JP5598065B2 - 密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、ガスケットを備えた密封構造に関するものである。

従来、２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、これら２部材の対向面間の隙間を封止する環状のガスケットが知られている。例えば、自動車に備えられたインテークマニホールドとシリンダーブロックとの対向面間の隙間を封止するために環状のガスケットが用いられる。

かかるガスケットは、２部材により圧縮されることで、その反発力によってシール性を発揮する。ここで、２部材のうちの少なくとも一方が樹脂材で構成されるような場合には、成形時のうねりやクリープ等の影響で、寸法精度がそれほど高くない場合がある。そのため、寸法がばらついているような場合でもシール性能を発揮できる必要がある。また、スペースの関係上、ガスケットが装着される環状溝の断面形状が縦長断面となる場合がある。以上のような場合には、ガスケットの断面も縦長断面としなければならず、環状溝内において、ガスケットの倒れや座屈が発生し易いという問題がある。このような問題の対策として、従来、ガスケットの外周側と内周側に、ガスケットの倒れを抑制するための突起を、周方向に各々間隔を空けて複数設ける技術が知られている。

このように構成された従来例に係るガスケットについて図８を参照して説明する。図８は従来例に係るガスケットの装着時の様子を示す模式的断面図である。なお、この従来例に係るガスケット５００は、インテークマニホールド２００に設けられた環状溝２０１に装着されて、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００との対向面間の隙間を封止するために用いられる。

図示のように、ガスケット５００は、断面が縦長形状のガスケット本体部５１０と、環状溝２０１の溝底面に密着する第１シール突起部５１１と、シリンダーブロック３００の取付面３０１に密着する第２シール突起部５１２とを備えている。また、ガスケット本体部５１０の外周側と内周側には、環状溝２０１内においてガスケット本体部５１０が倒れることを抑制する突起５２１，５２２が、周方向に各々間隔を空けて複数設けられている。なお、図８はこれらの突起５２１，５２２が設けられている部分において、ガスケット５００の長手方向に対して垂直な方向に切断した断面図である。

ここで、一般的に、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００は、これらの対向面に垂直な方向（図８中、矢印Ｘ方向）に組み付けられる。これに伴い、上記のように構成されたガスケット５００は、図示の断面において幅方向（左右方向）の中心に対して略対称的な状態を保ったまま圧縮する。これにより、第１シール突起部５１１が環状溝２０１の溝底面に密着し、かつ第２シール突起部５１２がシリンダーブロック３００の取付面３０１に密着することでシール性能が発揮される。また、ガスケット本体部５１０は縦長断面で構成されており、本来的には環状溝２０１内で倒れたり座屈したりし易いものの、ガスケット５００の圧縮に伴い突起５２１，５２２が環状溝２０１の両側面にそれぞれ突き当たることで、倒れや座屈が抑制される。

しかしながら、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００が、これらの対向面に垂直な方向に対して傾いた方向に組み付けられるように構成される場合がある。例えば、図８中の矢印Ｙ方向に組み付けられる場合がある。この場合、ガスケット５００における第２シール突起部５１２には、前記対向面に垂直な方向に対して傾いた方向に
力が加わるため、第２シール突起部５１２は倒れるように変形してしまう。そのため、ガスケット５００は、図示の断面において幅方向（左右方向）の中心に対して略対称的な状態を保ったまま圧縮することができず、当該中心に対して非対称的な状態で圧縮してしまう。また、ガスケット５００は環状であることから、第２シール突起部５１２に加えられる力の方向は、力が与えられる部位によって異なるため、変形の仕方も部位により異なる。従って、シール性能が不安定になってしまう。

また、第２シール突起部５１２の変形の仕方によっては、図９に示すように、第２シール突起部５１２の先端付近Ｚが、インテークマニホールド２００における環状溝２０１の開口端縁付近と、シリンダーブロック３００の取付面３０１との間に噛み込まれてしまうことも考えられる。この場合には、先端付近Ｚに亀裂が生じたり、欠けが生じたりして、シール機能が損なわれてしまうおそれがある。

