JP2004052956A - Single-layer gasket - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は,エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとの対向面間に配置されるシリンダヘッドガスケット,シリンダヘッドとマニホールドとの対向面間に配置されるインテーク又はエキゾーストマニホルドガスケット,配管同士の接続部の対向面間に配置されるシール用ガスケット,又は配管と各種機器との間の接続部の対向面間に配置されるシール用ガスケットに適用される弾性プレートから成る単層ガスケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,特開昭61−255250号公報(特公平6−12095号公報)に開示された単板金属ガスケットは,弾性金属板からなる基板に燃焼室孔とこの燃焼室孔の周辺に複数のボルト孔とを形成し,基板には燃焼室孔を囲繞すべくステップ状ビードを設け,ステップ状ビードをボルト締結部位のボルト孔側から離間するに従いばね定数が大になるように構成されているものであり,ステップ状ビードの傾斜部の高さと幅を徐々に変化させたものである。該単板金属ガスケットは,ボルト孔近傍では幅を大きくすると共に高さを低くし,ボルト孔から離間するに従ってそれぞれを逆にする形状を有している。
【0003】
また,本出願人に係る出願である特開平11−218223号公報に開示された密封装置は,アルミニウム材料やプラスチック材料から成る管等の連結すべき対向面が変形をし易く且つ表面粗さが粗い場合でも,安定してシール性能を確保でき,金属ガスケットは,非締め付け状態でN字形の形状に形成され,フランジの対向面に形成された環状溝内に配置され,断面が傾斜したN字状となるように内側ビードと外側ビードとを有し,中間の大きさの撓み量において荷重の変化が少ない荷重撓み特性を備えている。アルミニウム材料やプラスチック材料から成るフランジでは,対向面に変形が生じたり,表面粗さが成形時の比較的粗い表面のままであっても,金属ガスケットは,かかる変形や粗さを吸収し,且つ吸収した後も荷重の変化が少なく,安定したシール面圧が確保される。
【0004】
また,実開昭64−22852号公報に開示されたガスケットは,1枚の弾性金属板から形成され,弾性金属板には該面から外方へ立ち上がり,次いで前記面と全体的に見て平行となり,次いで前記面に対して外方へ更に向かうように曲げられた断面形体のビードを有している。また,実開平2−4062号公報に開示されたメタルガスケットは,多段ハーフビードを備えたものであり,第3図には,水平部の幅が広い単純ハーフビードのガスケットが開示されている。
【0005】
更に,耐熱性向上のための皮膜を施工するガスケットとしては,例えば,ガスケットの特定面に耐熱皮膜を施工するものは従来から知られているものである(例えば,実開昭62−116149号公報,実開昭63−195161号公報,実開昭63−162167号公報,実開平1−180061号公報,実開平2−61169号公報参照。)。また,従来,積層金属ガスケットのグロメット内の特定位置に耐熱性フィルムを設けるものが知られている(例えば,実開平4−644660号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら,前掲特開昭61−255250号公報に開示された単板金属ガスケットは,ボルト孔側から離間するに従いという暖味な構成であり,幾何学的に具体的な領域を決めることができず,特に,締付ボルト孔が各流体孔に対して均等に配置されていない構成の場合には,幅の変化領域の貝体的な決定はできなくなる問題がある。
【0007】
また,前掲特開平11−218223号公報に開示された密封装置は,金属ガスケットを非締め付け状態でN字型の形状に成形する必要があるため,各ビード傾斜部の長さが略等しくとも,形状がやや複雑になる。また,該金属ガスケットは,締め付け初期の低圧縮時から,ハーフビード山頂部の2箇所及び両側の先端部の2箇所がいずれも当接面と接するので,山頂部位置でかなりの高面圧が発生し,また,たわみ量が変化しても,又は圧縮量がバラついても,一定面圧が得られるが,ビード山の角度などの精度管理が必要になる。また,該金属ガスケットは,平坦部を内側及び外側に設けることもでき,平坦部にも反力や面圧が発生するが,平坦部の幅はビード幅に比べて極めて狭いものであり,流体孔の周囲において広幅のシール部は形成されない形状に基づいており,形状が複雑になる。
【0008】
前掲実開昭64−22852号公報に開示されたガスケット及び実開平2−4062号公報に開示されたメタルガスケットは,いずれも構成的にやや複雑であり,隣接する流体孔の孔間が狭い複数シール孔の場合には適用し難い形状に形成されている。
【0009】
ところで,最新のエンジンでは,軽量化のためにエキゾーストマニホルド側のフランジを従来の鋳物に代えて板材で構成する場合がある。該フランジの板厚は,8〜9mm程度から更に薄くされ,3〜4mm程度になる場合もある。鋳物製のフランジは,剛体に近いが,薄板フランジでは剛性が極めて低くなり,その結果,フランジ締結時に歪みや変形が大きくなる。このような状況下で,従来のガスケットを用いると,所定のシール性能が得られ難くなる。即ち,従来のハーフビードを備えた単層金属エキゾーストマニホルドガスケットは,低剛性フランジ及び低圧縮締付の条件の場合に,それらの条件に対応できる構造が考慮されていない。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は,上記の問題を解消することであり,流体孔の周りの環状水平部とその外側の環状ハーフビードの幅に焦点を絞って,それらに関する極めて単純な方法によって,流体孔と環状ハーフビードとの間に位置する環状水平部の幅を環状ハーフビードの幅より小さくすることなく,環状ハーフビードの幅をボルト孔との遠近領域に対応して流体孔周りで変化させて,流体孔の回りに発生する面圧を実質的に略均一化し,シール性能を向上させ,しかも低圧縮時から従来のN字型の単層ガスケットと同等程度の高面圧を確保し,低剛性の薄板フランジを備えたマニホルドガスケットとして適用して好適であり,低圧縮の条件下でも所要のシール性能を発揮でき,最近の高性能エンジンに適用して好ましい耐熱性を有する単層ガスケットを提供することである。
【0011】
この発明は,互いに対向する部材の対向面間に介在して適用される流体孔及びボルト孔を備えた1枚の弾性プレートから成り,前記弾性プレートは前記部材間での非締め付け状態で前記流体孔側から孔周囲に前記対向面間に水平に延びる環状水平部,前記環状水平部から前記対向面に対して傾斜して延びる傾斜部を有する環状ハーフビード,及び前記環状ハーフビードから前記対向面間に水平に延びる水平部を連続して備えている単層ガスケットにおいて,前記弾性プレートの非締め付け状態における前記環状水平部の幅は前記環状ハーフビードの幅と同等又は大きくなる形状に形成されていることを特徴とする単層ガスケットに関する。
【0012】
この単層ガスケットは,前記環状ハーフビードの幅を前記環状水平部の幅より小さく形成することによって,前記ボルト孔に通したボルトによって前記部材の前記対向面間で前記弾性プレートを締め付けた時に締め付け初期から前記環状水平部の先端部が一方の前記部材の前記対向面に当接してばね反力が発生するものである。
【0013】
この単層ガスケットは,前記流体孔の周囲の前記環状ハーフビードの前記ボルト孔からの幾何学的に定められた遠近領域に応じて前記環状ハーフビード自体の面圧を変化させて前記流体孔の周りに発生する面圧を均一化したものである。
【0014】
この単層ガスケットは,前記弾性プレートに予め決められた所定の位置に形成された前記ボルト孔からの前記環状ハーフビードの幾何学的に定められた遠近領域を基準として,前記ボルト孔の近傍に存在する前記流体孔の周囲の前記環状ハーフビードの領域の前記幅が大きく且つ前記ボルト孔から遠くに存在する前記流体孔の周囲の前記環状ハーフビードの領域の前記幅が小さくなるように変化させたものである。
【0015】
