JPH081093U - ラバーパツキン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結合部材を被結合部材へ締結するための取付
ボルトが貫通する部分で、油洩れなどの原因となる舌片
状の突条の永久変形を防止できるようにする。 【構成】 環状の板部４の一方の板面に幅方向中心に結
合部材の重合せ面１４ａの係止溝に嵌合する１つの突条
３を設ける。板部４の他方の板面に被結合部材のシール
面１９に弾性係合する内外２条の舌片状の突条５を設け
る。各突条５の付け根の部分の両側に他方の板面から引
つ込んで突条５の変形を吸収し得る断面円弧状の溝６，
７を設ける。突条５の内側に位置する溝６の間に突条５
よりも突出量が小さく幅が広くかつ曲率半径の大なる断
面円弧状の突条８がなめらかに連なるように形成する。
取付ボルト１７がパツキンを貫通する部分において、板
部４の幅を広くし、内外２条の突条５の間隔を大きく
し、断面円弧状の突条８の幅を広くしたうえ取付ボルト
１７を挿通するボルト孔１６を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はラバーパツキン構造、詳しくは内燃機関のヘツドカバー、吸排気マニ ホールドなどの端部フランジを機関本体に重合せて結合する部分に使用されるラ バーパツキン構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、シリンダヘツドに対してヘツドカバーを結合するのに用いる一般的な パツキン構造は、実開昭 59-128994号公報などに開示されるように、ヘツドカバ ーの重合せ面の溝に係合したパツキンを、単にシリンダヘツドの取付面に重ね合 せるだけのものになつているが、この構成ではパツキンのシリンダヘツドの取付 面への押圧力が小さく、シール性が十分なものとは言えず、油洩れを起す恐れが あつた。

【０００３】 そこで、図４に示すようなラバーパツキン２が提案されている。すなわち、吸 気マニホールド、ヘツドカバーなどの結合部材１４の重合せ面１４ａに設けた深 い係止溝１２に嵌合する突条３が、環状の板部４の一方の板面に設けられる一方 、他方の板面に内外２条の環状の突条５が一体に設けられる。

【０００４】 図５に示すように、上述のラバーパツキン構造によれば、機関本体の取付面１ ９にラバーパツキン２が取り付けられると、突条５が取付面１９に強く押し付け られるので、パツキン２のシール性が向上する反面、長時間高温の下で強く押し 付けられることになるため、突条５が板部４の内部へ押し込まれた状態で永久変 形し、復元性が失われ、パツキン２のシール性が徐々に損なわれることになつた り、あるいは一度取り外したパツキン２を再使用することができないという欠点 を有していた。

【０００５】 実開昭59-175656 号公報に開示されるシール部材では、断面台形をなす所定高 さの受圧部の両側に、該受圧部よりも突出高さが高い舌片状の液密保持部を一体 に形成し、受圧部をシール面に押し付けた時、受圧部よりも若干高い液密保持部 がシール面に密接するようにし、受圧部が押付荷重を支持し、液密保持部の過大 な変形を防止している。しかし、上述のシール部材では、液密保持部が潰れると 、直ちに受圧部がシール面に面接触することになり、液密保持部がシール面に及 ぼす密着力はあまり変化しない。また、断面台形の受圧部がシール面に当つて加 圧されると、受圧部の両側の角隅部（エツジ）に応力が集中し、永久変形を生じ やすく、シール性能の劣化が起りやすいという欠点を有していた。特に、上述の 傾向は結合部材を被結合部材へ締結するための取付ボルトがシール部材を貫通す る部分において顕著である。

【０００６】

【考案が解決しようとする問題点】

本考案の目的は上述の問題に鑑み、特に結合部材を被結合部材へ締結するため の取付ボルトが貫通する部分における油洩れなどの原因となる舌片状の突条の永 久変形を防止できるようにしたラバーパツキン構造を提供することにある。

