JP2017227256A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】金属板がビード部を有しながらも相互に合体されるシール対象の２部材の挟圧時に周縁側に隙間が生じず、挟圧部の発錆を抑えることができ、また、水の溜まりに起因した電解腐食や、２部材間の通電状態による不具合の発生を抑えることができるガスケットを提供する。【解決手段】相互に合体される第１部材２及び第２部材３間に挟圧状態で介在される環状のヘッドカバーガスケット１である。ビード部１１ａを有する金属板１１と、金属板１１の両面に積層された圧縮性を有する第１シート１２及び第２シート１３とを備える。第１シート１２及び第２シート１３は、第１部材２及び第２部材３による挟圧部２０ａ，３０ａの外周縁２ａ，３ａ側部分及び内周縁２ｂ，３ｂ側部分の少なくとも一方の周縁２ａ，３ａ側部分に厚さが他の部分の厚さより大とされた肉厚部１２ａ，１３ａを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車の内燃機関等におけるシリンダヘッドガスケット、ヘッドカバーガスケット、チェーンカバーガスケット、或いはオイルパンガスケットや、他のケース用ガスケットのような、相互に合体される２部材間に挟圧状態で介在される環状のガスケットに関する。

前記のようなガスケットとしては、金属板の両面にビーターシートのような圧縮性のシートを積層したメタルカスケットが多く用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１及び特許文献２に示されたガスケットとほぼ同等で実用化されているガスケットの一例について、図４（ａ）（ｂ）を参照して概説する。図４は、前記のような２部材２００，３００間に挟圧状態で介在されて、当該２部材２００，３００によって形成される内部空間４００を外部空間５００と遮断すべく密封する環状のガスケット１００である。当該ガスケット１００は、環状に打抜きされ、周方向に沿ってビード部（ハーフビード）１１１が形成された金属板（鋼板）１１０と、金属板１１０の両面に接着剤等を介して積層一体とされたビーターシート等の圧縮性を有する第１シート１２０及び第２シート１３０とからなる。本ガスケット１００においては、金属板１１０と、第１シート１２０及び第２シート１３０との幅方向（周方向に直交する方向）の寸法が同じとされている。さらに、ガスケット１００の幅方向寸法は、第１部材２００及び第２部材３００による挟圧部（合体面）２０１，３０１の幅方向寸法と略同じ若しくはやや小とされている。したがって、第１部材２００及び第２部材３００によるガスケット１００の挟圧状態では、ガスケット１００の外周縁１０１及び内周縁１０２は外部空間５００及び内部空間４００側にそれぞれ露出する。

また、特許文献３には、電子機器における筐体（ケース）と蓋体（カバー）との間隙に介在されて、外部からの水やダスト等の浸入の防止に加えて、電磁波ノイズを遮蔽する機能を有する電磁波シールドガスケットが記載されている。このガスケットは、金属からなる基板の両面に繊維集合体を配置し、少なくとも基板の外周側へオーバーハングした繊維集合体の端部同士を互いに接触させた状態で、未硬化の導電性ゴムを含浸させて架橋硬化させてなるものである。

