JP2528069Y2 - グラファイト層を備えた金属積層形ガスケット - Google Patents
グラファイト層を備えた金属積層形ガスケットInfo
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- F16J2015/0856—Flat gaskets with a non-metallic coating or strip
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、グラファイト層を備え
た金属積層形ガスケットに関するものである。
た金属積層形ガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属積層形ガスケットは、複数の金属薄
板を重ね合わせて形成し、シールする穴の周囲を取り巻
いて、金属板にビードを設けたり、シールリングを組付
けるなど、シールする穴の周囲にシール部を形成してい
ることは周知である。したがって、高温・高圧のシール
する流体のシールに高い性能を発揮する反面、ガスケッ
トの構造が複雑となり、小型、軽量とすることが難し
く、また生産性が悪く、他のガスケットに比し高価とな
る傾向がある。
板を重ね合わせて形成し、シールする穴の周囲を取り巻
いて、金属板にビードを設けたり、シールリングを組付
けるなど、シールする穴の周囲にシール部を形成してい
ることは周知である。したがって、高温・高圧のシール
する流体のシールに高い性能を発揮する反面、ガスケッ
トの構造が複雑となり、小型、軽量とすることが難し
く、また生産性が悪く、他のガスケットに比し高価とな
る傾向がある。
【０００３】ところで、例えば、小型エンジンの性能向
上に伴い、ガスケットに対しても高いシール性能が要求
されるようになっているにも関わらず、小型、軽量、且
つ、低価格であることが要求されるため、一般に、金属
積層形ガスケットが使用されていない。以上と別の金属
ガスケットの問題として、例えばエンジンのシリンダヘ
ッドやシリンダブロックなどのデッキ面には、小さな突
起、、打ち傷、引っ掻き傷などが、カッター跡として形
成されている問題がある。即ち、これらエンジン部材間
をガスケットで確実にシールするためには、これらの凹
部や傷を埋めることが必要となる。特にガスケットに高
圧が掛かると、これらの凹部や傷を通じて、シールする
流体が漏洩する。
上に伴い、ガスケットに対しても高いシール性能が要求
されるようになっているにも関わらず、小型、軽量、且
つ、低価格であることが要求されるため、一般に、金属
積層形ガスケットが使用されていない。以上と別の金属
ガスケットの問題として、例えばエンジンのシリンダヘ
ッドやシリンダブロックなどのデッキ面には、小さな突
起、、打ち傷、引っ掻き傷などが、カッター跡として形
成されている問題がある。即ち、これらエンジン部材間
をガスケットで確実にシールするためには、これらの凹
部や傷を埋めることが必要となる。特にガスケットに高
圧が掛かると、これらの凹部や傷を通じて、シールする
流体が漏洩する。
【０００４】そこで、これら小さな凹部や傷を埋めるた
めに、従来から、ガスケットの表面にコーティングを施
している。これらのコーティングのうち、ゴムや合成樹
脂などのような柔らかいコーティングは、薄く施す必要
がある。即ち、柔らかいコーティングは、８〜10ミクロ
メーター以下の凹部又は傷を埋めるために設ける場合に
は有効であるが、それ以上に深い凹部又は傷を埋めるた
めに大量の柔らかいコーティングを、ガスケットに施す
と、使用中にコーティング材がフローを起こし、ガスケ
ットの表面圧を低下させ、終にシールする流体が漏れ出
すようになる。したがって、大量の柔らかいコーティン
グを、ガスケットに施してはならない。
めに、従来から、ガスケットの表面にコーティングを施
している。これらのコーティングのうち、ゴムや合成樹
