JP4208997B2

JP4208997B2 - Metal gasket

Info

Publication number: JP4208997B2
Application number: JP19901798A
Authority: JP
Inventors: 徹太田; 耕作植田
Original assignee: Japan Metal Gasket Co Ltd
Current assignee: Japan Metal Gasket Co Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP2000028001A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属ガスケット、特に、内燃機関を構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面に介装して、燃焼ガス、冷却水、および潤滑油等の流体の漏洩を防止する金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジンその他の内燃機関を構成するシリンダブロックとこの上に取り付けたシリンダヘッドとの接合面には、この接合面から燃焼ガス，冷却水，潤滑油等の流体の漏洩を防止するためにガスケットを介装し、ボルト等の締結具で双方を締め付けることによりシール機能を付与している。このようなガスケットとしては、耐熱性、耐圧縮性、耐久性に富み、良好な復元性（バネ特性）および熱伝導性を有する金属製のガスケットが広く使用されている。
【０００３】
ところで、近年のエンジンは、より一層の高性能化を実現するため、小型軽量化、高出力化、省燃費化等の開発が進んでいる。これらを達成するために、エンジンを構成する各部材にアルミニウム合金を用いるとともに、シリンダブロックにおいて隣接するシリンダの間隔を可能な限り狭く形成する傾向がある。
【０００４】
一方、上述のようにアルミニウム合金を用いてエンジン部材を構成した場合、例えば鋳鉄を用いてエンジン部材を構成した場合に比べ、その全体剛性は著しく低下する。また、エンジンの小型軽量化により生じる新たな不都合として、当該エンジンの稼働により発生する熱の保有量が増大することが挙げられ、その対策として冷却水路を拡大することが行われている。その結果、エンジンの全体剛性はさらに低下している。
【０００５】
さらに、冷却効率を向上させるため前記冷却水路を、シリンダの近くに形成しているが、これによってシリンダブロックとシリンダヘッドとを締め付けるボルト等の締め付け部位は、シリンダから離れた位置に形成されることになる。そして、前記ボルトに近い位置ではその締め付け力が大きく、逆にボルトから遠い位置ではその締め付け力が小さくなることが余儀なくされている。
【０００６】
このように、エンジンの全体剛性が低下し、ボルト等の締結具による締め付け力の偏差が大きくなると、前記接合面間に介装された金属ガスケットは、前記シリンダに対応して開設したシリンダ用孔の端部において、シリンダブロックまたはシリンダヘッドとの間に極微小の隙間が発生することになる。このような現象が生じると、前記シリンダ用孔の周囲において面圧が不均衡になるから、当該シリンダ用孔の真円度が損なわれる。また、エンジン稼働時にシリンダブロックからシリンダヘッドへの熱伝導が部分的に異なるようになって、シリンダの変形が助長される。
【０００７】
また、前記隙間が発生すると、金属ガスケットの接合面側が直接燃焼ガスに曝されることとなって、金属ガスケットの寿命が低下し、シール性を長時間にわたって確保できなくなるといった不都合が起こり得る。
【０００８】
そこで、従来より、金属ガスケットの基板のシリンダ用孔の周縁部にシリンダ用孔の周方向に沿ってビードを形成し、ボルトの締めつけ力によってビードを弾性変形させ、この弾性変形したビードの弾性復元力によるシール機能を付与することにより、前記隙間が生じないようにする対策が採られている。また、このビードが塑性変形してシール性が低下することを防止するために、ビードのシリンダ用孔側にビードの変形を制限するストッパーを設けることも行われている。
【０００９】
また、前記締めつけ力の偏差から、シリンダブロックとシリンダヘッドとの結合面における面圧分布は締結ボルトの締結位置で高く、ここから離れた位置（締結ボルト間の位置）で低くなるため、この面圧分布に応じて金属ガスケットのストッパーの厚さを変化させることにより、面圧を均一にしてシリンダ周りの真円度を確保することが提案されている。例えば、特開平４−３０７１７８号公報に記載の金属ガスケットは、ストッパーを、金属環（シム板）と溶射法により形成された金属粒子の堆積物層とで構成し、この堆積物層の厚さを変化させることにより、ストッパーの厚さを前記面圧分布に応じて変化させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように面圧を均一にするためにストッパーの厚さを変化させる方法としては、上記公報に記載の方法（溶射法による金属粒子堆積物層で厚さの変化部分を形成すること）が最も有効な方法であるが、この方法を採用した場合でも金属環に対する溶射工程を必要とするため、製造コストの削減の点で改善の余地がある。
【００１１】
なお、実用新案登録第２５１４４９０号公報には、金属ガスケットの本体（基板）におけるシリンダを囲む位置にサポート板（縁板）を固定することにより、シリンダ周りのシール圧を高くすることが記載されているが、このサポート板は本体のシリンダ用孔の周縁部に重なり合う形状に形成されており、このサポート板によるシリンダ周りのシール幅は一定になっている。
【００１２】
本発明は、面圧を均一にしてシリンダ周りの真円度を確保することのできる金属ガスケットであって、製造コストを従来技術より削減することのできるものを提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属ガスケットは、取付け用のボルト孔、シリンダに対応させて設けたシリンダ用孔、およびシリンダ周縁の水孔に対応させて設けた水通過孔を有する金属製の基板と、シリンダ周りのシール圧を高くする縁板とが積層されている金属ガスケットにおいて、前記縁板によるシリンダ周りのシール幅を、ボルト締結時に生じる面圧分布に応じて、面圧が高くなる部分（例えばボルト孔の近く）は狭く、低くなる部分（例えばボルト孔とボルト孔との間）は広く形成したことを特徴とする。
【００１４】
この金属ガスケットによれば、縁板によるシリンダ周りのシール圧が、ボルト締結時に生じる面圧が高くなる部分では小さくなり、前記面圧が低くなる部分では大きくなる。そのため、縁板によるシリンダ周りのシール幅が一定である場合と比較して、前記面圧が高くなる部分の面圧は軽減・緩和され、前記面圧が低くなる部分の面圧は増大する。その結果、シリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができる。
【００１５】
本発明の金属ガスケットを構成する基板は、１枚であっても２枚であってもよい。基板が１枚の場合には、基板の一方の面に縁板を重ねることにより基板と縁板を積層する。基板が２枚の場合には、２枚の基板の間に縁板を挟むことにより基板と縁板を積層する。
【００１６】
縁板によるシリンダ周りのシール幅を、ボルト締結時に生じる面圧分布に応じて上記のように変化させるためには、縁板の形状を以下に示すようにする。
【００１７】
縁板は、内側の縁が基板のシリンダ用孔の縁に位置し、外側の縁が、ボルト締結時に生じる面圧が高い部分では、シリンダ周縁の水孔の内端ラインに対応する基板のラインより内側に位置し、ボルト締結時に生じる面圧が低い部分では、前記ラインより外側であって前記水孔の外端ラインに対応する基板のラインより内側である範囲に位置するように形成する。また、前記範囲の位置で縁板と基板とを結合している。すなわち、この縁板は、シリンダ周縁の水孔位置で基板と結合されている。そのため、この金属ガスケットはエンジンの水孔内に突出部を形成する結合手段を採用することができる。
