JP2930744B2 - 金属ガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，多気筒エンジン
においてシリンダヘッドとシリンダブロックとの対向面
間に配置され，シリンダヘッドをシリンダブロックに対
して締め付け固定した状態で対向面間をシールする金属
ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，金属ガスケットは，シリンダヘッ
ドとシリンダブロックとの間に配置され，両者を締め付
けた状態で，シリンダヘッドとシリンダブロックとの対
向面間をシールする。金属ガスケットは，シリンダボア
孔の周縁にビードが形成された弾性金属板製ビード基板
を有する形式のものが用いられている。シリンダヘッド
をシリンダブロックに対してボルト等の締め付け手段で
締め付けることにより，ビード基板のビードがシリンダ
ヘッド又はシリンダブロックに対して接触して変形し，
接触した部分はシリンダヘッド又はシリンダブロックと
の対向面においてシール面を形成する。該シール面に
は，ビードは一方の対向面に弾性的に強く接触し，ビー
ドが形成されていない側でもその反作用でもって金属ガ
スケットが他方の対向面に接触し，その弾性変形力でも
って対向面間を良好にシールする。

【０００３】このような金属ガスケットは，例えば，特
開昭６２−１５５３７６号公報に開示されている。図９
及び図１０は，上記金属ガスケットの一部を示す図面で
あり，図９は金属ガスケットの平面図，及び図１０は図
９においてシリンダボア孔間を横断する線Ｅ−Ｅについ
ての断面図である。図９，１０に示す金属ガスケット５
０は，ビード５３を形成した弾性金属板，即ちビード基
板５１とビード基板５１に積層した副板５２の二枚の金
属板から成る。副板５２は，ビード基板５１に対してビ
ード５３を形成した側とは反対側で積層されている。ビ
ード５３は，シリンダボア孔５４を囲繞するように形成
されている。副板５２の燃焼室用の打ち抜き孔の周縁部
は，ビード基板５１の打ち抜き孔の周縁部を挟むように
折り返されてグロメット部５５を形成している。副板５
２を折り返した端縁は，シリンダボア孔５４を形成す
る。グロメット部５５は，ビード５３よりもシリンダボ
ア孔５４側に所定の厚さの補償部として機能する。

【０００４】金属ガスケット５０は，燃焼ガス圧力や機
関熱の影響でシリンダヘッドとシリンダブロックとの対
向面間隙が伸縮するのを防止する。金属ガスケット５０
に加わる面圧がグロメット部５５にも分配されるため，
ビード５３へ作用する交番過重が軽減され，ビード５３
に生じる応力が低減するので，ビード５３のヘタリの発
生が防止される。グロメット部５５は二次シールである
ビード５３の変形に対するストッパとして機能する。シ
リンダボア孔５４の周りがグロメット部５５とビード５
３の双方でシールされるため燃焼ガスの漏れがより一層
防止される。

【０００５】また，最近の内燃機関は高出力化と共に軽
量化が求められ，その一環として，シリンダヘッド及び
シリンダブロックを従来の比重の大きい鋳鉄材料に代え
て比重の小さいアルミニウム合金材料で製作する傾向に
ある。それらのシリンダ間の間隔即ちシリンダボア孔間
の肉厚がますます薄くなりつつある。シリンダボア孔間
の間隔が狭くなると，金属ガスケットにもスペース上，
ビード基板に，各シリンダボア孔毎に独立したビードを
確保することが困難となり，シリンダボア孔間では隣接
するビードは互いに重なって１つの複合ビード部となら
ざるを得ない。金属ガスケットのシール性能が最も良好
であることが期待される部位はかかるシリンダボア孔間
である。このような寸法が狭く且つ狭いためにシリンダ
ヘッドの剛性が低くなって変形を生じ易くなっている部
位に，ビードの応力を他の部位よりも高くしてシール圧
力を確保するという相反する要求に応える必要がある。
ところが，ビードに生じる応力を高くし過ぎると，ビー
ドにはヘタリや亀裂等が発生して金属ガスケットとして
の寿命を短縮する不具合が発生し易くなる。

【０００６】かかる複合ビード部をどのように処理する
かについて，例えば，図１１〜図１５に示された金属ガ
スケットがある。図１１は，金属ガスケット６０のシリ
ンダボア孔６４間におけるビード基板６１の平面図であ
る。隣接するシリンダボア孔６４の周囲に設けられたビ
ード６３が合流する会合部６６では，ビード線６３ａが
僅かに曲線で繋がっていて，両側（図では上下）の会合
部６６間では直線状のビード６７となっている。ビード
６３について，ビード線６３ａの両側の点線６３ｂはビ
ード外形線を示す。

