(57)【要約】【課題】近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に応えることが可能で、しかもビードの全長に亙ってビードの反発力を調整し、ボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させることが可能な金属ガスケットを提供する。【解決手段】シールのためのビード構造を備える金属ガスケットにおいて、ビード構造は、ボルト締結箇所の近くに配置されるとともにハーフビードよりなる部位と、遠くに配置されるとともにフルビードよりなる部位と、両部位間に配置される中間部位とをビード長手方向に沿って連続して備える。中間部位はそのビードが、ハーフビードよりなる部位からフルビードよりなる部位へかけてハーフビードがフルビードへ徐々に変化する徐変形状とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールのためのビード構造を備える金属ガスケットにおいて、
前記ビード構造は、ボルト締結箇所の近くに配置されるとともにハーフビードよりなる部位と、遠くに配置されるとともにフルビードよりなる部位と、前記両部位間に配置される中間部位とをビード長手方向に沿って連続して備え、
前記中間部位はそのビードが、前記ハーフビードよりなる部位から前記フルビードよりなる部位へかけて前記ハーフビードが前記フルビードへ徐々に変化する徐変形状とされていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
請求項１記載の金属ガスケットにおいて、
前記ハーフビードよりなる部位、前記フルビードよりなる部位および前記中間部位は、これらのビード幅寸法が互いに同等もしくは略同等に設定されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項３】
請求項１または２記載の金属ガスケットにおいて、
当該金属ガスケットは、金属板よりなるガスケット、または金属板の厚み方向両面もしくは片面にゴム状弾性体を被着したガスケットであることを特徴とする金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る金属ガスケットに関する。本発明の金属ガスケットは例えば、自動車関連の分野で用いられ、またはその他の分野で用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から平板状の金属ガスケットにおいては、その平面上にビードを成形し、ボルト締結時にビードを圧縮することによって内圧および外側からの水等をシールしている。ビードを成形することによってシール部を線接触とし、シール面圧（線圧）を増大させるほかに、シール部を相手面平面度に追随させるためにもビードは必要である。
【０００３】
ところで近年、自動車等車両の燃費向上のため、エンジンや補機類、ＥＶ、ＨＥＶ用のインバーター等のフランジにおいて、その小型化・軽量化が必須となっており、これらのフランジに装着される金属ガスケットの分野においても、フランジ厚みの低減（低剛性化）への対応要求がある。
【０００４】
しかしながら、フランジが低剛性であるため、ボルト締結時に相手側のフランジが変形し、ビード圧縮量が不足し、シール性が得られない場合がある（ａ）。
【０００５】
また、上記に加え、ボルト間距離（締結ボルト間の距離）が長くなるほどフランジの変形量が大きくなるため、ビード圧縮量が不足し、シール性が得られない場合がある（ｂ）。
【０００６】
そこで、（ａ）および（ｂ）の問題を解決すべく従来、徐変形状のビード構造が開発されている。
【０００７】
すなわち図４および図５に示すように、この徐変形状のビード構造は、ビード５１の幅寸法ｗ１，ｗ２をビード５１の長手方向に沿って変化させることでビード５１の圧縮特性を変化させるようにしたものであって、ボルト締結箇所となるボルト穴５２に近い部位Ｅ１には図５（Ａ）に示すように、ビード幅ｗ１の比較的大きな幅広ビード５３を設定し（図６のグラフ図に示すように幅広ビード５３は圧縮時に変形しやすいため、ボルト軸力の損失を抑制することが可能とされる）、ボルト締結箇所となるボルト穴５２から遠い部位Ｅ２には図５（Ｃ）に示すように、ビード幅ｗ２の比較的小さな幅狭ビード５４を設定し（図６のグラフ図に示すように幅狭ビード５４は圧縮時に変形しにくいため、ビード圧縮量が小さくても大きなシール面圧を発生させることが可能とされる）、両部位Ｅ１，Ｅ２間の中間部位Ｅ３には、ビード幅が幅広寸法ｗ１から幅狭寸法ｗ２へ徐々に変化する徐変形状のビード５５を設定し、以上の設定によれば、ビード５１の全長に亙ってビード５１の反発力を調整し、ボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させることが可能とされる。
【０００８】
