JP2012077880A

JP2012077880A - ガスケット

Info

Publication number: JP2012077880A
Application number: JP2010225612A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ito; 勝伊藤; Masaya Nakaoka; 真哉中岡; Isao Tanji; 功丹治
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】ガスケット１を挟み込む相手部材２１０，２２０の表面に鋳巣や面粗さなどによる微細凹部２１０ａ，２２０ａが存在する場合であっても、優れた密封性を確保する。
【解決手段】ガスケット基板２の両面に第一及び第二の弾性層３，４が積層一体化され、ガスケット基板２に複数のビード２１，２２が屈曲形成され、第一の弾性層３が、ビード２１，２２の山折面を覆うように形成されて一方の相手部材２１０に密接可能な薄膜部３１，３２と、ビード２１，２２の間の相対的な凹部を埋めるように形成されて一方の相手部材２１０に密接可能な充填部３３を備え、第二の弾性層４が、ビード２１，２２の裾部２３，２４，２５を第一の弾性層３と反対側から覆うように形成されて他方の相手部材２２０に密接可能な薄膜部４１，４２，４３と、ビード２１，２２の谷折面による凹部を埋めるように形成されて他方の相手部材２２０に密接可能な充填部４４，４５を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の内燃機関やその他の機器に使用され、金属からなるガスケット基板に弾性層を積層した構造のガスケットに関する。

従来、例えば車両の内燃機関におけるシリンダブロックとシリンダヘッドの結合部などに介在されるガスケットとして、金属板にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）の層を積層一体化したものが知られており、図３及び図４は、その一例を示すものである。

このうち図３に示されるガスケット（ビード付きゴム焼付ガスケット）１００は、鋼板などの金属からなるガスケット基板１０１の両面にゴム状弾性材料からなる弾性層１０２，１０３が積層一体化され、この弾性層１０２，１０３にそれぞれ複数のビード１０２ａ，１０３ａが形成されたものである。

また、図４に示されるガスケット（ビード付きソフトメタルガスケット）２００は、塑性加工（プレス加工）によってステップ状のビード２０１ａ及びフランジ部２０１ｂ，２０１ｃが形成された鋼板などの金属板からなるガスケット基板２０１の両面に、ゴム状弾性材料からなる薄い弾性層２０２，２０３が積層一体化されたものである。

特開昭６２−２６１７５５号公報

しかしながら、図３に示されるガスケット１００によれば、ビード１０２ａ，１０３ａが圧縮されることによる反力でシール面圧を得ているため、シール面圧が低く、しかも所要の面圧を得るために高圧縮としてビード１０２ａ，１０３ａに対するつぶし代を大きくすると、応力緩和が起こりやすくなるといった問題が指摘される。

また、図４に示されるガスケット２００によれば、図５に示されるように相手部材２１０，２２０の間で挟圧されることによって、金属板からなるガスケット基板２０１に形成されたビード２０１ａ及びフランジ部２０１ｂ，２０１ｃがその角部を支点とするような変形を受けるので、シール面圧が局部的に高まると共に、前記変形によって相手部材２１０，２２０との密接部であるシールラインＳＬが複数箇所に形成されるので、シール性の向上に有効である。

しかしながら、図４に示されるガスケット２００を図５に示されるように変形させるには高圧縮することが必要であり、相手部材２１０，２２０が低剛性である場合は相手部材２１０，２２０に変形を来たすおそれがあった。

しかも、相手部材２１０又は２２０がダイキャスト製品からなるものである場合、その表面には多数の鋳巣（鋳造時の気泡による微細な凹部）２１０ａ，２２０ａが存在しており、このような鋳巣２１０ａ，２２０ａが、シールラインＳＬを跨ぐ位置に形成されていると、鋳巣２１０ａ，２２０ａを介して漏れを生じてしまうことになる。シールラインＳＬにおける密接幅Ｗによって埋めることのできる鋳巣２１０ａ，２２０ａの穴径φは、現行の仕様ではせいぜい０．８ｍｍ程度であり、したがって、相手部材２１０，２２０の表面に穴径φ０．８ｍｍを超えるような鋳巣が存在する場合は、優れたシール性を確保することができなかった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ガスケットを挟み込む相手部材の表面に鋳巣や面粗さなどによる微細凹部が存在する場合であっても、優れた密封性を確保することができるガスケットを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るガスケットは、互いに対向する相手部材間に挟み込まれるガスケットであって、金属板からなるガスケット基板の両面に第一及び第二の弾性層が積層一体化され、前記ガスケット基板にその厚さ方向一側を向いた複数のビードが屈曲形成され、前記第一の弾性層が、前記ビードの山折面を覆うように形成されて一方の相手部材に密接可能な薄膜部と、前記ビードの間の相対的な凹部を埋めるように形成されて前記一方の相手部材に密接可能な充填部を備え、前記第二の弾性層が、前記ビードの裾部を前記第一の弾性層と反対側から覆うように形成されて他方の相手部材に密接可能な薄膜部と、前記ビードの谷折面による凹部を埋めるように形成されて前記他方の相手部材に密接可能な充填部を有するものである。

