JP3142199B2 - 金属製ガスケット - 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，内燃機関におけ
るシリンダヘッドとシリンダブロックとの対向取付面間
をシールするために使用される金属製ガスケットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来，シリンダヘッド及びシリンダブロ
ックのような内燃機関の構造部材の二つの対向取付面の
間をシールするために弾性金属板から製作した金属製ガ
スケットが使用されている。金属製ガスケットは，基板
となる弾性金属板にシリンダボア孔のような貫通孔を穿
設し，該貫通孔の周囲近傍にビード部を形成している。
金属製ガスケットを対向取付面間に挟んで置き，ボルト
等によりシリンダヘッドとシリンダブロックとを締め付
けて固定するときには，前記貫通孔の周囲における対向
取付面に対してビードが弾性的な環状接触部，即ちシー
ル線を形成して対向取付面間をシールするものである。

【０００３】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
ダブロック等を従来の比重の大きい鋼，鋳物に代えて比
重の小さいアルミニウム材料で製作する傾向にある。ア
ルミニウム材料は軽量ではあるが，その反面，熱膨張係
数が大きいので，内燃機関の稼働による温度変化に伴
い，シリンダヘッド及びシリンダブロックの熱膨張量或
いは熱収縮量が増大し，ガスケットの取り付け面部の熱
変形の増加及び内燃機関の使用時における冷熱サイクル
条件によってガスケットにはストレス即ち熱負荷が加わ
り，かかる負荷に対抗する有効なシール手段として金属
製ガスケットを用いる方法が一般的になっている。

【０００４】金属製ガスケットとして，燃焼室孔とは別
に弾性金属板に形成した孔の周囲にシールを施したもの
がある。図５及び図６に示されているように，金属製ガ
スケット１００は，二枚の軟質金属薄板１０３，１０３
の間に硬質金属薄板１０４を挟んだものである。金属製
ガスケット１００は，燃焼室孔１０１を囲繞する凸形の
ビード１０５と，ボルト孔１０２の周縁に同様のビード
１０６とを形成している。金属製ガスケット１００は，
外周にハーフビード状の屈曲縁１０７を有している。
（例えば，実開昭５７−１９３９４９号公報参照）

【０００５】図７及び図８に示されている金属製ガスケ
ット１１０は，シリンダヘッドの対向面間に冷却水を接
触させて対向面を冷却するものである。冷却水孔１１２
から流れ出た冷却水は，シリンダボア孔である燃焼室孔
１１１の内周縁を密封囲繞する内側ビード１１３と，基
板１１４の外周縁に形成された外側ビード１１５との間
であって，燃焼室孔１１１の周辺に配設したボルト孔１
１６やオイル孔１１７等の孔を密封囲繞する孔ビード１
１８，１１９で囲まれる領域を除くシリンダヘッドの対
向面１２１と金属製ガスケット１１０との間の薄い層状
空間１２０に浸入して，対向面１２１を冷却している。
（例えば，特開昭６１−２５５２５４号公報参照）

【０００６】図９及び図１０には，燃焼室孔と当該燃焼
室孔の周囲において冷却液孔とが穿設された金属製ガス
ケット１３０が示されている。平坦な基部１３１には，
燃焼室孔１３２と，その周囲において均等に分布して穿
設された冷却液孔１３３とボルトが挿通するボルト孔１
３４が形成されている。冷却液孔１３３の孔周囲部分
は，平坦な基部１３１から冷却液孔１３３に向かって下
方の角度を付けて曲げられて，燃焼室孔１３２と冷却液
孔１３３とに対してそれぞれ周囲フランジ１３５，１３
６を形成している。かかる金属製ガスケット１３０をシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの対向面間に挟んで
締め付けたときには，角度を付けて斜面状になった周囲
フランジ１３５，１３６は，平坦化するときの抵抗力で
前記対向面に強く押し付けられる。（例えば，米国特許
第２６９５１８６号参照）

【０００７】ところで，図１１を参照して，ビードシー
ル線を配置した金属製ガスケットの例として，ビード板
に形成したビードを凸形のフルビードとしたものを説明
する。金属製ガスケット１５０は，ビード板１５１とス
トッパー板１５２とを積層したものであり，シリンダヘ
ッド１４０の対向面１４４とシリンダブロック１４１の
対向面１４５との間に挟まれて締め付けられる。ビード
板１５１及びストッパー板１５２は，シリンダヘッド１
４０及びシリンダブロック１４１の水穴１４２，１４３
と対応する水孔１５３，１５４を有しており，中を冷却
水が通過できる。ビード板１５１には，凸形のフルビー
ド１５５が形成されている。ビード１５５の凸部がシリ
ンダヘッド１４０の対向面１４４側に位置し，凸状のビ
ード線境界線１５６，１５７がシリンダブロック１４１
側に位置しており，締め付け時には凸部とビード線境界
線が水穴周りにシール線１５８，１５９及び１６０（締
め付けたときに現れる面圧線）が形成されて水穴周りの
シール性を確保する。

