JPH11315928A - 金属板ガスケット - Google Patents

金属板ガスケット

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JPH11315928A
JPH11315928A JP10125810A JP12581098A JPH11315928A JP H11315928 A JPH11315928 A JP H11315928A JP 10125810 A JP10125810 A JP 10125810A JP 12581098 A JP12581098 A JP 12581098A JP H11315928 A JPH11315928 A JP H11315928A
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seal
hole
gasket
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芳男 宮應
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Ishikawa Gasket Co Ltd
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガスケットの取付け面の間隙の変化が大きいシ
ールにおいて、圧縮性に優れたビード部で確実にシール
でき、また、ストッパー部でこのビード部の平坦化を防
止できるシール性と耐久性に優れた金属板ガスケットを
提供する。 【解決手段】第1ビード板11と第2ビード板12と、第2
ビード板12より厚い副板13とからなり、第1ビード板11
のシール孔3を囲む孔11hを第2ビード板12のシール孔
3を囲む孔12hより小さく形成し、それぞれのビード幅
Wを略等しく形成してビード11b,12bの凹部側を対向
させて積層すると共に、副板13を、第2ビード板12側に
配置して、第1ビード板11のシール孔3側端部11hを内
包して折り返し、折り返した端部13fを第2ビード板12
の前記シール孔3側端部12hより間隔Lを開けてシール
孔3側に設けて中間シール圧帯域6を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気パ
イプのフランジ等のフランジ剛性が低く熱変形を受け易
い部分に用いる金属板ガスケットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】エンジンの排気パイプのフランジ等のフ
ランジ接合においては、ガスケットを挟持するフランジ
は、比較的剛性が小さい上に、排気パイプ内を高温の燃
焼排気ガスが流通するので高温になり易く、熱膨張によ
り熱変形や伸縮が発生し易い。そのため、これらの場所
に使用するガスケットは、排気ガスの漏れ防止のため
に、フランジの変形や伸縮に伴って、ガスケットの両取
付け面間の空隙の大きさが場所によって変化するので、
この変化に追従してシール性を確保する必要がある。特
に、シール性能を発揮するビード部には充分な圧縮性及
び弾力性が要求される。
【0003】また、一方で、エンジンの温度変化に伴っ
て、フランジの熱変形が頻繁に繰り返されるので、この
ビードのへたりを防止して、クラック等の破損によりシ
ールが不完全になるのを防止する必要がある。
【0004】これらの要求を満足するために、特開平4
−219572号公報で、図4にその部分的な断面を示
すように、ビード22bを有するビード板22のシール孔3
側に、折り返し部23dを有する副板23をビード板22の凸
側に覆い被せて設けると共に、このビード22bをフラン
ジのボルト締結部から燃焼室孔(シール孔)3に近付く
につれてビード幅Wbを狭く、ビード高さHbを高くす
る構造の金属板ガスケット2が提案されている。
【0005】この図4の金属板ガスケット2では、ボル
ト締結時の各部位の合わせ面間に、このビード22bの幅
Wb及び高さHbを合わせて形成することによって、ビ
ード部27の各部位に加わるビード荷重を均等化し、これ
によって、取付け面の変形及び伸縮を補償し、シール性
能を維持しようとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
4の金属板ガスケット2においては、副板23の折り返し
部23dがあるストッパー部(ビード保護部)25は、3枚
の板が積層した構成になっており、この金属板ガスケッ
ト2が押圧された時に、このストッパー部25は3枚板重
なりから2枚板重なりになるビード部27を保護するが、
折り返し部23dからビード部27まで、同じ3枚板厚さと
なっているので、シール孔3に対するシール部はビード
部27の1段階でしか構成できず、充分なシール性能を維
