JP4714699B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、複数のシール対象ボアを備え、外形状が同一でこれらシール対象ボアの形成態様が異なる複数種のシール対象部材に共用し得るガスケットに関する。

従来、内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間等をシールする為に各種ガスケットが用いられる。特許文献１には、基材繊維とゴム材を含有するコンパウンド層を金属板の表面にコーティングしたガスケット材が開示されている。また、特許文献２及び特許文献３には、燃焼室孔の周囲にフルビードを形成し、このフルビードの凹面側にゴム系弾性材からなるストッパー部材を充填した金属ガスケットが開示されている。

特許文献１のガスケット材は、コンパウンド層が、ゴム単独のものに比べ耐熱性に優れ、コーティング層の横流れや剥離が生じ難く、トルク保持性も向上し、これに金属板のエンボス加工性の良さが付加され、特許文献２や特許文献３に示すようなフルビードを備えたガスケットとした場合に、上記のような内燃機関等の接合面間のシール用ガスケットとしての適性に優れたものとなる。
特公平６−８４７８５号公報 特開平１０−１２２３６９号公報 特開平１０−１２２３７０号公報

ところで、近時、製品グレード等の多様化により、複数のシール対象ボアを備え、外形状が同一でこれらシール対象ボアの形成態様が製品仕様に応じて少しずつ異なる複数種のブロック及びカバーをガスケットを介して締結一体とするシール対象部材も各種分野で使用されるようになった。このようなシール対象部材の組立てに際しては、外形状が同じでシール対象ボアの形成態様に応じた開口及びその周囲のフルビードを有する複数種のガスケットが準備される。そして、これらシール対象部材の締結組立ラインでは、夫々の製品仕様に応じてガスケットを選択し、ブロックとカバーとの間に介装してその締結一体化がなされる。

上記のような場合、製品仕様に応じたガスケットを複数種準備する必要がある為コスト高となり、また、各種ガスケットの形状が類似する（外形状は同じ）為組立時にガスケットの選択間違いを起こし易く、組立現場ではこれらの区別を明確にするための何らかの識別手段を講じる必要があった。特許文献１乃至３は、このような製品仕様の異なる複数種のシール対象部材に共用し得るガスケットを提供することを意図したものではなく、その抜本的な改善が望まれるところであった。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、複数のシール対象ボアを備え、外形状が同一でこれらシール対象ボアの形成態様が異なる複数種のシール対象部材に対して好適に共用し得るガスケットを提供することを目的としている。

本発明のガスケットは、複数のシール対象ボアを備え、外形状が同一でこれらシール対象ボアの形成態様が異なる複数種のシール対象部材に共用し得るガスケットであって、金属基板と、その少なくとも片面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層とよりなり、上記複数のシール対象ボアに対応し且つ形成態様の異なりにも共通化し得るよう形成された複数の開口と、各開口の周囲に複数のシール対象ボアに対応し且つ形成態様の異なりにも共通化し得るよう形成された複数の山形フルビード構造のビード部と、このビード部に沿って反対面に形成された凹溝部とを備え、この凹溝部の上記共通化に伴う交差若しくは合流部分にはゴム材若しくは合成樹脂からなるシール材の充填による補助シール部を設けたことを特徴とする。

本発明において、前記シール材の充填による前記補助シール部は、その表面が前記反対面と同一面となるよう設けられているものとすることが望ましい。また、前記シール材としてはシリコーンゴムが望ましく用いられるが、その他のゴム材或いは合成樹脂も採用することができる。更に、前記繊維材としては、石綿以外の圧縮性無機繊維及び圧縮性有機繊維が望ましく採用される。

本発明に係るガスケットは、金属基板と、その少なくとも片面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層とよりなるから、コンパウンド層の耐熱性に優れると共に、シール対象の２部材間に介装され締結一体とされた際に、コンパウンド層を構成するゴム材や合成樹脂の横流れや金属基板からの剥離が生じにくく、トルク保持性も向上し、ガスケットとしての優れた適性を備える。また、金属基板によってエンボス加工性が付与され、コンパウンド層と一体としたビード部の形成が容易になされ、その形状保持性にも優れる。そして、複数のシール対象ボアに対応し且つシール対象ボアの形成態様の異なりにも共通化し得るよう形成された複数の開口及び複数のフルビード構造のビード部を備えるから、１枚のガスケットを、外形状が同一でシール対象ボアの形成態様が異なる複数種のシール対象部材に共用することができ、その組立一体化過程において、製品仕様に応じたガスケットを複数種準備する必要がなく、低コスト化が図られると共に、組立時にガスケットの選択間違いを起すことがなく、組立現場ではこれらの区別の為の識別手段を特に講じる必要もない。

