JP2514101B2 - 金属ガスケット - Google Patents
金属ガスケットInfo
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- Gasket Seals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関を構成するシリンダーヘッドとシリ
ンダーブロックとの接合面に介装して、燃焼ガス，冷却
水及び潤滑油等の漏洩を防止する金属ガスケットに関す
る。
ンダーブロックとの接合面に介装して、燃焼ガス，冷却
水及び潤滑油等の漏洩を防止する金属ガスケットに関す
る。
（従来の技術） 内燃機関では、シリンダーブロックとシリンダーヘッ
ドとの接合面にガスケットを介装して、シール機能を付
与している。特に燃焼室囲りのシールは重要であり、こ
の部分のシールが不十分であると燃焼室内部の燃焼ガス
が漏洩してしまい、その結果圧力低下を招くことにな
る。
ドとの接合面にガスケットを介装して、シール機能を付
与している。特に燃焼室囲りのシールは重要であり、こ
の部分のシールが不十分であると燃焼室内部の燃焼ガス
が漏洩してしまい、その結果圧力低下を招くことにな
る。
第６図は従来の金属ガスケットを説明する一部切欠し
て示した構成例図であり、断面図として示す。
て示した構成例図であり、断面図として示す。
第６図において、12−1,12−２は弾性材からなる基板
であり、副板13を挟んで山形ビード14−1,14−２が同方
向となるように配置し、副板13の燃焼室側端部にはスト
ッパー15を設けてビードの振動による振幅を制限するよ
うにしている。
であり、副板13を挟んで山形ビード14−1,14−２が同方
向となるように配置し、副板13の燃焼室側端部にはスト
ッパー15を設けてビードの振動による振幅を制限するよ
うにしている。
しかし、最近ではエンジンの高性能化，小型化，軽量
化及び大排気量化が進み、その結果エンジン剛性が低下
してきている。そこでビードのみではボルト間の振動振
幅を抑えることができずビードが疲労破壊し易い。した
がって金属ガスケットを装着して締付けたときに発生す
る隙間を計測し、その隙間に見合ったストッパーを設け
ていた。
化及び大排気量化が進み、その結果エンジン剛性が低下
してきている。そこでビードのみではボルト間の振動振
幅を抑えることができずビードが疲労破壊し易い。した
がって金属ガスケットを装着して締付けたときに発生す
る隙間を計測し、その隙間に見合ったストッパーを設け
ていた。
（発明が解決しようとする課題） 上記構成において、更に大排気量化しようとすれば、
気筒径を大きくすることになり気筒間をより一層接近し
て設けなければならず、したがって気筒間が非常に狭く
なる。そこで、山形ビードの場合はストッパーを設ける
場所がなくなる。この場合、山形ビードの幅を狭くする
ことも考えられるが、ビード幅にも限界がある。一例と
して気筒間5mmのガスケットの場合では、ストッパーの
幅は最低でも1.5mm以上を要する。これ以上の幅がない
と局部的に高面圧になる場所が発生し、運転に際して発
生する高熱と振動によりエンジンに凹みを発生する原因
ともなる。
気筒径を大きくすることになり気筒間をより一層接近し
て設けなければならず、したがって気筒間が非常に狭く
なる。そこで、山形ビードの場合はストッパーを設ける
場所がなくなる。この場合、山形ビードの幅を狭くする
ことも考えられるが、ビード幅にも限界がある。一例と
して気筒間5mmのガスケットの場合では、ストッパーの
幅は最低でも1.5mm以上を要する。これ以上の幅がない
と局部的に高面圧になる場所が発生し、運転に際して発
生する高熱と振動によりエンジンに凹みを発生する原因
ともなる。
一方、ビード幅を2mm以下にすると変形追随量が低下
し、疲労破壊が発生していた。
し、疲労破壊が発生していた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、気筒
間の狭いエンジンに使用して変形追随性が良い金属ガス
ケットを提供することを目的としている。
間の狭いエンジンに使用して変形追随性が良い金属ガス
