JPWO2012005165A1 - ラバーガスケット及びこれを用いたシール構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、内圧が大きくかかる部位であって、シール対象部位が段差形状である場合でも、シール性能が充分に発揮されるラバーガスケットを提供することを目的とする。本発明は、互いに締結されるシール対象２部材（２，３）間に介装される環状のラバーガスケット（１）であって、前記ラバーガスケット（１）は、筒状部（１１）と、該筒状部（１１）の一端部（１１ｃ）側外周部（１１ｄ）に全周に亘り外向きに連成された鍔状部（１２）と、該鍔状部（１２）にその全周に亘り埋設された環状の芯材（１３）とを含んで一体に成型されたエラストマーの成型体からなり、前記ラバーガスケット（１）が前記シール対象２部材（２，３）間に介装され、当該２部材（２，３）を締結する際には、前記筒状部（１１）の軸方向両端部（１１ｂ、１１ｃ）が当該２部材のそれぞれのシールライン部（２Ｌ，３Ｌ）に位置し、且つ該筒状部（１１）が締結圧によって締結方向に沿って圧縮されるものであることを特徴とする。

Description

本発明は、互いに締結されるシール対象２部材、特に、一方が合成樹脂製、他方が金属製のシール対象２部材間に介装される環状のラバーガスケットとこれを用いたシール構造に関する。

内圧のかかる内燃機関、その他の産業機械等において、これら装置を構成し互いに締結一体とされる２部材間の繋ぎ部分には、ゴムやエラストマー等のゴム弾性を備えた素材からなるガスケット（通称、ラバーガスケット）が圧縮状態で介装される（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１には、インテークマニホールドのフランジ部と機関本体のマニホールド取付面との間に介装されるガスケット（シール部材）を兼ねる振動遮断部材が示されている。また、特許文献２には、エンジンのシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に介装されるゴム製のガスケットが示されている。更に、特許文献３には、エンジンと樹脂製インテークマニホールドとの間に介装される弾性体製のガスケットが示されている。

実公昭６０−９４８１号公報 実開平２−４０１５８号公報 実開平７−３５７５１号公報

特許文献２に示されるゴム製のガスケットは、シリンダヘッドカバーのシール対象部位に下向きに開口した凹状の溝内に圧入され、シリンダヘッドのシール対象部位間に装着される。ところで、近時、車体の軽量化及び燃費向上の為、シリンダヘッドカバーとして合成樹脂の成型体が用いられるようになってきた。また、エンジンの組立作業性等から、シリンダヘッドのシール対象部位を溝形とし、この溝形のガスケット装着部にガスケットを装着した上で、シール対象部位がフラットな合成樹脂製のシリンダヘッドカバーを締結させることも行われるようになった。この場合、シリンダヘッドは、通常アルニウム等の鋳造品（金属製）からなるので、溝形のシール対象部位は、加工性等の関係で凹溝形状ではなく、凹溝の内側（シール対象空間側）壁のない所謂段差形状とされることもある。このような内側壁のない段差形状の場合、締結時に圧縮体勢が崩れてガスケットが座屈したり、締結後、前記シール対象空間を流通する流体圧（油圧）によってガスケットが座屈したりすることによって、シール機能が低下する事態が生じることがある。特に、オイルデリバリー部分では、要求シール圧が０．６ＭＰａと高く、この要求シール圧が満たされない場合には、流体の漏れが発生し適正な流体圧制御が難しくなり、また燃費の高騰を来たし、排ガスによる環境への影響も生じることになる。

また、シリンダヘッドカバーが合成樹脂の成型体からなる場合、製品機能を満たす為、製造公差や熱収縮を考慮し、ガスケットの所定の締結圧縮状態では、ガスケットが配される外側部分におけるシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に隙間を持たせることが必要とされる。その為、締結による圧縮作用や前記流体圧（内圧）の作用によって、ガスケットを構成するゴムがこの隙間部分に流動変形し、これによって、シール対象部位における面圧が充分に得られず、シール機能が低下することもある。特許文献１に開示された振動遮断部材は、インテークマニホールドと機関本体のマニホールド取付面との間に介装されるものであって、シール機能の主体となる弾性部材（ラバー部材）内に芯金を挿入して構成され、これによって、弾性部材の弾性変形を抑制すると共に振動遮断部材の口開きを防止することができる。しかし、芯金が存在する部分には、締結による締結圧が作用し、前記のように段差形状のシール対象部位に介装した際の、締結圧が作用しない前記隙間部分へのゴムの流動変形を抑制することを意図するものではない。

特許文献２に開示されたガスケットの場合、ガスケット本体（ゴム）よりも剛性が高い部材が、ガスケット本体の側部であってシール対象２部材（シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー）の締結圧が作用しない部分に位置する突状部に内包されている。本特許文献２においては、剛性の高い部分が、全体でも一部でも良いと記載されており、剛性の高い部分が一部である場合には、隙間部分へのゴムボリュームの逃げを防ぐような機能が得られず、これによって、前記と同様締結圧が作用しない前記隙間部分へのゴムの流動変形を抑制することを意図するものではないと解される。

