JP2003130223A - メタルガスケット - Google Patents
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Abstract
ることにより、部材側のシール表面に形成されたやや大
き目のキズに対しても十分にシールすることができ、し
かも、このシールライン部分がフローやトルクダウンに
強く、シール性能と耐久性能に優れたメタルガスケット
を提供する。 【解決手段】一枚の金属基板10の両面に塗布したミク
ロシール用コーティング30よりも厚いシール用コーテ
ィング21〜26を、前記金属基板10の両面10a,
10bの平坦部に少なくとも一対設けてシールラインL
1〜L6を形成すると共に、前記金属基板10の一方の
面に形成した前記シール用コーティング21の位置と前
記金属基板10の他方の面10bに形成した前記シール
用コーティング22の位置をずらして設けて構成する。
Description
ダヘッドとシリンダブロック等の二つの部材の間に挟持
してシールを行うメタルガスケットに関するものであ
る。
で構成され、この金属基板にミクロシール用コーティン
グを塗布したメタルガスケットに関する。
リンダブロック(シリンダボディ)の接合面をシールす
る場合に、シリンダヘッドガスケットを間に挟持して燃
焼ガスや冷却水等をシールしている。
ンの軽量化および製造コストの低減等の要請から、多数
の金属板を積層した積層タイプから、一枚乃至二枚の金
属板で形成する単純な構造のメタルガスケットに移行し
て来ており、構成板が少なくなるため、使用可能な材料
も制限されてきている。
行われてきた、シール手段として採用できるビードやグ
ロメットやシム等を自由に組み合わせたり、シール手段
を二重に設けたりすることは難しく、少数枚の積層タイ
プでは、シール手段の種類、個数が制限され、単純化し
たシール手段を使用せざるを得なくなってきている。そ
の上、シール手段に使用できる面積もエンジンの小型化
のために減少してきている。
は、図1に示す例のように、シリンダブロック等のエン
ジン部材の形状に合わせて製造され、シリンダボア用穴
2、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴3、
締結ボルト用のボルト穴4、ギヤボックス用穴5等が形
成されており、それぞれのシール対象穴2,3に対して
ビード12,13等のシール手段が設けられている。
ガスケットで行うシールであっても、対象とするシール
穴によって要求されるシール性能には大きな差異があ
り、シリンダボア用穴2では、シリンダ内の高温で高圧
の燃焼ガスをシールする必要があるのに対して、液体穴
3では、比較的低温で低圧の液体に対するシールが要求
される。
弾力性があり、隙間の変動に対する追従性が良い円弧形
状や幅狭のビード12を設けると共に、シリンダヘッド
とシリンダブロックを締結する締結ボルト用のボルト穴
4で囲んで、締結による圧着力により、大きな面圧を得
てシールしている。
を設けてシールしているが、エンジンの構造上の理由か
ら、締結ボルト用のボルト穴4で囲まれる領域よりも、
外側に液体穴3が形成される場合がある。この場合に
は、この液体穴3をシールする部分には締結ボルトによ
る圧着力が片側にしか作用せず、面圧が小さくなってし
まうために、ビードの高さを大きくしたり、ビードの幅
を狭くしたり、ビードの形状を尖らせる等して対処して
いる。
やシリンダブロック等のエンジン部材にシール面の表面
に形成されたツールマーク等の微小な凹凸に対するシー
ルのために、ガスケットの両面にNBRゴムやフッ素樹
脂等のゴム系のミクロシール用コーティングを全面に塗
布している。
クロシール用コーティングは、通常は硬度2H〜4B程
度で、10μm〜30μm程度の薄膜に形成されるため
に、エンジン部材のシール表面に残されたツールマーク
等の微小な深さ5μm〜15μm程度の凹凸に対しては
シール効果を発揮できるが、Vノッチや段差等の深さ2
0μm〜50μm程度のやや大き目のキズに対しては、
シール効果を発揮できないという問題がある。
目のキズが、ビード等で形成されるシールラインを横切
る形で形成されている場合には、このキズの部分のシー
ルが不十分になるため、この部分から僅かではあるが、
燃焼ガスや冷却水、オイル等が漏出するので、このシー
