JP2008064163A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数少なく、合理的な流体流通装置の組立等がなし得るガスケットを提供する。
【解決手段】互いに接合される２部材１，２と、接合によって連通する流体の流通路１ｂ，２ｂと、該流通路１ｂ，２ｂ内に同心的に嵌挿される筒状基体５及び該筒状基体５内に揺動自在に支持された弁体７を備え上記流通路１ｂ，２ｂの接合部分に配される流体制御弁ユニット４とよりなる流体流通装置に用いられるガスケット８であって、上記２部材１，２の接合部に介在して両部材１，２をシールする第１シール部８ａと、上記流体制御弁ユニット４の筒状基体５及び上記２部材間１，２をシールする第２シール部８ｂとを備え、両シール部８ａ，８ｂが一体に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、インテークマニホールドとシリンダヘッドとの接合部やインテークマニホールドとスロットルとの接合部に吸気制御用の弁ユニットを備える内燃機関の上記接合部をシールする為のガスケットに関する。

自動車用エンジンにおいて、インテークマニホールドのコレクターからエンジンの各気筒に空気を分配する独立吸気管とシリンダヘッドとの接合部に吸気制御用のバルブを配し、各気筒内への空気の分配制御をする吸気装置が使用されるようになった。特許文献１及び特許文献２には、このような吸気装置を備えた内燃機関が開示されている。近時、上記吸気制御用バルブは、上記独立吸気管内に嵌挿される筒状基体と、該筒状基体内に揺動可能に軸支されたバタフライ弁とよりなる弁ユニットとされ、この弁ユニットを独立吸気管とシリンダヘッドの吸気ポート部との接合部にガスケットを介して組み込み、インテークマニホールドの独立吸気管とシリンダヘッドの吸気ポート部との接合時に所定位置に気密的に保持するよう構成されるようになった。図８はこのような弁ユニットを組み込んだインテークマニホールドの独立吸気管とシリンダヘッドの吸気ポート部との接合部分を概念的に示している。

図８において、シリンダヘッド５０の吸気ポート部５０ａに、インテークマニホールド５１の独立吸気管５１ａがボルト５２によって締結接合されている。これによって夫々の空気の流通路５０ｂ，５１ｂが連通している。独立吸気管５１ａの吸気ポート５０ａとの接合部分の内径部が径大部５１ｃとされ、この径大部５１ｃに、筒状基体５３ａ及び筒状基体５３ａ内に弁軸５３ｂを介して揺動自在に支持されたバタフライ弁５３ｃよりなる制御弁ユニット５３が嵌挿されている。筒状基体５３ａの上下端部には、ガスケット装着用周溝５３ａａが形成され、この周溝５３ａａにゴム材等の弾性材からなるガスケット５４，５５が装着されている。各ガスケット５４，５５は、上記ボルト５２による締結接合の際、上記径大部５１ｃの段壁部と周溝５３ａａの溝底部との間、及びシリンダヘッド５０の上端面と周溝５３ａａの溝底部との間で弾性圧縮され、これによって、独立吸気管５１ａと筒状基体５３ａとの間、及び吸気ポート部５０ａと筒状基体５３ａとの間がシールされる。
特開２００２−７０５６６号公報 特開２００３−２０１８４８号公報

図８に示すような制御弁ユニット５３を用いると、インテークマニホールド５１にこの制御弁ユニット５３を事前に組込み、これを梱包・搬送してエンジンの最終組立工程に持ち込むようなシステムを採ることができるから、エンジンの組立の合理化を図ることができる。

