JP2013044401A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮時に充填過多になることを抑制することで取付溝に対して貼り付くことを抑制し、シール性に優れたガスケットを提供する。
【解決手段】対向配置される第１部材（１）の対向面１ａ及び第２部材（２）の対向面２ａのいずれか一方に形成された取付溝１０に取り付けられ、前記第１部材及び前記第２部材間を密封するガスケット３において、前記取付溝の側壁１０ａに対向する側面３０ａには、前記第１部材側に配置される少なくとも１個以上の突部３１と前記第２部材側に配置される少なくとも１個以上の突部３２とが、前記側面の長さ方向Ｘに間隔Ｔを空けて交互に配列して設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、対向配置される第１部材の対向面及び第２部材の対向面のいずれか一方に形成された取付溝に取り付けられ、第１部材及び第２部材間を密封するガスケットに関する。

従来より、対向配置される第１部材の対向面及び第２部材の対向面のいずれか一方に形成された取付溝に取り付けられ、第１部材及び第２部材間を密封するガスケットが知られている。
このようなガスケットとしては、例えば特許文献１に記載のものがある。ここには、取付溝の側壁と対向する側面に突出したリブを備えたガスケットが開示されており、このリブは、ガスケットの高さ方向に振幅をもって連続的に波状に形成されていることが記載されている。これによれば、取付溝に挿入したときにリブによってガスケットの倒れを防止できるとされている。

特開２００６−１８３８１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のガスケットでは、リブが長さ方向に連続するものであるため、圧縮時のリブが弾性変形できる領域を十分に確保できず、局部的に充填過多となるおそれがある。
このように圧縮された際のガスケットの充填量が多くなると、取付溝の側壁に対するガスケットのリブの接触面積が増え、貼り付き易くなる。ガスケットが側壁に対して貼り付いていると、例えば第１部材或いは第２部材が熱変形し、対向面間の間隔に変動が発生した場合に、ガスケットは対向面間の間隔の変動に対して追従して弾性変形し難く、これがシール性の低下を招いてしまう。

本発明は、前記実情に鑑みなされたものであり、圧縮時に充填過多になることを抑制することで取付溝に対して貼り付くことを抑制し、シール性に優れたガスケットを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係るガスケットは、対向配置される第１部材の対向面及び第２部材の対向面のいずれか一方に形成された取付溝に取り付けられ、前記第１部材及び前記第２部材間を密封するガスケットにおいて、前記取付溝の側壁に対向する側面には、前記第１部材側に配置される少なくとも１個以上の突部と前記第２部材側に配置される少なくとも１個以上の突部とが、前記側面の長さ方向に間隔を空けて交互に配列して設けられていることを特徴とする。
これによれば、ガスケットの取付溝の側壁に対向する側面には、突部が複数設けられているので、ガスケットが取付溝内で倒れようとしても、突部が取付溝の側壁に当たるので、ガスケットが取付溝内で倒れることを抑制できる。
また、ガスケットの取付溝の側壁に対向する側面には、第１部材側に配置される少なくとも１個以上の突部と前記第２部材側に配置される少なくとも１個以上の突部とが、前記側面の長さ方向に間隔を空けて交互に配列して設けられている。したがって、例えば複数の突部を長さ方向に密に設けたとしても、隣り合う第１部材側の突部と第２部材側の突部との間には弾性変形を許容する間隔が確保されるため、圧縮時に充填過多になることを抑制できるとともに、ガスケットが取付溝内で所定の位置からずれて蛇行することも抑制することができる。
さらにこのようにガスケットが充填過多になり難いため、側壁に対する突部の接触面積の増大が抑えられ、その結果、取付溝の側壁に貼り付くことを抑制できる。したがって、例えば第１部材及び第２部材が熱変形し、対向面間の間隔に変動が発生した場合でも、ガスケットがこれに伴って弾性変形し、対向面間の間隔変動に対して追従することができるので、対向面間において優れたシール性を発揮することができる。

