JP3314371B2 - Metal gasket - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal gasket interposed at a joint surface between a cylinder head and a cylinder block of an internal combustion engine to prevent leakage of combustion gas, cooling water, lubricating oil and the like.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, a sealing function is provided by fastening a joint surface between a cylinder block and a cylinder head with a gasket interposed therebetween. In particular, the seal around the combustion chamber is important, and if the seal in this part is insufficient, the utilization of the combustion gas inside the combustion chamber becomes incomplete, and this appears as a pressure drop. Therefore, a bead is provided concentrically with the combustion chamber hole provided in the elastic substrate of the metal gasket, and a sealing function is provided to the periphery of the combustion chamber by utilizing the repulsive force of the bead generated when the metal gasket is tightened by the bolt. It has a configuration.

【０００３】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、例えば特開平２−６８５５
号に示されるものがあり、図５に示されるようにこの技
術は１枚の基板１にフルビード２を形成しビードよりボ
ア寄り平坦部にシム板３を固着してビードの全屈と運転
時の振動振幅を防止するストッパーとして利用する方式
である。At this time, in order to prevent fatigue damage of the bead, for example, a stopper is provided in a flat portion between the combustion chamber hole of the metal gasket and the bead to limit the magnitude of the bead amplitude. Various proposals have been made for the installation position and shape of the stopper.
In this technique, as shown in FIG. 5, a full bead 2 is formed on one substrate 1 and a shim plate 3 is fixed to a flat portion near the bore from the bead, and the bead is fully bent and operated. This is a method used as a stopper to prevent the vibration amplitude of the vibration.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近内燃機関の急速な
技術革新による小型軽量化，高出力化，省燃費化が進
み、その結果燃料が稀薄になり、更に過給器等の補器が
取付けられるようになり、燃焼温度が上昇すると共に補
給器類の重量でシリンダーヘッドの振動振幅を更に拡大
する傾向にある。前記傾向に伴ない従来技術はボア周縁
に設けたボアビードとシリンダーボアとの間にある金属
ガスケットの平坦部に副板のシム板を溶接固着してスト
ッパーとしている。Recently, due to rapid technological innovation of the internal combustion engine, miniaturization, weight reduction, high output, and fuel saving have been promoted. As a result, the fuel has become lean, and auxiliary devices such as a supercharger have been installed. As the combustion temperature increases, the vibration amplitude of the cylinder head tends to be further increased by the weight of the replenisher. In accordance with the above-mentioned conventional technology, a stopper is formed by welding and fixing a shim plate serving as a sub-plate to a flat portion of a metal gasket between a bore bead provided at a peripheral edge of a bore and a cylinder bore.

【０００５】しかし、エンジンの小型化によりシリンダ
ーボア間の幅が狭くなり、その結果シリンダーボア間の
ストッパー幅も必然的に狭くなってきている。そのた
め、副板上の面圧は局部的に高面圧となる。更に補器類
のついたシリンダーヘッドの重量とエンジン運転で発生
する振動振幅とが波状的にかかり、更に体膨脹も手伝っ
て徐々にエンジン面に陥没が起こり、その結果ストッパ
ーの効果が薄れる現象が起きる。[0005] However, as the size of the engine is reduced, the width between the cylinder bores is reduced, and as a result, the width of the stopper between the cylinder bores is necessarily reduced. Therefore, the surface pressure on the sub-plate becomes locally high. In addition, the weight of the cylinder head with accessories and the vibration amplitude generated during engine operation are applied in a wave-like manner, and furthermore, the body expands and the engine surface gradually sinks, resulting in the effect of the stopper being less effective. Get up.

【０００６】又、製造時に基板に対して副板のシム板を
シリンダーボア全周に連続した点溶接で溶着する時、ガ
スケット幅の狭い部分及び隣接するシリンダーボア孔間
や長い水孔等では、ビードより外側にある平坦部の狭い
部分で溶接時に発生する熱の伝導差により熱歪が発生す
る。そしてその結果製品が湾曲し、後工程で種々の問題
を発生していた。更に完成品となってエンジンへの組込
時、位置決めするノック孔ガイドが湾曲変形して外れる
ことがありガスケットに傷を付けたり、自動組付けを阻
害し、作業効率を悪くしていた。In addition, when a shim plate as a sub-plate is welded to a substrate by continuous spot welding over the entire circumference of the cylinder bore at the time of manufacturing, when a gasket has a narrow portion, a gap between adjacent cylinder bores or a long water hole, etc. Thermal distortion occurs due to a difference in conduction of heat generated during welding in a narrow portion of the flat portion outside the bead. As a result, the product is curved, and various problems occur in the post-process. Further, when assembled into the engine as a finished product, the knocking hole guide to be positioned may be bent and deformed and come off, damaging the gasket, impeding automatic assembly, and deteriorating the work efficiency.

