JPH10252892A - 金属板ガスケットのシール構造 - Google Patents

金属板ガスケットのシール構造

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JPH10252892A
JPH10252892A JP9064977A JP6497797A JPH10252892A JP H10252892 A JPH10252892 A JP H10252892A JP 9064977 A JP9064977 A JP 9064977A JP 6497797 A JP6497797 A JP 6497797A JP H10252892 A JPH10252892 A JP H10252892A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスケットの接触部分を複数の面が同時に当
たる面接触ないしはこれに近い接触としてシール性を強
化した金属板ガスケットを提供する。 【解決手段】 二つの部材の被シール面の端部をそれぞ
れ面取りをして略Ｖ形に拡開した第１の接触面12a,12b
を形成するとともに、金属薄板ガスケットの端部に前記
第１の接触面12a,12bに係合できる大きさで、断面が筒
状で弾力のあるシール部14を形成し、このシール部14を
前記Ｖ形の第１の接触面12a,12bに係合押圧するように
構成した金属板ガスケットのシール構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として内燃機関
のシリンダヘッドガスケット、排気マニホルドガスケッ
ト、吸気マニホルドガスケット等の２つの部材の間に介
在される金属板ガスケットのシール構造に関し、特に金
属単板ガスケット、あるいは金属二重板ガスケットに適
したシール構造を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリンダボデイとシリンダヘッドの間や
吸気孔と吸気マニホールドとの間、あるいは排気孔と排
気マニホールドとの間等のように、内燃機関の部材間の
接合部にガスケット、特に金属板ガスケットが使用され
ている。この金属板ガスケットは通常は複数枚の薄い金
属板を積層した金属板積層形ガスケットであるが、１枚
の金属板を使用した単板ガスケットも使用されている。
この金属板ガスケットは、それ自体ではシール性が十分
でないことからシール面に、被シール部分を囲んでビー
ドを形成したり、オイル孔や冷却水孔あるいは燃焼室孔
の回りにビードのグロメットを併用してシール性を強化
する方法が採用されている。
【０００３】
【発明の解決すべき課題】金属積層形ガスケットの場
合、ビード板と中間板や表面板を重ねて内燃機関の被シ
ール面を持つ二つの部材の表面の凹凸の程度や場所に合
わせてシール性を与える方法が採用され、これらの部材
を組合わせた構造は多数提供されている。また、小面積
の被シール部分には単板ガスケットが使用されている
が、この場合も同様にシールすべき場所にビードやグロ
メットを設ける方法が行なわれている。
【０００４】これらの金属板ガスケットに形成されてい
るグロメットは、断面が半円弧ないしは山形に形成され
ており、このビード板と表面板、あるいはビード板と内
燃機関の部材の表面との間のシールはビードの頂面と相
手の平面との接触であり、このビードが押圧されて変形
した状態でもその頂面と平面とは線接触しかならないの
である。この線接触の幅は、金属板ガスケットの材料や
シール面の硬度、そしてこのビードに加えられる押圧力
の違いによって接触する線の幅が若干変化するが、いず
れにしても従来の金属板ガスケットのシール手段は線接
触の範囲の域を出ない小範囲のものである。
【０００５】また、二つの部材の間に介在された金属板
ガスケットが線接触状態で押圧されると高い応力が局部
的に発生して前記部材に損傷を与えると共に、二つの部
材が熱膨張や応力によって相対的な位置を変えると応力
が変化してシール性が低下するという問題がある。実際
問題として金属板積層形ガスケットの場合の金属板の厚
みは０．２〜０．４ｍｍのものが使用され、これに形成
されるビードの高さは０．１５〜０．５ｍｍ、幅は０．
３〜２．０ｍｍの極く繊細な構造のものであり、これが
線接触した場合の接触幅は０．２〜０．５ｍｍの極く小
