JP6395491B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、シール対象の２部材の一方の部材に形成された環状溝に嵌め入れられた状態で当該２部材間をシールする弾性体製のガスケットに関し、例えば、エンジンのシリンダヘッドとヘッドカバーとの間に介在されるガスケットに関する。

前記のようなシール対象の２部材の間に介在されるガスケットは、ゴム等の弾性部材からなり、一方の部材に形成された環状溝に嵌め入れられた状態で他方の部材との間に圧縮状態で介在される（特許文献１〜特許文献３参照）。このようなガスケットと環状溝とは、圧縮時の弾性変形に伴うガスケットの逃げ代を確保するため、ガスケットが環状溝に対して遊びをもって嵌め入れられるような幅寸法に設計される。そのため、当該２部材の組立て過程で、ガスケットを一方の部材の環状溝に嵌め入れて他方の部材に合体させる際、ガスケットが脱落することがあり、これが組立て作業の効率を低下させる一要因となる。また、２部材を締結させる過程で、ガスケットが横倒れして、正常な圧縮状態とならず、シール性能が充分に発揮されなくなることもある。特許文献１〜３に記載されたガスケットは、このような脱落や横倒れを防止するための構造を備えている。

特許文献１には、ヘッドカバーの嵌合溝（環状溝）に嵌挿されるシールラバー（ガスケット）であって、このガスケットの側部に歯形状の係止溝を備えた凸部を形成して、嵌合溝に嵌挿させる際のガスケットの姿勢保持、脱落及びずれ防止を図ることが記載されている。また、特許文献２には、環状のガスケット本体の側部に、倒防止凸部を形成し、この倒防止凸部の凸部面に脱落防止用の小突起部を形成したガスケットが記載されている。さらに、特許文献３には、ガスケットの姿勢を安定させる（倒れを防止する）突出部をガスケットの長手方向に連続して設け、この突出部に長手方向に間隔を空けて複数の脱落防止用の複数の突起を設けたガスケットが記載されている。

実開昭６２−７５２６２号公報 特許第３３１０５４７号公報 特許第５１７３７３２号公報

ところで、前記特許文献１に示されたガスケットの場合、各凸部間の部分では、嵌合溝との隙間が大きいため、倒れ防止機能は左程発揮されないものと考えられる。凸部を増やして凸部間を狭めると、係止溝に対する組付け性が低下することが予想される。また、特許文献２に示されたガスケットの場合、各倒防止凸部には１個の脱落防止用の小突起部を形成し（形成していないものもある）ているが、取付溝（環状溝）の溝壁に対して倒防止凸部毎に１点の点接触となるため、ガスケットの組付状態が不安定となることが懸念される。この場合、小突起部を環状溝の周方向に沿った線接触となるような長さのあるものにすると、取付溝に対する嵌合力大きくなり、組付け性が低下することになる。さらに、特許文献３に示されたガスケットの場合、倒れを防止するための突出部がガスケットの長手方向（周方向）に連続して設けられているから、圧縮時の弾性変形に伴うガスケットの環状溝内での逃げ代が少なくなる懸念がある。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、環状溝に対する組付け性が良く、安定した倒れ防止機能及び脱落防止機能を備えたガスケットを提供することを目的としている。

