(57)【要約】      （修正有）【課題】従来技術欠点を解消するため、ボア歪みおよびライナの凹変形を低減させかつ大きい動的ヘッドリフティングに適合させると同時に、荷重を開口の周囲で周方向により均一に分散させる。【解決手段】一体にクランプすべき両係合部材間のシーリングを必要とする開口または他の領域に隣接するオフセットしたシーリング部分から横方向外方に間隔を隔てているオフセットした可撓性ストッパ部分を有する一つかそれ以上のキャリアを有するシーリングガスケットアセンブリ。オプショナルシムは、前記キャリアに整合または隣接されて配置される。該キャリヤ及び/又は該シムの少なくとも一部には、例えばスクリーン印刷等により弾性シーリング材料が付着される。ガスケットは、互いにシールすべき部材間に相対運動が生じる虞れがあるシリンダヘッドおよびシリンダブロック、吸気マニホルドおよび排気マニホルド、パイピングその他の流体搬送装置に有利に使用できる。【選択図】図１
2005172225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対の部材の長手方向に対向する係合面間をシールするガスケットアセンブリであって、前記少なくとも１対の部材はこれらの間にガスケットアセンブリを強制的に一体係合させてクランプし、前記係合面は開口を有し、該開口は、前記部材が一体に係合されたときに互いに横方向に整合されて長手方向に連通する構成のガスケットアセンブリにおいて、
横方向に延びている第一および第二側面をそれぞれ備えた比較的剛性の高い少なくとも２つのキャリヤを有し、第一および第二側面はこれらの間に長手方向の厚さを形成し、前記キャリヤはこれを貫通するガスケット開口を有し、該ガスケット開口は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに部材の係合面の開口と横方向に整合されて長手方向に連通し、
前記ガスケット開口に横方向に隣接して配置され、キャリヤの長手方向に可撓性を有する内側シーリング部分を有し、該内側シーリング部分はキャリヤの残部に対して長手方向にオフセットしており、前記内側シーリング部分は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに第一の部材に向かって長手方向にオフセットされ、前記内側シーリング部分は、横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置された弾性シーリング材料を備え、該弾性シーリング材料は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに部材の係合面とシーリング係合し、
前記ガスケット開口から横方向に間隔を隔てておりかつ内側シーリングに対して横方向外方に配置された、前記キャリヤの長手方向に可撓性を有する外側ストッパ部分を更に有し、該外側ストッパ部分は、前記第一の部材の方向に配向された可撓性ストッパの側面でキャリヤの残部に対して長手方向に凸状であり、かつ前記第二の部材の方向に配向された可撓性ストッパの反対側の側面でキャリヤの残部に対して長手方向に凹状であり、前記可撓性を有するストッパは、内側シーリング部分の長手方向圧縮量を可撓性をもって制限しかつ内側シーリング部分より低い可撓性を有し、これにより、内側シーリング部分は、両部材が一体に係合されるときの部材間の相対運動時に、両部材の係合面とシーリング係合した状態に維持されることを特徴とするガスケットアセンブリ。
【請求項２】
前記キャリヤより実質的に高い可撓性を有しかつ前記少なくとも一つのキャリヤの横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置される弾性シーリング材料を有し、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに、前キャリヤは、部材係合面の方向に配向されたことを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３】
前記内部シーリング部分は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに、部材係合面の方向に配向され、内部シーリング部分の横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置される弾性シーリング材料を有することを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項４】
前記内側シーリング部分は、可撓性ストッパ部分の長手方向凸状の度合いより大きい度合いで長手方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項５】
前記内側シーリング部分は、前記可撓性ストッパの横方向寸法より大きい横方向寸法を有することを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも一つの可撓性ストッパ部材は、ガスケットが両係合部材間でクランプされたときに第二の部材を向いた凹側面内に配置されかつ該凹側面を少なくとも部分的に充填する弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの可撓性ストッパは、ガスケットが両係合部材間でクランプされたときに横方向に延びた側面の少なくとも一部の上に配置される弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項８】
前記可撓性ストッパ部材は、前記第二の部材を向いたその凹側面内に配置されかつ該凹側面を少なくとも部分的に充填する付加量の弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項７記載のガスケットアセンブリ。
