JP2008164155A

JP2008164155A - 金属製ガスケット及び金属製ガスケットの誤組立検出方法

Info

Publication number: JP2008164155A
Application number: JP2007000575A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Imai; 敏博今井
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-17
Also published as: US7914008B2; DE102008003162A1; CN101216106A; US20080164661A1; KR20080064708A

Abstract

【課題】複数の金属基板を積層して形成される金属製ガスケットにおいて、金属基板の積層順位の取り違えが発生した時に、組み付け作業者又は監視員が容易に気づくことができる金属製ガスケットを提供する。
【解決手段】金属基板１０，２０，３０，４０を３枚以上積層して、２部材の間に挟まれてシール対象孔２をシールする金属製ガスケット１において、各金属基板１０，２０，３０，４０にそれぞれの金属基板１０，２０，３０，４０に対する識別用印１２，２２，３２，４２をいずれ同士も互いに重なり合わない位置に設けると共に、積層組立時に下方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せるが、上方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せない貫通窓１３，２３，３３を、最下層の金属基板４０を除く各金属基板１０，２０，３０に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、３枚以上の金属基板を積層して、2 部材の間に挟持してシールを行う金属製ガスケットの誤組み立てを防止できる金属製ガスケット、及び、簡便な装置の使用で済み、且つ、自動化し易い金属製ガスケットの誤組立検出方法に関する。

自動車のエンジンにおいては、吸気マニホールドや排気マニホールド等で単一のシール対象孔をシールするガスケットや、シリンダヘッドとシリンダブロックの間をシールするシリンダヘッドガスケット等の金属製ガスケットが使用されている。これらの金属製ガスケットでは、材料や厚さや加工の異なる金属基板を複数枚積層して製造されており、所望のシール性能を得るためには、これらの複数の金属基板を正しい方向、正しい面の向きで正しい順序に積層する必要がある。

しかしながら、これらの金属基板の形状は略同じ輪郭の形状をしていること多く、一見して、ガスケットの方向や面の裏表や積層における第何層目の金属基板であるかの判断が難しい場合がある。このような場合には、金属基板を積層する組み付けに際して、方向の取り違え、面の取り違え、積層順の取り違えが発生し易いという問題がある。

この問題に対処するために、積層金属板ガスケットの各構成板が、単板の状態において何番目に積層されるものであるかその積層順序が一目して明らかになるように、各構成板の少くも片面の一部を順次階段状に配して外部に露出させた金属積層形ガスケットの誤組立て判別構造や、各構成板の少くも片面の一部を組立時に重ならないように外部に露出させた金属積層形ガスケットの誤組立て判別構造が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

また、シート材に合わせ材を少なくとも一枚重ね合せ、シート材にこのシート材の厚さを表す印をこのシート材のボアセンタから一方にずらした位置に設け、且つ、合わせ材に前記印に対応した位置に切欠きを設けたシリンダヘッド用積層ガスケットや、ガスケットを形成する各金属板に、単板状態において該金属板の積層順位数を認識できる切欠き、刻印、マーキング等の積層順位数の標識を設けた積層金属板ガスケットが提案されている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照。）。

しかしながら、このような目視によって判別できるような構成であっても、積層されるガスケットの突起や溝を見て判断するため、同じような色の積層板の微小な部分の凹凸を視認する必要があり、判別時における人為的なミスの発生を完全に防ぐことができないという問題があり、更に、誤組み立てを防ぐ工夫が必要とされている。
実開昭６２−１１４２７０号公報特開昭６２−１５９８６６号公報実開平１−１６５８５７号公報実開平６−８５９６３号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、複数の金属基板を積層して形成される金属製ガスケットにおいて、金属基板の積層順位の取り違えが発生した時に、組み付け作業者又は監視員が容易に気づくことができる金属製ガスケットを提供することにある。また、更なる目的は、簡便な装置の使用で済み、かつ、容易に自動化することができる金属製ガスケットの誤組立検出方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための金属製ガスケットは、金属基板を３枚以上積層して、２部材の間に挟まれてシール対象孔をシールする金属製ガスケットにおいて、各金属基板にそれぞれの金属基板に対する識別用印をいずれ同士も互いに重なり合わない位置に設けると共に、積層組立時に下方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せるが、上方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せない貫通窓を、最下層の金属基板を除く各金属基板に設けて構成される。

