JP2007232014A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】熱膨張係数が異なる部材間に装着された場合であっても、ガスケットの突起に倒れが誘起されることがなく、接触面圧の低下によるシール性能が低下しないガスケットを提供する。
【解決手段】溝２１が設けられた一の部材２に装着され、一の部材２と熱膨張が異なる他の部材３の平坦面３１に密接し、両部材（２，３）の上下方向の隙間をシールするガスケット１であって、少なくとも他の部材３に密接する接触面１２に二の突起５を幅方向Ｙに形成し、突起５の断面形状を台形形状４１とした。更に突起５の台形形状４１を、交差角αを５０乃至７５度の範囲内に、突起幅Ｗａをガスケット幅Ｗｂの５乃至１５％の範囲内に、突起の中心間距離Ｗｃをガスケット幅の２５乃至５０％の範囲内にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載されるエンジンのインレットマニホールド用、フィルターブランケット用、シリンダーヘッドカバー用及びタイミングベルトカバー用等に用いられるガスケットに関する。

自動車等に搭載されるエンジンのインレットマニホールド用、フィルターブランケット用、シリンダーヘッドカバー用及びタイミングベルトカバー用等にゴム状弾性体等のガスケットが用いられており、このガスケットは、溝が設けられた一の部材に装着され、他の部材の平坦面に密接し、両部材の上下方向の隙間をシールする構成となっている。

近年、軽量化の狙いから部材の樹脂化が進んでいるが、カバー部材のみを樹脂化することが行われているので、熱膨張係数の異なる部材間をガスケットでシールすることが要請される。一般に、シール性能は、接触面圧を大きくすることで向上するため、下記特許文献１及び２には、相手部材との接触面に先端が円弧形状の突起を設けることが開示されている。

しかしながら、図７に示すように、熱膨張係数が異なる材質で両部材が成形されると（例えば、シリンダーヘッド１０１がアルミニウムで、シリンダーヘッドカムカバー１０２が樹脂である場合）、高温若しくは低温下で伸縮量の差異に伴う相対的横変位が生じ、高低温下においてシリンダーヘッド１０１に密接しているガスケット１０３の突起１０４が相対的横変位（図においては、シリンダーヘッド１０１がカムカバー１０２に対し左方向に変位している場合を示している。）に追随し、突起１０４に倒れが誘起されるので、接触面圧の低下を招き、シール性能の低下が懸念された。

特開２００２−３６４７５３公報 特開２００３−３２９１３９公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、熱膨張係数が異なる部材間に装着された場合であっても、ガスケットの突起に倒れが誘起されることがなく、接触面圧の低下によるシール性能が低下しないガスケットを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るガスケットは、溝が設けられた一の部材に装着され、該一の部材と熱膨張が異なる他の部材の平坦面に密接し、前記両部材の上下方向の隙間をシールするガスケットであって、前記部材に密接する接触面に二の突起が前記上下方向と交差する幅方向に形成され、前記突起の断面形状が台形形状であることを特徴とするものである。

更に、本発明の請求項２に係るガスケットは、請求項１に記載のガスケットであって、前記突起の台形形状は、前記部材に密接する上辺と交差する両斜辺がなす交差角度が５０乃至７５度であり、上記上辺の突起幅がガスケット幅の５乃至１５％であり、前記両突起の中心間距離がガスケット幅の２５乃至５０％であることを特徴とするものである。

本発明は、以下の効果を奏する。

上記構成を備えた本発明の請求項１に記載のガスケットは、少なくとも他の部材に密接する接触面に二の突起が形成されており、その突起の断面形状が台形形状であるので、熱膨張係数の異なる材質で成形されている両部材の隙間をシールするとき、雰囲気温度の変化で両部材の伸縮量の差異に伴う相対的横変位が生じてもガスケットの突起の倒れが抑制され、高い接触面圧が確保されるので、高いシール性を確保することができる。

更に、突起の台形形状は、請求項２に記載のように上辺と交差する両斜辺がなす交差角度を５０乃至７５度の範囲とし、上辺の突起幅をガスケット幅の５乃至１５％の範囲とし、両突起の中心間距離をガスケット幅の２５乃至５０％の範囲とするとよい。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がないかぎりは、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

図１に示す通り、本実施形態に係るガスケット１は、一の部材であるカバー部材のシリンダーヘッドカムカバー２と、他の部材である本体のシリンダーヘッド３との上下方向Ｙの隙間をシールするために装着される。

シリンダーヘッドカムカバー２は樹脂で成形されており、一方シリンダーヘッド３はアルミニウムで成形されているので、熱膨張係数が異なり、雰囲気温度の変化で両部材の伸縮量に差異が生じ、相対的横変位が発生する。

