JP2008215467A - Metal gasket - Google Patents

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JP2008215467A JP2007052820A JP2007052820A JP2008215467A JP 2008215467 A JP2008215467 A JP 2008215467A JP 2007052820 A JP2007052820 A JP 2007052820A JP 2007052820 A JP2007052820 A JP 2007052820A JP 2008215467 A JP2008215467 A JP 2008215467A
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Kosaku Ueda
耕作 植田
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Japan Metal Gasket Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal gasket 1 capable of enhancing performance with a simple structure by suppressing the costs. <P>SOLUTION: An auxiliary plane 3 is laminated only around a combustion chamber hole 4a of a substrate 2 made of a strong metal plate. Combustion chamber hole side beads 8a, 8b are molded in the substrate 2 and the auxiliary plate 3 to surround the combustion chamber hole 4a. Wall thickening portions 10, 12 are formed around an outer peripheral end of the substrate 2 and a bolt hole 6. The wall thickening portion is adjusted in height so that the total wall thickness of a position provided with the wall thickening portions 10, 12 is less than the total wall thickness composed of the laminated substrate 2 and the auxiliary plate 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとの対向する接合面間に介装されて使用される金属ガスケットであって、上記シリンダブロックとシリンダヘッドとが金属ガスケットを介装した状態でボルト締結されるエンジンで使用される当該金属ガスケットに関する。   The present invention relates to a metal gasket that is used by being interposed between facing surfaces of a cylinder block and a cylinder head that constitute an engine, and the cylinder block and the cylinder head are interposed with a metal gasket. The present invention relates to the metal gasket used in a bolted engine.

従来の金属ガスケットとしては、例えば特許文献1及び特許文献2に記載される金属ガスケットがある。
特許文献1に記載の金属ガスケットは、弾性金属板からなる2枚の基板を積層し、その各基板に対し、燃焼室孔を開口し、その燃焼室孔の周囲に対し燃焼室ガスをシールするフルビードからなる燃焼室孔側ビードを成型し、その燃焼室側ビードの外周位置に形成した冷却水孔、オイル孔、ボルト孔等のうちシールを必要とする孔の周囲にビードを成型してシールしている。更に、積層した2枚の基板の間に対し、燃焼室孔周囲にだけシム板を挟持させ、そのシム板と基板の結合は、2枚の基板の内どちらか1方の基板で燃焼室ガスをシールするために成型したビードの燃焼室孔側の平坦部に溶接で固着している。
As a conventional metal gasket, there are metal gaskets described in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.
The metal gasket described in Patent Document 1 is formed by laminating two substrates made of an elastic metal plate, opening a combustion chamber hole for each substrate, and sealing the combustion chamber gas around the combustion chamber hole. A combustion chamber hole side bead made of a full bead is molded, and a bead is molded and sealed around a hole that needs to be sealed among a cooling water hole, an oil hole, a bolt hole, etc. formed at the outer peripheral position of the combustion chamber side bead. is doing. Further, a shim plate is sandwiched between the two stacked substrates only around the combustion chamber hole, and the connection between the shim plate and the substrate is performed by the combustion chamber gas on one of the two substrates. Is fixed to the flat portion of the molded bead on the combustion chamber hole side by welding.

すなわち、燃焼室孔周囲の総板厚を、シム板を配設することにより増厚することで、エンジンに装着しボルトで締結した際に、ボルト孔間の燃焼室孔周囲のみ配置したシム板厚分によってシリンダヘッド(の接合面)を変形させることで、燃焼室孔周囲の面圧が増大して高い燃焼ガス圧をシールすると共に、ビードに対し運転による爆発で繰り返して起こる振動振幅を僅少に抑えて金属ビードの疲労破壊を防止する。   That is, by increasing the total thickness around the combustion chamber holes by arranging shim plates, the shim plates are arranged only around the combustion chamber holes between the bolt holes when mounted on the engine and fastened with bolts. By deforming the cylinder head (joint surface) by the thickness, the surface pressure around the combustion chamber hole increases to seal high combustion gas pressure, and the vibration amplitude repeatedly caused by explosion due to operation to the bead is small To prevent fatigue failure of metal beads.

また、特許文献2に記載した金属ガスケットは、弾性金属板からなる1枚の基板に対し、燃焼室孔周囲のみに副板を併設し、基板と副板の両方に燃焼室孔周囲に燃焼ガスをシールするフルビードからなる燃焼室孔側ビードを成型した金属ガスケットである。成型した燃焼室孔側ビードのうちの副板に成型するビードの軌線を、ボルト孔近傍において基板に成型したビード軌線に対し最大ビード幅の4分の1ずらすと共に、ボルト孔間は同一軌線とし、その両者の境界部では徐々に変化させている。これによって、金属ガスケットをエンジンに装着しボルトで締結した時に発生する、ビードの変形応力を部分的に変化させることで、限られたボルト軸力を有効に活用すると共に燃焼室孔周囲で発生するビードの発生面圧の平均化を図っている。
特許第3314371号 特許第3553099号
In addition, the metal gasket described in Patent Document 2 has a sub plate provided only around the combustion chamber hole for one substrate made of an elastic metal plate, and combustion gas around the combustion chamber hole is provided on both the substrate and the sub plate. It is a metal gasket which molded the combustion chamber hole side bead which consists of a full bead which seals. The bead trajectory to be molded on the sub-plate of the molded combustion chamber hole side bead is shifted by a quarter of the maximum bead width with respect to the bead trajectory molded on the substrate in the vicinity of the bolt hole, and the bolt holes are the same. The track is gradually changed at the boundary between the two. As a result, by partially changing the deformation stress of the bead that is generated when the metal gasket is mounted on the engine and fastened with a bolt, the limited bolt axial force is effectively used and generated around the combustion chamber hole. The surface pressure of the bead is averaged.
Patent No. 3314371 Japanese Patent No. 3553099

その後、エンジン技術は急速に進化を続け、エンジンの小型軽量化、高性能化、省エネ機構の取り入れで熱負荷の増大やハイメカ技術の導入等により、例えばエンジン剛性は低下する傾向にある。この結果、高温高圧な燃焼ガスと発生するエンジン熱を冷却する冷却水、エンジン回転摺動部を潤滑するオイル等条件の異なる気体や液体を1枚の金属ガスケットでシールする技術には、色々な問題が発生している。
このようなエンジン剛性の低下に対する対応と、インターネットの普及で部品を世界市場から調達する傾向からコスト競争力も強いられる現在にあっては、性能とコスト双方で要求がますます厳しくなっている。
そして、エンジンの進化技術に追随が難しくエンジンの使用条件によっては問題が発生する。
After that, engine technology has continued to evolve rapidly, and for example, engine rigidity tends to decrease due to the reduction in size and weight of the engine, higher performance, increased heat load due to the introduction of energy-saving mechanisms, and the introduction of high-mechanical technologies. As a result, there are various techniques for sealing gases and liquids with different conditions, such as cooling water for cooling high-temperature and high-pressure combustion gas, generated engine heat, and oil for lubricating the engine rotating sliding part, with a single metal gasket. There is a problem.
In the current situation where cost competitiveness is forced by the tendency to procure parts from the global market due to the response to such a decrease in engine rigidity and the spread of the Internet, demands in terms of both performance and cost are becoming increasingly severe.
Further, it is difficult to follow the evolution technology of the engine, and problems occur depending on the use conditions of the engine.

