JP2005030557A

JP2005030557A - 金属ガスケット

Info

Publication number: JP2005030557A
Application number: JP2003273225A
Authority: JP
Inventors: Shiro Kawai; 志郎河合; Ryosuke Fujiki; 亮介藤木; Kenji Uchida; 健二内田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】製造コストを低く抑えてシール性および耐久性が高い金属ガスケットを提供する。
【解決手段】第１ガスケット基板２に下方側へ向けてフルビード２Ａを形成してあり、第２ガスケット基板３に上方側に向けて突出する断面コ字形の段差ビード３Ａを形成している。上記フルビード２Ａおよび段差ビード３Ａは互いに重合する位置に設けている。上記段差ビード２Ａの内面となる環状の凹部３Ｂ内には、金属の充填部材１１が埋設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は金属ガスケットに関し、より詳しくは複数のガスケット基板を積層して製造した金属ガスケットに関する。

従来、複数のガスケット基板を積層して製造した金属ガスケットは、例えば特許文献１によって知られている。この特許文献１の金属ガスケットは、２枚のガスケット基板の間に中板を介在させている。そして、上記２枚のガスケット基板にはそれぞれ燃焼室孔を囲繞する断面円弧状のフルビードを形成するとともに、これら両フルビードを互いに重合させるような位置に設けている。一方、上記中板は上記両フルビードによって挟持される厚板部と、この厚板部の外周にレーザ溶接した薄板部とによって構成されている。
上記特許文献１の金属ガスケットにおいては、中板に厚板部を設けることで両フルビードに亀裂が生じにくくなっている。しかも厚板部の周囲に薄板部を設けることによって中板全体にかかる荷重を分散させることができる。
その他の形式の金属ガスケットとして、例えば特許文献２に開示された金属ガスケットが知られている。この特許文献２の金属ガスケットにおいては、ガスケット基板に燃焼室孔を囲繞するフルビードを形成するとともに、このフルビードの上面あるいは裏面に所要の厚さの段差部材を貼り付けている。
このように段差部材をフルビードに貼り付けることにより、該フルビードの変形を抑制して、所要のシール圧を確保できるようになっている。
特開平７−２４３５３１号公報特開平９−２８７６６３号公報

ところで、上記特許文献１の金属ガスケットにおいては、中板として厚さの異なる２種類の材料が必要であり、しかもそれらを溶接する必要があるために、金属ガスケットの製造コストが高くなるという問題があった。
一方、上記特許文献２の金属ガスケットでは、フルビードの上面に段差部材を貼り付けるものにおいては、段差部材がシリンダヘッドによって強く押圧されるために段差部材が圧縮されることになる。そのため、長期的に安定したシール性を維持するのが困難であるという問題があった。他方、フルビードの裏面に段差部材を貼り付けるものにおいては、接着材を塗布する量の違いによって金属ガスケットのシール性にバラツキが生じることになり、接着材の塗布量の管理が難しいという問題があった。
そこで、本発明の目的は、製造コストを低く抑えて、シール性と耐久性に優れた金属ガスケットを提供することである。

すなわち、本発明は、積層して配置した少なくとも２枚のガスケット基板を備え、各ガスケット基板のそれぞれにシリンダボアに合わせて燃焼室孔を穿設した金属ガスケットにおいて、
上方側に位置する一方のガスケット基板に上記燃焼室孔を囲繞して下方側へ膨出するフルビードを形成し、また下方側に位置する他方のガスケット基板に上記燃焼室孔を囲繞して上方側へ膨出する断面コ字形の段差ビードを形成し、上記フルビードと段差ビードとを互いに重合させて配置するとともに、上記段差ビードの内面となる凹部に充填材料を埋設したものである。

