JP4317168B2 - 気密ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、気密ガスケットに関する。より詳細には、本発明は、可撓性芯部材と、可撓性材料、特にエラストマーから成る少なくとも１つの気密障壁とを備えている気密ガスケットに関する。

それぞれの面がエラストマー層により覆われている金属製の芯部材を備えている気密ガスケットが公知である（例えば特許文献１参照）。

特許文献１によれば、芯部材には、切り込み又は凹所が設けられ、それによって芯部材とエラストマー層とのよりよい連結が達成される。また凹所は、係止具としての機能を確実に果たし、エラストマー層と同じ高さを有する。

したがって、気密性を確保するために、エラストマー層は、気密障壁を形成するように圧縮しやすい張り出した網状部を含む。

このような形式のガスケットは、十分に満足を与えるものではなく、特に比較的脆弱な網状部の高さに対するエラストマー被覆の圧縮率が制御されないため、最適な気密機能を確保することができない。このような欠点は、特に作動モータ又は内燃機関の内部を気密にするために流体の圧力が高ければ高いほど重要なものとなる。

別の変形形態によれば、気密ガスケットは、気密障壁を形成する圧縮しやすい張り出した網状部を有するエラストマー層の面の少なくとも１つを覆った金属製の芯部材を備えている。

この変形実施形態は、ガスケットを適所に設置するために、エラストマー被覆が過度に圧縮され、その結果弾性特性が失われることのないように、締め付け応力を制御する必要があり、よって十分な満足を与えるものではない。
仏国特許第2,768,211号

したがって、本発明は、従来技術のこれらの不都合点を、優れた気密を確保しやすく、経時にわたってシール特性を保持可能な、簡易な構造の新規の気密ガスケットを提供することで軽減することを課題としている。

発明を解決するための手段

上記課題は、少なくとも１つの気密障壁が支持されている厚みＩを有する芯部材を備えている気密ガスケットであって、芯部材が、厚みＩよりも厚い厚みを形成する高さｈを有する係止部と、気密障壁の高さ位置に設けられているリブを備え、気密障壁が、可撓性材料、特にエラストマーから成る可撓性エレメントから形成されているとともに、少なくともリブの凹部の高さ位置に配置され、可撓性エレメントが、係止部の第１の支持面により画定された、係止部の第１の平面に対して張り出し、このリブからの張り出し部分が、係止部の第２の支持面により画定された、係止部の第２の平面に対して張り出し、係止部の第１の平面が、リブの凹部が与えられている高さ位置の芯部材の面に対し張り出していることを特徴とする、気密ガスケットを有する。

本願発明のさらなる特徴及び利点を、添付の図面に関して例示することのみを目的として挙げる本発明の以下の説明からさらに明らかにする。

各図面には、２つの気密エレメント１２、１２’間に配置可能な気密ガスケット１０を示す。気密ガスケット１０は、気密エレメントの位置に設けられている管路又は開口部と共働する少なくとも１つの開口部１４を含む。このため、気密ガスケットは、各開口部１４間の間及び開口部と外部との間の気密を保持するようになっている。本願発明の気密ガスケットは、例えばシリンダヘッドガスケット、軸受シール、カム軸室用ガスケット又はウォーターポンプ用のシール等、多くの用途に利用することができる。

ガスケット１０は、連続的又は不連続の、流体の漏れを制限するようにガスケットの表面の高さ位置に合うように配置されている少なくとも１つの気密障壁１６を備えている。例えば気密障壁を、ガスケットの周端からわずかに隔置されているところ、又は開口部１４の周囲に設けることができる。

本発明によれば、ガスケット１０は、厚みＩの芯部材又は中間部材と、この厚みＩを上回る厚みを形成する高さｈの係止部２０と、気密障壁１６の高さ位置に設けられているリブ２２を備えている。芯部材は、リブ２２が応力を受けると、少なくともリブ２２の高さ位置に変形可能な可撓性材料から形成されている。芯部材から応力が取り除かれると、芯部材がその初期の形状に概ね戻るような、弾性により変形することが有利である。

