JP2930833B2 - 金属ガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，多気筒エンジンのシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの対向当接面間をシ
ールするために使用される金属ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】多気筒エンジンにおいてシリンダヘッド
とシリンダブロックはボルトで結合されるが，シリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの取付面からガスが漏れる
のを防止するために，該取付面間には金属ガスケットが
介装される。金属ガスケットは，図１に示すように，弾
性を有する一枚の弾性金属板１に複数のシリンダボア孔
２を形成し，各々の孔２の周囲にビード３を形成したも
のが一般によく知られている。この金属ガスケットは，
ボルトの締付力によって，ビード３が取付面にシール部
を形成して効果的なシールを果たす。そして，最近で
は，隣接する二つの孔２の間において，それぞれのビー
ド３が互いに会合部４で会合し，孔２間で共用ビード部
５が形成された金属ガスケットが開発されている〔例え
ば，特開昭６３−２１０４６５号公報（米国特許第４８
１５７５０号明細書）又は実公平１−８６７８号公報参
照〕。

【０００３】上記のような金属ガスケットを図１０及び
図１１を参照して概説する。以下の各図において，金属
ガスケットの同一の部分を示すものには同一の符号を付
すこととする。

【０００４】図１０は従来の金属ガスケットの会合部の
一例を示す拡大説明図である。図１０において，金属ガ
スケットは，孔２の間の共用ビード部５において，二つ
の各ビード３は孔２に沿って円弧状に形成されている。
二点鎖線はビードの中心線６を表しているが，会合部４
間の共用ビード部５の中央部において二つのビード３の
中心線６が接している。ビード３はこのような形状を有
しているので，非会合部のビード幅Ｌ_１，Ｌ_２（Ｌ_１＝
Ｌ_２）は，共用ビード部５の中央部のビード幅Ｌ_３にほ
ぼ等しい。これに対して，ビード３が会合する会合部４
のビード幅Ｌ_４は非会合部のビード幅Ｌ_１，Ｌ_２及び共
用ビード部５の中央部のビード幅Ｌ_３の約２倍の幅を有
している。

【０００５】この結果，図１０のグラフに示すビードの
面圧（ｋｇｆ／ｍｍ^２）の値〔有限要素法による解析値
では線圧（ｋｇｆ／ｍｍ）〕から分かるように，ビード
幅の大きく変化する部分の近傍，即ち会合位置近傍（円
で囲んだ領域Ｘ，Ｙ）で面圧が大幅に低下している。し
かるに，面圧とは，金属ガスケットがシリンダヘッドと
シリンダブロックとの間に押圧状態に取り付けられた時
に，金属ガスケットの孔に沿って形成したビードに発生
する反力である。中でも特に共用ビード部５の中央部に
近い箇所（領域Ｘ）で面圧の低下が著しい。この面圧の
低下現象は，会合部４におけるばね定数が小さいことが
原因であると考えられる。つまり，非会合部に比べて会
合位置ではビード高さに対するビード幅の比が急に大き
くなっているので，会合部４におけるばね定数は小さく
なり，それ故に，会合位置近傍での面圧の低下が起きる
と考えられる。このように，図１０の金属ガスケット
は，会合部４で面圧の低下が著しいので，ビードの面圧
が影響するシール性能については，十分なシール性を確
保できないことになる。

【０００６】また，図１１は従来の金属ガスケットの会
合部の別の例を示す拡大説明図である。図１１に示す金
属ガスケットは，図１０に示す金属ガスケットの改良を
図ったものである。この金属ガスケットは，弾性金属板
１にビード３を形成してシールを果たすものであり，弾
性金属板１に複数の孔２を設け，それぞれの孔２の周囲
に孔２を囲むビード３を形成し，各々のビード３は隣り
合う孔２間で会合し，共用ビード部５の中央部でビード
３が直線部７を有している。そして，この金属ガスケッ
トは，弾性金属板１に設けた各シール部位をシールする
ビード３の会合部４のビード幅が非会合部のビード幅と
略同等になるように，会合部４に向かって非会合部のビ
ード幅を漸次狭小に形成したものである。即ち，会合部
４のビード幅Ｌ_４が非会合部のビード幅Ｌ_１，Ｌ_２（Ｌ
_１＝Ｌ_２）と略同等になるように形成され，会合部４の
ビード幅Ｌ_４と非会合部のビード幅Ｌ_１，Ｌ_２とを同じ
大きさに形成することによって，会合部４のばね定数を
大きくし，会合部４のシール圧低下の問題を回避し，面
圧が不均等になるのを防止しようとしたものである。こ
の金属製ガスケットは，図示のように，確かに会合部４
のばね定数は大きいし，面圧も会合部４だけをとった場
合は低下しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記金
属ガスケットは，有限要素法による解析計算によると，
シール面圧は図１１に示すとおり，会合部４と非会合部
の境界において面圧Ｐ_Ｌの低下が著しく，非会合部の面
圧Ｐ_Ｍの約１／２になっている。また，会合部４のばね
定数を大きくしたために，逆に会合部４の面圧Ｐ_ＭＡＸ
は非常に高い値を示し，かえって面圧の不均等を招く結
果になっている。

