| 【発明の名称】 |
金属ガスケット |
| 【発明者】 |
【氏名】植田 耕作
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| 【要約】 |
【課題】低コストで安定したシール性能を長期間に渡って確保する。
【解決手段】燃焼室孔３の周縁部４が他の部分より厚くされると共に、該周縁部４の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のフルビード５，６，７，８が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部４に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板１，２を備えた金属ガスケットにおいて、フルビード５，６，７，８に弾性シール材Ｓを該ビード５，６，７，８の凹状空間を満たすように充填する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにおいて、前記ビード部に弾性シール材を該ビード部の凹状空間を満たすように充填したことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】 燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにおいて、前記ビード部に該ビード部の凹状空間の体積に応じた量の弾性シール材を装填したことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項３】 前記表面側のビード部と前記裏面側のビード部とを前記燃焼室孔の径方向に互いにずらして配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の金属ガスケット。
【請求項４】 前記周縁部の板厚が前記燃焼室孔の周方向に沿って変化するように板厚に抑揚を付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属ガスケット。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の金属ガスケットとしては、例えば図１４に示すように、全面がシリコン、フッ素ゴム、ＮＢＲ等のシール材Ｓで被覆された上下二枚の基板１，２を備え、上基板１の燃焼室孔３側の端部を下方に折り返すと共に、上基板１より薄い下基板２の外周縁部を上方に折り返し、これらの基板１，２を積層することにより、該燃焼室孔３の周縁部４を他の部分より厚くして板厚差を設けたものが知られている。
【０００３】そして、かかる板厚差によりシリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に周縁部４に最も面圧が集中するようにしてシリンダボア端部周縁に最大荷重をかけてシールすると共に、周縁部４の周囲の表裏面に形成された凹状のフルビード５，６や外周縁部の内側の表裏面に形成された凹状のフルビード７，８の全屈を防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の金属ガスケットにおいては、燃焼室孔３の周縁部４から漏れた微少な燃焼ガス、水孔から流出した冷却水及び油孔から流出したエンジンオイル等が基板１，２に被覆されたシール材Ｓに直接接触してしまい、また、エンジン（アルミニウム）とガスケット（ステンレス鋼、一般鋼）の材質の違いによる熱膨張差で起こるずれや、エンジンの運転・停止の繰り返しにより起こるずれの繰り返しも手伝ってシール材Ｓが剥離したり、フルビード５，６，７，８の劣化が促進され又シール材Ｓの剥離したビードの曲げＲ部がエンジンの稼働による爆発振動でデッキ面と擦れてフレッチング（擦り傷）ができて曲げＲ部の疲労破壊を引き起していまい、更には、フルビード６が対向するエンジン面に鋳巣穴等が存在する場合に、この部分のシールは線シールのため、シール線が組立時あるいはエンジン稼働中にエンジンとガスケットの材質の違いによる熱膨張差でずれて、ビードが巣穴を跨いだり巣穴の上に位置したときには、巣穴からフルビード６の凹部内に燃焼ガス、冷却水、オイル等が漏れ出してしまうことがあり、長期にわたって安定したシール性能を確保することができないという不都合がある。 また、上下の基板１，２にシール材Ｓを被覆する際の寸法精度や接着強度を考慮する必要があるばかりか、全面を被覆するためシール材料の量が多くなってコスト高になるという不都合がある。
