説明

カーリングによる積層型ガスケットの締結手段

【課題】コーキングの形成による残留応力によるクラック現象を防止し、積層型ガスケット間の嵌め込みを防止することができるカーリングによる積層型ガスケットの締結手段を提供すること。
【解決手段】シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの接合面間に介在されて、前記接合面間をシールするように、締結手段によって締結された複数のプレートからなる積層型ガスケットにおいて、前記締結手段は、外殻に積層されるプレートに形成された一つ以上の折曲部と、前記折曲部と向かい合うように積層された他のプレートにそれぞれ形成され、前記折曲部が折り曲げられて、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように形成された貫通孔とからなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は積層型ガスケットにおける積層されるプレートの締結手段に係り、より詳しくは外殻に積層されたプレートに折曲部を構成するとともに他のプレートにそれぞれ貫通孔を構成することで、前記折曲部が前記貫通孔を貫通してカーリング(curling)によって締結できるようにすることにより、プレートにコーキング(cauking)を形成することによる残留応力によるクラック現象を防止することができ、プレートにコーキングを形成する必要がないので、積層型ガスケット間の嵌め込みを防止することができ、作業が容易である、カーリングによる積層型ガスケットの締結手段に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、ガスケット(gasket)は、エンジン内燃機関、油圧/空圧装置などにおいて、流体、気体などが往来する部品と部品間の結合面、あるいは接触面間に挟まれて、これら間の気密を維持することで漏洩を防止するようになる。
このようなガスケットのうち、車両などのエンジン部分に適用されるものをよく調べると、車両エンジンにおいては、特にシリンダーブロックとシリンダーヘッドの接合面間と、シリンダーヘッドとシリンダーヘッドカバーの接触面間などに取り付けられて密封手段(seal)の機能を担い、燃焼室内の高圧燃焼ガスの漏洩を防止する。燃焼室の内部は圧縮、膨張、爆発、排気からなる4行程サイクルの過程の間、シリンダーの内部圧力が連続して変化する機械的環境に置かれている。
【0003】
特に、爆発時の内部ガス圧力はシリンダーヘッドとシリンダーブロックを締結するボルト結合の締結力を超過するほどに高いから、シリンダーヘッドを上向きに押し上げる力(lift−up force:以下‘リフトフォース’という)が発生して、ガスケットとシリンダーヘッドないしシリンダーブロック間に微細な間隙が存在することになる。
例えば、圧縮着火機関において、シリンダーヘッドはリフトフォースを受ける時、シリンダーブロックの上面から高さ10μm(0.01mm)〜15μm(0.015)mmたけ飛び上がるから、シリンダーヘッドとシリンダーブロック間に遊動的間隙を生じさせることになる。
この時、内部ガス圧力がおよそ大気圧の200倍くらいであるから、内部ガスは間隙を通じて外部へ漏れて内燃機関の燃焼効率に悪影響を及ぼすようになる。
【0004】
このように、微細な間隙はサイクルの進行のうち、シリンダー内部の荷重変化によって遊動的に変化するので、内燃機関で満足し得るほどの密封を維持し、爆発時に発生する微細間隙の生成を抑制するためには、弾性とともに耐久性を有する積層型ガスケットが必要である。
【0005】
一般に、積層型ガスケットは、複数の金属薄板(プレート)を積層、結合して使用して来た。
一例として、積層型ガスケットは2枚のプレートで構成することができるもので、弾性力によってシリンダーヘッドとシリンダーブロックの接合面をシールするビードが形成されたビードプレートと、前記ビードプレートのビードの完全圧搾によるシール性能の低下を防止するためのストッパープレートとから構成することができる。
【0006】
このように、2枚のプレートを積層して結合させるための締結手段は、基本的にグロメット型、ヘミング型、YAG型などがあり、これらは主にリベッティング、YAG熔接などによって相互に分離できないように使われて来た。
しかし、前記のようにリベッティングによってプレート同士を結合する場合、別途のリベッティング作業を実施しなければならない煩わしさがあり、YAG溶接の場合にも、熔接によって発生する熱によって、組み立てられるプレートに熱応力が発生し、この熱応力によって、組み立てられた積層型ガスケットに熱変形が生じ、しかも別途の熔接過程を経なければならない煩わしさがあった。
【0007】
このような問題点のため、プレートを積層して結合させるための締結手段としてコーキング(cauking)方式が提示されている。コーキング方式は、図1に示すように、それぞれのプレート1、2、3に対応するコーキング1a、2a、3aを構成することにより、別途のレベッティングあるいは熔接過程なしに簡便に対応するコーキング1a、2a、3aを挿入する方式でプレート相互間を結合して使用するものである。
【0008】
しかし、コーキング方式の場合、図1に示すように、複数のプレート1、2、3からなる積層型ガスケットを成形する時、上金型5と下金型4によって、それぞれのプレート1、2、3に一挙にコーキング1a、2a、3aを形成することで、それぞれのプレート1、2、3を締結する。この場合、下金型4のエッジ部Eによってプレート3に残留応力が残存するようになり、このような残留応力は、エンジン運転の時、クラック(crack)を発生させる問題点を引き起こす。
