JPH0791550A - 積層金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二枚の基板を各々のビードの頂部が対向する
ように配置する積層金属ガスケットにおいて、シリンダ
ブロック側に配置される基板に関し隣接する燃焼室孔間
のビードの頂部に対して過度の応力が加わることがない
構成とし、燃焼室孔の全周に亘り安定したシール性を確
保する。 【構成】 金属板に複数の燃焼室孔（１１，２１）を穿
設すると共に、これらの燃焼室孔の各々の周囲にビード
（１３，２３）を形成した少くとも二枚の基板（１０，
２０）を有する。これらの基板の各々のビードの頂部が
対向するように配置し、シリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの間に介装する。ここで、シリンダブロック側に
配置する基板（２０）の複数の燃焼室孔が相互に隣接す
る部分のビードの剛性を、シリンダヘッド側に配置する
基板（１０）の複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分の
ビードの剛性より小とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層金属ガスケットに関
し、特に内燃機関のシリンダヘッドガスケットとして好
適な積層金属ガスケットに係る。

【０００２】

【従来の技術】圧力流体に対し接合面からの漏洩を防止
するため接合部材間にガスケットが介装されることはよ
く知られており、例えば内燃機関のシリンダヘッドとシ
リンダブロックとの間にはシリンダヘッドガスケットが
介装されている。この種のガスケットに関し、近時は金
属製の板材から成る金属ガスケットが注目されている。
例えば、金属製の基板に燃焼ガス等の圧力流体が通過す
る流体孔を穿設し、この流体孔の周囲にビードを形成し
て接合部材に対し高い面圧を確保し得るようにしたもの
が知られている。

【０００３】上記金属ガスケットに関し、特開平５−１
１８４４３号公報においては、二枚の基板の内、一方の
基板のビードの幅を他方の基板のビードの幅より狭く形
成すると共に、一方の基板のビードと流体孔との間に所
定幅の金属環を接合した積層型の金属ガスケットが開示
されている。即ち、一方の基板に形成された幅狭のビー
ドの頂部と他方の基板のビードの頂部とが対向するよう
に構成されている。

【０００４】また、特開平４−２４８０７０号公報に
は、燃焼室間の領域に対応するビードのシール力を確保
することを目的とし、ビード板のシリンダボア孔周縁に
沿って形成したビードのうち、シリンダボア孔間の領域
に位置するビード部の剛性を、シリンダボア孔間以外の
領域に位置するビード部の剛性よりも高くする金属ガス
ケットが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の積層型の金
属ガスケットにおいては、シリンダブロック側に配置さ
れる基板はシリンダヘッド側の基板より熱的影響を受け
易く、特に隣接する燃焼室孔間のビードの頂部に応力が
集中するので、当該部分に過度の応力が加わらないよう
に対策を講ずることが必要である。

【０００６】前掲の特開平５−１１８４４３号公報に記
載の金属ガスケットにおいては、上述のシリンダブロッ
ク側のビード頂部に対する熱応力に係る問題は解決し得
るが、二枚の基板に形成するビードに関し、金属環が接
合された基板側の幅を狭く形成することとしているの
で、基板成形用の金型の製作が困難である。従って、二
枚の基板のビードは同一幅に設定することが望ましい。

【０００７】そこで、本発明は複数の燃焼室孔の各々の
周囲にビードを形成した少くとも二枚の基板を、各々の
ビードの頂部が対向するように配置し、シリンダヘッド
とシリンダブロックとの間に介装する積層金属ガスケッ
トにおいて、シリンダブロック側に配置される基板に関
し隣接する燃焼室孔間のビードの頂部に対して過度の応
力が加わることがない構成とし、安定したシール性を確
保し得るようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、金属板に複数の燃焼室孔を穿設すると共
に、該複数の燃焼室孔の各々の周囲にビードを形成した
少くとも二枚の基板を有し、該二枚の基板の各々のビー
ドの頂部が対向するように配置し、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとの間に介装する積層金属ガスケットに
おいて、前記シリンダブロック側に配置する前記基板の
前記複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビードの剛
性を、前記シリンダヘッド側に配置する前記基板の前記
複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビードの剛性よ
り小とすることとしたものである。

【０００９】上記積層金属ガスケットにおいて、前記シ
リンダブロック側に配置する前記基板に対し、前記複数
の燃焼室孔が相互に隣接する部分の前記ビードの頂部に
スリットを形成するとよい。

【００１０】

【作用】上記の構成になる積層金属ガスケットを、シリ
ンダヘッドとシリンダブロックとの間に介装し、所定の
締付力を以って両者を締結すると、各基板の各々のビー
ドが圧縮されて変形し、これらの圧縮変形されたビード
の弾性復元力により接合部材に対する所定の面圧が確保
される。このとき、複数の燃焼室孔が相互に隣接する部
分のビードの頂部に応力が集中し、特にシリンダブロッ
ク側の基板において著しいが、シリンダブロック側の基
板に関し、複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビー
ドの剛性は、これに対向するシリンダヘッド側の基板の
ビードの剛性より小とされているので、当該部分のビー
ドの頂部に応力が集中しても容易に変形し、過度の応力
が加わることはない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の積層金属ガスケットの実施例
を図面を参照して説明する。図１乃至図４は本発明の積
層金属ガスケットの一実施例を示すもので、多気筒内燃
機関のシリンダヘッド３とシリンダブロック４との間に
介装され、シリンダヘッドガスケットと称呼される。弾
性金属板、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ）の第１の基
板１０及び第２の基板２０を有し、各々に複数の燃焼室
孔１１，２１、複数の冷却水孔（図示せず）及び潤滑油
孔（図示せず）が穿設されると共に、燃焼室孔１１，２
１の周囲に複数のボルト孔１２，２２が穿設されてい
る。燃焼室孔１１，２１は気筒数に対応する数（例えば
直列四気筒の内燃機関用として四個）の孔が直線上に並
設されており、これら燃焼室孔１１，２１回りには、図
１に示すように夫々ビード１３，２３が成形されてい
る。これらのビード１３，２３の幅は燃焼室孔１１，２
１の全周に亘り夫々略均等に形成される。そして、第２
の基板２０のビード２３には、隣接する燃焼室孔２１，
２１の間の部分にスリット２４が形成されており、これ
に対向する部分のビード１３の剛性より小となるように
設定されている。