【０００８】ビード１５５の凸部の位置は，シリンダヘ
ッド１４０の水穴縁部１４６から遠い位置の対向面に配
置されているので，金属製ガスケット１５０を締め付け
たときであっても，水穴縁部１４６とビード板１５１と
の間には，デッドスペース１６１が残り，冷却水が滞留
する。そのため，金属製ガスケット１５０を長期間使用
すると，特にシリンダヘッドの対向面１４４のうち水穴
縁部１４６を含むデッドスペース１６１に面する部分に
は，冷却水に含まれる溶存酸素や塩素の陰イオンが原因
と思われる腐食が発生することがある。腐食が発生し始
めるとまた，対向面には凹凸が発生してシール性能に影
響を及ぼしたり，対向面の高応力部に亀裂を生じさせる
要因となる。特に，シリンダヘッドは，軽量化のために
アルミニウム合金を使用し，かつ薄肉化を図っているの
で，その影響は大きい。

【０００９】ビード板１５１のビード形状を，凸形のフ
ルビードとしたものに代えて，ハーフビードとした金属
製ガスケットの例が，図１２に示されている。金属製ガ
スケット１７０は，ビード板１７１と，ストッパー板１
７２とを積層したものである。ビード板１７１には，ス
テップ状のハーフビード１７５が形成されている。ハー
フビード１７５の基部がシリンダヘッド１４０の対向面
１４４側に位置し，ビード部のビード幅境界線１７６，
１７６がシリンダブロック１４１側に位置していて，締
め付け時には水穴周りにシール線１７８，１７９（締め
付けたときに現れる面圧線）が形成され，水穴周りのシ
ール性を確保する。その他の詳細な構造は図１１に示し
たものと同一であるので詳細な説明を省略する。この例
においても，金属製ガスケット１７０を締め付けたと
き，水穴開口縁部１４６とビード板１７１との間には，
デッドスペース１８０がやはり残り，冷却水が滞留す
る。

【００１０】図１１及び図１２の場合，ビードの向きを
逆にする方法もある。その場合でも，若干の効果はある
が，水の滞留についての完全な対策になっていない。例
えば図１１に示した金属製ガスケット１５０のビード板
１５１のフルビードのビードの向きを逆にしたものに相
当する金属製ガスケット１９０を図１３に基づいて説明
する。図１３において，シリンダヘッド１４０とシリン
ダブロック１４１との間で締め付けたときに，圧縮され
たビード部１９５は，潰れて広くなろうとし，シリンダ
ヘッド１４０側に位置する凸部の両ビード幅境界線１９
６，１９７の部分が押圧変形を受けて，水孔１９３の周
囲の部分が逆にシリンダブロック１４１側に撓む。この
場合，シリンダヘッド１４０の水穴開口縁部１４６とビ
ード板１９１との間には，図１１又は図１２に示した金
属製ガスケット１５０又は１７０と比較すると，規模は
小さいものの，依然としてデッドスペース１９８が形成
され，冷却水が滞留することになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで，金属製ガス
ケットにおいて，冷却水がアルミニウム合金製のシリン
ダヘッドの対向面に接触すると，当該対向面が腐食して
いることが観察される。その腐食メカニズムは，完全に
解明されてはいないが，冷却水中の塩素濃度と深い関係
があるとされている。即ち，アルミニウムの不動態皮膜
が塩素イオンの存在下で，局部的に腐食を起こしていわ
ゆる孔食を生じるとされている。特に，冷却水を水道水
としたときには，殺菌剤として使用される塩素が必ず溶
けており，対向面は腐食を受ける可能性がある。