【0009】
また、コーキング方式による締結は、積層型ガスケットを積載した後、必要に応じて積層型ガスケットを一つずつ使おうとする場合、積層型ガスケット同士がコーキングの挿入によって結合されるから、これを分離する作業が容易でなく、甚だしくはシリンダーブロックとシリンダーヘッド間に二つの積層型ガスケットを挿入して組み立てなければならない問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、本発明は前述した問題点を解決するためになされたもので、複数のプレートからなる積層型ガスケットにおいて、外殻に積層されたプレートに折曲部を構成し、他のプレートにそれぞれ貫通孔を形成して、前記折曲部が前記貫通孔を貫通してカーリングによって締結されるようにすることで、プレートにコーキングを形成することによる残留応力によるクラック現象を防止することができ、プレートにコーキングを形成する必要がないので、積層型ガスケット間の嵌め込みを防止することができるカーリングによる積層型ガスケットの締結手段を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述した本発明の目的は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの接合面間に介在されて、前記接合面間をシールするように、締結手段によって締結された複数のプレートからなる積層型ガスケットにおいて、前記締結手段は、外殻に積層されるプレートに形成された一つ以上の折曲部と、前記折曲部と向かい合うように積層された他のプレートにそれぞれ形成され、前記折曲部が折り曲げられて、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように形成された貫通孔とからなることを特徴とする、カーリングによる積層型ガスケットの締結手段を提供することにある。
【0012】
本発明は、積層型ガスケットを構成する複数のプレートの締結手段としての前記折曲部は、他のプレートにそれぞれ構成された貫通孔の内周面の一面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように折り曲げられることができる。
【0013】
前記折曲部は、互いに反対方向に折り曲げられるように一対で構成され、他のプレートにそれぞれ形成された貫通孔の内周面の対向面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように折り曲げられることができる。
【0014】
前記折曲部は、互いに向かい合う方向に折り曲げられるように一対で構成され、前記貫通孔は、他のプレートにそれぞれ一対で構成されることにより、前記折曲部がそれぞれの貫通孔の内周面の隣接内周面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように折り曲げられることができる。
前記貫通孔は、他のプレートにそれぞれ円形に形成され、前記折曲部は、前記貫通孔の内周面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように折り曲げられることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段は、外殻に積層されたプレートに折曲部を構成するとともに他のプレートにそれぞれ貫通孔を形成することで、前記折曲部が前記貫通孔を貫通してカーリングによって締結できるようにすることにより、プレートにコーキングを形成することによる残留応力によるクラック現象を防止することができ、プレートにコーキングを形成する必要がないので、積層型ガスケット間の嵌め込みを防止することができ、作業が用意であり、シリンダーヘッドとシリンダーブロックの接合面に複数の積層型ガスケットが介在されることを防止することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例による積層型ガスケットの締結手段について詳細に説明する。
【0017】
図面において、図2はカーリングによって締結される積層型ガスケットを示す平面図、図3aは本発明の1実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図、図3bは図3aのA−A部分を示す断面図、図4aは本発明の2実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図、図4bは図4aのB−B部分を示す断面図、図5aは本発明の3実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図、図5bは図5aのC−C部分を示す断面図、図6aは本発明の4実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図、図6bは図6aのD−D部分を示す断面図である。
【0018】
本発明は、複数のプレートで構成される積層型ガスケットにおいて、前記プレートには、プレート間の締結のために締結手段を構成する。前記締結手段は、外殻のプレートに一体に形成された折曲部と、他のプルエイトにそれぞれ形成された貫通孔とからなるもので、前記折曲部を前記それぞれの貫通孔に貫通させてから折り曲げることで、カーリングによって複数のプレートが互いに締結されるようにするものである。
【0019】
