JP2949424B2 - 金属板ガスケットのシール構造 - Google Patents

金属板ガスケットのシール構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として内燃機関
のシリンダヘッドガスケット、排気マニホルドガスケッ
ト、吸気マニホルドガスケット等の2つの部材の間に介
在される金属板ガスケットのシール構造に関し、特に金
属単板ガスケット、あるいは金属二重板ガスケットに適
したシール構造を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】シリンダボデイとシリンダヘッドの間や
吸気孔と吸気マニホールドとの間、あるいは排気孔と排
気マニホールドとの間等のように、内燃機関の部材間の
接合部にガスケット、特に金属板ガスケットが使用され
ている。この金属板ガスケットは通常は複数枚の薄い金
属板を積層した金属板積層形ガスケットであるが、1枚
の金属板を使用した単板ガスケットも使用されている。
この金属板ガスケットは、それ自体ではシール性が十分
でないことからシール面に、被シール部分を囲んでビー
ドを形成したり、オイル孔や冷却水孔あるいは燃焼室孔
の回りにビードのグロメットを併用してシール性を強化
する方法が採用されている。
【0003】
【発明の解決すべき課題】金属積層形ガスケットの場
合、ビード板と中間板や表面板を重ねて内燃機関の被シ
ール面を持つ二つの部材の表面の凹凸の程度や場所に合
わせてシール性を与える方法が採用され、これらの部材
を組合わせた構造は多数提供されている。また、小面積
の被シール部分には単板ガスケットが使用されている
が、この場合も同様にシールすべき場所にビードやグロ
メットを設ける方法が行なわれている。
【0004】これらの金属板ガスケットに形成されてい
るグロメットは、断面が半円弧ないしは山形に形成され
ており、このビード板と表面板、あるいはビード板と内
燃機関の部材の表面との間のシールはビードの頂面と相
手の平面との接触であり、このビードが押圧されて変形
した状態でもその頂面と平面とは線接触しかならないの
である。この線接触の幅は、金属板ガスケットの材料や
シール面の硬度、そしてこのビードに加えられる押圧力
の違いによって接触する線の幅が若干変化するが、いず
れにしても従来の金属板ガスケットのシール手段は線接
触の範囲の域を出ない小範囲のものである。
【0005】また、二つの部材の間に介在された金属板
ガスケットが線接触状態で押圧されると高い応力が局部
的に発生して前記部材に損傷を与えると共に、二つの部
材が熱膨張や応力によって相対的な位置を変えると応力
が変化してシール性が低下するという問題がある。実際
問題として金属板積層形ガスケットの場合の金属板の厚
みは0.2〜0.4mmのものが使用され、これに形成
されるビードの高さは0.15〜0.5mm、幅は0.
3〜2.0mmの極く繊細な構造のものであり、これが
線接触した場合の接触幅は0.2〜0.5mmの極く小
範囲に限定される。従って、内燃機関の部材が変形した
り、加圧・加熱・冷却の繰返し応力を受けて接触幅が次
第に変化し、それに伴なってシール性も劣化することに
なる。
【0006】金属薄板を1枚使用した単板ガスケットの
場合は、金属板積層形ガスケットに比較してやゝ厚い金
属板を使用していることからビードの強度もそれに応じ
て強く、シール性も強化されている。しかし、このガス
ケットの場合もシール面の接触は線接触ないしはこれに
近いものであり、接触状態が変化すると簡単にシール性
が劣化するという問題がある。
【0007】本発明は、前記従来の金属板を使用したガ
スケットのシール状態が幅の狭い、線接触状態であるこ
との問題を解決することを目的とするものであって、そ
の目的とするところはガスケットの接触部分を複数の面
が同時に当たる面接触ないしはこれに近い状態、即ち点
接触より広く、しかも細い面接触としてシール性を強化
した金属板ガスケットを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る金属板ガスケットのシール構造は次のよ
うに構成されている。 A)二つの部材の被シール面の流体孔の周囲の端部を
れぞれ面取りして略V形に拡開した第1の接触面を形成
した被シール面をシールする金属板ガスケットであっ
て、1枚の金属薄板ガスケットの流体孔の周囲の端部を
折曲げてその端部を二枚重ねに形成し、前記第1の接触
面に係合できる大きさの断面が筒状で弾力のあるシール
部を形成し、前記二つの部材の間で前記金属薄板ガスケ
ットが押圧された際に、前記シール部が前記第1の接触
面に係合して2面で押圧されるように構成されている。 B)二つの部材の被シール面の流体孔の周囲の端部をそ
れぞれ面取りして略V形に拡開した第1の接触面を形成
した被シール面をシールする金属板ガスケットであっ
て、上板と下板からなる金属薄板に開口された流体孔の
周囲を連結し、この流体孔の周囲の端部を折曲げて断面
が筒状で弾力のあるシール部を形成し、更にこのシール
部の外径部分に同一方向に曲げられたビードを重なるよ
うに形成し、前記二つの部材の間で前記2枚が一対の金
属薄板が押圧された際に、前記筒状のシール部が前記略
V形の第1の接触面に係合して押圧され、更に重ねられ