【００１８】
縁板の内側の縁を、基板のシリンダ用孔の縁に位置するように形成する。また、縁板の外側の縁は、ボルト締結時に生じる面圧が低い部分については、シリンダ周縁の水孔の内端ラインに対応する基板のラインに沿うか、このラインより外側であって前記水孔の外端ラインに対応する基板のラインより内側である範囲に位置するように形成する。ボルト締結時に生じる面圧が高い部分については、縁板の外側の縁を前記範囲内に位置し、この部分の前記水孔の内端ラインに対応する基板のラインの近傍に開口部を設けることにより、この部分の縁板によるシール幅の外端ラインが前記ライン（前記水孔の内端ラインに対応する基板のライン）より内側となるように形成する。また、この開口部より外側の前記範囲内に位置する部分で、縁板と基板とを結合している。すなわち、この縁板は、シリンダ周縁の水孔位置で基板と結合されている。そのため、この金属ガスケットは、エンジンの水孔内に突出部を形成する結合手段を採用することができる。
【００１９】
縁板と基板との結合部分が、縁板の外縁部分を、外端ラインが前記水孔の外端ラインに対応する基板のラインより外側となるように形成し、この外縁部分が前記水孔の外端ラインより少し内側で折り返された折り返し構造となっていると、折り返し部分で縁板と基板との結合が行われるため結合の強度が高くなる。
【００２０】
本発明の金属ガスケットにおいて、縁板の内側の縁は、縁板の内縁部分を、内端ラインがシリンダ用孔のラインより内側となるように形成し、この内縁部分がシリンダ用孔のラインで折り返された折り返し構造となっており、この折り返された内縁部分の厚さおよび折り返し幅のうちの少なくともいずれかを、ボルト締結時に生じる面圧分布に応じて、厚さについては、面圧が高くなる部分を薄く、面圧が低くなる部分を厚く、折り返し幅については、面圧が高くなる部分を狭く、面圧が低くなる部分を広く形成すれば、縁板の内側の縁の折り返し部分によるシール圧が、ボルト締結時に面圧が高くなるボルト近傍の部分で低くなり、ボルト間のように面圧が低くなる部分で高くなるため、シリンダ周りに生じる面圧をより一層均一にすることができる。
【００２２】
本発明の金属ガスケットにおいて、基板のシリンダ用孔の周縁部にビードが形成され、このビードのシリンダ用孔側とは反対側の端部とシリンダ用孔との間に配置される縁板の部分に、シリンダ用孔と同心の円を頂点位置とする断面波状のビードを形成すれば、縁板に設けたビードにより、基板のビードが塑性変形してシール性が低下することが効果的に防止できるとともに、その断面が波状であるため縁板の加工精度の誤差を吸収できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１および図２は、本発明の金属ガスケットの第１実施形態を示す図である。図１は、この金属ガスケットの上側の基板を外した状態を示す平面図である。図２は、この金属ガスケットのエンジンに対する配置を示す図であって、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【００２５】
まず、金属ガスケット１０は、図２に示すように、エンジンのシリンダブロック１０３とシリンダヘッド１０４の、相互に対向する各デッキ面１０５，１０６に介在して、両デッキ面１０５，１０６間をシールするものである。シリンダブロック１０３にはシリンダ１０７が形成されていて、この内部で周知の通り、燃料と空気の混合気体を爆発させることによりピストンを昇降させて動力を発生させる。
【００２６】
シリンダブロック１０３はアルミニウム合金からなり、このシリンダブロック１０３には、シリンダ１０７の周壁を形成する鋳鉄スリーブ１０８がシリンダブロック１０３の一部として装着されて、所謂アルミエンジンを形成している。なお、この鋳鉄スリーブ１０８は段部１０８ａが形成されているものであって、ここでは、この段部１０８ａをシリンダブロック１０３の段部１０３ａの上面に支持させる形態のものが図示されているが、鋳鉄スリーブ１０８としては、鋳ぐるみによりシリンダブロック１０３に装着されるものであってもよい。
【００２７】
また、シリンダブロック１０３のシリンダ１０７の外周には、周知のウォータージャケット１０９が形成されており、ここに冷却水が通過することにより主としてシリンダブロック１０３を冷却するようになっている。このウォータージャケット１０９は、この発明において称する水孔の一例である。シリンダヘッド１０４にも、図２に示すように、前記ウォータージャケット１０９に連通する水孔１１１が形成されており、これによってシリンダヘッド１０４を冷却するようになっている。シリンダブロック１０３のウォータージャケット１０９はシリンダ１０７の外周全体に円筒状に形成されているが、シリンダヘッド１０４の水孔１１１はウォータージャケット１０９に対向する面全体ではなく、前記面の周方向に部分的に複数個形成されている。
【００２８】
次に、この金属ガスケット１０は、２枚の基板１とこれらの基板１の間に挟まれて積層された１枚の縁板２とで構成されており、シリンダを１個有するエンジン用であるため、基板１には１個のシリンダ用孔１１が設けてある。また、基板１の四隅には、取り付け用のボルト孔１２が形成されている。なお、図１の符号１０ａはオイル孔である。
【００２９】
基板１のシリンダ用孔１１とボルト孔１２との間には、シリンダヘッド１０４の水孔１１１に重なる位置に水通過孔１３が設けてある。すわなち、この水通過孔１３は、シリンダブロック１０３のウォータージャケット１０９の内端ライン（シリンダ１０７と同心の円）に対応するライン１０９ａと外端ライン（シリンダ１０７と同心の円）に対応するライン１０９ｂとの間に、これらのラインの周方向に沿って部分的に複数個（ここでは、ボルト孔１２の近傍となる４カ所に）開設されている。
【００３０】
また、この基板１には、シリンダ用孔１１の周縁部の水通過孔１３よりシリンダ用孔１１側となる部分に断面円弧状のビード１４が形成されている。このビード１４の頂点ライン１４ａを図１に１点鎖線で示す。
【００３１】
縁板２は、シリンダ１０７の周囲のシール圧を高くするためのものであり、基板１の前記ライン１０９ｂとシリンダ用孔１１との間の範囲に配置されている。縁板２には基板１のシリンダ用孔１１と同じ大きさのシリンダ用孔２１が設けてあり、両シリンダ用孔１１，２１を合わせて基板１と積層することにより、縁板２の内側の縁が基板１のシリンダ用孔１１の縁に位置するようになっている。
【００３２】
縁板２の外側の縁は、基板１の前記ライン１０９ａより外側に位置する外側部分２２と内側に位置する内側部分２３とを、前記ライン１０９ａをなす円に沿って交互に４カ所ずつ有している。この外側部分２２は、基板１の隣り合う水通過孔１３同士の間に配置され、内側部分２３は、水通過孔１３よりシリンダ用孔１１側となる位置に配置される。すなわち、この縁板２の外端ラインは、前記ライン１０９ｂをなす円と同心で少し径が小さい円周の等間隔で離れた４カ所に、円弧状の凹部を設けた形状となっており、この凹部が縁板２の外側の縁の内側部分２３に相当する。
【００３３】
また、縁板２の外縁の外側部分２２で、縁板２と基板１とが結合手段３により結合されている。すなわち、この縁板２は、ボルト孔１２とボルト孔１２の間となる位置であって、シリンダブロック１０３のウォータージャケット１０９の位置で基板１と結合されている。
【００３４】
このように、縁板２は、シリンダ周りのシール幅が、ボルト締結時に面圧が高くなるボルト孔１２の近傍部分で狭く、ボルト締結時に面圧が低くなるボルト孔１２とボルト孔１２との間の部分で広く形成されている。したがって、この金属ガスケット１０によれば、縁板２によるシリンダ周りのシール圧が、ボルト締結時に生じる面圧が高くなるボルト孔１２の近傍部分では小さくなり、前記面圧が低くなるボルト孔１２とボルト孔１２との間の部分では大きくなる。
