JP3131534B2 - 積層形金属ガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのシリンダヘッ
ドガスケット等として用いる積層形金属ガスケットに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばエンジンのシリンダヘッド
ガスケットの燃焼室用孔或は冷却水通路用孔、オイル通
路用孔等の液体通路用孔等のシールされるべき孔部の周
りに図８に示すようなシール構造を有する積層形金属ガ
スケットが用いられている。すなわちシールされるべき
孔部１００の周縁に折返し部１０４を有する金属よりな
る中間板１０３の両側に、上記折返し部１０４の外側の
位置で上記孔部１００を囲繞する凸状ビード１０５、１
０６を有し弾性金属板からなる表面板１０１、１０２を
積層した積層形金属ガスケットである。

【０００３】上記表面板１０１、１０２の凸状ビード１
０５及び１０６は互いに高さ及び幅が等しい同一形状に
形成されており、ビードの凸部頂点が中間板１０３に当
接するように互いに対向的に設けられている。表面板の
少なくとも外表面側に（図においては両面に）、ガスケ
ットが挟着される接合面の粗さ等を補償するためのゴム
或は合成樹脂よりなるシール材層１０７が設けられてい
る。

【０００４】上記のシール構造においては中間板１０３
の折返し部１０４によってシールされるべき孔部の周縁
に厚さが厚い部分が形成されているので、この厚さが厚
い部分が、接合面の歪みによってシールされるべき孔部
の周りに生じる間隙を補償する等、孔部周縁をシール
し、更にその外側において孔部を囲繞するビード１０
５、１０６が接合面間に締付けられたときにシール線を
形成し、シールされるべき孔部１００を二重にシールす
る。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】上記した積層形金属
ガスケットは例えばエンジンのシリンダヘッド及びシリ
ンダブロック等の接合面の間に挟着されて接合面のシー
ルされるべき孔例えば燃焼室孔、冷却水通路、オイル通
路等をシールするのであるが、ガスケットが挟着される
二つの接合面には、それぞれ、ボルト締付による歪み、
熱応力による歪み或は燃焼圧による歪み等の歪みを生
じ、しかもこれらの歪みの大きさは二つの接合面の材質
及び構造の相違等により二つの接合面で同じではなく、
二つの接合面において歪みの大きさにかなりの相違を生
じる事が少なくない。

【０００６】このように歪みの大きさがかなり相違する
二つの接合面間に上記のシール構造を有する積層形金属
板ガスケットを装着したとき、歪みが大きい接合面側に
おいて洩れが生じ易いという問題がある。これは、本願
発明者等の検討によれば、孔部の周りに形成されている
前記の二重のシール構造のうち、外側シールを形成する
凸状ビードの復元量が歪みが大きい接合面側において不
足し必要なシール面圧が得られないことによるものと考
えられる。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、本発明は、歪みが大きい接合面側においてビードの
復元量を増大させ、歪みが大きい接合面側からの洩れを
防止することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、金属板からなりシールされるべき孔部の周縁に折
返し部を備えた中間板の両面に、前記折返し部よりも外
側の位置において前記孔部を囲繞するビードを有する弾
性金属板からなる表面板を積層した積層形金属ガスケッ
トにおいて、該ガスケットを挟着する二つの接合面の中
で歪みがより大きい接合面側の表面板の前記ビードが、
圧縮されたときの復元量が大きくなるように、他方の表
面板の前記ビードの高さよりも充分に高く形成され、中
間板の前記折返し部を高さが高いビードを有する表面板
の側に折返したことを特徴とするものである。

【０００９】

【実施例及び作用】本発明の詳細を実施例の図面に基づ
き以下に説明する。図２は本発明の積層形金属ガスケッ
トによるシリンダヘッドガスケットの第一実施例を示す
平面図であり、図１は図２のＡ−Ａ線による断面図であ
る。図３は第一実施例のガスケットをシリンダヘッドと
シリンダブロックとの接合面間に締付け挟着した状態を
示す断面図である。図４は第二実施例を示す断面図で、
図２のＡ−Ａ線による断面図に相当する断面図であり、
図５は第三実施例を示す断面図で、図２のＢ−Ｂ線によ
る断面図に相当する断面図である。各図において同一符
号は同一部分を示している。

