JP4351476B2 - 金属ガスケット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの合わせ面に介挿される金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダーヘッド側基板の上面及びシリンダーブロック側基板の下面は、直接シリンダーヘッド又はシリンダーブロックと接合するため、この接合面のシール性能を高めるためゴム系又は弗素系等の種々のシール材をコーティングして使用することが多いが、このような場合金属ガスケットとして長期間使用すると、シール材のコーティング層が剥離したりして冷却水と共に循環する結果、サーモスタットやラジエータに付着したり、オーバーヒートなどのエンジントラブルを惹起する原因となると云う問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、ガスケットの外表面に表面処理材をコーティングした内燃機関用の金属ガスケットにおいて、冷却水口を包含する帯域の前記コーティング層を剥離した金属ガスケットが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、冷却水通路に露出した金属ガスケットの表面に塗布してあるゴムコーティングのはがれ現象を解消する金属ガスケットを提供するため、燃焼室側基板と外周側基板との分離幅をシリンダーブロックの冷却水通路と同等かそれよりも広く形成した一体を成す基板のシリンダーブロック側を非コーティング面として、冷却水通路内の気泡が滞留する部分にゴムコーティングは存在しないようにすることが提案されている（特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
さらに、シリンダーブロック側基板における冷却水孔を隔てた内側板と外側板とを複数の接続部で結合した構成とし、且つシリンダーブロック側基板上に積層される副板やシリンダーヘッド側基板のシリンダーブロック側を非コーティング面として、シリンダーブロック側基板の内側板と外側板との接続部以外の面に表面処理材を施すことが提案されている（特許文献４）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６４−７３１５６号公報
【特許文献２】
特開平７−１５８７４０号公報
【特許文献３】
特開平７−１９８０４１号公報
【特許文献４】
特開平１０−９３９３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来技術の金属ガスケットは、そのシール材がシリンダーヘッド側基板のシリンダーヘッド側及びシリンダーブロック側基板のシリンダーブロック側面にのみ施されるものであったり、燃焼室側基板と外周側基板との分離幅をシリンダーブロックの冷却水通路と同等かそれよりも広く形成し、一体基板のシリンダーブロック側を非コーティング面とするものであり、シール効果はある程度上げられるが、本発明は更にシール効果を改善すると共にシール材の剥離を防止し、冷却水経路、例えばサーモスタットのエア抜き孔等への詰まりによる冷却機能の低下を防止し、金属ガスケットをウォータージャケット上部で簡単に一体化して金属ガスケットの機械的安定度を高め且つ容易に製造できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は、燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至る一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板にはシリンダーヘッド側のみシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、
前記副板は、前記シリンダーヘッド側のみ接着材又はシール材が塗布され、前記シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板と同等以下の硬度の金属板から成り、燃焼室孔の周縁からウォータージャケット内周端部近傍に至る形状を有すること、および
前記副板は、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ部分と同一方向に張り出した、ウォータージャケットの上方に位置する耳状張出部を有しており、該耳状張出部のかしめ長さ（Ｌ１１）をかしめ幅（Ｌ１０）の半分程度とし、前記ヘッド側基板、副板及びシリンダーブロック側基板は、重ね合わせて、前記ブリッジ部分の領域でかしめ結合されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板とスペーサ板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至るまでの一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板は両面にシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、かつ
前記副板は、スペーサ板側のみ接着材又はシール材が塗布されており、前記シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板と同等以下の硬度の金属板から成り、かつ燃焼室孔の周縁からウォータージャケット内周端部近傍に至る形状を有すること、および
