JP2005164039A - 肉厚部分を備えている鋼板を含むガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】ストッパの存在に関連する応力のバランスをとることができ、ガスケットの面全体にわたって一様な応力が得られるガスケットを提供する。
【解決手段】１つ又は複数の第一の開口部を中心として設けられている少なくとも１つの作動鋼板118と、１つ又は複数の第一の開口部112の周辺に配置され、リブの圧縮を制限するように構成されているストッパと呼ばれる少なくとも１つの肉厚部分124と、ストッパの存在によりもたらされる応力がリブ122の両側でバランスされるように位置決めされている少なくとも１つの肉厚領域32とを含み、肉厚領域32が、中間鋼板30の少なくとも一方の面から突出する複数の止め部34を含み、止め部34の各々が連続する側壁を有し、かつ一方の面に突出部が形成され、もう一方の面に凹部が形成されるように中間鋼板が塑性変形されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はガスケットに関する。より詳細には、本発明は、肉厚部分を備えている鋼板を含むガスケットに関する。

シリンダヘッドガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドの間の気密性を確保するために使用されている。図２に示すように、一般に、シリンダヘッドガスケット10は、エンジンブロックの形状を有し、特に矩形であって、エンジンブロック及びシリンダヘッドに配置されている空洞又は管路間、ダクト間の連続性を確保可能とする開口部を複数含む。そのため第一の開口部12は燃焼室に対して設けられ、第二の開口部14は冷却液の１つ又は複数の管路に対して設けられ、第三の開口部16はエンジンブロックにシリンダヘッドを固定するための固定要素、特にねじ山を有するロッド、ボルトを通過させることができるように設けられている。したがってシリンダヘッドガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドの接触面に形状的な欠陥があったり、また温度が変化した場合にも、空洞、管路、ダクト相互の気密性と、空洞、管路、ダクトと外部との気密性を確保することができなければならない。

図１に示す公知の実施形態によれば、シリンダヘッドガスケット10は、複数の積層シート又は積層鋼板を含み、特に、その間に中間鋼板20が配置されている２つの外側作動鋼板18を含む。少なくとも１つの外側鋼板18が、第一の開口部12の周囲でその開口部の近傍において、シリンダヘッドガスケットの内側に向かって配向されているリブ22を備えていることにより、そのシリンダヘッドガスケットの変形を補償することができる変形領域が形成される。したがって２つの外側鋼板18にリブ22が設けられている場合には、それらのリブの突出部分は、互いに対向して配置されているか、又は対置するように配向されている。

気密性を改善するために、シリンダヘッドガスケット10は、ストッパと呼ばれる止め具24を含み、この止め具は、燃焼室に対して設けられている第一の開口部12の周辺で、中間鋼板20に突き合わされて、対向するように配置されている。ストッパ、止め具24の厚みは、中間鋼板20の厚みをわずかに上回り、それによって燃焼室の周囲の締めつけ力を大きくするとともに、少なくとも１つの外側鋼板18の圧縮応力の揺動振幅を小さくしてリブの圧縮を低減することができ、リブのつぶれを防止することができる。

一方、ストッパ24が配置されていることによって、締めつけモーメントに対して外側作動鋼板18が突っ張るので、その外側作動鋼板の位置で機械的な応力が発生する。さらに、締めつけ時にストッパ位置で生じる高い接触圧がエンジンブロック及びシリンダヘッドにも伝わり、それによって燃焼室の開口部が大きく変形し、オイル消費が増加し、エンジン動作の音響レベルが高くなることがある。このような現象は、ガスケットの側面端部で顕著であり、ガスケットの側面端部の領域における締めつけ手段は、それ以外の領域の締めつけ手段が２つの開口部に対して応力をもたらすのに対して、１つの開口部に対してのみ応力を分配している。

