(57)【要約】【課題】グロメット構造による面圧分布の不均一を解消して、シール性能を向上させることができるガスケットを提供する。【解決手段】上層２１、中間層３０、及び下層２２が積層してなり、貫通孔２３と、上層２１及び下層２２にその貫通孔２３を環状に囲って中間層３０に対して互いに上下対称形状となるシールビード２６と、が形成されているガスケット２０において、中間層３０は、折り返し部３３、面圧調整部３４、及びビード接触部３５を有していて、折り返し部３３は、その板厚がビード接触部３５よりも厚く、面圧調整部３４は、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５と異ならせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、
前記中間層は、少なくとも二枚の板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、
前記折り返し部は、前記板材のうちの一方の板材の周縁端が、他方の板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、
前記面圧調整部は、それを構成する全ての板材が屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出して上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出して下側段差を形成し、その上側段差をその下側段差と異ならせることを特徴とするガスケット
【請求項２】
前記上側段差と前記下側段差のうちの折り返された前記周縁端が存在しない一方の段差を、存在する他方の段差よりも大きく、且つその他方の段差の４．０倍以下にする請求項１に記載のガスケット。
【請求項３】
前記上側段差と前記下側段差のうちの折り返された前記周縁端が存在しない一方の段差を、存在する他方の段差よりも小さく、且つその他方の段差の０．６７倍以上にする請求項１に記載のガスケット。
【請求項４】
前記中間層は、前記他方の板材の板厚が前記一方の板材の板厚よりも二倍以上厚い請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスケット。
【請求項５】
前記面圧調整部は、前記折り返し部の折り返された前記周縁端から前記貫通孔の径方向外側に向って離間した位置から前記板材が屈曲している請求項４に記載のガスケット。
【請求項６】
前記中間層は、前記ビード接触部において、前記二枚の板材の間に挟持される少なくとも一枚の板材をさらに有し、
前記面圧調整部は、それを構成する二枚の板材の屈曲角度が互いに異なり、それら二枚の板材の間に隙間が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスケット。
【請求項７】
上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、
前記中間層は、上方から下方に向って第一板材、中間板材、及び第二板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、前記中間板材が、そのビード接触部のみに存在し、
前記折り返し部は、前記第一板材の周縁端が前記第二板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、
前記面圧調整部は、前記第一板材が屈曲すると共に前記第二板材が前記第一板材の屈曲角度よりも大きい屈曲角度で屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出した上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出した下側段差を形成したことを特徴とするガスケット。
【請求項８】
前記面圧調整部は、前記第一板材、前記中間板材、及び前記第二板材に囲まれた隙間を
有し、この隙間の垂直断面形状が前記第二板材を長辺とすると共に前記第一板材及び前記中間板材のなす角が鈍角となる鈍角三角形状を成している請求項７に記載のガスケット。
【請求項９】
前記上層及び前記下層において、隣り合う前記貫通孔のそれぞれを環状に囲む二つの前記シールビードが、隣り合う前記貫通孔の間で、一つに会合する請求項１〜８のいずれか１項に記載のガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスケットに関し、より詳細には、シール性能を向上させたガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚の基板の間に中間層が介在し、二枚の基板に貫通孔を環状に囲って中間構成体に対して上下対称形状となるシールビードと、中間構成体における貫通孔側の周縁端が折り返された補償部と、補償部の上下に生じた中間構成体との段差を略同一にする補償用折曲部とが形成されたガスケットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このガスケットは、金属板の周縁端を折り返して形成した補償部を有するグロメット構造により、貫通孔からシールビードに与えられる熱などのダメージを低減している。また、このガスケットは、補償用折曲部により、補償部を設けたことで生じる上下の段差を略同一にすることで上下の面圧の不均一の解消を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−３３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、実際に上記のガスケットをシリンダブロック及びシリンダヘッドに挟持したときに、上下の面圧の不均一が解消されていなかったり、上下面における面圧分布が不均一になったりしていた。
【０００６】
上下の面圧の不均一は、上下の段差を略同一にしても補償用折曲部で生じる反力が上下で異なることに起因して生じる。上下面における面圧分布の不均一は、補償部が上下面に対して斜めに傾こうとする力により生じる。つまり、上下面のうちの補償部における折り返された周縁端が存在する一方の面ではその周縁端の近傍に圧力が集中しており、周縁端が存在しない他方の面ではその貫通孔側に圧力が集中していた。