前記副板は、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ部分と同一方向に張り出した、ウォータージャケットの上方に位置する耳状張出部を有しており、該耳状張出部のかしめ長さ（Ｌ１１）をかしめ幅（Ｌ１０）の半分程度とし、前記ヘッド側基板、副板及びシリンダーブロック側基板は、重ね合わせて、前記ブリッジ部分の領域でかしめ結合されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、副板が、シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板よりも薄厚としたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板が同一厚さであることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、シリンダーブロック側基板のブリッジ部におけるシリンダーブロック側のシール材除去範囲を、ウォータージャケットの内周端部から外周端部に至る範囲及び夫々の端部より外側に０〜２．０ｍｍだけ拡大されている範囲としたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は、燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至るまでの一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板は両面にシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、かつ
前記副板は、燃焼室孔周縁から所定の幅を有する内側板と、その外側に配設された外側板とから成り、該外側板は、ガスケット外周からウォータージャケットを跨ぎ、ウォータージャケットの内周端部に少なくとも重なって延在し、且つ前記内側板に比して薄厚であり、
前記シリンダーブロック基板のブリッジ部上方に位置する前記外側板に、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ幅より狭幅であり、且つウォータージャケット幅のほぼ中央に達する切欠き部が設けられており、
前記内側板は外周に、前記切欠き部幅より狭幅の耳状張出部を有し、前記耳状張出部と前記切欠き部の深さはほぼ等しく、前記外側板の切欠き部の底部と内側板の耳状張出部の頂部との対向部分を跨ってシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と副板とをかしめにより結合したことを特徴としている。
【００１４】
この発明により、シリンダーヘッド側基板とシリンダーブロック側基板との間に、副板として内側板を使用した場合その外側に外側板を用いることにより差厚を調整することができる。しかも副板の内側板と外側板との隙間からシリンダーヘッド側基板の塗布シール材に冷却水が直接当たらないようにすることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、副板の内側板の耳状張出部の頂部と外側板の切欠き底部との対向部分の間隙を０〜０．５ｍｍ以下として、その他の内側板と外側板との間隙を０．２ｍｍ以上としたことを特徴としている。
【００１６】
この発明により、製作時の副板の内側板と外側板の重なり合いの防止が容易となる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、副板の内側板の厚さがシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と同等以上の厚さであることを特徴としている。
【００１８】
この発明によりシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間の金属ガスケットの厚さ調整が容易になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を用いて詳しく説明する。
【００２０】
図１乃至４は、本発明の金属ガスケットの第１実施例を示しており、図１は、本発明の金属ガスケットの分解斜視図であり、図２は、図１の金属ガスケットを、シリンダーブロック側、すなわち図１のｚ矢印方向からシリンダーヘッドガスケット面に対する配置関係を分解して示した部分拡大斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線切断断面図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ線切断断面図である。また図５は、本発明の第２実施例の図４に対応する断面図である。図６は、本発明の第３実施例の金属ガスケットを示すもので、シリンダーブロック側からシリンダーヘッドガスケット面への金属板の配置関係を示す分解部分拡大斜視図である。図７は、図６の実施例の金属ガスケットを図１のＡ−Ａ線に対応して切断した断面図である。図８は、図６の実施例の金属ガスケットを図１のＢ−Ｂ線に対応して切断した断面図である。なお各図において対応する部分には同一参照番号が付けてある。
【００２１】
図１乃至図４に示す金属ガスケットは、硬質の弾性金属板から形成されたシリンダーヘッド側基板１と、硬質の弾性金属板から形成されたシリンダーブロック側基板２と、シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２との間に配置された硬質又は軟質金属製の副板３とが重ね合わされた構成になっている。
【００２２】
シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２には、シリンダーブロック９とシリンダーヘッド８との構造に応じてオイル孔４、燃焼室孔５、冷却水孔６、ボルト孔７等が形成されている。
【００２３】
シリンダーヘッド側基板１は、その内周は燃焼室孔５に相当する中空孔により画定されており、外周はシリンダーヘッド８に対応した略長方形の形状を有し、硬質の弾性金属例えばステンレスから成る一体基板で、厚みが例えば約０．２ｍｍである。
【００２４】
