JP3128094B2 - 金属ガスケット - Google Patents

金属ガスケット

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JP3128094B2
JP3128094B2 JP04218655A JP21865592A JP3128094B2 JP 3128094 B2 JP3128094 B2 JP 3128094B2 JP 04218655 A JP04218655 A JP 04218655A JP 21865592 A JP21865592 A JP 21865592A JP 3128094 B2 JP3128094 B2 JP 3128094B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関を構成するシ
リンダーヘッドとシリンダーブロックとの接合面に介装
して、燃焼ガス,冷却水及び潤滑油等の漏洩を防止する
金属ガスケットに関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関では、シリンダーブロックとシ
リンダーヘッドとの接合面に、ガスケットを介装して締
付けることによりシール機能を付与している。特に燃焼
室囲りのシールは重要であり、この部分のシールが不十
分であると、燃焼室内部の燃焼ガスの利用が不完全とな
り、圧力低下となって現われる。したがって、金属ガス
ケットの弾性基板に設けた燃焼室孔と同心円状にビード
を設け、この金属ガスケットがボルトによって締付けら
れるとき発生するビードの反発力を利用して、燃焼室周
縁にシール機能を付与する構成としている。この際、ビ
ードの疲労破壊を防止するため、例えば金属ガスケット
の燃焼室孔とビードとの間にある平坦部にストッパーを
設け、ビード振幅の大きさを制限している。ストッパー
の設置位置及び形状等は、種々の提案がなされている
が、例えば特願昭60−292893号に示されるもの
がある。この技術はビードを有する2枚の基板の間にグ
ロメットを被覆した副板をはさみ込み、このグロメット
の折返し部をストッパーとして利用する方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、エンジンの小型
軽量化,高性能化、更に省エネエンジンで稀薄燃料化が
進み、エンジン温度も高温化してきている。又、シリン
ダーボア(気筒)間も非常に狭く設計されており、当然
エンジン剛性も低くなってきている。通常のエンジンで
あれば1枚のビードを有する基板に基板より板厚の薄い
副板を併設してビードよりボア寄り平坦部に折返すこと
で質量の多くなった板厚分、エンジン締結時に締付ボル
ト部との間で傾斜を発生させ、傾斜分シリンダーヘッド
のバネ(剛性)を活用して、エンジン運転時の爆発によ
るエンジンの拡縮を防止していた。しかしエンジン剛性
低下と過給器等の取付けとで、更に熱負荷が増加するた
めエンジンの変形が大きくなってきている。したがって
1枚の基板ビードのみではエンジンの変形追随量が不足
してきており、又、エンジンの軽量化によりオールアル
ミエンジン化が進み、更に剛性は低下傾向にある。又、
振動振幅は増大傾向にあり、コストを上げることなく、
変形追随性を増大させる必要がある。本発明は上記事情
に鑑みてなされたものであり、エンジンに対して変形追
随性があり、かつ低コストな金属ガスケットを提供する
ことを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の[請求項1]は1枚の弾性金属板にシリン
ダーボア孔,ボルト孔,油孔を開けた基板と、前記基板
に設けたシリンダー孔の周縁にはフルビードを設けると
共に、ボルト孔の周縁には副板より板厚の薄い座金を固
着した金属ガスケットにおいて、前記シリンダーボア孔
周縁のみに基板と併せて副板を設け、前記副板には基板
に設けたビードと同一形状を有するビードを夫々同一方
向か、又は対称形状に形成し、前記基板と副板とをシリ
ンダーボア孔側端部を揃えて積層すると共に、前記基板
と副板との固着位置はシリンダーボアの周縁に沿って設
けたフルビードの中心線よりシリンダーボア孔寄りの平
坦部の全周と前記ビードの中心線の外側寄りのボルト締
付位置間を部分的に連続した点溶接で固着した。
【作用】副板は基板に設けたボア孔の周縁にのみ設けて
いる。そして副板にはフルビードを形成すると共に、基
板と副板とをシリンダーボア孔側端部を揃えて積層して
いる。しかもフルビード位置よりシリンダーボア孔寄り
