JP2018003959A

JP2018003959A - 高温用ガスケット

Info

Publication number: JP2018003959A
Application number: JP2016131606A
Authority: JP
Inventors: 美保久保田; Miho Kubota; 高紀安齋; Takanori Anzai; 尚紀田渕; Naoki Tabuchi
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】高価な断熱材を用いることなく伝熱によるビードプレート１１のヘタリを防止した高温用ガスケット１を提供する。【解決手段】シールビード１１１が形成された弾性金属板からなるビードプレート１１と、ビードプレート１１の高温側に積層される複数の断熱用プレート１２，１３とを備え、断熱用プレート１２，１３に互いに厚さ方向対称の屈曲形状に隆起した空気層形成ビード１２１，１３１が形成され、ビードプレート１１と断熱用プレート１２，１３が積層されると共に厚さ方向へ圧縮された状態において、互いに重なり合った空気層形成ビード１２１，１３１の間、及び空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両側に空気層Ａ１〜Ａ４を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車の排気系などに介装され、高温条件でシールを行うガスケットに関する。

従来、自動車の排気マニホールドの継手部分などに介装される高温用の金属ガスケットは、内燃機関からの燃焼ガスなどからの伝熱によって、シールビードのヘタリ等によるシール機能の低下をきたさないように、高温となる取付フランジ側に断熱板を設けることが知られている（例えば下記の特許文献１，２参照）。

このうち、特許文献１に記載されたガスケットは、シールビードが形成された金属薄板（ビードプレート）と、高温になる排気マニホールド側の取付フランジとの間に断熱材を介在させたものであり、特許文献２に記載されたガスケットは、シールビードが形成された弾性金属板（ビードプレート）と、高温になる排気マニホールド側の取付フランジとの間に断熱性シール材及び潤滑剤層を設けたものである。

実公平４−３５６４１号公報特開平７−１９３４４号公報

しかしながら、上記従来のガスケットはいずれも、断熱材、あるいは断熱性シール材として、例えば、ガラス繊維、ロックウール、セラミックファイバ、炭素繊維、アラミド繊維等の耐熱性有機繊維、マイカ、カーボン、バーミキュライト等の短繊維状のものや、粉体状のものを耐熱性のゴム、プラスチック等のバインダで結合した材料からなるものが用いられ、コストが高いといった問題がある。

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、高価な断熱材を用いることなく伝熱による金属製のビードプレートのヘタリを防止した高温用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解決するため、請求項１の発明に係る高温用ガスケットは、シールビードが形成された弾性金属板からなるビードプレートと、前記ビードプレートの高温側に積層される複数の断熱用プレートとを備え、前記断熱用プレートに互いに厚さ方向対称の屈曲形状に隆起した空気層形成ビードが形成され、前記ビードプレートと断熱用プレートが積層されると共に厚さ方向へ圧縮された状態において、互いに重なり合った前記空気層形成ビードの間、及び前記空気層形成ビードの幅方向両側に空気層を有することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明に係る高温用ガスケットは、請求項１に記載の構成において、シールビードと空気層形成ビードが互いに重なり合うことを特徴とするものである。

請求項３の発明に係る高温用ガスケットは、請求項２に記載の構成において、シールビードの頂部の面積が、空気層形成ビードの頂部の面積より小さいことを特徴とするものである。

本発明に係る高温用ガスケットによれば、ビードプレートと断熱用プレートが積層されると共に厚さ方向へ圧縮された状態において、互いに重なり合った空気層形成ビードの間の空気層が断熱作用を奏するため、断熱用プレートに高価な断熱材を用いる必要がなく、このためコストの低減が可能である。

本発明に係る高温用ガスケットの第一の実施の形態を示す分離状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第一の実施の形態を示す積層・圧縮状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第二の実施の形態を示す分離状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第二の実施の形態を示す積層・圧縮状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第三の実施の形態を示す分離状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第四の実施の形態を示す分離状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第三又は第四の実施の形態を示す積層・圧縮状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第五の実施の形態を示す分離状態の部分断面図である。本発明に係る高温用ガスケットの第五の実施の形態を示す積層・圧縮状態の部分断面図である。

