JP2640803B2 - 金属ガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のオープンデ
ッキ型シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面
に介挿する積層型の金属ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のシリンダブロックとシ
リンダヘッドの合わせ面に金属ガスケットを介挿し、こ
の金属ガスケットの燃焼室周りにビードを形成すること
によって、燃焼室内で発生する高圧の燃焼ガスやシリン
ダブロックとシリンダヘッドとを流通する冷却水及び潤
滑油が外部に漏洩するのを防止するようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
オープンデッキ型シリンダブロック３６は、燃焼室３３
の周囲に沿ってデッキ面を開放した冷却水通路３９を形
成してあるため、燃焼室側ブロック３６ａと外郭側ブロ
ック３６ｂとが冷却水通路３９を隔てて分離した構成と
される。

【０００４】このようなオープンデッキ型シリンダブロ
ックには、図９に示すようなシリンダブロック３６側に
位置する基板３１とシリンダヘッド３７側に位置する副
板３２との積層型金属ガスケットを介挿し、その基板１
には断面半円形のビード３５を形成し、副板３２の燃焼
室孔３３周りには折返し部３４を形成して基板３１の燃
焼室孔３３の内端を挟持し、また基板３１と副板３２と
には冷却水通路３９に対応して絞り孔４１が形成してあ
る。

【０００５】このような金属ガスケットには、オープン
デッキ型シリンダブロックの構成に起因して以下のよう
な問題点がある。

【０００６】（１）燃焼室３３内での燃焼爆発時には、
燃焼室側ブロック３６ａと外郭側ブロック３６ｂとの各
デッキ面の振動及び動きに大きな変化が生じる。従っ
て、基板３１と副板３２とを夫々一体的な板材で積層構
成した従来の金属ガスケットでは、燃焼室側ブロック３
６ａと外郭側ブロック３６ｂの異なる動きに追従するこ
とができず、それによるシール性能にも限度があった。

【０００７】（２）金属ガスケットはシリンダヘッド３
７とシリンダブロック３６とをネジ締結することにより
固定されるが、この際シリンダヘッド３７のボルト締結
間に締め付け歪が生じることによって、シリンダヘッド
３７とシリンダブロック３６の合わせ面であってボルト
締結間の中央に最大隙間が生じるため、金属ガスケット
にも合わせ面の位置に応じて厚さを変化させることが要
求される。また、このような合わせ面の隙間変化によ
り、燃焼爆発時において締付け面間にたたかれが生じ、
燃焼ガスの吹抜けの原因ともなっていた。

【０００８】（３）シリンダブロック３６の冷却水通路
３９からシリンダヘッド３７の冷却水通路４０へと流通
する冷却水の流通量は、金属ガスケットに設けた絞り孔
４１の内径を考慮し、また長孔とすることによって流量
コントロールするようにしてあるため、金属ガスケット
の絞り孔４１の周面がシリンダブロック３６の冷却水通
路３９内に突出した露出部を形成する。

【０００９】しかして、内燃機関の運転中における冷却
水キャビテーションによる影響のほかに、内燃機関の停
止直後に冷却水通路３９内にて冷却水内に存在する気泡
４２が浮上し、この気泡４２が基板３１における冷却水
通路３９の上流側にエアー溜り４３として滞留すると、
このエアー溜り４３が接触した基板３１の上流側面に温
度上昇及び冷却水の部分的沸騰を生じ、その結果、基板
３１の上流側露出部に塗布したゴムコーティング３１ａ
を剥離するという問題が生じていた。

