JPS5865371A - 改良された密閉特性をもつガスケツト組立体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 シルクスクリーニングによるように、ガスケット表面に
適用した密閉部材を有する積層ガスケットは、内燃エン
ジン用のガスケットのように、ガスケットの密閉上増々
重要となって會た。これらのがスケツＦの改良に本発ｇ
Ａ社係る。

多くの理由から、積層がスケット組立体のうわ張シシー
トは、しばしば局所に於ける密閉を高める補助的密閉部
材に加えて被覆あるいは表面材を付与することが必要で
あり１それにより侵食、摩耗および密閉部材の侵害ある
いは破壊にがスケツトが耐えられる。密閉部材１ｊｌｌ
Ｆ処理したうわ張シシートに密着させるのがしばしば困
難なので、即ちうわ張シー）Ｋ対しては有利となる表面
処理であるが、しかしこれは硬化あるいは粘着を妨げる
ので、密閉部材に付与し、その後にガスケットうわ張シ
シートに被覆あるいは表面材を、時には密閉部材を被覆
せずに付与することがたびたび必要となる。被覆、表面
処理あるいは処理が最初に付与され、その後に密閉部材
を付与したものより、それは困難で、高く、時には効果
的でない。

本発明によるがスケット組立体は内燃エンジンみ、少な
くともガスケット層の一つは圧縮性の実質上同一の広が
りを有するうわ張シ材料である。

密閉部材は一対のガスケット層の中間に置かれ、且つ密
閉部材の領域内のがスケット組立体の密閉効果を高める
ため、好ましくは少なくとも燃焼孔の一つと油及び水の
隙間を囲む。

従って、上部がスケットが頭部とゾロツクの間で圧縮下
に置かれた時、密閉部材は頭部とゾロツクの直接接触か
ら妨げられ、ガスケット組立体の密閉特性を高める。

密閉部材はガラス）−ｒ−材料の如く非圧縮性且つ変形
できるか、あるいは金属の如く加えられた荷重では変形
できなくてもよい。

好ましくは、密閉部材はがスケット層の一つに密着され
、ガスケット層は密閉部材を接近して囲む領域に於いて
互いに密着され、それによりガスケット組立体が圧縮下
に置かれた時、密閉部材の横方向への実質的な動きを防
止する。好ましくは使用上、がスケット組立体は密閉部
材の領域に於いて圧縮され、少なくとも−りのＩスケツ
）層は密閉部材の約半分の高さよシ大きくない高さに密
閉部材上に圧縮される。

更に、本発明は密閉すべき一対の表面間に置くためのガ
スケット組立体を作−る方法を含み、この方法は、がス
ケット層の表面へ密閉部材を配置する段階と、密閉部材
がガスケット層とうわ張シ層の間に包み込まれるように
、うわ張り層をガスケット層と密閉部材上へ配置し該ガ
スケット組立体が密閉部材が配置される少なくとも一つ
の穴を定める段階と、うわ張シ層の少なくとも一つとが
スケット層が圧縮され、密閉領域内で密度を高めるよう
にうわ張り層を圧力下でがスケット層に密着させる段階
とを包含する。

ｉ面を参照すると、頭部２とゾロツク３を有するエンジ
ン１は、とζでの使用に特別に配置、構成されたガスケ
ット組立体１０を使用するように説明される。ブロック
３は燃焼シリンダ４とシリンダ・スリープ５とピストン
６を含む。エンジン１は複数個の燃焼シリンダ４を有し
、その内の一つを第２図に示す。

平らな、中実、凰性のある金属芯１４と一対の全体に平
らな凰性のあるうわ張シ層１６を含む。

芯１４は表面１８のような上部及び下部の平らな面を有
し、それにうわ張シ層１６が重ね合わさっている。芯は
また圧印加工、エンボス加工して、もよく、あるいは所
望の場所にエツチングによるように表面を修正してもよ
い。

うわ張シ層１６は複合の圧縮性のがスケットう・わ張シ
材料から形成されておシ、また繊維補強してもよい。こ
れらは適切な熱活性された接着剤によるように窓表面１
８へ機械的にあるいは接着により重ね合わされる。適切
な熱活性可能な接着材ｌはツーノー−・＝トリーデムと
、最初にうわ張如シート表面に適用するのが好ましいポ
リブチル♂ムを含む。うわ張シ層は石綿、ガラス［１，
あるいは他の適切な繊維材料を混入してもよいし、また
接合材としてニトリル、ネオゾレンあるいはポリアクリ
ルエラストマーを使−用してもよい。アスベス）４１維
であれ、あるいは他の有機か無機の繊維、充填材等が使
用されても、しばしば接合材はうわ張ｐ層の約１５饅か
ら約２０１までを含む。

