JP2006336667A - ガスケット - Google Patents
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Abstract
【課題】理想的なシールラインを確保し、十分なシール性が実現可能なガスケットを提供することを目的とする。
【解決手段】相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする弾性材製ガスケット7であって、上記2部材の内の一方の部材4の被シール面4aには、上記ガスケット7を嵌装し得るガスケット溝6が凹設されており、上記ガスケット溝6は、円弧部6aを含む環状に形成され、上記ガスケット7の該円弧部6aに対応する部位7aは、該ガスケット7が上記ガスケット溝6に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝6における円弧部6aの幅方向中心位置Cに略合致するような形状とされていることを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする弾性材製ガスケット7であって、上記2部材の内の一方の部材4の被シール面4aには、上記ガスケット7を嵌装し得るガスケット溝6が凹設されており、上記ガスケット溝6は、円弧部6aを含む環状に形成され、上記ガスケット7の該円弧部6aに対応する部位7aは、該ガスケット7が上記ガスケット溝6に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝6における円弧部6aの幅方向中心位置Cに略合致するような形状とされていることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする弾性材製ガスケットであって、更に詳しくは2部材の内の一方の部材の被シール面に、ガスケット溝が凹設されており、このガスケット溝にガスケットを嵌装させることにより、2部材間をシールするガスケットに関する。
従来より、2部材間をシールするガスケットとして、自動車用エンジン等におけるシリンダヘッドとヘッドカバーとの間に介在させ両者をシールするものや、シリンダヘッドとインテークマニホールドとの連接部をシールするもの等が知られている。
例えばヘッドカバーの被シール面には、ガスケットを半嵌装させる為、その全周に亘り環状にガスケット溝が凹設されており、該ヘッドカバーと上記シリンダヘッドとは、ヘッドカバーの被シール面を上向きにし、該ガスケット溝にヘッドカバーガスケットを半嵌装させた上でヘッドカバーを天地反転させてシリンダヘッド上に被せ、ボルトによってヘッドカバーをシリンダヘッドに締付固定されている。
例えばヘッドカバーの被シール面には、ガスケットを半嵌装させる為、その全周に亘り環状にガスケット溝が凹設されており、該ヘッドカバーと上記シリンダヘッドとは、ヘッドカバーの被シール面を上向きにし、該ガスケット溝にヘッドカバーガスケットを半嵌装させた上でヘッドカバーを天地反転させてシリンダヘッド上に被せ、ボルトによってヘッドカバーをシリンダヘッドに締付固定されている。
図4(a)は、上述のようなガスケット溝とガスケットとを示す断面図、(b)はガスケットの平面図である。図中、100はガスケット、100aはガスケットの円弧部、100bはガスケットの直線部、200はガスケット溝、200aはガスケット溝の側面、Cはガスケット100及びガスケット溝の中心位置を示している。
ガスケット100は、ガスケット溝200の形状に対応して形成され、そのシールラインは、理想的なシール性を実現させるため、ガスケット溝200とガスケット100との中心位置C(センターライン)が同じになるように設計される。
ガスケット100は、ガスケット溝200の形状に対応して形成され、そのシールラインは、理想的なシール性を実現させるため、ガスケット溝200とガスケット100との中心位置C(センターライン)が同じになるように設計される。
しかしながら、現実にガスケット溝200へガスケット100を半嵌装させ、ヘッドカバーとシリンダヘッドを上述のように締付固定する際には、締付応力によりガスケット100の円弧部100aにおいては遠心方向に力が加わり、また該円弧部100a側へ圧縮され押し出された直線部100bのガスケット100がよってくるため、結果として円弧部100aのシールラインはガスケット溝200の中心位置Cより外側に外れてしまう。更には、円弧部100aと直線部100bとのつなぎ部分でシールラインが蛇行し、中心位置Cがずれるので、シール性が損なわれてしまうということがわかっている。
またガスケット100が外側へずれたり蛇行すると、ガスケット溝200の側面200aへの応力が発生するため、ガスケット100の弾性変形の大きさやヘッドカバーの厚みや材質によっては、ガスケット溝200の側面(壁面)200aが変形してしまうこともある。
またガスケット100が外側へずれたり蛇行すると、ガスケット溝200の側面200aへの応力が発生するため、ガスケット100の弾性変形の大きさやヘッドカバーの厚みや材質によっては、ガスケット溝200の側面(壁面)200aが変形してしまうこともある。
下記特許文献1では、ガスケット本体の全周に複数の変形部を形成し、この変形部により、ガスケット本体が溝に保持され、例えば、ロッカーカバーとシリンダヘッドに取り付けようとする際の脱落が防止され、且つこの変形部がガスケット本体と同一の断面形状に形成されることにより、変形部の一側と溝との間には間隙が形成されるので、接合時に側方への膨出を許容し、無理な力がかかることのないものが開示されている。
