JP2001032937A - 単層金属ガスケット - Google Patents
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Abstract
ボア孔周りの幅を変更してボア孔周りの面圧の調整を行
う。 【解決手段】 この単層金属ガスケットは,ボア孔3と
ビード7を備えたボア孔周縁板2と,ボア孔周縁板2を
囲む外周板1とから構成されている。ボア孔周縁板2
は,ボア孔3の周りに沿って幅を変更され,ボルト孔5
の近傍で狭い幅4に形成され,それ以外の領域で広い幅
11に形成されている。単層金属ガスケットのボア孔3
の周りの面圧分布は,ボア孔周縁板2のボア孔3の周り
における幅のサイズによって一部調整されるものであ
る。
Description
ダヘッドとシリンダブロックとの対向面間に介在して適
用されるボア孔周縁板とそれを取り囲む外周板から成る
単層金属ガスケットに関する。
平5─44847号公報に開示されたものが知られてい
る。該単層金属ガスケットは,弾性金属板を素材とし,
シリンダ用開口の周囲にビードを形成すると共に,シリ
ンダ用開口の周縁部を除く部分をエッチングによって薄
く形成したものである。
されたメタルシリンダヘッドガスケットは,ボア孔周囲
のシール性と透孔周囲のシール性とを独立的に設計可能
としたものであり,ボア孔周囲をボア孔の周りに形成し
たビードを備えた金属板でシールし,透孔周囲を透孔の
周りに形成したハーフビードを備えた金属薄板でシール
したものである。
たものが知られている。該シリンダヘッドガスケット
は,シリンダブロックのボア周囲に連続したウォータジ
ャケット部を備えたオープンデッキ型エンジンに適用さ
れ,ウォータジャケット部より内側のボア周縁部分を厚
さが厚い金属板によって形成し,その他の部分を厚さが
薄い金属板によって形成し,厚い金属板と薄い金属板と
をウォータージャケット部で重合させて溶接したもので
ある(例えば,特開平8─233105号公報,特開平
8─285080号公報参照)。
ガスケットは,いずれのものも,図13に示すように,
ボア孔3Pの周りを構成するボア孔周縁板2Pとボア孔
周縁板2Pの周縁6Pを取り囲む外周板1Pから成り,
ボア孔周縁板2Pにボア孔3P周りにビード7Pを形成
したものであり,それらのボア孔周縁板2Pの幅は,ボ
ア孔3Pの周りで基本的に均一の幅を有しているもので
あり,ボア孔周りに発生する面圧調整についての技術的
思想を備えていないものである。即ち,従来のボア孔周
縁板2Pの幅は,上述のように,ボア孔周りで連続的に
変化している形状を有しておらず,締付条件によって
は,特に,ボルト孔近傍のボア孔周りにおける面圧の均
一化を達成できない構造であることは明らかである。上
記のような構成のガスケットでは,シリンダヘッドとシ
リンダブロックとを固定するボルトの締付条件が様々に
異なる各種のエンジンに対して適用する際の柔軟性,適
応性或いは設計の自由度が低くなる。即ち,シリンダヘ
ッドのシリンダブロックへの締付条件によっては,特
に,ボルト孔5Pの近傍のボア孔3Pの周りにおける面
圧を均一化するのが困難である。上記のような金属ガス
ケットでは,締付条件が様々に異なる各種のエンジンに
対して適用する際に,柔軟性或いは適応性が低くなる傾
向がある。
したウォータジャケット部を備えたクローズドデッキ型
エンジンにおいては,オープンデッキ型のエンジンと比
較して,シリンダブロックの剛性が高い場合が多いの
で,ボルトの締付荷重がやや高めに設定される傾向があ
る。このため,シリンダヘッドガスケットでは,エンジ
ン設計条件によってはボルト孔近傍のボア孔周りで面圧
が高くなり,ボア孔周りでの面圧の均一化を達成するこ
とが困難な場合がある。このような状況では,金属製ガ
スケットには,ボア孔近傍及びボア間を含めてボア孔周
りにおいて面圧バランスを綿密に調整する手段が必要と
なる。
板厚が厚く,ボア孔周縁板を取り囲む外周板から成る単
層金属ガスケットにおいては,ボア孔周縁板の幅がボア
孔周りで均一な幅の形状である場合には,ボア孔周りの
面圧分布は,例えば,ボルト孔に近い部分では高くな
り,ボルト孔から離れた部分では低くなる現象がある。
ガスケットについては,最近のエンジンにおける低剛性
化や高燃焼圧化の状況では,ボア孔周りの微小な面圧ア
ンバランスもシール性能の観点から問題となる場合が多
い。
