JP6363351B2 - Sealing structure with gasket - Google Patents
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Description
本発明は、管体の接合部やエンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合部等において、金属板を基材とするガスケットにより密封を行う構造に関するものである。 The present invention relates to a structure in which sealing is performed by a gasket using a metal plate as a base material at a joint portion of a tubular body or a joint portion between a cylinder block and a cylinder head of an engine.
エンジンの排気マニホールドと排気管あるいは吸気マニホールドと吸気管との接合部等のシール手段としては、金属板を基材とするガスケット、すなわち金属板単体からなるメタルガスケット、あるいはメタルガスケットの表面を弾性体層で被覆したメタル−ラバー複合ガスケットが広く知られている。 As a sealing means for an engine exhaust manifold and exhaust pipe or a joint between an intake manifold and an intake pipe, etc., a gasket using a metal plate as a base material, that is, a metal gasket made of a single metal plate, or a surface of the metal gasket as an elastic body Metal-rubber composite gaskets coated with layers are widely known.
すなわち図5(A)に示すように、この種のガスケット100は、金属板単体又は表面を弾性体層で被覆した金属板からなり、内外周の鍔部101,102と、この鍔部101,102の間にエンボス加工により断面形状が頂部103aの両側で互いに対称の山形をなすように打ち出し形成されたフルビード状のシールビード103を有する。そして図5(B)に示すように、このガスケット100は、互いに対向する接合対象のフランジ200,300間に、シールビード103の頂部103aがフランジ200側を向いた状態で介装されると共に、シールビード103が適当に圧縮されることによって、内部空間S1のガスなどがフランジ200,300間から外部空間S2へ漏れるのを防止すると共に、外部空間S2から内部空間S1への水などの浸入を防止するものである。
That is, as shown in FIG. 5 (A), this type of
そしてこの種のガスケット100では、シールビード103は、その頂部103aが一方のフランジ200に対して線接触され、裾部103b,103cがフランジ200,300に対して線接触されることによって、局部的にシール面圧を高めると共に、フランジ200,300の平面度に追随させて良好な密接状態を得るといった、重要な機能を有するものである。なお、金属板を基材としシールビードを有するガスケットの典型的な従来技術としては、下記の特許文献のようなものが知られている。
In this type of
ところで近年、燃費向上のためにエンジンや補機類、EV(Electric Vehicle;電気自動車)、HEV(Hybrid Electric
Vehicle;ハイブリッド車)用のインバータ等は、小型・高出力化が進み、これに伴い、インバータ・ユニットを収納するケーシングの収容本体とカバーも小型・軽量化が必須となっており、このようなケーシングの本体とカバーの接合フランジ間に介装されるガスケットについても、フランジの厚みの減少による低剛性化への対応が要求されている。
By the way, in recent years, in order to improve fuel efficiency, engines and auxiliary machines, EVs (Electric Vehicles), HEVs (Hybrid Electric
Inverters for vehicles (hybrid vehicles) are becoming smaller and more powerful, and with this, the housing body and cover of the casing that houses the inverter unit must also be made smaller and lighter. The gasket interposed between the casing main body and the joint flange of the cover is also required to cope with low rigidity by reducing the thickness of the flange.