また、特許文献３に開示されたガスケットは、エンジンと合成樹脂製インテークマニホールドとの連結部に介在されるガスケットであり、三角形状の突起がインテークマニホールドの繋ぎ部の内面に形成されたテーパ形状の凹部に嵌合するが、この三角形状突起は、締結時に直接圧縮される部分ではなく、面圧の発現によるシール機能の主体部となるものではない。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、内圧が大きくかかる部位であって、シール対象部位が段差形状である場合でも、シール性能が充分に発揮されるラバーガスケットと、これを用いたシール構造を提供することを目的としている。

第１の発明に係るラバーガスケットは、互いに締結されるシール対象２部材間に介装される環状のラバーガスケットであって、前記ラバーガスケットは、筒状部と、該筒状部の軸方向一端部側外周部に全周に亘り外向きに連成された鍔状部と、該鍔状部にその全周に亘り埋設された環状の芯材とを含んで一体に成型されたエラストマーの成型体からなり、前記ラバーガスケットが前記シール対象２部材間に介装され、当該２部材を締結する際には、前記筒状部の軸方向両端部が当該２部材のそれぞれのシールライン部に位置し、且つ該筒状部が締結圧によって締結方向に沿って圧縮されるものであることを特徴とする。

本発明のラバーガスケットにおいて、前記筒状部の外周部には、外方に向く突部が形成されているものとしても良い。この場合、前記突部は、該突部の立ち上がり基部となる裾部と、最も外方に突出した頂部とを備えるとともに、前記裾部間の距離が前記頂部の突出高さよりも大きくなるように形成され、前記突部の軸方向断面形状を前記裾部から前記頂部に向って漸次立ち上がるなだらかな山形の形状とすることができる。また、前記突部が、前記筒状部の周方向に沿って間欠的に形成されているものとしても良い。

第２の発明に係るシール構造は、互いに締結されるシール対象２部材間を、前記いずれかのラバーガスケットを用いてシールするシール構造であって、前記シール対象２部材の一方の部材が、前記シールライン部の一方を含む段床部とこれに垂直な内周壁部とにより内方側が開放された段差形状部を有し、他方の部材が、前記段床部に平行で且つ他方のシールライン部を含むフラットな形状部を有し、前記ラバーガスケットを前記シール対象２部材間に介装した状態では、前記筒状部の軸方向一端部が前記他方の部材のフラットな形状部に対面し、前記筒状部の軸方向他端部が前記一方の部材の前記段床部に対面すると共に該筒状部の外周部が前記内周壁部に対面し、前記シール対象２部材を所定の締結状態とした時には、前記筒状部が、締結圧によって締結方向に沿って圧縮された状態とされ、前記鍔状部は前記シールライン部の径方向外側に位置し、該鍔状部が介在する部分の前記シール対象２部材間には隙間が形成されて、前記締結圧が該鍔状部に作用しない状態とされることを特徴とする。

第１の発明に係るラバーガスケット、或いは、第２の発明に係るシール構造において、当該ラバーガスケットは、一方の部材が、シールライン部の一方を含む段床部とこれに垂直な内周壁部とにより内方側が開放された段差形状部を有し、他方の部材が、前記段床部に平行で且つ他方のシールライン部を含むフラットな形状部を有するシール対象２部材間に介装される。この介装状態では、前記筒状部の軸方向一端部が前記他方の部材のフラットな形状部に対面し、前記筒状部の軸方向他端部が前記一方の部材の前記段床部に対面すると共に該筒状部の外周部が前記内周壁部に対面する。そして、前記シール対象２部材を所定の締結状態とした時には、前記筒状部が、締結圧によって、前記一方の部材におけるシール対象部位としての段床部と他方の部材におけるフラットなシール対象部位との間で、締結方向に沿って圧縮された状態とされる。従って、両シール対象２部材のシールライン部間に圧縮された筒状部が介在されるから、この圧縮反力によって、両シールライン部を含むそれぞれのシール対象部位と筒状部の軸方向両端部との間に面圧が発現され、シール機能が発揮される。

また、筒状部の外周部が前記段差形状部の内周壁部に対面しているから、締結時の圧縮力や内圧がかかった際に、筒状部が外向きに押されても内周壁部によって規制されて座屈するようなことがなく、筒状部の所期の圧縮体勢が維持される。更に、筒状部が配置される部位は、シール対象空間側（内方側）が開放されているから、圧縮時における内部応力が過剰とならず、これによって、筒状部の亀裂等が発生し難くなる。そして、前記シール対象２部材を所定の締結状態とした時には、前記鍔状部は前記シールライン部の径方向外側に位置し、該鍔状部が介在する部分の前記シール対象２部材間には隙間が形成されて、前記締結圧が該鍔状部に作用しない状態とされる。この場合、締結による圧縮作用や前記内圧の作用によって、筒状部を構成するエラストマーがこの隙間部分に流動変形しようとする。しかし、鍔状部には、その全周に亘り環状の芯材が埋設されているから、芯材によってこの流動変形が阻止され、これによって、シールライン部を含むシール対象部位における面圧が維持され、エラストマーの流動変形によるシール機能の低下を来たすことがない。