ケットを提供することを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は燃焼室孔の周縁に
ステップ状ビードを形成した弾性金属板からなる基板を
備えた金属ガスケットにおいて、前記基板は２枚として
一方の基板には奇数番のボア孔に対応して設けた燃焼室
孔周縁に第１のステップ状ビードを設け、前記一方の基
板に対して積層して設けた他方の基板には偶数番のボア
孔に対応して設けた燃焼室孔周縁に第２のステップ状ビ
ードを設け、前記第1,第２の各ステップ状ビードの燃焼
室寄り平坦部の面にはストッパーを積層面と反対側の面
に向けて固定し、各基板を積層したときそのストッパー
の取付位置は各燃焼室孔に対して１つおきに同一面側と
なるように配設した。
ステップ状ビードを形成した弾性金属板からなる基板を
備えた金属ガスケットにおいて、前記基板は２枚として
一方の基板には奇数番のボア孔に対応して設けた燃焼室
孔周縁に第１のステップ状ビードを設け、前記一方の基
板に対して積層して設けた他方の基板には偶数番のボア
孔に対応して設けた燃焼室孔周縁に第２のステップ状ビ
ードを設け、前記第1,第２の各ステップ状ビードの燃焼
室寄り平坦部の面にはストッパーを積層面と反対側の面
に向けて固定し、各基板を積層したときそのストッパー
の取付位置は各燃焼室孔に対して１つおきに同一面側と
なるように配設した。
（作 用） 上記構成から明らかなように、２枚の基板の一方の基
板には第１のステップ状ビードが奇数番のボア孔に対応
して１つおきに設け、他方の基板には第２のステップ状
ビードが偶数番のボア孔に対応して１つおきに設けられ
ている。しかもストッパーは第1,第２の各ステップ状ビ
ードの燃焼室寄り平坦部の面に夫々積層面と反対側の面
に向けて固定されているため、ストッパーの取付位置も
１つおきとなって面積の有効利用ができる。
板には第１のステップ状ビードが奇数番のボア孔に対応
して１つおきに設け、他方の基板には第２のステップ状
ビードが偶数番のボア孔に対応して１つおきに設けられ
ている。しかもストッパーは第1,第２の各ステップ状ビ
ードの燃焼室寄り平坦部の面に夫々積層面と反対側の面
に向けて固定されているため、ストッパーの取付位置も
１つおきとなって面積の有効利用ができる。
即ち、積層された２枚の基板のうちの、例えば上方の
基板には奇数気筒側に偶数気筒側の平坦部よりも幅の広
い平坦部を有したステップ状のビードが設けられてお
り、この広い平坦部面にストッパーが設けられている。
基板には奇数気筒側に偶数気筒側の平坦部よりも幅の広
い平坦部を有したステップ状のビードが設けられてお
り、この広い平坦部面にストッパーが設けられている。
一方、２枚の基板のうちの、例えば下方の基板には偶
数気筒側に奇数気筒側の平坦部よりも幅の広ひ平坦部を
有したステップ状のビードが設けられており、この広い
平坦部面にストッパーが設けられている。
数気筒側に奇数気筒側の平坦部よりも幅の広ひ平坦部を
有したステップ状のビードが設けられており、この広い
平坦部面にストッパーが設けられている。
要するに、上方の基板は奇数気筒側の平坦部に、又、
下方の基板は偶数気筒側の平坦部にのみストッパーを設
けている。したがって、ストッパーがある両端部は質量
増厚分締付時に高面圧が発生する。更にストッパー幅の
裏側中央部にもう一方の基板に成形したステップビード
の幅の狭い平坦部からの折曲点が当るように設計されて
いると同時に、ストッパーのボア間中央寄り端部が相手
側基板ステップビードの傾斜面中央に当接するように設
計されているため、ストッパー中央部では相手基板のビ
ードを延ばす力が働くためストッパーの質量により発生
する高面圧とストッパーの中央部と端部がお互い相手基
板に成形したビードを変形させる力が働き、エンジンの
振動を吸収すると共に熱によるエンジン変形にも追随吸
収する。
下方の基板は偶数気筒側の平坦部にのみストッパーを設
けている。したがって、ストッパーがある両端部は質量
増厚分締付時に高面圧が発生する。更にストッパー幅の
裏側中央部にもう一方の基板に成形したステップビード
の幅の狭い平坦部からの折曲点が当るように設計されて
いると同時に、ストッパーのボア間中央寄り端部が相手