然るに、この場合、シール箇所が２箇所となる為、自ずと２個のガスケット５４，５５が必要となり、部品点数が増える。その為、２個のガスケット５４，５５を装着する為のスペースを確保することが必要で、小型化、軽量化が図り難くなると共に、装着部位の加工工数も増える。また、上記のようにインテークマニホールド５１に制御弁ユニット５３を事前に組込む際に、２個のガスケット５４，５５を夫々の所定部位に装着する作業が必要とされ、組立工数が増えることにもなる。更に、複数であるが故に、部品管理の煩わしさや、ガスケットの装着のし忘れ等を生じる原因ともなる。このような問題点は、エンジンとインテークマニホ−ルドとの接合組立に限らず、同様の制御弁ユニットを流通路の接合部に組込む他の流体流通装置においても言えることであって、その改善が望まれるところであった。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、部品点数少なく、合理的な流体流通装置の組立等がなし得るガスケットを提供することを目的としている。

本発明のガスケットは、互いに接合される２部材と、接合によって連通する流体の流通路と、該流通路内に同心的に嵌挿される筒状基体及び該筒状基体内に揺動自在に支持された弁体を備え上記流通路の接合部分に配される流体制御弁ユニットとよりなる流体流通装置に用いられるガスケットであって、上記２部材の接合部に介在して両部材をシールする第１シール部と、上記流体制御弁ユニットの筒状基体及び上記２部材間をシールする第２シール部とを備え、両シール部が一体に形成されていることを特徴とする。

本発明において、前記第１シール部及び第２シール部を、ゴム材の成型体からなるものとすることができる。この場合、ゴム材の成型体が芯材に一体固着形成されたものとすることができる。更に、前記第２シール部を前記筒状基体に弾接するリップ形状に形成したものとしても良い。加えて、前記２部材の一方の部材の内壁面に弾装される脱落防止用係止突起を更に備えているものとすることもできる。

本発明に係るガスケットは、接合部分に流体制御弁ユニットを配して互いに接合される２部材をシールするものであって、２部材の接合部に介在して両部材をシールする第１シール部と、上記流体制御弁ユニットの筒状基体及び上記２部材間をシールする第２シール部とを備えており、両シール部が一体に形成されているので、上記のような要シール部位が少なくとも２箇所存在する流体流通装置にあっても、１個でその機能を奏することができ、流体流通装置の部品点数及び組立工数更には対応部位の加工工数を削減でき、流体流通装置の組立の合理化を図ることができる。

本発明のガスケットをゴム材の成型体からなるものとすれば、ゴム材の加硫成型により簡易に製することができると共に、ゴム材の特有の弾性により良好なシール性が得られる。また、このゴム材の成型体を芯材に一体固着形成されたものとすれば、芯材の補強機能と形状保持性とによってガスケットとしての耐久性が付与されると共にゴム材の加硫成型によって芯材との固着一体化が簡易になされる。さらに、第２シール部を前記筒状基体に弾接するリップ形状に形成したものとすれば、シール性が維持されながらも、筒状基体に対する弾接応力が小さいことによって、流体制御弁ユニットの弁機能への影響を抑えることができ、且つ締結による圧縮力の設定自由度が広がることになる。更に加えて、２部材の一方の部材の内壁面に弾装される脱落防止用係止突起を更に備えたものとすれば、一方の部材に本発明のガスケットを仮装着した状態で組付けることができ、流体流通装置の組立に至る梱包や輸送過程等でガスケットが脱落したりする懸念もなく、その組立の合理化に一層寄与する。

本発明のガスケットは、流体制御弁ユニットを接合部に配する内燃機関のインテークマニホールドとシリンダヘッドの接合部やインテークマニホールドとスロットルとの接合部に用いることができ、内燃機関の組立部品及び組立工数の削減が図られ、内燃機関の組立の合理化及びその信頼性の向上に大きく寄与する。

以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明のガスケットの一実施形態を装着したインテークマニホールド及びシリンダヘッドの接合部分の縦断面図を示し、図２〜図７は他の実施形態及びその変形例の同様図を示す。