範囲に限定される。従って、内燃機関の部材が変形した
り、加圧・加熱・冷却の繰返し応力を受けて接触幅が次
第に変化し、それに伴なってシール性も劣化することに
なる。
【０００６】金属薄板を１枚使用した単板ガスケットの
場合は、金属板積層形ガスケットに比較してやゝ厚い金
属板を使用していることからビードの強度もそれに応じ
て強く、シール性も強化されている。しかし、このガス
ケットの場合もシール面の接触は線接触ないしはこれに
近いものであり、接触状態が変化すると簡単にシール性
が劣化するという問題がある。
【０００７】本発明は、前記従来の金属板を使用したガ
スケットのシール状態が幅の狭い、線接触状態であるこ
との問題を解決することを目的とするものであって、そ
の目的とするところはガスケットの接触部分を複数の面
が同時に当たる面接触ないしはこれに近い状態、即ち点
接触より広く、しかも細い面接触としてシール性を強化
した金属板ガスケットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る金属板ガスケットのシール構造は次のよ
うに構成されている。 Ａ）二つの部材の被シール面の端部をそれぞれ面取りを
して略Ｖ形に拡開した第１の接触面を形成するととも
に、金属薄板ガスケットの端部に前記第１の接触面に係
合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を
形成し、このシール部を前記Ｖ形の第１の接触面に係合
押圧するように構成されている。
【０００９】Ｂ）二つの部材の被シール面の一方に略Ｖ
形に拡開した溝からなる第２の接触面を形成するととも
に、金属薄板ガスケットの端部に前記第２の接触面に係
合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を
形成し、このシール部を前記第２の接触面に係合押圧す
るように構成されている。 Ｃ）二つの部材の被シール面の双方に略Ｖ形に拡開した
溝からなる第３の接触面を形成するとともに、金属薄板
ガスケットの端部に前記第３の接触面に係合できる大き
さで、断面が筒状で弾力のあるシール部を形成し、この
シール部を前記Ｖ形の第３の接触面に係合押圧するよう
に構成されている。
【００１０】Ｄ）二つの部材の被シール面の端部をそれ
ぞれ面取りして略Ｖ形に拡開した溝からなる第１の接触
面を形成するとともに、上板と下板からなる二重構造の
金属薄板の端部の折曲げ部に前記第１の接触面に係合で
きる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を形成
し、このシール部を前記第１の接触面に係合押圧するよ
うに構成されている。
【００１１】前記のように金属薄板ガスケットの少なく
とも端部に断面が筒状で弾力のあるシール部を形成し、
これを被シール面のＶ形に拡開した２面に当接して押圧
されるように構成しているので、前記円筒状のシール部
はあたかもＶブロックの両面に支持されたような状態と
なり、二面に面接触してそのシール部の位置を自動的に
保持しながら押圧されて良好なシール性を発揮すること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は内燃機関１のシリンダブロッ
クに形成した排気孔２部分の分解図であって、排気孔２
の周囲に形成した排気部座３に金属ガスケット４を介在
させて排気管５のフランジ６を当てがい、図示しないボ
ルトをボルト孔７を挿通し、排気部座３に形成したネジ
部７ａに螺合して締付けるように構成している。
【００１３】前記のように構成されたシール部Ｓに金属
板ガスケット４を介在させる必要があるが、この金属板
ガスケット４は単板ガスケットないしはこれに近い枚数
の少ないものが使用されている。図２は第１の実施の形
態に係るシール構造を示す要部拡大断面図であって、例
えばシリンダブロック等の内燃機関の部材１０と、排気
マニホルドのような部材１１との間の被シール面をシー
ルする構造を示している。対面する二つの部材１０と１
１の端部は面取りされて第１の接触面１２ａと１２ｂが
形成されており、この接触面１２ａと１２ｂとの間に６
０°〜１２０°程度の角度が形成されている。そして金
属単板ガスケット１３の端部に断面が円筒状のシール部