この単層ガスケットは,前記流体孔の中心と前記流体孔と対応する複数の前記ボルト孔の中心とをそれぞれ結ぶ仮想直線上において,これらの前記仮想直線と前記環状ハーフビード又は前記流体孔の縁との交点から前記流体孔の中心方向に一定等距離となる点をそれぞれの前記仮想直線に対応して選択し,前記ボルト孔に対応して最も近い選択された前記点から前記ボルト孔の中心までのそれぞれの距離を半径としてそれぞれの前記ボルト孔の中心を中心とする仮想円弧を描き,これらの前記仮想円弧が通る範囲内の前記環状ハーフビードのうち,いずれかの対応する前記ボルト孔から最も近い領域,中間領域及び前記仮想円弧が通る範囲外の遠い領域に前記環状ハーフビードの領域を区分し,前記環状ハーフビードの幅を,前記最も近い領域を最大に形成し,前記中間領域及び前記範囲外の前記遠い領域の順に順次小さく形成したものである。
【0016】
この単層ガスケットは,前記弾性プレートの表面の一部又は全面には,耐熱性の皮膜が設けられている。また,この単層ガスケットは,前記弾性プレートの前記流体孔に対応して,前記部材にそれぞれ対向して形成された流体孔の孔径が互いに異なる場合において,前記弾性プレートを前記部材間に装着する際に,前記弾性プレートは前記流体孔の孔径が大きい前記部材側に前記環状水平部が当接し且つ前記流体孔の孔径が小さい前記部材側に前記水平部が当接する状態に前記部材間に介挿されているものである。
【0017】
この単層ガスケットは,前記弾性プレートには,前記流体孔が複数個形成され,前記流体孔に対応して前記ボルト孔が複数個それぞれ形成されている。また,前記弾性プレートは,耐熱性を有する弾性樹脂板,弾性金属板,又はセラミックス板から形成されている。
【0018】
この単層ガスケットは,上記のように,環状ハーフビードの幅を流体孔の周りの環状水平部の幅より小さく形成しているので,部材の対向面間に弾性プレートをセットしてボルトで締め付け時に,締め付け初期から前記環状水平部の先端部が一方の前記部材の前記対向面に当接してばね反力が発生し,シール性能をアップできる。また,弾性プレートをボルトで締め付け時に,予め決められた所定の位置に形成されたボルト孔と流体孔の回りの領域との幾何学的に定められた遠近領域でボルトによる締め付け力が変化するが,ボルト孔からの遠近領域にかかわらず,流体孔の回りの面圧を略均一化することができ,流体孔の回りでのシール性能を向上させ,たとえ繰り返しの熱負荷等を受けたとしても該負荷に影響されることなく,常に良好なシール性能を確保できる。特に,この単層ガスケットでは,流体孔の回りの環状ハーフビードの幅の大きさは,ボルト孔からの遠近領域を幾何学的に容易に設定して決定できる。また,流体孔とボルト孔との中心を結ぶ仮想直線と環状ハーフビードとの交点における環状ハーフビードは,環状中心線又は傾斜部の両側にある各水平部との境界の二つの環状境界線即ち二つの環状境界線のうちのいずれかである。更に,この単層ガスケットについは,耐熱性の皮膜の材質,及び皮膜の施工手段は問わないものであり,皮膜の施工手段は,例えば,ゴム質,無機質,セラミックス等の塗布,接着,溶射及び積層等の手段によって弾性プレートに設けたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下,図面を参照して,この発明による単層ガスケットの実施例を説明する。まず,図1及び図2を参照して,この発明による単層ガスケットがエキゾーストマニホルドガスケットに適用された実施例について説明する。この単層ガスケットは,特に,多気筒エンジンに適用して好ましいものであり,1枚の弾性プレート1から構成され,弾性プレート1の表面には,必要に応じて全面又は部分的な領域に窒化硼素(BN)系のセラミックス,フッ素ゴム等の耐熱性を有する皮膜18がコーティングされている。弾性プレート1には,排気ガスが通過する流体孔2,幾何学的に予め決められた所定の位置に形成されたボルト孔3,及び流体孔2の周囲に形成されているl条の環状ハーフビード4が設けられている。流体孔2は,排気ガスが漏洩するのを防止するようにシールをするべき孔であり,この実施例ではシール手段は環状ハーフビード4によって達成されている。
【0020】
図1では,この単層ガスケットの各ボルト孔3は,それぞれ対応する円形の流体孔2に対して予め決められた所定の位置に対称になるように形成されている。図2では,この単層ガスケットは,中心にある長円形の流体孔2に対応して設けられた2個のボルト孔3は非対称な位置では予め決められた所定の位置に形成され,全体として略対称な形状に形成されている。図3は,図1のA−A断面に対応すると共に,図2のB−B断面に対応する断面図である。流体孔2側から順に孔周囲の環状水平部5,傾斜部6を有する環状ハーフビード4及び環状ハーフビード4の外側に位置する外側の水平部7を連続して備えており,非締め付け状態における環状水平部5の幅W1 (水平であるので長さに等しい)が環状ハーフビード4の幅Bw(長さはW2 )よりも大きく形成されると共に,図3に示すように,環状水平部5は水平部7よりも高い位置にある。ここで,環状ハーフビード4の幅Bwは,その長さW2 が同一であっても高さが変化することによって異なってくるので,非締め付け状態における幅を指しているものである。例えば,弾性プレート1の板厚は,0.2〜0.3mmである。また,環状水平部5の幅W1 は,1.0〜7.0mmの範囲であり,好ましくは,約2.5mmである。環状ハーフビード4の幅Bwは,1.0〜6.0mmの範囲であり,好ましくは,約2.0mmである。この場合に,環状水平部5の幅W1 と環状ハーフビード4の幅Bwとを等しい値に形成することもできる(即ち,W1 ≧Bw)。
【0021】
図示していないが,この単層ガスケットがインテークマニホルドガスケットに適用された実施例については,エキゾーストマニホルドガスケットと同様の構成を有している。インテークマニホルドガスケットの場合には,弾性プレート1の材料は,金属板が代表的であるが,弾性で且つ耐熱性を有する樹脂板を用いることができる。
【0022】
この単層ガスケットは,図4に示すように,シリンダヘッドガスケットに適用できる。シリンダヘッドガスケットの場合には,主とする流体孔2及びボルト孔3の他に,水,油等の各種の孔が設けられているが,これらの孔周囲にも,上記と同様な構成のシール用の環状ハーフビード4が設けられるものである。この実施例の単層ガスケットは,弾性プレート1が一方の部材(部品)としてのシリンダヘッド8と他方の部材(部品)のシリンダブロック9との間の対向面10,11間に介在されている。シリンダヘッド8には燃焼室孔23が形成され,シリンダブロック9には燃焼室孔24が形成されている。対向面10,11は弾性プレート1に対してはシール当接面を形成している。図4は,図3の形状を持つ単層ガスケットの弾性プレート1をシリンダヘッド8とシリンダブロック9との対向面10,11間に介挿して締め付けた場合に,その締め付け初期状態及び面圧P1 ,P2 (棒線で示す)とばね反力Gの発生状況を示す断面図である。
【0023】
環状水平部5の幅W1 が環状ハーフビード4の幅Bwよりも大きい場合であるので,締め付け初期に弾性プレート1の流体孔2側の先端部12が,シリンダブロック9の対向面11側に当接する状態になる。このような変形では,弾性プレート1の先端部12にばね反力Gが生じ,その結果,図4に示すように,傾斜部6の両端即ち境界部21,22の山頂部に棒線で示す大きい面圧P1 ,P2 がそれぞれ発生する。即ち,締め付けの初期の低圧縮時から強い面圧を得ることが可能である。締め付けが進むと上記ばね反力Gも面圧も次第に大きくなり,さらに締め付け終了時には第1水平部5は対向面11即ちシール当接面と水平に近い状態で接触するので,第1水平部5の先端部12側で広い幅のシール部か形成され,ここにも高い面圧が発生する。したがって,低圧縮から所定の締め付け条件に至るまでの間でシール性能が向上する。
【0024】