図１は、内燃機関（エンジン）のインテークマニホールド（一方の部材）１と、シリンダヘッド（他方の部材）２との接合部分を示し、シリンダヘッド２の吸気ポート部２ａに、インテークマニホールド１の独立吸気管１ａがボルト３によって締結接合されている。これによって独立吸気管１ａの空気の流通路１ｂ及び吸気ポート部２ａの空気の流通路２ｂが連通している。独立吸気管１ａの吸気ポート部２ａとの接合部分の内径部が径大部１ｃとされ、この径大部１ｃに、筒状基体５及び筒状基体５内に弁軸６を介して揺動自在に支持されたバタフライ弁７よりなる空気の制御弁ユニット４が嵌挿されている。独立吸気管１ａはエンジンの気筒数に合わせてコレクター（不図示）に複数併設され、バタフライ弁７は、これら複数の独立吸気管１ａを貫通する１本の弁軸６に支持されている。各バタフライ弁７は、インテークマニホールド１外の不図示の開閉制御機構による弁軸６の軸回転をしてその開閉制御がなされる。

独立吸気管１ａ及び筒状基体５の下端面（いずれも吸気ポート部２ａ側の面）には、同心的に周溝１ｄ，５ａが夫々凹設され、この周溝１ｄ，５ａに跨るようにして、ガスケット８が装着されている。図例のガスケット８は、ゴム材による一体成型体からなり、断面Ｈ形状をなし、独立吸気管１ａの周溝１ｄの溝底と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間に介在する円筒状の第１シール部８ａと、筒状基体５の周溝５ａの溝底と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間に介在する円筒状の第２シール部８ｂとが一体とされてなる。第１シール部８ａの内外周面及び第２シール部８ｂの内外周面には、上記周溝１ｄ，５ａの溝壁に弾接する複数の突起８ｃ…が周方向に隔設されている。この突起８ｃ…は、第１シール部８ａ及び第２シール部８ｂを周溝１ｄ，５ａに挿入する際、周溝１ｄ，５ａの溝壁間で弾性変形し、これにより、第１シール部８ａ及び第２シール部８ｂを周溝１ｄ，５ａ内に弾装状態で緊合させ、ガスケット８の脱落を防止する係止突起として機能するものである。このガスケット８の脱落防止機能によって、制御弁ユニット４も、独立吸気管１ａの径大部１ｃ内に保持される。

上記のように、周溝１ｄ，５ａに跨るようにガスケット８を装着し、インテークマニホールド１の独立吸気管１ａをシリンダヘッド２の吸気ポート部２ａにボルト３によって締結接合すると、第１シール部８ａが独立吸気管１ａの周溝１ｄの溝底と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間で、また第２シール部８ｂが筒状基体５の周溝５ａの溝底と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間で、夫々締結方向に圧縮され、独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間が第１シール部８ａにより、筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間が第２シール部８ｂにより、夫々シールされる。従って、２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。

また、脱落防止用係止突起８をして、ガスケット８及び制御弁ユニット４を独立吸気管１ａ及びその径大部１ｃ内に保持可能とされるから、インテークマニホールド１にこのガスケット８及び制御弁ユニット４を事前に組込み、これを梱包・搬送してエンジンの最終組立工程に持ち込むようなシステムにおいては、梱包・搬送の途中でガスケット８、更には制御弁ユニット４が脱落するようなトラブルが少なくなり、エンジンの組立の合理化により大きく寄与する。

図２に示す例では、ゴム材の成型体からなる断面Ｈ形のガスケット８の第１シール部８ａ及び第２シール部８ｂが、金属製芯材８ｄに一体固着形成されている。また、独立吸気管１ａ及び筒状基体５の下端面（いずれも吸気ポート部２ａ側の面）には、同心的に対向する段差部１ｅ，５ｂが夫々形成され、この段差部１ｅ，５ｂに跨るようにして、ガスケット８が装着されている。更に、第１シール部８ａの外周部及び第２シール部８ｂの内周部には、上記同様の脱落防止用係止突起８ｃが形成されている。この実施形態の場合、芯材８ｄによってガスケット８が強化され、形状保持性が優れているから、独立吸気管１ａ及び筒状基体５のガスケット装着部位は、図例のような段差部１ｅ，５ｂとすることが可能で、加工の容易性と、筒状基体５の肉厚を薄くできるメリットが付加される。