【０００８】上記金属ガスケットが，上記のようなアン
バランスな面圧状態になるということは，シール性能が
高いとは言えず，むしろ，ばね定数及び面圧を高くする
と，耐久性の問題，例えば，ヘタリや亀裂の発生を引き
起こす原因になり好ましくないものである。

【０００９】そこで，図１１に示す金属ガスケットのビ
ードの形状を検討してみると，会合部４のビード幅Ｌ_４
は非会合部のビード幅Ｌ_１，Ｌ_２と同じ大きさであるに
もかかわらず，会合部４には二点鎖線で示すようにビー
ドの中心線６が二本存在する。勿論，ビード３の高さは
会合部４と非会合部とで変わらないので，会合部４にお
けるビード３の断面形状は，会合部４に向かって非会合
部のビード幅を漸次狭小形状に形成した鋭い二つの山が
連なった形状になる。このように，ビード自体が元々非
常に細いうえに，会合部４でビード幅を絞り込んでいる
ので，会合部４でビード３の断面形状が複雑且つ急激に
変化することになり，それ故に，会合部４では面圧が著
しく大きくなり，その反動で会合部４の両側では面圧が
急激に低下するという現象が発生すると共に，該会合部
４の加工が極めて困難である。特に，このような複雑に
変化する断面形状を持つビード３を形成するための金型
を製作することが極めて困難であり，実際の加工はコス
ト高にもなり無理である。

【００１０】この発明の目的は，会合部でビード幅を絞
り込まない形状にビードを形成し，該ビードの断面形状
の変化をできるだけ小さくスムースに変化するように形
成し，会合部のばね定数を共用ビード部と単独ビード部
との非会合部のばね定数に近づけるように構成すること
によって，会合部における面圧のピーク値をできるだけ
低く抑えると共に，会合部と非会合部の境界に発生する
面圧の低下をできるだけ抑えることによって，会合部近
傍における面圧の均等化を図り，それによって耐久性を
確保してヘタリや亀裂の発生を防止し，信頼性の高い，
低コストで作製できるように構成し，更に，会合ビード
部に生じる面圧をコントロールし，会合ビード部におけ
るばね定数が適正な大きさに設定できるように構成し，
会合ビード部におけるビードの負荷応力が極端に高くな
らず，会合ビード部からヘタリや亀裂が発生せず，耐久
性を向上できる金属ガスケットを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は，上記目的を
解決するために，次のように構成している。即ち，この
発明は，弾性金属板に形成された複数のシリンダボア孔
の回りに沿って一面を凸状に且つ他面を凹状にシール用
環状ビードを形成し，前記ビードは前記シリンダボア孔
と隣接する前記シリンダボア孔との間以外の領域に形成
されている各単独ビード部，該単独ビード部と隣接する
前記単独ビード部とが１つに会合する領域に形成される
２つの会合ビード部及び該会合ビード部と接続する前記
シリンダボア孔間に形成される一本の共用ビード部で構
成され，前記単独ビードのビード幅は前記シリンダボア
孔に沿った内側ボーダと外側ボーダとの間の長さで決定
され，前記共用ビード部のビード幅は前記隣接する前記
各シリンダボア孔にそれぞれ近接して伸びる前記各内側
ボーダの間の長さで決定されている金属ガスケットにお
いて，前記共用ビード部は実質的に同一ビード幅でスト
レート状に形成され，前記単独ビード部は前記共用ビー
ド部と実質的に同一ビード幅で且つ前記シリンダボア孔
に沿って形成され，更に，前記会合ビード部のばね定数
又は面圧と前記共用ビード部及び前記単独ビード部の前
記会合ビード部に近接した領域のばね定数又は面圧とを
前記共用ビード部のばね定数又は面圧に近づけるため，
前記会合ビード部は前記単独ビード部の前記内側ボーダ
の曲率より小さい曲率を有する滑らかな曲線からなり且
つ前記共用ビード部の前記内側ボーダと前記各単独ビー
ド部の前記内側ボーダとに接続する一対の円弧状内側ボ
ーダによって囲まれ，前記両単独ビード部の各ビード中
心線と前記共用ビード部のビード中心線とは，前記会合
ビード部において，滑らかに湾曲する曲線又は少なくと
も直角以上の角度で折れ曲がる曲線から成るビード中心
線で相互に接続され，且つ前記会合ビード部のビード幅
は前記各円弧状内側ボーダ間の長さで定められると共に
前記共用ビード部から前記単独ビード部へと向かうに従
って漸次大きく形成されていることを特徴とする金属ガ
スケットに関する。

