ガスケット
【課題】被密封部材間に締結圧縮状態で介装されるガスケットであって、被密封空間の内圧に影響されずに良好なシール性が得られ、しかも製造が容易なガスケットを提供することを目的とする。
【解決手段】２つの被密封部材１、２の被密封面１ｅ、２ｂ間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするガスケット５であって、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの一方の内周部３ａａと他方の外周部３ｂａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部５ａを形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とする。
【解決手段】２つの被密封部材１、２の被密封面１ｅ、２ｂ間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするガスケット５であって、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの一方の内周部３ａａと他方の外周部３ｂａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部５ａを形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被密封部材の被密封面間、例えば、内燃機関のシリンダブロックとオイルパンとの間、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間、自動車用の変速機の実機ケースとオイルパンとの間等に、締結圧縮状態で介装されて被密封部材をシールするガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上述のような被密封部材の被密封面間に、ゴムや合成樹脂からなるガスケットを介装させ、ボルト等により締結することにより、ガスケットが圧縮されて、その圧接力により被密封面相互のシールがなされている。
【０００３】
例えばシリンダブロックとオイルパンとの被密封面間は振動が激しく、貯留されるオイルの飛散や流動が活発になされるため、この被密封面間に介装されるガスケットは、オイルの漏れ、滲みを防止可能なシール性に優れた材料が選択使用される必要がある。またシリンダブロックとオイルパンとの被密封空間ではオイルの波動による内圧が非常に高いので、通常よりも一層シール性を高くすることが求められ、シール漏れを防ぐためにボルト等による締結力を強めたり、被密封面間相互の面圧を高める工夫がなされている。そこで、ガスケットの基材を同じバネ定数のもの（ひとつの剛性材でなるもの）として、ボルト等による締付力を高めたものがみられるが、あまり締付力を高めると板金材からなるオイルパンが鋳物からなるシリンダブロックより強度が弱い為、ボルト間でたわみが発生し、シール性が損なわれるという懸念がある。
【０００４】
下記特許文献１には、予めハーフビード形状にビード部を形成した基材とバネ定数の異なる２部材とをそれぞれ重合一体とし、基材とバネ定数の異なる２部材でビードを構成したシリンダヘッドガスケットが開示されている。
このシリンダヘッドガスケットは、シリンダボアに対応するシリンダボア開口部と冷却媒体流通ボアに対応する冷却媒体流通ボア開口部とを備えるが、燃焼室の内圧は極めて高いのに対し、冷却媒体流通ボア内の冷却媒体による内圧はこれに比べて低いため、夫々に適した面圧でシールされることが望ましい。そこでこれによれば、シリンダボア開口部及び冷却媒体流通ボア開口部において、夫々に適した面圧を付与するようにして、バランスのとれたシール性が得ることができるとされている。
【特許文献１】特開２００５−３２０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のシリンダヘッドガスケットは、シリンダボア開口部と冷却媒体流通ボア開口部における内圧の違いに応じてビード部が形成される部位のバネ定数を変えることにより、各部位のシール性が適性に維持されるものであるが、上記のようにオイルパンとエンジンブロックとの間に介装されるガスケットにおけるボルト間のたわみを防ぐことまでも意図するものではない。また当該シリンダヘッドガスケットは、２部材を積層して構成され、構造上一定の厚みがある構造であるため、薄さが要求されるガスケットとしては、適さない構造といえ、更にはビード部が形成された基材をバネ定数の異なる２部材と重合一体とする加工を要するため、加工が容易とはいえず、改善が望まれるところであった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、被密封部材間に締結圧縮状態で介装されるガスケットであって、被密封空間の内圧に影響されずに良好なシール性が得られ、しかも製造が容易なガスケット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】
【０００７】
請求項１の発明に係るガスケットは、２つの被密封部材の被密封面間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするものであって、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部を形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、請求項２に記載のように、２種の環状ガスケット材は、金属板からなるものとすることができ、また請求項３に記載のように、２種の環状ガスケット材は、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものとすることができる。請求項４に記載のように、２種の環状ガスケット材は、それぞれ厚さが異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものとすることができる。
【０００９】
請求項５に記載のように、前記ビード部は、ハーフビード構造とすることができ、請求項６に記載のように、前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を備え、該接合部は、前記ビード部の幅方向中間部より径方向のいずれかにずれているものとすることができる。請求項７に記載のように、ビード部は、フルビード構造とすることができ、請求項８に記載のように、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を複数備えているものとすることもできる。請求項９に記載のように、環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されているものとすることができる。
【００１０】
そして請求項１０に記載のように、本発明のガスケットにおいて、環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係るガスケットによれば、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされているので、圧縮締結時の応力分布が低応力で安定したシール性を得ることができる。即ち、２種の環状ガスケット材からなる環状ガスケット基材の剛性の異なりによって、被密封面間の面圧に差が生じ、２つの被密封部材が強度的に大小がある場合、バネ定数の小さな環状ガスケット材を強度の小さな被密封部材側に配するようにすれば、所定の締結力でもこの被密封部材の変形をきたさず、良好なシール性を維持することができる。従って、ボルト等による締結力を必要以上に強めることなく、ガスケットのシール性を向上させることができる。またビード部を備えていることによりその復元反力を利用してよりシール性の高いものとすることができる。
よって、被密封空間の内圧が非常に高い被密封部材間に介装されるガスケットに好適である。
【００１２】
請求項２の発明に係るガスケットによれば、環状ガスケット材は、金属板からなるものとすることができるので、金属板製ガスケットの特性が発揮されるとともに、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材を入手しやすく、ビード加工、打ち抜き成型等が容易である。
請求項３又は請求項４の発明に係るガスケットによれば、バネ定数の設定が容易にできるので、ガスケットの介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせが容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