しかしながら、上記従来の徐変ビード構造では、徐変の対象をビード５１の幅寸法ｗ１，ｗ２としているため、ビード幅ｗ１の大きな幅広ビード５３を設定するにはそれなりに大きなシール面幅をエンジン等のフランジに確保する必要があり、このようなことでは、上記した近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に応えることができない。
【０００９】
すなわち、ビードによるシール部を成立させるためには通常３〜４ｍｍのシール面幅が必要とされるところ、上記従来の徐変ビード構造ではビード幅ｗ１の大きな幅広ビード５３を設定するため、Ｍｉｎ５ｍｍ程度のシール面幅が必要とされる。したがってこのようなことでは、厚みが低減されたエンジン等のフランジに対し上記徐変ビード構造を備えるガスケットを組み込めないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１５５３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みて、近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に応えることが可能で、しかもビードの全長に亙ってビードの反発力を調整し、ボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させることが可能な金属ガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による金属ガスケットは、シールのためのビード構造を備える金属ガスケットにおいて、前記ビード構造は、ボルト締結箇所の近くに配置されるとともにハーフビードよりなる部位と、遠くに配置されるとともにフルビードよりなる部位と、前記両部位間に配置される中間部位とをビード長手方向に沿って連続して備え、前記中間部位はそのビードが、前記ハーフビードよりなる部位から前記フルビードよりなる部位へかけて前記ハーフビードが前記フルビードへ徐々に変化する徐変形状とされていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２による金属ガスケットは、上記した請求項１記載の金属ガスケットにおいて、前記ハーフビードよりなる部位、前記フルビードよりなる部位および前記中間部位は、これらのビード幅寸法が互いに同等もしくは略同等に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３による金属ガスケットは、上記した請求項１または２記載の金属ガスケットにおいて、当該金属ガスケットは、金属板よりなるガスケット、または金属板の厚み方向両面もしくは片面にゴム状弾性体を被着したガスケットであることを特徴とする。
【００１５】
シールのためのビードの形状としては、ハーフビードとフルビードがあり、ハーフビードは、典型的には高さ位置を異にする平面部間に断面直線状の傾斜面部を設けたものあってフルビードと比較して圧縮時に変形しやすい特性があり、一方、フルビードは、典型的には高さ位置を同じとする平面部間に断面円弧形のアール面部を設けたものあってハーフビードと比較して圧縮時に変形しにくい特性がある。
【００１６】
上記特性のもと、上記図４および図５の従来技術では、ビードの形状をビードの全長に亙ってフルビードとしながら圧縮時に変形しやすい部位と圧縮時に変形しにくい部位とを双方設定するため、両部位にてビードの幅寸法を異ならせていたが、これに対し、圧縮時に変形しやすい部位にハーフビードを形成するとともに圧縮時に変形しにくい部位にフルビードを形成すれば、両部位にてビードの幅寸法を異ならせることなく、圧縮時に変形しやすい部位と圧縮時に変形しにくい部位とを双方設定することが可能とされる。
【００１７】
したがってこのような観点から本発明では、ビード構造として、ボルト締結箇所の近くに配置されるとともにハーフビードよりなる部位と、ボルト締結箇所から遠くに配置されるとともにフルビードよりなる部位とを設け、両部位を中間部位を介して連続させる構成とした。中間部位は、両部位を連続させすなわちハーフビードとフルビードとを連続させるため、ハーフビードよりなる部位からフルビードよりなる部位へかけてハーフビードがフルビードへ徐々に変化する徐変形状よりなるビードを備えている。したがって本発明では徐変の対象が、ビードの幅寸法ではなくビードの形状（断面形状）とされている。
【００１８】
