JP2930699B2 - Metal gasket and manufacturing method thereof - Google Patents
Metal gasket and manufacturing method thereofInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，シリンダヘッドとシリンダブロックとの
対向取付面間をシールするために使用される金属製ガス
ケット及びその製造方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal gasket used for sealing between opposed mounting surfaces of a cylinder head and a cylinder block, and a method of manufacturing the same.
従来，シリンダヘッドとシリンダブロックとの間のよ
うな内燃機関の構造部材の対向取付面間をシールするた
めに金属材料から製作した金属製ガスケットが使用され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a metal gasket made of a metal material has been used to seal between opposed mounting surfaces of a structural member of an internal combustion engine such as between a cylinder head and a cylinder block.
最近の内燃機関は，高出力化と共に軽量化が求めら
れ，その一環としてシリンダヘッドやシリンダブロック
等を従来の比重の大きい鋳物に代えて比重の小さいアル
ミニウム材料で製作する傾向にある。アルミニウム材料
は軽量である反面，剛性が低い材料であるので，内燃機
関の運転時，シリンダブロックに対するシリンダヘッド
の相対的変位が大きくなる傾向にある。Recent internal combustion engines are required to have higher output and lighter weight. As a part of this, there is a tendency that cylinder heads, cylinder blocks, etc. are made of aluminum materials having a low specific gravity in place of conventional castings having a high specific gravity. Since the aluminum material is light in weight but low in rigidity, the relative displacement of the cylinder head with respect to the cylinder block tends to increase during operation of the internal combustion engine.
金属製ガスケットは，シリンダボアや水，油の通路に
対応する周囲近傍にビードを有しており，ボルト等によ
り締付け固定するときに，取付面にはビードが弾性的な
線接触を形成してシールするものである。Metal gaskets have beads near the circumference corresponding to the cylinder bores and water and oil passages. When tightening and fixing with bolts, the beads form an elastic line contact with the mounting surface and seal. Is what you do.
かかる金属製ガスケットにおいて，特にシールすべき
高圧部分，即ち，貫通孔の周囲部分のシール性能を向上
するために，上記ビード部の頂部に軟質金属層を設けた
もの（例えば，実開昭60−145665号公報参照）やスペー
サ部材を設けたもの（例えば，実開昭61−16459号公報
参照）が提案されている。Such a metal gasket is provided with a soft metal layer on the top of the bead in order to improve the sealing performance particularly at a high pressure portion to be sealed, that is, at a portion around the through hole (for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Japanese Patent Application Laid-Open No. 145665/1989 and a device provided with a spacer member (for example, see Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-16459) have been proposed.
これらの金属製ガスケットは，いずれも貫通孔の周囲
部分に設けられたビード部の頂部に付加されて，ビード
部の高さを増加させたものである。従って，例えば，シ
リンダヘッドをシリンダブロックに対して締め付けて構
造部材の取付面を圧接した時には，金属製ガスケットは
ビード部の高さが軟質金属層やスペーサによって高くな
った分だけ強く圧縮されることになり，これにより，シ
リンダボア孔周囲の構造部材の接合両間のシール性能の
向上が期待され，また，肉盛りを軟質材料で構成するこ
とで，極圧を分散させて，シール性の向上，接面シール
の向上，或いはビードの保護が考えられるものである。Each of these metal gaskets is added to the top of a bead provided around the through-hole to increase the height of the bead. Therefore, for example, when the cylinder head is tightened against the cylinder block and the mounting surface of the structural member is pressed against the metal gasket, the metal gasket is strongly compressed by the height of the bead part by the soft metal layer or spacer. Therefore, it is expected that the sealing performance between the joining of the structural members around the cylinder bore hole will be improved. Also, by forming the overlay by using a soft material, the extreme pressure will be dispersed and the sealing performance will be improved. Improving the contact surface seal or protecting the bead can be considered.
また，上記先行技術とは別の先行技術として，シール
すべき圧接部となるシリンダボア孔周囲にビード部を突
設した金属製ガスケットにおいて，シリンダボア孔の周
縁にグロメットを取付けた金属製ガスケットが知られて
いる（例えば，特開昭63−101574号公報，特開昭63−14
9479号公報参照）。これらの金属製ガスケットは，シリ
ンダボア孔の周縁に取付けたグロメットが先ず燃焼ガス
のような高温高圧の流体に晒されてもこれをシールし，
万一グロメットに洩れが生じた場合であってもビード部
が洩れをシールすることができる。また，後者の公報に
あっては，例えば，シリンダヘッドとシリンダブロック
との締付けによって対向取付面が湾曲歪みを生じても，
構造部材の対向取付面の空隙の不整を補償しようとする
考えが開示されている。Further, as a prior art different from the above prior art, a metal gasket having a bead portion protruding around a cylinder bore hole serving as a pressure contact portion to be sealed and having a grommet attached to a peripheral edge of the cylinder bore hole is known. (Eg, JP-A-63-101574, JP-A-63-14
No. 9479). These metal gaskets seal the grommet attached to the periphery of the cylinder bore even if it is first exposed to high temperature and high pressure fluid such as combustion gas.
Even if the grommet is leaked, the bead portion can seal the leak. Also, in the latter publication, for example, even if the opposed mounting surface causes a curved distortion due to the tightening of the cylinder head and the cylinder block,
The idea of trying to compensate for irregularities in the gap of the opposing mounting surface of the structural member is disclosed.
更に，第10図及び第11図に示すように，別の先行技術
として，シールすべき圧接部となる貫通孔９周囲にビー
ド部11を突設した金属製ガスケット８において，ビード
部11によって形成された谷部10にシール部材12を設けた
金属製ガスケット８が知られている（例えば，特開昭63
−101573号公報参照）。このような金属製ガスケット８
においては，ビード部11の頂部による高い面圧で良好な
シールを行わせると同時に，ビード部11の頂部と反対側
についてはシール部材12でシールすることができる。こ
のシール部材12については，ゴムや合成樹脂，或いは軟
質金属材料から製造でき，その断面形状は，円形，方
形，台形等の適宜の形状に形成でき，接着材や加熱によ
って金属製ガスケット８に接着するか，印刷，加硫によ
って金属製ガスケット８と一体成形することもできると
されている。また，シール部材12の周囲におけるビード
部11の谷部10には空隙が形成され，対向取付面の締付け
時にシール部材12が自由に弾性変形することができ，そ
れによってシール性能を長期にわたって向上させること
を図っている。Further, as shown in FIGS. 10 and 11, as another prior art, a metal gasket 8 having a bead portion 11 protruding around a through hole 9 serving as a press-contact portion to be sealed is formed by the bead portion 11. There is known a metal gasket 8 in which a sealing member 12 is provided in a formed valley 10 (see, for example,
-101573). Such a metal gasket 8
In, the good sealing is performed by the high surface pressure by the top of the bead portion 11, and at the same time, the side opposite to the top of the bead portion 11 can be sealed by the sealing member 12. The seal member 12 can be made of rubber, synthetic resin, or soft metal material, and can have a cross-sectional shape of an appropriate shape such as a circle, a square, or a trapezoid, and is bonded to the metal gasket 8 by an adhesive or heating. Alternatively, it can be molded integrally with the metal gasket 8 by printing or vulcanizing. In addition, a gap is formed in the valley 10 of the bead portion 11 around the seal member 12, and the seal member 12 can freely elastically deform when the opposed mounting surface is tightened, thereby improving the sealing performance over a long period of time. I am trying to do that.
しかしながら，上記のような金属製ガスケットについ
ては，次のような技術的な問題点がある。即ち，最近の
内燃機関の軽量化として，シリンダヘッドとシリンダブ
ロックをアルミニウム材料とする傾向があるが，このた
めにこれら構造部材の剛性が低くならざるを得ず，これ
ら構造部材間の対向取付面を単板の金属製ガスケットを
介して締付け用ボルトによって締付ける時には，締付け
ボルト位置が金属製ガスケットの外周部又は比較的に外
周部に分散しているためにシリンダボア孔に対してはそ
の周囲に必ずしも均等に分布していないことになるの
で，対向取付面が不整となり易い。実際には，シリンダ
ブロックが比較的剛性が高いために，相手側であるシリ
ンダヘッドが特にシリンダボア孔が隣り合う領域におい
て対向取付面間の歪みが大きくなる。However, such a metal gasket has the following technical problems. That is, in order to reduce the weight of recent internal combustion engines, there is a tendency that the cylinder head and the cylinder block are made of aluminum material. For this reason, the rigidity of these structural members must be reduced, and the opposing mounting surfaces between these structural members have to be reduced. When tightening with a tightening bolt via a single-plate metal gasket, the position of the tightening bolt is not necessarily located around the cylinder bore hole because the positions of the tightening bolts are dispersed on the outer periphery or relatively outer periphery of the metal gasket. Since they are not evenly distributed, the opposing mounting surface is likely to be irregular. Actually, since the cylinder block has relatively high rigidity, the distortion between the opposing mounting surfaces of the mating cylinder head is particularly large in a region where the cylinder bore holes are adjacent to each other.
