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
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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
【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。
Claims (11)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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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