JP2001173791A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで安定したシール性能を長期間に渡
って確保する。 【解決手段】 燃焼室孔３の周縁部４が他の部分より厚
くされると共に、該周縁部４の周囲の表裏面にそれぞれ
凹状のフルビード５，６，７，８が形成され、シリンダ
ブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結
ボルトで締め付ける際に前記周縁部４に最大荷重が作用
するようにして前記接合面間をシールするようにした少
なくとも二枚の基板１，２を備えた金属ガスケットにお
いて、フルビード５，６，７，８に弾性シール材Ｓを該
ビード５，６，７，８の凹状空間を満たすように充填す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室孔の周縁部
が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表
裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブ
ロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボ
ルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用する
ようにして前記接合面間をシールするようにした少なく
とも二枚の基板を備えた金属ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の金属ガスケットとして
は、例えば図１４に示すように、全面がシリコン、フッ
素ゴム、ＮＢＲ等のシール材Ｓで被覆された上下二枚の
基板１，２を備え、上基板１の燃焼室孔３側の端部を下
方に折り返すと共に、上基板１より薄い下基板２の外周
縁部を上方に折り返し、これらの基板１，２を積層する
ことにより、該燃焼室孔３の周縁部４を他の部分より厚
くして板厚差を設けたものが知られている。

【０００３】そして、かかる板厚差によりシリンダヘッ
ドとシリンダブロックとの接合面間に介装して締結ボル
トで締め付ける際に周縁部４に最も面圧が集中するよう
にしてシリンダボア端部周縁に最大荷重をかけてシール
すると共に、周縁部４の周囲の表裏面に形成された凹状
のフルビード５，６や外周縁部の内側の表裏面に形成さ
れた凹状のフルビード７，８の全屈を防止するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の金属ガスケットにおいては、燃焼室孔３の周縁部４
から漏れた微少な燃焼ガス、水孔から流出した冷却水及
び油孔から流出したエンジンオイル等が基板１，２に被
覆されたシール材Ｓに直接接触してしまい、また、エン
ジン（アルミニウム）とガスケット（ステンレス鋼、一
般鋼）の材質の違いによる熱膨張差で起こるずれや、エ
ンジンの運転・停止の繰り返しにより起こるずれの繰り
返しも手伝ってシール材Ｓが剥離したり、フルビード
５，６，７，８の劣化が促進され又シール材Ｓの剥離し
たビードの曲げＲ部がエンジンの稼働による爆発振動で
デッキ面と擦れてフレッチング（擦り傷）ができて曲げ
Ｒ部の疲労破壊を引き起していまい、更には、フルビー
ド６が対向するエンジン面に鋳巣穴等が存在する場合
に、この部分のシールは線シールのため、シール線が組
立時あるいはエンジン稼働中にエンジンとガスケットの
材質の違いによる熱膨張差でずれて、ビードが巣穴を跨
いだり巣穴の上に位置したときには、巣穴からフルビー
ド６の凹部内に燃焼ガス、冷却水、オイル等が漏れ出し
てしまうことがあり、長期にわたって安定したシール性
能を確保することができないという不都合がある。 ま
た、上下の基板１，２にシール材Ｓを被覆する際の寸法
精度や接着強度を考慮する必要があるばかりか、全面を
被覆するためシール材料の量が多くなってコスト高にな
るという不都合がある。

【０００５】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、低コストで安定したシール性能を長
期間に渡って確保することができる金属ガスケットを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１に係る金属ガスケットは、燃焼室孔の周
縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲
の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリン
ダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締
結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用
するようにして前記接合面間をシールするようにした少
なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにおいて、
前記ビード部に弾性シール材を該ビード部の凹状空間を
満たすように充填したことを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る金属ガスケットは、燃焼室
孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部
の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、
シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装
して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重
が作用するようにして前記接合面間をシールするように
した少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにお
いて、前記ビード部に該ビード部の凹状空間の体積に応
じた量の弾性シール材を装填したことを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る金属ガスケットは、請求項
１又は２において、前記表面側のビード部と前記裏面側
のビード部とを前記燃焼室孔の径方向に互いにずらして
配置したことを特徴とする。請求項４に係る金属ガスケ
ットは、請求項１〜３のいずれか一項において、前記周
縁部の板厚が前記燃焼室孔の周方向に沿って変化するよ
うに板厚に抑揚を付けたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例で
ある金属ガスケットを説明するための要部平面図、図２
は図１のＡ−Ａ線断面図、図３及び図４は本発明の他の
実施の形態を説明するための説明的断面図、図５は本発
明の他の態様の実施の形態を説明するための説明的断面
図、図６〜図１３は基板又は副板の変形例を説明するた
めの説明的断面図である。

【００１０】図１及び図２を参照して、この金属ガスケ
ットは、例えばステンレス鋼板などの金属板からなる上
下二枚の基板１，２を備えており、上基板１は下基板２
に比べて厚肉になっている。上基板１の燃焼室孔３側の
端部は下方に折り返されて上下方向に二枚配置され、一
方、下基板２の外周縁部は上方に折り返されて上下方向
に二枚配置されている。そして、これらの基板１，２を
積層することにより、燃焼室孔３の周縁部４が他の部分
より厚くされて板厚差が設けられている。

