(57)【要約】ガスケットのインサートを製造する方法において、該方法が、予め定めた厚さを有するインサート材料のストリップを得る段階と、インサート材料の前記厚さとほぼ等しいが、しかし僅かに大きい間隔をおいた１対の平行の剛性面を得る段階と、該剛性面の間にインサート材料を配置する段階と、インサート材料を目標形状に曲げる段階とを含んでいる。更に、ガスケットを製造する方法も開示され、該方法は、予め定めた厚さを有するインサート材料ストリップを得る段階と、インサート材料の前記厚さとほぼ等しいが、しかし僅かに大きい間隔をおいた１対の平行の剛性面を得る段階と、該剛性面の間にインサート材料を配置する段階と、インサート材料を目標形状に曲げる段階と、エラストマー材料をインサートに付加成形する段階とを含んでいる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスケットのインサートを製造する方法において、この方法が、
予め定めた厚さを有するインサート材料のストリップを得る段階と、
インサート材料の厚さとほぼ等しいが、しかし僅かに大きい間隔をおいて配置された１対の剛性の面を得る段階と、
前記剛性面の間にインサート材料を配置する段階と、
前記インサート材料を目標形状に曲げる段階とを含む、ガスケットのインサートを製造する方法。
【請求項２】
インサートを曲げる前記段階が、更に、
インサート材料の一方の側に接して巻き付け片を備える段階と、
巻き付け片の周りにインサート材料を押し曲げるか、引張り曲げるかする段階とを含む、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記巻き付け片が円形である、請求項２に記載された方法。
【請求項４】
前記巻き付け片が楕円形である、請求項２に記載された方法。
【請求項５】
前記方法が、更に連続的なインサートを形成するために、インサート材料の両端部を結合する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項６】
前記方法が、更にインサート材料にボルト穴をスタンピング加工する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項７】
前記方法が、更にインサート材料に圧縮制限手段を設ける段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項８】
前記インサート材料が金属である、請求項１に記載された方法。
【請求項９】
前記インサート材料が鋼である、請求項８に記載された方法。
【請求項１０】
前記インサート材料がアルミニウムである、請求項８に記載された方法。
【請求項１１】
前記インサート材料がプラスチックである、請求項１に記載された方法。
【請求項１２】
ガスケットを製造する方法において、
予め定めた厚さを有するインサート材料のストリップを得る段階と、
インサート材料の厚さにほぼ等しいが、しかし僅かに大きい間隔をおいて配置された平行な１対の剛性面を得る段階と、
前記剛性面の間にインサート材料を配置する段階と、
前記インサート材料を目標形状に曲げる段階と、
エラストマー材料をインサートに付加成形する段階とを含む、ガスケットを製造する方法。
【請求項１３】
インサート材料を曲げる前記段階が、更に
インサート材料の一方の側に接して巻き付け片を備える段階と、
前記巻き付け片の周りにインサート材料を押し曲げるか、又は引張り曲げる段階とを含む、請求項１２に記載された方法。
【請求項１４】
前記巻き付け片が円形である、請求項１３に記載された方法。
【請求項１５】
前記巻き付け片が楕円形である、請求項１３に記載された方法。
【請求項１６】
前記方法が、更に連続的なインサートを形成するために、インサート材料の両端部を結合する段階を含む、請求項１２に記載された方法。
【請求項１７】
前記方法が、更に前記インサート材料にボルト穴をスタンピング加工する段階を含む、請求項１２に記載された方法。
【請求項１８】
前記方法が、更にインサート材料に圧縮制限手段を設ける段階を含む、請求項１２に記載された方法。
【請求項１９】
前記インサート材料が金属である、請求項１２に記載された方法。
【請求項２０】
前記インサート材料が鋼である、請求項１９に記載された方法。
【請求項２１】
前記インサート材料がアルミニウムである、請求項１９に記載された方法。
【請求項２２】