本発明のガスケットにおいて、前記第１部材側に配置された前記突部と、前記第２部材側に配置された前記突部とは、前記側面の高さ方向に間隔を空けて設けるようにしてもよい。
この場合によれば、第１部材側に配置された突部と、第２部材側に配置された突部とが、側面の高さ方向に間隔を空けて設けられているので、高さ方向において突部が重なりあうことがない。したがって、ガスケットの圧縮時に、突部において局部的に充填過多が生じることを抑制することができる。

本発明のガスケットにおいて、前記突部は、前記側面の全周に亘って設けられ、前記第１部材側に配置された前記突部と、前記第２部材側に配置された前記突部とは、長さ方向及び高さ方向のそれぞれの間隔が一定となるように交互に配列して設けるようしてもよい。
この場合によれば、突部が側面の全周に亘って設けられるようにしても、複数の突部を均等に配置することができるため、ガスケットの圧縮時に突部において局部的に充填過多が生じることを抑制することができる。

本発明のガスケットにおいて、前記第１部材側に配置される前記突部と前記第２部材側に配置される前記突部とは、１個ずつ交互に設けられているようにしてもよい。
この場合によれば、第１部材側及び第２部材側に２個以上ずつ交互に配列する場合に比べて、ガスケットの圧縮時に突部において局部的に充填過多が生じることをより一層効果的に抑制することができる。

本発明に係るガスケットは、圧縮時に充填過多になることを抑制することで取付溝に対して貼り付くことを抑制し、シール性に優れたものとすることができる。

本発明のガスケットが適用される第１部材及び第２部材の締結状態を示す要部の断面図と、一部の拡大図である。 本発明のガスケットの一実施形態を模式的に示す部分破断斜視図である。 同実施形態のガスケットの一例を示す図であり、（ａ）はその一部を示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 同実施形態のガスケットの図３の例と異なる例を示す図であり、（ａ）はその一部を示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。 同実施形態のガスケットの図３の例の変形例を示す図であり、（ａ）はその一部を示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
上述の実施形態における上、下の説明は、図１を基準として、取付溝１０に取り付けられたガスケット３の高さ方向Ｙに沿って、インテークマニホールド１側を上、シリンダヘッド２側を下として説明しており、これを基準に左右を説明する。また図中、ガスケット３の長さ方向をＸ、突部（３１，３２）間の長さ方向Ｘの間隔をＴ、突部（３１，３２）間の高さ方向Ｙの間隔をＨとして示し、これに基づいて以下説明する。
図１は、内燃機関におけるインテークマニホールド（第１部材）１とシリンダヘッド（第２部材）２との間をガスケット３を介して密封する密封構造を示している。インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２は、それぞれの対向面１ａ，２ａが対向するよう配置される。インテークマニホールド１は合成樹脂等の成型体からなり、燃料混合気（シール対象媒体）の流通路としてシール対象空所１ｂが開口して形成されており、インテークマニホールド１の対向面１ａには、ガスケット３を嵌め入れて装着するための取付溝１０が凹設されている。この取付溝１０は、シール対象空所１ｂの開口回りに環状に凹設されており、対向面１ａに垂直な方向が溝深さ方向Ｆ（図１参照）となるように断面形状が方形状に形成されている。図中、１０ａは取付溝１０の側壁、１０ｂは凹設された取付溝１０の底壁（上方壁）、１０ｃはガスケット３０が挿入される開口部を示している。

シリンダヘッド２は、アルミニウム等の金属製鋳造体からなり、インテークマニホールド１からの混合気の流入路としてシール対象空所２ｂが開口して形成されており、対向面２ａは平坦面とされている。インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２は、取付溝１０にガスケット３を装着した状態で、対向面１ａ，２ａが互いに対向関係で合体するようにボルト（締結部材）４によって締結される。したがって、ガスケット３は図１の拡大図に示すように取付溝１０内で圧縮された状態となり、インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２間を密封する。