【００１２】また，この金属ガスケットにおいて，前記
単独ビード部の前記ビード幅は前記シリンダボア孔の回
りに沿って実質的に同一の幅に形成され，更に，前記会
合ビード部は，前記単独ビード部の前記外側ボーダと隣
接する前記単独ビード部の前記外側ボーダとに滑らかな
曲線で接続する円弧状外側ボーダと，前記単独ビード部
の前記内側ボーダと前記共用ビード部の一方の前記内側
ボーダとが接続する前記シリンダボア孔の曲率より小さ
い曲率の円弧で滑らかな曲線で接続する一方の前記円弧
状内側ボーダと，隣接する前記単独ビード部の前記内側
ボーダと前記共用ビード部の他方の前記内側ボーダとが
接続する前記シリンダボア孔の曲率より小さい曲率の円
弧で滑らかな曲線で接続する他方の前記円弧状内側ボー
ダとで囲まれた会合部分で形成されている。

【００１３】また，この金属ガスケットにおいて，前記
会合ビード部の面圧をコントロールするため，前記円弧
状外側ボーダ，一方の前記円弧状内側ボーダ及び他方の
前記円弧状内側ボーダとで囲まれた前記会合部分の中央
に面圧調整凹部が形成されている。

【００１４】また，この金属ガスケットにおいて，前記
面圧調整凹部は三角形状に形成されているものである。

【００１５】また，この金属ガスケットにおいて，前記
面圧調整凹部のサイズ及び深さを調節して前記会合ビー
ド部の面圧を調節できるものである。

【００１６】また，この金属ガスケットにおいて，前記
会合ビード部においては，前記両単独ビードの前記ビー
ド中心線と前記共用ビードにおける前記ビード中心線と
にそれぞれ接続する前記各ビード中心線が一つの会合点
で会合し，前記ビードは，前記ビード中心線から前記ビ
ードの前記内側ボータ及び前記円弧状内側ボーダへの垂
線の長さと前記外側ボーダへの垂線の長さとが前記会合
点の近傍を除いて略同一であり，且つ前記垂線の長さが
前記会合点近傍で漸次長くなって前記会合点で最大長さ
になるように形成されている。

【００１７】また，この金属ガスケットにおいて，前記
会合ビード部には，前記両単独ビードの前記両ビード中
心線を相互に接続する前記ビード中心線，及び前記各単
独ビードの前記ビード中心線と前記共用ビード部の前記
ビード中心線とをそれぞれ相互に接続する前記ビード中
心線とで囲まれる三角形状の平坦部が形成され，前記各
ビード中心線から前記各内側ボーダ及び前記各円弧状内
側ボーダへの垂線の長さが略同一に形成されている。

【００１８】また，この金属ガスケットにおいて，前記
円弧状外側ボーダは，前記外側ボーダより外側で且つ前
記共用ビード部の中心線の延長上に中心を有する円弧で
形成されているものである。

【００１９】

【作用】この発明による金属ガスケットは，上記のよう
に構成されているので，次のように作用する。即ち，こ
の金属ガスケットは，会合ビード部の領域で単独ビード
部の内側ボーダの曲率より小さい曲率を有する滑らかな
曲線から成る円弧状内側ボーダで共用ビード部の内側ボ
ーダと単独ビード部の内側ボーダとを接続しているの
で，図１０に示す従来の金属ガスケットに比べてビード
幅の大きい部分が短く形成でき，会合ビード部における
ばね定数は図１０に示す金属ガスケットよりも大きくな
り，面圧の低下が図１０に示す金属ガスケットほど大き
くはない。また，この金属ガスケットは，図１１に示す
金属ガスケットよりもばね定数が小さくなり，前記会合
ビード部における面圧のピーク値をかなり低く抑えるこ
とができると共に，前記会合ビード部と前記単独ビード
部と前記共用ビード部の境界部に発生する面圧の低下を
かなり抑えることができ，会合ビード部近傍における面
圧の均等化を図ることができる。