持することができない。そのため、シールが不完全にな
ってガス漏れを生じ易いという問題がある。
【0007】つまり、シール孔3周囲の取付け面間の大
きな熱変形を吸収しながら、充分なシール性能を発揮す
るためには、複数のシール部を形成する必要があるが、
図4のこの折り返し部25の部分は押圧時には重なり合っ
て隙間無く積層してしまうのでビード部27までの間に凸
凹部を形成できず、面圧分布は図5(b)に示すよう
に、ストッパー部25で最高面圧となり、そのままビード
部27に連続して徐々に低下するので、有効な第2シール
部を形成できない。
【0008】その上、このビード部27は、一枚板22によ
るビード22bがあるだけなので、ビード幅Wbに対して
ビード高さHbが有る範囲内に制限されてしまい、合わ
せ面の間隙の大きな変化に対応するためには、大きなビ
ード幅Wbと高いビード高さHbが必要になり、ビード
22bがヘタリ易くなって耐久性に問題が生じる。また、
ボルト締結後の各部分の間隙の大きさに対応させるため
に、ボルト締結孔との遠近によってビード幅Wbとビー
ド高さHbを変化させて形成するので制作コストが嵩む
という問題がある。
【0009】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、エンジンの排気パイプ
フランジ等の比較的剛性が低く、熱膨張等によるガスケ
ットの取付け面の間隙の変化が大きいシールにおいて、
大きなビード圧縮性と耐久性を発揮するビード部を有し
て確実にシールでき、また、ストッパー部を有して、こ
のビード部のへたりを抑制して保護できるシール性と耐
久性に優れた金属板ガスケットを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための金属板ガスケットは、第1ビード板と第2ビ
ード板と、該第2ビード板より厚い副板とからなり、前
記第1ビード板のシール孔を囲む孔を前記第2ビード板
のシール孔を囲む孔より小さく形成し、それぞれのビー
ド幅を略等しく形成して該ビードの凹部側を対向させて
積層すると共に、前記副板を、前記第2ビード板側に配
置して、前記第1ビード板のシール孔側端部を内包して
折り返し、折り返した端部を前記第2ビード板のシール
孔側端部より間隔を開けてシール孔側に設けて中間シー
ル圧帯域を形成したことを特徴とする。
【0011】以上の構成の金属板ガスケットによれば、
第2ビード板の端部より内側に、副板の折り返した端部
を間隔を設けて中間シール圧帯域6を配設したことによ
り、シール孔3から遠ざかるに従って、シール孔3の周
囲にストッパー部5の3枚板部分、中間シール圧帯域6
の2枚板部分、ビード部7手前の3枚板部分と、3段階
に合計板厚が異なる部分が形成される。従って、取付け
面間に挟持され押圧された時に、中間シール圧帯域6よ
り板厚の厚く面圧の高くなるストッパー部5で第1シー
ルラインを形成できる。
【0012】また、この外側の3枚板部分に2つのビー
ドが段重ねになっているビード部7を設けているので、
押圧時にこのビード部7で第2シールラインを形成し
て、ストッパー部5及びビード部7の複数の当接ライン
がシール孔の周囲に形成されて、充分なシールが行われ
ることになる。
【0013】即ち、シール孔3の周囲に一番面圧の高い
ストッパー部5による第1シールライン、その外側に2
番目に面圧の高いビード部7による第2シールライン、
そしてその両者の間に圧力のやや低い中間シール圧帯域
6とが縞状に設けられ、シールするので、確実なシール
ができる。
【0014】また、ストッパー部5がビード部7を保護
する上に、2重のシールラインがあり、ストッパー部の
面圧とビードの弾性シールの両方を利用できるので、特
に振動に対しても充分なシール性能を維持でき、耐久性
を著しく向上できる。その上、複数のシールラインで取
付け面に押圧されるので、押圧力を支持する面が広くな
り、アルミ成形品のような鋳鉄等に比較して柔らかく形
成された取付け面を傷付けることがない。
【0015】また、ビード部を2枚板で略ビード幅が等
しいビードを凹部側を背中合わせにして段重ねに形成し
たことによりビード高さを2倍にできるので、ガスケッ
トの幅の狭い部分でも、ビード部の幅に対してビード部
の高さを高くできる。また、圧縮性及び弾力性に富むと
共にヘタリにも強くて耐久性があるシール性の良いビー
ド部を形成できる。
【0016】その上、積層板の内側にシール孔側の孔が
大きい第2ビード板を設けて、第1ビード板と副板で囲
みビード凹部にガスが浸入しない構造にして、ビード凹
部をシール孔に対して密閉しているので耐久性が向上す
る。更に、前記副板の板厚t3を前記第1ビード板の板
厚t1より厚く形成し、前記ビードの高さをh1,h2