【００１３】
請求項５又は請求項７の発明に係るガスケットによれば、ビード部は、ハーフビード構造又はフルビード構造であるので、ガスケットの介装部位に応じて、最適な構造とすることができる。
請求項６の発明に係るガスケットによれば、ビード部の接合部を幅方向中間部より径方向のいずれかにずらせることで、それぞれの部材の締結方向のバネ定数を微調整することができ、より最適なバネ定数の組合わせが実現をきる。また、これにより、介装される部位に応じたシール性の良好なガスケットとすることができる。
【００１４】
請求項８の発明に係るガスケットによれば、ビード部に複数の接合部を備えているので、ガスケットの介装部位に応じて、最適なバネ定数の組合わせが容易にでき、低コスト化を実現することができる。
請求項５又は請求項７の発明に係るガスケットによれば、ビード部は、ハーフビード構造又はフルビード構造であるので、ガスケットの介装部位に応じて、最適な構造とすることができる。
請求項９の発明に係るガスケットのように、環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されているものとすれば、このコーティング層が被密封面間に直接接することになるから、より良好なシール性が得られる。また２種の環状ガスケット材の厚さを異ならせた場合、コーティング層の厚みもそれに応じて異ならせれば、シール性を考慮したバネ定数の組み合わせを最適にした上で、ガスケットの表面は、均一な厚さのものとできるので、より一層シール性を向上させることができる。
【００１５】
請求項１０の発明に係るガスケットにおいて、環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものとすれば、上述の効果を有したガスケットの製造を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のガスケットが用いられた自動車用エンジンの一部を概略的に示す部分破断正面図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３乃至１０は本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図、図１１は本発明のガスケットの製造工程の一例を示すフローチャート、図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明のガスケットの成形工程図の一例、図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の成形工程図の別の例、図１４は本発明のガスケットの別の実施例を示す平面図、図１５は図１４におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。尚、下記実施例１では、本発明のガスケットを自動車用エンジンのシリンダブロックとオイルパンとの接合面間に介装する例、下記実施例２では、本発明のガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装する例について述べるが、これに限らず、シリンダヘッドとヘッドカバーとの接合面間、自動車用の変速機の実機ケースとオイルパンとの接合面間、その他の産業機器等における高精度な密封を要する接合面間にも適用され得るものである。
【実施例１】
【００１７】
図１は、自動車用エンジンを示し、シリンダブロック（被密封部材）１上に、シリンダヘッド及びヘッドカバー（いずれも不図示）が連接され、また、シリンダブロック１の下端面にはオイルパン（被密封部材）２が連接されている。シリンダブロック１は、鋳物の成型体からなり、シリンダ１ａ、このシリンダ１ａ内を上下動するピストン１ｂ、ピストン１ｂに連結されたコンロッド１ｃ及びコンロッド１ｃの下端に連結されたクランクシャフト１ｄ等のエンジンの主要機構部を備えている。そして、コンロッド１ｃのクランクシャフト１ｄとの連結部分及びクランクシャフト１ｄは、オイルパン２の上方空間部分に位置している。シリンダブロック１の周縁下端面は研磨加工されて、オイルパン２との接合面（被密封面）１ｅとされている。その他のエンジンの機構部については図示及び説明を省略する。
【００１８】
オイルパン２は、鉄板や鋼板の板金加工によって上端開口の容器形に形成され、上記エンジンの機構部を還流し潤滑させる為の潤滑オイル（エンジンオイル）を滞留させるものである。その上端開口周縁部分には外向きのフランジ部２ａが形成され、このフランジ部２ａの上面がシリンダブロック１との接合面（被密封面）２ｂとされている。シリンダブロック１とオイルパン２とは、双方の接合面１ｅ、２ｂ間に本発明に係るガスケット５を介装し、ボルト６の螺合締結によりガスケット５を圧縮状態で連接一体とされる。Ｓは被密封空間である。
【００１９】
ガスケット５は、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂのうち、内周側に配置される環状ガスケット材３ｂ（以下、内周側の環状ガスケット材３ｂという。）の外周部３ｂａと、外周側に配置される環状ガスケット材３ａ（以下、外周側の環状ガスケット材３ａという。）の内周部３ａａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材３にその周方向に沿って形成されるビード部５ａを備えている（図３参照）。よって、内周側の環状ガスケット材３ｂの外周部３ｂａと、外周側の環状ガスケット材３ａの内周部３ａａとは同じ大きさとなる。
このガスケット５は、ビード部５ａが形成されているので、シリンダブロック１とオイルパン２との間に介装した際、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方、即ち内周側の環状ガスケット材３ｂがシリンダブロック１の接合面１ｅに対面するようになされ、他方の環状ガスケット材、即ち外周側の環状ガスケット材３ａが接合面２ｂに対面するようになされ、ボルト６によって締結圧縮状態となるよう構成されている。そして、環状ガスケット基材３の両面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されている。ここでコーティング層４は両面に限らず、片面であってもよく、介装部位に応じて選択されるものであるから、コーティング層４がないものとしてもよいことは言うまでもない。また５ｂは２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの接合部を示しており、レーザー溶接、スポット溶接、カシメ或いは接着等によってなされる。
【００２０】
２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、圧延鋼板（ＳＵＳ、ＳＰＣＣ）や合成樹脂板を用いることができる。また２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは材質（硬質或いは軟質）の違いによるものとすることができる。例えばＳＵＳ３０４とＳＵＳ４３０とからなる環状ガスケット材３ａ、３ｂを接合してなるものとでき、このように、異なる材質のもの２種からなるガスケット５とすることにより、バネ定数の設定が容易になされ、ガスケット３の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせが容易にできるので、低コスト化を実現することができる。
【００２１】
コンパウンド層４を構成するゴム材として、NBR、スチレンブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、クロロプレンゴム（CR）、ブタジエンゴム（BR）、ブチルゴム（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPM）、フッ素ゴム（FKM）、シリコーンゴム（VMQ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（CSM）、エチレン酢ビゴム（EVA）、塩化ポリエチレン（CPE）、塩化ブチルゴム（CIR）、エビクロルヒドリンゴム（ECO）、ニトリルイソプレンゴム（NIR）、天然ゴム（NR）等を用いることができる。
また、コンパウンド層４及び環状ガスケット材３ａ、３ｂとして、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、硅素樹脂等を用いることができる。更に、前記ゴム材とこれら合成樹脂材との混和物も用いることができる。
