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図面 (20)

課題・解決手段

金属の静的ガスケット(10)およびその構築方法が提供される。ガスケットは、少なくとも1つの金属層(12,14,16)を含む。少なくとも1つの金属層は、両面(18,20)を備え、両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通開口部(22,24)が封止される開口部と一致するように構成され、少なくとも1つの隆起した環状封止ビード(28)が少なくとも1つの貫通開口部の周囲に延在する。少なくとも1つの突出部(32)は、面の少なくとも1つから外側に延在し、少なくとも1つの突出部(32)は少なくとも1つの封止ビード(28)の完全な平坦化を防ぐ。少なくとも1つの突出部(32)は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される複数の金属の個別層を有し、突出部(32)はその中に延在する中空領域(42,44,46)を有して形成される。

概要

背景

2.関連技術
シリンダヘッドエンジンブロック、またはエンジンブロックと排気マニホールドなどの一緒に留められるべき2つの部材の間の気体流体密閉封止を確立する際、単層または多層を有する静的ガスケットを用いることが一般的である。一般に、活性層または機能層と呼ばれることもある多層ガスケットの層の少なくとも1つは、シリンダボア冷却剤開口部および/またはボルト開口部などの開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するために、1つ以上の封止ビードを有する。離隔層と呼ばれることもある層の他は、ディーゼルエンジンの所望の圧縮比を得るのに必要とされる間隙厚さを設けることを容易にするために、機能層に隣接するように構成され、同時に、機能層の封止ビードの圧縮を制限することにより開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するのにも役立つ。

封止ビードを過圧縮することなく、機能層の封止ビードを所望の高さまで圧縮することを容易にするために、機能層または離隔層が設けられたならば、典型的にはその材料内で形成される1つ以上の隆起した突出部を有して形成される。隆起した突出部は、典型的には、高トン数の形成プレスを介してコイニング加工で形成される。このように、プレスは、それぞれの層の材料を可塑的に変形させて隆起した突出部を形成する。残念ながら、隆起した突出部を形成するために用いられる高トン数のプレスは、非常に高額であり、多くの空間を閉め、配置される際に、特定のサイズおよびパターンの隆起した突出部に専念され、これにより隆起した突出部の1つのパターンから他のものに変更するために多くの時間と労力が必要となる。さらに、活性層または離隔層の材料を可塑的に変形させる結果、材料特性予測できない態様で変化することにより、離隔層の材料内で、意図したとおりに機能するという離隔層の性能の早期不良を最終的にもたらす可能性がある、予期できない材料特性を生み出す。さらに、活性層または離隔層の材料を機械的に反転させる必要があることは、典型的には、主として層材料内の公差ならびに隆起した突出部を形成するのに用いられるプレスおよび工具の公差に起因して、互いにならびに実際に所望される形状およびサイズから逸脱する形状およびサイズを有する隆起した突出部をもたらす。さらに、突出部が活性層に形成される場合、一般的に予測可能な態様で可塑変形することが難しい、たとえばFH301SSなどの典型的には高強度のバネ鋼である材料である結果として、さらなる問題が一般に生じる。

概要

金属の静的ガスケット(10)およびその構築方法が提供される。ガスケットは、少なくとも1つの金属層(12,14,16)を含む。少なくとも1つの金属層は、両面(18,20)を備え、両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通開口部(22,24)が封止される開口部と一致するように構成され、少なくとも1つの隆起した環状封止ビード(28)が少なくとも1つの貫通開口部の周囲に延在する。少なくとも1つの突出部(32)は、面の少なくとも1つから外側に延在し、少なくとも1つの突出部(32)は少なくとも1つの封止ビード(28)の完全な平坦化を防ぐ。少なくとも1つの突出部(32)は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される複数の金属の個別層を有し、突出部(32)はその中に延在する中空領域(42,44,46)を有して形成される。

目的

当該方法は、両面を有する少なくとも1つの金属層と封止されるべき開口部の周囲に少なくとも部分的に延在する少なくとも1つの隆起した環状封止ビードを有する少なくとも1つの金属層を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

両面と、前記両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通孔と、少なくとも1つの隆起した封止ビードとを有し、前記両面の少なくとも1つから外側に延在する少なくとも1つの突出部を有する、少なくとも1つの金属層を備え、前記少なくとも1つの突出部は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される金属の個別層を有し、前記少なくとも1つの突出部は、その中に中空領域を有する、ガスケット