【００１０】本発明は、オープンデッキ型シリンダブロ
ックとシリンダヘッドとの合わせ面に介挿するのに適す
る金属ガスケットであって、上記のような従来の問題点
を解消し得た金属ガスケットを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の金属ガスケットは、デッキ面が冷却水通路
を隔てて燃焼室側ブロックと外郭側ブロックとに分離し
たオープンデッキ型シリンダブロックとシリンダヘッド
間に介挿する金属ガスケットにおいて、前記シリンダブ
ロック側に位置し、前記冷却水通路を隔てて燃焼室側基
板と外郭側基板とに分離独立した第一基板と、前記シリ
ンダヘッド側に位置する一体形の第二基板と、前記第一
及び第二基板間に介挿した一体形且つ平坦な副板とを積
層し、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの
合わせ面の外周に突出させた前記外郭側基板と前記副板
と前記第二基板の各突出部をリベット等で固着すると共
に前記燃焼室孔周りにて少なくとも前記燃焼室側基板と
前記副板とをグロメットで挟持して成り、前記第一基板
と第二基板とには前記冷却水通路を挟んで互いに反対方
向に形成した段差ビードを設け、前記第二基板と前記副
板とには前記冷却水通路位置にて冷却機能に対応した内
径の冷却水孔を穿設し、前記副板又は該副板のシリンダ
ブロック側に付設した補助板における前記冷却水通路の
上流側はシール用ゴムコーティング等を施さない非コー
ティング面としたのである。

【００１２】

【作用】図１において、本発明の金属ガスケットは、第
一基板１が冷却水通路５を隔てて燃焼室側基板１ａと外
郭側基板１ｂとに分離され、第二基板２と副板３が一枚
板で形成され、燃焼室側基板１ａと副板３とはグロメッ
ト７で挟持され、第二基板２と副板３と外郭側基板１ｂ
とはリベット９等にて固着されているから、全体が一体
的に結合された金属ガスケットを形成する。

【００１３】このような金属ガスケットにおいて、燃焼
室側基板１ａと外郭側基板１ｂとは燃焼室側ブロック２
１ａと外郭側ブロック２１ｂの各デッキ面に分離独立し
て接触し、ブロック２１ａ、２１ｂの各デッキ面の異な
る振動及び動きに追従することができる。

【００１４】また、第一基板１の燃焼室側基板１ａと副
板３を挟持したグロメット７は燃焼室孔６周りにて一次
シールを成し、第一基板１と第二基板２とに形成した段
差ビード１１、１２はグロメット７まわりを囲んで二次
シールを成す。

【００１５】また、燃焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂ
と第二基板２と副板３とは夫々別個の板材から形成され
ているため、各板材の厚さ、材質、コーティング層の厚
さ（ただし、副板３にはコーティングを施さない）等を
締付け隙間の変化等に対応させた際に要求されるシール
性能に応じて自由に選定することができる。

【００１６】さらに、冷却水通路５の位置において、燃
焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂとが冷却水通路５を開
放し、副板３の冷却水通路５の上流側を非コーティング
面３ｂとしたことにより、冷却水通路５内に発生した気
泡は、副板３の非コーティング面３ａに対してエアー溜
り１５を形成するから、ゴムコーティングの剥れ現象は
何ら生じない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１８】図１はオープンデッキ型シリンダブロック
とシリンダヘッドの合わせ面に介挿した本発明による金
属ガスケットの図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図
２乃至図７は本発明による金属ガスケットの各種の実施
例を示す断面図である。図８(a) は本発明による金属ガ
スケットを第二基板側から見た平面図、図８(b) は第一
基板側から見た平面図である。

【００１９】図１において、オープンデッキ型シリンダ
ブロック２１は、デッキ面が冷却水通路５を隔てて燃焼
室側ブロック２１ａと外郭側ブロック２１ｂとに分離し
てある。このシリンダブロック２２とシリンダヘッド２
２との間に介挿した金属ガスケットの積層材のうち、シ
リンダブロック２２側に位置する基板１は、このシリン
ダブロック２２の冷却水通路５を隔てて燃焼室側基板１
ａと外郭側基板１ｂとに分離した硬質金属板で独立的に
形成してある。この燃焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂ
との両面にはゴムコーティング１ｃを施してある。

【００２０】シリンダヘッド２２側に位置する第二基板
２は一枚板の硬質金属板から成り、第一基板１よりも燃
焼室孔６の内径を広げてある。この第二基板２の両面に
もゴムコーティング２ｃを施してある。

【００２１】これらの第一基板１と第二基板２には冷却
水通路５を挟んで燃焼室側ブロック２１ａと外郭側ブロ
ック２１ｂとに段差を成す段差ビード１１、１２を互い
に反対方向に突出形成してある。