例示した実施例に於いて、うわ張如層１−６は約０．６
３５ｍ（０，０２５インチ）の厚さを有するが、もちろ
んこれ社応用によって異なってもよい。うわ張シ層１６
は一般に油や冷却剤による劣化に耐え、トルクを保持し
、押し出されるのを最小にし、熱抵抗を示す。

がスケット組立体１０は燃焼孔２０とボルト孔２２のよ
うな穴及び複数個の油と水の通路２４を設けるたや打抜
き加工される。芯は冷間圧延鋼でもよく、その厚みは使
用よシ異なってもよい。約０．１５２４ｍｍ（０，００
６インチ）から約１．２７ｓｍ（０，０５０インチ）の
厚さが代表的である。密着を高めるため窓表面１８は隣
酸塩処理してもよい。

ガスケット組立体１０は既知の方法で周定された適切な
環状外装物２５を有してもよく、それによシ燃焼孔の密
閉に役立つ。

本実施例に於いて、所望の密閉部材２６は芯の一つの表
面かあるいは両方の表面に配置、固定される。密閉部材
′−２６は、ガスケット組立体１０が使用される応用に
於いて、増大した密閉力が要求される領域に適用される
ピード３０のような一連の密閉♂−ｒを含んでもよい。

典型的には、♂−ド３０は結合した頭部とゾロツク間の
水と油の通路を実質上囲むように形成される。ビードは
また燃焼死を実質上囲むように適用してもよい。時には
、頭部とゾロツクの配置及びボルト大の位置または他の
設計上の理由によシ、円形でない配置あるいは完全に円
形の５ビードの配置が要求される。

例示した実施例に於いて、ビード３０を形成する密閉部
材２６は好まし′〈はシルクスクリーニング法によって
配置されるシリコーン密閉材から形成してもよく、それ
は代表的に米国特許第３，４７７．８６７　Ｋ記述され
ているように、ビードの高い位置での高さは約０．１５
２４　ｗｓ　（０，００６インチ）から約０．２０３２
闘（０，００８インチ）−ｔ’する。シリコニンは二成
分系、熱硬化可能な液体シリコーンでもよい。密閉ビー
ドを寸法上安定した、高い密着性、の芯、Ｋ−配置、密
着する時、それらはガスクーット毎に正確に注意深く一
層、致して配置される。

・密閉部材が芯１４０表面１８に既知の方法で配置きよ
う正さ九た後、圧縮性のうわ張シ層１６は芯の上になる
ように置かれ、密閉部材は従来の中間の接着層によるよ
うに芯に積層される。接着剤がうわ張シ層を芯に接着し
、芯とうわ張り層が圧力下で積層されると、うわ張）層
はあらかじめ圧縮されて密閉部材の領域に於いて密度を
高める。

芯が燐酸塩処理されるか、あるいは接着を高めるため適
切に処理された場合、うわ張）層１Ｂは窓表面に容易に
確実に密着し、また密閉部材２６を含む密閉材に依って
は、ビード３０に密着するかまたは密着しない。いずれ
Ｋしても、うわ張シ層と金属芯は密閉ビードを包み囲む
。

好ましくは、うわ張シ層１６は♂−ドを近接して囲む領
域ｚＩｌｃ於いて窓表面１８に固定され、それに・よシ
ビード９を閉じ込め、且つガスケット組立体が圧縮下に
、置かれた時、密閉・部材とビーｒの横方向への実質的
な動きを防、止する。ビーｒの包み込みは多くの利点が
ある。これらの４中には、エラス・トマーの場合、ビ・
−ドの動きあるいは押出しが制限され、従って♂−ド、
の荷重負荷容量を高める。