【００１２】しかしながら，従来の金属製ガスケットで
は，水穴の領域における腐食に対する対策についての開
示がないものが大半であり，仮に，ビードを水穴の周囲
を取り囲むように設けたとしても，後述するようにシリ
ンダヘッドの対向面に対する腐食を生じるという欠点を
免れない。例えば，金属製ガスケットの対向面は，冷却
水に晒されるものであり，後述するように腐食を生じや
すいという問題がある。金属製ガスケットの周囲フラン
ジはシリンダブロック側に向かって下方に角度が付けら
れているので，シリンダヘッドの対向面に対しては，冷
却水穴の縁部からは比較的離れた周囲フランジの曲げ始
まる部分で強く押し付けられ，水穴の縁部に押し付けら
れる力は比較的小さい。従って，冷却水は水穴の縁部に
侵入しやすいものである。

【００１３】また，従来の金属製ガスケットは，冷却
液，特に冷却水が通過する水穴周りのシール性能自体に
ついては，格別問題なく使用することができる。しかし
ながら，従来の金属製ガスケットは，シリンダヘッドと
シリンダブロックの水穴と，金属製ガスケットの水孔と
は，加工上の誤差，組立上の誤差，熱膨張差等の使用状
態での誤差を完全になくすことができず，両者の位置に
ズレが生じるのを回避できない。従って，かかるズレが
生じるのを前提とすると，金属製ガスケットがシリンダ
ヘッドとシリンダブロックの両対向面に対して与えるビ
ードシール線の位置を，シリンダヘッド及びシリンダブ
ロックの水穴縁部の位置よりも各水穴から見て遠い位置
に配置することが必要となる。

【００１４】この発明の目的は，上記の課題を解決する
ことであり，内燃機関におけるシリンダヘッドとシリン
ダブロックとの対向取付面間をシールするために使用さ
れる弾性金属板を有する金属製ガスケットにおいて，シ
リンダヘッドに形成されている水孔の周囲に沿って弾性
金属板に形成した水穴ビードによりシール性を向上させ
ると共に，シリンダヘッドの対向面が冷却水と接触する
ことを防ぐこと，即ち，シリンダヘッドの水穴開口縁部
に冷却水が接触したまま滞留する空間部を形成しないよ
うにすることにより，シリンダヘッドの水穴開口縁部に
腐食が発生することを防止し，内燃機関の長期的な信頼
性を向上させる金属製ガスケットを提供することであ
る。

【００１５】また，この金属製ガスケットは，シリンダ
ヘッドの対向面が冷却水と接触するのを防止する手段
を，特別に新たな部材を準備することなく簡単な構成に
より形成するものであり，弾性金属板自体の成形加工に
より特別のプロフィールを与えたり，或いは弾性金属板
に対する表面処理の一環として前記防止手段を形成した
ものである。

【００１６】また，この金属製ガスケットは，ビード板
とストッパー板等の複数枚の弾性金属板から構成して，
各弾性金属板にそれぞれの特有な機能を分担させ，ビー
ド板のビードがシリンダヘッドとシリンダブロックの対
向面間に挟んで締め付けたときに変形して，前記対向面
に対してシール線を与え，燃焼室孔の周囲においてシー
ルし，ビード板に積層されるストッパー板が板厚調整や
面圧調整，対向面との接触性の改善をするものである。
しかるに，シリンダヘッド側の対向面における水穴の周
囲部のみならず，シリンダブロック側の対向面における
水穴の周囲部においても，シリンダヘッド側で生じる腐
食等と同様の問題が起こり得る。金属製ガスケットをシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの対向面間に挟んで
締め付けたときに，別の弾性金属板をシリンダブロック
側の対向面に接触させると共に面圧を与えることができ
れば，対向面が冷却水と接触することを防ぐこと，即
ち，シリンダヘッドの水穴縁部に冷却水が接触したまま
滞留する空間部を形成しないようにして，シリンダブロ
ック側での上記問題を解決することができる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】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挟持される弾性
金属板を有し，該弾性金属板の燃焼室孔に沿ってビード
が形成され，前記弾性金属板が前記対向面間に挟持され
た状態で前記シリンダヘッドと前記弾性金属板との間の
前記水穴の周囲部をシールするため，前記弾性金属板に
少なくとも前記シリンダヘッドの水穴に沿って水穴シー
ル部が形成されている金属製ガスケットにおいて，前記
水穴シール部は前記弾性金属板の基部から前記シリンダ
ヘッド側へ立ち上がる水穴ビードから構成され，前記水
穴ビードは，前記弾性金属板の前記基部から前記シリン
ダヘッドの前記水穴縁部に至るまでビード高さを減じる
ことなく２つのハーフビードから形成され，前記シリン
ダヘッドの前記水穴縁部に接触して面圧を与える水穴縁
部当接部を有することを特徴とする金属製ガスケットに
関する。