この実施形態においても、段差部１ｅ，５ｂに跨るようにガスケット８を装着し、インテークマニホールド１の独立吸気管１ａをシリンダヘッド２の吸気ポート部２ａにボルト３によって締結接合すると、第１シール部８ａ及び第２シール部８ｂがその締結方向に圧縮され、独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間が第１シール部８ａにより、筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間が第２シール部８ｂにより、それぞれシールされる。従って、２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。また、脱落防止用係止突起８をして、ガスケット８及び制御弁ユニット４を独立吸気管１ａ及びその径大部１ｃ内に保持可能とされるから、インテークマニホールド１の梱包・搬送における上記同様の効果が得られる。また、芯材８ｄによって強化されているから、上記締結接合の際のガスケットの座屈・倒れが抑制される。尚、芯材８ｄとしては、金属製の他、樹脂製のものも使用可能である。その他の構成は上記と同様であるから、共通部分に同一符号を付しその説明を割愛する。

図３〜図５は、第２シール部が上記筒状基体５の周面に弾接するリップ形状に形成されている例を示している。図３の例では、独立吸気管１ａの下端面に同心的に周溝１ｄが凹設され、この周溝１ｄに円筒状第１シール部８ａが嵌挿されている。この第１シール部８ａからリップ状の第２シール部８ｂが求心方向に延出され、この第２シール部８ｂの先端部が筒状基体５の周面に弾接するよう構成されている。また、第１シール部８ａには、周溝１ｄの溝壁に弾接する上記同様の脱落防止用係止突起８ｃが形成されている。

この実施形態においては、周溝１ｄ内に脱落防止用係止突起８ｃの弾性変形を伴い第１シール部８ａを嵌挿装着し、筒状基体５の周面にリップ形状の第２シール部８ｂを弾接させた状態でインテークマニホールド１の独立吸気管１ａをシリンダヘッド２の吸気ポート部２ａにボルト３によって締結接合すると、第１シール部８ａが周溝１ｄの溝底と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間で締結方向に圧縮され、独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間が第１シール部８ａによりシールされ、また第２シール部８ｂの筒状基体５の周面に対する弾接により筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間がシールされる。従って、２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。

また、脱落防止用係止突起８をして、ガスケット８及び制御弁ユニット４を独立吸気管１ａ及びその径大部１ｃ内に保持可能とされるから、インテークマニホールド１の梱包・搬送における上記同様の効果が得られる。そして、第２シール部８ｂが筒状基体５の周面に弾接するリップ形状とされているから、筒状基体５に溝加工や段差加工を要さず、また、上記締結接合の際の軸方向にかかる圧縮応力が小さく、圧縮量設定の自由度が広がる。更に、この締結接合の際、周溝１ｄの内壁部を構成する内筒部が第２シール部８ｂの根元部を押圧することになるので第２シール部８ｂの接触圧が上昇し、シール性が向上する。

図４に示す例では、ガスケット８の第１シール部８ａから第２シール部８ｂの先端部にかけて、芯材８ｄが埋入された状態で一体とされている。この芯材８ｄによって、ガスケット８が強化され、上記締結接合時のガスケット８の座屈・倒れの抑制がなされる。また、図５に示す例では、独立吸気管１ａの下端面には図４の例の周溝１ｄに代え段差部１ｅが形成されている。芯材８ｄが一体とされていることにより、ガスケット８の形状保持性が良く、従って、ガスケット８の装着部が図例のような段差部１ｅでも、上記締結接合した際の、ガスケット８の座屈・倒れの抑制がなされる。

図３〜図５の例でも、第１のシール部８ａに脱落防止用係止突起８ｃが形成されており、これにより独立吸気管１ａに対するガスケット８の装着保持性が付与され、インテークマニホールド１にガスケット８を組付けた状態での梱包・輸送等におけるガスケット８の脱落トラブルの発生を防止することができる。その他の構成は上記と同様であるから、共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。

