JP4840361B2

JP4840361B2 - ガスケット

Info

Publication number: JP4840361B2
Application number: JP2007524595A
Authority: JP
Inventors: 共永松本; 孝志中尾; 修司義経; 一記武野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: JPWO2007007612A1; CN101208547A; US20090115138A1; WO2007007612A1; CN101208547B; EP1900981A1; US7938406B2; EP1900981B1; EP1900981A4

Description

本発明は、２部材間の隙間を封止するガスケットに関するものである。

２部材間の隙間を封止するガスケットの従来例について、図１３〜図１５を参照して説明する。図１３は従来例に係るガスケットの平面図である。図１４は従来例に係るガスケットが装着状態を示す模式的断面図である。なお、図１４のうちガスケットについては、図１３のＤＤ断面に相当する。図１５は従来例に係るガスケットにおけるつぶし率とリップ間伸張率との関係を示すグラフである。

図示の従来例に係るガスケット５００は、シリンダーヘッド２００とカムカバー３００との間を封止するために用いられる。このガスケット５００は、カムカバー３００に設けられた溝３０１に装着される。また、ガスケット５００には、胴体部の側面側に一対の突起５０１が所定間隔で複数設けられている。この突起５０１は、溝３０１内でのガスケット５００の座屈や倒れを防止したり、溝３０１からのガスケット５００の抜けを防止したりするために設けられている。なお、図１４においては、突起５０１が設けられていない部分の断面を示しているが、一対の突起５０１は、溝３０１の両側面に当接する。これにより、ガスケット５００は、溝３０１内で位置決めされる。

また、ガスケット５００には、溝３０１への装着側とは反対側に、一対のシールリップ５０２が設けられている。この一対のシールリップ５０２は並行に設けられており、シリンダーヘッド２００に対して密着する。一般的に、ガスケットのシール面の形状は様々であるが、ここで示した従来例のように一対のシールリップを設けたタイプのものは、密封性能を高めるのに適している。

上記のように構成されたガスケット５００は、装着時には、シリンダーヘッド２００とカムカバー３００により、図１４中矢印Ｐ方向に圧縮される。これにより、一対のシールリップ５０２には、図中矢印Ｗ方向にモーメントが作用する。そのため、一対のシールリップ５０２の中央付近（図中矢印Ｘ付近）には、引張応力が作用し、応力が集中する。

この引張応力は、ガスケット５００の曲率半径が小さいほど大きくなり、また、上記一対の突起５０１が設けられている付近よりも、これが設けられていない付近の方が大きくなることを確認している。この点について、以下に説明する。

断面の形状及び大きさが同一で、曲率半径が９．２５ｍｍのもの（図１３に示す形状で外径が１８．５ｍｍのもの），曲率半径が１８．４５ｍｍのもの（図１３に示す形状で外径が３６．９ｍｍのもの）、及び曲率半径が無限大のもの（直線形状のもの）について、ある一定圧力で圧縮したときの一対のシールリップの中央付近（図１４の矢印Ｘ付近）の引張応力は、ＦＥＭ解析によれば、それぞれ１．１ＭＰａ，０．７８ＭＰａ，０．４５ＭＰａであった。

このように曲率半径が小さいほど、引張応力が大きくなる原因は、曲率半径が小さいほど、変形量が大きくなることなどが考えられる。

また、一対の突起５０１が設けられている付近と設けられていない付近を比較した結果は図１５に示す通りである。なお、
横軸のつぶし率（％）＝（つぶし代÷圧縮前の高さ）×１００
＝｛（圧縮前の高さ−溝の深さ）÷圧縮前の高さ｝×１００
であり、
縦軸のリップ間伸張率（％）＝｛（圧縮時のリップ間距離−圧縮前のリップ間距離）÷圧縮前のリップ間距離｝×１００
である。

また、図１５に示すグラフにおいては、突起５０１が設けられていない付近（隣接する一対の突起５０１の中央付近（例えば、図１３のＤＤ断面付近））Ｚ１と、一対の突起５０１が設けられている付近Ｚ３について、それぞれ室温環境下の場合と１５０℃の環境下の場合を解析したものを示している。