の問題を解決することであり,シリンダヘッドとシリン
ダブロックとのボルトによる締付荷重が高めに設定され
るクローズドデッキ型エンジンに好適であり,ボア孔周
りにおいて,板厚の厚いボア孔周縁板の幅をボア孔周り
において適宜に連続的に変化させることにより,微小な
面圧アンバランスを調整して面圧の均一化を達成できる
構造がシンプルな単層金属ガスケットを提供することで
ある。
ダブロックにボルトによって固定されたシリンダヘッド
との対向面間に介在して適用され,ボア孔周りに少なく
とも1条のビードを備え且つ前記ボア孔間に連続部を有
する前記ボア孔周りの周縁部に配置されたボア孔周縁板
と,該ボア孔周縁板を取り囲んで且つ前記ボア孔周縁板
の外周縁部に接続された外周板とから成り,前記ボア孔
周縁板の厚さが前記外周板の厚さよりも厚く形成された
金属ガスケットにおいて,前記ボア孔周縁板の幅を前記
ボア孔周りの面圧分布に応じて連続的に変化させ,前記
ボア孔周りの前記面圧分布の調整の一部を前記ボア孔周
りにおける前記ボア孔周縁板の幅のサイズの狭広で行う
ことを特徴とする単層金属ガスケットに関する。
周縁板における前記連続部の前記ボア孔間のそれぞれの
幅は,前記ボア孔間において同一幅又は異なった幅に形
成されている。
の幅は,前記ボルトが挿通する前記外周板に形成された
ボルト孔の近傍で最も狭く形成されている。
構成されているので,ボア孔周りの面圧の均一化を容易
に調整することができる。特に,ボルト孔近傍におい
て,ボルトの締付圧力が高くなっていたとしても,ボア
孔周縁板の幅を上記のように調整することによってボア
孔周りの面圧分布を均一化してシール性を向上させるこ
とができる。
による単層金属ガスケットの実施例を説明する。図1は
この発明による単層金属ガスケットの実施例を示す平面
図,図2は図1の単層金属ガスケットにおけるボア孔周
縁板を示す平面図,図3は図1の符号Dの領域に相当す
る部分の別の例を示す平面図,図4〜図10は図1の単
層金属ガスケットのA−A断面とB−B断面における各
種の実施例を示す断面図,図11はボア孔周りに2条の
ハーフビードを備えた実施例であり,図1の符号Cの領
域を示す拡大平面図,図12は図11のC−C断面にお
ける実施例を示す断面図,及び図13は従来の金属ガス
ケットのボア孔周縁板を示す平面図である。
ックと該シリンダブロックにボルトによって固定された
シリンダヘッドとの対向面間に介在して適用されるもの
であり(図示せず),ボア孔3及びボア孔3の周りにビ
ード7を備えたボア孔周縁板2と,ボア孔周縁板2を取
り囲んで且つボア孔周縁板2の外周縁6に接続された外
縁板即ち外周板1とから成り,ボア孔周縁板2の厚さが
外周板1の厚さよりも厚く形成されている。外周板1に
は,上記ボルトが貫通するボルト孔5の他に,油孔2
0,水孔21,油孔兼ボルト孔22等の孔を適宜形成さ
れている。
周縁板2の幅をボア孔3の周りの面圧分布に応じて連続
的に変化させ,ボア孔周りの面圧分布の調整の一部をボ
ア孔周りにおけるボア孔周縁板2の幅のサイズの狭広で
行うことに特徴を有している。この単層金属ガスケット
は,特に図1と図2に示すように,ボア孔周縁板2の幅
を,ボア孔3周りに沿って狭い幅4と広い幅11とで形
成したものであり,ボルト孔5の近傍で最も幅が狭い形
状に構成されており,シリンダブロックのボア間が比較
的広いタイプのエンジンに適したものである。これに対
して,図3に示す単層金属ガスケットは,ボア孔周縁板
2の最も狭い部分(狭い幅4)がボア孔3の間及びボル
ト孔5の近傍に位置しており,狭い幅4の部分と接続部
8とがほぼ同じ幅を有する形状をしており,外周板1と
ボア孔周縁板2とを構成する金属板が単層であるので,
ボア孔周縁板2のボア孔3の間を余り極端に狭くするこ
とは困難であり,例えば,面圧バランス上,不可欠とな
った場合等に適用することが好ましい。
接続部8のボア孔3間のそれぞれの幅は,ボア孔3の
間,言い換えれば,気筒間において同一幅又は異なった
幅に形成されているものである。この単層金属ガスケッ
トは,基本的には,ボア孔周縁板2のボア孔3周りの幅
は,ボルトが挿通する外周板1に形成されたボルト孔5
の近傍で最も狭い幅4に形成され,ボルト孔5の近傍か
ら離れるに従って広い幅11に形成されている。
板2のビード7の高さは,ボア孔3周りにおいて一定で
あり,例えば,部分的にビード7の高さを変化させる必
