JP2001099323A - 平坦なガスケット、平坦なガスケットの製造方法 - Google Patents
平坦なガスケット、平坦なガスケットの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラックを形成することのないガスケットを
提供する。 【解決手段】 平坦なガスケット、特にシリンダヘッド
用ガスケットにおいて、ガスケットプレートを具備し、
該ガスケットプレートは少なくとも一つの開口部と該開
口部を取り囲むビードを備えた少なくとも一つの金属製
シート層とを有しており、さらに、ストッパ部材を具備
し、該ストッパ部材はビードが過度に変形するのを妨げ
ており、それにより、ビードをかなり平坦化させている
ビードの領域においてビードに動圧を加えているときで
さえ金属製シート層は損傷しないようになり、前記ビー
ドによって形成された凹部は弾性材料によって前記凹部
の深さ部分の少なくともかなりの部分が充填され、この
弾性材料は圧力下、周囲温度（２１度）において適切な
流れ特性を有する。すなわち、弾性材料はかなり塑性変
形可能である。
提供する。 【解決手段】 平坦なガスケット、特にシリンダヘッド
用ガスケットにおいて、ガスケットプレートを具備し、
該ガスケットプレートは少なくとも一つの開口部と該開
口部を取り囲むビードを備えた少なくとも一つの金属製
シート層とを有しており、さらに、ストッパ部材を具備
し、該ストッパ部材はビードが過度に変形するのを妨げ
ており、それにより、ビードをかなり平坦化させている
ビードの領域においてビードに動圧を加えているときで
さえ金属製シート層は損傷しないようになり、前記ビー
ドによって形成された凹部は弾性材料によって前記凹部
の深さ部分の少なくともかなりの部分が充填され、この
弾性材料は圧力下、周囲温度（２１度）において適切な
流れ特性を有する。すなわち、弾性材料はかなり塑性変
形可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平坦なガスケット、
特にシリンダヘッド用ガスケットにおいて、ガスケット
プレートを具備し、該ガスケットプレートは少なくとも
一つの開口部と該開口部を取り囲むビードを備えた少な
くとも一つの金属製シート層とを有しており、さらに、
ストッパ部材を具備し、該ストッパ部材はビードが過度
に変形するのを妨げると共に、少なくとも弾性材料から
構成されており、該弾性材料は前記ビードにより形成さ
れた凹部内に配置されていて前記凹部の深さ部分の少な
くとも一部を充填する平坦なガスケットに関する。
特にシリンダヘッド用ガスケットにおいて、ガスケット
プレートを具備し、該ガスケットプレートは少なくとも
一つの開口部と該開口部を取り囲むビードを備えた少な
くとも一つの金属製シート層とを有しており、さらに、
ストッパ部材を具備し、該ストッパ部材はビードが過度
に変形するのを妨げると共に、少なくとも弾性材料から
構成されており、該弾性材料は前記ビードにより形成さ
れた凹部内に配置されていて前記凹部の深さ部分の少な
くとも一部を充填する平坦なガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】平坦なガスケットの場合には、ガスケッ
トのガスケットプレートが、互いに重なり合って配置さ
れた一つまたは複数の金属製シート層によって形成され
ている。弾性特性を有する金属製シート層（通常、バネ
鋼製シート）内の開口部を取り囲むビードは、気体また
は液体を封止する役目を果たす。そのようなビードは、
ガスケットプレートの他の金属製シート層、または互い
に封止される他の構成要素、例えばエンジンブロックま
たはシリンダヘッドに対して一方ではビード縁部、他方
では二つのいわゆるビード根元部によって弾性的に押圧
される。特に、シリンダヘッド用ガスケットの場合に
は、シリンダヘッド用ガスケットによって封止されるべ
きエンジンブロックとシリンダヘッドとの間の封止用の
間隙の幅がエンジンの操作時に常に変化しているので、
操作時にクラックがビード内に形成されるという危険性
がある。結果的に、そのようなビードは常に力学的応力
を受けている。そのようなビードが大幅に変形されるの
を妨げるために、すなわち、ビードが平坦化されるのを
妨げるために、封止部の設置時および／または操作時
に、いわゆるストッパまたはストッパ部材をビードに配
置する。これらストッパは、例えばビードに隣接してい
てビード付き金属製シート層に溶接された金属製シート
のリングから構成されている。この金属製シートのリン
グの厚さは、変形していないビードすなわち応力を受け
ていないビードの高さよりもかなり小さい。次いで、ス
トッパはビードが過度に変形するのを妨げるときに、操
作時にビードが弾性範囲内において常に変形して応力を
受けるようにする。
トのガスケットプレートが、互いに重なり合って配置さ
れた一つまたは複数の金属製シート層によって形成され
ている。弾性特性を有する金属製シート層（通常、バネ
鋼製シート）内の開口部を取り囲むビードは、気体また
は液体を封止する役目を果たす。そのようなビードは、
ガスケットプレートの他の金属製シート層、または互い
に封止される他の構成要素、例えばエンジンブロックま
たはシリンダヘッドに対して一方ではビード縁部、他方
では二つのいわゆるビード根元部によって弾性的に押圧
される。特に、シリンダヘッド用ガスケットの場合に
は、シリンダヘッド用ガスケットによって封止されるべ
きエンジンブロックとシリンダヘッドとの間の封止用の
間隙の幅がエンジンの操作時に常に変化しているので、
操作時にクラックがビード内に形成されるという危険性
がある。結果的に、そのようなビードは常に力学的応力