上述の構成を備えるガスケットは、互いに対向する相手部材間に挟み込まれることによって、ガスケット基板のビードの山折面を覆うように形成された第一の弾性層の薄膜部が、前記ビードの圧縮応力によって一方の相手部材に所要の面圧で密接すると共に、複数のビードの間の相対的な凹部を埋めるように形成された充填部が、前記一方の相手部材に前記薄膜部より低い面圧で密接し、前記ビードの裾部を前記第一の弾性層と反対側から覆うように形成された第二の弾性層の薄膜部が、前記ビードの圧縮応力によって他方の相手部材に所要の面圧で密接すると共に、前記各ビードの谷折面による凹部を埋めるように形成された第二の弾性層の充填部が、前記他方の相手部材に前記薄膜部より低い面圧で密接する。このため双方の相手部材に対して広い幅で密接されることになり、相手部材の表面に鋳巣などの微細凹部が存在する場合であっても、これらの微細凹部を前記薄膜部及び充填部で閉塞して、漏れを有効に防止する。

また、請求項２の発明に係るガスケットは、請求項１に記載された構成において、第一及び第二の弾性層における充填部が第一及び第二の弾性層における頂部及び底部薄膜部よりも低く形成されたものである。

このように構成されたガスケットは、互いに対向する相手部材の間に挟み込んだときに、相手部材からの挟圧力によるガスケット基板のビードの圧縮変形及び第一及び第二の弾性層における薄膜部の圧縮変形が、充填部によって阻害されないので、この充填部において相対的に面圧が低く、薄膜部において相対的に面圧が高くなるといった面圧分布が得られる。

本発明に係るガスケットによれば、相手部材に対する密接幅が増大するため、ガスケットを挟み込む相手部材の表面に鋳巣などの微細凹部が存在する場合であっても、優れた密封性を確保することができる。

本発明に係るガスケットの好ましい実施の形態を示す未装着状態の断面図である。本発明に係るガスケットの好ましい実施の形態を示す装着状態の断面図である。従来技術によるガスケットの一例を示す未装着状態の断面図である。従来技術によるガスケットの他の例を示す未装着状態の断面図である。図４のガスケットの装着状態の断面図である。

以下、本発明に係るガスケットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図１は本発明に係るガスケットの好ましい実施の形態を示す未装着状態の断面図、図２は装着状態の断面図である。

すなわち図１に示されるガスケット１は、金属板、典型的には鋼板からなるガスケット基板２と、このガスケット基板２の両面に加硫接着によって積層一体化されたゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる第一及び第二の弾性層３，４とを備える。

ガスケット基板２には、その厚さ方向一側を向いたビード２１，２２と、このビード２１，２２の間の平坦な中間部２３と、外周側のビード２１の外周側の平坦な外周フランジ部２４と、内周側のビード２２の内周側の平坦な内周フランジ部２５が、塑性加工（プレス加工）によって形成されている。

詳しくは、外周側のビード２１及び内周側のビード２２は、それぞれ頂部が曲面をなすように屈曲された断面略Ｖ字形に形成されている。また、中間部２３はビード２１，２２の間の裾部ということができ、フランジ部２４，２５は、ビード２１，２２の裾部ということができ、中間部２３及びフランジ部２４，２５におけるビード２１，２２の突出方向と反対側の面２３ａ，２４ａ，２５ａは、互いに同一平面をなしている。

第一の弾性層３は、ガスケット基板２のビード２１，２２における山折面２１ａ，２２ａを覆うように形成された頂部薄膜部３１，３２と、この頂部薄膜部３１，３２の間にあってビード２１，２２の間の相対的な凹部を埋めるように形成された充填部３３と、頂部薄膜部３１，３２からフランジ部２４，２５の表面を覆うように延在された裾部薄膜部３４，３５を備えている。