第１或いは第２の発明において、前記筒状部の外周部に、外方に向く突部が形成されているものとした場合、前記段差形状部に当該ラバーガスケットを装着する際、この突部が筒状部と前記内周壁部との間で圧縮される。この圧縮反力によって、ラバーガスケットが段差形状部に保持され、装着作業時におけるラバーガスケットの離脱が防止される。この場合、前記突部は、該突部の立ち上がり基部となる裾部と、最も外方に突出した頂部とを備えるとともに、前記裾部間の距離が前記頂部の突出高さよりも大きくなるように形成し、前記突部の軸方向断面形状を前記裾部から前記頂部に向かって漸次立ち上がるなだらかな山形の形状とすれば、前記装着時の抵抗が緩和され、差し入れ装着作業が円滑になされる。また、装着後の締結過程や締結後の内圧上昇の際に、裾部が座屈点となり難く、筒状部の倒れが生じ難くなる。更に、前記突部が、前記筒状部の周方向に沿って間欠的に形成されているものとすれば、当該シール対象２部材を締結して、筒状部を締結方向に圧縮させる際、突部間からエアーが放出され、前記内周壁部と段床部とのコーナー部にエアーの噛み込みを生じさせず、これによって、シール性の安定性が阻害されることがない。

本発明に係るラバーガスケットの一実施形態の平面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線矢視部の部分破断拡大断面図である。 同ラバーガスケットを用いたシール構造の一例を示す概念的部分破断断面図である。 同ラバーガスケットを用いたシール構造の他の例を示す図３と同様図である。 同ラバーガスケットの変形例を示す要部の拡大断面図である。 同ラバーガスケットの他の変形例を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係るラバーガスケットの他の実施形態の平面図である。 本発明に係るラバーガスケットの更に他の実施形態の平面図である。

以下に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４は、本発明に係るラバーガスケットの第１の実施形態を示している。図示のラバーガスケット１は、図３に示すように、互いに締結されるシール対象２部材としてのシリンダヘッド（一方の部材）２及びシリンダヘッドカバー（他方の部材）３の間に介装されるガスケットであって、特に、オイルデリバリー部分に適用される円形状のものを例示している。シリンダヘッド２は、アルミニウム等の鋳造品からなり、その上端開口部は、段床部２２とこれに垂直な内周壁部２３とにより内方側が開放された段差形状部２４とされ、この段床部２２が、シリンダヘッド２のシール対象部位とされている。シリンダヘッドカバー３は、合成樹脂の成型体からなり、その下端開口部はフランジ状に形成され、このフランジ状開口部の下面が、シール対象部位としてのフラットな形状部３１とされている。このフラットな形状部３１には、その周方向全周に亘る設計上設定される仮想のシールライン部３Ｌが含まれる。前記段床部２２とシリンダヘッドカバー３のフラットな形状部３１とは、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー３とが締結される時に互いに平行関係となるよう形成され、この段床部２２には、前記シールライン部３Ｌに対応する部位に、周方向全周に亘る設計上設定される仮想のシールライン部２Ｌが含まれる。
ここで、シールライン部とは、互いに締結される２部材におけるシール対象部位の設計的中心部分を意味し、従って、ガスケットにもこれに対応する設計的なシールライン部が存在することになる。

ラバーガスケット１は、筒状部１１と、該筒状部１１の軸方向一端部１１ｃ側外周部１１ｄに全周に亘り外向きに連成された鍔状部１２と、該鍔状部１２にその全周に亘り埋設された環状の芯材１３とを含んで一体に成型されたエラストマーの成型体からなる。筒状部１１の筒壁部は、その断面形状が縦長の略長方形とされ、その上部１１ａは上方に向け漸次僅かに幅狭となるテーパ形状とされている。また、該筒状部１１の上端面（軸方向他端部）１１ｂ及び下端面（軸方向一端部）１１ｃは、フラット面とされている。更に、図１乃至図４に示す実施形態では、前記筒状部１１の外周部１１ｄに、外方に向く突部１４が、周方向に沿って間欠的に形成されている。突部１４は、突部１４の立ち上がり基部となる裾部１４ａと、最も外方に突出した頂部１４ｂとを有し、その形状は特に限定されないが、図例のものは、裾部１４ａ，１４ａ間の距離（Ａ）が頂部１４ｂの突出高さ（Ｂ）よりも大きくなるように、すなわちＡ＞Ｂになるように形成されている。突部１４の裾部は、圧縮時の座屈点となり易い為、また段差形状部２４への装着時の抵抗が緩和されるように当該突部１４の図１におけるＸ−Ｘ線矢視方向から見た断面形状（軸方向断面形状）は、裾部１４ａから頂部１４ｂに向かい漸次立ち上がるなだらかな山形の形状とされている。より具体的には、図２に示すように裾部１４ａ，１４ａ間の距離（Ａ）と頂部１４ｂの突出高さ（Ｂ）との関係が、Ａ≧２×Ｂとなるように形成されることが好ましい。また、突部１４の山形の形状は、裾部１４ａから頂部１４ｂへ向かって凸曲面状に突出するのではなく、裾部１４ａは緩やかな凹曲面状（例えばＲ４〜Ｒ７）に形成され、このように形成された裾部１４ａを経て頂部１４ｂへ向かって漸次（例えば軸方向断面視において、傾斜角度が４５度以内）立ち上がっていくよう形成されている。
尚、芯材１３としては、本ラバーガスケットを構成するエラストマーより硬度のある板材であれば良く、例えば、金属板や合成樹脂板等が用いられる。