とし、前記折り返し部分の仕上がり高さをTa=t1+
2×t3+t2、前記ビード部分の仕上がり高さをTb
=t1+t2+t3+h1+h2とした時に、Tb/T
aを1.2〜2.0の範囲にして形成することが好まし
い。
【0017】各仕上がり高さをこの範囲にして形成する
ことにより、ストッパー部の面圧とビードの弾性シール
の両方を効率よく利用でき、ビード部分の圧縮性を充分
に確保しながら、しかも、折り返し部分であるストッパ
ー部によりこのビード部分を適正に保護できるので、ビ
ード部の保護とシール性能と制作上の利点との調和を図
ることができる。
【0018】つまり、以上の構成によれば、図5(a)
に示すようにシール孔3の周囲の面圧分布を、ストッパ
ー部5の最高面圧部、中間シール圧部6の中間面圧部、
ビード部7の高面圧部とその周囲の外周部8の低面圧部
と4段階に形成できるので、ストッパー部5と高いビー
ド高さを有し弾力性及び耐久性に富んだビード部7とで
複数のシールラインを形成できる。そのため、図5
(b)に示す面圧分布となる従来技術の金属板ガスケッ
トよりも、確実なシールができ、耐久性を著しく向上で
きる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の金
属板ガスケットの実施の形態を説明する。本発明の金属
板ガスケット1は、エンジンの排気パイプフランジ等に
使用されるものであり、図1〜図3に示すように、排気
ガスが通過するシール孔3を囲むストッパー部5とビー
ド部7を有し、また、フランジ締結用のボルトを通すボ
ルト孔4が設けられている。
【0020】この金属板ガスケット1は、第1ビード板
11と第2ビード板12と、第2ビード板12より厚い副板13
とから形成され、、第1ビード板11のシール孔3を囲む
孔11hは第2ビード板12のシール孔3を囲む孔12hをよ
り小さく形成され、また、第1ビード板11と第2ビード
板12は、それぞれのビード幅Wを略等しく形成してビー
ド11b,12bの凹部側を対向させて積層される。
【0021】また、副板13は、第2ビード板12側、即ち
第2ビード板12のビード12bの凸部側に配置して、その
シール孔3側を延設して第1ビード板11のシール孔3側
端部11hを内包して折り返し、この折り返した部分の端
部13fを第2ビード板12のシール孔3側端部12hより間
隔Lを開けてシール孔3側に設けて中間シール圧帯域6
を形成する。
【0022】即ち、この副板13の折り返し部の端部13f
の外周は、第1ビード板11のシール孔3側の孔11hと第
2ビード板12のシール孔3側の孔12hとの間に位置する
ことになる。この金属板ガスケット1においては、第1
ビード板11と第2ビード板12と副板13の板厚をそれぞ
れ、t1,t2,t3とすると、積層された板厚の合計
である金属層厚さtと、隙間を含めた厚さである仕上が
り高さ(型押し高さ)Tは、シール孔3側から遠ざかる
に従って、変化し、以下のようになる。
【0023】先ず、金属層厚さは、シール孔3に接する
折り返し部分であるストッパー部5では、第1ビード板
11と副板13の折り返し部13dで形成されるので、ta=
t1+2×t3となり、その外側の中間シール圧帯域6
では、t1+t3と一旦薄くなってから、t1+t2+
t3となり、ビード11b、12b部分であるビード部7で
は、tb=t1+t2+t3となる。
【0024】一方、仕上がり高さは、ストッパー部5で
はTa=t1+2×t3+t2となり、ビード部7では
これにビード高さh1+h2が加わったTb=t1+t
2+t3+h1+h2となる。
【0025】このビード部7では、第2ビード板12の板
厚t2を副板13の板厚t3より小さく形成することによ
り、ta>tbと形成できるので、金属板ガスケット1
が押圧され、面圧が高くなった時には、最初に、ストッ
パー部5が圧縮されて金属層厚さtaとなり面圧に対抗
して、金属層厚さがこれより薄いtbであるビード部7
を保護して、ビード11b、12bが平坦化するのを防止で
きる。即ち、このストッパー部5がビード部7の保護を
行う。
【0026】更に、ストッパー部5の仕上がり高さTa
とビード部7の仕上がり高さTbの関係Tb/Taを
1.2〜2.0の範囲にして形成することが好ましい。
この範囲では、ビード部7の圧縮性を充分に確保し、し
かも、ストッパー部5によりこのビード部7を良く保護
できるので、ビードの保護とシール性能と制作上の利点
との調和を図ることができる。
【0027】以上の構成の金属板ガスケット1によれ
ば、この金属板ガスケット1を挟んでシールした場合
に、両フランジを締結するボルト・ナットを締め付けた
場合に、最初にビード部7が押圧されてビード部7が変
形し、このビード部7の弾性力によりシール圧を発生し