図10には,図4の本発明の単層ガスケットに対応する比較例としての単層ガスケットが示されている。図10には,弾性プレート1の環状水平部5の幅W’1が環状ハーフビード4の幅Bw’(符号Bw’は図示せず,図10では,長さをW’2で表示)よりも小さい(W1’<Bw’)場合の状況が,図4の本発明の単層ガスケットに対比して示されている。弾性プレート1の環状水平部5の幅W’1及び環状ハーフビード4の幅Bw’の条件のみが,図4の場合と異なる時に,同一の締め付け状態では,弾性プレート1の先端部12は,対向面11にまだ当接していない状態である。従って,弾性プレート1の先端部12には,ばね反力が全く生じていないので,傾斜部6の両端の境界部21,22の山頂部に発生する面圧P3 ,P4 は図4の面圧P1 ,P2 に比較して小さくなり,締め付け初期に得られる面圧P3 ,P4 は小さいものとなる。
【0025】
図5は,基本的には図1〜図3に示す単層ガスケットを,エキゾーストマニホルド用ガスケットに適用した場合を示す説明図である。この単層ガスケットは,弾性プレート1が一方の部材(部品)としてのエキゾーストマニホルド13の対向面19と,他方に部材(部品)としてのシリンダヘッド14の対向面20との間に介在されている。エキゾーストマニホルド13は,排気ガスが流れるポートである流体孔15を有し,また,シリンダヘッド14はエンジンから排出された排気ガスが流れる排気ポートである流体孔16が形成されている。一般的に,エンジンの排気ポートの構成では,製作精度上,及び排気ガスのスムースな排出の点から,エキゾーストマニホルド13側の流体孔15の孔径R1 が,シリンダヘッド14側の排気ポートである流体孔16の孔径R2 よりも大きくなるように設定されている。この場合,単層ガスケットの弾性プレート1の流体孔2は,エキゾーストマニホルド13の流体孔15の孔径R1 より大きく且つシリンダヘッド14の流体孔16の孔径R2 にほぼ同じに形成されている。また,図示していないが,弾性プレート1のボルト孔は,シリンダヘッド14に形成されたボルト孔と一致するように設定され,更に,エキゾーストマニホルド側フランジに形成されたボルト孔径は,シリンダヘッド14のボルト孔径よりもやや大きく設定され,エキゾーストマニホルド側フランジの製作上の誤差や,より一層の高温に起因する熱膨張や熱収縮による変動を吸収できるように形成されている。
【0026】
また,単層ガスケットの弾性プレート1をシリンダヘッド14とエキゾーストマニホルド13との間に装着する際に,エキゾーストマニホルド13の流体孔15の大きい孔径R1 の対向面19側に弾性プレート1の水平部7よりも高い位置にある環状水平部5が当接するように配置され,また,シリンダヘッド14の流体孔16の小さい孔径R2 の対向面20側に水平部7が当接するように配置して介挿される。このため,弾性プレート1のエキゾーストマニホルド13側では露出部17が生じる。しかしながら,弾性プレート1をボルトによって締め付けると,締め付け初期の状況及び発生するばね反力Gと面圧は,図4に示したものと全く同様となる。
【0027】
この実施例では,弾性プレート1の露出部17の表面を含むエキゾーストマニホルド13側の全表面及びシリンダヘッド14側の露出部17に略対応する表面に窒化硼素(BN)系セラミックスからなる耐熱性の皮膜18がコーティングされている。一般に,窒化硼素は,固体潤滑剤として使用されるものであるが,BN系セラミックスは,ガスケットとして対向面間の摺動領域ではなじみ性が良く,好ましい材料である。弾性プレート1の表面にコーティングされた皮膜18によって,弾性プレート1の露出部17及びエキゾーストマニホルド13側が高温の排気ガス熱から保護されると共に,弾性プレート1の皮膜18を施工したエキゾーストマニホルド13側の表面とエキゾーストマニホルド13側の対向面19との滑り性が維持され,両部材13,14及び弾性プレート1の熱膨張熱収縮に基づく変動に対する追随性を向上させることができる。この場合,耐熱性皮膜18の材質及びその施工手段は如何なる手段でもよいことは勿論である。例えば,皮膜18は,ゴム質,無機質,セラミック等の塗布,接着,溶射,積層等の被覆即ちコーティングであり,皮膜18の厚さも任意であり,更に,皮膜18の施工の場所も必要に応じて任意に選択することができるものである。
【0028】
図11には,図5の本発明の単層ガスケットに対する比較例としての単層ガスケットが示されている。図11には,弾性プレート1の非締め付け状態における弾性プレート1の環状水平部5の幅W’1が環状ハーフビード4の幅Bw’(符号Bw’は図示せず,図11では長さをW’2で表示)よりも大きい(W’1>Bw’)場合であり,図5の本発明の単層ガスケットの配向に対比して(即ち,弾性プレート1を逆向きに配置した状態が)示されている。図11に示すように,弾性プレート1の締め付け時には,弾性プレート1の先端部12が図5の単層ガスケットの場合とは逆方向に曲がった状態になっている。即ち,図11は,弾性プレート1の環状水平部5をシリンダヘッド14側の大きい孔径R2 の対向面20側に配置する向きに配置した例である。部材間での締め付け初期には,弾性プレート1の先端部12は,いずれの対向面19,20にも接しない状態になるので,先端部12にはばね反力が全く発生しない。従って,発生する面圧P7 ,P8 は,図10に示した場合と同様に小さくなり,シール性能が低下するものである。
【0029】
図6には,図5に示す本発明の単層ガスケットと図11に示す比較例の単層ガスケットとを部材間に介挿した場合におけるガスケット圧縮量と面圧(又は荷重)との関係の基本的な状態を示す説明図である。図5に示す本発明の単層ガスケット(TI)の場合には,実線で示すように,比較的に低圧縮量の時点からガスケット即ち弾性プレート1の先端部12が対向面20に接してばね反力Gが発生するので,該ばね反力Gにより高い面圧P5 ,P6 を得ることができる。更に,ガスケットをN字型の形状に形成することなく,単純な形状により,N字型のガスケットと同様に,締め付け初期の低圧縮時から,先端部12及び環状ハーフビード4の境界部21,22が山頂部となって2箇所がいずれも対向面19,20と接するので,山頂部で十分に高い面圧P5 ,P6 が発生し,また,たわみ量が変化しても,圧縮量がバラついても,或いはエンジン運転による繰り返しの熱負荷を受けたとしても,一定の面圧P5 ,P6 が得られるという特性を有することになる。これに対して,図11に示す比較例の単層ガスケット(PA)の場合には,点線で示すように,低圧縮量の時点は勿論のこと,弾性プレート1の先端部12でのばね反力Gが発生しないので,面圧P7 ,P8 は低くなり,良好なシール性能を確保できないという問題がある。
【0030】
従って,本発明による単層ガスケットは,シリンダヘッド,シリンダブロック,インテーク又はエキゾーストマニホルド,管体等の部材間で単層ガスケットを締め付ける時に,各部材の変形が比較的に大きく,低締め付け力でなければならないような,例えば,オールアルミニウムオープンデッキタイプ,又は比較的に高締め付け力の適用も可能なクローズドタイプのエンジン等に用いるものとして好適なものである。特に,本発明の単層ガスケットは,低圧縮の締付条件を必要とするような低剛性の薄板フランジを備えたエキゾーストマニホルド用として好適である。更に,本発明の単層ガスケットは,単純な構成であり,低圧縮の段階から高い面圧が得られるので,比較的シール面圧が低くてもよいインテークマニホルド用としても好適である。また,本発明の単層ガスケットは,弾性プレート1として,弾性金属板を用いた場合には,熱処理により通常用いられるSUS301よりも高弾性に調質した材料又は高マンガンで窒素を含有する非磁性オーステナイト系の高弾性ステンレス鋼板を用いるのが好ましい。弾性プレート1を構成する弾性金属板としては,その他,アルミニウム合金材,銅合金材を用いることができる。
【0031】
本発明の単層ガスケットについては,環状水平部5の幅W1 を環状ハーフビード4の幅Bw(長さはW2 )と等しくすることかできるが,図4及び図5に示すように,環状水平部5の幅W1 を環状ハーフビード4の幅Bwよりも許容される限り広くする方が,高面圧化のために部材間での締め付け初期から早期に先端部12のばね反力Gを有効に利用することかできるので好ましいものである。
【0032】