シリンダーブロック側基板２は、内周は燃焼室孔５に相当する中空孔により画定され、外周はシリンダーヘッド側基板１の外周に対応する略長方形の形状の、硬質の弾性金属の一体基板から成る。その厚みをシリンダーヘッド側基板と同一厚さに選ぶと製作上有利である。このシリンダーブロック側基板２は、燃焼室孔側に隣接する領域部分２１と外周に隣接する領域部分２２と、これら２つの領域部分を橋絡接続するブリッジ部分２３とから成っている。これらのブリッジ部分２３は燃焼孔５の直径方向に対抗して延在するように配置すると有利である。図１ではブリッジ部分２３は１つの燃焼孔当り２つのブリッジ部分を配置した場合について図示されているが、縦列配置された両端の燃焼孔に対して丁度図示されたブリッジ部分から９０度ずれた位置にもブリッジ部分を設けると強度的に有利である。このブリッジ部分は気筒当り少くとも１個所あればよい。１個の場合１番目の気筒に対するブリッジ部分は横方向に右側に配置し、２番目の気筒に対するブリッジ部分は左側に配置し、３番目の気筒に対するブリッジ部分を右側に配置するというように交互に位置をずらして配置するのが望ましい。
【００２５】
副板３はシリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２との間に介挿される一枚板から成る軟質又は硬質の金属板であり、副板の硬度は、シリンダーヘッド側基板１、シリンダーブロック側基板２の硬度と同等以下に選定されている。また副板３の厚さは、シリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板２より薄厚に選定されている。このように選定することにより、エンジンの締付け歪による開きに応じた厚み調整を容易に行うことができる。
【００２６】
副板３には、シリンダーブロック側基板に設けられたブリッジ部分２３と同一方向に張出し、かつ燃焼室孔５の周縁からウォータージャケット１４の上方に位置する耳状張出部３１が設けられている。この耳状突出部３１の数はブリッジ部分２３の数と同数設ける必要はなく、シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板３との間に副板２又は副板２とスペーサ板とを挟んで重ね合わせた後、かしめ結合を安定に行えるだけの数を有していれば十分である。
【００２７】
耳状張出部のかしめ長Ｌ１１はかしめ幅Ｌ１０の半分程度に選定すれば安定に固定できる。したがって金属ガスケットを安価にかつコンパクトに製造できる。
【００２８】
次に図３及び図４を参照して、シール材の塗布されている態様について説明する。シール材は、ニトリル又は弗素系ゴムからなる。
【００２９】
シリンダーヘッド側基板１には、シリンダーヘッド８に向いた側にのみシール材９が塗布されている。シリンダーブロック側基板２には、シリンダーブロック１０に向いた面と、副板３の側に向いた面との両面にそれぞれシール材１１，１２が塗布されていて、少なくともシリンダーブロック側基板２のシリンダーヘッド１０のウォータージャケット１４に対面するブリッジ部分２３の領域においてシール材は除去されている。有利には、ウォータージャケット１４の端縁から０〜２ｍｍ、有利には０〜１ｍｍの距離Ｌ１だけジャケット１４の開口縁より外側にわたってシール材が除去されている。
【００３０】
副板３にはシリンダーヘッド側基板１に向いた面にのみ、シール材又はシール材として兼用できる接着材が塗布されている。シリンダーヘッド側基板１のウォータージャケット側に向いた面にはシール材が塗布されていないので、ここでシール材が剥離することが全く生じない。したがって、シール材と接着材がウォータージャケット１４からの冷却水により剥離して循環することによるエンジントラブルを回避することができる。
【００３１】
上記構成の金属ガスケットにより、シリンダーヘッド８とシリンダーヘッド側基板１との間にはシール材９が存在し、シリンダーヘッド側基板１と副板３との間にはシール材又はシール材を兼ねる接着材１３が介在し、副板３とシリンダーブロック側基板２との間にはシール材１２が介在し、シリンダーブロック側基板２とシリンダーブロック１０との間にシール材１１が存在しているので、各金属板間のシールを確実に行えると共に、シリンダーヘッド８とシリンダーブロック１０との間で金属ガスケットの密着度を向上させることができる。
【００３２】
図５に示す本発明の第２実施例の金属ガスケットにおいて、図１〜４に示す第１実施例と異なる点は、スペーサ板１５がシリンダーヘッド側基板１と副板３との間に介挿されていること及びシリンダーヘッド側基板の両面にシール材が塗布されている点である。スペーサ板１５により、金属ガスケット全体の厚みを任意に調整することができる。したがってスペーサ板１５の厚さを、シリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板２より薄くすることも厚くすることもあり、同一近辺の厚みとすることにより、抜き型一部共用等、製作上便利である。
【００３３】
この実施例において、シリンダーヘッド８とシリンダーヘッド側基板１との間にシール材９が存在し、シリンダーヘッド側基板１とスペーサ板１５との間にシール材１６が介在し、スペーサ板１５と副板３との間にシール材又はシール材を兼ねる接着材が介在し、副板３とシリンダーブロック側基板２との間にシール材１２が介在し、シリンダーブロック側基板２とシリンダーブロック１０との間にシール材１１が存在しており、各金属板間のシールを確実に行えると共に、金属ガスケットの厚さ調整ができ、金属ガスケットと、シリンダーヘッド８とシリンダーブロック１０との間で金属ガスケットの密着度を向上させることができる。
【００３４】
