JP2005036981A - 圧印加工によって傾斜部を付けた内縁部を有するガスケットおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄い金属ベース・シートを組み込み、しかもベース・シートと密封ビードのエラストマー材料との間が強力に接着されているガスケットを提供することにある。
【解決手段】開口部を含む金属ベース・シートを有するガスケットの開口部は、ベース・シートの縁部と境を接する。縁部は圧印加工した傾斜部を含む。エラストマー材料が、圧印加工した傾斜部と縁部の上に配置されて密封ビードを形成する。圧印加工した傾斜部は、エラストマー材料に接するベース・シートの表面積を増大させ、ベース・シートとエラストマー材料の間をより強力に接着する。エラストマー材料に接するベース・シートの表面積をさらに増大させるために、圧印加工した傾斜部に集合組織を施すことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃エンジン用のガスケットに関し、さらに具体的には、圧印加工した傾斜部（ｃｏｉｎｅｄ ａｎｇｌｅ）を付けた内縁部を有し、それによってエラストマー材料（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）に接する表面積を増大させるガスケットに関する。

自動車市場で使用されている平面型ガスケットは、吸気マニホルドを含めて、従来から密封ビードを有する複合体材料から形成されてきた。一般に、これらのビードはガスケット本体の周辺縁部に沿って位置決めされている。ガスケットが、エンジン・ヘッドとエンジン・ブロックなど、２つの接合表面の間で圧縮されるとき、ビードも圧縮され、これらの接合表面の間に密封体を形成する。この密封体は、液体または気体の通過を防止し、吸気マニホルドのガスケットの例では、密封体が空気／燃料の混合気の通過を防止する。密封ビードを形成するために使用されている従来の材料は、シリコーン・ゴム（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）などのエラストマー材料である。シリコーン・ゴムは、自動車産業では優れた密封結果が認知されており、また他の代替品と比べると相対的に安価である。

従来のガスケットは、開口部を囲繞する縁部を含む金属ベース・シートを有する。エラストマー材料は、この縁部に接着されて密封ビードを形成する。エンジンの総重量を削減しようと、薄い金属ベース・シートが大いに望まれている。しかし、薄いベース・シートは、エラストマー材料に接する内縁部の表面積が小さい。したがって、ベース・シートとエラストマー材料の間の接着不良を招き、さらに現代のエンジンの厳しい圧力と高温度の要件によって密封体の破損が生じる。エラストマー材料の密封ビードは、これらの条件下で圧縮されて破裂または断裂し、それによって液体および気体を漏出させる。さらには、このようなガスケットは一般に排出基準に適合しない。

薄い金属ベース・シートを有し、さらにベース・シートとエラストマー密封ビードの間が強力に接着されているガスケットが、吸気マニホルドの応用例に関して特に要望されている。このようなガスケットは、密封能力が向上しかつ製造方法が簡便でなければならない。

本発明の発明者は、上述の従来型ガスケットに付随するこれらの問題および他の問題を認識している。この目的のために、本発明者は、薄い金属ベース・シートを組み込み、しかもベース・シートと密封ビードのエラストマー材料との間が強力に接着されているガスケットを開発した。

詳細には、本発明は、実質的に連続した金属材料のベース・シートを有しかつ少なくとも１つの開口部を有するガスケットを含む。この開口部は、ベース・シートの縁部と境を接する。さらには、１つまたは複数の圧印加工した傾斜部がベース・シートの縁部に形成され、エラストマー材料が圧印加工した傾斜部と縁部の上に配置される。圧印加工した傾斜部は、エラストマー材料に接するベース・シートの表面積を増大させ、それによってベース・シートとエラストマー材料の間の接着力を増大させる。

さらには、本発明は、ガスケットの簡便な製造方法も含む。第１に、１つまたは複数の圧印加工した傾斜部を実質的に連続した金属材料のベース・シートの縁部に形成する。つぎに、本方法は、１つまたは複数の圧印加工した傾斜部の上にエラストマー材料を配置する工程を含む。この場合も、圧印加工した傾斜部は、エラストマーに接するベース・シートの表面積を増大させ、したがってベース・シートとエラストマー材料の間の接着力を増大させる。