【０００７】図１２は，隣接するシリンダボア孔７４間
におけるビード基板７１を示す金属ガスケット７０の一
部平面図であり，図９及び図１０と同タイプの金属ガス
ケットの例である。図面裏側に位置しているビード基板
７１に対して副板７２が図面表側に位置し，副板７２の
シリンダボア孔７４側はビード基板７１側に折り返され
てグロメット部７５となっている。隣接するシリンダボ
ア孔７４の周りに設けられたビード７３のビード線７３
ａがそのままの形で合流して会合部７６となり，会合部
７６間では直線状のビード７７となっている。ビード７
３，７７について，ビード線７３ａ，ビード線７７ａの
両側の点線７３ｂ，７７ｂはビード外形線を示す。

【０００８】また，特開昭６３−２１０４６５号公報に
開示された金属ガスケットがある。該公報に開示された
金属ガスケット８０は，図１３にその一部が示されてい
るように，ビード基板８１のビード８３は隣接するシリ
ンダボア孔８４が接近する領域に近づくと会合部８６と
なっている。図中，間隔Ｌ_１，Ｌ_２及びＬ_３で示すよう
に，会合部８６のビード幅Ｌ_１は，シリンダボア孔以外
の部位に位置するビード８３の幅Ｌ_３や会合部間のビー
ド８７のビード幅Ｌ_２と略同幅に形成されている。会合
部でビード幅を広くし，会合部間のビード中央部分で会
合部以外のビード幅と同じ幅となるまでビード幅を減少
させた金属ガスケットは，会合部のばね定数の低下，即
ち会合部のシール圧の低下を招いていたが，上記公報に
開示された金属ガスケット８０ではかかる低下を防止で
きるとしている。

【０００９】また，複合ビード部の別の構成について，
図１４及び図１５に示されているように，実公平１−８
６７８号公報に開示された金属ガスケットがある。金属
ガスケット９０では，隣接するシリンダボア孔の周囲に
沿ってビード基板９１に形成したビード９３はシリンダ
ボア孔９４が接近する領域で会合部９６となるが，会合
部９６は最寄りの締結用ボルト孔９８の部位に近接して
いる。即ち，ビード９３のビード線９３ａは締結用ボル
ト孔９８の周囲においてボルト孔９８の中心から略等し
い距離に位置している。ビード線９３ａは，会合部９６
で一つのビード９７のビード線９７ａに接続している。
締結時の面圧力は，会合部９６とその近傍のビード形状
を偏平化し，会合部９６のシール性を向上させることを
期待している。ビード９３，９７について，ビード線９
３ａ，９７ａの両側の線９３ｂ，９７ｂはビード外形線
を表す。

【００１０】更に，ビード基板のビードの高さを変更す
る手段として実開昭６１−１６４５９号公報に開示され
たようなスペーサを設けた金属ガスケットがある。図１
６には，ビード基板１０１に形成したビード１０３のビ
ード線１０３ａ部分とその両側のビード外形線１０３ｂ
部分において，スペーサ１０４を設けた例が示され，図
１７にはビード線１０３ａ部分のみにスペーサ１０４を
設けた例が示されている。スペーサ１０４は，ビード基
板１０１の肉盛り，厚いメッキの付着により形成するこ
とができる。スペーサ１０４を設けることにより，ビー
ド１０３の高さが高くなり，内燃機関の作動に伴ってシ
リンダヘッド１やシリンダブロック２が変形して対向面
間が大きくなっても，金属ガスケット１００はかかる熱
歪みに追従することができ，シリンダヘッド１とシリン
ダブロック２との対向面間のシールを確保することを期
待している。