【００２０】また，この金属ガスケットは，会合ビード
部において，両単独ビードのビード中心線と共用ビード
におけるビード中心線とにそれぞれ接続する各ビード中
心線が一つの会合点で会合する構造を有することができ
る。この場合，ビードの中心線からビード境界線（内側
及び外側のボーダ）への垂線の長さが，会合点の近傍を
除いて略一定であり，該垂線の長さが会合点近傍で漸次
長くなって会合点で最大になるように形成されているの
で，会合ビード部におけるビード幅の変化が小さく，且
つビードの断面形状があまり変化しない。このため，こ
の金属ガスケットは，図１１の従来の金属製ガスケット
よりもばね定数が小さくなり，面圧のピーク値は低くな
る。このように，前記会合ビード部における面圧のピー
ク値をかなり低く抑えることができると共に，前記会合
ビード部と前記単独ビード部と前記共用ビード部の非会
合部の境界に発生する面圧の低下をかなり抑えることが
できるので，前記会合ビード部の近傍における面圧の均
等化を図ることができる。

【００２１】また，この金属ガスケットは，会合ビード
部に，両単独ビードの両ビード中心線を相互に接続する
ビード中心線，及び各単独ビードのビード中心線と共用
ビード部のビード中心線とをそれぞれ相互に接続するビ
ード中心線とで囲まれる三角形状の平坦部を形成する構
造を有することができる。この場合，三本のビードの中
心線で囲まれたΔ部分が会合ビード部の領域に形成さ
れ，中心線からビードの内側ボーダ及び円弧状内側ボー
ダへの垂線の長さが略同一であるので，図１０の金属ガ
スケットと比べて，ビード高さに対するビード幅の比が
大きい部分のビード長さが短い。このため，会合ビード
部におけるばね定数は図１０の金属ガスケットよりも大
きくなる。それ故に，この金属ガスケットは，面圧の低
下が図１０の金属ガスケットほど大きくはない。

【００２２】また，この金属ガスケットにおいて，前記
会合ビード部の前記会合部分の中央にはビードの面圧を
コントロールするため面圧調整凹部が形成されている。
従って，会合ビード部におけるばね定数が前記面圧調整
凹部の大きさで適正な大きさの面圧に設定できるので，
会合ビード部におけるビードの負荷応力が極端に高くな
らず，会合ビード部からヘタリや亀裂が発生せず，耐久
性を向上できる。しかも，前記会合ビード部の会合部分
に前記面圧調整凹部をプレス等で簡単に形成するだけ
で，容易に面圧をコントロールすることができる。

【００２３】また，この金属ガスケットにおいては，前
記ビードの前記会合ビード部のばね定数のピーク値を低
減させて前記共用ビード部のばね定数に近づけると共
に，前記会合ビード部の両側の領域のばね定数の低下を
抑制して前記単独ビード部と前記共用ビード部のばね定
数に近づけるので，前記会合ビード部の近傍における面
圧の均等化を図り，適正な面圧にすることができる。

【００２４】また，この金属ガスケットにおいて，前記
ビードの前記会合ビード部の面圧のピーク値を低減させ
て前記共用ビード部の面圧に近づけると共に，前記会合
ビード部の両側の領域の面圧の低下を抑制して前記単独
ビード部と前記共用ビード部の面圧に近づけるので，前
記会合ビード部の近傍における面圧を均等化して適正に
コントロールでき，シール性能を向上させることができ
る。

【００２５】また，この金属ガスケットは，会合ビード
部とその両側の境界に発生する面圧の低下をかなり抑え
ることができるので，会合ビード部の両側での面圧を確
保することができ，会合ビード部で必要以上に面圧が高
くなることはないので，会合ビード部近傍における面圧
が均等化され，安定したシール性能を確保することがで
きる。

【００２６】

【実施例】以下，この発明による金属ガスケットの実施
例について，図面を参照して説明する。図１はこの発明
による金属ガスケットの一部を示す平面図である。この
金属ガスケットは，弾性を有する一枚の弾性金属板１に
複数のシリンダボア孔２（以下，孔２という），ボルト
孔等の多数の孔が形成されている。各孔２の周囲にはビ
ード３が形成されている。なお，二点鎖線はビード３の
中心線６を示している。シリンダヘッドとシリンダブロ
ック間に金属ガスケットを介装し，締結ボルトにより締
め付けると，ビード３は弾性変形して取付面間にシール
部を形成して，ガスやオイル等のリークを防止する。

【００２７】図２はこの発明による金属ガスケットの孔
２間における部分の一実施例を示す拡大説明図である。
この金属ガスケットは，弾性金属板１に形成した複数の
孔２の周囲に沿って一面を凸状に且つ他面を凹状のシー
ルのためのビード３を形成している。ビード３は，孔２
間以外の領域Ｃの各単独ビード部９，単独ビード部９と
隣接する単独ビード部９とが会合する領域Ｊの会合ビー
ド部４，及び孔２間の領域Ｓの一本の共用ビード部５で
構成されている。