シールラインを形成してシール機能を発揮する。更に締
め付けるとストッパー部5が押圧されて、このストッパ
ー部5とビード部7との両方の弾性により第1シール部
5と第2シール部7を形成して、充分なシール性能を発
揮する。
【0028】そして、それ以上に押圧された場合にはス
トッパー部5が押圧されて折り返し部13dと第1ビード
板11が重なり合って、厚さtaで押圧に対抗する。この
時は、折り返し部13dの両側部分13c,13eと第1ビー
ド板11が重なり合うので、これ以上薄くならず、押圧に
対抗してビード部7を保護できる。
【0029】この時に、このストッパー部5の外側の2
枚板重ねの間隔Lの中間シール圧帯域6は、ストッパー
部5よりも金属層厚さが薄く反発力も小さい2枚重ねの
厚さになるので、ストッパー部5やビード部7よりシー
ル圧は小さく中間のシール圧となり、ストッパー部5は
第2シールラインを形成してシールを行うことができ
る。
【0030】そして、更に不均等に押圧された時には、
ビード部7手前の3枚板部分、第2ビード板12の端部12
hのある部分が押圧されシールラインを形成する。そし
て、この時にビード部7の構成部分の板厚の和である金
属層厚さtbが、ストッパー部5を構成する板厚の和で
ある金属層厚さtaよりも小さく形成されているので、
ビード部7は平坦化することがなく、常に弾性状態にお
かれるので、この部分でもビード11b、12bの弾性力に
より第2シールラインを形成し続けてシール効果を維持
できる。
【0031】従って、以上の構成の金属板ガスケット1
によれば、次にような効果を奏することができる。この
構成によれば、図5(a)に示すようにシール孔3の周
囲の面圧分布を、ストッパー部5の最高面圧部、中間シ
ール圧部6の中間面圧部、ビード部7の高面圧部とその
周囲の外周部8の低面圧部と4段階に形成できるので、
ストッパー部5とビード部7で複数のシールラインを形
成できる。そのため、確実なシールができ、耐久性を著
しく向上できる。
【0032】そして、ストッパー部5の金属層厚さta
がビード部7の金属層厚さtbよりも厚く形成されてい
るので、ビード部7の平坦化を防止してビード部7の損
傷の発生を抑制して、ビード部7を保護して耐久性を増
すことができ、また、ビード部7の弾力性を維持してシ
ール性能を良好に保てる。
【0033】また、ビード部7を、ビード幅Wの略等し
い2枚ビード11b、12bを背中合わせにして形成してい
るので、ガスケット幅の狭い場所でも、ビード幅Wに対
してビード高さHを高くすることができ、また弾性を保
ったまま容易に大きく変形できるので、圧縮性及び弾力
性の良いビード部7を形成でき、よりシール効果を上げ
ることができ、また、ビードのヘタリに関して一枚ビー
ドに比較して非常に有利となるので、金属板ガスケット
1の耐久性能を更に向上できる。
【0034】更に、積層板11、12、13の内側にシール孔
3側の孔が大きい第2ビード板12を設けているので、第
1ビード板11と副板13で囲みビード11b、12b凹部にガ
スが浸入しない構造になり、ビード11b、12b凹部をシ
ール孔3に対して密閉した状態に保てるため、耐久性を
向上できる。また、副板13の折り返し部13dの端部13f
より外径側に間隔Lを置いて第2ビード板12を設けたの
で、このストッパー部5とビード部7の仕上がり高さの
関係Tb/Taの調整が容易となり、仕上がり高さの関
係、Tb/Ta=1.2〜2.0等を容易に形成するこ
とができる。
【0035】従って、フランジの取付け面の熱変形や締
めつけ時の変形に伴う、取付け面の間の間隙の変化によ
く追従して、第1シール部5と第2シール部7を形成し
て、充分なシール性を確保して確実なシールができ、ま
た、弾力性に富む2段重ねビード11b、12bでビード部
7を形成し、このビード部7を第1シール部兼用のスト
ッパー部5で保護するので、ビード部7のクラック等の
損傷が発生するのを防止できる耐久性に優れた金属板ガ
スケットを得ることができる。
【0036】その上、複数のシールラインで取付け面に
押圧されるので、押圧力を支持する面が広くなり、アル
ミ成形品のような鋳鉄等に比較して柔らかく形成された
取付け面でも傷付けることがない。
【0037】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係る金属
板ガスケットによれば、副板の折り返した端部と第2ビ
ード板のシール孔側端部との間に間隔を設けているの
で、シール孔から遠ざかるに従って、ストッパー部の3
枚板部分、中間シール圧帯域の2枚板部分、3枚板部分
と変化して、3段階に金属層の板厚が異なる部分を連続
して形成することができ、更に外側の3枚板部分にビー
ド部を設けたので、シール孔の周囲の面圧分布を、スト
