JP3086008B2 - Metal gasket - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は，内燃機関，特
に，多気筒内燃機関において，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に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal gasket used in an internal combustion engine, in particular, in a multi-cylinder internal combustion engine, for sealing a space between opposed mounting surfaces of a cylinder head and a cylinder block.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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。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及
びシリンダブロック等を従来の比重の大きい鋼，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
ので内燃機関の運転時にシリンダブロックに対するシリ
ンダヘッドの相対変位が大きくなる傾向にある。金属製
ガスケットは，シリンダボア，水，油の通路に対応する
貫通孔の周囲近傍にビードを有しており，ボルト等によ
りシリンダヘッドとシリンダブロックとを締め付けて固
定するときに，対向取付面に対してビードが弾性的な環
状接触部を形成して対向取付面間をシールするものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a metal gasket made of a metal material has been used to seal a space between opposed mounting surfaces of a structural member of an internal combustion engine such as between a cylinder head and a cylinder block. 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 and cylinder blocks are made of aluminum materials having a low specific gravity in place of conventional steel and castings having a high specific gravity. Aluminum materials are lightweight, but have low rigidity, so that the relative displacement of the cylinder head with respect to the cylinder block during operation of the internal combustion engine tends to increase. Metal gaskets have beads near the peripheries of the through holes corresponding to the cylinder bores and the water and oil passages. When the cylinder head and cylinder block are tightened and fixed with bolts, etc., they face the opposite mounting surface. The bead forms an elastic annular contact portion to seal between the opposed mounting surfaces.
【０００３】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
能を向上させるために，上記ビードの頂部に軟質金属層
を設けたもの（実開昭６０−１４５６６５号公報参
照），スペーサ部材を設けたもの（実開昭６１−１６４
５９号公報参照）等が提案されている。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
ビードの頂部に付加されて，ビードの高さを増加させた
ものである。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対向取付面を圧接した
時には，金属製ガスケットは，ビードの高さが軟質金属
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。In such a metal gasket, a bead 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 (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-145665). Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-164) and a device provided with a spacer member.
No. 59) is proposed. 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. For example, when the cylinder head is tightened against the cylinder block and the opposing mounting surfaces of the structural members are pressed against each other, the metal gasket is strongly compressed by the height of the bead by the soft metal layer and spacer. Therefore, it is expected that the sealing performance between the two joints of the structural members around the cylinder bore hole will be improved. In addition, by forming the cladding with a soft material, the extreme pressure can be dispersed,
It is conceivable to improve the sealability, improve the contact surface seal, or protect the beads.
【０００４】また，上記従来技術とは別の技術として，
シールすべき圧接部となるシリンダボア孔の周囲部分に
ビード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り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６３−１４９４７９号公報参照）。該金
属製ガスケットは，シリンダボア孔の周縁に取り付けた
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
じた場合でも，ビードが洩れをシールするものである。
また，後者の公報のものは，例えば，シリンダヘッドと
シリンダブロックとの締め付けによって対向取付面の空
隙の不整を補償しようとする考えが開示されている。[0004] As another technology different from the above-mentioned conventional technology,
2. Description of the Related Art A metal gasket having a bead projecting from a peripheral portion of a cylinder bore hole serving as a pressure contact portion to be sealed is known in which a grommet is attached to a peripheral edge of the cylinder bore hole (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-101574).
No., JP-A-63-149479). The metal gasket seals the grommet attached to the periphery of the cylinder bore even if the grommet is first exposed to a high-temperature, high-pressure fluid such as combustion gas. Is to be sealed.
Further, the latter publication discloses an idea of compensating for irregularities in the gap between the opposed mounting surfaces by tightening the cylinder head and the cylinder block, for example.
【０００５】また，図１１及び図１２に示すように，シ
ールすべき圧接部となる貫通孔９の周囲部分にビード１
１を突設した金属製ガスケット８において，ビード１１
に形成された谷部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６３−１
０１５７３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。Further, as shown in FIGS. 11 and 12, a bead 1 is formed around a through hole 9 which is a pressure contact portion to be sealed.
In the metal gasket 8 protruding from the bead 11, the bead 11
There is known a metal gasket 8 in which a sealing member 12 is provided in a valley 10 formed in a gasket (for example, JP-A-63-1).
01573). In such a metal gasket 8, good sealing can be performed with a high surface pressure at the top of the bead 11, and at the same time, the side opposite to the top of the bead 11 can be sealed with the sealing member 12.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
ような金属製ガスケットは，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，このためにこれらの構造材
料の剛性が低くならざるを得ず，また，これら構造材料
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め付ける時には，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。その結果，シリンダボア孔間
の部分のような歪みの大きい個所の対向取付面間に高温
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
ル効果を低下させる。However, the metal gaskets as described above tend to be made of aluminum material for the cylinder head and the cylinder block in order to reduce the weight of recent internal combustion engines. When the rigidity of the material must be low, and when the opposing mounting surfaces between these structural materials are tightened with tightening bolts via a single-plate metal gasket, the position of the tightening bolts should be the outer circumference of the metal gasket or Since it is distributed in the outer peripheral portion, the cylinder bore is not necessarily evenly distributed around the cylinder bore, so that the opposed mounting surface is likely to be irregular. As a result, high-temperature and high-pressure combustion gas enters between the opposed mounting surfaces at locations where there is large distortion, such as a portion between the cylinder bores, and corrodes the bead portion of the metal gasket interposed between the opposed mounting surfaces. Soil and reduce the sealing effect.
【０００７】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 the metal gasket is subjected to repeated stress, that is, mechanical stress and thermal stress. . This load fluctuating stress occurs as a large value in a portion of the cylinder block or the cylinder head where the rigidity is the lowest, and as a result, there occurs a problem that the bead is set or a crack is generated to deteriorate the sealing performance.
【０００８】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，上記ビードの頂
部に軟質金属層を設けたもの（例えば，実開昭６０−１
４５６６５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，ビードに位置を合わせて軟質金属層やス
ペース部材を取り付けることは，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, a bead is provided with a soft metal layer on the top of the bead (for example, Japanese Utility Model Application Laid-open No. 60-1).
No. 45665) and those provided with a spacer member (for example, see Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1616459/1986), the portion of the metal gasket on which the soft metal layer and the spacer member are provided is limited to beads. Basically, the number of high-pressure parts, that is, the number of seal wires, on the opposed mounting surface does not increase, and it is difficult to attach a soft metal layer or a space member to the bead in terms of manufacturing, which increases costs. Will be.