【００１１】更に，シリンダボア孔の周囲においてボル
ト締付け位置の配置は限られているから，ビード基板の
ビードの押圧条件は場所に応じて異なることになる。図
示はしないが，ボルト締付け部位から遠ざかるに従って
押圧変形が漸次困難な素材をスペーサとして配置した金
属ガスケットが，特開昭６２−２２４７７２号公報に開
示されている。更に，図示はしないが，ビード基板のシ
リンダボア孔間の部分において，ビードが形成する対向
面間の間隙に金属薄板を介在させた金属ガスケットが特
開昭６３−１８６９５０号公報や実開昭６３−１６６７
５９号公報に開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，図９及
び図１０に示す金属ガスケット５０をシリンダヘッドと
シリンダブロックとの対向面間に配置してボルト等の締
付け手段で締め付けた時には，締付け手段の配置とシリ
ンダヘッド及びシリンダブロックの形状とによって程度
が異なるが，剛性の低い側のシリンダヘッドに変形を生
じたり，締付け位置からその近傍のビード５３までの距
離が一定でないため，締付け力をビード基板のビードに
均等に分布させることができない。燃焼室孔が隣接する
領域では，シリンダヘッドの対向面付近の変形が大きく
なり，その変形程度は燃焼室孔間の肉厚が薄くなればな
るほど著しい。従って，金属ガスケットの上記燃焼室孔
が隣接する領域に対応するビードに十分な締付け圧力，
即ち面圧が得られず，シール効果が低下する惧れがあっ
た。内燃機関の燃焼サイクルに従ってシリンダヘッドと
シリンダブロックとの間隙が増減を繰り返し，これに応
じて金属ガスケットのビードにも繰り返し荷重と変形が
発生する。かかる応力，歪みの変動も，シリンダヘッド
の剛性が最も低い部位で最大となるので，特に燃焼室間
のビードにヘタリが生じたり，亀裂が生じたりしてシー
ル性能を劣化させる問題を有する。

【００１３】また，図９及び図１０に示した金属ガスケ
ット５０や図１２に示した金属ガスケット７０におい
て，グロメット部５５，７５が基板５１，７１と折り返
した２層の副板との合計３層からなるのに対し，ビード
５３，７３が位置する部分が内部に空間部を有する２層
からなる。また，グロメット部５５，７５とビード５
３，７３との間の部位は，板５１，７１と副板５２，７
２とが接触した２層からなっている。従って，グロメッ
ト部５５，７５がシリンダヘッドとシリンダブロックと
の間の荷重変動や振動に直接的に晒されることになるか
ら，副板５２，７２の板厚を薄くした場合には使用期間
が長期になるとグロメット部５５，７５に亀裂が生じ易
くなるという不具合がある。他方，副板５２，７２の板
厚を厚くすると，シリンダヘッドをシリンダブロックに
対して締め付けたときには，締付け荷重は３層からなる
補償部に対して比較的集中し易いので，ビードを含むシ
リンダボア孔周囲において平均的な面圧分布状態を確保
することができず，結果的に良好なシール状態を長期に
わたって維持することができないという不具合がある。
グロメット部５５，７５が副板５２，７２の横方向の変
形に対するストッパとしての機能を果たす点からする
と，副板５２，７２の大きな変形に対してはグロメット
部５５，７５に亀裂が生じる惧がある。このように，グ
ロメット部５５，７５を形成すること自体が金属ガスケ
ットの製造コストを上昇させ，グロメット部の精度を向
上させるのが困難であり，上記のような種々の欠点が発
生する。

【００１４】図１１及び図１２に示された金属ガスケッ
ト６０，７０，或いは図１３に示された金属ガスケット
８０は，それぞれシリンダボア孔６４，７４，８４間に
おけるビード６３，７３，８３の二つの会合部６６と６
６，７６と７６，及び８６と８６間のビード６７，７
７，８７が略一定の幅を有する直線状のビードであるの
で，長期的なシール特性の確保について完全な解決には
なっていない。即ち，会合部以外のビードの各部分の幅
が略一定であるから，それらのばね定数は変わらないよ
うに見えても，会合部においてはばね特性が大幅に不連
続に変化しており，シリンダヘッドをシリンダブロック
に対して締め付けた時にシリンダボア孔間において金属
ガスケットに働く応力が不連続に変化し，面圧のバラン
スが確保できず，長時間使用するとビードの亀裂やヘタ
リが発生する。

【００１５】図１４及び図１５に示された金属ガスケッ
ト９０は，会合部９６とその近傍でのシール性を向上す
ることができるが，会合部９６，９６間のビード９７の
距離が長くなるので，長時間使用するとこの距離の全領
域にわたってビード９７のヘタリやビード９８の特性と
シリンダヘッド剛性とのバランスによるシール性等が必
ずしも良好に維持されない。