【００２２】第一基板１と第二基板２との間に介挿され
た副板３は一枚のメッキ等を施した軟質金属板、又は硬
質或は軟質のステンレス板等で形成し、両面にゴムコー
ティングを施さずにおく。この副板３には、シリンダブ
ロック２１の冷却水通路５からの冷却水量を制御するた
めに、開口径を冷却水通路５よりも小径に絞り込んだ絞
り孔３ａが穿設してある。そして、第二基板２にも副板
３の絞り孔３ａに対応して同位置に同径の絞り孔２ａを
穿設してある。

【００２３】上記の積層材を結合するには、燃焼室孔６
周りにて、燃焼室側基板１ａと副板３とをグロメット７
で挟持する。

【００２４】上記の各積層材は、夫々別体に構成されて
いるから、シリンダヘッド２２のボルト締結の際に生じ
るシリンダヘッド２２とシリンダブロック２１の合わせ
面の隙間変化に応じて、燃焼室側基板１ａと外郭側基板
１ｂの厚さを自由に選定し、また段差ビード１１、１２
の高さに応じてグロメット７の厚さを自由に選定するこ
とができる。このとき、第二基板２側のグロメット７の
外周は、第二基板２の段差ビード１２の撓み量を考慮し
た隙間を設けておき、段差ビード１２が撓んだときでも
第二基板２の内周がグロメット７の折返し部７ａの内端
に当たらないような外径としておく。

【００２５】また、燃焼室側基板１ａ側のグロメット７
の外周は、燃焼室側基板１ａの段差ビード１１が撓んだ
ときでも、その撓み量を考慮して段差ビード１１の段差
形成部がグロメット７の外周に当たらない外径としてお
く。

【００２６】一方、シリンダヘッド２２とシリンダブロ
ック２１との合わせ面の外周に外郭側基板１ｂと副板３
と第二基板２とを突出形成し、これらをこの突出部で一
括的にリベット９等で固着し、リベット９がシリンダブ
ロック２１とシリンダヘッド２２の合わせ面内に入らな
いようにしてある。

【００２７】このような結合により、第一基板１の燃焼
室側基板１ａと外郭側基板１ｂと副板３と第二基板２と
は一体的に結合されて一個の積層型金属ガスケットを構
成する。

【００２８】なお、図８は図１の金属ガスケットに基づ
いて４気筒のオープンデッキ型シリンダブロックに適用
するようにした金属ガスケットの平面図であって、図８
(a)は第二基板２を表として見た図であり、図８(b) は
図８(a) を反転して第一基板１を表として見た図であ
り、上記の説明のほか締結用ボルト孔１７、オイル孔１
８が夫々穿設してある。

【００２９】このように構成した金属ガスケットは、シ
リンダヘッド２２とシリンダブロック２１間でボルト締
結されて面方向に押圧され、第一基板１と第二基板２と
の段差ビード１１、１２は圧縮されて段差による隙間を
縮小する。その結果、冷却水通路５の上流側には露出し
た副板３の非コーティング面３ｂを作り、シリンダブロ
ック２１側で燃焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂとは冷
却水通路５の開口を完全に開放してあるから、両基板１
ａ、１ｂのコーティング面は冷却水の流通に対面しな
い。

【００３０】従って、冷却水通路５内に発生した気泡が
上昇してエアー溜り１５として滞留するのは副板３の非
コーティング面３ｂに対してであるから、ゴムコーティ
ングの剥れ現象のおそれが全く生じない。ただし、副板
３の両面にはメッキ等の錆び止め処理や両面スライド向
上用の処理は行ってもよい。

【００３１】また、燃焼室側ブロック２１ａのデッキ面
には燃焼室側基板１ａが接し、外郭側ブロック２１ｂの
デッキ面には外郭側基板１ｂが接する。これらの基板１
ａ、１ｂは冷却水通路５を隔てて分離独立してあるか
ら、夫々別個に燃焼室側ブロック２１ａと外郭側ブロッ
ク２１ｂの動きに追従することができる。

【００３２】この際、金属ガスケットは、シリンダヘッ
ド２２とシリンダブロック２１間の隙間に対してグロメ
ット７位置にて１次シールを為し、第一基板１と第二基
板２の段差ビード１１、１２の形成部位にて２次シール
を為す。