【０００５】本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、低コストで安定したシール性能を長期間に渡って確保することができる金属ガスケットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために、請求項１に係る金属ガスケットは、燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにおいて、前記ビード部に弾性シール材を該ビード部の凹状空間を満たすように充填したことを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る金属ガスケットは、燃焼室孔の周縁部が他の部分より厚くされると共に、該周縁部の周囲の表裏面にそれぞれ凹状のビード部が形成され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に前記周縁部に最大荷重が作用するようにして前記接合面間をシールするようにした少なくとも二枚の基板を備えた金属ガスケットにおいて、前記ビード部に該ビード部の凹状空間の体積に応じた量の弾性シール材を装填したことを特徴とする。
【０００８】請求項３に係る金属ガスケットは、請求項１又は２において、前記表面側のビード部と前記裏面側のビード部とを前記燃焼室孔の径方向に互いにずらして配置したことを特徴とする。請求項４に係る金属ガスケットは、請求項１〜３のいずれか一項において、前記周縁部の板厚が前記燃焼室孔の周方向に沿って変化するように板厚に抑揚を付けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である金属ガスケットを説明するための要部平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３及び図４は本発明の他の実施の形態を説明するための説明的断面図、図５は本発明の他の態様の実施の形態を説明するための説明的断面図、図６〜図１３は基板又は副板の変形例を説明するための説明的断面図である。
【００１０】図１及び図２を参照して、この金属ガスケットは、例えばステンレス鋼板などの金属板からなる上下二枚の基板１，２を備えており、上基板１は下基板２に比べて厚肉になっている。上基板１の燃焼室孔３側の端部は下方に折り返されて上下方向に二枚配置され、一方、下基板２の外周縁部は上方に折り返されて上下方向に二枚配置されている。そして、これらの基板１，２を積層することにより、燃焼室孔３の周縁部４が他の部分より厚くされて板厚差が設けられている。
【００１１】また、上基板１の周縁部４の周囲の上面及び下基板２の周縁部４の周囲の下面には、それぞれ凹状のフルビード５及び６が形成され、上基板１の外周縁部より内側の上面及び下基板２の外周縁部より内側の下面には、それぞれ水孔から流出した冷却水や油孔から流出したエンジンオイル等をシールする凹状のフルビード７及び８が形成されている。なお、図１において、符号７０は水孔、７１はオイル孔である。
【００１２】ここで、この実施の形態では、フルビード５，６，７，８にシリコン、フッ素ゴム、ＮＢＲ等の耐熱性を有する弾性シール材Ｓが各ビードの凹状空間を満たすように充填されており、これにより、各ビードの板厚方向の弾性変形を可能にしている。なお、フルビードに弾性シール材Ｓを充填する方法としては、プリント、型モールド、ディスペンサー塗布方法等が挙げられる。
【００１３】そして、かかる構成の金属ガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装して締結ボルトで締め付けると、フルビード５，６、フルビード７，８、周縁部４の順に板厚方向に圧縮変形し、該締め付けは板厚が変化しない外周縁部の板厚まで行われる。締め付け終了時においては、最も板厚の厚い周縁部４と外周縁部との板厚差により、該周縁部４に最も面圧が集中してシール条件が一番厳しいシリンダボア端部周縁に最大荷重が作用して該端部周縁のシールがなされると共に、フルビード５，６，７，８の全屈が防止される。
【００１４】また、フルビード５，６、フルビード７，８はシール材Ｓと共に板厚方向に変形し、締め付け完了時においては、各ビードの弾性反発力とシール材Ｓの弾性反発力とが共働して強力なシール圧で上下両面を完全にシールし、更に、エンジンの振動振幅に対しても変形追従する。このとき、シール材Ｓはビードの凹状空間内に充填されているため、万が一周縁部４から微少な燃焼ガスが漏れたとしても該燃焼ガスがシール材Ｓに直接接触するのを防止することができると共に、水孔から流出した冷却水や油孔から流出したエンジンオイルについてもシール材Ｓに直接接触するのを防止することができ、また、エンジン（アルミニウム）とガスケット（ステンレス鋼、一般鋼）の材質の違いによる熱膨張差で起こるずれや、エンジンの運転・停止の繰り返しにより起こるずれの繰り返しが生じても、基板のビードで覆われたシール材はビードで保護され又シール幅も２〜４ｍｍあって傷や巣穴のずれをカバーでき、また、シール材Ｓが剥離するのを防止することができると共に、フルビード５，６，７，８の曲げＲ部の疲労破壊を抑制することができ、更には、フルビード６が対向するエンジン面に鋳巣穴等が存在する場合においても、巣穴がビード幅内に存在してエンジンとガスケットの熱膨張差でずれる範囲内であれば巣穴からビードの凹部内に燃焼ガスが漏れ出してしまうのを防止することができ、この結果、長期にわたって安定したシール性能を確保することができる。
【００１５】また、上下の基板１，２のフルビードにシール材Ｓを充填するようにしているので、シール材Ｓの寸法精度を考慮する必要がなく、接着強度についても比較的弱くて済み、また、フルビードの凹部のみにシール材Ｓを充填すれば足りるためシール材Ｓを全面被覆する場合に比べてシール材の量を少なくすることができ、この結果、コスト低減を図ることができる。