【００１６】更に，図１６及び図１７に示された金属ガ
スケット１００は，シリンダボア孔の周囲において部分
的にビード１０３の高さを変化させるという考えはある
が，シリンダボア孔間に位置するビードのみを，該ビー
ドの剛性を高めるためにビードの高さを変える考えは開
示していない。シリンダヘッドの温度変化等に正確に追
従することができず，ビードの特性改善の意味では本質
的な改善になっていない。溶接によりスペーサ１０４を
形成する場合に，溶接部に欠陥が生じやすいため，金属
ガスケットの耐久性に問題がある。更に，スペーサ１０
４を設ける位置及び厚さに正確を期す必要があるため，
製作上コストが非常に嵩むことになる。加工精度を出す
ことが非常に困難であるため，シール性能上最も重要な
シリンダボア孔間の面圧分布を適切にすることが難しい
という不具合がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，ビード板のシリンダボア
孔間に位置するビードの断面形状をシリンダボア孔間以
外のビードの断面形状を僅かに変更するだけで，シリン
ダヘッドのポート又は燃焼室間のような剛性の低い部位
が変形することによるシール性能の低下を補償し，また
金属板にグロメット部を形成することなくシリンダボア
孔間のシール性能を他の部位のビードと同様に確保し，
前記複合ビードに見られるようなビードのばね特性の急
激な変化を回避し，ビードにスペーサを付加してビード
高さを調節することなく，燃焼室のシール上最も燃焼ガ
スの漏洩の可能性があるため確実にシールする必要があ
るシリンダボア孔間の部分のシールを確保し，燃焼サイ
クルに基づく締付け荷重が変動する環境において長時間
使用してもビードにヘタリや亀裂が発生するのを回避
し，コストを低減でき，更に，シリンダボア孔間におい
てビードが会合するか否かにかかわらず，シリンダヘッ
ドをシリンダブロックに対して締め付けた状態でシリン
ダボア孔間に働く面圧自体を確保し，該面圧のバランス
を保ち，また，グロメット部を形成した場合にはグロメ
ット部の亀裂防止を図り，シール性に優れた金属ガスケ
ットを提供することである。

【００１８】この発明は，シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの対向面間に配置して該対向面間をシールする
ため並列したシリンダボア孔周縁に沿ってビードを形成
した弾性金属製ビード板を有する金属ガスケットにおい
て，前記ビード板に形成した前記ビードのばね特性が，
前記シリンダボア孔間に位置するばね剛性が高いビード
部からばね剛性が滑らかに減少するビード部を介して前
記シリンダボア孔間以外に位置するばね剛性が低いビー
ド部へと連続して変化しており，隣接する前記シリンダ
ボア孔間以外に位置する前記ビード部が前記シリンダボ
ア孔間に位置する１つの前記ビード部に滑らかな湾曲形
状で会合し，前記シリンダボア孔間以外に位置する前記
ビード部の幅が前記シリンダボア孔間に位置する前記ビ
ード部の幅よりも幅広に形成されていることを特徴とす
る金属ガスケットに関する。

【００１９】この金属ガスケットは，以上のように構成
されているので，シリンダヘッドをシリンダブロックに
締め付けた状態で，シリンダボア孔即ち燃焼室孔の周囲
は燃焼ガスのシール上最も重要な部位であるが，シリン
ダヘッドの剛性が低下する可能性の高い部位であるシリ
ンダボア孔間では，締付け力が該シリンダボア孔間にお
いて多く分配されてばね剛性が他の部分より高いビード
部によって強力にシールされ，特に，ビード部が滑らか
な湾曲形状で会合することで平坦部分が付加され，該平
坦部分の分だけビード部は屈曲し易くなる。即ち，シリ
ンダヘッドをシリンダブロックに締め付けた時に，ビー
ドが押し潰されるように変形するが，その抵抗の大きさ
即ち剛性は，ビード部の山形頂部が平坦であると低くな
る。従って，シリンダボア孔間でのビード部側からみる
と，その剛性はシリンダボア孔間以外のビード部のばね
特性よりも高くなる。

【００２０】この金属ガスケットは，隣接するシリンダ
ボア孔間以外のビード部を，その断面形状においてシリ
ンダボア孔間に位置するビード部よりも緩やかな曲がり
を有する湾曲部から構成し，ビード幅においてシリンダ
ボア孔間のビード部よりも幅広とした場合は，ビード高
さが同じであるから曲率半径が大きい程曲がり方は緩や
かとなり撓み易くなる。従って，シリンダボア孔間に位
置するビード部は，シリンダボア孔間以外に位置するビ
ード部よりも曲率半径は小さく，曲がり方が急であるか
ら，変形するのに大きな曲げ応力が必要となり，剛性は
シリンダボア孔間以外のビード部のばね特性よりも高く
なる。