特開２００５−３１３０号公報 特開２００３−１２０８１７号公報

本発明の目的は、装着溝内におけるガスケットの倒れを抑制する密封構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封構造は、
互いに組み付けられる２部材と、
これら２部材のうちの一方の部材に設けられる環状溝と、
前記環状溝に装着され、前記２部材の対向面間の隙間を封止する環状のガスケットと、を備え、
前記２部材は前記対向面に垂直な方向に対して傾いた方向に組み付けられ、これら２部材により前記ガスケットが圧縮されるように構成された密封構造であって、
前記ガスケットは、
環状の補強環と、
該補強環に一体的に設けられ、かつその断面形状が前記環状溝への装着方向の長さの方が幅方向の長さよりも長い縦長のゴム状弾性体製のガスケット本体と、を備えており、
前記環状溝には、前記補強環が突き当たることで、該補強環の傾きを制限する位置規制部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、補強環によってガスケット本体の変形が抑制され、かつ環状溝に設けられた位置規制部によって補強環の傾きが制限されるので、環状溝内におけるガスケットの倒れが抑制される。また、これに伴い、ガスケット本体の先端が、環状溝の外側に飛び出してしまうことも抑制できる。これらのことから、安定したシール性能が発揮される。

ここで、前記補強環は中心に孔の空いた円板状の部材で構成されており、
前記環状溝における側面側の周面と、前記補強環の側面側の周面との間に隙間を有した状態で、前記ガスケットが前記環状溝に装着されるように構成されており、
前記ガスケットが前記環状溝に対して傾くと、前記補強環の前記周面における端縁の少なくとも一部が前記環状溝における前記周面に突き当たることで、前記補強環の傾きが制
限されるとよい。

これにより、簡易的な構成で、補強環の傾きを制限できる。

また、前記補強環は、
中心に孔が空き、かつその一部が前記ガスケット本体の内部に埋め込まれた状態にある円板部と、
該円板部の端部から折れ曲がった円筒部と、を備えており、
前記環状溝は、前記円筒部の先端側が遊びを持った状態で嵌合される遊嵌溝を備えていることも好適である。

これにより、補強環の傾きをより確実に制限できる。

以上説明したように、本発明によれば、装着溝内においてガスケットの倒れを抑制でき、安定した密封性能を維持することができる。

図１は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図（２部材を組み付ける前の状態を示す模式的断面図）である。 図２は本発明の実施例１に係るガスケットの平面図である。 図３は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的拡大断面図（２部材を組み付ける前の状態を示す図）である。 図４は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的拡大断面図（２部材を組み付けた後の状態を示す図）である。 図５は本発明の実施例２に係る密封構造の模式的拡大断面図（２部材を組み付ける前の状態を示す図）である。 図６は本発明の実施例３に係る密封構造の模式的拡大断面図（２部材を組み付ける前の状態を示す図）である。 図７は本発明の実施例４に係る密封構造の模式的拡大断面図（２部材を組み付ける前の状態を示す図）である。 図８は従来例に係るガスケットの装着時の様子を示す模式的断面図である。 図９は従来例に係るガスケットにおける２部材の組み付け後の状態を示す模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造について説明する。なお、本実施例においては、密封構造を構成する２部材が、インテークマニホールドとシリンダーブロックである場合を例にして説明する。

＜密封構造＞
特に、図１を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造全体の構成について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図である。インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００は、図１中の矢印Ｖ方向に組み付けられるように構
成されている。ここで、これらの組み付け方向Ｖは、図１から明らかなように、これらの対向面に垂直な方向に対して傾いた方向である。

また、インテークマニホールド２００におけるシリンダーブロック３００との対向面側には環状溝２１０が設けられている。この環状溝２１０に、ガスケット１００が装着される。このガスケット１００は、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００との対向面間の隙間を封止するために用いられる。なお、図１においては、ガスケット１００と環状溝２１０の構成は簡易的に示している。