を受けている。そのようなビードが大幅に変形されるの
を妨げるために、すなわち、ビードが平坦化されるのを
妨げるために、封止部の設置時および／または操作時
に、いわゆるストッパまたはストッパ部材をビードに配
置する。これらストッパは、例えばビードに隣接してい
てビード付き金属製シート層に溶接された金属製シート
のリングから構成されている。この金属製シートのリン
グの厚さは、変形していないビードすなわち応力を受け
ていないビードの高さよりもかなり小さい。次いで、ス
トッパはビードが過度に変形するのを妨げるときに、操
作時にビードが弾性範囲内において常に変形して応力を
受けるようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た形式のストッパ部材は、ビードによって形成された凹
部に挿入されてこの凹部を完全に充填するゴム製リング
の形態として公知である（独国特許第２８４９０１８号
公報の図９を参照されたい）。このゴム製リングによっ
て、ガスケットの設置時に、ビードが平坦化される度合
いが減少する傾向にある。ガスケットの設置時に、ビー
ドにより圧搾されるポリマ材料はマイクロ封止作用を向
上させる傾向にある（このことは、ゴムが非圧縮性材料
であって、ガスケットの設置時に、ビードは或る程度の
平坦化作用を避けることができず、ゴム製リングの材料
の或る部分がガスケットの設置時にビードにより圧搾さ
れるためである）。
た形式のストッパ部材は、ビードによって形成された凹
部に挿入されてこの凹部を完全に充填するゴム製リング
の形態として公知である（独国特許第２８４９０１８号
公報の図９を参照されたい）。このゴム製リングによっ
て、ガスケットの設置時に、ビードが平坦化される度合
いが減少する傾向にある。ガスケットの設置時に、ビー
ドにより圧搾されるポリマ材料はマイクロ封止作用を向
上させる傾向にある（このことは、ゴムが非圧縮性材料
であって、ガスケットの設置時に、ビードは或る程度の
平坦化作用を避けることができず、ゴム製リングの材料
の或る部分がガスケットの設置時にビードにより圧搾さ
れるためである）。
【０００４】同様なストッパ部材は、欧州特許公開第０
８６６２４５号（この場合には、例えば図３、図５、図
６および図８から図１３を参照されたい）に開示されて
いる。この従来技術では、ビード内に配置されていて樹
脂から構成される剛体のリング（環状の剛体樹脂層）が
ストッパとして機能し、このリングは、ビードによって
形成された凹部の深さ部分の約半分を充填する。
８６６２４５号（この場合には、例えば図３、図５、図
６および図８から図１３を参照されたい）に開示されて
いる。この従来技術では、ビード内に配置されていて樹
脂から構成される剛体のリング（環状の剛体樹脂層）が
ストッパとして機能し、このリングは、ビードによって
形成された凹部の深さ部分の約半分を充填する。
【０００５】しかしながら、シリンダヘッド用ガスケッ
トの場合には、エンジンの操作時に、このような形式の
ストッパ部材を設けても、クラックの形成によってビー
ドが崩壊するのを避けることができない。例えば、前述
した金属製シートのリングが存在していない追加の他の
ストッパ部材を使用する場合には、弾性材料によってビ
ードを充填する必要はない。しかしながら、現代のエン
ジンにおいてシリンダヘッド用ガスケットの場合にしば
しば見られる、間隙部分が把持されている状況のため
に、ビードに隣接して配置されるべきストッパを使用し
ないのが望ましい（または避けることができない）。
トの場合には、エンジンの操作時に、このような形式の
ストッパ部材を設けても、クラックの形成によってビー
ドが崩壊するのを避けることができない。例えば、前述
した金属製シートのリングが存在していない追加の他の
ストッパ部材を使用する場合には、弾性材料によってビ
ードを充填する必要はない。しかしながら、現代のエン
ジンにおいてシリンダヘッド用ガスケットの場合にしば
しば見られる、間隙部分が把持されている状況のため
に、ビードに隣接して配置されるべきストッパを使用し
ないのが望ましい（または避けることができない）。
【０００６】
【課題を解決するための手段】それゆえ、本発明の目的
は、前述した形式であって、例えば独国特許第２８４９
０１８号より公知の平坦なガスケットを改良することで
ある。それにより、追加の異なるストッパ部材を設ける
場合、すなわちビードの変形作用（平坦化作用）が極め
て少なくない場合でさえ、ガスケットの平面に対して垂
直な力学的応力に対するビードの疲れ強さをかなり高め
ることができるようになる。
は、前述した形式であって、例えば独国特許第２８４９
０１８号より公知の平坦なガスケットを改良することで
ある。それにより、追加の異なるストッパ部材を設ける
場合、すなわちビードの変形作用（平坦化作用）が極め
て少なくない場合でさえ、ガスケットの平面に対して垂
直な力学的応力に対するビードの疲れ強さをかなり高め
ることができるようになる。
【０００７】この目的を解決するときに、発明者は、弾
性材料が操作温度（少なくとも周囲温度に相当する温
度）において圧力下で流れ特性（塑性変形能力（ｃａｐ
ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ））を有しているときに、弾性材料によって
ビードを完全または部分的に充填することが可能である
ことを完全に達成した。この流れ特性は、完全に架橋し
たポリマ材料の流れ特性よりも大きい。
性材料が操作温度（少なくとも周囲温度に相当する温
度）において圧力下で流れ特性（塑性変形能力（ｃａｐ
ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ））を有しているときに、弾性材料によって
