説明

金属ガスケット

多層金属ガスケットは、整列した開口部と、開口部を囲んで整列した対向する封止ビードとを備えて形成される少なくとも2つの金属ガスケット層を含む。部分ストッパ層は、ガスケット層の間に挿入され、かつガスケット層のいずれか一方よりも面積が小さい。部分ストッパ層は、開口部から封止ビードを越えて外側に延び、封止ビードの片側のみで層の一方に固定され、かつ反対側では固定されない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、2004年2月26日に出願された米国仮出願番号60/547,981の優先権を主張する。
【0002】
発明の背景
技術分野
この発明は、一般に、多層金属ガスケットに関し、特に、部分ストッパ層によって分離された少なくとも2つの活性ビード層を有する多層金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【0003】
関連技術
多層金属ガスケットは、通常、エンジン用途に使用され、シリンダヘッドとエンジンブロックとの間、または排気マニホールドと該ブロックとの間のように、ボルト締めまたはその他の締付け手段によって結合された2つの部材の間にシールを設ける。
【0004】
各種のガスケット構成が、当該技術において知られており、多様な目的を果たしている。この発明が向けられる特定の用途では、ガスケットは、厚さが最小であり、かつ相当に低い接触圧力の下で効果的に封止し得るか、またはシリンダライナがエンジンブロックの上部封止デッキの上に突き出るようなシリンダヘッドとしての用途のように、封止界面の突起または窪みに合致し得ることが求められる。これらの決して理想的ではない封止状態の下で、このような用途に要求される基準のすべてを満たすシールを構成することは困難である。
【0005】
たとえば、米国特許第5,544,899号は、整列した開口部と、開口部を囲んで整列したビードとを備えて形成される1対の機能層を有する多層金属ガスケットを開示している。機能層の間には、部分ストッパ層が、開口部を囲んで配置される。実施例のいくつかでは、ストッパ層が封止ビードの一部にしか延びず、それによってビードは締付け荷重の下で自ら潰れるようになっている。ここで問題となるのは、ビードが完全に潰れてしまうと、少なくともある程度のビードの過剰圧縮と永久歪が生じ、そのためにガスケットの封止性能が低下する可能性があるという点である。少なくとも他の一実施例では、ストッパ層は、ビードの全幅に跨って両側で溶接され、さらに2つの対向するビードの一方と入れ子状になるよう変形される。この実施例のストッパ層は、ビードの両側で溶接されることによって結合しているガスケット層の変形を抑える働きをしていることが分かるであろう。結果として、不自然に作製された機能層が他方の層よりも遥かに大きい荷重で圧縮し、ガスケットの全体的な圧縮強度が増すこととなり、最小のガスケット厚および低い圧縮力での変形が要求されるこれらの用途には恐らく不向きであろう。
【0006】
米国特許第5,628,518号は、別種の多層金属ガスケットを開示しており、ここでは、中間層が部分的な層ではなく、全面的な層であることが求められる。これは、数多くのガスケットとしての用途に適している一方で、全面的な中間層がガスケットの全厚を増すため、最小のガスケット厚が求められる用途には適さない可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この発明の目的は、既知の先行技術のガスケットの欠点を克服または大幅に抑えて最小限とし、かつ厚さが最小で、低い圧縮力で変形可能な用途に最適なガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明の概要
この発明の現在好ましい実施例に従って構成された多層金属ガスケットは、少なくとも1組の第1および第2のガスケット層を含み、該ガスケット層は、概ね平面の本体を有し、該ガスケット層の各々に、少なくとも1つの整列した穴と、互いに対向して整列し、かつそれぞれの本体の平面から、該穴を囲んで半径方向外側に間隔をおいて突き出た少なくとも1つの関連する封止ビードとを備えて形成される。ガスケットはさらに、ガスケット層の間に配置され、かつガスケット層のいずれか一方よりも小さい面積を有する部分ストッパ層を含む。ストッパ層は、封止ビード全体に亘って、封止ビードの半径方向内側の位置から、封止ビードの半径方向外側の位置まで延び、かつ封止ビードの片側のみに隣接するガスケット層の少なくとも一方に固定され、封止ビードの反対側では固定されない。
【0009】
この発明の1つの利点は、封止ビードの圧縮性が比較的優れ、かつ封止ビードの変形が制御される、最小厚さのガスケットを提供することである。
【0010】
ストッパ層は、封止ビード全体に亘って延びることで、ガスケットのすべての層において、封止ビード全体の圧縮が概ね均等になるという有益な効果をもたらす。さらに、ストッパ層は、封止ビードの片側のみに結合され、かつ反対側では固定されないことで、ストッパ層が結合されているガスケット層上の封止ビードの変形を過度に抑制せず、それによって、封止ビードの変形がさらに均等になる。
【0011】
この発明のこれらの特徴および利点ならびにその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面に関連して検討すると、より容易に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