本発明に係るガスケットは、シール対象の２部材の一方の部材に形成された環状溝に嵌め入れられた状態で前記２部材間に介在されて当該２部材間をシールする弾性体製のガスケットであって、環状のガスケット本体と、前記ガスケット本体の側部に周方向に沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体の幅方向に隆起するよう形成された複数の隆起部と、前記隆起部の隆起面に周方向に沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体の幅方向に突出するよう形成された複数の小突起部とを備え、前記環状溝に嵌め入れられた状態では、前記小突起部が当該環状溝の溝壁に弾接するよう構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガスケット本体の幅方向に隆起するよう形成された複数の隆起部が、当該ガスケットを環状溝に嵌め入れて前記２部材間に介在させる際に、ガスケットの倒れ防止機能を奏する。また、当該ガスケットが環状溝に嵌め入れられた状態では、小突起部が環状溝の溝壁に弾接するよう構成されているから、この弾接力により環状溝からのガスケットの脱落が防止される。しかも、複数の小突起部が、各隆起部の隆起面に周方向に沿って間隔を空けて形成されているから、隆起部毎に周方向の複数個所で小突起が溝壁に弾接することになり、これによって、脱落防止が安定的になされる。特に、複数の小突起部の溝壁に対する弾接は、接触面積が左程増大することなくなされ、そのため、前記嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず、組付け性も良好となる。

また本発明は、前記ガスケット本体の幅寸法及び前記隆起部の隆起高さ寸法の合計が前記環状溝の溝幅寸法より小さく、且つ、前記ガスケット本体の幅寸法、前記隆起部の隆起高さ寸法及び前記小突起部の突出高さ寸法の合計が前記環状溝の溝幅寸法より大とされていることを特徴とする。 本発明によれば、ガスケット本体の幅寸法及び前記隆起部の隆起高さ寸法の合計が前記環状溝の溝幅寸法より小さいから、ガスケットを環状溝に嵌め入れて組付ける際の組付け性が良好である。また、ガスケット本体の幅寸法、前記隆起部の隆起高さ寸法及び前記小突起部の突出高さ寸法の合計が環状溝の溝幅寸法より大とされているから、ガスケットが環状溝に嵌め入れられる際に小突起部の弾性変形を伴い溝壁に弾接するから、ガスケットの環状溝からの脱落が防止される。

本発明において、前記小突起部は、横断面形状が略半円形状で前記環状溝の深さ方向に延びる直状体であっても良い。
本発明によれば、小突起部が環状溝の深さ方向に延びる直状体であるから、脱落防止機能がより効果的に発揮される。また、小突起部を介した隆起部の倒れ防止機能もより効果的に発揮される。さらに、小突起部の横断面形状が半円形状であるから、溝壁に対する弾接が環状溝の深さ方向に沿って略線接触でなされるため、当該ガスケットの環状溝に対する嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず組付け性が悪くなることもない。

本発明において、前記小突起部は、略半円球形状であっても良い。
本発明によれば、小突起部が略半円球形状であるから、環状溝の溝壁に対する弾接が略点接触でなされ、そのため、当該ガスケットの環状溝に対する嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず組付け性が悪くなることもない。また、隆起部毎の複数の小突起部の前記溝壁に対する点接触の弾接が周方向に間隔を空けてなされるから、組付け状態が安定化され、倒れ及び脱落防止機能が的確に発揮される。
この場合、前記複数の小突起部は、周方向に沿って千鳥状に配列されていてもよい。
これによれば、隆起部の隆起面には前記深さ方向にも幅を持った状態で小突起部が存在することになるから、当該複数の小突起部の環状溝の溝壁に対する略点接触の弾接が２次元的になされ、組付け状態がより安定化され、倒れ及び脱落防止機能がより的確に発揮される。

本発明において、前記複数の隆起部は、前記ガスケット本体の両側部に形成されていても良い。この場合、前記小突起部は、前記両側部の隆起部の少なくとも一方に形成されているものとしても良い。
本発明によれば、複数の隆起部が、前記ガスケット本体の両側部に形成されているから、倒れ防止機能がより効果的に発揮される。また、小突起部が、前記両側部の隆起部の少なくとも一方に形成されておれば、嵌合力が増大することなく、ガスケットの環状溝に対する嵌め入れがなされる。また、小突起部が、前記両側部の隆起部に形成されておれば、脱落防止機能がより効果的に発揮される。