実開昭62−92360号公報
しかしながら、上記特許文献1は、相互に締結一体とされるべき2部材(本特許文献では、シリンダヘッドとロッカーカバー)を締結させる際や搬送時に、溝に装着されたガスケットが脱落しないように変形部を形成し、締結後の変形部に無理な力がかからないように、変形部をガスケット本体と同一断面形状にするものであるが、締結時において、特に円弧部やコーナー部が遠心方向へ膨大化してシールラインの位置ずれが生じてしまう問題点、或いは上記蛇行によりシール性が低下するという問題点等についての解決課題を解消するものではなかった。
よって、上記特許文献1では締付の影響を一番受けやすく蛇行を起こしやすいガスケットの円弧部に対して何ら対策がなされていないため、上記変形部で吸収しきれない応力がかかった場合、ガスケットが円弧部側へ押しだされ、シール性に影響を与えてしまう。また上記変形部が形成されることにより、側方への膨出を許容できたとしても、変形部の一側と溝との間には間隙が形成されるので、理想的なシールラインを構成できず、改良が望まれるところであった。
よって、上記特許文献1では締付の影響を一番受けやすく蛇行を起こしやすいガスケットの円弧部に対して何ら対策がなされていないため、上記変形部で吸収しきれない応力がかかった場合、ガスケットが円弧部側へ押しだされ、シール性に影響を与えてしまう。また上記変形部が形成されることにより、側方への膨出を許容できたとしても、変形部の一側と溝との間には間隙が形成されるので、理想的なシールラインを構成できず、改良が望まれるところであった。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、理想的なシールラインを確保し、十分なシール性が実現可能なガスケットを提供することを目的としている。
請求項1の発明に係るガスケットは、相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする弾性材製ガスケットであって、上記2部材の内の一方の部材の被シール面には、上記ガスケットを嵌装し得るガスケット溝が凹設されており、上記ガスケット溝は、円弧部を含む環状に形成され、上記ガスケットの該円弧部に対応する部位は、該ガスケットが上記ガスケット溝に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝における円弧部の幅方向中心位置に略合致するような形状とされていることを特徴とする。
請求項2に係るガスケットは、請求項1に記載のガスケットにおいて、上記ガスケットにおける上記円弧部に対応する部位は、ガスケットを上記ガスケット溝に嵌装させる際に、遠心方向に弾性変形させ、復元弾力によりガスケット溝における円弧部の内壁面に弾接し得るような形状とされていることを特徴とする。
請求項3に係るガスケットは、請求項1又は2に記載のガスケットにおいて、 上記ガスケット溝は、円弧部と直線部を含む環状に形成されていることを特徴とする。また請求項4に係るガスケットのように、上記ガスケットにおける上記円弧部に対応する部位は、上記締結の際の遠心方向への弾性変形により、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝における円弧部の幅方向中心位置に略合致するよう、予め内向きに形成された湾曲部とされたものとしてもよい。
更に請求項5に係るガスケットのように、上記ガスケット溝は、略方形の環状に形成され、隅角部が円弧部とされたものとしてもよい。
更に請求項5に係るガスケットのように、上記ガスケット溝は、略方形の環状に形成され、隅角部が円弧部とされたものとしてもよい。
請求項1乃至5の発明に係るガスケットによれば、ガスケットの該円弧部に対応する部位は、該ガスケットが上記ガスケット溝に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝における円弧部の幅方向中心位置に略合致するような形状とされているので、2部材を締結一体としたときに、理想的なシールラインを確保することができ、十分なシール性を実現できる。
またガスケットは、2部材を締結一体に締め付ける際の弾性変形を予め予測して形成されているので、ガスケットの円弧部側への応力を抑えることができる。よって、ガスケット溝の側面へ締付による余計な応力がかからず、ガスケット溝の溝壁が変形してしまうことがない。
またガスケットは、2部材を締結一体に締め付ける際の弾性変形を予め予測して形成されているので、ガスケットの円弧部側への応力を抑えることができる。よって、ガスケット溝の側面へ締付による余計な応力がかからず、ガスケット溝の溝壁が変形してしまうことがない。
特に請求項2の発明に係るガスケットによれば、ガスケットにおける上記円弧部に対応する部位は、ガスケットを上記ガスケット溝に嵌装させる際に、遠心方向に弾性変形させ、復元弾力によりガスケット溝における円弧部の内壁面に弾接し得るような形状とされているので、ガスケットの脱落を防止することができる。
また請求項5の発明に係るガスケットによれば、ガスケット溝が円弧部と直線部とを含む略方形の環状に形成され、隅角部が円弧部とされたものであっても、円弧部の隅角部と直線部のつなぎ部分での蛇行が防止され、シール性が良好に維持される。
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(a)は本発明のガスケットが採用されたエンジンの部分切欠正面図、図1(b)は図1(a)におけるX部の拡大図、図2は本発明のガスケットの平面図、図3(a)及び(b)は図2におけるY部の拡大図である。