【０００９】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製ガスケットの貫通孔
であるシリンダボア孔の周囲部分にビードを突設し，該
シリンダボア孔の周縁にグロメットを取り付けた金属製
ガスケットは，ビードの働きとは別に対向取付面の不整
を正す作用があるが，シリンダボア孔の周縁にグロメッ
トを取り付けるのは，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６３−１０
１５７４号公報，特開昭６３−１４９４７９号公報参
照）。A bead is projected from a high pressure portion to be sealed, that is, a portion around a cylinder bore hole which is a through hole of a metal gasket formed corresponding to the cylinder bore, and a grommet is attached to a peripheral edge of the cylinder bore hole. The metal gasket has the function of correcting irregularities of the opposing mounting surface, apart from the function of the bead. However, mounting the grommet on the periphery of the cylinder bore hole involves manufacturing the grommet, fitting and deforming the periphery of the cylinder bore hole, etc. And the cost is high (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-10 / 1988).
1574, JP-A-63-149479).
【００１０】更に，図１１及び図１２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
囲部分にビード１１を突設し，ビード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接触面，即ちシール面の数が増
加するものではない。シール面を増やすには増加するシ
ール面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。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１
２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, as shown in FIGS. 11 and 12, a bead 11 is protruded around the cylinder bore 9 located on the opposed mounting surface to be sealed, and a sealing member is provided on a valley 10 formed by the bead 11. With respect to the metal gasket provided with 12, the number of contact surfaces for sealing, that is, the number of sealing surfaces increases at different distances in the radial direction when viewed from the cylinder bore hole 9 with respect to the contact surface sandwiching the metal gasket. Not something. In order to increase the number of sealing surfaces, it is necessary to prepare sealing members 12 having different sizes by the number of increasing sealing surfaces. Further, the sealing member 12 can be integrated with the metal gasket 8, but for that purpose, the valley 10 of the bead 11 has a considerably large gap in a free state before tightening.
There is a concern that it may take time to perform the integration work by bonding or heating (see, for example, JP-A-63-101573).
【００１１】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
ンダヘッドとを金属製ガスケットを介して締め付けて固
定するときに，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り合うシリンダボ
ア同士の間において歪みが生じても，その歪みに対応し
て変位吸収し，締め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弾
性金属板のビードの腐食，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にへたりや亀裂が発生せず，
またビードとは別の位置においてシール面を確保して負
荷の分配を行い且つビードの全圧縮を防止し，ビードを
高い面圧から保護することができ，簡単な構造に構成さ
れている金属製ガスケット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 problem, and compensates for irregularities in the opposed mounting surfaces when a cylinder block and a cylinder head in an engine are fastened and fixed via a metal gasket. In fact, even if distortion occurs between adjacent cylinder bores due to the bending of the cylinder head, the displacement is absorbed in accordance with the distortion, preventing the sealing effect from lowering even after tightening and preventing high temperatures. The bead of the elastic metal plate is prevented from corroding and fouling due to the intrusion of high-pressure combustion gas. In addition, the bead does not sag or crack due to the large fluctuating load stress generated in the least rigid part of the cylinder head.
In addition, it is possible to secure the seal surface at a position different from the bead to distribute the load, prevent the bead from being fully compressed, protect the bead from high surface pressure, and have a simple structure. Is to provide a gasket.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は，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と，前記シリンダボア孔の
周囲を折り返し且つ前記ビードの内側に位置する折返し
部とを備えた弾性金属板から成る金属製ガスケットにお
いて，前記弾性金属板の前記折返し部の領域と前記ビー
ドから半径方向外側の領域との板厚の差を調整し且つ前
記弾性金属板の強度を調整するため前記ビードの凸側の
面に前記ビードに全面が接して積層すると共に前記ビー
ドの半径方向外側領域に伸びて前記弾性金属板に全面が
接して積層した調整板を有することを特徴とする金属製
ガスケットに関する。According to the present invention, there is provided a bead formed along the cylinder bore hole so as to be radially outwardly spaced from a peripheral edge of the cylinder bore hole, a bend formed around the cylinder bore hole and inside the bead. A metal gasket comprising an elastic metal plate having a folded portion positioned therein, wherein a difference in plate thickness between an area of the folded portion of the elastic metal plate and a region radially outward from the bead is adjusted, and In order to adjust the strength of the plate, the bead has an adjusting plate which is entirely in contact with the bead on the convex surface of the bead, and which extends to a radially outer region of the bead and is entirely in contact with the elastic metal plate. The present invention relates to a metal gasket characterized by the above.
【００１３】また，この金属製ガスケットは，前記弾性
金属板の前記折返し部に軟質部材を挟んだものである。
また，該軟質部材は，前記折返し部全域にわたって配置
され，或いは前記シリンダボア孔間の部分のみが厚く形
成され且つ前記シリンダボア孔間以外の部分が薄く形成
され，又は前記シリンダボア孔間の部分にのみ配置され
ているものである。そして，この金属製ガスケットの外
面には，耐熱性及び耐油性のゴム又は樹脂等の非金属材
料を塗布しているものである。Further, in the metal gasket, a soft member is sandwiched between the folded portions of the elastic metal plate.
Further, the soft member is disposed over the entire area of the folded portion, or only the portion between the cylinder bores is formed thick and the portion other than between the cylinder bores is formed thin, or is disposed only at the portion between the cylinder bores. Is what is being done. The outer surface of the metal gasket is coated with a heat-resistant and oil-resistant non-metallic material such as rubber or resin.
【００１４】また，この金属製ガスケットにおいて，前
記弾性金属板の前記ビードの形状は，前記シリンダボア
孔間の部分で頂部円弧状の凸形状であり且つ前記シリン
ダボア孔間以外の部分で頂部平ら状の凸形状に形成した
ものである。Further, in this metal gasket, the shape of the bead of the elastic metal plate is a convex shape having an arcuate top at a portion between the cylinder bores, and a flat top at a portion other than between the cylinder bores. It is formed in a convex shape.
【００１５】また，この金属製ガスケットについては，
前記折返し部が前記シリンダボア孔間の部分で厚く且つ
前記シリンダボア孔間以外の部分で薄く形成されている
ものである。[0015] Further, regarding this metal gasket,
The folded portion is formed to be thick at a portion between the cylinder bores and to be thin at a portion other than between the cylinder bores.
【００１６】前記折返し部は，所定の圧縮力を付与して
互いに接する状態に予め設定された厚さに成形されてい
る。例えば，図３と図４に示すように，前記折返し部の
厚さが前記弾性金属板の板厚の約２倍又は前記折返し部
に所定の圧縮力を付与して予め設定された前記弾性金属
板の板厚の２倍より小さい厚さに成形される。The folded portions are formed to have a predetermined thickness so as to be in contact with each other by applying a predetermined compressive force. For example, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the thickness of the folded portion is about twice the thickness of the elastic metal plate or the elastic metal plate is set in advance by applying a predetermined compressive force to the folded portion. It is formed to a thickness of less than twice the thickness of the plate.
