JP2001295933A - 金属ガスケット - Google Patents

金属ガスケット

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JP2001295933A
JP2001295933A JP2000115709A JP2000115709A JP2001295933A JP 2001295933 A JP2001295933 A JP 2001295933A JP 2000115709 A JP2000115709 A JP 2000115709A JP 2000115709 A JP2000115709 A JP 2000115709A JP 2001295933 A JP2001295933 A JP 2001295933A
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combustion chamber
chamber hole
convex portion
annular convex
distance
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JP2000115709A
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Ryosuke Fujiki
亮介 藤木
Yoshiyuki Hagiwara
義幸 萩原
Toshiyuki Tanaka
利幸 田中
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 金属ガスケット1は、ステンレス製の1
枚のガスケット基板2によって構成している。ガスケッ
ト基板2には、燃焼室孔3を囲繞してフルビード部2A
を形成するとともに、それよりも内方側に環状凸部2C
と環状凹部2Dを形成している。さらに、環状凸部2C
の膨出高さHと、両周面2C’、2D’がずれた距離S
との関係を図3に示した4本の直線A,B,C,Dによ
って囲繞される範囲内に設定している。 【効果】 従来に比較して寿命が長く、しかもシール性
が良好な金属ガスケットを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属ガスケットに関
し、より詳しくは、燃焼室孔を囲繞するビード部と環状
凸部とを有する1枚の基板から構成した金属ガスケット
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属ガスケットとして次のような
構成を備えたものは知られている。すなわち、シリンダ
ブロックのシリンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔
と、この燃焼室孔を囲繞して一面側にむけて膨出し、か
つ燃焼室孔の円周方向に連続させて形成したビード部
と、上記ビード部よりも燃焼室孔に近い位置に該燃焼室
を囲繞して形成されて、上記ビード部と同一方向に向け
て膨出する環状凸部と、上記環状凸部の裏面の位置に形
成されて、上記燃焼室孔を囲繞する環状凹部とを有する
一枚の金属製の基板から構成した金属ガスケットは知ら
れている(例えば、特開平10−110825号公
報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の金属ガスケ
ットに形成した環状凸部は、該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挟持した際に、そ
れら両部材の間でビード部が圧縮されすぎるのを防止す
るストッパとしての機能を備えている。そのため、上記
従来の金属ガスケットにおいては、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挟持した際
に、上記環状凸部とその裏面側の位置に締結荷重が集中
しやすくなっていたものである。そのため、該金属ガス
ケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟
持した後に、燃焼ガスによって金属ガスケットが熱膨張
と収縮とを繰り返すうちに、上記環状凸部の箇所に金属
疲労が生じてひび割れや損傷が生じ易くなり、ひいては
金属ガスケットのシール性が低下するという欠点があっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した事情に鑑み、本
発明は、シリンダブロックのシリンダボアに合わせて穿
設した燃焼室孔と、この燃焼室孔を囲繞して一面側にむ
けて膨出し、かつ燃焼室孔の円周方向に連続させて形成
したビード部と、上記ビード部よりも燃焼室孔に近い位
置に該燃焼室孔を囲繞して形成されて、上記ビード部と
同一方向に向けて膨出する環状凸部と、上記環状凸部の
裏面の位置に形成されて、上記燃焼室孔を囲繞する環状
凹部とを有する一枚の金属製の基板から構成した金属ガ
スケットにおいて、上記ガスケット基板の板厚tを0.