【請求項９】
前記比較的高い剛性を有するキャリヤはそれぞれ単層キャリヤであることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのキャリヤは金属を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのキャリヤはスチールを含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのキャリヤは合成樹脂を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１３】
前記弾性シーリング材料はゴムを含む材料であることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１４】
前記弾性シーリング材料はエラストマーを含む材料であることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１５】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの横方向に延びている側面の実質的に全部を覆っていることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１６】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの少なくとも一部に隣接していることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１７】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの少なくとも一部の上にスクリーン印刷されていることを特徴とする請求項２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１８】
前記ガスケットは、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項１９】
前記ガスケットは、ガス圧縮機のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２０】
前記ガスケットは、ガス状流体搬送装置の係合フランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２１】
前記ガスケットは、液状流体搬送装置の係合フランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２２】
前記ガスケットは、係合されるパイプのフランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２３】
前記ガスケットは、係合されるマニホルドのフランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２４】
前記ガスケットは、包囲体の内部を形成する部材の係合面間でクランプされて、包囲体の外部から包囲体の内部をシーリング隔絶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２５】
前記ガスケットは、解放可能に一体に係合される部材の係合面間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２６】
前記ガスケットは、間欠的に一体に係合される部材の係合面間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２７】
前記キャリヤの少なくとも一部は分離されているが、前記弾性シーリング材料からなる部分により相互連結されていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２８】
前記係合部材は燃料電池の構成要素であることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項２９】
シムが前記キャリア間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３０】
前記キャリヤより実質的に高い可撓性を有し、かつ前記シムの少なくとも一つの側面の少なくとも一部に配置される弾性シーリング材料を有することを特徴とする請求項２９記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３１】
少なくとも１対の部材の長手方向に対向する係合面間をシールするガスケットアセンブリであって、前記少なくとも１対の部材はこれらの間にガスケットアセンブリを強制的に一体係合させてクランプし、前記係合面は開口を有し、該開口は、前記部材が一体に係合されたときに互いに横方向に整合されて長手方向に連通する構成のガスケットアセンブリにおいて、
横方向に延びている第一および第二側面をそれぞれ備えた比較的剛性の高い少なくとも一つのキャリヤを有し、第一および第二側面はこれらの間に長手方向の厚さを形成し、前記キャリヤはこれを貫通するガスケット開口を有し、該ガスケット開口は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに部材の係合面の開口と横方向に整合されて長手方向に連通し、
前記キャリアと、前記少なくとも一つの部材の間に位置する前記キャリアの横方向に延びている少なくとも一つの側面に隣接して配置されるシムと、前記シムはこれを貫通するガスケット開口を有し、該開口は、該キャリアを通じてガスケット開口と横方向に整合されて長手方向に連通し、