ラバーガスケット1を構成するエラストマーとしては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フロロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム、ポリイソブチレンゴム、エチレンプロピレンジェン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム材、熱可塑性エラストマー（オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、スチレン系等）等が挙げられる。

前記のラバーガスケット１は、例えば、所望形状のキャビティを有する上下金型（不図示）に前記エラストマーを射出して成型される。エラストマーとして前記ゴム材を用いる場合、未加硫の前記ゴム材を前記上下金型のキャビティ内に射出し加硫することによって成型される。この時、芯材１３を所定の位置に位置付ける為、キャビティには芯材１３を直接支持する突起と、芯材１３の周縁部に直接当接する内向きの突起が形成され、これら突起によって芯材１３がキャビティの所定位置に位置付けられた状態で前記未加硫ゴムの射出がなされる。従って、加硫成型されて得られたラバーガスケット１における前記鍔状部１２には、その下面のゴム部分に複数（図例では３個）の凹部１２ａが等間隔（１２０°毎）に、また、周縁部のゴム部分に芯材１３が露出する複数（図例では３個）の切欠部１２ｂが等間隔（１２０°毎）に形成されている。この切欠部１２ｂは、上下金型のそれぞれのキャビティに、芯材１３の周縁部に当接するだけでなく、芯材１３の一部を上下より挟むように設けられた突起によって形成されたものである。このように芯材１３を上下より挟むように保持することによって、横方向の位置付けと共に、未加硫ゴム材の射出時における射出圧による芯材１３の浮き上がりを防止して、上下位置の位置付けも適正に行うことができる。
尚、ラバーガスケット１を、射出成型以外の公知の成型方法によっても得ることができることは言うまでもない。

図５及び図６は、芯材１３を位置付ける為の他の手段が施された上下金型を用いて成型されたラバーガスケット１の例を示している。図５の例では、前記凹部１２ａが鍔状部１２の上面にも形成されている。上下両面の凹部１２ａは、上下金型のそれぞれのキャビティに芯材１３を上下より挟むように設けられた突起によって形成されたもので、このように、突起で芯材１３を上下より挟んだ状態で未加硫ゴムの射出を行うことによって、前記と同様に射出圧による芯材１３の浮き上がりを防止することができる。また、図６の例では、芯材１３の外周側の周縁部及び上下面が全周に亘って露出しており、この露出部分１３ａは、上下金型のそれぞれのキャビティを、芯材１３のこの部分を直接把持するような形状とすることによって形成され、これによって、芯材１３が横方向及び上下方向に変位することなく所定の位置に位置付けられた状態で前記加硫成型がなされる。

前記構成のラバーガスケット１は、図３或いは図４に示すように互いに締結されるシリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３間に介装され、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３間のシール構造が構成される。この介装の要領について略述する。図３に示す例は、前記のように、互いに締結されるシール対象２部材としての一方の部材がシリンダヘッド２で、他方の部材がシリンダヘッドカバー３である例を示している。先ず、ラバーガスケット１を図２に示す状態から天地逆転し、筒状部１１をその上部１１ａ（図３では下向きとされる）より段差形状部２４に差し入れる。このとき、筒状部１１の外周部１１ｄには前記突部１４が形成されているから、この突部１４を、段差形状部２４の内周壁部２３に圧接させ、筒状部１１の内径方向（突部１４の高さ方向）に圧縮するよう前記差し入れを行う。突部１４の存在により差し入れ抵抗が加わるが、該突部１４の断面形状は、上述したように、裾部１４ａから頂部１４ｂに向かい漸次立ち上がるなだらかな山形の形状とされているから、前記抵抗が緩和され、これによって、その後ガスケット１を圧縮した際に筒状部１１の倒れが生じ難くなると共に、差し入れ装着作業が円滑になされる。

