JP2009144773A - 金属積層形ガスケット構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な仮止め作業によってガスケットの仮止めができ、さらに仮止めのためのガスケット構造の変更が少なくコスト増にならず簡単に仮止め機構を形成できる金属積層形ガスケット構造を提供することを課題とする。
【解決手段】複数のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを積層してなり外周部に取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有した金属積層形ガスケット１の構造であって、積層したビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの外周部の一部だけをスポット溶接にて圧接固着して、該固着部Ｐと反対側部分の外周部の各ビード板を積層ビード面と略直角方向に剥離するように構成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のビード板を積層してなり外周部に取付け孔を有した金属積層形ガスケット構造に関するものであり、特に、ガスケットの取り付け作業を容易にする仮止め機構を有する金属積層形ガスケット構造に関する。

エンジンの排気ポートに排気マニホールドを取り付ける際には、エンジンと排気マニホールドとの間から排気ガスが漏れないようにガスケットが介装される。
排気ポートが下向きに開口している部分に排気マニホールドを取り付ける場合、締付け用スタッドボルトが下向きに取り付けられているので、スタッドボルトに挿通したガスケットがスタッドボルトのネジ山部をすべってスタッドボルトから脱落するため、手で押さえながら重量のある排気マニホールドをスタッドボルトに挿通して、ナットで締め付ける必要があり、作業性が悪く、場合によっては一人作業をすることができないこともある。

そのため、ガスケットを取り付ける際に予めガスケットを排気マニホールドまたはエンジン側に仮止めするようにした提案がされている。
例えば特許文献１（実用新案登録２５２５７２６号公報）には、図５に示すように金属積層板０１の両縁の一部を切欠いて取付け部０２を形成し、該取付け部０２に仮止めクリップ０３の爪部０４を位置させて、仮止めクリップ０３の係合部０５を仮止めする相手側部材に係合させて仮止めする構成が示されている。

また、特許文献２（実公平７−１７８８４号公報）にも同様の構造が示され、金属薄板を構成材料とするガスケットにおいて、該金属薄板の周辺より突出した係止部を複数個形成して該係止部を介してガスケットが当接する被シール部材のフランジの周縁に係止する構成が示されている。

また、特許文献３（実用新案登録３００１３８４号公報）には、図６に示すように金属ガスケット０１０のボルト孔０１１に落下防止用のリブ０１２を突出させている構造が示されている。

実用新案登録２５２５７２６号公報 実公平７−１７８８４号公報 実用新案登録３００１３８４号公報

前記したように従来技術での手で押さえながら重量のある排気マニホールドをスタッドボルトに挿通して、ナットで締め付ける作業では、ガスケットを作業者が手で押さえているため、ガスケットの取り付け作業性が悪く、ガスケット廻りに比較的広い作業空間を必要とする不都合がある。

また、前記特許文献１の仮止め構造の発明では、仮止めクリップ０３を別途用意し、予めガスケット０２を仮止めクリップ０３の爪部０４と係合部０５とによって排気マニホールドのフランジに仮止めしなければならず、仮止め作業が煩雑化するとともに、コスト増を招く問題がある。特許文献２の発明においても同様に、金属薄板の周辺より係止部を突出させる加工が必要になるため、加工作業が加わり煩雑化する問題がある。
また、特許文献３の仮止め構造では、ボルト孔０１１内に突出されるリブ０１２の突出量によっては、突出量が大きいとボルトが挿入しにくくなったり、突出量が小さいと仮止め機能が発揮されなかったりする場合があるため、リブ０１２の寸法精度を上げなければならない。

そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、簡単な仮止め作業によってガスケットの仮止めができ、さらに仮止めのためのガスケット構造の変更が少なくコスト増にならず簡単に仮止め機構を形成できる金属積層形ガスケット構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の金属積層形ガスケット構造は、複数のビード板を積層してなり外周部に取付け孔を有した金属積層形ガスケット構造であって、前記積層したガスケット本体の外周部の一部を圧接固着して、該固着部の前記ガスケット中心部と反対側部分の前記金属積層形ガスケットの外周部の各積層板が該各積層板の面と略直角方向に離間するように構成したことを特徴とする。

かかる発明によれば、複数枚のビード板を積層し、その積層した複数のビード板の外周部の一部を圧接固着すると、該固着部とは反対側のビード板が厚さ方向に剥離するので、その外周部にあるガスケットの取付け孔は剥離した分、見かけ上の取付け孔の間隔が短くなるため、ガスケットの取付け孔を取付けボルト（スタッドボルト）に挿通すると、取付け孔の周縁が取付けボルトのネジ山部に引掛かり、ガスケットの取付けボルトからの脱落を防止できる。