ガスケット３は、ＦＫＭ，ＮＢＲ，Ｈ−ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，ＣＲ，ＡＣＭ，ＡＥＭ，ＶＭＱ及びＦＶＭＱ等のゴム材等による加硫成型体からなり、ガスケット３は、取付溝１０に嵌め入れられるように取付溝１０の形状に応じて環状に形成されている。
ガスケット３は、図２に示すように取付溝１０に沿った環状のガスケット本体３０と、ボルト４による締結時には取付溝１０の側壁１０ａに弾性的に接触するようにガスケット本体３０の側面３０ａから左右方向に突出して形成された突部３１，３２とを備えている。ガスケット本体３０は、その断面形状が取付溝１０の深さ方向Ｆに相当する高さ方向Ｙ（図１、図３参照）に沿って縦長の略矩形状に形成され、ガスケット本体３０の高さ方向Ｙの上下端部３０ｂ，３０ｃは、断面略三角形状とされている。すなわち、図例のガスケット本体３０の断面形状は、縦長の略６角形状とされている。ガスケット本体３０の高さ寸法は、取付溝１０の深さ寸法より大とされ、図３（ｂ）に示すように、取付溝１０の底壁１０ｂに、ガスケット本体３０の上端部３０ｂが弾性的に接触するように嵌め入れられたときには、下端部３０ｃを含む部分が取付溝１０の開口部１０ｃより下方に突出した状態となる。

ガスケット本体３０の取付溝１０の側壁１０ａに対向する側面３０ａには、突部３１，３２が複数設けられており、これら突部３１，３２は、インテークマニホールド１（第１部材）側に配置される少なくとも１個以上の突部３１と、シリンダヘッド２（第２部材）側に配置される少なくとも１個以上の突部３２とが、側面３０ａの長さ方向Ｘ（図３（ａ）参照）に間隔を空けて交互に配列して設けられている。
突部３１，３２の形成位置は、上述のようにインテークマニホールド１側に配置される突部３１と、シリンダヘッド２側に配置される突部３２とが、長さ方向Ｘに間隔を空けて交互に配列して設けられていれば、特に限定されるものではない。
例えば図１〜図３は、ガスケット本体３０の両側面３０ａ，３０ａに、このような突部３１，３２が配列して設けられ、これら突部３１，３２は側面３０ａに１個ずつ交互に設けられている例を示している。また、図４は、これら突部３１，３２が側面３０ａに２個ずつ交互に設けられている例を示している。

まずは、図１〜図３を参照しながら、ガスケット本体３０の側面３０ａに突部３１，３２が１個ずつ交互に設けられている例について説明する。
ここに示すガスケット３は、１個の突部３１がインテークマニホールド１側に配置されると、次に配置される突部３２は、シリンダヘッド２側に配置され、その次に配置される突部３１は、インテークマニホールド１側に配置される。このように側面３０ａの全周に亘って規則的に突部３１，３２を配列して設ける。なお、本実施形態では、ガスケット３の高さ方向Ｙの中央よりもインテークマニホールド１側に設けられるものを突部３１とする一方、ガスケット３の高さ方向Ｙの中央よりもシリンダヘッド２側に設けられるものを突部３２とする。
このように突部３１，３２が設けられたものとすれば、ボルト４の締結により、ガスケット３が取付溝１０内で圧縮され、これに伴いガスケット３が左右のいずれかに倒れようとしても、倒れそうになっている部位に設けられた突部３１，３２が取付溝１０の側壁１０ａに弾性的に接触するので、ガスケット３が取付溝１０内でそれ以上倒れることを抑制できる。またガスケット３の圧縮過程では、ガスケット３が取付溝１０内で左右に蛇行しようとしても、突部３１，３２が取付溝１０の側壁１０ａに弾性的に接触するので、ガスケット３が取付溝１０内で所定の位置からずれて蛇行することも抑制することができる。
さらに、突部３１，３２が１個ずつ交互に設けられているので、図２、図３に示すように長さ方向Ｘに突部３１，３２を密に設けたとしても、突部３１，３２間には弾性変形を許容する間隔が確保されるため、圧縮時に充填過多になることを抑制できる。