側基板ステップビードの傾斜面中央に当接するように設
計されているため、ストッパー中央部では相手基板のビ
ードを延ばす力が働くためストッパーの質量により発生
する高面圧とストッパーの中央部と端部がお互い相手基
板に成形したビードを変形させる力が働き、エンジンの
振動を吸収すると共に熱によるエンジン変形にも追随吸
収する。
（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。
第１図は本発明による金属ガスケットの一実施例の断
面図、第２図は金属ガスケットの一部を切欠して示した
概要平面図であり、図中のＡ−Ａ′断面が第１図
（ａ）,B−Ｂ′断面が第１図（ｂ）,C−Ｃ′断面が第１
図（ｃ）に夫々示される。
面図、第２図は金属ガスケットの一部を切欠して示した
概要平面図であり、図中のＡ−Ａ′断面が第１図
（ａ）,B−Ｂ′断面が第１図（ｂ）,C−Ｃ′断面が第１
図（ｃ）に夫々示される。
先ず、第２図に示す平面構成の概要を説明する。図に
おいて、１は金属ガスケット本体で弾性材からなる基板
10を有する。基板10の面には燃焼室孔（ボア）に設けた
開口部３があり、開口部３の外縁にはこれと同心円状の
ビード４が設けられる。５は介装時ネジによって固定す
る締付用のボルト孔,6は冷却水循環用の水孔,7は油孔で
あり、積層された各構成は固定部２にて一体となってい
る。なお、11はストッパーの取付位置を示す。
おいて、１は金属ガスケット本体で弾性材からなる基板
10を有する。基板10の面には燃焼室孔（ボア）に設けた
開口部３があり、開口部３の外縁にはこれと同心円状の
ビード４が設けられる。５は介装時ネジによって固定す
る締付用のボルト孔,6は冷却水循環用の水孔,7は油孔で
あり、積層された各構成は固定部２にて一体となってい
る。なお、11はストッパーの取付位置を示す。
次に第１図によって金属ガスケットの断面図を説明す
る。第１図において第２図と同一部分については同一符
号を付す。
る。第１図において第２図と同一部分については同一符
号を付す。
第１図（ａ）は２枚の弾性材からなる基板10−1,10−
２を有し、これらは積層構成となっている。第１の基板
10−１にはステップ状のビード16−１を設け、これらの
内の奇数番目の気筒＃1,＃3,…に対応した位置の開口部
にのみストッパー11−１を設ける。ストッパーの材質は
従来周知のものでよく、その固着のさせ方もシム板や溶
射等の周知のものでよい。ステップ状のビードの形状は
ストッパー11−１を設ける側の平坦部の長さl1は、ボア
間全長ｌの30％以上で40％以下がよい。平坦部の長さの
限定理由を第１図（ａ）を用いて説明する。ステップビ
ードの傾斜面の中央部に相手側基板のストッパーを有す
る平坦部のステップビードが始まる端部17−1,17−２を
互いに当接させるための条件を求める。例えばボア間の
ガスケット幅ｌを5mmとする。ここでl1＝2mm,W＝2mm,l2
＝1mmとしたとき、l2＋W/2＝l1の関係を保持するために
はl1の長さが40％がベストであり、これに多少の範囲を
持たせたものである。そしてステップ状ビードのストッ
パーを設ける側の平坦部の長さl1とストッパーを設けな
い側の平坦部の長さl2とはl1＞l2との関係を保つことが
必要である。
２を有し、これらは積層構成となっている。第１の基板
10−１にはステップ状のビード16−１を設け、これらの
内の奇数番目の気筒＃1,＃3,…に対応した位置の開口部
にのみストッパー11−１を設ける。ストッパーの材質は
従来周知のものでよく、その固着のさせ方もシム板や溶
射等の周知のものでよい。ステップ状のビードの形状は
ストッパー11−１を設ける側の平坦部の長さl1は、ボア
間全長ｌの30％以上で40％以下がよい。平坦部の長さの
限定理由を第１図（ａ）を用いて説明する。ステップビ
ードの傾斜面の中央部に相手側基板のストッパーを有す
る平坦部のステップビードが始まる端部17−1,17−２を
互いに当接させるための条件を求める。例えばボア間の
ガスケット幅ｌを5mmとする。ここでl1＝2mm,W＝2mm,l2
＝1mmとしたとき、l2＋W/2＝l1の関係を保持するために