特開２０１３−６１００２号公報 特開２０１３−３６６０７号公報 特開２０１３−１６１９０４号公報

ところで、図４（ａ）（ｂ）に示されたガスケット１００の場合、金属板１１０がビード部１１１を有しているため、第１部材２００及び第２部材３００の挟圧により、第１部材２００の合体面２０１における外周縁側部分とガスケット１００の外周縁側部分との間にくさび状の隙間ｃが生じる。そのため、この隙間ｃに水や塩水等が浸入して溜まり易くなり、第１部材２００における合体面２０１の外周縁側部分から錆が進行して、当該合体面２０１におけるシール機能が低下する。また、前記隙間ｃに溜った水と金属板１１０の外周縁１１２に付着した水とがつながって、第１部材２００の外周縁１０１と金属板１１０の外周縁１１２との間に水の溜まりが生じる。このような水の溜まりが生じると、例えば、第１部材２００がアルミニウム製で、金属板１１０が鉄製の場合、アルミニウムと鉄とのイオン化傾向の差から、アルミニウム製の部材に電解腐食が生じる。さらに、このような水の溜まりがガスケット１００の外周縁１０１の全面に及ぶと、第１部材２００、金属板１１０及び第２部材３００が通電状態となり、通電による第１部材２００、第２部材３００及び金属板１１０の腐食が生じ、ガスケット１００のシール機能が低下したり、使用態様によっては、通電による障害が生じたりすることがある。さらに、ガスケット１００の外周縁１０１及び内周縁１０２は、外部空間５００及び内部空間４００側にそれぞれ露出するので、特に、外部空間５００が、水やダストさらには塩水等を含む環境である場合、金属板１１０の外周縁１１２もこの環境に晒されるために、この部分から錆が進行し易くなる。

また、特許文献３のガスケットは、基板全体が導電性シール層で覆われているため、基板が発錆する懸念がないが、基板が図４に示す例のようなビード部を有していない。そのため、基板に同様のビード部を形成した場合、図４に示すくさび状の隙間ｃが生じることが想定され、このような隙間ｃによる前記のような問題点が生じることがやはり予想される。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、相互に合体されるシール対象の２部材の挟圧時に周縁側に隙間が生じず、挟圧部の発錆を抑えることができ、また、水の溜まりに起因した電解腐食や、２部材間の通電状態による不具合の発生を抑えるガスケットを提供することを目的としている。

本発明に係るガスケットは、相互に合体される第１部材及び第２部材間に挟圧状態で介在される環状のガスケットであって、ビード部を有する金属板と、前記金属板の両面に積層された圧縮性を有する第１シート及び第２シートとを備え、前記第１シート及び第２シートは、前記第１部材及び第２部材による挟圧部の外周縁側部分及び内周縁側部分の少なくとも一方の周縁側部分に厚さが他の部分の厚さより大とされた肉厚部を有していることを特徴とする。

本発明のガスケットは、相互に合体される第１部材及び第２部材間に挟圧状態で介在され、これによって、第１部材及び第２部材の合体部における流体の流通が遮断されて密封される。そして、基板としての金属板が周方向に沿ってビード部を有しているから、挟圧時には、ガスケットが、金属板のビード部を平坦化するような変形を伴って、第１部材及び第２部材の相互の合体面間に介在する。この変形に伴う反力によって、ガスケットの前記合体面に対する面圧が維持されて密封性が持続される。一方、金属板がビード部を有していることから、挟圧時には、ガスケットにおけるビード部の幅方向両側部分（外周縁側部分及び内周縁側部分）は、第１部材及び第２部材の合体面の一方面側に片寄り、他方面側に隙間が生じる傾向となる。しかし、第１シート及び第２シートは、前記のように周縁側部分に肉厚部を有しているため、この肉厚部を有する周縁側部分では、合体面の一方側面に第１シート（第２シート）が強く圧縮された状態で密接し、合体面の他方側面に第２シート（第１シート）が前記隙間を吸収した状態で密接する。したがって、当該肉厚部を有する周縁側部分で水等の溜まりが生じ難く、第１部材及び第２部材の水の溜まりに起因した発錆が抑制される。また、水の溜まりに起因した前記電解腐食や、第１部材及び第２部材間の通電状態による不具合を生じることが抑制される。