その結果，歪みの大きい個所の対向取付面に高温高圧
の燃焼ガスが侵入して対向取付面間に介装されている単
板の金属製ガスケットのビード部を腐食，汚損してシー
ル効果が低下する。As a result, high-temperature and high-pressure combustion gas enters the opposed mounting surface where the distortion is large, and corrodes and contaminates the bead portion of the single-plate metal gasket interposed between the opposed mounting surfaces, lowering the sealing effect. I do.
更に，シリンダヘッドガスケットの場合には，内燃機
関の燃焼サイクルの間にシリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの間隔が増減を繰り返し，金属製ガスケットにも
繰り返し応力即ちメカニカルストレス及びサーマルスト
レスが作用する。この負荷変動応力は，シリンダブロッ
クやシリンダヘッドの剛性の最も低い部位に大きな値と
して発生し，その結果，ビード部にへたりが生じたり，
亀裂が発生してシール性能を劣化させるという不具合が
生じる。Further, in the case of a cylinder head gasket, the distance between the cylinder head and the cylinder block repeatedly increases and decreases during the combustion cycle of the internal combustion engine, and mechanical stress and thermal stress also act on the metal gasket repeatedly. This load fluctuating stress occurs as a large value at the lowest rigidity of the cylinder block or cylinder head.
There is a problem that a crack is generated to deteriorate the sealing performance.
シールすべき高圧部分，即ち，シリンダボア孔部のシ
ール性能を向上するために，上記ビード部の頂部に軟質
金属層を設けたもの（例えば，実開昭60−145665号公報
参照）や，スペーサ部材を設けたもの（例えば，実開昭
61−16459号公報参照）においては，軟質金属層やスペ
ーサ部材が設けられる金属製ガスケットの部位がビード
部に限られるために，対向取付面への高圧部分即ちシー
ル線の数が基本的に増えるわけではなく，また，ビード
部に位置を合わせて軟質金属層やスペーサ部材を取付け
ることは，製造上困難であり，コストを上昇させること
になる。In order to improve the sealing performance of the high pressure portion to be sealed, that is, the cylinder bore hole portion, a bead portion provided with a soft metal layer on the top (see, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-145665) or a spacer member (For example, actual opening
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-16459, since the portion of the metal gasket on which the soft metal layer and the spacer member are provided is limited to the bead portion, the number of high-pressure portions to the opposite mounting surface, that is, the number of seal wires basically increases. However, attaching the soft metal layer and the spacer member to the bead portion in alignment is difficult in manufacturing and increases the cost.
また，シールすべき高圧部分，即ち，シリンダボアに
対応して形成される金属ガスケットの貫通孔即ちシリン
ダボア孔の周囲にビード部を突設し，シリンダボア孔の
周縁にグロメットを取付けた金属製ガスケットにおいて
は，ビード部の働きとは別に対向取付面の不整を正す働
きはあるが，シリンダボア孔の周縁にグロメットを取付
けるのはグロメットの製作，シリンダボア孔の周縁への
嵌合，及び変形操作等の手間のかかる作業を伴い，且つ
コスト高になる（例えば，特開昭63−101574号，特開昭
63−149479号各公報参照）。Also, in a high pressure part to be sealed, that is, a metal gasket in which a bead portion is protruded around a through hole of a metal gasket formed corresponding to a cylinder bore, ie, a cylinder bore hole, and a grommet is attached to a peripheral edge of the cylinder bore hole. In addition to the function of the bead part, it also has the function of correcting irregularities of the opposing mounting surface, but attaching the grommet to the periphery of the cylinder bore hole is troublesome in manufacturing the grommet, fitting to the periphery of the cylinder bore hole, and performing deformation operations. Such work involves high costs (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-101574,
63-149479).
更に，第10図及び第11図に示すように，シールすべき
対向取付面に位置するシリンダボア孔９の周囲にビード
部11を突設し，ビード部11によって形成された谷部10に
シール部材12を設けた金属製ガスケットについては，金
属製ガスケットを挟む当接面に対してはシリンダボア孔
９からみて半径方向の異なる距離のところにシールのた
めの線接触即ちシール線の数が増加するものではない。
シール線を増やすには増加するシール線の数だけ大きさ
の異なるシール部材12を用意する必要がある。Further, as shown in FIGS. 10 and 11, a bead portion 11 is protruded around a cylinder bore hole 9 located on the opposite mounting surface to be sealed, and a sealing member is provided in a valley portion 10 formed by the bead portion 11. For a metal gasket provided with 12, the number of line contacts for sealing, that is, the number of sealing lines increases at different radial distances from the cylinder bore hole 9 with respect to the contact surface sandwiching the metal gasket. is not.
In order to increase the number of sealing lines, it is necessary to prepare sealing members 12 having different sizes by the number of increasing sealing lines.
また，シール部材12は金属製ガスケット８に一体化す
ることもできるが，そのためには締付け前の自由状態で
はビード部11の谷部10が相当広い空隙を有するため金属
製ガスケット８に対するシール部材12の接着や加熱によ
る一体化作業に手間取ることが懸念される（例えば，特
開昭63−101573号公報参照）。Further, the sealing member 12 can be integrated with the metal gasket 8, but for that purpose, the valley 10 of the bead portion 11 has a considerably large gap in a free state before tightening, so that the sealing member 12 for the metal gasket 8 is not provided. There is a concern that the integration work by bonding and heating may take time (see, for example, JP-A-63-101573).
この発明の目的は，上記の課題を解決することであ
り，エンジンにおけるシリンダブロックとシリンダヘッ
ドとを，単板の金属製ガスケットを介して締付け固定す
る時に，その対向取付面の不整を補償し，実際には，シ
リンダヘッド側の湾曲により隣合うシリンダボア同士の
間における大きな歪みが生じても，かかる歪みに対応し
て変位吸収し，締付け後の使用時においてもシール効果
の低下を阻止して高温高圧の燃焼ガスの侵入による金属
製ガスケットのビード部の腐食，汚損を防止すると共
に，シリンダヘッドの剛性の最も低い部位に発生する大
きな変動負荷応力によってもビード部にへたりや亀裂が
発生せず，またビード部とは別の位置においてシール線
を確保し，且つかかるシール線の保持を簡単な構造で得
ることができる金属製ガスケット及びその製造方法を提
供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when the cylinder block and the cylinder head of the engine are fastened and fixed via a single-plate metal gasket, the irregularities of the opposed mounting surfaces are compensated, In fact, even if a large distortion is generated between adjacent cylinder bores due to the bending of the cylinder head side, the displacement is absorbed in response to such distortion, preventing the deterioration of the sealing effect even after use after tightening, In addition to preventing corrosion and fouling of the metal gasket bead due to intrusion of high-pressure combustion gas, the bead does not set or crack due to the large fluctuating stress generated in the least rigid part of the cylinder head. A metal wire that secures the seal wire at a position different from the bead portion and that can be maintained with a simple structure. To provide a gasket and a manufacturing method thereof.
この発明は，上記の目的を達成するために，次のよう
に構成されている。即ち，この発明は，金属板に形成し
たシリンダボア孔，該シリンダボア孔の周縁から半径方
向外側に隔置して前記シリンダボア孔に沿って形成した
ビード，及び前記シリンダボア孔の周囲において半径方
向外側に折り返して形成した折り返し部を有し，前記金
属板の前記折り返し部は，予め設定した厚さにまで圧縮
されることにより無負荷状態において密着状態に成形さ
れ且つ硬化熱処理されていることを特徴とする金属製ガ
スケットに関する。The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention provides a cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead formed along the cylinder bore hole at a position radially outward from the periphery of the cylinder bore hole, and a radially outward turn around the cylinder bore hole. The metal sheet has a folded portion, and the folded portion of the metal plate is compressed to a predetermined thickness to form a tight contact state in a no-load state and is subjected to a hardening heat treatment. It relates to a metal gasket.
また，この発明は，金属板に形成したシリンダボア
孔，該シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置し
て前記シリンダボア孔に沿って形成したビード，及び前
記シリンダボア孔の周囲において半径方向外側に軟質金
属板を挟んで折り返して形成した折り返し部を有し，前
記金属板の前記折り返し部は，予め設定した厚さにまで
圧縮されることにより無負荷状態において前記軟質金属
板を挟んだ密着状態に成形され且つ硬化熱処理されてい
ることを特徴とする金属製ガスケットに関する。The present invention also provides a cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead formed along the cylinder bore hole at a position radially outward from the periphery of the cylinder bore hole, and a soft radially outer portion around the cylinder bore hole. A folded portion formed by folding the metal plate in between, and the folded portion of the metal plate is compressed to a predetermined thickness so as to be brought into close contact with the soft metal plate in a no-load state; The present invention relates to a metal gasket formed and heat-treated for hardening.