脂などのような柔らかいコーティングは、薄く施す必要
がある。即ち、柔らかいコーティングは、８〜10ミクロ
メーター以下の凹部又は傷を埋めるために設ける場合に
は有効であるが、それ以上に深い凹部又は傷を埋めるた
めに大量の柔らかいコーティングを、ガスケットに施す
と、使用中にコーティング材がフローを起こし、ガスケ
ットの表面圧を低下させ、終にシールする流体が漏れ出
すようになる。したがって、大量の柔らかいコーティン
グを、ガスケットに施してはならない。
【０００５】それ故、８〜10ミクロメーター以上の深い
凹部又は傷があるときは、エンジン部材の表面を、前記
深さが８〜10ミクロメーター以下となるように研削する
必要がある。前記と別のコーティング材を使用する先行
技術として、アメリカ特許第3,841,289 号公報には、金
属板上にグラファイトシートを積層した金属ガスケット
が記載されている。該金属ガスケットを締め付けると、
グラファイトシートが更に圧縮されて前記凹部や傷を埋
め、しかも、シリンダの内圧及び温度に耐えることがで
きる。しかしながら、グラファイトシートを最大密度に
まで圧縮した状態で、高い温度と圧力が作用すると、グ
ラファイトシートは、部分的にフローを起こし、面圧を
低下させるという問題がある。
凹部又は傷があるときは、エンジン部材の表面を、前記
深さが８〜10ミクロメーター以下となるように研削する
必要がある。前記と別のコーティング材を使用する先行
技術として、アメリカ特許第3,841,289 号公報には、金
属板上にグラファイトシートを積層した金属ガスケット
が記載されている。該金属ガスケットを締め付けると、
グラファイトシートが更に圧縮されて前記凹部や傷を埋
め、しかも、シリンダの内圧及び温度に耐えることがで
きる。しかしながら、グラファイトシートを最大密度に
まで圧縮した状態で、高い温度と圧力が作用すると、グ
ラファイトシートは、部分的にフローを起こし、面圧を
低下させるという問題がある。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】以上説明したように、
金属積層形ガスケットは、高温・高圧に耐え、しかも、
高いシール性能を有する反面、シール部分の構造が複雑
となるために小型化が困難であり、また、工具などによ
って接合面にできた細かな凹部や傷からのシールする流
体の漏れを防止することが困難であるという問題があ
る。
金属積層形ガスケットは、高温・高圧に耐え、しかも、
高いシール性能を有する反面、シール部分の構造が複雑
となるために小型化が困難であり、また、工具などによ
って接合面にできた細かな凹部や傷からのシールする流
体の漏れを防止することが困難であるという問題があ
る。
【０００７】本考案は、以上の問題に着目して成された
ものであり、軽量且つ簡単な構造で、しかも、使用中に
フローを起こさずにエンジン部材などの接合面にできた
凹部や傷を埋める部材を設けたグラファイト層を備えた
金属積層形ガスケットを提供することを第１の目的とし
ている。また、本考案は、エンジンの振動によってシー
ル性能が低下しないグラファイト層を備えた金属積層形
ガスケットを提供することも第２の目的としている。
ものであり、軽量且つ簡単な構造で、しかも、使用中に
フローを起こさずにエンジン部材などの接合面にできた
凹部や傷を埋める部材を設けたグラファイト層を備えた
金属積層形ガスケットを提供することを第１の目的とし
ている。また、本考案は、エンジンの振動によってシー
ル性能が低下しないグラファイト層を備えた金属積層形
ガスケットを提供することも第２の目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
考案のグラファイト層を備えた金属積層形ガスケットの
構成は、少なくとも金属板から成る基板と、これに積層
した副板とから成り、基板は、該基板に開口するシール