【００３５】
そのため、縁板によるシリンダ周りのシール幅が一定である場合と比較して、ボルト孔１２の近傍部分の面圧は軽減・緩和され、ボルト孔１２とボルト孔１２との間の部分の面圧は増大する。その結果、シリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができる。また、所定の形状に切り出した縁板２を基板１の間に挟んで結合するだけで、シリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができるため、製造コストを従来の面圧を均一にする技術より削減することができる。
【００３６】
なお、図２に示すように、この金属ガスケット１０のエンジンに対する配置において、結合手段３は、シリンダブロック１０３のウォータージャケット１０９の上側で、シリンダヘッド１０４の水孔１１１の下側となる位置に設けられている。この位置にはデッキ面１０５，１０６が存在しないため、ウォータージャケット１０９または水孔１１１内に突出部を形成する結合手段３を採用することができる。
【００３７】
このような結合手段３の一例として図３に示すものを挙げることができる。この結合手段３は、積層した各板（基板１と縁板２）を二本の互いに独立した主切断線３ａにおいて切断するとともに、この主切断線３ａ間の積層板を積層板厚より大きな段差でウォータージャケット１０９または水孔１１１方向に突出させて突出部３ｂを形成するものであり、前記突出部３ｂを、いずれかの板の表面から最も高く突出した中央部分３２と、この中央部分３２から前記板の表面に向けて傾斜した一対の斜面部分３３とで構成し、前記各主切断線３ａのうち前記斜面部分３３を形成する計４つの斜面形成線３４ａを、周方向で隣合うもの同士が両板の面内で異なる方向を向くように形成したものである。なお、符号３ｃは副切断線である。
【００３８】
このような結合手段３を採用して、突出部３ｂの大きさを、突出させるウォータージャケット１０９または水孔１１１の開口部の大きさに近づけておけば、突出部３ｂがウォータージャケット１０９または水孔１１１の開口部周縁に当たるため、金属ガスケット１０のデッキ面における位置決めが容易になる。ただし、結合手段３はこれに限定されず、リベットや鳩目等であってもよい。
【００３９】
図４〜図６は、本発明の金属ガスケットの第２実施形態を示す図である。図４は、基板に対する縁板の配置を示す平面図である。図５は、下側の基板を外した状態の図４のＢ−Ｂ線断面に相当する図であり、図６は、下側の基板を外した状態の図４のＣ−Ｃ線断面に相当する図である。
【００４０】
この金属ガスケット１０は、基板１の形状は第１実施形態と同じであり、縁板２の形状についても基本的な形状は同じである。すなわち、縁板２の外側の縁は、外側部分２２と内側部分２３を交互に４カ所ずつ有しており、この外側部分２２で基板１と縁板２が結合されている。ただし、この外側部分（結合部分）２２は折り返し構造となっている点、および縁板２の内側の縁も折り返し構造となっている点で第１実施形態と異なる。
【００４１】
この縁板２の外側の縁をなす外側部分２２は、図４に２点鎖線で示すように、縁板２の外縁部分２２ａを外端ラインが前記ライン１０９ｂより外側となるように形成し、この外縁部分２２ａが、前記ライン１０９ｂより少し内側となる、ライン１０９ｂに沿ったラインで折り返された折り返し構造となっている。
【００４２】
また、この縁板２の内側の縁２４ａ，２４ｂは、図４に２点鎖線で示すように、縁板２の内縁部分２４を内端ラインがシリンダ用孔２１のラインより内側となるように形成し、この内縁部分２４がシリンダ用孔２１のラインで折り返された折り返し構造となっている。そして、図５および６に示すように、ボルト締結時に面圧が低くなるボルト孔１２とボルト孔１２との間の折り返し部２４ａの厚さＴ１は、ボルト締結時に面圧が高くなるボルト孔１２の近傍部分の折り返し部２４ｂの厚さＴ２より厚く、折り返し部２４ａの幅Ｗ１は折り返し部２４ｂの幅Ｗ２より広く形成されている。
【００４３】
ここで、折り返し部２４ａと折り返し部２４ｂの厚さに差を付ける方法としては、加圧プレスにより折り返し部を形成する際の圧力を変える方法等が挙げられる。また、折り返し部２４ａと折り返し部２４ｂの折り返し幅に差を付ける方法としては、加圧プレスにより増大する分を加味して内縁部分２４の内端ラインを設定する方法等が挙げられる。
【００４４】
したがって、この金属ガスケット１０によれば、縁板２の外縁の折り返し構造となっている外側部分２２で縁板２と基板１とが結合されているため、前記第１実施形態の効果に加えて結合の強度が高くなる効果がある。また、縁板２の内縁の折り返し部分によるシール圧がボルト締結時に面圧が高くなる部分で低くなり、面圧が低くなる部分で高くなるため、シリンダ周りに生じる面圧を第１実施形態より一層均一にすることができる。
【００４５】
図７および８は、本発明の金属ガスケットの第３実施形態を示す図である。図７は、この金属ガスケットの上側の基板を外した状態を示す平面図である。図８は、上側の基板を設けた状態の図７のＤ−Ｄ線断面に相当する図である。
【００４６】
この金属ガスケット１０は、基板１の形状については、水通過孔１３の配置がボルト孔１２とボルト孔１２との間にある点以外は第１実施形態と同じである。縁板２の内側の縁は、第１実施形態と同様に、基板１のシリンダ用孔１１と同じシリンダ用孔２１を設けることにより、基板１のシリンダ用孔１１の縁に位置するように形成されている。
【００４７】
縁板２の外側の縁は、前記ライン１０９ａとライン１０９ｂとの中間に配置されるこれらのラインをなす円と同心の円周を基準とし、この基準円周よりライン１０９ｂ側に膨らむ凸部２５とライン１０９ａまで凹む凹部２６が、この基準円周に交互に等間隔で設けられた形状となっている。凹部２６は、縁板２の外側の縁が基板１の水通過孔１３に重ならないようにするために設けてあり、水通過孔１３の内側ラインと同じ形状になっている。
【００４８】
すなわち、縁板２の外側の縁は、基板１のボルト孔１２とボルト孔１２との間の一部（水通過孔１３の部分）がライン１０９ａに沿い、これ以外がライン１０９ａとライン１０９ｂとの間に位置し、ボルト孔１２の近傍部分では、ライン１０９ａとライン１０９ｂとの範囲内に位置するように形成されている。
【００４９】
また、凸部２５のライン１０９ａの近傍部分には開口部２７が設けてあり、凸部２５の開口部２７よりライン１０９ｂ側の部分が結合手段３による結合部分となっている。すなわち、この縁板２は、ボルト孔１２の近傍であって、シリンダブロック１０３のウォータージャケット１０９の位置で、基板１と結合されている。そのため、第１実施形態と同様に、図３に示す結合手段３を採用することができる。
【００５０】
また、この開口部２７は、ライン１０９ａからライン１０９ｂ側とシリンダ用孔２１側の両側に円弧状に切り抜かれた形状であり、ライン１０９ｂ側では凸部２５の幅が結合手段３による結合が可能な幅となるように、シリンダ用孔２１側ではビード１４より外側となるように切り抜かれている。これにより、ボルト孔１２の近傍部分の縁板２によるシール幅の外端ラインは、ライン１０９ａより内側となっている。
【００５１】
このように、この縁板２は、シリンダ周りのシール幅が、ボルト締結時に面圧が高くなるボルト孔１２の近傍部分で狭く、ボルト締結時に面圧が低くなるボルト孔１２とボルト孔１２との間の部分で広く形成されている。
【００５２】
また、この縁板２は、図８に示すように、基板１のビード１４のシリンダ用孔１１側とは反対側の端部（ビード１４の外周ラインＬ）とシリンダ用孔２１との間に、断面波状のビード２８が形成されている。このビード２８の波の凹凸をなす全ての頂点位置２８ａは、シリンダ用孔１１と同心の円になっている。