図7には,図2の中央の流体孔2及び流体孔2に対応するボルト孔3を示す部分を拡大した平面図が示されている。各ボルト孔3が流体孔2の中心Oに対して幾何学的に均等又は対称に配置されていないことに起因して,ボルトの締め付け力が強く及んで面圧が過大となるボルト孔3の近傍の環状ハーフビード4の面圧を小さくするために,例えば,環状ハーフビード4の幅を拡大する場合がある。この時,ボルト孔3からの距離に応じて,環状ハーフビード4の幅を拡大する領域を,幾何学的に具体的に且つ合理的に決定する必要がある。このような必要性は,エキゾーストマニホルドガスケットのみでなく,シリンダヘッドガスケットの場合にも同様に存在している。
【0033】
図7には,環状ハーフビード4の幅を,流体孔2の中心Oとボルト孔3の中心P,Qとの間の距離を考慮して決定した実施例が示されている。シールをするべき流体孔2の中心Oと流体孔2に対応するボルト孔3Aの中心Qとを結ぶ仮想直線OQ,及び流体孔2の中心Oと流体孔2に対応するボルト孔3Bの中心Pとを結ぶ仮想直線OPを引く。中心間の距離はOP>OQである。直線OP,OQ上において,直線OP,OQと環状ハーフビード4の中心線4Cとの交点H,Iから流体孔2の中心O方向に一定等距離となる点J,Kをそれぞれの直線OP,OQに対応して選択する(HJ=IK)。この時,点I,Hは,環状ハーフビード4の図示しない二つの境界線21,22,言い換えると,傾斜部6の両側にある環状水平部5側の境界線21と水平部側の境界線22との間のうちのいずれかの交点でもよいし,または流体孔2の孔縁として決定してもよいものである。
【0034】
ボルト孔3に対応して最も近い選択された点K,Jからボルト孔3の中心P,Qまでのそれぞれの距離KP,JQを半径として,それぞれのボルト孔3の中心P,Qを中心とする仮想円弧T,Vを描き,環状ハーフビード4の中心線4Cとの交点L及びMと,交点N及びSとを求める。これらの円弧T,Vで切断される即ち円弧T,Vが通る環状ハーフビード4のうち,ボルト孔3から最も近い領域A(L−M間),遠い領域B(N−S間),及びいずれの円弧T,Vによっても切断されない環状ハーフビード4の領域C(L−N間とM−S間)の3つの領域に区分する。図7に示すように,領域Aが小さい領域になり,領域Bが中間の領域になり,領域Cが大きな領域を示している(A<B<C)。こうして,環状ハーフビード4の幅を,最も近い領域Aを最大にし,中間領域B及び切断されない遠い領域Cの順に順次小さく形成し,面圧を調整する。この時に,各領域A,B,Cの接続部の幅は,滑らかに変化させることが好ましい。ここで,距離HJと距離IKとは等しい距離であるが,この距離は任意にとることができ,距離HO又は距離IOの程度を最大値とすればよい。
【0035】
上記のように,環状ハーフビード4の幅をボルト孔3と距離との関係で決定すれば,シールすべき流体孔2の平面形状が円形でなくとも,また対応するボルト孔3が流体孔2の中心Oに対して均等又は対称に配置されなくても,各ボルト孔3から等距離となる環状ハーフビード4の幅の領域を幾何学的に具体的に決定することができ,面圧分布の調整配分をより正確に合理的に実施することが可能となる。また,面圧調整のために,環状ハーフビード4の高さを流体孔2の周囲において,境界における環状ハーフビード4の幅を滑らかに変化させる領域を大きくすることによって適宜徐々に変化させる技術的思想を組み合わせることも可能である。
【0036】
次に,図7〜図9及び図12を参照して,ガスケットのハーフビードにより発現する面圧について説明する。ガスケットの孔周りに形成したハーフビードについて,非締め付け状態における高さが同一,剛性等の材質が同一,且つボルトによる締め付け力即ち締結力が同一であるという条件では,一般的な傾向として,図8に示すように,ハーフビードの撓み量に従って面圧は連続して上昇するが,ハーフビードの小さい幅(BS)が面圧が高く,大きい幅(BL)が面圧が低く,中間幅(BM)では面圧が中間になる状態で変化し,最大面圧はBSの面圧が最も高い値となり,BLの面圧が最も低い値となり,BMの面圧が中間の値となる。しかしながら,部材の対向面間にガスケットを介在させて予め決められた所定の位置に形成されたボルト孔にボルトを挿通して締め付けた場合には,ボルトによる締結力は,流体孔の周りの領域においてボルト孔との距離が異なるため,ハーフビードの流体孔周りの領域では位置によって荷重が異なる。従って,ボルトの締め付けによって発生する面圧は,ボルト孔に近い領域では大きく,離れるに従って小さくなる傾向がある。
【0037】
上記のことを考慮すると,例えば,板厚0.25mmの単層ガスケットの流体孔2の周りに形成された環状ハーフビード4が全周の領域で同一高さ,例えば,0.75mmで,同一幅,例えば,2.0mmに形成された場合には,図12に示すように,流体孔2の周方向における面圧に関しては,流体孔2の周りの領域Aでの面圧が最も高くなり,領域Bで中間値となり,領域Cで最も低くなり,特に,領域Cではシールに必要な面圧を確保できないことになり,流体孔2の周りのシール性能を確保することができなくなる。但し,図12に示す領域Cは,図7に示す2つの領域Cの内の大きい方,即ち,ボルト孔3から最も遠い方を意味している。
【0038】
本発明による単層ガスケットは,流体孔2の周りの全周が領域A,領域B及び領域Cの3区分の領域に分けられ,それぞれの環状ハーフビード4の幅が異なるように設定されている。例えば,領域Aでの環状ハーフビード4の幅が2.25mmに設定され,領域Bでの環状ハーフビード4の幅が2.1mmに設定され,領域Cでの環状ハーフビード4の幅が1.8mmに設定されている。もし,ビード幅を除いて図12の場合と同一条件とした本発明の場合では,荷重が低下した分だけ環状ハーフビード4の幅が小さく形成されているので,図9に示すように,流体孔2の周方向における面圧に関しては,流体孔2の全周にわたって面圧を実質的に略均一化するか,又は面圧のバラツキを小さくすることができ,領域Cにおける面圧をシールに必要な所定の面圧以上に維持することができ,シール性能をボルト孔3からの遠近領域によって低下させることなく,常にシールに必要な面圧を発生させることができる。図9に示す領域Cは,当然,図12の場合に対応している。
【0039】
【発明の効果】
この発明による単層ガスケットは,上記のように構成されているので,流体孔の周りに沿って環状水平部を設け,該環状水平部の外側に環状ハーフビードを設けるだけであり,従来のようなN字型の形状に構成する必要がないのて,極めて単純な構造でありながら,流体孔の周囲に沿って低圧縮時から従来のN字型ガスケットと同等程度の高面圧が得られる。特に,環状ハーフビードの幅を流体孔とボルト孔との幾何学的な距離関係で容易に決定して形成できる。それによって,ボルト孔の近傍に存在する流体孔の周囲の環状ハーフビードについて,幾何学的に合理的に面圧の変更調整部分を決定することができ,面圧調整における自由度が大きく,柔軟性を持たせることができる。また,低剛性のフランジを持つエキゾーストマニホルドや低圧縮力の締付条件を必要とする部材の場合にも,従来の単層ガスケットと比較して優れたシール性能を発揮でき,最近の高性能エンジンにも適用可能な耐熱構成を有し,例えば,シリンダヘッドガスケット,インテークマニホルドガスケット,エキゾーストマニホルドガスケット等の各種のガスケットとして高いシール性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による単層ガスケットが適用されたエキゾーストマニホルドガスケットの一実施例を示す平面図である。
【図2】この発明による単層ガスケットが適用されたエキゾーストマニホルドガスケットの別の実施例を示す平面図である。
【図3】この発明による単層ガスケットについて,流体孔の周りの環状水平部,環状ハーフビード及び外側の水平部の関係の一実施例を示す断面図である。
【図4】この発明による単層ガスケットが適用されたシリンダヘッドガスケットの一実施例を示し,環状水平部を一方の部材に水平部を他方に部材に接して配置した状態を示す断面図である。
【図5】この発明による単層ガスケットが適用されたマニホルドガスケットの一実施例を示し,環状水平部をエキゾーストマニホルド側に向けて配置した時の締め付けによる面圧の発生状態を示す説明図である。
【図6】図5と図11とに示す単層ガスケットの環状ハーフビードに生じる圧縮量に対する面圧の関係を示すグラフである。