【００１１】また、上基板１の周縁部４の周囲の上面及
び下基板２の周縁部４の周囲の下面には、それぞれ凹状
のフルビード５及び６が形成され、上基板１の外周縁部
より内側の上面及び下基板２の外周縁部より内側の下面
には、それぞれ水孔から流出した冷却水や油孔から流出
したエンジンオイル等をシールする凹状のフルビード７
及び８が形成されている。なお、図１において、符号７
０は水孔、７１はオイル孔である。

【００１２】ここで、この実施の形態では、フルビード
５，６，７，８にシリコン、フッ素ゴム、ＮＢＲ等の耐
熱性を有する弾性シール材Ｓが各ビードの凹状空間を満
たすように充填されており、これにより、各ビードの板
厚方向の弾性変形を可能にしている。なお、フルビード
に弾性シール材Ｓを充填する方法としては、プリント、
型モールド、ディスペンサー塗布方法等が挙げられる。

【００１３】そして、かかる構成の金属ガスケットをシ
リンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装して締結
ボルトで締め付けると、フルビード５，６、フルビード
７，８、周縁部４の順に板厚方向に圧縮変形し、該締め
付けは板厚が変化しない外周縁部の板厚まで行われる。
締め付け終了時においては、最も板厚の厚い周縁部４と
外周縁部との板厚差により、該周縁部４に最も面圧が集
中してシール条件が一番厳しいシリンダボア端部周縁に
最大荷重が作用して該端部周縁のシールがなされると共
に、フルビード５，６，７，８の全屈が防止される。

【００１４】また、フルビード５，６、フルビード７，
８はシール材Ｓと共に板厚方向に変形し、締め付け完了
時においては、各ビードの弾性反発力とシール材Ｓの弾
性反発力とが共働して強力なシール圧で上下両面を完全
にシールし、更に、エンジンの振動振幅に対しても変形
追従する。このとき、シール材Ｓはビードの凹状空間内
に充填されているため、万が一周縁部４から微少な燃焼
ガスが漏れたとしても該燃焼ガスがシール材Ｓに直接接
触するのを防止することができると共に、水孔から流出
した冷却水や油孔から流出したエンジンオイルについて
もシール材Ｓに直接接触するのを防止することができ、
また、エンジン（アルミニウム）とガスケット（ステン
レス鋼、一般鋼）の材質の違いによる熱膨張差で起こる
ずれや、エンジンの運転・停止の繰り返しにより起こる
ずれの繰り返しが生じても、基板のビードで覆われたシ
ール材はビードで保護され又シール幅も２〜４ｍｍあっ
て傷や巣穴のずれをカバーでき、また、シール材Ｓが剥
離するのを防止することができると共に、フルビード
５，６，７，８の曲げＲ部の疲労破壊を抑制することが
でき、更には、フルビード６が対向するエンジン面に鋳
巣穴等が存在する場合においても、巣穴がビード幅内に
存在してエンジンとガスケットの熱膨張差でずれる範囲
内であれば巣穴からビードの凹部内に燃焼ガスが漏れ出
してしまうのを防止することができ、この結果、長期に
わたって安定したシール性能を確保することができる。

【００１５】また、上下の基板１，２のフルビードにシ
ール材Ｓを充填するようにしているので、シール材Ｓの
寸法精度を考慮する必要がなく、接着強度についても比
較的弱くて済み、また、フルビードの凹部のみにシール
材Ｓを充填すれば足りるためシール材Ｓを全面被覆する
場合に比べてシール材の量を少なくすることができ、こ
の結果、コスト低減を図ることができる。

【００１６】なお、図３は、上下の基板１，２のエンジ
ンに接触する面に減摩剤（例えば二硫化モリブデンに樹
脂を混入させたもの等）９を塗布してエンジンとガスケ
ットの材質の違いによる熱膨張差で起こるフレッチング
を防止するようにした例を示す。また、図４は、上基板
１側のフルビード５，７と下基板２側のフルビード６，
８とを燃焼室孔３の径方向に互いにずらして配置した例
であり、このようにすると、ビードの板厚方向の変形量
を大きくとることができるので、ビードの高さを高くし
てシール材の充填量を多くすることができ、この結果、
より大きなシール圧を確保することができる。

【００１７】更に、図５は、フルビード５，６，７，８
にビードの凹状空間の体積に応じた量の弾性シール材Ｓ
を装填した他の態様の例を示す。この態様では、金属ガ
スケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に
介装して締結ボルトで締め付けた状態においては、図２
に示すものと同様にシール材Ｓが大きな弾性反発力を有
してビードの凹状空間を埋めつくすように充填され、上
記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