ルが問題となっている。
面のキズ痕による漏出問題は、エンジンの軽量化のため
に、エンジン部材がアルミニウム合金等の比較的柔らか
く疵が発生し易い材料で製造されるようになってから、
また、僅かの燃焼ガスや冷却水やオイルの漏れも無くす
という要請から、重要視されてきている。
されたものであり、本発明の目的は、2部材の接合面を
一枚又は複数枚の金属基板で構成されたメタルガスケッ
トでシールする場合に、適度な硬さのシールラインを複
数ライン形成することにより、部材側のシール表面に形
成されたやや大き目のキズに対しても十分にシールする
ことができ、しかも、このシールライン部分がフローや
トルクダウンに強く、シール性能と耐久性能に優れたメ
タルガスケットを提供することにある。
の本発明に係るヘッドガスケットは、つぎのように構成
される。
両面にミクロシール用コーティングを塗布して、2部材
の間をシールするガスケットであって、前記ミクロシー
ル用コーティングよりも厚いシール用コーティングを、
前記金属基板の両面の平坦部に少なくとも一対設けてシ
ールラインを形成すると共に、前記金属基板の一方の面
に形成した前記シール用コーティングのシールラインの
位置と前記金属基板の他方の面に形成した前記シール用
コーティングのシールラインの位置をずらして設けて構
成する。
やハーフビードの折れ曲がり部や傾斜部を避けてと言う
意味であり、「少なくとも一対」とは、一方の片面に少
なくとも一つ、他方の片面に少なくとも一つのことで、
両面で対をなしていることを言う。従って、一方の片面
に奇数、他方の片面に偶数ある場合も含む。
れ、該金属基板の外側面となる両側の表面にミクロシー
ル用コーティングを塗布して2部材の間をシールするガ
スケットであって、前記ミクロシール用コーティングよ
りも厚いシール用コーティングを、該ガスケットの前記
両表面の平坦部に少なくとも一対設けてシールラインを
形成すると共に、該ガスケットの一方の前記表面に形成
した前記シール用コーティングのシールラインの位置と
該ガスケットの他方の表面に形成した前記シール用コー
ティングのシールラインの位置をずらして設けて構成す
る。
て、前記シール用コーティングを、シリコンを材料とす
る発泡コーティングで、前記ミクロシール用コーティン
グを、フッ素やNBRを材料とするゴムコーティング
で、それぞれ形成する。
コーティングは、マイクロカプセルを含有したシリコン
等の発泡性の合成樹脂を材料にして、スクリーン印刷等
により塗布して硬さ2B以上、厚さ40μm〜150μ
m程度、幅0.5mm〜5mm程度のシールラインとし
て形成し、また、ミクロシール用コーティングをNBR
ゴム、フッ素樹脂等を材料にして、スクリーン印刷等に
よりガスケットの両側表面の全面に塗布して硬さH〜2
Bの10μm〜30μm程度の薄膜を形成する。
エンジン部材に接触する部分に設けたシール用コーティ
ングにより、ガスケットが当接する部材のシール面に形
成されたツールマーク等よりも大きなVノッチ等のキズ
に対しても、十分なシール効果を発揮できる。
ンの位置を金属基板の表面と裏面とでずらして、重なら
ないように設けているので、シールライン数が増加しシ
ール性能が向上する。しかも、シール用コーティングを
重ねて設けた場合よりもシール面圧が低減しトルクダウ
ンが小さくなるので、耐久性能も向上する。
面にミクロシール用コーティングを設けて、シール用コ
ーティングの両側を挟持し固定するので、シール用コー
ティングのフローが防止される。
凹凸部分を避けた平坦部に設けることにより、ビードの
機能に影響を及ぼすことがなく、また、ビードが形成す
るシールラインとは別にシールラインを設けて、シール
性能を向上できる。
タルガスケットの実施の形態について、エンジンに使用
されるシリンダヘッドガスケットを例にして説明する。
図に示すように、本発明に係る実施の形態のシリンダヘ
ッドガスケット1は、エンジンのシリンダヘッドとシリ
ンダブロック(シリンダボディ)との間に挟持されるメ
タルガスケットであって、シリンダボアの高温・高圧の
燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の冷却
水やオイル等の液体をシールするものである。
り、メタルガスケットの板厚やビードやシール溝の寸法
及び縦横比を実際のものとは異ならせて、シール部分を
