JPH07239038A - ガスケット - Google Patents

ガスケット

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JPH07239038A
JPH07239038A JP6337101A JP33710194A JPH07239038A JP H07239038 A JPH07239038 A JP H07239038A JP 6337101 A JP6337101 A JP 6337101A JP 33710194 A JP33710194 A JP 33710194A JP H07239038 A JPH07239038 A JP H07239038A
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JP
Japan
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gasket
core
clip
decorative
facing
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Pending
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JP6337101A
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English (en)
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Thomas E Staab
タマス、イー、スターブ
Kanu G Shah
ケイヌ、ジー、シャー
Paul E Gallo
ポール、イー、ガロ
Paul V Rakauskas
ポール、ヴィ、ラカウスカス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana Inc
Original Assignee
Dana Inc
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/121Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
    • F16J15/122Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement generally parallel to the surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F02F11/002Arrangements of sealings in combustion engines  involving cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/121Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
    • F16J15/122Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement generally parallel to the surfaces
    • F16J15/123Details relating to the edges of the packing

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスケット化粧材層と、心材の穴とにより、
接着剤の被覆及び硬化中に発生するガスを逃がし、化粧
材層のふくれを最小にすることにある。 【構成】 中央の挟み金26の互いに対向する側部3
0,32に2つの外側化粧材層28を位置させ、化粧材
層及び挟み金の間に穴あきの心材34を配置したガスケ
ットを提供する。挟み金の厚さは、ガスケットの全厚さ
を制御するように変えてもよい。1実施例では心材は、
熱硬化性接着剤36を使い、挟み金に固定され、化粧材
層内に延び心材及び化粧材層を互いに固定する舌状片4
8を備えている。或いは各化粧材層は少なくとも心材及
び挟み金の間に密封媒体を配置する限りは、はと目金8
4のような機械的ファスナを使い、挟み金26に固定し
てもよい。密封媒体は熱硬化性接着剤36でよい。

Description

【発明の詳細な説明】
本願は、1993年2月26日付米国特許願08/02
3,403号のCIPに係わる。
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、向上した強度特性及び
可変の厚さを持つ内燃機関の改良された熱伝導性複合ガ
スケットに関する。
【0002】とくに半径方向に高い強度を持つ熱伝導性
ガスケットは重荷重用に必要なものである。ヘビー・ゲ
ージ(heavy gauge)の中実の金属殻(me