前記ガスケット開口に横方向に隣接して配置され、キャリヤの長手方向に可撓性を有する内側シーリング部分を有し、該内側シーリング部分はキャリヤの残部に対して長手方向にオフセットしており、前記内側シーリング部分は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに第一の部材に向かって長手方向にオフセットされ、
前記ガスケット開口から横方向に間隔を隔てておりかつ内側シーリングに対して横方向外方に配置された、前記キャリヤの長手方向に可撓性を有する外側ストッパ部分を更に有し、該外側ストッパ部分は、前記第一の部材の方向に配向された可撓性ストッパの側面でキャリヤの残部に対して長手方向に凸状であり、かつ前記第二の部材の方向に配向された可撓性ストッパの反対側の側面でキャリヤの残部に対して長手方向に凹状であり、前記可撓性を有するストッパは、内側シーリング部分の長手方向圧縮量を可撓性をもって制限しかつ内側シーリング部分より低い可撓性を有し、これにより、内側シーリング部分は、両部材が一体に係合されるときの部材間の相対運動時に、両部材の係合面とシーリング係合した状態に維持されることを特徴とするガスケットアセンブリ。
【請求項３２】
前記キャリヤより実質的に高い可撓性を有する弾性シーリング材料を更に有し、該弾性シーリング材料は前記シムの少なくとも一つの側面に配置されることを特徴とする請求項３１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３３】
前記キャリヤより実質的に高い可撓性を有しかつ前記少なくとも一つのキャリヤの横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置される弾性シーリング材料を有し、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに、前キャリヤは、部材係合面の方向に配向されたことを特徴とする請求項３１記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３４】
前記内部シーリング部分は、ガスケットアセンブリが係合部材間にクランプされたときに、部材係合面の方向に配向され、内部シーリング部分の横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置される弾性シーリング材料を有することを特徴とする請求項３２記載のガスケットアセンブリ。
【請求項３５】
前記内側シーリング部分は、可撓性ストッパ部分の長手方向凸状の度合いより大きい度合いで長手方向にオフセットしていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項３６】
前記内側シーリング部分は、前記可撓性ストッパの横方向寸法より大きい横方向寸法を有することを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項３７】
前記可撓性ストッパ部材は、ガスケットが両係合部材間でクランプされたときに第二の部材を向いた凹側面内に配置されかつ該凹側面を少なくとも部分的に充填する弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項３８】
前記可撓性ストッパは、ガスケットが両係合部材間でクランプされたときに両部材の係合面とシーリング係合する、横方向に延びた側面の少なくとも一部の上に配置される弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項３９】
前記可撓性ストッパ部材は、前記第二の部材を向いたその凹側面内に配置されかつ該凹側面を少なくとも部分的に充填する付加量の弾性シーリング材料を有していることを特徴とする請求項３８記載のガスケット。
【請求項４０】
前記キャリヤは金属を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項４１】
前記キャリヤはスチールを含む材料で形成されていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項４２】
前記キャリヤは合成樹脂を含む材料で形成されていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項４３】
前記弾性シーリング材料はゴムを含む材料であることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項４４】
前記弾性シーリング材料はエラストマーを含む材料であることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項４５】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの横方向に延びている少なくとも一つの側面を実質的に全部を覆っていることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項４６】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの少なくとも一部に隣接していることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項４７】
前記弾性シーリング材料は、前記少なくとも一つのキャリヤの少なくとも一部の上にスクリーン印刷されていることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項４８】
前記ガスケットは、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項４９】
前記ガスケットは、ガス圧縮機のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５０】
