JP5450575B2 - Gasket with beads - Google Patents
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Description
本発明は、二つの部材間に挟持されるガスケットが、第1、第2平坦面間に形成されて前記二つの部材の一方側に突出するビードを有するビード付きガスケットに関する。 The present invention relates to a beaded gasket in which a gasket sandwiched between two members has a bead that is formed between first and second flat surfaces and protrudes to one side of the two members.
ガスケットに畝状のビードを形成することでシール性を高めるものにおいて、ビードの横断面形状を台形状としたものが、下記特許文献1により公知である。
また特許文献1の断面台形状のビードの上底部分を円弧に変えたものが、下記特許文献2により公知である。
In addition,
また特許文献1の断面台形状のビードの上底部分を三角形に変え、台形の二つの脚部の傾斜角よりも三角形の二辺の傾斜角を大きくすることで、三角形の部分を上向きに尖らせたものが、下記特許文献3により公知である。
Further, the upper base portion of the trapezoidal bead of
ところで上記特許文献1に記載されたものは、[発明を実施するための形態]の欄で詳述するように、ガスケットに圧縮力が作用すると台形状のビードの上底部分が下向きに中折れしてしまい、その上底部の両端だけが二つの部材の一方に接触する。そのため、高圧縮時にはシール機能を発揮する接触面の幅が小さくなる。
By the way, as described in detail in the section “Description of Embodiments”, the above-described
また上記特許文献2に記載されたものは、[発明を実施するための形態]の欄で詳述するように、ガスケットに圧縮力が作用しても、ビードの円弧状部分がアーチとして機能して高い剛性を発揮するため、その部分が潰れ難くなって二つの部材の一方に小さい接触面で当接する。そのため、ガスケットを圧縮してもシール機能を発揮する接触面の幅が小さいまま、大きくならない。
Further, as described in detail in the section “Description of Embodiments”, the above-described
また上記特許文献3に記載されたものは、ガスケットに圧縮力が作用すると剛性の低いビードの台形部分が変形し易く、剛性の高いビードの三角形部分が変形し難いため、三角形部分の頂点だけが二つの部材の一方に当接する。そのため、ガスケットを圧縮しても、シール機能を発揮する接触面の幅が小さいまま、大きくならない。 In addition, since the trapezoidal portion of the bead with low rigidity is easily deformed and the triangular portion of the bead with high rigidity is difficult to deform when the compression force is applied to the gasket, only the vertex of the triangular portion is described in Patent Document 3 described above. It abuts on one of the two members. Therefore, even if the gasket is compressed, the width of the contact surface that exhibits the sealing function remains small and does not increase.
ガスケットの接触幅が小さいと、例えば、被シール面に傷や鋳造時の鋳巣が存在するような場合に、傷や鋳巣の径がガスケットの接触幅を超えてしまってシール性が損なわれる可能性がある。また薄肉の部材の被シール面をボルトで締結するような場合には、ボルトの座面の近傍と座面間とでガスケットの圧縮ストロークが異なることがある。そのような場合においても部材間をシールするためには、ガスケットの圧縮初期(低圧縮時)から高圧縮時まで安定して広い接触幅を得る必要がある。 If the contact width of the gasket is small, for example, if the surface to be sealed has scratches or a casting hole in the casting, the scratch or the diameter of the casting hole exceeds the contact width of the gasket and the sealing performance is impaired. there is a possibility. Further, when the surface to be sealed of a thin member is fastened with a bolt, the compression stroke of the gasket may be different between the vicinity of the seat surface of the bolt and between the seat surfaces. Even in such a case, in order to seal between the members, it is necessary to stably obtain a wide contact width from the compression initial stage (at the time of low compression) to the time of high compression.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、二つの部材間に挟持されるガスケットにおいて、圧縮初期から高圧縮時まで安定して広い接触幅を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to stably obtain a wide contact width from the initial compression stage to the high compression stage in a gasket sandwiched between two members.