そしてこのようにガスケット３が取付溝１０内で充填過多になり難いため、側壁１０ａに対する突部３１，３２の接触面積の増大が抑えられる。
ここで、インテークマニホールド１を含む内燃機関は高温の環境下で使用されるため、インテークマニホールド１が合成樹脂の成型体からなる場合、熱変形（熱膨張）を起こし易い。この熱変形が生じると、インテークマニホールド１が浮き上がり、対向面１ａ，２ａの間隔が拡がろうとする等、対向面１ａ，２ａ間の間隔に変動が発生する場合がある。このような場合でも、本実施形態のガスケット３によれば、上述のように側壁１０ａに対する貼り付きの発生が抑制されるので、ガスケット３が変動に伴って弾性変形し、対向面１ａ，２ａ間の間隔変動に対して追従することができ、対向面１ａ，２ａ間において優れたシール性を発揮することができる。

このとき、突部３１と突部３２との長さ方向Ｘの間隔Ｔは、特に限定されないが、図例のように一定とすれば、複数の突部３１，３２を均等に配置することができるため、ガスケット３が取付溝１０内でボルト４の締結により圧縮される時に、突部３１，３２において局部的に充填過多が生じることを抑制することができる。ここで、突部３１と突部３２とは、長さ方向Ｘに重なりあうと上述の充填過多の要因となるが、重なりあわない程度に突部３１と突部３２との長さ方向Ｘの間隔Ｔは極力小さく（ほぼ「０」）してもよい。突部３１と突部３２との長さ方向Ｘの間隔Ｔを極力小さいものとした場合は、取付溝１０内で左右に蛇行しようとしても、高さ方向Ｙにいずれかの突部３１，３２が配されているので、効果的にガスケット３の蛇行を防止することができる。
また突部３１と突部３２との高さ方向Ｙの間隔Ｈも、特に限定されず、ランダムであってもよいが、図３（ａ）のように一定とすれば、複数の突部３１，３２を均等に配置することができるため、ガスケット３が取付溝１０内でボルト４の締結により圧縮される時に、突部３１，３２において局部的に充填過多が生じることを抑制することができる。

突部３１，３２の形状は特に限定されるものではないが、図２に示すように半球状とし、断面形状が湾曲した山形としてもよく、この場合、突部３１，３２は、図３（ｂ）に示すように最も突出した頂部３１ａ，３２ａと底部とを結ぶ横断線Ｌ１，Ｌ３（幅方向線）を対称軸として線対称に形成されている。
このように突部３１，３２の形状を半球状とした場合は、ガスケット３が取付溝１０内でボルト４の締結により圧縮される時に、側壁１０ａに対して突部３１，３２がどのような角度で弾性的に接触するかに拘らず、突部３１，３２を均一に圧縮することができる。
またこれらインテークマニホールド１側に形成された突部３１，３１及びシリンダヘッド２側に形成された突部３２，３２は、ガスケット本体３０の幅方向中央で横断線Ｌ１，Ｌ３と直交する縦断線Ｌ２（高さ方向線）を対称軸として線対称に形成されている。
すなわち、ガスケット３の断面形状を図３（ｂ）に示すように上下及び左右に対称に形成した場合は、取付溝１０への嵌め入れの方向性は限定されず、上端部３０ｂ及び下端部３０ｃのいずれからも取付溝１０に嵌め入れることが可能となる。したがって、ガスケットの装着間違いが生じる懸念がないものとすることができる。
突部３１，３２の突出高さ寸法は、特に限定されないが、本実施形態のガスケット３によれば、上述のように突部３１，３２が規則的に交互に配列されることで、弾性変形可能な間隔が確保されている。したがって、インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２の合体締結時にガスケット３が圧縮され、その結果、弾性変形した突部３２は、対向面１ａ，２ａ間側に入り込むことを抑制できる。そのため、弾性変形した突部３２の一部が対向面１ａ，２ａによって挟まれて噛み込まれることを抑制できる。