【０００７】
このように、補償用折曲部により見かけ上で上下の段差を略同一にしても、上下の面圧の不均一が解消されない、あるいは上下面における面圧分布が不均一になることからシール性能が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、グロメット構造による面圧の不均一を解消して、シール性能を向上させることができるガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第一発明のガスケットは、上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、前記中間層は、少なくとも二枚の板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、前記折り返し部は、前記板材のうちの一方の板材の周縁端が、他方の板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、前記面圧調整部は、それを構成する全ての板材が屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出して上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出して下側段差を形成し、その上側段差をその下側段差と異ならせることを特徴とする。
【００１０】
第二発明のガスケットは、上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、前記中間層は、上方から下方に向って第一板材、中間板材、及び第二板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、前記中間板材が、そのビード接触部のみに存在し、前記折り返し部は、前記第一板材の周縁端が前記第二板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、前記面圧調整部は、前記第一板材が屈曲すると共に前記第二板材が前記第一板材の屈曲角度よりも大きい屈曲角度で屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出した上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出した下側段差を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第一発明によれば、第一板材及び第二板材を屈曲して、折り返し部及びビード接触部の上側の面どうしの上側段差と下側の面どうしの下側段差との二つの段差を形成する。そして、形成した上側段差を下側段差と異ならせることで、実際に折り返し部の上側の面から上層に掛かる面圧と折り返し部の下側の面から下層に掛かる面圧とを等しくできると共に、折り返し部が上層及び下層に対して斜めに傾こうとする力を抑制することができる。
【００１２】
このように、第一発明によれば、上側段差と下側段差とを見かけ上で等しくするのではなく、上下に段差を形成することで生じる反力を上下で等しくして、上下の面圧を略均一にするには有利になる。また、第一発明によれば、折り返し部の傾斜しようとする力を抑制して、折り返し部及び上層の接触する部位、並びに、折り返し部及び下層の接触する部位における面圧分布を略均一にするには有利になる。その結果として、折り返し部がグロメット構造のストッパーとして機能するので、貫通孔の周縁におけるシール性能を向上することができる。
【００１３】
第二発明によれば、中間層を三枚の板材で構成し、第一板材及び第二板材を互いに異なる屈曲角度で屈曲して、折り返し部及びビード接触部の上側の面どうしの上側段差と下側の面どうしの下側段差との二つの段差を形成する。それ故、折り返し部を上層及び下層に対して斜めに傾けようとする力が、第一板材及び第二板材で打ち消し合うので、面圧調整部により折り返し部が上層及び下層に対して斜めに傾こうとする力を抑制することができる。
【００１４】
このように、第二発明によれば、上側段差と下側段差とを見かけ上で等しくしても、上下の面圧を略均一にすると共に、面圧分布を略均一にするには有利になり、折り返し部がグロメット構造のストッパーとして機能するので、貫通孔の周縁におけるシール性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のガスケットの第一実施形態を例示する斜視図である。
【図２】図１の矢印ＩＩで示す断面図である。
【図３】上側段差及び下側段差の関係と面圧分布とを例示する分布図であり、図３（ａ）は第一実施形態を、図３（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは比較例を示している。
【図４】折り返し部の幅と面圧分布とを例示する分布図であり、図４（ａ）は第一実施形態を、図４（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは比較例を示している。
【図５】本発明のガスケットの第二実施形態を例示する断面図である。
【図６】上側段差及び下側段差の関係と面圧分布とを例示する分布図であり、図３（ａ）、（ｃ）は第二実施形態を、図３（ｂ）は比較例を示している。
【図７】本発明のガスケットの第三実施形態を例示する断面図である。
【図８】上側段差及び下側段差の関係と面圧分布とを例示する分布図であり、図８（ａ）は第三実施形態を、図８（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは比較例を示している。
【図９】本発明のガスケットの第四実施形態を例示する平面図である。
【図１０】図９の矢印Ｘで示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図中では、ｘを鉛直方向で、ガスケット２０の厚さ方向（積層方向）とし、ｙ、ｚをｘ方向に直交すると共に互いに直交する方向とする。なお、図１〜図７は、構成が分かり易いように寸法を変化させており、寸法は必ずしも実際に製造するものの比率とは一致させていない。