tal shell)の両面に化粧材層(facing
layer)を接着することは従来から行われてい
る。金属殻は強度を生ずるが、化粧材層はガスケットの
組合い面に対する適合を容易にする。金属層を化粧材層
に接着したガスケットを実用的に得ることは困難であつ
た。高荷重のもとでは、化粧材層の各部分は金属殻に対
して剥離し又は滑動し始める。
【0003】中実の金属心材を化粧材層に接着する際に
は製造上の困難がある。典型的には接着処理に熱硬化性
接着剤が必要である。熱硬化性接着剤は、内燃機関内で
受けるような高温に耐えることのできる利点がある。し
かし熱硬化性接着剤が初めに硬化するときは、とくに接
着剤自体からガスが発生する。発生したガスは逃げるこ
とができなくて、化粧材層が典型的にはふくれるように
なりガスケットの有効性が低下する。
【0004】さらに接着処理は注意深く制御しないと、
接着作用の低下した区域が生ずる。さらに接着中に種々
の層が不整合状態になる。とくに、接着剤を硬化させる
のに高温のローラを使うと、追従(トラッキング)が問
題になる。最後に組立て中に化粧材層がねじれ接着剤と
の接触区域が狭くなり組立て作業が複雑になる。たとえ
ばねじれた化粧材層が予熱誘導ユニットの部品に接触す
るとアークが生じ接着剤の一部が蒸発する。
【0005】
【発明の開示】内燃機関用の前記した熱伝導性ガスケッ
トは中央の挟み金(metal shim)を備えこの
挟み金の互いに対向する側部に外側の化粧材層を位置さ
せてある。互いに対向する第1及び第2の平らな面を持
つ穴あきの金属製の心材は各化粧材層に固着され挟み金
に直接接着する。
【0006】接着剤は、硬化後に高温の運転に耐えるこ
とができる。各化粧材層と心材の穴とにより接着剤の被
覆及び硬化中に発生するガスを逃がし各化粧材層のふく
れを最小にすることができる。
【0007】心材及び中央挟み金はとくに半径方向の強
度を高める。舌状片により心材を化粧材層に対し機械的
に締付け、高負荷条件のもとで化粧材層の剥離及び滑り
を最少にする。
【0008】中央金属挟み金の使用により若干の利点が
得られる。すなわち化粧材層の厚さが最小にでき、適合
性を犠牲にしないでガスケット強度が増す。さらに挟み
金の厚さを単に変えるだけでガスケットを厚くすること
ができる。
【0009】1変型ではガスケットの各層は、1個又は
複数個のはと目金のような機械的ファスナを使って固定
する。機械的ファスナはエンジンの組合う部材の締付荷
重を受けないガスケットの領域に位置させる。はと目金
(eyelet)により金属の多重層を互いに接着する
必要がなくなる。しかしガス又は流体がガスケットを経
て逃げないようにするのに、挟み金及び心材の間になお
密封作用が必要である。適当な密封媒体は高温のガスケ
ット構成作業に耐えるようにした重合体被覆から成る。
このような好適な被覆の1例はエラストマー質のラテッ
クス又は弾性ゴムである。他の適当な密封媒体は熱硬化
性接着剤であるが、接着剤の硬化はガスケット取付け前
でなくて高温のガスケット構成作業中に生ずる。接着剤
は又各部品を相互に固定する二次的手段として作用す
る。
【0010】本発明の特徴及び態様を以下添付図面によ
り詳細に説明する。
【0011】
【実施例】図1に例示したシリンダヘッドガスケット2
0は、シリンダボア穴22及び流体流れ穴24における
燃焼シールを形成する。図2は本発明の第1実施例の横
断面を示す。ガスケット20は、中央挟み金(meta
l shim)26を備え、挟み金26の互いに対向す
る側部30,32に外側の化粧材層(facingla
yer)28を位置させてある。好適な金属の心材34
は、各層28及び挟み金26の間に配置してある。心材
34は、化粧材層28に締付けにより固定し熱硬化性接
着剤36の層を使うことにより挟み金26に接着してあ
る。ファイヤリング38はファイヤリング保持体40に
より保持してある。
【0012】各心材34は、層28の内面46に接触す
る平らな面42を備えこの平らな面から化粧材層28内
に外方に延びる1対の舌状片48を設けてある。各化粧
材層28はこのようにして舌状片48を介し心材に固定
する。この場合舌状片48は、化粧材層28に付加的な
強度を加え高荷重条件のもとでの化粧材層の剥離又は滑
りのおそれを最少にする。
【0013】熱硬化性接着剤36は、熱を加えると硬化
して高温のエンジン運転に耐える接着を生ずる性質を持
つ。好適な熱硬化性接着剤には、ニトリル−フェノリッ
ク、シリコーン及びアクリリックスがある。
【0014】本発明の好適な実施例では、心材34の穴
あきの金属材によりガス放出径路を形成し接着剤36の
使用により層28及び挟み金26間の接着を向上させ
る。接着剤36はガス放出径路の有効性を制限しない。
穴あき金属材は低炭素鋼又はステンレス鋼が好適であ
る。穴あき金属材は0.006ないし0.012インチ
(0.15ないし0.30mm)の範囲の厚さを持つ軽