【００３３】また、本発明においては、このようなシー
ル性の向上のために、各積層材が別体で構成されたこと
から、コーティング層の厚さを各積層材ごとに自由に選
定することができる。即ち、１次シールを成すグロメッ
ト７はゴムコーティング層を厚くし、２次シールを成す
燃焼室側基板１ａは厚くし、外郭側基板１ｂはボルト締
結時のトルクダウンがなくまた圧縮時のはみ出しがない
ように薄く塗布しておく。またグロメット７と燃焼室側
基板１ａの段差ビード１との間に生じる隙間１４を充填
材で補充しておくこともできる。

【００３４】図２乃至図７に本発明の他の実施例が示し
てある。

【００３５】図２の金属ガスケットは、図１のものと略
同様であるが、副板３のシリンダブロック２１側にゴム
コーティング層４ａを介して補助板４を付設し、この補
助板４の外周側はリベット９で他の積層材と共に締結
し、補助板４の内端は燃焼室側基板１ａの段差ビード１
１の段差内に納まるようにしてある。

【００３６】この補助板４によって、グロメット７の厚
さ増大による一般部（燃焼室側基板１ａと副板３とを挟
持したグロメット７以外の部分）の厚さ減少によって発
生する隙間を補うことができる。

【００３７】また、補助板４の冷却水孔５の上流側は非
コーティング面４ｂが面しているから、図１における副
板３の非コーティング面３ａと同様に、冷却水孔５のエ
アー溜り１５はこの非コーティング面４ｂに滞留してゴ
ムコーティングの剥れ現象を生じない。

【００３８】図３の金属ガスケットは、図２の金属ガス
ケットと同様に副板３に補助板４を付設し、燃焼室側基
板１ａの燃焼室孔径を第二基板２と同径として、保持板
２４で燃焼室側基板１ａの内周端部をシリンダブロック
２１側から保持すると共に、この保持板２４に段差２
４’を設けて副板３に添設し、保持板２４と副板３の内
端をグロメット７で挟持するようにしたものである。

【００３９】図４の金属ガスケットは、副板３の燃焼室
孔側をシリンダブロック２１側に折返して（折返し部
３’）その外側をグロメット７で挟持すると共に、この
グロメット７のシリンダブロック２１側の外周端部で燃
焼室側基板１ａの内端を保持したものである。

【００４０】この構成においては、副板３の折返し部
３’内に、厚さ調整のための別体リング（不図示）をか
ませることができる。

【００４１】この図４の金属ガスケットにおいて、折返
し部３’の厚さ及び折返し部３’と別体リング（不図
示）の合計厚さを燃焼室側基板１ａの厚さより大とする
と、ビード１１の作動に応じて燃焼室側基板１ａをグロ
メット７の挟持部内で移動可能とすることができる。

【００４２】図５の金属ガスケットは、図４の金属ガス
ケットの副板３の折り返し部３’と異なり、副板３のシ
リンダブロック２１側に別体リング２５をスポット溶
接、接着、溶着等にて一体化するか、又は別体のままで
副板３と折り返し部３’の内端をグロメット７で挟持し
たものである。

【００４３】この図５の金属ガスケットにおいては、図
４の金属ガスケットと同様に、別体リング２５の厚さを
燃焼室側基板１ａの厚さより大とすると、ビード１１の
作動に応じて燃焼室側基板１ａをグロメット７の挟持部
内で移動可能とすることができる。

【００４４】図６の金属ガスケットは、補助板４を副板
３の両側に付設し、副板３の燃焼室孔側に内側グロメッ
ト２６を巻き、その外側をグロメット７で挟持すると共
に、グロメット７の外端にて燃焼室側基板１ａと第二基
板２の内端を保持したものである。

【００４５】この図６の金属ガスケットにおいては、内
側グロメット２６の厚さを燃焼室側基板１ａ及び第二基
板２の厚さより大とすると、ビード１１とビード１２の
作動に応じて燃焼室側基板１ａ及び第二基板２をグロメ
ット７の挟持部内で移動可能とすることができる。

【００４６】図７の金属ガスケットは、図６の金属ガス
ケットと異なり、内側グロメット２６を設けず、燃焼室
側基板１ａと第二基板２と副板３の内端を同径として、
これら積層材の内側をグロメット７で挟持したものであ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属ガス
ケットによれば、上記で挙げた従来の問題点に対応して
次の効果を奏することができる。

