JP2017190801A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境下で使用される場合でも、熱によるシール性低下のおそれがなく、相手部材の接合面への追従性を確保することができ、また、コストアップを抑えることができるガスケットを提供すること。
【解決手段】金属板２にシール対象となる流体が通過する開口部が設けられていると共に、該開口部に臨む金属板２の周縁部２１に沿って、金属板２よりも厚みの厚い黒鉛からなるシール部材５が該周縁部２１から内方に向けて突出するように設けられている。シール部材５は、その外周側で金属板２の周縁部２１を上下から挟み付けるように設けられていることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明はガスケットに関し、詳しくは、高温環境下で使用される場合でも、熱劣化によるシール性低下のおそれがなく、相手部材の接合面への追従性を確保することができ、また、コストアップを抑えることができるガスケットに関する。

ガス等の流体のシールを行うガスケットは、一般にＳＵＳ材からなる金属板をプレス加工して成形したビードを相手部材の間で圧縮することで、その反力を利用して相手部材間の隙間をシールする。しかし、ＳＵＳ材自体は相手部材の接合面の粗さや平面度に完全に追従させることが難しく、金属板をプレス加工しただけのビードはシール性の観点からは必ずしも十分なものではない。しかも、一般にＳＵＳ材の耐熱温度は４００℃程度であるため、自動車等のエンジンの排気系に使用されるガスケットのように４００℃を超えるような高温環境下での使用には限界がある。

そこで、従来、耐熱性に優れる黒鉛をシート状に加工成形した黒鉛シートを、ビードを屈曲形成した金属板の両面に設けたガスケットが提案されている（特許文献１）。このガスケットは、金属板にビードが形成されているため、その反力によって表面の黒鉛シートを相手部材の接合面に密接させ、黒鉛シートを圧縮させることで面圧を確保している。これによれば、両面の黒鉛シートによって、相手部材の接合面から受ける金属板の熱の影響を抑えることができ、ガスケットの耐熱性を向上させることができる。

特開２００７−１７０４６１号公報

しかしながら、特許文献１記載のガスケットは、流体が通過する開口部に金属板の内周端面が臨んでいるため、ここから金属板に流体からの熱が伝わる。特に、自動車等のエンジンの排気系に使用される場合、金属板の耐熱温度を超えるような高温の排気ガスの熱が伝わることにより、金属板が熱劣化を起こしてビードにヘタリが発生し、反力が低下するおそれがある。

特許文献１記載のガスケットは、ビードの反力を利用して黒鉛シートを相手部材の接合面に密接させて圧縮することで面圧を確保しているため、ビードのヘタリによって反力が低下すると、黒鉛シートを相手部材の接合面に密接させる力そのものが減退することにより面圧が低下してしまう。黒鉛シートは金属板の表面に形成されていることから、ガスケットの全体の厚みに占める黒鉛シートの厚みの割合が小さいため、黒鉛シートの復元性だけでは、相手部材の接合面への追従性を維持し難くなり、シール性が低下するおそれがある。

しかも、一般に黒鉛シートは高価であるため、金属板の全面に黒鉛シートを設ける場合、ガスケットの大幅なコストアップにつながる問題もある。

そこで、本発明は、高温環境下で使用される場合でも、熱劣化によるシール性低下のおそれがなく、相手部材の接合面への追従性を確保することができ、また、コストアップを抑えることができるガスケットを提供することを課題とする。

また、本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
金属板にシール対象となる流体が通過する開口部が設けられていると共に、該開口部に臨む前記金属板の周縁部に沿って、前記金属板よりも厚みの厚い黒鉛からなるシール部材が該周縁部から内方に向けて突出するように設けられていることを特徴とするガスケット。
２．
前記シール部材は、その外周側で前記金属板の前記周縁部を上下から挟み付けるように設けられていることを特徴とする前記１記載のガスケット。
３．
前記シール部材の内部に、フック形金属板が設けられていることを特徴とする前記１又は２記載のガスケット。
４．
前記シール部材よりも外側の前記金属板に、前記シール部材を取り囲むようにビードが設けられていることを特徴とする前記１、２又は３記載のガスケット。
５．
前記ビードの高さは、前記金属板の表面からの前記シール部材の高さ以下に設定されていることを特徴とする前記４記載のガスケット。

本発明によれば、高温環境下で使用される場合でも、熱によるシール性低下のおそれがなく、相手部材の接合面への追従性を確保することができ、また、コストアップを抑えることができるガスケットを提供することができる。

