JP6828026B2 - 静的ガスケットおよびその構築方法 - Google Patents
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Description
この出願は、2015年9月25日に提出された米国仮出願第62/232,997号および2016年9月23日に提出された米国特許出願第15/274,783号の利益を主張し、その内容全体が参照によりここに組み込まれる。
1.技術分野
この発明は、一緒に留められるべき2つの部材の間に気体/流体密閉封止を確立するために用いられるタイプの静的ガスケット、およびそれらの構築方法に関する。
シリンダヘッドとエンジンブロック、またはエンジンブロックと排気マニホールドなどの一緒に留められるべき2つの部材の間の気体/流体密閉封止を確立する際、単層または多層を有する静的ガスケットを用いることが一般的である。一般に、活性層または機能層と呼ばれることもある多層ガスケットの層の少なくとも1つは、シリンダボア、冷却剤開口部および/またはボルト開口部などの開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するために、1つ以上の封止ビードを有する。離隔層と呼ばれることもある層の他は、ディーゼルエンジンの所望の圧縮比を得るのに必要とされる間隙厚さを設けることを容易にするために、機能層に隣接するように構成され、同時に、機能層の封止ビードの圧縮を制限することにより開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するのにも役立つ。
金属の静的ガスケットが提供される。ガスケットは、少なくとも1つの金属層を含む。少なくとも1つの金属層は、両面を有し、両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通開口部が開口部と一致するように構成され、少なくとも1つの隆起した環状封止ビードが少なくとも1つの貫通開口部の周囲に延在する。少なくとも1つの突出部は、面の少なくとも1つから外側に延在し、少なくとも1つの突出部は少なくとも1つの封止ビードの完全な平坦化を防ぐ。少なくとも1つの突出部は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される複数の金属の個別層を有し、突出部はその中に延在する中空領域を有して形成される。
図面をより詳細に参照すると、図1は、本発明の様々な局面(1つの図に示される多数の実施形態)に従って構築された、ガスケット10の模式的な平面図を示し、例示であって限定でないが、多層ガスケット(本明細書では単にガスケットと呼ばれる)として示される。例示であって限定ではないが、排気マニホールドガスケットなどの他の封止用途が考えられるが、ガスケット10は、エンジンブロックとガスエンジンまたはディーゼルエンジンのシリンダヘッド(図示せず)との間に収容されるシリンダヘッドガスケットとして構築されてもよい。ガスケット10は、本願では例示であって限定ではないが一対の機能層12,14(図2)を有するものとして、および、本願では例示であって限定的ではないが離隔層16を有するものとして示される、少なくとも1つの機能層を有する。以下でさらに詳細に説明されるように、離隔層を有しないガスケットが本願で考えられることが認識されるべきである。機能層12,14は離隔層16の両面18,20に隣接するように配置され、離隔層16は機能層12,14間に挟まれている。個々の層12,14,16は、互いに離れた状態のままであってもよく、または、ガスケット10の最外周などに溶接、クリンチもしくはリベットなどによって互いに固定されてもよい。機能層12,14は各々、離隔層16の開口部24に一致するように寸法決めされ配置される開口部22を有する。それぞれの開口部22,24は各々、互いに、およびシリンダボア25などの貫通孔に一致する。加えて、機能層12,14および離隔層16は、例示であって限定ではないが、ボルト開口部26および冷却剤またはオイルの通路27を有するガスケット10の後背領域(ボア25から径方向外側かつ外周付近)などに、互いに一致する複数の追加の開口部を有する。シリンダボア25および他の開口部26,27の周囲に気密封止を確立することを容易にするために、機能層12,14は各々、層12,14の平坦な面または実質的に平坦な面から外側に延在するハーフ燃焼封止ビードおよび/またはフル燃焼封止ビードなどの1つ以上の燃焼ビードを有する。シリンダボア25および残りの一致した開口部26,27の周囲に良好かつ信頼できる気体/流体密閉封止を形成することをさらに容易にするために、離隔層16(両面18,20を有する平面状の金属シートから構築される平面本体30を有する離隔層16として図2に示される)および/または少なくとも1つの機能層12,14は、突出部32とも呼ばれる、少なくとも1つの個々の隆起したストッパを有し、それは複数の個々の隆起したストッパとして示され、その少なくとも1つの面18,20から上方向および外側に延在して封止ビード28の過圧縮、完全な平坦化を防ぐ。突出部32は、機能層12,14および/または離隔層16の1つまたは両方であるかにどうかにかかわらず、それらが取り付けられるそれぞれの層から別個片としての剛性金属材料として、付加的な製造プロセスで形成されてもよい(本明細書でさらに説明されるように、材料の個別層は互いの頂部上に置かれる)。付加的な製造プロセスは、熱溶射、コールドスプレー、金属溶射、スクリーンプリント、ワイヤ供給、微粒子噴射、または3Dプリント加工などである。たとえば、例示であって限定ではないが、以下では3Dプリントについて言及される。本願では上述の他の付加的なプロセスが十分に考えられる。