図６、図７及び図８に示す本発明の金属ガスケットの第３実施例において、副板３は燃焼室孔周縁から所定幅を有し、その厚みがシリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板３と同等以上の厚さの内側板３ａと、その外側に配設されガスケット外周からウォータージャケットを跨ぎウォータージャケット内周端部に少なくとも重なって延在し、且つ内側板に比して肉薄の外側板３ｂとから成っている。金属ガスケットの厚み指示が厚い場合、内側副板３ａが相当の厚みとなるため、厚み調整分を加味した肉薄の外側板３ｂを用いている。
【００３５】
シリンダーヘッド側基板１は、両面にシール材９及び１６が塗布されており、シリンダーブロック側基板２は、ブリッジ部分のシリンダーブロック側を除いて両面にシール材１１及び１２が塗布されている。なお副板は、内側板３ａ及び外側板３ｂの両面にはシール材が塗布されていない。シリンダーブロック側基板２のブリッジ部分はシール材が塗布されておらず、その奥に位置する副板３の内側板３ａ及び外側板３ｂにもシール材が塗布されていない。したがって、副板の外側板３ｂにウォータージャケットを通過する冷却水があたるので、副板の内側板３ａと外側板３ｂの端部同士の隙間がウォータージャケット１４内に露出しないようにしなければならない。さもなければ、シリンダーヘッド側基板１のシール材塗布層１６に、副板の内側板３ａと外側板３ｂとの隙間から冷却水が直接当たり、シール材塗布層１６の剥離が発生してしまう。
【００３６】
このため、本発明ではこの対策として、副板３の外側板３ｂをウォータージャケットを跨いでウォータージャケットの内周端部に少なくとも重なって延在させ、副板３の内側板３ａと外側板３ｂ同士の隙間がウォータージャケット内周端部より内側となるようにしている。
【００３７】
副板３の内側板３ａと外側板３ｂとの結合をエンジンのガスケット面以外のウォータージャケット内で行うためには、シリンダーブロック側基板２のブリッジ部分２３内において結合する必要がある。なぜなら、かしめることにより、片側に出っ張りが生じるからである。それ故、シリンダーブロック側基板２のブリッジ２３の上方に位置する副板３の外側板３ｂに、ブリッジ部２３のブリッジ幅Ｌ２０より幅が狭く（Ｌ２１）且つウォータージャケット幅のほぼ中央に達する切欠き部が設けられている。
【００３８】
副板３の内側板３ａはシリンダーブロック側基板２のブリッジ部２３の上部に位置する耳状張出部３１の幅を、外側板３ｂの切欠き部の幅Ｌ２１より狭幅とし、耳状張出部３１の張出長は外側板３ｂの切欠き部の深さ以下となるように選ばれている。
【００３９】
外側板３ｂの切欠き部の底部と内側板３ａの耳状張出部頂部の対向間隔は、０〜０．５ｍｍ以下に選定すると有利である。なお、内側板３ａの耳状張出部３１と外側板３ｂの切欠き部の底部との対向部分以外は、Ｌ２２及びＬ２３で示すように、内側板３ａと外側板３ｂとは製造時に重なる不都合を避けるため、０．２ｍｍ以上の間隔が生ずるように選定するのが有利である。
【００４０】
副板３の内側板３ａの耳状張出部３１と外側板３ｂの切欠き部底部とを突き合わせて、突き合わせ部を中心として、シリンダーブロック側基板２と副板３の内側板３ａ及び外側板３ｂとシリンダーヘッド側基板１とが、かしめにより結合される。このようにして、金属ガスケットを一体化して安定に保つことができ、しかもシリンダーブロック側基板２のウォータージャケット側の面および内側板３ａ及び外側板３ｂにシール材が塗布されておらず、内側板３ａと外側板３ｂとの隙間がウォータージャケットに露出しないように配置されているので、冷却水によりシール材が剥がれるということがない。
【００４１】
【発明の効果】
上述のように本発明の金属ガスケットは、重ね合わされた各金属板間のシール効果を改善できると共に冷却水によるシール材の剥離によって生ずるエンジントラブルを回避できる。
【００４２】
さらにシリンダーブロック側基板のブリッジ部に副板の耳状張出部を位置させかしめにより各金属板を安定に固定でき、機械的に安定した金属ガスケットを容易で安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属ガスケットの第１実施例の分解斜視図である。
【図２】図１に示す金属ガスケットを矢印ｚの方向からみた一部切欠斜視拡大図である。
【図３】図１に示す金属ガスケットをＡ−Ａ線で切断して示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す金属ガスケットをＢ−Ｂ線で切断して示す拡大断面図である。
【図５】本発明の金属ガスケットの第２実施例の図４に対応する拡大斜視図である。
【図６】本発明の金属ガスケットの第３実施例の図２の実施例に対応して示す一部切欠斜視拡大図である。
【図７】図６の金属ガスケットの図３に対応して示すＡ−Ａ線で切断した拡大断面図である。
【図８】図６の金属ガスケットの図４に対応して示すＢ−Ｂ線で切断した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダーヘッド側基板
２ シリンダーブロック側基板
３ 副板
３ａ 副板の内側板
３ｂ 副板の外側板
４ オイル孔
５ 燃焼孔
６ 冷却水孔
７ ボルト孔
８ シリンダーヘッド
９ シール材
１０ シリンダーブロック
１１，１２，１３ シール材
１４ ウォータージャケット
１５ スペーサ板
１６ シール材
２１ 燃焼室に隣接する領域部分
２２ 外周に隣接する領域部分
２３ ブリッジ部分
