JP2009097529A - 金属積層形ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】金属積層形ガスケットを介して相互に連通させる孔を備えた２部材をボルトにより締付け固定するにあたり、上記ボルトの締付け力によるガスケットのビードの押潰し力を孔縁の全周において均等化可能にする。
【解決手段】相互に連通させる孔を備えた２部材８，９間に装着する金属積層形ガスケット１を、上記孔に対応する通孔５を備えた複数枚の金属板の積層により形成し、該通孔の周囲に複数のボルト孔を備えたものとし、積層した上記金属板の一部を、通孔５の孔縁にビード２ａ，３ａを形成しビード板とし、他の金属板４における通孔の孔縁で、上記通孔の中心Ｏとボルト孔６の中心とを結ぶ直線の両側に、コイニングによって、ボルトの締付け力による上記ビードの押潰し力を均等化するための凹窪７を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、相互に連通させるべき孔を備えた互いに連結する２部材間に、該孔の周囲のシールのために装着する金属積層形ガスケットに関するものであり、各種給排気管の接続部等に用いるのに適した金属積層形ガスケットに関するものである。

各種給排気管の接続部のように、相互に連通させるべき孔を備えた２部材を、シールのためのビードを有する金属積層形ガスケットを介して接続する構造は、極めて一般的に知られている。この接続構造では、上記２部材の接続部にフランジ（またはフランジ相当部分）が設けられ、それらのフランジが孔の周りの数カ所で相互にボルトにより締付け固定される。
なお、内燃機関において、シリンダヘッドガスケットを介して連結するシリンダブロックとヘッドブロックの間についても同様である。

このような２部材の接続部において、相互に連通させるべき孔の周りの数カ所で上記フランジを上記複数のボルトで締付け固定する場合、そのボルトの近辺の部位では、フランジ相互間でビードに作用する押潰し力が非常に高くなり、ボルトから離れた部位ではボルトの締付け力の影響が及び難くなってその押潰し力が低くなり、その結果、相互に連通させるべき孔の周囲のガスケットにおけるビード面圧が不均一になって、安定的なシールを行うことができないという問題がある。このような問題は、接続しようとする２部材における材料の節約や軽量化等により、そのフランジまたはフランジ相当部分の機械的な強度が低下するに従って、顕著になるものである。

本発明の技術的課題は、相互に連通させるべき孔を備えた２部材を、その孔縁にビードを有する金属積層形ガスケットを介して、該２部材の接続部のフランジにおける数カ所で相互にボルトにより締付け固定するにあたり、上記ボルトの締付け力による上記ビードの押潰し力を上記孔縁の全周において均等化可能にすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、 相互に連通させるべき孔を備えた互いに連結する２部材間に、該孔の周囲のシールのために装着する金属積層形ガスケットであって、複数枚の金属板を積層することにより形成され、上記２部材の相互に連通させるべき孔に対応する通孔を備えると共に、該通孔の周囲に上記２部材を連結するための複数のボルトを挿通するボルト孔を備えた金属積層形ガスケットにおいて、積層した上記金属板の一部をビード板として、その通孔の孔縁にビードを形成し、積層した他の金属板における通孔の孔縁で、上記通孔の中心と各ボルト孔の中心とを結ぶ直線の両側に、コイニングによって、上記ボルトの締付け力による上記ビードの押潰し力を均等化するための凹窪を形成したことを特徴とするものである。

本発明に係る上記金属積層形ガスケットの好ましい実施形態においては、上記凹窪が、上記通孔の中心と各ボルト孔の中心とを結ぶ直線の両側においてそれぞれ１５〜２０°の範囲に深さ一定の領域を有し、その両側がなだらかな面で金属板表面に連なっているものとして形成され、また、上記コイニングによる凹窪は、上記ビードの押潰し力の測定によりその押潰し力が均等化するように更正したものとすることができる。更に、上記金属積層形ガスケットは、上記通孔の周囲に、上記２部材の連結のためのボルト数に対応する２〜６個のボルト孔が等分に配置されているものとすることができる。

なお、本発明に係る金属積層形ガスケットは、各種給排気管の接続部のように、相互に連通させるべき孔を備えた２部材をガスケットを介して接続する場合に適用できるが、内燃機関におけるシリンダブロックとヘッドブロックの間に介装するシリンダヘッドガスケットについても同様に適用することができる。

上述した本発明の金属積層形ガスケットによれば、相互に連通させるべき孔を備えた２部材を、その孔縁にビードを有する金属積層形ガスケットを介して、該２部材の接続部のフランジにおける数カ所で相互にボルトにより締付け固定するにあたり、上記ボルトの締付け力による上記ビードの押潰し力を上記孔縁の全周において均等化することが可能になる。