本発明に係るガスケットは、相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする箇所に適用可能である。本実施例では自動車に搭載されるエンジンのシリンダヘッドとヘッドカバーとの間に適用した例を説明する。
図1(a)及び(b)において、1はエンジンのシリンダブロックであり、このシリンダブロック1の上面にはシリンダヘッドガスケット3を介してシリンダヘッド2が締付一体とされている。ヘッドカバー4は、シリンダヘッド2の上面に締付覆蓋されるものであり、ヘッドカバー4の周縁部分にはフランジ部4bが形成されており、ヘッドカバー4が、フランジ部4bをしてシリンダヘッド2上にボルト5により締付一体とされる。
図1(a)及び(b)において、1はエンジンのシリンダブロックであり、このシリンダブロック1の上面にはシリンダヘッドガスケット3を介してシリンダヘッド2が締付一体とされている。ヘッドカバー4は、シリンダヘッド2の上面に締付覆蓋されるものであり、ヘッドカバー4の周縁部分にはフランジ部4bが形成されており、ヘッドカバー4が、フランジ部4bをしてシリンダヘッド2上にボルト5により締付一体とされる。
上記フランジ部4bの下面であって、シリンダヘッド2上面の被シール面2aに対合する被シール面4aには、平面視して略方形の環状のガスケット溝6が掘設されている。このガスケット溝6には、該ガスケット溝6の形状に沿うよう成形された弾性材製のガスケット7が半嵌装状態で装着され、ヘッドカバー4をシリンダヘッド2にボルト5にて締付一体とした時には、締付圧縮に伴うガスケット7の弾性変形により、上記両被シール面2a、4aが完全にシールされる。
本発明のガスケット7は、円弧部6aを含む環状に形成されたガスケット溝6に対応して形成され、ガスケット7の該円弧部6aに対応する部位7aは、該ガスケット7が上記ガスケット溝6に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝6における円弧部6aの幅方向中心位置に略合致するような形状とされていることを特徴とする。
またガスケット7は、ガスケット7における該円弧部6aに対応する部位7aを、嵌装時に、遠心方向に弾性変形させ、復元弾力によりガスケット溝6における円弧部6aの内側の内壁面6bに弾接し得るような形状とすれば、内壁面6bに弾接した部分が、図2や図3(a)に示すように係止部となり、ガスケット7を半嵌装させた上でヘッドカバー4を天地反転させてシリンダヘッド上に被せる際にガスケット7の脱落を防止することができる。このように構成すれば、脱落防止用の突起部等をガスケット7に設ける必要がなくなるので、製造コストの削減につながる。
またガスケット7は、ガスケット7における該円弧部6aに対応する部位7aを、嵌装時に、遠心方向に弾性変形させ、復元弾力によりガスケット溝6における円弧部6aの内側の内壁面6bに弾接し得るような形状とすれば、内壁面6bに弾接した部分が、図2や図3(a)に示すように係止部となり、ガスケット7を半嵌装させた上でヘッドカバー4を天地反転させてシリンダヘッド上に被せる際にガスケット7の脱落を防止することができる。このように構成すれば、脱落防止用の突起部等をガスケット7に設ける必要がなくなるので、製造コストの削減につながる。
ここで、図2に示すように、ガスケット溝6が、円弧部6aと直線部6cを含む環状に形成される場合は、ガスケット7におけるガスケット溝6の円弧部6aに対応する部位7aは、締結の際の遠心方向への弾性変形により、その幅方向中心位置が変位し、ガスケット溝6における円弧部6aの幅方向中心位置に略合致するように、予め内向きに形成された湾曲部7aとされる。
図3(a)(b)は、図2におけるY部の拡大図を示した図であり、(a)はボルト5で締結固定される前の状態であって、2点鎖線はガスケット7をガスケット溝6に嵌装させない状態の形状を示し、実線はガスケット7をガスケット溝に嵌装させた状態の形状を示している。また図3(b)は締結固定された後の状態を示しており、図中1点鎖線Cはガスケット7とガスケット溝6の中心位置(シールライン)を示している。
図3(a)(b)は、図2におけるY部の拡大図を示した図であり、(a)はボルト5で締結固定される前の状態であって、2点鎖線はガスケット7をガスケット溝6に嵌装させない状態の形状を示し、実線はガスケット7をガスケット溝に嵌装させた状態の形状を示している。また図3(b)は締結固定された後の状態を示しており、図中1点鎖線Cはガスケット7とガスケット溝6の中心位置(シールライン)を示している。
図に示すようにガスケット7は、シリンダヘッド2とヘッドカバー4とを締結一体とした際に生じる弾性変形を予め予測して形成され、締結前は、ガスケット溝6の円弧部6aに対応する部位7a、すなわち湾曲部がガスケット溝6における円弧部6aの内側の内壁面6bに弾接し得るように内向きに湾曲して図2(a)の2点鎖線のような形状に形成されている。この形状のガスケット7をガスケット溝6に半嵌装させ、シリンダヘッド2上に被せ、ボルト5によってヘッドカバー4をシリンダヘッド2に締付固定していくと、ガスケット7の遠心方向に力が加わり、更に湾曲部7a側へ直線部7cのガスケット7が圧縮され押し出されて弾性変形し、締結後には、図3(b)に示すように、ガスケット7の湾曲部7aとガスケット溝6の円弧部6aの中心位置Cとがおおよそ合致する状態となり、理想的なシールラインを確保することができ、十分なシール性を実現できる。