前記ガスケットは、ガス状流体搬送装置の係合フランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５１】
前記ガスケットは、液状流体搬送装置の係合フランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５２】
前記ガスケットは、係合されるパイプのフランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５３】
前記ガスケットは、係合されるマニホルドのフランジ間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５４】
前記ガスケットは、包囲体の内部を形成する部材の係合面間でクランプされて、包囲体の外部から包囲体の内部をシーリング隔絶することを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５５】
前記ガスケットは、解放可能に一体に係合される部材の係合面間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５６】
前記ガスケットは、間欠的に一体に係合される部材の係合面間でクランプされるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のガスケット。
【請求項５７】
前記キャリヤの少なくとも一部は分離されているが、前記弾性シーリング材料からなる部分により相互連結されていることを特徴とする請求項３２記載のガスケット。
【請求項５８】
前記係合部材は燃料電池の構成要素であることを特徴とする請求項３１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、２以上の部材の対向係合面間をシーリングして強制的に一体化するガスケット、および対向係合面間にシーリングガスケットをクランプする技術に関し、より詳しくは、ユニークなエンボスメントおよび可撓性ストッパ部分を備えていることが好ましい単層キャリヤを有するガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば内燃機関（エンジン）のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシールに使用される慣用ガスケットは、例えばばね鋼からなる２以上のキャリヤ部材を有し、該キャリヤ部材は、適当なシーリング並びにシリンダヘッドの動的リフティングまたはシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の他の相対運動に適合させるのに必要な復元性を得るための種々のエンボスメントを有している。このようなガスケットは、高い剛性をもつ金属または他の材料からなる薄い付加ストリップであるストッパを有しているものが多い。ストッパはガスケットの燃焼開口に隣接しまたは該開口の近くに配置され、これにより燃焼開口領域の周囲の荷重を充分に分散させて、隣接する燃焼シーリング・エンボスメントの過大圧縮を防止する。このような構造では、一般にストッパは、キャリヤ上に溶接されるか、燃焼開口の周囲のキャリヤの折返し部分から形成される。これらの設計では、ストッパは一次シールとして機能し、１以上の他のエンボスメントは二次シールとして機能する。
【特許文献１】米国特許第５，９８８，６５１号
【特許文献２】欧州特許公開公報１１７９６９５  Ａ２
【特許文献３】ＳＡＥ２０００−０１−１３４８
【特許文献４】ＳＡＥ２０００−０１−１１８８
【０００３】
このような従来技術の構造は比較的首尾良く機能を遂行するが、しばしば、ストッパの高い剛性により引起こされる或る欠点、例えば高いボア歪み、シリンダライナの凹変形および動的ヘッドリフティング等を受ける。このような欠点は、しばしば、高剛性ストッパがガスケット、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの燃焼開口にまたは該燃焼開口に近接して配置されることにより、更に悪化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このようなガスケット設計を改善し、上記並びに他の形式のガスケットの欠点に対処するため、ボア歪みおよびライナの凹変形を低減させかつ大きい動的ヘッドリフティングに適合させると同時に、荷重を燃焼開口の周囲で周方向により均一に分散させることを目的とする。また、本発明による好ましい形態のガスケットは低コストの単層キャリヤを有するため、多層構造により引起こされる大きいクリープから生じる負荷損を大幅に低減させ、かつ多数の層間の不整合、多層間に累積される誤差およびこれに関連する負荷変化をなくすことができる。本発明による好ましい形態のガスケットは、所望の相対可撓性をもつように予め選択されているキャリヤエンボスメントを考慮に入れており、該キャリヤエンボスメントは、シールすべき部材間の相対運動に従動できる大きい能力を付与しかつ従来技術の多層ガスケットの能力を上回る、部材の粗い係合面に適合できるようにガスケット能力を増大する。本発明に従って構成されたガスケットは、例えば内燃機関またはガス圧縮機における種々のシリンダヘッドおよびシリンダブロックに適用でき、並びに吸気マニホルドまたは排気マニホルドのシーリング、燃料電池部品のシーリングおよび他の種々の自動車または非自動車の工業的用途に適用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、開口を備えかつ連続的または少なくとも間欠的に強制的に一体係合される２以上の部材の対向係合面間をシールするガスケットであって、互いに長手方向に連通するように横方向に整合される構成の改善されたガスケットを提供する。本発明によるガスケットは、横方向に延びている第一および第二側面または表面を備えたキャリヤを有し、第一および第二側面はこれらの間に長手方向の厚さを形成する。キャリヤはガスケット開口（並びに、所与の用途に必要な他のクーラント開口、潤滑剤開口またはその他の開口）を有し、該ガスケット開口は、ガスケットが係合部材間にクランプされたときに両部材の係合面の開口と横方向に整合されて長手方向に連通される。好ましいキャリヤは長手方向に弾性的な可撓性を有するが、ガスケットの他の構成要素と比較して高い剛性を有する。キャリヤ材料より実質的に高い可撓性を有する弾性シーリング材料は、キャリヤの横方向に延びている側面の少なくとも一部に配置され、ガスケットが両係合部材間にクランプされたときに、これらの開口に少なくとも隣接する両部材の係合面とシーリング係合する。