【００５３】
したがって、この金属ガスケット１０によれば、縁板２によるシリンダ周りのシール圧が、ボルト締結時に生じる面圧が高くなる部分では小さくなり、前記面圧が低くなる部分では大きくなるため、シリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができる。また、所定の形状に切り出した縁板２を基板１の間に挟んで結合するだけで、シリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができるため、製造コストを従来の面圧を均一にする技術より削減することができる。さらに、縁板２に設けたビード２８により、基板１のビード１４の塑性変形によりシール性が低下することを効果的に防止できる。また、このビード２８の断面が波状であるため、縁板２の加工精度の誤差が吸収される効果もある。
【００５４】
なお、前記各実施形態の金属ガスケット１０は、シリンダを１個有するエンジン用であるため、基板１には１個のシリンダ用孔１１が設けてあるが、本発明はこれに限定されず、シリンダを複数個有するエンジン用の金属ガスケットにも適用される。その場合には、隣り合うシリンダ用孔の間となる部分の面圧が特に小さくなるため、この部分の縁板によるシール幅を特に広くして面圧分布が均一となるようにする。
【００５５】
また、前記各実施形態では、２枚の基板を有する金属ガスケットについて説明しているが、本発明はこれに限定されず、基板を１枚だけ有するものも含まれる。そして、基板を１枚だけ有する場合でも、前記各実施形態の縁板の構造をそのまま採用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属ガスケットによれば、縁板によるシリンダ周りのシール幅を、ボルト締結時に生じる面圧分布に応じて変化させるという簡単な構成でシリンダ周りに生じる面圧を均一にすることができるため、製造コストを従来の面圧を均一にする技術より削減することができる。
【００５７】
特に、請求項３の金属ガスケットによれば、上記効果に加えて、縁板と基板との結合強度が高くなるという効果が得られる。
特に、請求項４の金属ガスケットによれば、上述のシリンダ周りに生じる面圧を均一にする効果が特に高くなる。
【００５８】
特に、請求項５の金属ガスケットによれば、上記効果に加えて、基板のビードが塑性変形してシール性が低下することが効果的に防止できるとともに、縁板の加工精度の誤差が吸収できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属ガスケットの第１実施形態を示す図であって、上側の基板を外した状態を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の金属ガスケットのエンジンに対する配置を示す図であって、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【図３】結合手段の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の金属ガスケットの第２実施形態を示す図であって、基板に対する縁板の配置を示す平面図である。
【図５】第２実施形態の金属ガスケットを示す図であって、下側の基板を外した状態の図４のＢ−Ｂ線断面に相当する図である。
【図６】第２実施形態の金属ガスケットを示す図であって、下側の基板を外した状態の図４のＣ−Ｃ線断面に相当する図である。
【図７】本発明の金属ガスケットの第３実施形態を示す図であって、上側の基板を外した状態を示す平面図である。
【図８】第３実施形態の金属ガスケットを示す図であって、上側の基板を設けた状態の図７のＤ−Ｄ線断面に相当する図である。
【符号の説明】
１基板
２縁板
３結合手段
３ａ主切断線
３ｂ突出部
３ｃ副切断部
１０金属ガスケット
１１基板のシリンダ用孔
１２ボルト孔
１３水通過孔
１４基板のビード
１４ａ基板のビードの頂点ライン
２１縁板のシリンダ用孔
２２縁板の外側の縁の外側部分
２２ａ縁板の外縁部分
２３縁板の外側の縁の内側部分
２４縁板の内縁部分
２４ａ縁板の内側の縁（折り返し部）
２４ｂ縁板の内側の縁（折り返し部）
２７開口部
２８縁板のビード
２８ａ縁板のビードの頂点位置
３２結合手段の中央部分
３３結合手段の斜面部分
３４ａ結合手段の斜面形成線
１０３シリンダブロック
１０４シリンダヘッド
１０５シリンダブロックのデッキ面
１０６シリンダヘッドのデッキ面
１０９ウォータージャケット（シリンダ周縁の水孔）
１０９ａシリンダ周縁の水孔の内端ライン
１０９ｂシリンダ周縁の水孔の外端ライン
１１１シリンダヘッドの水孔
Ｗ１折り返し部の幅
Ｗ２折り返し部の幅
Ｔ１折り返し部の厚さ
Ｔ２折り返し部の厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal gasket, and more particularly to a metal gasket that is interposed in a joint surface between a cylinder block and a cylinder head constituting an internal combustion engine to prevent leakage of fluid such as combustion gas, cooling water, and lubricating oil.
[0002]
[Prior art]
Generally, in order to prevent leakage of fluids such as combustion gas, cooling water, and lubricating oil from a joint surface between a cylinder block constituting an automobile engine and other internal combustion engines and a cylinder head mounted thereon. A sealing function is imparted by interposing a gasket and tightening both with a fastener such as a bolt. As such a gasket, a metal gasket which is excellent in heat resistance, compression resistance and durability, and has a good resilience (spring characteristic) and thermal conductivity is widely used.
[0003]
By the way, in order to realize further higher performance in recent engines, developments such as reduction in size and weight, increase in output, and reduction in fuel consumption are progressing. In order to achieve these, there is a tendency that an aluminum alloy is used for each member constituting the engine and that an interval between adjacent cylinders in the cylinder block is made as narrow as possible.
