JP2002054743A - ヘッドガスケット - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0818—Flat gaskets
- F16J15/0825—Flat gaskets laminated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ビードのシール面圧の微調整が容易にできて、
最適なシール面圧を設定でき、エンジン部材を損傷する
ことなく、十分なシール性能の確保とへたり防止が可能
なヘッドガスケットを提供する。 【解決手段】第１金属構成板１０とこの両側にそれぞれ
積層され、該第１金属構成板１０に凸部を向けたシリン
ダボア穴２シール用のビード２１，３１を有する第２金
属構成板２０と第３金属構成板３０とを有したエンジン
用のヘッドガスケット１において、前記ビード２１，３
１の内周側と外周側の部分における前記第１金属構成板
１０の少なくとも片面に、環状の合成樹脂製の第１及び
第２段差コーティング４０、５０を、それぞれ配設し、
前記第１段差コーティングの厚さを、前記第２段差コー
ティングの厚さ以上に形成して構成する。
最適なシール面圧を設定でき、エンジン部材を損傷する
ことなく、十分なシール性能の確保とへたり防止が可能
なヘッドガスケットを提供する。 【解決手段】第１金属構成板１０とこの両側にそれぞれ
積層され、該第１金属構成板１０に凸部を向けたシリン
ダボア穴２シール用のビード２１，３１を有する第２金
属構成板２０と第３金属構成板３０とを有したエンジン
用のヘッドガスケット１において、前記ビード２１，３
１の内周側と外周側の部分における前記第１金属構成板
１０の少なくとも片面に、環状の合成樹脂製の第１及び
第２段差コーティング４０、５０を、それぞれ配設し、
前記第１段差コーティングの厚さを、前記第２段差コー
ティングの厚さ以上に形成して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンに適用す
る３枚以上の金属構成板を有して形成されるヘッドガス
ケットに関するものである。
る３枚以上の金属構成板を有して形成されるヘッドガス
ケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの間をシールするヘッドガスケットには、図１
に示すように、シリンダボア用穴（燃焼穴）２、潤滑油
穴３、冷却水穴４、ボルト穴５等が形成されており、そ
れぞれ、燃焼室内に発生する燃焼ガス、オイルギャラリ
を循環する潤滑油、及び、ウオータジャケット内の冷却
水等をシールするために、それぞれのシール対象穴に対
してビードやシールリング等のシール手段が設けられて
いる。
ロックとの間をシールするヘッドガスケットには、図１
に示すように、シリンダボア用穴（燃焼穴）２、潤滑油
穴３、冷却水穴４、ボルト穴５等が形成されており、そ
れぞれ、燃焼室内に発生する燃焼ガス、オイルギャラリ
を循環する潤滑油、及び、ウオータジャケット内の冷却
水等をシールするために、それぞれのシール対象穴に対
してビードやシールリング等のシール手段が設けられて
いる。
【０００３】特に、シリンダボア用穴の周縁部において
は、エンジンが作動した時に、高温高圧の燃焼ガスが発
生するので、この部分のシールが特に重要であり、機械
的強度や耐久性に優れた金属ガスケットを用いて、何枚
かの金属構成板を積層すると共に、シリンダボア用穴の
外周側全周にシール手段を配設してシールラインを形成
している。
は、エンジンが作動した時に、高温高圧の燃焼ガスが発
生するので、この部分のシールが特に重要であり、機械
的強度や耐久性に優れた金属ガスケットを用いて、何枚
かの金属構成板を積層すると共に、シリンダボア用穴の
外周側全周にシール手段を配設してシールラインを形成
している。
【０００４】そして、このシール手段はフルビードやハ
ーフビードの組み合わせやビードの向きの配置により、
様々なシール手段が工夫されていると共に、更に、これ
らのビードのシール面圧を調整したり、ビードをへたり
から保護したりするために、ストッパビードを形成した
り、ストッパ用の金属シムを積層したりしている。
ーフビードの組み合わせやビードの向きの配置により、
様々なシール手段が工夫されていると共に、更に、これ
らのビードのシール面圧を調整したり、ビードをへたり
から保護したりするために、ストッパビードを形成した
り、ストッパ用の金属シムを積層したりしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のヘッドガスケットにおいては、エンジンの軽量化が進
み、シリンダヘッドやシリンダブロックが比較的軟らか
いアルミ合金製となってきており、そのため、ビードの
シール面圧が高いとエンジンの振動や熱膨張等による力
が加わった時にシリンダヘッドやシリンダブロック等の
エンジン部材側が傷付いて、この傷から燃焼ガス等の漏
れが発生するという問題が生じる。
のヘッドガスケットにおいては、エンジンの軽量化が進
み、シリンダヘッドやシリンダブロックが比較的軟らか
いアルミ合金製となってきており、そのため、ビードの
シール面圧が高いとエンジンの振動や熱膨張等による力
が加わった時にシリンダヘッドやシリンダブロック等の
エンジン部材側が傷付いて、この傷から燃焼ガス等の漏
れが発生するという問題が生じる。
【０００６】また、シール面圧が不十分であると、燃焼
ガスが潤滑油穴や水穴に入ってエア噛み現象を起こし
て、潤滑油や冷却水の循環不良を引き起こすことにな
る。
ガスが潤滑油穴や水穴に入ってエア噛み現象を起こし
て、潤滑油や冷却水の循環不良を引き起こすことにな
る。
【０００７】そのため、シール性能を十分に確保できる
と共に、ヘッドガスケットを挟持するエンジン部材を損
傷しないようにシール面圧を設定することが特に重要と