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、二つの部材間に挟持されるガスケットが、第1、第2平坦面間に形成されて前記二つの部材の一方側に突出するビードを有するビード付きガスケットであって、前記ビードは、その横断面で見て前記第1、第2平坦面からそれぞれ第1、第2屈曲部を介して屈曲する各々平坦な第1、第2ビード面と、同横断面で見て前記第1、第2ビード面からそれぞれ第3、第4屈曲部を介して屈曲して第5屈曲部において相互に接続する各々平坦な第3、第4ビード面とを備え、前記第1屈曲部における前記第1ビード面の前記第1、第2平坦面に対する傾斜角は、前記第3屈曲部における前記第3ビード面の前記第1、第2平坦面に対する傾斜角よりも大きく、前記第2屈曲部における前記第2ビード面の前記第1、第2平坦面に対する傾斜角は、前記第4屈曲部における前記第4ビード面の前記第1、第2平坦面に対する傾斜角よりも大きく、前記四つの傾斜角は何れも鋭角であることを特徴とするビード付きガスケットが提案される。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a gasket sandwiched between two members is formed between the first and second flat surfaces, and one side of the two members. a beaded gasket having a projecting bead, the bead, the first seen in the cross section, a first respectively a second flat surface, each flat first bending through a
請求項1の構成によれば、ガスケットの第1、第2平坦面間に形成された畝状のビードは、第1〜第5屈曲部で接続された第1〜第4ビード面で構成される。ビードの第5屈曲部を一方の部材で他方の部材に向けて圧縮したとき、傾斜角が大きい第1、第2屈曲部の曲げ剛性は傾斜角が小さい第3、第4屈曲部の曲げ剛性よりも高いため、曲げ剛性が低い第3、第4屈曲部が先に押し曲げられて、第3、第4ビード面が平坦になる。ここから更に圧縮していっても、第5屈曲部は元々上向きに凸に屈曲しているため、その第5屈曲部が下向きに凸に中折れして一方の部材から離れることが防止され、第3、第4ビード面が全域で一方の部材に接触し続ける。これにより、ガスケットの圧縮初期から高圧縮時まで安定して広い接触幅を得ることができる。
According to the structure of
以下、図1〜図4に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、自動車のトランスミッションのミッションケース11のフランジ11aと、オイルパン12のフランジ12aとの間に金属製のガスケットGが挟持されており、このガスケットGによりオイルパン12内のオイルが外部に漏出しないようにシールされる。
As shown in FIG. 1, a metal gasket G is sandwiched between a
図2はガスケットGの横断面の形状を示すもので、荷重が加わらない自由状態にあるガスケットGは、第1平坦面13Aおよび第2平坦面13Bの間に、各々が平面状の第1ビード面14A、第2ビード面14B、第3ビード面14Cおよび第4ビード面14Dからなる畝状のビード15を備える。第1平坦面13Aおよび第1ビード面14Aの境界となる第1屈曲部16Aは傾斜角θ1で屈曲し、第2平坦面13Bおよび第2ビード面14Bの境界となる第2屈曲部16Bは傾斜角θ2で屈曲し、第1ビード1面4Aおよび第3ビード面14Cの境界となる第3屈曲部16Cは傾斜角θCで屈曲し、第2ビード面14Bおよび第4ビード面14Dの境界となる第4屈曲部16Dは傾斜角θDで屈曲し、第3ビード面14Cおよび第4ビード面14Dの境界となる第5屈曲部16Eは頂角θEで屈曲する。
FIG. 2 shows the shape of the cross section of the gasket G. The gasket G in a free state where no load is applied is a first bead having a planar shape between the first
尚、本明細書における傾斜角θA〜θDとは、第1、第2平坦面13A,13Bに対する傾斜角度として定義される。実施の形態のビード15は、第5屈曲部16Eを通って第1、第2平坦面13A,13Bに直交する平面に対して左右対称形状であり、従ってθA=θB、かつθC=θDである。
Note that the inclination angle θA~θD herein, is defined as an inclined angle against the first and second
ビード15はガスケットGの片面側に突出するもので、第1屈曲部16Aの傾斜角θAは第3屈曲部16Cの傾斜角θCよりも大きく設定され(θA>θC)、かつ第2屈曲部16Bの傾斜角θBは第4屈曲部16Dの傾斜角θDよりも大きく設定される(θB>θD)。また傾斜角θA,θB,θC,θDは何れも鋭角とされる。従って、第1平坦面13Aおよび第2平坦面13Bを結ぶ仮想的な面と、第1〜第4ビード面14A〜14Dとは、ビード15の横断面において第1〜第5屈曲部16A〜16Eを頂点とする凸五角形を構成する。
The
図3のグラフは、実施の形態のガスケットGと、比較例1のガスケットGと、比較例2のガスケットGとを2枚の部材の間に挟んで圧縮したときの、圧縮ストローク(横軸)と接触幅(縦軸)との関係を示すものである。接触幅とは、ガスケットGのビード15が圧縮されて一方の部材に密着する部分の幅であり、広い圧縮ストロークの範囲で接触幅が大きいほどガスケットGのシール性が高いと判断される。
The graph of FIG. 3 shows the compression stroke (horizontal axis) when the gasket G of the embodiment, the gasket G of the comparative example 1, and the gasket G of the comparative example 2 are sandwiched and compressed between two members. And the contact width (vertical axis). The contact width is a width of a portion where the
比較例1のガスケットGのビード15は図4(B)に示すもので、上記特許文献2に記載されたものに相当する。比較例2のガスケットGのビード15は図4(C)に示すもので、上記特許文献1に記載されたものに相当する。
The
図3の表から明らかなように、実施の形態、比較例1および比較例2のテストピースは、それらの高さ、幅、上部高さ、上部幅、傾斜角θ1,θ2および傾斜角θ3,θ4が揃えられており、実施の形態に対する比較例1の相違点は、実施の形態の第3ビード面14Cおよび第4ビード面14Dが比較例1では円弧に変更された点であり、実施の形態に対する比較例2の相違点は、実施の形態の第3ビード面14Cおよび第4ビード面14Dが比較例1では一つの平面に変更された点である。