う、わ張シ層と芯が？−ｒを非常に密接して囲む場合、
押出しが制限されるばかシでなく、従来のようにうわ張
シシートの表面にさらされる時よシも、エラス）−ｒ−
ビーｒは若干硬い荷重たわみ曲線を示す傾向がある。従
って圧縮下では　ｆ　ｊ＋　ｐの圧縮はうわ張夛シート
の下部の内部表面に於ける埋め込に制限されるが、Ｃ−
ド及び上のうゎ張シ材は大きな圧縮荷重下では密閉の役
割をし、且つ前よルも一層効果的であるように全く押出
しが無−一表面に密閉部材を使ったガスケットを使用し
た場合、ガスケットの他の領域に荷重を加える前に最初
に密閉部材を゛うわ張夛層内に相当完全に埋め込むこと
が必要である。しかしながら、包み込ま′れたビードの
領域内で予備圧縮に依る本発明のガスケットに於いては
、ビードの領域以外の領域での荷重の付与を実質上直ち
に行なっても、よい。ビード部材が、例えばシリコーン
や他のシムのようなエラストマーのように実質上非圧縮
性の場合、及−びガス・ケラトが使用時あるいは製造工
程中に、げ−ドすなわち密閉部材領域で圧縮された場合
、密閉部材を覆ううわ張ル材料は密度を高め、また若干
浸透性のあうた程ＩＩ″に１流体の通過に対して一層通
さなくなる。従ってこの領域内のりわ張〕材料は、ビー
ドと密閉部材領域に隣接する範囲と異なる高度の密閉特
性と物理的特性を有する。

第３図に於いて、密閉部材及びビーｒの領域内で圧縮前
のがスケットを例示する。しかしながら、與造中ガスケ
ットは好ましくはこれらの領域で予備圧縮され、うわ張
シ層は第４図に例示したように密度を高める。そこでシ
リコーンのビード３゜はうわ張シ層１６内に着干埋め込
まれ、且りビーｒの領域内のうわ張シ層１６が圧縮され
ているのが示される。第３図に於いてビードの領域内の
うわ張り層の突起部分に実質上郷しかった第４図の一ビ
ードの高さＹは、高さＸで示すように実質上小さくなっ
ている。好ましくはＹに対するＸの高さ比は約２対１、
即ち約半分よシ大きくはなく、また好ましくはそれよシ
小さい。ガスケット組立体の表面は、ビードが表面上に
あるものよシ、は−とんど平らであシ、全表面にわたっ
てガスケットの密閉特性を高める。

第３図と第４図のブスケット組立体から得られるもう一
つの利点は、ビードの押出しが防止されるだけでなく、
表面現象からも防止できる。この現象は船積み、取扱い
、据付時の♂−ドの分裂あるいは乱れを含み、同様にエ
ンジンへの使用に於いてｔ−ドの分裂、破壊、歪あるい
は移動する傾向を含む。このような分裂は密閉すべき荒
い対をなす表ＷＫ帰因し、この場合荒い仕上げに依るビ
ードの割れる傾向は高い。更に、過度の加熱はエラスト
マー密閉ビーＩＰＫ悪影響を及ぼす傾向があることが知
られている。記述の如く、ビードを封じ包み込むことに
よシ、密閉部材は、それがガスケツ、ト組立体の表面に
あるよりもずっと熱の悪影響から分離される。更に、あ
る環境に於いてはげ−ｒの侵食が生じる。うわ張シ材は
侵食に耐えるように処理されているけれども、シリコー
ンのビードのような密瀾−ビードを、一部には適切な保
膜層をビードに密着させる困難さの為、侵食に耐える材
料で処理することは非常に困難であったｉ又、既述した
過少、密閉部材が表面上に無い場合、耐侵食被覆及び他
の表面処理を全体のうわ張シ表面に容易に安価に適用す
ることが可能となり、そのような処理を補うと−とも全
く無く、あるいはがスケット組立体の製造に於いて追加
の段階を全く利用しない。更に、密閉部材をうわ張りシ
ートよシはむしろ芯に適用する。ことによシ、うわ張材
料自身の硬化を妨げる傾向の為、現在たび次び必要とさ
れるシリコーンや特殊材料のように、ビードの材料の硬
化を促進する特殊の境界波′ａ−＃料でうわ張シシート
を予備被覆する必要は無くなる。

本発明によるがスケットはまた改善したシリンダー頭部
の歪制御を設けることを可能にする。

密閉部材及びビーｒはシリコーン・エラストマーとして
記述したが、他のニジストマー及び弾性材料を使用して
もよく、これらはニトリル（−リプタジエン・ニトリル
・♂ム）あるいはネオゾレン・♂ム、伸縮性の♂ムを改
変したニブキシのようなもの、あるいはこれらの組み合
わせを含む。