2mm〜0.3mmに設定するとともに上記環状凸部の
幅を1mm〜3mmに設定し、さらに、上記環状凸部が
本来の基板の上面から膨出する膨出高さをHとし、上記
上記環状凸部の一方の周面と上記環状凹部の一方の周面
とが上記燃焼室孔の半径方向においてずれた距離をSと
した時に、上記膨出高さHを縦軸に取り、上記距離Sを
横軸に取ったグラフにおいて、上記膨出高さHおよび上
記距離Sを、下記の4つの直線の数式で囲繞される範囲
内となるように設定したものである。ここで膨出高さH
および距離Sの寸法単位はmmである。 H=−1.3S+0.18 ……(数式1) H=0.083S+0.13 ……(数式2) H=1.25S−0.28 ……(数式3) H=−0.83S+0.06 ……(数式4)
【0005】このような構成によれば、ストッパとして
の機能を有する環状凸部の金属疲労を抑制することがで
きるので、従来に比較して環状凸部におけるのひび割れ
や損傷を抑制することができる。したがって、従来に比
較して寿命が長く、しかもシール性が良好な金属ガスケ
ットを提供することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図1ないし図2において、金属ガスケット
1は、図示しないシリンダヘッドとシリンダブロックと
の間に挟持されてそれらの間をシールするようになって
いる。本実施例の金属ガスケット1は、板厚tの一枚の
ガスケット基板2から構成してあり、このガスケット基
板2の材料はステンレスである。ガスケット基板2に
は、図示しないシリンダブロックのシリンダボアに合わ
せて穿設した複数の燃焼室孔3と、図示しない締結ボル
トを挿通するための複数のボルト孔4と、潤滑油を流通
させる油孔5および冷却水を流通させるための水孔6を
それぞれ穿設している。上記ガスケット基板2には、す
べての燃焼室孔3全体を囲繞する位置に外周ビード部1
1を形成している。また、上記ボルト孔4、油孔5およ
び水孔6についても、所要の位置にそれらを単独でまた
は共通に囲む従来公知のハーフビード部を形成してい
る。
【0007】図2に示すように、ガスケット基板2に
は、燃焼室孔3を囲繞してその外方側(図面上の右方
側)に、上方側に向けて膨出するフルビード部2Aを形
成している。また、ガスケット基板2には、フルビード
部2Aよりも内方側の位置に燃焼室孔3を囲繞して環状
凸部2Cを形成している。この環状凸部2Cは、ガスケ
ット基板2を下面側から上面側に向けてプレス加工機等
により環状に押圧して断面コ字形に成形している。ま
た、このように環状凸部2Cを形成することに伴って、
その裏面の位置に燃焼室孔3を囲繞する環状凹部2Dが
形成されている。上記環状凸部2Cの膨出高さH(本来
のガスケッット基板2の上面からの膨出高さ)は、上記
フルビード部2Aの膨出高さ(本来のガスケッット基板
2の上面からの膨出高さ)よりも低く設定している。こ
れにより、金属ガスケット1をシリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間に介在させて締結ボルトによって締結
した際に、フルビード部2Aの頂部がシリンダヘッドの
下面と密着し、該フルビード部2A全体が上下方向に圧
縮されることになる。その際に、環状凸部2Cの頂部が
シリンダヘッドの下面と当接してストッパとして機能す
ることにより、フルビード部2Aが圧縮されすぎるのを
防止出来るようにしている。上記環状凸部2Cの幅W1
は、環状凹部2Dの幅W2よりも大きくしている。それ
に伴って、環状凸部2Cの内方側の周面2C’と環状凹
部2Dの内方側の周面2D’とは、距離Sだけ燃焼室孔
3の半径方向においてずれている。また、環状凸部2C
の外方側の周面2C’’と環状凹部2Dの外方側の周面
2D’’とは、同じ距離Sだけ燃焼室孔3の半径方向に
おいてずれている。
【0008】しかして、本実施例においては、上記ガス
ケット基板2の厚さtおよび環状凸部2C周辺の寸法を
次のように設定してあり、それによって、金属ガスケッ
ト1の寿命を長くしたものである。すなわち、本実施例
では、ガスケット基板2の厚さtを0.2mm〜0.3
mmに設定してあり、環状凸部2Cの幅W1は1mm〜
3mmに設定している。また、環状凸部2Cの膨出高さ
Hと、上記環状凸部2Cの内方側の周面2C’と環状凹
部2Dの内方側の周面2D’とずれた距離Sとを、図3
における4本の直線A,B,C,Dによって囲繞される
範囲内に設定するようにしている。この図3は、縦軸に
上記環状凸部2Cの膨出高さH(mm)を取り、横軸に
上記周面2C’と周面2D’とのずれた距離S(mm)
を取った場合のグラフであり、先ず直線Aは次の数式で
表現することができる。 H=−1.3S+0.18 ……(数式1) この直線Aよりも下方側となる領域において上記膨出高
さHおよび距離Sを設定すると金属ガスケット1のシー
ル性が不良であり、直線Aよりも上方側となる領域で上
記膨出高さHおよび距離Sを設定すると金属ガスケット
1のシール性は良好である。
【0009】次に、直線Bは次の数式で表現することが
できる。 H=0.083S+0.13 ……(数式2) この直線Bよりも上方側となる領域に上記膨出高さHお