例示であって限定ではないが、突出部32は離隔層16の金属シート本体30に固定されたものとして図2で示されており、クリンチ、溶接、リベット、ハトメまたは接着剤を介して金属シート30に固定されてもよく、これにより効果的に突出部32と金属シート本体30との間に接着接合34を形成する。まず3Dプリントされた材料の別個片として突出部32を形成し、次にそれぞれの層12,14,16に突出部32を固定することに加えて、突出部32は、それぞれの層12,14,16に直接3Dプリントされてもよく(金属シート本体30上に形成されるように示される)、これにより次の二次的な固定プロセスの必要がなくなる。突出部32は、シリンダヘッド(図示せず)をエンジンブロック(図示せず)に固定する際に、シリンダボア25の周囲かつ後背領域内に延在する封止ビード28が完全に平坦化されることを防ぐ。このように、封止ビード28が機能層12,14の残りの部分に対して離隔層16への概ね一定の高い封止圧を維持することを確保することによって、シリンダボア25および他の一致した開口部26,27の周囲に気体/流体密閉封止を提供し維持する。
Claims (20)
- 両面と、前記両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通孔と、少なくとも1つの隆起した封止ビードとを有し、前記両面の少なくとも1つの上に少なくとも1つの突出部を有する、少なくとも1つの金属層を備え、
前記少なくとも1つの突出部は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される金属の個別層を有し、
前記少なくとも1つの突出部は、その中にカプセル化された中空領域を有する、ガスケット。 - 前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに高さが異なる、請求項1に記載のガスケット。
- 前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに外周形状が異なる、請求項1に記載のガスケット。
- 前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに密度が異なる、請求項1に記載のガスケット。
- 前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに材料が異なる、請求項1に記載のガスケット。
- 前記個別層の少なくとも一部は、互いに密度が異なる、請求項1に記載のガスケット。
- 前記個別層の少なくとも一部は、互いに異なる材料から形成される、請求項1に記載のガスケット。
- 前記少なくとも1つの突出部は、外向きのリセスを有する、請求項1に記載のガスケット。
- 前記中空領域は、前記個別層によって完全にカプセル化される、請求項1に記載のガスケット。
- 両面と、前記両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通孔と、少なくとも1つの隆起した封止ビードとを有し、前記両面の少なくとも1つの上に少なくとも1つの突出部を有する、少なくとも1つの金属層を備え、
前記少なくとも1つの突出部は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される金属の個別層を有し、
前記少なくとも1つの突出部は、その中に中空領域を有し、
前記中空領域は、前記個別層を通って延在して貫通チャネルを形成する、ガスケット。 - 少なくとも1つの金属層を設けることと、
付加的な製造プロセスで互いの上に金属の個別層を付けることによって前記少なくとも1つの金属層の少なくとも1つの面に少なくとも1つの金属突出部を形成することと、
前記少なくとも1つの金属突出部にカプセル化された中空領域を形成することとを含む、ガスケットの構築方法。 - 前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに高さが異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに外周形状が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに密度が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに材料が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記個別層の一部を互いに異なる密度を有するように形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記個別層の少なくとも一部を互いに異なる材料から形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの突出部の少なくとも1つに外向きのリセスを形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記中空領域を前記個別層によって完全カプセル化されるように形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 少なくとも1つの金属層を設けることと、
付加的な製造プロセスで互いの上に金属の個別層を付けることによって前記少なくとも1つの金属層の少なくとも1つの面に少なくとも1つの金属突出部を形成することと、
前記少なくとも1つの金属突出部に中空領域を形成することとを含み、
前記中空領域を前記個別層を通って延在するように形成して貫通チャネルを形成することをさらに含む、方法。
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