例えば、特許文献1及び特許文献2では、燃焼室孔周囲をシム板で増厚して燃焼ガスを中心にシールしているが、ボルト孔より外側位置に張り出しているオイルリターン孔より外端部の基板外周端部側に着目すると、エンジンの運転初期に起こるシリンダヘッドとシリンダブロックとの対向する接合面と、接合面から離れたエンジン部分との温度上昇の時間差で熱膨張差が発生して、対応する上記両接合面はお互いにそり方向に変形(外周部での隙間が大きくなる方向に変形)する。この変形は、燃焼室孔を挟んだボルト孔間ではボルトの軸力で変形を矯正することは可能であるものの、そのボルト孔間に位置する燃焼室孔周囲に設けたシム板の板厚分だけ、ボルト孔部ではシリンダヘッドを変形させている。勿論、このためにシム板のある燃焼室孔周りの増厚部分では高い面圧を発生している。しかしボルト孔より外側では、上記接合面の変形を矯正するものが無いので、温度差によりオイルリターン孔の外側では対応する接合面間に口開きが起こる。この口開きを繰り返すことで、そのオイルリターン孔を囲むシールの経時的な劣化によって、オイルリターン孔からのオイル漏れの原因となる。   For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the periphery of the combustion chamber hole is thickened with a shim plate to seal the combustion gas at the center, but the outer end portion extends beyond the oil return hole that protrudes outside the bolt hole. Paying attention to the outer peripheral edge of the substrate, there is a difference in thermal expansion due to the time difference in temperature rise between the opposing joint surface between the cylinder head and the cylinder block that occurs in the early stage of engine operation and the engine part away from the joint surface. The corresponding joint surfaces are deformed in a warping direction (deformed in a direction in which a gap at the outer peripheral portion is increased). Although this deformation can be corrected by the axial force of the bolt between the bolt holes sandwiching the combustion chamber hole, the thickness of the shim plate provided around the combustion chamber hole located between the bolt holes Only the cylinder head is deformed at the bolt hole. Of course, for this reason, a high surface pressure is generated in the thickened portion around the combustion chamber hole with the shim plate. However, since there is nothing that corrects the deformation of the joint surface outside the bolt hole, opening occurs between the corresponding joint surfaces outside the oil return hole due to a temperature difference. By repeating this opening, the seal surrounding the oil return hole deteriorates with time, causing oil leakage from the oil return hole.

上記口開き現象は運転が継続して稼働してエンジン全体の温度が平準化したら停止するが、運転停止が繰り返されることでガスケットの表面に塗布されたシール材も口開きの繰り返しによって生じる摺動で削られたりシールの耐久性を劣化させたりしてシール力が低下することでオイル漏れが増大するおそれがある。この現象は、寒冷地のように温度差の大きい地域では大きくなる。
そして、この現象によって、特許文献1及び2ともに同一の不具合を発生する場合がある。
本発明は、コストを抑えつつシンプルな構造によって性能改善を図ることが可能な金属ガスケットを提供することを課題としている。
The above opening phenomenon stops when the operation continues and the temperature of the entire engine is leveled, but the sealing material applied to the gasket surface due to repeated operation stops the sliding caused by repeated opening Oil leakage may increase due to a decrease in the sealing force due to cutting or deterioration of the durability of the seal. This phenomenon is significant in areas with large temperature differences such as cold regions.
Due to this phenomenon, the same problem may occur in both Patent Documents 1 and 2.
An object of the present invention is to provide a metal gasket capable of improving performance with a simple structure while suppressing cost.

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載した発明は、バネを発生可能な弾力金属板からなる基板と、基板の板厚と同じもしくは異なる厚さで且つバネを発生可能な弾力金属板からなり上記基板の一部と厚さ方向で対向配置される副板とを、備え、
上記基板には、燃焼室孔が開口すると共にその燃焼室孔を囲むように当該基板を板厚方向に加工してなる燃焼室孔側ビードが成型され、その燃焼室孔側ビードの外周側に冷却水孔が開口すると共にその冷却水孔の外周を囲むように第2のビードが設けられ、その第2のビードよりも外側にボルト孔が開口しており、
上記副板にも、上記基板の燃焼室孔に対応した燃焼室孔が開口していると共にその燃焼室孔を囲むように当該副板を板厚方向に加工してなる燃焼室孔側ビードが成型され、その副板の外周端位置が、上記基板における燃焼室孔側ビード形成位置よりも外周側かつ上記第2のビード形成位置よりも内周側となるように設定され、
上記第2のビードよりも外側に位置する基板部分に対して増厚部を設け、増厚部を設けた位置の総板厚が、上記積層された基板及び副板からなる総板厚よりも小さくなるように、当該増厚部の高さを調整したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 of the present invention can generate a spring with a substrate made of an elastic metal plate capable of generating a spring and a thickness that is the same as or different from the plate thickness of the substrate. A sub-plate made of a flexible metal plate and disposed opposite to a part of the substrate in the thickness direction,
The substrate has a combustion chamber hole side bead formed by processing the substrate in the plate thickness direction so that the combustion chamber hole is opened and surrounds the combustion chamber hole, and is formed on the outer peripheral side of the combustion chamber hole side bead. The cooling water hole is opened and a second bead is provided so as to surround the outer periphery of the cooling water hole, and the bolt hole is opened outside the second bead,
A combustion chamber hole-side bead formed by processing the sub-plate in the thickness direction so as to surround the combustion chamber hole and also has a combustion chamber hole corresponding to the combustion chamber hole of the substrate also in the sub plate. Molded, and the outer peripheral end position of the sub-plate is set to be on the outer peripheral side with respect to the combustion chamber hole side bead forming position on the substrate and on the inner peripheral side with respect to the second bead forming position,
A thickened portion is provided for the substrate portion located outside the second bead, and the total plate thickness at the position where the thickened portion is provided is greater than the total plate thickness composed of the laminated substrate and sub-plate. The height of the thickened portion is adjusted so as to be small.

本発明では、金属板の積層部分が燃焼室孔周りだけとなって安価な金属ガスケットとなる。また、当該積層部である燃焼室孔周りの総板厚を一番大きくすることで、ボルト締付け時の面圧を燃焼室孔周りで一番高くして燃焼ガスをシールする。また、基板に対する副板との非積層部である冷却水孔外周の第2のビードよりも外側の基板部分に増厚部を設けることで、ボルト締付け時のシリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面の変形を調整出来ることで、上記燃焼室孔周りのシール面圧を調整することが出来る。   In the present invention, the laminated portion of the metal plate is only around the combustion chamber hole, so that an inexpensive metal gasket is obtained. In addition, by making the total plate thickness around the combustion chamber hole, which is the laminated portion, the largest, the surface pressure at the time of bolt tightening is maximized around the combustion chamber hole to seal the combustion gas. Also, by providing a thickened portion on the substrate portion outside the second bead on the outer periphery of the cooling water hole, which is a non-laminated portion with the sub-plate with respect to the substrate, the joint surface between the cylinder head and the cylinder block at the time of bolt tightening By adjusting the deformation, the seal surface pressure around the combustion chamber hole can be adjusted.

即ち、冷却水孔より外側部分は副板の無い分、板厚差分発生している。この板厚差分は、ボルト孔から冷却水孔部位間の距離では、エンジンの剛性にもよるが、大き過ぎるので、この差を調整する目的で、第2のビードよりも外側、例えばボルト孔又はオイルリターン孔外側端部のどちらか更にはボルト孔及びオイルリターン孔外側端部の双方に増厚部を設ける。すなわち、燃焼室孔周囲に最適面圧を発生させるような最適変形量に接合面が変形するように適正な増厚部を設ける。
なお、ボルト孔及びオイルリターン孔外側端部双方に設ける場合には、オイルリターン孔外側端部に設ける増厚部の板厚は、ボルト孔周囲に設けた増厚板厚と同等か同等以上とすることが好ましい。
That is, a difference in thickness is generated in the portion outside the cooling water hole because there is no sub-plate. This thickness difference is too large depending on the rigidity of the engine in the distance between the bolt hole and the cooling water hole part. For the purpose of adjusting this difference, for example, the bolt hole or A thickened portion is provided on either the outer end of the oil return hole, or both the outer end of the bolt hole and the oil return hole. That is, an appropriate thickened portion is provided so that the joint surface is deformed to an optimal deformation amount that generates an optimal surface pressure around the combustion chamber hole.
In addition, when it is provided on both the bolt hole and the outer end of the oil return hole, the thickness of the thickened portion provided on the outer end of the oil return hole is equal to or greater than the thickness of the thickened plate provided around the bolt hole. It is preferable to do.

次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、上記増厚部の少なくとも一部は、上記ボルト孔周囲に設けることを特徴とするものである。
ここで、ボルト孔周囲とは、平面視で少なくとも一部がボルト座面と対向する部分である。
ボルトの締付けによる接合面の変形に直接関与するボルト孔周囲に増厚部を設けることで、効率良く、ボルト締付け時の上記接合面の変形を調整できるようになる。
Next, the invention described in claim 2 is characterized in that at least a part of the thickened portion is provided around the bolt hole in the configuration described in claim 1.
Here, the periphery of the bolt hole is a portion at least partially facing the bolt seat surface in a plan view.
By providing the thickened portion around the bolt hole that is directly involved in the deformation of the joint surface by tightening the bolt, the deformation of the joint surface at the time of bolt tightening can be adjusted efficiently.