本実施例に係るインテークマニホールド２００は、Ｖ型構造であり、吸気管がＶ字状に分岐する構成となっている。これに伴い、吸気管の先端が突き当たるシリンダーブロック３００の取付面３０１は傾斜面によって構成されている。

＜ガスケット＞
特に、図２〜図４を参照して、ガスケット１００と、ガスケット１００の倒れを抑制する構造について説明する。なお、図２はガスケット１００の平面図であり、図３，４は密封構造の模式的拡大断面図である。図３，４におけるガスケットは図２中のＡＡ断面に相当する。また、図３はインテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００を組み付ける前の状態を示し、図４はこれらを組み付けた後の状態を示している。

ガスケット１００は、金属製の補強環１２０と、補強環１２０の内周端側に一体的に設けられたゴム状弾性体製のガスケット本体１１０とから構成される。このガスケット１００は、補強環１２０をインサート部品として、インサート成形によって製造することができる。

補強環１２０は、中心に孔の空いた円板状の部材で構成されている。補強環１２０の材質としては、鉄系、アルミニウム系、ステンレス系などの各種金属や、硬質の樹脂材を適用できる。

ガスケット本体１１０は、円環状の部材で構成されている。また、ガスケット本体１１０の断面形状（円周方向に対して垂直な断面の形状）は、環状溝２１０への装着方向の長さの方が幅方向よりも長い縦長形状となっている。そして、この縦長の両端のシール突起部が、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００にそれぞれ密着するように構成されている。また、上記の両端のシール突起部は、先細り形状となるように構成されている。

環状溝２１０は、ガスケット本体１１０が装着される深溝部２１１と、補強環１２０が入り込む浅溝部２１２とを備える段付き溝である。そして、浅溝部２１２における内周面２１２ａの内径は、補強環１２０の外径よりも僅かに大きく設定されている。これにより、ガスケット１００が環状溝２１０に装着される場合には、環状溝２１０における内周面２１２ａと、補強環１２０の外周面との間に微小隙間を有した状態で、ガスケット１００が環状溝２１０に装着される。これにより、ガスケット１００を簡単に環状溝２１０に装着することができる。なお、ガスケット本体１１０のつぶし代を確保するために、浅溝部２１２の溝底部分と補強環１２０との間には、図３に示すように、適度な隙間が設けられる。

また、ガスケット１００が環状溝２１０に対して傾くと、補強環１２０の外周面における端縁の少なくとも一部が環状溝２１０の内周面２１２ａに突き当たることで、補強環１２０の傾きは制限されるように構成されている。これにより、環状溝２１０内でのガスケット１００の倒れが抑制される。なお、環状溝２１０における内周面２１２ａは、補強環
１２０の傾きを制限する位置規制部として機能している。

＜本実施例に係る密封構造の優れた点＞
本実施例に係る密封構造によれば、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００を図３中矢印Ｖ方向に組み付ける過程で、ガスケット本体１１０の先端がシリンダーブロック３００の取付面３０１からの力を受ける。この力を受ける方向は、ガスケット本体１１０の圧縮方向に対して傾いている。そのため、ガスケット１００には、環状溝２１０内において、図４中矢印Ｍ方向に回転する方向に力が作用する。

しかしながら、上記の通り、本実施例に係るガスケット１００は、補強環１２０を備えており、補強環１２０自体は殆ど変形しないため、ガスケット本体１１０の変形も抑制される。また、補強環１２０の外周面における端縁の少なくとも一部が環状溝２１０の内周面２１２ａに突き当たることで、補強環１２０の傾きは制限される。すなわち、図４に示すように、補強環１２０における上方側において、外周面における下側の端縁が環状溝２１０の内周面２１２ａに突き当たる。また、補強環１２０における下方側において、外周面における上側の端縁が環状溝２１０の内周面２１２ａに突き当たる。これにより、補強環１２０の傾きが制限されて、環状溝２１０内におけるガスケット１００の傾き（倒れ）が抑制される。