穴の周囲で、該基板を折返してシール部を形成し、副板
は、基板より薄い板からなり、前記シール部を囲む大き
さの穴を開口し、シール部に副板が重ならないように積
層し、且つ、３０〜１００ミクロンの厚さのグラファイ
ト層を副板の外側となる面のみに形成したグラファイト
層を設けたものである。
考案のグラファイト層を備えた金属積層形ガスケットの
構成は、少なくとも金属板から成る基板と、これに積層
した副板とから成り、基板は、該基板に開口するシール
穴の周囲で、該基板を折返してシール部を形成し、副板
は、基板より薄い板からなり、前記シール部を囲む大き
さの穴を開口し、シール部に副板が重ならないように積
層し、且つ、３０〜１００ミクロンの厚さのグラファイ
ト層を副板の外側となる面のみに形成したグラファイト
層を設けたものである。
【０００９】本考案に使用するグラファイトは、特に限
定はないが、好ましくは、膨張黒鉛である。グラファイ
ト層は、シート状としたグラファイトを副板の上に常法
にしたがって固着したものである。基板は、硬度が低い
鋼、例えば軟鋼などを使用してもよく、また、ばね鋼な
どの弾性金属を使用することもできる。弾性金属を使用
すると、基板の折返し部がばね状となり、ガスケットを
締め付ける際の弾性変形による面圧を生じさせ、ビード
と同様のシール効果を発揮させることができる。また、
副板は、一般に硬質又は軟質の金属板で形成するが、例
えば、セラミックなどの非金属板を使用することもでき
る。
定はないが、好ましくは、膨張黒鉛である。グラファイ
ト層は、シート状としたグラファイトを副板の上に常法
にしたがって固着したものである。基板は、硬度が低い
鋼、例えば軟鋼などを使用してもよく、また、ばね鋼な
どの弾性金属を使用することもできる。弾性金属を使用
すると、基板の折返し部がばね状となり、ガスケットを
締め付ける際の弾性変形による面圧を生じさせ、ビード
と同様のシール効果を発揮させることができる。また、
副板は、一般に硬質又は軟質の金属板で形成するが、例
えば、セラミックなどの非金属板を使用することもでき
る。
【００１０】
【作用】 グラファイトは、接合面の細かな凹部や傷を
埋め、しかも、圧縮状態で、熱歪みや、振動が作用して
もフローを起こすことがない。但し、好ましくは、グラ
ファイト層の厚さを、ほぼ３０〜１００ミクロンの厚さ
とすると、通常の前記凹部や傷を十分にシールし、しか
も、エンジンの激しい振動と高い熱負荷が加わってもフ
ロー発生を確実に防止することができる。グラファイト
層が３０ミクロンよりも薄いと、接合面上の工具などに
よる凹部や傷を十分に埋めることができなくなり、ま
た、１００ミクロンよりも厚いと、高温・高圧が作用す
る際に部分的フローを生じるおそれがあり好ましくな
い。
埋め、しかも、圧縮状態で、熱歪みや、振動が作用して
もフローを起こすことがない。但し、好ましくは、グラ
ファイト層の厚さを、ほぼ３０〜１００ミクロンの厚さ
とすると、通常の前記凹部や傷を十分にシールし、しか
も、エンジンの激しい振動と高い熱負荷が加わってもフ
ロー発生を確実に防止することができる。グラファイト
層が３０ミクロンよりも薄いと、接合面上の工具などに
よる凹部や傷を十分に埋めることができなくなり、ま
た、１００ミクロンよりも厚いと、高温・高圧が作用す
る際に部分的フローを生じるおそれがあり好ましくな
い。
【００１１】前記の基板の折り返しによるシール部は、
ガスケットを締め付ける際に、内フランジとして作用
し、該部分にシール用の面圧を発生し、その周囲に設け
たグラファイト層が、細かな凹部や傷を埋めてシールす
る流体の漏れ出しを防止する。
ガスケットを締め付ける際に、内フランジとして作用
し、該部分にシール用の面圧を発生し、その周囲に設け
たグラファイト層が、細かな凹部や傷を埋めてシールす
る流体の漏れ出しを防止する。
【００１２】
