよい。このような構成によっても、ガスケットの剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性の向上を図ることができる。

・また、図７−１，７−２に示されるように、中板６３と中板６５とで空気通路６４，６６の形状が異なるように形成してもよい。このような構成によっても、ガスケットの剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性の向上を図ることができる。

・上述した空気通路の断面積・形状については、一方のみあるいは両方を各中板で異ならせるようにしてもよい。要するに、外部と連通する複数の空気通路をガスケットの板厚方向及びガスケットの面の延びる方向においてそれら通路断面の位置が異なるように形成すればよい。このような構成によれば、空気通路の総体積が同一の条件で比較したとき、板の厚み方向に熱伝導できる部分の面積が減少するようになり、ガスケットの断熱性を向上させることができる。さらに、ガスケットの板厚方向に関して複数の空気通路が重なる部分が少なくなるため、空気通路を形成することによるガスケットの板厚方向における剛性の低下を抑制することができる。

・上記実施形態では、ガスケット３０は２枚の中板を含むようにしたが、３枚以上の中板を含むようにしてもよい。特に図８に示されるガスケット７０では、中板７３，７５，７７は、同中板に対して垂直な任意の直線Ｌ１，Ｌ２が空気通路を少なくとも１つ通過するように積層されるため、中板の厚み方向に直線で熱伝導する部分の面積を「０」にすることができる。その結果、ガスケットの断熱性を特に向上させることができる。

・上記実施形態では、ガスケット３０の１つの外側面と同外側面に対して反対側に位置する外側面とにおいて外部と連通する空気通路３４，３６を形成したが、図９に示されるように、中板８３の外側面においてその他の開口Ｃを有する空気通路８４を形成してもよい。また、空気通路３４，３６の外部との２つの開口を互いに反対側に位置する外側面以外に形成してもよい。さらに、空気通路を中板の外側面において外部と連通するための開口を１つのみ有する切欠としてもよい。要するに、空気通路内部の空気が入れ替わるためには、空気通路は中板の外部と連通するための開口を少なくとも１つ有すればよい。

・上記実施形態では、２枚の中板３３，３５にそれぞれ空気通路３４，３６を形成するようにした。これに対して、図１０に示されるように、１枚の中板９３の表面と裏面とにおいて異なる位置に外部と連通する溝９４をローラ加工等により形成してもよい。また、図１１に示されるように、中板１０３の内部のみを貫通する空気通路１０４を形成してもよい。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、これら場合においても、上記の各変更例を適用して各々の作用効果を奏することができる。

・上記実施形態では、ガスケット３０は外板３１を備えるようにしたが、シール性を確保することができれば、この外板３１を省略して中板３３，３５のみによってガスケットを構成するようにしてもよい。このような構成によっても、ガスケットの剛性の低下を極力抑えつつ、断熱性の向上を図ることができる。また、外板が省略されることにより、ガスケットの部材費を低減することができる。

・上記実施形態では、本発明のガスケットを内燃機関のシリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間をシールするガスケットに適用したが、これをその他のガスケットに適用してもよい。断熱性または冷却性（高温使用時）を必要とするガスケットであれば、上述同様の作用効果を奏することができる。

本発明にかかるガスケットの一実施形態についてその構成を示す斜視図。 同実施形態にかかるガスケットの構成を示す平面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態の一方の中板についてその構造を示す平面図。 同実施形態の他方の中板についてその構造を示す平面図。 図２のＢ−Ｂ線断面図。 一方の中板の構造について変形例を示す平面図。 他方の中板の構造について変形例を示す平面図。 一方の中板の構造について他の変形例を示す平面図。 他方の中板の構造について他の変形例を示す平面図。 ガスケットの構成について変形例を示す断面図。 中板の構造について他の変形例を示す平面図。 ガスケットの構成について他の変形例を示す断面図。 ガスケットの構成について他の変形例を示す断面図。 従来のガスケットの構造を示す断面図。

符号の説明

１０…シリンダヘッド、２０…エキゾーストマニホールド、３０，７０，９０，１００，１１０…ガスケット、３１，７１，９１…外板、３２，９２，１０２…弾性部、３３，３５，５３，５５，６３，６５，７３，７５，７７，８３，９３，１０３…中板、３４，３６，５４，５６，６４，６６，７４，７６，７８，８４，１０４…空気通路、３８…ガイド、４０…排気孔、４２…ボルト孔、４４…リベット、９４…溝、１１２…空気層、１１４…連通孔、１１６…外壁。

Claims (14)

1. ２つの部材の間に介装されてそれら部材の間をシールするガスケットであって、外部と連通する複数の空気通路をガスケットの板厚方向及びガスケットの面の延びる方向においてそれら通路断面の位置が異なるように形成したことを特徴とするガスケット。
2. 前記複数の空気通路はガスケットの外側面において外部と連通する
   請求項１記載のガスケット。
3. 前記複数の空気通路はガスケットの１つの外側面と同外側面に対して反対側に位置する外側面とにおいて外部と連通する
   請求項２記載のガスケット。
4. 前記ガスケットは複数の板を積層した積層構造をなし、前記空気通路は各板において異なる位置に形成された切欠によって構成される
   請求項１〜３のいずれかに記載のガスケット。
5. 前記ガスケットは複数の板を積層した積層構造をなし、前記空気通路はそれら板を異なる位置で分割して形成される隙間によって構成される
   請求項１〜３のいずれかに記載のガスケット。
6. 前記空気通路は前記ガスケットを構成する板の表面と裏面とにおいて異なる位置に形成された溝によって構成される
   請求項１〜３のいずれかに記載のガスケット。
7. 前記複数の空気通路はガスケットの面の延びる方向にその通路断面が完全にずれた位置に形成される
   請求項１〜６のいずれかに記載のガスケット。
8. 前記空気通路はガスケット周囲を流れる空気の上流側に向けて開口される
   請求項１〜７のいずれかに記載のガスケット。
9. 前記ガスケットは車両に搭載されるものであり、
   前記空気通路は車両の前方に向けて開口される
   請求項８記載のガスケット。
10. 前記空気通路において外部と連通するための開口に空気を導くガイドをさらに備える
    請求項１〜９のいずれかに記載のガスケット。
11. その少なくとも一方の面側に前記空気通路を塞ぐように積層される外板をさらに備える
    請求項１〜１０のいずれかに記載のガスケット。
12. その少なくとも一方の面側に前記空気通路を塞ぐように積層される外板をさらに備え、前記ガイドは前記外板により形成される
    請求項１０記載のガスケット。
13. 前記ガスケットは内燃機関のシリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間に介装される
    請求項１〜１２のいずれかに記載のガスケット。
14. 前記空気通路は前記内燃機関の気筒配列方向に沿って延設される
    請求項１３記載のガスケット。

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