図１を参照すると、ガスケットが全体として１０で示されている。このガスケット１０は、吸気マニホルドのガスケットであることが好ましく、少なくとも１つの開口部（ａｐｅｒｔｕｒｅ）１２を有する。図面では、ガスケット１０が３つの開口部１２を有するが、本発明は開口部１２の任意の数を含んでもよい。さらには、ガスケット１０は、ボルト穴または冷却水用の穴など、複数の穴１４も含む。この場合も、ガスケット１０は、特定のエンジン構成に適合するのに必要な穴１４の数を含むことができる。

図２の断面図で最も適切に理解できるように、ガスケット１０は、ベース・シート（ｂａｓｅ ｓｈｅｅｔ）１６と密封ビード（ｓｅａｌｉｎｇ ｂｅａｄ）１８からなる複合ガスケット１０である。ベース・シート１６は、概ね平面的な表面２０を含む実質的に連続した金属板１６であることが好ましい。ガスケット１０のそれぞれの開口部１２と穴１４は、金属ベース・シート１６を貫通して延在する。さらには、それぞれの開口部１２はベース・シート１６の縁部２２と境を接する。この縁部２２は、金属ベース・シート１６の概ね平面的な表面２０に対して概ね直交する。さらには、ベース・シート１６は、従来の吸気マニホルドのガスケットに比べて実質的に薄く、好ましくは、約１．０ｍｍの厚みＴを有する。

本発明の一態様は、ガスケット１０が、金属ベース・シート１６の縁部２２に形成された１つまたは複数の圧印加工した傾斜部（ｃｏｉｎｅｄ ａｎｇｌｅ）２４をさらに含むことである。図面に示すように、ベース・シート１６は２つの圧印加工した傾斜部２４を含むが、本発明は１つのみの圧印加工した傾斜部２４で済ますこともできる。これらの圧印加工した傾斜部２４は、開口部１２を囲繞するベース・シート１６の縁部２２からベース・シート１６の平面的な表面２０まで径方向に内側に延在する。さらには、圧印加工した傾斜部２４はベース・シート１６に一体部分としてつながる。傾斜部２４は、圧印加工として一般に知られている製造技術によって縁部２２と平面的な表面２０の間に形成される。この技術は当業者にはよく知られている。さらには、図面に示すように、この圧印加工した傾斜部２４は、Ａ軸回りに約１０度の概ね等しい対称的な角度で、縁部２２と平面的な表面２０の間に延在することができる。しかし、これらの傾斜部２４は、Ａ軸に対して任意の角度で延在可能であり、また必ずしも相互に等しいことが必要ではない。

さらには、エラストマー材料が、圧印加工した傾斜部２４と縁部２２の上に配置されて密封ビード１８を形成する。エラストマー材料は、シリコーン・ゴムまたは同様のものなど、当業ではよく知られている種類である。エラストマー材料は、縁部２２回りにかつ圧印加工した傾斜部２４を覆って行き渡る。ガスケット１０が、エンジン・ヘッド（図示せず）とエンジン・ブロック（図示せず）など、２つの接合表面の間で圧縮されるとき、シリコーン・ゴムの密封ビード１８も同じく圧縮され、これらの接合表面の間に密封体を形成する。

本発明の圧印加工した傾斜部２４は、密封ビード１６のエラストマー材料に接するベース・シート１６の表面積を増大させる。従来のガスケットでは、単にエラストマー材料をガスケット１０の縁部２２に配置するだけであった。より軽量でかつより安価なエンジンに対する要望により、ガスケット１０のベース・シート１６は、従来のガスケットよりも大幅に薄いことが好ましい。したがって、エラストマー材料と接触する縁部２２も小さくなり、したがって接着の弱化を招く。ベース・シート１６と密封ビード１８のエラストマー材料との間の接着が弱化すると、現代のエンジンの圧力と温度の要件下では密封ビード１８の破損を招く恐れがある。したがって、圧印加工した傾斜部２４によって、エラストマー材料に接するベース・シート１６の表面積を増大させる。表面積が増大した結果、それによってベース・シート１６と密封ビード１８のエラストマー材料との間の接着力も増大する。

