金属ガスケット
【課題】パイプの亀裂を防止できる金属ガスケットを提供すること。
【解決手段】本金属ガスケット１０は、パイプ１２の端部に一体とされたフランジ１４をボルトで相手部材１６に固定する際に使用され、中央部に流路孔３０を有するとともに、流路孔３０の外周縁に流路孔３０と同心の環状のシール用ハーフビード３６が相手部材１６に向かって膨出されたものであって、シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビード４２，４４が相手部材１６に向かって膨出されている。
【解決手段】本金属ガスケット１０は、パイプ１２の端部に一体とされたフランジ１４をボルトで相手部材１６に固定する際に使用され、中央部に流路孔３０を有するとともに、流路孔３０の外周縁に流路孔３０と同心の環状のシール用ハーフビード３６が相手部材１６に向かって膨出されたものであって、シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビード４２，４４が相手部材１６に向かって膨出されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用される金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属板を備えた平板状のガスケット本体を有し、このガスケット本体の平面上に、流体を流通させる流路孔および組付ボルトを差し通す取付孔を設けるとともに、流路孔の周りにシール用ビードを設けた配管ガスケットが知られている。
【０００３】
かかる配管ガスケットにおいては、金属板の表面には、ゴム層が被着されており、このような素材がプレス加工されることによって、その平面上に流路孔、取付孔およびシール用ビードが設けられている。
【０００４】
このような配管ガスケットは、ボルト軸力の割にガスケット接触面積が狭く、配管フランジ同士の締結面圧が高く、また使用温度が高くなると、相手フランジ面に粘着し易いものであり、粘着が発生すると、メンテナンスに際して配管を分解するのが困難になるという不都合がある。
【０００５】
また、分解後においても相手フランジ面にガスケットの一部が付着していることがあり、このようなことがあると、フランジを再使用するに際して、この付着物を除去する工程を実施しなければならないという不都合もある。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ガスケットが高締結面圧下で使用されても配管フランジなどの相手取付面に粘着するのを抑えることができ、もってそのメンテナンス性や取扱い性を向上させることができる、ガスケットが提案されている。
【０００７】
この特許文献１に記載の技術では、流体を流通させる流路孔および組付ボルトを差し通す取付孔を設けるとともに、流路孔の周りにシール用ビードを設けたガスケットにおいて、高面圧部位である取付孔の周りに粘着防止用ビードを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１２０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、エンジンのウォータパイプおよびＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）パイプなどの外回りパイプの端部に一体に設けられたフランジをボルトによって相手部材に締結する構造においては、図４に示すように、振動および熱応力などでパイプ１００が微小な傾斜力を受け、パイプ１００のフランジ１０２との接合部付近に繰り返し引っ張り応力Ｘを受け、当該フランジ１０２との接合部付近を起点として亀裂Ｃが入り、パイプ１００が破断に至る可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記のような背景に鑑みなされたもので、パイプの亀裂を防止できる金属ガスケットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明者は、金属ガスケットにフランジ反らし用フルビードを設け、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近へ静的圧縮応力を付与する（換言すると、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近を予圧縮する）ことによって、パイプの亀裂を防止するようにすればよいのではないかと着想した。
【００１２】
かかる着想に基づく具体的な発明は、以下の通りである。
【００１３】
本発明にかかる金属ガスケットは、パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用され、中央部に流路孔が形成されるとともに、流路孔の外周縁に当該流路孔と同心の環状のシール用ハーフビードがパイプまたは相手部材に向かって膨出された金属ブラケットであって、前記ハーフビードの外側領域で且つ前記ボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出されている。
【００１４】
上記構成において、金属ブラケットは、パイプのフランジを複数のボルトで相手部材に固定することによって、パイプと相手部材とのつなぎ部に介装される。このとき、シール用ハーフビードの外側領域で且つボルトの非締結領域には、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出しているので、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近は、フルビードからの静的圧縮応力が付与される。これにより、フランジには、ボルト締結時にパイプの外周縁に生ずる圧縮応力に加えて、フルビードからの静的圧縮応力が加わることになる。そのため、パイプの亀裂起点方向に圧縮応力が付与される。