[0004]
On the other hand, when the engine member is configured using the aluminum alloy as described above, the overall rigidity is significantly reduced as compared with the case where the engine member is configured using, for example, cast iron. Further, as a new inconvenience caused by the reduction in size and weight of the engine, the amount of heat generated by the operation of the engine is increased, and as a countermeasure, the cooling water channel is expanded. As a result, the overall rigidity of the engine is further reduced.
[0005]
Furthermore, in order to improve the cooling efficiency, the cooling water channel is formed near the cylinder, whereby a tightening portion such as a bolt for tightening the cylinder block and the cylinder head is formed at a position away from the cylinder. become. The tightening force is large at a position close to the bolt, and conversely, the tightening force is small at a position far from the bolt.
[0006]
As described above, when the overall rigidity of the engine is reduced and the deviation of the tightening force by the fasteners such as bolts is increased, the metal gasket interposed between the joint surfaces is a cylinder hole opened corresponding to the cylinder. At this end, a very small gap is generated between the cylinder block and the cylinder head. When such a phenomenon occurs, the surface pressure is unbalanced around the cylinder hole, and the roundness of the cylinder hole is lost. Further, the heat conduction from the cylinder block to the cylinder head is partially different when the engine is in operation, which facilitates the deformation of the cylinder.
[0007]
Moreover, when the said clearance gap generate | occur | produces, the joint surface side of a metal gasket will be directly exposed to combustion gas, the lifetime of a metal gasket will fall and the problem that sealing performance cannot be ensured over a long time may arise.
[0008]
Therefore, conventionally, a bead is formed along the circumferential direction of the cylinder hole in the peripheral portion of the cylinder hole of the metal gasket substrate, and the bead is elastically deformed by the tightening force of the bolt, and the elastic recovery of the elastically deformed bead is performed. Measures are taken to prevent the gap from occurring by providing a sealing function by force. Further, in order to prevent the bead from being plastically deformed to lower the sealing performance, a stopper for restricting the deformation of the bead is provided on the cylinder hole side of the bead.
[0009]
Further, from the deviation of the tightening force, the surface pressure distribution on the coupling surface between the cylinder block and the cylinder head is high at the fastening position of the fastening bolt and low at a position away from this (position between the fastening bolts). It has been proposed that the thickness of the stopper of the metal gasket is changed according to the pressure distribution to make the surface pressure uniform and ensure the roundness around the cylinder. For example, in the metal gasket described in JP-A-4-307178, the stopper is composed of a metal ring (shim plate) and a deposit layer of metal particles formed by thermal spraying, and the thickness of the deposit layer. The thickness of the stopper is changed according to the surface pressure distribution.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, as a method of changing the thickness of the stopper in order to make the surface pressure uniform, the method described in the above publication (formation of a portion where the thickness is changed in the metal particle deposit layer by thermal spraying method). ) Is the most effective method, but even if this method is adopted, there is room for improvement in terms of reduction in manufacturing cost because a thermal spraying process for the metal ring is required.
[0011]
Note that Utility Model Registration No. 2514490 describes that the sealing pressure around the cylinder is increased by fixing a support plate (edge plate) at a position surrounding the cylinder in the main body (substrate) of the metal gasket. However, the support plate is formed in a shape overlapping with the peripheral edge of the cylinder hole of the main body, and the seal width around the cylinder by the support plate is constant.
[0012]
The present invention provides a metal gasket that can ensure a roundness around a cylinder by making the surface pressure uniform, and can reduce the manufacturing cost compared to the prior art.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present inventionMetal gasketIs a metal board having a bolt hole for mounting, a cylinder hole provided corresponding to the cylinder, and a water passage hole provided corresponding to the water hole at the periphery of the cylinder, and the sealing pressure around the cylinder is increased. In the metal gasket in which the edge plate is laminated, the seal width around the cylinder by the edge plate is narrow in the portion where the surface pressure becomes high (for example, near the bolt hole) according to the surface pressure distribution generated at the time of bolt fastening, The lower part (for example, between the bolt holes) is widely formed.
[0014]
According to this metal gasket, the seal pressure around the cylinder by the edge plate is reduced at the portion where the surface pressure generated when the bolt is fastened, and is increased at the portion where the surface pressure is low. Therefore, as compared with the case where the seal width around the cylinder by the edge plate is constant, the surface pressure of the portion where the surface pressure becomes high is reduced / relaxed, and the surface pressure of the portion where the surface pressure becomes low increases. As a result, the surface pressure generated around the cylinder can be made uniform.
[0015]
The number of substrates constituting the metal gasket of the present invention may be one or two. In the case of a single substrate, the substrate and the edge plate are stacked by overlapping the edge plate on one surface of the substrate. When there are two substrates, the substrate and the edge plate are stacked by sandwiching the edge plate between the two substrates.
[0016]
  In order to change the seal width around the cylinder by the edge plate as described above according to the surface pressure distribution generated at the time of bolt fastening, the shape of the edge plate is changed.Less thanAs shown in.
[0017]
  edgeThe board has an inner edge located at the edge of the cylinder hole of the board, and the outer edge is higher than the board line corresponding to the inner end line of the water hole at the periphery of the cylinder at the portion where the surface pressure generated at the time of bolt fastening is high. In a portion located on the inner side and having a low surface pressure generated at the time of bolt fastening, it is formed so as to be located in a range outside the line and inside the line of the substrate corresponding to the outer end line of the water hole. Further, the edge plate and the substrate are coupled at the position in the above range. That is, the edge plate is coupled to the substrate at the water hole position on the periphery of the cylinder. Therefore, this metal gasket can employ a coupling means for forming a protrusion in the water hole of the engine.
[0018]
  edgeInner edge of the boardTheAnd formed so as to be positioned at the edge of the cylinder hole of the substrate. In addition, the outer edge of the edge plate is along the line of the substrate corresponding to the inner end line of the water hole at the periphery of the cylinder, or the outer edge of the edge plate along the water line at the periphery of the cylinder. It forms so that it may be located in the range inside the line of the board | substrate corresponding to the outer end line of a hole. For the portion where the surface pressure generated when fastening the bolt is high, the outer edge of the edge plate is positioned within the range, and an opening is provided in the vicinity of the line of the substrate corresponding to the inner end line of the water hole in this portion. Thus, the outer end line of the seal width by the edge plate of this portion is formed so as to be inside the line (the line of the substrate corresponding to the inner end line of the water hole). Moreover, the edge plate and the board | substrate are couple | bonded in the part located in the said range outside this opening part. That is, the edge plate is coupled to the substrate at the water hole position on the periphery of the cylinder. Therefore, this metal gasket can employ a coupling means for forming a protrusion in the water hole of the engine.
[0019]
  edgeThe connecting portion of the plate and the substrate forms the outer edge portion of the edge plate so that the outer end line is outside the line of the substrate corresponding to the outer end line of the water hole, and the outer edge portion is formed on the water hole. It has a folded structure that is folded slightly inside the outer edge line.HaveThen, since the edge plate and the substrate are coupled at the folded portion, the strength of the coupling is increased.