また上記コンパウンド層４としては、ゴム材及び合成樹脂材に繊維材を混合させたものを用いることができる。混合される繊維材としては、圧縮性無機繊維または圧縮性有機繊維が用いられ、具体的には、石綿以外の無機繊維として、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウィスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等を、有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等を用いることができる。
【００２２】
ここで、環状ガスケット材３ａ、３ｂのバネ定数を異ならせることにより、締結圧縮される際にいずれかの面圧が高まり、ボルト６の締付によってビード部５ａが圧縮されて弾性変形し、その復元弾力が相乗してガスケット５としてのシール性を向上させることができるが、図２のように内周側の環状ガスケット材３ｂがシリンダブロック１の接合面１ｅに対面するようビード部５ａが形成され、その外周側の環状ガスケット材３ａにボルト孔５ｃが形成されており、ボルト６がオイルパン２側からシリンダブロック１側へと貫通締結される場合は、シリンダブロック１の接合面１ｅに対面する内周側の環状ガスケット材３ｂのバネ定数を高くし、オイルパン２の接合面２ｂに対面する外周側の環状ガスケット材３ａのバネ定数を低くすることが望ましい。これによれば、ボルト６による締結圧縮によってバネ定数の高い内周側の環状ガスケット材３ｂの面圧が高くなり、外周側の環状ガスケット材３ａにかかる面圧との差によって、ボルト６の締付を必要以上に強めることなく、また、オイルパン２のフランジ部２ａがボルト６、６間で撓み変形をおこす懸念がなく、この部分の面接触による良好なシール性が得られる。
【００２３】
即ち、シリンダブロック１とオイルパン２との接合面１ｅ、２ｂ間にガスケット５を介装し、ボルト６によって締結連接すると内周側の環状ガスケット材３ｂは接合面１ｅに圧接され、図２のＡ点とＢ点とに圧接力が加わり、ビード部５ａが圧縮弾性変形して略平坦になる。このとき、Ａ点に加わる圧接力がＢ点より大きくなるので、接合面１ｅに対面する内周側の環状ガスケット材３ｂの面圧を高くすることができ、締結圧縮による環状ガスケット基材３の復元弾力とが相乗して、良好なシール性が得られる。よって、被密封空間Ｓの内圧が非常に高い接合面１ｅ、２ｂ間に介装されるガスケット５として好適である。またボルト６による軸力の経時的な低下、接合面１ｅ、２ｂの面域方向における圧接力のばら付等があっても、これらを補ってシール性が均一且つ安定に維持される。
【００２４】
図３乃至１０は本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図であり、上述の図２及び図３〜図６はガスケットのビード部がハーフビード構造であり、図７〜図１０はビード部がフルビード構造のものを示している。図中のガスケットは、上述のようにシリンダブロックとオイルパンとの間に介装される場合、紙面上側がシリンダブロック、下側にオイルパンが位置することになる。尚、上述の実施形態と共通部分に同一符号を付しその説明を割愛する。
図３に示すガスケット５は、図２に示すガスケット５とは、環状ガスケット基材３の両面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されていない点で異なり、２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものである点は上述と同様である。
【００２５】
図４は、ガスケット５の２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ厚さが異なるものを示しており、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものとした例である。このように同一の材質を用いた場合でも、厚さを異ならせれば、バネ定数を異ならせることができ、バネ定数の設定が容易になすことができるので、ガスケット５の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせを容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
図５は、図４の例のガスケット基材３の両面に、コーティング層４を形成したものである。このように厚みが異なる環状ガスケット材３ａ、３ｂとした場合、コーティング層４を形成することにより、フラットな表面のガスケット５とすることができる。
【００２６】
図６（ａ）（ｂ）は、ガスケット５の接合部５ｂがビード部５ａの幅方向中間部より径方向のいずれかにずれているものを夫々示している。
図６（ａ）は、接合部５ｂが内周側の環状ガスケット材３ｂ方向にずれているものであり、図中のＣとＤの長さ関係はＣ＜Ｄである。
図６（ｂ）は、接合部５ｂが外周側の環状ガスケット材３ａ方向にずれているものであり、図中のＣとＤの長さ関係はＣ＞Ｄである。
このように、接合部５ｂを、ビード部５ａの幅方向中間部より径方向のいずれかにずらせることで、それぞれの部材の締結方向のバネ定数を微調整することができ、より介装部位に最適なバネ定数の組合わせが実現できる。
【００２７】
図７に示すガスケット５はビード部５ａが断面山形のフルビード構造でなり、２つの接合部５ｂを備えているものである。尚、接合部５ｂは２つに限定されず介装部位に応じて適宜設定可能である。
ここで３ｃは外周側の環状ガスケット３ａと内周側の環状ガスケット３ｂの中間に配置される環状ガスケット材（以下、中間の環状ガスケット材３ｃという）を示しており、山形状のビード部５ａの最頂部がオイルパン２の接合面２ｂに対合するよう構成されており、ここに用いられる材質はバネ定数が外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂより小さいものが望ましい。これによれば、中間の環状ガスケット材３ｃよりバネ定数が大きい環状ガスケット材３ａ、３ｂの面圧が高まるとともに、ビード部５ａがボルト６の締付により圧縮されて弾性変形し、その復元弾力をしてシール性のよいガスケット５とすることができる。
【００２８】
図８に示すガスケット５は、図７に示すガスケット５とは、環状ガスケット基材３の両面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されている点で異なり、外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂと中間の環状ガスケット材３ｃのバネ定数の異なりは、材質の違いによるものである点は上述と同様である。
【００２９】
図９に示すガスケット５は、中間の環状ガスケット材３ｃの厚さが、外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂと異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものを示している。
このように同一の材質を用いた場合でも、厚さを異ならせれば、バネ定数を異ならせることができ、バネ定数の設定が容易になすことができるので、ガスケット５の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせを容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
図１０は、図９の例のガスケット基材３の両面に、コーティング層４を形成したものである。このように厚みが異なる環状ガスケット材３ａ、３ｂ、３ｃとした場合、コーティング層４を形成することにより、フラットな表面のガスケット５とすることができる。
【００３０】
次に本発明のガスケット５の製造要領を図１１〜図１３に基づいて説明する。ここでは図２に示すコーティング層４が形成されたガスケット５の製造要領について述べる。
図１１、図１２（ａ）〜（ｃ）において、原板としてのバネ定数の異なる２種の鋼板（金属板）でなるガスケット材Ｇ１、Ｇ２を用意し（図１２（ａ））、打抜きによって、図１２（ｂ）に示すようにガスケット材Ｇ２の一方の内周部３ａａと他方のガスケットＧ１の外周部３ｂａとが同じ大きさとなる大小関係の環状ガスケット材３ｂ、３ａを得る（ステップＳ１、Ｓ２）。打抜加工された環状ガスケット材３ｂ、３ａのバネ定数の異なるものを突き合わせて仮組し、この付き合わせた内周部３ａａと外周部３ｂａとをレーザー溶接にて接合して（ステップＳ３）、図１２（ｃ）に示すような環状ガスケット基材３を得る。
【００３１】
次いで、この環状ガスケット基材３に未加硫ゴムをコーティングして薄層を形成し（ステップＳ４）、加硫成型した後（ステップＳ５）、プレス加工することにより図２に示すようなハーフビード構造のビード部５ａを形成すれば（ステップＳ６）、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａでなるガスケット５を得ることができる（ステップＳ７）。