３１ 耳状張出部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの合わせ面に介挿される金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダーヘッド側基板の上面及びシリンダーブロック側基板の下面は、直接シリンダーヘッド又はシリンダーブロックと接合するため、この接合面のシール性能を高めるためゴム系又は弗素系等の種々のシール材をコーティングして使用することが多いが、このような場合金属ガスケットとして長期間使用すると、シール材のコーティング層が剥離したりして冷却水と共に循環する結果、サーモスタットやラジエータに付着したり、オーバーヒートなどのエンジントラブルを惹起する原因となると云う問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、ガスケットの外表面に表面処理材をコーティングした内燃機関用の金属ガスケットにおいて、冷却水口を包含する帯域の前記コーティング層を剥離した金属ガスケットが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、冷却水通路に露出した金属ガスケットの表面に塗布してあるゴムコーティングのはがれ現象を解消する金属ガスケットを提供するため、燃焼室側基板と外周側基板との分離幅をシリンダーブロックの冷却水通路と同等かそれよりも広く形成した一体を成す基板のシリンダーブロック側を非コーティング面として、冷却水通路内の気泡が滞留する部分にゴムコーティングは存在しないようにすることが提案されている（特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
さらに、シリンダーブロック側基板における冷却水孔を隔てた内側板と外側板とを複数の接続部で結合した構成とし、且つシリンダーブロック側基板上に積層される副板やシリンダーヘッド側基板のシリンダーブロック側を非コーティング面として、シリンダーブロック側基板の内側板と外側板との接続部以外の面に表面処理材を施すことが提案されている（特許文献４）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６４−７３１５６号公報
【特許文献２】
特開平７−１５８７４０号公報
【特許文献３】
特開平７−１９８０４１号公報
【特許文献４】
特開平１０−９３９３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来技術の金属ガスケットは、そのシール材がシリンダーヘッド側基板のシリンダーヘッド側及びシリンダーブロック側基板のシリンダーブロック側面にのみ施されるものであったり、燃焼室側基板と外周側基板との分離幅をシリンダーブロックの冷却水通路と同等かそれよりも広く形成し、一体基板のシリンダーブロック側を非コーティング面とするものであり、シール効果はある程度上げられるが、本発明は更にシール効果を改善すると共にシール材の剥離を防止し、冷却水経路、例えばサーモスタットのエア抜き孔等への詰まりによる冷却機能の低下を防止し、金属ガスケットをウォータージャケット上部で簡単に一体化して金属ガスケットの機械的安定度を高め且つ容易に製造できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は、燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至る一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板にはシリンダーヘッド側のみシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、
前記副板は、前記シリンダーヘッド側のみ接着材又はシール材が塗布され、前記シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板と同等以下の硬度の金属板から成り、燃焼室孔の周縁からウォータージャケット内周端部近傍に至る形状を有すること、および
前記副板は、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ部分と同一方向に張り出した、ウォータージャケットの上方に位置する耳状張出部を有しており、該耳状張出部のかしめ長さ（Ｌ１１）をかしめ幅（Ｌ１０）の半分程度とし、前記ヘッド側基板、副板及びシリンダーブロック側基板は、重ね合わせて、前記ブリッジ部分の領域でかしめ結合されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板とスペーサ板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至るまでの一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板は両面にシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、かつ
前記副板は、スペーサ板側のみ接着材又はシール材が塗布されており、前記シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板と同等以下の硬度の金属板から成り、かつ燃焼室孔の周縁からウォータージャケット内周端部近傍に至る形状を有すること、および
前記副板は、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ部分と同一方向に張り出した、ウォータージャケットの上方に位置する耳状張出部を有しており、該耳状張出部のかしめ長さ（Ｌ１１）をかしめ幅（Ｌ１０）の半分程度とし、前記ヘッド側基板、副板及びシリンダーブロック側基板は、重ね合わせて、前記ブリッジ部分の領域でかしめ結合されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、副板が、シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板よりも薄厚としたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、シリンダーヘッド側基板及びシリンダーブロック側基板が同一厚さであることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、シリンダーブロック側基板のブリッジ部におけるシリンダーブロック側のシール材除去範囲を、ウォータージャケットの内周端部から外周端部に至る範囲及び夫々の端部より外側に０〜２．０ｍｍだけ拡大されている範囲としたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は、燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至るまでの一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板は両面にシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少くとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、かつ