[0020]
  The present inventionIn the metal gasket, the inner edge of the edge plate forms the inner edge portion of the edge plate so that the inner end line is inside the cylinder hole line, and this inner edge portion is folded back at the cylinder hole line. The thickness of the folded inner edge portion and the width of the folded portion are determined according to the surface pressure distribution generated when the bolts are tightened. , Thin the part where the surface pressure is low, and thicken the part where the surface pressure is high, narrow the part where the surface pressure is high and widen the part where the surface pressure is lowIf this is done, the seal pressure due to the folded part of the inner edge of the edge plate will be lower in the vicinity of the bolt where the surface pressure will be higher when the bolt is tightened, and will be higher in the portion where the surface pressure is lower, such as between the bolts. The surface pressure generated around can be made even more uniformThe
[0022]
  The present inventionIn the metal gasket, a bead is formed at the peripheral portion of the cylinder hole of the substrate, and a portion of the edge plate disposed between the end of the bead opposite to the cylinder hole side and the cylinder hole, Forms a bead with a corrugated cross-section with a circle concentric with the cylinder holeThen, the bead provided on the edge plate can effectively prevent the bead of the substrate from being plastically deformed to lower the sealing performance, and can absorb errors in the processing accuracy of the edge plate because its cross section is wavy. .
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1 and 2 are views showing a first embodiment of the metal gasket of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a state where the upper substrate of the metal gasket is removed. FIG. 2 is a view showing the arrangement of the metal gasket with respect to the engine, and corresponds to a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0025]
First, as shown in FIG. 2, the metal gasket 10 is interposed between the deck surfaces 105 and 106 of the engine cylinder block 103 and the cylinder head 104 facing each other to seal between the deck surfaces 105 and 106. Is. A cylinder 107 is formed in the cylinder block 103, and as is well known, the piston is moved up and down to generate power by exploding a mixed gas of fuel and air.
[0026]
The cylinder block 103 is made of an aluminum alloy, and a cast iron sleeve 108 that forms the peripheral wall of the cylinder 107 is attached to the cylinder block 103 as a part of the cylinder block 103 to form a so-called aluminum engine. The cast iron sleeve 108 is formed with a step portion 108a, and here, a form in which the step portion 108a is supported on the upper surface of the step portion 103a of the cylinder block 103 is illustrated. The cast iron sleeve 108 may be attached to the cylinder block 103 by casting.
[0027]
Further, a well-known water jacket 109 is formed on the outer periphery of the cylinder 107 of the cylinder block 103, and the cylinder block 103 is mainly cooled when the cooling water passes therethrough. The water jacket 109 is an example of a water hole referred to in the present invention. As shown in FIG. 2, the cylinder head 104 is also formed with a water hole 111 communicating with the water jacket 109, thereby cooling the cylinder head 104. The water jacket 109 of the cylinder block 103 is formed in a cylindrical shape on the entire outer periphery of the cylinder 107, but the water hole 111 of the cylinder head 104 is not the entire surface facing the water jacket 109, but is partially in the circumferential direction of the surface. A plurality are formed.
[0028]
Next, the metal gasket 10 is composed of two substrates 1 and one edge plate 2 sandwiched and laminated between the substrates 1, and is for an engine having one cylinder. Therefore, the substrate 1 is provided with one cylinder hole 11. Further, bolt holes 12 for attachment are formed at the four corners of the substrate 1. In addition, the code | symbol 10a of FIG. 1 is an oil hole.
[0029]
Between the cylinder hole 11 and the bolt hole 12 of the substrate 1, a water passage hole 13 is provided at a position overlapping the water hole 111 of the cylinder head 104. That is, the water passage hole 13 corresponds to a line 109 a corresponding to the inner end line (circle concentric with the cylinder 107) and an outer end line (circle concentric with the cylinder 107) of the water jacket 109 of the cylinder block 103. Between the lines 109b, a plurality of parts (here, four locations near the bolt holes 12) are provided along the circumferential direction of these lines.
[0030]
In addition, a bead 14 having an arcuate cross section is formed on the substrate 1 at a portion closer to the cylinder hole 11 than the water passage hole 13 at the periphery of the cylinder hole 11. A vertex line 14a of the bead 14 is shown by a one-dot chain line in FIG.
[0031]
The edge plate 2 is for increasing the sealing pressure around the cylinder 107, and is disposed in a range between the line 109 b of the substrate 1 and the cylinder hole 11. The edge plate 2 is provided with a cylinder hole 21 having the same size as the cylinder hole 11 of the substrate 1. By stacking the cylinder holes 11 and 21 together with the substrate 1, The edge is located at the edge of the cylinder hole 11 of the substrate 1.
[0032]
The outer edge of the edge plate 2 has an outer portion 22 located outside the line 109a and an inner portion 23 located inside the substrate 1 alternately at four locations along a circle forming the line 109a. ing. The outer portion 22 is disposed between adjacent water passage holes 13 of the substrate 1, and the inner portion 23 is disposed at a position closer to the cylinder hole 11 than the water passage hole 13. That is, the outer end line of the edge plate 2 has a shape in which arc-shaped concave portions are provided at four locations that are concentric with the circle forming the line 109b and spaced apart at equal intervals of a slightly smaller diameter, This concave portion corresponds to the inner portion 23 of the outer edge of the edge plate 2.
[0033]
Further, the edge plate 2 and the substrate 1 are coupled by the coupling means 3 at the outer portion 22 of the outer edge of the edge plate 2. That is, the edge plate 2 is coupled to the substrate 1 at a position between the bolt hole 12 and the bolt hole 12 and at the position of the water jacket 109 of the cylinder block 103.
[0034]
Thus, the edge plate 2 has a narrow seal width around the cylinder in the vicinity of the bolt hole 12 where the surface pressure increases when the bolt is tightened, and the bolt hole 12 and the bolt hole 12 between which the surface pressure decreases when the bolt is tightened. Widely formed in the middle part. Therefore, according to this metal gasket 10, the sealing pressure around the cylinder by the edge plate 2 is reduced in the vicinity of the bolt hole 12 where the surface pressure generated when the bolt is fastened, and the surface pressure is reduced. It becomes large in the part between the bolt holes 12.
[0035]
Therefore, compared with the case where the seal width around the cylinder by the edge plate is constant, the surface pressure in the vicinity of the bolt hole 12 is reduced / relaxed, and the surface pressure in the portion between the bolt hole 12 and the bolt hole 12 is reduced. Will increase. As a result, the surface pressure generated around the cylinder can be made uniform. Moreover, since the surface pressure generated around the cylinder can be made uniform simply by sandwiching and joining the edge plate 2 cut into a predetermined shape between the substrates 1, the conventional surface pressure can be made uniform. It can be reduced from technology.
[0036]
As shown in FIG. 2, in the arrangement of the metal gasket 10 with respect to the engine, the coupling means 3 is provided at a position above the water jacket 109 of the cylinder block 103 and below the water hole 111 of the cylinder head 104. It has been. Since the deck surfaces 105 and 106 do not exist at this position, the coupling means 3 that forms a protrusion in the water jacket 109 or the water hole 111 can be employed.