請求項2

前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに高さが異なる、請求項1に記載のガスケット。

請求項3

前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに外周形状が異なる、請求項1に記載のガスケット。

請求項4

前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに密度が異なる、請求項1に記載のガスケット。

請求項5

前記少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられ、前記突出部の少なくとも一部は、互いに材料が異なる、請求項1に記載のガスケット。

請求項6

前記個別層の少なくとも一部は、互いに密度が異なる、請求項1に記載のガスケット。

請求項7

前記個別層の少なくとも一部は、互いに異なる材料から形成される、請求項1に記載のガスケット。

請求項8

前記少なくとも1つの突出部は、外向きのリセスを有する、請求項1に記載のガスケット。

請求項9

前記中空領域は、前記個別層によって完全にカプセル化される、請求項1に記載のガスケット。

請求項10

前記中空領域は、前記個別層を通って延在して貫通チャネルを形成する、請求項1に記載のガスケット。

請求項11

少なくとも1つの金属層を設けることと、付加的な製造プロセスで互いの上に金属の個別層を付けることによって前記少なくとも1つの金属層の少なくとも1つの面に少なくとも1つの金属突出部を形成することと、前記少なくとも1つの金属突出部に中空領域を形成することとを含む、ガスケットの構築方法

請求項12

前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに高さが異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに外周形状が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項14

前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに密度が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項15

前記少なくとも1つの金属突出部を複数の突出部として形成することと、前記突出部の少なくとも一部を互いに材料が異なるように形成することとをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項16

前記個別層の一部を互いに異なる密度を有するように形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項17

前記個別層の少なくとも一部を互いに異なる材料から形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項18

前記少なくとも1つの突出部の少なくとも1つに外向きのリセスを形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項19

前記中空領域を前記個別層によって完全カプセル化されるように形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項20

前記中空領域を前記個別層を通って延在するように形成して貫通チャネルを形成することをさらに含む、請求項11に記載の方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
この出願は、2015年9月25日に提出された米国仮出願第62/232,997号および2016年9月23日に提出された米国特許出願第15/274,783号の利益を主張し、その内容全体が参照によりここに組み込まれる。

0002

本発明の背景
1.技術分野
この発明は、一緒に留められるべき2つの部材の間に気体流体密閉封止を確立するために用いられるタイプの静的ガスケット、およびそれらの構築方法に関する。

背景技術

0003

2.関連技術
シリンダヘッドエンジンブロック、またはエンジンブロックと排気マニホールドなどの一緒に留められるべき2つの部材の間の気体/流体密閉封止を確立する際、単層または多層を有する静的ガスケットを用いることが一般的である。一般に、活性層または機能層と呼ばれることもある多層ガスケットの層の少なくとも1つは、シリンダボア冷却剤開口部および/またはボルト開口部などの開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するために、1つ以上の封止ビードを有する。離隔層と呼ばれることもある層の他は、ディーゼルエンジンの所望の圧縮比を得るのに必要とされる間隙厚さを設けることを容易にするために、機能層に隣接するように構成され、同時に、機能層の封止ビードの圧縮を制限することにより開口部の周囲に気体/流体密閉封止を確立するのにも役立つ。

0004

封止ビードを過圧縮することなく、機能層の封止ビードを所望の高さまで圧縮することを容易にするために、機能層または離隔層が設けられたならば、典型的にはその材料内で形成される1つ以上の隆起した突出部を有して形成される。隆起した突出部は、典型的には、高トン数の形成プレスを介してコイニング加工で形成される。このように、プレスは、それぞれの層の材料を可塑的に変形させて隆起した突出部を形成する。残念ながら、隆起した突出部を形成するために用いられる高トン数のプレスは、非常に高額であり、多くの空間を閉め、配置される際に、特定のサイズおよびパターンの隆起した突出部に専念され、これにより隆起した突出部の1つのパターンから他のものに変更するために多くの時間と労力が必要となる。さらに、活性層または離隔層の材料を可塑的に変形させる結果、材料特性予測できない態様で変化することにより、離隔層の材料内で、意図したとおりに機能するという離隔層の性能の早期不良を最終的にもたらす可能性がある、予期できない材料特性を生み出す。さらに、活性層または離隔層の材料を機械的に反転させる必要があることは、典型的には、主として層材料内の公差ならびに隆起した突出部を形成するのに用いられるプレスおよび工具の公差に起因して、互いにならびに実際に所望される形状およびサイズから逸脱する形状およびサイズを有する隆起した突出部をもたらす。さらに、突出部が活性層に形成される場合、一般的に予測可能な態様で可塑変形することが難しい、たとえばFH301SSなどの典型的には高強度のバネ鋼である材料である結果として、さらなる問題が一般に生じる。