【００２８】図２において，この金属ガスケットにおけ
る隣接する二つの孔２間の部分のビード３の形状を示
し，孔２に沿って伸びる点線は，ビード３のビード幅を
示す内側ボーダ８と外側ボーダ１１とを示している。共
用ビード部５は実質的に同一ビード幅でストレートに形
成されている。単独ビード部９は共用ビード部５と実質
的に同一ビード幅で且つ孔２に沿った円弧で形成されて
いる。更に，会合ビード部４の領域Ｊは，単独ビード部
９の曲率より小さい曲率の滑らかな円弧で共用ビード部
５と単独ビード部９とを接続し且つ共用ビード部５から
単独ビード部９へと向かうに従ってビード幅が漸次大き
くなる拡開状態の形状に形成され，同一ビード幅の２つ
の単独ビード部９へと分かれている。

【００２９】この金属ガスケットにおいて，単独ビード
部９のビード幅Ｌ_１，隣接する他の単独ビード部９のビ
ード幅Ｌ_２及び共用ビード部５のビード幅Ｌ_３は略同一
である（Ｌ_１≒Ｌ_２≒Ｌ_３）。単独ビード部９と共用ビ
ード部５とが会合する会合ビード部４のビード幅Ｌ
_４は，共用ビード部５から単独ビード部９へと向かうに
従ってビード幅が漸次大きく，言い換えれば，２本の単
独ビード部９から１本の共用ビード部５の方へ行くに従
って漸次短くなっている。

【００３０】この金属ガスケットにおいて，図２のＡ−
Ａ断面における共用ビード部５の断面形状は図３に示す
とおりであり，単独ビード部９も同一断面形状である。
図２において，二点鎖線は各ビード部５のビード中心線
６である。単独ビード部９のビード中心線６と隣接する
単独ビード部９のビード中心線６とは，会合ビード部４
で円弧状即ちＲ状に形成されたビード中心線６ａ，６ａ
と接続しており，両ビード中心線６ａ，６ａは会合点１
０で接続している。会合ビード部４において，共用ビー
ド部５のビード中心線６と接続し且つビード中心線６の
延長上に位置するビード中心線６ｂは，会合点１０で両
ビード中心線６ａ，６ａと会合している。各ビード中心
線６ａ，６ａ，６ｂの会合点１０は，会合部４の中心に
位置している。共用ビード部５及び単独ビード部９の各
ビード中心線６及び会合ビード部４における各ビード中
心線６ａ，６ａ，６ｂから内外両側のビード境界線即ち
内側ボーダ８と外側ボーダ１１とへ下ろした垂線の長さ
は，会合点１０近傍を除いて略同一であり，会合点１０
の近傍で且つ会合点１０に接近するほど漸次長くなって
会合点１０で最大長さとなる。

【００３１】また，会合ビード部４は，単独ビード部９
の外側ボーダ１１と隣接する単独ビード部９の外側ボー
ダ１１とに滑らかな曲線（即ち，円弧状即ちＲ状）で接
続する円弧状外側ボーダ１５と，単独ビード部９の内側
ボーダ８と共用ビード部５の一方の内側ボーダ８とが接
続する孔２の曲率より小さい曲率の円弧で滑らかな曲線
で接続する一方の円弧状内側ボーダ１６と，隣接する単
独ビード部９の内側ボーダ８と共用ビード部５の他方の
内側ボーダ８とが接続する孔２の曲率より小さい曲率の
円弧で滑らかな曲線で接続する他方の円弧状内側ボーダ
１６とで囲まれた部分で形成されている。

【００３２】次に，図２に示すこの発明による金属ガス
ケットと従来の金属ガスケットとのばね定数について比
較してみる。図１２に示すばね定数は，この金属ガスケ
ットから共用ビード部５を切り出して測定した結果であ
る。ここで，サンプルＡは図１１の従来の金属ガスケッ
ト，サンプルＢは図１０の従来の金属ガスケット，及び
サンプルＣは図２の金属ガスケットについての荷重に対
するばね定数である。図１２から分かるように，全体形
状でのばね定数の実測値を比較すると，サンプルＣはサ
ンプルＡとサンプルＢの中間に位置しているが，大幅な
差はない。