また，この金属製ガスケットにおいて，前記ビードの
半径方向外側で且つ該ビードの凸面側に厚さ調整のため
の金属板を積層したものである。In this metal gasket, a metal plate for thickness adjustment is laminated on the outside of the bead in the radial direction and on the convex side of the bead.
また，この金属製ガスケットにおいて，前記金属板の
両面に耐熱性及び耐油性のゴム，樹脂等の非金属材料を
塗布したものである。In this metal gasket, a heat-resistant and oil-resistant non-metallic material such as rubber or resin is applied to both surfaces of the metal plate.
更に，この金属製ガスケットにおいて，前記折り返し
部が前記シリンダボア孔間で厚く且つ前記シリンダボア
孔間以外で薄く形成されている。Further, in the metal gasket, the folded portion is formed to be thick between the cylinder bores and thin except for between the cylinder bores.
或いは，この発明は，金属板にシリンダボア孔を形成
する工程，該シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に
隔置して前記シリンダボア孔に沿ってビードを成形加工
する工程，前記シリンダボア孔の周囲において半径方向
外側に折り曲げ加工を施して折り返し部を形成する工
程，該折り返し部に圧縮力を付与して予め設定された厚
さにまで圧縮することにより前記折り返し部を密着状態
に成形する工程，及び前記折り返し部を形成した前記金
属板を硬化熱処理して該金属板の硬さを調整する工程か
ら成る金属製ガスケットの製造方法に関する。Alternatively, the present invention provides a step of forming a cylinder bore in a metal plate, a step of forming a bead along the cylinder bore at a distance radially outward from a periphery of the cylinder bore, and a step of forming a radius around the cylinder bore. Forming a folded portion by bending outward in the direction, applying a compressive force to the folded portion to compress the folded portion to a predetermined thickness, and forming the folded portion into a tight contact state; The present invention relates to a method for manufacturing a metal gasket, comprising a step of hardening and heat-treating the metal plate having the folded portion to adjust the hardness of the metal plate.
また，この発明は，金属板にシリンダボア孔を形成す
る工程，該シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔
置して前記シリンダボア孔に沿ってビードを成形加工す
る工程，前記シリンダボア孔の周囲において半径方向外
側に折り曲げ加工を施して折り返し部を形成すると共に
該折り返し部に軟質金属板を挟み込む工程，該折り返し
部に圧縮力を付与して予め設定された厚さにまで圧縮す
ることにより前記折り返し部を前記軟質金属板を挟んだ
密着状態に成形する工程，及び前記折り返し部を形成し
た前記金属板及び前記軟質金属板を硬化熱処理して硬さ
を調整する工程から成る金属製ガスケットの製造方法に
関する。The present invention also provides a step of forming a cylinder bore in a metal plate, a step of forming a bead along the cylinder bore at a distance radially outward from a periphery of the cylinder bore, and a step of forming a bead around the cylinder bore. Forming a folded portion by applying a bending process outward in the direction and sandwiching a soft metal plate in the folded portion; applying a compressive force to the folded portion to compress the folded portion to a preset thickness; A metal gasket comprising a step of forming the metal sheet into an intimate state sandwiching the soft metal sheet, and a step of hardening and heat-treating the metal sheet and the soft metal sheet having the folded portions formed thereon to adjust the hardness. .
この発明による金属製ガスケット及びその製造方法
は，以上のように構成されており，次のように作用す
る。The metal gasket and the method of manufacturing the same according to the present invention are configured as described above and operate as follows.
即ち，この金属製ガスケットは，金属板に形成したシ
リンダボア孔，該シリンダボア孔の周縁から半径方向外
側に隔置して前記シリンダボア孔に沿って設けたビー
ド，及び前記シリンダボア孔の周囲において半径方向外
側に折り返して形成された折り返し部から成り，折り返
し部の厚さを予め設定した厚さにまで圧縮することによ
り折り返し部を無負荷状態において密着状態に成形し且
つ硬さを調節するため硬化熱処理しているので，対向取
付面を有する二つの構造部分，即ち，シリンダヘッドと
シリンダブロックとの間でガスケットを締付けて押圧状
態にすると，前記ビードはその押圧力によって変形する
が，シリンダボア孔周縁から半径方向外側に隔置した位
置において対向取付面に対してシール線を形成する。そ
れと同時に，前記折り返し部は，板厚が約二倍であるか
ら，シリンダボア孔の周囲において別のシール線を形成
する。この締付け時に二つの構造部分の対向取付面に不
整が生じても前記ビードや折り返し部が歪みに対応して
変形し，接合両面の不揃いな間隙を吸収する。That is, the metal gasket includes a cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead provided along the cylinder bore hole at a position radially outward from the periphery of the cylinder bore hole, and a radially outer portion around the cylinder bore hole. The folded portion is formed by pressing the thickness of the folded portion to a predetermined thickness so that the folded portion is in close contact with no load, and is subjected to hardening heat treatment to adjust the hardness. When the gasket is tightened and pressed between two structural parts having opposed mounting surfaces, that is, between the cylinder head and the cylinder block, the bead is deformed by the pressing force. A seal line is formed on the opposed mounting surface at a position spaced outward in the direction. At the same time, the folded portion forms another seal line around the cylinder bore because the plate thickness is about twice as large. Even if irregularities occur in the opposing mounting surfaces of the two structural parts at the time of this tightening, the beads and the folded portions are deformed in response to the distortion, thereby absorbing irregular gaps on both surfaces to be joined.
また，シール線の増加と上記対向取付面の不整の吸収
とにより内燃機関の燃料サイクルの繰り返しで発生する
シリンダヘッドの歪み量が抑制される。更に，ビード部
に対しては，密着状態となっている折り返し部によって
全圧縮が確実に防止され，内燃機関の始動，運転，停止
に伴って発生する変動負荷応力が軽減される。また，折
り返し部は，ガスケット本体に対して一体であるので，
締付けて使用する時には，ずれ等の不具合は生じない。In addition, the amount of distortion of the cylinder head caused by the repetition of the fuel cycle of the internal combustion engine is suppressed by the increase in the number of the seal lines and the absorption of the irregularity of the opposed mounting surface. Further, the bead portion is securely prevented from being completely compressed by the folded portion in the close contact state, and the fluctuating load stress generated when the internal combustion engine is started, operated, and stopped is reduced. Also, since the folded part is integral with the gasket body,
When used with tightening, no problems such as displacement occur.
前記折り返し部と前記ビードよりも半径方向外側の領
域とにおいて，両者に必要な段差以上の段差となる場合
には，前記シリンダボア孔間を除く前記ビードの半径方
向外側でかつ前記ビードが凸面側に，前記金属板より薄
い金属板を積層して前記段差の調節を行う。In the case where the step is larger than the step required for both the folded portion and the region radially outside the bead, the bead is located radially outside the bead except for the space between the cylinder bore holes and the bead is on the convex side. The step is adjusted by laminating a metal plate thinner than the metal plate.
また，両者に必要な段差以下の段差となる場合や折り
返し部のシールや対向取付面との追従性を向上する場合
には，前記折り返し部に軟質金属板を挟んで折り返すこ
とにより，前記段差の調節を行い，また締め付け前の無
負荷状態で前記軟質金属板を挟んだ密着状態とすること
により折り返し部にばね性を持たせることが行われる。Also, in the case where the step is smaller than the step required for both, or in the case where the followability of the folded part with the seal or the opposing mounting surface is improved, the flexible part is folded back by sandwiching a soft metal plate in the folded part. Adjustment is performed, and the folded portion is provided with a spring property by bringing the soft metal plate into close contact with the non-loaded state before tightening.
また，この金属製ガスケットにおいて，ガスケットの
両面には耐熱性及び耐油性のゴム又は樹脂等の非金属材
料を塗布すると，ガスケットとシリンダヘッド及びシリ
ンダブロックのような金属製の対向取付面とに対して金
属と金属との直接的な接触が回避され，金属表面の腐食
や汚損を防止すると共に，シリンダヘッドとシリンダブ
ロックの表面の凹凸（機械加工面）に対して充分なシー
ル機能を確保する。In addition, in this metal gasket, if a non-metallic material such as heat-resistant and oil-resistant rubber or resin is applied to both sides of the gasket, the gasket and the metal opposed mounting surface such as the cylinder head and cylinder block can be applied. As a result, direct contact between the metal and the metal is avoided, preventing corrosion and fouling of the metal surface, and ensuring a sufficient sealing function for the unevenness (machined surface) of the surface of the cylinder head and the cylinder block.