なってきており、この相反する要求の中で決まる最適な
シール面圧は非常に狭い範囲になってしまうため、プレ
ス加工で形成されたビードのシール面圧を、所望のシー
ル面圧を発生するように微調整して設定できるヘッドガ
スケットの構造が必要となる。
と共に、ヘッドガスケットを挟持するエンジン部材を損
傷しないようにシール面圧を設定することが特に重要と
なってきており、この相反する要求の中で決まる最適な
シール面圧は非常に狭い範囲になってしまうため、プレ
ス加工で形成されたビードのシール面圧を、所望のシー
ル面圧を発生するように微調整して設定できるヘッドガ
スケットの構造が必要となる。
【０００８】しかしながら、従来技術においては、この
シール面圧の調整は、金属構成板の材質やプレス加工で
成形されたビードの形状によって決まるシール面圧を、
副ビードや金属シム等のストッパにより、調整している
が、副ビードはプレス加工によるため、調整精度が粗
く、また、金属シムでも、加工可能な板厚や材質の関係
から微調整が難しいという問題がある。
シール面圧の調整は、金属構成板の材質やプレス加工で
成形されたビードの形状によって決まるシール面圧を、
副ビードや金属シム等のストッパにより、調整している
が、副ビードはプレス加工によるため、調整精度が粗
く、また、金属シムでも、加工可能な板厚や材質の関係
から微調整が難しいという問題がある。
【０００９】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の目的は、ビードのシール面圧
の微調整が容易にできて、最適なシール面圧を設定で
き、その結果、エンジン部材を損傷することなく、十分
なシール性能を確保でき、また、ビードのへたりの防止
もできるヘッドガスケットを提供することにある。
れたものであり、本発明の目的は、ビードのシール面圧
の微調整が容易にできて、最適なシール面圧を設定で
き、その結果、エンジン部材を損傷することなく、十分
なシール性能を確保でき、また、ビードのへたりの防止
もできるヘッドガスケットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヘッドガス
ケットは、次のように構成される。
ケットは、次のように構成される。
【００１１】１）第１金属構成板と該第１金属構成板の
両側にそれぞれ積層され、該第１金属構成板に凸部を向
けたシリンダボア穴シール用のビードを有する第２金属
構成板と第３金属構成板とを有し、前記ビードが前記第
１金属構成板を介して対向して配置されているエンジン
用のヘッドガスケットにおいて、前記ビードの内周側の
部分における前記第１金属構成板の少なくとも片面に、
環状の合成樹脂製の第１段差コーティングを、前記ビー
ドの外周側の部分における前記第１金属構成板の少なく
とも片面に、環状の合成樹脂製の第２段差コーティング
を、それぞれ配設すると共に、前記第１段差コーティン
グの厚さを、前記第２段差コーティングの厚さと同じ厚
さ、又は、前記第２段差コーティングの厚さよりも厚く
形成して構成される。
両側にそれぞれ積層され、該第１金属構成板に凸部を向
けたシリンダボア穴シール用のビードを有する第２金属
構成板と第３金属構成板とを有し、前記ビードが前記第
１金属構成板を介して対向して配置されているエンジン
用のヘッドガスケットにおいて、前記ビードの内周側の
部分における前記第１金属構成板の少なくとも片面に、
環状の合成樹脂製の第１段差コーティングを、前記ビー
ドの外周側の部分における前記第１金属構成板の少なく
とも片面に、環状の合成樹脂製の第２段差コーティング
を、それぞれ配設すると共に、前記第１段差コーティン
グの厚さを、前記第２段差コーティングの厚さと同じ厚
さ、又は、前記第２段差コーティングの厚さよりも厚く
形成して構成される。
【００１２】この構成のヘッドガスケットによれば、シ
リンダヘッドやエンジンブロック等のエンジン部材に当
接する側にビードの凹部が向いているので、図４（ａ）
に示すように凸部が当接した場合に発生するシール面圧
よりも、図４（ｂ）に示すようにシール面圧が小さくな
り、エンジン部材に発生する最大応力が小さくなるの
で、エンジン部材の表面の損傷が防止される。
リンダヘッドやエンジンブロック等のエンジン部材に当
接する側にビードの凹部が向いているので、図４（ａ）
に示すように凸部が当接した場合に発生するシール面圧
よりも、図４（ｂ）に示すようにシール面圧が小さくな
り、エンジン部材に発生する最大応力が小さくなるの
で、エンジン部材の表面の損傷が防止される。
【００１３】更に、ビードの両側に配置した段差コーテ
ィングとなる合成樹脂層は、金属シムよりは軟らかく、
層厚の微調整が容易にでき、しかも、ゴム被膜層よりも
硬くフローや圧壊が生じないため、シリンダボア穴周囲
のシール面圧の微調整を、この段差コーティングの層厚
を調整することにより容易に行えるようになる。
ィングとなる合成樹脂層は、金属シムよりは軟らかく、
層厚の微調整が容易にでき、しかも、ゴム被膜層よりも
硬くフローや圧壊が生じないため、シリンダボア穴周囲
のシール面圧の微調整を、この段差コーティングの層厚
を調整することにより容易に行えるようになる。
【００１４】また、この段差コーティングは、フローや
圧壊が生じないので、段差コーティングの端部の段差部
においてシールラインを形成できるため、シール性能が
向上し、また、ビードに加わる押圧力が大きくなった時
には、両側からこの押圧力の一部を支持するため、ビー
ドの平坦化やへたりが防止される。
圧壊が生じないので、段差コーティングの端部の段差部
においてシールラインを形成できるため、シール性能が
向上し、また、ビードに加わる押圧力が大きくなった時
には、両側からこの押圧力の一部を支持するため、ビー
ドの平坦化やへたりが防止される。
【００１５】２）また、上記ヘッドガスケットにおい