次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、上記増厚部の少なくとも一部は、上記基板の外周端部に設けることを特徴とするものである。
本発明によれば、ボルト締付けによって接合面の外周側における反る方向の変形を、基板外周端部に設けた増厚部による予圧によって付与する。
この作用は次のものである。すなわち、上記課題で説明した、エンジンの運転初期に起こる、熱膨張差を原因とした接合面の反るような変形による接合面間の外周側での口開き現象に対し、本発明では、予め反る方向に変形させる予圧を接合面に初期負荷させることで、接合面外周部での熱膨張差による口開き方向の変形をゼロもしくは小さくする結果、基板外周側のシール劣化を抑える。
Next, the invention described in claim 3 is characterized in that at least a part of the thickened portion is provided at an outer peripheral end portion of the substrate with respect to the configuration described in claim 1 or claim 2. It is.
According to the present invention, the deformation in the warping direction on the outer peripheral side of the joint surface is applied by pre-loading by the thickened portion provided at the outer peripheral end of the substrate by bolt tightening.
This action is as follows. That is, in the present invention, the opening phenomenon on the outer peripheral side between the joint surfaces caused by warping deformation of the joint surfaces caused by the difference in thermal expansion, which occurs in the initial operation of the engine, is described in advance in the present invention. By preloading the joint surface with a preload that deforms in the warping direction, the deformation in the opening direction due to the difference in thermal expansion at the outer peripheral portion of the joint surface is reduced to zero or reduced, thereby suppressing deterioration of the seal on the outer peripheral side of the substrate.

次に、請求項4に記載した発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した構成に対し、上記第2のビードを含む、当該第2のビード形成位置よりも外側に形成するビードをそれぞれ、次の(a)若しくは(b)のいずれかで構成することを特徴とするものである。
(a)ビードを、基板の両面に固定した耐熱弾力性ある軟質シール材で構成する。
(b)ビードを、基板自体を板厚方向に加工してなる金属ビードと、その金属ビードの両面に固定した耐熱弾力性ある軟質シール材との合成ビードで構成する。
ボルト締付け時に、燃焼室孔周りで荷重が高くなり燃焼室孔側ビードで大きなシール圧を発生する。また、副板との非積層部分の基板に形成したビードでは、燃焼室周りよりも荷重が小さくなるが、本発明のビードを採用することで、接合面との接触部が軟質シール材となることで、面でシールできて相対的に荷重が低くても充分なシールが可能となる。
Next, the invention described in claim 4 includes the second bead and the outside of the second bead formation position with respect to the configuration described in any one of claims 1 to 3. Each of the beads to be formed is constituted by any one of the following (a) and (b).
(A) A bead is comprised with the heat-resistant elastic soft sealing material fixed to both surfaces of the board | substrate.
(B) The bead is composed of a synthetic bead composed of a metal bead obtained by processing the substrate itself in the plate thickness direction and a heat-resistant elastic soft sealing material fixed to both surfaces of the metal bead.
When the bolts are tightened, the load increases around the combustion chamber hole and a large seal pressure is generated at the combustion chamber hole side bead. In addition, in the bead formed on the substrate in the non-laminated portion with the sub plate, the load is smaller than that around the combustion chamber, but by using the bead of the present invention, the contact portion with the joint surface becomes a soft sealing material. Thus, even if the surface can be sealed and the load is relatively low, sufficient sealing is possible.

次に、請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に対し、基板及び副板の少なくとも一方に対し、上記燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側の平坦部、及び燃焼室孔側ビードよりも冷却水孔側の平坦部の両平坦部のうち、少なくとも燃焼室孔側の平坦部に、当該平坦部を加工してなる燃焼室孔側ビードよりも低いビードを1条以上成型することで、シールラインを増設することを特徴とするものである。
燃焼室孔周りにだけ副板を設ける事で、ボルト締付け時に燃焼室孔を挟んだボルト孔間では接合面は、燃焼室孔周りで接合面間の距離が大きくなるように変形する。このとき、請求項1に記載のように、基板外周側、特にボルト孔周りに増厚部を設けることで、その接合面の変形は緩和されるものの、やはり燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側で接合面間の隙間が大きくなる傾向に有る。
Next, in the invention according to claim 5, with respect to the structure according to any one of claims 1 to 4, at least one of the substrate and the sub-plate, the combustion chamber hole more than the combustion chamber hole side bead. Combustion chamber hole side bead formed by processing the flat part at least on the flat part on the combustion chamber hole side among the flat parts on the side and the flat part on the cooling water hole side with respect to the combustion chamber hole side bead It is characterized by adding a seal line by molding one or more lower beads.
By providing the auxiliary plate only around the combustion chamber holes, the joint surfaces between the bolt holes sandwiching the combustion chamber holes at the time of bolt tightening are deformed so that the distance between the joint surfaces around the combustion chamber holes becomes large. At this time, as described in claim 1, by providing the thickened portion on the outer peripheral side of the substrate, particularly around the bolt hole, the deformation of the joint surface is alleviated, but the combustion chamber is still more than the combustion chamber hole side bead. There is a tendency for the gap between the joint surfaces to increase on the hole side.

これに対し、本発明では、燃焼室孔側ビードよりも少なくとも燃焼室側の平坦部に1条以上の補助ビードを成型することで、燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側で接合面間の隙間に対応してシールできて、燃焼ガスのシールがより確実となる。
ここで、基板の厚さに対する副板の厚さは、エンジンの硬さなどにもとづき調整すればよい。すなわち、基板の板厚と副板の板厚に板厚差を設けることで、接合面の変形を更に調整可能となって、金属ガスケットを搭載するエンジンの剛性適合範囲を拡大することが可能となったり、燃焼室孔周囲とボルト孔及びオイルリターン孔外側端部の3部位での変形の調整を可能にしたりすることが出来る。さらに補助ビード幅に変化を付け、円周方向に沿ってボルト近傍は広く、ボルト間は狭くして限られた締付け荷重を有効に使用する技術を用いることも出来る。
On the other hand, in the present invention, one or more auxiliary beads are formed at least on the flat portion on the combustion chamber side with respect to the combustion chamber hole side bead, so that the joint surface is closer to the combustion chamber hole side than the combustion chamber hole side bead. It is possible to seal the gap corresponding to the gap, and the sealing of the combustion gas becomes more reliable.
Here, the thickness of the sub plate relative to the thickness of the substrate may be adjusted based on the hardness of the engine. In other words, by providing a plate thickness difference between the board thickness and the board thickness, it is possible to further adjust the deformation of the joint surface, and to expand the rigidity adaptability range of an engine equipped with a metal gasket. It is possible to adjust the deformation at the three portions of the periphery of the combustion chamber hole and the outer end of the bolt hole and the oil return hole. Further, it is possible to use a technique for effectively using a limited tightening load by changing the auxiliary bead width and widening the vicinity of the bolts along the circumferential direction and narrowing the space between the bolts.

本発明によれば、燃焼室孔周りのシールを確保しつつ、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面の変形を適正な変形に調整することが可能となる結果、コストを抑えつつシンプルな構造によって性能改善を図ることが可能で性能を保持しながら安価な金属ガスケットを提供することが出来る。   According to the present invention, it is possible to adjust the deformation of the joint surface of the cylinder block and the cylinder head of the engine to an appropriate deformation while ensuring a seal around the combustion chamber hole, resulting in a simple structure while suppressing cost Thus, it is possible to improve the performance, and it is possible to provide an inexpensive metal gasket while maintaining the performance.