【００３３】ところが，ビード３の会合ビード部４の狭
い範囲の領域Ｊにおけるばね定数，即ち会合ビード部４
を含めて共用ビード部５の１／４（図２のグラフに対応
する部分）について，弾性限度範囲内での有限要素法Ｆ
ＥＭによる解析で計算したところ，それぞれの金属ガス
ケットのばね定数の解析値には差があることが分かっ
た。サンプルＡのばね定数は３．１４６×１０^３ｋｇｆ
／ｍｍ，サンプルＢのばね定数は１．５１７×１０^３ｋ
ｇｆ／ｍｍ，サンプルＣのばね定数は１．５８２×１０
^３ｋｇｆ／ｍｍであった。このように，サンプルＣはサ
ンプルＢに比べて若干ばね定数が大きく，サンプルＡに
比べるとかなり低いことが分かる。なお，会合ビード部
４のみのばね定数を，たわみの実用範囲を１００〜１５
０μｍとして実測してみると，サンプルＡのばね定数は
高く，サンプルＢのばね定数は小さく，そしてサンプル
Ｃは中間に位置しており，上記有限要素法ＦＥＭによる
解析による計算値と同様の傾向があることが分かった。

【００３４】また，ビードの面圧即ち金属ガスケットを
シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に締め付けて
圧縮状態に取り付けた時に発生する反力について，図２
に示すこの金属ガスケットと図１０及び図１１に示す従
来の金属ガスケットとを比較してみる。会合ビード部４
に見られる面圧のピーク値は図１１に比べてかなり小さ
くなり，図１０に比べてもやや小さくなっている。ま
た，会合ビード部４を挟んでその前後で発生していた面
圧の低下について見てみると，図２のこの金属ガスケッ
トは，単独ビード部９及び隣接の単独ビード部９側で面
圧の低下が発生しなくなる。また，共用ビード部５側に
おける面圧低下も図１１のものに比べて小さい。即ち，
図２のこの金属製ガスケットは，従来の金属製ガスケッ
トに比べて面圧がより一層均等化されていることが分か
る。

【００３５】図４はこの金属ガスケットの孔間の別の実
施例を示す拡大図である。図５は図４に示す金属ガスケ
ットの会合部の要部拡大図である。二点鎖線で示す単独
ビード部９及び共用ビード部５のビード中心線６ｃ，６
ｃ，６ｄは相互に１２０度の角度をもって会合点１０で
会合している。このように，ビード中心線６ｃ，６ｃ，
６ｄが相互に隣り合う二本の間で交差する角度を１２０
度としたことにより，図２に示す金属ガスケットのもの
に比べてより面圧の均等化が一層図られる。

【００３６】図６はこの金属ガスケットの孔間の更に別
の実施例を示す拡大図であり，図７は図６に示す金属ガ
スケットの線Ｂ−Ｂにおける会合ビード部の拡大断面図
である。会合ビード部４におけるビード中心線の形状に
ついては，図８に拡大して示された実施例におけるビー
ド中心線と同様である。図８を合わせて参照すると，会
合ビード部４において単独ビード部９のビード中心線６
は，円弧を描くビード中心線６ｅによって隣接する単独
ビード部９のビード中心線６に互いに接続している。ま
た，単独ビード部９のビード中心線６と共用ビード部５
のビード中心線６，及び隣接する単独ビード部９の中心
線６と共用ビード部５の中心線６も，それぞれ円弧を猫
くビード中心線６ｆ，６ｆによって互いに接続してい
る。このため，会合ビード部４には三つの円弧状ボーダ
１５，１６，１６（詳細には円弧状のビード中心線６
ｅ，６ｆ，６ｆ）で囲まれた平坦面１４が形成されてい
る。この平坦面１４を含むＢ−Ｂ断面の形状は，図７に
示すとおりである。また，この金属ガスケットは，ビー
ド中心線６ｅ，６ｆ，６ｆを含めたビード中心線６から
ビードの円弧状内側ボーダ１６を含めた内側ボーダ８へ
下ろした垂線の長さが略同一になるように形成されてい
る。この金属ガスケットも上記各実施例と同様に，会合
ビード部４における面圧のピーク値をかなり低く抑える
ことができると共に，会合ビード部４の両側の境界に発
生する面圧の低下をかなり抑えることができるので，会
合ビード部４近傍における面圧の均等化を図ることがで
きる。

【００３７】この実施例の金属ガスケットは，特に，図
８及び図９に示すように，会合ビード部４の面圧をコン
トロールするため，円弧状外側ボーダ１５，一方の円弧
状内側ボーダ１６及び他方の円弧状内側ボーダ１６とで
囲まれた会合部分１７の中央に面圧調整凹部１３を形成
することができる。この面圧調整凹部１３は，ほぼ三角
形状に形成され，一方の面が凹状に且つ他方の面が凸状
に形成され，ビード３の厚みより小さい高さに形成され
ているものである。平坦面１４の中央に面圧調整凹部１
３を形成すると，会合ビード部４のビードは，３辺のビ
ード部分１８から構成される三角形ビードに形成され，
三角形ビードのビード幅は単独ビード部９及び共用ビー
ド部５のビード幅より小さく形成されている。ビード中
心線６ｅ，６ｆの構成については既に説明したとおりで
あるので，ここでは省略する。