しかしながらガスケット100による従来の密封構造では、図5(B)に示すように、フランジ200,300を結合する複数のボルト(不図示)による各締結部付近では、各ボルトの軸力によって、シールビード103はその頂部103aが一方のフランジ200に圧接すると共に裾部103b,103cが他方のフランジ300に圧接し、さらに、シールビード103の圧縮に伴って、鍔部101,102がシールビード103の裾部103b,103cを支点として跳ね上がるように変形し、その縁部101a,102aがフランジ200と圧接している。そしてこの場合、フランジ300に対するシールビード103の裾部103b,103cの面圧P4,P5による荷重の和は、フランジ200に対するシールビード103の頂部103aと鍔部101,102の縁部101a,102aの面圧P1,P2,P3による荷重の和と等しいため、圧縮に対する反力が大きく、したがって、フランジ200,300の剛性が低いほど、あるいは前記ボルトによる締結部の間隔が長いほど、隣り合う締結部の間ではフランジ200,300の変形が大きくなって(フランジ200,300間の対向距離Xが大きくなって)ボルトの軸力が損なわれ、ガスケット100のシールビード103の圧縮量、言い換えればフランジ200,300に対する面圧が不足し、十分なシール性が確保されないおそれがある。
However, in the conventional sealing structure using the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ガスケットによる密封構造において、隣り合うボルト締結部の間での相手フランジの変形に起因するシールビードの圧縮不足によるシール性低下を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the technical problem thereof is that of a seal bead caused by deformation of a mating flange between adjacent bolt fastening portions in a gasket sealing structure. The purpose is to suppress a decrease in sealing performance due to insufficient compression.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明は、金属板単体又は表面を弾性体層で被覆した金属板からなり、内外周のそれぞれに縁部を向けた一対の鍔部及びこれらの鍔部の間に形成されたフルビード状のシールビードを有するガスケットが、複数のボルトによって互いに固定される一対のフランジ間に挟み込まれ、前記一対のフランジのうちの一方が、前記シールビードの頂部と密接すると共に、前記シールビードの圧縮に伴ってこのシールビードの裾部を支点として跳ね上がるように変形した前記鍔部のうちの一方の鍔部が当該一方のフランジに圧接するガスケットによる密封構造であって、前記一方のフランジが他方の鍔部と非接触である。
As means for effectively solving the above-mentioned technical problem, the invention of
請求項2の発明に係るガスケットによる密封構造は、請求項1に記載された構成において、前記一方のフランジの前記シールビードの頂部と密接する面の幅を、他方のフランジの幅よりも狭くすることによって前記他方の鍔部と非接触としたものである。
請求項3の発明に係るガスケットによる密封構造は、請求項1又は2に記載された構成において、前記一方のフランジは、相対的に低剛性側のフランジである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the gasket sealing structure according to the first aspect, wherein the width of the surface of the one flange close to the top of the seal bead is made narrower than the width of the other flange. In this way, the other collar is not in contact.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a gasket sealing structure according to the first or second aspect, wherein the one flange is a flange having a relatively low rigidity.
本発明に係るガスケットによる密封構造によれば、一方のフランジが、他方の鍔部と非接触であることによって、ガスケットの圧縮反力が低減されるので、隣り合うボルト締結部の間でのフランジの変形が抑制され、このためシールに必要な十分な面圧を確保することができる。 According to the sealing structure with a gasket according to the present invention, since one flange is not in contact with the other flange portion, the compression reaction force of the gasket is reduced, so that the flange between adjacent bolt fastening portions Therefore, sufficient surface pressure required for sealing can be ensured.
以下、本発明に係るガスケットによる密封構造の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a sealing structure using a gasket according to the present invention will be described with reference to the drawings.
まず図1及び図2に参照符号1で示すガスケットは、金属板単体又は表面を弾性体層で被覆した金属板からなるものであって、後述のフランジと対応する額縁状に延びている。そしてこのガスケット1は、図2(A)に示すように、内外周の鍔部11,12と、この鍔部11,12の間にエンボス加工により断面形状が頂部13aの両側で互いに対称の山形をなすように打ち出し形成されたフルビード状のシールビード13を有し、外周側の鍔部11に所定間隔で形成された複数の突片部14には、それぞれボルト挿通孔15が開設されている。
First, the gasket denoted by
そしてこのガスケット1は、図2(B)に示すように、互いに対向する接合対象のフランジ2,3間に、シールビード13の頂部13aがフランジ2側を向いた状態で介装されると共に、シールビード13が適当に圧縮されることによって、フランジ2,3に所要のシール面圧で密接させ、内部空間S1のガスなどがフランジ2,3間から外部空間S2へ漏れるのを防止すると共に、外部空間S2から内部空間S1への水などの浸入を防止するものである。