一方、本発明は、2枚以上のプレートが積層された積層型ガスケットに適用可能なものであるが、説明の便宜上、図2〜図6は積層型ガスケットが2枚のビードプレートとその間にストッパープレートが積層される場合を示している。本発明は、前述したように、これに限定されるものではない。
【0020】
図2に示すように、一般のビードプレート10、30は内燃機関のシリンダー気筒数によって、所定数のボア13、33(この実施例は4気筒用シリンダーに適用されたものである)が平面部14、34の中央部に形成される。そして、前記ボアの外縁部に、つまりボアとプレートの縁部との間に、シリンダーを冷却させるとともに潤滑油を供給するための冷却水供給孔16、36とオイル供給孔15、35が形成される。
また、前記ビードプレート10、30には、シリンダーブロック(図示せず)とシリンダーヘッド(図示せず)に締結するためのボルト挿入孔17、37がプレートの縁部に形成される。
【0021】
一方、前記ビードプレート10、30間に積層されるストッパープレート20は、図2に示すように、ビードプレート10、30のボア13、33と冷却水供給孔16、36に対応してボア23と冷却水供給孔26が形成されるように、環状部24が一体に連結された形状に構成される。
前記ビードプレート10、30とその間に積層されるストッパープレート20は、図2に示すように、複数の締結部位Xで締結手段によって締結される。本発明は、前記締結手段として、折曲部11と貫通孔21、31を提示している。
以下では、本発明が締結手段として提示している前記折曲部11と貫通孔21、31のそれぞれの実施例を説明する。
【0022】
本発明の一実施例として提示する締結手段は、外殻に積層されるプレートに形成された折曲部11aと、前記折曲部11aと向かい合うように積層された他のプレートにそれぞれ形成され、前記折曲部が折り曲げられて、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように形成された貫通孔21a、31aとからなる。
【0023】
より詳細に説明すれば、前記折曲部11aは、外殻に積層されるプレート、すなわち図3bに示すように、ビードプレート10に形成される。図3aに示すように、平面部14の締結部位Xを“コ”字形に切り取り、切り取られていない部分を軸として加圧によって折り曲げられるように構成される。
【0024】
前記貫通孔21a、31aは、折曲部11aが形成されなかった、積層された他のプレート、すなわち図3bに示すように、ストッパープレート20及びビードプレート30に、前記折曲部11aと向かい合う位置にそれぞれ形成される。前記貫通孔21a、31aの大きさは、前記折曲部11aが折り曲げられてそれぞれの貫通孔21a、31aを貫通することができるほどの幅及び長さに構成しなければならない。
【0025】
前記折曲部11aとそれぞれの貫通孔21a、31aの構成によって、図3bに示すように、前記折曲部11aが折り曲げられ、ストッパープレート20とビードプレート30にそれぞれ形成された貫通孔の内周面の一側面22a、32aを取り囲み、他の外殻に積層されたプレート、すなわちビードプレート30の一面を係止部12aが取り囲むように構成されることにより、複数のプレート、すなわちビードプレート10、30とその間にストッパープレート20が積層され、複数の締結部位Xで折曲部11aのカーリングによって締結されるように構成されるものである。
【0026】
また、本発明の他の実施例として提示する締結手段は、外殻に積層されるプレートに形成され、互いに反対方向に折り曲げられるように一対で構成された折曲部11bが他のプレートにそれぞれ構成された貫通孔21b、31bの内周面の対向面取り囲むとともに他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように構成される。
【0027】
より詳細に説明すれば、前記折曲部11bは、外殻に積層されるプレート、すなわち図4bに示すように、ビードプレート10に形成される。詳しくは、図4aに示すように、平面部14の締結部位Xを“H”字形に切り取り、切り取られなかった部分をそれぞれ軸として加圧によって互いに反対方向に折り曲げられるように構成される。
前記貫通孔21b、31bは、折曲部11bが形成されなかった、積層された他のプレート、すなわち図4bに示すように、ストッパープレート20及びビードプレート30に、前記折曲部11bと向かい合う位置にそれぞれ形成される。前記貫通孔21b、31bの大きさも、前記折曲部11bが折り曲げられてそれぞれの貫通孔21b、31bを貫通することができるほどの幅及び長さに構成しなければならない。
【0028】
前記折曲部11bとそれぞれの貫通孔21b、31bの構成によって、図4bに示すように、前記折曲部11bが互いに反対方向に折り曲げられ、ストッパープレート20とビードプレート30のそれぞれの貫通孔の内周面の対向面22b、32bをそれぞれ取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレート、すなわちビードプレート30の一面を係止部12bが互いに反対方向に取り囲むように構成されることにより、複数のプレート、すなわちビードプレート10、30とその間にストッパープレート20が積層され、複数の締結部位Xでカーリングによって締結されるように構成されるものである。このように構成することにより、図3a及び図3bに示す実施例と比較すると、両側で折曲部11bが貫通孔21b、31bを貫通してビードプレート30の一面を互いに反対方向に取り囲むように構成されることにより、締結が一層堅固になるものである。
【0029】