この金属製ガスケットの製造方法において，折り返し
部は単純な折り曲げ加工によって形成することができる
が，折り返し後に折り返し部の厚さを圧縮成形すれば，
該圧縮成形の際に，密着状態にある折り返し部の調整を
所望に応じて自在に行うことができる。即ち，折り返し
部の厚さを一様とするときの厚さの設定は勿論のこと，
同じシリンダボア孔の周囲に形成した折り返し部であっ
ても場所に応じて厚さを調整することができる。例え
ば，シリンダボア孔が互いに接近しているところではシ
リンダヘッド等の歪みを考慮して折り返し部の厚さを厚
くし，上記接近したところから遠ざけるに従って厚さを
次第に薄くするか一定の薄い厚さにすることができる。In this method of manufacturing a metal gasket, the folded portion can be formed by a simple bending process, but if the thickness of the folded portion is compression-molded after the folding,
At the time of the compression molding, it is possible to freely adjust the folded portion in the close contact state as desired. That is, of course, setting the thickness when the thickness of the folded portion is made uniform,
The thickness of the folded portion formed around the same cylinder bore hole can be adjusted according to the location. For example, where the cylinder bores are close to each other, the thickness of the folded part is increased in consideration of the distortion of the cylinder head, etc., and the thickness is gradually reduced or the thickness is reduced to a certain level as the distance from the close position increases. can do.
また，この厚さの変更は折り返し部に軟質金属板を挟
む際にも折り返し圧縮力を変更して金属板と密着状態に
ある軟質金属板の変形程度を変えることにより行うこと
ができる。In addition, the thickness can be changed by changing the compression force of the folded back metal plate so as to change the degree of deformation of the soft metal plate in close contact with the metal plate even when the soft metal plate is sandwiched between the folded portions.
更に，この金属製ガスケットの製造方法において，金
属製ガスケットの硬さは，圧縮成形後の硬化熱処理を行
って調節するので，所望の硬さに自在に調節することが
できる。密着状態になるまで金属板を折り返す加工は，
曲げ加工度が高い加工であり，任意の厚さに加工するこ
とが困難である。したがって，硬さが低い状態の金属板
に加工度の高い曲げ加工を行い，更に圧縮成形によって
厚さを調整し，その後に硬度を高める硬化熱処理を行
う。Furthermore, in the method of manufacturing a metal gasket, the hardness of the metal gasket is adjusted by performing a hardening heat treatment after compression molding, so that the hardness can be freely adjusted to a desired hardness. The process of turning the metal plate back until it is in close contact
This is a process with a high degree of bending, and it is difficult to process to an arbitrary thickness. Therefore, a metal plate having a low hardness is subjected to a bending process with a high degree of processing, the thickness is further adjusted by compression molding, and then a hardening heat treatment for increasing the hardness is performed.
以下，図面を参照して，この発明による金属製ガスケ
ットの実施例について説明する。Hereinafter, an embodiment of a metal gasket according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図はこの発明による金属製ガスケットの一実施例
を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of a metal gasket according to the present invention.
第１図において，金属製ガスケット１は，四気筒エン
ジンにおけるシリンダヘッドとシリンダブロック（いず
れも図示せず）との対向取付面をシールするために使用
されるものである。この金属製ガスケット１は，単板の
金属板，例えば，析出硬化処理としてSUS630やSUS631,
窒化処理としてSUS304,SUS301或いはSK材（SK1〜SK
7），焼入れ・焼戻し処理としてSUS420J2やSUS440A,或
いは固溶化熱処理としてチタン合金，アルミニウム合金
等の金属材料から，例えば，約0.2mmの厚さに形成され
ており，ビード加工前の素材の硬さは，例えば,HV200以
下の素材である。In FIG. 1, a metal gasket 1 is used to seal an opposed mounting surface between a cylinder head and a cylinder block (both not shown) in a four-cylinder engine. This metal gasket 1 is made of a single metal plate, for example, SUS630 or SUS631, as a precipitation hardening treatment.
SUS304, SUS301 or SK material (SK1 ~ SK
7), SUS420J 2 and SUS440A as quenching and tempering treatment or a titanium alloy as a solution heat treatment, a metal material such as aluminum alloy, for example, is formed to a thickness of about 0.2 mm, the bead before processing the material hard is, for example, an H V 200 following materials.
上記金属材料を各熱処理した場合の硬さの具体的な一
例は，次のとおりである。A specific example of the hardness when the above-described metal material is subjected to each heat treatment is as follows.
SUS304,SUS301或いはSK材（SK1〜SK7）を窒化処理し
た場合には,SUS304及びSUS301については熱処理前がHV2
00以下（但し，表面のみ）であるが，熱処理後がHV500
以上であり，また,SK材（SK1〜SK7）については熱処理
前はHV200以下であるが，熱処理後はHV500以上であっ
た。SUS304, SUS301 or SK material a (SK1~SK7) when treated nitride before heat treatment for SUS304 and SUS301 are H V 2
00 or less (however, only the surface), but after heat treatment HV 500
Or more, also before the heat treatment for SK material (SK1~SK7) although H V 200 or less, after the heat treatment was H V 500 or more.
SUS630やSUS631を析出硬化処理した場合には，熱処理
前がHV200以下であるが，熱処理後はHV350以上であっ
た。When precipitation hardening processes SUS630 and SUS631, the front heat treatment although H V 200 or less, after the heat treatment was H V 350 or more.
SUS420J2やSUS440Aを焼入れ・焼戻し処理した場合に
は，熱処理前がHV200以下であるが，熱処理後はHV350以
上であった。When SUS420J 2 or SUS440A quenching and tempering processes, the pre-heat treatment but at H V 200 or less, after the heat treatment was H V 350 or more.
更に，チタン合金及びアルミニウム合金（6A1−2Sn−
4Zr−6Mo）を固溶化熱処理した場合には，熱処理前がHV
200以下のものであったが，熱処理後はHV350以上であっ
た。In addition, titanium alloys and aluminum alloys (6A1-2Sn-
When 4Zr-6Mo) was subjected to solution heat treatment, H V
It was less than 200, but after heat treatment was more than HV 350.
金属製ガスケット１には，四つの気筒即ちシリンダブ
ロックに形成されたシリンダボアに対応する四つの孔で
あるシリンダボア孔2A,2B,2C及び2Dが形成されている
（これらのシリンダボア孔を総称する時には符号２を用
いる）。更に，この金属製ガスケット１には，符号３で
示すように，冷却水を通す水穴やオイルを通すオイル穴
やオイル戻り穴，ノック孔，リベット穴等が複数個穿設
されているが，これらについては，金属製ガスケットの
技術分野においてそれぞれ周知の技術であるので，ここ
では詳細な説明を省略する。The metal gasket 1 has four cylinder bores 2A, 2B, 2C, and 2D corresponding to four cylinders, that is, cylinder bores formed in a cylinder block (these cylinder bores are generally denoted by reference numerals). 2). Further, as shown by reference numeral 3, the metal gasket 1 is provided with a plurality of water holes for passing cooling water, oil holes for returning oil, oil return holes, knock holes, rivet holes, and the like. Since these are well-known technologies in the technical field of metal gaskets, detailed description thereof is omitted here.
金属製ガスケット１の表裏両面に対しては，耐熱性及
び耐油性のゴム，樹脂等の非金属材料で，例えば,10μ
ｍ〜50μｍ程度の厚さのコーティングが施されている。
金属製ガスケット１に対してゴム，樹脂等の非金属材料
でコーティングを施すことによって，シリンダヘッド及
びシリンダブロックに対して金属対金属の接触状態を回
避し，ガスケットとしての耐腐食性，耐久性及び強度を
確保し，金属製ガスケット１は機械加工面に凹凸が存在
していても充分なシール機能を果たすことができる。A non-metallic material such as rubber or resin having heat resistance and oil resistance of, for example, 10 μm is applied to the front and back surfaces of the metal gasket 1.
A coating having a thickness of about m to 50 μm is provided.
By coating the metal gasket 1 with a non-metallic material such as rubber or resin, metal-to-metal contact with the cylinder head and cylinder block is avoided, and the corrosion resistance, durability, and The strength is ensured, and the metal gasket 1 can perform a sufficient sealing function even if the machining surface has irregularities.
第２図は第１図の線II−IIにおける断面図，及び第３
図は第１図の線III−IIIにおける断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
The figure is a sectional view taken along line III-III in FIG.
第２図には，それぞれ隣接するシリンダボア孔2A,2B
の境界部分をそのシリンダボア孔2A,2Bの中心を結ぶ線
で切断した金属製ガスケット１の断面，即ちシリンダボ
ア孔間での断面が示されているが，他の隣接するシリン
ダボア孔の境界部分においても同様の断面構造をしてい
るのは勿論である。Fig. 2 shows the adjacent cylinder bore holes 2A and 2B.
The cross section of the metal gasket 1 is shown by cutting the boundary portion of the cylinder gasket 1 by a line connecting the centers of the cylinder bore holes 2A and 2B, that is, the cross section between the cylinder bore holes. However, the boundary portion of the other adjacent cylinder bore holes is also shown. Of course, it has the same cross-sectional structure.
また，第３図において，シリンダボア孔2Aと端部即ち
縁部分とを結ぶ線で切断した金属製ガスケット１の断面
が示されているが，反対位置にあるシリンダボア孔2Dに
ついても線部分との間で同様の断面構造を有し，また，
これらに限らずシリンダボア孔間以外のシリンダボア孔
回りでも同様の断面構造を有しているのは勿論である。FIG. 3 shows a cross section of the metal gasket 1 cut along a line connecting the cylinder bore hole 2A and the end or edge portion. Has a similar cross-sectional structure,
Not to mention only these, it is needless to say that the same cross-sectional structure is provided around the cylinder bore hole other than between the cylinder bore holes.