本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図 図１中の（ｉｉ）−（ｉｉ）線に沿う拡大端面図 図１に示すガスケットの使用状態を図１中の（ｉｉ）−（ｉｉ）線と同じ部位に沿って切断した際の拡大断面図 シール部材の内部にフック形金属板を設けた場合のガスケットを図１中の（ｉｉ）−（ｉｉ）線と同じ部位に沿って切断した際の拡大端面図 本発明に係るガスケットの他の実施形態を示す平面図 図５中の（ｖｉ）−（ｖｉ）線に沿う拡大端面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るガスケットの一実施形態を示す平面図、図２は、図１中の（ｉｉ）−（ｉｉ）線に沿う拡大端面図、図３は、図１に示すガスケットの使用状態を図１中の（ｉｉ）−（ｉｉ）線と同じ部位に沿って切断した際の拡大断面図である。

ガスケット１は、１枚の金属板２を有しており、この金属板２の中央部に、相手部材１００、２００の各流路１０１、２０１と連通して、シール対象となる流体を通過させる開口部３が設けられている。金属板２の角部には、相手部材１００、２００に亘ってボルトを挿通させるボルト孔４がそれぞれ設けられている。このガスケット１は、相手部材１００、２００の間に装着されることにより、該相手部材１００、２００の接合面間の隙間を密封し、流路１０１、２０１内の流体の漏洩を防止する。

金属板２は、ガスケット材料として一般に使用される例えばＳＵＳ材等の金属材によって、相手部材１００、２００の接合面の形状と同形状（本実施形態では三角形状）の平板状に形成されている。本実施形態に示す金属板２には、金属板２自体を屈曲することによって形成されるビードは設けられていない。金属板２の厚みは特に限定されないが、例えば０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍとすることができる。

開口部３は、相手部材１００、２００に形成される流路１０１、２０１よりもやや大きく開口するように形成されている。そして、この開口部３に臨む金属板２の周縁部２１に沿ってシール部材５が設けられている。

シール部材５は、金属板２よりも厚みが厚い黒鉛によって、開口部３を取り囲むように環状に形成されている。図２に示すように、シール部材５は、その外周側が金属板２の周縁部２１を上下から挟み付けるようにして接着剤によって接着されている。シール部材５の内周側は、全周に亘って周縁部２１から内方（開口部３の中心）に向けて所定の突出幅Ｗで突出している。これにより、金属板２の周縁部２１は、内周端面を含めてシール部材５によって完全に被覆され、開口部３に露出していない。

シール部材５は、黒鉛をシート状に成形した黒鉛シートを、所定幅の環状に形成したものを用いることができる。シール部材５を構成する黒鉛は耐熱性に優れるため、このガスケット１によれば、金属板２の耐熱温度を超えるような高温の流体が開口部３を通過する場合であっても、十分に耐え得る良好な耐熱性を発揮する。黒鉛の種類は特に限定されないが、シール性の観点から膨張黒鉛を好ましく用いることができる。

シール部材５は金属板２よりも厚みが厚いため、図３に示すように、ガスケット１が相手部材１００、２００の間で締め付けられた際、その締め付け力をシール部材５に集中させることができ、シール部材５を効果的に圧縮させることができる。しかも、シール部材５が周縁部２１から突出した部位には金属板２が存在しないため、締め付け時に厚み方向の全体を圧縮させることができる。これらにより、従来のように金属板の両面に黒鉛シートを設けたものに比べて、シール部材５の弾性復元性を良好に発揮させることができ、開口部３の周囲の密封性を高め、シール性を向上させることができる。

しかも、本実施形態に示すシール部材５は、その外周側で金属板２の周縁部２１を上下から挟み付けるように設けられていることにより、ガスケット１の両面で相手部材１００、２００のそれぞれに対して上述した通りの良好なシール性を発揮することができる。

金属板２は、シール部材５によって周縁部２１が完全に被覆されるため、開口部３を通過する流体の熱の影響を受けにくく、金属板２の熱劣化が起きにくい。しかも、シール部材５は、従来のようにビードの反力によって相手部材の接合面に密接する構成ではないため、高温環境下の使用においても、シール部材５を相手部材１００、２００の接合面の粗さや平面度に追従性させる効果が何ら損なわれることがなく、シール性を良好に確保することができる。