要もないものである。ボア孔周縁板2に形成されたビー
ド7の平面的形状は,必ずしも円環状に限らず,ボア形
状,ボルト孔5位置及びこれらと関連する微小面圧バラ
ンスに応じた多少の変形は許容されるものである。ボア
孔周縁板2に形成されたビード7の向きは,シリンダヘ
ッド側に突出する形状に限定されるものではなく,シリ
ンダブロック側に突出する形状に構成することもでき
る。また,ボア孔周縁板2に形成されたビード7の幅
は,ボア孔3の周りで一定の幅を持つシンプルな形状で
もよいが,面圧均一化,面圧の微調整上,特定領域での
適正な面圧を確保するため等の面圧調整のため,必要に
応じてボア孔3の周りで局部的に適宜変えることもでき
る。
に,外周板1とボア孔周縁板2とは,それぞれ異なる厚
さの別個の弾性金属板から打ち抜いて加工することがで
きる。ボア孔周縁板2は,ボア孔3間では互いに接続さ
せるための接続部8を有するように形成されている。
板2の個々のボア孔3の周りの平面的形状は,それぞれ
同一,言い換えれば,平面形状で合同であってもよく,
或いは異なった形状に形成されてもよいものである。こ
の単層金属ガスケットは,例えば,3,4気筒用として
使用される場合に,必ずしも両端側で同一の形状に構成
される必要はないものである。
外形を結んだ平面的基本形状は,円形状に限らず,多角
形状,四角形状等の形状に形成することもできる。ま
た,ボア孔周縁板2は,エンジンのボアに対応するボア
孔3に沿う周縁部9を接続部8でそれぞれ接続すること
ができるように,ボア孔周縁板2の形状に応じて弾性金
属板から打ち抜いて形成することができる。
ア孔周縁板2とを接続することによって構成されてい
る。外周板1とボア孔周縁板2との接続方法は,突き合
わせ溶接,重ね合わせ溶接,機械的かしめ等の固着方法
によって達成でき,重合による突出部を形成しないよう
に,外周板1とボア孔周縁板2と境界部に段差形状に形
成したり,或いは,図示していないが,滑らかな面に形
成することができる。
3の周方向の適切な位置に,図7,図8,図9及び図1
0に示すように,フッ素ゴム等やウレタン系高分子材料
等から成るシールのための補助シールビード10を形成
することができる(例えば,特願平10−323809
号参照)。補助シールビード10は,外周板1とボア孔
周縁板2とを部分的に溶接する場合に,製作上,溶接工
数を削減するように形成してもよいものである。
3の間の領域では少なくとも1条のビード7が会合した
形状に構成することもできる。1条のフルビードを会合
させる場合に,例えば,会合ビード部におけるばね定数
を適正な大きさに調整し,会合ビード部におけるビード
幅の変化と断面形状の変化を小さくし,会合ビード部に
おける面圧のピーク値を低くし,会合ビード部と非会合
ビード部の境界に発生する面圧の低下を小さくするよう
に構成することができる(例えば,特開平6−7434
3号公報参照)。
ボア孔周縁板2との材質は,金属であり,軟鋼,ばね
鋼,加工または加温や加熱等の熱処理によって硬化する
金属材料,鋳鉄類,ステンレス鋼類,アルミニウム合金
類等を使用でき,外周板1とボア孔周縁板2との材質が
異なったものを利用することもできる。また,外周板1
とボア孔周縁板2との表面を,非金属材料等でコーティ
ング処理を施してもよいものである。外周板1とボア孔
周縁板2へのコーティング処理を施す面,領域等は,適
正に選択して行うことができ,局部的又は全面的なコー
ティング処理を行うことができる。更に,外周板1とボ
ア孔周縁板2とは,板の厚さは,適用するエンジンによ
って決定されるものであり,両者の厚さの比率が決定さ
れているものではない。
による単層金属ガスケットの各種の実施例を説明する。
図4〜図12において,同一機能を有する部分には同一
符号を付し,重複する説明は省略する。図4〜図10に
おいて,符号Aはボア孔周縁板2の幅が広い幅11を示
し,符号Bはボア孔周縁板2の幅が狭い幅4を示してい
る。また,ボア孔周縁板2に形成されたビード7は,ボ
ア孔3に沿って同一形状に形成されているものとする。
ケットの第1実施例を説明する。図4の(A)は図1の
単層金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領
域のA−A断面を示す断面図,及び図4の(B)は図1
の単層金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い
