JP2568886B2 - 金属ガスケット - Google Patents

金属ガスケット

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JP2568886B2 JP63128476A JP12847688A JP2568886B2 JP 2568886 B2 JP2568886 B2 JP 2568886B2 JP 63128476 A JP63128476 A JP 63128476A JP 12847688 A JP12847688 A JP 12847688A JP 2568886 B2 JP2568886 B2 JP 2568886B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、金属ガスケットに関するものである。更
に詳しくは、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの接合部、管フランジの連結面の接合部などを気
密に保ち、その気密を長期にわたって維持するための金
属ガスケットに関する。
[従来技術] 従来エンジンのシリンダヘッドガスケットやターボチ
ャージャのガスのシール用ガスケットとして、石綿系ガ
スケット,金属製ガスケット、これらの材質を組み合わ
せたガスケットなどが知られている。とくに、エンジン
のシリンダヘッド用ガスケツトは、エンジンの小型化,
軽量化の要請により、そのシール性能のより高度な性能
が要求されている。この性能を満たすものとして、金属
ガスケットが使用されつつある。
この金属ガスケットのシール性能を向上させるため
に、従来から種々の構造が提案されている。実開昭57-5
9952号公報には、燃焼室の外周に複数の波状の突起、す
なわちビード部を設けて、このビード部の両面より加圧
することによりビード部を変形させてシール性能を向上
させたものが記載されている。
実開昭60-18247号公報には、鉄板からなるガスケット
の両面に水穴を取り囲む凹凸形状のビード部、すなわち
環状溝を形成し、この環状溝にシリコン樹脂などからな
るシール剤をコーティングしたものが記載されている。
[発明が解決しようとする課題] 前記した実開昭57-59952号公報に記載されたガスケッ
トは、シール性能は向上するがガスケットを両面から締
め付けると、ビード部が変形し平面になり、そのときビ
ード部分の角部に応力が集中する。このため、長期間使
用しているとその応力の集中部分が金属疲労により破壊
したり、弾性力が弱くなる。また、波状のビード部を作
るための曲げ加工工程も必要となる。このため、曲げ加
工に伴って加工硬化,加工ひずみを生じ金属組織的に弱
くなる。加工のためのプレス型も用意する必要がある。
実開昭60-18247号公報に記載されたものも前記理由と
同様に、ビード部を作るために曲げ加工工程が必要とな
る。また、このガスケットは、水穴用のガスケットであ
り高温の炎熱にさらされているシリンダ穴をシールする
思想はない。前記した従来技術は、例えば、エンジンの
シリンダとシリンダヘッドの間にガスケットを介在させ
て両者をボルトで締め付けた場合、不均一にガスケット
が圧縮されシール効果がガスケットの位置により違って
くる。
ボルトで締め付けた近傍が強く締め付けられ、遠くな
ると弱くなる。これは、シリンダとシリンダヘッドの変
形によるものであり、近年のように小型化,軽量化され
たエンジンのシリンダ、シリンダヘッドの肉厚が薄くな
ると避けることができないものである。この発明は、以
上のような課題を解決するものである。
この発明の目的は、ガスケット基板表面への面圧剤の
付着性能を向上させることにある。
この発明の他の目的は、構成が簡単で、しかもガスケ
ットを締め付けても応力集中が生じることがないガスケ
ットを提供することにある。
この発明の他の目的は、面圧を均一にすることができ
るガスケットを提供することにある。
この発明の更に他の目的は、耐熱性に優れたガスケッ
トを提供することにある。
[問題を解決するための課題] この発明は、前記課題を解決するため次のような手段
を採る。
第1の発明の金属ガスケットは、 平板状の金属板であって所要の穴が明けられているガ
スケットにおいて、 前記ガスケットの表面で、かつ前記穴の外周に配置さ
れた表の面圧剤と、 前記ガスケットの裏面で、かつ同一の前記穴の外周に
配置された裏の面圧剤とからなり、 前記表の面圧剤と裏の面圧剤は、幅方向の中心位置を
互いに前記穴の周囲に交叉することなく、かつ前記ガス
ケットの締付圧力の反力が均一になるように前記ガスケ