好ましい実施例の詳細な説明
この発明の第1の現在好ましい実施例に従って構成された多層金属ガスケットを、図1および図2で10として全体的に示す。該多層金属ガスケットは、少なくとも1組の第1および第2のガスケット層12、14と、ガスケット層12、14の間に部分ストッパ層16とを含む。ガスケット層12、14の各々は、ステンレス鋼などのような弾性金属板材料から作られ、ガスケット層を貫通するさまざまな開口部を備えて形成され、これら開口部は、エンジンブロック22のエンジンシリンダ20用に少なくとも1つおよび多くにおいては複数のシリンダ開口部18を含み、一部のエンジンでは、図2に示すシリンダライナ24が装着される。シリンダ開口部18およびガスケット層12、14は整列しており、各ガスケット層12、14は、開口部18を囲むそれぞれの弾性封止ビード26、28を備えて形成される。封止ビード26、28は、第1および第2のガスケット層12、14の変形部として形成され、かつ好ましくは完全なビードの形状で、ガスケット層12、14それぞれの本体30、32の平面から突き出るガスケット層材料の隆起を含む。第1および第2のガスケット層12、14の封止ビード26、28は、対向し、整列する関係で配置されるので、図2の実施例に示すように、互いに対向している。封止ビード26、28は、シリンダ開口部18の半径方向外側に間隔をおいて配置されるので、開口部18を囲み、かつ開口部18から封止ビード26、28を分離する半径方向内側のランド領域34、36が定められる。ランド領域34、36は、ガスケット層12、14の本体30、32の一部であり、好ましくは、平面であり、かつ互いに平行である。封止ビード26、28の反対側には、ビードの半径方向外側にもう1つの外側ランド領域38、40が設けられ、該外側ランド領域は、同様に本体30、32の一部を形成し、平面であり、好ましくは平行であり、さらに好ましくは、半径方向内側のランド領域34、36とそれぞれ同一平面に位置し、ガスケット層12、14の外側露出面に、ゴム引きガスケットコーティング42を塗布してもよい。
【0013】
部分ストッパ層16は、ガスケット層12、14の間に配置され、より具体的には、封止ビード26、28の間に挿入される。部分ストッパ層は、第1または第2のガスケット層12、14のいずれか一方より相当小さい面積を有しているという意味において、「部分的」である。図2に示すように、部分ストッパ層16は、シリンダ開口部18またはその付近から、半径方向外側に、封止ビード26、28を越えてすぐのランド領域38、40まで延びる。部分ストッパ層16は、第1および第2のガスケット層12、14の少なくとも一方、好ましくは一方のみに、好ましくは溶接によって固定される。図2の第1の実施例では、ストッパ層16は、溶接ジョイント41により、封止ビード26、28の半径方向内側の位置で、第1のガスケット層12に固定される。ストッパ層16の対向する外端43は、封止ビード26、28の半径方向外側に位置し、この実施例では、隣接する層12、14のいずれか一方に対して自由であり、装着されない。図2の第1の実施例およびこの発明のその他の実施例では、ストッパ層は、自身の端部のうち一方の端部のみで、好ましくは、シリンダ開口部18に隣接する半径方向内側の端部で固定される一方、封止ビードの、反対側のストッパ層の他方の端部は、ガスケット10が圧縮によって締付けられたとき、該ストッパ層が装着されている層に対しては付着しておらず自由に移動することが認められるであろう。特に図2の第1の実施例を参照して、ストッパ層16は、第1のガスケット層12の半径方向内側のランド領域34に対し、シリンダ開口部18と封止ビード26との間の位置で固定されることがわかるであろう。ストッパ層16を固定するための好ましい手段は、溶接であり、好ましくはレーザ溶接であるが、リベット締め、接着剤、中間接着層などに限定されないその他の技術を用いることもできる。この第1の実施例では、部分ストッパ層16は平面である。さらに、この第1の実施例では、整列した封止ビード26、28は同一方向に延び、第1の層の封止ビード26は本体30の外側に突き出ており、第2の層14の封止ビード28は、第1のガスケット層12に向かって同一方向に突き出ている。第2の層14の封止ビード28の頂部は、第1のガスケット層12の封止ビード26に跨る領域において、第1のガスケット層12に装着される側と反対側の、ストッパ層16の裏面に接触する。
【0014】
さらに図3を参照して、シリンダライナ24が、エンジンブロック22の上部デッキ44の上に僅かに突き出た状態が示されている。ガスケット10は圧縮性に優れているので、突き出たライナに適応することができ、さらに、図3に示すように、ブロック22と、ライナ24と、ブロック22にボルト締めなどによって締付けられるシリンダヘッド46との間に適切なシールを形成することができる。ガスケット10は、比較的軽い締付け荷重でも変形し得るので、ブロック20の突き出たシリンダライナ24と上部デッキ44との間に形成される段差が埋められ、反対側では、シリンダヘッド46とともにシールが形成され、エンジンシリンダ20が漏出から封止される。ストッパ層16は、封止ビード26の片側のみに取付けられているので、封止ビードの変形を過度に抑制することがなく、より柔軟で、より容易に圧縮し得る、薄型化されたガスケットに適している。特に、図3に示すように、ガスケットが圧縮されると、封止ビードは平らな状態になるよう押圧されて、広がる傾向にあり、それによって、説明のために図3に強調して示すように、ガスケット層12、14が僅かに移動することになる。部分ストッパ層は、封止ビードの片側のみで固定され、反対の端部48では固定されていないので、そのようなガスケット層の移動または滑りが、部分ストッパ層によって妨げられることはない。