領域のB−B断面を示す断面図である。第1実施例で
は,ボア孔周縁板2に形成されたボア孔3の周りに沿っ
て1条のフルビード13のビード7を備えており,ボア
孔周縁板2の周縁部6を取り囲むように外周板1が配置
されている。ボルト孔5の近傍では,ボア孔周縁板2の
幅が狭い状態に形成されている。
の第2実施例を説明する。図5の(A)は図1の単層金
属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域のA
−A断面を示す断面図,及び図5の(B)は図1の単層
金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い領域の
B−B断面を示す断面図である。第2実施例では,ボア
孔周縁板2に2条のビード7が形成されており,ボア孔
3に沿って内側にフルビード13が形成され,フルビー
ド13の外側にハーフビード12が形成されている。
の第3実施例を説明する。図6の(A)は図1の単層金
属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域のA
−A断面を示す断面図,及び図6の(B)は図1の単層
金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い領域の
B−B断面を示す断面図である。第3実施例では,ボア
孔周縁板2に2条のビード7が形成されており,ボア孔
3に沿って内側のフルビード13が形成され,内側のフ
ルビード13の外周側に外側のフルビード13が形成さ
れている。
の第4実施例を説明する。図7の(A)は図1の単層金
属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域のA
−A断面を示す断面図,及び図7の(B)は図1の単層
金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い領域の
B−B断面を示す断面図である。第4実施例では,ボア
孔周縁板2に1条のフルビード13のビード7が形成さ
れており,しかも,ビード7の内外周に補助シールビー
ド10がそれぞれ形成されている。第4実施例では,補
助シールビード10の突出方向は,フルビード13の突
出方向と同一方向にそれぞれ方向付けられている。
の第5実施例を説明する。図8の(A)は図1の単層金
属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域のA
−A断面を示す断面図,及び図8の(B)は図1の単層
金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い領域の
B−B断面を示す断面図である。第5実施例では,ボア
孔周縁板2には2条のビード7が形成され,ボア孔3に
沿って内側にフルビード13が形成され,フルビード1
3の外側にハーフビード12が形成されている。しか
も,フルビード13とハーフビード12との間には補助
シールビード10が形成されている。第5実施例では,
補助シールビード10の突出方向は,フルビード13の
突出方向と同一方向にそれぞれ方向付けられている。第
5実施例では,補助シールビード10は,フルビード1
3とハーフビード12との間に位置しているが,フルビ
ード13の内側,或いはハーフビード12の外周に形成
されてもよいものである。
の第6実施例を説明する。図9の(A)は図1の単層金
属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域のA
−A断面を示す断面図,及び図9の(B)は図1の単層
金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い領域の
B−B断面を示す断面図である。第6実施例では,ボア
孔周縁板2には,1条のフルビード13のビード7が形
成され,ボア孔3に沿ってフルビード13の内側で且つ
両面に一対の補助シールビード10,16が形成されて
いる。補助シールビード10は,フルビード13の凸部
側に形成され,補助シールビード16はフルビード13
の凹部側に形成されている。更に,外周板1には,ボル
ト孔5の周囲にハーフビード14が形成されている。
トの第7実施例を説明する。図10の(A)は図1の単