課題を解決するための手段

0005

本発明の概要
金属の静的ガスケットが提供される。ガスケットは、少なくとも1つの金属層を含む。少なくとも1つの金属層は、両面を有し、両面を貫いて延在する少なくとも1つの貫通開口部が開口部と一致するように構成され、少なくとも1つの隆起した環状封止ビードが少なくとも1つの貫通開口部の周囲に延在する。少なくとも1つの突出部は、面の少なくとも1つから外側に延在し、少なくとも1つの突出部は少なくとも1つの封止ビードの完全な平坦化を防ぐ。少なくとも1つの突出部は、付加的な製造プロセスを介して互いの上に堆積される複数の金属の個別層を有し、突出部はその中に延在する中空領域を有して形成される。

0006

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、機能層上に形成されてもよい。

0007

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの金属層は、少なくとも1つの隆起した環状封止ビードを有する少なくとも1つの金属機能層と、両面を有する金属シートを含む別の金属離隔層とを含んでいてもよく、少なくとも1つの突出部は少なくとも1つの封止ビードの過圧縮を防ぐために機能層または離隔層の面の少なくとも1つに接合されてもよい。

0008

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、互いに離間された複数の突出部として形成されてもよい。

0009

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられてもよく、突出部の少なくとも一部は、互いに高さが異なる。

0010

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられてもよく、突出部の少なくとも一部は、互いに外周形状が異なる。

0011

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられてもよく、突出部の少なくとも一部は、互いに密度が異なる。

0012

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、複数の突出部として設けられてもよく、少なくとも一部の隆起した突出部の材料は互いに異なる。

0013

本発明の別の局面によれば、個別層の少なくとも一部は、互いに異なる密度を有して設けられてもよい。

0014

本発明の別の局面によれば、個別層の少なくとも一部は、互いに異なる材料から形成されてもよい。

0015

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの中空領域は、個別層によって完全にカプセル化されていてもよい。

0016

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、その上面の中へ垂下するリセスを有してもよい。

0017

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、横断面で見たときに非対称形状を有して設けられてもよい。

0018

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、横断面で見たときに異なる断面形状を有していてもよい。

0019

本発明の別の局面によれば、少なくとも1つの突出部は、横断面で見たときに一定の異なる断面を有していてもよい。

0020

本発明の別の局面によれば、機能層および離隔層は、互いに一致する複数の開口部を有してもよく、機能層および/または離隔層は、一致した開口部の各々の少なくとも一部の周囲に延在する少なくとも1つの突出部を備えて設けられる。

0021

本発明の別の局面によれば、ガスケットはシリンダヘッドガスケットとして構築されてもよい。

0022

本発明の別の局面によれば、ガスケットは排気マニホールドガスケットとして構築されてもよい。

0023

本発明の別の局面によれば、ガスケットの構築方法が提供される。当該方法は、両面を有する少なくとも1つの金属層と封止されるべき開口部の周囲に少なくとも部分的に延在する少なくとも1つの隆起した環状封止ビードを有する少なくとも1つの金属層を提供することを含む。当該方法は、付加的な製造プロセスで互いの上に金属の個別層を付けることによって少なくとも1つの金属突出部を形成することと、少なくとも1つの金属層の少なくとも1つの面上に少なくとも1つの金属突出部を固定することと、さらに、少なくとも1つの突出部を形成する間に少なくとも1つの金属突出部に中空領域を形成することとをさらに含む。

0024

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部を溶接クリンチングリベット接着剤またはハトメを介して金属層上へ直接固定することを含んでいてもよい。

0025

本発明の別の局面によれば、当該方法は、単一の金属層からガスケットを形成することと、その中へ環状封止ビードを形成することと、そこへ少なくとも1つの突出部を固定することとを含んでいてもよい。