As is apparent from the table of FIG. 3, the test pieces of the embodiment, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 have their height, width, upper height, upper width, inclination angles θ1, θ2 and inclination angles θ3. The difference between the first comparative example and the embodiment is that the
図3のグラフから明らかなように、実施の形態のガスケットGは、圧縮ストロークが80μm〜220μmの広い領域で3mm〜4mmの広い接触幅を得ることができる。その理由は、図4(A)に示すように、ガスケットGの第5屈曲部16Eを上側の部材で下向きに圧縮したとき、傾斜角θA,θBが大きい第1、第2屈曲部16A,16Bの曲げ剛性は傾斜角θC,θDが小さい第3、第4屈曲部16C,16Dの曲げ剛性よりも高いため、曲げ剛性が低い第3、第4屈曲部16C,16Dが先に押し曲げられて、第3、第4ビード面14C,14Dが平坦に変形する。ここから更に圧縮していっても、第5屈曲部16Eは元々上向きに凸に屈曲しているため、その第5屈曲部16Eが下向きに凸に中折れして上側の部材から離れることが防止され、第3、第4ビード面14C,14Dが全域で上側の部材に接触して広い接触面を構成するからである。
As is clear from the graph of FIG. 3, the gasket G of the embodiment can obtain a wide contact width of 3 mm to 4 mm in a wide region where the compression stroke is 80 μm to 220 μm. The reason is that, as shown in FIG. 4A, when the
一方、比較例1のガスケットGは、圧縮ストロークの増加に伴って接触幅が緩やかに増加するが、圧縮ストロークが220μmに達した時点でも僅かに1mm強の接触幅しか得られない。その理由は、図4(B)に示すように、ビード15の円弧状の部分はアーチ構造になって上からの荷重に対して極めて高い剛性を示すため、圧縮ストロークが増加しても円弧形状が保持されて上側の部材に狭い面積で接触するためである。
On the other hand, the gasket G of Comparative Example 1 gradually increases in contact width as the compression stroke increases, but only a contact width of slightly over 1 mm can be obtained even when the compression stroke reaches 220 μm. The reason for this is that, as shown in FIG. 4B, the arc-shaped portion of the
また、比較例2のガスケットGは、圧縮ストロークが70μmの近傍で3mmの接触幅が得られるが、圧縮ストロークがそれ以上大きい領域では接触幅が1mm程度まで大幅に減少してしまう。その理由は、図4(C)に示すように、ビード15の頂部の平坦面は剛性が極めて低いため、上側の部材に押圧されたときに下向きに簡単に中折れしてしまい、第1、第2ビード面14A,14Bの上端の第3、第4屈曲部16C,16Dの近傍に分離した二つの小さい接触部が形成される。比較例2のものは、中折れした頂部の平坦面が下側の部材に当接して新たな接触面を構成する。
Further, the gasket G of Comparative Example 2 has a contact width of 3 mm in the vicinity of the compression stroke of 70 μm, but in a region where the compression stroke is larger than that, the contact width is greatly reduced to about 1 mm. The reason for this is that, as shown in FIG. 4C, the flat surface of the top of the
ガスケットGと下側の部材との間に形成される接触部は、実施の形態、比較例1および比較例2で大差はなく、第1、第2平坦面平坦面13A,13Bと第1、第2ビード面14A,14Bとの境界の第1、第2屈曲部16A,16Bの近傍に二つの小さい接触部が形成されるだけである。
The contact portion formed between the gasket G and the lower member is not much different between the embodiment, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and the first and second
また圧縮ストロークが220μmを超えると、実施の形態、比較例1および比較例2の何れのものも接触幅が急激に増加するが、それはガスケットGのビード15が完全に潰れるためであり、ビード15の形状は意味をなさなくなる。このような圧縮ストロークの領域では、ビード15の弾性が失われてシール機能が低下するために使用することができない。
Further, when the compression stroke exceeds 220 μm, the contact width of any of the embodiment, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 increases abruptly because the
ガスケットGを、例えばミッションケース11のフランジ11aおよびオイルパン12のフランジ12a間に挟持してボルトで締結するとき、ボルトの近傍では軸力が強まって圧縮ストロークが増加し、ボルトから離れた位置では軸力が弱まって圧縮ストロークが減少するため、圧縮ストロークの大きさはガスケットGの各部で不均一になる。しかしながら本実施の形態によれば、圧縮ストロークが80μm〜220μmの広い領域で3mm以上の広い接触幅を得ることができるので、ボルトの位置とは無関係にガスケットGの全周に亙って高いシール性を発揮させることができる。
For example, when the gasket G is sandwiched between the
