JP2018009650A - 耐熱ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】充填材包みタイプの耐熱ガスケット１において、高いシール面圧が得られ、もって優れたシール性を実現する。
【解決手段】耐熱性充填材１１を被覆板１２，１３で包んだ構造の耐熱ガスケット１において、被覆板１２，１３のうち、耐熱性充填材１１を厚さ方向両側から挟む位置に、それぞれ耐熱性充填材１１側へ向けて屈曲した凹部１２ａ，１３ａが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば内燃機関の排気系など、高温環境下で使用可能な耐熱ガスケットに関する。

従来、例えば自動車の排気マニホールドのフランジと排気管のフランジの間に介装され、エンジンから排出される燃焼ガス（排ガス）をシールするガスケットとして、燃焼ガス流路用の開口に沿ってシールビードを形成した金属板単体からなる金属ガスケットが用いられるが、燃焼ガス温度が４００℃以上になるような高温環境下では、シールビードに熱による応力緩和を生じてしまい、シールビードとフランジとのシール面圧が低下して十分なシール性を維持することができなくなるため、このような高温環境下で使用可能なガスケットとして、膨張黒鉛からなる耐熱性充填材を金属製の被覆板で包んだ構造の耐熱ガスケットが開発されている（例えば下記の先行技術文献参照）。

特開平６−４２６４６号公報

しかしながら、この種の耐熱性充填材包みタイプの耐熱ガスケットは、図５に示すように、排気マニホールド及び排気管の接合フランジとほぼ同形同大のフランジ型のガスケット１００の場合、図６に示すように、断面積が大きく、かつ、金属製の被覆板１０２，１０３で囲まれた空間の全域に耐熱性充填材１０１を充填させることが困難であるため、厚さ方向への圧縮量に対する耐熱性充填材１０１の体積変化率が小さく、したがって圧縮反力による相手フランジへの十分な圧接力が得られにくい。しかも、相手フランジに密接される領域は、図６に破線で示すように、膨張黒鉛からなる耐熱性充填材１０１を包み込んでいる表裏の金属製被覆板１０２，１０３の外面のほぼ全面に及ぶものであるため、相手フランジとの密接面積が大きく、このためシール面圧が小さくなる傾向がある。

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、充填材包みタイプの耐熱ガスケットにおいて、高いシール面圧が得られ、もって優れたシール性を実現することにある。

上述した技術的課題を解決するため、請求項１の発明に係る耐熱ガスケットは、耐熱性充填材を被覆板で包んだ構造の耐熱ガスケットにおいて、前記被覆板のうち、前記耐熱性充填材を厚さ方向両側から挟む位置に、それぞれ前記耐熱性充填材側へ向けて屈曲した凹部が形成されたことを特徴とするものである。

請求項２の発明に係る耐熱ガスケットは、請求項１に記載の構成において、被覆板が、耐熱性充填材の厚さ方向一側に配置された第一被覆板と、前記耐熱性充填材の厚さ方向他側に配置されると共に、縁部が前記耐熱性充填材の厚さ方向一側へ廻り込んで前記第一被覆板の縁部と密接された第二被覆板からなることを特徴とするものである。

本発明に係る耐熱ガスケットによれば、被覆板に形成された凹部によって、耐熱性充填材の充填率を高めることができるのに加え、厚さ方向への圧縮を受けたときの耐熱性充填材の圧縮率が高くなり、しかも凹部によって相手材との密接面積が減少するためシール面圧が高まり、このため優れたシール性を奏することができる。

本発明に係る耐熱ガスケットの第一の実施の形態を、厚さ方向一側から見た図である。 本発明に係る耐熱ガスケットの第一の実施の形態を、厚さ方向他側から見た図である。 図１におけるＡ−Ａ’断面図である。 本発明に係る耐熱ガスケットの他の実施の形態を、厚さ方向一側から見た図である。 従来の耐熱ガスケットの一例を、厚さ方向一側から見た図である。 図５におけるＡ−Ａ’断面図である。

以下、本発明に係る耐熱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〜図３は、第一の実施の形態を示すものである。

この実施の形態における耐熱ガスケット１は、例えば自動車の排気マニホールドのフランジと排気管のフランジの間に介装され、エンジンから排出される高温・高圧の燃焼ガス（排ガス）をシールするものであって、図１及び図２に示すように相手フランジの外周形状とほぼ同形同大の略三角形状をなし、内周にシール対象の燃焼ガスを通すための開口部１ａが開設され、三角形の各頂点に相当する部分の近傍に位置して、排気マニホールドのフランジと排気管のフランジとを結合する締結ボルトを挿通するためのボルト挿通孔１ｂが開設されている。

そしてこの耐熱ガスケット１は、図３に示すように、膨張黒鉛からなる耐熱性充填材１１を、高温条件で酸化消失することのないようにステンレス鋼板等の金属板からなる第一被覆板１２及び第二被覆板１３で密閉状態に包んだ構造を備えるものである。

詳しくは、第一被覆板１２は、外周形状が耐熱ガスケット１の外周形状よりもやや小さく、かつ耐熱ガスケット１の開口部１ａと対応する位置にこの開口部１ａよりやや大径の開口部及びボルト挿通孔１ｂと対応する位置にこのボルト挿通孔１ｂよりやや大径の孔を有する形状に打ち抜き形成されたものであり、第二被覆板１３は、外周形状が耐熱ガスケット１の外周形状よりも大きく、かつ耐熱ガスケット１の開口部１ａと対応する位置にこの開口部１ａより小径の開口部及びボルト挿通孔１ｂと対応する位置にこのボルト挿通孔１ｂより小径の孔を有する形状に打ち抜き形成されたものである。