次に、インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２の各対向面１ａ，２ａ間をシールするガスケット３の取付要領を説明する。
先ず、上述のように構成されたガスケット３を、取付溝１０に嵌め入れて装着する。取付溝１０にガスケット３が装着された状態で、対向面１ａ，２ａが互いに対向関係となるよう配置し、図１に示すように、インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２がボルト４によって締結される。この締結は、取付溝１０の深さ方向Ｆ、即ち、ガスケット３の高さ方向Ｙに沿ってなされ、この締結に伴い、ガスケット３は、取付溝１０の底壁１０ｂ及びシリンダヘッド２の対向面２ａ間で、高さ方向Ｙに沿って圧縮される。したがって、ガスケット３は、その周方向の全周に亘り、圧縮圧のむらがなく略均等に圧縮される。そして、ボルト４の締結が完了した状態では、図１の拡大図に示すように、ガスケット３は、高さ方向Ｙ（上下方向）に圧縮されるとともに、幅方向（高さ方向Ｙに直交する左右方向）に膨らむように弾性変形する。これによって、ガスケット本体３０の上下端部３０ｂ，３０ｃが、取付溝１０の底壁１０ｂ及びシリンダヘッド２の対向面２ａに弾性変形を伴い弾性的に接触し、且つ、突部３１，３２も弾性変形を伴い取付溝１０の側壁１０ａに弾性的に接触した状態となる。
こうして取付溝１０内にガスケット３が取り付けられ、インテークマニホールド１及びシリンダヘッド２の対向面１ａ，２ａ間が密封され、両者のシール対象空所１ｂ，２ｂ間を流通するシール対象媒体の外部への漏出を防止することができる。

続いて、図４を参照しながら、図３の例とは異なるガスケット３の一例について説明する。ここでは、主に異なる点を説明し、共通する箇所には、共通の符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
図３に示した例は、突部３１，３２が側面３０ａに１個ずつ交互に設けられている例であるが、図４に示す例は、突部３１，３２が側面３０ａに２個ずつ交互に設けられている例である。なお、図４（ｂ）には、図３（ｂ）で示した横断線Ｌ１，Ｌ３や縦断線Ｌ２を図示していないが、突部３１，３２の断面形状が横断線Ｌ１，Ｌ３を対称軸として線対称な山形である点、突部３１，３２が縦断線Ｌ２を対称軸として線対称に形成されている点は図３に示した例と同様である。

ここに示すガスケット３は、突部３１がインテークマニホールド１側に２個配置されると、次に配置される突部３２は、シリンダヘッド２側に２個配置され、その次に配置される突部３１は、インテークマニホールド１側に２個配置される。このように側面３０ａの全周に亘って規則的に突部３１，３２を配列して設ける。
同じインテークマニホールドな側面３０ａの２個の突部３１，３１は、並列に重なりあうことなく近接して設けられ、突部３１と３１の長さ方向Ｘの間隔Ｔは、いずれも一定とされる。シリンダヘッド２側に配置される突部３２，３２も同様である。
この図４の例においても、いずれの突部３１，３２も長さ方向Ｘに重なりあって配列されることがないので、図３の例と同様の効果を発揮することができる。
また突部３１と突部３２との高さ方向Ｙの間隔Ｈも、特に限定されず、ランダムであってもよいが、図４（ａ）のように一定とすれば、複数の突部３１，３２を均等に配置することができるため、ガスケット３が取付溝１０内でボルト４の締結により圧縮される時に、突部３１，３２において局部的に充填過多が生じることを抑制することができる。また、この実施形態では、隣り合う突部３１，３１（若しくは突部３２，３２）の間にも、弾性変形を許容する間隔が確保されているため、充填過多になることをより抑制できる。
なお、ここでは突部３１，３２が側面３０ａに２個ずつ交互に設けられている例を示したが、例えば３個以上を交互に設けてもよい。また間隔Ｔ，Ｈが一定に限定されない点も図３の例と同様である。

次いで、図５を参照しながら、図３の例の変形例について説明する。ここでは、主に異なる点を説明し、共通する箇所には、共通の符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
図５に示す例は、突部３１，３２の断面形状が異なる以外は、図３の例と同様である。
このように突部３１，３２の形状を平面視において縦長の長円形状に形成してもよい。このように形成した場合でも、高さ方向Ｙの突部３１と突部３２の間（間隔Ｈ）、長さ方向Ｘの突部３１と突部３２の間（間隔Ｔ）には、弾性変形を許容する間隔が確保されるため、圧縮時に充填過多になることを抑制でき、図３の例と同様の効果を発揮することができる。