【００１８】また，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挟持される弾性金属板を有
し，該弾性金属板の燃焼室孔に沿ってビードが形成さ
れ，前記弾性金属板が前記対向面間に挟持された状態で
前記シリンダヘッドと前記弾性金属板との間の前記水穴
の周囲部をシールするため，前記弾性金属板に少なくと
も前記シリンダヘッドの水穴に沿って水穴シール部が形
成されている金属製ガスケットにおいて，前記水穴シー
ル部は前記弾性金属板の基部から前記シリンダヘッド側
へ立ち上がる水穴ビードから構成され，前記水穴ビード
は，前記弾性金属板の前記基部から前記シリンダヘッド
の前記水穴縁部に至るまでビード高さを減じることなく
漸次高くした円弧状のビードから形成され，前記シリン
ダヘッドの前記水穴縁部に接触して面圧を与える水穴縁
部当接部を有することを特徴とする金属製ガスケットに
関する。

【００１９】ここで，水穴シール部は，一つの水孔につ
いて個別に設けてもよいが，複数個の水孔について跨が
った領域として設けてもよい。水穴シール部の好ましい
態様は，燃焼室孔の周囲に位置する複数個のシリンダボ
ア孔を繋げる略一定の半径方向幅を有する円弧状の領域
として形成したものである。

【００２０】前記水穴シール部の前記水穴ビードは，前
記弾性金属板の前記基部から前記シリンダヘッドの前記
水穴縁部に至るまでビード高さを減じることなく漸次高
くした水穴ビードから形成されているものである。ビー
ド高さは，水孔縁部まで常に高くなっていく傾斜状のも
のでも，途中或いは水孔周囲部で一定の高さとなるステ
ップ状のものであってもよい。

【００２１】また，前記弾性金属板には，前記シリンダ
ブロック側に別の弾性金属板が１枚又は複数枚積層され
ているものである。前記水穴シール部において，例え
ば，一方の弾性金属板が水穴に至るに従って高さが減じ
ることがなく，高さが増加していくビード部を有する場
合には，平坦な弾性金属板はシリンダブロック側の対向
面に接触して設けることができる。

【００２２】また，前記弾性金属板は，前記シリンダヘ
ッドに形成した前記水穴を密封する遮断部を形成してい
る。

【００２３】又は，前記弾性金属板には，前記シリンダ
ヘッドに形成した前記水穴と前記シリンダブロックに形
成した水穴に対応する冷却水が通過できる水孔が形成さ
れている。

【００２４】或いは，この金属製ガスケットにおいて，
前記弾性金属板には，前記シリンダヘッドに形成した前
記水穴の内径以下の大きさに形成されている冷却水が通
過できる水孔が形成されているものである。

【００２５】この発明による金属製ガスケットは，上記
のように構成されているので，前記弾性金属板を前記対
向面間に挟持したときに，特にシリンダヘッドに対して
は，水穴縁部に接触して面圧を与える水穴シール部の水
穴縁部当接部が対向面との間に存在する冷却水に対して
シールすることになる。従って，シリンダヘッドとシリ
ンダブロックとの水穴を通る冷却水或いはシリンダヘッ
ドのみで循環させられる冷却水は，前記水穴縁部当接部
を通過してシリンダヘッドの対向面と弾性金属板との間
に侵入することができない。また，弾性金属板の水穴シ
ール部は，シリンダヘッドの水穴縁部，即ち水穴のエッ
ジに接触して面圧を与えているので，シリンダヘッドの
対向面の水穴縁部と弾性金属板との間に冷却水が滞留す
る空間が形成されず，従って，水穴の周囲部におけるシ
リンダヘッドの対向面が冷却水に長時間接触し続けると
いう事態を生じることがない。

【００２６】また，前記水穴シール部を，前記弾性金属
板の基部から前記シリンダヘッドの前記水穴縁部に至る
までビード高さを減じることなく漸次高くしたビードか
ら形成されており，前記対向面間に挟んで締め付けたと
きに，前記水孔周りの水穴シール部が対向面に対して与
える面圧は，前記基部から前記水穴縁部当接部に至るに
従って次第に大きくなるか，或いは少なくとも十分な大
きさに維持され，前記水穴縁部における冷却水に対する
シール性を確保し，その結果，冷却水を滞留させる空間
を作ることがない。