【００１７】この金属製ガスケットは，以上のように，
調整板がビードの凸側の面に全面が積層すると共に前記
ビードの半径方向外側領域に伸びて弾性金属板に全面に
積層しているので，対向取付面を有する二つの構造部分
であるシリンダヘッドとシリンダブロックとの間で金属
製ガスケットを締め付けて押圧状態にすると，前記ビー
ドと該ビードに積層装着した前記調整板とはその押圧力
によって変形するが，シリンダボア孔の周縁から半径方
向外側に隔置した位置において対向取付面に対して環状
シール部を形成する。それと同時に，前記折返し部の厚
さは，互いに接する状態に折り返されて弾性金属板の板
厚の約２倍であるから，シリンダボア孔の周囲において
別の環状シール部を形成する。この締め付け時に二つの
構造部分の対向取付面に不整が生じても前記ビードと前
記調整板や前記折返し部が歪みに対応して変形し，当接
面間の不揃いな間隙を吸収する。This metal gasket is, as described above,
Since the adjusting plate is entirely laminated on the convex surface of the bead and extends over the radially outer region of the bead and is laminated on the entire surface of the elastic metal plate, the cylinder head has two structural parts having opposed mounting surfaces. When the metal gasket is tightened and pressed between the cylinder and the cylinder block, the bead and the adjusting plate stacked and mounted on the bead are deformed by the pressing force, but are separated radially outward from the peripheral edge of the cylinder bore hole. An annular seal portion is formed with respect to the opposed mounting surface at the position where it is placed. At the same time, the thickness of the folded portion is folded to be in contact with each other and is about twice the thickness of the elastic metal plate, so that another annular seal portion is formed around the cylinder bore hole. Even if irregularities occur in the opposed mounting surfaces of the two structural parts during this tightening, the beads, the adjusting plate, and the folded portions are deformed in response to the distortion, and absorb irregular gaps between the contact surfaces.
【００１８】環状シール部の増加は上記対向取付面の不
整の吸収との相乗作用によって内燃機関の燃焼サイクル
の繰り返しで発生する変動負荷を分担して支持するの
で，シリンダヘッドの歪み量を抑制する。前記弾性金属
板の前記ビードに対しては，前記調整板が積層した二重
構造となるから，前記調整板の存在のために少なくとも
その板厚の差分は全圧縮が防止され，前記調整板が前記
弾性金属板を補強し，内燃機関の始動，運転及び停止に
伴って前記ビードに発生する変動負荷応力を軽減し，前
記ビードのヘタリや亀裂の発生を防止する。また，前記
折返し部は，金属製ガスケット本体に対して一体である
ので，締め付けて使用する時には，ずれ等の不具合は生
じない。The increase in the number of the annular seal portions supports the variable load generated by the repetition of the combustion cycle of the internal combustion engine by synergistically acting with the absorption of the irregularity of the opposed mounting surface, thereby suppressing the distortion amount of the cylinder head. . For the bead of the elastic metal plate, since the adjusting plate has a double structure in which the adjusting plate is stacked, at least the difference in the thickness of the adjusting plate is prevented from being completely compressed due to the presence of the adjusting plate. The elastic metal plate is reinforced to reduce a fluctuating load stress generated in the bead when the internal combustion engine is started, operated and stopped, thereby preventing the bead from settling and cracking. Further, since the folded portion is integral with the metal gasket main body, there is no problem such as misalignment when tightened and used.
【００１９】前記弾性金属板のシリンダボア孔の周縁か
ら半径方向外側に隔置した位置において前記シリンダボ
ア孔に沿ってビードを形成し，前記シリンダボア孔の周
囲部分において前記ビードとの間で半径方向外側に折り
返した折返し部を形成するだけでは，前記折返し部と前
記ビード以遠の半径方向外側に位置する領域との間に，
弾性金属板の厚さに相当する段差を生じるが，この段差
が必要以上の段差である場合には，シリンダヘッドとシ
リンダブロックとの間に発生する変形量に対応できず，
或いは接合面間に発生する変形量によって板厚を決める
必要がある。しかしながら，この金属製ガスケットによ
れば，前記調整板をビード及びビード以遠の半径方向外
側に積層装着しているため，上記段差を任意の値にもた
らすことができ，前記シリンダボア孔周りの前記折返し
部と前記ビード，更に，その他，水孔，油孔周りの面圧
を理想的に調整可能である。A bead is formed along the cylinder bore at a position radially outward from the periphery of the cylinder bore in the elastic metal plate, and a bead is formed radially outward between the bead and the periphery of the cylinder bore. By simply forming the folded portion, the gap between the folded portion and the region located radially outward beyond the bead is formed.
A step corresponding to the thickness of the elastic metal plate occurs, but if this step is more than necessary, it cannot cope with the deformation generated between the cylinder head and the cylinder block.
Alternatively, it is necessary to determine the plate thickness based on the amount of deformation generated between the joining surfaces. However, according to this metal gasket, since the adjusting plates are stacked and mounted radially outward beyond the bead and the bead, the step can be brought to an arbitrary value, and the folded portion around the cylinder bore hole is provided. In addition, the surface pressure around the water hole and the oil hole can be adjusted ideally.
【００２０】また，この金属製ガスケットは，前記折返
し部に軟質部材を挟んだものであり，前記折返し部と前
記領域との間の段差が必要な段差以下の段差となる場合
に，前記折返し部に挟んだ軟質金属板に前記段差の調節
を行わせることができる。Further, the metal gasket has a soft member sandwiched between the folded portions, and when the step between the folded portion and the region becomes smaller than the required step, the folded portion is formed. The step can be adjusted by a soft metal plate sandwiched between the two.
【００２１】この金属製ガスケットは，その外面に耐熱
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
ものであり，ガスケットとシリンダヘッド及びシリンダ
ブロックとの間での金属対金属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。This metal gasket is formed by coating a heat-resistant and oil-resistant non-metallic material such as rubber or resin on the outer surface thereof. Contact is avoided to prevent corrosion and fouling of the metal surface, and the unevenness of the cylinder head and cylinder block surfaces (machined surface)
To ensure a sufficient sealing function.
【００２２】また，この金属製ガスケットは，前記折返
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おり，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いて歪みが
最も大きく生じやすいが，前記シリンダボア孔間で厚さ
を大きくした前記折返し部が効果的にかかる歪みを変位
吸収し，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の腐食，汚損
を防止する。Also, in this metal gasket, the folded portion is formed thick between the cylinder bore holes and thin except for between the cylinder bore holes, and the distortion between adjacent cylinder bores due to the curvature on the cylinder head side is minimized. Although it is easy to generate large, the folded portion having a large thickness between the cylinder bore holes effectively displaces and absorbs the applied distortion, prevents a decrease in sealing effect, and prevents metal gasket beads from entering by high-temperature and high-pressure combustion gas. To prevent corrosion and fouling.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】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を説明する。図１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，及び図２は図１の一部を詳細に示す拡大平面図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a metal gasket according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a metal gasket according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of FIG. 1 in detail.