平坦部を全周にわたって固着すると共に、ビードの中心
線の外側寄りのボルト締結位置間を部分的に点溶接する
ようにした。したがってボルトで発生する締付力の殆ん
どはボア回りにある副板部分とボルト座金部分とで受持
つこととなるため、燃焼室回りのシールを効率的に行な
うことが可能となる。又、本発明の[請求項2]は[請
求項1]において、基板及び副板に形成するビードの組
み合わせはフルビードとフルビードとした。又、本発明
の[請求項3]は[請求項1]又は[請求項2]におい
て、基板と副板の積層内部を除く上、下面全体にゴム又
は樹脂からなるミクロシール材を塗布した。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明による金属ガスケットの一実施例の構成図であ
り、断面図として示す。図2は金属ガスケットの一部を
切欠して示した平面図である。先ず、図2によって平面
構成の概要を説明する。図において、10は金属ガスケ
ット本体で、弾性材からなる1枚の基板1からなる。2
は開口部であって図示しないシリンダーブロック側のボ
アに対応して複数個設けられる。は副板であり開口部
2の回りのみの幅で併設積層している。4は副板側のビ
ードである。なお、基板側のビード5と副板側のビード
4は同一センターでフルビード構成を有し、ビードセン
ターよりボア寄り平坦部の固着ライン6−1で固定され
る。更に図2に示す限りでは、副板3と副板側のビード
4とは同一位置となる。この場合、面圧の低いボルト間
はビード幅を狭くしたり、あるいは7の位置でボルト間
の一部分を固着して面圧を補償する(ボルト間では所定
長さずつ3ケ所ある)。8はボルト孔、9は水孔、11
は油孔、12は油孔シールビードライン、13は偏心座
金、14はモールドシールラインである。
【0006】次に図1によって断面構成を説明する。図
1(a)は図2のA−A′断面、図1(b)は図2のB
−B′断面を示す。なお、図2と対応する部分について
は同一符号を付す。そして、基本的な考え方としては基
板1と副板の各ビードのバネ常数を異ならせるように
したものであり、そのため、基板1のビード幅を狭くし
てバネ常数を大とし、副板は反対にビード幅を広くして
バネ常数を小さくしている。ここで副板のビード幅は基
板のビード幅の150%を越えない範囲としている。こ
れはボア間の狭いエンジンでは、固着する範囲がなくな
ることと、バネ常数が小さくなり過ぎるためである。基
板と副板の2種類のビードバネはビードセンターよりボ
ア寄り平坦部にて周縁に沿って全周にわたって固着6−
1している。7は前記同様接合位置ではあるが、ビード
センターより外側の平坦部であり、しかも、ボルトによ
る締付圧力の小さな部位、即ち、ボルト間の中間位置を
意味している。図1(a)はA−A′断面であるため、
基板と副板とで2重構成となり、かつ上下夫々のビード
4,5にてメガネ状になり、6−1にてボア孔側が固着
されている。なお、基板側のビード幅B1 と副板側のビ
ード幅B2 とは長さを異にしている(B2 >B1 )。図
1(b)では基板と副板とはボア孔側の6−1にて固着
されると共に、ボルト孔8に対してもモールドシール1
4−1が設けられる。なお、座金は外方に大きな面積を
有している。なお、モールドシール14−1は薄く、1
4−2は厚くしてある。
【0007】次に作用について説明する。先ず、金属ガ
スケットをエンジンに装着して締付けると、副板はバ
ネ常数が小さいために大きく変化するが、基板1はバネ
常数が大きいため変化は少ない。副板の板厚と基板の
ボルトの周囲に設けたボルト孔座金13は副板の板厚より
薄いため、ボア周囲の質量とボルト孔回りの質量(板
厚)との差により、質量のみにおいてもシリンダーヘッ
ドを変形させる状態になる。更に基板ビードと副板ビー
ドのバネ力と更に締付条件の悪いボルト間においては基
板と副板ビードセンターの両側平坦部を固着しているた
め、互いのビードの全屈を制御し合い、強い面圧を得る
ことができる。しかし全屈せずにバネでシリンダーヘッ
ドの剛性とバランスしているため、ボア周囲の面圧が平
均化しボア真円度も確保できる。
【0008】図3は他の実施例の構成図であり、本実施
例では基板1と副板とを同一板厚とし、基板ビード5
の方向に合せて副板ビード4の凸側方向を合せて併設し
たものである。なお、基板側のビード長さB1 よりも副
板側のビード長さB2 を大とし、モールドシールは副板
が突出方向を厚く、基板側を薄くしている。そして座金