【０００６】
キャリヤは、ガスケット開口に横方向に隣接して配置される、長手方向に可撓性を有する内側シーリング部分を有し、該内側シーリング部分はキャリヤ部分の残部に対して（または、内側シーリング部分の横方向外方に配置された中間キャリヤ部分に対して）長手方向にオフセットしている。好ましくは内側シーリング部分は、ガスケットが係合部材間にクランプされたときに部材の第一の係合面に向かって長手方向にオフセットしていて、比較的高い剛性を有する（但し、依然として弾性的可撓性を有している）キャリヤをエンボス加工し、並びに当業者に知られた他の成形方法または装置により形成できる。内側シーリング部分は、好ましくは、上記弾性シーリング材料を有し、該弾性シーリング材料は、横方向に延びている側面の少なくとも一部の上に配置され、ガスケットが係合部材間にクランプされたときに部材の係合面とシーリング係合する。キャリヤのこれらの特徴は、弾性シーリング材料の付着前または付着後に、例えばエンボスメントとして形成できる。
【０００７】
好ましいキャリヤは、ガスケットの開口から横方向に間隔を隔てた、長手方向に可撓性を有する外側ストッパ部分を更に有し、これにより、内側シーリング部分および可撓性ストッパ部分は上記中間部分の対向側面上に配置されるか、少なくとも、可撓性ストッパ部分は、内側シーリング部分に対して横方向外方に（すなわち、中間キャリヤ部分を用いて、または用いることなく）配置される。好ましい可撓性ストッパ部分は、一方の係合面の方向に配向された可撓性ストッパの側面でキャリヤの残部に対して（または中間キャリヤ部分に対して）長手方向に凸状であり、かつ部材の他の係合面の方向に配向された可撓性ストッパの反対側の側面でキャリヤの残部に対して（または中間キャリヤ部分に対して）長手方向に凹状である。従って、例えば全体として台形の形状を有するストッパは、シーリング部分の長手方向圧縮量を可撓性をもって弾性的に制限するが、一般に内側シーリング部分より低い可撓性を有する。かくして、内側シーリング部分は、両部材が一体に係合されるときの部材間の相対運動時に、両部材の係合面とのシーリング係合が維持される。
【０００８】
本発明の好ましい形態では、内側シーリング部分は、可撓性ストッパの長手方向凸状度合いより大きい度合いで長手方向にオフセットしており、これにより、可撓性ストッパの圧縮前に内側シーリング部分が撓むことが確保される。また、弾性シーリング材料は、可撓性ストッパ部材の凹側面内に配置されかつ該凹側面を完全にまたは少なくとも部分的に充填することが好ましい。しかしながら、特定用途では、本発明の任意の実施形態において、可撓性ストッパの凹状側面を完全に充填することから弾性シーリングを任意に省略することも満足できるものである。
【０００９】
当業者ならば添付図面および以下の説明および特許請求の範囲の記載から容易に理解されようが、本発明によるガスケットのいずれかの実施形態では、内側シーリング部分は、任意であるが、例えば「Ｚ型」ハーフ・エンボスメントまたは傾斜したすなわちアングル状の部分エンボス形状または湾曲形状等の種々の形態で長手方向にオフセットさせることができる。また、任意であるが、キャリヤの内側シーリング部分は、キャリヤの一部として曲げるかエンボス加工することにより一体成形する代わりに、キャリヤ部材の残部から実質的に分離して形成するのであるが、弾性シーリング材料で形成された２以上の連結ストラットまたは１以上の「一体ヒンジ（living hinges）」により所定位置に相互連結しかつ保持することもできる。このような一体ヒンジ（単一または複数）は、内側シーリング部分、中間キャリヤ部分および／または可撓性ストッパの任意の対または任意の組合せの間に設けることができる。本発明の幾つかの実施形態または全ての実施形態では、任意であるが、２以上の可撓性ストッパを設け、このような複数の可撓性ストッパを、長手方向対向方向、同じ長手方向またはこれらの任意の組合せ方向に向けることができる。
【００１０】
また、本発明によるガスケットは、例えば、内燃機関、ガス圧縮機または液体ガス状流体を収容するシール型シリンダを備えた他の装置のシリンダヘッドとシリンダブロックとのシーリング、吸気マニホルド、排気マニホルドまたは他の流体搬送マニホルドのシーリング、パイピングフランジ間のシーリング、またはハウジングまたは包囲体の外部からのこれらの内部のシーリング隔絶等の広範囲の種々の用途に有利に使用できることに留意されたい。本発明は、熱的、機械的または特定用途により与えられる流体的条件または環境により、シールすべき部材間に相対運動が生じる場合に特に有効である。当業者ならば、本発明によるガスケットの他の多くの有利な用途を考え得るであろう。
【００１１】
さらに、本発明による１つ以上の層を有するガスケットは所望により種々の用途に有利に使用できることに留意されたい。例えば、本発明のガスケットアセンブリに代わり、従来のガスケット又はガスケットアセンブリの厚さと合致させる為に余分な厚みが必要とされるような場合や、本発明の特徴である可撓性ストッパとの接合部において特別な（増加した）スプリング率、負荷、及び/又は撓みが必要とされる場合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の他の目的、長所および特徴は、添付図面を参照して述べる以下の説明および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