たビードが二つの部材間に押圧されて位置決めされ、前
記シール部と第1の接触面との係合を確実に行うように
構成されている。
【0009】B)二つの部材の被シール面の一方に略V
形に拡開した溝からなる第2の接触面を形成するととも
に、金属薄板ガスケットの端部に前記第2の接触面に係
合できる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を
形成し、このシール部を前記第2の接触面に係合押圧す
るように構成されている。 C)二つの部材の被シール面の双方に略V形に拡開した
溝からなる第3の接触面を形成するとともに、金属薄板
ガスケットの端部に前記第3の接触面に係合できる大き
さで、断面が筒状で弾力のあるシール部を形成し、この
シール部を前記V形の第3の接触面に係合押圧するよう
に構成されている。
【0010】D)二つの部材の被シール面の端部をそれ
ぞれ面取りして略V形に拡開した溝からなる第1の接触
面を形成するとともに、上板と下板からなる二重構造の
金属薄板の端部の折曲げ部に前記第1の接触面に係合で
きる大きさで、断面が筒状で弾力のあるシール部を形成
し、このシール部を前記第1の接触面に係合押圧するよ
うに構成されている。
【0011】前記のように金属薄板ガスケットの流体孔
の周囲の端部(角部)を囲むように断面が筒状で弾力の
あるシール部を形成し、このシール部を二つの被シール
面の流体孔の周囲の端部を面取りしてV形に拡開した二
面に当接して押圧されるように構成しているので、この
断面が円筒状のシール部は、あたかもVブロックの二面
に支持された状態となり、二面に面接触してそのシール
部の位置を自動的に保持しながら押付けられることによ
って良好なシール性を発揮することができる。また、前
記のように断面が円筒状のシール部と、その外径側に位
置する二重構造のビードとを組合わせた二枚重ねの金属
薄板ガスケットにおいては、このビードによってシール
効果を発揮しながらガスケットの位置決めを行ないなが
ら、前記断面が円筒状のシール部によるシール効果を発
揮することができるのである。
【0012】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図1は内燃機関1のシリンダブロッ
クに形成した排気孔2部分の分解図であって、排気孔2
の周囲に形成した排気部座3に金属ガスケット4を介在
させて排気管5のフランジ6を当てがい、図示しないボ
ルトをボルト孔7を挿通し、排気部座3に形成したネジ
部7aに螺合して締付けるように構成している。
【0013】前記のように構成されたシール部Sに金属
板ガスケット4を介在させる必要があるが、この金属板
ガスケット4は単板ガスケットないしはこれに近い枚数
の少ないものが使用されている。図2は第1の実施の形
態に係るシール構造を示す要部拡大断面図であって、例
えばシリンダブロック等の内燃機関の部材10と、排気
マニホルドのような部材11との間の被シール面をシー
ルする構造を示している。対面する二つの部材10と1
1の端部は面取りされて第1の接触面12aと12bが
形成されており、この接触面12aと12bとの間に6
0°〜120°程度の角度が形成されている。そして金
属単板ガスケット13の端部に断面が円筒状のシール部
14が形成されている。
【0014】そして二つの部材10と11との間をボル
ト締めすることによって両部材10、11の間で、前記
第1の接触面12aと12bの接触部a,bが前記シー
ル部14を両面から当接して押圧することになる。第1
の接触面12aと12bとのなす角度は60°〜120
°の範囲に形成されており、これに円筒状のシール部1
4が図3(A)に示す状態から図(B)ののように接触
部a,bに当接して押圧されることになる。
【0015】この図3(B)の状態を観察すると、あた
かもVブロックに丸棒を二面で安定した状態で支持した
ような状態を呈している。そしてこのシール部14が接
触部a,bと接触した部分は変形して一部のシール面1
4a,14bが平坦化し、線接触から面接触へと変化す
るとともに、円筒状のシール部14に弾力を残した状態
で両部材10,11の締付けが完了して良好なシール性
を発揮する。なお、前記図3(B)の状態を形成するた
めには部材10、11に面取りして形成した接触部a、
bの位置に円筒状のシール部14が挟持され、押圧され
て前記シール部14の一部が変形して涙滴形となる寸法
にしなければならない。
【0016】図4は第1の実施の形態の金属板ガスケッ
トのシール構造の変形を示すものであり、シール部14
Cは断面が縦長の楕円形に形成されでおり、部材10、
11の接触部a、bにシール面14 a、14bが押圧
されると楕円形の一部が変形して接触部a、bに面接触
するように寸法関係を設計する必要がある。
【0017】
【0018】図5は二枚の金属薄板を重ねて構成した
属板ガスケット16を示すもので、金属薄板16a、1
6bに開口された流体孔の周囲の端部同志を連結したも
ので、この連結した端部を断面が円筒状に曲げてシール
部14を形成すると共に中間部(シール部14の外径
部分)に同方向に向けて突出するビード17a、17b
を二重に形成している。このビード17a、17bは金
属板ガスケット16の位置ズレを防止するための位置固