次に、本発明の第1実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る金属ガスケット1を一部切り欠いた状態で示す概要平面図である。図2は、図1のC−C断面図である。
(構成)
まず構成について説明すると、図1及び図2に示すように、鋼材などバネ力を発生可能な弾性金属板からなる基板2及び副板3が対向配置されている。厚さは、例えば基板2と副板3と同一もしくは同等厚としておく。もっとも板厚は異なっていっても構わない。
上記基板2には、図1に示すように、エンジンの燃焼室に対応して設けられた複数の燃焼室孔4aが、所定方向に並んで開口している。また、基板2には、燃焼室孔4aを無端状に囲むように燃焼室孔側ビード8aが成型されている。その燃焼室孔側ビード8aは、基板2自体を板厚方向に変形加工してなるフルビードである。もっともステップ状のハーフビードであっても良い。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a state in which the metal gasket 1 according to the present embodiment is partially cut away. 2 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
(Constitution)
First, the configuration will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, a substrate 2 and a sub-plate 3 made of an elastic metal plate capable of generating a spring force such as a steel material are arranged to face each other. For example, the thickness is the same as or equivalent to that of the substrate 2 and the sub-plate 3. However, the plate thickness may be different.
As shown in FIG. 1, the substrate 2 has a plurality of combustion chamber holes 4 a provided corresponding to the combustion chambers of the engine, which are aligned in a predetermined direction. Further, a combustion chamber hole side bead 8a is molded on the substrate 2 so as to surround the combustion chamber hole 4a in an endless manner. The combustion chamber hole side bead 8a is a full bead formed by deforming the substrate 2 itself in the plate thickness direction. However, it may be a stepped half bead.

その燃焼室孔側ビード8aよりも外周側の基板部分には、エンジンの冷却水領域(冷却水が通過する空間)と板厚方向で対向する位置に、複数の冷却水孔5が上記燃焼室孔側ビード8aに沿って複数形成されている。更に、その複数の冷却水孔5の外周側には、その燃焼室孔側ビード8aに沿って形成された複数の冷却水孔5を囲むようにして第2のビードである外周側ビード9が形成されている。図2では、外周側ビード9を、基板2を板厚方向に変形加工してなるステップ状のハーフビードで設けた場合を例示している。   A plurality of cooling water holes 5 are formed on the substrate portion on the outer peripheral side of the combustion chamber hole side bead 8a at positions facing the engine cooling water region (space through which the cooling water passes) in the plate thickness direction. A plurality of holes are formed along the hole-side beads 8a. Further, an outer peripheral bead 9 as a second bead is formed on the outer peripheral side of the plurality of cooling water holes 5 so as to surround the plurality of cooling water holes 5 formed along the combustion chamber hole side beads 8a. ing. FIG. 2 illustrates a case where the outer peripheral bead 9 is provided as a stepped half bead formed by deforming the substrate 2 in the plate thickness direction.

また、外周側ビード9よりも外側の基板部分には、ボルト孔6及びオイル孔7が形成され、オイル孔7周りなどシールが必要な部分に別途、第3のビード11が形成されてシールされている。第3のビード11は、例えば基板2を板厚方向に変形加工してなるステップ状のハーフビードで構成すればよい。
また、上記のような基板2と板厚方向で対向配置される副板3は、基板2の燃焼室孔4a側で当該基板2と積層配置される。即ち、副板3にも、基板2の燃焼室孔4aと同じ位置に同じ形状の燃焼室孔4bが開口することで、副板3の内周側(燃焼室孔4b側)は、基板2の内周側(燃焼室孔4a側)と同じ位置もしくは同等の位置に配置される。もっとも、基板2の燃焼室孔4aの径と副板3の燃焼室孔4bの径を若干変えてもよい。
Further, a bolt hole 6 and an oil hole 7 are formed in the board portion outside the outer peripheral side bead 9, and a third bead 11 is separately formed and sealed in a portion requiring a seal such as around the oil hole 7. ing. The third bead 11 may be formed of a stepped half bead formed by deforming the substrate 2 in the plate thickness direction, for example.
In addition, the sub-plate 3 arranged to face the substrate 2 in the plate thickness direction as described above is laminated with the substrate 2 on the combustion chamber hole 4 a side of the substrate 2. That is, the combustion chamber hole 4b having the same shape is opened at the same position as the combustion chamber hole 4a of the substrate 2 also on the sub plate 3, so that the inner peripheral side (combustion chamber hole 4b side) of the sub plate 3 is Is disposed at the same position as or equivalent to the inner peripheral side (combustion chamber hole 4a side). But the diameter of the combustion chamber hole 4a of the board | substrate 2 and the diameter of the combustion chamber hole 4b of the subplate 3 may be changed a little.

また、副板3の外周側端部は、基板2に形成した燃焼室孔側ビード8aと外周側ビード9との間に位置するように設定されている。例えば、副板3の外周側は、シリンダブロック50に形成される冷却水領域内と重なる位置に設定する(図11参照)。
その副板3にも、燃焼室孔4bを無端状に囲む燃焼室孔側ビード8bが成型されている。その燃焼室孔側ビード8bは、副板3を板厚方向に変形加工して形成されるフルビードで形成されている。もっとも、燃焼室孔側ビード8bをステップ状のハーフビードに成型しても良い。なお、基板2の冷却水孔5と対向する部分には冷却水孔を形成しておく。
Further, the outer peripheral side end of the sub-plate 3 is set so as to be positioned between the combustion chamber hole side bead 8 a and the outer peripheral side bead 9 formed in the substrate 2. For example, the outer peripheral side of the sub-plate 3 is set at a position that overlaps the cooling water region formed in the cylinder block 50 (see FIG. 11).
The sub-plate 3 is also molded with a combustion chamber hole side bead 8b that surrounds the combustion chamber hole 4b in an endless manner. The combustion chamber hole side bead 8b is formed of a full bead formed by deforming the sub plate 3 in the plate thickness direction. But you may shape | mold the combustion chamber hole side bead 8b in a step-shaped half bead. Note that a cooling water hole is formed in a portion of the substrate 2 facing the cooling water hole 5.

上記副板3は、シリンダブロック50の冷却水領域と対向する位置において、基板2に止められている。符号13がその掛止部である。冷却水領域で基板2と副板3とを連結することで、エンジンに締結された後の運転時の振動に対し、基板2のビードと副板3のビードが自由に変形追随できる構造となる。
ここで、基板2に設けるビードのうち、燃焼室孔4a周囲以外の副板3と非対向部位のビードは、副板3の板厚分だけビードの高さを考慮しなければならない。
The sub-plate 3 is fixed to the substrate 2 at a position facing the cooling water region of the cylinder block 50. Reference numeral 13 denotes the hooking portion. By connecting the substrate 2 and the sub plate 3 in the cooling water region, the bead of the substrate 2 and the bead of the sub plate 3 can freely follow the deformation during operation after being fastened to the engine. .
Here, among the beads provided on the substrate 2, the height of the bead in the portion not facing the sub-plate 3 other than the periphery of the combustion chamber hole 4 a must be considered by the thickness of the sub-plate 3.

また、図3に燃焼室孔4a間位置の部分の断面図を示す。燃焼室孔4aでは間隔が狭いので、2つの燃焼室孔側ビード8a、8bがそれぞれ合流して1条のビードとなっている。もっとも図4に示すように、燃焼室孔側ビード8a、8bをそれぞれハーフビードとして合流させなくても構わない。
また、本実施形態では、基板2の外周端部における周方向に沿ったボルト孔6間の部分に対して薄板金属板12aが溶接で固定されることで増厚されて増厚部12となっている。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion between the combustion chamber holes 4a. Since the interval is narrow in the combustion chamber hole 4a, the two combustion chamber hole side beads 8a and 8b are joined together to form a single bead. However, as shown in FIG. 4, the combustion chamber hole side beads 8 a and 8 b may not be merged as half beads.
Further, in the present embodiment, the thick metal plate 12 a is thickened by fixing the thin metal plate 12 a to the portion between the bolt holes 6 along the circumferential direction at the outer peripheral end portion of the substrate 2 to become the thickened portion 12. ing.