尚、コーティング層４を有しないガスケット５の場合は、ステップＳ４〜Ｓ５が省略され、ビード部５ａをフルビード構造のガスケット５とする場合は、ステップＳ６のプレス加工において、フルビード構造のビード部５ａを形成すれば、図７に示すようなガスケット５を得ることができる。
これによれば、上述の効果を有したガスケット５の製造が容易で、環状ガスケット基材３を効率よく、製造することができる。
【００３２】
製造要領は上述の例に限定されず、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す要領によっても製造可能である。この場合もバネ定数の異なる２種のガスケット材Ｇ１、Ｇ２を用意し（図１３（ａ））、ひとつのガスケット材Ｇ１、Ｇ２から打抜きによって、図１３（ｂ）に示すようにガスケット材Ｇ２、Ｇ１の一方の内周部３ａａと他方のガスケットＧ１、Ｇ２の外周部３ｂａとが同じ大きさとなる大小関係の２つの環状ガスケット材３ｂ、３ａを夫々得る。そして打抜加工された環状ガスケット材３ｂ、３ａのバネ定数の異なるものを突き合わせて仮組し、この付き合わせた内周部３ａａと外周部３ｂａとをレーザー溶接にて接合すれば、図１３（ｃ）に示すようなバネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａからなる複数の環状ガスケット基材３を得ることができる。その後の図１１のステップＳ４〜Ｓ７に示す要領、ビード加工等は上述の例と同様でなるので説明を割愛する。
これによれば、上述の効果を有したガスケット５の製造が容易で、環状ガスケット基材３を効率よく製造できる他、ガスケット材Ｇ１、Ｇ２を無駄なく使うことができるので、コストを低減させることができる。
【実施例２】
【００３３】
上述の実施例１では、シリンダブロック１とオイルパン２との接合面間１ｅ、２ｂに介装される略方形の環状ガスケット基材３でなるガスケット５について説明したが、本実施例２では、シリンダブロック（不図示）とシリンダヘッド（不図示）との接合面間に介装されるガスケット５について説明する。
図１４及び図１５は、本実施例のガスケットを示している。上述の例と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を割愛する。また図中、３ｄはシリンダボア開口部を示しており、冷却媒体が流通する冷却媒体流通ボア開口部は省略する。
このようなガスケット５（シリンダヘッドガスケット）は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間にボルト（不図示）により締結圧縮状態で介装することにより、多気筒エンジンが組み立てられ、シリンダブロック側のシリンダボアと、シリンダヘッド側の燃焼室とがシリンダボア開口部３ｄを介して連通される。
【００３４】
この実施例は、内周側の環状ガスケット材３ｂが円環状に形成されている点が上述の例と異なるものであるが、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａの内周部３ａａと外周部３ｂａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材３の周方向に沿ってビード部５ａが形成されたもの（図１５参照）である点は共通するものである。
バネ定数は、シリンダボア開口部３ｄ側が燃焼室と連通し内圧が高くなるため、内周側の環状ガスケット材３ｂをバネ定数の高い（剛性の高い）材質を用い、外周側の環状ガスケット材３ａを内周側の環状ガスケット材３ｂよりバネ定数の低い材質を用いれば、シリンダボア開口部３ｄ側の面圧を高くすることができ、高いシール性を得ることができる。またここでは図示していないが、シリンダボア開口部３ｄの周辺に配置される冷却媒体流通ボア開口部の周囲は、バネ定数の小さな環状ガスケット材３ａが位置することになるので、内圧の小さなこれらボア周りのシールにも十分その適性を備えている。
本実施例においても、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものとすることができる点は上述の例と同様であり、例えば内周側の環状ガスケット材３ｂをＳＵＳとし、外周側の環状ガスケット材３ａをＳＥＣＣとすれば、シリンダボア開口部３ｃ側のバネ定数を大きく設定できる。またバネ定数の構成は、上述の例に限定されるものではなく、外周側の環状ガスケット材３ａを内周側の環状ガスケット材３ｂよりバネ定数の高く設定することもできる点は言うまでもない。
【００３５】
従って、以上によれば、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの内の一方がシリンダヘッド或いはシリンダブロックの接合面の一方に、他方が接合面の他方に対面するようになされているので、圧縮締結時の応力分布が低応力で安定したシール性を得ることができる。
また、図示していないが、環状ガスケット基材３の少なくとも片面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層を形成した場合の作用・効果は上述の実施例１の場合と同様であり、２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの厚さを異ならせ、コーティング層の厚みもそれに応じて異ならせたものとできる点も上述の実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のガスケットが用いられた自動車用エンジンの一部を概略的に示す部分破断正面図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明のガスケットの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のガスケットの成形工程図の一例である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の成形工程図の別の例である。
【図１４】本発明のガスケットの別の実施例を示す平面図である。
【図１５】図１４におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ シリンダブロック（被密封部材）
１ｅ 接合面（被密封面）
２ オイルパン（被密封部材）
２ｂ 接合面（被密封面）
３ 環状ガスケット基材
３ａ、３ｂ、３ｃ 環状ガスケット材
３ａａ 内周部
３ｂａ 外周部
４ コーティング層
５ ガスケット
５ａ ビード部
５ｂ 接合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被密封部材の被密封面間、例えば、内燃機関のシリンダブロックとオイルパンとの間、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間、自動車用の変速機の実機ケースとオイルパンとの間等に、締結圧縮状態で介装されて被密封部材をシールするガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上述のような被密封部材の被密封面間に、ゴムや合成樹脂からなるガスケットを介装させ、ボルト等により締結することにより、ガスケットが圧縮されて、その圧接力により被密封面相互のシールがなされている。
【０００３】
例えばシリンダブロックとオイルパンとの被密封面間は振動が激しく、貯留されるオイルの飛散や流動が活発になされるため、この被密封面間に介装されるガスケットは、オイルの漏れ、滲みを防止可能なシール性に優れた材料が選択使用される必要がある。またシリンダブロックとオイルパンとの被密封空間ではオイルの波動による内圧が非常に高いので、通常よりも一層シール性を高くすることが求められ、シール漏れを防ぐためにボルト等による締結力を強めたり、被密封面間相互の面圧を高める工夫がなされている。そこで、ガスケットの基材を同じバネ定数のもの（ひとつの剛性材でなるもの）として、ボルト等による締付力を高めたものがみられるが、あまり締付力を高めると板金材からなるオイルパンが鋳物からなるシリンダブロックより強度が弱い為、ボルト間でたわみが発生し、シール性が損なわれるという懸念がある。
【０００４】
下記特許文献１には、予めハーフビード形状にビード部を形成した基材とバネ定数の異なる２部材とをそれぞれ重合一体とし、基材とバネ定数の異なる２部材でビードを構成したシリンダヘッドガスケットが開示されている。