前記インサート材料がプラスチックである、請求項１２に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスケットを製造する方法に関するものである。好適実施例では、本発明はオイルパンのガスケットとして具体化されているが、その場合、新規な成形方法を使用して製造されたガスケット・インサートに対してエラストマーが射出成形される。
【背景技術】
【０００２】
オイルパン・ガスケットを得るためには、種々の方法やシステムが知られている。この種のオイルパン・ガスケットは、通常、変速機又は内燃機関のオイルパンに関連して自動車に使用される。この種のガスケットは、また内燃機関の弁カバー又は差動歯車カバーと関連して自動車の非オイルパンにも使用される。通常、ガスケットはパン又はカバーのおおよその周縁部にしたがって付形されるが、この周縁部は、通常、多数のボルト穴を有する平らなフランジを備え、ガスケットは、フランジと、例えばエンジンブロック、変速機ケース、シリンダヘッド、差動歯車ハウジング等の比較的大型の本体部分との間で圧縮される。通常、ガスケットは、少なくとも２つの材料、すなわち、ガスケット面に成形される比較的軟質の変形可能なエラストマー材料と、例えば鋼、アルミニウム、熱可塑性樹脂等の、ガスケット・インサートを含む比較的剛性の材料とを含んでいる。剛性のインサートを使用することでガスケットの骨組みが得られ、それにより多材料ガスケットは、エラストマー材料のみを含むガスケットと比較した場合、全体の取り扱い易さ、取り付け易さ、整合し易さ、全体の耐久性の点で勝るものとなる。
【０００３】
通常、ガスケットは、パン又はカバーの貫通穴と、前記大型本体部分のねじ穴とに整合する位置に開けられた多数の貫通穴を有している。通常、パン又はカバーと大型本体部分との間の密封は、パン又はカバーを固定するためにオイルパン又はカバーとガスケットとを貫通して大型本体部分内へねじ付けられるボルトを締め付けてエラストマー材料を変形させることで達せられる。インサートは、通常、インサートと少なくとも等幅かつ等長の金属薄板から１個以上のインサート構成部材をスタンピングすることで得られる。インサートにならない薄板部分は、通常、インサート自体より多くの金属を含んでおり、この結果、かなりの金属の無駄が生じる。この無駄は、多数のインサート構成部材を相互にぴったり組み込むことで、又は部分的に組み込むことで低減できるが、この低減には、依然としてかなりの量の無駄な金属が含まれている。加えて、このインサートのスタンピングには、通常、スタンピング・プレスとして知られる比較的高価な設備が必要であり、この設備を用いてインサート構成部材の事実上の周縁に沿って金属のせん断に必要な力を発生させ、構成部材を薄板から分離せねばならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、より少ない金属を使用して安価に製造できるガスケット・インサートと、より小さい力で成形加工でき、しかもガスケットに必要な剛度が得られる方法とが、技術上必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例の目的及び利点は、以下の説明で明らかになろうし、本発明を実施することによっても知ることができよう。本発明の付加的な利点及び複数実施例は、特に言葉による明細書及び特許請求の範囲と添付図面とにより明らかにされる方法及びシステムによって実現され、達せられよう。
本発明は、好ましくは、上側と、上側に平行な下側と、外周縁と、内周縁とを有するインサートと、インサートの上側及び下側に成形されたエラストマーとを含むガスケットの形成に関するものであり、しかも、エラストマーは、上下両側から突出する変形可能なシール突起を含んでいる。幾つかの実施例では、エラストマーは、インサートの内周縁か外周縁の一方又は両方の周りに成形できる。幾つかの実施例では、エラストマーは、内周縁又は外周縁の一方又は両方から突出する変形可能な単数又は複数のシール突起を含むことができる。
【０００６】
幾つかの実施例では、ガスケットがボルト用の複数貫通穴を有することができる。別の実施例では、ボルトがガスケット外周縁の外側又は内周縁の内側に配置されるので、ガスケットに貫通穴を設ける必要はない。一好適実施例では、ガスケットは、比較的剛性のインサートを有し、ボルト用の貫通穴を備え、大型本体部分の平らな面上の、ガスケット貫通穴が大型本体部分のねじ穴と整合する位置に配置され、各位置に貫通穴を有するパン又はカバーが、パン又はカバーとガスケットとを貫通して大型本体部分内へねじ付けられるボルトによりガスケットに取り付けられ、これによってガスケットが圧縮され、本体部分とパン又はカバーとの間に効果的なシールが形成される。
【０００７】