【００４８】（１）シリンダブロック２１側に位置する
分離した基板１、即ち燃焼室側基板１ａと外郭側基板１
ｂとが独立してデッキ面の燃焼室側と外郭側の動きに追
従することができ、夫々の動きに応じたシール性能を発
揮することができる。

【００４９】この際、グロメット７の形成部が１次シー
ルを為し、段差ビード１１、１２の形成部が２次シール
を為す。

【００５０】（２）燃焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂ
と副板３と第二基板２は夫々別個の板材から構成されて
いるから、各板材の厚さ、材質等、あるいは塗布すべき
ゴムコーティング層の厚さを自由に選定して、シリンダ
ヘッド２２のボルト締結の際に生じるシリンダヘッド２
２とシリンダブロック２１の合わせ面の隙間変化に対応
させることができ、シール性能の向上を図ることができ
る。

【００５１】（３）冷却水通路５内において、燃焼室側
基板１ａと外郭側基板１ｂとは冷却水通路５に対面せ
ず、副板３の非コーティング面３ａが冷却水通路５の上
流側に対面していることから、エアー溜り１５は副板３
の非コーティング面３ａに対して滞留するからゴムコー
ティングの剥れ現象が発生せず、冷却水経路例えばサー
モスタットのエア抜き孔等への詰まりによる冷却機能の
低減を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はオープンデッキ型シリンダブロックとシ
リンダヘッドの合わせ面に介挿した本発明による金属ガ
スケットの図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２乃至図７】図２乃至図７は本発明による金属ガス
ケットの各種の実施例を示す断面図である。

【図８】図８(a) は本発明による金属ガスケットの第二
基板側の平面図、図８(b) は第一基板側の平面図であ
る。

【図９】図９はオープンデッキ型シリンダブロックとシ
リンダヘッドの合わせ面に介挿した従来の金属ガスケッ
トの断面図である。

【符合の説明】

１…第一基板、１ａ…燃焼室側基板、１ｂ…外郭側基
板、２…第二基板、３…副板、３ａ…副板の非コーティ
ング面、４…補助板、４ａ…補助板の非コーティング
面、５…冷却水通路、６…燃焼室孔、７…グロメット、
９…リベット、１１…第一基板の段差ビード、１２…第
二基板の段差ビード、２１…シリンダブロック、２１ａ
…燃焼室側ブロック、２１ｂ…外郭側ブロック、２２…
シリンダヘッド、２５…別体リング、２６…内側グロメ
ット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デッキ面が冷却水通路５を隔てて燃焼室側
   ブロック２１ａと外郭側ブロック２１ｂとに分離したオ
   ープンデッキ型シリンダブロック２１とシリンダヘッド
   ２２間に介挿する金属ガスケットにおいて、前記シリン
   ダブロック２１側に位置し、前記冷却水通路５を隔てて
   燃焼室側基板１ａと外郭側基板１ｂとに分離独立した第
   一基板１と、前記シリンダヘッド２２側に位置する一体
   形の第二基板２と、前記第一及び第二基板１、２間に介
   挿した一体形且つ平坦な副板３とを積層し、前記シリン
   ダヘッド２２と前記シリンダブロック２１との合わせ面
   の外周に突出させた前記外郭側基板１ｂと前記副板３と
   前記第二基板２の各突出部をリベット９等で固着すると
   共に前記燃焼室孔６周りにて少なくとも前記燃焼室側基
   板１ａと前記副板３とをグロメット７で挟持して成り、
   前記第一基板１と第二基板２とには前記冷却水通路５を
   挟んで互いに反対方向に形成した段差ビード１１、１２
   を設け、前記第二基板２と前記副板３とには前記冷却水
   通路５位置にて冷却機能に対応した内径の冷却水孔２
   ａ、３ａを穿設し、前記副板３又は該副板３のシリンダ
   ブロック２１側に付設した補助板４における前記冷却水
   通路５の上流側はシール用ゴムコーティング等を施さな
   い非コーティング面３ｂ、４ｂとしたことを特徴とする
   金属ガスケット。