JP2002031238A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室孔の周縁部の変形防止効果や、内側及
び外側ビードの疲労破壊防止効果を長期にわたって確保
する。 【解決手段】 燃焼室孔１０３の周囲に沿って内側ビー
ド１０４が設けられると共に、該内側ビード１０４の外
側に燃焼室孔１０３を囲むように外側ビード１０５が設
けられた基板１０１と、基板１０１の各ビード１０４，
１０５の突出側に配置され、ビード１０４とビード１０
５との間の位置に基板１０１に向けて突出する凸部１０
６が形成された副板１０２とを備え、凸部１０６はプレ
ス成形により形成されて、該凸部１０６の裏面側に形成
される凹部１０７の断面積と凸部１０６の断面積とが等
しくされた金属ガスケットにおいて、凸部１０６の幅方
向の内側に凹部１０７を配置し、且つ、凸部１０６側の
Ｒ部１１０が凹部１０７のＲ部１１１に対して副板１０
２の厚さ方向に重ならないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室孔の周囲に
沿って内側ビードが設けられると共に、該内側ビードの
外側に前記燃焼室孔を囲むように外側ビードが設けられ
た基板と、該基板の内側ビード及び外側ビードの突出側
に配置され、内側ビードと外側ビードとの間の位置に基
板に向けて突出する凸部が形成された副板とを備え、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ことにより、前記接合面間を
シールするようにし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、例えば特許第２９２８１９１号公報に記載のものが
知られている。この金属ガスケットは、図８及び図９に
示すように、上下一対の基板１と、一対の基板１間に配
置された上下一対の副板２とを備えている。基板１には
燃焼室孔３の周囲に沿ってステップ状のハーフビード
（内側ビード）４が形成されていると共に、該ハーフビ
ード４の外側に燃焼室孔３を囲むようにフルビード（外
側ビード）５が形成されており、両基板１はビード４，
５の突出側が互いに向き合うように配置されている。

【０００３】一方、副板２にはハーフビード４とフルビ
ード５との間の位置に基板１側に向けて突出する凸部６
がプレス成形により燃焼室孔３の周方向に沿って形成さ
れており、凸部６の断面積は該凸部６の裏面側に形成さ
れる凹部７の断面積と等しくされている。凸部６をプレ
ス成形する際には、凸部６が雌型に対応し、凹部７が雄
型に対応しており、凸部６及び凹部７共に断面略長方形
状とされて凸部６の上面と凹部７の底面が略平行になっ
ている。なお、図８において符号８はボルト孔、９は油
孔であり、それぞれ基板１の外周縁部に形成されてい
る。

【０００４】かかる構成の金属ガスケットにおいては、
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た際に、燃焼室孔３の周縁部
から離れた位置にある副板２の凸部６位置に最も面圧が
集中し、これにより、燃焼室孔３の周縁部に過大な面圧
が作用するのを回避して該周縁部の変形を防止すると共
に、副板２の凸部６がストッパーとして機能して該凸部
６の幅方向の両側に配置されたハーフビード４及びフル
ビード５の板厚方向の過度な圧縮変形を抑制し、各ビー
ド４，５の疲労破壊を防止するようにしている。

【０００５】なお、副板２の凸部６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８近傍の高さ
が低くされ、締め付け力が小さい各ボルト孔８間の高さ
が高くされて燃焼室孔３の周方向に沿って抑揚が付けら
れており、これにより、燃焼室孔３の周方向における面
圧の均一化を図るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、エン
ジンの大排気量化が進んで締結ボルト間のピッチが大き
くなり、上述した締結ボルト間における副板２の凸部６
の高さも高くなる傾向にある。しかしながら、上記従来
の金属ガスケットにおいては、副板２の凸部６をプレス
成形する際に、図１０を参照して、凸部６の上面と該凸
部６の幅方向の側面との間に形成されるＲ部１０が、凹
部７の幅方向の内側面と副板２の平坦面との間に形成さ
れるＲ部１１に対して該副板２の厚さ方向に重なるよう
に成形されるため、凸部６の上面と凹部７側の副板２の
平坦面との間に平行部がなくなってしまい、この結果、
この部分にエンジン稼働時の板厚方向に作用する押圧力
が剪断力として作用してへたりや亀裂が生じ、特に、締
結ボルト間で凸部６の高さを高くした部分が比較的短期
間のエンジン稼働で潰れてストッパーとして機能しなく
なり、上述した燃焼室孔３の周縁部の変形防止効果や各
ビード４，５の疲労破壊防止効果を長期にわたって確保
できなくなるという不都合が生じてきた。