このシリンダヘッドガスケットは、シリンダボアに対応するシリンダボア開口部と冷却媒体流通ボアに対応する冷却媒体流通ボア開口部とを備えるが、燃焼室の内圧は極めて高いのに対し、冷却媒体流通ボア内の冷却媒体による内圧はこれに比べて低いため、夫々に適した面圧でシールされることが望ましい。そこでこれによれば、シリンダボア開口部及び冷却媒体流通ボア開口部において、夫々に適した面圧を付与するようにして、バランスのとれたシール性が得ることができるとされている。
【特許文献１】特開２００５−３２０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のシリンダヘッドガスケットは、シリンダボア開口部と冷却媒体流通ボア開口部における内圧の違いに応じてビード部が形成される部位のバネ定数を変えることにより、各部位のシール性が適性に維持されるものであるが、上記のようにオイルパンとエンジンブロックとの間に介装されるガスケットにおけるボルト間のたわみを防ぐことまでも意図するものではない。また当該シリンダヘッドガスケットは、２部材を積層して構成され、構造上一定の厚みがある構造であるため、薄さが要求されるガスケットとしては、適さない構造といえ、更にはビード部が形成された基材をバネ定数の異なる２部材と重合一体とする加工を要するため、加工が容易とはいえず、改善が望まれるところであった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、被密封部材間に締結圧縮状態で介装されるガスケットであって、被密封空間の内圧に影響されずに良好なシール性が得られ、しかも製造が容易なガスケット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】
【０００７】
請求項１の発明に係るガスケットは、２つの被密封部材の被密封面間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするものであって、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部を形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、請求項２に記載のように、２種の環状ガスケット材は、金属板からなるものとすることができ、また請求項３に記載のように、２種の環状ガスケット材は、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものとすることができる。請求項４に記載のように、２種の環状ガスケット材は、それぞれ厚さが異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものとすることができる。
【０００９】
請求項５に記載のように、前記ビード部は、ハーフビード構造とすることができ、請求項６に記載のように、前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を備え、該接合部は、前記ビード部の幅方向中間部より径方向のいずれかにずれているものとすることができる。請求項７に記載のように、ビード部は、フルビード構造とすることができ、請求項８に記載のように、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を複数備えているものとすることもできる。請求項９に記載のように、環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されているものとすることができる。
【００１０】
そして請求項１０に記載のように、本発明のガスケットにおいて、環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係るガスケットによれば、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされているので、圧縮締結時の応力分布が低応力で安定したシール性を得ることができる。即ち、２種の環状ガスケット材からなる環状ガスケット基材の剛性の異なりによって、被密封面間の面圧に差が生じ、２つの被密封部材が強度的に大小がある場合、バネ定数の小さな環状ガスケット材を強度の小さな被密封部材側に配するようにすれば、所定の締結力でもこの被密封部材の変形をきたさず、良好なシール性を維持することができる。従って、ボルト等による締結力を必要以上に強めることなく、ガスケットのシール性を向上させることができる。またビード部を備えていることによりその復元反力を利用してよりシール性の高いものとすることができる。
よって、被密封空間の内圧が非常に高い被密封部材間に介装されるガスケットに好適である。
【００１２】
請求項２の発明に係るガスケットによれば、環状ガスケット材は、金属板からなるものとすることができるので、金属板製ガスケットの特性が発揮されるとともに、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材を入手しやすく、ビード加工、打ち抜き成型等が容易である。
請求項３又は請求項４の発明に係るガスケットによれば、バネ定数の設定が容易にできるので、ガスケットの介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせが容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
【００１３】
請求項５又は請求項７の発明に係るガスケットによれば、ビード部は、ハーフビード構造又はフルビード構造であるので、ガスケットの介装部位に応じて、最適な構造とすることができる。
請求項６の発明に係るガスケットによれば、ビード部の接合部を幅方向中間部より径方向のいずれかにずらせることで、それぞれの部材の締結方向のバネ定数を微調整することができ、より最適なバネ定数の組合わせが実現をきる。また、これにより、介装される部位に応じたシール性の良好なガスケットとすることができる。
【００１４】
請求項８の発明に係るガスケットによれば、ビード部に複数の接合部を備えているので、ガスケットの介装部位に応じて、最適なバネ定数の組合わせが容易にでき、低コスト化を実現することができる。
請求項５又は請求項７の発明に係るガスケットによれば、ビード部は、ハーフビード構造又はフルビード構造であるので、ガスケットの介装部位に応じて、最適な構造とすることができる。
請求項９の発明に係るガスケットのように、環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されているものとすれば、このコーティング層が被密封面間に直接接することになるから、より良好なシール性が得られる。また２種の環状ガスケット材の厚さを異ならせた場合、コーティング層の厚みもそれに応じて異ならせれば、シール性を考慮したバネ定数の組み合わせを最適にした上で、ガスケットの表面は、均一な厚さのものとできるので、より一層シール性を向上させることができる。
【００１５】
請求項１０の発明に係るガスケットにおいて、環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものとすれば、上述の効果を有したガスケットの製造を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のガスケットが用いられた自動車用エンジンの一部を概略的に示す部分破断正面図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３乃至１０は本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図、図１１は本発明のガスケットの製造工程の一例を示すフローチャート、図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明のガスケットの成形工程図の一例、図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の成形工程図の別の例、図１４は本発明のガスケットの別の実施例を示す平面図、図１５は図１４におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。尚、下記実施例１では、本発明のガスケットを自動車用エンジンのシリンダブロックとオイルパンとの接合面間に介装する例、下記実施例２では、本発明のガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装する例について述べるが、これに限らず、シリンダヘッドとヘッドカバーとの接合面間、自動車用の変速機の実機ケースとオイルパンとの接合面間、その他の産業機器等における高精度な密封を要する接合面間にも適用され得るものである。
【実施例１】
【００１７】