[0037]
An example of such a coupling means 3 is shown in FIG. The coupling means 3 cuts each laminated plate (substrate 1 and edge plate 2) at two independent main cutting lines 3a, and the laminated plate between the main cutting lines 3a has a step larger than the laminated plate thickness. And projecting in the direction of the water jacket 109 or the water hole 111 to form a projecting portion 3b. The projecting portion 3b is projected from the center portion 32, which is the highest projecting from the surface of any of the plates. A pair of inclined surface portions 33 inclined toward the surface of the plate, and a total of four inclined surface forming lines 34a forming the inclined surface portion 33 among the main cutting lines 3a are adjacent to each other in the circumferential direction. Is formed so as to face different directions in the plane of both plates. In addition, the code | symbol 3c is a sub cutting line.
[0038]
If such a coupling means 3 is adopted and the size of the protruding portion 3b is made close to the size of the opening of the water jacket 109 or the water hole 111 to be protruded, the protruding portion 3b becomes the water jacket 109 or the water hole. Since it hits the opening periphery of 111, positioning in the deck surface of the metal gasket 10 becomes easy. However, the coupling means 3 is not limited to this, and may be a rivet, an eyelet, or the like.
[0039]
4-6 is a figure which shows 2nd Embodiment of the metal gasket of this invention. FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the edge plate with respect to the substrate. 5 is a view corresponding to the cross section taken along line BB in FIG. 4 with the lower substrate removed, and FIG. 6 is a cross section taken along line CC in FIG. 4 with the lower substrate removed. It is an equivalent figure.
[0040]
In the metal gasket 10, the shape of the substrate 1 is the same as that of the first embodiment, and the basic shape of the edge plate 2 is the same. That is, the outer edge of the edge plate 2 has four outer portions 22 and inner portions 23 alternately, and the substrate 1 and the edge plate 2 are joined by the outer portions 22. However, this outer portion (joint portion) 22 is different from the first embodiment in that it has a folded structure and an inner edge of the edge plate 2 also has a folded structure.
[0041]
As shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the outer portion 22 forming the outer edge of the edge plate 2 forms the outer edge portion 22a of the edge plate 2 so that the outer end line is outside the line 109b. The outer edge portion 22a has a folded structure in which the outer edge portion 22a is folded back along a line along the line 109b, which is slightly inside the line 109b.
[0042]
Further, the inner edges 24a and 24b of the edge plate 2 are arranged so that the inner edge line of the inner edge portion 24 of the edge plate 2 is inside the line of the cylinder hole 21, as shown by a two-dot chain line in FIG. The inner edge portion 24 is formed so as to be folded back along the line of the cylinder hole 21. As shown in FIGS. 5 and 6, the thickness T1 of the folded portion 24a between the bolt hole 12 and the bolt hole 12 where the surface pressure decreases when the bolt is tightened is the bolt hole 12 where the surface pressure increases when the bolt is tightened. Is thicker than the thickness T2 of the folded portion 24b, and the width W1 of the folded portion 24a is wider than the width W2 of the folded portion 24b.
[0043]
Here, as a method of making a difference between the thicknesses of the folded portion 24a and the folded portion 24b, there is a method of changing a pressure when forming the folded portion by a pressure press. Further, as a method of making a difference between the folding widths of the folded portion 24a and the folded portion 24b, a method of setting the inner end line of the inner edge portion 24 in consideration of an increase due to the pressure press, and the like can be mentioned.
[0044]
Therefore, according to this metal gasket 10, since the edge plate 2 and the substrate 1 are coupled to each other at the outer portion 22 having a folded structure of the outer edge of the edge plate 2, in addition to the effects of the first embodiment. This has the effect of increasing the strength of the bond. In addition, since the seal pressure due to the folded portion of the inner edge of the edge plate 2 decreases at the portion where the surface pressure increases when the bolt is fastened and increases at the portion where the surface pressure decreases, the surface pressure generated around the cylinder is greater than that of the first embodiment. It can be made more uniform.
[0045]
7 and 8 are views showing a third embodiment of the metal gasket of the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a state where the upper substrate of the metal gasket is removed. FIG. 8 is a view corresponding to a cross section taken along the line DD of FIG. 7 in a state where the upper substrate is provided.
[0046]
The metal gasket 10 is the same as that of the first embodiment except that the water passage hole 13 is disposed between the bolt hole 12 and the bolt hole 12 with respect to the shape of the substrate 1. The inner edge of the edge plate 2 is formed so as to be positioned at the edge of the cylinder hole 11 of the substrate 1 by providing the same cylinder hole 21 as the cylinder hole 11 of the substrate 1 as in the first embodiment. Has been.
[0047]
The outer edge of the edge plate 2 is based on a circumference concentric with the circle forming these lines arranged between the lines 109a and 109b, and the convex portion 25 swells toward the line 109b from the reference circumference. The concave portions 26 that are recessed to the line 109a are alternately provided on the reference circumference at equal intervals. The recess 26 is provided so that the outer edge of the edge plate 2 does not overlap the water passage hole 13 of the substrate 1, and has the same shape as the inner line of the water passage hole 13.
[0048]
That is, the outer edge of the edge plate 2 is such that a portion between the bolt hole 12 and the bolt hole 12 of the substrate 1 (the portion of the water passage hole 13) is along the line 109a, and the other is the line 109a and the line 109b. In the vicinity of the bolt hole 12, it is formed so as to be located within the range of the line 109a and the line 109b.
[0049]
Further, an opening 27 is provided in the vicinity of the line 109 a of the convex portion 25, and the portion on the line 109 b side from the opening 27 of the convex portion 25 is a coupling portion by the coupling means 3. That is, the edge plate 2 is connected to the substrate 1 in the vicinity of the bolt hole 12 and at the position of the water jacket 109 of the cylinder block 103. Therefore, the coupling means 3 shown in FIG. 3 can be employed as in the first embodiment.
[0050]
Further, the opening 27 has a shape cut out in an arc shape from both the line 109a to the line 109b side and the cylinder hole 21 side, and the width of the convex portion 25 can be coupled by the coupling means 3 on the line 109b side. It is cut out so as to be outside the bead 14 on the cylinder hole 21 side so as to have a wide width. Thereby, the outer end line of the seal width by the edge plate 2 in the vicinity of the bolt hole 12 is inside the line 109a.
[0051]
As described above, the edge plate 2 has a seal width around the cylinder that is narrow in the vicinity of the bolt hole 12 where the surface pressure is increased when the bolt is tightened, and the bolt hole 12 and the bolt hole 12 where the surface pressure is decreased when the bolt is tightened. Widely formed in the part between.
[0052]
Further, as shown in FIG. 8, the edge plate 2 is formed between the cylinder hole 21 and the end portion (the outer peripheral line L of the bead 14) opposite to the cylinder hole 11 side of the bead 14 of the substrate 1. A bead 28 having a corrugated cross section is formed. All the apex positions 28 a forming the wave irregularities of the beads 28 are circles concentric with the cylinder hole 11.
[0053]
Therefore, according to this metal gasket 10, the seal pressure around the cylinder by the edge plate 2 is reduced at the portion where the surface pressure generated at the time of bolt fastening is high, and is increased at the portion where the surface pressure is low. The generated surface pressure can be made uniform. Moreover, since the surface pressure generated around the cylinder can be made uniform simply by sandwiching and joining the edge plate 2 cut into a predetermined shape between the substrates 1, the conventional surface pressure can be made uniform. It can be reduced from technology. Furthermore, the bead 28 provided on the edge plate 2 can effectively prevent the sealing performance from being lowered due to plastic deformation of the bead 14 of the substrate 1. Further, since the bead 28 has a wavy cross section, an error in processing accuracy of the edge plate 2 is also absorbed.