筒状部１１の上端面１１ｂ（図３では下向きとされる）が、前記段床部２２に近接した対面状態に至った時点で差し入れ装着作業が完了する。引き続き、シリンダヘッドカバー３を、そのシール対象部位（フラットな形状部）３１が、シリンダヘッド２のシール対象部位（段床部）２２に整合するよう配置させる。この時、前記筒状部１１の下端面１１ｃ（図３では上向きとされる）が、前記シールライン部３Ｌを含むシリンダヘッドカバー３のシール対象部位３１に対面するよう配置される。次に、不図示のボルト等の締結手段によって、シリンダヘッドカバー３をシリンダヘッド２に締結する。図３の２点鎖線は、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３が所定の締結状態に締結された状態であることを示している。ここで、所定の締結状態とは、ラバーガスケット１が、圧縮されることにより両シール対象部位間で充分なシール機能を奏する面圧を確保すると共に、シリンダヘッドカバー３等の毀損やラバーガスケット１の亀裂等をもたらすような過剰な締結圧とならないよう予め設定された設計上の概念である。この所定の締結状態では、筒状部１１が締結方向に圧縮されると共に、筒状部１１の筒壁部が厚み方向に拡幅し、その外周部１１ｄが前記段差形状部２４の内周壁部２３に圧接される。また、シリンダヘッド２の前記段差形状部２４の外側に位置する部位２５と、シリンダヘッドカバー３のフラットな形状部３１におけるシールライン部３Ｌの外側に位置する部位との間隔（隙間）Ｄは、前記鍔状部１３の厚みと略同じかやや大とされる。従って、この所定の締結状態では、鍔状部１３には、前記締結による締結圧が作用しない状態に維持される。

前記締結の過程において、前記段差形状部２４の段床部２２と筒状部１１の上端面１１ｂとは面接触状態で相互に圧接されるから、シリンダヘッド２に前記のような内側壁がないにも拘わらず、面接触部分の接触抵抗と規制作用とにより、筒状部１１の上部１１ａが内方側に倒れる懸念がない。また、筒状部１１の外周部１１ｄは、段差形状部２４の内周壁部２３に近接した状態から締結がなされるから、内周壁部２３に圧接して規制され、外方側にも倒れることがない。因みに、上部１１ａの断面形状が山形の形状の場合には、内周壁部２３との間のクリアランスが大きくなるから、締結時に内外いずれにも倒れ易く、圧縮体勢が崩れてしまうことになる。然るに、本実施形態では、所定の締結状態において、筒状部１１が締結方向に圧縮され、その上端面１１ｂ及び下端面１１ｃが、それぞれシールライン部２Ｌ，３Ｌを含む段床部２２及びシール対象部位３１に弾性的に圧接し、更に、筒状部１１が前記厚み方向に拡幅し、その外周部１１ｄが前記内周壁部２３に弾性的に圧接する。従って、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３のシール対象部位間が完全にシールされ、シール対象空間４内を流通する加圧流体の外部への漏出が防止される。

前記のようにシール対象空間４内を加圧流体が流通することによって、ラバーガスケット１には内圧がかかる。この内圧が０．６ＭＰａ程度の高圧になると、前記筒状部１１を拡開する作用も大きくなる。筒状部１１の上部１１ａが、山形の形状である場合には、前記クリアランスが存在することから、この内圧によって上部１１ａが外方に倒れ、締結による圧縮体勢が崩れる結果、締結圧によって筒状部１の中間部分が内方に座屈し、シール機能が低下してしまう。しかし、この実施形態では、段差形状部２４の内周壁部２３によって規制されるから上部１１ａの倒れ変形が阻止されると共に、内圧によるセルフシール機能が働き、ガスケットとしてのシール機能が一層助長される。また、前記隙間Ｄに対応する部分には芯材１３が存在するから、この部分において、ゴムの外方への流動変形が阻止され、これによって、前記セルフシールを含むシール機能が低下することなく維持される。しかも、芯材１３の存在する部分には、締結圧が作用しないから、芯材１３とゴムとの界面で亀裂が発生することもない。

前記のように、シリンダヘッドカバー３をシリンダヘッド２に組み付ける過程において、一旦組み付けた後、調整の為にシリンダヘッドカバー３を取外すことがある。この時、ラバーガスケット１が、ゴム特有の粘着性の為にシリンダヘッドカバー３と共に連れ上がろうとするが、突部１４は、内周壁部２３に圧縮状態とされているから、その圧縮に伴う内周壁部２３に対する緊合力により、前記連れ上がりが阻止され、ラバーガスケット１が前記段差形状部２４に保持された状態が維持される。また、前記組み付け過程において、シリンダヘッド２を横倒しやその他の姿勢にする必要が生じた際にも、前記緊合力によってラバーガスケット１が離脱することがない。このように、突部１４によるラバーガスケット１の離脱防止機能によって、前記組み付け作業の円滑性が損なわれることがない。更に、突部１４は、ラバーガスケット１の溝（段差形状部２４）内でのセンタリング機能も奏し、これによって、シリンダヘッド２及びラバーガスケット１の双方のシールライン部の整合が適正になされる。