これらのことから、環状溝２１０内におけるガスケット１００の姿勢を安定させることができる。また、これに伴い、ガスケット本体１１０の先端のシール突起部が、環状溝２１０の外側に飛び出してしまうことも抑制できる。なお、本実施例においては、当該シール突起部を先細り形状としたことによって、環状溝２１０の外側への飛び出しを、より抑制できるようにしている。ここで、環状溝２１０における内周端縁（深溝部２１１の内周端縁）にＣ面やＲ面などの面取りを設けることによって、シール突起部の環状溝２１０の外側への飛び出しを、より抑制できるようにしてもよい。

（実施例２）
図５には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、ガスケットを、補強環と、補強環の内周端側に一体的に設けられたガスケット本体とから構成される場合を示した。これに対し、本実施例においては、ガスケットを、補強環と、補強環の外周端側に一体的に設けられたガスケット本体とから構成される場合を示す。

その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例に係るガスケット１０１は、金属製の補強環１２１と、補強環１２１の外周端側に一体的に設けられたゴム状弾性体製のガスケット本体１１１とから構成される。

ガスケット１０１の製造方法、補強環１２１の形状や材料の例、ガスケット本体１１１の形状等については、補強環１２１とガスケット本体１１１との位置関係が異なること以外は、上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。

環状溝２２０は、ガスケット本体１１１が装着される深溝部２２１と、補強環１２１が入り込む浅溝部２２２とを備える段付き溝である。そして、浅溝部２２２における外周面２２２ａの外径は、補強環１２１の内径よりも僅かに小さく設定されている。これにより、ガスケット１０１が環状溝２２０に装着される場合には、環状溝２２０における外周面２２２ａと、補強環１２１の内周面との間に微小隙間を有した状態で、ガスケット１０１が環状溝２２０に装着される。これにより、ガスケット１０１を簡単に環状溝２２０に装着することができる。なお、ガスケット本体１１１のつぶし代を確保するために、浅溝部
２２２の溝底部分と補強環１２１との間には、図５に示すように、適度な隙間が設けられる。

また、ガスケット１０１が環状溝２２０に対して傾くと、補強環１２１の内周面における端縁の少なくとも一部が環状溝２２０の外周面２２２ａに突き当たることで、補強環１２１の傾きは制限されるように構成されている。これにより、環状溝２２０内でのガスケット１０１の倒れが抑制される。なお、環状溝２２０における外周面２２２ａは、補強環１２１の傾きを制限する位置規制部として機能している。なお、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００を図５中矢印Ｖ方向に組み付ける過程で、ガスケット１０１には、環状溝２２０内において、図５中矢印Ｍ方向に回転する方向に力が作用する。

以上の構成により、本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、環状溝２２０における外周端縁（深溝部２２１の外周端縁）にＣ面やＲ面などの面取りを設けることによって、シール突起部の環状溝２２０の外側への飛び出しを、より抑制できるようにしてもよい。

（実施例３）
図６には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１，２では、中心に孔の空いた円板状の部材で構成された補強環を用い、この補強環の周面（実施例１では外周面、実施例２では内周面）における端縁の少なくとも一部が環状溝の周面（実施例１では内周面、実施例２では外周面）に突き当たることで、補強環の傾きを制限させる場合を示した。これに対し、本実施例においては、中心に孔の空いた円板部と、円板部の端部から折れ曲がった円筒部とを備える補強環を用い、円筒部が遊嵌溝に遊嵌する（遊びを持った状態で嵌合する）ことで補強環の傾きを制限させる場合の構成を示す。

その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例に係るガスケット１０２は、金属製の補強環１２２と、補強環１２２の内周端側に一体的に設けられたゴム状弾性体製のガスケット本体１１２とから構成される。このガスケット１０２は、補強環１２２をインサート部品として、インサート成形によって製造することができる。