【００２１】また，シリンダボア孔の周縁に沿って形成
されたビードは，隣接するシリンダボア孔間において，
シリンダボア孔周縁に沿うビード部が会合しているか否
かにかかわらず，シリンダボア孔間以外の部位に位置す
るビード部よりも剛性を高くすることができる。ビード
が会合していない場合は各ビード部が各シリンダボア孔
の周囲においてシール機能を果たす。ビード部がシリン
ダボア孔中心を結ぶ線の両側で会合し，両会合部間で一
つのビード部が形成されている場合は，かかる共通のビ
ード部が隣接するシリンダボア孔に対してシール機能を
果たす。ビード板に副板を積層した場合は，該副板のシ
リンダボア孔周縁をビード板側に折り返してグロメット
部を形成することができ，この場合，金属ガスケットに
はグロメット部の金属ガスケットの厚さ補償機能やビー
ドへの過重の軽減機能及びビードの押し潰れ変形に対す
るストッパ機能を合わせ持たすことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による金属ガスケットの実施例を説明する。図１乃至図
３はこの発明による金属ガスケットの一実施例を示す図
である。図１は金属ガスケットの比較的広範囲の部分を
示す平面図，図２は図１の隣接するシリンダボア孔の中
心を結ぶ線上の線Ａ−Ａについてのビードの断面を示す
断面図，及び図３はシリンダボア孔間以外の領域におけ
る半径方向の線Ｂ−Ｂについてのビードの断面を示す断
面図である。

【００２３】図１に示すように，金属ガスケット１０
は，多気筒エンジンにおけるシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの間の対向面間に配置されて燃焼室の周囲を
シールするために使用される。金属ガスケット１０は主
としてビード板１１から構成されている。例えば，上板
及び下板をビード板１１でそれぞれ構成し，上板と下板
との間に平らな中板である副板１２を介在させ，ビード
板１１のビード１３を中板に当接させた構造に構成す
る。ビード板１１の厚さは約０．２０ｍｍであり，ビー
ド板１１の材料はＳＵＳ３０１等の材料から成るステン
レス製ばね板等から製作されている。金属ガスケット１
０には，気筒即ちシリンダブロックに形成したシリンダ
ボアに対応する孔，即ちシリンダボア孔１４が形成され
ている。シリンダブロックとシリンダヘッドとを互いに
連結して締め付けるボルトを挿通するため，ボルト孔３
が複数個穿設されている。金属ガスケット１０には，冷
却水を通す水孔４やリベット止め孔５等が複数個穿設さ
れている。

【００２４】ビード板１１には，シリンダボア孔１４の
周囲においてビード１３が形成されている。ビード１３
の高さｈ（図２及び図３参照）は，例えば，約０．２ｍ
ｍである。副板１２は，材料として，例えば，ＳＵＳ３
０４のステンレス鋼板から製作されているシリンダボア
孔１４の輪郭は，シリンダボア孔１４間の領域で曲率を
小さく形成してある。シリンダボア孔１４間において両
側のビード１３は会合して会合部１６となっている。両
側（図では上下）会合部１６間は一つのビード部１３Ｙ
に連結しており，隣接するシリンダボア孔１４に対して
共通のビード部１３Ｙとなっている。

【００２５】ビード１３について，シリンダボア孔間の
領域Ｙに位置するビード部１３Ｙの剛性をシリンダボア
孔間以外の領域Ｚに位置するビード部１３Ｚの剛性と比
較して高めるための構成の一例が，図２及び図３に示さ
れている。即ち，シリンダボア孔１４間の領域Ｙでは，
図２に示すように，ビード１３の断面輪郭は金属ガスケ
ットの自由状態で断面が平坦部分のない滑らかな曲線で
構成されたビード部１３Ｙであり，ビード部１３Ｙの幅
Ｌａは２．１ｍｍとなっている。これに対して，シリン
ダボア孔１４間以外の領域Ｚでは，図３に示すように，
金属ガスケットが自由状態にあるときにビード１３の断
面輪郭は平坦な中央部１３ｃが山形形状の頂部に割り込
んで繋がっている形状となっている。平坦な中央部１３
ｃの両側の輪郭は，シリンダボア孔１４間の領域Ｙでの
ビード部１３Ｙの輪郭と同じである。領域Ｚにおけるビ
ード部１３Ｚの幅Ｌｂは２．６ｍｍであり，幅Ｌａより
も広くなっている。従って，領域Ｙのビード部１３Ｙの
剛性即ちシリンダヘッドをシリンダブロックに対して締
め付けたときの押し潰しに対する抵抗は，領域Ｚのビー
ド部１３Ｚの剛性よりも高くなる。一例として，シリン
ダボア孔径を９５ｍｍとしたとき，領域Ｙの長さは３０
ｍｍ，及び領域Ｘの長さは５ｍｍである。