以下、本発明に係る高温用ガスケットの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１及び図２は、第一の実施の形態を示すものである。図１及び図２において、参照符号２は、相対的に低温側となる取付フランジで、例えば自動車用内燃機関のシリンダヘッド側に形成されており、参照符号３は相対的に高温となる取付フランジで、例えば排気マニホールド側に形成されている。

高温用ガスケット１は、取付フランジ２，３間に介装されて内燃機関からの高温の燃焼ガスを密封対象とするものであって、傾斜した段差部からなるハーフビード状のシールビード１１１が形成された弾性金属板からなるビードプレート１１と、ビードプレート１１より高温側すなわち取付フランジ３側に積層される弾性金属板からなる２枚の断熱用プレート１２，１３とを備える。

図１に示す分離状態（取付前の状態）では、断熱用プレート１２，１３は互いに厚さ方向対称の屈曲形状に成形されており、すなわちビードプレート１１と厚さ方向に隣接配置される一方の断熱用プレート１２には、ビードプレート１１のシールビード１１１側へ向けて、基板部１２２から、平坦な頂部１２１ａとその幅方向両側の互いに対称の傾斜隆起部１２１ｂからなる台形状に屈曲して隆起した空気層形成ビード１２１が形成され、他方の断熱用プレート１３には、基板部１３２から、断熱用プレート１２の空気層形成ビード１２１とは反対側（取付フランジ３側）へ向けて、平坦な頂部１３１ａとその幅方向両側の互いに対称の傾斜隆起部１３１ｂからなる屈曲形状に隆起した空気層形成ビード１３１が形成されている。

以上の構成を備える高温用ガスケット１は、図２に示すように、取付フランジ２，３間に、ビードプレート１１と断熱用プレート１２，１３が積層されると共に厚さ方向へ圧縮されて取り付けられた状態では、互いに重なり合って平坦に近い形状に変形された断熱用プレート１２の空気層形成ビード１２１と断熱用プレート１３の空気層形成ビード１３１との間に空気層Ａ１が形成され、平坦に近い形状に変形されたビードプレート１１と、断熱用プレート１２の基板部１２２との間に空気層Ａ２が形成され、断熱用プレート１２における基板部１２２と断熱用プレート１３の基板部１３２との間に空気層Ａ３が形成され、さらに断熱用プレート１３の基板部１３２と高温の取付フランジ３との間に空気層Ａ４が形成される。なお、空気層Ａ２〜Ａ４は、空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両側に位置するものである。

そして、空気層Ａ１〜Ａ４は断熱作用を奏するものであり、すなわち乾燥空気の熱伝導率は金属等に比較して著しく低い（０．０２４１Ｗ／ｍ・Ｋ）ため、取付フランジ２，３のうち相対的に高温となる取付フランジ３から相対的に低温である取付フランジ２側に配置されたビードプレート１１への伝熱は、空気層Ａ１〜Ａ４によって抑制され、言い換えれば空気層Ａ１〜Ａ４の存在によって、高温の取付フランジ３と断熱用プレート１３の接触面積、断熱用プレート１３と断熱用プレート１２の接触面積及び断熱用プレート１２とビードプレート１１との接触面積が小さくなるので、ビードプレート１１への伝熱によるシールビード１１１のヘタリを有効に防止することができる。また取付フランジ３と断熱用プレート１３の間の空気層Ａ４の存在によって、同様に、断熱用プレート１２，１３自体のヘタリも有効に抑制される。

したがって、この高温用ガスケット１によれば、上述のように空気層Ａ１〜Ａ４が優れた断熱作用を奏するため、断熱用プレート１２，１３として高価な断熱材を用いる必要がなく、このため材料コストを低減して安価に提供することができる。

次に図３及び図４は、本発明に係る高温用ガスケットの第二の実施の形態を示すものである。この実施の形態において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、ビードプレート１１のシールビード１１１がフルビード状に形成されている点にある。