本発明の利点は、幾つかの実施例の場合、先行技術では通例の、インサートを成形する金属の無駄が低減できる点である。例えば、１２×１８インチ（３０．４×４５．７ｃｍ）の比較的長方形状の周縁部（周縁合計６０インチ＝１５２．４ｃｍ）を有するオイルパン・ガスケット用のインサートをスタンピングで製造するのに従来技術を使用する場合、少なくとも１２×少なくとも１８インチ、全面積が少なくとも２１６平方インチ（約１３８９平方センチ）の金属薄板（連続的なコイルの一部）を必要とする。そのようなオイルパンは、通常、かどが丸みを付けられ、とがっていないが、とがったかどを有する完全な長方形状と丸みをつけたことによる比較的長方形の形状との面積の差は、先行技術のこの例の目的にとっては、極めて小さく、無視してよいと思われる。
【０００８】
ガスケットは幅０．５インチ（１．２７ｃｍ）でよいので、その正味面積は０．５”×６０”＝３０平方インチである。ガスケット内周縁から１７インチ×１１インチの残りの金属は無駄といっていい。スタンピング加工中に部分的に組み込まれ、スタンピング後に結合される２つの別個のＬ字片からインサートを製造することで、又は１７インチ×１１インチの金属残余から別の製品を製造することで、無駄な量は低減できるが、本発明のレベルまでは低減できないだろう。更に、この先行技術の方法の例では、金属薄板から単数又は複数の構成部材をスタンピングプレスで分離するのにかなりの大きさのせん断力を要する。
【０００９】
本発明は、金属ストリップを使用して２つの平行な剛性の面の間でストリップを成形することでインサートを製造できる。剛性面の間隔は、固定的で、金属ストリップの厚さにほぼ等しいが、しかしほんの少し大きい。ストリップは、剛性面の間に配置され、側部から曲げられる。双方の面により、ストリップが曲げられるさいに座屈するのが防止される。好適実施例では、巻き付け片、例えば柱状体がストリップの内縁に沿って配置される。ストリップは、巻き付け片の周りに曲げ付けられ、インサートのかどは、丸みを付けられる。つまり曲線状にされるか、又は他の可能な非線形の形状特徴に形成される。本発明では、インサートに貫通穴が開けられる結果、比較的小さい円形のスクラップ片が廃棄物になるが、このスクラップは、先行技術の方法の廃棄物に比較すれば、少量である。ボルト穴の各々のところに、ガスケットは、圧縮制限手段として技術上周知の比較的剛性の形状特徴を有していても、有していなくともよい。この制限手段の機能は、ボルトの締結でエラストマー材料が過度に変形し、損傷されるのを防止することである。これらの圧縮制限手段は、インサートに取り付ける別個の構成部材を含んでいてもよいが、インサートと等しい材料で形成されてもよい。
【００１０】
簡単に言えば、本発明の一実施態様は、ガスケットのインサートを製造する方法であり、この方法は、予め定めた厚さを有するインサート材料のストリップを得る段階と、インサート材料の厚さとほぼ等しいが、しかし僅かに大きい間隔をおいた１対の平行の剛性面を得る段階と、インサート材料を該剛性面間に配置する段階と、インサート材料を目標形状に曲げる段階とを含んでいる。開示される更に別の実施態様では、インサート材料を曲げる前記段階が、インサート材料側部に沿って巻き付け片を備える段階と、巻き付け片の周りにインサート材料を押し曲げるか、引張り曲げるかして、巻き付け片の周りにインサート材料を折り曲げる段階とを含んでいる。巻き付け片は、円形又は楕円形であるか、所望どおりの屈折部を作るのに必要などのような形状でもよい。インサート材料の両端は結合され、連続的なインサートが形成される。別の実施態様では、穴又は圧縮制限手段を付加的に設けることができる。インサート材料は、例えば鋼、アルミニウム等の金属又はプラスチックを含む適当な、どのような材料でもよい。
【００１１】
本発明の更に別の実施態様では、インサートの周りにエラストマー材料を成形することでガスケットが製造できる。
以上の全般的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれも好適な例についてのものであり、請求される本発明について説明するものであることが理解されよう。