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、エンジンの高性能化に対処でき、かつ作業性の改
善のなされた金属ガスケットを提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a metal gasket capable of coping with high performance of an engine and having improved workability.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、２枚の薄板弾性金属基板を積層した金属ガスケット
において、前記２枚の基板には燃焼室孔，水孔，ボルト
孔，油孔を形成し、前記燃焼室孔にはその周縁に沿って
フルビードを設け、前記２枚の基板の間には燃焼室側端
部を揃えて副板を挾持すると共に、前記副板の他端は燃
焼室孔の周縁に沿って設けたフルビードを跨いだ範囲ま
で延長し、前記基板と副板との固着は２枚の基板のうち
のいずれか一方だけとし、かつその固着部位は隣接する
ボア間及びボア孔と水孔間とを除いた部分とした。In order to achieve the above object, in a metal gasket in which two thin elastic metal substrates are laminated, a combustion chamber hole, a water hole, a bolt hole, and an oil hole are provided in the two substrates. The combustion chamber hole is provided with a full bead along the peripheral edge thereof, the sub-plate is sandwiched between the two substrates with the combustion chamber side ends aligned, and the other end of the sub-plate is burned. Extending to a range over a full bead provided along the periphery of the chamber hole, the substrate and the sub-plate are fixed to only one of the two substrates, and the fixing portion is between adjacent bores and It was a portion excluding the portion between the bore hole and the water hole.

【０００９】先ず、金属ガスケットをエンジンに装着し
て締付けると、副板と基板のビードのバネ常数の低い方
から変形し、基板と副板ビードのバネ常数の差分遅れて
変形する。ガスケットを完全に締付けた時ビードが全屈
するように設計することを基本とするが、副板はシリン
ダーボア周縁にのみに存在し、締付ボルト部は基板のみ
であるため、締付時にボルト部とシリンダーボア部では
副板の板厚分の傾斜が発生する。First, when the metal gasket is mounted on the engine and tightened, the bead of the sub-plate and the substrate is deformed from the one with the lower spring constant, and deformed with a delay of the difference between the spring constant of the substrate and the sub-plate bead. Basically, the bead is designed to bend all the way when the gasket is completely tightened.However, the auxiliary plate exists only on the periphery of the cylinder bore, and the tightening bolt is only the substrate. Then, in the cylinder bore, an inclination corresponding to the thickness of the sub-plate occurs.

【００１０】即ち、エンジンをたわましてエンジンのバ
ネも使用していることになり、局部的な変形追随は基板
と副板の２枚のビードが行ない、シリンダーヘッドのバ
ネで爆発時に発生する振動振幅を抑えビードの疲労破壊
を防止すると共に、副板の幅を広くしたことで局部的に
面圧が過大になることもなく、エンジンを凹ます心配も
ない。更にボア囲りには基板が２枚あると同等の２枚の
ビードが余裕のある変形追随量で長期的に高機能を保証
できるガスケットとなる。That is, the spring of the engine is used by bending the engine, and the local deformation is followed by the two beads of the substrate and the sub-plate, and the vibration generated at the time of the explosion by the spring of the cylinder head. The amplitude is suppressed to prevent bead fatigue destruction, and by increasing the width of the sub-plate, the surface pressure does not locally become excessive, and there is no fear that the engine will be dented. Further, two beads equivalent to two substrates are formed in the gasket that can guarantee high performance for a long time with a sufficient deformation follow-up amount.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】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１−１
だけの場合と前記基板１−１に対して他の１枚の同一孔
を有する基板１−２を設ける場合もある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural view of an embodiment of a metal gasket according to the present invention, which is shown as a sectional view. FIG. 2 is a plan view in which a part of the metal gasket is cut away. First, the outline of the planar configuration will be described with reference to FIG. In the drawing, reference numeral 10 denotes a metal gasket body, and one substrate 1-1 made of an elastic material.
In some cases, only one substrate 1-2 having the same hole may be provided for the substrate 1-1.