ビードを完全または部分的に充填することが可能である
ことを完全に達成した。この流れ特性は、完全に架橋し
たポリマ材料の流れ特性よりも大きい。
【０００８】当該技術分野の公知の状態に関連した材料
特性を測定する測定手段によって本発明を実施するため
に、特に以下に示す材料特性の定義を使用できる。弾性
材料は、少なくとも周囲温度（２１度）に相当する温度
において圧力下で塑性変形可能である。弾性材料は少な
くとも以下に示すようなセットダウン特性を有する。鉛
直方向に加圧することにより、初期厚さが約２４マイク
ロメートルの弾性材料からなる均一かつ平坦な層の円形
加圧領域を形成する。その結果、加圧領域の外径は６
５．４ミリメートルであって内径が６４．６ミリメート
ルであり、加圧領域の圧力は４０ニュートン毎平方ミリ
メートルである。約０．５時間にわたって加圧し続けた
後に、２１度における加圧領域内の弾性材料の層厚さ
は、最大で初期の層厚さの約８５％のみ、好ましくは約
８３％から約３７％のみになる。
特性を測定する測定手段によって本発明を実施するため
に、特に以下に示す材料特性の定義を使用できる。弾性
材料は、少なくとも周囲温度（２１度）に相当する温度
において圧力下で塑性変形可能である。弾性材料は少な
くとも以下に示すようなセットダウン特性を有する。鉛
直方向に加圧することにより、初期厚さが約２４マイク
ロメートルの弾性材料からなる均一かつ平坦な層の円形
加圧領域を形成する。その結果、加圧領域の外径は６
５．４ミリメートルであって内径が６４．６ミリメート
ルであり、加圧領域の圧力は４０ニュートン毎平方ミリ
メートルである。約０．５時間にわたって加圧し続けた
後に、２１度における加圧領域内の弾性材料の層厚さ
は、最大で初期の層厚さの約８５％のみ、好ましくは約
８３％から約３７％のみになる。
【０００９】バネ鋼製シート内にビードが設けられてい
て、このビードによって形成された凹部が、或る場合に
はほぼ完全に架橋された弾性材料によって、別の場合に
は架橋の程度の低い弾性材料によって完全に充填されて
いるバネ鋼製シートにおける試験によって、動圧、すな
わち時間に対して迅速に変化する圧力によってビードを
加圧する加圧時にビードが平坦化されるという結果が得
られた。シリンダヘッド用ガスケットの場合には、エン
ジン操作時、架橋の程度が比較的小さい弾性材料（ほぼ
完全に架橋した弾性材料に比較した場合）を使用すると
きにガスケットが破損することなく弾性材料は２倍より
多く変形する。
て、このビードによって形成された凹部が、或る場合に
はほぼ完全に架橋された弾性材料によって、別の場合に
は架橋の程度の低い弾性材料によって完全に充填されて
いるバネ鋼製シートにおける試験によって、動圧、すな
わち時間に対して迅速に変化する圧力によってビードを
加圧する加圧時にビードが平坦化されるという結果が得
られた。シリンダヘッド用ガスケットの場合には、エン
ジン操作時、架橋の程度が比較的小さい弾性材料（ほぼ
完全に架橋した弾性材料に比較した場合）を使用すると
きにガスケットが破損することなく弾性材料は２倍より
多く変形する。
【００１０】ビードは断面がＵ字の平坦部分に類似のい
わゆるフルビード（ｆｕｌｌ−ｂｅａｄ）であるのが好
ましい。本発明のガスケットの場合に好ましい弾性材料
については、弾性材料の層厚さが、圧力を加えた後に時
間に対して迅速に減少して次いで約２時間後にほとんど
減少していないという圧力下における流れ特性を有す
る。そのような好ましい弾性材料は、特に約１時間にわ
たって加圧し続けた後に、厚さが最大で初期の層厚さに
対して約８０％のみ、特に約８０％から約３５％のみに
なるという時間に対するセットダウン特性を有してい
る。
わゆるフルビード（ｆｕｌｌ−ｂｅａｄ）であるのが好
ましい。本発明のガスケットの場合に好ましい弾性材料
については、弾性材料の層厚さが、圧力を加えた後に時
間に対して迅速に減少して次いで約２時間後にほとんど
減少していないという圧力下における流れ特性を有す
る。そのような好ましい弾性材料は、特に約１時間にわ
たって加圧し続けた後に、厚さが最大で初期の層厚さに
対して約８０％のみ、特に約８０％から約３５％のみに
なるという時間に対するセットダウン特性を有してい
る。
【００１１】弾性材料がビードの凹部を完全に充填しな
いとき、ビードが深さ部分の一部において圧縮されない
とき、ガスケットが動圧を受けないで設置されるとき、
ビードによって形成された凹部が常に予め定められた組
立の力によって或る程度平坦化されるとき、弾性材料に
よって凹部は完全に充填されるので、本発明は有利であ
る。
いとき、ビードが深さ部分の一部において圧縮されない
とき、ガスケットが動圧を受けないで設置されるとき、
ビードによって形成された凹部が常に予め定められた組
立の力によって或る程度平坦化されるとき、弾性材料に
よって凹部は完全に充填されるので、本発明は有利であ
る。
【００１２】弾性材料を、ビード領域においてのみビー
ド付き金属製シート層に付加できる。しかしながら、こ
れら実施形態は、ビードを充填する弾性材料が、ビード
の両側に延びる金属製シート層の少なくとも部分的な被
覆部の一部である。それゆえ、金属製シート層は弾性材
料によって完全に、すなわち、ビードによって形成され
た凹部が配置されている側だけでなく、両側において被
覆されうる。
ド付き金属製シート層に付加できる。しかしながら、こ
れら実施形態は、ビードを充填する弾性材料が、ビード
の両側に延びる金属製シート層の少なくとも部分的な被
覆部の一部である。それゆえ、金属製シート層は弾性材
料によって完全に、すなわち、ビードによって形成され