係止部２０は、例えば、楔、止め具の付加、金属板の変形、特に折り畳み、切断又はその他様々な方法で形成することができる。係止部２０は、気密エレメント間の隔たりよりも小さな限界値を課すことにより、ガスケットの圧縮を制限する機能を果たす。

この係止部２０は、係止部の第１の平面２６を画定するように形成されている気密エレメントの１つを支持する第１の支持面、及び第２の支持平面２８を画定するように形成されているもう一方の気密エレメントを支持する第１の支持面とは反対側の第２の支持面を有する。

好適な一実施形態によれは、芯部材又は中間部材は、折り曲げることにより隆起部を設けてリブ２２を形成し、係止部２０を形成されている。

別の実施形態によれは、係止部２０は、一体的に鋳造され、例えば、折り畳みによるのではなくスタンピングにより形成される。

この係止部２０は、図１、図２、図４、及び図５に示すように、ガスケットの周端又は開口部１４に隣接して設けられ、あるいは図３に示すようにガスケットの周端又は開口部１４から隔置されて設けられる。

好ましくは、係止部２０は、芯部材１８に対し概ね中心にある、すなわち係止部２０の一部が芯部材１８の第１の面に対し張り出し、係止部２０の別の部分が芯部材１８の第２の面に対し張り出している。

本発明によれば、気密障壁１６は、可撓性材料、特にエラストマーから成る可撓性エレメント２４から構成され、リブ２２の凹部の少なくとも高さ位置に設けられ、可撓性エレメントは、係止部の第１の平面２６に対し張り出し、リブ２２から張り出した部分は、係止部の第２の平面２８に対し張り出している。

有利には、可撓性エレメント２４は、リブの凹部を含む芯部材の面の高さ位置にしか設けられず、リブの凸面の高さ位置には設けられない。このような構成は、製造コストを減らすのに寄与する。

可撓性エレメント２４の弾性は、好ましくは、リブ２２の弾性とは異なる。好ましくは、可撓性エレメント２４の弾性はリブの弾性よりも低い。

一実施形態によれは、可撓性エレメント２４は、種々のリブについて示すように、リブの凹部の領域の両側に設けられる。好ましくは、気密面と接触するようになっている可撓性エレメント２４と接触する面は、ほぼ平面であり、リブの凹部の領域を超えて、好ましくは該領域の両側に延びる。

有利には、可撓性エレメント２４の接触面の全体が係止部に対し張り出している。このため、気密性を高めるのに寄与する重要な接触面が得られる。

図２により示されるように、ガスケットが２つの気密エレメント１２、１２’間に介在配置されると、可撓性材料から成る可撓性エレメント２４の支持面２６に対し張り出す部分が圧縮状態に置かれる。可撓性エレメント２４のこのような圧縮は、リブ２２から張り出した部分が変形するために強制的になされる。

係止部２０により、可撓性材料から成る可撓性エレメント２４の制圧が制限され、可撓性エレメント２４、特に経時にわたっての弾性が劣化するおそれが減ることに留意されたい。実際、係止部２０は、リブ２２の凹部が設けられている高さ位置の芯部材１８の面に対し張り出すように向けられ、芯部材１８の面に対するその高さが、可撓性材料から成る可撓性エレメント２４の高さよりも低くなるようになっている。

例として、芯部材は、必要とされる弾性力を担う弾性特性を有する金属板から形成される。芯部材１８は、軟鋼（処理済又は未処理）から成るか、又はステンレス鋼から形成される。例示する芯部材の機械的抵抗は、５００〜１，３００Ｍｐａの範囲内である。

特に過酷な環境での使用の場合、芯部材は、例えば亜鉛をベースとしたような耐腐食性被覆により保護されることが有利である。

可撓性材料は、好ましくは、耐熱性が高く、冷却に関する耐液体性及び耐油性が高く、圧縮時の残留歪みが５０％以下でなければならない。例として、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン-プロピレン三量体（ＥＰＤＭ）、ビニルメチルシリコーンゴム（ＭＶＱ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）の類のエラストマーを用いることができる。