図１〜図４は本発明の金属積層形ガスケットの第１実施例を示している。この金属積層形ガスケット１は、各種給排気管の接続部のように、相互に連通させるべき孔を備えた互いに連結する２部材間に、それらの接続部における孔の周囲のシールするために装着するものであるが、例えば、内燃機関におけるシリンダブロックとヘッドブロックの間に介装するシリンダヘッドガスケット等についても、同様に適用することができる。

上記金属積層形ガスケット１は、複数枚の金属板を積層することにより形成されたもので、図示の第１実施例では、金属板により形成された外板２，３と、それらの外板２，３間に包合された中板４とを備え、それらの外板２，３及び中板４には、相互に連通させるべき孔８ａ，９ａを備えていて、このガスケット１を介して互いに連結する２部材８，９の上記孔８ａ，９ａに対応する通孔５を備えると共に、該通孔５の周囲に上記２部材８，９を連結するための複数のボルト（図示省略）を挿通するボルト孔６を備えている。
なお、ここでは３個のボルト孔６を通孔５の周囲に等分配置した例を示しているが、上記ボルト孔６は、２部材８，９の連結のためのボルト数に対応させて、通孔５の周囲にその２〜６個を等分に配置させることができる。

上記金属積層形ガスケット１においては、積層した上記金属板のうちの外板２，３をビード板として、その通孔５の孔縁にビード（ハーフビード）２ａ，３ａを形成し、積層した他の金属板である中板４の通孔５の孔縁に、図１〜図３に示す凹窪７をコイニングによって形成している。
この凹窪７は、上記通孔５の中心Ｏと各ボルト孔６の中心とを結ぶ直線Ｌの両側に、上記ボルトの締付け力による上記ビード２ａ，３ａの押潰し力を均等化するために設けたものである。そして、この凹窪７と上記ビード２ａ，２ｂとは、相互に重なる位置に形成している。

このような２部材８，９の接続部において、相互に連通させるべき孔８ａ，９ａの周りの数カ所をボルトで締付け固定する場合、特に、その２部材８，９のフランジ部分の機械的な強度が不十分である場合には、ボルトの近辺の部位では、２部材８，９相互間でビード２ａ，３ａに作用する押潰し力が非常に高くなり、ボルトから離れた部位ではボルトの締付け力の影響が及び難くなってその押潰し力が低くなるが、ボルト締め付け位置の近辺に上述した凹窪７を設けると、ボルトの締付け力による上記ビード２ａ，３ａの押潰し力が通孔５の周囲で均等化され、該通孔５の全周において安定的なシールを行うことができる。

上記通孔５の周囲において凹窪７を設ける範囲は、このガスケット１を介して連結する２部材８，９の接続部の機械的な強度によっても相違するが、一般的には、上記通孔５の中心Ｏと各ボルト孔６の中心とを結ぶ直線Ｌの両側において、それぞれ、１５〜２０°の範囲に深さ一定の領域７ａを形成し、その両側になだらかな面で中板４の表面に連なる領域７ｂを形成するのが望ましい。
また、上記コイニングによる凹窪７の設置形態、特にその深さ一定の領域７ａの幅や、なだらかな面の領域７ｂの曲面形状等を、感圧紙等を用いた上記ビード２ａ，３ａの押潰し力の測定により、その押潰し力が均等化するように更正することもできる。

図５及び図６は、本発明の第２及び第３実施例における図１のＡ−Ａ位置に対応する位置での断面図を示している。
図５に示す第２実施例の金属積層形ガスケット１１は、積層する複数の金属板として、外板１２，１３と、それらの外板１２，１３間に包合された２枚の中板１４Ａ，１４Ｂとを備え、それらの外板１２，１３及び中板１４Ａ，１４Ｂに、このガスケット１１を介して互いに連結する前記２部材８，９の孔８ａ，９ａ（図２参照）に対応する通孔１５を備えている。該通孔１５の周囲には当然ボルト孔を備えることになるが、図面ではそれを省略している。

上記金属積層形ガスケット１１においては、積層した上記金属板のうちの外板１２，１３をビード板として、その通孔１５の孔縁にビード（フルビード）１２ａ，１３ａを形成し、積層した他の金属板である２枚の中板１４Ａ，１４Ｂは、その一方の薄い中板１４Ｂを、他方の厚い中板１４Ａにおける通孔１５の孔縁を覆うように折返し、この中板１４Ａにおける中板１４Ｂで覆われた部分に、図１〜図３によって先に説明した第１実施例の凹窪７と実質的に同じ凹窪１７をコイニングによって形成している。
この凹窪１７を設ける範囲を含むその構成及び作用は、第１実施例の場合と変わるところがないので、ここでは重複を避けるために説明を省略する。