【００１３】
図１〜図２０には、本発明によるガスケットの種々の実施形態が示されている。例示のみを目的として、図１〜図１３及び図１５〜図２０は、主として内燃機関、ガス圧縮機または他の同様に構成された装置のシリンダヘッドおよびシリンダブロックの係合面間をシールするシリンダヘッドガスケットに関するものである。しかしながら、以下の記載および特許請求の範囲の記載から当業者には明らかであろうが、図１〜図１３及び図１５〜図図２０に示すように、本発明の原理は、適正なシーリングおよび可撓性が２以上の部材の対向係合面間に望まれる例えばフランジ付きパイピング部品、包囲すなわちハウジングシール、パイピングシステムのマニホルドシールまたは他の装置のような自動車工業領域および非自動車工業領域にも等しく適用できることに留意されたい。
【００１４】
先ず図１〜図４および図６に示すように、本発明の好ましい一実施形態は、係合部材１２と係合部材１４との間のシーリングを行う例示実施形態１０として示されており、該ガスケット１０は、これらの両部材１２、１４間で、例えばボルトその他の慣用クランプ器具により一体係合的にクランプされる。係合部材１２，１４は横方向に延びているそれぞれの係合面１３、１５を有し、これらの係合面１３、１５は、流体を両係合部材１２、１４間でほぼ長手方向２２に導くように構成されたそれぞれの開口１６、１８を包囲している。
【００１５】
図１のガスケット１０は、比較的高い剛性を有するが可撓性をも有しているキャリヤ２４と、横方向に延びているガスケット側面２６、２８と、非常に高い可撓性を有する弾性シーリング材料３２からなる全面コーティング（または少なくとも部分的なコーティング）と、両部材１２、１４の開口１６、１８間を長手方向に連通させるようにこれらの開口１６、１８と横方向に整合できるガスケット開口２０とを有している。ガスケット１０は更に、長手方向にオフセットした内側シーリング部分３６と、中間部分３８と、長手方向にオフセットした可撓性ストッパ４０とを有している。
【００１６】
好ましくは、例えば可撓性ストッパ４０（該ストッパは、「フル・エンボスメント」として特徴付けることができる）は、内側シーリング部分３６（該部分は、「ハーフ・エンボスメント」として特徴付けることができる）より小さい度合いで長手方向にオフセットされる。従来技術のガスケットのより高い剛性のストッパとは異なり、可撓性ストッパ４０はガスケット開口２０（並びに係合部材の開口１６、１８）から間隔を隔てており、ガスケットの第一シーリング要素（すなわち内側シーリング部分３６）および中間部分３８は、可撓性ストッパ４０とガスケット開口２０との間に位置している。可撓性ストッパ４０は、好ましくは凸側面４２および凹側面４４を有し、これらの側面４２、４４のいずれかを係合部材１２または１４のいずれかの方向に向けることができる。任意であるが、凹側面４４は、弾性シーリング部材３２で単にコーティングするか、弾性シーリング部材３２で部分的にまたは完全に充填することができる。所与の用途において必ずしも必要ではないが、一般的に、内側シーリング部分３６は、可撓性ストッパ４０より高い可撓性を有する。
【００１７】
キャリヤ４０の材料の例として、半剛性の合成材料または天然材料、金属または非金属があり、これらの一例として、厚さ３ｍｍ（約０．００２ｍｍ〜０．００５ｍｍ。所与の用途ではこれより広範囲の厚さにすることができる）の硬質３０１ステンレスばね鋼からなる材料がある。特定用途において小さいばね力が望まれる場合には、もちろん、より低い硬度のスチールまたは他の材料を使用することもできる。しかしながら、より軟らかいこのような材料は、時間経過につれて、係合部材間の相対運動から生じるような、無負荷状態での復元性能の低下を呈する。例えば焼入れ炭素鋼、インコネル、チタンまたは当業者に知られた他の材料のような他の金属または合金を本発明に使用することもできる。
【００１８】
図示の例における弾性シーリング材料３２の例として、キャリヤ自体の形成前にキャリヤ材料に適用される材料、キャリヤが形成された後にキャリヤ上にコーティングされる材料、またはガスケット開口２０または流体開口（例えば潤滑剤または冷却液等のための開口）、ボルト孔等に隣接する所望領域のみを局部的にコーティングする材料がある。このような弾性シーリング材料３２は、好ましくは、内側シーリング部分３６、中間部分２４または可撓性ストッパ４０のいずれかまたは全ての少なくとも両側に配置される。ガスケット２０の局部領域にのみ適用すべきことを望む場合には、弾性シーリング材料３２は、例えばスクリーン印刷のような種々の方法で付着される。この点に関しては、可撓性ストッパ４０の凹側面４４は単にコーティングするに留めるか（例えば、図９に示すストッパ１４０の凹側面１４４参照）、キャリヤ２４のコーティングの一部、大部分または全部に亘って、弾性シーリング材料３２で部分的または完全に充填できることに留意されたい。本発明の一形態では、好ましい弾性シーリング材料はＦＫＭであり、その厚さは約０．０００２〜０．０３インヂであるが、特定用途での要求に応じて非常に広範囲の厚さを使用できる。広範囲の用途のいずれかに適した他の弾性適合材料として例えばニトリルまたはシリコーンがある。
【００１９】