また本発明のガスケット7によれば、このようにガスケット7によるガスケット溝6の内壁面6bに対する押圧力を抑えることができ、締付による余計な応力がかからず、ガスケット溝6の内溝壁6b及びヘッドカバー4の側面が変形してしまうことがない。
また本発明のガスケット7によれば、このようにガスケット7によるガスケット溝6の内壁面6bに対する押圧力を抑えることができ、締付による余計な応力がかからず、ガスケット溝6の内溝壁6b及びヘッドカバー4の側面が変形してしまうことがない。
このときのガスケット7の弾性変形の予測は、有限要素法(FEM;finite element method)等による数値解析によりなされる。解析においては、解析対象となるガスケット7に用いられる材料物性やガスケット溝6の形状等をパラメータとして入力し、締結時の形状変形を解析する。
尚、ここでは略方形の環状に形成され、隅角部が円弧部7aとされているものについて説明したが、これに限られず、略楕円形状、長円状、真円状のものにも適用可能である。
また、ガスケット7は相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールするものに適用可能であり、上記実施例の他、シリンダヘッドとインテークマニホールドとの連接部をシールするガスケットにも適用可能である。
また、ガスケット7は相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールするものに適用可能であり、上記実施例の他、シリンダヘッドとインテークマニホールドとの連接部をシールするガスケットにも適用可能である。
2 シリンダヘッド(2部材の他方)
4 ヘッドカバー(2部材の一方)
4a 被シール面
6 ガスケット溝
6a 円弧部
6b 内壁面
7 ガスケット
7a 湾曲部
C 中心位置
4 ヘッドカバー(2部材の一方)
4a 被シール面
6 ガスケット溝
6a 円弧部
6b 内壁面
7 ガスケット
7a 湾曲部
C 中心位置
Claims (5)
- 相互に締結一体とされる2部材間に介装され、該2部材間をシールする弾性材製ガスケットであって、
上記2部材の内の一方の部材の被シール面には、上記ガスケットを嵌装し得るガスケット溝が凹設されており、
上記ガスケット溝は、円弧部を含む環状に形成され、上記ガスケットの該円弧部に対応する部位は、該ガスケットが上記ガスケット溝に嵌装され締結されたときに、遠心方向に弾性変形して、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝における円弧部の幅方向中心位置に略合致するような形状とされていることを特徴とするガスケット。 - 請求項1に記載のガスケットにおいて、
上記ガスケットにおける上記円弧部に対応する部位は、ガスケットを上記ガスケット溝に嵌装させる際に、遠心方向に弾性変形させ、復元弾力によりガスケット溝における円弧部の内壁面に弾接し得るような形状とされていることを特徴とするガスケット。 - 請求項1又は2に記載のガスケットにおいて、
上記ガスケット溝は、円弧部と直線部を含む環状に形成されていることを特徴とするガスケット。 - 請求項3に記載のガスケットにおいて、
上記ガスケットにおける上記円弧部に対応する部位は、上記締結の際の遠心方向への弾性変形により、その幅方向中心位置が変位し、上記ガスケット溝における円弧部の幅方向中心位置に略合致するよう、予め内向きに形成された湾曲部とされていることを特徴とするガスケット。 - 請求項3又は4に記載のガスケットにおいて、
上記ガスケット溝は、略方形の環状に形成され、隅角部が円弧部とされていることを特徴とするガスケット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005158434A JP2006336667A (ja) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | ガスケット |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005158434A JP2006336667A (ja) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | ガスケット |
Publications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2006336667A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021127827A (ja) * | 2020-02-17 | 2021-09-02 | Nok株式会社 | ガスケット |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005158434A patent/JP2006336667A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021127827A (ja) * | 2020-02-17 | 2021-09-02 | Nok株式会社 | ガスケット |
JP7407011B2 (ja) | 2020-02-17 | 2023-12-28 | Nok株式会社 | ガスケット |
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