た凹部が配置されている側だけでなく、両側において被
覆されうる。
【００１３】一側または両側において、ビード付き金属
製シート層の部分的または完全な表面被覆部を有するシ
リンダヘッド用ガスケットの場合には、ビードの外方の
平均層厚さは、通常１８マイクロメートルから２８マイ
クロメートルのオーダ、特に２０マイクロメートルから
２５マイクロメートルのオーダであり、加圧されていな
いビードの深さは、１００マイクロメートルから３００
マイクロメートル、特に約１５０マイクロメートルであ
る。そのような場合には、ビードによって形成された凹
部内のそのような弾性材料の層厚さは凹部内の最大厚さ
が３５マイクロメートルから７０マイクロメートルのオ
ーダ、好ましくは５０マイクロメートルから６０マイク
ロメートルのオーダであると推奨される。弾性材料を備
えた金属製シート層の被覆部がビードの両側部に位置す
る金属製シート層の領域に延びている場合には、特にビ
ードの外方の弾性材料の平均層厚さは約１８マイクロメ
ートルから２８マイクロメートルであって好ましくは２
３マイクロメートルから２４マイクロメートルである場
合に、ビードによって形成された凹部における弾性材料
の最大層厚さが、ビードの外方の平均層厚さの約１．５
倍から約３倍である被覆部が推奨される。
製シート層の部分的または完全な表面被覆部を有するシ
リンダヘッド用ガスケットの場合には、ビードの外方の
平均層厚さは、通常１８マイクロメートルから２８マイ
クロメートルのオーダ、特に２０マイクロメートルから
２５マイクロメートルのオーダであり、加圧されていな
いビードの深さは、１００マイクロメートルから３００
マイクロメートル、特に約１５０マイクロメートルであ
る。そのような場合には、ビードによって形成された凹
部内のそのような弾性材料の層厚さは凹部内の最大厚さ
が３５マイクロメートルから７０マイクロメートルのオ
ーダ、好ましくは５０マイクロメートルから６０マイク
ロメートルのオーダであると推奨される。弾性材料を備
えた金属製シート層の被覆部がビードの両側部に位置す
る金属製シート層の領域に延びている場合には、特にビ
ードの外方の弾性材料の平均層厚さは約１８マイクロメ
ートルから２８マイクロメートルであって好ましくは２
３マイクロメートルから２４マイクロメートルである場
合に、ビードによって形成された凹部における弾性材料
の最大層厚さが、ビードの外方の平均層厚さの約１．５
倍から約３倍である被覆部が推奨される。
【００１４】平坦なガスケットが設けられていて弾性材
料によって表面が部分的または完全に被覆されている金
属製シート層を製造するときに、蒸発可能な溶媒を含む
初期材料または前駆体材料が通常は加工処理されて、こ
の前駆体材料が硬化した後に、弾性材料からなる被覆部
が形成される。この前駆体材料を塗布する公知の方法
は、散布、スプレー、またはスクリーン印刷法による塗
布である。塗布される前駆体材料は硬化（溶媒を放出さ
せて、温度処理によって完全または本発明の場合には部
分的に架橋させる）前は比較的低粘度であるので、本発
明の平坦なガスケットを製造するための単純であって費
用のかからないプロセスは、ガスケットが設置完了状態
になった後に弾性材料を形成して蒸発可能な溶媒を含ん
でいる前駆体材料を金属製シート層に塗布し、それによ
り、前駆体材料はビードによって形成された凹部を、設
置完了状態のガスケットの弾性材料よりもかなりの程度
まで充填することを含む。次いで、溶媒を蒸発させる。
このようにして、例えばスクリーン印刷法を用いた場合
にさえ弾性材料はビードによって形成された凹部を完全
に充填しないが、前述した前駆体材料はビードの凹部を
完全に充填する。しかしながら、前駆体材料が例えば散
布、またはスプレー塗布される場合には、ビードの凹部
内にさらに厚さを有する層を塗布するために、比較的低
粘度の前駆体材料を使用してよい。この目的のために、
はじめに前駆体材料をほぼ均一な厚さで塗布して、次い
で追加の前駆体材料がビードの両側部の領域からビード
によって形成された凹部内に流れるまで、溶媒を蒸発さ
せないのが望ましい。
料によって表面が部分的または完全に被覆されている金
属製シート層を製造するときに、蒸発可能な溶媒を含む
初期材料または前駆体材料が通常は加工処理されて、こ
の前駆体材料が硬化した後に、弾性材料からなる被覆部
が形成される。この前駆体材料を塗布する公知の方法
は、散布、スプレー、またはスクリーン印刷法による塗
布である。塗布される前駆体材料は硬化（溶媒を放出さ
せて、温度処理によって完全または本発明の場合には部
分的に架橋させる）前は比較的低粘度であるので、本発
明の平坦なガスケットを製造するための単純であって費
用のかからないプロセスは、ガスケットが設置完了状態
になった後に弾性材料を形成して蒸発可能な溶媒を含ん
でいる前駆体材料を金属製シート層に塗布し、それによ
り、前駆体材料はビードによって形成された凹部を、設
置完了状態のガスケットの弾性材料よりもかなりの程度
まで充填することを含む。次いで、溶媒を蒸発させる。
このようにして、例えばスクリーン印刷法を用いた場合
にさえ弾性材料はビードによって形成された凹部を完全
に充填しないが、前述した前駆体材料はビードの凹部を
完全に充填する。しかしながら、前駆体材料が例えば散
布、またはスプレー塗布される場合には、ビードの凹部
内にさらに厚さを有する層を塗布するために、比較的低
粘度の前駆体材料を使用してよい。この目的のために、
はじめに前駆体材料をほぼ均一な厚さで塗布して、次い
で追加の前駆体材料がビードの両側部の領域からビード
によって形成された凹部内に流れるまで、溶媒を蒸発さ
せないのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は以下の部分、すなわち複