図３では、ガスケット１０が両係合部材１２、１４の間で部分的に圧縮された状態が示されている。この状態並びにより完全に圧縮された他の状態では、一般に内側シーリング部分３６が最初に撓み、開口１６、１８、２０の回りに一次シーリングを形成する。一般に内側シーリング部分３６よりも低い可撓性を有する可撓性ストッパ４０は、内側シーリング部分３６の圧縮量すなわち撓み量を制限するが、従来技術の非常に剛性の高いストッパとは異なり、この機能をフレキシブルに遂行する。これにより、特に、圧縮、燃焼、排気または他の圧力変動により両部材１２、１４間に相対運動が生じる場合のように低い負荷条件の場合に、ガスケットが両係合部材１２、１４間に、より有効で、反復性がありかつ信頼性を有するシーリングを形成することを可能にする。
【００２０】
この長所は、図４に更に示されており、本発明は、例えば全設計作動範囲に亘って、図５に示すような従来技術の一般的な多層ガスケットより高いシーリング荷重（従ってより高い耐漏性）が得られる。この長所の比較は、係合部材の対向係合面（例えば、部材１２、１４の係合面１３、１５）上の接触応力が係合面上の種々の位置１〜８で図式的に示されている図７ａおよび図７ｂ（従来技術）および図８ａおよび図８ｂからも明白であろう。
【００２１】
再び図５を参照すると、ガスケット６０のような従来技術の多層ガスケットは、各層の両側にシーリング材料を必要とし、多くの別々にコーティングされた層はコストを大幅に付加しかつ他の上記欠点をもたらす。
【００２２】
図１０〜図１４には他の構造すなわち実施形態が示されており、図１〜図９の構成要素と同様なまたは対応する構成要素は、図１〜図９に用いた参照番号にそれぞれ２００〜６００を加えた参照番号で示されている。
【００２３】
図１０には、全体として曲りくねった可撓性ストッパ２４０を備えたガスケット２１０が示されており、多数の可撓性ストッパ部分２４０を形成するのが有効である。図１１の実施形態では、内側シーリング部分３３６が、長手方向に傾斜すなわち角度方向にオフセットしている。図１２ａおよび図１２ｂには分離された内側シーリング部分４３６が示されており、該内側シーリング部分４３６はガスケット４１０の残部に相互連結されかつ１以上のストラット４４６によりその適正位置に保持されている。同様に、図１３ａおよび図１３ｂの実施形態では、分離された内側シーリング部分５３６は、弾性シーリング材料５３２からなる１以上の「一体ヒンジ」部分５３６によりその適正位置に保持されている。この構造もまた、所与の用途に特定の変形特性および荷重保持特性を得るため、内側シーリング部分５３６およびガスケットの残部の厚さを異ならせる（これらの部分の一方の厚さを他方の厚さより厚くまたは薄くする）ことができることに留意すべきである。
【００２４】
図１４は、本発明によるガスケット６１０を広範囲の用途に使用する概念的形態を概略的に示すものであり、ガスケット６１０は、図１〜図１３に関連して上述した特徴、形状または特性のいずれかまたはいずれかの組合せを有している。部材６１２は、吸気マニホルド、排気マニホルドまたは他のマニホルド、パイピングまたは他の流体搬送装置、ガス圧縮構造または他の高圧構造、シール型ハウジングまたは包囲体、または当業者に知られた他のシーリング用途等の多数の任意の装置または構造のフランジまたは他の部分で構成できる。前述のように、本発明は、特定用途での熱的、機械的または流体的条件または環境により、シールすべき係合部材間に相対運動が引起こされる状況に特に有効である。
【００２５】
図１５（他の図面と共に示される）は、単に弾性シーリング材料７３２がガスケット７１０のキャリヤ部材７２４の全体又は選択された部分に任意に含むことが出来る様子を示している。
【００２６】
さらに、図１６〜図２０の例示は、本発明で説明されたどの様な実施形態においても、少なくとも１対の係合面間をシールする上記ガスケット１０〜７１０の１つ、２つ又はそれ以上からなるガスケットアセンブリの一部として用いられることを示している。図１６〜図１８に示されるガスケット８１０〜１０１０のそのようなアセンブリは、それぞれ余分な厚みが必要な箇所へと提供される。ガスケット８１０〜１０１０のアセンブリ、及び図１９と図２０で示される単一ガスケット１１１０でさえ、上記有効な可撓性ストッパの特徴を得つつも、所望のスプリング率、負荷及び/又は撓みの特徴を得る為に使うことができる。（例；これら特徴の幾つか又は全てにおける増加）この点において、ガスケット部材８１０〜１２１０の両側又は片側、若しくはそれらの一部分は、任意に上記弾性シール部材で覆うことが出来ることに留意されたい。
【００２７】
シム部材８７０〜１２７０は、本出願の全ての実施形態に任意に含むことができる。該シム部材はスペーサーとして機能し/又は、所望のスプリング率、負荷及び/または撓みの特徴を得るため、ガスケットへの負荷が変換される面に対して更に面を設ける。これら所望の結果は、複数ガスケットがシム部材によって離され、完全に、又は部分的に互いの部分内で「入れ子」になることを許容されなければ得ることはできず、そうでなければ不適切に接触し、例えば図１８で示されるような結果になり得る。
【００２８】
当業者の目にはもはや明らかであるように、シム８７０〜１２７０は比較的高い弾性、又は比較的高い剛性のシート材料から構成されており、上記所望のガスケットアセンブリの特徴を得る為に、厚みを変化に富んだものとする。図１６及び図１７の実施形態は、有利にもシム部材８７０及び９７０を具備することができるが、それぞれ、図１８〜図２０で示される実施形態においては同様のシム部材１０７０〜１２７０の具備を一段と要するであろう。ガスケット８１０〜１２１０の様に、シム部材８７０〜１２７０の両側又は片側（又はその一部分）は、特別な用途で所望により任意で上記の弾性シール材料で覆う事が出来る。
【００２９】