【００１７】
図１〜４に例示するように、第一実施形態のガスケット２０は、シリンダヘッドガスケットであり、エンジン１０に組み付けられている。具体的に、ガスケット２０は、締結具であるボルト１１により締結されるシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との間に挟持されている。
【００１８】
図１に例示するように、シリンダブロック１２は、シール対象孔として四つのシリンダボア１４と、シリンダボア１４の外周に形成されたウォータジャケット用の水孔や潤滑油用の油孔などの水油孔１５とが形成されている。シリンダボア１４の内部には、図示しないピストンが上下方向に往復自在に組付けられている。シリンダブロック１２は、一つのシリンダボア１４に対して四つのボルト孔１６がシリンダボア１４の外周に形成されている。
【００１９】
シリンダヘッド１３は、図示しないインジェクタや吸排気バルブが組付けられており、シリンダブロック１２のボルト孔１６に対応させたボルト孔１７が貫通している。
【００２０】
ガスケット２０は、ｘ方向下方に向って順に上層２１、中間層３０、及び下層２２の三層が積層して平板状に形成されている。上層２１及び下層２２を構成する金属板としては、ステンレス鋼などからなる弾性金属板が例示できる。
【００２１】
ガスケット２０は、貫通孔２３、２４、２５とシールビード２６とが形成されている。貫通孔２３はシリンダボア１４に、貫通孔２４は水油孔１５に、貫通孔２５はボルト孔１６、１７にそれぞれ対応しており、貫通孔２３、２４、２５は、上層２１、中間層３０、及び下層２２の全ての層を貫通している。シールビード２６は、上層２１及び下層２２に形成されていて、平面視でシリンダボア１４に対応させた貫通孔２３を環状に囲っている。
【００２２】
図２に例示するように、上層２１及び下層２２はそれぞれ、板厚Ｄ１の少なくとも一枚の金属板で構成されている。上層２１及び下層２２は、それぞれの板厚が等しければよく、複数の金属板で構成してもよい。上層２１に形成されたシールビード２６と、下層２２に形成されたシールビード２６とは、中間層３０に向って凸のフルビードであって、中間層３０に対して互いに上下対称形状を成している。上層２１及び下層２２に形成されたシールビード２６は、中間層３０に上下対称形状を成していればよく、中間層３０に向って凹のフルビードやハーフビードでもよく、複数のビードから構成してもよい。
【００２３】
中間層３０は、第一板材３１と第二板材３２とがｘ方向下方に向って順に積層して構成されている。第一板材３１及び第二板材３２を構成する金属板としては、ステンレス鋼や鋼などの鉄合金からなる金属板、それらの金属板をアニール処理したものが例示でき、互いに異なる金属から構成されてもよい。
【００２４】
中間層３０は、貫通孔２３の周囲の垂直断面において、貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部３３、面圧調整部３４、及びビード接触部３５を有している。換言すると、中間層３０の平面視において、貫通孔２３の中心から径方向外側に向って、環状の折り返し部３３、面圧調整部３４、及びビード接触部３５が同心円状に配置されている。
【００２５】
第一板材３１は、板厚Ｄ２の一枚の金属板から構成されている。第二板材３２は、板厚Ｄ３の一枚の金属板から構成されている。第二板材３２の板厚Ｄ３は、第一板材３１の板厚Ｄ２の二倍の厚さよりも厚い。
【００２６】
折り返し部３３は、第一板材３１の貫通孔２３側の周縁端３６が曲げ加工等により第二板材３２の貫通孔２３側の端部を包み込むように折り返されている。つまり、折り返し部３３は、第一板材３１がグロメット状に形成されて、折り返されたその第一板材３１が第二板材３２の貫通孔２３の周縁端３７を内包している。
【００２７】
折り返し部３３の板厚（Ｄ２×２＋Ｄ３）は、第二板材３２のｘ方向上下のそれぞれに第一板材３１が積層していることから、第一板材３１及び第二板材３２のみが積層してなるビード接触部３５の板厚（Ｄ２＋Ｄ３）よりも厚くなっている。
【００２８】
面圧調整部３４は、折り返し部３３を構成する第一板材３１及び第二板材３２が屈曲している。面圧調整部３４において、第一板材３１及び第二板材３２はｘ方向に隣接している、つまり、互いに密接している。したがって、この実施形態で、第一板材３１及び第二板材３２のｙｚ平面に対する屈曲角度は等しくなる。
【００２９】
面圧調整部３４は、その屈曲により、折り返し部３３の上側の面３３ａをビード接触部３５の上側の面３５ａよりも上方に突き出した上側段差Ｄ４（３３ａ−３５ａ）と、折り返し部３３の下側の面３３ｂをビード接触部３５の下側の面３５ｂよりも下方に突き出した下側段差Ｄ５（３３ｂ−３３ｂ）とが形成されている。
【００３０】
具体的に、面圧調整部３４は、第一板材３１及び第二板材３２を傾斜させることにより、折り返し部３３をｘ方向上方に平行移動して、折り返し部３３をビード接触部３５に対してｘ方向上方にずらしている。面圧調整部３４における第一板材３１及び第二板材３２は、折り返し部３３の端部からビード接触部３５に向って離間した第一屈曲点３８を基準にして、第二屈曲点３９に向かいｘ方向下方側に傾いている。換言すると、面圧調整部３４における第一板材３１及び第二板材３２は、第一屈曲点３８から第二屈曲点３９に至る面がｙｚ平面に対して傾いている。
【００３１】
さらに、面圧調整部３４は、第一板材３１及び第二板材３２の屈曲により、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５と異ならせている。具体的に、この実施形態で、面圧調整部３４は、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５よりも大きくしている。つまり、面圧調整部３４は、折り返し部３３において折り返された周縁端３６が存在しない上側段差Ｄ４を、周縁端３６が存在する下側段差Ｄ５よりも大きくしている。
【００３２】