ビードの幅寸法についてさらに説明すると、上記図４および図５の従来技術では、圧縮時に変形しにくい部位におけるフルビード（幅狭ビード）の幅寸法より圧縮時に変形しやすい部位におけるフルビード（幅広ビード）の幅寸法を大きく設定する必要があり、これが上記したように近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に対するネックになっていたのに対し、本発明によれば、圧縮時に変形しにくい部位におけるフルビードの幅寸法に対し圧縮時に変形しやすい部位におけるハーフビードの幅寸法を同等もしくは略同等に設定することが可能であるため、ビード全体として最大ビード幅寸法を従来対比で縮小することが可能される。ハーフビードの幅寸法はフルビードの幅寸法より小さいことも考えられるが、本発明の、最大ビード幅寸法を縮小すると云う目的からすれば、ハーフビードの幅寸法はフルビードの幅寸法と同等もしくは略同等とすれば十分である。また、ハーフビードの幅寸法とフルビードの幅寸法とを同等もしくは略同等にすると、中間部位における徐変形状よりなるビードの幅寸法もこれらと同等もしくは略同等とされる。
【００１９】
また、本発明の金属ガスケットは、金属板よりなるガスケットであるが、このほか、金属板の厚み方向両面もしくは片面にゴム状弾性体を被着したガスケットであっても良く、この場合には、このようなゴム被着構造を備えるガスケットにおいて本発明の作用効果を実現することが可能とされる。金属板よりなるガスケットはＦＩＰＧ（液状ガスケット）と組み合わせて用いられることが多いのに対し、ゴム被着構造を備えるガスケットはＦＩＰＧと組み合わせる必要がない（被着ゴムがＦＩＰＧを代用する）ため、組み付け作業性およびメンテナンス性に優れている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２１】
すなわち本発明においては以上説明したように、ビード幅寸法ではなくビード形状を徐変の対象としてビード反発力を調整するようにしたため、ビード幅寸法がビード長手方向の一部で拡大することがない。したがって近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に応えることができ、具体的には厚みが低減されたエンジン等のフランジに対し徐変ビード構造を備える金属ガスケットを組み込むことができる。またそのうえでビード反発力調整の結果として、ボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させることができるため、ガスケットによるシール性を向上させることができる。また、ガスケットがゴム被着構造を備えるガスケットである場合には、組み付け作業性およびメンテナンス性に優れるこの種のガスケットにおいて本発明の作用効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係る金属ガスケットの要部平面図
【図２】同金属ガスケットの要部断面図であって、（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図、（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図、（Ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ線拡大断面図、（Ｄ）は図１におけるＤ−Ｄ線拡大断面図
【図３】同金属ガスケットにおけるハーフビードとフルビードの圧縮復元特性（ＣＲ特性）を示すグラフ図
【図４】従来例に係る金属ガスケットの要部平面図
【図５】同金属ガスケットの要部断面図であって、（Ａ）は図４におけるＦ−Ｆ線拡大断面図、（Ｂ）は図４におけるＧ−Ｇ線拡大断面図、（Ｃ）は図４におけるＨ−Ｈ線拡大断面図
【図６】同金属ガスケットにおける圧縮荷重と圧縮量の関係を示すグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、ビード幅ではなくビード形状によりビード反発力を調整することで製品幅狭化が可能、かつボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させる金属ガスケットに係る。
（２）フルビードとハーフビードを掛け合わせた形状のため、フルビードのみの場合と比べ、圧縮性に優れ（ボルト軸力の低減化とフランジの薄肉化（軽量化）が可能）、かつ復元特性にも優れる（圧力印加時のフランジ口開きへのビード追随性が良好）（図６）。
（３）本発明によれば、シール製品幅狭化＝軽量化（＝燃費向上）が可能であり、また低剛性フランジ対応＝軽量化（＝燃費向上）が可能である。
【実施例】
【００２４】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施例に係る金属ガスケット１を示している。当該実施例に係る金属ガスケット１は、自動車等車両におけるエンジンもしくは補機類またはＥＶもしくはＨＥＶ用のインバーター等のフランジ部に装着される平板状の金属ガスケットであって、所定の平面レイアウトを備え、その平面上に、内圧および外側からの水等（外部異物）をシールすべくビード構造が設けられている。ビード構造は徐変形状とされ、以下のように構成されている。
【００２６】