0026

本発明の別の局面によれば、当該方法は、その中へ形成される少なくとも1つの環状封止ビードを有し、別の離隔層を有するガスケットの機能層を形成することと、複数の金属突出部を機能層および離隔層の少なくとも1つに固定することとを含んでいてもよい。

0027

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部を複数の突出部として形成することと、突出部の少なくとも一部を互いに高さが異なるように形成することとを含んでいてもよい。

0028

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部を複数の突出部として形成することと、突出部の少なくとも一部を互いに金属の種類が異なるように形成することとを含んでいてもよい。

0029

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部を複数の突出部として形成することと、突出部の少なくとも一部を互いに外周形状が異なるように形成することとを含んでいてもよい。

0030

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部を複数の突出部として形成することと、突出部の少なくとも一部を互いに密度が異なるように形成することとを含んでいてもよい。

0031

本発明の別の局面によれば、当該方法は、個別層の少なくとも一部を互いに異なる材料から形成することを含んでいてもよい。

0032

本発明の別の局面によれば、当該方法は、少なくとも1つの突出部に外向きのリセスを形成してもよい。

0033

本発明の別の局面によれば、当該方法は、離隔層によって完全にカプセル化されるように中空領域を形成することを含んでいてもよい。

0034

本発明の別の局面によれば、当該方法は、離隔層を通って延在するような中空領域を貫通チャネルとして形成することを含んでいてもよい。

0035

本発明の別の局面によれば、当該方法は、横断面で見たときに非対称形状を有する少なくとも1つの突出部を形成することを含んでいてもよい。

0036

本発明の別の局面によれば、当該方法は、横方向で見たときに異なる断面形状を有する少なくとも1つの突出部を形成することを含んでいてもよい。

0037

本発明の別の局面によれば、当該方法は、横方向で見たときに一定の異なる断面形状を有する少なくとも1つの突出部を形成することを含んでいてもよい。

0038

本発明の別の局面によれば、当該方法は、互いに一致した複数の開口部を有する機能層および離隔層を形成することと、一致した開口部の各々の少なくとも一部の周囲に延在する複数の突出部を有する機能層および/または離隔層を形成することを含んでいてもよい。

0039

本発明の別の局面によれば、当該方法は、ガスケットをシリンダヘッドガスケットとして形成することを含んでいてもよい。

0040

本発明の別の局面によれば、当該方法は、ガスケットを排気マニホールドガスケットとして形成することを含んでいてもよい。

0041

金属ガスケット層の突出部を付加的な製造プロセスで複数の積層された個別層として形成することを可能にすることによって、任意の数の突出部の複雑な構成または配列を形成することができ、付加的な製造プロセスが発達することが理解され、当該プロセスは、金属ガスケット層の材料を反転させてストッパを形成しようとする場合と比べて、迅速にかつ低価格で突出部を形成することを可能にするであろう。さらに、突出部を有する金属層を構築するのに用いられるセットアッププロセスは、迅速であり、過度工具費用および時間の浪費なく所望のとおり異なるパターンの突出部を形成するために交換され得る。

0042

本発明に従って構築されたガスケットのこれらのおよび他の局面、特徴ならびに利点は、現在好ましい実施形態およびベストモード、添付された請求項ならびに添付の図面の以下の詳細な説明と結び付けて考慮されたとき、より容易に理解されるであろう。

図面の簡単な説明

0043

本発明の様々な局面に従って構築された多層ガスケットの部分的に分解された平面図である。
線2−2に概ね沿った図1のガスケットの部分断面図である。
本発明の1つの局面に従って構築された離隔層の部分斜視図である。
図3の層の断面側面図である。
本発明の別の局面に従って構築された離隔層の1つの部分斜視図である。
図4の層の断面側面図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された離隔層の一部の平面図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された離隔層の一部の平面図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された離隔層の一部の平面図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された離隔層の一部の平面図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明のさらなる局面に従って構築された機能層または離隔層のうちの1つの一部の平面図およびそれぞれの拡大図を示す図である。
本発明の別の局面に従ってそこに固定される突出部を有する機能層または離隔層のうちの1つを通る断面図である。
本発明の別の局面に従ってそこに固定される突出部を有する機能層または離隔層のうちの1つを通る断面図である。
図8の突出部に沿った断面図である。
本発明の別の局面に従ってそこに固定される突出部を有する機能層または離隔層のうちの1つを通る断面図である。
本発明の別の局面に従ってそこに固定される突出部を有する機能層または離隔層の1つを通る断面図である。
本発明の別の局面に従って構築されたガスケットの機能層の図2に類似の図である。
本発明のさらに別の局面に従って構築されたガスケットの機能層の図2に類似の図である。