て、前記第１段差コーティングと、前記第２段差コーテ
ィングの少なくとも一方を前記ビードのビード幅内に延
設して構成される。
て、前記第１段差コーティングと、前記第２段差コーテ
ィングの少なくとも一方を前記ビードのビード幅内に延
設して構成される。
【００１６】この構成のヘッドガスケットによれば、合
成樹脂製の段差コーティングがビード幅内にあり、ビー
ドが押圧された時に、この合成樹脂層のビード頂部側の
端部が先にビードの裾野部分に当接してビードの補強支
持を行う。そのため、段差コーティングがビードの幅よ
りも外に設けられた構成に比べて、シール面圧を少し大
きくすることができる。
成樹脂製の段差コーティングがビード幅内にあり、ビー
ドが押圧された時に、この合成樹脂層のビード頂部側の
端部が先にビードの裾野部分に当接してビードの補強支
持を行う。そのため、段差コーティングがビードの幅よ
りも外に設けられた構成に比べて、シール面圧を少し大
きくすることができる。
【００１７】そして、図５に模式的に示すように、この
シール面圧ｐmax の大きさは、段差コーティング４０，
５０がビードの幅Ｂの中央側に延びるほど、漸次大きく
なる。従って、この段差コーティング４０，５０の層厚
ｔのみならず、ビード側端部の位置ａによってもシール
面圧ｐmax を更に微調整できることになる。
シール面圧ｐmax の大きさは、段差コーティング４０，
５０がビードの幅Ｂの中央側に延びるほど、漸次大きく
なる。従って、この段差コーティング４０，５０の層厚
ｔのみならず、ビード側端部の位置ａによってもシール
面圧ｐmax を更に微調整できることになる。
【００１８】なお、金属シムの貼り付けや溶射シムで
は、３０μｍ以下というような微小厚さの調整はでき
ず、また、ビードの裾野部分を覆う加工は非常に難し
く、加工精度が悪い上に加工コストが高くなる。
は、３０μｍ以下というような微小厚さの調整はでき
ず、また、ビードの裾野部分を覆う加工は非常に難し
く、加工精度が悪い上に加工コストが高くなる。
【００１９】また、ゴム被覆層などの合成樹脂よりも軟
らかい材質を使用した場合は、押圧力によるフローや圧
壊が発生するので、合成樹脂のような面圧調整ができ
ず、また、押圧力に対して段差部を維持することができ
ないので、ビードの内外周にシールラインを形成するこ
ともできない。
らかい材質を使用した場合は、押圧力によるフローや圧
壊が発生するので、合成樹脂のような面圧調整ができ
ず、また、押圧力に対して段差部を維持することができ
ないので、ビードの内外周にシールラインを形成するこ
ともできない。
【００２０】３）そして、上記のヘッドガスケットにお
いて、前記第１及び第２段差コーティングを、硬度Ｆ〜
６Ｈの硬さで形成する。
いて、前記第１及び第２段差コーティングを、硬度Ｆ〜
６Ｈの硬さで形成する。
【００２１】硬度Ｆより軟らかいとフローや圧壊等が発
生し、硬度６Ｈより大きいとシール性が悪く、また、緩
衝機能も劣るので、この硬度Ｆ〜６Ｈの硬さで形成する
のが好ましい。
生し、硬度６Ｈより大きいとシール性が悪く、また、緩
衝機能も劣るので、この硬度Ｆ〜６Ｈの硬さで形成する
のが好ましい。
【００２２】４）また、上記のヘッドガスケットにおい
て、前記第１及び第２段差コーティングを、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、フッ素樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂のいずれか又はその組み合わせで形
成する。
て、前記第１及び第２段差コーティングを、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、フッ素樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂のいずれか又はその組み合わせで形
成する。
【００２３】この第１及び第２段差コーティングは、多
種の合成樹脂で形成することができるが、硬さや塗布の
容易性等から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノ
キシ樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂のいずれ
か一つ、又は、二つ以上の組み合わせを使用するのが好
ましい。特に、フェノキシ樹脂は２００℃以上の耐熱性
があり、また、作業性や塗膜物性等の面から考えても、
このフェノキシ樹脂の使用が最も好ましい。
種の合成樹脂で形成することができるが、硬さや塗布の
容易性等から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノ
キシ樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂のいずれ
か一つ、又は、二つ以上の組み合わせを使用するのが好
ましい。特に、フェノキシ樹脂は２００℃以上の耐熱性
があり、また、作業性や塗膜物性等の面から考えても、
このフェノキシ樹脂の使用が最も好ましい。
【００２４】５）また、上記のヘッドガスケットにおい
て、前記第１及び第２段差コーティングを、スクリーン
印刷による塗布で形成する。
て、前記第１及び第２段差コーティングを、スクリーン
印刷による塗布で形成する。
【００２５】この合成樹脂製の第１及び第２段差コーテ
ィングは、マスクを利用した吹きつけ等でも自由な形状
に塗布して積層できるが、スクリーン印刷等の印刷を使
用すると、複雑な形状であっても容易に形成でき、しか
も、多重印刷により、簡単に層厚を変更して形成できる
ので、各部位に応じた適切な厚さの段差コーティングを
容易に形成できる。
ィングは、マスクを利用した吹きつけ等でも自由な形状
に塗布して積層できるが、スクリーン印刷等の印刷を使