ットの締付位置により厚さを異ならせて配置され、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤の付着する前記ガス
ケットの基板の表面または全表面に面圧剤の接着効果を
上げるために荒らし面を形成したものである。
第2の発明の金属ガスケットは、 平板状の金属板であって所要の穴が明けられているガ
スケットにおいて、 前記ガスケットの表面で、かつ前記穴の外周に配置さ
れた表の面圧剤と、 前記ガスケットの裏面で、かつ同一の前記穴の外周に
配置された裏の面圧剤とからなり、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、幅方向の中心位
置を互いに前記穴の周囲に交叉することなく、かつ前記
ガスケットの締付圧の反力が均一になるように前記ガス
ケットの締付位置により前記中心位置を異ならせて配置
された 前記表の面圧剤と裏の面圧剤の付着する前記ガスケッ
トの基板の表面または全表面に面圧剤の接着効果を上げ
るために荒らし面を形成したものである。
又、第3の発明の金属ガスケットは、 前記金属ガスケットの前記表の面圧剤と前記裏の面圧
剤は、硬軟2種類の材料を一部接合した構造であると良
い。
更に、第4の発明の金属ガスケットは、 前記金属ガスケットの前記表の面圧剤と前記裏の面圧
剤は、前記ガスケットの基板側に硬質面圧剤を付着させ
て、該硬質面圧剤の上部に軟質面圧剤を施して2層構造
としたものが良い。
更に、第5の発明の金属ガスケットは、 前記金属ガスケットの前記表の面圧剤と前記裏の面圧
剤は、前記ガスケット基板に部分的に折曲げ部分を設け
て、該折曲げ部分のその平面部に折曲げ段差以上の厚さ
の硬質面圧剤を設けて、該硬質面圧剤の側面に軟質面圧
剤を設けたものが良い。
更に、第6の発明の金属ガスケットは、 前記金属ガスケットの前記表の面圧剤と前記裏の面圧
剤は、前記ガスケットの面圧剤が硬質面圧剤の粉末と軟
質面圧剤とを混練した面圧剤であると良い。
[発明の作用] 平板のガスケットをシールしようとする両部材間に載
置する。両部材を締め付けると、まずガスケットの両面
の面圧材を、前記両部材の端面が押圧する。ガスケット
は、両面圧剤に押されて波状に変形されながら締め付け
固定される。ガスケット基板表面に凹凸面を形成し、面
圧剤とガスケット基板の表面の付着性能を向上させる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図に示すガスケット1は本発明を自動車用エンジ
ンのガスケットでシリンダヘッドの間に介在させるもの
である。本例では、4つのシリンダ穴2,ボルト穴3,水穴
4,油穴5などを有している。シリンダ穴2は、エンジン
の燃焼室に対応するものである。ボルト穴3は、シリン
ダとシリンダヘッドを固定するためのボルトを通すもの
である。水穴4は、エンジンを冷却するための冷却水を
通すためのものである。油穴5は、潤滑用の潤滑油を通
すものである。
第2図は、第1図のII-II断面図である。ガスケット
1のシリンダ穴2の外周に直径D1のシール剤Aが付着
してある。シール剤Aは、その断面が山状の形状に塗布
してある。材質はシリコン樹脂などの公知の材料を使
う。更に、シール剤Aと同芯でかつ内周位置でシール剤
Aの付着面と反対側の裏面に直径D2のシール剤Bが付
着させてある。本実施例のシール剤A,Bは、シール性を
有するものであるが、シール性は必ずしも必要ではなく
後記するように、面圧を発生する面圧材料であれば良
い。シール性能は、面圧剤の反対側面で確保する。
シール剤A,Bのガスケット1の表面から塗布厚さh
は、その外周位置によって変化させてある。この理由
は、シリンダヘッドとシリンダをボルトで締め付けたと
き、前記したように両者の間の隙間が外周位置によって
異なるためである。ボルトの周辺は、締め付け力が強く
隙間が小さくなり、遠くなると大きくなる。シリンダヘ
ッドのボルトの締付圧力は、設計上予め規定されている
ので、前記隙量は測定できる。
この隙量に応じてシール剤A,Bの厚さhを調節して外
周位置に応じて変える。ただし、厳密さを要求されない
ものは同一の厚さでも良い。第3図は、第2図のIII部
分の拡大図である。ガスケットの基板10の表面に荒らし
面11を形成したものである。この荒らし面11は、他の表
面より凹凸を荒くしたものである。すなわち、幾何学的
理想表面から一部を幾何学的に細かい偏差を付けたもの
であり、通常あらさといわれているものである。あらさ
は、深さに比べて比較的小さい間隔で現れる表面のでこ
ぼこであって、触感、肉眼によって見らる(5〜15μ)
程度である。
荒らし面11は、切削時に生じる工具刃先の形状と送り
