JP2000002335A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ガスケットにおいて、作業性の改善と共
に、エンジンの高性能化にも対処する。 【解決手段】 １枚の弾性金属板に形成したシリンダー
ボア孔と、前記シリンダーボア孔の周縁に沿って設けた
フルビード又はハーフビードと、水孔，油孔の圧力シー
ルを行なうフルビード又はハーフビードを設けた金属ガ
スケットにおいて、前記シリンダーボア孔周縁にのみ副
板６を設け、当該副板にはフルビード又はハーフビード
１１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、前記フルビード位置よりシリンダーボア孔寄り
平坦部はガスケット幅の狭い部分に５ｍｍ以上の固着し
ない範囲を有し、その他の部分を連続した点溶接８で固
着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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４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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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２枚の薄板弾性金属板を有し、前記１枚目
の基板は燃焼室孔，水孔，ボルト孔，油孔を形成し、前
記燃焼室孔の周縁に沿って設けたフルビードと、水孔，
油孔に掛る圧力をシールするフルビード又はハーフビー
ドを設けた構成とすると共に、副板を併設し、当該副板
はシリンダーボア孔周縁にのみに配置し、その幅は燃焼
室孔端部から燃焼室孔周縁に沿って設けたフルビードを
跨いで水孔までの範囲以内までとし、前記基板と副板と
の固着は、燃焼室孔端部を揃えて燃焼室周縁に沿って設
けたフルビードの中心より燃焼室孔寄り平坦部の特定な
範囲を除いて連続した点溶接で固着し、他の基板は前記
基板と同一孔を有し、前記基板と対象形状のビードを形
成した基板とで、副板を挾持する形で併設すると共に、
前記基板と副板との固着しない特定範囲は燃焼室の周縁
に沿って設けたボアビードの中心線より外側の平坦部の
幅が５ｍｍ以下のときビードより燃焼室孔寄り平坦部に
５ｍｍ以上の幅で固着しない範囲を有して、その他の部
分を連続した点溶接で固着するよう構成した。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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５mm以上の固着ライン切
れの個所が数個所に及ぶこともある。

【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。

【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。

【００１８】しかし、この量がビード破壊数値以下であ
れば良い。当技術は基板と副板を連続する点溶接で固着
する時発生する、熱歪による変形を抑えるため、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している。即ち、これ
らガスケット幅の狭い部分に５mm以上の固着しない範囲
を備えている。

【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。

【００２０】図１０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効果が得られる。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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】更に他の実施例の断面図。

【図５】従来の金属ガスケットを説明する断面図。

【符号の説明】

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の薄板弾性金属板を有し、前記１枚
   目の基板は燃焼室孔，水孔，ボルト孔，油孔を形成し、
   前記燃焼室孔の周縁に沿って設けたフルビードと、水
   孔，油孔に掛る圧力をシールするフルビード又はハーフ
   ビードを設けた構成とすると共に、副板を併設し、当該
   副板はシリンダーボア孔周縁にのみに配置し、その幅は
   燃焼室孔端部から燃焼室孔周縁に沿って設けたフルビー
   ドを跨いで水孔までの範囲以内までとし、前記基板と副
   板との固着は、燃焼室孔端部を揃えて燃焼室周縁に沿っ
   て設けたフルビードの中心より燃焼室孔寄り平坦部の特
   定な範囲を除いて連続した点溶接で固着し、他の基板は
   前記基板と同一孔を有し、前記基板と対象形状のビード
   を形成した基板とで、副板を挾持する形で併設すると共
   に、前記基板と副板との固着しない特定範囲は燃焼室の
   周縁に沿って設けたボアビードの中心線より外側の平坦
   部の幅が５ｍｍ以下のときビードより燃焼室孔寄り平坦
   部に５ｍｍ以上の幅で固着しない範囲を有して、その他
   の部分を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】 １枚目の基板に固着する副板は固着する
   前記基板と同一形状と同一方向にフルビードを成形した
   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】 基板と副板の積層間内部を除く上，下面
   全体にゴム又は樹脂からなるミクロシール剤を塗布した
   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。