前記のように突部１４は、ラバーガスケット１の離脱防止機能等を奏するものであるが、この脱落防止機能を優先する為に、突部１４のボリューム（断面積）を大きくし、或いは、筒状部１１の外周部から急激に立ち上がるような形状とすると、前記差し入れ装着の際に、突部１４の圧縮反力が大きくなり、筒状部１１の中間部が内方に張出すことになる。これが締結時の締結圧によって筒状部１１の座屈の起点となる為、本実施形態では、突部１４は、裾部１４ａ，１４ａ間の距離（Ａ）が頂部１４ｂの突出高さ（Ａ）よりも大きくなるように形成され、突部１４の軸方向断面形状は、裾部１４ａから頂部１４ｂに向かい漸次立ち上がるなだらかな山形の形状としている。これによって、前記差し入れ装着時に、突部１４が圧潰され易くなり、前記座屈の起点とならなくなる。また、突部１４は、筒状部１１の外周部１１ｄにその周方向に沿って間欠的に形成されているから、前記差し入れ装着時の抵抗を緩和する上に、シリンダヘッド２及びシリンダヘッドカバー３を互いに締結して、筒状部１１を締結方向に圧縮させる際、前記内周壁部２３と段床部２２とのコーナー部にエアーの噛み込みを生じさせず、これによって、前記セルフシール性が損なわれることがない。

図４に示す例は、互いに締結されるシール対象２部材としての一方の部材がシリンダヘッドカバー３で、他方の部材がシリンダヘッド２である例を示している。この例では、シリンダヘッド２は、前記と同様アルミニウムの鋳造品からなり、その上端開口部はフランジ状に形成され、このフランジ状形状部の上面が、シール対象部位としてのフラットな形状部２１とされている。このフラットな形状部２１には、その周方向全周に亘る設計上設定される仮想のシールライン部２Ｌが含まれる。シリンダヘッドカバー３は、前記と同様合成樹脂の成型体からなり、その下端開口部は、シール対象部位としての段床部３２とこれに垂直な内周壁部３３とにより内方側が開放された段差形状部３４を有する形状とされている。段床部３２と前記シリンダヘッド２のフラットな形状部２１とは、シリンダヘッドカバー３とシリンダヘッド２が締結される時には互いに平行関係となるよう形成され、この段床部３２には、前記シールライン部２Ｌに対応する部位に、周方向全周に亘る設計上設定される仮想のシールライン部３Ｌが含まれる。

この場合、先ず、シリンダヘッドカバー３を天地逆転して、段差形状部３４を上向きにする。この状態で、ラバーガスケット１も図２に示す状態から天地逆転させ、筒状部１１をその上部１１ａより段差形状部３４に差し入れる。このとき、筒状部１１の外周部１１ｄには前記突部１４が形成されているから、この突部１４を、段差形状部３４の内周壁部３３に圧接させ、筒状部１１の内径方向（突部１４の高さ方向）に圧縮するよう前記差し入れを行う。該突部１４の断面形状は、前記と同様の形状とされているから、この場合も、前記と同様に差し入れ抵抗が緩和され、その後ガスケット１を圧縮した際に筒状部１１の倒れが生じ難くなると共に、差し入れ装着作業が円滑になされる。

筒状部１１の上端面１１ｂが、前記段床部３２に近接した対面状態に至った時点で差し入れ装着作業が完了し、シリンダヘッドカバー３を、その段差形状部３４が下向きになるよう反転させる。前記突部１４は圧縮された状態とされているから、その圧縮反力により、ラバーガスケット１が前記段差形状部３４に緊合状態で保持され、前記反転の際に脱落することがない。従って、ラバーガスケット１の装着から、後記するシリンダヘッドカバー３及びシリンダヘッド２の締結に至る一連の組立作業が円滑になされる。このように、ラバーガスケット１を段差形状部３４に保持した状態で、シリンダヘッドカバー３を、そのシール対象部位（段床部３２）がシリンダヘッド２のシール対象部位（フラットな形状部）２１に整合するよう配置させる。この時、前記筒状部１１の下端面１１ｃが、前記シールライン部２Ｌを含むフラットな形状部２１に対面するよう配置される。

次に、前記と同様に不図示のボルト等の締結手段によって、シリンダヘッドカバー３をシリンダヘッド２に締結する。図４の２点鎖線は、シリンダヘッドカバー３及びシリンダヘッド２が所定の締結状態に締結された状態を示していることは図３と同様である。従って、この所定の締結状態におけるラバーガスケット１のシリンダヘッドカバー３及びシリンダヘッド２間での介装状態は、前記と同様であり、筒状部１１が締結方向に圧縮されると共に、筒状部１１の筒壁部が厚み方向に拡幅し、その外周部１１ｄが前記段差形状部３４の内周壁部３３に圧接される。また、シリンダヘッドカバー３の前記段差形状部３４の外側に位置する部位３５と、シリンダヘッド２のフラットな形状部２１におけるシールライン部２Ｌの外側に位置する部位との間隔（隙間）Ｄは、前記鍔状部１３の厚みと略同じかやや大とされる。従って、この所定の締結状態では、鍔状部１３には、前記締結による締結圧が作用しない状態に維持されることも前記と同様である。