更に１Ｃ−ドとうわ張り層線ピードの領域内での密閉力
の伝達に於いて協働するめで、着干硬い材料の使用を考
慮するととも可能であシ、その材料は必らずしも一−ｒ
の作用によシ密閉が行なわれる場所のいくつかあるいは
全てに於いて、密閉をもたらすエラストマーでなくても
よい。うわ張クシ−）Ｋ密閉ｒ−ｐを埋め込む傾向は、
現在も行なわれているような外側の表面に於けるぜ−ド
でない方法で、うわ張シ層表面の頭部とゾロツクとの密
閉順応性を促進するのに役立つ。

詳述した実施例に於いて、密閉部材とビードは芯に接着
され、且りうわ張夛材も芯に接着される。

使用した材料に依っては、Ｃ−ドを積層工程中にうわ張
り材に接着するのも好ましい。

更に、本発明の実施例に於いては、金属の芯は無い。従
って、第５図と第６図に見る通り、断片的な形でのみ示
したがスケット組立体１００は一対のがスケット層１０
１を含み、それはうわ張夛層１６と同じガスケット材料
で形成した圧縮性シートでもよい。密閉部材１０２は開
口部１０４０まわ〕の如く、所望の場所に適用されて、
ガスケット層１０１は遍切な熱活性可能な接着材で密着
される。密閉部材１０２は前述の過シェラストマーでも
よいが、他方密閉部材はガスケット組立体の密閉特性を
高める金属、セラミック、プラスチックの既成形品ある
いは他の材料を含めた別の材料でもよい。密閉部材１０
２は既成形品として適用してもよく、またガスケット層
の積層の前に、取扱いの便のためがスケット層の一つに
密着してもよい。ガスケット層は密閉部材のまわシに密
接して接着し、それによシ密閉部材の横方向の動きを包
み込み制限する。第５図の実施例に於いて、密閉部材１
０２を実質上変形不可能な金属軸として例証する。第１
ｍの実施例の場合のように、密閉部材１０２は圧縮下で
うわ張シ層に埋まる傾向にあシ、それＫよシ密閉部材領
域の層の密度を高めて、うわ張シ層の密閉特性を高め且
つ密閉すべき全体の表面にわたって一層効果的な荷重分
布を促進する。

ここで再び、第６図に示す通夛、ガスケット層は密閉部
材１０２のひずみが無く圧縮されるが、表面に於いて密
閉部材の領域内のりわ張）層の突起は実質上小さくなる
。実際は、両方のガスケット層１０１が圧縮性の場合、
密閉部材は第６図に例示する通ｂ１ある程度各層に埋ま
る傾向にある。

ガスケット層間に置かれた密閉部材に於いて、金属部材
のような硬い材料は、頭部、ゾロツク等に表面上で向か
いあうなら、以餉に使用されなかつ九領域で、有効な密
閉を得る助けとして使用されることは注目される。