【０００７】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、燃焼室孔の周縁部の変形防止効
果や、内側及び外側ビードの疲労破壊防止効果を長期に
わた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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記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、燃焼室孔の周囲
に沿って内側ビードが設けられると共に、該内側ビード
の外側に前記燃焼室孔を囲むように外側ビードが設けら
れた基板と、該基板の内側ビード及び外側ビードの突出
側に配置され、内側ビードと外側ビードとの間の位置に
基板に向けて突出する凸部が形成された副板とを備え、
該副板の凸部はプレス成形により形成されて、該凸部の
裏面側に形成される凹部の断面積と前記凸部の断面積と
が等しくされた金属ガスケットにおいて、前記副板の凸
部の幅方向の内側に前記凹部を配置し、且つ、凸部の上
面と該凸部の幅方向の側面との間のＲ部が、凹部の幅方
向の内側面と副板の平坦面との間のＲ部に対して該副板
の厚さ方向に重ならないようにしたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る金属ガスケットは、請求項
１において、前記副板の凸部側のＲ部が前記凹部側のＲ
部に対して副板の厚さ方向に重ならない部分の間隔を、
該副板の板厚の１０％以上としたことを特徴とする。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、前記副板の凹部の幅方向の中央部の深さが最も深く
なるようにし、且つ、少なくとも凹部の幅方向の中央部
以外の断面形状が前記凸部の上面に対して平行にならな
いようにしたことを特徴とする。

【００１０】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、前記副板の凹部の深さ
を前記燃焼室孔の周方向に沿って変化させたことを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
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説明的断面
図、図２は副板の凸部部分の拡大断面図、図３〜図７は
副板の凹部の変形例を示す断面図である。なお、この実
施の形態の金属ガスケットの平面図については、従来例
の図８で説明したものと同一であるので、図示を省略す
る。

【００１２】図１を参照して、この金属ガスケットは、
上下一対の基板１０１と、一対の基板１０１間に配置さ
れた上下一対の副板１０２とを備えている。基板１０１
には燃焼室孔１０３の周囲に沿ってステップ状のハーフ
ビード（内側ビード）１０４が形成されていると共に、
該ハーフビード１０４の外側に燃焼室孔１０３を囲むよ
うにフルビード（外側ビード）１０５が形成されてお
り、両基板１０１はビード１０４，１０５の突出側が互
いに向き合うように配置されている。

【００１３】副板１０２は、この実施の形態では、基板
１０１より厚肉に形成されている。副板１０２には基板
１０１のハーフビード１０４とフルビード１０５との間
の位置に該基板１０１側に向けて突出する凸部１０６が
プレス成形により燃焼室孔１０３の周方向に沿って形成
されている。副板１０２に凸部１０６をプレス成形する
際には、凸部１０６が雌型に対応し、該凸部１０６の裏
面側に形成される凹部１０７が雄型に対応するようにな
っており、凸部１０６の断面形状は幅方向に長い長方形
状とされてその断面積は凹部１０７の断面積と等しくさ
れている。

【００１４】ここで、この実施の形態では、副板１０２
の凸部１０６をプレス成形するに際して、図２に示すよ
うに、凸部１０６の幅方向の内側に凹部１０７が配置さ
れるような雄雌型を用い、且つ、凸部１０６の上面と該
凸部１０６の幅方向の側面との間に形成されるＲ部１１
０が、凹部１０７の幅方向の内側面と副板１０２の平坦
面との間に形成されるＲ部１１１に対して該副板１０２
の厚さ方向に重ならないような寸法関係とされている。
これにより、凸部１０６の上面と凹部１０７側の副板１
０２の平坦面との間に平行部１１２が形成されるように
なっている。なお、平行部１１２の間隔Ｂは＋寸法であ
る限り特に限定されるものではないが、副板１０２の板
厚の１０％以上が好ましい。

【００１５】また、凹部１０７の断面形状は幅方向の両
内側面が板厚方向に垂直に延び、底部が凸部１０６側に
向けて膨らむ円弧形状とされており、幅方向の中央部の
深さが最も深くなるようになっている。従って、この実
施の形態では、凹部１０７の断面形状が、凸部１０６の
上面に対して平行になる部分を一切持たないようになっ
ている。

【００１６】そして、このような凹部１０７の断面形状
を採用することにより、プレス成形に際して、雄型の凹
部１０７の円弧部分に対応する型面が凸部１０６側のＲ
部１１０に対応する雌型の型面の角隅に向けて肉を押し
付けるように塑性変形させ、これにより、Ｒ部１１０の
寸法を小さくすることができ、結果として、上述した平
行部１１２の間隔Ｂを広くすることができる。また、逆
の言い方をすれば、Ｒ部１１０の寸法が小さくなった分
だけ、凹部１０７の幅方向の寸法を広くできるため、そ
の断面積の増加分だけ凸部１０６の高さを高くすること
ができる。

【００１７】更に、図示は省略するが、副板１０２の凹
部１０７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８（図８参照）近傍の深さが浅くされ、
締め付け力が小さい各ボルト孔８間の深さが深くされて
燃焼室孔１０３の周方向に沿って凸部１０６の高さに抑
揚が付けられており、これにより、燃焼室孔１０３の周
方向における面圧の均一化を図るようにしている。

【００１８】かかる構成の金属ガスケットにおいては、
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た際に、燃焼室孔１０３の周
縁部から離れた位置にある副板１０２の凸部１０６に最
も面圧が集中し、これにより、燃焼室孔１０３の周縁部
に過大な面圧が作用するのを回避して該周縁部の変形を
防止すると共に、副板１０２の凸部１０６がストッパー
として機能して該凸部１０６の幅方向の両側に配置され
たハーフビード１０４及びフルビード１０５の板厚方向
の過度な圧縮変形を抑制し、各ビード１０４，１０５の
疲労破壊を防止するようにしている。