【図7】この発明による単層ガスケットについて,流体孔の周りのボルト孔との遠近による領域A,領域B及び領域Cを幾何学的に決定する方法を示す説明図である。
【図8】単層ガスケットに設けた環状ハーフビードの幅と面圧との関係を示すグラフである。
【図9】この発明による単層ガスケットの流体孔の周りの領域A,領域B及び領域Cに発生する面圧を示す説明図である。
【図10】比較例の単層ガスケットについて,環状水平部が環状ハーフビードの幅より小さい場合の締め付けによる面圧の発生状態を示す説明図である。
【図11】比較例の単層ガスケットについて,弾性プレートの配置を図5の配置と逆向きに配置した場合であって,環状水平部をシリンダヘッド側に向けて配置した時の締め付けによる面圧の発生状態を示す説明図である。
【図12】比較例の単層ガスケットの流体孔の周りの領域A,領域B及び領域Cに発生する面圧を示す説明図である。
【符号の説明】
1 弾性プレート
2 流体孔
3 ボルト孔
4 環状ハーフビード
5 環状水平部
6 傾斜部
7 水平部
8,9,13,14 部材
10,11,19,20 対向面
12 先端部
15,16 ポート(流体孔)
17 露出部
18 皮膜
21,22 境界部
23,24 燃焼室孔
A,B,C 流体孔周りの領域
Bw 環状ハーフビードの幅
P1 ,P2 ,P3 ,P4 ,P5 ,P6 ,P7 ,P8 面圧
G ばね反力
W1 環状水平部の幅[0001]
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a single-plate metal gasket disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-255250 (Japanese Patent Publication No. 6-12095) has a combustion chamber hole and a plurality of bolts around the combustion chamber hole in a substrate made of an elastic metal plate. A stepped bead is formed on the substrate to surround the combustion chamber hole, and the spring constant increases as the stepped bead is separated from the bolt hole side of the bolt fastening portion. The height and width of the inclined portion of the step-shaped bead are gradually changed. The single-plate metal gasket has a shape in which the width is increased and the height is reduced in the vicinity of the bolt hole, and each is reversed as the distance from the bolt hole increases.
[0003]
The sealing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-218223, which is an application filed by the present applicant, has a problem in that the opposing surfaces to be connected, such as tubes made of aluminum or plastic materials, are easily deformed and the surface roughness is low. Even in a rough case, the sealing performance can be ensured stably. The metal gasket is formed in an N-shape in a non-tightened state, is arranged in an annular groove formed on the opposite surface of the flange, and has an N-shape with an inclined cross section. It has an inner bead and an outer bead so as to have a shape, and has a load bending characteristic in which a change in load is small at a bending amount of an intermediate size. In the case of flanges made of aluminum or plastic materials, even if the facing surface is deformed or the surface roughness remains relatively rough during molding, the metal gasket can absorb such deformation and roughness, and Even after absorption, the change in load is small, and a stable seal surface pressure is secured.
[0004]
The gasket disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 64-22852 is formed from a single elastic metal plate, and the elastic metal plate rises outward from the surface and then is parallel to the surface as a whole. And then have a bead in cross-section that is bent further outwardly with respect to said surface. The metal gasket disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-4062 is provided with a multi-stage half bead, and FIG. 3 discloses a simple half bead gasket having a wide horizontal portion.
[0005]
Further, as a gasket for applying a film for improving heat resistance, for example, a gasket for applying a heat-resistant film on a specific surface of the gasket is conventionally known (for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-116149). See Japanese Utility Model Application Laid-Open Nos. 63-195161, 63-162167, 1-1180061, and 2-61169. Conventionally, a heat-resistant film is provided at a specific position in a grommet of a laminated metal gasket (for example, see Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-644660).