図１は、自動車用エンジンを示し、シリンダブロック（被密封部材）１上に、シリンダヘッド及びヘッドカバー（いずれも不図示）が連接され、また、シリンダブロック１の下端面にはオイルパン（被密封部材）２が連接されている。シリンダブロック１は、鋳物の成型体からなり、シリンダ１ａ、このシリンダ１ａ内を上下動するピストン１ｂ、ピストン１ｂに連結されたコンロッド１ｃ及びコンロッド１ｃの下端に連結されたクランクシャフト１ｄ等のエンジンの主要機構部を備えている。そして、コンロッド１ｃのクランクシャフト１ｄとの連結部分及びクランクシャフト１ｄは、オイルパン２の上方空間部分に位置している。シリンダブロック１の周縁下端面は研磨加工されて、オイルパン２との接合面（被密封面）１ｅとされている。その他のエンジンの機構部については図示及び説明を省略する。
【００１８】
オイルパン２は、鉄板や鋼板の板金加工によって上端開口の容器形に形成され、上記エンジンの機構部を還流し潤滑させる為の潤滑オイル（エンジンオイル）を滞留させるものである。その上端開口周縁部分には外向きのフランジ部２ａが形成され、このフランジ部２ａの上面がシリンダブロック１との接合面（被密封面）２ｂとされている。シリンダブロック１とオイルパン２とは、双方の接合面１ｅ、２ｂ間に本発明に係るガスケット５を介装し、ボルト６の螺合締結によりガスケット５を圧縮状態で連接一体とされる。Ｓは被密封空間である。
【００１９】
ガスケット５は、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂのうち、内周側に配置される環状ガスケット材３ｂ（以下、内周側の環状ガスケット材３ｂという。）の外周部３ｂａと、外周側に配置される環状ガスケット材３ａ（以下、外周側の環状ガスケット材３ａという。）の内周部３ａａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材３にその周方向に沿って形成されるビード部５ａを備えている（図３参照）。よって、内周側の環状ガスケット材３ｂの外周部３ｂａと、外周側の環状ガスケット材３ａの内周部３ａａとは同じ大きさとなる。
このガスケット５は、ビード部５ａが形成されているので、シリンダブロック１とオイルパン２との間に介装した際、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方、即ち内周側の環状ガスケット材３ｂがシリンダブロック１の接合面１ｅに対面するようになされ、他方の環状ガスケット材、即ち外周側の環状ガスケット材３ａが接合面２ｂに対面するようになされ、ボルト６によって締結圧縮状態となるよう構成されている。そして、環状ガスケット基材３の両面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されている。ここでコーティング層４は両面に限らず、片面であってもよく、介装部位に応じて選択されるものであるから、コーティング層４がないものとしてもよいことは言うまでもない。また５ｂは２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの接合部を示しており、レーザー溶接、スポット溶接、カシメ或いは接着等によってなされる。
【００２０】
２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、圧延鋼板（ＳＵＳ、ＳＰＣＣ）や合成樹脂板を用いることができる。また２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは材質（硬質或いは軟質）の違いによるものとすることができる。例えばＳＵＳ３０４とＳＵＳ４３０とからなる環状ガスケット材３ａ、３ｂを接合してなるものとでき、このように、異なる材質のもの２種からなるガスケット５とすることにより、バネ定数の設定が容易になされ、ガスケット３の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせが容易にできるので、低コスト化を実現することができる。
【００２１】
コンパウンド層４を構成するゴム材として、NBR、スチレンブタジエンゴム（SBR）、イソプレンゴム（IR）、クロロプレンゴム（CR）、ブタジエンゴム（BR）、ブチルゴム（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPM）、フッ素ゴム（FKM）、シリコーンゴム（VMQ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（CSM）、エチレン酢ビゴム（EVA）、塩化ポリエチレン（CPE）、塩化ブチルゴム（CIR）、エビクロルヒドリンゴム（ECO）、ニトリルイソプレンゴム（NIR）、天然ゴム（NR）等を用いることができる。
また、コンパウンド層４及び環状ガスケット材３ａ、３ｂとして、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、硅素樹脂等を用いることができる。更に、前記ゴム材とこれら合成樹脂材との混和物も用いることができる。
また上記コンパウンド層４としては、ゴム材及び合成樹脂材に繊維材を混合させたものを用いることができる。混合される繊維材としては、圧縮性無機繊維または圧縮性有機繊維が用いられ、具体的には、石綿以外の無機繊維として、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶融石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウィスカー、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維等を、有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等を用いることができる。
【００２２】
ここで、環状ガスケット材３ａ、３ｂのバネ定数を異ならせることにより、締結圧縮される際にいずれかの面圧が高まり、ボルト６の締付によってビード部５ａが圧縮されて弾性変形し、その復元弾力が相乗してガスケット５としてのシール性を向上させることができるが、図２のように内周側の環状ガスケット材３ｂがシリンダブロック１の接合面１ｅに対面するようビード部５ａが形成され、その外周側の環状ガスケット材３ａにボルト孔５ｃが形成されており、ボルト６がオイルパン２側からシリンダブロック１側へと貫通締結される場合は、シリンダブロック１の接合面１ｅに対面する内周側の環状ガスケット材３ｂのバネ定数を高くし、オイルパン２の接合面２ｂに対面する外周側の環状ガスケット材３ａのバネ定数を低くすることが望ましい。これによれば、ボルト６による締結圧縮によってバネ定数の高い内周側の環状ガスケット材３ｂの面圧が高くなり、外周側の環状ガスケット材３ａにかかる面圧との差によって、ボルト６の締付を必要以上に強めることなく、また、オイルパン２のフランジ部２ａがボルト６、６間で撓み変形をおこす懸念がなく、この部分の面接触による良好なシール性が得られる。
【００２３】
即ち、シリンダブロック１とオイルパン２との接合面１ｅ、２ｂ間にガスケット５を介装し、ボルト６によって締結連接すると内周側の環状ガスケット材３ｂは接合面１ｅに圧接され、図２のＡ点とＢ点とに圧接力が加わり、ビード部５ａが圧縮弾性変形して略平坦になる。このとき、Ａ点に加わる圧接力がＢ点より大きくなるので、接合面１ｅに対面する内周側の環状ガスケット材３ｂの面圧を高くすることができ、締結圧縮による環状ガスケット基材３の復元弾力とが相乗して、良好なシール性が得られる。よって、被密封空間Ｓの内圧が非常に高い接合面１ｅ、２ｂ間に介装されるガスケット５として好適である。またボルト６による軸力の経時的な低下、接合面１ｅ、２ｂの面域方向における圧接力のばら付等があっても、これらを補ってシール性が均一且つ安定に維持される。
【００２４】
図３乃至１０は本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図であり、上述の図２及び図３〜図６はガスケットのビード部がハーフビード構造であり、図７〜図１０はビード部がフルビード構造のものを示している。図中のガスケットは、上述のようにシリンダブロックとオイルパンとの間に介装される場合、紙面上側がシリンダブロック、下側にオイルパンが位置することになる。尚、上述の実施形態と共通部分に同一符号を付しその説明を割愛する。
図３に示すガスケット５は、図２に示すガスケット５とは、環状ガスケット基材３の両面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されていない点で異なり、２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものである点は上述と同様である。
【００２５】