【００２４】この金属製ガスケットは，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。単板の弾性金属板１は，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
乃至ＳＫ７），焼き入れ・焼き戻し処理としてＳＵＳ４
２０Ｊ2 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，厚さｔを０．２ｍｍ乃至０．２５ｍｍの間の値に形
成されており，ビード加工前の素材の硬さは，例えば，
Ｈv ２００以下の素材である。This metal gasket is used to seal the opposed mounting surface between a cylinder head and a cylinder block (both not shown) in a four-cylinder engine. The single elastic metal plate 1 is made of, for example, SUS630 or SUS631 as a precipitation hardening treatment, SUS304, SUS301 or a SK material (SK1
To SK7), SUS4 for quenching and tempering
20 J 2 and SUS440A, or titanium alloy as the solution heat treatment, a metal material such as aluminum alloy, for example, is formed to a thickness t to a value between about 0.2mm to about 0.25 mm, it beads unprocessed material Hardness is, for example,
Hv 200 or less.
【００２５】上記金属材料を各熱処理した場合の硬さの
具体的な例は，次のとおりである。ＳＵＳ３０４，ＳＵ
Ｓ３０１或いはＳＫ材（ＳＫ１乃至ＳＫ７）を窒化処理
した場合には，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０１については
熱処理前がＨv ２００以下（但し，表面のみ）である
が，熱処理後がＨv ５００以上であり，また，ＳＫ材
（ＳＫ１乃至ＳＫ７）については熱処理前がＨv ２００
以下であるが，熱処理後はＨv ５００以上であった。Ｓ
ＵＳ６３０やＳＵＳ６３１を析出硬化処理した場合には
熱処理前がＨv ２００以下であるが，熱処理後はＨv ３
５０以上であった。ＳＵＳ４２０Ｊ2 やＳＵＳ４４０Ａ
を焼き入れ・焼き戻し処理した場合には，熱処理前がＨ
v ２００以下であるが，熱処理後はＨv ３５０以上であ
った。更に，チタン合金，アルミニウム合金（６Ａｌ−
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Ｈv ３５０以上であった。Specific examples of the hardness when the above-mentioned metal material is subjected to each heat treatment are as follows. SUS304, SU
In the case where the S301 or SK material (SK1 to SK7) is nitrided, SUS304 and SUS301 have Hv of 200 or less (however, only the surface) before heat treatment, but have Hv of 500 or more after heat treatment. For materials (SK1 to SK7), Hv 200 before heat treatment
Hv after heat treatment was 500 or more. S
When US630 or SUS631 is subjected to the precipitation hardening treatment, Hv is 200 or less before the heat treatment, but Hv 3 or less after the heat treatment.
It was 50 or more. SUS420J 2 and SUS440A
When quenching and tempering are performed, H
Although it was 200 or less, Hv was 350 or more after the heat treatment. Furthermore, titanium alloy, aluminum alloy (6Al-
When 2Sn-4Zr-6Mo) was subjected to solution heat treatment, Hv was 200 or less before heat treatment, but Hv was 350 or more after heat treatment.
【００２６】この金属製ガスケットにおいて，弾性金属
板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，弾性金属板１には，冷却水を通す水穴３，
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。In this metal gasket, four cylinders, that is, four cylinder bores 2A, 2B, 2C and 2D corresponding to the cylinder bores formed in the cylinder block are formed in the elastic metal plate 1. (The reference numeral 2 is used to generically refer to these cylinder bores.) Further, the elastic metal plate 1 has water holes 3 through which cooling water passes.
A plurality of oil holes, oil return holes, knock holes, rivet holes, etc., are drilled. These are well-known technologies in the field of metal gaskets, and will be described in detail here. Is omitted.
【００２７】また，図示していないが，この金属製ガス
ケットの表裏両面に対しては，耐熱性及び耐油性のゴム
（例えば，フッ素ゴム），樹脂等の非金属材料で，例え
ば，厚さが１０μ乃至５０μ程度の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
ての耐腐食性や耐久性及び強度を確保することができ
る。また，金属製ガスケットは機械加工面に凹凸が存在
していても上記非金属材料が凹凸をカバーして充分なシ
ール機能を果たすことができる。Although not shown, the front and back surfaces of the metal gasket are made of a nonmetallic material such as a heat-resistant and oil-resistant rubber (for example, fluororubber) or a resin. By applying a coating of about 10 μm to 50 μm, metal-to-metal contact with the cylinder head and cylinder block can be avoided, and the corrosion resistance, durability and strength of the gasket can be ensured. In addition, even if the metal gasket has irregularities on the machined surface, the non-metallic material can cover the irregularities and perform a sufficient sealing function.
【００２８】次に，図３〜図５を参照して，この金属製
ガスケットについて説明する。図３は図２の線Ａ−Ａに
おける断面図，図４は図２の線Ｂ−Ｂにおける断面図及
び図５は図２の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。図３に
は，弾性金属板１に形成したそれぞれ隣接するシリンダ
ボア孔２Ａ，２Ｂの境界部分を，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の断
面，即ち，シリンダボア孔２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２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。図４にお
いて，シリンダボア孔２Ａと金属製ガスケットの端部即
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
についても縁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２間以外のシリンダ
ボア孔２の回りでも同様の断面構造を有しているのは勿
論である。更に，図５において，冷却水を通す水穴３を
通る金属製ガスケットの断面が示されているが，他の水
穴やオイルを通すオイル穴やオイル戻り穴，ノック孔，
リベット穴等においても，同様の断面構造を有している
のは勿論である。Next, the metal gasket will be described with reference to FIGS. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view taken along line CC in FIG. In FIG. 3, the boundary between the adjacent cylinder bores 2A and 2B formed in the elastic metal plate 1 is defined by the cylinder bores 2A and 2B.
Although the cross section of the metal gasket cut along the line connecting the centers of 2B, that is, the cross section between the cylinder bores 2 is shown, a similar cross-sectional structure is formed at the boundary between the other adjacent cylinder bores 2. Of course there are. FIG. 4 shows a cross section of the metal gasket taken along a line connecting the cylinder bore hole 2A and the end or edge of the metal gasket.
Has the same cross-sectional structure with the edge portion, and of course, the same cross-sectional structure is not limited to these but also around the cylinder bore hole 2 other than between the cylinder bore holes 2. Further, FIG. 5 shows a cross section of the metal gasket passing through the water hole 3 through which the cooling water passes, but other water holes, oil holes through which oil passes, oil return holes, knock holes,
Of course, the rivet holes and the like also have the same sectional structure.