うわ張シ眉間の密閉部材の適用は、ガスケット組立表面
の表面特性に逆影響を与えること無く、広範な材料の使
用を許容し、またがスケット組立体の表面をどんな重大
な点でも変えること無く、選択した領域に於いてガスケ
ットの密閉特性の変更を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を取シ入れたがスケット組立体の
一実施例の上部平面図、 第２図は第１図に示したガスケット組立体を使用したエ
ンジンの部分断面図、 第３図は第１図の線３−３に実質上沿った拡大断面図、 第４図は本発明に従ってあらかじめ圧縮された後の第３
図の一部分断面図、 第５図は本発明による別の実施例の第３図に類似した図
、 第６図はあらかじめ圧縮された後の第５図のガスケット
組立体を示す第５図のガスケット図である。 １・・・「エンジン」、２・・・ｒｉＨｆＢＪ、３・・
・「テロツク」、４・・・「シリンダ」、５・・・「シ
リンダ・スリーブ」、６・・・「Ｉ！′ストン」、１１
１１・・・「ガスケット組立体」、１４・・・「芯」、
１６・・・「うわ張シ層」、１８・・・「芯表藺」、２
０・・・「燃焼孔」、２２・・・「ざシト孔」、２４・
・・「通路」、２５・・・「ｌＩ状樽装物」、２６・・
・「密閉部材」、３０−・・「ビーｒ玉１００・・・「
ガスケット組立体Ｊ、１０１・・・「がス′ケ′ット層
」、１０２・・・「密閉部材」、１０４′・・・「開口
部」。 代理人　浅　　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）密閉される一対の表面間に置かれ、且つその該ガ
   スケット層の少なくとも一つは圧縮性材料であ如、 該ガスケット層間に置かれ且つ該ガスケット層間に包み
   込まれた密閉部材を有し、 骸密閉部材が置かれている該ガスケット組立体にある少
   なくとも−りの開口部を有し、それｋよル使用上該密閉
   部材は密閉すべきａ表面と［！Ｉ接触することから防止
   され、且つ該ガスケット組立体の密閉特性を高めること
   を特徴とする上記ガスケット組立体。 −（乃　　特許請求の範囲第１項のガスケット組立体に
   於いて、該ガスケット層はｔｌｆｌ！！Ｍ部材を近接し
   て囲む領域で互いに固定され、それｋよシ該ガスケット
   層が圧縮下に置かれた時、該密閉部材の横方向への実質
   的な動きを防止する上記がスケット組立体。 ′（３）　　Ｉ？！許請求の範囲第２項のがスケット組
   立体に於いて、皺寄閉部材は圧縮下で変形可能なエラス
   トマー材−料であシ、且つ＃ガスケット層は骸密閉部材
   の変形を制限する上記ガスケット組立体。 （４）％許請求の範囲第１項のガスケット組立体に於い
   て、該ガスケット層の一つは金属である上記ガスケット
   組立体。 （５）特許請求の範囲第１項のガスケット組立体に於い
   て、該密閉部材は実質上非変形材料から形成される上記
   ガスケット組立体。　、 （６）＃エンジンの頭部とブロック間に置かれるように
   された内燃エンジン用の上部ガスケット組立体であって
   、該ガスケット組立体は少なくとも−有し、該ガスケッ
   ト層の少なくと−も一つは圧縮性で実質上同一の広がシ
   を有するうわ張シ材料であシ、 更に該がスケット層の中間に位置した密閉部材を有し、
   該密閉部材は該密閉部材の領域の該がスケット組立体の
   密閉効果を高めるため少なくとも一つの該開孔部と該穴
   を囲み、 それＫよ）該上部、ガスケット組立体が該頭部と該ゾロ
   ツク間で圧縮下に置かれた時、該密閉部材は該頭部と鋏
   ゾロツクとの直接接触することから防止され、且つ該ガ
   スケット組立体の密閉特性を高める上記上部がスケット
   組立体。 （７）％許請求の範囲第６項の上部ガスケット組立体に
   於いて、＃密閉部材は該がスケット層の−り１ｃｍ１着
   され、鋏ガスケット層は骸密閉部材を近接して囲む領域
   で互いに密着され、それｋよりｔｌＮスケット組立体が
   圧縮下に置かれた時、鋏密閉部材の横方向の実質上の動
   きを防止する上記上部ガスケット組立体。 （８）　　密閉すべき一対の表面間に置くためのガスケ
   ット組立体製造方法であって、 がスケット層の表面への密閉部材の配置する段階と、 該ガスケット層と密封一部材とにうわ張シ層を位置させ
   それによりがスケット層とうわ張シ層との間で密封部材
   が包み込まれ、該がスケット組立体は該密閉部材が置か
   れる少なくとも一つの穴を画定する段階と、 該うわ張シ層が該密閉部材の領域で圧縮され密度を高め
   るように、圧力下で該うわ張シ層を＃ガスケット層へ密
   着させる段階とを有し、それによシ使用土該がスケット
   組立体の密閉部材性密閉すべき該表面との［！Ｉ接触か
   ら防止さ幌且り該ガスケット組立体の密閉特性を高める
   上記がスケット組立体製造方法。 （９）　　特許請求の範囲第８項の製造方法に於いて、
   うわ張シ層は鋏密閉部材を近接して囲む領域でガスケッ
   ト層に密着され、それＫよシカスケット組立体が圧縮下
   に置かれた時、密閉部材の横方向への実質上の動きを防
   止し、更に、それにより圧力下で圧縮された時、該うわ
   張）層の圧縮を制御する上記製造方法。 （［１％許請求の範囲第８項の方法に於いて、該うわ張
   シ層は、密閉部材上のうわ張シ層の突起の高さが密閉部
   材の高さの約２分の１よシ大きくないように密着中に圧
   力下で圧縮される上記方法。 α力　特許請求の範囲第８項の方法に於いて、＃がメケ
   ット層と骸うわ張り層は、各々が該密閉部材領域で圧縮
   されて配置されるように、各々圧縮性である上記方法。