以上のことから、曲率半径が小さく（例えば、図１３に示すような円形のガスケットで、外径が約３０ｍｍ以下のもの）、一対の突起５０１が設けられていない付近では、一対のシールリップの中央付近の応力集中が大きくなり、亀裂などが入ることがあった。このような亀裂が入ったからといって、直ちに密封流体の漏れが発生するというわけではないが、密封性能や耐久性が低下するおそれがあるため、このような亀裂の発生は望ましくない。
特開平１１−２４８００２号公報特開２００３−２４０１２２号公報特開２００３−２６９６１３号公報

本発明の目的は、シールリップ間に亀裂が発生することを抑制し、密封性能の向上を図ったガスケットを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のガスケットは、
２部材のうちの一方の部材に設けられた溝に装着されて、前記２部材間の隙間を封止するガスケットにおいて、
前記２部材のうちの他方に密着すると共に、前記２部材によりガスケットが圧縮された場合に、それぞれの先端が互いに離れる方向にモーメントが作用するように構成された、並行に設けられる一対のシールリップと、
一対のシールリップ間に設けられ、それぞれのシールリップに接続して、接続されている付近でシールリップ間の間隔を保持する複数の接続部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、接続部により接続している付近で、シールリップ間の間隔を保持させることによって、装着時においてシールリップの変形を抑制することができる。

ガスケットの側面側には、前記溝の両側面に当接する一対の突起が複数設けられており、
前記接続部は、隣り合う一対の突起間の中間部に設けられているとよい。

これにより、最もシールリップが変形しやすい付近で、シールリップの変形を抑制することができる。

前記接続部は、前記２部材のうちの他方に密着する平面部を有しており、
該平面部と前記一対のシールリップ先端は同一面上にあるとよい。

これにより、シールリップの変形をより確実に抑制できる。

前記接続部の横幅は、一対のシールリップ間の間隔以上であるとよい。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、シールリップの変形を抑制することにより、シールリップ間の応力集中を抑制できる。これにより、シールリップ間に亀裂が発生することを抑制し、密封性能の向上を図ることができる。

図１はガスケット装着前の様子を示す部品展開斜視図である。図２は本発明の実施例に係るガスケットの平面図である。図３は本発明の実施例に係るガスケットの底面図である。図４は本発明の実施例に係る第１ガスケットの平面図である。図５は本発明の実施例に係る第１ガスケットの底面図である。図６は図４，５におけるＡＡ断面図である。図７は図４，５におけるＢＢ断面図である。図８は図４，５におけるＣＣ断面図である。図９はガスケットの装着途中の様子を示す模式的断面図である。図１０はガスケットの装着状態を示す模式的断面図である。図１１はガスケットの装着状態を示す模式的断面図である。図１２はつぶし率に対するリップ間伸張率の関係について、従来例と本実施例を比較したグラフである。図１３は従来例に係るガスケットの平面図である。図１４は従来例に係るガスケットが装着状態を示す模式的断面図である。図１５は従来例に係るガスケットにおけるつぶし率とリップ間伸張率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０第１ガスケット
１１胴体部
１２平板部
１３シールリップ
１４突起
１５接続部
２０第２ガスケット
３０第３ガスケット
４０連結部
１００ガスケット
２００シリンダーヘッド
２０１端面
３００カムカバー
３０１溝
３０２端面

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１〜図１２を参照して、本発明の実施例に係るガスケットについて説明する。

＜ガスケット全体＞
特に、図１〜図３を参照して、ガスケット全体について説明する。図１はガスケット装着前の様子を示す部品展開斜視図である。図２は本発明の実施例に係るガスケットの平面図である。図３は本発明の実施例に係るガスケットの底面図である。

本実施例に係るガスケット１００は、シリンダーヘッド２００とカムカバー３００との間を封止するために用いられる。なお、図１においては、シリンダーヘッド２００内に配置される各種部品については省略している。