用すると、複雑な形状であっても容易に形成でき、しか
も、多重印刷により、簡単に層厚を変更して形成できる
ので、各部位に応じた適切な厚さの段差コーティングを
容易に形成できる。
【００２６】そして、この多重印刷によれば、合成樹脂
製の段差コーティングを多様な形状や厚さに形成するこ
とや材質を変えた多重構造とすることも容易となる。
製の段差コーティングを多様な形状や厚さに形成するこ
とや材質を変えた多重構造とすることも容易となる。
【００２７】なお、このヘッドガスケットは、構成板に
上記の段差コーティング以外のコーティング、例えば、
全面にゴム被膜層などを有していてもよい。
上記の段差コーティング以外のコーティング、例えば、
全面にゴム被膜層などを有していてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態のヘッドガスケットについて説明する。
施の形態のヘッドガスケットについて説明する。
【００２９】〔第１の実施の形態〕図１に示すように、
このヘッドガスケット１は、内燃機関のシリンダヘッド
とシリンダブロックとの間をシールするものであり、機
械的強度や耐久性に優れた３枚の金属製の構成板１０，
２０，３０を有して構成され、それぞれにシリンダボア
用穴（燃焼穴）２、潤滑油穴３、冷却水穴４、ボルト穴
５等が形成されている。
このヘッドガスケット１は、内燃機関のシリンダヘッド
とシリンダブロックとの間をシールするものであり、機
械的強度や耐久性に優れた３枚の金属製の構成板１０，
２０，３０を有して構成され、それぞれにシリンダボア
用穴（燃焼穴）２、潤滑油穴３、冷却水穴４、ボルト穴
５等が形成されている。
【００３０】このヘッドガスケット１の金属構成板１
０，２０，３０の材料としては、軟鋼板、ステンレス、
バネ鋼等の硬質金属、あるいは、銅、アルミニウム等の
塑性金属等を適宜使用できる。
０，２０，３０の材料としては、軟鋼板、ステンレス、
バネ鋼等の硬質金属、あるいは、銅、アルミニウム等の
塑性金属等を適宜使用できる。
【００３１】そして、シリンダボア用穴２の周縁部にシ
ールのために、図２及び図３に示すように、中央の第１
金属構成板１０を挟んだ両側の第２金属構成板２０と第
３金属構成板３０に、シリンダボア用穴２の周端部２ｂ
の外周の全周に連続して、ビード２１，３１をそれぞれ
凸部が第１金属構成板１０を介して対向するように形成
する。
ールのために、図２及び図３に示すように、中央の第１
金属構成板１０を挟んだ両側の第２金属構成板２０と第
３金属構成板３０に、シリンダボア用穴２の周端部２ｂ
の外周の全周に連続して、ビード２１，３１をそれぞれ
凸部が第１金属構成板１０を介して対向するように形成
する。
【００３２】また、第１金属構成板の両面に、合成樹脂
製の段差コーティング４０，５０を穴開き円盤状に形成
する。この段差コーティング４０，５０は、ビード２
１，３１の内周側に設けられた第１段差コーティング４
０と、外周側に設けられた第２段差コーティング５０と
で構成する。
製の段差コーティング４０，５０を穴開き円盤状に形成
する。この段差コーティング４０，５０は、ビード２
１，３１の内周側に設けられた第１段差コーティング４
０と、外周側に設けられた第２段差コーティング５０と
で構成する。
【００３３】そして、第１の実施の形態では、図２に示
すように、この第１段差コーティング４０は、その内周
側端部４０ａを、シリンダボア用穴２の端部２ｂと同じ
位置に形成すると共に、その外周側端部４０ｂを、ビー
ド２１，３１よりも外側になるように形成する。即ち、
ビード２１，３１の幅Ｂの領域内に入らない状態で形成
する。
すように、この第１段差コーティング４０は、その内周
側端部４０ａを、シリンダボア用穴２の端部２ｂと同じ
位置に形成すると共に、その外周側端部４０ｂを、ビー
ド２１，３１よりも外側になるように形成する。即ち、
ビード２１，３１の幅Ｂの領域内に入らない状態で形成
する。
【００３４】また、第２段差コーティング５０は、その
内周側端部５０ａを、ビード２１，３１よりも外周側
に、即ち、ビード２１，３１の幅Ｂの領域内に入らない
状態で形成し、その外周側端部５０ｂを、コーティング
加工の容易性と段差シールラインの形成可能な範囲とか
ら決まる位置に形成する。
内周側端部５０ａを、ビード２１，３１よりも外周側
に、即ち、ビード２１，３１の幅Ｂの領域内に入らない
状態で形成し、その外周側端部５０ｂを、コーティング
加工の容易性と段差シールラインの形成可能な範囲とか
ら決まる位置に形成する。
【００３５】この合成樹脂製の段差コーティング４０，
５０は、、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ
樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のいずれか
一つ又はその組み合わせでスクリーン印刷による塗布で
形成し、押圧された時には、破損せずに、変形する程度
の硬さの硬度Ｆ〜６Ｈ程度の硬さで形成する。なお、作
業性や塗膜物性等を考えると、フェノキシ樹脂を使用す
るのが最適である。
５０は、、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ
樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のいずれか
一つ又はその組み合わせでスクリーン印刷による塗布で
形成し、押圧された時には、破損せずに、変形する程度
の硬さの硬度Ｆ〜６Ｈ程度の硬さで形成する。なお、作
業性や塗膜物性等を考えると、フェノキシ樹脂を使用す
るのが最適である。
【００３６】この段差コーティング４０，５０の厚さ
は、第１段差コーティング４０の厚さを、第２段差コー
ティング５０の厚さと同じ厚さ、又は、第２段差コーテ
ィング５０の厚さよりも厚く形成する。そして、エンジ