13の板厚は副板の板厚より薄くしてあるため、ボルト
によって金属ガスケットを締付けたとき、ボア孔周縁が
厚く座金側が薄くなってシリンダーヘッドにたわみが生
ずるようになっている。このことはボア回りの荷重の平
均化が可能であることを意味している。この場合、厚い
モールドシール14−2は副板側に、又、薄いモールド
シール14-1は基板側となっている。
【0009】図4は更に他の実施例の構成図であり、本
実施例では副板の厚さを基板1より大としたものであ
り(T2 >T1 )、基板1のビード長よりも副板のビ
ード幅を大としたものである。本実施例のものも、前記
と同様の効果が得られることは明らかである。
【0010】図5は更に他の実施例の構成図であり、本
実施例では図1(b)に示す構成のものにおいて、全面
上にミクロシール剤16を塗布したものである。これは
ガスケット面を加工したツールマークを吸収するために
塗布するもので、ゴム及び樹脂類をプライマーを使用し
て焼付ける。又、ミクロシール剤の厚さはエンジンの仕
上げ面荒さの150〜200%が最もよい。本実施例で
は図1(b)に示すものに塗布する旨の説明をしたが、
その性質上、開示した全てに塗布してもよいことは明ら
かである。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば1
枚の弾性金属板のシリンダーボア孔の周縁にのみ副板を
設け、当該副板にはフルビードを形成してシリンダーボ
ア孔端部を揃えて積層し、前記フルビード位置よりシリ
ンダーボア孔寄り平坦部を全周にわたって固着すると共
に、ビードの中心線の外側寄りのボルト締付位置間を部
分的に連続した点溶接で固着する構成としたので、1枚
の基板と部分的な副板でありながら基板2枚のガスケッ
トと同等以上の機能を生み、軽量であるためコストも安
く非常に信頼性の高い金属ガスケットが提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による金属ガスケットの一実施例の断面
構成図。
【図2】金属ガスケットの平面構成を説明する一部切欠
図。
【図3】他の実施例の断面図。
【図4】他の実施例の断面図。
【図5】他の実施例の断面図。
【符号の説明】
1 基板 2 開口部 副板 4 副板のビード 5 基板のビード 6−1 固着ライン 7 固着位置 8 ボルト孔 9 水孔10 金属ガスケット本体 11 油孔 12 油孔シールビードライン 13 偏心座金 14 モールドシールライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−175579(JP,A) 特開 昭62−155375(JP,A) 特開 平3−186668(JP,A) 特開 平2−118275(JP,A) 実開 昭58−51040(JP,U) 実開 昭62−140265(JP,U) 実開 昭63−2850(JP,U) 実開 平1−118147(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1枚の弾性金属板にシリンダーボア孔,
    ボルト孔,油孔を開けた基板と、前記基板に設けたシリ
    ンダー孔の周縁にはフルビードを設けると共に、ボルト
    孔の周縁には副板より板厚の薄い座金を固着した金属ガ
    スケットにおいて、前記シリンダーボア孔周縁のみに基
    板と併せて副板を設け、前記副板には基板に設けたビー
    ドと同一形状を有するビードを夫々同一方向か、又は対
    称形状に形成し、前記基板と副板とをシリンダーボア孔
    側端部を揃えて積層すると共に、前記基板と副板との固
    着位置はシリンダーボアの周縁に沿って設けたフルビー
    ドの中心線よりシリンダーボア孔寄りの平坦部の全周と
    前記ビードの中心線の外側寄りのボルト締付位置間を部
    分的に連続した点溶接で固着したことを特徴とする金属
    ガスケット。
  2. 【請求項2】 基板及び副板に形成するビードの組み合
    わせはフルビードとフルビードとしたことを特徴とする
    請求項1記載の金属ガスケット。
  3. 【請求項3】 基板と副板の積層内部を除く上、下面全
    体にゴム又は樹脂からなるミクロシール材を塗布したこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の金属ガスケ
    ット。
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