また、ガスケット１００は、イグニションコイルボルト部分を封止するための第１ガスケット１０と、イグニションコイル部分を封止するための第２ガスケット２０と、シリンダーヘッド２００とカムカバー３００の外枠部分を封止するための第３ガスケット３０と、これらを連結するための連結部４０とを備えている。第１ガスケット１０，第２ガスケット２０，第３ガスケット３０及び連結部４０は一体的に成形されており、ガスケット１００は１部品として構成されている。

ここで、第２ガスケット２０については比較的外径が大きく、第３ガスケット３０については大部分が直線的であり曲がった部分の曲率半径も大きいため、一対のシールリップ間に大きな応力集中が発生することはない。これに対して、第１ガスケット１０は外径が小さいことから、一対のシールリップ間に応力が集中し易い。そこで、本実施例に係るガスケット１００では、この応力集中を抑制するように構成されている。この点について、以下に詳細に説明する。

＜第１ガスケットの詳細＞
特に、図４〜図１１を参照して、第１ガスケット１０について詳細に説明する。図４は本発明の実施例に係る第１ガスケットの平面図である。図５は本発明の実施例に係る第１ガスケットの底面図である。なお、図４，５においては第１ガスケット１０の部分のみを示しており、連結部４０については示していない。図６は図４，５におけるＡＡ断面図である。図７は図４，５におけるＢＢ断面図である。図８は図４，５におけるＣＣ断面図である。図９はガスケットの装着途中の様子を示す模式的断面図である。なお、図９中の第１ガスケットの断面図は図６に示す断面図に相当する。図１０及び図１１はガスケットの装着状態を示す模式的断面図である。なお、図１０中の第１ガスケットの断面図は図７に示す断面図に相当し、図１１中の第１ガスケットの断面図は図８に示す断面図に相当する。

第１ガスケット１０は、胴体部１１と、胴体部１１の一端側に設けられる平板部１２と、平板部１２における胴体部１１とは反対側の面に、並行に設けられる一対のシールリップ１３とを備えている。また、第１ガスケット１０には、胴体部１１の側面側に一対の突起１４が一定間隔で複数（本実施例では６箇）設けられている。更に、第１ガスケット１０には、隣り合う一対の突起１４間の中央部に、一対のシールリップ１３を接続する接続部１５がそれぞれ設けられている。

なお、図６，図９は、突起１４も接続部１５もない部分の断面図を示しており、図７，図１０は、突起１４の部分の断面図を示しており、図８，図１１は、接続部１５の部分の断面図を示している。

胴体部１１は、カムカバー３００に設けられたイグニションコイルボルト用の溝３０１に装着される。溝３０１に装着された胴体部１１は、その先端が溝３０１の底面に密着する。平板部１２は、胴体部１１の両側に突出した部分が、カムカバー３００の端面３０２と、シリンダーヘッド２００の端面２０１との間に挟み込まれるように配置される。一対のシールリップ１３は、シリンダーヘッド２００の端面２０１に密着する。なお、一対のシールリップ１３は、ガスケット１０の周囲に沿って全周に設けられている。

一対の突起１４は、溝３０１の両側面に当接する。これにより、第１ガスケット１０が、溝３０１内で座屈したり倒れたりすることが防止されると共に、第１ガスケット１０が溝３０１から簡単に抜けてしまうことが防止される。

接続部１５は、その表面が平面で構成されており、この平面部とシールリップ１３の先端は同一面上にあるように構成されている。従って、この接続部１５の平面部は、シリンダーヘッド２００の端面２０１に密着する。また、接続部１５の幅をＬ，一対のシールリップ１３間の距離をＭとすると（図５参照）、Ｌ≧Ｍとなるように構成されている。これにより、接続部１５の強度は十分なものとなり、装着時（圧縮時）においても、接続部１５により接続された付近において、一対のシールリップ１３間の間隔が変化しないように保持される。