【００２６】図４は，この発明による金属ガスケットの
別の実施例をシリンダボア孔間の部分において平面図と
して示した図である。金属ガスケット２０の基本的な構
成は図１４及び図１５で示した従来例のものとほとんど
同じであり，ビード板２１のビード線２３ａ，２７ａ及
びビード外形線２３ｂ，２７ｂについても定義は同じで
ある。この実施例でも，ビード板２１に形成したビード
２３は，会合部２６以遠の領域Ｚにおけるビード部２３
Ｚの幅は２．６ｍｍであり，１つに会合したビード２７
は，会合部２６間の領域Ｙのビード部２３Ｙの幅よりも
広くなっている。従って，ビード部２３Ｙの剛性は他の
ビード部２３Ｚのものに比較して高い。ビード領域Ｘの
ビード部２３Ｘは図２の場合と同様に，ビード２３の剛
性の変化する部分である。ビード部２３Ｙ，２３Ｚの断
面形状は，先の実施例と同様である。

【００２７】図５は，この発明による金属ガスケットの
別の実施例をシリンダボア孔間の部分において平面図と
して示した図である。図示された金属ガスケット３０は
ビード板３１から成る。シリンダボア孔３４の周囲に一
点鎖線で示された線は，ビード板３１に形成したビード
３３の頂部を辿るビード線３３ａであり，ビード線３３
ａの両側の点線３３ｂはビード外形線を表している。ビ
ード３７についても，中央の一点鎖線３７ａはビード線
を表し，その両側の点線はビード外形線３７ｂである。
ビード板３１において，隣接するシリンダボア孔３４の
周囲に形成したビード３３は，可能な限り互いに接近し
てきて会合部３６となっている。主として会合部３６間
のビード部３３Ｙは，シリンダボア孔間以外の部分のビ
ード部３３Ｚと比較して剛性が高い。即ち，図４の領域
Ｙのビード部３３Ｙは，領域Ｚのビード部３３Ｚに比較
して剛性が高く形成してある。領域Ｘのビード部３３Ｘ
は剛性が滑らかに変化する部分である。剛性を高く形成
する領域Ｙの両端は会合部３６，３６に限らず，若干領
域を拡大しても縮小してもよい。

【００２８】図６，図７及び図８は，この発明による金
属ガスケットの更に別の実施例を示す図である。図６は
金属ガスケット４０の隣接するシリンダボア孔４４間の
部分のみのビード板４１について図示した部分平面図，
図７は隣接するシリンダボア孔４４の境界部分を横断し
て両シリンダボア孔４４の中心を結ぶ線上の線Ｃ−Ｃに
おいて矢印の方向に見た金属ガスケット４０の部分断面
図，及び図８はシリンダボア孔４４の中心を通り，シリ
ンダボア孔４４間以外の部分を横断する線上の線Ｄ−Ｄ
において矢印の方向に見た金属ガスケット４０の部分断
面図である。

【００２９】図６〜８に示した金属ガスケット４０に
は，シリンダボア孔４４の周囲においてビード板４１に
ビード４３が形成されている。ビード４３は，一点鎖線
でビード線４３ａを表し，点線でビード外形線４３ｂを
表している。隣接するビード４３は線Ｃ−Ｃ上の一点で
ビード外形線４３ｂが一点でのみ接している。図５及び
図６の断面図で示すように，ビード４３の高さｈは，シ
リンダボア孔４４間においてもそれ以外の部分において
も０．２ｍｍで同じであるが，ビード外形線４３ｂで示
すように，シリンダボア孔４４間の領域Ｙにおけるビー
ド部４３Ｙの幅Ｌｃは２．１ｍｍであり，シリンダボア
孔４４間以外の領域Ｚのビード部４３Ｚの幅Ｌｄは２．
６ｍｍであり，幅Ｌｃは幅Ｌｄよりも狭く形成してあ
る。詳細には，領域Ｙにおけるビード部４３Ｙの断面形
状を定めている円弧の曲率半径が，領域Ｚにおけるビー
ド部Ｚの断面形状を定めている円弧の曲率半径より小さ
くされている。領域Ｙから領域Ｚへ移行する領域Ｘのビ
ード部Ｘでは，ビード幅が滑らかに変化していてビード
部Ｘの剛性を漸次変化させている。このため，領域Ｙに
位置するビード部４３Ｙの剛性は高く，領域Ｚに位置す
るビード部４３Ｚの剛性は低くなっている。