【００２９】上記の各図面から理解されるように，金属
製ガスケットのシリンダボア孔２の近傍周囲部分をシリ
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，高さは，０．２乃至
０．２５ｍｍである。隣接するシリンダボア孔２間の距
離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，隣接するシリンダボア孔
２Ｂの周囲のビード４Ｂとは，シリンダボア孔２Ａ，２
Ｂの接近部分において重なって会合している。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。また，弾性金属
板１に形成したシリンダボア孔２の周縁には，ビード４
の半径方向内側においてビード４と重なることのないよ
うに折返し部５Ａ，５Ｂが形成されている（以下，折返
し部を称するときは符号５を用いる）。折返し部５の幅
Ｌ4 は，例えば，約２．５ｍｍである。更に，図５に示
すように，水穴３における金属製ガスケットの断面構造
は，穴３と同心状に周囲の部分が他の平面的な部分から
僅かに窪み状（或いは山形）になるように変形してお
り，締め付け時に，穴３の周囲においてシール性が得ら
れるように構成されている。As can be understood from the above-mentioned drawings, a bead 4 having a mountain-shaped cross section is formed so as to surround the vicinity of the cylinder bore 2 of the metal gasket in an annular manner concentrically with the cylinder bore 2. Reference numeral 4 denotes a cylinder bore hole 2
Indicates a generic name for beads in the same manner as. In the illustrated example, the bead 4 starts at a distance L 2 (for example, about 2.9 mm) from the inner peripheral edge of the cylinder bore 2, has a predetermined width L 3 of about 2 mm when viewed in the radial direction, and has a high height. The height is 0.2 to 0.25 mm. Distance L 1 between the cylinder bore holes 2 adjacent, for example, about 7.8 mm, and the surrounding bead 4A of the cylinder bore hole 2A, the bead 4B around the adjacent cylinder bore holes. 2B, the cylinder bore hole 2A, 2
B overlaps in the approaching part of B. However, the adjacent beads 4 may be arranged at a slight gap without overlapping each other. A bead 4 is formed around the cylinder bore 2 formed in the elastic metal plate 1.
Folded portions 5A and 5B are formed so as not to overlap with the bead 4 on the radial inner side (hereinafter, reference numeral 5 is used when the folded portion is referred to). Width L 4 of the folded portion 5 is, for example, about 2.5 mm. Further, as shown in FIG. 5, the cross-sectional structure of the metal gasket in the water hole 3 is such that the surrounding portion is slightly depressed (or mountain-shaped) from other planar portions concentrically with the hole 3. It is deformed, and is configured so that a sealing property can be obtained around the hole 3 at the time of tightening.
【００３０】弾性金属板１に形成された折返し部５の厚
さを調節するため，折返し部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）（即ち，弾
性金属板１の板厚の２倍以下の厚さ）に互いに接する状
態に折り返して成形する。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よりも大きな
値であるβだけ減少した板厚（２ｔ2 ＝２ｔ−β）（即
ち，弾性金属板１の板厚の２倍以下の厚さ）に互いに接
する状態に折り返して成形する。即ち，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
ンについては，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行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，折返し部５の
構造を，図３に示すような上記シリンダボア孔２間に位
置する部分の厚さ２ｔ1 が，図４に示すようなシリンダ
ボア孔２間以外の部分の厚さ２ｔ2 （但し，α＜β）よ
りも厚い形状になるような構造としている。In order to adjust the thickness of the folded portion 5 formed on the elastic metal plate 1, a predetermined compressive force is applied to the folded portion 5 to set a predetermined thickness 2t 1 (= 2t−α) (that is, 2t 1- = 2t-α). (Thickness not more than twice the thickness of the elastic metal plate 1). Around the cylinder bores except between the cylinder bores 2, the thickness (2t 2 = 2t−β) reduced by β which is a value larger than α (that is, less than twice the thickness of the elastic metal plate 1). (Thickness). That is, the rigidity of the cylinder head is lower than that of the cylinder block, and in the case of a multi-cylinder engine, the portion between adjacent cylinder bores 2 is liable to undergo the largest distortion due to load fluctuation in the combustion cycle of the internal combustion engine during the explosion stroke and the expansion stroke. By the way. Therefore, since this portion is at easily reduced sealing function most by the metal gasket, a structure of the folded portion 5, the thickness 2t 1 of the portion located between the cylinder bores hole 2 as shown in FIG. 3, FIG. As shown in FIG. 4, the thickness of the portion other than between the cylinder bores 2 is larger than 2t 2 (where α <β).
【００３１】具体的には，図９及び図１０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，０．３７ｍｍに形成
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については厚さ２ｔ2 が，例えば，０．３２ｍｍ
に形成されている。なお，折返し部５を形成した弾性金
属板１は，熱処理して硬さを調節するが，この時，ビー
ド形成前でＨｖ２００以下であるのを，熱処理後には弾
性金属板１の種類に応じた硬度を有するように硬化す
る。[0031] Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, in the region a between the cylinder bore holes 2 thickness 2t 1 in adjacent cylinder bores holes 2 are formed on 0.37 mm, area The thickness gradually decreases in a region b extending on both sides of a, and further, in a region c of an arc portion extending on both sides thereof, the thickness 2t 2 is, for example, 0.32 mm.
Is formed. The hardness of the elastic metal plate 1 on which the folded portion 5 is formed is adjusted by heat treatment. At this time, Hv 200 or less before bead formation depends on the type of the elastic metal plate 1 after heat treatment. It cures to have hardness.
【００３２】この発明による金属製ガスケットは，上記
構成において，特に，弾性金属板１を補強するため，弾
性金属板１のビード４に調整板である金属板６を積層し
たことを特徴とする。即ち，この金属製ガスケットにお
いて，シリンダボア孔２の回りのビード４の以遠，即
ち，ビード４を含んで半径方向外側で，ビード４が凸と
なる側の面には，図４及び図５に示すように，板厚調整
用の金属板６が全面接して積層されている。隣接するシ
リンダボア孔２間の領域では，シリンダボア孔２Ａ側か
ら見てもシリンダボア孔２Ｂから見てもビード４以遠で
あるのはビード4自体のみであるから，図３に示すよう
に，金属板６はビード４にのみ全面接して積層装着され
ている。金属板６はＳＵＳ３０１又はＳＵＳ３０４等の
硬質材（Ｈｖ３５０乃至５００）から形成されていて，
金属製ガスケットの板厚ｔ（例えば，０．２乃至０．２
５ｍｍ）より薄い板厚ｔ4 （例えば，０．１０乃至０．
２０ｍｍ）を有している。金属板６は，シリンダボア孔
２の回り，即ち折返し部５の領域における金属製ガスケ
ットの弾性金属板１の板厚と，ビード４から半径方向外
側の領域における弾性金属板１の板厚との差を調整する
ことを主とした目的として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
返し部５の厚さが余り変化しない場合に，折返し部５と
ビード４以遠の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積層装着される。
金属板６には上記硬質材を用いているので，ビード４を
含む積層領域の強度を増大させることができ，また，ビ
ード４が対向取付面に対して当接するときの面圧に対す
る保護機能をも備えることができる。The metal gasket according to the present invention is characterized in that the metal plate 6 as an adjusting plate is laminated on the beads 4 of the elastic metal plate 1 in order to reinforce the elastic metal plate 1 in the above configuration. That is, in this metal gasket, the surface beyond the bead 4 around the cylinder bore hole 2, that is, the surface on the side where the bead 4 is convex on the radially outer side including the bead 4, is shown in FIG. 4 and FIG. As described above, the metal plate 6 for adjusting the thickness is laminated in contact with the entire surface. In the area between the adjacent cylinder bores 2, the bead 4 itself is farther than the bead 4 as viewed from the cylinder bore 2 </ b> A side and the cylinder bore 2 </ b> B, and as shown in FIG. Are laminated and mounted only in contact with the entire bead 4. The metal plate 6 is formed from a hard material (Hv350 to 500) such as SUS301 or SUS304.