数の実施例および添付図面に基づいて、説明される。図
１は、設置前、すなわち非圧縮状態のシリンダヘッド用
ガスケットのガスケットプレート１０の断面を示してい
る。このシリンダヘッド用ガスケットは金属層式ガスケ
ットと呼ばれており、シリンダヘッド用ガスケットのガ
スケットプレートは、互いに重ねて配置された複数の金
属製シート層を有している。図示される実施態様におい
ては、二つの外側金属製シート層１２、１４および内側
であって中心の金属製シート層１６が示されおり、以下
の説明においては、これら金属製シート層１２、１４を
外側層と呼び、金属製シート層１６を内側層と呼ぶ。こ
れら二つの外側層１２、１４のそれぞれには、いわゆる
フルビード１８、２０がそれぞれ設けられている。これ
らフルビード１８、２０の断面は、Ｕ字の平坦部分（ｆ
ｌａｔ Ｕ）にほぼ対応していて、このＵ字の平坦部分
は封止要素として働くようになっている。この目的のた
め、外側層１２、１４は適切な弾性特性を有する必要が
ある。このため、外側層１２、１４をバネ鋼製シートか
ら構成されている。ビード１８、２０はガスケットプレ
ート１０の図示しない環状の開口部、例えばシリンダヘ
ッド用ガスケットの燃焼室の開口部を取り囲むようにな
っている。
数の実施例および添付図面に基づいて、説明される。図
１は、設置前、すなわち非圧縮状態のシリンダヘッド用
ガスケットのガスケットプレート１０の断面を示してい
る。このシリンダヘッド用ガスケットは金属層式ガスケ
ットと呼ばれており、シリンダヘッド用ガスケットのガ
スケットプレートは、互いに重ねて配置された複数の金
属製シート層を有している。図示される実施態様におい
ては、二つの外側金属製シート層１２、１４および内側
であって中心の金属製シート層１６が示されおり、以下
の説明においては、これら金属製シート層１２、１４を
外側層と呼び、金属製シート層１６を内側層と呼ぶ。こ
れら二つの外側層１２、１４のそれぞれには、いわゆる
フルビード１８、２０がそれぞれ設けられている。これ
らフルビード１８、２０の断面は、Ｕ字の平坦部分（ｆ
ｌａｔ Ｕ）にほぼ対応していて、このＵ字の平坦部分
は封止要素として働くようになっている。この目的のた
め、外側層１２、１４は適切な弾性特性を有する必要が
ある。このため、外側層１２、１４をバネ鋼製シートか
ら構成されている。ビード１８、２０はガスケットプレ
ート１０の図示しない環状の開口部、例えばシリンダヘ
ッド用ガスケットの燃焼室の開口部を取り囲むようにな
っている。
【００１６】ガスケットプレート１０の二つの主表面を
形成している外側層１２、１４の外方側面上において
は、弾性材料からそれぞれ構成されている被覆部２２、
２４が、特にこれら表面全体にわたって設けられてい
る。これにより、例えばシリンダヘッドおよびエンジン
ブロックの封止表面においてマイクロ封止作用を行う
（封止表面の孔および凹凸部を封止する）と共に、ビー
ド１８、２０が過度に変形する（平坦化する）のを妨げ
ることができる。ビード１８、２０が過度に変形するこ
とによって、ガスケットの設置時に、ビード内にクラッ
クが形成される場合がある。しかしながら、エンジンの
操作時に、これらビードのそれぞれにはストッパ部材が
設けられている。すなわち本発明に基づくこれらストッ
パ部材は、被覆部２２、２４の領域２２ａ、２４ａであ
る。これら領域２２ａ、２４ａの層厚さは、ビードの外
方に位置する被覆部２２、２４の領域の層厚さよりもか
なり大きい。しかしながら、図１において明らかである
ように、本発明に基づく領域２２ａ、２４ａは、ビード
１８、２０によって形成された凹部を完全に充填せず、
それにより、ガスケットプレート１０の平坦な主表面
に、略平坦でわずかなくぼみが領域２２ａ、２４ａの上
方側部に形成される。
形成している外側層１２、１４の外方側面上において
は、弾性材料からそれぞれ構成されている被覆部２２、
２４が、特にこれら表面全体にわたって設けられてい
る。これにより、例えばシリンダヘッドおよびエンジン
ブロックの封止表面においてマイクロ封止作用を行う
（封止表面の孔および凹凸部を封止する）と共に、ビー
ド１８、２０が過度に変形する（平坦化する）のを妨げ
ることができる。ビード１８、２０が過度に変形するこ
とによって、ガスケットの設置時に、ビード内にクラッ
クが形成される場合がある。しかしながら、エンジンの
操作時に、これらビードのそれぞれにはストッパ部材が
設けられている。すなわち本発明に基づくこれらストッ
パ部材は、被覆部２２、２４の領域２２ａ、２４ａであ
る。これら領域２２ａ、２４ａの層厚さは、ビードの外
方に位置する被覆部２２、２４の領域の層厚さよりもか
なり大きい。しかしながら、図１において明らかである
ように、本発明に基づく領域２２ａ、２４ａは、ビード
１８、２０によって形成された凹部を完全に充填せず、
それにより、ガスケットプレート１０の平坦な主表面
に、略平坦でわずかなくぼみが領域２２ａ、２４ａの上
方側部に形成される。
【００１７】一旦、シリンダヘッド用ガスケットが設置
されて工具によりシリンダヘッド用ネジを螺合させる
と、図２に示されるガスケットプレート１０の状態にお
いて、ガスケットプレートの二つの主表面が少なくとも
略完全平坦部となっている。すなわち、二つのいくらか
平坦にされたビードにより形成される凹部を弾性材料が
完全に充填している。本発明によれば、弾性材料は圧力
下において流れ特性（ｆｌｏｗ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ）を有する傾向にあるので、いわゆるビード根元部１
８ａ、２０ａの領域における被覆用材料が、図２から分