その結果、振動および熱応力などでパイプが微小な傾斜力を受け、パイプのフランジとの接合部付近に繰り返し引っ張り応力を受けても、これがキャンセルされパイプに亀裂が生じないで済む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、パイプの亀裂を防止できる金属ガスケットの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかる金属ガスケットをパイプのつなぎ部に介装した状態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図３】金属ガスケットの構成を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ―Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図４】従来技術においてパイプに亀裂が生じるメカニズムを図解的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態にかかる金属ガスケット１０をパイプのつなぎ部に介装した状態を示す斜視図、図２は図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【００１９】
図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる金属ガスケット１０は、第１のパイプ１２の一端部に一体とされたフランジ１４と、第１のパイプ１２の相手部材となる第２のパイプ１６の他端部に一体とされたフランジ１８とに挟まれた状態で２本のボルト２０，２２によって第１および第２のパイプ１２，１６の両者間のつなぎ部に固定される。なお、第１のパイプ１２は、エンジンのウォータパイプおよびＥＧＲパイプなどの外回りパイプである。また、フランジ１４，１８は、ろう付けおよび溶接などによりパイプ１２，１６に固定されている。
【００２０】
図３は金属ガスケット１０の構成を示す図であって、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ―Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【００２１】
図３を参照して、金属ガスケット１０は、中央部に流路孔３０が形成されるとともに、左右両端部にボルト２０，２２を相通するためのボルト挿通孔３２，３４が形成されている。
【００２２】
流路孔３０の外周縁には、シール用ハーフビード３６が設けられている。このシール用ハーフビード３６の平面形状は、流路孔３０と同心の環状形状をなしている。そして、シール用ハーフビード３６は、図２に示すように、第２のパイプ１６に向かって膨出している。
【００２３】
再び図３を参照して、上記シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルト２０，２２の非締結領域３８，４０には、第１のパイプ１２のフランジ１４を反らすためのフルビード（以下、単に「フランジ反らし用フルビード」という。）４２，４４が流路孔３０およびシール用ハーフビード３６を挟んで対向して設けられている。換言すると、フランジ反らし用フルビード４２，４４は、上記ボルト挿通孔３２，３４の中心同士を結んだ線分Ｌを挟んだシール用ハーフビード３６の外側領域において対向配置されている。これらフランジ反らし用フルビード４２，４４の平面形状は、流路孔３０と同心の円弧形状をなしている。そして、フランジ反らし用フルビード４２，４４は、図２に示すように、シール用ハーフビード３６と同様、第２のパイプ１６に向かって膨出している。
【００２４】
上記構成において、金属ガスケット１０は、第１のパイプ１２のフランジ１４と、第２のパイプ１６のフランジ１８とに挟まれた状態でボルト２０，２２によって第１および第２のパイプ１２，１６の両者間のつなぎ部に固定される。
【００２５】
このとき、シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルト２０，２２の非締結領域３８，４０には、フランジ反らし用フルビード４２，４４が第２のパイプ１６に向かって膨出しているので、引っ張り応力を繰り返し受ける第１のパイプ１２のフランジ１４との接合付近は、フランジ反らし用フルビード４２，４４からの静的圧縮応力が付与される。これにより、第１のパイプ１２のフランジ１４には、ボルト２０，２２の締結時に第１のパイプ１２の外周縁に生ずる圧縮応力に加えて、フランジ反らし用フルビード４２，４４らの静的圧縮応力が加わることになる。そのため、第１のパイプ１２の亀裂起点方向５０（図１参照）に圧縮応力が付与される。その結果、振動および熱応力などで第１のパイプ１２が微小な傾斜力を受け、第１のパイプ１２のフランジ１４との接合部付近に繰り返し引っ張り応力を受けても、これがキャンセルされ第１のパイプ１２に亀裂が生じない。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
上記実施の形態においては、シール用ハーフビードおよびフランジ反らし用フルビードを第２のパイプに向かって膨出させた例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。シール用ハーフビードおよびフランジ反らし用フルビードを第１のパイプに向かって膨出させても、本発明の目的は十分に達成される。
【００２８】
また、上記実施の形態においては、第２のパイプを第１のパイプの相手部材とした例について記載したが、第１のパイプの相手部材はフランジ付きのパイプに限定されない。
【００２９】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加えうることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 金属ガスケット
１２ 第１のパイプ
１４ フランジ
１６ 第２のパイプ
１８ フランジ
２０，２２ ボルト
３０ 流路孔
３６ シール用ハーフビード
３８，４０ ボルト非締結領域