前記締結の過程において、前記段差形状部３４の段床部３２と筒状部１１の上端面１１ｂとは面接触状態で相互に圧接されるから、シリンダヘッドカバー３に前記のような内側壁がないにも拘わらず、前記と同様に、面接触部分の接触抵抗と規制作用とにより、筒状部１１の上部１１ａが内方側に倒れる懸念がない。また、筒状部１１の外周部１１ｄは、段差形状部３４の内周壁部３３に近接した状態から締結がなされるから、内周壁部３３に圧接して規制され、外方側にも倒れることがない。このようなシリンダヘッドカバー３とシリンダヘッド２との締結状態においては、前記と同様にシリンダヘッドカバー３及びシリンダヘッド２のシール対象部位間が完全にシールされ、シール対象空間４内を流通する加圧流体の外部への漏出が防止される。また、筒状部１１が段差形状部３４の内周壁部３３に規制されることで生じる内圧によるセルフシール機能、及び、鍔状部１２における芯材１３の機能も前記と同様に発現される。

前記突部１４の形状等は、離脱或いは脱落防止機能と座屈起点の発生有無とを勘案し適宜設計的に定められる。図７及び図８は、突部１４の形成態様の他の例を示している。図７の例は、突部１４が筒状部１１の外周部１１ｄにその周方向に沿って間欠的に形成されている点で前記の例と共通するが、離脱或いは脱落防止機能を強化する為、各突部１４の周方向に沿った長さを前記例より大きくした点で異なっている。この例では、離脱或いは脱落防止機能をより確実に発揮させる為、突起１４の前記外周部１１ｄの周方向に沿った占有率を図１に示す例より増加させている。図８の例は、突部１４が筒状部１１の外周部１１ｄにその全周に亘り連続した状態で形成されており、更に離脱或いは脱落防止機能の強化を図ったものである。これらは、前記のように離脱或いは脱落防止機能と座屈起点の発生有無とを勘案し適宜設計的に定められるが、図８の例の場合は、前記エアーの噛み込みを防止する為、前記内周壁部２３（３３）に、セルフシール性が低下しない程度の複数のスリットを縦方向（締結方向）に設けることが望ましい。
その他の構成は、前記例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。また、図５及び図６に示す変形例を、図７及び図８に示す例のそれぞれに適用することはもとより可能である。

尚、前記の実施形態では、本発明のラバーガスケット１が、内燃機関のシリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー３との間に介装されるものである例について述べたが、これに限られず、他の内燃機関構成部や、他の産業機械のシール対象２部材間に介装されるものであっても良い。従って、ラバーガスケット１の形状も例示のような円形に限らず、適用対象に応じた形状の環状体とされるべきことは言うまでもない。特に、シール対象２部材の一方が合成樹脂の成型体で、他方が金属製（鋳造品も含む）であり、且つ、シール対象空間内を高圧の流体が流通する場合に適用すれば、極めて有用であるが、両方が同一の材質からなるものにも適用することはもとより可能である。加えて、実施形態ではラバーガスケットを構成するエラストマーがゴムからなる例について述べたが、前記他のエラストマーによってラバーガスケットが構成されていても良いことは言うまでもない。

１ ラバーガスケット
１１ 筒状部
１１ｂ 上端面（他端部）
１１ｃ 下端面（一端部）
１１ｄ 外周部
１２ 鍔状部
１３ 芯材
１４ 突部
１４ａ 裾部
２ シリンダヘッド（シール対象２部材の一方の部材、他方の部材）
３ シリンダヘッドカバー（シール対象２部材の他方の部材、一方の部材）
２１，３１ フラットな形状部
２Ｌ，３Ｌ シールライン部
２２，３２ 段床部
２３，３３ 内周壁部
２４，３４ 段差形状部
Ｄ 間隔（隙間）

【０００３】
分へのゴムの流動変形を抑制することを意図するものではない。
［０００６］
特許文献２に開示されたガスケットの場合、ガスケット本体（ゴム）よりも剛性が高い部材が、ガスケット本体の側部であってシール対象２部材（シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー）の締結圧が作用しない部分に位置する突状部に内包されている。本特許文献２においては、剛性の高い部分が、全体でも一部でも良いと記載されており、剛性の高い部分が一部である場合には、隙間部分へのゴムボリュームの逃げを防ぐような機能が得られず、これによって、前記と同様締結圧が作用しない前記隙間部分へのゴムの流動変形を抑制することを意図するものではないと解される。
［０００７］
また、特許文献３に開示されたガスケットは、エンジンと合成樹脂製インテークマニホールドとの連結部に介在されるガスケットであり、三角形状の突起がインテークマニホールドの繋ぎ部の内面に形成されたテーパ形状の凹部に嵌合するが、この三角形状突起は、締結時に直接圧縮される部分ではなく、面圧の発現によるシール機能の主体部となるものではない。
［０００８］
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、内圧が大きくかかる部位であって、シール対象部位が段差形状である場合でも、シール性能が充分に発揮されるラバーガスケットと、これを用いたシール構造を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
［０００９］
第１の発明に係るラバーガスケットは、互いに締結されるシール対象２部材間に介装される環状のラバーガスケットであって、前記シール対象２部材の一方の部材は、段床部とこれに垂直な内周壁部とにより内方側が開放された段差形状部を有し、他方の部材は、前記段床部に平行でフラットな形状部を有し、前記ラバーガスケットは、前記段差形状部に介装されエラストマーのみからなる筒状部と、該筒状部の軸方向一端部側外周部に全周に亘り外向きに連成された鍔状部と、該鍔状部にその全周に亘り埋設された環状の芯材とを含んで一体に成型されたエラストマーの成型体からなり、前記ラバーガスケットが前記シール対象２部材間に介装され、当該２部材を締結する際には、前記筒状部の軸方向両端部が当該２部材のそれぞれのシールライン部に位置し、且つ該筒状部が締結圧によって締結方向に沿って圧縮され、前記鍔状部は前記シールライン部の径方向外側に位置し、前記シール対象２部材間に形成される隙間に介装されることを特徴とする。