また、ボルト孔6周囲も、図5に示すように、シム板10aを折り返し鳩目方式で増厚して増厚部10としている。ボルト孔6周囲の増厚部10は、図1のB−B断面である図6に示すように、鳩目の代わりに金属薄板10bをボルト孔6周縁に固着して増厚してもよい。鳩目ではボルト孔6を大きくして鳩目を掛けることになるが、この鳩目では技術的にシム板10aの板厚を余り薄く出来ない。また、ボルト孔6の周囲に制約があって余り広く外側に面積が取れない場合がある。この場合に、図6のような構成が採用され、増厚用の金属10bの面積を稼ぐのにボルト孔6ぎりぎりまで詰めて面積を稼ぐ。すなわち、増厚面積がどの程度必要かを考慮する必要がある。例えば、エンジンの材料がアルミ合金になった為に剛性が低くなって、ボルト孔6直下の荷重が大きく且つ面積が小さいとエンジンを陥没させるおそれがある。更に、本実施形態では、面積に不安がある場合には、増厚をボルト52周縁の増厚部10と外周端部の増厚部12の双方に設けることで増厚部の面積を稼ぐことで面圧を下げられることが出来る安価な製品となる。   In addition, as shown in FIG. 5, the thickness of the shim plate 10 a is also increased around the bolt hole 6 by the folded eyelet method to form the thickened portion 10. The thickened portion 10 around the bolt hole 6 may be thickened by fixing a thin metal plate 10b to the periphery of the bolt hole 6 instead of the eyelet as shown in FIG. 6 which is a BB cross section of FIG. In the eyelet, the bolt hole 6 is enlarged and the eyelet is hung. However, with this eyelet, the thickness of the shim plate 10a cannot be made very thin. In addition, there are cases where the periphery of the bolt hole 6 is limited and the area is not wide enough. In this case, the configuration as shown in FIG. 6 is adopted, and the area of the metal 10b for increasing the thickness is increased by filling the bolt hole 6 to the limit. That is, it is necessary to consider how much thickening area is required. For example, since the engine material is an aluminum alloy, the rigidity is low, and if the load directly under the bolt hole 6 is large and the area is small, the engine may be depressed. Furthermore, in this embodiment, when there is anxiety about the area, the area of the thickened portion is gained by providing the thickened portions on both the thickened portion 10 at the periphery of the bolt 52 and the thickened portion 12 at the outer peripheral end. It becomes an inexpensive product that can lower the surface pressure.

また、ボルト孔6形成位置よりも外側に、シールすべき孔、例えばオイル孔7が形成され、そのオイル孔7を囲むビード11が形成されている場合には、図5のように、基板2外周端部の薄板12bを固定して増厚部12を形成しておく。
ここで、上記増厚部10,12の総板厚は、副板3の積層位置の総板厚よりも小さくなるように、増厚の量を調整する。
また、基板2外周端部での増厚部12の総板厚と、ボルト孔6周囲の増厚部10の総板厚とは、基板2外周端部側の増厚部12の総板厚の方が厚いか、基板2外周端部での増厚部の12総板厚と、ボルト孔6周囲の増厚部10の総板厚とを同じ厚さに設定する。
Further, when a hole to be sealed, for example, an oil hole 7 is formed outside the position where the bolt hole 6 is formed, and a bead 11 surrounding the oil hole 7 is formed, as shown in FIG. The thickened portion 12 is formed by fixing the thin plate 12b at the outer peripheral end.
Here, the amount of the thickening is adjusted so that the total thickness of the thickening portions 10 and 12 is smaller than the total thickness at the position where the sub-plate 3 is laminated.
The total plate thickness of the thickened portion 12 at the outer peripheral end portion of the substrate 2 and the total plate thickness of the thickened portion 10 around the bolt hole 6 are the total plate thickness of the thickened portion 12 on the outer peripheral end portion side of the substrate 2. The total thickness of the thickened portion 12 at the outer peripheral edge of the substrate 2 and the total thickness of the thickened portion 10 around the bolt hole 6 are set to the same thickness.

(作用効果)
基板2に積層する副板3が燃焼室孔4a周りだけとなって安価な金属ガスケット1となる。
また、基板2と副板3とからなる金属ガスケット1をシリンダブロック50の接合面Sとシリンダヘッド51との間に介挿し、エンジンをボルト52で締め付けて締結した際、副板3の配置が燃焼室孔4a周りであり、その部分の総板厚が一番大きいので、燃焼室孔4a周りで面圧を一番高くして燃焼ガスを高いシール圧でシールする。
また、基板2に対する副板3との非積層部である冷却水孔5外周の外周側ビード9よりも外周側の基板部分に増厚部10,12を設けることで、ボルト52締付け時のシリンダヘッド51及びシリンダブロック50との接合面Sの変形を調整出来ることで、上記燃焼室孔4a周りのシール面圧を調整することが出来る。
(Function and effect)
The sub-plate 3 laminated on the substrate 2 is only around the combustion chamber hole 4a, and the inexpensive metal gasket 1 is obtained.
Further, when the metal gasket 1 composed of the substrate 2 and the sub-plate 3 is inserted between the joint surface S of the cylinder block 50 and the cylinder head 51 and the engine is tightened with the bolt 52, the sub-plate 3 is arranged. Around the combustion chamber hole 4a, the total plate thickness of the portion is the largest. Therefore, the surface pressure is made highest around the combustion chamber hole 4a to seal the combustion gas with a high sealing pressure.
Further, by providing the thickened portions 10 and 12 in the substrate portion on the outer peripheral side of the outer peripheral bead 9 on the outer periphery of the cooling water hole 5 that is a non-laminated portion with the sub-plate 3 with respect to the substrate 2, a cylinder at the time of tightening the bolt 52 is provided. Since the deformation of the joint surface S between the head 51 and the cylinder block 50 can be adjusted, the seal surface pressure around the combustion chamber hole 4a can be adjusted.

即ち、冷却水孔5より外側部分は副板3の無い分、板厚差分発生している。この板厚差分は、ボルト孔6から冷却水孔5部位間の距離では、締付け荷重やエンジンの剛性によっては大き過ぎる結果、例えばアルミ合金からなる接合面Sに陥没が発生して燃焼室孔4a周りの荷重がその分だけ小さくなる場合もある、これに対して、副板3とは非積層部分である外周側ビード9よりも外側の基板部分に増厚部10,12を設けることで、副板3の板厚差分による接合面Sの変形が緩和されて、即ち、増厚部10,12によって、燃焼室孔4a周囲に最適面圧を発生させるような最適変形量に接合面Sを変形させることが出来る。特に軟質のアルミ合金製のエンジンに好適である。   That is, a difference in thickness is generated in the portion outside the cooling water hole 5 due to the absence of the sub plate 3. This difference in plate thickness is too large at the distance between the bolt hole 6 and the cooling water hole 5 depending on the tightening load and the rigidity of the engine. As a result, for example, a depression occurs in the joint surface S made of an aluminum alloy and the combustion chamber hole 4a. In some cases, the surrounding load may be reduced by that amount. On the other hand, by providing the thickened portions 10 and 12 on the substrate portion outside the outer peripheral bead 9 which is a non-laminated portion with the sub-plate 3, The deformation of the joint surface S due to the difference in the plate thickness of the sub-plate 3 is alleviated, that is, the joint surface S is set to an optimum deformation amount so as to generate an optimum surface pressure around the combustion chamber hole 4a by the thickened portions 10 and 12. Can be deformed. It is particularly suitable for a soft aluminum alloy engine.

この場合でも、増厚部10,12の総板厚よりも副板3積層位置の総板厚の方を厚くすることで、燃焼室孔4a周りの荷重を大きくしている。
またこのとき、ボルト52の締付けによる変形に直接関与するボルト孔6周囲に増厚部10を設けることで、効率良く、ボルト52締付け時の上記接合面Sの変形を調整できるようになる。
Even in this case, the load around the combustion chamber hole 4a is increased by making the total thickness of the sub-plate 3 stacking position thicker than the total thickness of the thickened portions 10 and 12.
At this time, by providing the thickened portion 10 around the bolt hole 6 that is directly involved in the deformation due to the tightening of the bolt 52, the deformation of the joint surface S when the bolt 52 is tightened can be adjusted efficiently.