更に、ビード部に沿って反対面に形成された凹溝部の上記共通化に伴う交差若しくは合流部分にはゴム材若しくは合成樹脂からなるシール材の充填による補助シール部を設けているから、本発明のガスケットが介装締結された状態で、一部のビード部及び凹溝部が、締結圧縮されずボア内に臨むことになるが、その凹溝部に続く交差若しくは合流部分に補助シール部が存在することになり、これによって当該ボア内を流通する流体の凹溝部に沿った流出が堰き止められて他部位への漏入・流出が阻止され、各シール対象ボアのシール機能が的確に維持される。

前記シール材の充填による前記補助シール部を、その表面が前記反対面と同一面となるよう設けるようにすれば、シール対象部材のシール面との間の隙間をなくし、上記流体の凹溝部に沿った流出の堰き止めがより確実になされる。また、前記シール材がシリコーンゴムからなるものとすれば、充填がし易い上に、対象部位に対する密着性が優れることから充填部位の密封が確実になされ、しかも、耐熱性、耐薬品性にも優れ、極めて好適である。更に、前記繊維材が、石綿以外の圧縮性無機繊維及び圧縮性有機繊維からなるものとすれば、コンパウンド層の上記特性が活かされ、シール性の持続性が得られると共に、取扱い上の安全性も確保される。

以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明のガスケットの一実施形態を示す概略的平面図、図２は同ガスケットの裏面図、図３は図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図、図４は図２におけるＹ−Ｙ線矢視断面図、図５は図２におけるＺ−Ｚ線矢視断面図、図６及び図７は同ガスケットの使用状態を示す概略的平面図である。

図示するガスケットＧは、アルミニウム板、ステンレス鋼板その他の鋼板等からなる金属基板１の両面に、合成樹脂またはゴム材に石綿以外の圧縮性無機繊維及び圧縮性有機繊維からなる繊維材と適宜添加剤（ゴム薬品、充填材等）とを混合したコンパウンド材を積層一体としてコンパウンド層２，２を形成し、これに後記する複数の開口３及びその周囲に複数のフルビード構造のビード部４を形成したものである。図例のコンパウンド層２を形成するコンパウンド材は、ゴム材に繊維材を混合したものであり、このコンパウンド材を金属板上に接着剤を介してロールで刷り込み圧着し、その後オーブン内で加硫接着することにより、金属板の両面にコンパウンド層２を積層一体としてガスケットシートを得る。或いは、コンパウンド材を予めシート状に成形し、これを金属基板１の両面に積層して同様のガスケットシートを得る。そして、これを打抜き上記複数の開口３を備えた所望のガスケット形状に成形するが、この打抜きの前または後或いは同時に、山形のビード部４とその反対面の凹溝部５が形成される。また、上記打抜きの際、複数の締結用ボルト孔６が外形状に沿って適宜間隔で形成される。

上記コンパウンド材に混合される繊維材としては、石綿以外の圧縮性無機繊維及び圧縮性有機繊維が用いられ、具体的には、石綿以外の無機繊維として、ロックウール、スラグウール、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウィスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等を、有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等を用いることができる。

また、コンパウンド材を構成するゴム材として、NBR、スチレンブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、クロロプレンゴム（CR）、ブタジエンゴム（BR）、ブチルゴム（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPM）、フッ素ゴム（FKM）、シリコーンゴム（VMQ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（CSM）、エチレン酢ビゴム（EVA）、塩化ポリエチレン（CPE）、塩化ブチルゴム（CIR）、エビクロルヒドリンゴム（ECO）、ニトリルイソプレンゴム（NIR）、天然ゴム（NR）等を用いることができる。

また、コンパウンド材を構成する合成樹脂材として、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、硅素樹脂等を用いることができる。更に、前記ゴム材とこれら合成樹脂材との混和物も用いることができる。

図例のガスケットＧは、３個の開口３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を備え、各開口３の周囲と上記ボルト孔６の周囲にビード部４及びその反対面の凹溝部５が形成されている。そして、この３個の開口３ａ，３ｂ，３ｃは、図６及び図７に示すように、形成態様が異なる各３個のシール対象ボアを備えた２種のシール対象部材Ａ，Ｂに共用し得るよう形成されている。シール対象部材Ａ，Ｂは、外形状が同一の方形状であり、シール対象部材Ａが備えるシール対象ボアＡａ，Ａｂ，Ａｃと、シール対象部材Ｂが備えるシール対象ボアＢａ，Ｂｂ，Ｂｃとは、夫々が対応し、夫々を流通する流体の種類が同一であり、形状が類似するが、その大きさにおいて若干異なるような製品仕様に基づき作製されたものである。即ち、シール対象部材ＡのボアＡａはシール対象部材ＢのボアＢａよりやや小、ボアＡｂはボアＢｂよりやや大、ボアＡｃはボアＢｃよりやや大とされている。