本明細書に組み入れられ、かつ本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の方法及び実施例を図解し、本発明の方法及び実施例の更なる理解を得るためのものである。説明文と共に、図面は本発明の原理を説明するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下で、本発明の現時点で好適な実施例について詳説するが、添付図面はその一例を示している。本発明の方法及び複数の対応段階を詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１及び図２には、本発明によるガスケット・インサートの一好適実施例が、本発明を制限する目的ではなく、説明及び図示の目的で、全体が符号１０で示されている。ガスケットは、エンジン弁カバー、エンジン・オイルパン、変速機オイルパン、トランスファーケース・オイルパン、差動歯車カバー等を含む種々の自動車のシステムに使用するように設計されているが、それらに限定されるわけではない。これらのシステムの場合、薄壁のパン又はカバーが、エンジンブロック又は変速機ケース等の比較的大型の本体部分内に流体を囲みこんでいる。パン又はカバーとの間の結合部は、流体の漏れや異物の侵入防止するために密閉されねばならない。必要な密封性を得るためにこの結合部にゴム製ガスケットを配置する作業は、ガスケットが比較的剛性のインサートを有する場合には、より容易になる。このインサートは、ボルトを締め付けるさい、ゴムが過剰圧縮されるのを防止するため、圧縮を制限する形状特徴を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
【００１４】
この実施例によれば、ガスケット・インサートは、上から見た場合、真中が概して空いており、流体を内包することになるパンの密封面のおおよその径路に沿って比較的薄手の密封性形状特徴を有している。ガスケット・インサートは、上面と、下面と、外縁部１６と、外縁部と概して平行な、中央の開口２０を画成する内縁部１４とを有するインサート材料１２を含んでいる。インサートは、あるいはまたプラスチック製又は特定の環境に適した他の材料製であってもよい。インサートは、比較的可とう性を有していてよいが、一端だけを保持した場合、ガスケット全体を支持するのに十分な剛度を有し、かつ薄手であるのがよい。インサートは、ガスケットが密封面に取り付けられるさい、ボルト穴１８が密封面のボルト穴と整合するように配置される。
あるいはまた、インサートは、ボルト用の貫通穴なしに構成することもできる。幾つかの用途では、ガスケットの区域の内側又は外側にボルト穴を有することができ、また別の用途では、ガスケットに向かって二つの密封面を一緒にクランプするために、ボルトとは別の手段に頼ることができるからである。
【００１５】
ガスケットは、インサートの周りにエラストマーを成形することで製造される。図２では、エラストマー２４が、インサート１２に接着剤により、又は接着剤なしで付加成形されている。エラストマー２４は、次の表面、すなわち上面、下面、外縁、内縁のすべて又はいずれかに付加成形される。エラストマー２４は、図２に示すように、インサートを完全に覆ってもよく、また覆わなくともよい。エラストマー２４は、通常、合成フルオロカーボン・エラストマー、アクリル酸エチレン、その他の合成エラストマー、天然ゴム、配合物いずれかの材料を含んでいる。インサート材料１２は厚さｔを有している。図３では、圧縮制限手段２４が、ガスケットに設けられている。通常、圧縮制限手段は、必ずというわけではないが、エラストマーを成形する前に設けられる。同じように、ボルト穴１８も、通常、必ずというわけではないが、エラストマーを成形する前に打ち抜きされる。図３に示す実施例では、圧縮手制限手段２４は、インサート１２をかしめた部分を含んでいる。
【００１６】
本発明の好適実施例の特徴及び利点は、本発明の製造方法を使用することにより達せられ、方法の実施例をここに説明する。本発明の方法は成形ガスケットを得るものであり、その場合、エラストマーは、ガスケットのインサートに付加成形される。インサートは、比較的狭い幅の材料ストリップで形成されるので、使用材料の減量、より安価の設備の使用、したがってより安価なガスケットが可能になる。インサートは、その場合、ゴムの型内へ配置され、エラストマーがインサートに付加成形される。インサートには、エラストマーの成形前にエラストマー接着用の接着剤を被着させてもよく、させなくともよい。インサートは、エラストマーをインサートに機械式に固定するための貫通穴を有していてもよく、有していなくともよい。インサートは、またエラストマーの過剰圧縮を防止するための圧縮制限用形状特徴を有していてもよく、有していなくともよい。通常、エラストマーは、射出成形、トランスファ成形、圧縮成形のいずれかにより型内で付加される。
【００１７】