また、好ましくは、前記固着部の固着方法はスポット溶接であるとよく、かかる構成によれば固着部の固着が簡単確実に行われる。
さらに、金属板が溶接するため、金属が溶融後に固まると板厚がその部分だけ薄くなると、スポット溶接部の周縁がガスケットの表面を溶接部中心側に引張るので、反対側の各ビード板が厚さ方向に離間する離間量がさらに大きくなり、ガスケットの取付け孔の周縁が取付けボルトのネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケットの取付けボルトからの脱落を更に確実に防止できる。

また、好ましくは、前記固着部は前記金属ガスケットの複数の取付け孔の１個所の近傍に設けられるとよい。
かかる構成によれば、取付け孔の近傍に固着部を設けることにより、他の取付け孔の位置が離間したビード板の先端側に位置されるようになるため、見かけ上の取付け孔の間隔が更に短縮され、ガスケットの取付け孔の周縁が取付けボルトのネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケットの取付けボルトからの脱落を更に確実に防止できる。

また、好ましくは、前記固着部は前記金属ガスケットの中心部と前記取付け孔中心部との延長線上で、前記取付け孔の内周縁と前記金属ガスケットの外周縁との間に設けられるとよい。
かかる構成によれば、固着部を金属ガスケットの中心部と取付け孔中心部との延長上で、取付け孔の内周縁と金属ガスケットの外周縁との間に設けたので、すなわち、固着部を金属ガスケットの中心部よりなるべく離れて位置させることによって、離間したビード板の先端側の離間量を大きく取ることができるため、見かけ上の取付け孔の間隔が更に短縮され、ガスケットの取付け孔の周縁が取付けボルトのネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケットの取付けボルトからの脱落を更に確実に防止できる。

また、好ましくは、前記固着部の近傍に設けられた取付け孔以外の他の取付け孔の孔径を、前記固着部の近傍に設けられた取付け孔の孔径より小径にするとよい。
かかる構成によれば、離間したビード板の先端側の取付け孔の孔径が、固着部の近傍に設けられた取付け孔の孔径より小さいため、離間先端側に形成された取付け孔がさらにネジ山部に引掛かかり易くなり、ガスケットの取付けボルトからの脱落を更に確実に防止できる。

本発明によれば、簡単な仮止め作業によってガスケットの仮止めができ、さらに仮止めのためのガスケット構造の変更が少なく固着（スポット溶接）数が少なくなるためコスト低減になると共に簡単に仮止め機構を形成ができる金属積層形ガスケット構造を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

なお、実施形態の説明で参照する図面は次の通りである。
図１は本発明が適用されるターボチャージャーカプラと排気管との結合部を示す全体構成図である。図２は金属積層形ガスケットの正面視図である。図３は図２のＡ−Ａ線断面図であり、金属積層形ガスケットを組付け前の断面形状を示す説明図である。図４は金属積層形ガスケットの組み付け時を示す説明図である。

図１において、金属積層形ガスケット１が適用される部位について説明する。図示しないエンジンの排気通路にターボチャージャー３が取り付けられ、該ターボチャージャー３の排気出口にはターボチャージャーカプラ５が装着されている。このターボチャージャーカプラ５の排出口フランジ７と、その排出口フランジ７に取付けられる排気管９の入口フランジ１１との接合部分に、金属積層形ガスケット１が介装される。

ターボチャージャーカプラ５の排出口フランジ７は円形の鍔状のフランジに形成され、円周上に３箇所にスタッドボルト１３が溶接固定されてネジ部１５が下方に向いて取付けられている。そして、このスタッドボルト１３に前記金属積層形ガスケット１の３箇所の取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ（図２参照）、および排気管９の入口フランジ１１に形成されたボルト孔を挿入して、下方からナット１９を螺合して締め付け固定するようになっている。

この金属積層形ガスケット１は、図２に示すように、平面視形状が略正三角形のおむすび形状に形成され、図３に示すように複数枚、例えば４枚の薄板のビード板（ガスケット本体）２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが積層して形成されている。
略正三角形状の各角部には取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃが同一円周上に均等に設けられ、中心部分にはターボチャージャーカプラ５および排気管９の排気通路径と同等の内径を有する中央開口２３が形成されている。
また、前記４枚の薄板のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには中心側から第一ビード部２５と、第二ビード部２７が形成され、ビード板２１ａ、２１ｂによってスペース２９が形成され、また、ビード板２１ｃ、２１ｄによってスペース３１が形成されるようにそれぞれビード部の凸向きが設定されて積層されている。