かるように、設置時においてシリンダヘッド用ガスケッ
トに及ぼされる圧力下において少なくとも外方にかなり
流れる。
されて工具によりシリンダヘッド用ネジを螺合させる
と、図２に示されるガスケットプレート１０の状態にお
いて、ガスケットプレートの二つの主表面が少なくとも
略完全平坦部となっている。すなわち、二つのいくらか
平坦にされたビードにより形成される凹部を弾性材料が
完全に充填している。本発明によれば、弾性材料は圧力
下において流れ特性（ｆｌｏｗ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ）を有する傾向にあるので、いわゆるビード根元部１
８ａ、２０ａの領域における被覆用材料が、図２から分
かるように、設置時においてシリンダヘッド用ガスケッ
トに及ぼされる圧力下において少なくとも外方にかなり
流れる。
【００１８】シリンダヘッド用ガスケットの設置完了状
態において、前述したように被覆部２２、２４の弾性材
料は圧力下において沈下する特性を有する傾向にある。
すなわち、被覆部２２、２４は適切に塑性変形可能にな
っている。図３は、バネ鋼製シート層のビードが設けら
れている領域の拡大断面図である。この金属製シート層
には本発明の特性を備えた弾性材料から形成される被覆
部が両側に設けられていて、一層式の平坦なガスケット
または複数層のガスケットのうちの一つの層を形成して
いる。図１および図２に基づいて、金属製層１２’、被
覆部２２’、２４’、ビード１８’、およびビード根元
部１８ａ’を示す。図３は、ガスケットを設置した後で
あって動圧を加圧する前にガスケットが或る時間だけ置
かれた状態を示している。
態において、前述したように被覆部２２、２４の弾性材
料は圧力下において沈下する特性を有する傾向にある。
すなわち、被覆部２２、２４は適切に塑性変形可能にな
っている。図３は、バネ鋼製シート層のビードが設けら
れている領域の拡大断面図である。この金属製シート層
には本発明の特性を備えた弾性材料から形成される被覆
部が両側に設けられていて、一層式の平坦なガスケット
または複数層のガスケットのうちの一つの層を形成して
いる。図１および図２に基づいて、金属製層１２’、被
覆部２２’、２４’、ビード１８’、およびビード根元
部１８ａ’を示す。図３は、ガスケットを設置した後で
あって動圧を加圧する前にガスケットが或る時間だけ置
かれた状態を示している。
【００１９】図４に示されるグラフは、異なる複数の被
覆用弾性材料の典型的な沈下特性を示している。横軸と
しての加圧作用の持続時間に対して、初期の層厚さ、例
えば２４マイクロメートルからの層厚さの減少量が、縦
軸にプロットされている。図４においては、六つの異な
る弾性材料のセットダウン（ｓｅｔ−ｄｏｗｎ）特性
が、曲線（１）から（６）によって示されている。曲線
（１）は、（圧力下、周囲温度２１度において）適切な
流れ特性を有していない弾性材料、すなわちかなり架橋
された弾性材料である。一方で、曲線（２）から（６）
は本発明の流れ特性またはセットダウン特性を有する弾
性材料である。曲線（３）の材料の流動性は、曲線
（２）などの材料の流動性よりも大きい。すなわち、曲
線（６）の材料は圧力下において最も流れやすい。
覆用弾性材料の典型的な沈下特性を示している。横軸と
しての加圧作用の持続時間に対して、初期の層厚さ、例
えば２４マイクロメートルからの層厚さの減少量が、縦
軸にプロットされている。図４においては、六つの異な
る弾性材料のセットダウン（ｓｅｔ−ｄｏｗｎ）特性
が、曲線（１）から（６）によって示されている。曲線
（１）は、（圧力下、周囲温度２１度において）適切な
流れ特性を有していない弾性材料、すなわちかなり架橋
された弾性材料である。一方で、曲線（２）から（６）
は本発明の流れ特性またはセットダウン特性を有する弾
性材料である。曲線（３）の材料の流動性は、曲線
（２）などの材料の流動性よりも大きい。すなわち、曲
線（６）の材料は圧力下において最も流れやすい。
【００２０】前述したように、図４に示される曲線は周
囲温度（２１度）において中空の円筒形圧力スタンプ
（ｈｏｌｌｏｗ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅｓｔａｍｐ）をプロットしたものである。外径が
６５．４ミリメートルであって内径が６４．６ミリメー
トルであるこの円筒形圧力スタンプは、円筒の軸線に対
して直角に延びていて平坦な金属製シートの弾性被覆部
に押圧される平坦な端面を有している。この円筒の軸線
は金属製シートの平面に対して直角に延びている。被覆
部上における４０ニュートン毎平方ミリメートルの時定
数（ｔｉｍｅ−ｃｏｎｓｔａｎｔ）の特定加圧すること
によって、圧力スタンプの円形リング型の端面領域が形
成される。
囲温度（２１度）において中空の円筒形圧力スタンプ
（ｈｏｌｌｏｗ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅｓｔａｍｐ）をプロットしたものである。外径が
６５．４ミリメートルであって内径が６４．６ミリメー
トルであるこの円筒形圧力スタンプは、円筒の軸線に対
して直角に延びていて平坦な金属製シートの弾性被覆部
に押圧される平坦な端面を有している。この円筒の軸線
は金属製シートの平面に対して直角に延びている。被覆
部上における４０ニュートン毎平方ミリメートルの時定
数（ｔｉｍｅ−ｃｏｎｓｔａｎｔ）の特定加圧すること
によって、圧力スタンプの円形リング型の端面領域が形
成される。
【００２１】図４の曲線（１）から（６）によって示さ
れるような流れ特性またはセットダウン特性を有する六
つの異なる弾性材料による試験によって、以下の結果が