したがって、上記の問題を解決するために、特定の位置に対して配置される肉厚部分を、中間鋼板のいわゆるガス外の領域、すなわちリブ22の外側に設けて、応力を減少させ、ガスケットの面全体にわたって締めつけ圧を一様にすることが行われている。

図１に示す公知の第一の実施形態においては、厚みが0.1mm以下の金属箔26又は薄い鋼板を中間鋼板20の表面に配置し、嵌め込むことによって肉厚部分が形成されている。

しかし金属箔は折れ曲がることがあり、配置することが容易ではないことから、このような解決方法は満足のいくものではない。しかも、金属箔を中間鋼板に機械的に結合して十分にその役割を果たすようにすることが必要である。ところが非常に薄い金属箔の固定は、比較的複雑な工程を必要とし、コストが上昇する。

したがって、本発明は、少なくとも１つの肉厚部分を備えている鋼板を組み入れることにより、ストッパの存在に関連する応力のバランスをとることができ、ガスケットの面全体にわたって一様な応力が得られるガスケットを提供する。これにより、従来技術の不都合を解消することことができ、その肉厚部分を簡単な方法により形成することが可能である。

上記課題は、少なくとも１つの第一の開口部を含むガスケットであって、
−少なくとも１つのリブを備えている少なくとも１つのいわゆる作動鋼板であって、当該リブが、ガスケットの内側に向かって配向されているとともに、１つ又は複数の前記第一の開口部を中心として設けられている少なくとも１つの作動鋼板と、
−１つ又は複数の第一の開口部の周辺に配置され、リブの圧縮が制限されるように構成されているストッパと呼ばれる少なくとも１つの肉厚部分と、
−ストッパの存在によりもたらされる応力が、リブの両側で一様となるように、バランスされるように位置決めされている少なくとも１つの肉厚領域とを含み、
肉厚領域が、中間鋼板の少なくとも一方の面から突出する複数の止め部を含み、止め部の各々が連続する側壁を有し、かつ一方の面に突出部が形成され、もう一方の面に凹部が形成されるように中間鋼板が塑性変形されていることを特徴とするガスケットにより解決される。

肉厚領域が、中間鋼板の両面に突出する止め部を含むことが好ましく、交互に突出する止め部を含んでいることがより好ましい。

止め部が、中間鋼板の面にほぼ垂直な少なくとも１つの方向に沿って塑性変形及び／又は弾性変形可能であることが望ましい。

横から見た断面において、止め部の端部の寸法ａが底部の寸法ｂよりも大きいことが好ましい。

本発明は、少なくとも１つの第一の開口部（112）を含むガスケットに関する。このガスケットは、少なくとも１つのリブ（122）を備えている少なくとも１つの作動鋼板であって、リブが、ガスケットの内側に向かって配向されているとともに、１つ又は複数の第一の開口部を中心として設けられている少なくとも１つの作動鋼板（118）と、１つ又は複数の第一の開口部（112）の周辺に配置され、リブの圧縮を制限するように構成されているストッパと呼ばれる少なくとも１つの肉厚部分（124）と、ストッパの存在によりもたらされる応力がリブ（122）の両側でバランスされるように位置決めされている少なくとも１つの肉厚領域（32）とを含み、肉厚領域（32）が、中間鋼板（30）の少なくとも一方の面から突出する複数の止め部（34）を含み、止め部（34）の各々が連続する側壁を有し、かつ一方の面に突出部が形成され、もう一方の面に凹部が形成されるように中間鋼板が塑性変形されていることを特徴とする。このような構成により、ストッパの存在に関連する応力のバランスをとることができ、ガスケットの面全体にわたって一様な応力が得られるガスケットを提供することが可能となる。またそのような肉厚部分を簡単な方法により形成することができる。

本発明の他の特徴及び長所は、添付図面に関して例示することのみを目的として挙げる本発明の以下の説明からより明らかになる。

図３、４Ａ〜４Ｃの各図は、複数の積層シート又は積層鋼板を含むシリンダヘッドガスケットに組み込み可能な鋼板30を示しており、このガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドの間に組み込みことができるように形成されている。

