JP3266654B2

JP3266654B2 - 金属ガスケット

Info

Publication number: JP3266654B2
Application number: JP19168392A
Authority: JP
Inventors: 健一山口
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 2002-03-18
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JPH0611040A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属ガスケットに関し、
特にエンジンのシリンダヘッドガスケット、エキゾース
トマニホールドガスケット等として好適な金属ガスケッ
トに係る。

【０００２】

【従来の技術】圧力流体に対し接合面からの漏洩を防止
するため接合部材間にガスケットが介装されることはよ
く知られている。例えば、エンジンのシリンダヘッドと
シリンダブロックとの間に介装されるシリンダヘッドガ
スケットにおいては、燃焼ガスが高温、高圧というだけ
でなく温度及び圧力の変化が大きいためシールが困難で
ある。このため、種々のガスケットが提案されている
が、近時は金属製の板材から成る金属ガスケットが注目
されている。例えば、金属製の基板に燃焼ガス等の圧力
流体が通過する複数の流体孔を穿設し、これらの流体孔
の周囲にビードを形成して接合部材に対し高い面圧を確
保し得るようにしたものが知られている。

【０００３】そして、例えば特開平４−６４７７５号公
報に開示されているように、上記金属ガスケットに対
し、ビードが締付力によって塑性変形しシール性が低下
することを回避すべく、ビードの内周側に金属環を設け
たものが知られている。即ち、ビードが圧縮変形してシ
ール部材として機能し得るように調整すると共に、自ら
シール部材として機能し得る金属環が基板の流体孔周縁
部に溶接されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の金属
ガスケットにおいては、基板の相互に隣接する燃焼室孔
間にもビードが形成されており、各々の燃焼室孔を囲繞
するように金属環が基板に溶接されている。然し乍ら、
燃焼室間の壁厚が薄い小型のエンジンに適用する金属ガ
スケットにおいては、基板の各燃焼室孔が相互に隣接す
る部分の間隔が小さいので、この部分にビードを形成す
ることは困難である。

【０００５】従って、ビードは各燃焼室孔が相互に隣接
する部分を除く燃焼室孔全体の外周を囲繞するように形
成せざるを得ないが、そうすると各燃焼室孔が相互に隣
接する部分に対し所定の面圧を確保するためには、燃焼
室孔毎に設ける金属環に代えて、これらを連結して形成
した面圧調整板を配設することが望ましい。しかし、各
燃焼室孔が相互に隣接する部分には、両側の燃焼室から
交互に高温、高圧の燃焼ガスが加えられ、熱負荷が大で
あるので、大きな熱歪が生ずる。このため、面圧調整板
が基板から剥がれ易くなり、耐久性が問題となる。

【０００６】そこで、本発明は相互に隣接する少くとも
二つの流体孔全体の外周を囲繞するビードを形成した金
属製の基板を有し、ビードの内周側に金属製の面圧調整
板を配設する金属ガスケットにおいて、少くとも二つの
流体孔が相互に隣接する部分を含み少くとも二つの流体
孔の全周に亘って面圧調整板を基板に強固に接合し、良
好な耐久性を確保することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、圧力流体が通過する複数の流体孔を穿設
し、該複数の流体孔のうち少くとも二つの流体孔が相互
に隣接する部分を除く当該少くとも二つの流体孔全体の
外周を囲繞するようにビードを形成した少くとも一枚の
金属製の基板と、該基板上で前記ビードの内周側に配設
し、前記少くとも二つの流体孔の各々を囲繞する外周
部、及び該外周部を連結し前記少くとも二つの流体孔が
相互に隣接する部分で重合する連結部を有し、該連結部
及び前記外周部を一体に形成して成る金属製の面圧調整
板を備え、該面圧調整板を前記基板に対し前記少くとも
二つの流体孔の各々の全周に亘って溶接すると共に、前
記連結部の所定範囲を溶接したものである。