実施例

0044

現在好ましい実施形態の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図1は、本発明の様々な局面(1つの図に示される多数の実施形態)に従って構築された、ガスケット10の模式的な平面図を示し、例示であって限定でないが、多層ガスケット(本明細書では単にガスケットと呼ばれる)として示される。例示であって限定ではないが、排気マニホールドガスケットなどの他の封止用途が考えられるが、ガスケット10は、エンジンブロックとガスエンジンまたはディーゼルエンジンのシリンダヘッド(図示せず)との間に収容されるシリンダヘッドガスケットとして構築されてもよい。ガスケット10は、本願では例示であって限定ではないが一対の機能層12,14(図2)を有するものとして、および、本願では例示であって限定的ではないが離隔層16を有するものとして示される、少なくとも1つの機能層を有する。以下でさらに詳細に説明されるように、離隔層を有しないガスケットが本願で考えられることが認識されるべきである。機能層12,14は離隔層16の両面18,20に隣接するように配置され、離隔層16は機能層12,14間に挟まれている。個々の層12,14,16は、互いに離れた状態のままであってもよく、または、ガスケット10の最外周などに溶接、クリンチもしくはリベットなどによって互いに固定されてもよい。機能層12,14は各々、離隔層16の開口部24に一致するように寸法決めされ配置される開口部22を有する。それぞれの開口部22,24は各々、互いに、およびシリンダボア25などの貫通孔に一致する。加えて、機能層12,14および離隔層16は、例示であって限定ではないが、ボルト開口部26および冷却剤またはオイル通路27を有するガスケット10の後背領域ボア25から径方向外側かつ外周付近)などに、互いに一致する複数の追加の開口部を有する。シリンダボア25および他の開口部26,27の周囲に気密封止を確立することを容易にするために、機能層12,14は各々、層12,14の平坦な面または実質的に平坦な面から外側に延在するハーフ燃焼封止ビードおよび/またはフル燃焼封止ビードなどの1つ以上の燃焼ビードを有する。シリンダボア25および残りの一致した開口部26,27の周囲に良好かつ信頼できる気体/流体密閉封止を形成することをさらに容易にするために、離隔層16(両面18,20を有する平面状の金属シートから構築される平面本体30を有する離隔層16として図2に示される)および/または少なくとも1つの機能層12,14は、突出部32とも呼ばれる、少なくとも1つの個々の隆起したストッパを有し、それは複数の個々の隆起したストッパとして示され、その少なくとも1つの面18,20から上方向および外側に延在して封止ビード28の過圧縮、完全な平坦化を防ぐ。突出部32は、機能層12,14および/または離隔層16の1つまたは両方であるかにどうかにかかわらず、それらが取り付けられるそれぞれの層から別個片としての剛性金属材料として、付加的な製造プロセスで形成されてもよい(本明細書でさらに説明されるように、材料の個別層は互いの頂部上に置かれる)。付加的な製造プロセスは、熱溶射、コールドスプレー金属溶射スクリーンプリントワイヤ供給微粒子噴射、または3Dプリント加工などである。たとえば、例示であって限定ではないが、以下では3Dプリントについて言及される。本願では上述の他の付加的なプロセスが十分に考えられる。例示であって限定ではないが、突出部32は離隔層16の金属シート本体30に固定されたものとして図2で示されており、クリンチ、溶接、リベット、ハトメまたは接着剤を介して金属シート30に固定されてもよく、これにより効果的に突出部32と金属シート本体30との間に接着接合34を形成する。まず3Dプリントされた材料の別個片として突出部32を形成し、次にそれぞれの層12,14,16に突出部32を固定することに加えて、突出部32は、それぞれの層12,14,16に直接3Dプリントされてもよく(金属シート本体30上に形成されるように示される)、これにより次の二次的な固定プロセスの必要がなくなる。突出部32は、シリンダヘッド(図示せず)をエンジンブロック(図示せず)に固定する際に、シリンダボア25の周囲かつ後背領域内に延在する封止ビード28が完全に平坦化されることを防ぐ。このように、封止ビード28が機能層12,14の残りの部分に対して離隔層16への概ね一定の高い封止圧を維持することを確保することによって、シリンダボア25および他の一致した開口部26,27の周囲に気体/流体密閉封止を提供し維持する。