本発明のガスケットにおいて、前記第１シート及び第２シートは、前記第１部材及び第２部材による挟圧状態において、前記第１部材及び第２部材の外周縁及び内周縁の少なくとも一方の周縁からはみ出すように形成された延出部を有しているものとしてもよい。
これによれば、第１シート及び第２シートが、第１部材及び第２部材の周縁よりはみ出す延出部を有しているから、この延出部によって、第１部材、第２部材、金属板のそれぞれの周縁に付着した水が互いに遮断され、前記電解腐食や、第１部材及び第２部材間の通電状態による不具合を生じる懸念がより抑制される。
この場合において、前記第１シート及び第２シートの延出部は、前記金属板における当該延出部側の端部を覆う構造とされているものとしてもよい。
これによれば、金属板の端部が延出部で覆われるから、金属板の当該端部に対する水等の付着が阻止され、金属板における端部からの発錆の進行が防止される。
さらにこの場合において、前記第１シート及び第２シートの延出部は、相互に固着されているものとしてもよい。
これによれば、延出部によって、金属板の端部がより安定的且つ確実に覆われる。

本発明のガスケットにおいて、前記第１シート及び第２シートは、ビーターシート、ジョイントシート及び発泡ゴムシートのいずれかからなるものとしてもよい。
これらのシートは、いずれも圧縮性があり、簡易に入手し易いものであるので、求められる仕様に応じて適宜選択採用される。特に、ビーターシートは、圧縮永久歪が比較的大きいので、シートに肉厚部と肉薄部とを形成する場合、シートを所定の圧力で圧縮することにより簡易に形成することができる。

本発明のガスケットによれば、金属板がビード部を有しながらも相互に合体されるシール対象の２部材の挟圧時に周縁側に隙間が生じず、挟圧部の発錆を抑えることができ、また、水の溜まりに起因した電解腐食や、２部材間の通電状態による不具合の発生を抑えることができる。

本発明に係るガスケットの一例を示す概略的平面図である。 （ａ）は図１のＸ−Ｘ線矢示拡大断面図であり、（ｂ）は同ガスケットを第１部材及び第２部材間に挟圧状態で介在させた状態を示す部分破断縦断面である。 （ａ）（ｂ）は本発明に係るガスケットの別例を示す図２（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は従来のガスケットを示す図２と同様図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１及び図２に示すガスケット１は、相互に合体されるシリンダヘッド（第１部材）２及びシリンダヘッドカバー（第２部材）３間に挟圧状態で介在される環状のヘッドカバーガスケット（ガスケット）である。本実施形態のヘッドカバーガスケット１は、ビード部（図例では、ハーフビード）１１ａを有する金属板１１と、金属板１１の両面に接着によって積層一体とされた圧縮性を有する第１シート１２及び第２シート１３とを備え、第１シート１２及び第２シート１３は、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３による挟圧部の外周縁２ａ，３ａ側部分及び内周縁２ｂ，３ｂ側部分の少なくとも一方の周縁側部分（外周縁２ａ，３ａ側部分）に厚さが他の部分の厚さより大とされた肉厚部１２ａ，１３ａを有している。さらに、本実施形態のヘッドカバーガスケット１の第１シート１２及び第２シート１３は、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３による挟圧状態において、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ，３ａからはみ出すように形成された延出部１２ｂ，１３ｂを有している。この延出部１２ｂ，１３ｂは、接着剤等により相互に固着一体とされ、これによって、金属板１１の外周縁（延出部側の端部）１１ｂが覆われている。シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３は不図示のボルトを介した締結によって相互に合体されるが、この合体部にはフランジ部２０，３０を有している。フランジ部２０，３０を含む合体面２０ａ，３０ａによって、ヘッドカバーガスケット１を挟圧する挟圧部が構成される。