この上方、上層及び下方、下層は仮に積層方向を上下で表現したものであり、必ずしも設置状態における上下方向を意味するものではなく、また、積層方向に関して上下方向を逆とした場合に、上記の構成となる場合も本発明に含むものである。

上記の金属製ガスケットにおいて、最上層の金属基板には、識別用印を設けず、貫通窓のみを設けて構成するとその分、識別用印が少なくなる。そのため、工作量が減少すると共に、判別も容易となる。一方、最上層の金属基板に識別用印を設けると、工作量は増加するが、積層枚数と識別用印の数とが一致するので、感覚的に分かり易いという利点がある。

この識別用印は、刻印や塗装やシール等張り付け等で形成できるが、貫通孔で形成すると貫通窓と同時に加工できるようになり、工程数を減少できる。積層時に貫通窓が配置される側のみに識別用印を設けると、金属基板の表裏を識別することも出来るようになる。

そして、上記の目的と達成するための金属製ガスケットの誤組立検出方法は、上記の金属製ガスケットの前記識別用印の部分と所定の位置との間の距離の変化量を測定することにより、誤組立の有無の判定を行う方法や、上記の金属製ガスケットの前記識別用印に光線を照射して、反射光を測定することにより、誤組立の有無の判定を行う方法として構成される。

これらの金属製ガスケットの誤組立検出方法によれば、比較的簡単な光学的な装置や光学的距離計や超音波距離計等の距離計等の簡便な装置の使用で済み、かつ、反射率の変化や、距離の変化を所定の変化と比較するという非常に簡単なアルゴリズムにより金属製ガスケットの誤組立の有無を判別できるので、容易に自動化することができる。

本発明の金属製ガスケットによれば、正常な組立時には、貫通窓を通して全ての識別用印を見通すことができ、組立の積層順位に誤りがあると、何れかの識別用印を見通すことが出来なくなるので、組み付け作業者又は監視員は積層順位の取り違えを容易に気づくことができるようになり、誤組み付けを防止することができる。

また、本発明の金属ガスケットの誤組立検出方法によれば、比較的簡単な装置の使用で、かつ、簡単なアルゴリズムにより、金属製ガスケットの誤組立の有無を判別できるので、容易に自動化することができる。

次に、図面を参照して本発明に係る金属製ガスケット及び金属ガスケットの誤組立検出方法の実施の形態について、エンジンの排気マニホールドと排気管のフランジの間に挟持される金属製ガスケットを例にして説明する。本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、吸気マニホールド用のガスケット、シリンダヘッドガスケット等の他の金属製ガスケットにも適用できる。なお、図１〜図１０は、模式的な説明図であり、構成をより理解し易いように、板厚、シール対象用穴の大きさ、ビードの大きさ、位置決め孔、位置決め突起の大きさ等の寸法を実際のものとは異ならせて誇張して示している。

最初に、本発明の第１の実施の形態の金属製ガスケットについて説明する。図１及び図２に示すように、この金属製ガスケット１は、排気管のフランジの形状に合わせて製造された４枚の金属構成板１０，２０，３０，４０とを有してなる。これらの第１〜第４の金属構成板１０，２０，３０，４０は、軟鋼板、ステンレス焼鈍材（アニール材）、ステンレス調質材（バネ鋼板）等でそれぞれの金属基板に対する要求に合わせて形成される。

また、これらの第１〜第４の金属構成板１０，２０，３０，４０には、シール対象孔２が開口され、その周囲にフルビード３等の周知のシール手段が設けられ、四方に締結ボルト用のボルト穴４が形成される。

そして、本発明においては、図３〜図６に示すように、第１〜４の各金属基板１０，２０，３０，４０に、積層組立時に互いに重なり合う第１〜第４の識別領域１１，２１，３１，４１をそれぞれ設け、更に、この第１〜第４の識別領域１１，２１，３１，４１内に、第１〜第４の識別用印１２，２２，３２，４２をそれぞれ、積層時にいずれ同士も互いに重ならないように設ける。この第１の実施の形態ではこの識別用印は同じ大きさで同形の貫通孔で形成する。なお、この識別用印は、同じ大きさや同じ形状である必要はなく、それぞれの金属基板１０，２０，３０，４０に特有の大きさや形状であっても、見やすいものであればよい。

