JP5152731B2 - 多層ガスケット - Google Patents
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Description
1.発明の分野
本発明は内燃機関内において見られるような比較的剛性の高い多層ガスケットに関するものである。
内燃機関(たとえば、ヘッドガスケット、排気マニホルドガスケット、ターボチャージャガスケットなど)におけるさまざまなシーリング用途などのように過酷な圧力および/または温度環境に関連したシーリング用途において、所望の流体シールを提供するために、弾性的に変形可能なエンボス部を有する多層金属ガスケットが用いられている。多層ガスケットはスチールなどの金属の薄い板から作ることができる。エンボス部は均一かつ弾性的な性質を有し得る。
本発明の複数の異なる実施形態を本願の図において示す。本発明のいくつかの実施形態において類似の特徴部が示される。類似の特徴部には共通の符号が付されている。図面または明細書において特に断らない限り、類似の特徴部は同様に構成され、同様に動作し、および/または同様の機能を有する。さらに、図面または本明細書において特に断らない限り、一の実施形態における特定の特徴部は、他の実施形態における対応する特徴部と代替し得る。
て一定である。
グ溝20の長さに沿う高剛性シール22から、径方向内側に間隔を空けて配置されている。外側サポート部材28は、開口部18周りに経路31に沿って延びる外側サポート溝に配置されている。例示的な外側サポート溝42は、その長さに沿って一定の深さおよび幅を有する。内側サポート部材30は、開口部18周りの経路33に沿って延びる内側サポート溝44に配置されている。経路23、31、33は、互いに平行に延びており、本発明の例示的な実施形態においては同心円状となっている。例示的な内側サポート溝44は、その長さに沿って一定の深さおよび幅を有する。シールジョイントをシーリングするためのボルト(図示せず)を入れるためのボルト穴24をガスケットシール10が含む場合、シーリング溝20の深さの変化の好ましいプロファイルにおいて、シーリング溝20の深さdCは、ボルト穴24により近い位置ほど総じてより小さく、溝20においてボルト穴24からより遠い地点ほど総じて大きくなっている。この種の深さプロファイルを図17に示す。横方向のスペーシング34、36、および38と、縦方向のスペーシング40とは、シーリング用途の要求に応じて定められてよい。
り近い位置ほどシーリング溝20の幅wCは総じてより小さく、かつシーリング溝20の深さdCは総じてより大きく、また溝20においてボルト穴24からより遠い地点ほど幅wCは総じてより大きく、かつ深さdCは総じてより小さくなっている。この種の深さプロファイルを図17に示す。横方向のスペーシング34、36、および38と、縦方向のスペーシング40とは、シーリング用途の要求に応じて定めることができる。
および形状を有するサポート部材を形成するステップを含んでもよい。形成は、多くのよく知られた形成技術のいずれかを用いて行ない得る。外側高剛性サポート部材28が金属の場合、打抜き、鍛造、粉体金属粒子の焼成などによって形成され得る。外側高剛性サポート部材28がポリマーまたは複合材料の場合、共に、高剛性シール22を形成するために、任意の好適なポリマーまたは複合材料形成方法が用いられ得る。この方法は、射出成形、または他のポリマーまたは複合材料モールディング方法を含み得る。
づいてシーリングを行なう。これに対して本発明においては、シールされる少なくとも1つの部材の弾性変形によって、シーリングがなされる。第1のシーリング表面214および第2のシーリング表面220に関連する第1の部材212および第2の部材218の断面厚さは、典型的には、従来の多層金属ガスケットの層の厚さに比してはるかに大きい。このため、第1の部材212および第2の部材218内部における応力および歪みレベルと分布とが、シールジョイント210に関連するデバイスの動作中にこれらの部材において疲労クラックが生じるだけの強さまたは集中に至らないように設定され得る。さらに、第1の部材212、金属ガスケット224、高剛性シール234、および第2の部材218の組合せにより、多層金属ガスケットを用いたシールジョイントに比してはるかに堅いシールジョイント210が得られる。またシールジョイント210のコンプライアンスが多層金属ガスケットを含むシールジョイントに比して小さいということにより、シールジョイント210の性能の向上が予期される。たとえば、シリンダヘッドガスケット用途における燃焼シリンダをシールするシールジョイントに関して上述したように、ジョイント変形の問題に関しての性能の向上が予期される。代わって、もし高剛性シール234が本明細書に記載のような高剛性外側サポート部材と高剛性内側サポート部材とを含むなら、部材の間の金属ガスケットの部分に関しては高剛性シール234は片持ちにされ、それにより金属ガスケット内部での撓みが許容され、第1の部材212および第2の部材218上のシールのシーリングがなされる。この代替的な実施形態においては、シーリングは、第1の部材212および第2の部材218の弾性変形よりはむしろ、ガスケット内部の撓みによって主に生じる。