１４が形成されている。
【００１４】そして二つの部材１０と１１との間をボル
ト締めすることによって両部材１０、１１の間で、前記
第１の接触面１２ａと１２ｂの接触部ａ，ｂが前記シー
ル部１４を両面から当接して押圧することになる。第１
の接触面１２ａと１２ｂとのなす角度は６０°〜１２０
°の範囲に形成されており、これに円筒状のシール部１
４が図３（Ａ）に示す状態から図（Ｂ）ののように接触
部ａ，ｂに当接して押圧されることになる。
【００１５】この図３（Ｂ）の状態を観察すると、あた
かもＶブロックに丸棒を二面で安定した状態で支持した
ような状態を呈している。そしてこのシール部１４が接
触部ａ，ｂと接触した部分は変形して一部のシール面１
４ａ，１４ｂが平坦化し、線接触から面接触へと変化す
るとともに、円筒状のシール部１４に弾力を残した状態
で両部材１０，１１の締付けが完了して良好なシール性
を発揮する。なお、前記図３（Ｂ）の状態を形成するた
めには部材１０、１１に面取りして形成した接触部ａ、
ｂの位置に円筒状のシール部１４が挟持され、押圧され
て前記シール部１４の一部が変形して涙滴形となる寸法
にしなければならない。
【００１６】図４は第１の実施の形態の金属板ガスケッ
トのシール構造の変形を示すものであり、シール部１４
Ｃは断面が縦長の楕円形に形成されており、部材１０、
１１の接触部ａ、ｂにシール面１４ａ、１４ｂが押圧さ
れると楕円形の一部が変形して接触部ａ、ｂに面接触す
るように寸法関係を設計する必要がある。図５は内燃機
関を構成する部材の一方の部材１１の表面に断面がＶ形
の第２の接触面１２ｃを形成し、単板ガスケット１３の
端部に形成した断面が円筒状のシール部１４を前記第２
の接触面１２ｃを形成している接触部ｃ、ｄに嵌合押圧
させてシールする場合を示している。この構造のシール
構造においてはシール部１４の一方にＶ形の接触部ｃ、
ｄに接触して両部より部材１０側に向けて押圧されると
共にこの接触部ｃ、ｄに押圧された部分が僅かに偏平化
して面接触となって良好なシールを行う。
【００１７】図６は部材１０、１１の両方の対向面に断
面がＶ形の第３の接触面１２ｄ、１２ｄを形成し、金属
単板ガスケット１３の端部に形成した円筒状のシール部
１４を嵌合させたもので、接触部ｅとｆによってシール
部１４の一方を、接触部ｇとｈとによってシール部１４
の他方を挟持したもので、Ｖ形に形成された両接触面１
２ｄ、１２ｄの空間の内部に円筒状のシール部１４が閉
込められた状態となってこのシール部１４は四方から強
力に押圧されて接触部ｅ、ｆ、ｇ、ｈは面接触となって
良好なシール性を発揮することになる。
【００１８】図７は二重構造の金属板ガスケット１６を
示すもので、金属薄板１６ａ、１６ｂの端部同志を連結
したもので、連結した端部に円筒状のシール部１４を形
成すると共に中間部に同方向に向けて突出するようビー
ド１７ａ、１７ｂを二重に形成している。このビード１
７ａ、１７ｂは金属板ガスケット１６の位置ズレを防止
するための位置固定用であり、金属薄板１６ａ、１６ｂ
の連結された端部に形成した円筒状のシール部１４を、
部材１０と１１の端部に面取りして形成した図２の場合
と同様な第１の接触面１２ａ、１２ｂに接触するように
配置したものである。両部材１０、１１を締付けていく
とビード１７ａ、１７ｂが押圧されて位置決めされ、そ
して前記接触面１２ａ、１２ｂによってシール部１４を
上下両面より押圧してこの接触面１２ａ、１２ｂと接触
する部分が面接触となって良好なシールを行う。
【００１９】本発明に係る金属板ガスケットのシール構
造は、前記多数の実施の形態において詳述したように、
（イ）二つの部材の端部に面取り状に形成した断面Ｖ形
の接触面（図２）、（ロ）一方の部材に断面Ｖ形に形成
した接触面（図５）、（ハ）更に二つの部材の対面部分
に断面Ｖ形に形成した接触面（図６）、（ニ）更にま
た、二つの部材の端部に面取り状に形成した断面Ｖ形の
接触面（図７）を部材側に準備する。そして金属板ガス
ケットの端部に略円筒状のシール部を形成し、このシー
ル部を前記Ｖ形に配置された二つの接触面に当接するこ
とによって、二つの部材を締付けて前記接触面で前記シ
ール部を押圧するものである。
【００２０】従って、略円筒状のシール部は少なくとも
Ｖ形に配置された二つの接触面、あるいは四つの接触面