ビード接触部３５は、その板厚が、折り返し部３３の板厚よりも薄くなればよく、折り返し部３３を構成する以外の板材をビード接触部３５の上下に積層してもよい。
【００３３】
図３、４は、ガスケット２０の折り返し部３３における面圧分布を例示している。図中では、面圧の大きさを縦縞模様で示している。なお、面圧は、シミュレーションにより測定したものである。図３では、ガスケット２０を挟持したシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３をボルト１１により締結した状態で、上側段差Ｄ４及び下側段差Ｄ５の関係による面圧の変化を、図４では、折り返し部３３の幅による面圧の変化を例示している。
【００３４】
図３（ａ）に例示するように、ガスケット２０は、上側段差Ｄ４が、下側段差Ｄ５よりも大きく、且つ、下側段差Ｄ５の４．０倍以下に設定されることが好ましく、下側段差Ｄ５の１．５倍以上、１．９倍以下に設定されることがより好ましい。例えば、この実施形態で、上側段差Ｄ４は下側段差Ｄ５の１．７倍の高さに設定されている。
【００３５】
この実施形態のガスケット２０では、見かけ上、上側段差Ｄ４と下側段差Ｄ５とが異なっている。しかし、実際に折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧と、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧とが略等しくなる。また、上側の面３３ａ及び上層２１が接触する部位の大部分で、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧は略均一になる。加えて、下側の面３３ｂ及び下層２２が接触する部位の大部分でも、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧は略均一になる。
【００３６】
図３（ｂ）に例示する比較例のように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５の４．０倍を超える高さになると、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧が、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧よりも平均的に大きくなり、折り返し部３３における上下の面圧が大きく異なる。また、上層２１と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の上端から上層２１に掛かる面圧が貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。
【００３７】
図３（ｃ）に例示する比較例のように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５と等しくなると、上層２１と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の上端から上層２１に掛かる面圧が貫通孔２３の径方向外側から周縁側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。また、下層２２と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の下端から下層２２に掛かる面圧が貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。
【００３８】
以上のように、ガスケット２０は、面圧調整部３４により、上側段差Ｄ４と下側段差Ｄ５との二つの段差を形成すると共に、そのうちの折り返された周縁端３６が存在しない一方の上側段差Ｄ４を、存在する他方の下側段差Ｄ５と異ならせている。具体的に、この実施形態で、ガスケット２０は、面圧調整部３４により、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５よりも大きくしている。それ故、実際に上側段差Ｄ４から上層２１に掛かる面圧と下側段差Ｄ５から下層２２に掛かる面圧とを等しくできると共に、折り返し部３３が上層２１及び下層２２に対して斜めに傾こうとする力を抑制することができる。
【００３９】
これにより、上側段差Ｄ４及び下側段差Ｄ５を形成することで生じる反力を上下で等しくして、上下の面圧を略均一にするには有利になる。また、折り返し部３３及び上層２１の接触する部位、並びに、折り返し部３３及び下層２２の接触する部位における面圧分布を略均一にするには有利になる。その結果として、折り返し部３３がグロメット構造のストッパーとして機能するので、貫通孔２３の周縁におけるシール性能を向上することがで
きる。
【００４０】
折り返した周縁端３６が存在しない側の上側段差Ｄ４を存在する側の下側段差Ｄ５に比して大きくする場合は、第一板材３１の板厚Ｄ２、第二板材３２の板厚Ｄ３、折り返し部３３の幅、及び貫通孔２３の半径Ｒ２などのパラメータにより変化させるとよい。この場合に、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５の４．０倍以下にすることが好ましく、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５の１．５倍以上、１．９倍以下にすることがより好ましい。上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５よりも大きく、且つ下側段差Ｄ５の４．０倍以下にすると、折り返し部３３が上層２１及び下層２２に対して斜めに傾こうとする力を抑制するには有利になる。さらに、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５の１．５倍以上、１．９倍以下にすると、上側段差Ｄ４及び下側段差Ｄ５を形成することで生じる反力を上下で等しくして、上下の面圧を略均一にするにも有利になる。
【００４１】
特に、この実施形態のように、第二板材３２の板厚Ｄ３が第一板材３１の板厚Ｄ２に比して厚いと、面圧調整部３４における第二板材３２の屈曲による折り返し部３３の傾動が顕著になる。したがって、中間層３０が第一板材３１及び第二板材３２の二枚の板材から構成されていて、第二板材３２の板厚Ｄ３が第一板材３１の板厚Ｄ２の二倍の厚さよりも厚いものに好適である。