第１シート１２及び第２シート１３としては、ビーターシート、ジョイントシート及び発泡ゴムシートのいずれかからなるものが好ましく採用される。これらシートは圧縮永久歪が比較的大きい特性を有し、特に、ビーターシートは、圧縮永久歪が大きいことで知られている。したがって、金属板１１にビーターシート（ジョイントシート、発泡ゴムシート）を一体とする際、プレス面に肉厚部１２ａ，１３ａに相当する部位と他の部位とに段差を設けた不図示のプレス機を用いることにより、シートの所定の位置に所定の肉厚部１２ａ，１３ａを簡易に形成することができる。或いは、予め所定の位置に所定の肉厚部をプレス機によって形成したシートを金属板１１に貼り合わせるようにしてもよい。ビーターシート等により、前記のようなプレス機を用いて第１シート１２及び第２シート１３を調製する場合、圧縮力の小さい肉厚部１２ａ，１３ａ（図例の場合、延出部１２ｂ，１３ｂを含む）の密度が１．０ｇ／ｃｍ^３程度とされ、圧縮力の大きいその他の部分（肉薄部）の密度が１．５５ｇ／ｃｍ^３程度とされる。金属板１１は、ＳＰＣＣ等の鉄系鋼板の板金加工によって作製される。

前記のように構成されるヘッドカバーガスケット１は、図２（ｂ）に示すように、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の合体面２０ａ，３０ａ間に配置され、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３を締結することにより、合体面２０ａ，３０ａ間に挟圧状態で介在される。この挟圧状態では、ヘッドカバーガスケット１の被挟圧部分が、合体面２０ａ，３０ａに倣い平坦化するよう変形する。特に、金属板１１はビード部１１ａを有しており、この屈曲したビード部１１ａが押し広げられるように変形して、ヘッドカバーガスケット１が合体面２０ａ，３０ａ間に介在する。このような変形に伴う反力により、第１シート１２及び第２シート１３が合体面２０ａ，３０ａに圧接され、これによって、合体面２０ａ，３０ａと第１シート１２及び第２シート１３との面圧が維持され、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー３とにより形成される内部空間４と、外部空間５とが遮断され、内部空間４が密封される。

そして、前記変形の際、第１シート１２及び第２シート１３は、合体面２０ａ，３０ａの外周縁２ａ，３ａ側部分に肉厚部１２ａ，１３ａを有しているから、前記挟圧状態では、肉厚部１２ａ，１３ａが強く圧縮され、図４に示す例よりも広い面積に亘り合体面２０ａ，３０ａに圧接される。そのため、肉厚部１２ａ，１３ａと合体面２０ａ，３０ａの外周縁２ａ，３ａ側部分との間に隙間が生じ難く、この部分に水や塩水等が溜まることによって、合体面２０ａ，３０ａに錆が進行して、シール機能の低下を招来するような懸念が生じ難くなる。特に、ヘッドカバーガスケット１は、その形状的特性から、ビード部１１ａから外周側部分がはね上がるように変形するが、第２部材の合体面３０ａに対して肉厚部１３ａが強く圧縮された状態で密接し、一方、合体面２０ａに対し肉厚部１２ａが広い面積に亘り圧縮され、図４に示すような隙間を吸収するように合体面２０ａに密接する。したがって、ヘッドカバーガスケット１がシリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の合体面２０ａ，３０ａ間に介在した状態においては、合体面２０ａ，３０ａの外周縁２ａ，３ａ側部分に、図４に示すような水や塩水等が溜まり易いくさび状の隙間ｃが生じ難くなり、このような隙間に水や塩水等が溜まることによる合体面２０ａ，３０ａの錆の進行が抑えられ、合体面２０ａ，３０ａにおけるシール機能が低下する懸念が少なくなる。

また、本実施形態のヘッドカバーガスケット１では、第１シート１２及び第２シート１３がシリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ，３ａからはみ出すように形成された延出部１２ｂ，１３ｂを有している。さらに、この延出部１２ｂ，１３ｂは相互に固着されて、金属板１１の外周縁１１ｂが延出部１２ｂ，１３ｂによって覆われている。したがって、金属板１１の外周縁１１ｂに対する水等の付着が阻止され、金属板１１における外周縁１１ｂからの発錆の進行が防止される。また、延出部１２ｂ，１３ｂによって、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ，３ａに付着した水が金属板１１の外周縁１１ｂに及ぶことがなく、これにより、異種金属間に水等の溶媒が介在することによる電解腐食や、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３間の通電状態による不具合を生じる懸念がより的確に抑制される。