４２，４４ フランジ反らし用フルビード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用される金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属板を備えた平板状のガスケット本体を有し、このガスケット本体の平面上に、流体を流通させる流路孔および組付ボルトを差し通す取付孔を設けるとともに、流路孔の周りにシール用ビードを設けた配管ガスケットが知られている。
【０００３】
かかる配管ガスケットにおいては、金属板の表面には、ゴム層が被着されており、このような素材がプレス加工されることによって、その平面上に流路孔、取付孔およびシール用ビードが設けられている。
【０００４】
このような配管ガスケットは、ボルト軸力の割にガスケット接触面積が狭く、配管フランジ同士の締結面圧が高く、また使用温度が高くなると、相手フランジ面に粘着し易いものであり、粘着が発生すると、メンテナンスに際して配管を分解するのが困難になるという不都合がある。
【０００５】
また、分解後においても相手フランジ面にガスケットの一部が付着していることがあり、このようなことがあると、フランジを再使用するに際して、この付着物を除去する工程を実施しなければならないという不都合もある。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ガスケットが高締結面圧下で使用されても配管フランジなどの相手取付面に粘着するのを抑えることができ、もってそのメンテナンス性や取扱い性を向上させることができる、ガスケットが提案されている。
【０００７】
この特許文献１に記載の技術では、流体を流通させる流路孔および組付ボルトを差し通す取付孔を設けるとともに、流路孔の周りにシール用ビードを設けたガスケットにおいて、高面圧部位である取付孔の周りに粘着防止用ビードを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１２０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、エンジンのウォータパイプおよびＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）パイプなどの外回りパイプの端部に一体に設けられたフランジをボルトによって相手部材に締結する構造においては、図４に示すように、振動および熱応力などでパイプ１００が微小な傾斜力を受け、パイプ１００のフランジ１０２との接合部付近に繰り返し引っ張り応力Ｘを受け、当該フランジ１０２との接合部付近を起点として亀裂Ｃが入り、パイプ１００が破断に至る可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記のような背景に鑑みなされたもので、パイプの亀裂を防止できる金属ガスケットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明者は、金属ガスケットにフランジ反らし用フルビードを設け、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近へ静的圧縮応力を付与する（換言すると、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近を予圧縮する）ことによって、パイプの亀裂を防止するようにすればよいのではないかと着想した。
【００１２】
かかる着想に基づく具体的な発明は、以下の通りである。
【００１３】
本発明にかかる金属ガスケットは、パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用され、中央部に流路孔が形成されるとともに、流路孔の外周縁に当該流路孔と同心の環状のシール用ハーフビードがパイプまたは相手部材に向かって膨出された金属ブラケットであって、前記ハーフビードの外側領域で且つ前記ボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出されている。
【００１４】
上記構成において、金属ブラケットは、パイプのフランジを複数のボルトで相手部材に固定することによって、パイプと相手部材とのつなぎ部に介装される。このとき、シール用ハーフビードの外側領域で且つボルトの非締結領域には、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出しているので、引っ張り応力を繰り返し受けるパイプのフランジとの接合付近は、フルビードからの静的圧縮応力が付与される。これにより、フランジには、ボルト締結時にパイプの外周縁に生ずる圧縮応力に加えて、フルビードからの静的圧縮応力が加わることになる。そのため、パイプの亀裂起点方向に圧縮応力が付与される。その結果、振動および熱応力などでパイプが微小な傾斜力を受け、パイプのフランジとの接合部付近に繰り返し引っ張り応力を受けても、これがキャンセルされパイプに亀裂が生じないで済む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、パイプの亀裂を防止できる金属ガスケットの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかる金属ガスケットをパイプのつなぎ部に介装した状態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図３】金属ガスケットの構成を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ―Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図４】従来技術においてパイプに亀裂が生じるメカニズムを図解的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態にかかる金属ガスケット１０をパイプのつなぎ部に介装した状態を示す斜視図、図２は図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【００１９】