【００４２】
なお、面圧調整部３４において、第一板材３１及び第二板材３２の屈曲点を互いに異ならせてもよい。例えば、第一屈曲点３８を共通の屈曲点とし、第一板材３１の第二屈曲点を第二板材３２の第二屈曲点３９よりも外側で、且つシールビード２６よりも内側に配置してもよい。
【００４３】
図４（ａ）に例示するように、ガスケット２０は、折り返し部３３のｙ、ｚ方向の幅、つまり、貫通孔２３の周縁から折り返された第一板材３１の周縁端３６までの幅は、所定の幅Ｌ１に設定されている。この幅Ｌ１は、貫通孔２３の中心から周縁端３６までの半径Ｒ１と、貫通孔２３の半径Ｒ２との差（Ｒ２−Ｒ１）により求められ、半径Ｒ１は、半径Ｒ２の１．０２倍以上、１．０７倍以下である。例えば、この実施形態で、半径Ｒ１は半径Ｒ２の１．０５倍に設定されている。
【００４４】
図４（ｂ）に例示する比較例のように、半径Ｒ１が半径Ｒ２の１．０２倍未満になると、折り返し部３３と上層２１及び下層２２との接触面積が狭くなり過ぎて、折り返し部３３から上層２１及び下層２２に掛かる面圧が過剰になる。また、接触面積が狭くなることに伴って、折り返し部３３の上端から上層２１に掛かる面圧が、貫通孔２３の径方向外側から周縁側に向って大きくなり、上層２１と折り返し部３３とが接触する部位における面圧分布が不均一になる。また、折り返し部３３の下端から下層２２に掛かる面圧が、貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って大きくなり、下層２２と折り返し部３３とが接触する部位における面圧分布が不均一になる。特に、折り返し部３３の下端から下層２２に掛かる面圧が過剰になる。
【００４５】
図４（ｃ）に例示する比較例のように、半径Ｒ１が半径Ｒ２の１．０７倍以上になると、折り返し部３３と上層２１及び下層２２との接触面積が広くなり過ぎて、折り返し部３３から上層２１及び下層２２に掛かる面圧が過小になる。
【００４６】
このように、幅Ｌ１（Ｌ１＝Ｒ２−Ｒ１）を、半径Ｒ１が半径Ｒ２の１．０２倍以上、１．０７倍以下になる幅に設定することで、折り返し部３３と上層２１及び下層２２との接触面積を過不足なく確保できる。これにより、面圧分布の均一には有利になる。
【００４７】
図５に例示するように、第二実施形態のガスケット２０は、第一実施形態と同様に、シ
リンダヘッドガスケットである。このガスケット２０は、第一実施形態に対して中間層３０の構成が異なっている。
【００４８】
この実施形態の中間層３０は、第一板材３１、及び第二板材３２に加えて、中間板材４０を有していて、第一板材３１、中間板材４０、及び第二板材３２がｘ方向下方に向って順に積層して構成されている。中間板材４０を構成する金属板としては、第一板材３１及び第二板材３２と同様にステンレス鋼や鋼などの鉄合金からなる金属板、それらの金属板をアニール処理したものが例示でき、第一板材３１及び第二板材３２とは異なる金属から構成されてもよい。
【００４９】
中間層３０は、貫通孔２３の周囲の垂直断面において、貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部３３、面圧調整部３４、及びビード接触部３５を有している。
【００５０】
第一板材３１は、板厚Ｄ２の一枚の金属板から構成されている。第二板材３２は、第一板材３１と同等の板厚Ｄ３の一枚の金属板から構成されている。なお、この実施形態の第二板材３２の板厚Ｄ３は、第一実施形態の板厚よりも薄い。
【００５１】
中間板材４０は、板厚Ｄ６の一枚の金属板から構成されている。その板厚Ｄ６は、第一板材３１の板厚Ｄ２よりも薄く設定されている。板厚Ｄ６が第一板材３１の板厚Ｄ２よりも薄くなることで、折り返し部３３の板厚が、ビード接触部３５の板厚よりも厚くなり、折り返し部３３が、グロメット構造になりストッパーとして機能する。
【００５２】
折り返し部３３は、第一板材３１の貫通孔２３側の周縁端３６が曲げ加工等により第二板材３２の貫通孔２３側の端部を包み込むように折り返されている。つまり、折り返し部３３は、第一板材３１がグロメット状に形成されて、折り返されたその第一板材３１が第二板材３２の貫通孔２３の周縁端３７を内包している。
【００５３】
面圧調整部３４は、折り返し部３３を構成する第一板材３１及び第二板材３２が互いに異なる屈曲角度α、βで屈曲している。第二板材３２のｙｚ平面に対する屈曲角度βは、第一板材３１のｙｚ平面に対する屈曲角度αよりも大きい。
【００５４】
面圧調整部３４は、第一板材３１の屈曲により第一板材３１にその板厚Ｄ２の半分以下の段差が形成される。また、面圧調整部３４は、第二板材３２の屈曲により第二板材３２に第一板材３１の板厚Ｄ２の半分以上の段差が形成される。第一板材３１におけるｘ方向の段差は、第一板材３１の上側に向いた面又は下側に向いた面のどちらか一方の段差であり、以下では、上側段差Ｄ４とする。第二板材３２におけるｘ方向の段差は、第二板材３２の上側に向いた面又は下側に向いた面のどちらか一方の段差であり、以下では、第二板材３２の折り返し部３３で下側に向いた面とビード接触部３５で下側を向いた面との中間段差Ｄ７とする。
【００５５】
さらに、面圧調整部３４は、それらの段差Ｄ４、Ｄ７により、折り返し部３３の上側の面３３ａをビード接触部３５の上側の面３５ａよりも上方に突き出した上側段差Ｄ４と、折り返し部３３の下側の面３３ｂをビード接触部３５の下側の面３５ｂよりも下方に突き出した下側段差Ｄ５とが形成されている。
【００５６】
具体的に、面圧調整部３４は、第一板材３１が屈曲角度αで、第二板材３２が屈曲角度αよりも大きい角度の屈曲角度βで、それぞれｙｚ平面に対して傾くように屈曲している。つまり、屈曲角度αは、第一板材３１における上側段差Ｄ４をその第一板材３１の板厚Ｄ２の半分以下にする角度であり、屈曲角度βは、第二板材３２における中間段差Ｄ７をその第一板材３１の板厚Ｄ２の半分以上にする角度である。
【００５７】