【００１２】一方、第１の基板１０には、ビード１３か
ら燃焼室孔１１に至るまでの平坦面のビード１３の突出
側に、所定幅の真円の金属環、例えばステンレス鋼板の
スペーサ、所謂シムリング１４が接合されている。この
シムリング１４は、それ自体によるシール機能を確保す
るに充分な所定幅に設定され、例えばレーザ溶接機によ
り全周に亘り実質的に連続して第１の基板１０に溶接さ
れる。これにより、環状のシムリング１４の全周に連続
した溶接部１５が形成される。第１及び第２の基板１
０，２０は、図１に示すように各々のビード１３，２３
の頂部が対向し直接当接するように配置された後、これ
らが必要に応じ鳩目（図示せず）によって接合され、積
層金属ガスケットが構成される。

【００１３】前述のボルト孔１２，２２は各燃焼室孔１
１，２１の周囲に略均等な間隔で例えば計十個形成され
ており、積層金属ガスケットの内燃機関への装着時に
は、図４に示すように第２の基板２０がシリンダブロッ
ク４側となるように配置され、第１及び第２の基板１
０，２０の各々に締結ボルト（図示せず）が挿通され、
シリンダヘッド３とシリンダブロック４との間に緊締さ
れる。

【００１４】而して、上記の積層金属ガスケットが内燃
機関に装着され締付力が加えられると、先ずビード１
３，２３が圧縮変形する。このとき、ビード１３，２３
の合計高さはシムリング１４の厚さと等しくなるまで変
形し得るが、それ以上は変形しない。即ち、シリンダヘ
ッド３及びシリンダブロック４間が緊締され、シムリン
グ１４が圧縮されるに至ると、ビード１３，２３の変形
はそれ以上進むことなく、これらの弾性復元力を以って
第１の基板１０及び第２の基板２０がシリンダヘッド３
及びシリンダブロック４に密着することとなる。

【００１５】また、ビード２３のスリット２４が形成さ
れた部分は所謂ハーフビードが一対並設されたものと同
等であり、当該部分に対向する部分のビード１３の剛性
より小であるので容易に変形する。従って、燃焼室孔２
１，２１が相互に隣接する部分のビード２３の頂部に過
度の応力が加わることはない。而して、第１の基板１０
のビード１３及び第２の基板２０のビード２３の弾性復
元力及びシムリング１４自体により所定のシール機能が
確保され、燃焼室孔１１，２１の全周に亘って安定した
シール性が確保される。

【００１６】尚、本実施例は第１及び第２の基板１０，
２０の二枚の基板を積層する構造としたが、中間板を介
装し三層以上の積層構造に適用してもよく、このとき前
述のスリットは他の基板にも形成することとしてもよ
い。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明の積層
金属ガスケットにおいては、シリンダブロック側の基板
に関し、複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビード
の剛性は、これに対向するシリンダヘッド側の基板のビ
ードの剛性より小とされているので、当該部分のビード
の頂部に応力が集中しても容易に変形し、過度の応力が
加わることはなく、燃焼室孔の全周に亘って安定したシ
ール性を確保することができる。特に、ビードの幅を異
ならせることなく剛性を異ならせることができるので、
熱応力に関する問題解決と良好な成形性の確保との両立
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る積層金属ガスケットの
一部の断面図で、図２及び図３のＡ−Ａ線に沿った断面
図である。

【図２】本発明の一実施例に係る積層金属ガスケットの
一部の拡大平面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る積層金属ガスケットの
一部の平面図である。

【図４】本発明の一実施例に係る積層金属ガスケットを
内燃機関に装着した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

３ シリンダヘッド ４ シリンダブロック １０ 第１の基板 ２０ 第２の基板 １１，２１ 燃焼室孔 １２ ボルト孔 １３，２３ ビード １４ シムリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 善一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中田 和哉 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板に複数の燃焼室孔を穿設すると共
   に、該複数の燃焼室孔の各々の周囲にビードを形成した
   少くとも二枚の基板を有し、該二枚の基板の各々のビー
   ドの頂部が対向するように配置し、シリンダヘッドとシ
   リンダブロックとの間に介装する積層金属ガスケットに
   おいて、前記シリンダブロック側に配置する前記基板の
   前記複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビードの剛
   性を、前記シリンダヘッド側に配置する前記基板の前記
   複数の燃焼室孔が相互に隣接する部分のビードの剛性よ
   り小とすることを特徴とする積層金属ガスケット。