詳しくは、ビードプレート１１に形成されたシールビード１１１は、図３に示す分離状態（取付前の状態）では、基板部１１２から、断熱用プレート１２の空気層形成ビード１２１の幅方向中間部へ向けて、平坦な頂部１１１ａとその幅方向両側の互いに対称の傾斜隆起部１１１ｂからなる屈曲形状に隆起形成されており、空気層形成ビード１２１，１３１の頂部１２１ａ，１３１ａの面積（幅）は、シールビード１１１の頂部１１１ａの面積（幅）より大きく設定されている。その他の構成は、基本的に第一の実施の形態と同様とすることができる。

以上の構成を備える高温用ガスケット１は、図４に示すように、取付フランジ２，３間に、ビードプレート１１と断熱用プレート１２，１３が積層されると共に厚さ方向へ圧縮されて取り付けられる。

そしてこの取付状態では、ビードプレート１１に形成されたフルビード状のシールビード１１１が断熱用プレート１２の空気層形成ビード１２１を押しつぶした状態となるが、シールビード１１１の頂部１１１ａよりも空気層形成ビード１２１の頂部１２１ａの面積が大きいため、空気層形成ビード１２１の幅方向両側は完全に押しつぶされることがなく、他方の断熱用プレート１３の空気層形成ビード１３１も完全に押しつぶされない形状に圧縮変形を受けるため、空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両端間に、空気層Ａ１が形成される。また、ビードプレート１１の基板部１１２と断熱用プレート１２の基板部１２２との間には空気層Ａ２が形成され、断熱用プレート１２の基板部１２２と断熱用プレート１３の基板部１３２との間には空気層Ａ３が形成され、断熱用プレート１３の基板部１３２と高温の取付フランジ３との間には空気層Ａ４が形成され、さらに断熱用プレート１３の空気層形成ビード１３１の頂部１３１ａと取付フランジ３との間には空気層Ａ５が形成される。なお、空気層Ａ２〜Ａ４は、空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両側に位置するものである。

したがって、第二の実施の形態によれば、空気層Ａ１〜Ａ５の断熱作用によって、ビードプレート１１への伝熱によるシールビード１１１のヘタリを有効に防止することができ、このため高価な断熱材を用いる必要がなく、材料コストを低減して安価に提供することができる。

次に図５は、本発明に係る高温用ガスケットの第三の実施の形態を示すものであり、図６は、第四の実施の形態を示すものである。

このうち図５に示す第三の実施の形態において、上述した第二の実施の形態と異なるところは、断熱用プレート１２，１３の空気層形成ビード１２１，１３１が、ビードプレート１１のフルビード状のシールビード１１１の頂部１１１ａと同等の幅で形成された頂部１２１ａ，１３１ａと、その両側の傾斜隆起部１２１ｂ，１３１ｂからなり、全体としてシールビード１１１とほぼ同等の幅で形成されている点にある。

また、図６に示す第四の実施の形態において、上述した第二の実施の形態と異なるところは、断熱用プレート１２，１３の空気層形成ビード１２１，１３１が、ビードプレート１１に形成されたフルビード状のシールビード１１１の頂部１１１ａと同等の幅の頂部１２１ａ，１３１ａと、その両側にあって基板部１２２，１３２からほぼ垂直に隆起した垂直隆起部１２１ｃ，１３１ｃからなる点にある。

以上の構成を備える第三及び第四の実施の形態の高温用ガスケット１も、取付フランジ２，３間に、ビードプレート１１と断熱用プレート１２，１３が積層されると共に厚さ方向へ圧縮されて取り付けられる。

そしてこの取付状態では、図７に示すように、ビードプレート１１に形成されたフルビード状のシールビード１１１が断熱用プレート１２，１３の空気層形成ビード１２１，１３１を押しつぶした状態となるが、空気層形成ビード１２１の頂部１２１ａの面積（幅）は、これに重なり合ったシールビード１１１の頂部１１１ａと同等であるため、圧縮による空気層形成ビード１２１，１３１の変形力は、傾斜隆起部１２１ｂ，１３１ｂ又は垂直隆起部１２１ｃ，１３１ｃがベローズ状にひしゃげるように作用し、その間に空気層Ａ１が残存するようになっている。また、ビードプレート１１のシールビード１１１の基板部１１２と断熱用プレート１２の基板部１２２との間に空気層Ａ２が形成され、断熱用プレート１３の基板部１３２と高温の取付フランジ３との間に空気層Ａ４が形成されるようになっている。なお、空気層Ａ２，Ａ４は、空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両側に位置するものである。