The thickness t of the metal gasket (for example, 0.2 to 0.2)
Thinner plate thickness than 5 mm) t 4 (e.g., 0.10 to 0.
20 mm). The metal plate 6 has a difference between the thickness of the elastic metal plate 1 of the metal gasket around the cylinder bore 2, that is, in the region of the folded portion 5, and the plate thickness of the elastic metal plate 1 in the region radially outward from the bead 4. For example, when the thickness of the folded portion 5 does not change much around the cylinder bore hole 2 due to the pre-compression, the radial direction beyond the folded portion 5 and the bead 4 is provided. In order to reduce the level difference between the outer region and the outer region, the beads 4 are stacked and mounted on the convex surface.
Since the above-mentioned hard material is used for the metal plate 6, the strength of the lamination region including the bead 4 can be increased, and the protection function against the surface pressure when the bead 4 comes into contact with the opposed mounting surface is provided. Can also be provided.
【００３３】金属製ガスケットは，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め付けて押圧状態にすると，
弾性金属板１のシリンダボア孔２の近傍周囲部分に設け
たビード４が，シリンダヘッドの接合面に対して接触し
て環状シール部を形成する。また，折返し部５はシリン
ダブロック側及びシリンダヘッド側の対向取付面に対し
てビード４による環状シール部の内側で環状シール部を
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る。
これらの二段構えの環状シール部によって，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 is interposed between the cylinder head and the cylinder block. For example, when the metal gasket is tightened by a bolt passing through the bolt hole 3 and brought into a pressed state,
A bead 4 provided around the cylinder bore hole 2 of the elastic metal plate 1 comes into contact with the joint surface of the cylinder head to form an annular seal portion. In addition, the folded portion 5 forms an annular seal portion inside the annular seal portion formed by the beads 4 with respect to the opposed mounting surfaces on the cylinder block side and the cylinder head side, but the sealing pressure on the cylinder head and the cylinder block increases the plate thickness. It gets higher as much as you do.
With these two-stage annular seal portions, it is possible to prevent high-temperature and high-pressure combustion gas from leaking from the cylinder bore hole 2 to the opposite mounting surfaces.
【００３４】また，シリンダヘッドとシリンダブロック
との締め付け時に，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，折返し部５と，金属
板６を積層装着したビード４がこれに対応して変形し，
上記のように環状シール部の増加と不揃いな間隙を吸収
する。このように環状シール部の増加と上記対向取付面
の不整の吸収により，内燃機関の爆発・膨張行程の燃焼
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。折返し部５も，ビード４に加えて対向
取付面に当接するので，締付け力がビード４と折返し部
５とに分担して支持され，更に，ビード４は金属板６と
の積層構造であるから，金属板６の板厚分だけはビード
４の高さを軽減できるので，締め付け時においてビード
４に発生する応力はさらに軽減されて全圧縮が防止さ
れ，内燃機関の運転時における負荷変動によって金属製
ガスケットに上記のような抑制された繰り返し応力が働
いたとしてもビード４に発生する負荷応力が軽減される
のでビードのヘタリや亀裂の発生を防止することができ
る。Further, even when irregularities occur in the opposed mounting surface between the cylinder head and the cylinder block when the cylinder head and the cylinder block are tightened, the folded portion 5 and the bead 4 on which the metal plates 6 are laminated and mounted correspond. And deform,
As described above, the increase in the annular seal portion and the uneven gap are absorbed. As described above, the amount of distortion of the cylinder head caused by the repetition of the combustion cycle of the explosion / expansion process of the internal combustion engine is suppressed by the increase in the annular seal portion and the absorption of the irregularity of the opposed mounting surface. Since the folded portion 5 also comes into contact with the opposing mounting surface in addition to the bead 4, the clamping force is shared and supported by the bead 4 and the folded portion 5, and the bead 4 has a laminated structure with the metal plate 6. Since the height of the bead 4 can be reduced only by the thickness of the metal plate 6, the stress generated in the bead 4 at the time of tightening is further reduced, so that the entire compression is prevented. Even if the above-described suppressed repetitive stress acts on the gasket, the load stress generated on the bead 4 is reduced, so that the bead can be prevented from settling and cracking.
【００３５】図６及び図７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
金属製ガスケットの平面図，断面位置及び主要な構造
は，図３及び図５に示した先に説明した実施例と同じで
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，折返し部５に厚さｔ3 （例えば，１００乃至２００
μ）の軟質部材である軟質金属板７Ａ，７Ｂ（以下，総
称の時には符号７で示す）が挟まれている。従って，折
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
外のシリンダボア孔２回りで２ｔ＋ｔ3 −βである。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
シリンダボア孔回りの厚さ（２ｔ＋ｔ3 −β）より厚く
構成されることになる。FIGS. 6 and 7 are sectional views of still another embodiment of the metal gasket according to the present invention. The plan view, cross-sectional position and main structure of the metal gasket of this embodiment are the same as those of the previously described embodiment shown in FIGS. In this embodiment, the thickness t 3 (for example, 100 to 200
μ) are sandwiched between soft metal plates 7A and 7B (hereinafter, generally denoted by reference numeral 7). Accordingly, the thickness of the folded portion 5 is 2t + t 3 −α between the cylinder bores 2 after precompression, and 2t + t 3 −β around the cylinder bores 2 other than between the cylinder bores 2. β
Has a value larger than α, the thickness between the cylinder bores 2 (2t + t 3 −α) is larger than the thickness around the cylinder bores other than between the cylinder bores 2 (2t + t 3 −β). Become.
【００３６】図８はこの発明による金属製ガスケットの
他の実施例の断面図である。この実施例の金属製ガスケ
ットは，シリンダボア孔２間では折返し部５に図６に示
すように軟質部材である軟質金属板７Ａ，７Ｂを挟み込
んでいるが，シリンダボア孔２間以外の部分では折返し
部５Ａに軟質部材である軟質金属板を挟み込んでいない
構造に構成したものである。FIG. 8 is a sectional view of another embodiment of the metal gasket according to the present invention. In the metal gasket of this embodiment, as shown in FIG. 6, soft metal plates 7A and 7B, which are soft members, are sandwiched in the folded portion 5 between the cylinder bores 2, but in the portions other than between the cylinder bores 2. 5A has a structure in which a soft metal plate as a soft member is not sandwiched.