補強環１２２は、中心に孔が空き、かつその一部（内周端部）がガスケット本体１１２の内部に埋め込まれた状態にある円板部１２２ａと、円板部１２２ａの外周端部から折れ曲がった円筒部１２２ｂと、から構成されている。補強環１２２の材質としては、鉄系、アルミニウム系、ステンレス系などの各種金属や、硬質の樹脂材を適用できる。

ガスケット本体１１２は、円環状の部材で構成されている。また、ガスケット本体１１２の断面形状（円周方向に対して垂直な断面の形状）は、環状溝２３０への装着方向の長さの方が幅方向よりも長い縦長形状となっている。そして、この縦長の両端のシール突起部が、インテークマニホールド２００とシリンダーブロック３００にそれぞれ密着するように構成されている。また、上記の両端のシール突起部は、先細り形状となるように構成されている。

また、本実施例に係る環状溝２３０は、ガスケット本体１１２が装着される装着溝部２３１と、補強環１２２における円筒部１２２ｂの先端側が遊びを持った状態で嵌合される遊嵌溝部２３２とを備えている。このように、本実施例においては、ガスケット１０２が環状溝２３０に装着される場合には、補強環１２２における円筒部１２２ｂが遊びを持っ
た状態で、遊嵌溝部２３２に嵌合されるので、ガスケット１０２を簡単に環状溝２３０に装着することができる。なお、ガスケット本体１１２のつぶし代を確保するために、遊嵌溝部２３２の溝底部分と補強環１２２における円筒部１２２ｂの先端との間には、図６に示すように、適度な隙間が設けられる。

また、ガスケット１０２が環状溝２３０に対して傾くと、補強環１２２における円筒部１２２ｂが遊嵌溝部２３２の内周面や外周面に突き当たることで、補強環１２２の傾きは制限されるように構成されている。つまり、補強環１２２は、遊嵌溝部２３２に対する円筒部１２２ｂの遊び分だけしかがたつかない。これにより、環状溝２３０内でのガスケット１０２の倒れが抑制される。なお、遊嵌溝部２３２の内周面及び外周面は、補強環１２２の傾きを制限する位置規制部として機能している。

以上の構成により、本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１，２の場合と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例の場合の方が、遊びの調整によって、補強環１２２の傾きを簡単に制限できるので、実施例１，２に比べて、補強環１２２の傾きをより確実に抑制し易い。また、本実施例においても、環状溝２３０における内周端縁（装着溝部２３１の内周端縁）にＣ面やＲ面などの面取りを設けることによって、シール突起部の環状溝２３０の外側への飛び出しを、より抑制できるようにしてもよい。

（実施例４）
図７には、本発明の実施例４が示されている。上記実施例３では、ガスケット本体を、補強環の内周端側に一体的に設ける場合の構成を示した。これに対し、本実施例においては、ガスケット本体を補強環の外周端側に一体的に設ける場合の構成を示す。

その他の構成および作用については実施例３と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例に係るガスケット１０３は、金属製の補強環１２３と、補強環１２３の外周端側に一体的に設けられたゴム状弾性体製のガスケット本体１１３とから構成される。

補強環１２３は、中心に孔が空き、かつその一部（外周端部）がガスケット本体１１３の内部に埋め込まれた状態にある円板部１２３ａと、円板部１２３ａの内周端部から折れ曲がった円筒部１２３ｂと、から構成されている。

ガスケット１０３の製造方法、補強環の材料の例、ガスケット本体１１３の形状等については、補強環１２３とガスケット本体１１３との位置関係が異なること以外は、上記実施例３と同様であるので、その説明は省略する。