図６に示す第３実施例の金属積層形ガスケット２１は、積層する複数の金属板として、外板２２，２３と、それらの外板２２，２３間に位置する２枚の中板２４Ａ，２４Ｂとを備え、それらの金属板に、このガスケット２１を介して互いに連結する前記２部材８，９の孔８ａ，９ａ（図２参照）に対応する通孔２５を設けている。該通孔２５の周囲には当然ボルト孔を備えることになるが、図面ではそれを省略している。

上記金属積層形ガスケット２１においては、積層した金属板のうちの２枚の中板２４Ａ，２４Ｂは、第２実施例の場合と同様に、その一方の薄い中板２４Ｂを、他方の厚い中板２４Ａにおける通孔２５の孔縁を覆うように折返し、積層した他方の金属板である外板２２，２３はビード板としているが、その一方の外板２２には第２実施例と同様に通孔２５の孔縁にビード（フルビード）２２ａを形成し、他方の外板２３は上記中板２４の折返し部分の先端に達しない範囲内で中板２４Ａに積層し、端部にビード（ハーフビード）２３ａを形成している。
中板２４Ａにおける薄い中板２４Ｂの折返し部分で覆われた部位には、第２実施例と同様に、凹窪２７をコイニングによって形成しているが、この凹窪２７も、図１〜図３によって先に説明した第１実施例の凹窪７と、それを設ける範囲を含むその構成及び作用において変わるところがないので、それらの説明を省略する。

図７は、本発明にかかる金属積層形ガスケットをシリンダヘッドガスケットに適用した第４実施例を示している。
この第４実施例では、図２に示す互いに連結する２部材８，９が、内燃機関におけるシリンダブロックとヘッドブロックであり、それらの間に介装する図示の金属積層形ガスケット３１が、シリンダヘッドガスケットとして構成される。

そして、この金属積層形ガスケット３１も、前記第１〜３実施例と同様に、複数枚の金属板を積層することにより形成され、それらに設ける通孔３５が内燃機関の燃焼室穴に対面するものとして構成され、その通孔３５の周囲にボルト孔３６を備えている。
そして、上記金属積層形ガスケット３１においては、積層した金属板のうちの一部をビード板として、その通孔３５の孔縁にビード３２ａが形成され、また、積層した他の金属板における通孔３５の孔縁に、コイニングによる凹窪３７が形成されるが、これらは第１〜３実施例において説明したところと実質的に同じものである。

また、上記凹窪３７は、上記通孔３５の中心と各ボルト孔３６の中心とを結ぶ直線の両側に、ボルトの締付け力による上記ビード３２ａの押潰し力を均等化するために設けられるが、この凹窪３７を設ける範囲を含むその構成及び作用は、第１実施例の場合と変わるところがないので、ここでは説明を省略する。

本発明にかかる金属積層形ガスケットの第１実施例を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ位置での拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ位置での拡大断面図である。 図１のＣ−Ｃ位置での拡大断面図である。 本発明にかかる金属積層形ガスケットの第２実施例における図２と同様な位置での要部拡大断面図である。 本発明にかかる金属積層形ガスケットの第３実施例における図２と同様な位置での要部拡大断面図である。 本発明にかかる金属積層形ガスケットをシリンダヘッドガスケットに適用した第４実施例の要部平面図である。

符号の説明

１，１１，２１，３１ 金属積層形ガスケット
２ａ，３ａ，１２ａ，１３ａ，２２ａ，３２ａ ビード
５，１５，２５，３５ 通孔
６，３６ ボルト孔
７，１７，２７，３７ 凹窪

Claims (4)

1. 相互に連通させるべき孔を備えた互いに連結する２部材間に、該孔の周囲のシールのために装着する金属積層形ガスケットであって、複数枚の金属板を積層することにより形成され、上記２部材の相互に連通させるべき孔に対応する通孔を備えると共に、該通孔の周囲に上記２部材を連結するための複数のボルトを挿通するボルト孔を備えた金属積層形ガスケットにおいて、
   積層した上記金属板の一部をビード板として、その通孔の孔縁にビードを形成し、積層した他の金属板における通孔の孔縁で、上記通孔の中心と各ボルト孔の中心とを結ぶ直線の両側に、コイニングによって、上記ボルトの締付け力による上記ビードの押潰し力を均等化するための凹窪を形成した、
   ことを特徴とする金属積層形ガスケット。
2. 上記凹窪が、上記通孔の中心と各ボルト孔の中心とを結ぶ直線の両側においてそれぞれ１５〜２０°の範囲に深さ一定の領域を有し、その両側がなだらかな面で金属板表面に連なっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の金属積層形ガスケット。
3. 上記コイニングによる凹窪が、上記ビードの押潰し力の測定によりその押潰し力が均等化するように更正したものである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属積層形ガスケット。
4. 上記通孔の周囲に、上記２部材の連結のためのボルト数に対応する２〜６個のボルト孔が等分に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属積層形ガスケット。

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