[0006]
However, the single-plate metal gasket disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-255250 has a warm structure in which the distance from the bolt hole increases, and it is geometrically specific. In particular, when the tightening bolt holes are not evenly arranged for each fluid hole, it is impossible to determine the width change region in a shell-like manner. is there.
[0007]
Further, in the sealing device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-218223, the metal gasket needs to be formed in an N-shape in a non-tightened state. The shape becomes slightly complicated. In addition, since the metal gasket is in contact with the contact surface at both the top of the half-bead and the two points at the tips on both sides from the time of low compression in the initial stage of tightening, considerable high surface pressure is generated at the top of the half bead. In addition, even if the amount of deflection changes or the amount of compression varies, a constant surface pressure can be obtained, but accuracy control such as the angle of the bead peak is required. The metal gasket can also be provided with a flat part on the inside and the outside, and the flat part also generates a reaction force and a surface pressure. However, the flat part is extremely narrow compared to the bead width, A wide seal portion is not formed around the hole, and the shape is complicated.
[0008]
Both the gasket disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-22852 and the metal gasket disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-4062 are slightly complicated in structure, and a plurality of adjacent fluid holes have a narrow gap. In the case of a seal hole, it is formed in a shape that is difficult to apply.
[0009]
By the way, in the latest engine, the flange on the exhaust manifold side may be made of a plate material instead of the conventional casting in order to reduce the weight. The plate thickness of the flange is further reduced from about 8 to 9 mm, and may be about 3 to 4 mm. Cast flanges are close to rigid bodies, but thin flanges have extremely low rigidity, resulting in large distortion and deformation when the flanges are fastened. Under such circumstances, if a conventional gasket is used, it becomes difficult to obtain a predetermined sealing performance. That is, the conventional single-layer metal exhaust manifold gasket having a half bead does not consider a structure that can cope with the low rigidity flange and the low compression tightening condition in the case of the condition.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems and to focus on the width of the annular horizontal part around the fluid hole and the annular half-bead outside thereof, and to consider the extreme By using a simple method, the width of the annular half bead can be adjusted to correspond to the area near the bolt hole without making the width of the annular horizontal part located between the fluid hole and the annular half bead smaller than the width of the annular half bead. To substantially equalize the surface pressure generated around the fluid hole, improve the sealing performance, and increase the high surface pressure equivalent to that of the conventional N-type single-layer gasket from low compression. It is suitable to be applied as a manifold gasket with a thin plate flange of low rigidity, and can exhibit the required sealing performance even under low compression conditions. To provide a single-layer gasket having heat resistance.