によっ閉込めるように押圧するので、この円筒状のシー
ル部は前記接触面に対して面接触となり、押圧力に比較
して大きなシール効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、二つの部材の双方あるいは一
方に形成された断面Ｖ形の接触面に対して金属板ガスケ
ットの端部に形成した断面が略円筒状のシール部を当接
させて二つの部材の締付けとともに押圧するので、二つ
の部材の間で前記シール部は断面変形を受けながら接触
面に対して面接触することになる。
【００２２】僅かな幅であるが面接触すると部材と金属
板ガスケットとの間にズレがあっても確実にシール性を
保持することができる。また、断面が半円弧状のビード
が接触面に接触して押圧される場合に比較して応力が滑
らかで局部的に強くなることを防止できるとともに、比
較的締付け力が小さくても、安定したシール性を発揮す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属板ガスケットを使用した内燃機関の部材の
分解斜視図である。
【図２】シール構造の断面図である。
【図３】（Ａ）は押圧する前のシール構造の断面図、
（Ｂ）は押圧した後のシール構造の断面図をそれぞれ示
している。
【図４】変形円状のシール部を持つシール構造の断面図
である。
【図５】一方の部材側にＶ形の接触面を形成したシール
構造の断面図である。
【図６】二つの部材に対面してＶ形の接触面を形成した
シール構造の断面図である。
【図７】二重板金属ガスケットに形成したシール部を使
用したシール構造の断面図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 排気孔 ３ 排気座部 ４
金属ガスケット ５ 排気管 ６ フランジ ７ ボルト孔 ７ａ
ネジ部 １０，１１ 内燃機関の部材 １２ａ，１２ｂ 第１
の接触面 １２ｃ 接触面 １３ 金属単板ガスケット １４
シール部 １４ａ シール面 ａ〜ｈ シール面 １４Ｃ シ
ール部 １６ 金属板ガスケット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二つの部材の被シール面の端部をそれぞ
    れ面取りをして略Ｖ形に拡開した第１の接触面を形成す
    るとともに、金属薄板ガスケットの端部に前記第１の接
    触面に係合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシ
    ール部を形成し、このシール部を前記Ｖ形の第１の接触
    面に係合押圧するように構成した金属板ガスケットのシ
    ール構造。
  2. 【請求項２】 二つの部材の被シール面の一方に略Ｖ形
    に拡開した溝からなる第２の接触面を形成するととも
    に、金属薄板ガスケットの端部に前記第２の接触面に係
    合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を
    形成し、このシール部を前記第２の接触面に係合押圧す
    るように構成した金属板ガスケットのシール構造。
  3. 【請求項３】 二つの部材の被シール面の双方に略Ｖ形
    に拡開した溝からなる第３の接触面を形成するととも
    に、金属薄板ガスケットの端部に前記第３の接触面に係
    合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を
    形成し、このシール部を前記Ｖ形の第３の接触面に係合
    押圧するように構成した金属板ガスケットのシール構
    造。
  4. 【請求項４】 二つの部材の被シール面の端部をそれぞ
    れ面取りして略Ｖ形に拡開した溝からなる第１の接触面
    を形成するとともに、上板と下板からなる二重構造の金
    属薄板の端部の折曲げ部に前記第１の接触面に係合でき
    る大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を形成
    し、このシール部を前記第１の接触面に係合押圧するよ
    うに構成した金属板ガスケットのシール構造。
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