なお、この実施形態で、中間層３０は、ビード接触部３５にのみ存在する中間板材４０を有している。それ故、上側段差Ｄ４が第一板材３１の板厚Ｄ２の半分よりも大きくなると、折り返し部３３の下側の面３３ｂがビード接触部３５からｘ方向下方に突き出なくなる。また、中間段差Ｄ７が第一板材３１の板厚Ｄ２の半分よりも小さくなると、折り返し部３３の上側の面３３ａがビード接触部３５からｘ方向上方に突き出なくなる。
【００５８】
面圧調整部３４は、第一板材３１及び第二板材３２を互いに異なる角度で傾斜させることにより、折り返し部３３をｘ方向上方に平行移動して、折り返し部３３をビード接触部３５に対してｘ方向上方にずらしている。面圧調整部３４における第一板材３１及び第二板材３２は、第一屈曲点３８を基準にして、第二屈曲点３９に向かいｘ方向下方側に傾いている。換言すると、面圧調整部３４における第一板材３１及び第二板材３２は、第一屈曲点３８から第二屈曲点３９に至る面がｙｚ平面に対して傾いている。
【００５９】
面圧調整部３４は、第一板材３１、中間板材４０、及び第二板材３２に囲まれた隙間４１を有している。隙間４１は、垂直断面形状が第二板材３２を長辺とすると共に第一板材３１及び中間板材４０のなす角δが鈍角となる鈍角三角形状を成している。具体的に、隙間４１は、面圧調整部３４において、第一板材３１及び第二板材３２の間で環状を成していて、その垂直断面形状が鈍角三角形状を成している。
【００６０】
図６（ａ）に例示するように、ガスケット２０は、上側段差Ｄ４が、下側段差Ｄ５以上で、且つ、下側段差Ｄ５の４．０倍以下に設定されることが好ましく、上側段差Ｄ４が、下側段差Ｄ５の１．５倍以上、１．９倍以下に設定されていることがより好ましい。つまり、第二実施形態のガスケット２０は、第一実施形態とは異なり、図６（ｃ）に例示するように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５と等しくなってもよい。例えば、この実施形態で、上側段差Ｄ４は下側段差Ｄ５の１．５倍の高さに設定されている。
【００６１】
この実施形態のガスケット２０では、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧と、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧とが略等しくなる。また、上側の面３３ａ及び上層２１が接触する部位の大部分で、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧は略均一になる。加えて、下側の面３３ｂ及び下層２２が接触する部位の大部分でも、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧は略均一になる。
【００６２】
図６（ｂ）に例示する比較例のように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５の４．０倍を超える高さになると、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧が、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧よりも平均的に大きくなり、折り返し部３３における上下の面圧が大きく異なる。また、上層２１と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の上端から上層２１に掛かる面圧が貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。
【００６３】
図６（ｃ）に例示するように、ガスケット２０は、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５と等しくなると、図６（ａ）に示す実施形態に比して、面圧分布が不均一になる。一方で、図３（ｃ）に示す比較例に比して面圧分布が均一になる。
【００６４】
以上のように、ガスケット２０は、中間層３０を三枚の板材（３１、４０、３２）で構成し、第一板材３１及び第二板材３２を互いに異なる屈曲角度α、βで屈曲して、上側段差Ｄ４と下側段差Ｄ５との二つの段差を形成する。それ故、折り返し部３３を上層２１及び下層２２に対して斜めに傾けようとする力が、第一板材３１及び第二板材３２で打ち消
し合うので、面圧調整部３４により折り返し部３３が上層２１及び下層２２に対して斜めに傾こうとする力を抑制することができる。
【００６５】
これにより、折り返し部３３及び上層２１の接触する部位、並びに、折り返し部３３及び下層２２の接触する部位における面圧分布を略均一にするには有利になり、折り返し部３３がグロメット構造によるストッパーとして機能することができる。これに伴って、貫通孔２３の周縁におけるシール性能を向上することができる。
【００６６】
上記のガスケット２０は、面圧調整部３４が隙間４１を有していて、その隙間４１の垂直断面形状が鈍角三角形状を成している。それ故、その鈍角三角形状のパラメータ（中間板材４０の板厚Ｄ６、なす角δなど）を調節することにより容易に折り返し部３３から上層２１及び下層２２に掛かる面圧分布をコントロールすることができる。
【００６７】
また、ビード接触部３５にのみ存在する中間板材４０を設けることで、ビード接触部３５の厚さをコントロールすることができるので、折り返し部３３の面圧調整に有利になると共に、ビード接触部３５における面圧調整にも有利になる。
【００６８】
図７、８に例示するように、第三実施形態のガスケット２０は、第一実施形態に対して、折り返し部３３の幅が所定の幅Ｌ１の範囲内で狭くなっている。そこで、このガスケット２０は、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５よりも小さくしている。
【００６９】
図８（ａ）に例示するように、ガスケット２０は、上側段差Ｄ４が、下側段差Ｄ５よりも小さく、且つ、下側段差Ｄ５の０．６７倍以上に設定されることが好ましい。例えば、この実施形態で、上側段差Ｄ４は下側段差Ｄ５の０．７倍の高さに設定されている。
【００７０】