【００３０】以上，図に基づいて説明した金属ガスケッ
トの実施例において，ビード板以外に中板等の副板を積
層したものは，副板自体はその板厚を任意に設定できる
ので，シムとしての機能即ち，シリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間の隙間に金属ガスケットを適合させる
機能をも果たし，両者の対向面間をシールする機能を向
上する。また，エンジンの運転に伴ってシリンダヘッド
とシリンダブロックとの間には振動，爆発に伴う引張り
力が発生するが，副板は，特に横方向の振動がビード板
だけに作用することがなく，その分ビード板がシリンダ
ヘッドやシリンダブロックとの擦りによる損傷が回避さ
れる。更に，縦方向即ちビード板の面に垂直な方向の振
動又は衝撃もシリンダヘッドあるいはシリンダブロック
からビード板の両面を直接に叩くことがないので，副板
はビード板に対して一種の緩衝作用がある。

【００３１】場合によっては，副板のシリンダボア孔側
端縁にグロメット部を形成することもできるが，その場
合，グロメット部は，ビード板を抱持しないように折り
返す。グロメット部は，その折返し幅を任意に設定する
ことができ，ビードとの面圧配分を調節することができ
る。この場合は，ビード板を抱持するように折り返され
た場合と比較して，グロメット部はビード板のビードの
上記変形を拘束するストッパーとはならず，ビードの上
記の変形を許容し，グロメット部は締め付け時にビード
の変形からの影響を受けない。更に，副板のグロメット
部を形成するに際して，シムとしての軟質部材を挟んで
折り返すことができる。シムはシリンダボア孔のところ
で互いに連続した１つのものとしてもよいし，各シリン
ダボア孔の周囲についてそれぞれ独立して設けてもよ
い。軟質部材により，前記グロメット部での厚みが増加
するので，金属ガスケットにおける面圧分布を適性に補
正したり，バランスを細かく調節することができる。シ
ムによってシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に
生じる振動の吸収作用も期待できる。シムは，軟質金属
板以外にも，断熱性グラファイトシート，アラミド系ヒ
ータシート，樹脂又はゴム等の軟質材料と同じ程度の性
質をもつものでもよい。

【００３２】また，金属ガスケットにおいて，ビード板
や他に積層する金属板の表面に対して，耐熱性及び耐油
性のゴム，樹脂等の材料で，例えば，１０μ〜５０μ，
好ましくは２５μの厚さにコーティングを施してもよ
い。コーティングはビード基板の両面に行ってもよく，
場合によっては，シリンダヘッドとシリンダブロックの
当接面側だけに施してもよい。このような表面処理を施
すことによって，シリンダヘッド及びシリンダブロック
に対して金属対金属の直接接触状態を避けて，ガスケッ
トとしての耐腐食性，耐久性等を向上でき，強度を確保
して充分なシール機能を果たすことができる。

【００３３】この発明の各実施例は，多気筒内燃機関に
ついて示したけれども，この発明はこの形式の内燃機関
に限ることはなく，例えば，四気筒エンジンに限らず，
六気筒エンジン，Ｖ型六気筒エンジン等に適用すること
もできるものである。

【００３４】

【発明の効果】この発明による金属ガスケットは，以上
のように構成されているので，シリンダヘッドをシリン
ダブロックに締め付けたときに，燃焼室孔の周囲におい
て燃焼ガスのシール上最も重要な部位であるが，シリン
ダヘッドの剛性が低下する可能性の高い部位であるシリ
ンダボア孔間では，締付け力が該シリンダボア孔間にお
いて多く分配されてばね剛性が他の部分より高いビード
によって強くシールされる。このように，ビード板のシ
リンダボア孔間に位置するビードの剛性をシリンダボア
孔間以外のビードの剛性と連続的に変更するだけで，シ
リンダヘッドの燃焼室間のような剛性の低い部位が変形
することによるシール性能の低下が補償される。また，
この金属ガスケットは，グロメット部に依存することな
く，シリンダボア孔間のシール性能が他の部位のビード
と同様に確保される。複合ビードに見られるようなビー
ドのばね特性の急激な変化を回避し，ビードにスペーサ
を付加してビード高さを調節することなく，燃焼室のシ
ール上最も燃焼ガスの漏洩の可能性があるため確実にシ
ールする必要があるシリンダボア孔間の部分のシールを
確保し，燃焼サイクルに基づく締付け荷重が変動する環
境において長時間使用してもビードにヘタリや亀裂が発
生するのを回避することができる。