ンの種類や大きさにもよるが、一例を上げると、シリン
ダボア用穴２の大きさが８０ｍｍφで、金属構成板１
０，２０，３０が１５０μｍ〜５００μｍ程度の板厚
で、ビード２１，３１の高さは押圧される前で１５０μ
ｍ〜４００μｍ程度で、幅Ｂが６００μｍ〜１０００ｍ
程度の時に、段差コーティング４０，５０は５μｍ〜１
５０μｍ程度の層厚で、内周側の第１段差コーティング
部の幅（４０ａ〜４０ｂ）は２０μｍ〜１５０μｍ程
度、外周側の第２段差コーティング部の幅（５０ａ〜５
０ｂ）は１０μｍ〜１００μｍ程度に形成される。
は、第１段差コーティング４０の厚さを、第２段差コー
ティング５０の厚さと同じ厚さ、又は、第２段差コーテ
ィング５０の厚さよりも厚く形成する。そして、エンジ
ンの種類や大きさにもよるが、一例を上げると、シリン
ダボア用穴２の大きさが８０ｍｍφで、金属構成板１
０，２０，３０が１５０μｍ〜５００μｍ程度の板厚
で、ビード２１，３１の高さは押圧される前で１５０μ
ｍ〜４００μｍ程度で、幅Ｂが６００μｍ〜１０００ｍ
程度の時に、段差コーティング４０，５０は５μｍ〜１
５０μｍ程度の層厚で、内周側の第１段差コーティング
部の幅（４０ａ〜４０ｂ）は２０μｍ〜１５０μｍ程
度、外周側の第２段差コーティング部の幅（５０ａ〜５
０ｂ）は１０μｍ〜１００μｍ程度に形成される。
【００３７】また、シール対象穴である潤滑油穴３や冷
却水穴４の周囲に、オイルギャラリを循環する潤滑油、
及び、ウオータジャケット内の冷却水等をシールするた
めに、適正なシール面圧を発生するフルビードやハーフ
ビードによるシール手段を設ける。
却水穴４の周囲に、オイルギャラリを循環する潤滑油、
及び、ウオータジャケット内の冷却水等をシールするた
めに、適正なシール面圧を発生するフルビードやハーフ
ビードによるシール手段を設ける。
【００３８】また、必要に応じて、段差コーティング４
０，５０を形成した後、ヘッドガスケット１の表面を覆
う表面コートを設けることもできるが、この表面コート
の材料としては、シールする燃焼ガスや液体（潤滑オイ
ル、水）等に対する耐久性や耐熱性に優れ、しかも、柔
軟性を有し、圧縮変形に対する復元性が良い材料が好ま
しく、ＮＢＲゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、水素
添加ニトリル・ブタジエンゴム等のゴム系材料を使用で
きる。
０，５０を形成した後、ヘッドガスケット１の表面を覆
う表面コートを設けることもできるが、この表面コート
の材料としては、シールする燃焼ガスや液体（潤滑オイ
ル、水）等に対する耐久性や耐熱性に優れ、しかも、柔
軟性を有し、圧縮変形に対する復元性が良い材料が好ま
しく、ＮＢＲゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、水素
添加ニトリル・ブタジエンゴム等のゴム系材料を使用で
きる。
【００３９】そして、このゴム系の材料を構成板の表面
に塗布した場合には、弾力性があるので、当接するシリ
ンダブロックやシリンダヘッドのツールマーク等を吸収
できる。
に塗布した場合には、弾力性があるので、当接するシリ
ンダブロックやシリンダヘッドのツールマーク等を吸収
できる。
【００４０】以上の構成の第１の実施の形態のヘッドガ
スケット１によれば、シリンダヘッドやエンジンブロッ
ク等のエンジン部材に当接する側にビード２１，３１の
凹部が向いているので、凸部よりもシール面圧が小さく
なり、エンジン部材に発生する応力を小さくでき、エン
ジン部材の表面の損傷の発生を防止できる。
スケット１によれば、シリンダヘッドやエンジンブロッ
ク等のエンジン部材に当接する側にビード２１，３１の
凹部が向いているので、凸部よりもシール面圧が小さく
なり、エンジン部材に発生する応力を小さくでき、エン
ジン部材の表面の損傷の発生を防止できる。
【００４１】更に、金属シムよりは軟らかく、層厚の微
調整が容易にでき、しかも、ゴム被膜層よりも硬くフロ
ーや圧壊が生じない合成樹脂製の第１及び第２段差コー
ティング４０，５０をビード２１，３１の両側に配置し
ているので、この段差コーティング４０，５０の厚さを
調整することによりシリンダボア穴２周囲のシール面圧
の微調整を容易に行うことができる。
調整が容易にでき、しかも、ゴム被膜層よりも硬くフロ
ーや圧壊が生じない合成樹脂製の第１及び第２段差コー
ティング４０，５０をビード２１，３１の両側に配置し
ているので、この段差コーティング４０，５０の厚さを
調整することによりシリンダボア穴２周囲のシール面圧
の微調整を容易に行うことができる。
【００４２】また、この第１及び第２段差コーティング
４０，５０は、フローや圧壊が生じないので、段差コー
ティング４０，５０の端部の段差部においてシールライ
ンを形成してシール性能を向上でき、また、ビード２
１，３１に加わる押圧力が大きくなった時には、両側か
らこの押圧力の一部を支持し、ビード２１，３１の平坦
化およびへたりを防止できる。
４０，５０は、フローや圧壊が生じないので、段差コー
ティング４０，５０の端部の段差部においてシールライ
ンを形成してシール性能を向上でき、また、ビード２
１，３１に加わる押圧力が大きくなった時には、両側か
らこの押圧力の一部を支持し、ビード２１，３１の平坦
化およびへたりを防止できる。
【００４３】〔第２の実施の形態〕次に第２の実施の形
態について説明する。
態について説明する。
【００４４】この第２の実施の形態のヘッドガスケット
１Ａは、図３に示すように、第１段差コーティング４０
と第２段差コーティング５０の両方をビード２１，３１
のビード幅Ｂ内に延設して構成する。
１Ａは、図３に示すように、第１段差コーティング４０
と第２段差コーティング５０の両方をビード２１，３１
のビード幅Ｂ内に延設して構成する。
【００４５】即ち、第１段差コーティング４０の外周側
