(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、その金属板の少なくとも片面に接合された軟質封止材と、を具えるガスケットにおいて、
前記金属板の、前記軟質封止材の周縁部の近傍にビード部が設けられていることを特徴とする、ガスケット。
【請求項２】
前記ビード部は、前記金属板の両面側に突出するダブルビードを有することを特徴とする、請求項１記載のガスケット。
【請求項３】
前記金属板の、取り付けボルト穴の周囲にビード部が設けられており、
その取り付けボルト穴の周囲のビード部は、互いに周方向に整列するとともに隣接するもの同士で前記金属板の互いに逆の面側に突出する複数のビードを有することを特徴とする、請求項１または２記載のガスケット。
【請求項４】
前記ガスケットは、エンジンのシリンダーヘッドとインテークマニホールドとの間に介装され、吸気口の周囲に加えてＥＧＲ通路の周囲もシールするものであり、
前記ビード部は、前記ＥＧＲ通路と少なくとも取り付けボルト穴との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項３までの何れか記載のガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属板と、その金属板の少なくとも片面にコーティングあるいはプリント等によって接合された軟質封止材と、を具えるガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
部品相互の締結面圧が比較的低い領域をシールする場合には、図８（ａ）に示す如き、硬質ラバーに代えて発泡ラバーや軟質ラバーや高膜厚ラバー等の軟質封止材１をコーティングやプリント等によって金属板２の表面に接合してなるガスケット３が有効であり、かかる構成のガスケット３は、現在の自動車用エンジン等に多用されている。なお、図中符号４，５は、相互にシールする部品をそれぞれ示し、６はそれらの部品４，５間で連通する流体通路を示す。また、この明細書での「ラバー」は、広く「ゴム状弾性体」を意味する。
【０００３】
しかしながら上記ガスケット３では、シールする部品４，５相互の締結用の図示しない取り付けボルトの近傍の、締結面圧が高い領域において、ラバー１が過度に圧縮変形し、図８（ｂ）に示すように、ラバー１に座屈によりクラック７が生じてシール性が低下したり、ラバー１に流体通路６内へのはみ出し部８が生じて流体通路５内の流体にそのはみ出し部８から千切れたラバーが混入したりする等の不具合が発生する場合がある。
【０００４】
そこで、上記不具合の発生を防止するため、図９（ａ）および（ｃ）〜（ｅ）に示す如き対策が従来から採用されている。図９（ａ）は、金属板２の端部２ａを折り返してストッパー９を形成したものであり、かかるガスケット３では、図９（ｂ）に示すように、部品４，５間を図示しない取り付けボルトで締結する際に、ストッパー９が締結力を支えてラバー１の過度の圧縮変形を抑制し、ラバー１の座屈やはみ出しを防止する。また図９（ｃ）〜（ｅ）は、同様の原理によるものであり、図９（ｃ）は、金属板２の端部２ａに金属板１０を積層して固着することでストッパー９を形成し、図９（ｄ）は、金属板２の端部２ａの端縁に厚い金属板１１を突き合わせて固着することでストッパー９を形成し、図９（ｅ）は、金属板２の端部２ａを囲む薄い金属板製のグロメット１２を設けることでストッパー９を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各種ストッパー９を設ける従来の対策では、ガスケット３の圧縮量が抑圧されて締結時の発生面圧が全体的に低下し、低面圧領域のシール性向上を目的としたラバーの発泡質化や軟質化や高膜厚化等の封止材の軟質化の効果が充分利用しきれないという問題がある。また、上述のように金属板２の折り返し、金属板１０の積層、金属板１１の突き合わせおよびグロメット１２の成形によってストッパー９を形成したのでは、金属板の板厚にガスケット３の圧縮量が依存することとなるため、ガスケットの設計上の自由度が大幅に低減してしまうという問題があり、加えて金属板の折り返し加工、溶接加工、接着加工等の高価な加工が必要となって、ガスケットの製造コストの高騰を免れ得ないという問題もある。
【０００６】
よって、この発明は、低面圧領域のシール性に優れた軟質封止材を具えるガスケットにおいて、高面圧領域での軟質封止材の座屈やはみ出しを簡便に防止して耐久性および信頼性を向上させるとともに高いシール性を保持することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記の目的を有利に達成するこの発明のガスケットは、図１（ａ）に一部分を模式的に断面で示すように、金属板２と、その金属板の少なくとも片面（図示例では両面）に接合された軟質封止材１と、を具えるガスケット３において、前記金属板２の、前記軟質封止材１の周縁部１ａの近傍にビード部２ｂ（図示例ではフルビード２ｃを有する）が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