図５、６は、本発明による鋼板30を中間鋼板として、シリンダヘッドガスケット100に組み込んだ場合の一実施態様を例示的に示す。従来技術と共通な要素には、従来技術の参照番号に100を付加した参照番号を付している。

周知のように、シリンダヘッドガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドに設けられている空洞又は管路間の連続性を保つことができるように構成されている開口部を複数含む。

この場合、第一の開口部112は燃焼室に対して設けられ、第二の開口部114は１つ又は複数の冷却液の管路に対して設けられ、第三の開口部116はエンジンブロックへシリンダヘッドを固定する固定要素、特にねじ山を有するロッド、ボルトを通過させることができるように設けられている。

また、シリンダヘッドガスケットは、少なくとも１つの外側作動鋼板を、特にその間に中間鋼板30が配置されている２つの外側作動鋼板118を含むことが好ましい。少なくとも一方の外側鋼板118は、第一の開口部の周囲でその開口部の近傍に、シリンダヘッドガスケットの内側に向かって配向されているリブ122を含み、それによってシリンダヘッドガスケットの変形を補償可能とする変形領域が形成される。

ガスケットは、燃焼室に対応する開口部の周辺に配置されているストッパ124と呼ばれる肉厚部分を含むことが好ましい。

中間鋼板30は、外側作動鋼板に設けられているリブの外側に配置可能に位置決めされている肉厚領域32を含むことが望ましい。これらの肉厚領域が、ガスケットの周辺部及び各開口部の周辺部に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、肉厚領域32は、中間鋼板30の塑性変形により形成される複数の止め部34を含み、これらの止め部は、中間鋼板30の少なくとも一方の面から突出している。止め部とは、一方の面で突出部が形成され、もう一方の面で凹部が形成されている塑性変形部を意味し、突出部、凹部は連続する側壁を含む（図４Ａ〜４Ｃ参照）。

このような構成により、１つの連続する側壁ではなく２つの側壁により画定される溝とは異なり、本発明による止め部は、完全に平面に戻ることがない。

突出部、凹部が連続する側壁により形成されている構成により、鋼板、特に中間鋼板の肉厚部分を簡単に、かつ経済的に形成することが可能となる。

止め部34が中間鋼板30に突出することが好ましく、止め部が交互に突出し、突出部と凹部が交互に配置されていることがより好ましい。変形実施態様によれば、止め部の断面を様々な形状にすることができ、特に図３に示すように、上方から見た場合の断面を円形にすることができる。さらに変形実施態様では、止め部34を、底部を有することなく通じ、突出部の側壁と凹部の側壁が直接連結され、連続する１個の側壁だけを各々が備えているように形成することができる。

止め部34は、１つ又は複数の面に異なる仕方で配置可能である。そのため、図３に示すように、止め部34を配列することも可能である。

止め部34の密度、すなわち単位面積あたりの止め部の数は、所望の圧縮抵抗に応じて調整することができ、圧縮抵抗は止め部の密度の増大に比例して増加する。

圧縮抵抗とは、特に圧縮力の作用を受けた場合に、構成要素が、その厚みが変化するのに対して抵抗する能力を意味し、厚みは、圧縮力に応じて適応、調節される寸法値に対応する。

好適な実施態様によれば、止め部34は、１つ又は複数のパンチと金型を利用して、隙間なくパンチング又は押し抜き加工することにより形成される。止め部34に対し、押し抜き加工後に調整作業を実施して、止め部34の高さがはみ出さないように、略同等となるように、その高さを調整することが好ましい。このようなはみ出しは約0.4mmであることが望ましい。