これらの図面から理解されるように，金属製ガスケッ
ト１のシリンダボア孔２の近傍周囲を該シリンダボア孔
２と同心に且つ環状に取り巻く断面山形のビード４が形
成されている（符号４は，シリンダボア孔２と同様ビー
ドに対する総称を示す）。図示の例では，ビード４は，
シリンダボア孔２の内周縁から所定の距離L2,例えば，
約2.9mmのところから始まり半径方向で見て所定の幅L3
は約2mmを有し，高さＨは,0.2〜0.25mmである。隣接す
るシリンダボア孔２間の間隔L1は，例えば，約7.8mmで
あり，シリンダボア孔2Aの周囲のビード4Aと，シリンダ
ボア孔2Bの周囲のビード4Bとは，シリンダボア孔2A,2B
の接近部分において重なっている。しかしながら，隣接
するビード４同士を重ねることなく，わずかの間隙をお
いて互いに配置してもよい。As can be understood from these drawings, a bead 4 having a mountain cross section is formed around the vicinity of the cylinder bore hole 2 of the metal gasket 1 concentrically and annularly around the cylinder bore hole 2 (reference numeral 4 denotes a cylinder bore hole). The generic name for the bead is shown as in the case of 2.) In the illustrated example, the bead 4 is
A predetermined distance L 2 from the inner peripheral edge of the cylinder bore 2 , for example,
Starting from about 2.9 mm, a predetermined width L 3 viewed in the radial direction
Has a height of about 2 mm and a height H of 0.2 to 0.25 mm. Distance L 1 between the cylinder bore holes 2 adjacent, for example, about 7.8 mm, and the bead 4A around the cylinder bore hole 2A, the bead 4B around the cylinder bore hole. 2B, the cylinder bore hole 2A, 2B
Overlap in the approaching part of. However, the adjacent beads 4 may be arranged at a slight gap without overlapping each other.
また，金属製ガスケット１のシリンダボア孔２の周縁
には折り返し部5Aが形成されている。（以下，折り返し
部を称するときは符号５を用いる）。折り返し部の幅L4
は，例えば，約2.5mmである。金属製ガスケット１の折
り返し部5A,5Bは密着状態にある。即ち，金属製ガスケ
ット１が対向取付面間に締め付けられる前の無負荷状態
において，折り返し部5A,5Bの折り返し部分15A,15B（以
下，総称するときは，符号15を用いる）は金属板の基板
14に実質的に隙間なく折り重ねられた状態に成形されて
いる。したがって，金属製ガスケット１を対向取付面間
に締め付けたときにビード４が圧縮変形するが，ビード
の変形量は，ストッパ量が一定している折り返し部５の
厚さによって確実に規定されるので，ビードのへたりが
確実に防止され耐久性が向上する。A folded portion 5A is formed on the periphery of the cylinder bore hole 2 of the metal gasket 1. (Hereinafter, reference numeral 5 will be used to refer to the folded portion.) Folded part width L 4
Is, for example, about 2.5 mm. The folded portions 5A and 5B of the metal gasket 1 are in close contact. That is, in a no-load state before the metal gasket 1 is tightened between the opposed mounting surfaces, the folded portions 15A and 15B of the folded portions 5A and 5B (hereinafter, collectively referred to by reference numeral 15) are formed of a metal plate.
14 is formed in a state of being folded substantially without gaps. Therefore, the bead 4 is compressed and deformed when the metal gasket 1 is tightened between the opposing mounting surfaces, but the amount of deformation of the bead is reliably determined by the thickness of the folded portion 5 where the stopper amount is constant. , The set of the bead is reliably prevented, and the durability is improved.
上記の構成を有する金属製ガスケット１は，次の工程
から成る製造方法によって製作される。The metal gasket 1 having the above configuration is manufactured by a manufacturing method including the following steps.
まず，所定の厚さｔの金属板にシリンダボア孔２等の
必要な種々の孔を穿孔して形成する。次いで，該シリン
ダボア孔２の周縁から半径方向外側に隔置してシリンダ
ボア孔２に沿ってビード４を成形加工する。更に，シリ
ンダボア孔２の周囲において半径方向外側に折り曲げ加
工を施して折り返し部５を形成する。この時，折り返し
部５の厚さは2tである。そこで，金属板に形成された折
り返し部５の厚さを調節するため，折り返し部５に所定
の圧縮力を付与して予め設定された厚さ2t1（＝2t−
α）に成形する。圧縮成形された金属製ガスケット１
は，無負荷状態にあるときに，折り返し部５の折り返し
部分15が金属板の基板14に実質的に隙間なく折り重ねら
れた状態となっている。最後に，折り返し部５を形成し
た金属板の全体を硬化熱処理してシリンダヘッドガスケ
ットとしての機能を充分発揮することができるように該
金属板全体の硬さを調整する。この時，折り曲げ加工を
施した金属製ガスケット１を，例えば，硬さでHV350以
上になるように硬化熱処理する。First, various necessary holes such as the cylinder bore holes 2 are formed by drilling a metal plate having a predetermined thickness t. Next, a bead 4 is formed along the cylinder bore 2 so as to be spaced radially outward from the periphery of the cylinder bore 2. Further, bending processing is performed radially outward around the cylinder bore hole 2 to form a folded portion 5. At this time, the thickness of the folded portion 5 is 2t. Therefore, in order to adjust the thickness of the folded portion 5 formed on the metal plate, a predetermined compressive force is applied to the folded portion 5 to set a predetermined thickness 2t 1 (= 2t−
α). Compression molded metal gasket 1
Is a state in which the folded portion 15 of the folded portion 5 is folded over the metal plate substrate 14 with substantially no gap when there is no load. Finally, the entire metal plate on which the folded portion 5 is formed is hardened and heat-treated to adjust the hardness of the entire metal plate so that the function as a cylinder head gasket can be sufficiently exhibited. At this time, the metal gasket 1 subjected to bending, for example, hardening heat treatment to be H V 350 or more hardness.
また，シリンダヘッドはシリンダブロックに比べて剛
性が低く，多気筒エンジンにおいては，隣接するシリン
ダボア孔２間の部分が内燃機関の爆発行程及び膨張工程
の燃焼サイクルにおける負荷変動により最も大きな歪み
を生じ易いところである。従って，この部分が金属製ガ
スケット１によるシール機能が最も低下し易いところで
あるので，折り返し部５の構造を，第２図に示すような
シリンダボア孔２間に位置する部分の厚さ2t1（＝2t−
α）を，第３図に示すようなシリンダボア孔２間以外の
部分の厚さ2t2（＝2t−β，但し，α＜β）に対して厚
い形状の構造としている。In addition, the rigidity of the cylinder head is lower than that of the cylinder block, and in a multi-cylinder engine, the portion between adjacent cylinder bores 2 is liable to undergo the largest distortion due to load fluctuations in the combustion cycle of the explosion stroke and expansion process of the internal combustion engine. By the way. Therefore, since this portion is where the sealing function of the metal gasket 1 is most likely to be reduced, the structure of the folded portion 5 is changed to the thickness 2t 1 (= 2) of the portion located between the cylinder bore holes 2 as shown in FIG. 2t−
α) has a structure thicker than the thickness 2t 2 (= 2t−β, where α <β) of the portion other than between the cylinder bore holes 2 as shown in FIG.
第３図に示すように，折り返し部５を折り曲げ加工す
る時に，シリンダボア孔２間を除く部分においては，予
圧縮（シリンダヘッドとシリンダブロックとの対向取付
面間に使用されるときの圧縮に先立つ意味）が与えら
れ，金属板の厚さをｔとした時に，シリンダボア孔２間
での厚さ2t1は金属板の折り返した厚さ2tに比べてαだ
け薄くなるように圧縮成形され，また，シリンダボア孔
２間以外の部分の厚さ2t2は金属板の折り返した厚さ2t
に比べてβだけ薄くなるように圧縮成形されている。As shown in FIG. 3, when the folded portion 5 is bent, a portion other than the space between the cylinder bores 2 is pre-compressed (prior to compression when used between the opposed mounting surfaces of the cylinder head and the cylinder block). sense) is given, the thickness of the metal plate when a t, the thickness 2t 1 in adjacent cylinder bores holes 2 are compression molded to be thinner by α than the thickness 2t which folded metal plate, also , The thickness of the part other than between the cylinder bore holes 2 2t 2 is the folded thickness of the metal plate 2t
It is compression-molded so that it becomes thinner by β than.