かかるガスケットにあっては、シールする部品相互の締結用の取り付けボルトの近傍等の締結面圧の高い領域において、金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍に設けられたビード部２ｂのビードが弾性変形により締結力を支えて、その金属板２に接合された軟質封止材１の過度の圧縮変形を抑制し、図１（ｂ）に示すようにシールする部品４，５間での軟質封止材１の座屈を防止するとともに、図１（ｃ）に示すようにビード部２ｂのビードの頂上部および裾野部が堰の役割を果たして流体通路６内への軟質封止材１のはみ出しを防止する。しかもそのビード部２ｂのビードは、弾性変形により締結力を支えるので、ガスケット３の圧縮量を抑圧することがない。
【０００９】
従って、この発明のガスケットによれば、締結時の発生面圧を全体的に低下させることがないので、低面圧領域のシール性向上を目的とした封止材の軟質化の効果を充分利用し得て、耐久性および信頼性を向上させるとともに高いシール性を保持することができる。また、金属板の折り返しや積層も、突き合わせやグロメットの成形も行わないため、金属板の板厚にガスケットの圧縮量が依存することがないので、ガスケットの設計上の自由度を低下させることがない。そして、金属板の折り返し加工、溶接加工、接着加工等の高価な加工が不要であるので、ガスケットの製造コストを安価に維持することができる。
【００１０】
なお、この発明のガスケットにおいては、前記ビード部が、前記金属板の両面側に突出するダブルビードを有することとしても良く、かかる金属板の両面側に突出するダブルビードによれば、ビード部が連続している部分においてビード部の弾性変形量を増大させ得るので、ガスケット全体として、より高膜厚の（膜厚の厚い）軟質封止材を使用することができるとともにビード部によるシール効果を得ることができる。
【００１１】
また、この発明のガスケットにおいては、前記金属板の、取り付けボルト穴の周囲にビード部が設けられていて、その取り付けボルト穴の周囲のビード部が、互いに周方向に整列するとともに隣接するもの同士で前記金属板の互いに逆の面側に突出する複数のビードを有していても良く、このようにすれば、比較的幅が狭く、かつビード部によるシール効果は必要としないような取り付けボルト穴の周囲の部分で、ダブルビードのようにビード部の幅を大きくすることなしにビードを金属板の両面側に突出させてビード部の弾性変形量を増大させ得て、ガスケット全体として、より高膜厚の軟質封止材を使用することができる。
【００１２】
さらに、この発明のガスケットにおいては、前記ガスケットが、エンジンのシリンダーヘッドとインテークマニホールドとの間に介装され、吸気口の周囲に加えてＥＧＲ通路（排気ガス還流通路）の周囲もシールするものである場合に、前記ビード部が、前記ＥＧＲ通路と少なくとも取り付けボルト穴との間に配置されていても良く、このようにすれば、局部的な高温部となるＥＧＲ通路の周囲に配置されて厳しい温度条件に晒される軟質封止材を、ガスケットの全体的な仕様を変更しなくても、取り付けボルト穴内に位置する取り付けボルトの近傍の高い締結面圧から有効に保護し得て、そのＥＧＲ通路の周囲の軟質封止材ひいてはガスケット全体の耐久性および信頼性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を複数の実施例により、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図２（ａ）〜（ｃ）は、ビード部がシングルビードを有する、この発明のガスケットの三つの実施例を示す断面図、図３（ａ），（ｂ）は、ビード部がダブルビードを有する、この発明のガスケットの二つの実施例を示す断面図、そして図４（ａ），（ｂ）は、各々シングルビードを有する二つのビード部を具える、この発明のガスケットの二つの実施例を示す断面図であり、図中、先の図におけるものと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００１４】
図２（ａ）に示す第１実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０１Ｈで板厚０．２５ｍｍの金属板２に、ＮＢＲラバーベースの発泡ラバーである軟質封止材１を８０μｍの厚さにコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍にビード高さ０．３５ｍｍのハーフビート２ｄからなるビード部２ｂを形成してガスケット３を構成したものであり、この第１実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた４００時間熱老化耐久試験にかけたところ、発泡ＮＢＲラバーの軟質封止材１は座屈破壊が発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００１５】