【００２７】この金属製ガスケットが複数枚の弾性金属
板で構成されている場合には，各弾性金属板に種々の機
能の役割分担をさせることができる。例えば，平坦な弾
性金属板については，金属製ガスケットの燃焼室孔間等
の各部分において折返し部を設けたり，あるいは切欠き
部を設けたりすることによりその各部分における板厚調
整をすることができる。また，その板厚調整の結果，金
属製ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックと
の対向面間に締め付けたときにその面圧調整を施すこと
ができる。弾性金属板にはビード部が設けられるものも
あるから，締め付け時のビード部の変形や変位に対する
対策を積層した弾性金属板に施すこともできる。更に，
シリンダヘッド及びシリンダブロックとの対向面とは，
少なくとも各別の弾性金属板が接触するので，当該対向
面の凹凸等の状態の影響を少なくすることもできる。別
の弾性金属板をシリンダブロック側の対向面に接触させ
ると共に面圧を与えた場合には，当該対向面が冷却水と
接触することを防ぐことができ，シリンダブロックの水
穴縁部においても冷却水が接触したまま滞留する空間部
を形成しないようにすることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による金属製ガスケットの実施例を説明する。図１はこ
の発明による金属製ガスケットの一実施例を示す平面
図，図２は図１に示した金属製ガスケットの水孔を含む
部分を線Ａ−Ａに沿って切断して水穴シール部の詳細を
示した断面図，図３は図２に示す金属製ガスケットをシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの対向面間に締め付
けたときの面圧を説明する説明図，及び図４は水穴シー
ル部の別の例を示す断面図である。

【００２９】図１において，この発明による金属製ガス
ケット１０は，第１の弾性金属板であるビード板１１
と，第２の弾性金属板であるストッパー板１２とを積層
したものであり，例えば，六気筒エンジンにおけるシリ
ンダヘッド１とシリンダブロック２の対向面３，４間を
シールするために使用される。エンジンの気筒数に対応
させてシリンダボア孔即ち燃焼室孔が形成され，六気筒
エンジンに限るものではない。シリンダヘッド１側に位
置する弾性金属板をビード板１１とし，またシリンダブ
ロック２側に位置する弾性金属板をストッパー板１２と
して説明するが，各弾性金属板は上記配列に限定される
ものではなく，例えば，シリンダヘッド１側にストッパ
ー板を配置し，シリンダブロック２側にビード板を配置
することもできる。

【００３０】ビード板１１は，例えば，ＳＵＳ３０１の
金属材料を打ち抜いてビード加工等の成形加工をし，熱
処理と表面処理をして，引張強さ，伸び，硬さを所定の
値を満たすものとする。また，ストッパー板１２は，例
えば，ＳＵＳ３０４の金属材料を打ち抜いた後に，折返
し加工及びビード加工を施し，必要に応じて熱処理を行
うものである。

【００３１】金属製ガスケット１０におけるビード板１
１及びストッパー板１２には，多気筒，即ち，シリンダ
ヘッド１及びシリンダブロック２に形成されたシリンダ
ボアの数に対応して，それぞれ複数（例えば，６個）の
シリンダボア孔即ち燃焼室孔１３Ａ，１３Ｂ〜１３Ｆ及
び１４Ａ，１４Ｂ〜１４Ｆ（総称は１３，１４）が形成
されている。燃焼室孔１３と１４とは対応して同じ位置
に同じ大きさで形成されている。更に，ビード板１１及
びストッパー板１２には，オイルを通すオイル穴１５，
ボルト孔１６，ノック孔１７，ブローバイ穴１８，固定
ハトメ穴１９等が同じ位置でかつ同じ大きさに穿設され
ている。ビード板１１及びストッパー板１２には，冷却
水を通す水孔２０が，燃焼室孔１３，１４を取り囲むよ
うな配置で多数穿設されている。水孔２０は，シリンダ
ヘッド１とシリンダブロック２との冷却のため，種々の
大きさと形状で穿設されている。

【００３２】また，図示していないが，金属製ガスケッ
ト１０の表裏両面，即ちストッパー板１２の折返し部を
除く全ての面とビード板１１の全面とに対して，耐熱性
及び耐油性を有するゴム（例えば，フッ素ゴム），樹脂
等の非金属材料で，厚さが，例えば，１０μ〜２０μ程
度のコーティングを施すことによって，シリンダヘッド
１及びシリンダブロック２に対して金属対金属の接触状
態を回避し，金属製ガスケット１０としての耐腐食性や
耐久性及び強度を確保することができる。また，金属製
ガスケット１０の機械加工面に凹凸が存在していても，
上記非金属材料が凹凸をカバーして充分なシール機能を
果たすことができる。