図６に示す例は、筒状基体５の下端部に外向鍔部５ｃを延出させ、一方、独立吸気管１ａの下端面に段差部１ｅを形成し、更に、外向鍔部５ｃを上下で挟むように一体としてガスケット８を形成している。このガスケット８では、外向鍔部５ｃに対する挟着部分より遠心方向で軸方向に膨大化され、この膨大化部分が第１シール部８ａとされ、挟着部分から第１シール部８ａにかけての部分が第２シール部８ｂとされている（即ち、第１シール部８ａが第２シール部８ｂの一部を兼ねている）。また、第１シール部８ａの外周部分には、上記同様の脱落防止用係止突起８ｃが形成されている。

この実施形態では、筒状基体５の外向鍔部５ｃにゴム製ガスケット８が加硫一体とされ、段差部１ｅ内に脱落防止用係止突起８ｃの弾性変形を伴い装着し、筒状基体５を独立吸気管１ａの径大部１ｃに嵌挿した状態で、インテークマニホールド１の独立吸気管１ａをシリンダヘッド２の吸気ポート部２ａにボルト３によって締結接合すると、第１シール部８ａが段差部１ｅの段壁部と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間で締結方向に圧縮され、独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間が第１シール部８ａによりシールされる。また第２シール部８ｂにより筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間がシールされる。従って、２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。

また、ガスケット８の脱落防止用係止突起８をして、制御弁ユニット４を独立吸気管１ａ及びその径大部１ｃ内に保持可能とされるから、インテークマニホールド１の梱包・搬送における上記同様の効果が得られる。この場合、ガスケット８が筒状基体５の外向鍔部５ｃに予め一体とされているから、外向鍔部５ｃがガスケット８の芯材として機能すると共に、実質的な部品点数が更に削減されることになる。尚、この実施例の場合、ゴム製ガスケット８を、筒状基体５の外向鍔部５ｃに対し、嵌め込みによって取付るよう構成しても良い。その他の構成は上記と同様であるから、共通部分に同一の符号を付しここでもその説明を割愛する。

図７（ａ）（ｂ）に示す例は、筒状基体５の外向鍔部５ｃの下面又は上面にリップ形状の第２シール部８ｂが弾接するよう構成したものである。独立吸気管１ａの下端面に上記同様のガスケット８の装着部としての段差部１ｅを形成し、ガスケット８の第１シール部８ａからリップ状の第２シール部８ｂが求心方向に延出され、この第２シール部８ｂの先端部が（ａ）の場合外向鍔部５ｃの下面に、（ｂ）の場合上面に弾接するよう構成されている。また、第１シール部８ａの外周部には、段差部１ｅの内壁部に弾接する上記同様の脱落防止用係止突起８ｃが形成されている。

この実施形態の図７（ａ）に示す例の場合、独立吸気管１ａの径大部１ｃ内に制御弁ユニット４を嵌挿した上で、ガスケット８を、脱落防止用係止突起８ｃの弾性変形を伴い段差部１ｅに装着する。この装着状態では、ガスケット８が脱落防止用係止突起８ｃの弾装をして段差部１ｅに支持されると共に、筒状基体５の外向鍔部５ｃの下面に第２シール部８ｂが弾接され、制御弁ユニット４がインテークマニホールド１の独立吸気管１ａに組込み保持された状態とされる。従って、この状態で梱包・搬送されてエンジンの最終組立工程に持込みが可能とされる。そして、上記締結接合時には、第１シール部８ａが段差部１ｅの段壁部と吸気ポート部２ａの接合端面２ｃとの間で締結方向に圧縮され、独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間がシールされ、また、第１シール部８ａの圧縮に伴う第２シール部８ｂの作用によって、筒状基体５が押上げられ外向鍔部５ｃの上面が段差部１ｅの段壁部に当接すると共に、リップ状第２シール部８ｂが外向鍔部５ｃの下面に対して弾接して筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間がシールされる。従って、２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。