このような構成によれば、フルビードと段差ビードとを互いに重合する位置に配置し、かつ段差ビードの内面の凹部に充填材料を埋設しているので、シール性と耐久性が高い金属ガスケットを提供することができる。しかも、段差ビードはプレス等の手段によって安価に成形することができるため、レーザ溶接等の手段を必要とせず、製造コストを低く抑えることができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１および図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、積層して配置した２枚の金属製の第１、第２ガスケット基板２、３から構成されており、これらの第１、第２ガスケット基板２、３にはそれぞれ、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４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５と、潤滑油を流通させる油孔６および冷却水を流通させるための複数の水孔７をそれぞれ穿設している。さらにこの金属ガスケット１の所要位置に複数のブローバイ孔８を穿設している。
図２に示すように、上方側となる第１ガスケット基板２には、燃焼室孔４を無端状に囲繞するとともに、シリンダブロック側（下方側）に向けて突出する断面円弧状のフルビード２Ａが形成されている。
また上記第１ガスケット基板２の下方に位置する第２ガスケット基板３には、燃焼室孔４を無端状に囲繞するとともに、シリンダヘッド側（上方側）に向けて突出する断面コ字形の段差ビード３Ａが形成されている。このように、第２ガスケット基板３に段差ビード３Ａを形成することで、その内面（下面）に下方側が開口した環状の凹部３Ｂが形成されている。そして、本実施例においては、上記凹部３Ｂ内に金属の充填材料１１を埋設している。
上記フルビード２Ａと段差ビード３Ａは、互いに重合する位置に設けてあり、フルビード２Ａの頂部２Ａ’は、段差ビード３Ａの上面における幅方向の中央部と当接するようになっている。
段差ビード３Ａの高さ（上方側への膨出量）ｈは、０．０３〜０．１５ｍｍに設定してあり、段差ビード３Ａの幅（半径方向寸法）ｄは、上記フルビード２Ａの幅（半径方向寸法）の約１．５倍程度に設定している。
また、段差ビード３Ａの内方側の端部３Ａ’が燃焼室孔４から隔てた距離Ｌ１は、段差ビード３Ａの幅よりも少し小さな寸法に設定している。
上記凹部３Ｂに充填した充填材料１１の下面１１Ａは平坦面としてあり、かつこの下面１１Ａは、本来の第２ガスケット基板３の下面３Ｃと同一平面となるようにしている。このように、本実施例においては、段差ビード３Ａの内面となる環状凹部３Ｂの全域に金属の充填部材１１を埋設している。

以上のように構成した本実施例の金属ガスケット１によれば、断面円弧状のフルビード２Ａと、断面コ字形の段差ビード３Ａとを互いに重合する位置に設けることによって、狭いシール幅でシリンダヘッドとシリンダブロック間のシールを維持することが可能である。
また、金属ガスケット１がエンジン組立時にシリンダヘッドとシリンダブロックによって挟持される際に、フルビード２Ａが弾性変形して、フルビード２Ａの頂部２Ａ’が段差ビード３Ａの上面の中央部に圧接することで、優れたシール性を得ることができる。
また、金属ガスケット１のシール性をより一層向上させるためには、フルビード２Ａの寸法を調整するのではなく、段差ビード３Ａの高さｈや幅ｄを調整すればよいので、フルビード２Ａの耐久性を落とさずにシール性の向上を図ることができる。
さらに、段差ビード３Ａは溶接することなくプレス成形することができるので、金属ガスケット１の製造コストを抑えることができる。
そしてさらに、段差ビード３Ａの内面となる環状の凹部３Ｂには、金属の充填部材１１を埋設してあるので、この段差ビード３Ａの高さ分だけ、実質的に第２ガスケット基板３の板厚を増厚したことになり、その段差ビード３Ａの上面中央にフルビード２Ａの頂部２Ａ’が圧接することになる。これにより、充分なシール性を確保することができるとともに、段差ビード３Ａの耐久性が向上して、ひいては金属ガスケット１の耐久性を向上させることができる。