【００３３】金属製ガスケット１０をシリンダヘッド１
とシリンダブロック２との間に介装し，例えば，ボルト
孔１６を通したボルトによりシリンダヘッド１とシリン
ダブロック２とを締め付けて金属製ガスケット１０を押
圧状態にすると，ビード板１１の燃焼室孔１３の近傍周
囲部分に設けたビード２３，２４が，その稜線部分及び
ビード幅境界線の部分において対向面３，４に対して線
接触して多重の環状シール部を形成する。また，ストッ
パー板１２の折返し部はビード２３，２４による環状シ
ール部の内側で対向取付面に対して別の環状シール部を
形成すると共に，締付け力を分担して支持し，ビード２
３，２４に発生する応力を均質・軽減して全圧縮を防止
し，内燃機関の運転時における負荷変動によって金属製
ガスケット１０に繰り返し応力が働いたとしてもビード
のヘタリや亀裂の発生を防止する。燃焼室孔１３，１４
間においては，両側に折返し部が接近して位置している
から比較的強力なシールを確保できる。これら多重同心
状の環状シール部によって，燃焼室からの高温高圧の燃
焼ガスが両対向取付面に漏れ出るのを阻止することがで
きる。

【００３４】この発明による金属製ガスケット１０は，
特に，図２に示されている水穴３０の領域の構成に特徴
を有するものである。図２は，図１に示した金属製ガス
ケットの水孔を含む部分を線Ａ−Ａに沿って切断して水
穴シール部を示した断面図である。図２には，この金属
製ガスケット１０における弾性金属板であるビード板１
１には，冷却水を通過させ，シリンダヘッド１に形成し
た水穴３０の内径以下の大きさに形成されている水孔２
０が形成されている。しかしながら，この金属製ガスケ
ットにおける弾性金属板は，上記の形状に限る必要はな
い。例えば，弾性金属板には，シリンダヘッド１に形成
した水穴３０を密封するための遮断部を形成するように
形成することもできる。或いは，弾性金属板には，冷却
水を通過させ，シリンダヘッド１に形成した水穴３０と
シリンダブロック２に形成した水穴３０に対応するサイ
ズの水孔を形成してもよいものである。

【００３５】弾性金属板であるビード板１１の基部３３
は，ビード２３から金属製ガスケット１０の外周縁へ至
るに従って，一旦シリンダヘッド１側に偏位した後，緩
やかにシリンダブロック２側に偏位しており，水穴３０
の周囲部３１の領域の手前では十分シリンダブロック２
側に位置している。水孔２０の内径は，水穴３０の内径
よりも小さく，水孔２０は水穴３０の範囲内に位置して
いる。従って，多少のずれが生じても，水孔２０の縁部
が対向面３内に入ることはない。ビード板１１の水孔２
０の周りには，水穴シール部３４が形成されている。水
穴シール部３４は，ビード板１１の基部３３から水穴３
０の周囲部３１の領域へ次第にシリンダヘッド１側に立
ち上がり始める水穴ビード７を形成し，該水穴ビード７
は水孔２０に至るまで高くなり続けて，シリンダヘッド
１の水穴３０内においては，遊端部３６となって環状に
突出している。この実施例では，水穴シール部３４と遊
端部３６との大部分の断面形状は，水孔２０の中心垂直
線の図面下方の部分上に中心を有する円弧となってい
る。従って，金属製ガスケット１０における水穴ビード
７は，水穴３０の周囲部３１の領域で次第にシリンダヘ
ッド１側に立ち上がり始める位置から水孔２０に至るま
で，高さが増加する一方であるから，複雑な凹凸を成形
する必要はまったくなく，金属加工による成形を極めて
簡単でかつ低コストで行うことができる。ビード板１１
の水穴シール部３４を構成する水穴ビード７は，シリン
ダヘッド１の水穴縁部３２即ち水穴エッジに対する部分
が水穴縁部当接部３５に形成されている。

【００３６】金属製ガスケット１０をシリンダヘッド１
とシリンダブロック２との対向面３，４の間に挟んで締
め付けたとき，水穴シール部３４はシリンダヘッド１に
より押圧されるが，水穴縁部当接部３５は，内燃機関の
作動による振動等の動きがあっても，常にシリンダヘッ
ド１の水穴縁部３２即ち水穴エッジに対して面圧を与え
るように当接した状態で追従する。従って，シリンダヘ
ッド１の水穴縁部３２とビード板１１の水穴縁部当接部
３５との間で当接状態になって常にシールされているの
で，水穴３０内の冷却水は，両者間を通ってビード板１
１とシリンダヘッド１の対向面３の間に侵入することが
なく，シリンダヘッド１の対向面３に触れた状態で長期
間にわたって滞留することがない。その結果，シリンダ
ヘッド１の対向面３の腐食等の発生を防止することがで
きる。