つまり、図３に示すように、この第１の金属基板１０の第１の識別領域１１においては、第１の識別用印１３を設けると共に、積層組立時に下層となる全ての金属基板である第１〜第３の金属基板２０，３０，４０の第１〜第３の識別用印２２，３２，４２を見通せる第１の貫通窓１３を設ける。

また、図４に示すように、第２の金属基板２０の第２の識別領域２１においては、第２の識別用印２２を設けると共に、積層組立時に下層となる全ての金属基板である第３及び第４の金属基板３０，４０の第３及び第４の識別用印３２，４２を見通せるが、積層組立時に上層となる全ての金属基板である第１の金属基板１０の第１の識別用印１２を見通せない第２の貫通窓２３を設ける。

また、図５に示すように、第３の金属基板３０の第３の識別領域３１においては、第３の識別用印３２を設けると共に、積層組立時に下層となる全ての金属基板である第４の金属基板４０の第４の識別用印４２を見通せるが、積層組立時に上層となる全ての金属基板である第１及び第２の金属基板１０，２０の第１及び第２の識別用印１２，２２を見通せない第３の貫通窓３３を設ける。

更に、図６に示すように、第４の金属基板４０の第４の識別領域４１においては、第４の識別用印４２を設けると共に、積層組立時に上層となる全ての金属基板である第１〜第３の金属基板１０，２０，３０の第１〜第３の識別用印１２，２２，３２を見通せないようにする。

この構成により、各金属基板１０，２０，３０，４０にそれぞれの金属基板１０，２０，３０，４０に対する識別用印１０，２０，３０，４０をいずれ同士も互いに重なり合わない位置に設けると共に、積層組立時に下方となる全ての金属基板の識別用印を見通せるが、上方となる全ての金属基板の識別用印を見通せない貫通窓１３，２３，３３を、最下層の金属基板４０を除く各金属基板１０，２０，３０に設けたことになる。

次に、本発明の第２の実施の形態の金属製ガスケットについて説明する。図７及び図８に示すように、この金属製ガスケット１Ａは、最上層となる第１の金属基板１０Ａにおいては、第１の識別用印を設けていない点と、識別用印２２Ａ，３２Ａ，４２Ａを貫通孔で無く、刻印で形成した点が第１の実施の形態の金属製ガスケット１と異なるだけで、その他の構成は同じである。この構成によれば、識別用印が１つ少なくなるので、その分、工作量が減少すると共に、判別も容易となる。

上記の構成の金属ガスケット１，１Ａによれば、正常な組立時には、貫通窓１３，２３，３３を通して全ての識別用印２２，３２，４２，２２Ａ，３２Ａ，４２Ａを見通すことができ、組立の積層順位に誤りがあると、何れかの識別用印を見通すことが出来なくなるので、組み付け作業者又は監視員は積層順位の取り違えを容易に気づくことができるようになり、誤組み付けを防止することができる。

更に、識別用印を各金属基板の上方の表面にのみ設けると容易に表裏を間違った誤組立も容易に発見できる。あるいは、組立時の方向が分かるように、識別用印に方向性を持たせた三角印や矢印等で識別用印を形成すると、組みつけ方向の誤りも発見できるようになる。また、識別用印を番号で形成すると、誤まって組立られている部分が分かるので、便利である。なお、誤組立を発見した場合には、各金属基板の表裏及び積層順位を正しくして、再度組み付けるか、一旦製造ラインから外して、再度、正しい積層順位にして製造ラインに戻す。

次に、本発明に係る第１の実施の形態の金属製ガスケットの誤組立検出方法について説明する。図９に示すように、この金属製ガスケットの誤組立検出方法は、金属製ガスケット１の識別用印１２，２２，３２，４２までの距離Ｌの変化量から誤組立を検出する方法であり、検査装置５０Ａに距離計５１と判別装置５２とを用いる。この距離計５１は接触式のものでもよいが、超音波距離計やレーザー距離計等の非接触式のものの方が、簡便であるので好ましい。

この方法では、金属製ガスケット１の識別用印１２，２２，３２，４２の位置における距離と所定の基準位置（例えば、距離計の位置等）との距離Ｌを、距離計５１を移動させるか、金属製ガスケット１を移動させて、識別用印１２，２２，３２，４２の位置の距離Ｌを順次計測して、誤組立の有無の判定を行う。