--------------（第２実施例）
次に、図３は本発明の第２実施例を示すものであり、この実施例において上記第１実施例と対応する部材には、上記第１実施例と同じ部材番号を付している。
端的に言えば、この第２実施例は、上記第１実施例における段差ビード３Ａを、燃焼室孔４の位置からフルビード２Ａと重合する位置にわたって形成して、その内面となる環状の凹部３Ｂに充填部材１１を埋設したものである。
すなわち、第２ガスケット基板３にはフルビード２Ａと重合する位置から燃焼室孔４に至る位置まで設けられたシリンダヘッド側（上方側）に膨出する段差ビード３Ａを形成している。このように構成することで、この第２実施例における段差ビード３Ａの幅は、上記第１実施例における段差ビード３Ａの幅の約２倍程度になっている。段差ビード３Ａの高さは、第１実施例の場合と同じである。
上記第１実施例と同様に、この段差ビード３Ａの内面となる凹部３Ｂの全域に上記充填材料１１を埋設している。この第２実施例においては、充填材料１１の下面１１Ａは、本来の第２ガスケット基板３の下面３Ｃよりも僅かに下方側へ突出させている。
また、この第２実施例においては、段差ビード３Ａを燃焼室孔４の位置まで到達させているので、この段差ビード３Ａの内方側の端部３Ａ’および充填材料１１の内方側の端部１１Ｂが燃焼室孔４を構成している。その他の構成は、上記第１実施例と同じなので同一部分についての説明は省略する。
このような第２実施例の構成であっても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。また、充填部材１１の埋設領域が第１実施例よりも広くなっており、充填材料１１の内方側の端部１１Ｂが燃焼室孔４を構成しているので、燃焼室周りに発生する僅かな隙間をなくすことができる。しかも充填部材１１の下面１１Ａが第２ガスケット基板３の下面３Ｃより僅かに下方側へ突出しているので、上記第１実施例に比べてさらに良好なシール性と耐久性を得ることができるとともに、フルビード２Ａに亀裂が生じることを抑制することができる。

------------（第３実施例）
さらに図４は本発明の第３実施例を示すものであり、この実施例において上記第１実施例と対応する部材には、上記第１実施例と同じ部材番号を付している。
端的に言えば、この第４実施例は、上記第１実施例において環状の凹部３Ｂに埋設する充填部材１１の分量を多くしたものであり、それによって充填部材１１の下面１１Ａを本来の第２ガスケット基板３の下面３Ｃよりも下方側へ突出させたものである。その他の構成は、上記第１実施例のものと同じであり、同一部分の説明は省略する。
このような第３実施例の構成であっても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。さらに、この実施例においては、上記第１実施例に比べて上記充填部材１１の下面１１Ａを突出させた分だけより良好なシール性を得ることができるとともに、フルビード２Ａに亀裂が生じることを抑制することができる。さらにこの実施例においては、段差ビード３Ａの高さおよび充填部材１１の厚さを変更することにより、それらの合計の厚さの調整を容易に行うことができる。また、充填部材１１を比較的軟らかい材料とすることで、シリンダブロック側の相手面の面粗さを補完することができる。

-------------（第４実施例）
次に図５は本発明の第４実施例を示したものであり、上記第１実施例と対応する部材には、上記第１実施例と同じ部材番号を付している。
端的に言えば、この第４実施例は、上記第１実施例の金属ガスケットの下方側に、もう一枚の第３ガスケット基板１４を追加したものである。
すなわち、本実施例の金属ガスケット１は、第１、第２ガスケット基板２、３の他に第３ガスケット基板１４を備えており、第１ガスケット基板２および第３ガスケット基板１４に断面円弧状のフルビード２Ａ，１４Ａを形成し、第２ガスケット基板３に断面コ字形の段差ビード３Ａを形成している。
第１ガスケット基板２のフルビード２Ａをシリンダブロック側に突出させ、第２ガスケット基板３の段差ビード３Ａをシリンダヘッド側に突出させている。そして、第３ガスケット基板１４のフルビード１４Ａはシリンダヘッド側に突出させあり、上記段差ビード３Ｂとフルビード２Ａ，１４Ａとを互いに重合する位置に設けている。
上記第２ガスケット基板３の段差ビード３Ａの内面となる環状の凹部３Ｂ内には、上記第１実施例と同様に充填部材１１を埋設している。このように、この第４実施例は、両ガスケット基板２、３および充填部材１１の構成は、第１実施例と同じであり、第３ガスケット基板１４を追加したことが異なるだけである。
この第４実施例においては、第３ガスケット基板１４のフルビード１４Ａの頂部１４Ａ’が充填部材１１の下面１１Ａの幅方向中央部に当接するようになっている。
このように本実施例では３枚のガスケット基板２，３，１４を使用して、フルビード２Ａ，１４Ａ及び段差ビード３Ａを重合する位置に配置したことによって、上述した第１実施例から第３実施例よりもさらに良好なシール性を得ることができ、フルビード２Ａ、１４Ａに亀裂が生じることを抑制することができる。
そして、この第４実施例においては、段差ビード３Ａと重合する位置に二段のフルビード２Ａ，１４Ａを形成したことにより、シリンダブロック及びシリンダヘッドが振動して上下左右に変位した際の金属ガスケット１の追従性が上記第１実施例よりも良好となっている。