【００３７】金属製ガスケット１０の締め付け時の面圧
の様子が図３に示されている。面圧が高い部分の一つ
は，ビード板の基部３３から水穴シール部３４が始まる
部分がシリンダブロック２に対して作用している部分で
あって，その面圧の状況は線接触状面圧４０で示されて
いる。また，他の一つは，水穴縁部当接部３５が水穴縁
部３２に対して作用している部分であって，その面圧の
状況は面接触状面圧４１で示されている。

【００３８】図４は金属製ガスケットの第２の実施例を
示す断面図であり，金属製ガスケット５０のストッパー
板５２は，実質的に平坦であって，第１の実施例の場合
のストッパー板１２と同じである。ビード板５１は，二
つのハーフビード５３，５４を連続にしたものであっ
て，ステップ状に高さを高くしたものである。ビードの
高さは減少することがない点では，第１の実施例の場合
と異ならないが，両ハーフビード間において高さの滞留
がある。水穴縁部当接部５５が水穴開口縁３２に対して
押圧されている点は，先の実施例のものと変わりはな
い。

【００３９】

【発明の効果】この発明による金属製ガスケットは，上
記のように構成されているので，前記弾性金属板を前記
対向面間に挟持したときには，特にシリンダヘッドに対
しては，弾性金属板の水穴縁面圧部が，水穴縁部に接触
即ち水穴エッジに当接して面圧を与えており，前記対向
面間に侵入しようとする冷却水に対してシールして，か
かる侵入を阻止する。

【００４０】従って，シリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの水穴を通過する冷却水は，前記水穴縁部当接部を
越えてシリンダヘッドの対向面と弾性金属板との間に侵
入することができない。また，シリンダヘッドの水穴縁
部と弾性金属板との間に冷却水が滞留する空間が形成さ
れないので，シリンダヘッドの対向面が冷却水に長時間
接触し続けるという事態を生じることはない。その結
果，冷却水に含まれる溶存酸素や塩素等の陰イオンの作
用によって腐食が発生したり，シリンダヘッド又はシリ
ンダブロックの平面に孔食による凹凸が発生してシール
状態に影響を及ぼしたりすることがなく，更にシリンダ
ヘッドとシリンダブロックの高応力部に亀裂を発生する
要因を除去することもできる。

【００４１】また，この金属製ガスケットにおいて，前
記水穴シール部を，前記弾性金属板の基部から前記シリ
ンダヘッドの前記水穴縁部に至るまでビード高さを減じ
ることなく漸次高くしたビード部から形成したものにあ
っては，前記対向面間に挟んで締め付けたときに，前記
水孔回りの水穴シール部が対向面に対して与える面圧
は，前記基部から前記水穴縁部当接部に至るに従って十
分な大きさに維持され，前記水穴縁部における冷却水に
対するシール性や，冷却水を滞留させる空間を作らない
ので，その結果，シリンダヘッド又はシリンダブロック
の腐食の発生や，シリンダヘッド又はシリンダブロック
の平面に孔食による凹凸の発生によって，シール状態に
影響を及ぼしたりすることがなく，更にシリンダヘッド
とシリンダブロックの高応力部に亀裂を発生する要因を
除去することもできる。また，水穴シール部の形成が，
弾性金属板のビード等の成形とともに行うことができ
る。

【００４２】また，この金属製ガスケットにおいて，前
記弾性金属板が，平坦でかつ前記シリンダヘッド又は前
記シリンダブロックのいずれかの対向面に接触する１枚
の弾性金属板を含む複数枚の弾性金属板であるとしたの
で，前記シリンダヘッドの水穴縁部に接触して面圧を与
える水穴縁部当接部を有する前記水穴シール部を実現す
るための対策をどの弾性金属板に施すかの選択範囲が増
えて，金属製ガスケットの設計上有利である。また，板
厚調整と，面圧調整と，締め付け時の変形，変位対策等
種々の改善点を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属製ガスケットを示す平面図
である。