0045

機能層12,14は、たとえばばね封止などの弾性金属から構築され、例示であって限定ではないが、約0.1〜0.3mmの厚さを有して設けられてもよい。機能層12,14は、離隔層16にわたって鏡像的プロファイルを有して構築されてもよく、たとえば、シリンダボア25に隣接するフル封止ビード28および後背領域内で外周部36まで延在するハーフビード28などの、前述の封止ビードを各々有し、オイルまたは冷媒の通路27に隣接して流体密閉封止を提供し得る。言うまでもなく、上述されるように、およびさらに以下に説明されるように、意図された用途のために、特に離隔層を有しないエンジン排気用途のために望ましい場合は、突出部32は機能層12,14上に直接3Dプリントされてもよい。

0046

金属本体30および突出部32は、例示であって限定ではないが、それぞれ、冷間圧延された鋼鉄またはステンレス鋼などの類似のまたは非類似の金属材料から構築されてもよい。離隔層16は、適合するシリンダヘッドおよびエンジンブロックに一致するために必要に応じて任意の所望の外周形状を有して構築されてもよい。同様に、突出部は、求められる精密な負荷特性に応じて、任意の所望の高さ(H)および外周形状を有するように3Dプリントされてもよく、これは付加的な製造プロセスを介して突出部32を形成する結果、極めて容易になされる。

0047

ガスケット10のために望ましい構造的特徴を決定する際に、所望の1つのまたは複数の高さ(H)および1つのまたは複数の外周形状を有する3Dプリントされた突出部32は、精密な所望の位置でそれらが取り付けらようとするところにそれぞれの層上に配置されてもよく(例示であって限定ではないが、離隔層シート30として示される)、接着接合34を介して本体30に対して所定位置に固定されてもよい。たとえば、任意の好適な強力金属接着剤など、他の好適な接合加工が開示の範囲内で考えられるが、最適な接合加工は、検流計レーザ溶接加工ガルボレーザ(galvo laser))および焼結加工などの表面実装技術を用いて突出部32をそれらの精密な位置に固定するために溶接接着接合34を形成することを含むことが考えられる。溶接加工は、突出部32を精密に配置するだけでなく、突出部32が変形しまたは変化することなくそれらの精密な高さ(H)および周囲の形状を維持することを確保する。これにより、それらの剛性およびプロファイルを維持して使用時にガスケット層12,14,16にわたって所定の圧縮負荷を提供する。したがって、固定具、または熱の影響から結果として生じる拡張収縮によるものであるかどうかにかかわらず、ガスケット10にわたる圧縮負荷は、使用時に予想される変形を考慮して精密に制御され、分配されることができる。精密な負荷特性を備えるガスケットを製造可能とすることに加えて、ガルボレーザ溶接加工は、1つのガスケットプラットフォームから他のものへ素早く変更するために容易に適用されることができ、このため経済的である。さらなる経済的使用は、高速ガルボレーザ溶接加工が実施され得る速度によって認識され、1つの高速ガルボレーザ溶接装置で1時間あたりに最大約125,000の突出部32またはそれ以上が溶接され得ると考えられる。このように、各離隔層シート30に固定された個々の3Dプリントされた突出部32は、互いに実質的に同時に固定される。言うまでもなく、3Dプリントされた突出部32は、選択された付加的な製造プロセスを介して所望の位置の所望の表面上へ直接形成され得、これにより次の二次的な固定プロセスの必要がなくなることが認識されるべきである。

0048

図3および図3Aで示されるように、突出部32は、突出部が機能層12,14および/もしくは離隔層16の特定の領域内に(図示のように)、または、機能層12,14および/もしくは離隔層にわたって、同様の高さ(H)を有するように、複数の個別層が互いの上に置かれるようにプリントされてもよい。または、図4および図4Aに示されるように、突出部32は、突出部32の少なくとも一部が機能層12,14および/または離隔層16の所望の領域内に(図示のように)互いに異なる高さ(H1,H2,H3)を有するように、複数の個別の層が互いの上に置かれるようにプリントされてもよい。さらに、図5A図5Dに示されるように、突出部32は、例示であって限定ではないが、円状、三角形四角形および楕円として示される任意の所望の外周形状を有してプリントされてもよい。言うまでもなく、突出部32の高さ(H)および外周形状の任意の組合せが機能層12,14および/または離隔層本体30上の任意の所望の位置にプリントされ得ることが認識されるべきである。このように、ガスケット10によって所望の負荷分配を提供するために、たとえば所与の用途におけるクランプ力熱影響およびエンジンの歪みなどの予想される実施特性を知った上で、突出部32の精密なパターンおよび構造がガスケット10にわたって形成されることができる。