図２（ｂ）に示す第２実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０１Ｈで板厚０．２ｍｍの金属板２に、発泡ＦＫＭラバーである軟質封止材１を１２０μｍの厚さにコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍にビード高さ０．２５ｍｍのハーフビート２ｄからなるビード部２ｂを形成してガスケット３を構成したものであり、この第２実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた１０００時間熱老化耐久試験にかけたところ、発泡ＦＫＭラバーの軟質封止材１は座屈破壊も流体通路内へのはみ出しも発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００１６】
図２（ｃ）に示す第３実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０４で板厚０．２ｍｍの金属板２に、ＮＢＲラバーである軟質封止材１を４０μｍの厚さ（従来よりも高膜厚）にコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍にビード高さ０．２５ｍｍのフルビート２ｃからなるビード部２ｂを形成してガスケット３を構成したものであり、この第３実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた１０００時間熱老化耐久試験にかけたところ、ＮＢＲラバーの軟質封止材１は座屈破壊も流体通路内へのはみ出しも発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００１７】
図３（ａ）に示す第４実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＰＣＣで板厚０．２５ｍｍの金属板２に、シリコンラバーである軟質封止材１を６０μｍの厚さにプリントするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍に、各々ビード高さ０．３ｍｍのフルビード２ｃとハーフビート２ｄとを金属板２の両面側に突出するように組み合わせたダブルビードからなるビード部２ｂを形成してガスケット３を構成したものであり、この第４実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた２００時間熱老化耐久試験にかけたところ、シリコンラバーの軟質封止材１は座屈破壊が発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００１８】
図３（ｂ）に示す第５実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０１Ｈで板厚０．２ｍｍの金属板２に、発泡Ｈ−ＮＢＲラバーである軟質封止材１を８０μｍの厚さにコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍に、各々ビード高さ０．２５ｍｍの二つのフルビード２ｃを金属板２の両面側に突出するように組み合わせたダブルビードからなるビード部２ｂを形成してガスケット３を構成したものであり、この第５実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた４００時間熱老化耐久試験にかけたところ、発泡Ｈ−ＮＢＲラバーの軟質封止材１は座屈破壊も流体通路内へのはみ出しも発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００１９】
図４（ａ）に示す第６実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０１Ｈで板厚０．２ｍｍの金属板２に、発泡ＦＫＭラバーである軟質封止材１を７０μｍの厚さにコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍の、軟質封止材１をコーティングした部位にビード高さ０．２５ｍｍのフルビード２ｃを形成し、さらに軟質封止材１の周縁部１ａの近傍の、軟質封止材１をコーティングしていない部位に、ビード高さ０．２５ｍｍのハーフビード２ｄを金属板２の上記フルビード２ｃと同一面側に突出するように形成してガスケット３を構成したものであり、この第６実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた４００時間熱老化耐久試験にかけたところ、発泡ＦＫＭラバーの軟質封止材１は座屈破壊も流体通路内へのはみ出しも発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００２０】