したがって、第三及び第四の実施の形態によれば、空気層Ａ１，Ａ２，Ａ４の断熱作用によって、ビードプレート１１への伝熱によるシールビード１１１のヘタリを有効に防止することができ、断熱用プレート１２，１３自体のヘタリも有効に抑制される。このため断熱用プレート１２，１３に高価な断熱材を用いる必要がなく、材料コストを低減して安価に提供することができる。

次に図８及び図９は、本発明に係る高温用ガスケットの第五の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、上述した第四の実施の形態と同様、断熱用プレート１２，１３の空気層形成ビード１２１，１３１が、平坦な頂部１２１ａ，１３１ａと、その両側にあって基板部１２２，１３２からほぼ垂直に隆起した垂直隆起部１２１ｃ，１３１ｃからなるものであって、空気層形成ビード１２１，１３１の頂部１２１ａ，１３１ａの面積（幅）を、ビードプレート１１に形成されたフルビード状のシールビード１１１の頂部１１１ａの面積（幅）よりも大きくしたものである。

以上の構成を備える第五の実施の形態の高温用ガスケット１も、取付フランジ２，３間に、ビードプレート１１と断熱用プレート１２，１３が積層されると共に厚さ方向へ圧縮されて取り付けられる。

そしてこの取付状態では、図９に示すように、ビードプレート１１に形成されたフルビード状のシールビード１１１が断熱用プレート１２，１３の空気層形成ビード１２１，１３１を押しつぶした状態となるが、シールビード１１１の頂部１１１ａよりも空気層形成ビード１２１の頂部１２１ａの面積が大きいため、先に説明した第二の実施の形態と同様、空気層形成ビード１２１及び断熱用プレート１２，１３の頂部１２１ａ，１３１ａが曲げ変形を受け、また、垂直隆起部１２１ｃは、頂部１２１ａの曲げ変形に伴って倒れるように変形を受け、垂直隆起部１３１ｃは、その高さにもよるが、ベローズ状にひしゃげるように変形するため、頂部１２１ａ，１３１ａの幅方向両端間に空気層Ａ１が形成される。また、ビードプレート１１のシールビード１１１の基板部１１２と断熱用プレート１２の基板部１２２との間に空気層Ａ２が形成され、断熱用プレート１３の基板部１３２と高温の取付フランジ３との間に空気層Ａ４が形成される。なお、空気層Ａ２，Ａ４は、空気層形成ビード１２１，１３１の幅方向両側に位置するものである。

したがって、第五の実施の形態によれば、空気層Ａ１，Ａ２，Ａ４の断熱作用によって、ビードプレート１１への伝熱によるシールビード１１１のヘタリを有効に防止することができ、断熱用プレート１２，１３自体のヘタリも有効に抑制される。このため断熱用プレート１２，１３に高価な断熱材を用いる必要がなく、材料コストを低減して安価に提供することができる。

なお、第二〜第五の実施の形態では、ビードプレート１１のシールビード１１１を、フルビード状に形成されたものとして説明したが、第一の実施の形態と同様、ハーフビード状に形成されたものを用いることも可能である。

１高温用ガスケット
１１ビードプレート
１１１シールビード
１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ頂部
１２，１３断熱用プレート
１２１，１３１空気層形成ビード
２，３取付フランジ
Ａ１〜Ａ５空気層

Claims

シールビードが形成された弾性金属板からなるビードプレートと、前記ビードプレートの高温側に積層される複数の断熱用プレートとを備え、前記断熱用プレートに互いに厚さ方向対称の屈曲形状に隆起した空気層形成ビードが形成され、前記ビードプレートと断熱用プレートが積層されると共に厚さ方向へ圧縮された状態において、互いに重なり合った前記空気層形成ビードの間、及び前記空気層形成ビードの幅方向両側に空気層を有することを特徴とする高温用ガスケット。
シールビードと空気層形成ビードが互いに重なり合うことを特徴とする請求項１に記載の高温用ガスケット。
シールビードの頂部の面積が、空気層形成ビードの頂部の面積より小さいことを特徴とする請求項２に記載の高温用ガスケット。