【図２】図１に示した金属製ガスケットの水孔を含む部
分を線Ａ−Ａに沿って切断して水穴シール部の詳細を示
した断面図である。

【図３】図２に示す例の金属製ガスケットを対向面間に
締め付けたときの面圧を説明する図である。

【図４】水穴シール部の別の例を示す断面図である。

【図５】従来の金属製ガスケットの別の一例を示す平面
図である。

【図６】図５に示した金属製ガスケットの線Ｂ−Ｂにつ
いての部分断面図である。

【図７】従来の金属製ガスケットの別の一例を示す平面
図である。

【図８】図７に示した金属製ガスケットの線Ｃ−Ｃにつ
いての部分断面図である。

【図９】従来の金属製ガスケットの更に別の一例を示す
平面図である。

【図１０】図９に示した金属製ガスケットの線Ｄ−Ｄに
ついての部分断面図である。

【図１１】ビード板がフルビードを有する従来の金属製
ガスケットが，水穴の周囲においてシリンダヘッドの対
向面との間にデッドスペースを形成している様子を示す
断面図である。

【図１２】ビード板がハーフビードを有する従来の金属
製が，水穴の周囲においてシリンダヘッドの対向面との
間にデッドスペースを形成している様子を示す断面図で
ある。

【図１３】ビードのフルビードをシリンダヘッド側に配
置した従来の金属製ガスケットが，水穴の周囲において
シリンダヘッドの対向面との間にデッドスペースを形成
している様子を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダベッド ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド側の対向面 ４ シリンダブロック側の対向面 ７ 水穴ビード部 １０，５０ 金属製ガスケット １１ ビード板 １２ ストッパー板 ２０ 水孔 ３０ 水穴 ３１ 水穴の周縁部 ３２ 水穴縁部 ３３ ビード板の基部 ３４ 水穴シール部 ３５ 水穴縁部当接部 ３６ 遊端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平４−77063（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−95358（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/00 - 15/14 F02F 11/00

Claims (6)

(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
   対向面間に挟持される弾性金属板を有し，該弾性金属板
   の燃焼室孔に沿ってビードが形成され，前記弾性金属板
   が前記対向面間に挟持された状態で前記シリンダヘッド
   と前記弾性金属板との間の前記水穴の周囲部をシールす
   るため，前記弾性金属板に少なくとも前記シリンダヘッ
   ドの水穴に沿って水穴シール部が形成されている金属製
   ガスケットにおいて，前記水穴シール部は前記弾性金属
   板の基部から前記シリンダヘッド側へ立ち上がる水穴ビ
   ードから構成され，前記水穴ビードは，前記弾性金属板
   の前記基部から前記シリンダヘッドの前記水穴縁部に至
   るまでビード高さを減じることなく２つのハーフビード
   から形成され，前記シリンダヘッドの前記水穴縁部に接
   触して面圧を与える水穴縁部当接部を有することを特徴
   とする金属製ガスケット。
2. 【請求項２】 シリンダヘッドとシリンダブロックとの
   対向面間に挟持される弾性金属板を有し，該弾性金属板
   の燃焼室孔に沿ってビードが形成され，前記弾性金属板
   が前記対向面間に挟持された状態で前記シリンダヘッド
   と前記弾性金属板との間の前記水穴の周囲部をシールす
   るため，前記弾性金属板に少なくとも前記シリンダヘッ
   ドの水穴に沿って水穴シール部が形成されている金属製
   ガスケットにおいて，前記水穴シール部は前記弾性金属
   板の基部から前記シリンダヘッド側へ立ち上がる水穴ビ
   ードから構成され，前記水穴ビードは，前記弾性金属板
   の前記基部から前記シリンダヘッドの前記水穴縁部に至
   るまでビード高さを減じることなく漸次高くした円弧状
   のビードから形成され，前記シリンダヘッドの前記水穴
   縁部に接触して面圧を与える水穴縁部当接部を有するこ
   とを特徴とする金属製ガスケット。
3. 【請求項３】前記弾性金属板には，前記シリンダブロッ
   ク側に別の弾性金属板が１枚又は複数枚積層されている
   ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の
   金属製ガスケット。
4. 【請求項４】前記弾性金属板は前記シリンダヘッドに形
   成した前記水穴を密封する遮断部を形成していることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属製
   ガスケット。
5. 【請求項５】前記弾性金属板には，前記シリンダヘッド
   に形成した前記水穴と前記シリンダブロックに形成した
   水穴に対応する冷却水が通過できる水孔が形成されてい
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
   の金属製ガスケット。
6. 【請求項６】前記弾性金属板には，前記シリンダヘッド
   に形成した前記水穴の内径以下の大きさに形成されてい
   る冷却水が通過できる水孔が形成されていることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属製ガス
   ケット。