本発明によれば、環状溝に対する組付け性が良く、安定した倒れ防止機能及び脱落防止機能を備えたガスケットを提供することができる。

本発明に係るガスケットの一実施形態を示す概略的平面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視拡大断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。 図２（ａ）におけるＣ線方向に沿った矢視図である。 本発明に係るガスケットの別の実施形態の図３と同様図である。 図４におけるＤ−Ｄ線矢視拡大断面図である。 同実施形態の変形例を示す図４と同様図である。 図６におけるＥ−Ｅ線矢視拡大断面図である。 本発明に係るガスケットのさらに別の実施形態を示す要部の拡大平面図である。 同実施形態の変形例を示す図８と同様図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、自動車用エンジンのシリンダヘッドとヘッドカバーとの間に介在されるヘッドカバーガスケットを示している。即ち、図１乃至図３は、シール対象の２部材としてのシリンダヘッド１及びヘッドカバー２の一方の部材であるヘッドカバー２に形成された環状溝２１に嵌め入れられた状態でシリンダヘッド１及びヘッドカバー２間に介在されてシリンダヘッド１及びヘッドカバー２間をシールするヘッドカバーガスケット（ガスケット）３を示している。シリンダヘッド１は、金属の鋳造品からなり、ヘッドカバー２はアルミニウムの鍛造品や合成樹脂の成型品からなる。シリンダヘッド１はシリンダブロック（不図示）上に締結一体とされ、その上面はヘッドカバー２との合体面１０とされる。また、ヘッドカバー２は、シリンダヘッド１上に前記ヘッドカバーガスケット３を介して締結により一体とされ、その下面はシリンダヘッド１との合体面２０とされる。ヘッドカバー２の合体面２０には、周方向に沿って環状溝２１が形成されている。

当該ヘッドカバーガスケット３は弾性体製であり、例えば、ゴムの成型体からなる。ヘッドカバーガスケット３は、環状のガスケット本体３０と、ガスケット本体３０の側部（図例では内側部３０ａ）に周方向ａに沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体３０の幅方向ｂに隆起するよう形成された複数の隆起部３１…と、各隆起部３１の隆起面３１ａに周方向ａに沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体３０の幅方向ｂに突出するよう形成された複数（図例では３個）の小突起部３２…とを備える。そして、当該ヘッドカバーガスケット３は、環状溝２１に嵌め入れられた状態では、小突起部３２…が環状溝２１の溝壁（図例では内側溝壁２１ａ）に弾接するよう構成されている。本実施形態では、ガスケット本体３０の断面形状は、長径が環状溝２１の深さ方向ｃに向く楕円形状乃至は長円形状とされている。このガスケット本体３０の長径方向の両端頂部が、前記シリンダヘッド１の合体面１０及びヘッドカバー２の合体面２０における設計上のシールライン（不図示）に対応する設計上のシールラインＬを構成する。また、隆起部３１は平面視して略台形状に形成されているが、略半長円形状、或いは、略半楕円形状であっても良い。また、本実施形態の小突起部３２…は、横断面形状が略半円形状で、図３にも示すように環状溝２１の深さ方向ｃに延びる直状体とされている。そして、本実施形態では、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１及び隆起部３１の隆起高さ寸法ｄ２の合計（ｄ１＋ｄ２）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより小さく、且つ、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１、隆起部の隆起高さ寸法ｄ２及び小突起部３２…の突出高さ寸法ｄ３の合計（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより大とされている。このような寸法関係によって、ヘッドカバーガスケット３が、環状溝２１に嵌め入れられた状態では、小突起部３２…が環状溝２１の内側溝壁２１ａに弾接する。