端部４０ｂと第２段差コーティング５０の内周側端部５
０ａの両方を、ビード２１，３１のビード幅Ｂ内に配置
して形成する。
端部４０ｂと第２段差コーティング５０の内周側端部５
０ａの両方を、ビード２１，３１のビード幅Ｂ内に配置
して形成する。
【００４６】この構成のヘッドガスケット１Ａによれ
ば、合成樹脂製の第１及び第２段差コーティング４０，
５０の端部４０ｂ，５０ａがビード幅内Ｂにあり、ビー
ド２１，３１が押圧された時に、この合成樹脂層４０，
５０のビード頂部側の端部４０ｂ，５０ａが先にビード
２１，３１の裾野部分に当接し、ビード２１，３１の補
強支持を行う。そのため、第１及び第２段差コーティン
グ４０，５０がビード幅Ｂよりも外に設けられた構成に
比べて、シール面圧を少し大きくすることができる。
ば、合成樹脂製の第１及び第２段差コーティング４０，
５０の端部４０ｂ，５０ａがビード幅内Ｂにあり、ビー
ド２１，３１が押圧された時に、この合成樹脂層４０，
５０のビード頂部側の端部４０ｂ，５０ａが先にビード
２１，３１の裾野部分に当接し、ビード２１，３１の補
強支持を行う。そのため、第１及び第２段差コーティン
グ４０，５０がビード幅Ｂよりも外に設けられた構成に
比べて、シール面圧を少し大きくすることができる。
【００４７】そして、図５に示すように、このシール面
圧ｐmax の大きさは、第１及び第２段差コーティング４
０，５０がビード幅Ｂの中央側（ビードの頂部側）に延
びるほど、漸次大きくなる。従って、第１及び第２段差
コーティング４０，５０の層厚によらず、この段差コー
ティング４０，５０のビード側端部４０ｂ，５０ａの位
置ａによってシール面圧ｐmax をさらに微調整できるこ
とになる。
圧ｐmax の大きさは、第１及び第２段差コーティング４
０，５０がビード幅Ｂの中央側（ビードの頂部側）に延
びるほど、漸次大きくなる。従って、第１及び第２段差
コーティング４０，５０の層厚によらず、この段差コー
ティング４０，５０のビード側端部４０ｂ，５０ａの位
置ａによってシール面圧ｐmax をさらに微調整できるこ
とになる。
【００４８】従って、要求されるシール面圧ｐmax に対
してビード２１，３１の強さと塗布との関係で、第１及
び第２段差コーティング４０，５０の厚さｔが決まり、
シール面圧の微調整ｐmax は、更に、第１及び第２段差
コーティング４０，５０のビード幅Ｂの中央側に延びる
端部４０ｂ，５０ａの位置ａを調整することにより行う
ことができる。
してビード２１，３１の強さと塗布との関係で、第１及
び第２段差コーティング４０，５０の厚さｔが決まり、
シール面圧の微調整ｐmax は、更に、第１及び第２段差
コーティング４０，５０のビード幅Ｂの中央側に延びる
端部４０ｂ，５０ａの位置ａを調整することにより行う
ことができる。
【００４９】〔段差コーティング〕また、この第１及び
第２段差コーティング４０，５０は、第１段差コーティ
ング４０の厚さを、第２段差コーティング５０の厚さと
同じ厚さ、又は、第２段差コーティング５０の厚さより
も厚く形成する。そして、必ずしも均一厚さで形成する
必要はなく、必要に応じて、厚さを変化することもでき
る。また、段差コーティング４０，５０の一部を多層に
形成して、シール対象穴毎に、あるいは、シール対象穴
の一周するビードの特定部分に対してシール面圧を調整
することもできる。
第２段差コーティング４０，５０は、第１段差コーティ
ング４０の厚さを、第２段差コーティング５０の厚さと
同じ厚さ、又は、第２段差コーティング５０の厚さより
も厚く形成する。そして、必ずしも均一厚さで形成する
必要はなく、必要に応じて、厚さを変化することもでき
る。また、段差コーティング４０，５０の一部を多層に
形成して、シール対象穴毎に、あるいは、シール対象穴
の一周するビードの特定部分に対してシール面圧を調整
することもできる。
【００５０】また、段差コーティング４０，５０の端部
に関しては、第１段差コーティングの内周端部４０ａは
シリンダボア用穴２の端部２ｂに合わせてもよく、外周
側に設けてもよい。また、多層に設ける場合は、上側の
合成樹脂層の端部を下側の合成樹脂層の端部に揃えても
よく、階段状に段差を設けて形成しても良い。
に関しては、第１段差コーティングの内周端部４０ａは
シリンダボア用穴２の端部２ｂに合わせてもよく、外周
側に設けてもよい。また、多層に設ける場合は、上側の
合成樹脂層の端部を下側の合成樹脂層の端部に揃えても
よく、階段状に段差を設けて形成しても良い。
【００５１】そして、これらの段差コーティング４０，
５０の幅と位置と厚みはそれぞれのヘッドガスケットに
よって必要とされる面圧分布に合わせて適宜決定される
ものであり、第２金属構成板２０と第３金属構成板３０
のビード２１とビード３１、第１及び第２段差コーティ
ング４０，５０を、中央の第１金属構成板１０で対称に
なるように形成すると、面圧の設計やプレス及び印刷加
工が容易となり、低コストで製造できるので好ましい
が、本発明は、この対称の実施の形態に限定されるもの
ではなく、中央の第１金属構成板１０に対して非対称に
なるものも含むものである。
５０の幅と位置と厚みはそれぞれのヘッドガスケットに
よって必要とされる面圧分布に合わせて適宜決定される
ものであり、第２金属構成板２０と第３金属構成板３０
のビード２１とビード３１、第１及び第２段差コーティ
ング４０，５０を、中央の第１金属構成板１０で対称に
なるように形成すると、面圧の設計やプレス及び印刷加
工が容易となり、低コストで製造できるので好ましい
が、本発明は、この対称の実施の形態に限定されるもの
ではなく、中央の第１金属構成板１０に対して非対称に
なるものも含むものである。
【００５２】なお、この合成樹脂製の第１及び第２段差
コーティング４０，５０は、スクリーン印刷やマスクを
利用した吹きつけ等でより簡単に塗布できるので、部品