【００１６】なお、図３は、上下の基板１，２のエンジンに接触する面に減摩剤（例えば二硫化モリブデンに樹脂を混入させたもの等）９を塗布してエンジンとガスケットの材質の違いによる熱膨張差で起こるフレッチングを防止するようにした例を示す。また、図４は、上基板１側のフルビード５，７と下基板２側のフルビード６，８とを燃焼室孔３の径方向に互いにずらして配置した例であり、このようにすると、ビードの板厚方向の変形量を大きくとることができるので、ビードの高さを高くしてシール材の充填量を多くすることができ、この結果、より大きなシール圧を確保することができる。
【００１７】更に、図５は、フルビード５，６，７，８にビードの凹状空間の体積に応じた量の弾性シール材Ｓを装填した他の態様の例を示す。この態様では、金属ガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装して締結ボルトで締め付けた状態においては、図２に示すものと同様にシール材Ｓが大きな弾性反発力を有してビードの凹状空間を埋めつくすように充填され、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】次に、図６〜図１３を参照して基板の変形例を説明する。まず、図６は上下の基板１，２間に所定厚の副板１１を介在させてガスケットの板厚を調整するようにした例であり、副板１１には周縁部４と外周縁部との板厚差の半分の段差１２が設けられている。図７は上基板１の外周縁部より内側の上面及び下基板２の外周縁部より内側の下面に、フルビード７，８に代えて、ステップ状のハーフビード１３，１４を形成して、各ビード１３，１４の凹状空間にシール材Ｓを充填した例である。
【００１９】図８は上下の基板２１，２２の間に副板２３を介在させた例であり、上下の基板２１，２２を同じ板厚とし、燃焼室孔３側の端部及び外周縁部に折り返し部分を設けない代わりに、副板２３の燃焼室孔３側の端部及び外周縁部をそれぞれ上方に折り返して該副板２３の燃焼室孔３側の端部の折り返し部分の内部に外周縁部との板厚差に応じた厚さのシム板２４を装入したものである。図９は図８のフルビード７，８をステップ状のハーフビード１３，１４に代えて、各ビード１３，１４の凹状空間にシール材Ｓを充填した例であり、図１０は図８の上基板２１と副板２３との間に副板２５を介在させてガスケットの板厚を調整するようにした例である。
【００２０】図１１は上下二枚の基板３１，３２を同一厚とし、上基板３１の燃焼室孔３側の端部と外周縁部とをそれぞれを下方に折り返して燃焼室孔３側の端部の折り返し部分の内部に外周縁部との板厚差に応じた厚さのシム板２６を装入したものであり、図１２は上下二枚の基板４１，４２を同一厚とし、上基板４１の燃焼室孔３側の端部下面にシム板４３を溶接等により固着すると共に、外周縁部の下面にシム板４３より薄いシム板４４を溶接等により固着して板厚差を設けるようにしたものである。
【００２１】図１３は上下二枚の基板５１，５２を同一厚とし、上基板５１の燃焼室孔３側の端部下面にシム板（成形板）５３を溶接等により固着すると共に、下基板５２の外周縁部を上方に折り返して上下方向に二枚配置したものであり、シム板５３はボルト締結時の締め付け力が大きい締結ボルトのボルト孔５４近傍の板厚Ｔ1が薄く成形されていると共に、締め付け力が小さい各ボルト孔５４間に位置する部分の板厚Ｔ0 がボルト孔５４近傍より厚く、且つ、上基板１より厚く成形されて抑揚が付けられており、これにより、シリンダボア周縁における面圧の均一化を図って該シリンダボアの真円度が損なわれないようにしている。
【００２２】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項１又は２の発明によれば、低コストで安定したシール性能を長期間に渡って確保することができるという効果が得られる。請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に加えて、ビードの高さを高くしてシール材の充填量を多くすることができるので、より大きなシール圧を確保することができるという効果が得られる。
【００２３】請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか一項の発明に加えて、シリンダボア周縁における面圧の均一化を図って該シリンダボアの真円度が損なわれないようにすることができるという効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３０２６１
【氏名又は名称】日本メタルガスケット株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３７９１（Ｐ２００１−１７３７９１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６４３９１ |
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