はl1の長さが40％がベストであり、これに多少の範囲を
持たせたものである。そしてステップ状ビードのストッ
パーを設ける側の平坦部の長さl1とストッパーを設けな
い側の平坦部の長さl2とはl1＞l2との関係を保つことが
必要である。
一方、第２の基板10−２は前記した第１の基板10−１
とは逆に偶数番目の気筒＃2,＃4,…に対応じた位置の開
口部にのみストッパー11−２を設けること以外は、第１
の基板10−１と同一である。
とは逆に偶数番目の気筒＃2,＃4,…に対応じた位置の開
口部にのみストッパー11−２を設けること以外は、第１
の基板10−１と同一である。
以上の説明から明らかなように、気筒間には各ステッ
プ状ビードが燃焼室孔の１つおきに同一面側となるよう
に設けられる。
プ状ビードが燃焼室孔の１つおきに同一面側となるよう
に設けられる。
したがって、２枚の基板を積層した状態では、ステッ
プ状ビードが有する折曲点17−1,17−２が相手側基板の
ビードの傾斜部中央に相互に当接する。したがって金属
ガスケットを締付けた時、ステップ状ビードのバネ応力
に対して前記折曲点での変形応力が加わるため、更に一
層バネ定数が増大し、気筒間に最高の面圧を与えること
となる。即ち、２段バネとなって面圧を増大させる。
プ状ビードが有する折曲点17−1,17−２が相手側基板の
ビードの傾斜部中央に相互に当接する。したがって金属
ガスケットを締付けた時、ステップ状ビードのバネ応力
に対して前記折曲点での変形応力が加わるため、更に一
層バネ定数が増大し、気筒間に最高の面圧を与えること
となる。即ち、２段バネとなって面圧を増大させる。
第１図（ｂ）はボルト間の位置での構成であり、ステ
ップ状ビードの傾斜部の長さＷは、第１図（ｃ）のボル
ト位置の場合のＷとバネ定数を同一としたものである。
第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）の場合も、上記した第１
図（ａ）の場合との差はボア間以外ではどちらか一方の
基板にステップビードがあるだけである。
ップ状ビードの傾斜部の長さＷは、第１図（ｃ）のボル
ト位置の場合のＷとバネ定数を同一としたものである。
第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）の場合も、上記した第１
図（ａ）の場合との差はボア間以外ではどちらか一方の
基板にステップビードがあるだけである。
第３図は作用を説明する図であり、第２図のＤ−Ｄ′
断面図である。第３図は左から数えて＃２と＃３の気筒
間についての説明であるため、第１の基板10−１に設け
たストッパー11−１は右側の平坦部（＃３気筒側）にあ
り、第２の基板10−２に設けたストッパー11−２は左側
の平坦部（＃２気筒側）にある。
断面図である。第３図は左から数えて＃２と＃３の気筒
間についての説明であるため、第１の基板10−１に設け
たストッパー11−１は右側の平坦部（＃３気筒側）にあ
り、第２の基板10−２に設けたストッパー11−２は左側
の平坦部（＃２気筒側）にある。
先ず、図示しない締付ボルトにて締付けられた時、最
初にエンジンに接する点は、各第1,第２の基板10−1,10
−２の18−1,18−２と各ストッパー11−1,11−２の右側
及び左側である。次に、第１の基板10−１の傾斜部19−
１と第２の基板10−２の折曲点17−２と、第２の基板10
−２の傾斜部19−２と第１の基板10−１の折曲点17−１
が同時に接する。この状態にて更に締付力を増大させる
と、第1,第２の基板の各燃焼室寄端部に設けたストッパ
ー11−1,11−２がエンジンに対して平坦に接触する。し
たがってエンジンとの間にできる隙間としては、各スト
ッパー11−1,11−２の気筒間中心寄りの各端部20−1,20
−２部分に僅に発生するだけである。
初にエンジンに接する点は、各第1,第２の基板10−1,10
−２の18−1,18−２と各ストッパー11−1,11−２の右側
及び左側である。次に、第１の基板10−１の傾斜部19−
１と第２の基板10−２の折曲点17−２と、第２の基板10
−２の傾斜部19−２と第１の基板10−１の折曲点17−１
が同時に接する。この状態にて更に締付力を増大させる