の管理や加工が容易で、工数の増加も少なく、製造コス
トの上昇も少なくて済むという利点がある。
コーティング４０，５０は、スクリーン印刷やマスクを
利用した吹きつけ等でより簡単に塗布できるので、部品
の管理や加工が容易で、工数の増加も少なく、製造コス
トの上昇も少なくて済むという利点がある。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のヘッドガ
スケットによれば、次のような効果を奏することができ
る。
スケットによれば、次のような効果を奏することができ
る。
【００５４】このヘッドガスケットでは、シリンダヘッ
ドやエンジンブロック等のエンジン部材に当接する側に
ビードの凹部を向けて形成しているので、凸部が当接す
る場合よりも当接部分が多くなり、シール面圧及びエン
ジン部材に発生する応力を小さくすることができる。そ
のため、エンジン部材の表面の損傷の発生を防止でき
る。
ドやエンジンブロック等のエンジン部材に当接する側に
ビードの凹部を向けて形成しているので、凸部が当接す
る場合よりも当接部分が多くなり、シール面圧及びエン
ジン部材に発生する応力を小さくすることができる。そ
のため、エンジン部材の表面の損傷の発生を防止でき
る。
【００５５】また、合成樹脂製の第１及び第２段差コー
ティングをビードの両側に配置し、しかも、この合成樹
脂層は、金属シムよりは軟らかく、層厚の微調整が容易
にでき、また、ゴム被膜層よりも硬くフローや圧壊が生
じないので、この段差コーティングの層厚を調整するこ
とにより、シリンダボア穴周囲のシール面圧の微調整を
容易に行うことができる。
ティングをビードの両側に配置し、しかも、この合成樹
脂層は、金属シムよりは軟らかく、層厚の微調整が容易
にでき、また、ゴム被膜層よりも硬くフローや圧壊が生
じないので、この段差コーティングの層厚を調整するこ
とにより、シリンダボア穴周囲のシール面圧の微調整を
容易に行うことができる。
【００５６】更に、この段差コーティングは、フローや
圧壊が生じないので、段差コーティングの端部の段差部
においてシールラインを形成できる。そのため、シール
性能を向上することができ、また、ビードに加わる押圧
力が大きくなった時には、両側からこの押圧力の一部を
支持して、ビードの平坦化やへたりを防止することがで
きる。
圧壊が生じないので、段差コーティングの端部の段差部
においてシールラインを形成できる。そのため、シール
性能を向上することができ、また、ビードに加わる押圧
力が大きくなった時には、両側からこの押圧力の一部を
支持して、ビードの平坦化やへたりを防止することがで
きる。
【００５７】その上、第１段差コーティングと第２段差
コーティングの少なくとも一方を前記ビードのビード幅
内に延設して形成すると、ビードが押圧された時に、こ
の合成樹脂層のビード頂部側の端部が先にビードの裾野
部分に当接し、ビードの補強支持を行う。そのため、段
差コーティングがビードの幅よりも外に設けられた構成
に比べて、シール面圧を少し大きくすることができる。
コーティングの少なくとも一方を前記ビードのビード幅
内に延設して形成すると、ビードが押圧された時に、こ
の合成樹脂層のビード頂部側の端部が先にビードの裾野
部分に当接し、ビードの補強支持を行う。そのため、段
差コーティングがビードの幅よりも外に設けられた構成
に比べて、シール面圧を少し大きくすることができる。
【００５８】そして、このシール面圧の大きさは、段差
コーティングがビードの幅の中央側に延びるほど、漸次
大きくなるので、シール面圧の更なる微調整をこの段差
コーティングのビード側端部の位置によってできる。
コーティングがビードの幅の中央側に延びるほど、漸次
大きくなるので、シール面圧の更なる微調整をこの段差
コーティングのビード側端部の位置によってできる。
【００５９】そして、硬度Ｆ〜６Ｈの硬さで形成する
と、フローや圧壊等の発生を防止しながら、良好なシー
ル性と緩衝機能を発揮できる。
と、フローや圧壊等の発生を防止しながら、良好なシー
ル性と緩衝機能を発揮できる。
【図１】本発明のヘッドガスケットの平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のヘッドガスケット
の一部断面を含む模式的な部分斜視図である。
の一部断面を含む模式的な部分斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のヘッドガスケット
の一部断面を含む模式的な部分斜視図である。
の一部断面を含む模式的な部分斜視図である。
【図４】ビードの当接面に発生するシール面圧の模式的
な図であり、（ａ）は、ビードの凸部が当接する面のシ
ール面圧を、（ｂ）は、ビードの凹部が当接する面のシ
ール面圧を示す。
な図であり、（ａ）は、ビードの凸部が当接する面のシ
ール面圧を、（ｂ）は、ビードの凹部が当接する面のシ
ール面圧を示す。
【図５】本発明に係るヘッドガスケットにおける、最大
シール面圧と、段差コーティングの層厚とビード側端部
の位置との関係を模式的に示す図であり、（ａ）は、層
厚と端部位置を示すヘッドガスケットの部分断面図で、
（ｂ）は、最大シール面圧と層厚及び端部位置との関係
を模式的に示す図である。
シール面圧と、段差コーティングの層厚とビード側端部
の位置との関係を模式的に示す図であり、（ａ）は、層
厚と端部位置を示すヘッドガスケットの部分断面図で、
（ｂ）は、最大シール面圧と層厚及び端部位置との関係
を模式的に示す図である。
１，１Ａ ヘッドガスケット ２ シリンダボア用穴 １０ 第１金属構成板 ２０ 第２金属構成板 ２１ ビード ３０ 第３金属構成板 ３１ ビード ４０ 第１段差コーティング ５０ 第２段差コーティング
Claims (5)
- 【請求項１】 第１金属構成板と該第１金属構成板の両