この実施形態の図７（ｂ）に示す例の場合、ガスケット８を段差部１ｅに装着した上で、独立吸気管１ａの径大部１ｃ内に制御弁ユニット４を嵌挿した状態でエンジンの最終組立工程に持込まれる。そして、上記締結接合時には、第１シール部８ａが上記同様圧縮されて独立吸気管１ａと吸気ポート部２ａとの間がシールされる。また、筒状基体５は、この締結に伴う吸気ポート部２ａの作用によって押上げられ、これによってリップ状第２シール部８ｂが外向鍔部５ｃの下面に対して弾接して筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間がシールされる。従って、この場合も同様に２箇所の要シール部位を１個のガスケット８によってシールすることができる。

これらの実施形態では、リップ形状の第２シール部が、筒状基体５の外向鍔部５ｃの上面又は下面に弾接することによって筒状基体５と吸気ポート部２ａとの間がシールされるから、筒状基体５にかかる軸方向の圧縮応力が小さく、圧縮量の制定自由度が広くなる。尚、これらの実施例において、ガスケット８に芯材を一体とすることも可能である。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符合を付し、その説明を割愛する。

尚、上記実施形態では、脱落防止用係止突起８ｃを周方向に複数設けた例を示したが、周方向に一連の輪状の突起とすることも可能である。また、ガスケット８の全体形状は図例のものに限定されず他の形状のものも採用可能である。更に、インテークマニホールド１とシリンダヘッド２との接合部分に適用した例について述べたが、インタークマニホールドとスロットルとの接合部をはじめ同様な制御弁ユニットを介在する他の流体流通装置の２部材間の接合部分にも、本発明のガスケットを適用することもできる。

本発明の第１の実施形態ガスケットを装着したインテークマニホールド及びシリンダヘッドの接合部分の縦断面図である。 第２の実施形態の図１と同様図である。 第３の実施形態の要部の断面図である。 同実施形態の変形例の同様図である。 同実施形態の更に別の変形例の同様図である。 第４の実施形態の要部の断面図である。 （ａ）は第５の実施形態の要部の断面図であり、（ｂ）はその変形例の同様図である。 従来のガスケットを装着したインテークマニホールド及びシリンダヘッドの接合部分の縦断面図である。

符号の説明

１ インテークマニホールド（一方の部材）
１ｂ 空気の流通路（流体の流通路）
２ シリンダヘッド（他方の部材）
２ｂ 空気の流通路（流体の流通路）
４ 制御弁ユニット（流体制御弁ユニット）
５ 筒状基体
７ バタフライ弁（弁体）
８ ガスケット
８ａ 第１シール部
８ｂ 第２シール部
８ｃ 脱落防止用係止突起
８ｄ 芯材

Claims (5)

1. 互いに接合される２部材と、接合によって連通する流体の流通路と、該流通路内に同心的に嵌挿される筒状基体及び該筒状基体内に揺動自在に支持された弁体を備え上記流通路の接合部分に配される流体制御弁ユニットとよりなる流体流通装置に用いられるガスケットであって、
   上記２部材の接合部に介在して両部材をシールする第１シール部と、上記流体制御弁ユニットの筒状基体及び上記２部材間をシールする第２シール部とを備え、両シール部が一体に形成されていることを特徴とするガスケット。
2. 請求項１に記載のガスケットにおいて、
   前記第１シール部及び第２シール部が、ゴム材の成型体からなることを特徴とするガスケット。
3. 請求項２に記載のガスケットにおいて、
   前記ゴム材の成型体が、芯材に一体固着形成されたものであることを特徴とするガスケット。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガスケットにおいて、
   前記第２シール部が前記筒状基体に弾接するリップ形状に形成されていることを特徴とするガスケット。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のガスケットにおいて、
   前記２部材の一方の部材の内壁面に弾装される脱落防止用係止突起を更に備えていることを特徴とするガスケット。

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