シリンダーヘッドカムカバー２には溝２１が設けられており、この溝２１にガスケット１が装着され、溝底底面２２に密接するカバー側接触面１１が形成されると共に、シリンダーヘッド３の平坦面３１に密接する本体側接触面１２が形成され、これにより両部材（２，３）間の上下方向Ｙの隙間をシールしている。

ガスケット１は、図２に示す通り、カバー側接触面１１に断面形状が台形形状４１の突起４が上下方向Ｙと交差する幅方向Ｘに２つ形成されていると共に、本体側接触面１２にも台形形状４１の突起５が幅方向Ｘに２つ形成されている。また、側面１３の上下方向Ｙの略中央両側に、倒れ防止用に凸部１４が設けられている。

突起（４，５）の台形形状４１は、カバー側接触面１１に形成されている突起４と本体側接触面１２に形成されている突起５とは同一形状であるので、本体側接触面１２に形成されている突起５の台形形状４１について以下詳述する。図３に示す通り、この台形形状４１の突起５は、シリンダーヘッド３に密接する突起５の上辺５１と交差する両斜辺（５２,５３）の交差角度αは、５０乃至７５度の範囲内で、突起５の上辺５１の突起幅Ｗａは、ガスケット１の幅Ｗｂの５乃至１５％の範囲内で、本体側接触面１２の幅方向Ｘに形成されている２つの突起（５ａ，５ｂ）の中で一方の突起５ａの中心μ１と他方の突起５ｂの中心μ２との中心間距離Ｗｃは、ガスケット１の幅Ｗｂの２５乃至５０％の範囲内で、各々適宜設定される。なお、ガスケット１の幅Ｗｂとは、突起５を形成する外側斜辺５２の根本部分５４間におけるガスケットの幅をいう。

上述のように、交差角度αを５０乃至７０度の範囲で設定するのは、交差角度αがこれ以下の角度では、シリンダーヘッド３が相対的横変位したとき突起５の倒れが生じ、逆にこれ以上の角度では、反発力の増加、面圧の低下を招くためである。また、突起幅Ｗａをガスケット幅Ｗｂの５乃至１５％の範囲で設定するのは、突起幅Ｗａがこれ以下の幅では、シリンダーヘッド３が相対的横変位したとき突起５の倒れが生じ、逆にこれ以上の幅では、反発力の増加、面圧の低下を招くためである。また、両突起の中心間距離Ｗｃをガスケット幅Ｗｂの２５乃至５０％の範囲で設定するのは、中心間距離Ｗｃがこれ以下の幅では、２つの突起５が恰も一体となり広い突起幅である１つの突起のように振る舞い、面圧の低下を招くためであり、逆にこれ以上の幅では、お互いの突起５の倒れを抑止する効果が小さくなり、倒れが生じるためである。

ガスケット１はゴム状弾性体若しくは樹脂で成形されている。ゴム状弾性体の場合、ゴム硬度が４０乃至７０のアクリル系ゴム、ニトリル系ゴム及びフッ素系ゴムなどが用いられ、樹脂では、熱可塑性エラストマーなどが用いられる。

以上のように構成されたガスケット１は、樹脂で成形されているシリンダーヘッドカムカバー２の溝２１の溝底底面２２にカバー側接触面１１が密接するように装着されて２つの台形形状突起４がシリンダーヘッドカムカバー２に密接し、アルミニウムで成形されているシリンダーヘッド３の平坦面３１に本体側接触面１２に形成された２つの台形形状突起５が密接し、シリンダーヘッドカムカバー２とシリンダーヘッド３との上下方向Ｙの隙間をシールしている。この場合にシリンダーヘッドカムカバー２とシリンダーヘッド３とは熱膨張係数が異なるため、雰囲気温度が変化するとシリンダーヘッドカムカバー２とシリンダーヘッド３との伸縮量に差異に伴う相対的横変位が生じ、シリンダーヘッド３の平坦面３１に密接している本体側接触面１２に形成されている突起５がそれに追随する。しかし、突起５の断面形状が台形形状４１であるので、突起５の倒れを防止することが可能となり、また突起５が２つ形成されているので互いの突起５の倒れを防止することが可能となる。したがって、高い接触面圧を確保することができ、高いシール性を確保することが可能となる。

図４の実施形態２、及び図５の実施形態３は、上述の実施形態１と異なり、２つの台形形状の突起５が本体側接触面１２にのみ形成されている場合である。実施形態２は、カバー側接触面１１に１つの突起４が形成されており、その突起４の形状は先端が丸みを有した三角形状４２であり、略中央に形成されている凸部１４からカバー側接触面１１寄りの側面１３ａは、両側ともテーパ面４３を形成している。

また、実施形態３は、カバー側接触面１１の突起４が１つで先端が丸みを有した三角形状４２である点は実施形態２と同じであるが、略中央に形成されている凸部１４からカバー側接触面１１寄りの側面１３ａに、両側ともくびれ部４４を有している。