ガスケットＧは、上述のように２種のシール対象部材Ａ，Ｂに共用し得るよう形成されているものであるが、具体的には、開口３ａがシール対象部材ＡのボアＡａに略対応する大きさに、開口３ｂがシール対象部材ＢのボアＢｂに略対応する大きさに、開口３ｃがシール対象部材ＢのボアＢｃに略対応する大きさに形成されている。その結果、開口３ａはシール対象部材ＡのボアＢａより小さくなり、開口３ｂ，３ｃはシール対象部材Ａの夫々ボアＡｂ，Ａｃより小さくなる。ガスケットＧは、方形の外枠部Ｇａと、この外枠部Ｇａ内を上記３個の開口３ａ，３ｂ，３ｃに区画する為の略Ｔ字形の区画枠部Ｇｂ，Ｇｃとよりなり、区画枠部Ｇｂは開口３ａと開口３ｂ及び開口３ｃとの境界を、区画枠部Ｇｃは開口３ｂと開口３ｃとの境界を夫々構成する。

上記外枠部Ｇａ及び区画枠部Ｇｂ，Ｇｃには、上記ボアＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃのシールをより確実なものとする為に、開口３ａ，３ｂ，３ｃの周囲に沿って山形フルビード構造のビード部４（４ａ，４ｂ，４ｃ）が形成されている。このビード部４の形成に伴い反対面（裏面）には凹溝部５（５ａ，５ｂ，５ｃ）が形成されている。即ち、ビード部４ａ及び凹溝部５ａは外枠部Ｇａに沿って各１本が環状に、ビード部４ｂ及び凹溝部５ｂは区画枠部Ｇｂに沿って各４本が、ビード部４ｃ及び凹溝部５ｃは区画枠部Ｇｃに沿って各１本が、夫々形成されている。そして、各４本のビード部４ｂ及び凹溝部５ｂはその両端において、ビード部４ａ及び凹溝部５ａに夫々交差乃至合流し（以下、交差部Ｍ，Ｎと言う）、また、ビード部４ｃ及び凹溝部５ｃは一端において３本のビード部４ｂ及び凹溝部５ｂに夫々交差乃至合流し（以下、交差部Ｏと言う）、更にビード部４ｃ及び凹溝部５ｃは他端においてビード部４ａ及び凹溝部５ａに夫々交差乃至合流し（以下、交差部Ｐと言う）、各ビード部４及び凹溝部５の連続性が維持されている。

上記のような形成態様のビード部４及び凹溝部５を備えたガスケットＧを用いて２種のシール対象部材Ａ，Ｂのシールに用いる場合について説明する。図６及び図７は、シール対象部材Ａ，Ｂのシール対象面にガスケットＧを介装させ、締結一体とした状態を概念的に示している。

図６に示すように、ガスケットＧをシール対象部材Ａのシールに用いた場合、ビード部４ａ及び開口３ａ側の２本のビード部４ｂがボアＡａのシールに関与し、ビード部４ａ、開口３ａ側の２本のビード部４ｂ及びビード部４ｃがボアＡｂ、Ａｃのシールに関与する。従って、区画枠部Ｇｂの一部がボアＡｂ、Ａｃ内に臨み、該区画枠部Ｇｂに形成された反開口３ａ側の２本のビード部４ｂ及び凹溝部５ｂがボアＡｂ、Ａｃ内を流通する流体内に晒されることになる。その為、この流体内に晒された凹溝部５ｂから凹溝部５ａ或いは凹溝部５ｃを通じ、夫々の流体が隣合うボアＡｂ、Ａｃ内に流入する懸念を生じるが、図２及び図５に示すように、交差部Ｍ，Ｎ，Ｏの凹溝部５にはシール材の充填による補助シール部７が設けられているから、この部分で流体の流動が阻止され、凹溝部５を通じた流体の隣合うボアＡｂ、Ａｃ内への流入の懸念が生じなくなる。