【００１２】２はシリンダーボア孔（以下、単にボア孔
と称す）であって図示しないシリンダーブロック側のボ
ア孔に対応して複数個設けられる。３はボルト孔、４は
油孔、５は水孔、６は基板と同等かそれより薄い厚みを
有する副板であり、ボア孔２の囲りのみの基板に併せて
積層している。又、７はボア孔の周縁に設けたビードの
センターライン、８は後述する固着ラインである。Reference numeral 2 denotes a cylinder bore (hereinafter simply referred to as a bore), and a plurality of cylinder bores are provided corresponding to bores (not shown) on the cylinder block side. Reference numeral 3 denotes a bolt hole, 4 denotes an oil hole, 5 denotes a water hole, and 6 denotes a sub-plate having a thickness equal to or smaller than that of the substrate, which is laminated on the substrate only surrounding the bore hole 2. Reference numeral 7 denotes a center line of a bead provided on the periphery of the bore hole, and reference numeral 8 denotes a fixing line described later.

【００１３】次に図１によって断面構成を説明する。図
１（ａ）は図２のＢ−Ｂ′断面を示し、図１（ｂ）は図
２のＡ−Ａ′断面を示す。なお、図１（ａ），図１
（ｂ）とも図２と対応する部分については同一符号を付
す。図１（ａ）に示されるように、基板１−１，１−２
のボア側（左側）には基板側のビード９−１，９−２が
あり、その間にはボア孔端部を揃えて副板６のビード１
１が基板１−１と同一方向に外向き（下に凸）にして併
設されている。Next, the sectional structure will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a cross section taken along the line BB 'of FIG. 2, and FIG. 1B shows a cross section taken along the line AA' of FIG. 1 (a) and FIG.
In FIG. 2B, parts corresponding to those in FIG. As shown in FIG. 1A, the substrates 1-1 and 1-2
On the bore side (left side), there are beads 9-1 and 9-2 on the substrate side, between which the ends of the bore holes are aligned and the beads 1
1 is provided in the same direction as the substrate 1-1, facing outward (projecting downward).

【００１４】そしてビードよりボア孔寄りの平坦部（ボ
ア孔の周縁にあってボア孔端を始点にしてボア孔周縁に
設けたビードの立上り部分までに至る平面を有する部
分）で固着部８にて固定される。なお、図１（ａ）では
基板ビード９−１，９−２と副板ビード１１のビード幅
（ビードの始点から終点までの長さ）に差をつけていな
いが、副板６の板厚は基板１−１の板厚より薄いか同等
であり、これが同等の場合はビード幅を狭くしてバネ常
数を異ならせるようにしている。又、エンジン剛性も弱
くなってきているため、ボルト間とボルト近傍の締付面
圧も異なることが普通である。したがってビード上面圧
の平均化を計るために、ビード幅をボルト近傍は広くボ
ルト間は狭く変化させている。The flat portion closer to the bore hole than the bead (a portion having a plane extending from the end of the bore hole to the rising portion of the bead provided at the periphery of the bore hole at the periphery of the bore hole) is formed on the fixing portion 8. Fixed. 1A, there is no difference in the bead width (the length from the start point to the end point of the bead) between the substrate beads 9-1 and 9-2 and the sub-plate bead 11, but the thickness of the sub-plate 6 is not changed. Is smaller than or equal to the plate thickness of the substrate 1-1, and when they are equal to each other, the bead width is narrowed to make the spring constant different. In addition, since the rigidity of the engine is becoming weaker, the tightening surface pressures between bolts and near bolts are usually different. Therefore, in order to average the bead upper surface pressure, the bead width is changed near the bolts and narrowly between the bolts.