【実施例】以下、添付の図を対照して、実施例により本
考案を具体的に説明する。図１及び図２に示す実施例１
のグラファイト層を備えた金属積層形ガスケット（以下
単にガスケットという）１は、エンジンのシリンダヘッ
ドガスケットであり、シリンダ穴Hc、水穴Hw、オイル穴
Ho及びボルト穴Hbなどを設けている。そして、図２に示
すように、ガスケット１は、硬質のステンレス鋼から成
る基板２と、軟鋼などの金属から成る副板３とを積層し
たものであり、副板３の全面にグラファイト層４を設け
たものである。
考案を具体的に説明する。図１及び図２に示す実施例１
のグラファイト層を備えた金属積層形ガスケット（以下
単にガスケットという）１は、エンジンのシリンダヘッ
ドガスケットであり、シリンダ穴Hc、水穴Hw、オイル穴
Ho及びボルト穴Hbなどを設けている。そして、図２に示
すように、ガスケット１は、硬質のステンレス鋼から成
る基板２と、軟鋼などの金属から成る副板３とを積層し
たものであり、副板３の全面にグラファイト層４を設け
たものである。
【００１３】基板２は、実質上、ガスケット１の全域に
延びる平坦状の基部６と、シリンダ穴Hcを形成する折返
し部８を基板２に設け、内フランジ状のシール部10とを
形成している。また、副板３も、実質上、ガスケット１
の全域に延び、シール部10より大きな穴12を形成し、基
板２を折返した側に積層している。副板３の板厚は、基
板２の板厚以下とし、ガスケット締め付け力がシール部
10に集中するようにしている。
延びる平坦状の基部６と、シリンダ穴Hcを形成する折返
し部８を基板２に設け、内フランジ状のシール部10とを
形成している。また、副板３も、実質上、ガスケット１
の全域に延び、シール部10より大きな穴12を形成し、基
板２を折返した側に積層している。副板３の板厚は、基
板２の板厚以下とし、ガスケット締め付け力がシール部
10に集中するようにしている。
【００１４】副板３は、シール部10の面圧調整板として
作用する。即ち、図１に示すように、ボルト穴Hbは、シ
ール部10の外側に配置されているので、副板３の板厚を
変えると、シール部10を圧縮する強さが変わり、シール
面圧を調節することができる。実施例１では、図２に示
すように、副板３の板厚は、基板２より薄い板厚とし
た。
作用する。即ち、図１に示すように、ボルト穴Hbは、シ
ール部10の外側に配置されているので、副板３の板厚を
変えると、シール部10を圧縮する強さが変わり、シール
面圧を調節することができる。実施例１では、図２に示
すように、副板３の板厚は、基板２より薄い板厚とし
た。
【００１５】グラファイト層４は、0.8 〜1.8g/cm3の密
度を有し、70ミクロンの厚さに形成した。グラファイト
層４は、ガスケットをボルト（図示せず）で締め付ける
ことにより、シリンダブロック（図示せず）のデッキ面
に形成された小さな傷を埋め、副板３とシリンダブロッ
クとの間を密封する。しかも、このように傷をグラファ
イト層４が埋めた状態で、ガスケット１がシリンダブロ
ック上を滑ることができる。したがって、振動、温度変
化によるガスケット１及びシリンダブロックそれぞれの
変形が容易になる。
度を有し、70ミクロンの厚さに形成した。グラファイト
層４は、ガスケットをボルト（図示せず）で締め付ける
ことにより、シリンダブロック（図示せず）のデッキ面
に形成された小さな傷を埋め、副板３とシリンダブロッ
クとの間を密封する。しかも、このように傷をグラファ
イト層４が埋めた状態で、ガスケット１がシリンダブロ
ック上を滑ることができる。したがって、振動、温度変
化によるガスケット１及びシリンダブロックそれぞれの
変形が容易になる。
【００１６】また、図２に示すように、グラファイト層
４は、シール部10によって、シリンダ穴Hcと隔てられて
いるので、直接、シリンダ穴Hc内の高温・高圧による影
響を受けることがなく、使用中のフローを防止すること