具体的には，第８図及び第９図に示されているよう
に，シリンダボア孔２間の領域ａにおいてはシリンダボ
ア孔２間での厚さ2t1が，例えば,0.15mmとされ，領域ａ
の両側に延びる領域ｂにおいては厚さが次第に減少して
いき，更にその両側に延びる円弧部分の領域ｃについて
はシリンダボア孔２間以外の部分の厚さ2t2が，例えば,
0.12mmとされている。Specifically, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, in the region a between the cylinder bore holes 2 thickness 2t 1 in adjacent cylinder bores holes 2, for example, is a 0.15 mm, area a
The thickness gradually decreases in the region b extending on both sides of the cylinder, and in the region c of the arc portion extending on both sides thereof, the thickness 2t 2 of the portion other than between the cylinder bore holes 2 is, for example,
It is 0.12 mm.
また，第４図及び第５図は，この発明による金属製ガ
スケットの別の実施例の断面図である。この実施例の金
属製ガスケット１の平面図及び断面位置及び金属製ガス
ケット１の主要な構造は，先の実施例と同じであるので
重複する説明は省略する。この実施例においては，シリ
ンダボア孔２間においても折り返し部５は，金属製ガス
ケット板自体に対して予圧縮されており，αだけ板厚が
減少し（2t1＝2t−α），そしてシリンダボア孔２間を
除くシリンダボア孔回りにおいてはαより大きな値であ
るβだけ板厚が減少している（2t2＝2t−β）。αの値
及びβの値も，第８図及び第９図に示したように，シリ
ンダボア孔２の周囲位置に応じて変更することができ
る。4 and 5 are sectional views of another embodiment of the metal gasket according to the present invention. The plan view and cross-sectional position of the metal gasket 1 of this embodiment and the main structure of the metal gasket 1 are the same as those of the previous embodiment, and therefore, duplicate explanations will be omitted. In this embodiment, even between the cylinder bores 2, the folded portion 5 is pre-compressed against the metal gasket plate itself, the plate thickness is reduced by α (2t 1 = 2t−α), and the cylinder bore The plate thickness is reduced by β, which is a value larger than α, around the cylinder bore hole except for the interval between 2 and 2 (2t 2 = 2t−β). The value of α and the value of β can also be changed according to the position around the cylinder bore hole 2 as shown in FIGS.
シリンダボア孔２間を除くシリンダボア孔回りにおい
て，基板14のビード４より半径方向外側で且つビード４
が凸となる側の面には，金属製ガスケット１の板厚ｔよ
り薄い板厚t4を有する金属板６が装着されている。金属
板６は，シリンダボア孔２回りとビード４より半径方向
外側の領域との厚さの差を調整するために設けられるも
のであり，例えば，予圧縮によってもシリンダボア孔２
回りにおいて折り返し部５の厚さが余り変化しない場合
に，折り返し部５とビード４より半径方向外側の領域と
段差を小さくするためにビード４が凸となる側の面に装
着される。Around the cylinder bore hole except between the cylinder bore holes 2, the bead 4
There the surface on the side which is convex, the metal plate 6 having a thin plate thickness t 4 than the thickness t of the metal gasket 1 is mounted. The metal plate 6 is provided to adjust the difference in thickness between the area around the cylinder bore 2 and the area radially outside the bead 4.
When the thickness of the folded portion 5 does not change much around the bead 4, the bead 4 is mounted on the convex surface in order to reduce the level difference between the folded portion 5 and the region outside the bead 4 in the radial direction.
また，第６図及び第７図は，この発明による金属製ガ
スケットの更に別の実施例の断面図である。この実施例
の金属製ガスケット１の平面図，断面位置及び金属製ガ
スケット１の主要な構造は，先の実施例と同じであるの
で重複する説明を省略する。この実施例においては，折
り返し部5A,5Bに厚さt3,例えば,100〜200μｍの軟質金
属板7A,7B（以下，総称するときは符号７を用いる）が
密着状態に挟まれている。即ち，金属製ガスケット１が
無負荷状態にあるときに，軟質金属板7A,7Bは，その両
面において，折り返し部5A,5Bの折り返し部分15A,15Bに
対しても金属板の基板14に対しても実質的に隙間なく折
り重ねられた状態となっている。従って，金属製ガスケ
ット１を対向取付面間に締め付けたときにビード４が圧
縮変形するが，ビードの変形量は軟質金属板７を密着状
態に挟んでいる折り返し部５の厚さ（即ち，一定のスト
ッパ量）によって確実に規定される。また，折り返し部
５の厚さは，予圧縮後において，シリンダボア孔２間で
は2t＋t3−αであり，シリンダボア孔２間以外のシリン
ダボア回りで2t＋t3−βである。従って，βはαよりも
大きい値を持つので，シリンダボア孔２間の厚さ（2t＋
t3−α）は，シリンダボア孔２間以外のシリンダボア回
りの厚さ（2t＋t3−β）より厚く構成されることにな
る。勿論，αの値及びβの値も，第８図及び第９図に示
したように，シリンダボア周囲位置に応じて変更するこ
とができる。6 and 7 are sectional views of still another embodiment of the metal gasket according to the present invention. The plan view, the cross-sectional position, and the main structure of the metal gasket 1 of this embodiment are the same as those of the previous embodiment, and thus the description thereof will not be repeated. In this embodiment, soft metal plates 7A and 7B having a thickness t 3 , for example, 100 to 200 μm (hereinafter, collectively referred to as “7”) are sandwiched between the folded portions 5A and 5B in a close contact state. That is, when the metal gasket 1 is in a no-load state, the soft metal plates 7A and 7B are provided on both sides thereof with respect to the folded portions 15A and 15B of the folded portions 5A and 5B and the metal plate substrate 14. Are also folded substantially without gaps. Accordingly, the bead 4 is compressed and deformed when the metal gasket 1 is tightened between the opposed mounting surfaces, but the amount of deformation of the bead is determined by the thickness of the folded portion 5 sandwiching the soft metal plate 7 in close contact (that is, constant). Of the stopper). After the precompression, the thickness of the folded portion 5 is 2t + t 3 −α between the cylinder bores 2 and 2t + t 3 −β around the cylinder bores other than between the cylinder bores 2. Therefore, β has a larger value than α, so that the thickness between the cylinder bores 2 (2t +
t 3 −α) is configured to be thicker than the thickness (2t + t 3 −β) around the cylinder bore other than between the cylinder bore holes 2. Of course, the value of α and the value of β can also be changed according to the position around the cylinder bore, as shown in FIGS.
上記の構成を有する金属製ガスケット１は，次の工程
から成る製造方法を経ることによって製作することがで
きる。この金属製ガスケットの製造方法では，先に示し
た金属製ガスケットの製造方法の実施例に比較して，折
り返し部５に軟質金属板７を挟み込む工程を有している
以外は，上記実施例と同一であるので，異なっている工
程についてのみ説明する。即ち，上記のシリンダボア孔
２の周囲において半径方向外側に折り曲げ加工を施して
折り返し部５を形成する工程において，金属板の基板14
と折り返し部分15との間に軟質金属板７を挟み込む工程
を加える。次いで，軟質金属板７を挟み込んだ折り返し
部５に圧縮力を付与して予め設定された厚さにまで圧縮
し，無負荷状態において折り返し部５を軟質金属板を挟
んだ密着状態，即ち，軟質金属板７の両面において基板
14と折り返し部分15とに実質的に隙間が形成されないよ
うに挟み込んだ密着状態に成形する。最後に，折り返し
部５を形成した金属板及び挟み込んだ軟質金属板７を硬
化熱処理して硬さを調整する処理を行う。The metal gasket 1 having the above configuration can be manufactured through a manufacturing method including the following steps. This method of manufacturing a metal gasket is different from the above-described example of the method of manufacturing a metal gasket, except that a step of sandwiching the soft metal plate 7 in the folded portion 5 is provided. Since they are the same, only the different steps will be described. That is, in the step of forming a folded portion 5 by performing a bending process radially outward around the cylinder bore hole 2, the metal plate substrate 14 is formed.
And a step of sandwiching the soft metal plate 7 between the metal sheet and the folded portion 15. Next, a compressive force is applied to the folded portion 5 sandwiching the soft metal plate 7 to compress the folded portion 5 to a predetermined thickness, and the folded portion 5 is brought into close contact with the soft metal plate in a no-load state, that is, a soft state. Substrate on both sides of metal plate 7
Molding is performed so as to be sandwiched between the folded portion 14 and the folded portion 15 so that a gap is not substantially formed. Finally, a process of adjusting the hardness by performing a hardening heat treatment on the metal plate having the folded portion 5 and the sandwiched soft metal plate 7 is performed.
軟質金属板７は，シリンダボア孔２回りとビード４よ
り半径方向外側の領域との厚さの差を調整するために設
けられるものである。例えば，予圧縮によってシリンダ
ボア孔２回りにおいて折り返し部５の厚さが大きく減少
する場合に，折り返し部５とビード部４より半径方向外
側の領域との段差を大きくするために，該軟質金属板７
をビード４が凸となる側の面に装着する。The soft metal plate 7 is provided to adjust the difference in thickness between the area around the cylinder bore 2 and the area radially outside the bead 4. For example, when the thickness of the folded portion 5 is largely reduced around the cylinder bore hole 2 due to the pre-compression, the soft metal plate 7 is formed in order to increase the step between the folded portion 5 and a region radially outside the bead portion 4.