【0015】
この発明の第2の実施例に従って構成されたガスケット110を図4に示す。ここでは、同様の特徴を同一の参照番号を使って示し、100を補っている。このガスケット110は、図2のガスケットと同じ構造であり、例外は、第2の層14が反転しており、封止ビード126、128が各々、互いから離れて外側に向いている点である。もう1つの違いは、ストッパ層116が第2の層114に固定されている点であるが、代わりに第1の層112に固定されていてもよい。第2の実施例のガスケット110においても、第1の
実施例のガスケット10に関連して上述したのと同じ利点が明確に現れている。
【0016】
この発明の第3の実施例に従って構成されたガスケット210を図5に示す。ここでは、第1の実施例のガスケット10に関連して用いた参照番号に200を補っている。ガスケット210は、図4と同じ構造であるが、例外は、ストッパ層16が、ストッパ層の装着されている第2の層のビード228と入れ子状になっているビード50を伴って予備形成されているという点である。
【0017】
図6は、この発明の第4の実施例に従って構成されたガスケット310を示す。ここでは、同一の参照番号を使用して同様の特徴を示しているが、300を補っている。この実施例では、第1のガスケット層312の向きが反転しており、封止ビード326、328が互いに向かって内側に突き出ており、第2のガスケット層314に結合されたストッパ層316が、第2の層314の封止ビード28と入れ子状になったビード52を伴って予備形成されている。
【0018】
図7は、この発明の第5の実施例に従って構成されたガスケット410を示す。ここでは、同一の参照番号を使用して同様の特徴を示しているが、400を補っている。この実施例では、ガスケットの構造は、図2のガスケットの構造と同一であるが、例外は、取付け溶接部441が、ビード426、428の外向きのストッパ層の、半径方向内側ではなく、半径方向外側443に位置しているという点である。ビード426、428の半径方向内側におけるストッパ層416の部分は固定されず、層412、414のいずれにも装着されていない。さらに図7からは、エンジンブロック422にライナがないことも確認できる。このガスケット410は、ライナのあるエンジンにも、ライナのないエンジンにも、等しく適用でき、上述したこの発明のその他の実施例の各々も同様である。この発明の範囲内で、図7に示したのと同じ取付け溶接部421の外向きの位置が、図4から図6の他の実施例の各々にも適用できると考えられることを理解されたい。
【0019】
上述の教示に鑑みて、明らかに、この発明の数多くの改良および変形が可能である。したがって、前掲の特許請求の範囲内で、この発明が、具体的に説明したのと別のやり方でも実施できることを理解されたい。この発明は、特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】この発明の現在好ましい実施例に従って構成されたガスケットの部分平面図である。
【図2】図1の線2−2に沿った拡大断面図である。
【図3】図2と同様の図であるが、ガスケットが圧縮された状態を示す。
【図4】この発明の代替実施例の断面図である。
【図5】この発明の別の代替実施例の断面図である。
【図6】この発明のさらに別の実施例の断面図である。
【図7】この発明のさらに別の実施例の断面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多層金属ガスケットであって、
少なくとも第1および第2のガスケット層を含み、該ガスケット層は、概ね平面状の本体を有し、該ガスケット層の各々に、少なくとも1つの整列した穴と、互いに対向して整列し、かつそれぞれの本体の平面部から、前記穴を囲んで半径方向外側に間隔をおいて突出した少なくとも1つの関連する封止ビードとを備えて形成され、前記多層金属ガスケットはさらに、
前記ガスケット層の間に配置され、かつ前記ガスケット層のいずれか一方よりも小さい面積を有する部分ストッパ層を含み、前記ストッパ層は、前記封止ビード全体に亘って、前記封止ビードの半径方向内側の位置から、前記封止ビードの半径方向外側の位置まで延び、かつ前記封止ビードの一方側のみに隣接する前記ガスケット層の少なくとも一方に固定され、封止ビードの反対側では固定されない、多層金属ガスケット。
【請求項2】
前記ストッパ層は、前記封止ビードの半径方向内側で、前記少なくとも一方のガスケット層に固定される、請求項1に記載のガスケット。
【請求項3】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層の一方のみに固定される、請求項1に記載のガスケット。
【請求項4】
前記ストッパ層は、自身の半径方向内側の端部で固定される、請求項1に記載のガスケット層。
【請求項5】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層に装着されない半径方向外側の端部を有する、請求項4に記載のガスケット層。