実施形態２及び実施形態３の場合においても、本体側接触面１２には突起５が二つ形成されていて、その突起５の断面形状が台形形状４１であるので、相対的横変位が生じたときでも、突起５の倒れを防止して高い接触面圧を確保することができ、高いシール性を確保することが可能となる。

なお、本実施形態１乃至３では、側面１３に凸部１４を設けたものについて説明したが、凸部を設けない場合であってもよい。凸部１４を設けると、ガスケット１の溝２１内への装着時、及び装着されたガスケット１の圧縮時、ガスケット１の姿勢を垂直に保持する機能を有する。

［実施例］
上述の実施形態１の効果を確認するため下記ガスケットでの評価を行った。評価したガスケットは、図２に示す形状のＪＩＳ硬度６０であるゴム状弾性体で成形されたものであって、ガスケット高さＨ１を８．９ｍｍ、ガスケット幅Ｗｂを２．３ｍｍとし、交差角αを４５度・６０度・９０度の３水準、突起幅Ｗａをガスケット幅Ｗｂの２％・９％・２２％の３水準、中心間距離Ｗｃをガスケット幅Ｗｂの２２％・３５％・７４％の３水準で変化させた図６の７種類である。なお、評価する７種類の全てのガスケットには、側面に凸部が形成されている。また、ガスケット高さＨ１とは、図２に示すカバー側接触面１１に形成されている突起４の上辺から本体側接触面１２に形成されている突起５の上辺までの距離Ｈ１をいう。

評価方法は、溝が形成されているカバー部材にガスケットを装着し、本体部材である平坦面でガスケットを２．４ｍｍ圧縮し、両部材の熱膨張係数が異なるため雰囲気温度の変化で生じる伸縮の差異に伴う相対的横変位に相当する変位０．７ｍｍを平坦部材に付与したときの、突起の倒れ、面圧、反発力について評価を行い、その結果を同じく図６に記載した。

評価結果より、突起の交差角αについては、図６のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３より、交差角αが４５度では突起に倒れが生じ、９０度では６０度と同様に突起の倒れは生じないが、９０度の場合には面圧、反発力の点で好ましくない。突起幅については、同じくＮｏ．１、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５より、突起幅Ｗａが２％では突起に倒れが生じ、２２％では９％と同様に突起の倒れは生じないが、２２％の場合には面圧、反発力の点で好ましくない。突起の中心間距離Ｗｃについては、同じくＮｏ．１、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７より、中心間距離Ｗｃが７４％では突起に倒れが生じ、２２％では３５％と同様に突起の倒れは生じないが、２２％の場合には面圧の点で好ましくない。

以上のとおり、交差角αが５０乃至７５度の範囲内である６０度であり、突起幅Ｗａがガスケット幅Ｗｂの５乃至１５％の範囲内である９％であり、中心間距離Ｗｃがガスケット幅Ｗｂの２５乃至５０％の範囲内の３５％であるＮｏ．１の場合に、突起の倒れが発生せず、耐倒れ性・耐シール性で優れていることが認められた。

本発明の実施形態１のガスケットを両部材間に装着した状態の断面図 本発明の実施形態１のガスケットを示す断面図 図２のガスケットの突起部分の拡大図 本発明の実施形態２のガスケットを示す断面図 本発明の実施形態３のガスケットを示す断面図 本発明の実施例を比較例と対比して評価した表 従来例のガスケットを両部材間に装着した状態を示す説明図

符号の説明

１ ガスケット
２ シリンダーヘッドカムカバー（一の部材）
３ シリンダーヘッド（他の部材）
４，５，５ａ，５ｂ 突起
１１，１２ 接触面
１３，１３ａ 側面
１４ 凸部
２１ 溝
２２ 溝底底面
３１ 平坦面
４１ 台形形状
４２ 三角形状
４３ テーパ面
５１ 上辺
５２，５３ 斜辺
５４ 根本部
Ｗａ 突起幅
Ｗｂ ガスケット幅
Ｗｃ 中心間距離
α 交差角
μ１，μ２ 中心
Ｘ 幅方向
Ｙ 上下方向

Claims (2)

1. 溝が設けられた一の部材に装着され、該一の部材と熱膨張が異なる他の部材の平坦面に密接し、前記両部材の上下方向の隙間をシールするガスケットであって、
   前記部材に密接する接触面に二の突起が前記上下方向と交差する幅方向に形成され、前記突起の断面形状が台形形状であることを特徴とするガスケット。
2. 前記突起の台形形状は、前記部材に密接する上辺と交差する両斜辺がなす交差角度が５０乃至７５度であり、上記上辺の突起幅がガスケット幅の５乃至１５％であり、前記両突起の中心間距離がガスケット幅の２５乃至５０％であることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。

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