【００１９】ここで、この実施の形態では、上述したよ
うに、凸部１０６側のＲ部１１０が凹部１０７側のＲ部
１１１に対して副板１０２の厚さ方向に重ならないよう
にして凸部１０６の上面と凹部１０７側の副板１０２の
平坦面との間に平行部１１２が形成されるようにしてい
るため、この部分にエンジン稼働時の板厚方向の押圧力
が作用しても従来のような剪断力が生じることはなく、
この結果、凸部１０６のストッパー機能を良好に維持す
ることが可能になり、上述した燃焼室孔１０３の周縁部
の変形防止効果や各ビード１０４，１０５の疲労破壊防
止効果を長期にわたって確保することができる。

【００２０】なお、上記実施の形態では、基板１０１よ
り副板１０２の板厚を厚くした場合を例に採ったが、こ
れに限定されず、従来と同様に、副板１０２の板厚を基
板１０１より薄くした場合にも、本発明を適用できるの
は勿論である。図３〜図７に凹部１０７の断面形状の変
形例を示す。図３に示す凹部１０７の断面形状は幅方向
の両内側面が板厚方向に垂直に延び、底部が凸部１０６
側に向けて突出する二等辺三角形状とされ、図４に示す
凹部１０７の断面形状は凸部１０６側に向けて膨らむ円
弧形状とされ、図５に示す凹部１０７の断面形状は凸部
１０６側に向けて突出する二等辺三角形状とされてお
り、何れの例も凹部１０７の幅方向の中央部の深さが最
も深く、且つ、凸部１０６の上面に対して平行になる部
分を一切持たないようになっている。

【００２１】また、図６に示す凹部１０７の断面形状は
幅方向の両内側面が板厚方向に垂直に延び、底部が凸部
１０６側に向けて突出する台形状とされ、幅方向の中央
部の深さが最も深くなっているが、該中央部についてだ
け凸部１０６の上面と平行になっている。更に、図７に
示す凹部１０７の断面形状は幅方向の両内側面が板厚方
向に垂直に延び、底部が凸部１０６の上面に対して平行
になっている。

【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、副板に形成された凸部のスト
ッパー機能を良好に維持することができるので、燃焼室
孔の周縁部の変形防止効果や、内側及び外側ビードの疲
労破壊防止効果を長期にわたって確保することができる
という効果が得られる。

【００２３】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明に加えて、凸部の上面と該凸部の幅方向の側面との間
に形成されるＲ部の寸法を小さくすることができるとい
う効果が得られる。請求項４の発明では、請求項１〜３
のいずれかの発明に加えて、副板の凸部位置での燃焼室
孔の周方向における面圧の均一化を図ることができると
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説明的断面図である。

【図２】副板の凸部部分の拡大断面図である。

【図３】副板の凹部の変形例を示す断面図である。

【図４】副板の凹部の変形例を示す断面図である。

【図５】副板の凹部の変形例を示す断面図である。

【図６】副板の凹部の変形例を示す断面図である。

【図７】副板の凹部の変形例を示す断面図である。

【図８】従来の金属ガスケットを説明するための説明的
平面図である。

【図９】図８のａ−ａ線断面図である。

【図１０】副板の凸部部分の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０１…基板 １０２…副板 １０３…燃焼室孔 １０４…ステップビード（内側ビード） １０５…フルビード（外側ビード） １０６…凸部 １０７…凹部 １１０…凸部側のＲ部 １１１…凹部側のＲ部 １１２…平行部 Ｂ…平行部の間隔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室孔の周囲に沿って内側ビードが設
   けられると共に、該内側ビードの外側に前記燃焼室孔を
   囲むように外側ビードが設けられた基板と、該基板の内
   側ビード及び外側ビードの突出側に配置され、内側ビー
   ドと外側ビードとの間の位置に基板に向けて突出する凸
   部が形成された副板とを備え、該副板の凸部はプレス成
   形により形成されて、該凸部の裏面側に形成される凹部
   の断面積と前記凸部の断面積とが等しくされた金属ガス
   ケットにおいて、 前記副板の凸部の幅方向の内側に前記凹部を配置し、且
   つ、凸部の上面と該凸部の幅方向の側面との間のＲ部
   が、凹部の幅方向の内側面と副板の平坦面との間のＲ部
   に対して該副板の厚さ方向に重ならないようにしたこと
   を特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】 前記副板の凸部側のＲ部が前記凹部側の
   Ｒ部に対して副板の厚さ方向に重ならない部分の間隔
   を、該副板の板厚の１０％以上としたことを特徴とする
   請求項２記載の金属ガスケット。
3. 【請求項３】 前記副板の凹部の幅方向の中央部の深さ
   が最も深くなるようにし、且つ、少なくとも凹部の幅方
   向の中央部以外の断面形状が前記凸部の上面に対して平
   行にならないように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。
4. 【請求項４】 前記副板の凹部の深さを前記燃焼室孔の
   周方向に沿って変化させ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。