図示していないが、このような平面視において長円形状の突部３１，３２を備えたものの場合も、図４に示すような突部３１，３２が側面３０ａに２個ずつ交互に設けるようにしてもよいし、３個以上を交互に設けるようにしてもよい。また間隔Ｔ，Ｈが一定に限定されない点も図３の例と同様である。また、突部３１、３２を設ける箇所は、ガスケット３の側面３０ａの一部であってもよい。すなわち、ガスケット３の周方向において、ガスケット３の側面３０ａ全体でなく、ガスケット３の側面３０ａに対して部分的に突部３１，３２を設け、その他の部分に識別突起等を設けてもよい。また、高さ方向Ｙにおける突部３１と突部３２との間の間隔Ｈを必ずしも確保しなくともよい。例えば、図５に示すような長円形状の突部３１，３２とした場合に、突部３１における高さ方向Ｙの寸法をシリンダヘッド２側に拡張する一方、突部３２における高さ方向Ｙの寸法をインテークマニホールド１側に拡張し、突部３１と突部３２とが高さ方向Ｙにおいて、長さ方向Ｘに間隔Ｔを空けた状態で一部重なり合うようにしてもよい。このようなガスケット３によれば、成形型のパーティングライン（上型と下型との境界線）が直線状であっても、成型時にパーティングラインが突部３１，３２の重なる部分に位置するように設定することで、簡単に成形型からガスケット３を取り外すことができる。

なお、上述の実施形態では、第１部材及び第２部材がインテークマニホールド及びシリンダヘッドである例について述べたが、これに限定されず、第１部材及び第２部材がヘッドカバー及びシリンダヘッドであってもよい。また、第１部材であるインテークマニホールドが合成樹脂の成型体からなる場合を例示したが、第１部材及び第２部材がともに金属製、或いは合成樹脂製であっても良い。そして、図例の取付溝１０、ガスケット本体３０、突部３１，３２の断面形状は、図例に限定されず、略三角形状や略矩形状などであってもよい。また図例の取付溝１０、ガスケット本体３０、突部３１，３２の断面形状、突部３１，３２の間隔Ｔ，Ｈは、模式的に示したものであるから、図例に限定されず、実際には設計上の適正な形状とされることは言うまでもない。またガスケット３の平面視における全体形状を図示していないが、これも特に限定されず、第１部材もしくは第２部材に形成される取付溝１０の形状、すなわちシール対象空所（１ｂ，２ｂ）の形状に応じて適宜形成される。

１ インテークマニホールド（第１部材）
１ａ 対向面
１０ 取付溝
１０ａ 側壁
２ シリンダヘッド（第２部材）
２ａ 対向面
３ ガスケット
３０ ガスケット本体
３１，３２ 突部
Ｘ 長さ方向
Ｙ 高さ方向
Ｔ，Ｈ 間隔

Claims (4)

1. 対向配置される第１部材の対向面及び第２部材の対向面のいずれか一方に形成された取付溝に取り付けられ、前記第１部材及び前記第２部材間を密封するガスケットにおいて、
   前記取付溝の側壁に対向する側面には、前記第１部材側に配置される少なくとも１個以上の突部と前記第２部材側に配置される少なくとも１個以上の突部とが、前記側面の長さ方向に間隔を空けて交互に配列して設けられていることを特徴とするガスケット。
2. 請求項１において、
   前記第１部材側に配置された前記突部と、前記第２部材側に配置された前記突部とは、前記側面の高さ方向に間隔を空けて設けられていることを特徴とするガスケット。
3. 請求項２において、
   前記突部は、前記側面の全周に亘って設けられ、
   前記第１部材側に配置された前記突部と、前記第２部材側に配置された前記突部とは、長さ方向及び高さ方向のそれぞれの間隔が一定となるように交互に配列して設けられていることを特徴とするガスケット。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   前記第１部材側に配置される前記突部と前記第２部材側に配置される前記突部とは、１個ずつ交互に設けられていることを特徴とするガスケット。

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