図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる金属ガスケット１０は、第１のパイプ１２の一端部に一体とされたフランジ１４と、第１のパイプ１２の相手部材となる第２のパイプ１６の他端部に一体とされたフランジ１８とに挟まれた状態で２本のボルト２０，２２によって第１および第２のパイプ１２，１６の両者間のつなぎ部に固定される。なお、第１のパイプ１２は、エンジンのウォータパイプおよびＥＧＲパイプなどの外回りパイプである。また、フランジ１４，１８は、ろう付けおよび溶接などによりパイプ１２，１６に固定されている。
【００２０】
図３は金属ガスケット１０の構成を示す図であって、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ―Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【００２１】
図３を参照して、金属ガスケット１０は、中央部に流路孔３０が形成されるとともに、左右両端部にボルト２０，２２を相通するためのボルト挿通孔３２，３４が形成されている。
【００２２】
流路孔３０の外周縁には、シール用ハーフビード３６が設けられている。このシール用ハーフビード３６の平面形状は、流路孔３０と同心の環状形状をなしている。そして、シール用ハーフビード３６は、図２に示すように、第２のパイプ１６に向かって膨出している。
【００２３】
再び図３を参照して、上記シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルト２０，２２の非締結領域３８，４０には、第１のパイプ１２のフランジ１４を反らすためのフルビード（以下、単に「フランジ反らし用フルビード」という。）４２，４４が流路孔３０およびシール用ハーフビード３６を挟んで対向して設けられている。換言すると、フランジ反らし用フルビード４２，４４は、上記ボルト挿通孔３２，３４の中心同士を結んだ線分Ｌを挟んだシール用ハーフビード３６の外側領域において対向配置されている。これらフランジ反らし用フルビード４２，４４の平面形状は、流路孔３０と同心の円弧形状をなしている。そして、フランジ反らし用フルビード４２，４４は、図２に示すように、シール用ハーフビード３６と同様、第２のパイプ１６に向かって膨出している。
【００２４】
上記構成において、金属ガスケット１０は、第１のパイプ１２のフランジ１４と、第２のパイプ１６のフランジ１８とに挟まれた状態でボルト２０，２２によって第１および第２のパイプ１２，１６の両者間のつなぎ部に固定される。
【００２５】
このとき、シール用ハーフビード３６の外側領域で且つボルト２０，２２の非締結領域３８，４０には、フランジ反らし用フルビード４２，４４が第２のパイプ１６に向かって膨出しているので、引っ張り応力を繰り返し受ける第１のパイプ１２のフランジ１４との接合付近は、フランジ反らし用フルビード４２，４４からの静的圧縮応力が付与される。これにより、第１のパイプ１２のフランジ１４には、ボルト２０，２２の締結時に第１のパイプ１２の外周縁に生ずる圧縮応力に加えて、フランジ反らし用フルビード４２，４４らの静的圧縮応力が加わることになる。そのため、第１のパイプ１２の亀裂起点方向５０（図１参照）に圧縮応力が付与される。その結果、振動および熱応力などで第１のパイプ１２が微小な傾斜力を受け、第１のパイプ１２のフランジ１４との接合部付近に繰り返し引っ張り応力を受けても、これがキャンセルされ第１のパイプ１２に亀裂が生じない。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
上記実施の形態においては、シール用ハーフビードおよびフランジ反らし用フルビードを第２のパイプに向かって膨出させた例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。シール用ハーフビードおよびフランジ反らし用フルビードを第１のパイプに向かって膨出させても、本発明の目的は十分に達成される。
【００２８】
また、上記実施の形態においては、第２のパイプを第１のパイプの相手部材とした例について記載したが、第１のパイプの相手部材はフランジ付きのパイプに限定されない。
【００２９】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加えうることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 金属ガスケット
１２ 第１のパイプ
１４ フランジ
１６ 第２のパイプ
１８ フランジ
２０，２２ ボルト
３０ 流路孔
３６ シール用ハーフビード
３８，４０ ボルト非締結領域
４２，４４ フランジ反らし用フルビード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用され、中央部に流路孔が形成されるとともに、流路孔の外周縁に当該流路孔と同心の環状のシール用ハーフビードがパイプまたは相手部材に向かって膨出された金属ブラケットであって、
前記ハーフビードの外側領域で且つ前記ボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項１】
パイプの端部に一体とされたフランジを複数のボルトで相手部材に固定する際に使用され、中央部に流路孔が形成されるとともに、流路孔の外周縁に当該流路孔と同心の環状のシール用ハーフビードがパイプまたは相手部材に向かって膨出された金属ブラケットであって、
前記ハーフビードの外側領域で且つ前記ボルトの非締結領域に、フランジ反らし用フルビードが当該ハーフビードと同方向に向かって膨出されていることを特徴とする金属ガスケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６９１８４（Ｐ２０１０−１６９１８４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２０２９（Ｐ２００９−１２０２９）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]