この測定値から誤組立の有無の判定を行うアルゴリズムは、その距離Ｌの変化が予め設定された距離Ｌの変化と同じパターンとなる場合には、誤組立が無いと判断し、異なったパターンとなる場合は、誤組立が有ると判断するものである。

次に、本発明に係る第２の実施の形態の金属製ガスケットの誤組立検出方法について説明する。図１０に示すように、この金属製ガスケットの誤組立検出方法は、金属製ガスケット１Ａの識別用印２２Ａ，３２Ａ，４２Ａの反射率を周囲の部分の反射率と変更させると共に、検査装置５０Ａに、光線を照射する光源５１Ａａと、反射光を測定する光検出装置５１Ａｂと、反射光の測定値から誤組立の有無を判断する判断装置５２Ａとを備えて形成され、金属製ガスケット１Ａの識別用印２２Ａ，３２Ａ，４２Ａに、光源５１Ａａと光検出装置５１Ａｂを移動させるか、金属製ガスケット１Ａを移動させて光線を順次照射して、光検出装置５１Ａｂでその反射光を測定し、その測定値を判断装置５２Ａに送ることにより、誤組立の有無の判定を行う。

この測定値から誤組立の有無の判定を行うアルゴリズムは、照射した光の反射率が識別用印２２Ａ，３２Ａ，４２Ａの反射率となっている数が識別用印の２２Ａ，３２Ａ，４２Ａの数である場合には、誤組立が無いと判断し、足りない場合は、誤組立が有ると判断するものである。

これらの金属製ガスケットの誤組立検出方法によれば、光学的距離計や超音波距離計等の距離計等の装置、又は、比較的簡単な光学的な装置の使用により、非常に簡単なアルゴリズムで金属製ガスケットの誤組立の有無を判別できるので、容易に自動化できる。

本発明の第１の実施の形態の金属製ガスケットを示す平面図である。図１のＡ−Ａ部分の断面を示す図である。第１の金属基板の第１の識別領域の構成を示す部分平面図である。第２の金属基板の第２の識別領域の構成を示す部分平面図である。第３の金属基板の第３の識別領域の構成を示す部分平面図である。第４の金属基板の第４の識別領域の構成を示す部分平面図である。本発明の第２の実施の形態の金属製ガスケットを示す平面図である。図７のＡ−Ａ部分の断面を示す図である。本発明の第１の実施の形態の金属製ガスケットの誤組立検出方法を説明するための図である。本発明の第２の実施の形態の金属製ガスケットの誤組立検出方法を説明するための図である。

符号の説明

１，１Ａ金属製ガスケット
２シール対象孔
３フルビード
４ボルト穴
１０，１０Ａ第１の金属基板
１１第１の識別領域
１２第１の識別用印
１３第１の貫通窓
２０第２の金属基板
２１第２の識別領域
２２第２の識別用印
２３第２の貫通窓
３０第３の金属基板
３１第３の識別領域
３２第３の識別用印
３３第３の貫通窓
４０第４の金属基板
４１第４の識別領域
４２第４の識別用印
４３第４の貫通窓
５０，５０Ａ検査装置
５１距離計
５１Ａａ光源
５１Ａｂ光検出装置
５２、５２Ａ判断装置

Claims

金属基板を３枚以上積層して、２部材の間に挟まれてシール対象孔をシールする金属製ガスケットにおいて、各金属基板にそれぞれの金属基板に対する識別用印をいずれ同士も互いに重なり合わない位置に設けると共に、積層組立時に下方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せるが、上方となる全ての金属基板の前記識別用印を見通せない貫通窓を、最下層の金属基板を除く各金属基板に設けた金属製ガスケット。
最上層の前記金属基板には、前記識別用印を設けず、前記貫通窓のみを設けた請求項１記載の金属製ガスケット。
前記識別用印を貫通孔で形成した請求項１又は２記載の金属製ガスケット。
請求項１、２又は３記載の金属製ガスケットの前記識別用印の部分と所定の位置との間の距離の変化量を測定することにより、誤組立の有無の判定を行う金属製ガスケットの誤組立検出方法。
請求項１、２又は３記載の金属製ガスケットの前記識別用印に光線を照射して、反射光を測定することにより、誤組立の有無の判定を行う金属製ガスケットの誤組立検出方法。