ゲージのものが好適である。このような厚さの穴あき金
属材は経済的に作られる。
【0015】好適な化粧材層28は、ファイヤリング3
8及び保持体40から熱を導き去るように作用する発泡
黒鉛材料(expanded graphite ma
terial)から形成する。或いは化粧材層28はビ
ータ・アディション(beater−additio
n)又は圧縮シート(compressed shee
t)でよい。化粧材層28はできるだけ薄くして材料及
び製造費を減らしガス通過に対する抵抗を低減すること
が望ましい。化粧材層28は少なくとも0.01インチ
(0.25mm)であるが0.045インチ(1.14
mm)を越えない厚さを持つのがよい。
【0016】金属挟み金26は、単に挟み金材料又はそ
の厚さを変えるだけでガスケット強度を増し一層厚いガ
スケットを適宜に構成できる等の若干の利点を持つ。従
って化粧材層の厚さはガスケット強度に影響を与えない
で最小にできる。挟み金厚さを変えることができるの
は、エンジンハードウエアの再生及び面再仕上げを含む
整備業務上でとくに重要である。挟み金26は、鋼材か
ら作り厚さを少なくとも0.005インチ(0.13m
m)ないし0.25インチ(6.35mm)の範囲とす
る。挟み金26は、表面の仕上げを粗くし接着剤硬化処
理中のガスの付加的逃げ道と共に心材34に接着するた
めの付加的表面積を提供する。
【0017】本発明によるガスケット20を作る方法
は、心材34を1対の各外側の化粧材層28に固定し、
各化粧材層28の間に挟み金26を位置させ、熱硬化性
接着剤36を使い心材34を挟み金26に接着すること
から成る。心材34を各化粧材層28に固定する好適な
方法はローラ掛け作業又はカレンダ掛けを含む。一般に
接着剤36は挟み金26の面30,32に塗布する。接
着剤は、圧板又はローラ(図示してない)のような加熱
面を化粧材層28の外表面50に面接触の状態に当てが
うことにより硬化させる。この硬化処理中にガスの解放
をさらに促進するには、加熱面に粗い表面仕上げを施し
逃散ガスが追従する径路を形成するのがよい。
【0018】接着剤36を硬化させるのにローラ又は圧
板だけによらないで、ガスケット構成部品を先ず予熱作
業で誘導単位を通過させる。さらに、接着剤36の硬化
を完了するにはポストベーキング作業が適当である。ポ
ストベーキング作業の使用は、熱の使用を必要とする減
摩材のような材料の被覆を化粧材層の外表面に施す場合
とくに望ましい。
【0019】図3は第2の実施例によるガスケット60
を示す。心材34と共に挟み金26を使用することによ
り、図2に示したファイヤリング38及び保持体40の
代りに簡単な燃焼穴フランジ部材62の使用ができるだ
け十分な半径方向強さが得られる。この場合材料費及び
製造費が減る。
【0020】図4ないし6は本発明ガスケットの第3の
実施例を示す。ガスケット本体81を持つガスケット8
0は、シリンダボア穴22の燃焼シールを形成し、ファ
イヤリング保持体でよい燃焼穴フランジ部材82を備え
ている。しかし図1ないし3の実施例とは異なって、接
着を行うのに接着剤によらないで、はと目金84のよう
な1個又は複数個の機械的ファスナにより種々のガスケ
ット構成部品を相互に機械的に固定する。図示の実施例
でははと目金84はガスケット本体81の外周辺85の
まわりに配置してある。
【0021】ガスケット80は中央の金属挟み金86を
備えこの挟み金86の互いに対向する側部90,92に
外側の化粧材層88を位置させてある。層88及び挟み
金86の間に穴あきの金属心材94を配置してある。各
心材94は、層88の内面98を1対の舌状片100に
接着させる第1の平らな面96を備えている。各舌状片
100は平らな面96から外向きに化粧材層88内に延
びている。舌状片100は、層88を貫いて延び一般に
層88の外面102と面一になる。心材94は又挟み金
86の側部90又は側部92に隣接する第2の平らな面
103を備えている。心材94は心材34について前記
したのと同じ機能を果す。
【0022】挟み金86及び化粧材層88の間は、はと
目金84により得られる機械的連結部によつて接着を必
要としない。はと目金84は、2つの脚104を中央ウ
エブ部分106により互いに隔離した大体においてC字
形の断面を持つ。
【0023】図6に示すようにはと目金84のウエブ部
分106は、本体81を各脚104の内面108の間に
挿入するときに各化粧材層88の外面102を挟み金8
6に向かい圧縮する。各脚104により加える圧縮力に
よりガスケット本体81を締付ける。エンジンの各組合
い部材によりガスケットに加わる締付け荷重を受けてな
いガスケットの無応力領域内に1個又は複数個のはと目
金84を位置させるのがよい。このようにしないと、組
合い部材によりガスケット本体81に加わる締付け荷重
の一部がこのガスケット本体でなくてはと目金84に加
わりガスケット性能を低下させる。従ってガスケット本