この実施形態のガスケット２０では、見かけ上、上側段差Ｄ４と下側段差Ｄ５とが異なっている。しかし、実際に折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧と、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧とが略等しくなる。また、上側の面３３ａ及び上層２１が接触する部位の大部分で、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧は略均一になる。加えて、下側の面３３ｂ及び下層２２が接触する部位の大部分でも、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧は略均一になる。
【００７１】
図８（ｂ）に例示する比較例のように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５の０．６７未満の高さになると、折り返し部３３の下側の面３３ｂから下層２２に掛かる面圧が、折り返し部３３の上側の面３３ａから上層２１に掛かる面圧よりも圧倒的に大きくなり、折り返し部３３における上下の面圧が大きく異なる。
【００７２】
図８（ｃ）に例示する比較例のように、上側段差Ｄ４が下側段差Ｄ５と等しくなると、上層２１と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の上端から上層２１に掛かる面圧が貫通孔２３の径方向外側から周縁側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。また、下層２２と折り返し部３３とが接触する部位で、折り返し部３３の下端から下層２２に掛かる面圧が貫通孔２３の周縁側から径方向外側に向って大きくなり、面圧分布が不均一になる。
【００７３】
以上のように、ガスケット２０は、面圧調整部３４により、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５よりも小さくしている。それ故、実際に上側段差Ｄ４から上層２１に掛かる面圧と下側段差Ｄ５から下層２２に掛かる面圧とを等しくできると共に、折り返し部３３が上層２１及び下層２２に対して斜めに傾こうとする力を抑制することができる。
【００７４】
第一実施形態や第三実施形態に例示するように、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５に比して大きくする割合や小さくする割合は、第一板材３１の板厚Ｄ２、第二板材３２の板厚Ｄ３、折り返し部３３の幅、及び貫通孔２３の半径Ｒ２などのパラメータにより変化させるとよい。
【００７５】
折り返した周縁端３６が存在しない側の上側段差Ｄ４を存在する側の下側段差Ｄ５に比して小さくする場合は、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５の０．６７倍以上にすることが好ましい。上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５よりも小さく、且つ下側段差Ｄ５の０．６７倍以上にすると、上側段差Ｄ４及び下側段差Ｄ５を形成することで生じる反力を上下で等しくして、上下の面圧を略均一にするには有利になる。
【００７６】
図９、１０に例示するように、第四実施形態のガスケット２０は、第二実施形態と同様に、シリンダヘッドガスケットである。このガスケット２０は、第二実施形態に対して上層２１及び下層２２に形成されたシールビード２６が異なっている。
【００７７】
ガスケット２０は、上層２１及び下層２２において、隣り合う貫通孔２３のそれぞれを環状に囲む二つのシールビード２６が、隣り合う貫通孔２３の間で、一つに会合している。つまり、隣り合う貫通孔２３の間の領域では、隣り合う貫通孔２３のそれぞれは、共通のシールビード２６によりシールされている。
【００７８】
このように、隣り合う貫通孔２３の間で、シールビード２６が一つに会合することで、隣り合う貫通孔２３の間を狭めることが可能になる。これにより、ガスケット２０のコンパクト化には有利になる。
【００７９】
既述した実施形態で、水油孔に対応した貫通孔２４の周縁にも、同様のグロメット構造を適用してもよい。
【００８０】
既述したガスケット２０は、シリンダヘッドガスケットに限定されずに、例えば、フランジ用ガスケットやエキゾーストマニホールド用のガスケットなど、貫通孔２３を有しているガスケットであれば適用可能である。
【００８１】
既述した実施形態で、中間層３０において、第一板材３１を上側に、第二板材３２を下側に積層した例を説明したが、中間層３０は、上下を逆さまにしてもよい。また、第一板材３１、第二板材３２、及び中間板材４０は、一枚の板材に限定されずに、複数枚が積層したものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
２０  ガスケット
２１  上層
２２  下層
２３  貫通孔
２６  シールビード
３０  中間層
３１  第一板材
３２  第二板材
３３  折り返し部
３４  面圧調整部
３５  ビード接触部
３６  周縁端
４０  中間板材
Ｄ２  第一板材の板厚
Ｄ４  上側段差
Ｄ５  下側段差
【図１】
2018135979.tif 000003
【図２】
2018135979.tif 000004
【図３】
2018135979.tif 000005
【図４】
2018135979.tif 000006
【図５】
2018135979.tif 000007
【図６】
2018135979.tif 000008
【図７】
2018135979.tif 000009
【図８】
2018135979.tif 000010
【図９】
2018135979.tif 000011
【図１０】
2018135979.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月22日(2018.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、
前記中間層は、少なくとも二枚の板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、