前記のように構成されるヘッドカバーガスケット３０をヘッドカバー２の環状溝２１に嵌め入れてシリンダヘッド１とヘッドカバー２との間に介在させる要領について説明する。先ず、ヘッドカバー２をその合体面２０が上向きになるよう作業台（不図示）上に置き、環状溝２１内にヘッドカバーガスケット３を嵌め入れる。ヘッドカバーガスケット３が環状溝２１内に嵌め入れられた状態では、小突起部３２…が環状溝２１の内側溝壁２１ａに弾接する。次いで、ヘッドカバー２を天地反転させて、合体面２０がシリンダヘッド１の合体面１０に合体するようシリンダヘッド１上に載せ置く。この天地逆転の際、ヘッドカバーガスケット３は、小突起部３２…が環状溝２１の内側溝壁２１ａに弾接しているから、この弾接力により環状溝２１からのヘッドカバーガスケット３の脱落が防止される。しかも、複数の小突起部３２…が、各隆起部３１の隆起面３１ａに周方向ａに沿って間隔を空けて形成されているから、隆起部３１毎に周方向ａの複数個所で小突起３２…が内側溝壁２１ａに弾接することになり、これによって、脱落防止が安定的になされる。特に、小突起部３２…が断面半円形で、環状溝２１の深さ方向ｃに延びる直状体であるから、内側溝壁２１ａに対する弾接が環状溝２１の深さ方向ｃに沿った略線接触でなされるため、脱落防止機能がより効果的に発揮される。また、略線接触であることにより、当該ヘッドカバーガスケット３の環状溝２１に対する嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず組付け性が悪くなることもない。さらに、複数の小突起部３２…の内側溝壁２１ａに対する弾接は、接触面積が左程増大することなくなされ、そのため、前記嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず、組付け性も良好となる。

そして、不図示のボルトによって、シリンダヘッド１とヘッドカバー２とを所定の締結状態となるよう締結する。図２（ａ）（ｂ）の２点鎖線は、シリンダヘッド１とヘッドカバー２とを所定の締結状態となるよう締結された状態を示す。この締結過程でガスケット本体３０は、締結方向（深さ方向ｃ）に所定の締め代分圧縮され、下部が弾性変形して、シリンダヘッド１０の合体面１０に弾性的に密着するとともに、上部が環状溝２１内の空間部を満たすように弾性変形して、外側溝壁２１ｂ及び溝底壁２１ｃに弾性的に密着する。また、ガスケット本体３０は、内側溝壁２１ａ側に横倒れしようとするが、小突起部３２…が内側溝壁２１ａに弾接しており、しかも小突起部３２…は隆起部３１の隆起面３１に形成され、隆起部３１が土台のように機能するから、小突起部３２…自体の変形が少なく、この横倒れが効果的に防止される。したがって、所定の締結状態では、シリンダヘッド１の合体面１０及びヘッドカバー２の合体面２０の間に介在するシリンダヘッドガスケット３は、前記設計上のシールラインＬがシリンダヘッド１及びヘッドカバー２の前記設計上のシールライン（不図示）からずれることが抑えられ、所期の密封機能を的確に発揮する。
なお、図２ではヘッドカバーガスケット３の原形を示しており、シリンダヘッド１とヘッドカバー２とが所定の締結状態とされたときには、前記のように弾性変形した状態で、シリンダヘッド１とヘッドカバー２との間に介在する。