[0011]
The present invention comprises a single elastic plate having a fluid hole and a bolt hole applied between opposing surfaces of members opposing each other, wherein the elastic plate is provided with the fluid in a non-tightened state between the members. An annular horizontal portion extending horizontally from the hole side to the periphery of the hole between the opposing surfaces, an annular half bead having an inclined portion extending from the annular horizontal portion with respect to the opposing surface, and between the annular half bead and the opposing surface. In a single-layer gasket having a continuous horizontal portion extending horizontally, the width of the annular horizontal portion in a non-tightened state of the elastic plate is formed to have a shape equal to or larger than the width of the annular half bead. The present invention relates to a characteristic single-layer gasket.
[0012]
This single-layer gasket is formed such that the width of the annular half bead is smaller than the width of the annular horizontal portion, so that the elastic plate is fastened between the opposing surfaces of the member by bolts passed through the bolt holes. Thus, the tip of the annular horizontal portion comes into contact with the opposing surface of one of the members to generate a spring reaction force.
[0013]
This single-layer gasket changes the surface pressure of the annular half bead itself in accordance with a geometrically defined near and far region from the bolt hole of the annular half bead around the fluid hole to change the surface pressure of the annular half bead around the fluid hole. The generated surface pressure is made uniform.
[0014]
The single-layer gasket is located in the vicinity of the bolt hole with reference to a geometrically defined near and far region of the annular half bead from the bolt hole formed at a predetermined position in the elastic plate. The width of the region of the annular half bead around the fluid hole is large and the width of the region of the annular half bead around the fluid hole located far from the bolt hole is reduced. is there.
[0015]
The single-layer gasket is provided on a virtual straight line connecting the center of the fluid hole and the centers of the plurality of bolt holes corresponding to the fluid hole, respectively, and the virtual straight line and the edge of the annular half bead or the fluid hole. A point which is at a constant distance in the center direction of the fluid hole from the intersection of is selected corresponding to each of the virtual straight lines, and from the closest selected point corresponding to the bolt hole to the center of the bolt hole. A virtual arc centered on the center of each of the bolt holes with the respective distances as radii, and among the annular half-beads within a range through which these virtual arcs pass, which is closest to any of the corresponding bolt holes The area of the annular half bead is divided into an area, an intermediate area, and a far area outside the range through which the virtual arc passes, and the width of the annular half bead is set to the nearest area. Was formed to the maximum, is obtained by successively formed small in the order of the intermediate region and the far region outside the range.
[0016]
In this single-layer gasket, a heat-resistant film is provided on a part or the entire surface of the elastic plate. Further, in the single-layer gasket, the elastic plate is mounted between the members when the diameters of the fluid holes formed opposite to the members corresponding to the fluid holes of the elastic plate are different from each other. At this time, the elastic plate is interposed between the members in such a state that the annular horizontal portion abuts on the member side where the hole diameter of the fluid hole is large and the horizontal portion abuts on the member side where the hole diameter of the fluid hole is small. It has been inserted.
[0017]
In this single-layer gasket, a plurality of the fluid holes are formed in the elastic plate, and a plurality of the bolt holes are respectively formed corresponding to the fluid holes. Further, the elastic plate is formed of an elastic resin plate, an elastic metal plate, or a ceramic plate having heat resistance.
[0018]
As described above, in this single-layer gasket, the width of the annular half bead is formed smaller than the width of the annular horizontal portion around the fluid hole. From the initial stage of the tightening, the tip of the annular horizontal portion abuts on the opposing surface of one of the members to generate a spring reaction force, thereby improving the sealing performance. Also, when the elastic plate is tightened with bolts, the tightening force of the bolts varies in a geometrically defined near and far region between the bolt hole formed at a predetermined position and the region around the fluid hole. , Regardless of the distance from the bolt hole, the surface pressure around the fluid hole can be made substantially uniform, and the sealing performance around the fluid hole can be improved. Good sealing performance can always be ensured without being affected by the load. In particular, in this single-layer gasket, the size of the width of the annular half bead around the fluid hole can be determined by easily setting the area near and far from the bolt hole geometrically. In addition, the annular half bead at the intersection of the virtual straight line connecting the center of the fluid hole and the bolt hole with the annular half bead is formed by two annular boundary lines, that is, two annular boundary lines between the horizontal center line or the horizontal portions on both sides of the inclined portion. One of the ring boundaries. Further, the material of the heat-resistant film and the method of applying the film are not limited with respect to the single-layer gasket. It is provided on the elastic plate by means such as lamination.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a single-layer gasket according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, an embodiment in which a single-layer gasket according to the present invention is applied to an exhaust manifold gasket will be described with reference to FIGS. This single-layer gasket is particularly preferable to be applied to a multi-cylinder engine. The single-layer gasket is composed of one
[0020]
In FIG. 1, each
[0021]
Although not shown, an embodiment in which this single-layer gasket is applied to an intake manifold gasket has a configuration similar to that of an exhaust manifold gasket. In the case of the intake manifold gasket, the material of the
[0022]
This single-layer gasket can be applied to a cylinder head gasket as shown in FIG. In the case of a cylinder head gasket, various holes such as water and oil are provided in addition to the main
[0023]
Width W of annular
[0024]
FIG. 10 shows a single-layer gasket as a comparative example corresponding to the single-layer gasket of the present invention in FIG. FIG. 10 shows the width W ′ of the annular
[0025]
FIG. 5 is an explanatory view showing a case where the single-layer gasket shown in FIGS. 1 to 3 is basically applied to a gasket for an exhaust manifold. In this single-layer gasket, the
[0026]
When the
[0027]
In this embodiment, the entire surface on the
[0028]
FIG. 11 shows a single-layer gasket as a comparative example to the single-layer gasket of the present invention shown in FIG. FIG. 11 shows the width W ′ of the annular
[0029]
FIG. 6 shows the relationship between the gasket compression amount and the surface pressure (or load) when the single-layer gasket of the present invention shown in FIG. 5 and the single-layer gasket of the comparative example shown in FIG. It is explanatory drawing which shows a basic state. In the case of the single-layer gasket (TI) of the present invention shown in FIG. Since a reaction force G is generated, a high surface pressure P is generated by the spring reaction force G. 5 , P 6 Can be obtained. Furthermore, the gasket is not formed in an N-shape, but is formed in a simple shape, similar to the N-shape gasket, at the time of low compression in the initial stage of tightening and at the
[0030]