すなわち図１および図２に示すように、この徐変形状のビード構造は、ビード１１の形状（断面形状）をビード１１の長手方向（長さ方向）に沿って変化させることでビード１１の圧縮特性を変化させるようにしたものであって、ボルト締結箇所となるボルト穴１２に比較的近い位置に図２（Ａ）に示すように、ハーフビード１３よりなる部位Ｅ１が設定され、ボルト締結箇所となるボルト穴１２から比較的遠い位置に図２（Ｄ）に示すように、フルビード１４よりなる部位Ｅ２が設定され、両部位Ｅ１，Ｅ２間の中間部位Ｅ３として図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、ハーフビード１３よりなる部位Ｅ１からフルビード１４よりなる部位Ｅ２へかけて前者部位Ｅ１のハーフビード１３が後者部位Ｅ２のフルビード１４へ徐々に変化する徐変形状のビード（徐変ビード）１５よりなる部位Ｅ３が設定され、これらハーフビード１３よりなる部位Ｅ１、フルビード１４よりなる部位Ｅ２および徐変ビード１５よりなる部位Ｅ３が１本のビード形成部位として連続的に形成され、すなわちハーフビード１３、フルビード１４および徐変ビード１５が１本のビードとして連続的に形成されている。連続の順序としては図１に示すとおり、ハーフビード１３、徐変ビード１５、フルビード１４、徐変ビード１５およびハーフビード１３と云うことになる。ビード１１はその一部がボルト穴１２の近くを通過するが、ボルト穴１２と交差はしていない（ビート１１およびボルト穴１２は平面上互いに異なる位置に配置されている）。
【００２７】
また、これらハーフビード１３よりなる部位Ｅ１、フルビード１４よりなる部位Ｅ２および徐変ビード１５よりなる部位Ｅ３は、これらのビード幅寸法ｗ２が互いに同等もしくは略同等に設定され、すなわちハーフビード１３、フルビード１４および徐変ビード１５は、これらのビード幅寸法ｗ２が互いに同等もしくは略同等に設定されており、そのビード幅寸法ｗ２は上記図４および図５の従来技術における狭いほうの、幅狭ビード５４のビード幅寸法ｗ２と同等もしくは略同等とされている。
【００２８】
ハーフビード１３は、図２（Ａ）に示すように、高さ位置を互いに異にする一対の平面部２１，２２間に断面直線状の傾斜面部２３を設けたものあって、フルビード１４と比較して圧縮時に変形しやすく（ビード反発力：小、よってビード圧縮性は良好である）、図３のグラフ図に示すように復元時の線圧発生が良好である特性がある。一方、フルビード１４は、図２（Ｄ）に示すように、高さ位置を互いに同じとする一対の平面部２１，２２間に断面円弧形のアール面部２４を設けたものあって、ハーフビード１３と比較して圧縮時に変形しにくく（ビード反発力：大）、図３のグラフ図に示すようにビード低圧縮時の線圧発生が良好である特性がある。したがってこれらの特性を備えるハーフビード１３およびフルビード１４を組み合わせて圧縮特性、特にビード反発力を調整することにより、ボルト締結時、ボルト軸力を分散させて発生面圧（線圧）を均一化させることが可能とされる。
【００２９】
上記構成の金属ガスケット１においては、徐変の対象をビード１１の幅寸法ではなくビード１１の形状としてビード反発力を調整するようにしたために、ビード１１の幅寸法ｗ２はビード１１の全長に亙って同等もしくは略同等とされ、ビード１１の長手方向の一部で拡大することがない。したがって近年におけるエンジン等のフランジ厚み低減への対応要求に応えることができ、すなわち厚みが低減されたエンジン等のフランジに対して徐変ビード構造を備える当該金属ガスケット１を組み込むことができる。またそのうえでビード１１の反発力調整の結果として、ボルト軸力を分散させて発生面圧を均一化させることができるため、当該金属ガスケット１によるシール性を向上させることができる。
【００３０】
尚、上記実施例において、金属ガスケット１は図２の各断面図に示すように、金属板３１の厚み方向両面に膜状のゴム状弾性体３２を被着したガスケットとされているが、ゴム状弾性体３２は金属板３１の厚み方向片面のみに被着されていても良い。また金属ガスケット１は、金属板のみよりなるガスケットなどであっても良い。金属板３１としては、ステンレス、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム合板などが用いられる。ゴム状弾性体３２としては、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコンゴムなどが用いられる。
【符号の説明】
【００３１】
１  金属ガスケット
１１  ビード
１２  ボルト穴
１３  ハーフビード
１４  フルビード
１５  徐変ビード
２１，２２  平面部
２３  傾斜面部
２４  アール面部
３１  金属板
３２  ゴム状弾性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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