上記説明は、例示のみを目的とした本発明の単なる例示実施形態を開示するものである。当業者ならば、上記説明、添付図面および特許請求の範囲の記載から、特許請求の範囲の記載に定められた本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更をなし得ることは容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】シリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシーリングに適した本発明によるガスケットの好ましい一例の一方の側面を示す図面である。
【図２】図１の２−２線に沿う部分断面図である。
【図３】図１の例示ガスケットが部分的に圧縮された状態を示す部分断面図である。
【図４】図１の例示ガスケットおよび従来技術による一般的な多層ガスケットについて、係合部材の相対撓みに対する荷重をプロットした負荷曲線であり、本発明の改善された荷重保持特性を示すものである。
【図５】従来技術による一般的な多層ガスケットを示す部分分解図である。
【図６】より高い可撓性を有する弾性シーリング材料からなる２つの層の間にサンドイッヂされた、可撓性を有するが比較的剛性の高い図１の好ましい単一キャリヤ部材を示す図５と同様な部分分解図である。
【図７ａ】従来技術による一般的な多層ガスケットについての、係合部材間が無負荷であるときの対向係合部材に作用する逆方向の接触点応力値の一例を示す図面である。
【図７ｂ】従来技術による一般的な多層ガスケットについての、係合部材間が無負荷であるときの対向係合部材に作用する逆方向の接触点応力値の一例を示す図面である。
【図８ａ】単層キャリヤを備えた本発明による例示ガスケットについての、係合部材間が無負荷であるときの対向係合部材に作用する逆方向の接触点応力値の一例を示す図７ａと同様な図面である。
【図８ｂ】単層キャリヤを備えた本発明による例示ガスケットについての、係合部材間が無負荷であるときの対向係合部材に作用する逆方向の接触点応力値の一例を示す図７ｂと同様な図面である。
【図９】可撓性ストッパ部分の凹側面が弾性材料でコーティングされているが充填されてはいない点を除き図１および図２と同様な本発明による他のガスケットを示す部分断面図である。
【図１０】可撓性ストッパ部分が全体として曲りくねった「Ｓ型」断面形状をもつ、本質的に多くの可撓性ストッパを形成し、かつ可撓性ストッパ部分の交互の凹部が弾性材料により単にコーティングされているか少なくとも部分的に充填されている構成の本発明によるガスケットの他の実施形態を示す図２および図９と同様な部分断面図である。
【図１１】内側シール部分が横方向および長手方向に傾斜して延びておりかつ可撓性ストッパ部分が弾性材料により単にコーティングされているか少なくとも部分的に充填されている構成の本発明によるガスケットの他の実施形態を示す図２、図９および図１０と同様な部分断面図である。
【図１２ａ】キャリヤの内側シーリング部分がキャリヤ部材の残部から実質的に分離されているが２以上の連結ストラットにより所定位置に相互連結されかつ保持されている構成の本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１２ｂ】キャリヤの内側シーリング部分がキャリヤ部材の残部から実質的に分離されているが２以上の連結ストラットにより所定位置に相互連結されかつ保持されている構成の本発明の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１３ａ】キャリヤの内側シーリング部分がキャリヤ部材の残部から実質的に分離されているが、内側シーリング部分および中間キャリヤ部分が弾性材料からなる１以上の「一体ヒンジ」により相互連結されている構成の本発明の更に別の実施形態を示す図１２ａと同様な図面である。
【図１３ｂ】キャリヤの内側シーリング部分がキャリヤ部材の残部から実質的に分離されているが、内側シーリング部分および中間キャリヤ部分が弾性材料からなる１以上の「一体ヒンジ」により相互連結されている構成の本発明の更に別の実施形態を示す図１２ｂと同様な図面である。
【図１４】本発明の他の用例を概念的に示す部分概略断面図である。
【図１５】弾性シール材料が上記キャリヤ部材の一部分のみコーティングしている図２と同様な部分断面図である。
【図１６】所与の用途において、上記１つ若しくはそれ以上のガスケット構成（シム部材を伴う、伴わないに関わらず）が望まれる更なる実施形態の例を示す概略図である。
【図１７】所与の用途において、上記１つ若しくはそれ以上のガスケット構成（シム部材を伴う、伴わないに関わらず）が望まれる更なる実施形態の例を示す概略図である。
【図１８】所与の用途において、上記１つ若しくはそれ以上のガスケット構成（シム部材を伴う、伴わないに関わらず）が望まれる更なる実施形態の例を示す概略図である。
【図１９】所与の用途において、上記１つ若しくはそれ以上のガスケット構成（シム部材を伴う、伴わないに関わらず）が望まれる更なる実施形態の例を示す概略図である。
【図２０】所与の用途において、上記１つ若しくはそれ以上のガスケット構成（シム部材を伴う、伴わないに関わらず）が望まれる更なる実施形態の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    ガスケット
１２、１４  係合部材
２４  キャリヤ
３２  弾性シーリング部材
３６  内側シーリング部分
３８  中間部分
４０  可撓性ストッパ
４２  凸側面
４４  凹側面
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
2005172225.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2005172225.tif 000025
【図２０】
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【外国語明細書】
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