前記副板は、燃焼室孔周縁から所定の幅を有する内側板と、その外側に配設された外側板とから成り、該外側板は、ガスケット外周からウォータージャケットを跨ぎ、ウォータージャケットの内周端部に少なくとも重なって延在し、且つ前記内側板に比して薄厚であり、
前記シリンダーブロック基板のブリッジ部上方に位置する前記外側板に、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ幅より狭幅であり、且つウォータージャケット幅のほぼ中央に達する切欠き部が設けられており、
前記内側板は外周に、前記切欠き部幅より狭幅の耳状張出部を有し、前記耳状張出部と前記切欠き部の深さはほぼ等しく、前記外側板の切欠き部の底部と内側板の耳状張出部の頂部との対向部分を跨ってシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と副板とをかしめにより結合したことを特徴としている。
【００１４】
この発明により、シリンダーヘッド側基板とシリンダーブロック側基板との間に、副板として内側板を使用した場合その外側に外側板を用いることにより差厚を調整することができる。しかも副板の内側板と外側板との隙間からシリンダーヘッド側基板の塗布シール材に冷却水が直接当たらないようにすることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、副板の内側板の耳状張出部の頂部と外側板の切欠き底部との対向部分の間隙を０〜０．５ｍｍ以下として、その他の内側板と外側板との間隙を０．２ｍｍ以上としたことを特徴としている。
【００１６】
この発明により、製作時の副板の内側板と外側板の重なり合いの防止が容易となる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、副板の内側板の厚さがシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と同等以上の厚さであることを特徴としている。
【００１８】
この発明によりシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間の金属ガスケットの厚さ調整が容易になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を用いて詳しく説明する。
【００２０】
図１乃至４は、本発明の金属ガスケットの第１実施例を示しており、図１は、本発明の金属ガスケットの分解斜視図であり、図２は、図１の金属ガスケットを、シリンダーブロック側、すなわち図１のｚ矢印方向からシリンダーヘッドガスケット面に対する配置関係を分解して示した部分拡大斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線切断断面図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ線切断断面図である。また図５は、本発明の第２実施例の図４に対応する断面図である。図６は、本発明の第３実施例の金属ガスケットを示すもので、シリンダーブロック側からシリンダーヘッドガスケット面への金属板の配置関係を示す分解部分拡大斜視図である。図７は、図６の実施例の金属ガスケットを図１のＡ−Ａ線に対応して切断した断面図である。図８は、図６の実施例の金属ガスケットを図１のＢ−Ｂ線に対応して切断した断面図である。なお各図において対応する部分には同一参照番号が付けてある。
【００２１】
図１乃至図４に示す金属ガスケットは、硬質の弾性金属板から形成されたシリンダーヘッド側基板１と、硬質の弾性金属板から形成されたシリンダーブロック側基板２と、シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２との間に配置された硬質又は軟質金属製の副板３とが重ね合わされた構成になっている。
【００２２】
シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２には、シリンダーブロック９とシリンダーヘッド８との構造に応じてオイル孔４、燃焼室孔５、冷却水孔６、ボルト孔７等が形成されている。
【００２３】
シリンダーヘッド側基板１は、その内周は燃焼室孔５に相当する中空孔により画定されており、外周はシリンダーヘッド８に対応した略長方形の形状を有し、硬質の弾性金属例えばステンレスから成る一体基板で、厚みが例えば約０．２ｍｍである。
【００２４】
シリンダーブロック側基板２は、内周は燃焼室孔５に相当する中空孔により画定され、外周はシリンダーヘッド側基板１の外周に対応する略長方形の形状の、硬質の弾性金属の一体基板から成る。その厚みをシリンダーヘッド側基板と同一厚さに選ぶと製作上有利である。このシリンダーブロック側基板２は、燃焼室孔側に隣接する領域部分２１と外周に隣接する領域部分２２と、これら２つの領域部分を橋絡接続するブリッジ部分２３とから成っている。これらのブリッジ部分２３は燃焼孔５の直径方向に対抗して延在するように配置すると有利である。図１ではブリッジ部分２３は１つの燃焼孔当り２つのブリッジ部分を配置した場合について図示されているが、縦列配置された両端の燃焼孔に対して丁度図示されたブリッジ部分から９０度ずれた位置にもブリッジ部分を設けると強度的に有利である。このブリッジ部分は気筒当り少くとも１個所あればよい。１個の場合１番目の気筒に対するブリッジ部分は横方向に右側に配置し、２番目の気筒に対するブリッジ部分は左側に配置し、３番目の気筒に対するブリッジ部分を右側に配置するというように交互に位置をずらして配置するのが望ましい。