【００３７】この金属製ガスケットは，軟質金属板７に
ついては種々の変形例が考えられる。αの値とβの値
は，図９及び図１０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。例えば，軟質金属
板７は，折返し部５全周域にわたって配置されてもよ
く，或いはシリンダボア孔２間の部分のみが厚く形成さ
れ且つシリンダボア孔２間以外の部分が薄く形成されて
もよく，又はシリンダボア孔２間の部分にのみ配置する
ことができるである。この実施例における金属製ガスケ
ットの場合も，金属板６を弾性金属板１に積層装着した
後，折返し部５を形成する工程において，折返し部５に
軟質金属板７を挟み込み，圧縮力を付与して予め設定さ
れた厚さに成形し，最後に，折返し部５を形成した弾性
金属板１と挟み込んだ軟質金属板７を熱処理して硬さを
調整する。In the metal gasket, various modifications of the soft metal plate 7 can be considered. The values of α and β can be changed according to the position around the cylinder bore, as shown in FIGS. 9 and 10. For example, the soft metal plate 7 may be arranged over the entire circumference of the folded portion 5, or only the portion between the cylinder bores 2 may be formed thick and the portion other than between the cylinder bores 2 may be formed thin, or It can be arranged only in the portion between the cylinder bores 2. Also in the case of the metal gasket in this embodiment, after the metal plate 6 is laminated and mounted on the elastic metal plate 1, in the step of forming the folded portion 5, the soft metal plate 7 is sandwiched in the folded portion 5 to apply a compressive force. Then, the elastic metal plate 1 having the folded portion 5 formed thereon and the soft metal plate 7 sandwiched therebetween are heat-treated to adjust the hardness.
【００３８】軟質金属板７は，シリンダボア孔２回りと
ビード４から半径方向外側の領域との厚さの差を調整す
るために設けられている。例えば，予圧縮によってシリ
ンダボア孔２回りにおいて折返し部５の厚さが大きく減
少する場合に，該軟質金属板７をビード４が凸側の面に
積層して，折返し部５に挟み込み，折返し部５とビード
４以遠の半径方向外側の領域との段差を大きくする。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 outward from 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 precompression, the soft metal plate 7 is laminated on the convex side surface of the bead 4 and is sandwiched between the folded portions 5. And the step between the bead 4 and the radially outer region beyond the bead 4 are increased.
【００３９】図８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図１の線Ｂ−Ｂにおける断面図で
ある。図８に示す実施例は，第２の実施例においてシリ
ンダボア孔２間の領域以外のシリンダボア孔回りにおけ
るビード４の形状の変形例である。この領域におけるビ
ード４の形状は半径方向の幅の部分でビードの山が平坦
化されており，その分，ばね定数を小さくしてある。シ
リンダボア孔２間の領域におけるビード４の形状は，先
の実施例のものと同様であるので，重複する説明は省略
する。FIG. 8 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1 showing another embodiment of the metal gasket according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 8 is a modified example of the shape of the bead 4 around the cylinder bore other than the area between the cylinder bores 2 in the second embodiment. The shape of the bead 4 in this region is such that the peak of the bead is flattened at a portion having a width in the radial direction, and the spring constant is reduced accordingly. Since the shape of the bead 4 in the region between the cylinder bores 2 is the same as that of the previous embodiment, the overlapping description will be omitted.
【００４０】この発明の上記の各実施例は，四気筒内燃
機関について説明したけれども，この発明は上記実施例
の内燃機関に限ることはなく，例えば，三気筒又はＶ型
六気筒の内燃機関の場合等に適用することができる。Although the above embodiments of the present invention have been described with reference to a four-cylinder internal combustion engine, the present invention is not limited to the internal combustion engine of the above-described embodiment. For example, a three-cylinder or V-type six-cylinder internal combustion engine may be used. It can be applied to cases and the like.
【００４１】[0041]
【発明の効果】この発明による金属製ガスケットは，以
上のように構成されているので，対向取付面を有する二
つの構造部分，即ち，シリンダヘッドはシリンダブロッ
クとの間でガスケットを締め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部分に設けた前記
ビードと該ビードの凸になる側の面に全面接して積層し
た前記調整板とはその押圧力によって変形するが，前記
二つの構造部材の対向取付面に対して環状シール部を形
成すると共に，前記シリンダボア孔周縁に形成した折返
し部も前記接合面に当接して別の環状シール部を形成す
る。従って，この金属製ガスケットは，構造部材の対向
取付面間に環状シール部が増加するため，構造部材の締
付け力が分担して支持され，ビードに対する負荷が軽減
される。Since the metal gasket according to the present invention is constructed as described above, two structural parts having opposed mounting surfaces, that is, the cylinder head is pressed against the cylinder block by pressing the gasket between the cylinder block and the cylinder block. Then
The bead provided in the vicinity of the cylinder bore hole of the elastic metal plate and the adjusting plate laminated in full contact with the convex surface of the bead are deformed by the pressing force. An annular seal portion is formed with respect to the mounting surface, and a folded portion formed on the periphery of the cylinder bore hole also contacts the joint surface to form another annular seal portion. Therefore, in this metal gasket, the annular seal portion is increased between the opposed mounting surfaces of the structural member, so that the tightening force of the structural member is shared and supported, and the load on the bead is reduced.
【００４２】前記調整板は，前記折返し部と，該折返し
部の半径方向外側に位置し且つビード部以遠の領域との
間において，両者に必要な段差が得られるように調節を
する手段として機能する。即ち，この金属製ガスケット
は，構造部材の一方，即ち，シリンダヘッドのシリンダ
ボア孔間に位置する接合面がその剛性の低下等によって
シリンダヘッドの締め付け時に不整が生じ易いが，前記
ビードと前記調整板や折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。また，こ
の金属製ガスケットは，前記調整板によって，ビードの
部分における不揃いの吸収量を大きくすることができ，
前記調整板の厚さによって段差の調整ができ，上記必要
な段差を容易に得ることができ，ビードは全圧縮が防止
される。The adjusting plate functions as a means for adjusting between the folded portion and a region located radially outward of the folded portion and beyond the bead portion so that a step required for both is obtained. I do. That is, in the metal gasket, one of the structural members, that is, the joining surface located between the cylinder bores of the cylinder head is liable to have irregularities when the cylinder head is tightened due to a decrease in rigidity thereof. The bent part is deformed in response to the distortion, and absorbs the irregular gap between the opposed mounting surfaces. In addition, this metal gasket can increase the amount of irregular absorption in the bead portion by the adjusting plate.
The step can be adjusted by the thickness of the adjusting plate, the necessary step can be easily obtained, and the bead is prevented from being fully compressed.
【００４３】この金属製ガスケットは，上記段差が適正
なものとされると，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シリンダヘッドの歪み量が抑制
され，それに基づく変動負荷応力も軽減することができ
るから，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。With the metal gasket, when the above-mentioned step is made appropriate, the amount of distortion of the cylinder head caused by the operating state of the internal combustion engine, such as starting, running, and stopping, is suppressed, and the variable load based thereon is reduced. Since stress can be reduced, it helps prevent bead settling and cracking.
The bead durability is improved.