Is mounted on the surface on the side where the bead 4 is convex.
金属製ガスケット１は，シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの間に介装されて，例えば，ボルト孔３を通し
たボルトにより締付けて押圧状態にすると，弾性金属板
のシリンダボア孔２の近傍周囲に設けたビード４が，シ
リンダベッドの接合面に対して線接触のシール線を形成
する。また，折り返し部５はシリンダブロック側とシリ
ンダヘッド側の対向取付面に対してやはりシール線を形
成するが，シリンダヘッド及びシリンダブロックに対す
るシール圧力は板厚が増大している分だけ高くなり，こ
れらの二段構えのシール線によって，シリンダボア孔２
からの高温高圧の燃焼ガスが両対向取付面に漏れ出るの
を阻止することができる。The metal gasket 1 is interposed between the cylinder head and the cylinder block. For example, when the metal gasket 1 is tightened by a bolt passing through the bolt hole 3 to be pressed, the metal gasket 1 is provided around the cylinder bore hole 2 of the elastic metal plate. The bead 4 forms a sealing line in line contact with the joining surface of the cylinder bed. In addition, the folded portion 5 also forms a seal line on the opposed mounting surface on the cylinder block side and the cylinder head side, but the seal pressure on the cylinder head and the cylinder block is increased by the increase in the plate thickness. Cylinder bore hole 2
The high-temperature and high-pressure combustion gas from the air can be prevented from leaking to both opposed mounting surfaces.
また，シリンダヘッドとシリンダブロックとを締付け
時に，シリンダヘッドとシリンダブロックとの対向取付
面に不整が生じても折り返し部５がこれに対応して変形
し，対向取付面間の不揃いな間隙を吸収する。このよう
にシール線の増加と上記対向取付面の不整の吸収とによ
り，内燃機関の爆発・膨張の燃焼サイクル時の繰り返し
で発生するシリンダヘッドの歪み量が抑制される。折り
返し部５もビード４と共に対向取付面に当接するので，
ビード４の全圧縮を防止し，ビード４に発生する負荷応
力を軽減し，ビード４の耐久性を向上してビード４にへ
たり亀裂が生じるのを防止する。Also, when the cylinder head and the cylinder block are tightened, even if the mounting surface of the cylinder head and the cylinder block facing each other becomes irregular, the folded portion 5 is deformed correspondingly to absorb the uneven gap between the mounting surfaces. I do. As described above, the amount of distortion of the cylinder head caused by the repetition of the combustion cycle of the explosion and expansion of the internal combustion engine is suppressed by the increase in the seal line and the absorption of the irregularity of the opposed mounting surface. Since the folded portion 5 also comes into contact with the opposed mounting surface together with the bead 4,
The entire compression of the bead 4 is prevented, the applied stress generated in the bead 4 is reduced, the durability of the bead 4 is improved, and the bead 4 is prevented from being set or cracking.
この発明の実施例は，以上のように構成されている
が，この出願の特許請求の範囲に記載された事項によっ
て構成される技術的思想の範囲内において種々の修正や
変更が可能である。Although the embodiment of the present invention is configured as described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea constituted by the matters described in the claims of this application.
この発明による金属製ガスケット及びその製造方法
は，以上のように構成されているので，次のような効果
を有する。即ち，この発明による金属製ガスケットは，
金属板に形成したシリンダボア孔，該シリンダボア孔の
周縁から半径方向外側に隔置して前記シリンダボア孔に
沿って設けたビード，及びシリンダボア孔の周囲におい
て半径方向外側に折り返して形成された折り返し部から
成り，金属板の前記折り返し部は，予め設定した厚さに
まで圧縮されることにより無負荷状態において密着状態
に成形されているので，シリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの間で締付けて押圧状態にすると，弾性金属板の
シリンダボア孔近傍周囲に設けたビードが前記二つの構
造部分の対向取付面に対してシール線を形成すると共
に，前記シリンダボア孔周縁に形成した折り返し部も前
記接合面に当接して別のシール線を形成する。二つの構
造部分の対向取付面に不整が生じても折り返し部が歪み
に対応して変形し，対向取付面間の不揃いな間隙を吸収
する。そして，シール線の増加と上記接合面の不整の吸
収により内燃機関の吸入工程，圧縮工程，膨張工程及び
排気工程，特に膨張工程の繰り返しで発生するシリンダ
ヘッドの歪み量が制御される。The metal gasket and the method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects because they are configured as described above. That is, the metal gasket according to the present invention is:
A cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead provided along the cylinder bore hole at a distance radially outward from a peripheral edge of the cylinder bore hole, and a folded portion formed by turning around the cylinder bore hole radially outward. The folded portion of the metal plate is compressed to a predetermined thickness to form a tightly contacted state in a no-load state. A bead provided around the cylinder bore hole of the elastic metal plate forms a seal line with respect to the opposed mounting surface of the two structural portions, and a folded portion formed on the periphery of the cylinder bore hole abuts on the joining surface. Form another seal line. Even if irregularities occur in the opposing mounting surfaces of the two structural parts, the folded portion deforms in response to the distortion, and absorbs the uneven gap between the opposing mounting surfaces. Further, the amount of distortion of the cylinder head caused by the repetition of the suction, compression, expansion, and exhaust processes of the internal combustion engine, particularly, the expansion process, is controlled by increasing the number of seal lines and absorbing the irregularity of the joint surface.
しかも，構造部材の対向取付面間にシール線が増加す
ると共に，折り返し部は，無負荷状態において密着状態
に形成されているためビードの変形量を規制するストッ
パ量が一定で確実なストッパとしての働きをするので，
ビード部に対しては全圧縮が確実に防止され，内燃機関
の始動，運転，停止等の作動状態に伴って発生する変動
負荷応力を確実に軽減することができる。従って，ビー
ドのヘタリや亀裂の発生の防止に役立ち，ビードの耐久
性が向上する。In addition, the number of sealing lines between the opposed mounting surfaces of the structural members increases, and the folded portion is formed in a tight contact state in a no-load state. Because it works
The entire compression of the bead portion is reliably prevented, and the fluctuating load stress generated in accordance with the operating state of the internal combustion engine such as starting, running, and stopping can be reliably reduced. Therefore, it helps to prevent the bead from settling and cracking, and improves the durability of the bead.
また，この金属製ガスケットの製造方法においては，
素材としての軟質金属板をビード加工し，完成したとき
のシリンダボア孔より小さい孔を形成した金属板をその
孔の周囲において曲げ加工を施してシリンダボア孔を形
成し，次いで，折り曲げ加工によって折り返し部を形成
し，更に折り返し部の厚さを圧縮成形で調節をして折り
返し部を軟質金属板を挟んだ密着状態に形成した後に，
硬化熱処理して金属製ガスケットを製作するので，軟質
状態のときに加工度の高い密着状態に至るまでの曲げ加
工が行われ，切削等の余分な加工が必要でなく，加工コ
ストが低廉であり，熱処理後は所望の硬さを有すると共
に所望の厚さを有する金属製ガスケットを得ることがで
きる。Also, in this method of manufacturing a metal gasket,
A bead is formed from a soft metal plate as a material, and a metal plate having a hole smaller than the cylinder bore hole when completed is bent around the hole to form a cylinder bore hole, and then the folded portion is formed by bending. After forming the folded part and adjusting the thickness of the folded part by compression molding, and forming the folded part in tight contact with the soft metal plate,
Since the metal gasket is manufactured by hardening and heat treatment, the bending process is performed until the contact state with high working degree is reached in the soft state, no extra processing such as cutting is required, and the processing cost is low. After the heat treatment, a metal gasket having a desired hardness and a desired thickness can be obtained.
また，この金属製ガスケットにおいて，前記金属板の
両面に耐熱性及び耐油性のゴム又は樹脂等の非金属材料
を塗布したので，シリンダブロック及びシリンダヘッド
に対して金属対金属の接触状態を避けると共に，腐食性
の燃焼ガスに対抗する対触性と耐久性及び強度が確保さ
れ，十分なシール機能を果たすことができる。Further, in this metal gasket, since a non-metallic material such as rubber or resin having heat resistance and oil resistance is applied to both surfaces of the metal plate, a metal-to-metal contact state with the cylinder block and the cylinder head is avoided. In addition, the contact resistance against the corrosive combustion gas, the durability and the strength are secured, and a sufficient sealing function can be achieved.