と、第1,第２の基板の各燃焼室寄端部に設けたストッパ
ー11−1,11−２がエンジンに対して平坦に接触する。し
たがってエンジンとの間にできる隙間としては、各スト
ッパー11−1,11−２の気筒間中心寄りの各端部20−1,20
−２部分に僅に発生するだけである。
したがって、バネ応力は初期に形成したステップ状ビ
ードによる定数に対して、変形途中で傾斜部による折曲
点の当接による定数が加算される。即ち、エンジンに面
接触する点18−1,17−２間及び点18−2,17−１間が強力
に加圧される。又、特に点20−１と20−２では、初期に
成形されたステップ状ビードのバネ応力に対して、各折
曲点17−1,17−２と傾斜部による付加応力とが加算され
る結果、増幅された面圧が得られる。
ードによる定数に対して、変形途中で傾斜部による折曲
点の当接による定数が加算される。即ち、エンジンに面
接触する点18−1,17−２間及び点18−2,17−１間が強力
に加圧される。又、特に点20−１と20−２では、初期に
成形されたステップ状ビードのバネ応力に対して、各折
曲点17−1,17−２と傾斜部による付加応力とが加算され
る結果、増幅された面圧が得られる。
第４図は組立時の各部の面圧を示したものであり、縦
軸は面圧の多きさを示す。なお、第４図では向って左右
端が夫々燃焼室孔側であり、ストッパーの各端部におい
て大きな面圧となっている。
軸は面圧の多きさを示す。なお、第４図では向って左右
端が夫々燃焼室孔側であり、ストッパーの各端部におい
て大きな面圧となっている。
第５図は熱変形時の各部の面圧を示したものであり、
この場合もストッパーの各端部において、対称に面圧が
大きくなっていることがわかる。
この場合もストッパーの各端部において、対称に面圧が
大きくなっていることがわかる。
上記実施例では２枚の基板のみを用いる場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、２枚の基
板で副板を挾持する構成としてもよい。
説明したが、これに限定されるものではなく、２枚の基
板で副板を挾持する構成としてもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば２枚の基板の一
方の基板には第１のステップ状ビードが奇数番のボア孔
に対応して１つおきに設け、他方の基板には第２のステ
ップ状ビードが偶数番のボア孔に対応して１つおきに設
けられている。しかもストッパーは第1,第２の各ステッ
プ状ビードの燃焼室寄り平坦部の面に夫々積層面を反対
側の面に向けて固定するように構成されているため、エ
ンジンの小形，高性能に十分対応でき、しかも構造の簡
易な金属ガスケットを提供できる。
方の基板には第１のステップ状ビードが奇数番のボア孔
に対応して１つおきに設け、他方の基板には第２のステ
ップ状ビードが偶数番のボア孔に対応して１つおきに設
けられている。しかもストッパーは第1,第２の各ステッ
プ状ビードの燃焼室寄り平坦部の面に夫々積層面を反対
側の面に向けて固定するように構成されているため、エ
ンジンの小形，高性能に十分対応でき、しかも構造の簡
易な金属ガスケットを提供できる。
第１図は本発明による金属ガスケットの一実施例の断面
構成図、第２図は金属ガスケットの平面概要を説明する
一部切欠図、第３図は作用説明の断面図、第４図は組立
時の面圧を示す図、第５図は熱変形時の面圧を示す図、
第６図は従来の金属ガスケットを説明する図である。１ ……金属ガスケット本体 ２……固定部、３……燃焼室孔 4,16−１……ビード、５……ボルト孔 ６……水孔、７……油孔 10,10−1,10−2,12−1,12−２……基板 11−1,11−2,15……ストッパー 13……副板 17−1,17−２……基板の折曲部 19−1,19−２……傾斜部の中央 20−1,20−２……ストッパーの端部
構成図、第２図は金属ガスケットの平面概要を説明する
一部切欠図、第３図は作用説明の断面図、第４図は組立
時の面圧を示す図、第５図は熱変形時の面圧を示す図、