Claims (14)
- 第1のシート表面と、前記第1のシート表面を貫く開口部と、前記第1のシート表面において規定され、かつ前記開口部の周りの第1の経路に沿って延び、かつ深さおよび幅を有する第1の溝とを含むシートと、
前記第1の溝に配置され、前記溝から離れる方向を向くシーリング表面と前記溝に対向する反対表面との間で規定される厚さを有するリングシールとを備え、
前記シーリング表面と前記第1のシート表面との間の距離が前記開口部の周りで変化するように、前記厚さおよび前記深さのうちの1つが前記開口部の周りで変化し、
前記第1の溝の前記幅は前記開口部の周りの前記第1の経路に沿って変化し、
前記リングシールの幅の変化は前記第1の溝の幅の変化に一致する、多層ガスケットシール。 - 前記深さが前記経路に沿って変化する、請求項1に記載の多層ガスケットシール。
- 前記厚さが前記経路に沿って一定である、請求項2に記載の多層ガスケットシール。
- 前記厚さが前記経路に沿って変化する、請求項1に記載の多層ガスケットシール。
- 前記深さが前記経路に沿って一定である、請求項4に記載の多層ガスケットシール。
- 前記シートが金属である、請求項1に記載の多層ガスケットシール。
- 前記シートがスチールである、請求項6に記載の多層ガスケットシール。
- 前記リングシールが金属である、請求項7に記載の多層ガスケットシール。
- 前記シートは、
前記第1のシート表面の反対に位置する第2のシート表面と、
前記第2のシート表面において規定され、かつ前記開口部の周りの前記第1の経路に平行な第2の経路に沿って延び、かつ深さおよび幅を有する第2の溝とをさらに含み、前記第1の溝は前記第2の溝と前記開口部との間に配置され、
前記第2の溝に入れられ、かつ第1の厚さを有する第1のサポート部材と、
前記開口部の周りの前記第1の経路に平行な第3の経路に沿って延び、かつ深さおよび幅を有する第3の溝とをさらに含み、前記第3の溝は前記第1の溝と前記開口部との間に配置され、
前記第3の溝に入れられ、かつ第2の厚さを有する第2のサポート部材とをさらに含む、請求項1に記載の多層ガスケットシール。 - 前記第2および第3の溝の前記深さが前記第2および第3の経路のそれぞれに沿って変化する、請求項9に記載の多層ガスケットシール。
- 前記第1および第2のサポート部材の前記厚さが前記第2および第3の経路のそれぞれに沿って変化する、請求項9に記載の多層ガスケットシール。
- 前記第2および第3の溝の前記幅が前記第2および第3の経路のそれぞれに沿って変化する、請求項9に記載の多層ガスケットシール。
- 多層ガスケットシールの形成方法であって、
開口部で第1のシートを貫く工程と、
前記第1のシートの第1のシート表面において深さおよび幅を有し、かつ前記開口部の周りの第1の経路に沿って延びる溝を規定する工程と、
前記溝から離れる方向を向くシーリング表面と前記溝に対向する反対表面との間で規定される厚さを有するリングシールを前記溝に配置する工程とを備え、前記溝の前記幅は前記開口部の周りの前記第1の経路に沿って変化し、
前記多層ガスケットシールの形成方法は、さらに、
前記シーリング表面と前記第1のシート表面との間の距離が前記開口部の周りで変化するように、前記リングシールの前記厚さと、前記深さとのうちの1つを前記開口部の周りで変化させる工程を備え、前記リングシールの幅の変化は前記溝の幅の変化に一致する、多層ガスケットシールの形成方法。 - 第1のシート表面と、前記第1のシート表面を貫く開口部と、前記第1のシート表面において規定され、かつ前記開口部の周りの第1の経路に沿って延び、かつ深さおよび幅を有する第1の溝とを含むシートと、
前記第1の溝に配置され、前記溝から離れる方向を向くシーリング表面と前記溝に対向する反対表面との間で規定される厚さを有するリングシールとを備え、
前記シーリング表面と前記第1のシート表面との間の距離が前記開口部の周りで変化するように、前記深さが前記開口部の周りで変化し、
前記第1の溝の前記幅は前記開口部の周りの前記第1の経路に沿って変化し、
前記リングシールの幅の変化は前記第1の溝の幅の変化に一致する、多層ガスケットシール。
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