また、本発明に係るガスケット１において、このシール部材５が設けられる部位は、開口部３の周囲のみであるため、高価な黒鉛の使用量を必要最小限にとどめることができる。これにより、従来のように金属板の両面に黒鉛シートを設けるものに比べてコストアップを大幅に抑えることができる。

シール部材５の厚みは、金属板２よりも厚いものであれば特に限定されるものではないが、本発明の目的を達成できる範囲で適宜決定される。

図２に示すように、金属板２の周縁部２１からの突出幅Ｗは、相手部材１００、２００間で圧縮された際に内周側が流路１０１、２０１にはみ出さない程度に設定されるが、本発明の目的を達成できる範囲で適宜決定される。

シール部材５の内部、具体的には周縁部２１よりも内方に突出した部位の内部には、図４に示すように、フック形金属板６を設けることも好ましい。フック形金属板６は、金属薄板に複数のツメを切り立ててフック６１を形成したものである。このフック６１をシール部材５を構成する黒鉛に食い込ませることにより、高温環境下におけるクリープを防止して長期に亘るシール性の維持を図ることができる。

図５は、本発明に係るガスケットの他の実施形態を示す平面図、図６は、図５中の（ｖｉ）−（ｖｉ）線に沿う拡大端面図である。図１、図２と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、それらの詳細な説明は上記記載を援用し、ここでは省略する。

本実施形態に示すガスケット１０は、金属板２にビード７を設けたものである。ビード７は、金属板２をプレス成形により屈曲することによって形成されたものであり、シール部材５よりも外側に、該シール部材５から離れて配置され、該シール部材５を取り囲むように環状に形成されている。図６に示すビード７はフルビードとされているが、特に制限はなく、例えばハーフビードであってもよい。

このビード７は、ガスケット１０が相手部材１００、２００間で締め付けられた際、シール部材５よりも外側で面圧を発生させる。これにより、シール部材５に対する補助的なシール機能を発揮し、ガスケット１０のシール性をさらに向上させることができる。上述したように、金属板２はシール部材５の存在によって、開口部３を通過する流体の熱の影響を受けにくいため、熱劣化によるビード７のヘタリは起きにくいが、たとえ高温環境下での長期使用による熱の影響によってビード７にヘタリが発生することがあっても、ビード７はシール部材５の外側に離れて配置されているため、シール部材５のシール性に何ら影響を及ぼすことはない。

また、このビード７は、開口部３の形状を保持するいわゆる補強リブとしての機能をも発揮するため、金属板２の歪みを抑制してシール部材５の厚み方向の歪みを抑える効果が得られる。従って、このガスケット１０によれば、相手部材１００、２００の間で締め付けられた際、シール部材５を全周に亘って均一に圧縮することができ、開口部３の全周に亘って一層良好なシール性を発揮することができる。

ビード７の高さＨは、図６に示すように、金属板２の表面からのシール部材５の高さ以下となるように設定されることが好ましい。これにより、ビード７がその内側のシール部材５の圧縮に与える影響を極力抑えることができる。

なお、このガスケット１０のシール部材５の内部にも、図４と同様にフック形金属板６を設けてもよいことはもちろんである。

以上説明したガスケット１、１０は、相手部材の接合面間に装着されることにより、液体やガス等の流体をシールする目的で広く使用することができる。特に、シール部材５が高い耐熱性を発揮することから、自動車等のエンジンの排気系の部品同士の接合部において、高温の排気ガスをシールするために好適に使用することができる。

１、１０：ガスケット
２：金属板
２１：周縁部
３：開口部
４：ボルト孔
５：シール部材
６：フック形金属板
６１：フック
７：ビード
１００、２００：相手部材
１０１、２０１：流路

Claims (5)

1. 金属板にシール対象となる流体が通過する開口部が設けられていると共に、該開口部に臨む前記金属板の周縁部に沿って、前記金属板よりも厚みの厚い黒鉛からなるシール部材が該周縁部から内方に向けて突出するように設けられていることを特徴とするガスケット。
2. 前記シール部材は、その外周側で前記金属板の前記周縁部を上下から挟み付けるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のガスケット。
3. 前記シール部材の内部に、フック形金属板が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のガスケット。
4. 前記シール部材よりも外側の前記金属板に、前記シール部材を取り囲むようにビードが設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のガスケット。
5. 前記ビードの高さは、前記金属板の表面からの前記シール部材の高さ以下に設定されていることを特徴とする請求項４記載のガスケット。
   

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