第６図は従来の金属ガスケットを説明する図である。１ ……金属ガスケット本体 ２……固定部、３……燃焼室孔 4,16−１……ビード、５……ボルト孔 ６……水孔、７……油孔 10,10−1,10−2,12−1,12−２……基板 11−1,11−2,15……ストッパー 13……副板 17−1,17−２……基板の折曲部 19−1,19−２……傾斜部の中央 20−1,20−２……ストッパーの端部
Claims (3)
- 【請求項１】燃焼室孔の周縁にステップ状ビードを形成
した弾性金属板からなる基板を備えた金属ガスケットに
おいて、前記基板は２枚として一方の基板には奇数番の
ボア孔に対応して設けた燃焼室孔周縁に第１のステップ
状ビードを設け、前記一方の基板に対して積層して設け
た他方の基板には偶数番のボア孔に対応して設けた燃焼
室孔周縁に第２のステップ状ビードを設け、前記第1,第
２の各ステップ状ビードの燃焼室寄り平坦部の面にはス
トッパーを積層面と反対側の面に向けて固定し、各基板
を積層したときそのストッパーの取付位置は各燃焼室孔
に対して１つおきに同一面側となるように配設したこと
を特徴とする金属ガスケット。 - 【請求項２】一方の基板に対して他方の基板を積層した
とき、各ステップ状ビードの燃焼室寄り平坦部にできる
折曲点は、対応する相手側ステップ状ビードの傾斜面に
当接する構成としたことを特徴とする請求項１記載の金
属ガスケット。 - 【請求項３】ストッパーを設ける側の平坦部の長さl1は
各燃焼室孔間全長ｌの30％〜40％の範囲とし、かつ傾斜
面を介在させて隣接する燃焼室側の平坦部の長さl2との
間に、l1＞l2の関係を満足することを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の金属ガスケット。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13800690A JP2514101B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 金属ガスケット |
| EP90314220A EP0459060B1 (en) | 1990-05-28 | 1990-12-24 | Metallic gasket |
| DE69016781T DE69016781T2 (de) | 1990-05-28 | 1990-12-24 | Metalldichtung. |
| US07/666,947 US5280928A (en) | 1990-05-28 | 1991-03-11 | Metallic gasket |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13800690A JP2514101B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 金属ガスケット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434269A JPH0434269A (ja) | 1992-02-05 |
| JP2514101B2 true JP2514101B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=15211860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13800690A Expired - Lifetime JP2514101B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 金属ガスケット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514101B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP13800690A patent/JP2514101B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434269A (ja) | 1992-02-05 |
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