【０００７】

【問題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の構成は環状の板部の一方の板面に幅方向 中心に結合部材の重合せ面の係止溝に嵌合する１つの突条を設ける一方、同板部 の他方の板面に該板面から突出して被結合部材のシール面に弾性係合する内外２ 条の舌片状の突条を設け、各突条の付け根の部分の両側に前記他方の板面から引 つ込んで前記突条の変形を吸収し得る断面円弧状の溝を設け、前記各突条の内側 に位置する前記各溝の間に該突条よりも突出量が小さく幅が広くかつ曲率半径の 大なる断面円弧状の突条がなめらかに連なるように形成し、さらに結合部材を前 記被結合部材へ締結するための取付ボルトがパツキンを貫通する部分において、 前記環状の板部の幅を広くし、前記内外２条の舌片状の突条の間隔を大きくし、 前記断面円弧状の突条の幅を広くしてそこに前記取付ボルトが挿通するボルト孔 を設けたものである。

【０００８】

【作用】

環状のラバーパツキンは１つの板面に、被結合部材のシール面に弾性係合する 内外２条の舌片状の突条と、各突条の付け根の部分の両側に前記板面から引つ込 んだ断面円弧状の溝とを形成され、さらに前記各突条の内側の溝の間に該突条よ りも突出量が小さく幅が広くかつ曲率半径の大なる断面円弧状の突条を、該突条 が前記溝になめらかに連なるように形成される。

【０００９】 特に、結合部材を被結合部材へ締結するための取付ボルトがラバーパツキンを 貫通する部分において、前記内外２条の舌片状の突条のうちの一方が該取付ボル トの内側に、他方が同外側に位置するようにしたものである。

【００１０】 取付ボルトの締付荷重により、内外１対の舌片状の突条が被結合部材の取付面 ないしシール面へ押し付けられる時、該突条は適正な押圧力をシール面に及ぼす と同時に、自ら圧縮変形するが、舌片状の突条の圧縮変形は該突条の内外両側に 設けた断面円弧状の溝により吸収されるので、過大な応力の集中が排除され、突 条が無理なく弾性変形した状態に維持される。

【００１１】 同時に、内外１対の舌片状の突条の間に形成した曲率半径の大なる断面円弧状 の突条が、取付ボルトの締付荷重に応じてシール面に面接触することになり、こ の面接触部分で締付荷重を支持するので、舌片状の突条の過大な変形が抑えられ 、該突条のシール面に対する適正な押圧力が維持される。換言すれば、ラバーパ ツキンの板部に対する舌片状の突条の付け根の部分の永久変形を排除するために 、溝の曲率半径と断面円弧状の突条の曲率半径を適当に設定することにより、任 意の材質についてシール面に対する最適な押圧力が得られる。

【００１２】 シール面に対するラバーパツキンの押圧力が適正な値に維持されるから、ラバ ーパツキンの熱負荷に対しても耐久性が維持され、結合部材を被結合部材から取 り外した場合にも、ラバーパツキンの舌片状の突条が原形に復元し、再使用にも 耐え得る。

【００１３】

【実施例】

図７は本考案によるラバーパツキンが用いられるシリンダヘツドのシール部分 を示す。シリンダヘツドは水室２８を内部に有し、取付ボルト２７によりシリン ダ本体へ結合される下部ヘツド２３と、下部ヘツド２３の上側に結合されかつ吸 排気弁のタペツト孔２６とカム軸２５を支持する軸孔２４とを有する上部ヘツド ２２と、上部ヘツド２２を覆うヘツドカバー１４とから構成される。ヘツドカバ ー１４は取付ボルト１７により上部ヘツド２２へ取り付けられる。

【００１４】 本考案によるラバーパツキン２は全体としてループ状ないし環状をなすもので あり、上部ヘツド２２とヘツドカバー１４の重合せ部１９に装着される。しかし 、本考案によるラバーパツキン構造は、シリンダヘツドに限らず、吸排気マニホ ールドの取付面などにも広く適用される。

【００１５】 図６に示すように、環状をなすラバーパツキン２は結合部材を被結合部材に締 結する取付ボルト１７が貫通する複数のボルト孔１６を備えており、ボルト孔１ ６の部分でパツキン２は外方へ幅を広げられている。ボルト孔１６の外側を迂回 する舌片状の突条５とボルト孔１６の内側の舌片状の突条５との２条の突条が、 ラバーパツキン２の一方の板面に一体に形成される。