--------------（第５実施例）
次に、図６は第５実施例を示すものであり、この実施例において上記第１実施例に対応する部材には、上記第１の実施例と同じ符号を用いている。
本実施例の金属ガスケットも３枚の第１〜第３ガスケット基板２、３，１４を備えており、本実施例では、第１ガスケット基板２に断面円弧状のフルビード２Ａを形成し、第２ガスケット基板３と第３ガスケット基板４にそれぞれ断面コ字形の段差ビード３Ａ，１４Ｂを形成している。
そして第１ガスケット基板２のフルビード２Ａをシリンダブロック側に突出させ、第２ガスケット基板３の段差ビード３Ａをシリンダヘッド側に突出させ、第３ガスケット基板１４の段差ビード１４Ｂをシリンダブロック側に突出させ、これらフルビード２Ａと段差ビード３Ａ，１４Ｂとを互いに重合する位置に設けている。
さらに上記段差ビード３Ａ，１４Ｂには、それぞれの凹部３Ｂ、１４Ｃに充填材料１１，２１を埋設してあり、これら対向状態の充填材料１１，２１が互いに当接するようになっている。なお、充填材料１１の下面１１Ａは第２ガスケット基板３の本来の下面３Ｃと同一平面となるようにしている。また、充填材料２１の上面は、本来の第３ガスケット基板１４の上面と同一平面となるようにしている。
この第５実施例は上述したように構成しているので、上記第４実施例に比べてさらに良好なシール性と耐久性を得ることができるとともに、フルビード２Ａに亀裂が生じにくくすることができる。
この第５実施例では、一枚の基板によって形成する段差ビードの高さに限界があることを考慮して、上述したように段差ビード３Ａ，１４Ｂを抱き合わせて配置したものである。それによって上記第１実施例と比較して段差ビードの高さを実質的に２倍となるように構成している。このように構成することにより、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で挟持する際の荷重を高くすることが可能となり、それにより第１実施例のものよりもシール性を向上させることができる。

------------（第６実施例）
次に、図７は本発明の第６実施例を示したものであり、上記第５実施例と対応する部材には、上記第５実施例と同じ部材番号を付している。
端的に言えば、この第６実施例は、上記第５実施例の金属ガスケット１の下方側に、もう一枚第４ガスケット基板１５を追加したものである。
この第４ガスケット基板１５には、燃焼室孔４を囲繞して上方側へ膨出する
断面円弧状のフルビード１５Ａを形成している。このフルビード１５Ａは、上方側の段差ビード１４Ｂに重合する位置に設けている。その他の構成は、第５実施例のものと同一なので説明は省略する。この６実施例では、両フルビード２Ａ，１５Ａおよび両段差ビード３Ａ，１４Ｂが重合する位置に配置される。
このように構成した第６実施例によれば、４枚のガスケット基板を積層して形成した分だけ、上記各実施例よりもさらに良好なシール性と耐久性を得ることができ、しかもフルビード２Ａ，１５Ａに亀裂が生じにくくすることができる。
また、この第６実施例においては、段差ビード３Ａ、１４Ｂと重合する位置に二段のフルビード２Ａ，１５Ａを形成している。そのため、シリンダブロック及びシリンダヘッドが振動して上下左右に変位した際の金属ガスケット１の追従性が上記第１実施例よりも良好となっている。
さらに、この第６実施例においては、上記第５実施例と同様に段差ビード３Ａ，１４Ｂを抱き合わせて配置してあるので、上記第１実施例と比較して段差ビードの高さが実質的に２倍となっている。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で挟持する際の荷重を高くすることが可能となり、それにより第１実施例のものよりもシール性を向上させることができる。