【００２５】
副板３はシリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板２との間に介挿される一枚板から成る軟質又は硬質の金属板であり、副板の硬度は、シリンダーヘッド側基板１、シリンダーブロック側基板２の硬度と同等以下に選定されている。また副板３の厚さは、シリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板２より薄厚に選定されている。このように選定することにより、エンジンの締付け歪による開きに応じた厚み調整を容易に行うことができる。
【００２６】
副板３には、シリンダーブロック側基板に設けられたブリッジ部分２３と同一方向に張出し、かつ燃焼室孔５の周縁からウォータージャケット１４の上方に位置する耳状張出部３１が設けられている。この耳状突出部３１の数はブリッジ部分２３の数と同数設ける必要はなく、シリンダーヘッド側基板１とシリンダーブロック側基板３との間に副板２又は副板２とスペーサ板とを挟んで重ね合わせた後、かしめ結合を安定に行えるだけの数を有していれば十分である。
【００２７】
耳状張出部のかしめ長Ｌ１１はかしめ幅Ｌ１０の半分程度に選定すれば安定に固定できる。したがって金属ガスケットを安価にかつコンパクトに製造できる。
【００２８】
次に図３及び図４を参照して、シール材の塗布されている態様について説明する。シール材は、ニトリル又は弗素系ゴムからなる。
【００２９】
シリンダーヘッド側基板１には、シリンダーヘッド８に向いた側にのみシール材９が塗布されている。シリンダーブロック側基板２には、シリンダーブロック１０に向いた面と、副板３の側に向いた面との両面にそれぞれシール材１１，１２が塗布されていて、少なくともシリンダーブロック側基板２のシリンダーヘッド１０のウォータージャケット１４に対面するブリッジ部分２３の領域においてシール材は除去されている。有利には、ウォータージャケット１４の端縁から０〜２ｍｍ、有利には０〜１ｍｍの距離Ｌ１だけジャケット１４の開口縁より外側にわたってシール材が除去されている。
【００３０】
副板３にはシリンダーヘッド側基板１に向いた面にのみ、シール材又はシール材として兼用できる接着材が塗布されている。シリンダーヘッド側基板１のウォータージャケット側に向いた面にはシール材が塗布されていないので、ここでシール材が剥離することが全く生じない。したがって、シール材と接着材がウォータージャケット１４からの冷却水により剥離して循環することによるエンジントラブルを回避することができる。
【００３１】
上記構成の金属ガスケットにより、シリンダーヘッド８とシリンダーヘッド側基板１との間にはシール材９が存在し、シリンダーヘッド側基板１と副板３との間にはシール材又はシール材を兼ねる接着材１３が介在し、副板３とシリンダーブロック側基板２との間にはシール材１２が介在し、シリンダーブロック側基板２とシリンダーブロック１０との間にシール材１１が存在しているので、各金属板間のシールを確実に行えると共に、シリンダーヘッド８とシリンダーブロック１０との間で金属ガスケットの密着度を向上させることができる。
【００３２】
図５に示す本発明の第２実施例の金属ガスケットにおいて、図１〜４に示す第１実施例と異なる点は、スペーサ板１５がシリンダーヘッド側基板１と副板３との間に介挿されていること及びシリンダーヘッド側基板の両面にシール材が塗布されている点である。スペーサ板１５により、金属ガスケット全体の厚みを任意に調整することができる。したがってスペーサ板１５の厚さを、シリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板２より薄くすることも厚くすることもあり、同一近辺の厚みとすることにより、抜き型一部共用等、製作上便利である。
【００３３】
この実施例において、シリンダーヘッド８とシリンダーヘッド側基板１との間にシール材９が存在し、シリンダーヘッド側基板１とスペーサ板１５との間にシール材１６が介在し、スペーサ板１５と副板３との間にシール材又はシール材を兼ねる接着材が介在し、副板３とシリンダーブロック側基板２との間にシール材１２が介在し、シリンダーブロック側基板２とシリンダーブロック１０との間にシール材１１が存在しており、各金属板間のシールを確実に行えると共に、金属ガスケットの厚さ調整ができ、金属ガスケットと、シリンダーヘッド８とシリンダーブロック１０との間で金属ガスケットの密着度を向上させることができる。
【００３４】
図６、図７及び図８に示す本発明の金属ガスケットの第３実施例において、副板３は燃焼室孔周縁から所定幅を有し、その厚みがシリンダーヘッド側基板１及びシリンダーブロック側基板３と同等以上の厚さの内側板３ａと、その外側に配設されガスケット外周からウォータージャケットを跨ぎウォータージャケット内周端部に少なくとも重なって延在し、且つ内側板に比して肉薄の外側板３ｂとから成っている。金属ガスケットの厚み指示が厚い場合、内側副板３ａが相当の厚みとなるため、厚み調整分を加味した肉薄の外側板３ｂを用いている。
【００３５】