例えば、従来のガスケットでは、ワークのフランジに鋳造時の巣や機械加工時等の傷による凹部11b(図1参照)が存在する場合、凹部11bの径がガスケットGのビード15の接触幅を超えるとシール性が著しく低下してしまっていた。しかしながら本実施の形態によれば、ガスケットGのビード15が、圧縮初期から高圧縮時まで、極めて広い接触幅を有するため、従来ならシール性が低下してしまうような凹部11bが存在しても、高いシール性を発揮させることができる。
For example, in the case of a conventional gasket, when the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明のビード付きガスケットは、ミッションケース11およびオイルパン12間のシールに使用するものに限定されず、任意の場所に使用することができる。
For example, the gasket with a bead of the present invention is not limited to the one used for sealing between the
また実施の形態では傾斜角θA=傾斜角θBかつ傾斜角θC=傾斜角θDに設定しているが.傾斜角θA≠傾斜角θBあるいは傾斜角θC≠傾斜角θDであっても良い。つまり、ビード15の横断面形状は、第5屈曲部16Eを通って第1、第2平坦面13A,13Bに直交する平面に対して必ずしも対称である必要はない。
In the embodiment, the inclination angle θA = the inclination angle θB and the inclination angle θC = the inclination angle θD are set. Inclination angle θA ≠ inclination angle θB or inclination angle θC ≠ inclination angle θD. That is, the cross-sectional shape of the
11 ミッションケース(部材)
12 オイルパン(部材)
13A 第1平坦面
13B 第2平坦面
14A 第1ビード面
14B 第2ビード面
14C 第3ビード面
14D 第4ビード面
15 ビード
16A 第1屈曲部
16B 第2屈曲部
16C 第3屈曲部
16D 第4屈曲部
16E 第5屈曲部
θA 第1屈曲部における傾斜角
θB 第2屈曲部における傾斜角
θC 第3屈曲部における傾斜角
θD 第4屈曲部における傾斜角
G ガスケット
11 Mission case
12 Oil pan (member)
13A 1st
Claims (1)
前記ビード(15)は、その横断面で見て前記第1、第2平坦面(13A,13B)からそれぞれ第1、第2屈曲部(16A,16B)を介して屈曲する各々平坦な第1、第2ビード面(14A,14B)と、同横断面で見て前記第1、第2ビード面(14A,14B)からそれぞれ第3、第4屈曲部(16C,16D)を介して屈曲して第5屈曲部(16E)において相互に接続する各々平坦な第3、第4ビード面(14C,14D)とを備え、
前記第1屈曲部(16A)における前記第1ビード面(14A)の前記第1、第2平坦面(13A,13B)に対する傾斜角(θA)は、前記第3屈曲部(16C)における前記第3ビード面(14C)の前記第1、第2平坦面(13A,13B)に対する傾斜角(θC)よりも大きく、
前記第2屈曲部(16B)における前記第2ビード面(14B)の前記第1、第2平坦面(13A,13B)に対する傾斜角(θB)は、前記第4屈曲部(16D)における前記第4ビード面(14D)の前記第1、第2平坦面(13A,13B)に対する傾斜角(θD)よりも大きく、
前記四つの傾斜角(θA,θB,θC,θd)は何れも鋭角であることを特徴とするビード付きガスケット。 A gasket (G) sandwiched between the two members (11, 12) is formed between the first and second flat surfaces (13A, 13B) and protrudes to one side of the two members (11, 12). A beaded gasket having a bead (15) that comprises:
Said bead (15), the first seen in the cross section, a second flat surface (13A, 13B) first, respectively from the second bent portion (16A, 16B) each planar first bending through the second bead surface and (14A, 14B), is bent through the first look at the same cross section, the second bead surface (14A, 14B) respectively from the third and fourth bent portion (16C, 16D) And third flat and fourth bead surfaces (14C, 14D) connected to each other at the fifth bent portion (16E),
The first of said first bent portion and the at (16A) first bead surface (14A), the inclination angle against the second flat surface (13A, 13B) (θA), the in the third bent portion (16C) the first third bead surface (14C), a second flat surface (13A, 13B) to be larger than the inclination angle (.theta.C) against,
Said first of said second bead surface in the second bent portion (16B) (14B), the inclination angle against the second flat surface (13A, 13B) (θB), said in the fourth bent portion (16D) the first fourth bead surface (14D), a second flat surface (13A, 13B) to be larger than the inclination angle (theta] D) against,
A gasket with a bead characterized in that all of the four inclination angles (θA, θB, θC, θd) are acute angles.
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