【０００８】上記の金属ガスケットにおいて、前記面圧
調整板の前記連結部の外側と、前記連結部の外側に対向
する前記ビードの内側との間に空隙を形成するとよい。

【０００９】

【作用】上記の構成になる金属ガスケットを、対峙する
接合部材間、例えばシリンダヘッドとシリンダブロック
との間に介装し、所定の締付力を以って両者を締結する
と、ビードが圧縮され面圧調整板の厚さと同等の高さに
なるまで変形する。この圧縮変形されたビードの弾性復
元力により接合部材に対する所定の面圧が確保される。
そして、ビードが接合部材間で圧縮変形された後は、接
合部材間の接合力に応じ、面圧調整板が圧縮されること
により、少くとも二つの流体孔回りに均一な面圧が確保
される。即ち、基板に形成されたビードの圧縮変形に対
し面圧調整板がストッパとして機能しビードのシール機
能が確保される。この場合において、面圧調整板は基板
に対し、少くとも二つの流体孔の各々の全周に亘って溶
接されると共に、連結部の所定範囲が溶接されている。
而して、面圧調整板の連結部には計三本の溶接線が形成
されることになり、基板に対し強固に接合される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の金属ガスケットの実施例を図
面を参照して説明する。尚、本発明の対象とする金属ガ
スケットとしては、例えばエンジンのシリンダヘッドと
シリンダブロックとの間に介装されるシリンダヘッドガ
スケットが好適であり、実施例としてシリンダヘッドガ
スケットに供される金属ガスケット１について説明す
る。

【００１１】図１乃至図３において、金属ガスケット１
は弾性金属板、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ）の基板
１０を有し、この基板１０に二つの燃焼室孔１１，１２
が穿設されている。また、基板１０には複数の冷却水孔
１５（代表して一つの符号で示す）及び潤滑油孔（図示
せず）が穿設されており、燃焼室孔１１，１２の周囲に
複数のボルト孔１６（代表して一つの符号で示す）が穿
設されている。

【００１２】燃焼室孔１１，１２は気筒数に対応する数
（本実施例では二気筒エンジン用として二個）の孔が直
線上に並設される。ボルト孔１６は各燃焼室孔１１，１
２の周囲に略均等な間隔で例えば計六個形成され、組付
時には各々に締結ボルト（図示せず）が挿通され、基板
１０がシリンダヘッド（図示せず）及びシリンダブロッ
ク（図示せず）間に緊締される。

【００１３】燃焼室孔１１，１２全体の外周を囲繞する
ようにビード１３が形成されており、例えばその凹部が
シリンダヘッド側で凸部がシリンダブロック側となるよ
うに配置される。また、基板１０の外周にはハーフビー
ド１４が形成されている。ビード１３から燃焼室孔１
１，１２に至るまでの基板１０には平坦面の開口端部が
形成されており、ビード１３の凸部側に本発明にいう面
圧調整板たるシム２０が固着されている。

【００１４】シム２０は、図１乃至図３に示すように、
ビード１３の凸部より薄い例えばステンレス鋼板で、基
板１０の燃焼室孔１１，１２に略合致する燃焼室孔２
１，２２が穿設され外周部２０ｂ，２０ｃが形成される
と共に、両者を連結する連結部２０ａが形成されてお
り、眼鏡枠形状を呈している。

【００１５】このシム２０は、例えばレーザ溶接機によ
り各燃焼室孔２１，２２の全周に亘り実質的に連続して
基板１０に溶接されている。従って、シム２０には燃焼
室孔２１，２２の各々の全周に亘り連続した溶接線２
３，２４が形成されている。更に、シム２０の連結部２
０ａの所定範囲が溶接され、溶接線２５が形成されてい
る。即ち、図１及び図３に示すように溶接線２３，２４
間でビード１３の一方側から他方側に至るまでの範囲で
直線状に溶接される。結局、シム２０の連結部２０ａに
は，溶接線２３，２４に加え溶接線２５が形成され、基
板１０に強固に接合されている。この溶接線２５によ
り、その溶接線方向への基板１０とシム２０との熱膨張
のズレが実質的に規制できることにもなり、ズレによる
ガスケットの耐久劣化の防止にも効果がある。

【００１６】上記の構成になる金属ガスケット１がエン
ジンに装着され締付力が加えられると、ビード１３の凸
部がシリンダブロックの接合面に当接し、ビード１３の
高さはシム２０の厚さより大であるためビード１３が変
形する。同時にハーフビード１４も変形する。そして、
シリンダヘッド及びシリンダブロック間が緊締され、シ
ム２０が圧縮されるに至ると、ビード１３の変形はそれ
以上進むことなくその弾性復元力を以ってシリンダブロ
ックと密着することとなる。この場合において、シム２
０の連結部２０ａは三つの溶接線２３，２４，２５によ
って基板１０に溶接されているので、十分な接合力が確
保されている。