【００１６】 図１はラバーパツキン２の結合部材への装着前の自然状態の断面形状を示し、 環状の板部４の一方の板面４ａに断面積の大きな突条３が一体に形成され、パツ キン２は全体として断面逆Ｔ字形とされる。板部４の他方の板面４ｂに内外１対 の舌片状の突条５が形成されるとともに、各突条５の板部４に対する付け根の部 分に、板部４の板面４ｂから引つ込んだ内外１対の溝６，７がそれぞれ形成され る。各突条５の内側に位置する溝６は曲率半径の大なる断面円弧状の突条８でな めらかに連絡される。該突条８の板部４の板面４ｂからの突出量は寸法ｓだけ２ 条の突条５よりも短くなつている。溝６，７の断面は曲率半径の小さい円弧状の ものとされる。各溝７の外側の板部４の板面４ｂは取付面１９と平行に形成され る。

【００１７】 図２は結合部材を被結合部材へ締結するための取付ボルト１７が貫通する部分 のパツキン２の断面図である。取付ボルト１７が貫通する部分では、パツキン２ の環状の板部４の幅Ｔ1 を外方へ広くし、内外２条の舌片状の突条５の間隔を大 きくし、断面円弧状の突条８の幅を広くし、該突条８に取付ボルト１７（図７） を挿通するボルト孔１６を設ける。内外２条の舌片状の突条５の断面形状および 各溝６，７の断面形状は図１の例と変らない。

【００１８】 図３に示すように、ラバーパツキン２の突条３は結合部材である、例えばヘツ ドカバー１４の重合せ面に設けた深い係止溝１２に嵌合される。また、板部４は ヘツドカバー１４の重合せ面１４ａの浅く幅の広い溝１３に嵌合され、板部４の 両側縁部は溝１３の側壁１３ａに係合されて潰れを抑えられる。

【００１９】 本考案によるラバーパツキン２を嵌装したヘツドカバー１４を前記上部ヘツド ２２に装着する場合、まず断面円弧状の突条８よりも突出する舌片状の突条５が 取付面ないしシール面１９へ点接触し、シール面１９に対するラバーパツキン２ の押付力（取付ボルト１７の締付荷重）を増していくに従つて突条５が面接触す るようになる。さらに、この押圧力を増加させていくと、突条５の面接触度が増 すと同時に、断面円弧状の突条８がシール面１９に点接触し、次いで面接触する という段階を経てシールが達成されることになる。したがつて、ラバーパツキン ２の押付力ないし押圧力を適正に選ぶことにより、適確な点接触から面接触へと 、シール面１９に対する突条５および突条８の接触状態が変化するので、舌片状 の突条５が必要以上に潰されるのを防止できる。

【００２０】 特に、舌片状の突条５と断面円弧状の突条８との間に断面が緩かに変化する断 面円弧状の溝６，７を備えているので、ラバーパツキン２の押付力の増加につれ て突条５の肉部が溝６，７の方へ変形するが、該変形は断面円弧状の突条８の変 形と打ち消しあつて釣り合う。すなわち、突条５の変形量に対応して突条８も変 形し、突条５の過大な変形を抑えるように溝６がとりもつ（溝６の深さが浅くな る）。したがつて、過大な押付力がラバーパツキン２に作用したとしても、突条 ８と突条５とが押付力を分担し合い、突条５のシール面１９に対する適正な押圧 力が保たれ、突条５が必要以上に押し潰されることはない。つまり、突条８には 応力が集中する部分は存在せず、該突条８が全体として押付荷重に対する変形を 受け持つので、局部的な永久変形は起りにくい。

【００２１】 本考案によるラバーパツキン２には、板部４の板面よりも引つ込んだ溝６があ るので、突条８の曲率半径を大きく（扇形の中心角αを小さく）採ることができ 、前述したように該突条８に対する局部的な応力集中を排除し、突条８の全体に 応力が分散され、突条８の全体的な変形を伴なつて応力が吸収される。特に、取 付ボルト１７がパツキン２を貫通する部分については、板部４の幅Ｔ1 を広くし 、断面円弧状の突条８の幅を広くしたので、ボルト孔１６を貫通する取付ボルト １７の締付荷重による応力を十分に吸収し、かつパツキン２の周方向へも分散で きるものである。

【００２２】 要するに、ラバーパツキン２の突条５と突条８との間に溝６があるので、突条 ５がシール面１９へ押し付けられた時の変形は、突条５だけの単なる圧縮変形で なく、突条５の付け根の肉部が溝６，７の方へ変形するのと、突条８の肉部が溝 ６の方へ変形するのとが打ち消し合つて過度の変形を抑えることができるので、 いつまでも弾性力が維持され、シール性を良好に保ち、また、押付力を解放すれ ば、直ちに原形に復元し、再使用にも耐えることができる。