側にそれぞれ積層され、該第１金属構成板に凸部を向け
たシリンダボア穴シール用のビードを有する第２金属構
成板と第３金属構成板とを有し、前記ビードが前記第１
金属構成板を介して対向して配置されているエンジン用
のヘッドガスケットにおいて、 前記ビードの内周側の部分における前記第１金属構成板
の少なくとも片面に、環状の合成樹脂製の第１段差コー
ティングを、前記ビードの外周側の部分における前記第
１金属構成板の少なくとも片面に、環状の合成樹脂製の
第２段差コーティングを、それぞれ配設すると共に、前
記第１段差コーティングの厚さを、前記第２段差コーテ
ィングの厚さと同じ厚さ、又は、前記第２段差コーティ
ングの厚さよりも厚く形成したことを特徴とするヘッド
ガスケット。 - 【請求項２】 前記第１段差コーティングと、前記第２
段差コーティングの少なくとも一方を前記ビードのビー
ド幅内に延設したことを特徴とする請求項１記載のヘッ
ドガスケット。 - 【請求項３】 前記第１及び第２段差コーティングを、
硬度Ｆ〜６Ｈの硬さで形成したことを特徴とする請求項
１又は２に記載のヘッドガスケット。 - 【請求項４】 前記第１及び第２段差コーティングを、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、フッ
素樹脂、ポリアミドイミド樹脂のいずれか又はその組合
わせで形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載のヘッドガスケット。 - 【請求項５】 前記第１及び第２段差コーティングを、
スクリーン印刷による塗布で形成したことを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッドガスケッ
ト。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238767A JP3419447B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | ヘッドガスケット |
| KR10-2001-0042756A KR100411148B1 (ko) | 2000-08-07 | 2001-07-16 | 헤드 개스킷 |
| EP01118723A EP1179695B1 (en) | 2000-08-07 | 2001-08-06 | Cylinder head gasket with partial resin coatings |
| US09/921,632 US6619665B2 (en) | 2000-08-07 | 2001-08-06 | Cylinder head gasket with partial resin coatings |
| DE60123533T DE60123533T2 (de) | 2000-08-07 | 2001-08-06 | Zylinderkopfdichtung mit partiellen Kunstharzbeschichtungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238767A JP3419447B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | ヘッドガスケット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002054743A true JP2002054743A (ja) | 2002-02-20 |
| JP3419447B2 JP3419447B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=18730419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238767A Expired - Lifetime JP3419447B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | ヘッドガスケット |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6619665B2 (ja) |
| EP (1) | EP1179695B1 (ja) |
| JP (1) | JP3419447B2 (ja) |
| KR (1) | KR100411148B1 (ja) |
| DE (1) | DE60123533T2 (ja) |
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| DE102007027693B4 (de) | 2006-06-16 | 2020-06-10 | Kokusan Parts Industry Co. Ltd. | Metalldichtung |
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| KR101558381B1 (ko) * | 2014-04-18 | 2015-10-07 | 현대자동차 주식회사 | 엔진용 실린더 헤드 |
| US20170191445A1 (en) * | 2016-01-05 | 2017-07-06 | Federal-Mogul Corporation | Multi-Layer Gasket Assembly |
| KR102331239B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2021-11-26 | 동아공업 주식회사 | 국부적인 코팅부에 의한 심스토퍼 구조물을 갖는 헤드가스켓 |
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