As shown in FIG. 2 (B), the
なお、フランジ2,3は、例えばEVやHEVに搭載されるインバータ等のケーシングの接合部に形成されており、図1に示す各ボルト挿通孔15と対応する不図示のボルト挿通孔を有し、このボルト挿通孔に挿通される複数の不図示のボルトによって互いに結合され、このボルトの軸力によって、ガスケット1がフランジ2,3間で挟圧されるようになっているものである。
The
フランジ2,3のうち、接合方向の肉厚tが相対的に薄肉で低剛性のフランジ2は、その幅が他方のフランジ3よりも狭く、より詳しくは、図2(B)に示す組み付け状態において、フランジ2の内周縁2aがガスケット1の内周側の鍔部12の縁部12aより外周側に位置しており、したがってこの鍔部12の縁部12aは、シールビード13の圧縮に伴って変形してもフランジ2と非接触状態に保たれるようになっている。
Of the
すなわち、フランジ2,3を結合する複数の不図示のボルトによる各締結部付近(図1に示す各ボルト挿通孔15付近)では、各ボルトの軸力によって、シールビード13はその頂部13aが一方のフランジ2に圧接すると共に裾部13b,13cが他方のフランジ3に圧接し、さらにシールビード13の圧縮に伴って、鍔部11,12がシールビード13の裾部13b,13cを支点として跳ね上がるように変形し、これに伴い外周側の鍔部11の縁部11aはフランジ2と圧接するが、フランジ2の内周縁2aはガスケット1の内周側の鍔部12の縁部12aより外周側に位置しているので、跳ね上がるように変形した内周側の鍔部12の縁部12aは、フランジ2に対して非接触となる。
That is, in the vicinity of each fastening portion (near each
このため、フランジ3に対するシールビード13の裾部13b,13cの面圧P13,P14による荷重の和は、フランジ2に対するシールビード13の頂部13aと鍔部11の縁部11aの面圧P11,P12による荷重の和と等しく、したがってガスケット1が先に説明した図5に示すガスケット100と同一の仕様で、かつボルトの軸力も同等とした場合、フランジ2,3との接触部の減少によって、圧縮に対する反力も図5に示すガスケット100より小さくなり、隣り合うボルト締結部の間でのフランジ2,3の変形が抑制され、すなわちボルトの軸力も損なわれにくく、フランジ2,3間の対向距離Xが図5に比較して減少してシールビード13の圧縮量が増大するので、十分なシール性を確保することができる。
For this reason, the sum of the loads due to the surface pressures P 13 and P 14 of the
なお、フランジ2の幅を狭くした場合、それによってこのフランジ2の剛性がますます低下して、隣り合うボルト締結部の間でボルトの軸力が損なわれてしまう懸念があるが、実際には、フランジ2は、接合方向の肉厚tが相対的に薄肉とはいっても、この肉厚tは、ガスケット1との比較においては十分に厚いものであるため、幅を狭くすることによる剛性低下の影響を軽微に抑えることができる。
In addition, when the width of the
図3及び図4は、本発明に係るガスケットによる密封構造の他の実施の形態を示すもので、このうち図3に示す実施の形態は、フランジ2におけるフランジ3との対向面の内周部に、内周側ほどフランジ3との対向距離が大きくなるような斜面2bを形成することによって、フランジ2,3間でガスケット1が挟圧された状態において、シールビード13の圧縮に伴って裾部13cを支点として跳ね上がるように変形した内周側の鍔部12の縁部12aが、フランジ2と非接触状態に保たれるようにしたものである。
3 and 4 show another embodiment of the sealing structure by the gasket according to the present invention. Among these, the embodiment shown in FIG. 3 is the inner peripheral portion of the
また、図4に示す実施の形態は、フランジ2におけるフランジ3との対向面の内周部に、フランジ3との対向距離が大きくなるような段差面2cを形成することによって、フランジ2,3間でガスケット1が挟圧された状態において、シールビード13の圧縮に伴って裾部13cを支点として跳ね上がるように変形した内周側の鍔部12の縁部12aが、フランジ2と非接触状態に保たれるようにしたものである。
Further, in the embodiment shown in FIG. 4, the
図3及び図4のようにすれば、フランジ2の幅を他方のフランジ3と同等とすることができるので、フランジ2の剛性低下も微小に抑えることができる。したがって、隣り合うボルト締結部の間でのフランジ2,3の変形が一層抑制され、このためシールに必要な十分な面圧を確保することができる。
3 and 4, the width of the
1 ガスケット
11,12 鍔部
12a 縁部
13 シールビード
2,3 フランジ
2a 内周縁
2b 斜面
2c 段差面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記一方のフランジが他方の鍔部と非接触であることを特徴とする、ガスケットによる密封構造。 A gasket comprising a single metal plate or a metal plate whose surface is covered with an elastic layer, and having a pair of flange portions with edges facing the inner and outer peripheries and a full bead-shaped seal bead formed between the flange portions. Is sandwiched between a pair of flanges fixed to each other by a plurality of bolts, and one of the pair of flanges is in close contact with the top of the seal bead and the seal bead is compressed as the seal bead is compressed. A sealing structure with a gasket in which one of the flanges deformed so as to jump up with a skirt as a fulcrum is pressed against the one flange,
The gasket-sealed structure, wherein the one flange is not in contact with the other flange.
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