体81は周辺85がエンジンの組合い部材間の締付け領
域の外側になるように寸法を定める。
【0024】挟み金86に対する心材94の金属対金属
の接触はガスケット80に対するガス又は流体の通過を
制限する良好な密封作用を生じない。従って挟み金86
の側部90,92と複合の心材94及びフェーシング層
88との間に密封媒体110を配置するのがよい。密封
媒体110は又心材94の平らな面103と挟み金86
との間だけに配置してもよい。適当な密封媒体110
は、高温のガスケット作用に耐えるようにした重合体被
覆を備えている。このような好適な被覆は、湿式法を使
って面90,92に施すエラストマー質ラテックス又は
弾性ゴムである。
【0025】適当な密封媒体110は又前記したような
熱硬化性接着剤を含んでいる。熱硬化性接着剤は必要な
密封機能を果す。しかしはと目金84によつて接着剤の
硬化はガスケット80の組立て作業の一部としては必要
がない。はと目金84と共に接着剤を使う好適な実施例
では接着剤は、高温のエンジン運転中に硬化し心剤94
を使う挟み金86及び化粧剤層88を固定する二次的手
段を形成する。加熱作業に関連する製造工程がなくな
り、製造の時間及び費用が減りしかも接着剤の使用の利
点は保持される。接着剤は各構成部品を互いに固定する
二次的手段として作用する。
【0026】以上本発明の好適な実施例を述べた。本発
明はなおその精神を逸脱しないで種々の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガスケットの一部分の斜視図であ
る。
【図2】図1の2−2線に沿う本発明の第1実施例の断
面図である。
【図3】本発明の第2実施例の横断面図である。
【図4】本発明の第3実施例によるガスケットの一部分
の斜視図である。
【図5】本発明の第3実施例を展開して示す横断面図で
ある。
【図6】本発明の第3実施例の一部の拡大横断面図であ
る。
【符号の説明】
20 ガスケット 26 挟み金 28 化粧材層 30,32 側部 34 心材 36 密封媒体(接着剤) 42,44 平らな面 46 内面 48 舌状片 84 はと目金(ファスナ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール、イー、ガロ アメリカ合衆国イリノイ州60402、バーウ イン、エス・ガンダスン 3537番 (72)発明者 ポール、ヴィ、ラカウスカス アメリカ合衆国イリノイ州60160、メルロ ウズ・パーク、エヌ・エイティーンス・ア ヴィニュー 1406番

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各組合い部材の間に位置し、これ等の組
    合い部材により締付け荷重を受けるガスケットにおい
    て、 (i)(イ)中央の挟み金と、(ロ)この挟み金の互い
    に対向する側部に位置し、それぞれ内面及び外面を持つ
    1対の外側の化粧材層と、(ハ)これ等の各化粧材層の
    前記内面と、前記挟み金との間に配置され、互いに対向
    する第1及び第2の平らな面を備えた心材と、(ニ)こ
    れ等の各心材の前記第2の平らな面と前記挟み金との間
    に配置され、ガス及び流体が前記ガスケットを通過する
    のを防ぐ密封媒体とを持つガスケット本体と、 (ii)前記各組合い部材により加えられる締付け荷重
    を受けないガスケット領域に位置させられた少なくとも
    1個の機械的ファスナと、を包含し、前記心材の第1の
    前記第1の平らな面を、前記化粧材層の一方に接触させ
    て成るガスケット。
  2. 【請求項2】 前記密封媒体が、重合体被覆である請求
    項1のガスケット。
  3. 【請求項3】 前記密封媒体が、熱硬化性接着剤である
    請求項1のガスケット。
  4. 【請求項4】 前記熱硬化性接着剤が、高温のガスケッ
    ト作用の間に硬化するのに適する請求項3のガスケッ
    ト。
  5. 【請求項5】 前記機械的ファスナを、前記ガスケット
    本体の外周辺のまわりに配置した請求項1のガスケッ
    ト。
  6. 【請求項6】 前記機械的ファスナが、2つの脚を中央
    ウエブ部分により互いに隔離した大体においてC字形の
    横断面を持つはと目金を備え、前記中央ウエブ部分を、
    前記はと目金の前記各脚の内面の間に前記ガスケット本
    体が挿入されるときに、前記ガスケット本体が圧縮され
    るように寸法を定めた請求項1のガスケット。
  7. 【請求項7】 前記機械的ファスナを複数個備えた請求
    項1のガスケット。
  8. 【請求項8】 前記各化粧材層を、発泡黒鉛材料、ビー
    タ・アディション及び圧縮シートのうちの1種類により
    構成した請求項1のガスケット。
  9. 【請求項9】 前記各化粧材層が、0.01ないし0.