前記折り返し部は、前記板材のうちの一方の板材の周縁端が、他方の板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、
前記面圧調整部は、それを構成する全ての板材が屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出して上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出して下側段差を形成し、
前記上側段差と前記下側段差のうちの折り返された前記周縁端が存在しない一方の段差を、存在する他方の段差の１．５倍以上、且つその他方の段差の１．９倍以下にすることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
前記折り返し部は、前記貫通孔の中心から折り返された前記周縁端までの半径を前記貫通孔の半径の１．０２倍以上、１．０７倍以下にする請求項１に記載のガスケット。
【請求項３】
前記中間層は、前記他方の板材の板厚が前記一方の板材の板厚よりも二倍以上厚い請求項１又は２に記載のガスケット。
【請求項４】
前記中間層は、前記ビード接触部において、前記二枚の板材の間に挟持される少なくとも一枚の中間板材をさらに有し、この中間板材の板厚は前記一方の板材の板厚よりも薄く、
前記面圧調整部は、それを構成する前記二枚の板材の屈曲角度が互いに異なり、それら二枚の板材の間に隙間が形成されて、前記上側段差及び前記下側段差のそれぞれを前記一方の板材の板厚の半分以下にする請求項１又は２に記載のガスケット。
【請求項５】
前記面圧調整部は、前記一方の板材、前記中間板材、及び前記他方の板材に囲まれた隙間を有し、この隙間の垂直断面形状が前記他方の板材を長辺とすると共に前記一方の板材
及び前記中間板材のなす角が鈍角となる鈍角三角形状を成している請求項４に記載のガスケット。
【請求項６】
前記上層及び前記下層において、隣り合う前記貫通孔のそれぞれを環状に囲む二つの前記シールビードが、隣り合う前記貫通孔の間で、一つに会合する請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスケット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の課題を解決するための第一発明のガスケットは、上方から下方に向って順に上層、中間層、及び下層の三層が積層してなり、その三層を貫通した貫通孔と、前記上層及び前記下層にその貫通孔を環状に囲って前記中間層に対して互いに上下対称形状となるシールビードと、が形成されているガスケットにおいて、前記中間層は、少なくとも二枚の板材が積層してなり、前記貫通孔の周縁側から径方向外側に向って順に折り返し部、面圧調整部、及びビード接触部を有し、前記折り返し部は、前記板材のうちの一方の板材の周縁端が、他方の板材の前記貫通孔側の端部を包み込むように折り返してなり、前記折り返し部の厚さが前記ビード接触部の厚さよりも厚く、前記面圧調整部は、それを構成する全ての板材が屈曲して、前記折り返し部の上側の面を前記ビード接触部の上側の面より上方に突き出して上側段差を形成し、前記折り返し部の下側の面を前記ビード接触部の下側の面よりも下方に突き出して下側段差を形成し、前記上側段差と前記下側段差のうちの折り返された前記周縁端が存在しない一方の段差の高さを、存在する他方の段差の高さの１．５倍以上、且つその他方の段差の高さの１．９倍以下にすることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【図１】本発明のガスケットの第一実施形態を例示する斜視図である。
【図２】図１の矢印ＩＩで示す断面図である。
【図３】上側段差及び下側段差の関係と面圧分布とを例示する分布図であり、図３（ａ）は第一実施形態を、図３（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは比較例を示している。
【図４】折り返し部の幅と面圧分布とを例示する分布図であり、図４（ａ）は第一実施形態を、図４（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは比較例を示している。
【図５】本発明のガスケットの第二実施形態を例示する断面図である。
【図６】上側段差及び下側段差の関係と面圧分布とを例示する分布図であり、図６（ａ）、（ｃ）は第二実施形態を、図６（ｂ）は比較例を示している。
【図７】本発明のガスケットの第三実施形態を例示する平面図である。
【図８】図７の矢印Ｘで示す断面図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
第一実施形態や第二実施形態に例示するように、上側段差Ｄ４を下側段差Ｄ５に比して大きくする割合は、第一板材３１の板厚Ｄ２、第二板材３２の板厚Ｄ３、折り返し部３３の幅、及び貫通孔２３の半径Ｒ２などのパラメータにより変化させるとよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
図７、８に例示するように、第三実施形態のガスケット２０は、第二実施形態と同様に、シリンダヘッドガスケットである。このガスケット２０は、第二実施形態に対して上層２１及び下層２２に形成されたシールビード２６が異なっている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2018135979.tif 000013
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2018135979.tif 000014
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2018135979.tif 000015
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2018135979.tif 000016
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】削除
【補正の内容】