＜本実施例に係る第１ガスケットの優れている点＞
本実施例に係る第１ガスケット１０においても、接続部１５が設けられていない部分については、図９に示すように、第１ガスケット１０は、装着時にシリンダーヘッド２００とカムカバー３００により、図９中矢印Ｐ方向に圧縮され、一対のシールリップ１３には、図中矢印Ｗ方向にモーメントが作用する。しかしながら、本実施例に係る第１ガスケット１０においては、上記の通り、接続部１５によって接続された付近では、一対のシールリップ１３間の間隔が変化しないように保持される。この接続部１５は一定の間隔で複数（６個）設けられており、シールリップ１３は、複数の部分で変形が抑制される。そのため、シールリップ１３全体の変形も抑制される。従って、一対のシールリップ１３間の応力集中を抑制でき、シールリップ１３間に亀裂が生じてしまうことを抑制できる。

また、接続部１５の表面は、シールリップ１３の先端と同一面となる平面で構成されているので、接続部１５の部分では、一対のシールリップ１３間の部分に相当する付近に応力が集中することもない。そして、この接続部１５は、最もシールリップ１３が変形し易い、隣り合う一対の突起１４間の中央部に設けられているので、効果的にシールリップ１３の変形を抑制することができる。また、接続部１５の幅Ｌは、一対のシールリップ１３間の距離Ｍ以上であることから、接続部１５の強度は十分高く、接続部１５により接続された付近において、一対のシールリップ１３の間隔をより確実に変化しないようにすることができる。

なお、図１２はつぶし率に対するリップ間伸張率の関係について、従来例と本実施例を比較したグラフである。図中Ｚ１は、接続部を備えていないガスケット（従来例）において、装着時に最も伸張する付近（一対の突起の中央付近）について解析したものを示し、Ｚ２は、接続部を備えたガスケット（本実施例）において、装着時に最も伸張する付近（接続部１５と突起１４との間の中央付近）について解析したものを示している。このグラフから、接続部１５を設けることで伸張率を低減させることができ、シールリップ１３の変形を抑制することができることが分かる。

＜その他＞
上記実施例では、３種類のガスケット（第１ガスケット１０，第２ガスケット２０，第３ガスケット３０）を連結部により一体成形されたものを例にして説明したが、本発明は、これらのガスケットが個別のものについても適用できることは言うまでもない。

また、上記実施例では、シリンダーヘッドとカムカバーとの間の隙間をシールするガスケットを例にして説明したが、ガスケットが適用される部分はこれに限られるものではない。本発明のガスケットは、自動車及びその補機，一般産業機器，家電機器など各種装置等に適用可能である。

また、上記実施例では、ガスケットの形状が円形で、かつ、外径の小さなものに接続部を設ける場合を例にして説明したが、本発明が適用可能なガスケットの形状は、これに限定されるものではない。曲率半径が小さなものに特に効果的であるが、シールリップが変形しやすいものに対しては、曲率半径の大小に関係なく、効果が発揮される。

Claims

２部材のうちの一方の部材に設けられた溝に装着されて、前記２部材間の隙間を封止するガスケットにおいて、
前記２部材のうちの他方に密着すると共に、前記２部材によりガスケットが圧縮された場合に、それぞれの先端が互いに離れる方向にモーメントが作用するように構成された、並行に設けられる一対のシールリップと、
一対のシールリップ間に設けられ、それぞれのシールリップに接続して、接続されている付近でシールリップ間の間隔を保持する複数の接続部と、を備えることを特徴とするガスケット。
２部材のうちの一方の部材に設けられた溝に装着されて、前記２部材間の隙間を封止するガスケットにおいて、
前記２部材のうちの他方に密着すると共に、並行に設けられる一対のシールリップと、
一対のシールリップ間に設けられ、それぞれのシールリップに接続して、接続されている付近でシールリップ間の間隔を保持する複数の接続部と、を備え、
ガスケットの側面側には、前記溝の両側面に当接する一対の突起が複数設けられており、
前記接続部は、隣り合う一対の突起間の中間部に設けられていることを特徴とするガスケット。
前記接続部は、前記２部材のうちの他方に密着する平面部を有しており、
該平面部と前記一対のシールリップ先端は同一面上にあることを特徴とする請求項１または２に記載のガスケット。
前記接続部の横幅は、一対のシールリップ間の間隔以上であることを特徴とする請求項１，２または３に記載のガスケット。