得られる。これら試験時に、ビードを備えた各バネ鋼製
シートは、各弾性材料によって全表面にわたって被覆さ
れる。ビードの外方の初期の層厚さは約２４マイクロメ
ートルである。ビードの最大深さは約２５０マイクロメ
ートルであって、ビードによって形成された凹部内にお
ける弾性材料の最大の層厚さは約６０マイクロメートル
である。
れるような流れ特性またはセットダウン特性を有する六
つの異なる弾性材料による試験によって、以下の結果が
得られる。これら試験時に、ビードを備えた各バネ鋼製
シートは、各弾性材料によって全表面にわたって被覆さ
れる。ビードの外方の初期の層厚さは約２４マイクロメ
ートルである。ビードの最大深さは約２５０マイクロメ
ートルであって、ビードによって形成された凹部内にお
ける弾性材料の最大の層厚さは約６０マイクロメートル
である。
【００２２】ビードは常に動圧を受けている。圧力は時
間に対して変化していて、平均圧力はそれぞれ異なる。
ビードが変形することによってビード内にクラックが生
ずるときの、ビードの平坦化作用、すなわち、オリジナ
ルのビード高さからの減少範囲を測定する。弾性材料に
よる被覆部が存在しない場合には、ビードの高さが２．
５マイクロメートルだけ減少することによってクラック
が形成される。
間に対して変化していて、平均圧力はそれぞれ異なる。
ビードが変形することによってビード内にクラックが生
ずるときの、ビードの平坦化作用、すなわち、オリジナ
ルのビード高さからの減少範囲を測定する。弾性材料に
よる被覆部が存在しない場合には、ビードの高さが２．
５マイクロメートルだけ減少することによってクラック
が形成される。
【００２３】曲線（１）に対応する流れ特性を有する弾
性材料による被覆部が存在する場合には、ビードの高さ
が３マイクロメートルだけ減少することによってクラッ
クが形成される。すなわち、そのような材料では大幅な
改良にはならない。しかしながら、オリジナルのビード
の高さが７マイクロメートル（曲線（２）に割り当て可
能な材料）または７．５マイクロメートル（曲線（３）
および（４）に割り当て可能な材料）だけ減少するまで
クラックが形成されないので、曲線（２）から（４）に
対応する流れ特性を有する被覆部によって大幅な改良を
行うことができる。
性材料による被覆部が存在する場合には、ビードの高さ
が３マイクロメートルだけ減少することによってクラッ
クが形成される。すなわち、そのような材料では大幅な
改良にはならない。しかしながら、オリジナルのビード
の高さが７マイクロメートル（曲線（２）に割り当て可
能な材料）または７．５マイクロメートル（曲線（３）
および（４）に割り当て可能な材料）だけ減少するまで
クラックが形成されないので、曲線（２）から（４）に
対応する流れ特性を有する被覆部によって大幅な改良を
行うことができる。
【００２４】以下において、本発明に基づいて使用され
るべき弾性材料に関する二つの実施例を説明する。 〔実施例１〕 ｐｈｒ フッ素化ゴム（フッ素含有率６６％の共重合体） １００．００ カーボンブラックＮ９９０ １５−４５ 酸化マグネシウム（低活性） ５−１５ 結合ジアミン（Ｂｏｕｎｄ ｄｉａｍｉｎｅ） １−４ 〔実施例２〕 ｐｈｒ フッ素化ゴム（フッ素含有率６７％の四元重合体） １００．００ カーボンブラックＮ９９０ １０−４０ 酸化亜鉛 ２−６ ＴＡＩＣ １−４ 過酸化物 １−４ これら実施例において（通常のように）、「ｐｈｒ」
は、「１００のゴムあたり（ｐｅｒ １００ ｐａｒｔ
ｓ ｒｕｂｂｅｒ）」を表す。
るべき弾性材料に関する二つの実施例を説明する。 〔実施例１〕 ｐｈｒ フッ素化ゴム（フッ素含有率６６％の共重合体） １００．００ カーボンブラックＮ９９０ １５−４５ 酸化マグネシウム（低活性） ５−１５ 結合ジアミン（Ｂｏｕｎｄ ｄｉａｍｉｎｅ） １−４ 〔実施例２〕 ｐｈｒ フッ素化ゴム（フッ素含有率６７％の四元重合体） １００．００ カーボンブラックＮ９９０ １０−４０ 酸化亜鉛 ２−６ ＴＡＩＣ １−４ 過酸化物 １−４ これら実施例において（通常のように）、「ｐｈｒ」
は、「１００のゴムあたり（ｐｅｒ １００ ｐａｒｔ
ｓ ｒｕｂｂｅｒ）」を表す。
【００２５】「ＴＡＩＣ」は、「トリアリル−シム−ト
リアジン−２，４，６−１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ−トリオン
（ｔｒｉａｌｌｙｌ−ｓｙｍ−ｔｒｉａｚｉｎｅ−２，
４，６−１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ−ｔｒｉｏｎｅ）」を表す。
その結果、本発明により要求される弾性材料の流れ特性
を、適切な架橋状態、例えば１分から３分にわたって１
８０度から２６０度における熱処理によって定式とは独
立して設定する。
リアジン−２，４，６−１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ−トリオン
（ｔｒｉａｌｌｙｌ−ｓｙｍ−ｔｒｉａｚｉｎｅ−２，
４，６−１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ−ｔｒｉｏｎｅ）」を表す。
その結果、本発明により要求される弾性材料の流れ特性
を、適切な架橋状態、例えば１分から３分にわたって１
８０度から２６０度における熱処理によって定式とは独
立して設定する。
【図１】本発明のガスケットプレートが設置されていな
い、すなわち加圧されていないときの複数のガスケット
プレートのビードを備えた領域の断面図である。
い、すなわち加圧されていないときの複数のガスケット
プレートのビードを備えた領域の断面図である。