【００３８】この金属ガスケットにおいて，面圧調整凹
部１３のサイズを大きくすると，会合ビード部４のビー
ド幅は更に小さくなる。また，面圧調整凹部１３の深さ
を深くすると，会合ビード部４の３つのビード部分１８
は鋭角状になり面圧は大きくなる。それによって，会合
ビード部４の面圧は，面圧調整凹部１３のサイズ及び深
さをコントロールすることによって，適正な面圧に調節
することができる。

【００３９】従って，図８及び図９に示す金属ガスケッ
トにおいて，会合ビード部４に面圧調整凹部１３を形成
することによって，会合ビード部４でのピーク面圧を，
従来のものよりも適正に低減でき，また，会合ビード部
４と単独ビード部９との境界部分及び会合ビード部４と
共用ビード部５との境界部分の面圧を急激に低下させる
ことなく，単独ビード部９と共用ビード部５との面圧に
近づけることができ，孔２の全周囲にわたって均一な面
圧にコントロールすることができ，金属ガスケットのシ
ール性能を向上させることができる。

【００４０】

【発明の効果】これらの発明による金属ガスケットは，
上記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ガスケットは，会合ビ
ード部におけるばね定数が適正な大きさに設定できるの
で，会合ビード部におけるビードの負荷応力が極端に高
くはならない。従って，この金属ガスケットは，ビード
からヘタリや亀裂が発生せず，耐久性を向上させること
ができる。

【００４１】その上，この金属ガスケットは，ビード幅
の変化が小さく且つビードの断面形状があまり変化しな
いようなビード形状を有しているので，従来の金属ガス
ケットのように会合ビード部でビードを絞る必要がな
く，金型の製作が容易となり，簡単に作製でき，製造コ
ストも低減できる。

【００４２】また，この金属ガスケットにおいて，会合
ビード部と非会合ビード部の境界に発生する面圧の低下
をかなり抑えることができるので，非会合ビード部での
面圧を確保することができ，会合ビード部で必要以上に
面圧が高くなることはないので，会合ビード部近傍にお
ける面圧が均等化され，安定したシール性能を確保する
ことができる。

【００４３】また，この金属ガスケットにおいて，前記
会合ビード部の前記会合部分の中央にはビードの面圧を
コントロールするため面圧調整凹部が形成されている。
従って，会合ビード部におけるばね定数が前記面圧調整
凹部の大きさで適正な大きさの面圧に設定できるので，
会合ビード部におけるビードの負荷応力が極端に高くな
らず，会合ビード部からヘタリや亀裂が発生せず，耐久
性を向上できる。しかも，前記会合ビード部の会合部分
に前記面圧調整凹部をプレス等で簡単に形成するだけ
で，容易に面圧をコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属ガスケットの一実施例を示
す概略平面図である。

【図２】この金属ガスケットの孔間のビードの一実施例
を示す拡大説明図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】この金属ガスケットの孔間のビードの別の実施
例を示す拡大説明図である。