また、本発明のさらに他の実施例として提示する締結手段は、それぞれ向かい合う方向に折り曲げられるように一対で構成された折曲部11cが、他のプレートにそれぞれ形成された一対の貫通孔21c、31cの内周面の隣接内周面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように構成される。
【0030】
より詳細に説明すれば、前記折曲部11cは、外殻に積層されるプレート、すなわち図5bに示すように、ビードプレート10に形成される。詳しくは、図5aに示すように、平面部14の締結部位Xを、一対の“コ”字形が向かい合うように切り取り、切り取られなかった部分を軸として加圧によって向かい合う方向に折り曲げられるように構成される。
【0031】
前記貫通孔21c、31cは、折曲部11cが形成されなかった、積層された他のプレート、すなわち図5bに示すように、ストッパープレート20及びビードプレート30に、前記折曲部11cと向かい合う位置にそれぞれ一対が形成される。前記貫通孔21c、31cの大きさも、前記折曲部11cが折り曲げられて、それぞれ一対の貫通孔21c、31cを貫通することができるほどの幅及び長さに構成しなければならない。
【0032】
前記折曲部11cとそれぞれの貫通孔21c、31cの構成により、図5bに示すように、前記折曲部11cが向かい合う方向に折り曲げられて、ストッパープレート20とビードプレート30に形成された一対の貫通孔21c、31cの内周面の隣接内周面22c、32cをそれぞれ取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレート、すなわちビードプレート30の一面を係止部12cが互いに向かい合う方向に取り囲むように構成されることにより、複数のプレート、すなわちビードプレート10、30とその間にストッパープレート20が積層され、複数の締結部位Xでカーリングによって締結されるように構成されるものである。このように構成することにより、図3a及び図3bに示す実施例と比較すると、両側で折曲部11cが貫通孔21c、31cを貫通して、ビードプレート30の一面を互いに向かい合う方向に取り囲むように構成されることにより、締結が一層堅固になるものである。
【0033】
また、本発明のさらに他の実施例として提示する締結手段は、折曲部11dが他のプレートにそれぞれ形成された貫通孔21d、31dの内周面を、貫通孔21d、31dの半径方向外側に取り囲むとともに他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように構成される。
より詳細に説明すれば、前記折曲部11dは、外殻に積層されるプレート、すなわち図6bに示すように、ビードプレート10に形成される。詳しくは、図6aに示すように、平面部14の締結部位Xに形成され、以下で説明する貫通孔21d、31dの内周面を軸として貫通孔21d、31dの半径方向外側に加圧によって折り曲げられるように構成される。
【0034】
前記貫通孔21d、31dは、折曲部11dが形成されなかった、積層された他のプレート、すなわち図6bに示すように、ストッパープレート20及びビードプレート30に、前記折曲部11dと向かい合う位置にそれぞれ形成される。前記貫通孔21d、31dは円形に形成される。
前記折曲部11dとそれぞれの貫通孔21d、31dの構成により、図6bに示すように、前記折曲部11dが折り曲げられて、ストッパープレート20とビードプレート30の貫通孔21d、31dの内周面22d、32dを取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレート、すなわちビードプレート30の一面を係止部12dが貫通孔21d、31dの半径方向外側に取り囲むように構成されることにより、複数のプレート、すなわちビードプレート10、30とその間にストッパープレート20が積層され、複数の締結部位Xでカーリングによって締結されるように構成されるものである。このように構成することにより、図3〜図5に示す実施例と比較すると、折曲部11dが貫通孔21d、31dの内周面22d、32d全体を取り囲むとともにビードプレート30の一面を貫通孔21d、31dの半径方向外側に取り囲むように構成されることにより、締結が一層堅固になるものである。
【0035】
前述した内容は積層型ガスケットをストッパープレートとビードプレートのみで構成した場合を例示したもので、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、ストッパープレートとビードプレートのみならず、中間板(inner plate)を挿入する構成など、複数のプレートを積層して締結する積層型ガスケットにおいて、最下部または最上部のプレートに折曲部を構成し、折曲構成されなかった残りのプレートに、前記折曲部が貫通して折り曲げられるように、貫通孔をそれぞれ構成することで、積層型ガスケットを構成するプレートが折曲部のカーリングによって締結ができるようにするものである。
【0036】
以上、本発明のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段についての技術思想を添付図面に基づいて説明したが、これは本発明の好適な実施例を例示するもので、本発明を限定するものではない。また、この技術分野の通常の知識を持った者であれば誰も本発明の技術思想の範疇を逸脱しない範囲内で多様な変形及び修正が可能であろう。
【0037】