第二の弾性層４は、ガスケット基板２の中間部２３におけるビード２１，２２の突出方向と反対側の底面２３ａ及びその両側の山折面２３ｂ，２３ｃを覆うように形成された底部薄膜部４１と、フランジ部２４，２５におけるビード２１，２２の突出方向と反対側の底面２４ａ，２５ａ及び山折面２４ｂ，２５ｂを覆うように形成された底部薄膜部４２，４３と、底部薄膜部４１，４２の間にあってビード２１の谷折面２１ｂによる凹部を埋めるように形成された充填部４４と、底部薄膜部４１，４３の間にあってビード２２の谷折面２２ｂによる凹部を埋めるように形成された充填部４５を備えている。

第一の弾性層３における頂部薄膜部３１，３２及び裾部薄膜部３４，３５と、第二の弾性層４における底部薄膜部４１，４２，４３は、請求項１に記載された薄膜部に相当するものであって、互いに同じ肉厚に形成されている。また、第一の弾性層３における充填部３３の表面は、その両側にあってガスケット基板２のビード２１，２２の山折面２１ａ，２２ａを覆っている頂部薄膜部３１，３２の頂面よりも低い平面状に形成されており、第二の弾性層４における充填部４４，４５の表面は、ガスケット基板２の中間部２３及びフランジ部２４，２５を覆っている底部薄膜部４１，４２，４３の表面より低く形成されている。

また、第一の弾性層３における充填部３３は、図２に示されるように、当該ガスケット１を相手部材２１０，２２０の間に介在させて挟圧（圧縮）した状態において、一方の相手部材２１０の表面に密接可能な高さとなっており、好ましくは、第一の弾性層３における裾部薄膜部３４，３５に対する充填部３３の高さｈ_２が、裾部薄膜部３４，３５に対する頂部薄膜部３１，３２の頂面の高さｈ_１に対して40〜60％となっている。同様に、第二の弾性層４における充填部４４，４５は、図２に示されるように、当該ガスケット１を相手部材２１０，２２０の間に介在させて挟圧（圧縮）した状態において、他方の相手部材２２０の表面に密接可能な高さとなっており、好ましくは、底部薄膜部４１，４２，４３に対して40〜60％となっている。

また好ましくは、第一の弾性層３における裾部薄膜部３４，３５と充填部３３の高低差Δｈ（＝ｈ_１−ｈ_２）は、第二の弾性層４における充填部４４，４５と底部薄膜部４１，４２，４３の高低差と互いに等しいものとする。

以上のように構成されたガスケット１は、図２のように相手部材２１０，２２０の間に介在され、この相手部材２１０，２２０を結合する不図示のボルトの締め付け力によって挟圧される。なお、相手部材２１０，２２０は、例えば車両の内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッド、あるいはハイブリッド車用インバータケースのケース本体とカバーなどのように、ダイキャスト製品からなるものである。

図２に示される装着状態では、ガスケット１は、相手部材２１０，２２０の間で挟圧されることによって、ガスケット基板２のビード２１，２２に被着された第一の弾性層３の頂部薄膜部３１，３２や、ガスケット基板２の中間部２３及びフランジ部２４，２５に被着された第二の弾性層４の底部薄膜部４１，４２，４３が圧縮されると共に、ビード２１，２２自体も圧縮変形を受ける。

ここで、例えば図１に示される未加圧（未装着）状態において、第一の弾性層３の充填部３３が頂部薄膜部３１，３２と同一高さであると共に、第二の弾性層４の充填部４４，４５が底部薄膜部４１，４２，４３と同一高さである場合は、相手部材２１０，２２０の間でガスケット１を挟圧するときに、頂部薄膜部３１，３２や底部薄膜部４１，４２，４３が相手部材２１０，２２０と接触するのと同時に充填部３３，４４，４５も相手部材２１０，２２０と接触するので、充填部３３，４４，４５の圧縮反力によって頂部薄膜部３１，３２及び底部薄膜部４１，４２，４３やビード２１，２２の圧縮変形が阻害されることになる。これに対して図示の形態によれば、第一の弾性層３における充填部３３は頂部薄膜部３１，３２よりΔｈだけ低く、第二の弾性層４における充填部４４，４５は底部薄膜部４１，４２，４３よりΔｈだけ低いため、頂部薄膜部３１，３２、底部薄膜部４１，４２，４３及びビード２１，２２の圧縮変形が、充填部３３，４４，４５によって阻害されることはない。