また、基板2外周端部に増厚部12(オイル孔7よりも外側部分)を設けると、ボルト孔6よりも外側位置の接合面Sに対し、ボルト52締付けによって接合面S間が離れる方向に反る変形を与える予圧を付与出来る。即ち、燃焼室孔4a周りの総板厚を一番厚くすると、接合面Sは、ボルト52締付けによって、燃焼室孔4a側で接合面S間の間隔が大きく、ボルト孔6位置で接合面S間の間隔が小さくなるように傾斜する傾向にある。これに対して、本実施形態では、燃焼室孔4aからの距離で、ボルト孔6位置よりも外周側の基板2に増厚部12を設けることで、図7に示すように、接合面Sの外周部を若干反らせるような予圧を付与することになる。図7中、破線Lはシリンダヘッド51の変形ラインである。また、図8にボルト孔6周りの増厚部10を省略した場合を示し、その場合の接合面Sの変形の模式図を図9に示す。   In addition, when the thickened portion 12 (outer portion than the oil hole 7) is provided at the outer peripheral end portion of the substrate 2, the joint surfaces S are separated from each other by tightening the bolt 52 with respect to the joint surface S located outside the bolt hole 6. It is possible to apply a preload that gives deformation to warp. That is, when the total plate thickness around the combustion chamber hole 4a is maximized, the joint surface S has a large space between the joint surfaces S on the combustion chamber hole 4a side by tightening the bolt 52, and the joint surface S at the bolt hole 6 position. There is a tendency to incline so that the interval between them becomes small. On the other hand, in this embodiment, by providing the thickened portion 12 on the substrate 2 on the outer peripheral side with respect to the bolt hole 6 position at a distance from the combustion chamber hole 4a, as shown in FIG. Thus, a preload that slightly warps the outer peripheral portion is applied. In FIG. 7, a broken line L is a deformation line of the cylinder head 51. FIG. 8 shows a case where the thickened portion 10 around the bolt hole 6 is omitted, and FIG. 9 shows a schematic diagram of the deformation of the joint surface S in that case.

これによって、前述の課題で説明した、エンジンの運転初期に起こる、熱膨張差を原因とした接合面Sの反るような変形による接合面S間の外周側での口開き現象に対し、予め反る方向に変形させる力を接合面Sに初期負荷を掛けているので、接合面S外周部での熱膨張差による口開き方向の変形をゼロもしくは小さくなる。この結果、基板2外周側のシール劣化を抑える。   As a result, the opening phenomenon on the outer peripheral side between the joint surfaces S caused by the warp deformation of the joint surface S caused by the difference in thermal expansion, which occurs in the initial operation of the engine, described in the above-described problem, Since an initial load is applied to the joining surface S with a force for deforming in the warping direction, deformation in the opening direction due to a difference in thermal expansion at the outer peripheral portion of the joining surface S is zero or reduced. As a result, deterioration of the seal on the outer peripheral side of the substrate 2 is suppressed.

また、各増厚部10,12は、副板3と非積層位置の基板2に設けたビードの過圧縮を防止する作用も有する。この作用は、後述のような軟質シール材を使用した場合に特に有効である。
これは、ボルト孔6の外側にシールすべきオイル孔7を設けた場合も同様であり、オイル孔7の外周側に増厚部を設けることでも、上記エンジンの運転初期に起こる、熱膨張差を原因とした接合面Sの反るような変形による接合面S間の外周側での口開き現象を抑えて、オイル孔7周囲をシールするビードの経時的劣化を抑えることが可能となる。
Further, each of the thickened portions 10 and 12 also has an effect of preventing over-compression of the beads provided on the sub-plate 3 and the substrate 2 at the non-laminated position. This action is particularly effective when a soft sealing material as described later is used.
The same applies to the case where the oil hole 7 to be sealed is provided outside the bolt hole 6, and the difference in thermal expansion that occurs in the initial operation of the engine can be achieved by providing a thickened portion on the outer peripheral side of the oil hole 7. It is possible to suppress the opening phenomenon on the outer peripheral side between the joint surfaces S due to warping deformation of the joint surface S due to the above, and to suppress the deterioration of the bead sealing the periphery of the oil hole 7 with time.

(応用)
ここで、上記実施形態では、ボルト孔6周囲と基板2外周端の両方に増厚部10,12を設けているが、どちらか一方にだけ増厚部を設けても良い。また、ボルト荷重を余り受けない他の位置に増厚部を設けても良い。上述の図8は、ボルト孔周りの増厚部10を省略した例である。また、図10は、ボルト孔6よりも外側の位置する増厚部12を省略したものである。この場合の接合面Sの変形の模式図を図11に示す。この場合でも周方向に沿ったボルト孔6間に位置する増厚部12(板12aで増厚した部分)は設ける方が好ましい。
(application)
Here, in the above embodiment, the thickened portions 10 and 12 are provided on both the periphery of the bolt hole 6 and the outer peripheral edge of the substrate 2, but the thickened portion may be provided on only one of them. Moreover, you may provide a thickened part in the other position which receives little bolt load. FIG. 8 described above is an example in which the thickened portion 10 around the bolt hole is omitted. FIG. 10 omits the thickened portion 12 located outside the bolt hole 6. FIG. 11 shows a schematic diagram of the deformation of the joint surface S in this case. Even in this case, it is preferable to provide the thickened portion 12 (the portion thickened by the plate 12a) positioned between the bolt holes 6 along the circumferential direction.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
(構成)
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様であるが、外周側ビード9及び第3のビード11を、図12のように、弾力耐熱性がある軟質シール材16a、16bを固着して形成したものである。
その他の構成は、上記実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that components similar to those in the above-described embodiment will be described with the same reference numerals.
(Constitution)
The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the outer peripheral side beads 9 and the third beads 11 are fixed to the flexible sealing materials 16a and 16b having elastic heat resistance as shown in FIG. Formed.
Other configurations are the same as those in the above embodiment.

(作用効果)
この軟質シール材16a、16bは、ゴム、樹脂系のシール材等があり、その高さ、幅、硬度を自由に設計でき、変形追随量も大きく当ガスケット構成のように燃焼室孔4a周囲と外部シール部との板厚さの大きいシールには最適である。なお、シール材の過圧縮を防止する為の増厚部は必要である。
そして、ボルト52締付け時に、燃焼室孔4a周りで荷重が高くなり燃焼室孔側ビード8aで大きなシール圧を発生する。また、副板3との非積層部分の基板2に形成したビード9,11では、燃焼室孔4a周りよりも荷重が小さくなるが、本発明のビードを採用することで、接合面Sとの接触部が軟質シール材16a、16bとなることで、面でシールできて相対的に荷重が低くても充分なシールが可能となる。
(Function and effect)
The soft sealing materials 16a and 16b include rubber and resin-based sealing materials, and the height, width and hardness can be freely designed, and the amount of follow-up deformation is large. It is optimal for seals with a large plate thickness with the external seal. Note that a thickened portion is necessary to prevent over-compression of the sealing material.
When the bolt 52 is tightened, the load increases around the combustion chamber hole 4a, and a large seal pressure is generated at the combustion chamber hole side bead 8a. Further, in the beads 9 and 11 formed on the substrate 2 in the non-laminated portion with the sub plate 3, the load is smaller than that around the combustion chamber hole 4a. Since the contact portions are made of the soft sealing materials 16a and 16b, sufficient sealing is possible even if the surface can be sealed and the load is relatively low.

即ち、耐熱弾力性のある軟質シール材16a、16bからなるビードは、ガスケット係数が小さく大きな発生荷重を与えることが可能である。また、なじみ性も良く、接合面Sの加工粗さを吸収出来、アルミ製のエンジンの欠点である鋳造時に発生する鋳巣に対してもビードシール幅を広く抑えることが出来る。更に、変形追従量も大きくエンジンの動きでシール材が削り取られにくいという作用もある。   That is, a bead made of the soft sealing materials 16a and 16b having heat resistance and elasticity has a small gasket coefficient and can apply a large generated load. In addition, the conformability is good, the processing roughness of the joint surface S can be absorbed, and the bead seal width can be widely suppressed even for the cast hole generated during casting, which is a defect of the aluminum engine. In addition, the amount of follow-up deformation is large, and there is also an effect that the sealing material is not easily scraped off by the engine movement.