本発明による止め部は、締めつけ時に、中間鋼板30の面に対してほぼ垂直な少なくとも一つの方向に沿って塑性変形及び／又は弾性変形可能であることが好ましい。

この構成により、一方で締めつけ応力に、他方で肉厚部分に接触する構成要素の形状の厚みに適合される肉厚部分32がもたらされる。

別の特徴によれば、圧縮抵抗を大きくするために、止め部34に対して、断面において、止め部34の端部の寸法ａがその止め部34の底部の寸法ｂよりも大きくなるように予備成形工程を実施することができる。このような特徴を有する形状により、止め部34の弾性を制限することができ、塑性変形された止め部は、図４Ａに示すような初期の輪郭形状に戻ることがない。

予備成形工程を実施することによって、図４Ｂ、４Ｃに示すような、わずかにあるいは大きく変形された圧縮された止め部34を形成することができる。図４Ｃに示す最も圧縮された形状は、圧縮抵抗が最大の場合に相当する。

本発明は、記載した実施態様、又は図示した実施態様に制限されるものではなく、その反対に、特に各構成要素の形状、寸法及び材料に関して、あらゆる変形実施態様を含むことはもちろんである。したがって、止め部の形状は、使用されるパンチング工具、押し抜き工具に応じて変化する。

さらに肉厚領域は、締めつけ応力のバランスを取り戻すことができるように、締めつけ応力がシリンダヘッドガスケット全体にわたって一様となるように適切に位置決めされる。

また、このように位置決めされた肉厚部分を備える鋼板は、記載された用途に制限されるものではなく、鋼板位置で肉厚部分を必要とするあらゆる形式、種類のガスケットに適する。

従来技術によるシリンダヘッドガスケットの一部を示す横から見た断面図である。 従来技術によるシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。 本発明による肉厚部分を備えている中間鋼板の一部を示す平面図である。 様々な構成による中間鋼板を、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面により示す図である。 本発明による肉厚部分を備えている中間鋼板が組み込まれているシリンダヘッドガスケットの変形実施態様を示す断面図である。 シリンダヘッドガスケットの平面図であり、本発明による肉厚部分を備え得る領域を斜線で示している。

符号の説明

30 鋼板
32 肉厚領域
34 止め部
100 シリンダヘッドガスケット
112 第一の開口部
114 第二の開口部
116 第三の開口部
118 外側作動鋼板
124 ストッパ

Claims (4)

1. 少なくとも１つの第一の開口部（112）を含むガスケットであって、
   −少なくとも１つのリブ（122）を備えている少なくとも１つの作動鋼板であって、当該リブが、ガスケットの内側に向かって配向されているとともに、１つ又は複数の前記第一の開口部（112）を中心として設けられている少なくとも１つの作動鋼板（118）と、
   −前記１つ又は複数の第一の開口部（112）の周辺に配置され、リブの圧縮を制限するように構成されているストッパと呼ばれる少なくとも１つの肉厚部分（124）と、
   −前記ストッパの存在によりもたらされる応力が前記リブ（122）の両側でバランスされるように位置決めされている少なくとも１つの肉厚領域（32）とを含み、
   前記肉厚領域（32）が、中間鋼板（30）の少なくとも一方の面から突出する複数の止め部（34）を含み、当該止め部（34）の各々が連続する側壁を有し、かつ一方の面に突出部が形成され、もう一方の面に凹部が形成されるように当該中間鋼板が塑性変形されているガスケット。
2. 前記肉厚領域（32）が、前記中間鋼板（30）の両面に突出する止め部（34）を、好ましくは交互に突出する止め部（34）を含む請求項１に記載のガスケット。
3. 前記止め部（34）が、前記中間鋼板（30）の面にほぼ垂直な少なくとも１つの方向に沿って塑性変形及び／又は弾性変形可能である請求項１又は２に記載のガスケット。
4. 断面において、前記止め部（34）の端部の寸法ａが底部の寸法ｂよりも大きい請求項１から３のいずれか一項に記載のガスケット。

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