そして、排気管９とターボチャージャーカプラ５とが締め付けられたときにこのスペース２９、３１の部分での第一ビード部２５と第二ビード部２７の撓み変形によってシール機能を発揮するようになっている。内周側の第一ビード部２５と外周側の第二ビード部２７による２重のビード構造によってシール作用を確実に行なっている。

４枚の薄板のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、図２、図３に示すＰ点の位置でスポット溶接によってそれぞれ一体になるように固着される。このスポット溶接の固着部Ｐの位置は取付け孔１７ａの位置近傍だけに設けられる。そして、固着部Ｐは前記ビード板２１ａの中央開口２３の中心部と取付け孔１７ａの中心部との延長線上で、取付け孔１７ａの内周縁とビード板２１ａの外周縁との間に設けられている。すなわち、取付け孔１７ａとビード板２１ａの外周縁との間に位置されている。

図３に示すように４枚の薄板のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄをＰ点の位置でスポット溶接によってそれぞれ一体になるように固着することによって、該固着部Ｐの位置と反対側のビード板の外周部の各ビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄがビード板の面と略直角方向に離間するように広がった形状となる。
更に溶着部の板厚が溶融後に固まると薄くなり、溶着部の周縁がガスケットの表面を溶着部中心側に引張るため、各ビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは厚さ方向に離間する。

また、３箇所の取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、固着部Ｐが位置される取付け孔１７ａの孔径ｄ１に対して、取付け孔１７ｂの孔径ｄ２、取付け孔１７ｃの孔径ｄ３は、ｄ１＞ｄ２＝ｄ３となる関係を有するように形成されている。
すなわち、取付け孔１７ａの孔径ｄ１より、他の取付け孔１７ｂ、１７ｃの孔径ｄ２、ｄ３を小さくして、同一径のスタッドボルト１３に対してスタッドボルト１３と取付け孔１７ｂ、１７ｃとの隙間を小さくして、取付け孔１７ｂ、１７ｃがネジ部１５に引掛かかり易くなっている。

また、ビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは４枚について説明したが、向かい合うビード部によって、互いのビード板を圧接して合わせたときにばね作用を発揮して排気ガスのシール作用をするように設定されればよく、６枚、８枚でもよいことは勿論である。なお、このビード板は耐熱性を有するステンレス鋼（ＳＵＳ材）からなっている。

次に、以上のような構成された金属積層形ガスケット１の組み付け方法について説明する。
一箇所だけ固着部Ｐを有して積層状に形成され、固着部Ｐとは反対方向の外周部が離間して広がることができるので、取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃをそれぞれスタッドボルト１３の下方から挿入して押し付けるように差し込む、その後手を離しても、固着部Ｐとは反対側が離間して広がり、薄板のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのいずれかが、図４に示すようにスタッドボルト１３のねじ山に引掛りガスケット１がスタッドボルト１３に保持されて脱落が防止される。このことで金属積層形ガスケット１の仮止が容易になされる。

すなわち、図４に示すように取付け孔１７ａ、１７ｂの間隔、または取付け孔１７ａ、１７ｃの間隔Ｌ１が、固着部Ｐとは反対方向の外周部が剥離して広がることによって見かけ上の取付け孔の間隔Ｌ２に短縮されることで、スタッドボルト１３に引っかかりやすくなり、手を離して脱落することがなくなるため、その後の排気管９の押さえ、さらにナット１９の螺合作業が容易になる。

これに対して、外周部が離間可能になっていない従来の金属積層形ガスケットでは、前記実施形態のスポット溶接の固着部を略三角形状のビード板の各角部に設けられている構造であるため排気管９をスタッドボルト１３に組付ける際に、金属積層形ガスケットの取付け孔をスタッドボルト１３に下から挿入し手で押さえる等によって保持して、その上で排気管９を取付ける必要があり、きわめて効率の悪い作業となる。

以上のように本実施形態によれば、複数枚のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを積層し、その積層した複数のビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの外周部の一部を圧接固着すると、該固着部Ｐとは反対側のビード板が厚さ方向に離間するので、その外周部にある取付け孔１７ｂ、１７ｃは離間した分、見かけ上の取付け孔の間隔Ｌ２が短くなるため、取付け孔１７ａ、１７ｂの周縁がスタッドボルト１３のネジ山部に引掛かり、金属積層形ガスケット１がスタッドボルト１３から脱落するのを防止できる。

また、従来のスポット溶接の固着部を略三角形状のビード板の各角部に設けられている構造に対して一箇所だけを残して他の溶接を省略することでよいため、金属積層形ガスケットの製造工程が簡略され製造コストが低減される。