図４は、ガスケット５の２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂは、それぞれ厚さが異なるものを示しており、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものとした例である。このように同一の材質を用いた場合でも、厚さを異ならせれば、バネ定数を異ならせることができ、バネ定数の設定が容易になすことができるので、ガスケット５の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせを容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
図５は、図４の例のガスケット基材３の両面に、コーティング層４を形成したものである。このように厚みが異なる環状ガスケット材３ａ、３ｂとした場合、コーティング層４を形成することにより、フラットな表面のガスケット５とすることができる。
【００２６】
図６（ａ）（ｂ）は、ガスケット５の接合部５ｂがビード部５ａの幅方向中間部より径方向のいずれかにずれているものを夫々示している。
図６（ａ）は、接合部５ｂが内周側の環状ガスケット材３ｂ方向にずれているものであり、図中のＣとＤの長さ関係はＣ＜Ｄである。
図６（ｂ）は、接合部５ｂが外周側の環状ガスケット材３ａ方向にずれているものであり、図中のＣとＤの長さ関係はＣ＞Ｄである。
このように、接合部５ｂを、ビード部５ａの幅方向中間部より径方向のいずれかにずらせることで、それぞれの部材の締結方向のバネ定数を微調整することができ、より介装部位に最適なバネ定数の組合わせが実現できる。
【００２７】
図７に示すガスケット５はビード部５ａが断面山形のフルビード構造でなり、２つの接合部５ｂを備えているものである。尚、接合部５ｂは２つに限定されず介装部位に応じて適宜設定可能である。
ここで３ｃは外周側の環状ガスケット３ａと内周側の環状ガスケット３ｂの中間に配置される環状ガスケット材（以下、中間の環状ガスケット材３ｃという）を示しており、山形状のビード部５ａの最頂部がオイルパン２の接合面２ｂに対合するよう構成されており、ここに用いられる材質はバネ定数が外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂより小さいものが望ましい。これによれば、中間の環状ガスケット材３ｃよりバネ定数が大きい環状ガスケット材３ａ、３ｂの面圧が高まるとともに、ビード部５ａがボルト６の締付により圧縮されて弾性変形し、その復元弾力をしてシール性のよいガスケット５とすることができる。
【００２８】
図８に示すガスケット５は、図７に示すガスケット５とは、環状ガスケット基材３の両面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層４が形成されている点で異なり、外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂと中間の環状ガスケット材３ｃのバネ定数の異なりは、材質の違いによるものである点は上述と同様である。
【００２９】
図９に示すガスケット５は、中間の環状ガスケット材３ｃの厚さが、外周側及び内周側の環状ガスケット材３ａ、３ｂと異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものを示している。
このように同一の材質を用いた場合でも、厚さを異ならせれば、バネ定数を異ならせることができ、バネ定数の設定が容易になすことができるので、ガスケット５の介装部位に応じて最適なバネ定数の組合わせを容易に設定でき、低コスト化を実現することができる。
図１０は、図９の例のガスケット基材３の両面に、コーティング層４を形成したものである。このように厚みが異なる環状ガスケット材３ａ、３ｂ、３ｃとした場合、コーティング層４を形成することにより、フラットな表面のガスケット５とすることができる。
【００３０】
次に本発明のガスケット５の製造要領を図１１〜図１３に基づいて説明する。ここでは図２に示すコーティング層４が形成されたガスケット５の製造要領について述べる。
図１１、図１２（ａ）〜（ｃ）において、原板としてのバネ定数の異なる２種の鋼板（金属板）でなるガスケット材Ｇ１、Ｇ２を用意し（図１２（ａ））、打抜きによって、図１２（ｂ）に示すようにガスケット材Ｇ２の一方の内周部３ａａと他方のガスケットＧ１の外周部３ｂａとが同じ大きさとなる大小関係の環状ガスケット材３ｂ、３ａを得る（ステップＳ１、Ｓ２）。打抜加工された環状ガスケット材３ｂ、３ａのバネ定数の異なるものを突き合わせて仮組し、この付き合わせた内周部３ａａと外周部３ｂａとをレーザー溶接にて接合して（ステップＳ３）、図１２（ｃ）に示すような環状ガスケット基材３を得る。
【００３１】
次いで、この環状ガスケット基材３に未加硫ゴムをコーティングして薄層を形成し（ステップＳ４）、加硫成型した後（ステップＳ５）、プレス加工することにより図２に示すようなハーフビード構造のビード部５ａを形成すれば（ステップＳ６）、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａでなるガスケット５を得ることができる（ステップＳ７）。
尚、コーティング層４を有しないガスケット５の場合は、ステップＳ４〜Ｓ５が省略され、ビード部５ａをフルビード構造のガスケット５とする場合は、ステップＳ６のプレス加工において、フルビード構造のビード部５ａを形成すれば、図７に示すようなガスケット５を得ることができる。
これによれば、上述の効果を有したガスケット５の製造が容易で、環状ガスケット基材３を効率よく、製造することができる。
【００３２】
製造要領は上述の例に限定されず、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す要領によっても製造可能である。この場合もバネ定数の異なる２種のガスケット材Ｇ１、Ｇ２を用意し（図１３（ａ））、ひとつのガスケット材Ｇ１、Ｇ２から打抜きによって、図１３（ｂ）に示すようにガスケット材Ｇ２、Ｇ１の一方の内周部３ａａと他方のガスケットＧ１、Ｇ２の外周部３ｂａとが同じ大きさとなる大小関係の２つの環状ガスケット材３ｂ、３ａを夫々得る。そして打抜加工された環状ガスケット材３ｂ、３ａのバネ定数の異なるものを突き合わせて仮組し、この付き合わせた内周部３ａａと外周部３ｂａとをレーザー溶接にて接合すれば、図１３（ｃ）に示すようなバネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａからなる複数の環状ガスケット基材３を得ることができる。その後の図１１のステップＳ４〜Ｓ７に示す要領、ビード加工等は上述の例と同様でなるので説明を割愛する。
これによれば、上述の効果を有したガスケット５の製造が容易で、環状ガスケット基材３を効率よく製造できる他、ガスケット材Ｇ１、Ｇ２を無駄なく使うことができるので、コストを低減させることができる。
【実施例２】
【００３３】
上述の実施例１では、シリンダブロック１とオイルパン２との接合面間１ｅ、２ｂに介装される略方形の環状ガスケット基材３でなるガスケット５について説明したが、本実施例２では、シリンダブロック（不図示）とシリンダヘッド（不図示）との接合面間に介装されるガスケット５について説明する。
図１４及び図１５は、本実施例のガスケットを示している。上述の例と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を割愛する。また図中、３ｄはシリンダボア開口部を示しており、冷却媒体が流通する冷却媒体流通ボア開口部は省略する。
このようなガスケット５（シリンダヘッドガスケット）は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間にボルト（不図示）により締結圧縮状態で介装することにより、多気筒エンジンが組み立てられ、シリンダブロック側のシリンダボアと、シリンダヘッド側の燃焼室とがシリンダボア開口部３ｄを介して連通される。
【００３４】
この実施例は、内周側の環状ガスケット材３ｂが円環状に形成されている点が上述の例と異なるものであるが、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ｂ、３ａの内周部３ａａと外周部３ｂａとを接合して環状ガスケット基材３となし、該ガスケット基材３の周方向に沿ってビード部５ａが形成されたもの（図１５参照）である点は共通するものである。