本発明による方法の一実施例は、以下の通りである。インサート材料のストリップを用意する。通常の用途では、このストリップは、幅約０．５インチ（１．２７ｃｍ）、厚さ約０．０４インチ（０．１０ｃｍ）であり、鋼又はアルミニウム等の金属製、又はプラスチック製である。２つの平行な剛性の面が、更に用意される。これらの面は、概して鋼であり、少なくとも屈曲部の面積程度の大きさである。これらの面の間隔は固定されており、この間隔は、インサート材料のストリップの厚さとほぼ等しいが、しかし僅かに大きい。本発明によれば、例えば、ストリップが０．０４インチ厚であれば、それらの面の間隔は０．０４４インチ（０．１１ｃｍ）にすることができる。０．００４インチ（０．０１ｃｍ）の座屈は無視できるものと考えられ、剛性面なしで生じるであろう座屈よりはるかに少ない。
【００１８】
この好適実施例によれば、剛性面は、材料厚の変化に備えて十分な隙間を有するようにし、プレート間を動くストリップのための余裕を設けておくことが必要だろう。そのためには、この好適実施例では、剛性面をストリップ厚より約０．００４インチ大きい間隔に配置する必要があろう。図４を見ると、厚さｔ１を有するストリップ１２が、間隔ｔ２を有する２つの剛性面３０，３２の間に配置され、この場合、間隔ｔ２は厚さｔ１とほぼ等しいが、しかし僅かに大きい。巻き付け片３４も配置されている。
【００１９】
インサート材料１２は、剛性面３０，３２間に配置されると、目標形状に曲げることができる。曲げによる座屈が生じ始めると、また生じ始める結果、剛性面３０，３２は、インサート材料１２に圧力を加えることになろう。剛性面３０，３２は、これによって、曲げ区域での座屈を防止する。適用時に、ストリップ１２は、かどのところで、又はガスケットの輪郭が非線形となるのが望ましいところで曲げられることができる。図５は曲げ機構を示したものである。図５には、上の剛性面３２は示されていない。作業時、ストリップ１２は、巻き付け片３４を有する剛性面３０，３２の間に配置される。巻き付け片３４は、例えば、インサート材料１２のストリップの一方の側に接して配置された円形のピンである。ストリップ１２の、巻き付け片３４とは反対の側に接して、第１拘束部材３６が配置されている。
【００２０】
拘束部材３６は、曲げ作業中、反力を加えて、インサート材料１２の端部を保持することになろう。あるいはまた、クランプ又はその他の拘束手段を使用してもよい。インサート材料１２の、巻き付け片３４と反対の側には、押しブロック３８が備えられている。破線で示されているのは、曲げ前のストリップ位置である。押しブロック３８がインサート材料１２の端部を押すと、インサート材料は巻き付け片３４の周りに折り曲げられる。曲げの度合いは、押ブロック３８がインサート材料１２を押す程度によって制御される。曲げ半径は、巻き付け片３４の形状によって決定される。実際には、押ブロック３８は、手動、モータ、液圧、その他どのような運動手段によっても操作できよう。あるいはまた、インサート材料１２は、例えばクランプによって巻き付け片の周りに引張り曲げてもよい。
【００２１】
ガスケットのインサートは、成形されると、ボルト穴又は圧縮制限手段をスタンピングによって形成できる。加えて、エラストマーをインサートに、例えば射出成形、圧縮成形、トランスファ成形のいずれかによって成形する最終段階で、ガスケットの製造が完了する。
本発明の精神又は範囲を逸脱することなしに、本発明の方法及びシステムの種々の変更態様及び変化形が可能であることは、当業者には明らかだろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲内の変更態様及び変化形とそれらの等価の方法を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスケットのインサートの平面図。
【図２】ガスケットの一部の拡大断面図。
【図３】別のガスケットの一部の拡大断面図。
【図４】本発明の一実施例による方法の一段階を示す正面断面図。
【図５】本発明の方法により使用される構成要素の平面図。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ガスケットのインサート全体
１２  インサート、インサート材料のストリップ
１４  インサートの内縁部
１６  インサートの外縁部
１８  ボルト穴
２０  中央開口
２４  エラストマー
３０，３２  剛性面
３４  巻き付け片
３６  拘束部材
【図１】
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【図２】
2006524596.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2006524596.tif 000008