【００１５】図１（ｂ）はＡ−Ａ′断面であるため両ボ
ア孔間はガスケット幅が狭い。そのため基板１−１に対
して副板６を点溶接の連続で固着するとこの幅の狭い部
分に熱歪を発生してこの部分が湾曲する原因となる。し
たがって熱歪の発生し易い部分を除いて固着することと
なるため固着なしとなる個所ができる。このように固着
なしとなる部分はこの他にもあって水孔５がこれであ
る。即ち、水孔５はボア孔に近い位置にあり、長く熱歪
変形を起こす部分となるため、この水孔近傍も除外す
る。従って１つのボア孔囲りで固着ライン切れの個所が
数個所に及ぶこともある。FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA ', so that the width of the gasket is narrow between the two bores. Therefore, when the sub-plate 6 is fixed to the substrate 1-1 by spot welding in a continuous manner, thermal distortion is generated in the narrow portion, which causes the portion to bend. Therefore, the portion other than the portion where heat distortion is likely to occur is fixed, so that there is a portion without fixing. There is another portion where there is no fixation in this way, and the water hole 5 is this. That is, since the water hole 5 is located near the bore hole and becomes a portion that causes a long thermal strain deformation, the vicinity of the water hole is also excluded. Therefore, there may be a case where the fixing line is broken at several places around one bore hole.

【００１６】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、副板と基板
が同一板厚の場合、基板のビード幅が広くバネ常数が小
さいために早く大きく変化するが、副板は遅れて変化
し、完全に締付けた時に両ビード共に全屈することを基
本としている。しかし副板はボア周縁のみに存在し、締
付ボルト部他は基板のみであるため、締付時にボルト部
とボア部とでは副板の板厚分の傾斜が発生する。即ち、
エンジンをたわませて、エンジンのバネを使用している
ことになる。Next, the operation will be described. First, when the metal gasket is mounted on the engine and tightened, if the sub-plate and the substrate have the same plate thickness, the bead width of the substrate is large and the spring constant is small, so it changes rapidly and quickly, but the sub-plate changes with a delay, The basic rule is that when both beads are fully tightened, they bend over. However, since the sub-plate exists only at the peripheral edge of the bore, and other than the tightening bolt portion is only the substrate, an inclination corresponding to the thickness of the sub-plate occurs between the bolt portion and the bore portion at the time of tightening. That is,
The engine is flexed and the engine spring is used.

【００１７】この現象そのものは従来技術と同様である
が、本発明のものは副板にストッパー機能とビード機能
を併せ持たせたことに特徴を有している。又、適用を広
範囲とするため副板の板厚，硬度，ビードの形状，ビー
ド幅，ビードの向きの組合せ等で対応し、基板と副板の
積層部分でもボルト近傍はビード幅を広くしてボルト間
を狭くエンジン剛性も弱いため多少の隙間が発生する。This phenomenon is the same as that of the prior art, but the present invention is characterized in that the auxiliary plate has both the stopper function and the bead function. Also, in order to widen the application range, the thickness of the sub-plate, the hardness, the shape of the bead, the width of the bead, the combination of the direction of the bead, etc. are supported. Since the bolts are narrow and the engine stiffness is weak, some gaps occur.

【００１８】そして基板と副板とを連続する点溶接で固
着する時発生する、いわゆる熱歪による変形を抑える必
要があり、そのためにガスケット幅の狭い隣接するボア
間及びボア孔と水孔間の変形する条件のある部分を除い
て固着部位としている。即ち、これらガスケット幅の狭
い部分に固着しない範囲を備えている。It is necessary to suppress deformation due to so-called thermal strain, which occurs when the substrate and the sub-plate are fixed by continuous spot welding. Therefore, it is necessary to suppress the deformation between adjacent bores having a narrow gasket width and between the bore hole and the water hole. Except for a portion having a condition for deformation, the portion is fixed. That is, the gasket has a range that does not adhere to the narrow portion.