【００１０】図１乃至図３において、１は本発明の積層
形金属ガスケットによるシリンダヘッドガスケットであ
り、該ガスケット１はシールされるべき孔部として燃焼
室用孔２と、冷却水通路用孔、オイル通路用孔等の液体
通路孔３とを備え、また締付ボルトを挿通するボルト孔
４を備えている。図２においては図面を簡単にするため
に液体通路孔３は２個だけを示し、他は図示を省略して
いる。

【００１１】ガスケット１は、図１に示す通り、燃焼室
用孔２の周縁に折返し部８を有する中間板７と、該中間
板の両側に積層された表面板５及び６とより成り、表面
板５及び６にはそれぞれ中間板７の折返し部８よりも外
側の位置において燃焼室用孔２を囲繞する凸状ビード９
もしくは１０が設けられ、表面板５及び６はそのビード
９及び１０の凸状頂部が中間板に当接し、互いに対向す
るように配設されている。１１は表面板５及び６の少な
くとも外表面に（図１においては表面板の両面に）設け
た耐熱性かつ柔軟性のゴム、合成樹脂よりなるシール材
層で接合面や中間板等の表面粗さや微少傷等を補償する
いわゆるミクロシールの機能を果たすものである。

【００１２】図１のガスケットは、図３に基づき後に説
明する通り、図の上方側がシリンダヘッドの接合面に当
接し、図の下方側がシリンダブロックの接合面に当接す
るように接合面間に挟着される。図１に示すガスケット
においてはシリンダヘッド側の接合面に、より大きい歪
みが発生するものとしてガスケットが構成されており、
歪みが大きいシリンダヘッドの接合面に当接する表面板
５に設けた凸状ビード９の高さはシリンダブロックの接
合面に当接する表面板６に設けた凸状ビード１０の高さ
よりも充分に高く形成されている。そして、中間板７の
折返し部８は中間板の燃焼室用孔２の周縁部を高さが高
いビード９を有する表面板５の側にすなわちシリンダヘ
ッド側に折返して形成されている。

【００１３】図３はエンジンのシリンダヘッド２１の接
合面２３とシリンダブロック２２の接合面２４との間に
図１のガスケット１（ただし、簡単化のためシール材層
１１の図示を省略）を装着し、ボルト２５を締結してガ
スケット１を接合面２３及び２４間に挟着し締付けた状
態を示している。シリンダヘッド２１の接合面２３は、
ボルトの締結力により、ボルト締結前の点線の状態（シ
リンダブロックの接合面２４とほぼ平行）から実線の状
態に歪み、燃焼室２０の周縁においてシリンダヘッド２
１とシリンダブロック２２との間の間隙Ｇが増大してい
る。

【００１４】図３においては、シリンダヘッドの接合面
２３がシリンダブロックの接合面２４よりも歪みが大で
あるが、必ずしも常にそうであるとは限らず、シリンダ
ブロックの形状によっては、シリンダブロック側の接合
面２４に、より大きな歪みが発生することもある。然
し、多くの場合においては、ボルト締付により、またこ
れに熱応力、燃焼圧が加わってシリンダヘッドの接合面
の変形が助長され、シリンダヘッドの接合面２３に、よ
り大きい歪みが生じる。従って上記の第一実施例並びに
後記の各実施例とも、図の上方側のシリンダヘッド側の
接合面においてより大きい歪みが生じるものとして構成
されたガスケットを図示し、説明している。