本発明の追加的な特徴には、圧印加工した傾斜部２４に集合組織（ｔｅｘｔｕｒｅ）２６を施すことが含まれる。図面に示すような波形外表面などの集合組織２６によって、密封ビード１８のエラストマー材料に接するベース・シート１６の表面積がさらに増大する。このような集合組織２６は、圧印加工した傾斜部２４の外表面に材料を追加してもよいし、または製造技術を用いて、圧印加工した傾斜部２４の外表面から金属を除去してもよい。上述のように、集合組織２６によって、ベース・シート１６と密封ビード１８のエラストマー材料との間の接着力も増大し、それによって密封ビード１８が破損する恐れが低下する。

最後に、本発明のガスケット１０は製造方法が簡便である。第１に、好ましくは圧印加工の一般に知られた製造技術によって、傾斜部２４をベース・シート１６の縁部２２に形成する。しかし、傾斜部２４は、金属を形づくる当業で知られた任意の技術によっても形成可能である。圧印加工した傾斜部２４の形成時に、圧印加工した傾斜部２４の表面に材料を追加するか、またはその表面から金属を除去することによって、圧印加工した傾斜部２４に集合組織を施すことができる。つぎに、エラストマー材料を圧印加工した傾斜部２４と縁部２２の上に配置する。エラストマー材料は、縁部２２を囲繞しかつ圧印加工した傾斜部２４を覆って、密封ビード１８を形成する。この場合も、圧印加工した傾斜部２４によって、エラストマー材料に接するベース・シート１６の表面積が増大し、それによってベース・シート１６とエラストマー材料の間の接着力が増大する。

本発明をその幾つかの特定の実施例と併せて詳細に説明してきたが、これは例示目的であり、限定しようとするものではないことを理解されたい。添付の特許請求の範囲は、従来技術が許す限り広範に解釈されるべきである。

吸気マニホルドに使用するためのビードを有する、本発明に従うガスケットを示す上面図である。 図１の線２−２に沿って眺めた、吸気マニホルドで使用するための、内縁部に圧印加工した傾斜部を有するガスケットを示す断面図である。

Claims (11)

1. 実質的に連続した金属材料のベース・シートであって、前記ベース・シートの縁部と境を接する少なくとも１つの開口部を有するベース・シートと、
   前記ベース・シートの前記縁部に形成された１つまたは複数の圧印加工した傾斜部と、
   前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部の上にかつ前記ベース・シートの前記縁部の上に配置されたエラストマー材料とを備え、
   前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部が、前記エラストマー材料に接する前記ベース・シートの表面積を増大させ、それによって前記ベース・シートと前記エラストマー材料の間の接着力を増大させる、ガスケット。
2. 前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部が、前記ベース・シートと前記エラストマー材料の間の前記接着力をさらに増大させるために集合組織を含む、請求項１に記載のガスケット。
3. 前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部の上に配置された前記エラストマー材料が、密封ビードを形成する、請求項１に記載のガスケット。
4. 前記ベース・シートが実質的に薄い、請求項１に記載のガスケット。
5. 前記ベース・シートが約１．０ｍｍの厚みを有する、請求項４に記載のガスケット。
6. 前記圧印加工した傾斜部が、前記縁部から径方向に内側に延在し、かつ前記ベース・シートに一体部分としてつながる、請求項１に記載のガスケット。
7. 前記ベース・シートが概ね平面である、請求項１に記載のガスケット。
8. 前記エラストマー材料がシリコーン・ゴムを含む、請求項１に記載のガスケット。
9. 前記圧印加工した傾斜部が、前記ベース・シートの軸Ａの回りに概ね対称である、請求項１に記載のガスケット。
10. 実質的に連続した金属材料のベース・シートの縁部に１つまたは複数の圧印加工した傾斜部を形成する工程と、
    前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部の上にかつ前記ベース・シートの前記縁部の上にエラストマー材料を配置する工程と、を含み、
    前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部が、前記エラストマー材料に接する前記ベース・シートの表面積を増大させ、それによって前記ベース・シートと前記エラストマー材料の間の接着力を増大させる、ガスケットを製造する方法。
11. 前記１つまたは複数の圧印加工した傾斜部の外表面に集合組織を施す工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

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