誇張して示すことにより、より理解し易いようにしてい
る。
第1実施の形態のヘッドガスケット1はステンレス焼鈍
材(アニール材)、ステンレス調質材(バネ鋼板)、軟
鋼板等の一枚の金属基板10で構成され、この金属基板
10は、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合
わせて製造され、シリンダボア用穴2、冷却水やエンジ
ンオイルの循環のための液体穴3、締結ボルト用のボル
ト穴4、ギヤボックス用穴5等が形成される。
2の周囲にフルビード12等のシール手段が、ギヤボッ
クス用穴5の周囲にはハーフビード13のシール手段
が、冷却水穴やオイル穴等の液体穴3の一部に対しては
ハーフビード14のシール手段がそれぞれ形成される。
(a)及び図2(b)に示すように、これらのビード1
2,13,14等のシール手段の近傍に、発泡コーティ
ングでシール用コーティング21〜26を形成しシール
ラインL1〜L6を金属基板10の両面に設ける。
に、シール手段の代わりに発泡コーティングのシール用
コーティング27,28を形成しシールラインL7,L
8を設ける。
は、金属基板10の表面10aと裏面10bとで位置を
eだけずらして設け、エンジン部材の間にガスケット1
を挟持した時に、これらのシールラインL1&L2(L
3&L4,L5&L6,L7&L8)が互いに重なり合
わないようにして形成する。
ング21〜28は、シリコン等の発泡樹脂にマイクロカ
プセルを含有させた材料等で、スクリーン印刷等により
塗布して硬さ2B以上、厚さ40μm〜150μm程
度、幅0.5mm〜5mm程度に形成する。
グ30をNBRゴム、フッ素樹脂等を材料にして、スク
リーン印刷等によりガスケット1Aの両側表面10a,
10bの全面に塗布して硬さH〜2Bの薄膜を形成す
る。
シリンダボア径が80mmφの場合で、金属基板10の
厚さt1は0.2〜1.0mm程度、シリンダボア穴2
用のビード12の高さh1は0.2〜0.3mm程度、
液体穴3用のビード13の高さh2は0.2〜0.4m
m程度であり、シール用コーティング21〜28の厚さ
t2は40μm〜150μm程度、ミクロシール用コー
ティング30の厚さt3は10μm〜30μm程度であ
る。
幅w2は0.5mm〜5mm程度で、ずれ量eは1mm
〜5mm程度である。なお、この幅w2とずれ量eは必
ずしも一定である必要はなく、シール部分の形状に従っ
て、最適なラインになるように形成される。
よれば、シール用コーティング21〜28により、ツー
ルマーク等の微細な凹凸よりも大きな凹凸であるエンジ
ン部材のVノッチ等のキズに対しても、十分なシール効
果を発揮できる。
ング21、22のシールラインL1&L2,L3&L
4,L5&L6,L7&L8の位置を金属基板10の表
面10aと裏面10bとでずらして、重ならないように
設けているので、シールライン数を増加できシール性能
を向上することができる。
けた場合よりも、シール面圧を減少でき、シールしてい
る最中に徐々にシール面圧が低下するトルクダウンを小
さくすることができるので、耐久性能を向上できる。
態のメタルガスケット1A(1A’)について説明す
る。
図3及び図4に示すように、二枚の金属基板11,12
と一枚の中間板13で構成され、シール用コーティング
21A,22A(23A,24A)を、ガスケット1A
(1A’)の一方の表面である金属基板11の表面11
aと、ガスケット1Aの他方の表面である金属基板12
の表面12bとに設けて、シールラインLA1,LA2
(LA3,LA4)を形成する。
一方の表面11aに形成したシール用コーティング21
A(23A)のシールラインLA1(LA3)の位置
と,他方の表面12bに形成したシール用コーティング
22A(24A)のシールラインLA2(LA4)の位
置をずらして設ける。
して、スクリーン印刷等によりガスケットの1A(1
A’)の両側表面11a、12bの全面に塗布して硬さ
H〜2Bのミクロシール用コーティング30Aを形成す
る。
A’によれば、シール用コーティング21A〜24Aに
より、第1の実施の形態のメタルガスケット1の効果と
同様な効果を奏することができる。
5に示す。
ガスケット1Bにおいて、円弧状のビード12Bの両側
にシール用コーティング21B,22Bを設けた例を示
し、図4(b)は、一枚金属基板構成のヘッドガスケッ