【００１７】而して、基板１０の各燃焼室孔１１，１２
回りに均一な面圧が得られ、良好なシール性が確保され
る。しかも、シム２０によってビード１３のへたりが防
止され、またこれらは強固に接合されており耐熱性に優
れるので長期の使用に耐え得る。

【００１８】図４は本発明の金属ガスケットの他の実施
例を示すもので、基板１０の燃焼室孔１１，１２間は他
の部分に比べ高熱となり熱負荷が大であることから、こ
の部分に近いビード１３の変曲部１３ａの曲率が小さい
と熱膨張による疲労が大となり、耐久性が損なわれるお
それがある。そこで、本実施例においては、熱負荷の高
い燃焼室孔１１，１２間に重合するシム２０の連結部２
０ａからの熱が，直接ビード１３の変曲部１３ａに伝達
されないように、連結部２０ａの外側とビード１３の内
側との間に空隙２６を形成することとしたものである。

【００１９】即ち、図４に示すようにシム２０の燃焼室
孔２１，２２間の連結部２０ａの外側の曲率がビード１
３の変曲部１３ａの曲率より小とされ、両者の間に空隙
２６が形成されている。これにより、高温部分のシム２
０の連結部２０ａの熱は、空隙２６を介して間接的にビ
ード１３の変曲部１３ａに伝達されることとなり、ビー
ド１３に対する熱負荷が緩和される。このように、空隙
２６が実質的に断熱効果をなすものとなる。

【００２０】尚、上述の実施例においては、何れも一枚
の基板に対し一枚の面圧調整板が接合されているが、こ
れに加え同一形状の基板を相互のビードが対向するよう
に配置することとしてもよく、更に両基板間に中間板を
介装することとしてもよい。また、溶接線２５が複数本
形成されるように溶接してもよく、溶接線２５は直線状
に限らず波状としてもよい。また、空隙２６を除くシム
２０とビード１３の間にもわずかな間隙を設けるように
してもよい。このとき空隙２６はこの間隙より大きく設
定するとよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明の金属
ガスケットにおいては、基板上でビードの内周側に面圧
調整板が配設され、少くとも二つの流体孔の各々の全周
に亘って溶接されると共に、この少くとも二つの流体孔
が相互に隣接する連結部の所定範囲も溶接されるので、
熱負荷が大となる部分を含め基板に強固に接合すること
ができる。而して、少くとも二つの流体孔回りに均一な
面圧が得られ、安定したシール性を確保することができ
ると共に、良好な耐久性を確保することができる。

【００２２】更に、前記面圧調整板の連結部の外側と、
これに対向する前記ビードの内側との間に空隙が形成さ
れたものにおいては、ビードの当該部分に対し面圧調整
板からの熱が直接伝達されないので、熱負荷が緩和さ
れ、金属ガスケットとしての耐久性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る金属ガスケットの平面
図である。

【図２】本発明の一実施例に係る金属ガスケットの一部
の断面図で、図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図であ
る。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る金属ガスケットの平
面図である。

【符号の説明】

１金属ガスケット１０基板１１，１２燃焼室孔（流体孔）１３ビード２０シム（面圧調整板）２０ａ連結部２０ｂ，２０ｃ外周部２１，２２燃焼室孔（流体孔）２３，２４，２５溶接線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/00 - 15/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力流体が通過する複数の流体孔を穿設
し、該複数の流体孔のうち少くとも二つの流体孔が相互
に隣接する部分を除く当該少くとも二つの流体孔全体の
外周を囲繞するようにビードを形成した少くとも一枚の
金属製の基板と、該基板上で前記ビードの内周側に配設
し、前記少くとも二つの流体孔の各々を囲繞する外周
部、及び該外周部を連結し前記少くとも二つの流体孔が
相互に隣接する部分で重合する連結部を有し、該連結部
及び前記外周部を一体に形成して成る金属製の面圧調整
板を備え、該面圧調整板を前記基板に対し前記少くとも
二つの流体孔の各々の全周に亘って溶接すると共に、前
記連結部の所定範囲を溶接したことを特徴とする金属ガ
スケット。
【請求項２】前記面圧調整板の前記連結部の外側と、
前記連結部の外側に対向する前記ビードの内側との間に
空隙を形成したことを特徴とする請求項１記載の金属ガ
スケット。