そして図３に示すように、第一被覆板１２が耐熱性充填材１１の厚さ方向一側に配置され、第二被覆板１３が、耐熱性充填材１１の厚さ方向他側に配置され、第二被覆板１３の内周の縁部１３１が、折り返し部１３４を介して耐熱性充填材１１の内周を厚さ方向一側へ廻り込んで第一被覆板１２の内周の縁部１２１の外側面に密接状態に重ね合わされ、第二被覆板１３の外周の縁部１３２が、折り返し部１３５を介して耐熱性充填材１１の外周を厚さ方向一側へ廻り込んで第一被覆板１２の外周の縁部１２２の外側面に密接状態に重ね合わされている。また、第二被覆板１３は、図１に示すように、ボルト挿通孔１ｂにおいても縁部１３３が折り返し部１３６を介して耐熱性充填材１１の厚さ方向一側へ廻り込んで、第一被覆板１２の縁部の外側面に密接状態に重ね合わされている。

第一被覆板１２及び第二被覆板１３のうち、耐熱性充填材１１を厚さ方向両側から挟む位置には、それぞれ耐熱性充填材１１側へ向けて屈曲した凹部１２ａ，１３ａが形成されている。したがって、耐熱性充填材１１の充填厚さは凹部１２ａ，１３ａ間で相対的に薄く、凹部１２ａ，１３ａ以外の部分の間で相対的に厚いものとなっている。この凹部１２ａ，１３ａは、第一被覆板１２及び第二被覆板１３のコイニング加工等によって形成されたものであって、開口部１ａと同心の円形をなして延びており、このうち第一被覆板１２の凹部１２ａは、第二被覆板１３の縁部１３１〜１３３との密接部と重ならない位置に形成されている。

また、第二被覆板１３における凹部１３ａの内周及び外周の相対的な隆起面１３ｂ，１３ｃと、第一被覆板１２に密接された縁部１３１〜１３３は、相手フランジに密接されることによってシール面となるものであって、それぞれ無端状に連続している。

以上の構成を備える耐熱ガスケット１は、第一被覆板１２及び第二被覆板１３に凹部１２ａ，１３ａが形成されたことによって、その分だけ断面積が小さくなるので、耐熱性充填材１１の充填率を高めることができる。

また、この耐熱ガスケット１は、先に説明したように、排気マニホールドのフランジと排気管のフランジの間に介装されて、開口部１ａを流通する高温・高圧の燃焼ガス（排ガス）をシールするもので、両フランジを互いに締結する締結ボルトの締結荷重によって厚さ方向へ圧縮された状態では、第二被覆板１３における折り返し部１３４〜１３６が変形を受けることによる反力に加え、膨張黒鉛からなる耐熱性充填材１１が第一被覆板１２及び第二被覆板１３を介して圧縮を受けることによる反力を生じる。特に、膨張黒鉛からなる耐熱性充填材１１は、４００〜９００℃といった高温環境でも優れた圧縮強度や弾性を維持し、応力緩和を生じない。したがってこのような高温環境において第一被覆板１２及び第二被覆板１３が応力緩和を生じても、高温の排ガス等に対する優れたシール性を発揮することができる。

そして上述のように、耐熱性充填材１１の充填率を高めることができるばかりでなく、凹部１２ａ，１３ａがない場合に比較して、同じ圧縮量でも耐熱性充填材１１の体積減少が大きくなるため、圧縮率が高くなって高い反力を得ることができる。

しかも相手フランジに密接される領域は、図３に破線で示すように、耐熱ガスケット１の厚さ方向一側では第一被覆板１２と重なった第二被覆板１３の縁部１３１〜１３３（図３では縁部１３３は図示されていない）であり、耐熱ガスケット１の厚さ方向他側では第二被覆板１３における凹部１３ａの内周及び外周の相対的な隆起面１３ｂ，１３ｃであるため、被覆板の外面のほぼ全域で密接していた従来のガスケットに比較して密接面積が大幅に減少する。したがって、高反力が得られることと相俟ってシール面圧が高まり、優れたシール性を奏することができる。

なお、上述した実施の形態の耐熱ガスケット１は、排気マニホールド及び排気管のフランジの外周形状とほぼ同形同大の略三角形状で、開口部１ａ及びボルト挿通孔１ｂが開設されたものとしたが、例えば図４に他の実施の形態を示すように円環状としたものなど、他の形状のものにも適用可能である。

１ 耐熱ガスケット
１１ 耐熱性充填材
１２ 第一被覆板
１２ａ 凹部
１２１，１２２ 縁部
１３ 第二被覆板
１３ａ 凹部
１３１〜１３３ 縁部

Claims (2)

1. 耐熱性充填材を被覆板で包んだ構造の耐熱ガスケットにおいて、前記被覆板のうち、前記耐熱性充填材を厚さ方向両側から挟む位置に、それぞれ前記耐熱性充填材側へ向けて屈曲した凹部が形成されたことを特徴とする耐熱ガスケット。
2. 被覆板が、耐熱性充填材の厚さ方向一側に配置された第一被覆板と、前記耐熱性充填材の厚さ方向他側に配置されると共に、縁部が前記耐熱性充填材の厚さ方向一側へ廻り込んで前記第一被覆板の縁部と密接された第二被覆板からなることを特徴とする請求項１に記載の耐熱ガスケット。

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