    045インチ(0.25ないし1.14mm)の範囲の
    厚さを持つ請求項1のガスケット。
  10. 【請求項10】 前記挟み金を、鋼材で作り、少なくと
    も0.005インチ(0.13mm)の厚さを持たせた
    請求項1のガスケット。
  11. 【請求項11】 前記心材に、前記第1の平らな面から
    遠ざかる向きに前記化粧材層の1つ内に延び、前記心材
    を前記化粧材層の前記一方に締付けるようにした少なく
    とも1つの舌状片を設けた請求項1のガスケット。
  12. 【請求項12】 前記心材が金属製であり、さらに前記
    心材に穴を形成し、前記接着剤の硬化中にガスが逃げて
    前記化粧材層のふくれを最小にするようにした請求項1
    のガスケット。
  13. 【請求項13】 各組合い部材の間に位置し、これ等の
    組合い部材により締付け荷重を受けるガスケットにおい
    て、 中央の挟み金と、 黒鉛で形成され、前記挟み金の互いに対向する側部に位
    置し、それぞれ内面及び外面を備えた1対の外側の化粧
    材層と、 これ等の各化粧材層と前記挟み金との間に配置され、互
    いに対向する第1及び第2の平らな面を備えた金属製の
    穴のあいた心材と、 これ等の各心材の前記第2の平らな面と、前記挟み金と
    の間に配置され、ガス及び流体が前記ガスケットを通過
    するのを防ぐようにする密封媒体と、 前記組合い部材により加わる締付け荷重を受けないガス
    ケット領域に位置させた少なくとも1個の機械的ファス
    ナと、を包含し、前記心材の前記第1の平らな面を前記
    化粧材の一方に接触させて成るガスケット。
  14. 【請求項14】 前記密封媒体が、前記挟み金の互いに
    対向する側部に被覆され、高温のエンジン操作中に硬化
    するのに適する接着剤を備え、前記穴のあいた心材によ
    り、前記接着剤の硬化中にガスが逃散して前記化粧材層
    のふくれが最小になるようにした請求項13のガスケッ
    ト。
  15. 【請求項15】 前記挟み金の表面仕上げを粗くし、接
    着のための付加的区域とガスの逃げるための付加的径路
    とを提供するようにした請求項14のガスケット。
  16. 【請求項16】 前記密封媒体を、前記挟み金の互いに
    対向する側部に施した重合体被覆により構成した請求項
    13のガスケット。
  17. 【請求項17】 各組合い部材の間に位置し、これ等の
    組合い部材により締付け荷重を受けるガスケットにおい
    て、 (i)(イ)中央の挟み金と、(ロ)この挟み金の互い
    に対向する側部に位置し、それぞれ内面及び外面を持つ
    1対の外側の化粧材層と、(ハ)これ等の各化粧材層の
    前記内面と前記挟み金との間に配置され、それぞれ互い
    に対向する第1及び第2の平らな面を持つ心材と、
    (ニ)前記各心材の前記第2の平らな面と、前記挟み金
    との間に配置され、ガス及び流体が前記ガスケットを通
    過するのを防ぐ密封媒体と、を備えたガスケット本体
    と、 (ii)このガスケット本体の外周辺のまわりに位置さ
    せた少なくとも1個の機械的ファスナとを包含し、 前記各心材の前記第1の平らな面を、前記化粧材層の一
    方に接触させ、前記各心材に、前記第1の平らな面から
    遠ざかる向きに、前記化粧材層のうちの前記一方内に延
    び、前記心材を前記化粧材層のうちの前記一方に締付け
    るようにする少なくとも1つの舌状片を設け、 前記ガスケット本体を、その外周辺が前記組合い部材に
    よる締付け荷重を受けないように寸法を定め、前記機械
    的ファスナに、中央ウエブ部分により隔離した2つの脚
    を持つ大体においてC字形の断面を持つはと目金を設
    け、前記中央ウエブ部分を、前記はと目金の前記各脚の
    内面の間に前記ガスケット本体が挿入されたときに、前
    記ガスケット本体が圧縮されるように寸法を定めて成る
    ガスケット。
JP6337101A 1993-12-27 1994-12-27 ガスケット Pending JPH07239038A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US173885 1993-12-27
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