図４及び図５は、本発明に係るガスケットの別の実施形態を示す。本実施形態では、複数（図例では５個）の小突起部３２…が、いずれも略半円球形状であり、隆起部３１の隆起面３１ａにガスケット本体３０の周方向ａに沿って間隔を空け、且つ、環状溝２１の深さ方向ｃの異なる深さ位置に交互に配した千鳥状に配列されている。本実施形態においては、小突起部３２…が略半円球形状であるから、環状溝２１の内側溝壁２１ａに対する弾接が略点接触でなされ、そのため、当該シリンダヘッドガスケット３の環状溝２１に対する嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず組付け性が悪くなることもない。また、隆起部３１毎の複数の小突起部３２…の内側溝壁２１ａに対する点接触の弾接が周方向ａに沿って間隔を空けてなされるから、組付け状態が安定化され、倒れ及び脱落防止機能が的確に発揮される。さらに、複数の小突起部３２…は、周方向ａに沿って千鳥状に配列されているから、隆起部３１の隆起面３１ａには深さ方向ｃにも幅を持った状態で小突起部が存在することになるから、当該複数の小突起部３２…の環状溝２１の内側溝壁２１ａに対する略点接触の弾接が２次元的になされ、組付け状態がより安定化され、倒れ及び脱落防止機能がより的確に発揮される。ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１、及び隆起部３１の隆起高さ寸法ｄ２及び小突起部３２…の突出高さ寸法ｄ３は、図１〜図３に示す例と同様の寸法関係に設定されている。従って、この寸法関係による作用・効果は前記例と同様である。その他の構成は、図１〜図３に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図６及び図７は、同実施形態の変形例を示す。この例では、図４及び図５に示す例と同様に、複数（図例では３個）の小突起部３２…が、いずれも略半円球形状であるが、ガスケット本体３０の周方向ａに沿って１列に配列されている。この例でも、小突起部３２…が略半円球形状であることから、環状溝２１の内側溝壁２１ａに対する弾接が略点接触でなされ、そのため、当該シリンダヘッドガスケット３の環状溝２１に対する嵌め入れ時の嵌合力が大きくならず組付け性が悪くなることもない。また、隆起部３１毎の複数の小突起部３２…の内側溝壁２１ａに対する点接触の弾接が周方向ａに沿って間隔を空けて１列になされるから、組付け状態が安定化され、倒れ及び脱落防止機能が的確に発揮される。その他の構成は、図４及び図５に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその作用・効果等の説明は割愛する。

図８及び図９は、本発明に係るガスケットのさらに別の実施形態と、その変形例を示す。本実施形態では、複数の隆起部３１が、ガスケット本体３０の内外両側部３０ａ，３０ｂに周方向ａに沿って間隔を空けて形成されている。さらに、内外両側部３０ａ，３０ｂの各隆起部３１はガスケット本体３０のシールラインＬに対して対称関係となるよう形成されている。

図８に示す例では、内外の各隆起部３１の隆起面３１ａに各３個の小突起部３２…がガスケット本体３０の幅方向ｂに突出するよう形成され、内外の小突起部３２…もシールラインＬに対して対称関係となるよう形成されている。この場合の小突起部３２…の形状及び配置態様は、図１〜図７に示す例のいずれかと同様とされる。そして、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１及び隆起部３１の隆起高さ寸法ｄ２の合計（ｄ１＋ｄ２×２）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより小さく、且つ、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１、隆起部の隆起高さ寸法ｄ２及び小突起部３２…の突出高さ寸法ｄ３の合計（ｄ１＋ｄ２×２＋ｄ３×２）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより大とされている。このような寸法関係によって、ヘッドカバーガスケット３が、環状溝２１に嵌め入れられた状態では、小突起部３２…が環状溝２１の内側溝壁２１ａ及び外側溝壁２１ｂに弾接する。

図９に示す例では、ガスケット本体３０の内側部３０ａに形成される隆起部３１の隆起面３１ａに前記と同様に複数の小突起部３２…が形成されているが、外側部３０ｂに形成される隆起部３１には小突起部３２が形成されていない。そして、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１及び隆起部３１の隆起高さ寸法ｄ２の合計（ｄ１＋ｄ２×２）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより小さく、且つ、ガスケット本体３０の幅寸法ｄ１、隆起部の隆起高さ寸法ｄ２及び小突起部３２…の突出高さ寸法ｄ３の合計（ｄ１＋ｄ２×２＋ｄ３）が環状溝２１の溝幅寸法ｄより大とされている。このような寸法関係によって、ヘッドカバーガスケット３が、環状溝２１に嵌め入れられた状態では、小突起部３２…が環状溝２１の内側溝壁２１ａに弾接する。