本発明は、プレートにコーキングを形成することによる残留応力によるクラック現象を防止し、積層型ガスケット間の嵌め込みを防止することができるカーリングによる積層型ガスケットの締結手段に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】従来技術による積層型ガスケットのそれぞれのプレートを締結するコーキングを成形する手段を示す側断面図である。
【図2】カーリングによって締結される積層型ガスケットを示す平面図である。
【図3a】本発明の1実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図である。
【図3b】図3aのA−A部分を示す断面図である。
【図4a】本発明の2実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図である。
【図4b】図4aのB−B部分を示す断面図である。
【図5a】本発明の3実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図である。
【図5b】図5aのC−C部分を示す断面図である。
【図6a】本発明の4実施例を示すもので、図2のX部分を示す平面図である。
【図6b】図6aのD−D部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【0039】
10、30 ビードプレート
11a、b、c、d 折曲部
12a、b、c、d 係止部
20 ストッパープレート
21a、b、c、d 貫通孔
31a、b、c、d 貫通孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの接合面間に介在されて、前記接合面間をシールするように、締結手段によって締結された複数のプレートからなる積層型ガスケットにおいて、
前記締結手段は、外殻に積層されるプレートに形成された一つ以上の折曲部と、前記折曲部と向かい合うように積層された他のプレートにそれぞれ形成され、前記折曲部が折り曲げられて、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように形成された貫通孔とからなることを特徴とする、
カーリングによる積層型ガスケットの締結手段。
【請求項2】
前記折曲部は、他のプレートにそれぞれ構成された貫通孔の内周面の一面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように折り曲げられることを特徴とする、請求項1に記載のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段。
【請求項3】
前記折曲部は、互いに反対方向に折り曲げられるように一対で構成され、他のプレートにそれぞれ形成された貫通孔の内周面の対向面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように折り曲げられることを特徴とする、請求項1に記載のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段。
【請求項4】
前記折曲部は、互いに向かい合う方向に折り曲げられるように一対で構成され、前記貫通孔は、他のプレートにそれぞれ一対で構成されることにより、前記折曲部がそれぞれの貫通孔の内周面の隣接内周面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にそれぞれかかるように折り曲げられることを特徴とする、請求項1に記載のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段。
【請求項5】
前記貫通孔は、他のプレートにそれぞれ円形に形成され、前記折曲部は、前記貫通孔の内周面を取り囲むとともに、他の外殻に積層されたプレートの一面にかかるように折り曲げられることを特徴とする、請求項1に記載のカーリングによる積層型ガスケットの締結手段。

【図1】
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【図2】
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【図3a】
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【図3b】
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【図4a】
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【図4b】
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【図5a】
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【図5b】
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【図6a】
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【図6b】
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【公開番号】特開2008−31978(P2008−31978A)
【公開日】平成20年2月14日(2008.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−243194(P2006−243194)
【出願日】平成18年9月7日(2006.9.7)
【出願人】(506304299)
【Fターム(参考)】