【００４４】また，この金属製ガスケットは，ガスケッ
ト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，シリンダヘッド及びシリンダブロ
ックに対して金属対金属の直接的な接触状態が回避され
ると共に，腐食性の燃焼ガスに対抗する対蝕性と耐久性
及び精度が確保され，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）があってもこれに対して充分なシール
機能を確保する。In addition, since this metal gasket is coated with a heat-resistant and oil-resistant non-metallic material such as rubber or resin on both sides of the gasket, direct metal-to-metal contact with the cylinder head and cylinder block is achieved. In addition to avoiding the condition, corrosion resistance, durability and accuracy against corrosive combustion gas are secured, corrosion and fouling of the metal surface are prevented, and irregularities on the cylinder head and cylinder block surfaces (machined Surface), a sufficient sealing function is secured against this.
【００４５】この金属製ガスケットは，折返し部とビー
ド以遠のシリンダボア孔の半径方向外側領域との間で必
要な段差以下の段差となる場合には，前記折返し部に軟
質金属板を挟んで折り返し，折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。従って，
この金属製ガスケットは，前記折返し部での厚みが増加
するので，面圧分布を適正に補償したり，ビード部の面
圧とのバランスをとることができる。また，シリンダボ
ア孔周りの折返し部とビード部，その他の水孔，油孔周
りの面圧を理想的に調整することができる。When the metal gasket has a step smaller than a required step between the turn-up portion and the radially outer region of the cylinder bore hole beyond the bead, the metal gasket is turned upside down with a soft metal plate interposed therebetween. The step can be adjusted so that the thickness of the folded portion is increased. Therefore,
Since the metal gasket has an increased thickness at the folded portion, the surface pressure distribution can be appropriately compensated and the surface pressure of the bead portion can be balanced. Further, it is possible to ideally adjust the surface pressure around the folded portion and the bead portion around the cylinder bore hole, other water holes and oil holes.
【００４６】また，前記折返し部は，隣接するシリンダ
ボア孔間の領域に位置する部分の厚さをその他の部分の
厚さよりも厚くすることができる。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
ダボア孔を持つ場合に，前記折返し部は隣接するシリン
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。前記折返し部は，基板のビードと重な
らない限りその折返し範囲を任意に設定することができ
るから，設計上，ビード部と折返し部との面圧配分を調
節することができる。In the folded portion, a portion located in a region between adjacent cylinder bores can be thicker than other portions. When the cylinder head having relatively low rigidity with respect to the cylinder block has a plurality of cylinder bores, the folded portion can effectively cope with bending deformation of the structural material of the adjacent cylinder bore. Since the turnover range of the turnup portion can be arbitrarily set as long as it does not overlap with the bead of the substrate, the surface pressure distribution between the bead portion and the turnup portion can be adjusted by design.
【図１】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 an embodiment of a metal gasket according to the present invention.
【図２】図１の金属製ガスケットの一部を詳細に示す拡
大平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the metal gasket of FIG. 1 in detail.
【図３】図２の線Ａ−Ａにおける断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図４】図２の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2;
【図５】図２の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 2;
【図６】この発明による金属ガスケットの別の実施例で
あって，図３と同じ断面位置を有する断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the metal gasket according to the present invention, having the same sectional position as that of FIG. 3;
【図７】図６の金属ガスケットの別の実施例であって，
図４と同じ断面位置を有する断面図である。FIG. 7 is another embodiment of the metal gasket of FIG. 6;
FIG. 5 is a sectional view having the same sectional position as FIG. 4.
【図８】この発明による金属ガスケットの更に別の実施
例であって，図４と同じ断面位置を有する断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view showing still another embodiment of the metal gasket according to the present invention, having the same sectional position as that of FIG. 4;
【図９】金属製ガスケットの端部に位置するシリンダボ
ア孔の周囲における折返し部の厚さについての分布を示
す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the distribution of the thickness of the folded portion around the cylinder bore hole located at the end of the metal gasket.
【図１０】金属製ガスケットの隣接するシリンダボア孔
の周囲における折返し部の厚さについての分布を示す説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a distribution of a thickness of a folded portion around a cylinder bore hole adjacent to a metal gasket.
【図１１】従来の金属ガスケットの一例を示す部分平面
図である。FIG. 11 is a partial plan view showing an example of a conventional metal gasket.
【図１２】図１１の線Ｄ−Ｄについての断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line DD in FIG. 11;
１ 弾性金属板 ２ シリンダボア孔 ４ ビード ５ 折返し部 ６ 金属板（調整板） ７ 軟質金属板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Elastic metal plate 2 Cylinder bore hole 4 Bead 5 Folding part 6 Metal plate (adjustment plate) 7 Soft metal plate
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−101575（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−182563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−224772（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−191853（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-101575 (JP, A) JP-A-1-182563 (JP, A) JP-A-62-224772 (JP, A) JP-A-57-191853 (JP) , U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F16J 15/08
Claims (5)
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
と，前記シリンダボア孔の周囲を折り返し且つ前記ビー
ドの内側に位置する折返し部とを備えた弾性金属板から
成る金属製ガスケットにおいて，前記弾性金属板の前記
折返し部の領域と前記ビードから半径方向外側の領域と
の板厚の差を調整し且つ前記弾性金属板の強度を調整す
るため前記ビードの凸側の面に前記ビードに全面が接し
て積層すると共に前記ビードの半径方向外側領域に伸び
て前記弾性金属板に全面が接して積層した調整板を有す
ることを特徴とする金属製ガスケット。1. A bead formed along the cylinder bore hole so as to be radially outwardly spaced from a peripheral edge of the cylinder bore hole, and a folded portion that folds around the cylinder bore hole and is located inside the bead. A metal gasket made of an elastic metal plate,
A region of a folded portion and a region radially outward from the bead and
The thickness difference of the elastic metal plate and the strength of the elastic metal plate .
The bead on the surface of the convex side of the bead on the entire surface is in contact for that
And extend to the radially outer area of the bead.
A metal gasket, comprising: an adjustment plate laminated entirely in contact with the elastic metal plate .
材を挟んだことを特徴とする請求項１に記載の金属製ガ
スケット。2. The metal gasket according to claim 1, wherein a soft member is sandwiched between the folded portions of the elastic metal plate.
前記シリンダボア孔間の部分で頂部円弧状の凸形状であ
り且つ前記シリンダボア孔間以外の部分で頂部平ら状の
凸形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の金
属製ガスケット。3. The shape of the bead of the elastic metal plate is as follows:
2. The metal gasket according to claim 1, wherein the portion between the cylinder bores has an arcuate convex shape at the top, and the portion other than between the cylinder bores has a flat convex shape at the top.
部分で厚く且つ前記シリンダボア孔間以外の部分で薄く
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
製ガスケット。4. The metal gasket according to claim 1, wherein the folded portion is formed thick at a portion between the cylinder bores and thin at a portion other than between the cylinder bores.
て互いに接する状態に予め設定された厚さに成形されてIs formed to a preset thickness so that it touches each other.
いることを特徴とする請求項１に記載の金属製ガスケッ2. The metal gasket according to claim 1,
ト。G.
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