すなわち、ガスケット１を相手部材２１０，２２０の間で挟圧して行くと、ガスケット基板２のビード２１，２２の圧縮変形を伴いながら、第一の弾性層３の頂部薄膜部３１，３２及び第二の弾性層４の底部薄膜部４１，４２，４３が相手部材２１０，２２０に圧接され、その後さらに挟圧されることによって、相手部材２１０，２２０に対する頂部薄膜部３１，３２及び底部薄膜部４１，４２，４３の密接面圧がある程度高くなった時点で第一の弾性層３における充填部３３が相手部材２１０に圧接されると共に、第二の弾性層４における充填部４４，４５が相手部材２２０に圧接される。

このためガスケット１は、第一の弾性層３の頂部薄膜部３１，３２や第二の弾性層４の底部薄膜部４１，４２，４３の圧縮変形及びガスケット基板２のビード２１，２２自体の圧縮変形によって、第一の弾性層３における頂部薄膜部３１から頂部薄膜部３２にかけての領域が、連続した面をなして一方の相手部材２１０に密接され、第二の弾性層４における底部薄膜部４２から底部薄膜部４３にかけての領域が、連続した面をなして他方の相手部材２２０に密接される。

その結果、相手部材２１０に対する第一の弾性層３の密接幅Ｗ_１及び相手部材２２０に対する第二の弾性層４の密接幅Ｗ_２が広いものとなる。しかも図２に多数の矢印で示すように、相手部材２１０に対する第一の弾性層３の密接面圧Ｐ_１は、ガスケット基板２のビード２１，２２の頂部と対応する部分（頂部薄膜部３１，３２）で最も高くなるように分布する。また、相手部材２２０に対する第二の弾性層４の密接面圧Ｐ_２は、ガスケット基板２の中間部２３及びフランジ部２４，２５に被着された第二の弾性層４の底部薄膜部４１，４２，４３で高く、とくに前記フランジ部２４，２５の山折面２４ｂ，２５ｂの近傍で最も高くなるように分布する。したがって、相手部材２１０と第一の弾性層３の密接面間及び相手部材２２０と第二の弾性層４の密接面間を通過しようとする流体を、広い密接幅Ｗ_１，Ｗ_２及び局部的な密接面圧の増大によって有効に遮断することができる。

また、相手部材２１０，２２０が例えばダイキャスト製品からなるものであってその表面に鋳巣などの微細凹部２１０ａ，２２０ａが多数存在する場合であっても、その穴径よりも密接幅Ｗ_１，Ｗ_２を十分に広いものとすることができるので、微細凹部を第一の弾性層３及び第二の弾性層４で閉塞して、微細凹部２１０ａ，２２０ａを介しての漏れを有効に遮断することができる。

さらに、先に説明した図５に示される従来のガスケット２００のように高圧縮する必要がないので、相手部材２１０，２２０が低剛性であっても変形や損傷の発生を有効に抑制することができる。

本発明のガスケットは、互いに対向する一対の相手部材間に挟み込まれることによって密封機能を奏するものであって、とくに、前記相手部材が例えば内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッド、あるいはハイブリッド車用インバータケースのケース本体とカバーなどのようにダイキャスト製品からなるものである場合にも、好適に適用できる。

１ガスケット
２ガスケット基板
２１，２２ビード
２３中間部（裾部）
２４，２５フランジ部（裾部）
３第一の弾性層
４第二の弾性層
３１，３２頂部薄膜部（薄膜部）
３４，３５裾部薄膜部（薄膜部）
４１，４２，４３底部薄膜部（薄膜部）
３３，４４，４５充填部
２１０，２２０相手部材

Claims

互いに対向する相手部材間に挟み込まれるガスケットであって、金属板からなるガスケット基板の両面に第一及び第二の弾性層が積層一体化され、前記ガスケット基板にその厚さ方向一側を向いた複数のビードが屈曲形成され、前記第一の弾性層が、前記ビードの山折面を覆うように形成されて一方の相手部材に密接可能な薄膜部と、前記ビードの間の相対的な凹部を埋めるように形成されて前記一方の相手部材に密接可能な充填部を備え、前記第二の弾性層が、前記ビードの裾部を前記第一の弾性層と反対側から覆うように形成されて他方の相手部材に密接可能な薄膜部と、前記ビードの谷折面による凹部を埋めるように形成されて前記他方の相手部材に密接可能な充填部を有することを特徴とするガスケット。
第一及び第二の弾性層における充填部が第一及び第二の弾性層における頂部及び底部薄膜部よりも低く形成されたことを特徴とする請求項１に記載のガスケット。