【０００４】
［００１０］
本発明のラバーガスケットにおいて、前記筒状部の外周部には、外方に向く突部が形成されているものとしても良い。この場合、前記突部は、該突部の立ち上がり基部となる裾部と、最も外方に突出した頂部とを備えるとともに、前記裾部間の距離が前記頂部の突出高さよりも大きくなるように形成され、前記突部の軸方向断面形状を前記裾部から前記頂部に向って漸次立ち上がるなだらかな山形の形状とすることができる。また、前記突部が、前記筒状部の周方向に沿って間欠的に形成されているものとしても良い。
［００１１］
第２の発明に係るシール構造は、互いに締結されるシール対象２部材間を、前記いずれかのラバーガスケットを用いてシールするシール構造であって、前記ラバーガスケットを前記シール対象２部材間に介装した状態では、前記筒状部の軸方向一端部が前記他方の部材のフラットな形状部に対面し、前記筒状部の軸方向他端部が前記一方の部材の前記段床部に対面すると共に該筒状部の外周部が前記内周壁部に対面し、前記シール対象２部材を所定の締結状態とした時には、前記筒状部が、締結圧によって締結方向に沿って圧縮された状態とされ、前記鍔状部は前記シールライン部の径方向外側に位置し、該鍔状部が介在する部分の前記シール対象２部材間には隙間が形成されて、前記締結圧が該鍔状部に作用しない状態とされることを特徴とする。
発明の効果
［００１２］
第１の発明に係るラバーガスケット、或いは、第２の発明に係るシール構造において、当該ラバーガスケットは、一方の部材が、シールライン部の一方を含む段床部とこれに垂直な内周壁部とにより内方側が開放された段差形状部を有し、他方の部材が、前記段床部に平行で且つ他方のシールライン部を含むフラットな形状部を有するシール対象２部材間に介装される。この介装状態では、前記筒状部の軸方向一端部が前記他方の部材のフラットな形状

Claims (5)

1. 互いに締結されるシール対象２部材間に介装される環状のラバーガスケットであって、
   前記ラバーガスケットは、筒状部と、該筒状部の軸方向一端部側外周部に全周に亘り外向きに連成された鍔状部と、該鍔状部にその全周に亘り埋設された環状の芯材とを含んで一体に成型されたエラストマーの成型体からなり、
   前記ラバーガスケットが前記シール対象２部材間に介装され、当該２部材を締結する際には、前記筒状部の軸方向両端部が当該２部材のそれぞれのシールライン部に位置し、且つ該筒状部が締結圧によって締結方向に沿って圧縮されるものであることを特徴とするラバーガスケット。
2. 請求項１に記載のラバーガスケットにおいて、
   前記筒状部の外周部には、外方に向く突部が形成されていることを特徴とするラバーガスケット。
3. 請求項２に記載のラバーガスケットにおいて、
   前記突部は、該突部の立ち上がり基部となる裾部と、最も外方に突出した頂部とを備えるとともに、前記裾部間の距離が前記頂部の突出高さよりも大きくなるように形成され、前記突部の軸方向断面形状が、前記裾部から前記頂部に向かい漸次立ち上がるなだらかな山形の形状であることを特徴とするラバーガスケット。
4. 請求項２又は３に記載のラバーガスケットにおいて、
   前記突部が、前記筒状部の周方向に沿って間欠的に形成されていることを特徴とするラバーガスケット。
5. 互いに締結されるシール対象２部材間を、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラバーガスケットを用いてシールするシール構造であって、
   前記シール対象２部材の一方の部材が、前記シールライン部の一方を含む段床部とこれに垂直な内周壁部とにより内方側が開放された段差形状部を有し、他方の部材が、前記段床部に平行で且つ他方のシールライン部を含むフラットな形状部を有し、
   前記ラバーガスケットを前記シール対象２部材間に介装した状態では、前記筒状部の軸方向一端部が前記他方の部材のフラットな形状部に対面し、前記筒状部の軸方向他端部が前記一方の部材の前記段床部に対面すると共に該筒状部の外周部が前記内周壁部に対面し、
   前記シール対象２部材を所定の締結状態とした時には、前記筒状部が、締結圧によって締結方向に沿って圧縮された状態とされ、前記鍔状部は前記シールライン部の径方向外側に位置し、該鍔状部が介在する部分の前記シール対象２部材間には隙間が形成されて、前記締結圧が該鍔状部に作用しない状態とされることを特徴とするシール構造。

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