Therefore, when the single-layer gasket according to the present invention is tightened between members such as the cylinder head, the cylinder block, the intake or the exhaust manifold, and the pipe, the deformation of each member is relatively large, and the tightening force must be low. For example, it is suitable for use in an all-aluminum open deck type or a closed type engine to which a relatively high tightening force can be applied. In particular, the single-layer gasket of the present invention is suitable for an exhaust manifold having a low-rigidity thin-plate flange that requires low compression tightening conditions. Further, the single-layer gasket of the present invention has a simple structure and can obtain a high surface pressure from the stage of low compression, so that it is suitable for an intake manifold which may have a relatively low sealing surface pressure. Further, in the single-layer gasket of the present invention, when an elastic metal plate is used as the
[0031]
For the single-layer gasket of the present invention, the width W of the annular
[0032]
FIG. 7 is an enlarged plan view of a portion showing the
[0033]
FIG. 7 shows an embodiment in which the width of the
[0034]
With the distances KP, JQ from the nearest selected points K, J corresponding to the bolt holes 3 to the centers P, Q of the bolt holes 3 as radii, the centers P, Q of the
[0035]
As described above, if the width of the
[0036]
Next, referring to FIG. 7 to FIG. 9 and FIG. 12, the surface pressure generated by the half bead of the gasket will be described. As for the half bead formed around the hole of the gasket, under the condition that the height in the non-tightened state is the same, the material such as rigidity is the same, and the tightening force, that is, the tightening force by the bolt, is the same as a general tendency, FIG. As shown in the figure, the surface pressure increases continuously in accordance with the amount of deflection of the half bead, but the small width (BS) of the half bead has a high surface pressure, the large width (BL) has a low surface pressure, and the half width has a middle width (BM). The surface pressure changes in an intermediate state, and the maximum surface pressure is such that the surface pressure of BS is the highest value, the surface pressure of BL is the lowest value, and the surface pressure of BM is an intermediate value. However, when the bolt is inserted into a bolt hole formed at a predetermined position with a gasket interposed between the opposing surfaces of the member and tightened, the fastening force of the bolt is limited to the area around the fluid hole. Since the distance from the bolt hole is different in the above, the load differs depending on the position in the region around the fluid hole of the half bead. Therefore, the surface pressure generated by bolt tightening tends to be large in a region close to the bolt hole and to decrease as the distance increases.
[0037]
In consideration of the above, for example, the
[0038]
In the single-layer gasket according to the present invention, the entire circumference around the
[0039]
【The invention's effect】
Since the single-layer gasket according to the present invention is configured as described above, it is only necessary to provide an annular horizontal portion around the fluid hole and provide an annular half bead outside the annular horizontal portion. Since it is not necessary to configure the shape of the N-shaped gasket, a high surface pressure equivalent to that of the conventional N-shaped gasket can be obtained from the time of low compression along the periphery of the fluid hole even though the structure is extremely simple. In particular, the width of the annular half bead can be easily determined by the geometric distance relationship between the fluid hole and the bolt hole. As a result, for the annular half bead around the fluid hole existing in the vicinity of the bolt hole, it is possible to determine geometrically and rationally the change adjustment portion of the surface pressure. Can be provided. In addition, even in the case of exhaust manifolds with low rigidity flanges and members that require tightening conditions with low compressive force, they can demonstrate superior sealing performance compared to conventional single-layer gaskets, and have recently developed high-performance engines. It has a heat-resistant structure that can be applied to various types of gaskets such as a cylinder head gasket, an intake manifold gasket, and an exhaust manifold gasket.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an exhaust manifold gasket to which a single-layer gasket according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the exhaust manifold gasket to which the single-layer gasket according to the present invention is applied.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of the relationship between an annular horizontal portion around a fluid hole, an annular half bead, and an outer horizontal portion in the single-layer gasket according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a cylinder head gasket to which a single-layer gasket according to the present invention is applied, in which an annular horizontal portion is arranged in contact with one member and a horizontal portion in contact with another member. .
FIG. 5 is an explanatory view showing one embodiment of a manifold gasket to which the single-layer gasket according to the present invention is applied, and showing a state of generation of surface pressure due to tightening when the annular horizontal portion is arranged facing the exhaust manifold side. .
6 is a graph showing a relationship between a surface pressure and a compression amount generated in an annular half bead of the single-layer gasket shown in FIGS. 5 and 11. FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing a method of geometrically determining regions A, B, and C depending on the distance from a bolt hole around a fluid hole in a single-layer gasket according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the width of the annular half bead provided on the single-layer gasket and the surface pressure.
FIG. 9 is an explanatory view showing surface pressures generated in regions A, B and C around the fluid holes of the single-layer gasket according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of generation of surface pressure due to tightening when the annular horizontal portion is smaller than the width of the annular half bead in the single-layer gasket of the comparative example.
FIG. 11 shows a single-layer gasket of a comparative example in which the elastic plate is arranged in the opposite direction to that of FIG. 5 and the surface pressure due to tightening when the annular horizontal portion is arranged toward the cylinder head. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of occurrence of a slash.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing surface pressures generated in regions A, B, and C around a fluid hole of a single-layer gasket of a comparative example.
[Explanation of symbols]
1 elastic plate
2 fluid holes
3 bolt holes
4 Annular half bead
5 Annular horizontal section
6 Inclined part
7 Horizontal part
8,9,13,14 members
10,11,19,20 Opposing surface
12 Tip
15, 16 ports (fluid holes)
17 Exposed part
18 Coating
21,22 border
23, 24 combustion chamber holes
A, B, C Area around fluid holes
Bw Width of annular half bead
P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 , P 6 , P 7 , P 8 Contact pressure
G spring reaction force
W 1 Width of annular horizontal part
Claims (9)
前記弾性プレートの非締め付け状態における前記環状水平部の幅は前記環状ハーフビードの幅と同等又は大きくなる形状に形成されていることを特徴とする単層ガスケット。The elastic plate comprises a single elastic plate having a fluid hole and a bolt hole interposed between the facing surfaces of the members facing each other, and the elastic plate is provided with a hole from the fluid hole side in a non-tightened state between the members. An annular horizontal portion surrounding the annular horizontal portion extending horizontally between the facing surfaces, an annular half bead having an inclined portion extending from the annular horizontal portion with respect to the facing surface, and a horizontal extending horizontally from the annular half bead to the facing surface. In a single-layer gasket having a continuous section,
A single-layer gasket, wherein a width of the annular horizontal portion in a non-tightened state of the elastic plate is formed to be equal to or larger than a width of the annular half bead.
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