ができる。前記したとおり基板２は硬質金属板で形成し
ているので、ガスケット１を圧縮すると、シール部10の
折返し部８は、空隙14が押し潰されるように弾性変形し
て面圧を発生する。したがって、シール部10には良好な
シール圧を発生させることができる。
４は、シール部10によって、シリンダ穴Hcと隔てられて
いるので、直接、シリンダ穴Hc内の高温・高圧による影
響を受けることがなく、使用中のフローを防止すること
ができる。前記したとおり基板２は硬質金属板で形成し
ているので、ガスケット１を圧縮すると、シール部10の
折返し部８は、空隙14が押し潰されるように弾性変形し
て面圧を発生する。したがって、シール部10には良好な
シール圧を発生させることができる。
【００１７】図３に示す実施例２のガスケット１の基板
２の外側面に、従来から行われているニッケル、亜鉛、
鉛などの金属メッキ層16を形成したものであり、その他
の構成は、図１，２に示したガスケット１と同様に形成
した。したがって、実施例１と同様の部材には同じ符号
を付して説明を省略する。金属メッキ層16は、ニッケル
などの高い耐熱性を有するものを使用したり、基板２の
全面にメッキを施して防錆するなどにより、基板２を燃
焼ガスから遮断するようにしたので、基板２には通常の
ばね鋼を使用することができる。
２の外側面に、従来から行われているニッケル、亜鉛、
鉛などの金属メッキ層16を形成したものであり、その他
の構成は、図１，２に示したガスケット１と同様に形成
した。したがって、実施例１と同様の部材には同じ符号
を付して説明を省略する。金属メッキ層16は、ニッケル
などの高い耐熱性を有するものを使用したり、基板２の
全面にメッキを施して防錆するなどにより、基板２を燃
焼ガスから遮断するようにしたので、基板２には通常の
ばね鋼を使用することができる。
【００１８】金属メッキ層１６は、シリンダヘッド（図
示せず）のデッキ面に形成された凹部や傷を完全には埋
めることはできないが、シリンダヘッドをアルミニウム
合金で形成すると、鋳鉄と異なり精度の高い表面仕上げ
が容易なので、ガスケット１とシリンダヘッドの接合面
との間のシール性能を高めることができる。
示せず）のデッキ面に形成された凹部や傷を完全には埋
めることはできないが、シリンダヘッドをアルミニウム
合金で形成すると、鋳鉄と異なり精度の高い表面仕上げ
が容易なので、ガスケット１とシリンダヘッドの接合面
との間のシール性能を高めることができる。
【００１９】その他の作用・効果については、実施例１
と全く同じである。
と全く同じである。
【００２０】図４に示す実施例３のガスケット１は、実
施例１の応用であり、折返し方向を図２とは逆にしたも
のである。
施例１の応用であり、折返し方向を図２とは逆にしたも
のである。
【００２１】図４に示す実施例３のガスケット１は、実
施例１の応用であり、折返し方向を図２とは逆にしたも
のである。実施例３のガスケット１も、実施例１と同様
に優れたシール性能を示すことができる。グラファイト
層４は、エンジンの振動や熱膨張収縮などによりビード
２０が変形する際に、副板３が、基板２及びシリンダボ
ディ（図示せず）のデッキ面を滑り振動による変形を容
易にする。
施例１の応用であり、折返し方向を図２とは逆にしたも
のである。実施例３のガスケット１も、実施例１と同様
に優れたシール性能を示すことができる。グラファイト
層４は、エンジンの振動や熱膨張収縮などによりビード
２０が変形する際に、副板３が、基板２及びシリンダボ
ディ（図示せず）のデッキ面を滑り振動による変形を容
易にする。
【００２２】
【考案の効果】以上説明したように本考案のグラファイ
ト層を備えた金属積層形ガスケットは、次の効果を得る
ことができる。ガスケットの表面側となる面にのみグラ
ファイト層を設けた副板を、基板に積層することによ
り、接合面の細かな凹部や傷を埋めると共に、フローの