また、図７に示すように、ガスケットＧをシール対象部材Ｂのシールに用いた場合、ビード部４ａ及び反開口３ａ側の２本のビード部４ｂがボアＢａのシールに関与し、ビード部４ａ、反開口３ａ側の２本のビード部４ｂ及びビード部４ｃがボアＢｂ、Ｂｃのシールに関与する。従って、区画枠部Ｇｂの一部がボアＢａ内に臨み、該区画枠部Ｇｂに形成された開口３ａ側の２本のビード部４ｂ及び凹溝部５ｂがボアＢａ内を流通する流体内に晒されることになる。その為、この流体内に晒された凹溝部５ｂから凹溝部５ａ或いは凹溝部５ｃにボアＢａ内の流体が流入する懸念を生じるが、図２及び図５に示すように、交差部Ｍ，Ｎ，Ｏの凹溝部５にはシール材の充填による補助シール部７が設けられているから、この部分で流体の流動が阻止され、ボアＢａ内の流体がそのシールに関与しない部位への流入の懸念が生じなくなる。
尚、この例の場合、交差部Ｐでは、シール対象部材Ａ，Ｂのいずれの使用状態においても、この部分のビード部４及び凹溝部５は締結圧縮状態とされ、各ボア内の流体に晒されることがないから、この部分には補助シール部７を設けることを要しない。

このように、図例のガスケットＧは、外形状が同一で形成態様が異なる複数のシール対象ボアＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを備えた２種類のシール対象部材Ａ，Ｂに共用し得るから、これらシール対象部材Ａ，Ｂの組立ラインにおいて生産計画に基づきこれらがランダムにラインに載せられても、夫々に応じたガスケットＧの取付間違いを起こす懸念がなく、またその識別の為の手段を講じる必要もない。しかも、シール材の充填による補助シール部７がビード部４の形成に伴う凹溝部５の交差乃至合流部に設けられているから、この凹溝部５を通じた流体の無用な部位への流入が生じる懸念もない。従って、本ガスケットＧは、２種のシール対象部材Ａ，Ｂに対して好適に共用し得るものとなり、これらシール対象部材Ａ，Ｂの製造に係るコストの低減化にも大きく寄与する。

尚、ガスケットＧの外形状、開口３の形状及び個数や形成態様は図例のものに限定されず、シール対象部材の形状及びシール対象ボアの形成態様に応じて適宜変更し得るものであり、これに応じてビード部４及び凹溝部５の形成態様も適宜設定される。従って、その交差部乃至合流部も種々の態様で生じることになるが、いずれの交差部乃至合流部に補助シール部を設けるべきか否かは、流体の予想される流動経路を勘案して合理的に設定される。また、コンパウンド層２を、金属基板１の両面に積層一体とした例を示しているが、少なくともビード部４が形成される側にのみ積層一体としても良い。更に、図例では、ガスケットＧの外周縁部及び内周縁部は、打抜きにより金属基板１が露出しているが、これら縁部をコンパウンド層２で覆うようにしても良い。加えて、コンパウンド層２の表面にグラファイトのコーティング層を形成すること、或いは密着防止皮膜としてシリコン樹脂のコーティング層を形成することも可能である。

本発明のガスケットの一実施形態を示す概略的平面図である。 同ガスケットの裏面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図２におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。 図２におけるＺ−Ｚ線矢視断面図である。 同ガスケットの使用状態を示す概略的平面図である。 同ガスケットの別の使用状態を示す概略的平面図である。

符号の説明

１ 金属基板
２ コンパウンド層
３（３ａ，３ｂ，３ｃ） 開口
４（４ａ，４ｂ，４ｃ） ビード部
５（５ａ，５ｂ，５ｃ） 凹溝部
７ 補助シール部
Ａ，Ｂ シール対象部材
Ａａ，Ａｂ，Ａｃ シール対象ボア
Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃ シール対象ボア
Ｇ ガスケット

Claims (4)

1. 複数のシール対象ボアを備え、外形状が同一でこれらシール対象ボアの形成態様が異なる複数種のシール対象部材に共用し得るガスケットであって、
   金属基板と、その少なくとも片面に積層一体とされた合成樹脂またはゴム材に繊維材を混合してなるコンパウンド層とよりなり、上記複数のシール対象ボアに対応し且つ形成態様の異なりにも共通化し得るよう形成された複数の開口と、各開口の周囲に複数のシール対象ボアに対応し且つ形成態様の異なりにも共通化し得るよう形成された複数の山形フルビード構造のビード部と、このビード部に沿って反対面に形成された凹溝部とを備え、この凹溝部の上記共通化に伴う交差若しくは合流部分にはゴム材若しくは合成樹脂からなるシール材の充填による補助シール部を設けた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、
   前記シール材の充填による前記補助シール部は、その表面が前記反対面と同一面となるよう設けられていることを特徴とするガスケット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のガスケットにおいて、
   前記シール材はシリコーンゴムからなることを特徴とするガスケット。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のガスケットにおいて、
   前記繊維材が、石綿以外の圧縮性無機繊維及び圧縮性有機繊維からなることを特徴とするガスケット。

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