バネ定数は、シリンダボア開口部３ｄ側が燃焼室と連通し内圧が高くなるため、内周側の環状ガスケット材３ｂをバネ定数の高い（剛性の高い）材質を用い、外周側の環状ガスケット材３ａを内周側の環状ガスケット材３ｂよりバネ定数の低い材質を用いれば、シリンダボア開口部３ｄ側の面圧を高くすることができ、高いシール性を得ることができる。またここでは図示していないが、シリンダボア開口部３ｄの周辺に配置される冷却媒体流通ボア開口部の周囲は、バネ定数の小さな環状ガスケット材３ａが位置することになるので、内圧の小さなこれらボア周りのシールにも十分その適性を備えている。
本実施例においても、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものとすることができる点は上述の例と同様であり、例えば内周側の環状ガスケット材３ｂをＳＵＳとし、外周側の環状ガスケット材３ａをＳＥＣＣとすれば、シリンダボア開口部３ｃ側のバネ定数を大きく設定できる。またバネ定数の構成は、上述の例に限定されるものではなく、外周側の環状ガスケット材３ａを内周側の環状ガスケット材３ｂよりバネ定数の高く設定することもできる点は言うまでもない。
【００３５】
従って、以上によれば、バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの内の一方がシリンダヘッド或いはシリンダブロックの接合面の一方に、他方が接合面の他方に対面するようになされているので、圧縮締結時の応力分布が低応力で安定したシール性を得ることができる。
また、図示していないが、環状ガスケット基材３の少なくとも片面に、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層を形成した場合の作用・効果は上述の実施例１の場合と同様であり、２種の環状ガスケット材３ａ、３ｂの厚さを異ならせ、コーティング層の厚みもそれに応じて異ならせたものとできる点も上述の実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のガスケットが用いられた自動車用エンジンの一部を概略的に示す部分破断正面図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明のガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明のガスケットの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のガスケットの成形工程図の一例である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の成形工程図の別の例である。
【図１４】本発明のガスケットの別の実施例を示す平面図である。
【図１５】図１４におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ シリンダブロック（被密封部材）
１ｅ 接合面（被密封面）
２ オイルパン（被密封部材）
２ｂ 接合面（被密封面）
３ 環状ガスケット基材
３ａ、３ｂ、３ｃ 環状ガスケット材
３ａａ 内周部
３ｂａ 外周部
４ コーティング層
５ ガスケット
５ａ ビード部
５ｂ 接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被密封部材の被密封面間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするガスケットであって、
バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部を形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、金属板からなることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものであることを特徴とするガスケット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、それぞれ厚さが異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものであることを特徴とするガスケット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、ハーフビード構造であることを特徴とするガスケット。
【請求項６】
請求項５に記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を備え、該接合部は、前記ビード部の幅方向中間部より径方向のいずれかにずれていることを特徴とするガスケット。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、フルビード構造であることを特徴とするガスケット。
【請求項８】
請求項７に記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を複数備えていることを特徴とするガスケット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されていることを特徴とするガスケット。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものであることを特徴とするガスケット。
【請求項１】
２つの被密封部材の被密封面間に締結圧縮状態で介装され、該被密封部材間をシールするガスケットであって、
バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とを接合して環状ガスケット基材となし、該ガスケット基材の周方向に沿ってビード部を形成し、このビード部の形成によって、上記２つの被密封部材の被密封面間に介装した際、上記バネ定数の異なる２種の環状ガスケット材の内の一方が被密封部材の被密封面の一方に、他方が被密封面の他方に対面するようになされていることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、金属板からなることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、それぞれ異なる材質からなり、バネ定数の異なりは、材質の違いによるものであることを特徴とするガスケット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のガスケットにおいて、
前記２種の環状ガスケット材は、それぞれ厚さが異なり、バネ定数の異なりは、厚さの違いによるものであることを特徴とするガスケット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、ハーフビード構造であることを特徴とするガスケット。
【請求項６】
請求項５に記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を備え、該接合部は、前記ビード部の幅方向中間部より径方向のいずれかにずれていることを特徴とするガスケット。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、フルビード構造であることを特徴とするガスケット。
【請求項８】
請求項７に記載のガスケットにおいて、
前記ビード部は、前記２種の環状ガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが接合された接合部を複数備えていることを特徴とするガスケット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記環状ガスケット基材の少なくとも片面には、ゴム又は合成樹脂からなるコーティング層が形成されていることを特徴とするガスケット。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のガスケットにおいて、
前記環状ガスケット基材は、バネ定数の異なる２種のガスケット材を用意し、これらガスケット材の一方の内周部と他方の外周部とが同じ大きさとなる大小関係の環状体に打抜き環状ガスケット材となし、得られた環状ガスケット材のバネ定数の異なるものを組み合わせその内周部と外周部とを接合して調製され、前記ビード部はその後の加工によって形成されたものであることを特徴とするガスケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２２３９５２（Ｐ２００８−２２３９５２Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６５６３１（Ｐ２００７−６５６３１）
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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