によって生じる工具マーク、サイドブラスト、ショッピ
ング、電気メッキ、化学的腐蝕作用など公知の方法で行
う。荒らし面11は、シール剤A、Bを付着する部分のみ
形成されている。このため、シール部分A、Bと基板10
の付着力が増大する。第4図(a)は、シリンダヘッド
とシリンダを締め付け開始点を示し、第4図(b)は途
中を示し、第4図(c)は締付終了した状況を示してい
る。
シール剤A,Bの接触点12,13を生じこの接触点は、ガス
ケット1を押してガスケット1の弾性力に応じて平板か
ら曲面に変形させる。ガスケット1は、金属板で作られ
ているのでこの変形に抗するように反力が生じる。この
反力は、シリンダヘッドとシリンダの間で作用,反作用
を生じ両者を密封する。シール剤A,Bの厚さもこの締付
力の反力に応じて決められているので均一に締め付けが
できる。
[他の実施例] 第5図に示す実施例は、基板10の全面にナシ地面の荒
らし面11を設けたものである。前記実施例に比して部分
的に加工しないので荒らし面の加工が容易である。第6
図に示す実施例は、硬質面圧剤20と、軟質面圧剤21とを
用いたものである。ここでいう硬質面圧剤20は、メッ
キ、溶射、焼結などで作られたものである。硬質面圧剤
20は、断面が矩形である。軟質面圧剤21は、、樹脂類、
シリコン、ゴム類などの非金属で作られたものである。
この実施例では、硬質面圧剤21を使用しているのでシ
リンダヘッドとシリンダを締め付けても硬質面圧剤20の
変形量が少ないため、硬質面圧剤20の使用量が少なくて
済む。また、基板10の厚さが大きい場合、変形しにくい
ものでも可能である。更に、軟質面圧剤を併用したの
で、両者の長所を引き出すことができる。第7図の実施
例は、前記実施例と同様に硬質面圧剤20と、軟質面圧剤
21とを併用したものである。
基板10を挟み表裏に軟質面圧剤21を配置したものであ
る。前記実施例に比して、シール面がとれないときに有
効である。第8図に示す実施例は、同様に硬質面圧剤20
に軟質面圧剤21を覆って併用したものである。矩形の硬
質面圧剤20の外側を軟質面圧剤21で覆ったものである。
第9図に示す実施例は、同様に硬質面圧剤20と軟質面圧
剤21とを使用した例である。前記した実施例より更にシ
ール面積が狭い場合に使用する実施例である。
基板10は、最初から図示したように突起するように折
り曲げて段差tを付ける。この段差tを付ける。この段
差tより大きい厚さの硬質面圧剤20をTの厚さを付け
る。この硬質面圧剤20の側面には、軟質面圧剤21が付着
させてある。これは、締め付け途中に基板10が傾斜し
て、基板10のエッジでシリンダあるいはシリンダヘッド
のシール面を傷付けることを防止するためのである。
前記した実施例は、ガスケット1の表と裏にシールA,
Bをシリンダ穴2の外周にシリンダ穴2と同芯に塗布し
たものである。前記したように、ボルト穴3内にボルト
を挿入し、シリンダとシリンダヘッドを締め付ける。シ
リンダおよびシリンダヘッドの間の締付力は、ボルトの
周辺が強く、ボルトに遠くなるほど弱くなる。これは、
シリンダおよびシリンダヘッドがたわむためである。ボ
ルトの締付圧力が決まるとこのたわみ量は決まる。
第10図に示す実施例は、このたわみ量の変化に応じて
シール剤A,シール剤Bの間のシリンダ穴2の半径方向の
間隔を変えたものである。ボルト穴3より遠い位置では
1、近い位置ではl2となる。t1<t2にシール剤Aの
位置を変化させてある。本例では、シール剤Bの位置
は、シリンダ穴2と同芯円である。ただし、シール剤A
を同芯円状に設け、シリンダ穴2に近いシール剤Bと、
シール剤Aとの距離を変化させても良い。また、距離が
取れない場合はシール剤の厚さで変化させても良い。ま
た、エンジンの全長が長いシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの材質の違いによる熱膨張差で位置ズレが発生
し、面圧剤が傷つく恐れのある場合は、基板の両側に基
板より低硬度の副板を配することもある。
この発明は、以上の説明から理解されるようにエンジ
ンのシリンダガスケットだけでなく、フランジ接手、エ
アコンプレッサなどのシリンダヘッドなどにも応用でき
るものである。
[発明の効果] 以上詳記したように、この発明は次のような効果があ
る。
a.平板のガスケットの両面に面を荒らしてかつシール
剤、面圧剤を塗布したので、シール剤、面圧剤の接着力
が向上する。
b.軟質面圧剤を併用することで両者の長所を引き出すこ
とが出来高性能ガスケットが完成する。
c.軟質面圧剤を使うことにより、基板の厚いもの、硬度