【００１５】シリンダヘッドとブロックとの接合面２３
及び２４間に挟着された本発明によるガスケット１にお
いては、図３に示す通り、折返し部８の存在により他の
部分よりも厚さが厚い燃焼室用孔周縁の部分が歪みによ
り増大した間隙Ｇを補償して燃焼室２０のガスをシール
し、また、表面板５及び６のビード９及び１０は圧縮さ
れて接合面上に面圧の高いシール線を形成し、二重にシ
ールが形成される。歪みが大きいシリンダヘッドの接合
面２３に当接する表面板５の凸状ビード９のビード高さ
は、圧縮されたときの復元量が大きくなるように、シリ
ンダブロックの接合面２４に当接する表面板６の凸状ビ
ード１０のビード高さよりも充分に高く形成されてお
り、ビード９の復元量が大きいので、ビード９が接合面
２３の大きい歪み、変形に対してよく追従でき、必要な
シール面圧を確保できる。従って洩れを生じない。

【００１６】また、中間板７の折返し部８が、中間板７
の燃焼室用孔周縁部をシリンダヘッド側に折返して形成
されているので、該折返し部８が凸状ビード９の全圧縮
を防止し、燃焼室内圧による拡縮を軽減するように作用
し、凸状ビード１０に較べて高さが高く、へたりや割れ
を生じ易い凸状ビード９を保護することができる。

【００１７】図４に示す第二実施例のガスケットにおい
ては、折返し部８を有する中間板７の下方側すなわちシ
リンダブロック側に第二中間板１２を備えており、シリ
ンダブロックの接合面に当接する表面板６の凸状ビード
１０の凸状頂部は第二中間板１２の下面に当接する。こ
の点以外は、表面板５の凸状ビード９の高さが表面板６
の凸状ビード高さよりも充分に高く、かつその凸状頂部
が折返し部８を有する中間板７に当接する点をも含め第
一実施例の場合と同様である。

【００１８】この第二実施例の構造は、本発明による積
層形金属板ガスケットの製造を、凸状ビード９（高さｈ
１）と凸状ビード１０（高さｈ２）とが、同じビード高
さをもつ（ｈ１＝ｈ２）ように表面板５及び６を形成し
て、積層形金属ガスケットにアセンブルしたのちに、図
６（ただしシール材層１１は図示省略）に示すように、
これを例えば平板状の型Ｔの間で圧縮力Ｐを加えて予圧
縮することにより予圧縮後の凸状ビード９の高さｈ１´
と凸状ビード１０の高さｈ２´を異ならしめるという方
法により行う場合に有利な構造である。

【００１９】すなわち、第二中間板１２が存在しない場
合には、上記のような製造方法によると、図７に示す通
り、中間板７の折返し部８の外側に屈曲部１３を生じ易
く、ビード９の高さｈ１´とビード１０の高さｈ２´と
の差が小さくなり、また上記の屈曲の度合が不規則にば
らつき易く、ｈ１´−ｈ２´の値のばらつきが大きい。
第二中間板１２が存在する場合、殊にその厚さが或る程
度厚い場合には、上記の屈曲に対する抵抗が大きくな
り、所望の高さｈ１´、ｈ２´を得ることができる。従
って第二中間板の厚さは中間板７の厚さよりも厚くし、
例えば、０．３乃至０．５ｍｍといった比較的厚い厚さ
に選ぶことが望ましい。

【００２０】図５に示す第三実施例のガスケットにおけ
る燃焼室用孔２周りのシール構造は、中間板７の折返し
部８が折返されている側の表面上に折返し部に重ならな
いように積層された厚さが中間板７の厚さより薄い平坦
な金属板からなる調整板１４を備えている。該調整板１
４の周縁１５は前記折返し部８より外側（孔２から遠い
側）に、かつ凸状ビードより内側（孔２に近い側）に位
置している。中間板７の厚さと調整板１４の厚さとを適
宜に選択することにより燃焼室用孔２の周縁の折返し部
８を含む部分の厚さと、その他の部分の厚さとの差を微
調整することができる。この点を除けば、第三実施例の
燃焼室用孔２周りのシール構造は前記の第一実施例のシ
ール構造と同様である。

【００２１】図５は図２のＢ−Ｂ線による断面図に相当
する断面図を示しているので、図５には液体通路用孔３
の周りに設けられた同様なシール構造も示されている。
この液体通路用孔３周りのシール構造の構成は上記した
燃焼室用孔２周りのシール構造の構成と全く同様である
から、その詳細説明は省略する。同一もしくは対応する
部分には同一符号を付している。