【請求項6】
前記封止ビードは互いに向かって突出する、請求項1に記載のガスケット。
【請求項7】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層の前記ビードの一方と入れ子状になったビードを備えて形成される、請求項6に記載のガスケット。
【請求項8】
前記封止ビードは互いから離れる方向に突き出る、請求項1に記載のガスケット。
【請求項9】
前記ストッパ層は平面状である、請求項8に記載のガスケット。
【請求項10】
前記封止ビードは同一方向に突き出る、請求項1に記載のガスケット。
【請求項11】
前記ストッパ層は平面状である、請求項1に記載のガスケット。
【請求項12】
前記ストッパ層は、前記封止ビードを越えて、半径方向内側および外側に延びる、請求項1に記載のガスケット。
【請求項13】
前記ストッパ層は、前記封止ビードの半径方向外側で、前記少なくとも一方のガスケット層に固定される、請求項1に記載のガスケット。
【請求項14】
前記ストッパ層は、自身の半径方向外側の端部で固定される、請求項1に記載のガスケット層。
【請求項15】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層に装着されない半径方向内側の端部を有する、請求項1に記載のガスケット層。
【請求項16】
組立品であって、
シリンダライナが装着された少なくとも1つのシリンダ開口部を有するエンジンブロックと、
シリンダヘッドと、
前記エンジンブロックと前記シリンダヘッドとの間に配置されるガスケットとを含み、前記ガスケットは、少なくとも第1および第2のガスケット層を含み、前記ガスケット層は、概ね平面状の本体を有し、該ガスケット層の各々に、前記エンジンブロックの前記シリンダ開口部に対応する少なくとも1つの整列した穴と、互いに対向して整列し、かつそれぞれの本体の平面部から、前記穴を囲んで半径方向外側に間隔をおいて突き出た少なくとも1つの関連する封止ビードとを備えて形成され、前記多層金属ガスケットはさらに、前記ガスケット層の間に配置され、かつ前記ガスケット層のいずれか一方よりも小さい面積を有する部分ストッパ層を含み、前記ストッパ層は、前記封止ビード全体に亘って、前記封止ビードの半径方向内側の位置から、前記封止ビードの半径方向外側の位置まで延び、かつ前記封止ビードの一方側のみに隣接する前記ガスケット層の少なくとも一方に固定され、封止ビードの反対側では固定されず、前記ガスケットは前記シリンダライナと接合する、組立品。
【請求項17】
前記ストッパ層は、前記封止ビードの半径方向内側で、前記少なくとも一方のガスケット層に固定される、請求項16に記載のガスケット。
【請求項18】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層の一方のみに固定される、請求項16に記載のガスケット。
【請求項19】
前記ストッパ層は、自身の半径方向内側の端部で固定される、請求項16に記載のガスケット層。
【請求項20】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層に装着されない半径方向外側の端部を有する、請求項19に記載のガスケット層。
【請求項21】
前記封止ビードは互いに向かって突き出る、請求項16に記載のガスケット。
【請求項22】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層の前記ビードの一方と入れ子状になったビードを備えて形成される、請求項21に記載のガスケット。
【請求項23】
前記封止ビードは互いから離れる方向に突き出る、請求項16に記載のガスケット。
【請求項24】
前記ストッパ層は平面状である、請求項23に記載のガスケット。
【請求項25】
前記封止ビードは同一方向に突き出る、請求項16に記載のガスケット。
【請求項26】
前記ストッパ層は平面状である、請求項16に記載のガスケット。
【請求項27】
前記ストッパ層は、前記封止ビードを越えて半径方向内側および外側に延びる、請求項16に記載のガスケット。
【請求項28】
前記ストッパ層は、前記封止ビードの半径方向外側で、前記少なくとも一方のガスケット層に固定される、請求項16に記載のガスケット。
【請求項29】
前記ストッパ層は、自身の半径方向外側の端部で固定される、請求項16に記載のガス
ケット層。
【請求項30】
前記ストッパ層は、前記ガスケット層に装着されない半径方向内側の端部を有する、請求項19に記載のガスケット層。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2007−525629(P2007−525629A)
【公表日】平成19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−500941(P2007−500941)
【出願日】平成17年2月23日(2005.2.23)
【国際出願番号】PCT/US2005/005717
【国際公開番号】WO2005/081957
【国際公開日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【出願人】(599058372)フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Fターム(参考)】