【００１８】次に、図６〜図１３を参照して基板の変形
例を説明する。まず、図６は上下の基板１，２間に所定
厚の副板１１を介在させてガスケットの板厚を調整する
ようにした例であり、副板１１には周縁部４と外周縁部
との板厚差の半分の段差１２が設けられている。図７は
上基板１の外周縁部より内側の上面及び下基板２の外周
縁部より内側の下面に、フルビード７，８に代えて、ス
テップ状のハーフビード１３，１４を形成して、各ビー
ド１３，１４の凹状空間にシール材Ｓを充填した例であ
る。

【００１９】図８は上下の基板２１，２２の間に副板２
３を介在させた例であり、上下の基板２１，２２を同じ
板厚とし、燃焼室孔３側の端部及び外周縁部に折り返し
部分を設けない代わりに、副板２３の燃焼室孔３側の端
部及び外周縁部をそれぞれ上方に折り返して該副板２３
の燃焼室孔３側の端部の折り返し部分の内部に外周縁部
との板厚差に応じた厚さのシム板２４を装入したもので
ある。図９は図８のフルビード７，８をステップ状のハ
ーフビード１３，１４に代えて、各ビード１３，１４の
凹状空間にシール材Ｓを充填した例であり、図１０は図
８の上基板２１と副板２３との間に副板２５を介在させ
てガスケットの板厚を調整するようにした例である。

【００２０】図１１は上下二枚の基板３１，３２を同一
厚とし、上基板３１の燃焼室孔３側の端部と外周縁部と
をそれぞれを下方に折り返して燃焼室孔３側の端部の折
り返し部分の内部に外周縁部との板厚差に応じた厚さの
シム板２６を装入したものであり、図１２は上下二枚の
基板４１，４２を同一厚とし、上基板４１の燃焼室孔３
側の端部下面にシム板４３を溶接等により固着すると共
に、外周縁部の下面にシム板４３より薄いシム板４４を
溶接等により固着して板厚差を設けるようにしたもので
ある。

【００２１】図１３は上下二枚の基板５１，５２を同一
厚とし、上基板５１の燃焼室孔３側の端部下面にシム板
（成形板）５３を溶接等により固着すると共に、下基板
５２の外周縁部を上方に折り返して上下方向に二枚配置
したものであり、シム板５３はボルト締結時の締め付け
力が大きい締結ボルトのボルト孔５４近傍の板厚Ｔ₁が
薄く成形されていると共に、締め付け力が小さい各ボル
ト孔５４間に位置する部分の板厚Ｔ₀ がボルト孔５４近
傍より厚く、且つ、上基板１より厚く成形されて抑揚が
付けられており、これにより、シリンダボア周縁におけ
る面圧の均一化を図って該シリンダボアの真円度が損な
われないようにしている。

【００２２】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項
１又は２の発明によれば、低コストで安定したシール性
能を長期間に渡って確保することができるという効果が
得られる。請求項３の発明では、請求項１又は２の発明
に加えて、ビードの高さを高くしてシール材の充填量を
多くすることができるので、より大きなシール圧を確保
することができるという効果が得られる。

【００２３】請求項４の発明では、請求項１〜３のいず
れか一項の発明に加えて、シリンダボア周縁における面
圧の均一化を図って該シリンダボアの真円度が損なわれ
ないようにすることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例である金属ガスケッ
トを説明するための要部平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を説明するための説明
的断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を説明するための説明
的断面図である。

【図５】本発明の他の態様の実施の形態を説明するため
の説明的断面図である。

【図６】基板の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。

【図７】基板の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。

【図８】基板の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。

【図９】基板の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。

【図１０】基板の変形例を説明するための説明的断面図
である。

【図１１】基板の変形例を説明するための説明的断面図
である。

【図１２】基板の変形例を説明するための説明的断面図
である。

【図１３】基板の変形例を説明するための説明的断面図
である。

【図１４】従来の金属ガスケットを説明するための説明
的断面図である。

【符号の説明】

１…上基板 ２…下基板 ３…燃焼室孔 ４…周縁部 ５，６…フルビード（ビード部） Ｓ…弾性シール材 ５３…シム板（成形板）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くさ
   れると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状の
   ビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッ
   ドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に
   前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面
   間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備え
   た金属ガスケットにおいて、 前記ビード部に弾性シール材を該ビード部の凹状空間を
   満たすように充填したことを特徴とする金属ガスケッ
   ト。
2. 【請求項２】 燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くさ
   れると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状の
   ビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッ
   ドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に
   前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面
   間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備え
   た金属ガスケットにおいて、 前記ビード部に該ビード部の凹状空間の体積に応じた量
   の弾性シール材を装填したことを特徴とする金属ガスケ
   ット。
3. 【請求項３】 前記表面側のビード部と前記裏面側のビ
   ード部とを前記燃焼室孔の径方向に互いにずらして配置
   したことを特徴とする請求項１又は２記載の金属ガスケ
   ット。
4. 【請求項４】 前記周縁部の板厚が前記燃焼室孔の周方
   向に沿って変化するように板厚に抑揚を付けたことを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属ガス
   ケット。