[0054]
In addition, since the metal gasket 10 of each said embodiment is for engines which have one cylinder, the board | substrate 1 is provided with one cylinder hole 11, However, This invention is not limited to this, A cylinder is provided. It is applied also to the metal gasket for engines which has two or more. In that case, the surface pressure at the portion between the adjacent cylinder holes is particularly small. Therefore, the seal width by the edge plate at this portion is particularly widened so that the surface pressure distribution is uniform.
[0055]
In each of the above embodiments, a metal gasket having two substrates is described. However, the present invention is not limited to this, and includes one having only one substrate. And even when it has only one board | substrate, the structure of the edge board of each said embodiment is employable as it is.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the metal gasket of the present invention, the surface pressure generated around the cylinder is uniform with a simple configuration in which the seal width around the cylinder by the edge plate is changed according to the surface pressure distribution generated at the time of bolt fastening. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional technology for uniform surface pressure.
[0057]
  In particular, the claims3According to the metal gasket, in addition to the above effect, an effect that the bonding strength between the edge plate and the substrate is increased can be obtained.
  In particular, the claims4According to the metal gasket, the effect of making the surface pressure generated around the cylinder uniform is particularly high.
[0058]
  In particular, the claims5According to this metal gasket, in addition to the above-described effects, it is possible to effectively prevent the bead of the substrate from being plastically deformed to lower the sealing performance, and to absorb the error in the processing accuracy of the edge plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a metal gasket according to the present invention, and is a plan view showing a state in which an upper substrate is removed.
FIG. 2 is a view showing an arrangement of the metal gasket of the first embodiment with respect to the engine, and corresponds to a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of coupling means.
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the metal gasket of the present invention, and is a plan view showing the arrangement of the edge plate with respect to the substrate.
5 is a view showing a metal gasket according to a second embodiment, corresponding to a cross section taken along line BB of FIG. 4 with a lower substrate removed. FIG.
6 is a view showing a metal gasket according to a second embodiment and corresponding to a cross section taken along the line CC of FIG. 4 with the lower substrate removed. FIG.
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the metal gasket of the present invention, and is a plan view showing a state where an upper substrate is removed.
8 is a view showing a metal gasket according to a third embodiment and corresponding to a cross section taken along line DD of FIG. 7 in a state where an upper substrate is provided.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Edge board
3 coupling means
3a Main cutting line
3b Projection
3c Sub cutting part
10 Metal gasket
11 Hole for cylinder in board
12 bolt holes
13 Water passage hole
14 Board beads
14a Substrate bead vertex line
21 Cylinder hole in edge plate
22 The outer part of the outer edge of the edge plate
22a Outer edge part of edge plate
23 Inside part of the outside edge of the edge plate
24 Inner edge of the edge plate
24a Inner edge of edge plate (folded part)
24b Inner edge of the edge plate (folded part)
27 opening
28 The bead of the edge board
28a Apex position of bead on edge plate
32 Central part of the coupling means
33 Slope portion of coupling means
34a Slope forming line of coupling means
103 cylinder block
104 Cylinder head
105 Cylinder block deck surface
106 Deck surface of cylinder head
109 Water jacket (water hole around the cylinder)
109a Inner end line of water hole around cylinder
109b Outer end line of water hole at the cylinder periphery
111 Cylinder head water hole
W1 Folding width
W2 Wrap width
T1 Folded part thickness
T2 Folded part thickness

Claims

A bolt hole (12) for mounting, a cylinder hole (11) provided corresponding to the cylinder (107) , and a water passage hole (13) provided corresponding to the water holes (109, 111) on the periphery of the cylinder In the metal gasket in which the metal substrate (1) and the edge plate (2) for increasing the sealing pressure around the cylinder are laminated,
The inner edge of the edge plate is located at the edge of the cylinder hole of the substrate, and the outer edge corresponds to the inner end line (109a) of the water hole at the periphery of the cylinder in a portion where the surface pressure generated at the time of bolt fastening is high. The portion located on the inner side of the board line and having a low surface pressure generated when fastening the bolt is located outside the line and inside the board line corresponding to the outer end line (109b) of the water hole. it is formed so as to, the seal width around the cylinder by said edge plate, depending on the surface pressure distribution occurring during bolt fastening, narrow portion where the surface pressure is high, while a portion becomes low wider the range A metal gasket, characterized in that the edge plate and the substrate are joined at the position .

A bolt hole (12) for mounting, a cylinder hole (11) provided corresponding to the cylinder (107), and a water passage hole (13) provided corresponding to the water holes (109, 111) on the periphery of the cylinder In the metal gasket in which the metal substrate (1) and the edge plate (2) for increasing the sealing pressure around the cylinder are laminated,
Located inside the edge end of the cylinder hole of the substrate of the edge plate, the outer edge, the part surface pressure generated during the bolt fastening is not low, the substrate corresponding to the inner end line of the water holes of the cylinder periphery or along the line, an outer than the line located in a range which is inside the substrate of the line corresponding to the outer edge lines of the water holes, positioned in the range is the surface pressure is not high portion occurring during bolting Then, by providing an opening (27) in the vicinity of the line of the substrate corresponding to the inner end line of the water hole of the part, the outer end line of the seal width by the edge plate of the part becomes inside the line In this way, the seal width around the cylinder by the edge plate is formed so that the portion where the surface pressure increases is narrow and the portion where the surface pressure decreases is wide according to the surface pressure distribution generated during bolt fastening , and the opening Outside of the part Features and to Rukin genus gasket that in the portion located囲内 bound the edge plate and the substrate.

The outer edge portion (22a) of the edge plate is formed such that the outer end line is outside the line of the substrate corresponding to the outer end line of the water hole, and the outer edge portion is connected to the edge plate. The metal gasket according to claim 1 or 2 , wherein the metal gasket has a folded structure that is folded slightly inside the outer end line of the water hole .

The inner edge of the edge plate is formed by forming the inner edge portion (24) of the edge plate so that the inner end line is inside the cylinder hole line, and the inner edge portion is folded back at the cylinder hole line. The thickness of the folded inner edge portions (24a, 24b) and the width of the folded portion are determined according to the surface pressure distribution generated when the bolts are tightened. the higher portion thinner, thicker portion surface pressure is low, for wrap width, narrowing the portion where the surface pressure is high, according to claim 1 to 3 in which the surface pressure is characterized in that it is wider form part becomes lower Metal gasket as described in any one .

A bead (14) is formed at the peripheral portion of the cylinder hole of the substrate, and the edge plate portion disposed between the end (L) of the bead opposite to the cylinder hole and the cylinder hole is provided. The metal gasket according to any one of claims 1 to 4, wherein a bead (28) having a corrugated cross-section with a circle concentric with the cylinder hole as a vertex position (28a) is formed.