また、固着部Ｐがスポット溶接によって溶接固定されるため、固着部Ｐの固着が簡単確実に行われるとともに、金属が溶融後に固まると板厚がその部分だけ薄くなるので、固着部Ｐと反対側の各ビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの厚さ方向に離間する離間量がさらに大きくなり、取付け孔１７ｂ、１７ｃの周縁がスタッドボルト１３のネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケットの脱落を更に確実に防止できる。

また、固着部Ｐは取付け孔１７ａの１個所の近傍に設けられるため、他の取付け孔１７ｂ、１７ｃの位置が離間した先端側に位置されるようになるので、見かけ上の取付け孔の間隔Ｌ２が更に短縮され、スタッドボルト１３のネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケット１のスタッドボルト１３からの脱落を更に確実に防止できる。

また、固着部Ｐは前記ビード板２１ａの中央開口２３の中心部と取付け孔１７ａの中心部との延長線上で、取付け孔１７ａの内周縁とビード板２１ａの外周縁との間に設けられている。すなわち、取付け孔１７ａとビード板２１ａの外周縁との間に位置されているので、固着部Ｐをビード板の中心部よりなるべく離れて位置させることによって、離間するビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの先端側の離間量を大きく取ることができるため、見かけ上の取付け孔の間隔Ｌ２が更に短縮され、スタッドボルト１３のネジ山部に引掛かる強さが増し、ガスケット１のスタッドボルト１３からの脱落を更に確実に防止できる。

また、３箇所の取付け孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、固着部Ｐが位置される取付け孔１７ａの孔径ｄ１に対して、取付け孔１７ｂの孔径ｄ２、取付け孔１７ｃの孔径ｄ３は、ｄ１＞ｄ２＝ｄ３となる関係を有するように形成されているので、離間するビード板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの先端側の取付け孔１７ｂ、１７ｃの孔径ｄ２、ｄ３が、固着部Ｐの近傍に設けられた取付け孔１７ａの孔径ｄ１より小さいため、離間先端側に形成された取付け孔１７ｂ、１７ｃがさらにネジ山部に引掛かかり易くなり、ガスケット１のスタッドボルト１３からの脱落を更に確実に防止できる。

本実施形態について、金属積層形ガスケット１をターボチャージャーカプラ５の排出口フランジ７と、排気管９の入口フランジ１１との接合部分に装着される例を説明したが、排気マニホールドと排気管との接合部等でもよく、スタッドボルトが下方を向いていて、下からガスケットを装着して仮止めする構造の部位であればよいことは勿論である。

本発明によれば、簡単な仮止め作業によってガスケットの仮止めができ、さらに仮止めのためのガスケット構造の変更が少なくコスト増にならず簡単に仮止め機構を形成ができるので、排気マニホールドと排気管との間等に装着される金属積層形ガスケットへの適用に際して有益である。

本発明が適用されるターボチャージャーカプラと排気管との結合部を示す全体構成図である。 金属積層形ガスケットの正面視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図であり、金属積層形ガスケットを組付け前の断面形状を示す説明図である。 金属積層形ガスケットの組み付け時を示す説明図である。 従来技術を示す説明図である。 他の従来技術を示す説明図である。

符号の説明

１ 金属積層形ガスケット
５ ターボチャージャーカプラ
７ 排出口フランジ
９ 排気管
１１ 入口フランジ
１３ スタッドボルト
１５ スタッドボルトのボルト部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 取付け孔
１９ ナット
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ビード板（ガスケット本体）
ｄ１、ｄ２、ｄ３ 取付け孔の孔径
Ｌ２ 見かけ上の取付け孔の間隔
Ｐ 固着部

Claims (5)

1. 複数のビード板を積層してなり外周部に取付け孔を有した金属積層形ガスケット構造であって、
   前記積層したガスケット本体の外周部の一部を圧接固着して、該固着部の前記ガスケット中心部と反対側部分の前記金属積層形ガスケットの外周部の各積層板が該各積層板の面と略直角方向に離間するように構成したことを特徴とする金属積層形ガスケット構造。
2. 前記固着部の固着方法はスポット溶接であることを特徴とする請求項１記載の金属積層形ガスケット構造。
3. 前記固着部は前記金属ガスケットの複数の取付け孔の１個所の近傍に設けられることを特徴とする請求項１記載の金属積層形ガスケット構造。
4. 前記固着部は前記金属ガスケットの中心部と前記取付け孔中心部との延長線上で、前記取付け孔の内周縁と前記金属ガスケットの外周縁との間に設けられたことを特徴とする請求項３記載の金属積層形ガスケット構造。
5. 前記固着部の近傍に設けられた取付け孔以外の他の取付け孔の孔径を、前記固着部の近傍に設けられた取付け孔の孔径より小径にしたことを特徴とする請求項３記載の金属積層形ガスケット構造。

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