(応用)
上記弾力耐熱性がある軟質シール材16a、16bだけからビードを形成する代わりに、図13のようなビード構成としても良い。即ち、基板2を板厚方向に変形加工して金属ビード9aを形成し、その金属ビード9aの両面に弾力耐熱性がある軟質シール材16a、16bを成型して、金属ビード9aとゴムビードとの合成バネによるビード9としても良い。よりシール圧を稼ぐことが可能となる。即ち、金属ビード9aのバネとシール材16a、16bの弾力性が合成されてシール面圧を発生する。高い内圧に対してもシール材のみのビードと異なり変形も少なく高い内圧シールに適している。また、金属ビードでシール材の変形を制限しているため、高い圧力にもシール材が必要以上に変形することを抑えて長期に亘ってシールを担保可能となる。
なお、面圧の調整はシール材の過圧縮を制限する増厚部は、ボルト孔6周囲か基板2の外周端部に、又はその双方に設け、シール材の幅及び高さ、硬度と共に調整すればよい。
(application)
Instead of forming the beads only from the soft sealing materials 16a and 16b having the elastic heat resistance, a bead configuration as shown in FIG. 13 may be used. That is, the substrate 2 is deformed in the thickness direction to form a metal bead 9a, elastic heat resistant soft sealing materials 16a and 16b are molded on both sides of the metal bead 9a, and the metal bead 9a and the rubber bead are formed. It is good also as the bead 9 by a synthetic spring. It becomes possible to earn more sealing pressure. That is, the spring of the metal bead 9a and the elasticity of the sealing materials 16a and 16b are combined to generate a sealing surface pressure. Unlike a bead of only a sealing material, it is suitable for a high internal pressure seal with little deformation even at high internal pressure. In addition, since the deformation of the sealing material is restricted by the metal beads, the sealing material can be prevented from being deformed more than necessary even under high pressure, and the sealing can be secured for a long period of time.
The surface pressure is adjusted by increasing the thickening part that limits over-compression of the sealing material around the bolt hole 6 and / or the outer peripheral edge of the substrate 2 and adjusting it with the width, height and hardness of the sealing material. do it.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
(構成)
本実施形態の基本構成は、上記第1及び2実施形態と同様であるが、図14,図15に示すように、副板3に対して、燃焼室孔側ビード8a、8bより低い補助ビード14,15を形成した点が異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the components similar to said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
(Constitution)
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments, but as shown in FIGS. 14 and 15, the auxiliary bead is lower than the combustion chamber hole side beads 8 a and 8 b with respect to the sub-plate 3. 14 and 15 are different.

すなわち、副板3に対し、上記燃焼室孔側ビード8aよりも燃焼室孔4a側の平坦部、及び燃焼室孔側ビード8aよりも冷却水孔5側の平坦部の両平坦部のうち、少なくとも燃焼室孔4a側の平坦部に、当該平坦部を加工してなるビードを1条以上成型することで、シールラインを増設したものである。
図14は、補助ビードを、燃焼室孔4a側の平坦部にステップ状のハーフビード14で構成した場合の例を示し、冷却水孔5側の平坦部にフルビート15から構成する例を示している。図15では、燃焼室孔4a側の平坦部にフルビートから構成する補助ビード14を形成した例を示している。
その他の構成は上記実施形態と同様である。
That is, with respect to the sub-plate 3, of the two flat portions of the flat portion closer to the combustion chamber hole 4a than the combustion chamber hole bead 8a and the flat portion closer to the cooling water hole 5 than the combustion chamber hole bead 8a, The seal line is expanded by molding at least one bead formed by processing the flat portion at least on the flat portion on the combustion chamber hole 4a side.
FIG. 14 shows an example in which the auxiliary bead is configured with a step-shaped half bead 14 on the flat part on the combustion chamber hole 4a side, and an example in which the auxiliary bead is configured with the full beat 15 on the flat part on the cooling water hole 5 side. . In FIG. 15, the example which formed the auxiliary bead 14 which consists of a full beat in the flat part by the side of the combustion chamber hole 4a is shown.
Other configurations are the same as those in the above embodiment.

(作用効果)
燃焼室孔4a側平坦部に小さいビードを成型して、燃焼室孔4a近くに局部的に面圧の高い部分を形成することで、燃焼室孔4a側から来る高温高圧ガスを2重にシールする事が出来る。
より具体的に説明すると、ボルト52で締結されたガスケットは、燃焼室孔4a中心を挟んだボルト孔6間では、冷却水孔5の下側部分でシリンダブロック50に接触している副板3の最も外側部分と燃焼室孔4a周囲のビードシールライン部分が高い面圧を発生してエンジンを湾曲に変形させている。湾曲変形したシリンダヘッド51の接合面Sは、燃焼室孔4a中心部の変形が1番大きく、ガスケット部分では燃焼室孔4a周囲に成型したビードより燃焼室孔4a側の平坦部には僅かな隙間が発生している。また、ビード荷重によっても接合面Sの変形を助長している。この僅かな隙間は、エンジンの爆発振動で燃焼ガスや冷却水を吸排する作用が発生するので、長期的にみると弊害となることがある。
(Function and effect)
By molding a small bead on the flat portion on the combustion chamber hole 4a side and forming a portion having a high surface pressure locally near the combustion chamber hole 4a, the high temperature and high pressure gas coming from the combustion chamber hole 4a side is double sealed. I can do it.
More specifically, the gasket fastened with the bolt 52 is the sub-plate 3 that is in contact with the cylinder block 50 at the lower portion of the cooling water hole 5 between the bolt holes 6 sandwiching the center of the combustion chamber hole 4a. The outermost part of the engine and the bead seal line part around the combustion chamber hole 4a generate a high surface pressure to deform the engine into a curve. The joint surface S of the cylinder head 51 that is curved and deformed has the largest deformation at the center of the combustion chamber hole 4a, and in the gasket portion, the flat portion on the combustion chamber hole 4a side is slightly smaller than the bead molded around the combustion chamber hole 4a. There is a gap. The deformation of the joint surface S is also promoted by the bead load. This slight gap may cause a harmful effect in the long term because an action of absorbing and discharging combustion gas and cooling water occurs due to the explosion vibration of the engine.

これに対し、本願発明では、この僅かな隙間を、本実施形態では、この平坦部に形成したバネ応力の弱い補助ビード14,15で補い、燃焼ガスが主要ビードまで浸入することを防止する。
補助ビード14,15は、燃焼室孔4a周囲に成型した燃焼室孔側ビード8aより燃焼室孔4a側の平坦部又は燃焼室孔側ビード8aより外側の水孔までの平坦部か、更にはビード内外の双方に設けるかは、エンジンの剛性により判断する。勿論補助ビード14,15の形状や大きさもエンジンの剛性により判断して決定するが、補助ビードの幅に変化を設け、限られた締付け荷重を効率的に配分するために、周方向に沿ってボルト近傍は広く、ボルト間は狭くする方法も採用する。
On the other hand, in the present invention, this slight gap is supplemented by the auxiliary beads 14 and 15 having a weak spring stress formed in the flat portion in this embodiment to prevent the combustion gas from entering the main beads.
The auxiliary beads 14 and 15 may be flat portions from the combustion chamber hole side beads 8a molded around the combustion chamber holes 4a to the flat portions on the combustion chamber hole 4a side or the water holes outside the combustion chamber hole side beads 8a, or further. Whether it is provided inside or outside the bead is determined by the rigidity of the engine. Of course, the shape and size of the auxiliary beads 14 and 15 are also determined and determined by the rigidity of the engine. However, in order to provide a change in the width of the auxiliary beads and to efficiently distribute the limited tightening load, it is along the circumferential direction. A method is also adopted in which the vicinity of the bolt is wide and the space between the bolts is narrow.