ト1Cにおいて、この金属基板10Cの一方の片面10
Cbにシール用コーティング22Cを一つ、他方の片面
10Caにシール用コーティング21C,23Cを二つ
設けた例を示す。
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。
面にシールラインを形成するシール用コーティングを設
け、このシール用コーティングのシールラインの位置を
ずらして重ならないように設けることにより、シールラ
イン数を増加することができるので、シール性能を更に
向上させることができる。
けた場合よりも、このシール用コーティングに加わるシ
ール面圧を小さくでき、シール中のトルクダウンを小さ
くすることができ、耐久性能を向上できる。
凹凸部分を避けた平坦部に設けることにより、ビードの
機能に影響を及ぼすことなく、また、ビードが形成する
シールラインとは別にシールラインを設けることができ
るので、シール性能をより向上できる。また、ビードと
シール用コーティングとを独立させているので、それぞ
れのシール面圧等のパラメータの推定や設計が容易とな
る。
ンダヘッドやシリンダブロック等のエンジン部材と当接
する、ガスケットの表面に設けることにより、エンジン
部材に形成された、ツールマーク等の微細な凹凸よりも
大きなVノッチ等のキズに対しても、十分なシール効果
を発揮できる。
面にミクロシール用コーティングを設けることにより、
シール用コーティングの両側を固定できるので、シール
用コーティングのフローを防止できる。
性に富むメタルガスケットを得ることができる。
ンダヘッドガスケットを示す平面図である。
ドガスケットを示す模式的な図面であり、(a)は図1
のA−A部分における断面図で、(b)は図1のB−B
部分における断面図で、(c)は図1のC−C部分にお
ける断面図である。
ットを示す模式的な断面図であり、(a)はシール用コ
ーティングをビードを挟んで配置した例を示し、(b)
はシール用コーティングをビードを挟まないで配置した
例を示す。
り、(a)はシール用コーティングを半円弧状ビードの
両側に配置した例を示し、(b)はシール用コーティン
グを一方の片面に二つ、他方の片面に一つ配置した例を
示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 一枚の金属基板で構成され、該金属基板
の両面にミクロシール用コーティングを塗布して、2部
材の間をシールするガスケットであって、 前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コ
ーティングを、前記金属基板の両面の平坦部に少なくと
も一対設けてシールラインを形成すると共に、 前記金属基板の一方の面に形成した前記シール用コーテ
ィングのシールラインの位置と前記金属基板の他方の面
に形成した前記シール用コーティングのシールラインの
位置をずらして設けたことを特徴とするメタルガスケッ
ト。 - 【請求項2】 複数の金属基板を積層して形成され、該
金属基板の外側面となる両側の表面にミクロシール用コ
ーティングを塗布して2部材の間をシールするガスケッ
トであって、 前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コ
ーティングを、該ガスケットの前記両表面の平坦部に少
なくとも一対設けてシールラインを形成すると共に、 該ガスケットの一方の前記表面に形成した前記シール用
コーティングのシールラインの位置と該ガスケットの他
方の表面に形成した前記シール用コーティングのシール
ラインの位置をずらして設けたことを特徴とするメタル
ガスケット。 - 【請求項3】 前記シール用コーティングを、シリコン
を材料とする発泡コーティングで、前記ミクロシール用
コーティングを、フッ素又はNBRを材料とするゴムコ
ーティングで、それぞれ形成したことを特徴とする請求
項1又は2に記載のメタルガスケット。 - 【請求項4】 前記ガスケットが、エンジンのシリンダ
ヘッドとシリンダブロックの間をシールするシリンダヘ
ッドガスケットであることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1項に記載のメタルガスケット。
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