発生を防止し、副板より厚い基板をシール穴の周囲で折
返して形成したシール部と、前記グラファイト層とでシ
ールするようにしたので、シール性能がよく、しかも、
薄く、且つ軽い金属積層形ガスケットを形成することが
できる。
ト層を備えた金属積層形ガスケットは、次の効果を得る
ことができる。ガスケットの表面側となる面にのみグラ
ファイト層を設けた副板を、基板に積層することによ
り、接合面の細かな凹部や傷を埋めると共に、フローの
発生を防止し、副板より厚い基板をシール穴の周囲で折
返して形成したシール部と、前記グラファイト層とでシ
ールするようにしたので、シール性能がよく、しかも、
薄く、且つ軽い金属積層形ガスケットを形成することが
できる。
【００２３】また、グラファイトは化学的に安定した材
料であり、しかも、前記シール部が、グラファイト層を
シールする流体から隔てる構成としたために、高温、高
圧の燃焼ガスに対しても高いシール性能を発揮すること
ができる。更に、グラファイト層は、接触面の滑りを良
くしてガスケットの変形を容易にしたので、高温・高圧
の燃焼ガスが発生し、激しく振動するエンジンを、薄
く、且つ、軽いガスケットでシールすることが可能とな
り、小型エンジンのシリンダヘッドガスケットを提供す
ることが可能である。また、このグラファイト層は、接
合面の細かな凹部や傷を埋めるのに必要となる副板の外
側の面にのみ形成しているので、製造コストを可及的に
低減することができる。
料であり、しかも、前記シール部が、グラファイト層を
シールする流体から隔てる構成としたために、高温、高
圧の燃焼ガスに対しても高いシール性能を発揮すること
ができる。更に、グラファイト層は、接触面の滑りを良
くしてガスケットの変形を容易にしたので、高温・高圧
の燃焼ガスが発生し、激しく振動するエンジンを、薄
く、且つ、軽いガスケットでシールすることが可能とな
り、小型エンジンのシリンダヘッドガスケットを提供す
ることが可能である。また、このグラファイト層は、接
合面の細かな凹部や傷を埋めるのに必要となる副板の外
側の面にのみ形成しているので、製造コストを可及的に
低減することができる。
【図１】本考案の実施例１のグラファイト層を備えた金
属積層形ガスケットの部分平面図である。
属積層形ガスケットの部分平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本考案の実施例２のグラファイト層を備えた金
属積層形ガスケットの部分断面図である。
属積層形ガスケットの部分断面図である。
【図４】本考案の実施例３のグラファイト層を備えた金
属積層形ガスケットの部分断面図である。
属積層形ガスケットの部分断面図である。
１ グラファイト層を備えた金属積層形ガスケット（ガ
スケット） ２ 基板 ３ 副板 ４ グラファイト層 ８ 折返し部 １０ シール部 １２ 穴 １６ 金属メッキ層 Ｈｃ シリンダ穴
（シールする穴）
スケット） ２ 基板 ３ 副板 ４ グラファイト層 ８ 折返し部 １０ シール部 １２ 穴 １６ 金属メッキ層 Ｈｃ シリンダ穴
（シールする穴）
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも金属板から成る基板と、これ
に積層した副板とから成り、基板は、該基板に開口する
シール穴の周囲で、該基板を折返してシール部を形成
し、副板は、基板より薄い板からなり、前記シール部を
囲む大きさの穴を開口し、シール部に副板が重ならない
ように積層し、且つ、３０〜１００ミクロンの厚さのグ
ラファイト層を副板の外側となる面のみに形成したグラ
ファイト層を備えた金属積層形ガスケット。 - 【請求項２】 前記基板を弾性金属板で形成した請求項
１記載のグラファイト層を備えた金属積層形ガスケッ
ト。
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