の高いものシール幅が狭いものの生産が可能となった。
d.更に軟質シール剤を併用すると更に確実なシール効果
が得られる。
e.硬質面圧剤の厚さ巾中心からの距離を変えることと、
軟質面圧剤の厚さ巾を組合わせることにより非常に剛性
の弱いエンジンにも適合するガスケットが設計できる。
f.硬質面圧剤を使用しても装着時に基板を折り曲げ角度
は鋭角とならず集中力が小さく疲労破壊することはな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図はガスケットの全体図、第2図は第1図のII-II
断面図、第3図は第2図III部分の拡大図、第4図
(a),(b),(c)はガスケットのクランプ動作に
よる変形の過程を示す図、第5図は第2実施例を示す
図、第6図は第3の実施例を示す図、第7は第4の実施
例を示す図、第7図は第5の実施例を示す図、第8図は
第6の実施例を示す図、第9図は第7の実施例を示す
図、第10図はこの発明の使用例を示す図である。 1……ガスケット、2……シリンダ穴、A、B……シー
ル剤、20……硬質面圧剤、21……軟質面圧剤

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平板状の金属板であって所要の穴が明けら
    れているガスケットにおいて、 前記ガスケットの表面で、かつ前記穴の外周に配置され
    た表の面圧剤と、 前記ガスケットの裏面で、かつ同一の前記穴の外周に配
    置された裏の面圧剤とからなり、 前記表の面圧剤と裏の面圧剤は、幅方向の中心位置を互
    いに前記穴の周囲に交叉することなく、かつ前記ガスケ
    ットの締付圧力の反力が均一になるように前記ガスケッ
    トの締付位置により厚さを異ならせて配置され、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤の付着する前記ガスケ
    ットの基板の表面または全表面に面圧剤の接着効果を上
    げるために荒らし面を形成した ことを特徴とする金属ガスケット。
  2. 【請求項2】平板状の金属板であって所要の穴が明けら
    れているガスケットにおいて、 前記ガスケットの表面で、かつ前記穴の外周に配置され
    た表の面圧剤と、 前記ガスケットの裏面で、かつ同一の前記穴の外周に配
    置された裏の面圧剤とからなり、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、幅方向の中心位置
    を互いに前記穴の周囲に交叉することなく、かつ前記ガ
    スケットの締付圧の反力が均一になるように前記ガスケ
    ットの締付位置により前記中心位置を異ならせて配置さ
    れた 前記表の面圧剤と裏の面圧剤の付着する前記ガスケット
    の基板の表面または全表面に面圧剤の接着効果を上げる
    ために荒らし面を形成した ことを特徴とする金属ガスケット。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載された金属ガスケッ
    トにおいて、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、硬軟2種類の材料
    を一部接合した構造である ことを特徴とする金属ガスケット。
  4. 【請求項4】請求項1又は2に記載された金属ガスケッ
    トにおいて、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、前記ガスケットの
    基板側に硬質面圧剤を付着させて、該硬質面圧剤の上部
    に軟質面圧剤を施して2層構造としたことを特徴とする
    金属ガスケット。
  5. 【請求項5】請求項1又は2に記載された金属ガスケッ
    トにおいて、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、前記ガスケット基
    板に部分的に折曲げ部分を設けて、該折曲げ部分のその
    平面部に折曲げ段差以上の厚さの硬質面圧剤を設けて、
    該硬質面圧剤の側面に軟質面圧剤を設けたことを特徴と
    する金属ガスケット。
  6. 【請求項6】請求項1又は2に記載された金属ガスケッ
    トにおいて、 前記表の面圧剤と前記裏の面圧剤は、前記ガスケットの
    面圧剤が硬質面圧剤の粉末と軟質面圧剤とを混練した面
    圧剤であることを特徴とした金属ガスケット。
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