ッパー部の最高面圧部、中間シール圧部の中間面圧部、
ビード部の高面圧部とその周囲の外周部の低面圧部と4
段階に形成できる。
【0038】そのため、取付け面間に挟持され押圧され
た時に取付け面に当接するシールラインをシール孔の周
囲に複数形成して、シールを行うことができ、シール性
能を向上して確実なシールができると共に、耐久性を著
しく向上できる。また、ストッパー部でビード部を保護
できる上に、2重のシールラインがあり、ストッパー部
の面圧とビード部の弾性シールの両方を利用できるの
で、特に振動に対して充分なシール性能を維持でき、耐
久性を著しく向上できる。
【0039】そして、ビード部を2枚板のビードの段重
ねで形成したので、ビード部の幅に対してビード部の高
さを高く形成でき、しかも、圧縮性及び弾力性に富むの
で、取付け面の間隙の変化により追従でき、このビード
部の反発力による高い面圧でより効果的なシールを行う
ことができる。更に、このビードの段重ねにより、ヘタ
リに強いビード部を形成でき、更に、このビード部の平
坦化をストッパー部で保護できるので、ビード部にクラ
ック等の損傷が発生するのを防止できる。
【0040】その上、積層板ガスケットの内側に大きい
シール孔側孔を有する第2ビード板を設けているので、
ビード凹部を第1ビード板と副板で囲んでシール孔に対
して密閉した状態に保てるため、ビード凹部へのガスの
浸入を防止して耐久性を向上できる。また、副板の折り
返し部の端部より外径側に間隔を置いて第2ビード板を
設けたので、このストッパー部とビード部の仕上がり高
さの関係Tb/Taの調整が容易となり、仕上がり高さ
の関係、Tb/Ta=1.2〜2.0等を容易に形成す
ることができる。
【0041】そして、このTb/Taを1.2〜2.0
の範囲にして形成することにより、ストッパー部の面圧
とビードの弾性シールの両方を効率よく利用でき、ビー
ド部分の圧縮性を充分に確保しながら、しかも、折り返
し部分であるストッパー部によりこのビード部分を適正
に保護できるので、ビード部の保護とシール性能と制作
上の利点との調和を図ることができる。
【0042】従って、フランジの取付け面の熱変形や締
めつけ時の変形に伴う取付け面の間隙の変化に追従して
確実なシールをすることができ、しかも、耐久性に優れ
た金属板ガスケットを得ることができる。その上、複数
のシールラインで取付け面に押圧されるので、押圧力を
支持する面が広くなり、アルミ成形品のような鋳鉄等に
比較して柔らかく形成された取付け面でも傷付けること
がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属板ガスケットの平面図であ
る。
【図2】図1のX−X線断面を含む斜視図である。
【図3】図1のX−X線の部分側断面図である。
【図4】従来技術の金属板ガスケットの部分側断面図で
ある。
【図5】金属板ガスケットの面圧を示す模式的な面圧図
で、(a)は本発明の金属板ガスケットに関する図で、
(b)は図4の従来技術の金属板ガスケットに関する図
である。
【符号の説明】
1 金属板ガスケット 2 従来技術の金属板ガスケッ
ト 3 シール孔 4 ボルト孔 5 ストッパー部 6 中間シール圧帯域 7 ビード部
8 外周部 11 第1ビード板 11b ビード
11h 孔 12 第2ビード板 12b ビード
12h 孔 13 副板 13d 折り返し部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1ビード板と第2ビード板と、該第2
    ビード板より厚い副板とからなり、前記第1ビード板の
    シール孔を囲む孔を前記第2ビード板のシール孔を囲む
    孔より小さく形成し、それぞれのビード幅を略等しく形
    成して該ビードの凹部側を対向させて積層すると共に、
    前記副板を、前記第2ビード板側に配置して、前記第1
    ビード板のシール孔側端部を内包して折り返し、折り返
    した端部を前記第2ビード板のシール孔側端部より間隔
    を開けてシール孔側に設けて中間シール圧帯域を形成し
    たことを特徴とする金属板ガスケット。
  2. 【請求項2】 前記副板の板厚t3を前記第1ビード板
    の板厚t1より厚く形成し、前記ビードの高さをh1,
    h2とし、前記折り返し部分の仕上がり高さをTa=t
    1+2×t3+t2、ビード部分の仕上がり高さをTb
    =t1+t2+t3+h1+h2とした時に、Tb/T
    aを1.2〜2.0の範囲にして形成したことを特徴と
    する請求項1記載の金属板ガスケット。
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