【００２３】 なお、ボルト孔１６がない部分のパツキン２について、舌片状の突条５の溝６ ，７の曲率半径、断面円弧状の突条８の曲率半径の好適な例を示せば、舌片状の 突条５の高さをＬ、幅を２Ｌとすると、舌片状の突条５の先端部の曲率半径は 0 .2〜 0.4Ｌ、溝７の曲率半径は 0.2〜 0.4Ｌ、溝６の曲率半径は 0.4〜 1Ｌ、断 面円弧状の突条８の曲率半径は 6〜 8Ｌ、舌片状の突条５の相互の間隔は 6〜 8 Ｌ、ｓは 0.4〜 0.6Ｌである。取付ボルト１７がパツキンを貫通する部分の板部 ４の幅Ｔ1 は、他の部分の幅をＴとする時1.6〜1.8Ｔが適当である。

【００２４】

【考案の効果】

本考案による結合部材に装着されたラバーパツキンは、舌片状の突条が被結合 部材の取付面に接して常に適正な押圧力を及ぼすので、シール性が向上される。

【００２５】 舌片状の突条の付け根の部分に溝があるので、該突条が無理なく弾性変形し、 同突条の弾性変形は前記溝を挟む幅の広い断面円弧状の突条の弾性変形と釣り合 うので、舌片状の突条に対する過大な応力の集中が排除され、舌片状の突条の永 久変形が抑えられる。したがつて、舌片状の突条は常に復元力を維持するので、 再使用にも可能となる。

【００２６】 １対の舌片状の突条の間に形成した幅の広い断面円弧状の突条は、被結合部材 の取付面に面接触して取付ボルトによる締付荷重を支持し、過大な荷重から舌片 状の突条を保護するだけでなく、取付ボルトの締付荷重に応じて弾性変形し（接 触面積が広くなり）、前記溝を挟む舌片状の突条の弾性変形と釣り合うように働 くので、長期にわたり安定したシール性能が得られる。

【００２７】 特に、取付ボルトがパツキンを貫通する部分では、板部の幅を広くし、内外２ 条の突条の間隔を大きくし、断面円弧状の突条の幅を広くしたので、取付ボルト の締付荷重が十分に吸収され、応力の集中が排除され、該突条の永久変形が抑え られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るラバーパツキンの装着前の断面図
である。

【図２】同ラバーパツキンの取付ボルトが貫通する部分
の装着前の断面図である。

【図３】同ラバーパツキンの締付状態を示す断面図であ
る。

【図４】従来のラバーパツキンの締付前の断面図であ
る。

【図５】同ラバーパツキンの締付後の断面図である。

【図６】同ラバーパツキンの全体を示す平面図である。

【図７】ラバーパツキンが適用されるシリンダヘツドの
断面図である。

【符号の説明】

２：ラバーパツキン ３：突条 ５：舌片状の突条
４：板部 ６，７：断面円弧状の溝 ８：断面円弧状の
突条 １４：ヘツドカバー １７：取付ボルト １９：
取付面（シール面）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】環状の板部の一方の板面に幅方向中心に結
   合部材の重合せ面の係止溝に嵌合する１つの突条を設け
   る一方、同板部の他方の板面に該板面から突出して被結
   合部材のシール面に弾性係合する内外２条の舌片状の突
   条を設け、各突条の付け根の部分の両側に前記他方の板
   面から引つ込んで前記突条の変形を吸収し得る断面円弧
   状の溝を設け、前記各突条の内側に位置する前記各溝の
   間に該突条よりも突出量が小さく幅が広くかつ曲率半径
   の大なる断面円弧状の突条がなめらかに連なるように形
   成し、さらに結合部材を前記被結合部材へ締結するため
   の取付ボルトがパツキンを貫通する部分において、前記
   環状の板部の幅を広くし、前記内外２条の舌片状の突条
   の間隔を大きくし、前記断面円弧状の突条の幅を広くし
   てそこに前記取付ボルトが挿通するボルト孔を設けたこ
   とを特徴とするラバーパツキン構造。