0049

図6A図6Rには、追加的な突出部32の形状の変形例がシリンダボア25の周囲に固定されるように示される。このように、所望のとおり、特に個々の接着接合34を介して互いから離れるように本体30上に各突出部32をプリントし固定することを可能とする場合、事実上、突出部32のあらゆる所望の構造が金属層上にプリントされ得ることがわかるであろう。さらに、図7に示されるように、プリントされた突出部32は、個々の個別のプリントされた層40が互いの上に置かれ接合されるように形成されてもよく、層40の少なくとも1つは他の層40と異なる密度を有して形成されてもよく、さらに、選択された個別層40は互いに異なる材料からプリントされてもよい。加えて、図8および図8Aに示されるように、突出部32の1つ以上は、所望のとおり、内部のカプセル化されたチャネル、または1つのもしくは複数の空間42として示される、中空領域を有してプリントされてもよい。中空領域は、所望の剛性を備える突出部32を設けるために形成され得、同時に、突出部32を形成するのに必要とされる材料の量を最小化する。さらに、図9に示されるように、突出部32の1つ以上は、内部ポケット貫通通路、またはチャネル44として示される中空領域を形成する層で形成されてもよい。または、図10に示されるように、層は外向きの露出したポケットまたは環状チャネル46を形成するようにプリントされてもよい。前述の構造の各々は、付加的な製造プロセス(たとえば3Dプリントプロセス)を介して個々の個別層40を積み上げる結果として可能とされるものであり、続けて形成される各層40は突出部32の所望の形状および構造に寄与する。

0050

図11に、発明の別の局面に従って構築されたガスケット110が示される。同様の参照番号が上記のように用いられ、同様の特徴を示すために100の係数だけずらされている。

0051

ガスケット110は、上述されたように、封止された開口部の周囲に流体/気体密閉封止を確立することを容易にするためにハーフ燃焼封止ビードおよび/またはフル燃焼封止ビードなどの1つ以上の燃焼ビード128を有する機能層112として機能する単一の金属層として形成される。ガスケット110は、過圧縮、封止ビード128の平坦化を防ぐために、その面の少なくとも1つから上方向かつ外側に延在する、突出部132とも呼ばれる、少なくとも1つのまたは複数の個々の隆起したストッパをさらに含む。突出部32に関して上記で説明されたように、突出部132は、たとえば3Dプリントなどの付加的な製造プロセスを介して、機能層112上へ直接、または、上述されたように、それらが別個片として3Dプリントされた後続いて接着接合134を介して機能層112に固定されるように形成される。したがって、突出部132は、所望のとおり、互いの上に置かれた個々の個別層140から形成されて、上述されたように、部材を互いに留められるように固定する際に封止ビード128が完全に平坦化されることを防ぐように機能する。機能層112は、図12に示されるように、平坦であるかまたは上述されたような突出部32,132を有するかどうかにかかわらず、単独で、または他の機能層とともにおよび/もしくは離隔層とともに使用されてもよいことが認識されるべきである。ガスケット210は本発明の別の局面に従って構築されるように示され、同様の参照番号が上記のように用いられ、同様の特徴を示すために200の係数だけずらされている。ガスケット210は、ガスケット10に構造的に類似し、複数の層240から構成された突出部232を含むが、3Dプリントされた突出部232は離隔層216に接合されるよりはむしろ、機能層212,214の少なくとも1つに接合され、封止ビード228の過圧縮を防ぐために接着接合234を介して機能層212に接合されるように示されている。

0052

明らかに、本発明の多くの改良および変更が上記の教示に照らせば可能である。したがって、添付の請求項および最終的に許可される請求項の範囲内で、本発明が特定的に説明された以外の方法で実施され得ることが理解されるべきである。

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