図４（ｂ）に示す第７実施例は、材質ＪＩＳ  ＳＵＳ３０１Ｈで板厚０．２ｍｍの金属板２に、発泡ＦＫＭラバーである軟質封止材１を７０μｍの厚さにコーティングするとともに、その金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍の、軟質封止材１をコーティングした部位にビード高さ０．２５ｍｍのハーフビード２ｄを形成し、さらに軟質封止材１の周縁部１ａの近傍の、軟質封止材１をコーティングしていない部位に、ビード高さ０．２５ｍｍのフルビード２ｃを金属板２の上記ハーフビード２ｄと同一面側に突出するように形成してガスケット３を構成したものであり、この第７実施例のガスケットを、実機エンジン部品を用いた４００時間熱老化耐久試験にかけたところ、この場合も、発泡ＦＫＭラバーの軟質封止材１は座屈破壊も流体通路内へのはみ出しも発生せず、優れたシール耐久性を有していた。
【００２１】
図５は、自動車用エンジンのシリンダーヘッドとインテークマニホールドとの間のシール用のガスケットに適用した、この発明のガスケットの第８実施例をインテークマニホールド側から見た状態で示す正面図、図６は、上記第８実施例のガスケットをシリンダーヘッド側から見た状態で示す背面図、そして図７（ａ）〜（ｉ）は、上記第８実施例のガスケットの、図６のＡ−Ａ線〜Ｉ−Ｉ線にそれぞれ沿う断面を示す断面図であり、図７（ａ）〜（ｈ）では、軟質封止部材を省略する一方、図７（ｉ）では、軟質封止部材を厚さを拡大して図示している。
【００２２】
この第８実施例のガスケット３は、図５，６に示すように、シリンダーヘッドの吸気孔に対応する四つの吸気孔３ａと、各吸気孔３ａを二本ずつの取り付けボルトで挟むように配置された五つの取り付けボルト孔３ｂと、一方の隅部にて吸気孔３ａと取り付けボルト孔３ｂとの間に配置された、シリンダーヘッドのＥＧＲ通路に対応する一つのＥＧＲ通路孔３ｃと、シリンダーヘッドへの当該ガスケット３およびインテークマニホールドの位置決め用の二つのピン孔３ｄとを有するものであり、金属板２は、それらの孔３ａ〜３ｄをそれぞれ形成されるとともに、図５に示すように、インテークマニホールドに向く面（ここでは仮に正面とする）に、インテークマニホールドのシリンダーヘッドへの装着面に形成されてＥＧＲ通路孔３ｃから各吸気孔３ａに分岐したＥＧＲ通路溝に対応するＥＧＲ通路３ｅを残して軟質封止材１（図中斜線で示す）がコーティングされ、また図６に示すように、シリンダーヘッドに向く面（ここでは仮に背面とする）に、各吸気孔３ａを囲繞するようにほぼ全体的に軟質封止材１（図中斜線で示す）がコーティングされている。
【００２３】
さらに金属板２には、軟質封止材１の周縁部に沿って各吸気孔３ａを囲繞する図７（ｂ），（ｃ）に示す如きハーフビード２ｅからなるビード部と、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍の、軟質封止材１をコーティングした部位に配置されて四つの吸気孔３ａを全体的に囲繞するとともに、各吸気孔３ａに沿う部分で図７（ａ）に示すように上記ハーフビード２ｅと一緒にフルビード２ｆを構成する図７（ｆ）に示す如きハーフビード２ｇからなるビード部と、各取り付けボルト孔３ｂの周囲に互いに周方向に整列するとともに金属板２の互いに逆の面側に突出する図７（ｄ），（ｅ）に示す如き円弧状の二つのフルビード２ｈからなるビード部と、金属板２の図５，６では下部にて、上記四つの吸気孔３ａを全体的に囲繞するハーフビード２ｇと一緒にフルビード２ｉを構成する図７（ｇ）に示す如きハーフビード２ｊからなるビード部と、金属板２の図５，６では上部にて、上記四つの吸気孔３ａを全体的に囲繞するハーフビード２ｇと一緒にフルビード２ｋを構成する図７（ｈ）に示す如きハーフビード２ｌからなるビード部と、軟質封止材１の周縁部に概略沿ってＥＧＲ通路孔３ｃを囲繞する図７（ｉ）に示す如きハーフビード２ｍからなるビード部とが設けられている。
【００２４】
なお、図中一点鎖線は、ハーフビード２ｍ以外のハーフビードでは金属板２の平坦部からの斜面の開始位置を示し、フルビードでは頂上の位置を示す。一方、ハーフビード２ｍでは明確化のため、平坦部からの上り斜面の開始位置および終了位置をそれぞれ示している。
【００２５】
かかる第８実施例のガスケット３にあっては、各取り付けボルト孔３ｂの近傍の締結面圧の高い領域において、金属板２の、軟質封止材１の周縁部１ａの近傍に位置するビード２ｈが弾性変形により締結力を支えて、その金属板２に接合された軟質封止材１の過度の圧縮変形を抑制し、インテークマニホールドとシリンダーヘッドとの間での軟質封止材１の座屈を防止するとともに、各ビード２ｅ，２ｇ，２ｍの頂上部および裾野部が堰の役割を果たして流体通路である各吸気孔およびＥＧＲ通路内への軟質封止材１のはみ出しを防止する。しかもそれらのビードは、弾性変形により締結力を支えるので、ガスケット３の圧縮量を抑圧することがない。