層金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が広い領域
のA−A断面を示す断面図,及び図10の(B)は図1
の単層金属ガスケットにおけるボア孔周縁板の幅が狭い
領域のB−B断面を示す断面図である。第7実施例で
は,ボア孔周縁板2に1条のフルビード13のビード7
が形成されており,しかも,ビード7の外周側に補助シ
ールビード10が形成されている。補助シールビード1
0は,図示していないが,ビード7の内周側に設けるこ
ともできる。第7実施例では,補助シールビード10の
突出方向は,フルビード13の突出方向と同一方向にそ
れぞれ方向付けられている。更に,外周板1に形成され
たボルト孔5の周囲には補助シールビード15が形成さ
れている。
属ガスケットの第8実施例を説明する。図11は図1の
単層金属ガスケットにおける符号D領域を示す拡大平面
図,及び図12は図11のC−C断面における断面図で
ある。第8実施例は,ボア孔周縁板2に2条のハーフビ
ード12のビード7が形成されている。第8実施例で
は,ボア孔3に沿って内周側に内側のハーフビード12
が形成され,内側のハーフビード12の外周側に外側の
ハーフビード12が形成され,しかも,両ハーフビード
12は,傾斜方向が逆方向に延びており,互いに会合す
ることなく,間に平ら部18が形成されるように隔置し
て形成されている。また,第8実施例では,ボア孔周縁
板2のボア孔3間では,外側のハーフビード12が互い
に近接し,フルビード状の会合部17に形成され,この
形状に構成されることによってボア孔3における面圧バ
ランスの調整を良好に行うことができる。また,図示し
てないが,ボア孔周縁板2に1条のハーフビードを形成
した場合でも,ボア孔3の間の接続部8で互いに近接さ
せ,フルビード状の会合部に形成することもできる。
上記のように,ボア孔周縁板の幅をボア孔周りに部分的
に変更するだけで,ボア孔周縁板に形成されるビードの
高さをボア孔に沿って部分的に変更することなく,ボア
孔の周りの面圧を微小調整を含めて調整することがで
き,ボア孔周りの面圧を均一化すると共に,簡単に調整
することができる。従って,この単層金属ガスケット
は,特に,クローズドタイプのエンジンに適用した場合
に,面圧バランスの調整が容易であり,構造的に簡素化
されたガスケットを提供できる。
示す平面図である。
板を示す平面図である。
示す平面図である。
B断面における第1実施例を示す断面図である。
B断面における第2実施例を示す断面図である。
B断面における第3実施例を示す断面図である。
B断面における第4実施例を示す断面図である。
B断面における第5実施例を示す断面図である。
B断面における第6実施例を示す断面図である。
−B断面における第7実施例を示す断面図である。
施例であり,図1の符号Cの領域を示す拡大平面図であ
る。
面図である。
平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 シリンダブロックと該シリンダブロック
にボルトによって固定されたシリンダヘッドとの対向面
間に介在して適用され,ボア孔周りに少なくとも1条の
ビードを備え且つ前記ボア孔間に連続部を有する前記ボ
ア孔周りの周縁部に配置されたボア孔周縁板と,該ボア
孔周縁板を取り囲んで且つ前記ボア孔周縁板の外周縁部
に接続された外周板とから成り,前記ボア孔周縁板の厚
さが前記外周板の厚さよりも厚く形成された金属ガスケ
ットにおいて,前記ボア孔周縁板の幅を前記ボア孔周り
の面圧分布に応じて連続的に変化させ,前記ボア孔周り
の前記面圧分布の調整の一部を前記ボア孔周りにおける
前記ボア孔周縁板の幅のサイズの狭広で行うことを特徴
とする単層金属ガスケット。 - 【請求項2】 前記ボア孔周縁板における前記連続部の
前記ボア孔間のそれぞれの幅は,前記ボア孔間において
同一幅又は異なった幅に形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の単層金属ガスケット。 - 【請求項3】 前記ボア孔周縁板の前記ボア孔周りの幅
は,前記ボルトが挿通する前記外周板に形成されたボル
ト孔の近傍で最も狭く形成されていることを特徴とする
請求項1又は2に記載の単属金属ガスケット。
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