本実施形態においては、複数の隆起部３１が、前記ガスケット本体３０の両側部３０ａ，３０ｂに形成されているから、内外両側の隆起部３１，３１による拮抗した作用によって、倒れ防止機能がより効果的に発揮される。また、図８に示す例のように、小突起部３２…が、前記両側部３０ａ，３０ｂの隆起部３１，３１に形成されている場合、脱落防止機能がより効果的に発揮される。一方、図９に示す例のように、小突起部３２…が、内側部３０ａ側の隆起部３１に形成されている場合、ヘッドカバーガスケット３の環状溝２１に対する嵌め入れが、嵌合力を増大させることなくなされる。その他の構成は前記各実施形態と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその作用・効果等の説明は割愛する。

なお、実施形態では、本発明に係るガスケットが、自動車用エンジンのシリンダヘッド１及びヘッドカバー２間をシールするヘッドカバーガスケット３である例について述べたが、これに限定されず、一方の部材に形成された環状溝に嵌め入れられた状態で２部材間に介在されて当該２部材間をシールするものであれば、他のガスケットであっても良い。例えば、シリンダブロックとオイルパンとの間に介在されるオイルパンガスケット等が挙げられる。また、自動車用エンジンに限らず、他の産業分野において同様に構成されているシール対象の２部材間に介在されるガスケットであれば、本発明が等しく適用可能である。また、ガスケット本体３０、隆起部３１及び小突起部３２の平面形状や断面形状は、図例のものに限定されず、対象部位の形状等に応じて適宜変更が可能である。さらに、隆起部３１及び小突起部３２の個数や間隔等も、脱落防止、横倒れ防止及び装着性等も勘案して適宜定められる。

１ シリンダヘッド（シール対象２部材の他方の部材）
２ ヘッドカバー（シール対象２部材の一方の部材）
２１ 環状溝
２１ａ，２１ｂ 溝壁
３ ヘッドカバーガスケット（ガスケット）
３０ ガスケット本体
３０ａ、３０ｂ 側部
３１ 隆起部
３１ａ 隆起面
３２ 小突起部
ａ 周方向
ｂ 幅方向
ｃ 深さ方向
ｄ 溝幅寸法
ｄ１ ガスケット本体の幅寸法
ｄ２ 隆起部の隆起高さ寸法
ｄ３ 小突起部の突出高さ寸法

Claims (6)

1. シール対象の２部材の一方の部材に形成された環状溝に嵌め入れられた状態で前記２部材間に介在されて当該２部材間をシールする弾性体製のガスケットであって、
   環状のガスケット本体と、
   前記ガスケット本体の側部に周方向に沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体の幅方向に隆起するよう形成された複数の隆起部と、
   前記隆起部の隆起面に周方向に沿って間隔を空け、且つ、ガスケット本体の幅方向に突出するよう形成された複数の小突起部とを備え、
   前記環状溝に嵌め入れられた状態では、前記小突起部が当該環状溝の溝壁に弾接するよう構成されており、
   前記ガスケット本体の幅寸法及び前記隆起部の隆起高さ寸法の合計が前記環状溝の溝幅寸法より小さく、且つ、前記ガスケット本体の幅寸法、前記隆起部の隆起高さ寸法及び前記小突起部の突出高さ寸法の合計が前記環状溝の溝幅寸法より大とされている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、
   前記小突起部は、横断面形状が略半円形状で前記環状溝の深さ方向に延びる直状体であることを特徴とするガスケット。
3. 請求項１に記載のガスケットにおいて、
   前記小突起部は、略半円球形状であることを特徴とするガスケット。
4. 請求項３に記載のガスケットにおいて、
   前記複数の小突起部は、周方向に沿って千鳥状に配列されていることを特徴とするガスケット。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスケットにおいて、
   前記複数の隆起部は、前記ガスケット本体の両側部に形成されていることを特徴とするガスケット。
6. 請求項５に記載のガスケットにおいて、
   前記小突起部は、前記両側部の隆起部の少なくとも一方に形成されていることを特徴とするガスケット。

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