【００２６】
従って、この第８実施例のガスケットによれば、締結時の発生面圧を全体的に低下させることがないので、低面圧領域のシール性向上を目的とした封止材１の軟質化の効果を充分利用し得て、耐久性および信頼性を向上させるとともに高いシール性を保持することができる。また、金属板の折り返しや積層も、突き合わせやグロメットの成形も行わないため、金属板の板厚にガスケットの圧縮量が依存することがないので、ガスケットの設計上の自由度を低下させることがない。そして、金属板の折り返し加工、溶接加工、接着加工等の高価な加工が不要であるので、ガスケットの製造コストを安価に維持することができる。
【００２７】
さらに、この第８実施例のガスケットによれば、金属板２の、各取り付けボルト穴３ｂの周囲のビード部が、互いに周方向に整列するとともに隣接するもの同士で金属板２の互いに逆の面側に突出する二つの円弧状のビード２ｈを有しているので、比較的幅が狭く、かつビード部によるシール効果は必要としないここでの各取り付けボルト穴３ｂの周囲の部分で、ダブルビードのようにビード部の幅を大きくすることなしにビード２ｈを金属板２の両面側に突出させてビード部の弾性変形量を増大させることができ、これによってガスケット３全体として、より高膜厚の軟質封止材１を使用することができる。
【００２８】
そして、この第８実施例のガスケットによれば、特に、ＥＧＲ通路孔３ｃとそれに隣接する図５では右端の取り付けボルト孔３ｂとの間に位置するハーフビード２ｍからなるビード部により、局部的な高温部となるＥＧＲ通路ひいてはＥＧＲ通路孔３ｃの周囲に配置されて厳しい温度条件に晒される軟質封止材１を、ガスケット３の全体的な仕様を変更しなくても、取り付けボルトによる取り付けボルト穴３ｂ内の近傍の高い締結面圧から有効に保護し得て、そのＥＧＲ通路の周囲の軟質封止材ひいてはガスケット全体の耐久性および信頼性を向上させることができる。
【００２９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、請求項の記載の範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、この発明のガスケットは自動車用エンジン以外にも使用し得て、上述した作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明のガスケットの一部分を模式的に例示する断面図であり、（ｂ），（ｃ）は、そのガスケットをシールする部品間の使用状態にて示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、ビード部がシングルビードを有する、この発明のガスケットの三つの実施例を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、ビード部がダブルビードを有する、この発明のガスケットの二つの実施例を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、各々シングルビードを有する二つのビード部を具える、この発明のガスケットの二つの実施例を示す断面図である。
【図５】自動車用エンジンのシリンダーヘッドとインテークマニホールドとの間のシール用のガスケットに適用した、この発明のガスケットの第８実施例をインテークマニホールド側から見た状態で示す正面図である。
【図６】上記第８実施例のガスケットをシリンダーヘッド側から見た状態で示す背面図である。
【図７】（ａ）〜（ｉ）は、上記第８実施例のガスケットの、図６のＡ−Ａ線〜Ｉ−Ｉ線にそれぞれ沿う断面を示す断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、ストッパーを持たない従来のガスケットの一部分を使用状態および不具合発生状態でそれぞれ示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｃ）〜（ｅ）は、種々のストッパーを設けた従来のガスケットの一部分を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のガスケットを使用状態で示す断面図である。
【符号の説明】
１  軟質封止材
１ａ  周縁部
２  金属板
２ａ  端部
２ｂ  ビード部
２ｃ，２ｆ，２ｈ，２ｉ，２ｋ  フルビード
２ｄ，２ｅ，２ｇ，２ｊ，２ｌ，２ｍ  ハーフビード
３  ガスケット
３ａ  吸気孔
３ｂ  取り付けボルト穴
３ｃ  ＥＧＲ通路孔
３ｄ  ピン孔
３ｅ  ＥＧＲ通路
４，５  部品
６  流体通路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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