(応用)
上記実施形態では、副板3に補助ビード14,15を形成する場合を例示しているが、副板3に替え、もしくは副板3と共に、基板2側に補助ビード14,15を形成しても良い。燃焼室孔4a間の部分の図である図10に、補助ビード16を基板2に形成する場合を例示する。
また、全実施形態は、上記実施形態に構成に限定されるものでは無い。例えば、基板2及び副板3の各両面にシール材を全面、又は部分的に塗布及び貼り付けても良い。
また、エンジンの剛性に応じて基板2と副板3とに板厚差を設けても良い。
ここで、ガスケットの板厚が規定されたとき、副板3の板厚又は基板2の板厚を調整して要求板厚に合わせる。このとき、本発明は、板厚が制限されても、第1実施形態のように、ボルト孔周りや外周端部に設ける増厚部を調整して、燃焼ガス、水、オイルの漏れを防止できる最適バランスを構成可能である。
(application)
In the above embodiment, the auxiliary beads 14 and 15 are formed on the sub-plate 3, but the auxiliary beads 14 and 15 are formed on the substrate 2 side instead of the sub-plate 3 or together with the sub-plate 3. Also good. FIG. 10, which is a diagram of a portion between the combustion chamber holes 4 a, illustrates a case where the auxiliary beads 16 are formed on the substrate 2.
Moreover, all embodiment is not limited to a structure by the said embodiment. For example, the sealing material may be applied and pasted on both surfaces of the substrate 2 and the sub-plate 3 in whole or in part.
Further, a plate thickness difference may be provided between the substrate 2 and the sub plate 3 in accordance with the rigidity of the engine.
Here, when the plate thickness of the gasket is defined, the plate thickness of the sub plate 3 or the plate thickness of the substrate 2 is adjusted to match the required plate thickness. At this time, even if the plate thickness is limited, the present invention prevents the leakage of combustion gas, water, and oil by adjusting the thickened portion provided around the bolt hole and at the outer peripheral end as in the first embodiment. The optimal balance that can be configured.

本発明に基づく第1実施形態に係る金属ガスケットを示す一部破断した平面図である。It is the partially broken top view which shows the metal gasket which concerns on 1st Embodiment based on this invention. 図1のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図1のA−A断面図の別例である。It is another example of AA sectional drawing of FIG. 図1のD−D断面図である。It is DD sectional drawing of FIG. 図1のD−D断面図の別例である。It is another example of DD sectional drawing of FIG. 接合面Sの変形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a deformation | transformation of the joint surface. 図1のD−D断面図の別例である。It is another example of DD sectional drawing of FIG. 接合面Sの変形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a deformation | transformation of the joint surface. 図1のD−D断面図の別例である。It is another example of DD sectional drawing of FIG. 接合面Sの変形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a deformation | transformation of the joint surface. 本発明に基づく第2実施形態に係る金属ガスケットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the metal gasket which concerns on 2nd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第2実施形態に係る別の金属ガスケットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining another metal gasket which concerns on 2nd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第3実施形態に係る金属ガスケットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the metal gasket which concerns on 3rd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第3実施形態に係る別の金属ガスケットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining another metal gasket which concerns on 3rd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第3実施形態に係る別の金属ガスケットを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining another metal gasket which concerns on 3rd Embodiment based on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属ガスケット
2 基板
3 副板
4a 燃焼室孔
4b 燃焼室孔
5 冷却水孔
7 オイル孔
8a 燃焼室孔側ビード
8b 燃焼室孔側ビード
9 外周側ビード
9a 金属ビード
10 増厚部
10a シム板
10b 金属
11 第3のビード
12 増厚部
12a 薄板金属板
12b 薄板
14,15 補助ビード
16a、16b シール材
50 シリンダブロック
51 シリンダヘッド
52 ボルト
S 接合面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal gasket 2 Board | substrate 3 Subplate 4a Combustion chamber hole 4b Combustion chamber hole 5 Cooling water hole 7 Oil hole 8a Combustion chamber hole side bead 8b Combustion chamber hole side bead 9 Outer peripheral side bead 9a Metal bead 10 Thickening part 10a Shim plate 10b Metal 11 Third bead 12 Thickened portion 12a Thin metal plate 12b Thin plates 14, 15 Auxiliary beads 16a, 16b Sealing material 50 Cylinder block 51 Cylinder head 52 Bolt S Joint surface

Claims (5)

バネを発生可能な弾力金属板からなる基板と、基板の板厚と同じもしくは異なる厚さで且つバネを発生可能な弾力金属板からなり上記基板の一部と厚さ方向で対向配置される副板とを、備え、
上記基板には、燃焼室孔が開口すると共にその燃焼室孔を囲むように当該基板を板厚方向に加工してなる燃焼室孔側ビードが成型され、その燃焼室孔側ビードの外周側に冷却水孔が開口すると共にその冷却水孔の外周を囲むように第2のビードが設けられ、その第2のビードよりも外側にボルト孔が開口しており、
上記副板にも、上記基板の燃焼室孔に対応した燃焼室孔が開口していると共にその燃焼室孔を囲むように当該副板を板厚方向に加工してなる燃焼室孔側ビードが成型され、その副板の外周端位置が、上記基板における燃焼室孔側ビード形成位置よりも外周側かつ上記第2のビード形成位置よりも内周側となるように設定され、
上記第2のビードよりも外側に位置する基板部分に対して増厚部を設け、増厚部を設けた位置の総板厚が、上記積層された基板及び副板からなる総板厚よりも小さくなるように、当該増厚部の高さを調整したことを特徴とする金属ガスケット。
A substrate made of an elastic metal plate capable of generating a spring, and a sub-plate having a thickness equal to or different from the thickness of the substrate and made of an elastic metal plate capable of generating a spring and disposed in opposition to a part of the substrate in the thickness direction. A board,
The substrate has a combustion chamber hole side bead formed by processing the substrate in the plate thickness direction so that the combustion chamber hole is opened and surrounds the combustion chamber hole, and is formed on the outer peripheral side of the combustion chamber hole side bead. The cooling water hole is opened and a second bead is provided so as to surround the outer periphery of the cooling water hole, and the bolt hole is opened outside the second bead,
A combustion chamber hole-side bead formed by processing the sub-plate in the thickness direction so as to surround the combustion chamber hole and also has a combustion chamber hole corresponding to the combustion chamber hole of the substrate also in the sub plate. Molded, and the outer peripheral end position of the sub-plate is set to be on the outer peripheral side with respect to the combustion chamber hole side bead forming position on the substrate and on the inner peripheral side with respect to the second bead forming position,
A thickened portion is provided for the substrate portion located outside the second bead, and the total plate thickness at the position where the thickened portion is provided is greater than the total plate thickness composed of the laminated substrate and sub-plate. A metal gasket characterized in that the height of the thickened portion is adjusted to be small.
上記増厚部の少なくとも一部は、上記ボルト孔周囲に設けることを特徴とする請求項1に記載した金属ガスケット。   The metal gasket according to claim 1, wherein at least a part of the thickened portion is provided around the bolt hole. 上記増厚部の少なくとも一部は、上記基板の外周端部に設けることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した金属ガスケット。 The metal gasket according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the thickened portion is provided at an outer peripheral end portion of the substrate. 上記第2のビードを含む、当該第2のビード形成位置よりも外側に形成するビードをそれぞれ、次の(a)若しくは(b)のいずれかで構成することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した金属ガスケット。
(a)ビードを、基板の両面に固定した耐熱弾力性ある軟質シール材で構成する。
(b)ビードを、基板自体を板厚方向に加工してなる金属ビードと、その金属ビードの両面に固定した耐熱弾力性ある軟質シール材との合成ビードで構成する。
The bead formed outside the second bead forming position, including the second bead, is configured by any of the following (a) or (b). Item 4. The metal gasket according to any one of Items 3 to 3.
(A) A bead is comprised with the heat-resistant elastic soft sealing material fixed to both surfaces of the board | substrate.
(B) The bead is composed of a synthetic bead composed of a metal bead obtained by processing the substrate itself in the plate thickness direction and a heat-resistant elastic soft sealing material fixed to both surfaces of the metal bead.
基板及び副板の少なくとも一方に対し、上記燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側の平坦部、及び燃焼室孔側ビードよりも冷却水孔側の平坦部の両平坦部のうち、少なくとも燃焼室孔側の平坦部に、当該平坦部を加工してなる上記燃焼室孔側ビードよりも低いビードを1条以上成型することで、シールラインを増設することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属ガスケット。   For at least one of the substrate and the sub-plate, at least combustion of the flat part on the combustion chamber hole side from the combustion chamber hole side bead and the flat part on the cooling water hole side from the combustion chamber hole side bead. 5. A seal line is added to the flat portion on the chamber hole side by molding at least one bead lower than the combustion chamber hole side bead formed by processing the flat portion. The metal gasket according to any one of the above.
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