よび距離Sを設定すると、金属ガスケット1を構成する
ガスケット基板2の耐疲労性が不良であり、この直線B
よりも下方側となる領域で上記膨出高さHおよび距離S
を設定するとガスケット基板2の耐疲労性が良好であ
る。また、直線Cは次の数式で表現することができる。 H=1.25S−0.28 ……(数式3) この直線Cよりも下方側となる領域で上記膨出高さHお
よび距離Sを設定すると、環状凸部2Cを成形する際の
成形性が不良であり、この直線Cよりも上方側となる領
域で上記膨出高さHおよび距離Sを設定すると、環状凸
部2Cを成形する際の成形性が良好である。さらに、直
線Dは次の数式で表現することができる。 H=−0.83S+0.06 ……(数式4) この直線Dよりも下方側となる領域で上記膨出高さHお
よび距離Sを設定すると、環状凸部2Cのストッパとし
ての機能が不良であり、この直線Dよりも上方側となる
領域で上記膨出高さHおよび距離Sを設定すると、環状
凸部2Cのストッパ機能が良好である。このように、シ
ール性(直線A)、耐疲労性(直線B)、成形性(直線
C)およびストッパ機能(直線D)を考慮すると、膨出
高さHおよび距離Sを設定するに当たって最も好適な範
囲は、上記直線A、B、C、Dによって囲繞される範囲
となり、本実施例では、この範囲内において膨出高さH
および距離Sを設定している。
【0010】本実施例において、このような寸法設定と
する根拠は、本願の発明者が金属ガスケット1について
のCAE解析結果および単体試験結果から見出したもの
である。このような本実施例によれば、金属ガスケット
1をシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に締結ボ
ルトによって挟持した後において、環状凸部2Cの金属
疲労を抑制することができる。そのため、従来に比較し
て環状凸部2Cにおけるひび割れや損傷を抑制して、寿
命が長く、しかもシール性が良好な金属ガスケット1を
提供することができる。また、環状凸部2Cがシリンダ
ヘッドの下面に当接してフルビード部2Aが圧縮されす
ぎるのを防止するストッパ効果も良好である。さらに、
本実施例においては、環状凸部2Cを成形する際の成形
性も良好なものとなる。なお、上記実施例においては、
環状凸部2Cがシリンダヘッド側に、環状凹部2Dがシ
リンダブロック側になるように配置されていたが、上下
を反対に、すなわち環状凸部2Cがシリンダブロック側
に、環状凹部2Dがシリンダヘッド側になるように配置
してもよいことは勿論である。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して寿命が長く、しかもシール性が良好な金属ガス
ケットを提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す平面図。
【図2】図1のII−II線に沿う拡大断面図。
【図3】図2に示した膨出高さHと距離Sとの関係を示
すグラフ。
【符号の説明】
1…金属ガスケット 2…ガスケ
ット基板 2A…フルビード部 2C…環状
凸部 2D…環状凹部 3…燃焼室
孔 H…環状凸部の膨出高さ S…周面2C’と周面2D’とがずれた距離
フロントページの続き (72)発明者 田中 利幸 愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 Fターム(参考) 3J040 AA01 AA12 BA01 EA01 EA08 EA09 EA18 FA01 HA17 HA30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロックのシリンダボアに合わ
    せて穿設した燃焼室孔と、この燃焼室孔を囲繞して一面
    側にむけて膨出し、かつ燃焼室孔の円周方向に連続させ
    て形成したビード部と、上記ビード部よりも燃焼室孔に
    近い位置に該燃焼室孔を囲繞して形成されて、上記ビー
    ド部と同一方向に向けて膨出する環状凸部と、上記環状
    凸部の裏面の位置に形成されて、上記燃焼室孔を囲繞す
    る環状凹部とを有する一枚の金属製の基板から構成した
    金属ガスケットにおいて、 上記ガスケット基板の板厚tを0.2mm〜0.3mm
    に設定するとともに上記環状凸部の幅を1mm〜3mm
    に設定し、 さらに、上記環状凸部が本来の基板の上面から膨出する
    膨出高さをHとし、上記上記環状凸部の一方の周面と上
    記環状凹部の一方の周面とが上記燃焼室孔の半径方向に
    おいてずれた距離をSとした時に、上記膨出高さHを縦
    軸に取り、上記距離Sを横軸に取ったグラフにおいて、
    上記膨出高さHおよび上記距離Sを、下記の4つの直線
    の数式で囲繞される範囲内となるように設定したことを
    特徴とする金属ガスケット。ここで膨出高さHおよび距
    離Sの寸法単位はmmである。 H=−1.3S+0.18 ……(数式1) H=0.083S+0.13 ……(数式2) H=1.25S−0.28 ……(数式3) H=−0.83S+0.06 ……(数式4)
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