【図２】ガスケットプレートが設置された状態、すなわ
ちエンジン操作時に生ずる圧力の変化を既に受けている
圧縮されたシリンダヘッド用ガスケットを示す図１内の
領域を示す断面図である。
ちエンジン操作時に生ずる圧力の変化を既に受けている
圧縮されたシリンダヘッド用ガスケットを示す図１内の
領域を示す断面図である。
【図３】本発明に基づいて被覆された平坦なガスケット
の金属製シート層のビードを備えた領域の拡大断面図で
ある。
の金属製シート層のビードを備えた領域の拡大断面図で
ある。
【図４】異なる弾性材料のセットダウン特性（所定の加
圧作用を受けた弾性材料のオリジナルの層厚さの時間に
対する減少）を示すグラフである。
圧作用を受けた弾性材料のオリジナルの層厚さの時間に
対する減少）を示すグラフである。
１０…ガスケットプレート １２…外側金属製シート層 １４…外側金属製シート層 １６…中心の金属製シート層 １８…ビード １８ａ…ビード根元部 ２０…ビード ２０ａ…ビード根元部 ２２…被覆部 ２４…被覆部
フロントページの続き (72)発明者 ペーター シェンク ドイツ連邦共和国，72531 ホーエンシュ タイン，エルプフィンガー シュトラーセ ７ (72)発明者 マッティアス バウアー ドイツ連邦共和国，72587 レーメルシュ タイン，ヤコブ−シェール シュトラーセ 14 (72)発明者 アルミン ディーツ ドイツ連邦共和国，73252 レーニンゲン, イム ブリュメンリンク 43 (72)発明者 フィクトー ビンコフィック ドイツ連邦共和国，65510 イドシュタイ ン，フリードリッヒ エーベルト シュト ラーセ 49
Claims (11)
- 【請求項１】 平坦なガスケット、特にシリンダヘッド
用ガスケットにおいて、ガスケットプレートを具備し、
該ガスケットプレートは少なくとも一つの開口部と該開
口部を取り囲むビードを備えた少なくとも一つの金属製
シート層とを有しており、さらに、ストッパ部材を具備
し、該ストッパ部材はビードが過度に変形するのを妨げ
ると共に、少なくとも弾性材料から構成されており、該
弾性材料は前記ビードにより形成された凹部内に配置さ
れていて前記凹部の深さ部分の少なくとも一部を充填す
る平坦なガスケットにおいて、前記弾性材料が少なくと
も２１度において圧力下で少なくとも以下のセットダウ
ン特性、すなわち、 初期の平均層厚さが２４マイクロメートルである弾性材
料からなる均一な平坦層の円形環状加圧領域に鉛直方向
に加圧することによって、外径が６５．４ミリメートル
であって内径が６４．６ミリメートルの加圧領域が形成
され、該加圧領域の圧力が４０ニュートン毎平方ミリメ
ートルであり、２１度で約０．５時間にわたって加圧し
続けた後に加圧領域における弾性材料の層厚さが、最大
で初期の層厚さの約８５％のみになるという特性を有す
る塑性変形可能な材料であることを特徴とする平坦なガ
スケット。 - 【請求項２】 前記弾性材料の前記セットダウン特性
が、約１時間にわたって加圧し続けた後に、層の厚さが
最大で初期の層厚さの約８０％のみになるようになって
いることを特徴とする請求項１に記載の平坦なガスケッ
ト。 - 【請求項３】 前記弾性材料の前記セットダウン特性
が、約０．５時間にわたって加圧し続けた後に、層の厚
さが初期の層厚さの約８３％から約３７％のみになるよ
うになっていることを特徴とする請求項１に記載の平坦
なガスケット。 - 【請求項４】 前記弾性材料の前記セットダウン特性
が、約１時間にわたって加圧し続けた後に、層の厚さが
初期の層厚さの約８０％から約３５％のみになるように
なっていることを特徴とする請求項１に記載の平坦なガ
スケット。 - 【請求項５】 前記弾性材料が前記ビードによって形成
された凹部の深さ部分の一部を充填し、前記ガスケット
を設置し、ビードが対応して平坦化されることにより前
記凹部が完全に充填されるようになることを特徴とする
請求項１に記載の平坦なガスケット。 - 【請求項６】 前記ビードを充填する前記弾性材料が、
前記金属製シート層による少なくとも部分的な被覆部の
一部であり、前記被覆部が前記ビードの両側に延びるこ
とを特徴とする請求項１に記載の平坦なガスケット。 - 【請求項７】 前記ビードによって形成される前記凹部
内における前記弾性材料の最大の層厚さが、前記ビード
の外方における平均層厚さの約１．５倍から約３倍であ
ることを特徴とする請求項６に記載の平坦なガスケッ
ト。 - 【請求項８】 前記ビードの外方における弾性材料の平
均層厚さが約１８マイクロメートルから２８マイクロメ
ートルであることを特徴とする請求項６に記載の平坦な
ガスケット。 - 【請求項９】 前記設置完了状態のガスケットの前記弾
性材料を形成して蒸発可能な溶媒を含んでいる前駆体材
料を前記金属製シート層に塗布して、それにより、前記
前駆体材料が前記ビードによって形成された前記凹部を
前記設置完了状態のガスケットの前記弾性材料よりもか
なり多量に充填し、次いで、前記溶媒を蒸発させること
を特徴とする請求項１に記載の平坦なガスケットを製造
する平坦なガスケット製造方法。 - 【請求項１０】 前記前駆体材料を以下の方法、すなわ
ち散布、スプレー、ローラ塗布、スクリーン印刷法によ
る塗布作用のうちの一つの方法により塗布することを特
徴とする請求項９に記載の平坦なガスケット製造方法。 - 【請求項１１】 前記前駆体材料をほぼ均一な層厚さを
なすよう塗布し、前記前駆体材料が前記ビードの両側の
領域から前記ビードによって形成された凹部まで流れる
まで、前記溶媒を蒸発させないようにしたことを特徴と
する請求項１０に記載の平坦なガスケット製造方法。
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