前記折り返し部とビードよりも半径方向外側の領域と
において，両者に必要な段差が得られるように調節する
手段が備わっている。即ち，前記必要な段差以上の段差
が発生する場合には，前記シリンダボア孔間を除く前記
ビードの半径方向外側でかつ前記ビードが凸面側に，前
記金属板より薄い金属板を積層して前記段差の調節を行
うことができる。また，両者に必要な段差以下の段差と
なる場合には，前記折り返し部に軟質金属板を挟んで折
り返し，折り返し部の厚さが大きくなるように前記段差
の調節を行うことができる。Means are provided for adjusting so that a step required for both the folded portion and the region radially outside the bead is obtained. That is, when a step larger than the required step occurs, a metal plate thinner than the metal plate is laminated on the outside of the bead in the radial direction excluding the space between the cylinder bore holes and on the convex side of the bead. Can be adjusted. Further, when the step is smaller than the step required for both of them, the step can be adjusted so that a soft metal plate is sandwiched between the turned portions and the thickness of the turned portion is increased.
また，この金属製ガスケットの製造方法において，前
記折り返し部に軟質金属板を挟んで折り返した場合に
は，硬化熱処理が挟まれた軟質金属板にまで及ぶように
処理すれば，折り返し部にばね性が与えられ，シリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの間に挟んで圧縮したとき
には，シール性能が向上すると共に，両者の動きに対す
る追従性が向上する。Further, in the method of manufacturing a metal gasket, when a soft metal plate is sandwiched between the folded portions and the metal gasket is folded, if the hardening heat treatment is performed so as to reach the sandwiched soft metal plate, the folded portion has a spring property. Is applied, when compressed between the cylinder head and the cylinder block, the sealing performance is improved and the followability to the movement of both is improved.
更に，前記折り返し部の厚さは，隣接するシリンダボ
ア孔の間の領域に位置する部分の厚さをその他の部分の
厚さよりも厚くされているので，シリンダブロックに対
して比較的剛性が低いシリンダヘッドが，複数のシリン
ダボア孔を持つときには，隣接するシリンダボア孔の構
造材料の撓み変形に対して効果的に対応することができ
る。Further, the thickness of the folded portion is such that the thickness of the portion located in the region between the adjacent cylinder bores is made larger than the thickness of the other portions. When the head has a plurality of cylinder bores, it is possible to effectively cope with bending deformation of the structural material of the adjacent cylinder bores.
第１図はこの発明による金属製ガスケットの一実施例を
示す平面図，第２図は第１図の金属製ガスケットの線II
−IIにおける断面図，第３図は第１図の金属製ガスケッ
トの線III−IIIにおける断面図，第４図はこの発明によ
る金属製ガスケットの別の実施例を示す第２図と同様の
位置における断面図，第５図はこの発明による金属製ガ
スケットの別の実施例を示す第３図と同様の位置におけ
る断面図，第６図はこの発明による金属製ガスケットの
更に別の実施例を示す第２図と同様の位置における断面
図，第７図はこの発明による金属製ガスケットの更に別
の実施例を示す第３図と同様の位置における断面図，第
８図及び第９図はシリンダボア孔の周囲における折り返
し部の厚さの分布を示す説明図，第10図は従来の金属製
ガスケットの一例を示す平面図，及び第11図は第10図の
線VIII−VIIIにおける断面図である。 １……金属製ガスケット,2,2A,2B,2C,2D……シリンダボ
ア孔,4,4A,4B,4C,4D……ビード,5,5A,5B……折り返し
部,6……金属板,7,7A,7B……軟質金属板。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a metal gasket according to the present invention, and FIG. 2 is a line II of the metal gasket shown in FIG.
3 is a sectional view taken along line III-III of the metal gasket of FIG. 1, and FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the metal gasket according to the present invention. , FIG. 5 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 3 showing another embodiment of the metal gasket according to the present invention, and FIG. 6 is a further embodiment of the metal gasket according to the present invention. FIG. 7 is a sectional view at a position similar to FIG. 2, FIG. 7 is a sectional view at a position similar to FIG. 3 showing still another embodiment of the metal gasket according to the present invention, and FIGS. 8 and 9 are cylinder bore holes. FIG. 10 is an explanatory view showing a distribution of the thickness of the folded portion around the periphery of FIG. 10, FIG. 10 is a plan view showing an example of a conventional metal gasket, and FIG. 11 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 1 ... Metal gasket, 2,2A, 2B, 2C, 2D ... Cylinder bore hole, 4,4A, 4B, 4C, 4D ... Bead, 5,5A, 5B ... Folding part, 6 ... Metal plate, 7,7A, 7B ... Soft metal plate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−255253（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155375（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−182563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96357（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−59362（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−134966（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16J 15/08 F02F 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-255253 (JP, A) JP-A-62-155375 (JP, A) JP-A-1-182563 (JP, A) JP-A-63-155 96357 (JP, A) JP-A 2-59362 (JP, U) JP-A 62-134966 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F16J 15/08 F02F 11 / 00
Claims (7)
ンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置して前記シリ
ンダボア孔に沿って形成したビード，及び前記シリンダ
ボア孔の周囲において半径方向外側に折り返して形成し
た折り返し部を有し，前記金属板の前記折り返し部は，
予め設定した厚さにまで圧縮されることにより無負荷状
態において密着状態に成形され且つ硬化熱処理されてい
ることを特徴とする金属製ガスケット。1. A cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead formed along the cylinder bore hole spaced radially outward from a peripheral edge of the cylinder bore hole, and a radially outwardly folded portion around the cylinder bore hole. The metal sheet has a folded portion, and the folded portion of the metal plate has
A metal gasket, wherein the metal gasket is formed into a close contact state in a no-load state by being compressed to a predetermined thickness and subjected to a hardening heat treatment.
ンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置して前記シリ
ンダボア孔に沿って形成したビード，及び前記シリンダ
ボア孔の周囲において半径方向外側に軟質金属板を挟ん
で折り返して形成した折り返し部を有し，前記金属板の
前記折り返し部は，予め設定した厚さにまで圧縮される
ことにより無負荷状態において前記軟質金属板を挟んだ
密着状態に成形され且つ硬化熱処理されていることを特
徴とする金属製ガスケット。2. A cylinder bore hole formed in a metal plate, a bead formed along the cylinder bore hole spaced radially outward from a peripheral edge of the cylinder bore hole, and a soft metal radially outward around the cylinder bore hole. The metal plate has a folded portion formed by being folded back, and the folded portion of the metal plate is compressed to a preset thickness to form a tight contact state sandwiching the soft metal plate in a no-load state. A metal gasket characterized by being subjected to hardening heat treatment.
の凸面側に厚さ調整のための金属板を積層したことを特
徴とする請求項１又は２に記載の金属製ガスケット。3. The metal gasket according to claim 1, wherein a metal plate for thickness adjustment is laminated on a radially outer side of the bead and on a convex side of the bead.
ム，樹脂等の非金属材料を塗布したことを特徴とする請
求項１又は２に記載の金属製ガスケット。4. The metal gasket according to claim 1, wherein a heat-resistant and oil-resistant non-metallic material such as rubber or resin is applied to both surfaces of the metal plate.
厚く且つ前記シリンダボア孔間以外で薄く形成されてい
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製ガス
ケット。5. The metal gasket according to claim 1, wherein the folded portion is formed to be thick between the cylinder bores and thin except at the portions between the cylinder bores.
該シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置して前
記シリンダボア孔に沿ってビードを成形加工する工程，
前記シリンダボア孔の周囲において半径方向外側に折り
曲げ加工を施して折り返し部を形成する工程，該折り返
し部に圧縮力を付与して予め設定された厚さにまで圧縮
することにより前記折り返し部を密着状態に成形する工
程，及び前記折り返し部を形成した前記金属板を硬化熱
処理して該金属板の硬さを調整する工程から成る金属製
ガスケットの製造方法。6. A step of forming a cylinder bore hole in a metal plate,
Forming a bead along the cylinder bore at a distance radially outward from the periphery of the cylinder bore;
Forming a folded portion by performing a bending process radially outward around the cylinder bore hole; applying a compressive force to the folded portion to compress the folded portion to a predetermined thickness to bring the folded portion into a tight contact state; And a step of hardening and heat-treating the metal plate having the folded portion to adjust the hardness of the metal plate.
該シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置して前
記シリンダボア孔に沿ってビードを成形加工する工程，
前記シリンダボア孔の周囲において半径方向外側に折り
曲げ加工を施して折り返し部を形成すると共に該折り返
し部に軟質金属板を挟み込む工程，該折り返し部に圧縮
力を付与して予め設定された厚さにまで圧縮することに
より前記折り返し部を前記軟質金属板を挟んだ密着状態
に成形する工程，及び前記折り返し部を形成した前記金
属板及び前記軟質金属板を硬化熱処理して硬さを調整す
る工程から成る金属製ガスケットの製造方法。7. A step of forming a cylinder bore hole in a metal plate,
Forming a bead along the cylinder bore at a distance radially outward from the periphery of the cylinder bore;
A step of forming a folded portion by bending outward in the radial direction around the cylinder bore hole and sandwiching a soft metal plate in the folded portion; applying a compressive force to the folded portion to a predetermined thickness; Compressing the folded portion so that the folded portion is in contact with the soft metal plate, and adjusting the hardness of the metal plate having the folded portion and the soft metal plate by hardening and heat treatment. Manufacturing method of metal gasket.
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