定用であり、金属薄板16a、16bの流体孔の周囲で
連結された端部に形成した円筒状のシール部14を、
つの部材10と11の端部をそれぞれ面取りして形成し
て図2の場合と同様な第1の接触面12a、12bに接
触するように配置したものである。両部材10、11を
締付けていくとビード17a、17bが押圧されて位置
決めされ、そしてV形に対面する前記接触面12a、1
2bによってシール部14を上下両面より押圧し、この
接触面12a、12bと接触するシール部14とが面接
触となって良好なシールを行うことができる。
【0019】本発明に係る金属板ガスケットのシール構
は、前記実施の形態において詳述したように、二つの
部材の流体孔の周囲の端部に面取りして形成した断面V
形の接触面を2枚の被シール部材側に形成しておく。そ
して金属板ガスケットの流体孔の周囲の端部に略円筒状
のシール部を形成し、このシール部を前記二つの接触面
に当接させるように構成しておき、二つの被シール部材
を締付けた際に前記接触面で前記シール部を受けてシー
ルするものである。
【0020】従って、略円筒状のシール部は、二つの被
シール部材の間で金属板ガスケットが押圧されると、こ
の二つの部材の流体孔の周囲に形成されたV形の接触面
に押圧されることになるので、この円筒状のシール部は
変形しながら前記接触面に対して面接触となり、押圧力
に比較して大きなシール効果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、二つの被シール部材の双方
流体孔の周囲に面取りして対面する断面V形の接触面を
形成し、この接触面に対して金属板ガスケットの流体孔
の周囲に形成した断面が略円筒状のシール部を当接させ
て二つの被シール部材の締付けとともに押圧するので、
二つの被シール部材の間で前記シール部は断面変形を
けて、前記V形の二つの接触面に対して面接触すること
になる。
【0022】また、僅かな幅であるが面接触すると、被
シール部材と金属板ガスケットとの間にズレがあって
も、確実にシール性を保持することができる。また、断
面が半円弧状のビードが接触面に接触して押圧される通
常のシール構造に比較して、発生する応力が滑らかで局
部的に強くなることを防止できるとともに、比較的締付
け力が小さくても、安定したシール性を発揮することが
できる。更に、上板と下板からなる金属薄板の流体孔の
周囲を連結して断面が略円筒状のシール部を形成し、更
にこのシール部の外径部分に二枚重ねのビードを形成し
たものは、このビードがガスケットの位置決めを行ない
ながら、前記シール部をV形の接触面に押圧するので、
安定して良好なシールを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属板ガスケットを使用した内燃機関の部材の
分解斜視図である。
【図2】シール構造の断面図である。
【図3】(A)は押圧する前のシール構造の断面図、
(B)は押圧した後のシール構造の断面図をそれぞれ示
している。
【図4】変形円状のシール部を持つシール構造の断面図
である。
【図5】二重板金属ガスケットに形成したシール部を使
用したシール構造の断面図である
【符号の説明】
1 内燃機関 2 排気孔 3 排気座部 4
金属ガスケット 5 排気管 6 フランジ 7 ボルト孔 7a
ネジ部 10,11 内燃機関の部材 12a,12b 第1
の接触面 12c 接触面 13 金属単板ガスケット 14
シール部 14a シール面 a〜h シール面 14C シ
ール部 16 金属板ガスケット

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つの部材の被シール面の流体孔の周囲
    の端部をそれぞれ面取りして略V形に拡開した第1の接
    触面を形成した被シール面をシールする金属板ガスケッ
    トであって、1枚の 金属薄板ガスケットの流体孔の周囲の端部を折曲
    げてその端部を二枚重ねに形成し、前記第1の接触面に
    係合できる大きさの断面が筒状で弾力のあるシール部を
    形成し、前記二つの部材の間で前記金属薄板ガスケット
    が押圧された際に、前記シール部が前記第1の接触面に
    係合して2面で押圧されるように構成した金属板ガスケ
    ットのシール構造。
  2. 【請求項2】 二つの部材の被シール面の流体孔の周囲
    の端部をそれぞれ面取りして略V形に拡開した第1の接
    触面を形成した被シール面をシールする金属板ガスケッ
    トであって、上板と下板からなる金属薄板に開口された流体孔の周囲
    を連結し、この流体孔の周囲の端部を折曲げて断面が筒
    状で弾力のあるシール部を形成し、更にこのシール部の
    外径部分に同一方向に曲げられたビードを重なるように
    形成し、前記二つの部材の間で前記2枚が一対の金属薄
    板が押圧された際に、前記筒状のシール部が前記略V形
    の第1の接触面に係合して押圧され、更に重ねられたビ
    ードが二つの部材間に押圧されて位置決めされ、前記シ
    ール部と第1の接触面との係合を確実に行うように構成
    した 金属板ガスケットのシール構造。
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