【図５】図４の符号Ｄの部分を示す会合ビード部の拡大
説明図である。

【図６】この金属ガスケットの孔間のビードの他の実施
例を示す拡大説明図である。

【図７】図６の線Ｂ−Ｂにおける会合ビード部の拡大断
面図である。

【図８】図６の符号Ｅにおける会合ビード部の別の実施
例を示す拡大説明図である。

【図９】図８の線Ｃ−Ｃにおける会合ビード部の拡大断
面図である。

【図１０】従来の金属ガスケットの会合部の一例を示す
拡大説明図である。

【図１１】従来の金属ガスケットの会合部の別の例を示
す拡大説明図である。

【図１２】図２，図１０及び図１１に示す各金属ガスケ
ットのばね定数の測定結果を比較したグラフである。

【符号の説明】

１ 弾性金属板 ２ シリンダボア孔 ３ ビード ４ 会合ビード部 ５ 共用ビード部 ６，６ａ〜６ｆ ビード中心線 ８ ビードの境界線（幅線） ９ 単独ビード部 １０ 会合点 １３ 面圧調整凹部 １４ 平坦部 １５ 円弧状外側ボーダ １６ 円弧状内側ボーダ １７ 会合部分 １８ ビード部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16J 15/08 F02F 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性金属板に形成された複数のシリンダ
   ボア孔の回りに沿って一面を凸状に且つ他面を凹状にシ
   ール用環状ビードを形成し，前記ビードは前記シリンダ
   ボア孔と隣接する前記シリンダボア孔との間以外の領域
   に形成されている各単独ビード部，該単独ビード部と隣
   接する前記単独ビード部とが１つに会合する領域に形成
   される２つの会合ビード部及び該会合ビード部と接続す
   る前記シリンダボア孔間に形成される一本の共用ビード
   部で構成され，前記単独ビードのビード幅は前記シリン
   ダボア孔に沿った内側ボーダと外側ボーダとの間の長さ
   で決定され，前記共用ビード部のビード幅は前記隣接す
   る前記各シリンダボア孔にそれぞれ近接して伸びる前記
   各内側ボーダの間の長さで決定されている金属ガスケッ
   トにおいて， 前記共用ビード部は実質的に同一ビード幅でストレート
   状に形成され，前記単独ビード部は前記共用ビード部と
   実質的に同一ビード幅で且つ前記シリンダボア孔に沿っ
   て形成され，更に，前記会合ビード部のばね定数又は面
   圧と前記共用ビード部及び前記単独ビード部の前記会合
   ビード部に近接した領域のばね定数又は面圧とを前記共
   用ビード部のばね定数又は面圧に近づけるため，前記会
   合ビード部は前記単独ビード部の前記内側ボーダの曲率
   より小さい曲率を有する滑らかな曲線からなり且つ前記
   共用ビード部の前記内側ボーダと前記各単独ビード部の
   前記内側ボーダとに接続する一対の円弧状内側ボーダに
   よって囲まれ，前記両単独ビード部の各ビード中心線と
   前記共用ビード部のビード中心線とは，前記会合ビード
   部において，滑らかに湾曲する曲線又は少なくとも直角
   以上の角度で折れ曲がる曲線から成るビード中心線で相
   互に接続され，且つ前記会合ビード部のビード幅は前記
   各円弧状内側ボーダ間の長さで定められると共に前記共
   用ビード部から前記単独ビード部へと向かうに従って漸
   次大きく形成されていることを特徴とする金属ガスケッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記単独ビード部の前記ビード幅は前記
   シリンダボア孔の回りに沿って実質的に同一の幅に形成
   され，更に，前記会合ビード部は，前記単独ビード部の
   前記外側ボーダと隣接する前記単独ビード部の前記外側
   ボーダとに滑らかな曲線で接続する円弧状外側ボーダ
   と，前記単独ビード部の前記内側ボーダと前記共用ビー
   ド部の一方の前記内側ボーダとが接続する前記シリンダ
   ボア孔の曲率より小さい曲率の円弧で滑らかな曲線で接
   続する一方の前記円弧状内側ボーダと，隣接する前記単
   独ビード部の前記内側ボーダと前記共用ビード部の他方
   の前記内側ボーダとが接続する前記シリンダボア孔の曲
   率より小さい曲率の円弧で滑らかな曲線で接続する他方
   の前記円弧状内側ボーダとで囲まれた会合部分で形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケ
   ット。
3. 【請求項３】 前記会合ビード部の面圧をコントロール
   するため，前記円弧状外側ボーダ，一方の前記円弧状内
   側ボーダ及び他方の前記円弧状内側ボーダとで囲まれた
   前記会合部分の中央に面圧調整凹部が形成されているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の金属ガスケット。
4. 【請求項４】 前記面圧調整凹部は三角形状であること
   を特徴とする請求項３に記載の金属ガスケット。
5. 【請求項５】 前記面圧調整凹部のサイズ及び深さを調
   節して前記会合ビード部の面圧を調節することを特徴と
   する請求項３に記載の金属ガスケット。
6. 【請求項６】 前記会合ビード部においては，前記両単
   独ビードの前記ビード中心線と前記共用ビードにおける
   前記ビード中心線とにそれぞれ接続する前記各ビード中
   心線が一つの会合点で会合し，前記ビードは，前記ビー
   ド中心線から前記ビードの前記内側ボータ及び前記円弧
   状内側ボーダへの垂線の長さと前記外側ボーダへの垂線
   の長さとが前記会合点の近傍を除いて略同一であり，且
   つ前記垂線の長さが前記会合点近傍で漸次長くなって前
   記会合点で最大長さになるように形成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
7. 【請求項７】 前記会合ビード部には，前記両単独ビー
   ドの前記両ビード中心線を相互に接続する前記ビード中
   心線，及び前記各単独ビードの前記ビード中心線と前記
   共用ビード部の前記ビード中心線とをそれぞれ相互に接
   続する前記ビード中心線とで囲まれる三角形状の平坦部
   が形成され，前記各ビード中心線から前記各内側ボーダ
   及び前記各円弧状内側ボーダへの垂線の長さが略同一で
   あることを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケッ
   ト。
8. 【請求項８】 前記円弧状外側ボーダは，前記外側ボー
   ダより外側で且つ前記共用ビード部の中心線の延長上に
   中心を有する円弧で形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の金属ガスケット。