また、本実施例に係る環状溝２４０は、ガスケット本体１１３が装着される装着溝部２４１と、補強環１２３における円筒部１２３ｂの先端側が遊びを持った状態で嵌合される遊嵌溝部２４２とを備えている。このように、本実施例においては、ガスケット１０３が環状溝２４０に装着される場合には、補強環１２３における円筒部１２３ｂが遊びを持った状態で、遊嵌溝部２４２に嵌合されるので、ガスケット１０３を簡単に環状溝２４０に装着することができる。なお、ガスケット本体１１３のつぶし代を確保するために、遊嵌溝部２４２の溝底部分と補強環１２３における円筒部１２３ｂの先端との間には、図７に示すように、適度な隙間が設けられる。

以上のような構成により、本実施例の場合においても、補強環１２３は、遊嵌溝部２４２に対する円筒部１２３ｂの遊び分だけしかがたつかない。従って、上記実施例３の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、環状溝２４０における外
周端縁（装着溝部２４１の外周端縁）にＣ面やＲ面などの面取りを設けることによって、シール突起部の環状溝２４０の外側への飛び出しを、より抑制できるようにしてもよい。

１００，１０１，１０２，１０３ ガスケット
１１０，１１１，１１２，１１３ ガスケット本体
１２０，１２１，１２２，１２３ 補強環
１２２ａ，１２３ａ 円板部
１２２ｂ，１２３ｂ 円筒部
２００ インテークマニホールド
２１０，２２０，２３０，２４０ 環状溝
２１１，２２１ 深溝部
２１２，２２２ 浅溝部
２１２ａ 内周面
２２２ａ 外周面
２３１，２４１ 装着溝部
２３２，２４２ 遊嵌溝部
３００ シリンダーブロック
３０１ 取付面

Claims (2)

1. 互いに組み付けられる２部材と、
   これら２部材のうちの一方の部材に設けられる環状溝と、
   前記環状溝に装着され、前記２部材の対向面間の隙間を封止する環状のガスケットと、を備え、
   前記２部材は前記対向面に垂直な方向に対して傾いた方向に組み付けられ、これら２部材により前記ガスケットが圧縮されるように構成された密封構造であって、
   前記ガスケットは、
   環状の補強環と、
   該補強環に一体的に設けられ、かつその断面形状が前記環状溝への装着方向の長さの方が幅方向の長さよりも長い縦長のゴム状弾性体製のガスケット本体と、を備えており、
   前記環状溝には、前記補強環が突き当たることで、該補強環の傾きを制限する位置規制部が設けられていると共に、
   前記補強環は中心に孔の空いた円板状の部材で構成されており、
   前記環状溝における側面側の周面と、前記補強環の側面側の周面との間に隙間を有した状態で、前記ガスケットが前記環状溝に装着されるように構成されており、
   前記ガスケットが前記環状溝に対して傾くと、前記補強環の前記周面における端縁の少なくとも一部が前記環状溝における前記周面に突き当たることで、前記補強環の傾きが制限されることを特徴とする密封構造。
2. 互いに組み付けられる２部材と、
   これら２部材のうちの一方の部材に設けられる環状溝と、
   前記環状溝に装着され、前記２部材の対向面間の隙間を封止する環状のガスケットと、を備え、
   前記２部材は前記対向面に垂直な方向に対して傾いた方向に組み付けられ、これら２部材により前記ガスケットが圧縮されるように構成された密封構造であって、
   前記ガスケットは、
   環状の補強環と、
   該補強環に一体的に設けられ、かつその断面形状が前記環状溝への装着方向の長さの方が幅方向の長さよりも長い縦長のゴム状弾性体製のガスケット本体と、を備えており、
   前記環状溝には、前記補強環が突き当たることで、該補強環の傾きを制限する位置規制
   部が設けられていると共に、
   前記補強環は、
   中心に孔が空き、かつその一部が前記ガスケット本体の内部に埋め込まれた状態にある円板部と、
   該円板部の端部から折れ曲がった円筒部と、を備えており、
   前記環状溝は、前記円筒部の先端側が遊びを持った状態で嵌合される遊嵌溝を備えていることを特徴とする密封構造。

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