【００３５】この金属ガスケットは，隣接するシリンダ
ボア孔間以外に位置するビード部を，その断面山形形状
においてシリンダボア孔間に位置するビード部の断面山
形形状の中央頂部に平坦な中央部を割り込み繋げた形状
とし，ビード幅においてシリンダボア孔間に位置するビ
ード部よりも幅広としたことにより，平坦部分が付加さ
れた分だけビード部は屈曲し易くなる。従って，シリン
ダボア孔間でのビード部側からみると，その剛性はシリ
ンダボア孔間以外のビード部のばね特性よりも高くな
る。更に，隣接するシリンダボア孔間以外のビード部
を，その断面形状においてシリンダボア孔間に位置する
ビード部よりも緩やかな曲がりを有する湾曲部から構成
し，ビード幅において前記シリンダボア孔間のビード部
よりも幅広とした場合は，ビード高さが同じであるから
曲率半径が大きい程曲がり方は緩やかとなり撓み易くな
る。従って，シリンダボア孔間に位置するビード部は，
シリンダボア孔間以外に位置するビード部よりも曲がり
に対する抵抗が強い，即ち剛性が高くなる。いずれの場
合も，ビードの剛性変更は，ビードの形成時にその断面
形状を簡単な幾何学的変更で行うことができ，安価に製
作できる。

【００３６】更に，ビード板の隣接するシリンダボア孔
間において，シリンダボア孔周縁に沿うビードが会合し
ているか否かに制限されず適用することができ，汎用性
が高いものである。また，この金属ガスケットは，ビー
ド板のみならず，該ビード板に積層した副板を有するも
のにも適用でき，シリンダボア孔間において金属ガスケ
ットに働く面圧自体を確保し，該面圧のバランスを保つ
ことができる。場合によっては，副板にグロメット部を
形成したときにはグロメット部の機能をそのまま果たし
ながら，シール性に優れた金属ガスケットを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属ガスケットの一実施例を示
す平面図である。

【図２】図１に示した金属ガスケットの隣接するシリン
ダボア孔の中心を結ぶ線上の線Ａ−Ａについての部分断
面図である。

【図３】図１に示した金属ガスケットのシリンダボア孔
間以外の領域における線Ｂ−Ｂについての部分断面図で
ある。

【図４】この発明による金属ガスケットの別の実施例の
シリンダボア孔間の部分を示す一部平面図である。

【図５】この発明による金属ガスケットの更に別の実施
例のシリンダボア孔間の部分を示す一部平面図である。

【図６】この発明による金属ガスケットの他の実施例の
シリンダボア孔間の部分を示す一部平面図である。

【図７】図６に示した金属ガスケットの実施例の隣接す
るシリンダボア孔の中心を結ぶ線上の線Ｃ−Ｃについて
の部分断面図である。

【図８】図６に示した金属ガスケットの実施例のシリン
ダボア孔間以外の領域における線Ｄ−Ｄについての部分
断面図である。

【図９】従来の金属ガスケットの一例を示す一部平面図
である。

【図１０】図９に示した金属ガスケットの線Ｅ−Ｅにつ
いての断面図である。

【図１１】従来の金属ガスケットの別の例を示す一部平
面図である。

【図１２】従来の金属ガスケットの更に別の例を示す一
部平面図である。

【図１３】従来の金属ガスケットの他の例を示す一部平
面図である。

【図１４】従来の金属ガスケットの更に他の例を示す一
部平面図である。

【図１５】図１４に示した金属ガスケットの一部を拡大
して示す図である。

【図１６】従来の金属ガスケットの別の例を示す一部断
面図である。

【図１７】図１６と同様の従来の金属ガスケットの例を
示す一部断面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ 金属ガスケット １１，２１，３１，４１ ビード板 １３，２３，３３，４３ ビード １４，２４，４４ シリンダボア孔 １６，２６，３６，４６ 会合部 １７，２７，３７ 会合部間のビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−224772（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−182563（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−191853（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16J 15/08 F02F 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドとシリンダブロックとの
   対向面間に配置して該対向面間をシールするため並列し
   たシリンダボア孔周縁に沿ってビードを形成した弾性金
   属製ビード板を有する金属ガスケットにおいて，前記ビ
   ード板に形成した前記ビードのばね特性が，前記シリン
   ダボア孔間に位置するばね剛性が高いビード部からばね
   剛性が滑らかに減少するビード部を介して前記シリンダ
   ボア孔間以外に位置するばね剛性が低いビード部へと連
   続して変化しており，隣接する前記シリンダボア孔間以
   外に位置する前記ビード部が前記シリンダボア孔間に位
   置する１つの前記ビード部に滑らかな湾曲形状で会合
   し，前記シリンダボア孔間以外に位置する前記ビード部
   の幅が前記シリンダボア孔間に位置する前記ビード部の
   幅よりも幅広に形成されていることを特徴とする金属ガ
   スケット。