【００１９】図３は更に他の実施の形態の構成図であ
り、本実施例は基板１−１と基板１−２にビード９−
１，９−２を形成し、凸側向きを外側に向けその中間に
副板６をビードを加工せず設けたものである。本実施の
形態も上記実施の形態と同様な効果が得られる。FIG. 3 is a structural view of still another embodiment. In this embodiment, a bead 9- is provided on a substrate 1-1 and a substrate 1-2.
Nos. 1, 9-2 are formed, with the convex side facing outward and the sub-plate 6 provided in the middle thereof without bead processing. In this embodiment, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【００２０】図４は更に他の実施の形態の構成図であ
り、本実施の形態は基板１−１にハーフビード１２−１
と、基板１−２にハーフビード１２−１を形成し、各基
板１−１と１−２との間にビードなしの副板６を挟んで
構成し、基板と副板６を固着した構成とした。本実施の
形態も上記実施の形態と同様な構成が得られる。FIG. 4 is a structural view of still another embodiment. In this embodiment, a half bead 12-1 is provided on a substrate 1-1.
A configuration in which a half bead 12-1 is formed on the substrate 1-2, a sub-plate 6 without beads is sandwiched between the substrates 1-1 and 1-2, and the substrate and the sub-plate 6 are fixed. did. In this embodiment, a configuration similar to that of the above embodiment can be obtained.

【００２１】上記実施の形態において、基板と副板の積
層内部を除く上，下面全体には常にゴム又は樹脂からな
るミクロシール剤を塗布している。In the above embodiment, a micro-sealant made of rubber or resin is always applied to the entire upper and lower surfaces except for the inside of the laminate of the substrate and the sub-plate.

【００２２】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば副
板はシリンダーボア孔周縁にのみ設け、この副板にはフ
ルビード又はハーフビードを形成してシリンダーボア孔
端部を揃えて積層すると共に、ガスケット幅の狭い部分
には所定の寸法だけ固着しない範囲を設けるよう構成し
たので、作業性の改善と共に、エンジンの高性能化にも
対処することができる。As described above, according to the present invention, the sub-plate is provided only on the periphery of the cylinder bore hole, and a full bead or a half bead is formed on this sub-plate, and the ends of the cylinder bore holes are aligned and laminated. Since the gasket is configured so as to have an area where the gasket width is not fixed by a predetermined dimension, the workability can be improved and the engine performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による金属ガスケットの実施の形態の断
面構成図で、（ａ）は図２のＢ−Ｂ′断面図、（ｂ）は
図２のＡ−Ａ′断面図。FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of a metal gasket according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 2, and FIG.

【図２】金属ガスケットの平面構成を説明する一部切欠
図。FIG. 2 is a partially cutaway view illustrating a planar configuration of a metal gasket.

【図３】他の実施例の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment.

【図４】更に他の実施例の断面図。FIG. 4 is a sectional view of still another embodiment.

【図５】従来の金属ガスケットを説明する断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional metal gasket.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 基板 ２ シリンダーボア ３ ボルト孔 ４ 油孔 ５ 水孔 ６ 副板 ７ ビードセンターライン ８ 固着ライン ９−１，９−２ ビード１０ 金属ガスケット本体 １１ 副板ビード １２ 外周ビード １３ 油孔ビード １４ ボルト孔ビードDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Cylinder bore 3 Bolt hole 4 Oil hole 5 Water hole 6 Subplate 7 Bead center line 8 Fixing line 9-1, 9-2 Bead 10 Metal gasket main body 11 Subplate bead 12 Outer peripheral bead 13 Oil hole bead 14 Bolt hole bead

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ２枚の薄板弾性金属基板を積層した金属
ガスケットにおいて、前記２枚の基板には燃焼室孔，水
孔，ボルト孔，油孔を形成し、前記燃焼室孔にはその周
縁に沿ってフルビードを設け、前記２枚の基板の間には
燃焼室側端部を揃えて副板を挾持すると共に、前記副板
の他端は燃焼室孔の周縁に沿って設けたフルビードを跨
いだ範囲まで延長し、前記基板と副板との固着は２枚の
基板のうちのいずれか一方だけとし、かつその固着部位
は隣接するボア間及びボア孔と水孔間とを除いた部分と
したことを特徴とする金属ガスケット。1. A metal obtained by laminating two thin elastic metal substrates.
In the gasket, a combustion chamber hole, a water hole, a bolt hole, and an oil hole are formed in the two substrates, and a full bead is provided in the combustion chamber hole along the periphery thereof . Between the substrates
The sub-plate is sandwiched by aligning the ends on the combustion chamber side.
The other end of the bridge over the full bead provided along the periphery of the combustion chamber hole
The substrate and sub-board are fixed to two
Only one of the substrates, and its fixed part
Is the area between adjacent bores and between the bore hole and the water hole.
Metal gasket, characterized in that the.