図３は、本発明に係るガスケットの別例を示している。この例のヘッドカバーガスケット１においては、第１シート１２及び第２シート１３が前記例のような金属板１１の外周縁１１ｂから突出するような延出部１２ｂ，１３ｂを有しておらず肉厚部１２ａ，１３ａの外周縁１２ａａ，１３ａａが金属板１１の外周縁１１ｂと面一にされている。しかし、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３による挟圧状態において、肉厚部１２ａ，１３ａの一部がシリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ，３ａからはみ出すように形成されている。即ち、肉厚部１２ａ，１３ａの一部が延出部１２ｂ，１３ｂを兼ねている。このような構造においても、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ，３ａと金属板１１の外周縁１１ｂとに付着した水が互いに遮断され、前記電解腐食や、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３間の通電状態による不具合を生じる懸念が抑制される。
その他の構成は、図２に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。

なお、前記実施形態では、エンジンのシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に介在されるガスケット（ヘッドカバーガスケット）について述べたが、チェーンカバーガスケット、或いはオイルパンガスケットや、他のケース用ガスケットのような、相互に合体される２部材間に挟圧状態で介在される環状のガスケットにも同様に適用される。また、肉厚部１２ａ，１３ａ及び延出部１２ｂ，１３ｂが、シリンダヘッド２、シリンダヘッドカバー３の外周縁２ａ、３ａ側に設けられる例について述べたが、内周縁２ｂ，３ｂ側に設けられるものであってもよい。さらに、延出部１２ｂ，１３ｂの形成態様としては、図例のものに限定されず、金属板１１の外周縁１１ｂより突出するも、両者が固着されていなくてもよい。金属板１１のビード部１１ａとしてハーフビードを例示したが、フルビードであってもよく、形状も例示の形状に限定さるものではない。

１ シリンダヘッドガスケット（ガスケット）
２ シリンダヘッド（第１部材）
２ａ 外周縁（周縁）
２ｂ 内周縁（周縁）
２０ａ，３０ａ 合体面（挟圧部）
３ シリンダヘッドカバー（第２部材）
３ａ 外周縁（周縁）
３ｂ 内周縁（周縁）
１１ 金属板
１１ａ ビード部
１１ｂ 外周縁（周縁）
１２ 第１シート
１２ａ 肉厚部
１２ｂ 延出部
１３ 第２シート
１３ａ 肉厚部
１３ｂ 延出部

Claims (5)

1. 相互に合体される第１部材及び第２部材間に挟圧状態で介在される環状のガスケットであって、
   ビード部を有する金属板と、
   前記金属板の両面に積層された圧縮性を有する第１シート及び第２シートとを備え、
   前記第１シート及び第２シートは、前記第１部材及び第２部材による挟圧部の外周縁側部分及び内周縁側部分の少なくとも一方の周縁側部分に厚さが他の部分の厚さより大とされた肉厚部を有していることを特徴とするガスケット。
2. 請求項１に記載のガスケットにおいて、
   前記第１シート及び第２シートは、前記第１部材及び第２部材による挟圧状態において、前記第１部材及び第２部材の外周縁及び内周縁の少なくとも一方の周縁からはみ出すように形成された延出部を有していることを特徴とするガスケット。
3. 請求項２に記載のガスケットにおいて、
   前記第１シート及び第２シートの延出部は、前記金属板における当該延出部側の端部を覆う構造とされていることを特徴とするガスケット。
4. 請求項３に記載のガスケットにおいて、
   前記第１シート及び第２シートの延出部は、相互に固着されていることを特徴とするガスケット。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のガスケットにおいて、
   前記第１シート及び第２シートは、ビーターシート、ジョイントシート及び発泡ゴムシートのいずれかからなることを特徴とするガスケット。
   

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