芯部材の厚みＩは、約０．１〜１ｍｍの範囲である。

係止部の厚みｈは、約０．１５〜１．２ｍｍの範囲である。

可撓性材料から成る可撓性エレメントと支持平面２６との間の高さの差ａは、係止部２０の高さｈの２０％よりも大きい。

リブから張り出した部分と支持平面２８との間の高さの差ｂは、リブの高さの約１０〜５０％である。

概して、高さの差ａ及び／又はｂは、エレメントの半径及び密封すべき流体の圧力に応じて決まる。

好ましい一実施形態によれば、金属板は、芯部材１８を形成するのに十分であるように折り畳まれかつリブを設けられる。次いで、芯部材１８が少なくとも部分的に配置されている気密障壁の形態の鋳型に液体エラストマーが注入される。エラストマーの加硫後、ガスケットの周囲と同様に十分な開口部及びオリフィスが形成されるように芯部材が切断される。

芯部材の形態に形成した後、エラストマーを配置することにより、エラストマーから成る被覆が劣化するのおそれが抑えられる。

有利には、気密障壁は、ガスケットの面のそれぞれに設けられ、リブから張り出した部分は、図４及び図５に示すように反対となるような向きにされる。

この場合、上面及び下面の気密障壁は整合していない。そのため、ガスケットの気密力は、芯部材の弾性とエラストマーの弾性を組み合わせたものとなる。

別の特徴によれば、可撓性材料から成る可撓性エレメントの圧縮率は、ガスケットの接触面の高さ位置に変わることができる締め付け応力を補償するよう、高さの値ａ及び／又は高さの値ｂ及び／又はリブの幾何学形状が変わるのにつれ、その長さに応じて変化する。

本発明の簡略化した一実施形態による、圧縮されていないガスケットの断面図である。 ２つの気密エレメント間に介在配置された、図１のガスケットの断面図である。 別の実施形態による、圧縮されていないガスケットの断面図である。 改良された実施形態による、圧縮されていないガスケットの断面図である。 オリフィスが設けられた、本発明によるガスケットを上から見た図である。

符号の説明

10 気密ガスケット
16 気密障壁
18 芯部材
20 係止部
22 リブ
24 可撓性エレメント
26 第１の支持面
28 第２の支持面

Claims (4)

1. 少なくとも１つの気密障壁（１６）が支持されている厚みＩの芯部材（１８）を備えている気密ガスケットであって、
   前記芯部材が、前記厚みＩよりも厚い厚みを形成する高さｈを有する係止部（２０）と、前記気密障壁（１６）の位置に設けられているリブ（２２）を含み、
   前記気密障壁（１６）が、可撓性材料、特にエラストマーから成る可撓性エレメント（２４）から構成されるとともに、少なくとも前記リブ（２２）の凹部の位置に設置され、
   前記可撓性エレメントが、前記係止部（２０）の第１の支持面により画定された前記係止部の第１の平面（２６）から張り出し、
   前記リブ（２２）の張り出し部分が、前記係止部（２０）の第２の支持面により画定された前記係止部の第２の平面（２８）から張り出し、
   前記係止部の前記第１の平面（２６）が、前記リブ（２２）の凹部が設けられている位置の前記芯部材（１８）の面に対して張り出していることを特徴とする気密ガスケット。
2. 前記気密障壁（１６）が、該ガスケットの面のそれぞれに設けられ、前記リブの張り出し部分が反対側を向くように配向されている請求項１に記載の気密ガスケット。
3. 前記可撓性材料から成る可撓性エレメントから張り出した部分と前記係止部の前記第１の平面（２６）の高さの差（ａ）が、前記係止部（２０）の高さｈの２０％以上である請求項１又は２に記載の気密ガスケット。
4. 前記リブから張り出した部分と前記係止部の前記第２の平面（２８）との間の高さの差（ｂ）が、前記リブの高さの約１０〜５０％である請求項１〜３のいずれか1項に記載の気密ガスケット。

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