【００２２】ただ、液体通路用孔３の周りは、燃焼室用
孔２周りほど大きなシール面圧を必要としないので、必
ずしも上記したようなシール構造とする必要はない。例
えば、表面板５及び６の凸状ビード９及び１０の代わり
に図９の符号１６及び１７に示すような段差ビードを設
け、表面板５の段差ビードの高さを表面板６の段差ビー
ドの高さよりも高くするようにしてもよい。或は本発明
の範囲外になるが図９に示す通りのシール構造とし、中
間板７は折返し部を備えず、表面板５及び６に液体通路
孔３を囲繞する段差ビード１６及び１７を設け、歪みが
大きいシリンダヘッド側の表面板５の段差ビード１６の
高さを他の表面板６の段差ビード１７の高さより高くし
てもよい。なお、上記実施例においては凸状ビード９及
び１０の頂部が中間板７に向かって突出する例を示した
が、凸状ビードの頂部の突出方向はこれに限られるもの
ではない。

【００２３】

【発明の効果】本発明による積層形金属ガスケットは上
記説明した通りの構成を有するので、ガスケットを挟着
する二つの接合面の中で歪みがより大きい接合面に当接
する表面板の高さが高く復元量が大きいビードが接合面
の歪み、変形によく追従し、必要なシール面圧を確保す
るので、歪みが大きい接合面側からの洩れを効果的に防
止することができる。しかも、歪みが大きい接合面に当
接する表面板の高さが高いビードは、中間板の孔部周縁
部を該表面板側に折返した折返し部により保護され、ビ
ードの全圧縮が防止され、拡縮変形が軽減されるので、
ビード高さが高いにも拘らず、ビードにへたりや傷害を
生じるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＡ−Ａ線による断面図である。

【図２】本発明の積層形金属ガスケットによるシリンダ
ヘッドガスケットの第一実施例の平面図である。

【図３】第一実施例のガスケットをシリンダヘッドとシ
リンダブロックとの接合面間に挟着した状態を示す断面
図である。

【図４】第二実施例を示す断面図で、図２のＡ−Ａ線に
よる断面図に相当する断面図である。

【図５】第三実施例を示す断面図で、図２のＢ−Ｂ線に
よる断面図に相当する断面図である。

【図６】第二実施例のガスケットを予圧縮の方法により
製造する場合の説明図である。

【図７】予圧縮により製造したときの問題点の説明図で
ある。

【図８】従来の積層形金属ガスケットによるシリンダヘ
ッドガスケットの断面図である。

【図９】液体通路用孔周りに段差ビードだけを設けたガ
スケットの断面図である。

【符号の説明】

２ 燃焼室用孔 ３ 液体通路用孔 ５及び６ 表面板 ７ 中間板 ８ 折返し部 ９及び１０ 凸状ビード １２ 第二中間板 １４ 調整板 ２１ シリンダヘッド ２２ シリンダブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛弾 哲也 神奈川県大和市深見西１丁目５番２号 日本ラインツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−73157（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−82462（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板からなりシールされるべき孔部の
   周縁に折返し部を備えた中間板の両面に、前記折返し部
   よりも外側の位置において前記孔部を囲繞するビードを
   有する弾性金属板からなる表面板を積層した積層形金属
   ガスケットにおいて、該ガスケットを挟着する二つの接
   合面の中で歪みがより大きい接合面側の表面板の前記ビ
   ードが、圧縮されたときの復元量が大きくなるように、
   他方の表面板の前記ビードの高さよりも充分に高く形成
   され、中間板の前記折返し部を高さが高いビードを有す
   る表面板の側に折返したことを特徴とする積層形金属ガ
   スケット。
2. 【請求項２】 前記中間板の前記折返し部が折返されて
   いる側と反対側の表面と前記他方の表面板との間に平坦
   な第２中間板を介在させた請求項１に記載の積層形金属
   ガスケット。