なお、上記各実施例における充填部材１１（２１）は金属となっているが、金属の代わりに、樹脂、金属薄板、溶射部材、ろう付け、ゴムなどが使用可能である。また、金属ガスケット１を装着するエンジンの特性に合わせて充填部材１１（２１）の材質を適宜変更することも可能であり、また金属ガスケット１が複数の段差ビードを備える場合には、それら毎に埋設する充填部材の材質を異ならせても良い。

本発明の一実施例である金属ガスケットを示す平面図。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。本発明の第２実施例を示す断面図。本発明の第３実施例を示す断面図。本発明の第４実施例を示す断面図。本発明の第５実施例を示す断面図。本発明の第６実施例を示す断面図。

符号の説明

１…金属ガスケット２…第１ガスケット基板
２Ａ…フルビード３…第２ガスケット基板
３Ａ…段差ビード４…燃焼室孔
１１…充填材料

Claims

積層して配置した少なくとも２枚のガスケット基板を備え、各ガスケット基板のそれぞれにシリンダボアに合わせて燃焼室孔を穿設した金属ガスケットにおいて、
上方側に位置する一方のガスケット基板に上記燃焼室孔を囲繞して下方側へ膨出するフルビードを形成し、また下方側に位置する他方のガスケット基板に上記燃焼室孔を囲繞して上方側へ膨出する断面コ字形の段差ビードを形成し、上記フルビードと段差ビードとを互いに重合させて配置するとともに、上記段差ビードの内面となる凹部に充填材料を埋設したことを特徴とする金属ガスケット。
上記段差ビードは上記燃焼室孔の位置から上記フルビードと重合する位置にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
上記段差ビードに埋設した充填材料の下面は、該段差ビードを形成したガスケット基板の下面よりも下方へ突出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属ガスケット。
積層して配置した３枚のガスケット基板を備え、最上方位置となる第１ガスケット基板に、その隣接下方側に位置する第２ガスケット基板に向けて突出する上記フルビードを形成し、中間位置に配置した第２ガスケット基板に上方側へ向けて上記段差ビードを形成し、さらに最下方位置となる第３ガスケット基板に、上記燃焼室孔を囲繞して上方側に向けて突出する第２のフルビードを形成し、上記両フルビードと段差ビードを相互に重合する位置に配置し、上記段差ビードの内面となる凹部内に上記充填材料を埋設し、この充填材料に対して上記第３ガスケット基板のフルビードを当接させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
積層して配置した３枚のガスケット基板を備え、最上方位置となる第１ガスケット基板に、その隣接下方側に位置する第２ガスケット基板に向けて突出する上記フルビードを形成し、中間位置に配置した第２ガスケット基板に上方側に向けて上記段差ビードを形成し、さらに最下方位置となる第３ガスケット基板に、上記燃焼室孔を囲繞して下方側に向けて突出する断面コ字型の第２の段差ビードを形成して、上記フルビードと上記２つの段差ビードを相互に重合する位置に配置し、上記第２の段差ビードによる内面の凹部内にも充填材料を埋設して、第２ガスケット基板の凹部に埋設した充填材料と第３ガスケット基板の凹部に埋設した充填材料とを相互に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
積層して配置した４枚のガスケット基板を備え、最上方位置となる第１ガスケット基板に、その隣接下方側に位置する第２ガスケット基板に向けて突出する上記フルビードを形成し、第１ガスケット基板の隣接下方位置に配置した第２ガスケット基板に、第１ガスケット基板に向けて膨出する上記段差ビードを形成し、さらに第２ガスケットの下方側となる第３ガスケット基板に、上記燃焼室孔を囲繞して下方に向けて突出する断面コ字型の第２の段差ビードを形成して、さらに最下方位置となる第４ガスケットに、上記燃焼室孔を囲繞して上方へ向けて膨出するフルビードを形成し、上記両フルビードと上記２つの段差ビードとを相互に重合する位置に配置し、上記第２の段差ビードの内面となる凹部にも充填材料を埋設して、第２ガスケット基板の凹部に埋設した充填材料と第３ガスケット基板の凹部に埋設した充填材料とを相互に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。