シリンダーヘッド側基板１は、両面にシール材９及び１６が塗布されており、シリンダーブロック側基板２は、ブリッジ部分のシリンダーブロック側を除いて両面にシール材１１及び１２が塗布されている。なお副板は、内側板３ａ及び外側板３ｂの両面にはシール材が塗布されていない。シリンダーブロック側基板２のブリッジ部分はシール材が塗布されておらず、その奥に位置する副板３の内側板３ａ及び外側板３ｂにもシール材が塗布されていない。したがって、副板の外側板３ｂにウォータージャケットを通過する冷却水があたるので、副板の内側板３ａと外側板３ｂの端部同士の隙間がウォータージャケット１４内に露出しないようにしなければならない。さもなければ、シリンダーヘッド側基板１のシール材塗布層１６に、副板の内側板３ａと外側板３ｂとの隙間から冷却水が直接当たり、シール材塗布層１６の剥離が発生してしまう。
【００３６】
このため、本発明ではこの対策として、副板３の外側板３ｂをウォータージャケットを跨いでウォータージャケットの内周端部に少なくとも重なって延在させ、副板３の内側板３ａと外側板３ｂ同士の隙間がウォータージャケット内周端部より内側となるようにしている。
【００３７】
副板３の内側板３ａと外側板３ｂとの結合をエンジンのガスケット面以外のウォータージャケット内で行うためには、シリンダーブロック側基板２のブリッジ部分２３内において結合する必要がある。なぜなら、かしめることにより、片側に出っ張りが生じるからである。それ故、シリンダーブロック側基板２のブリッジ２３の上方に位置する副板３の外側板３ｂに、ブリッジ部２３のブリッジ幅Ｌ２０より幅が狭く（Ｌ２１）且つウォータージャケット幅のほぼ中央に達する切欠き部が設けられている。
【００３８】
副板３の内側板３ａはシリンダーブロック側基板２のブリッジ部２３の上部に位置する耳状張出部３１の幅を、外側板３ｂの切欠き部の幅Ｌ２１より狭幅とし、耳状張出部３１の張出長は外側板３ｂの切欠き部の深さ以下となるように選ばれている。
【００３９】
外側板３ｂの切欠き部の底部と内側板３ａの耳状張出部頂部の対向間隔は、０〜０．５ｍｍ以下に選定すると有利である。なお、内側板３ａの耳状張出部３１と外側板３ｂの切欠き部の底部との対向部分以外は、Ｌ２２及びＬ２３で示すように、内側板３ａと外側板３ｂとは製造時に重なる不都合を避けるため、０．２ｍｍ以上の間隔が生ずるように選定するのが有利である。
【００４０】
副板３の内側板３ａの耳状張出部３１と外側板３ｂの切欠き部底部とを突き合わせて、突き合わせ部を中心として、シリンダーブロック側基板２と副板３の内側板３ａ及び外側板３ｂとシリンダーヘッド側基板１とが、かしめにより結合される。このようにして、金属ガスケットを一体化して安定に保つことができ、しかもシリンダーブロック側基板２のウォータージャケット側の面および内側板３ａ及び外側板３ｂにシール材が塗布されておらず、内側板３ａと外側板３ｂとの隙間がウォータージャケットに露出しないように配置されているので、冷却水によりシール材が剥がれるということがない。
【００４１】
【発明の効果】
上述のように本発明の金属ガスケットは、重ね合わされた各金属板間のシール効果を改善できると共に冷却水によるシール材の剥離によって生ずるエンジントラブルを回避できる。
【００４２】
さらにシリンダーブロック側基板のブリッジ部に副板の耳状張出部を位置させかしめにより各金属板を安定に固定でき、機械的に安定した金属ガスケットを容易で安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属ガスケットの第１実施例の分解斜視図である。
【図２】図１に示す金属ガスケットを矢印ｚの方向からみた一部切欠斜視拡大図である。
【図３】図１に示す金属ガスケットをＡ−Ａ線で切断して示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す金属ガスケットをＢ−Ｂ線で切断して示す拡大断面図である。
【図５】本発明の金属ガスケットの第２実施例の図４に対応する拡大斜視図である。
【図６】本発明の金属ガスケットの第３実施例の図２の実施例に対応して示す一部切欠斜視拡大図である。
【図７】図６の金属ガスケットの図３に対応して示すＡ−Ａ線で切断した拡大断面図である。
【図８】図６の金属ガスケットの図４に対応して示すＢ−Ｂ線で切断した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダーヘッド側基板
２ シリンダーブロック側基板
３ 副板
３ａ 副板の内側板
３ｂ 副板の外側板
４ オイル孔
５ 燃焼孔
６ 冷却水孔
７ ボルト孔
８ シリンダーヘッド
９ シール材
１０ シリンダーブロック
１１，１２，１３ シール材
１４ ウォータージャケット
１５ スペーサ板
１６ シール材
２１ 燃焼室に隣接する領域部分
２２ 外周に隣接する領域部分
２３ ブリッジ部分
３１ 耳状張出部分
Claims (3)
- シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの合わせ面に介挿される、重ね合わされた複数の金属板を積層した金属ガスケットであって、
前記金属ガスケットは、シリンダーヘッド側基板と副板とシリンダーブロック側基板との重ね合わせ体から成り、
前記シリンダーヘッド側基板は、燃焼室孔の周縁からシリンダーヘッド外周に至るまでの一体に形成された弾性金属板から成り、該シリンダーヘッド側基板は両面にシール材が塗布されており、
前記シリンダーブロック側基板は、燃焼室孔に隣接する領域部分と外周に隣接する領域部分との間を気筒当り少なくとも１つのブリッジ部分にて連結された弾性金属板から成り、該シリンダーブロック側基板は前記ブリッジ部分のシリンダーブロック側領域を除いて両面にシール材が塗布されており、かつ
前記副板は、燃焼室孔周縁から所定の幅を有する内側板と、その外側に配設された外側板とから成り、該外側板は、ガスケット外周からウォータージャケットを跨ぎ、ウォータージャケットの内周端部に少なくとも重なって延在し、且つ前記内側板に比して薄厚であり、
前記シリンダーブロック基板のブリッジ部上方に位置する前記外側板に、前記シリンダーブロック側基板のブリッジ幅より狭幅であり、且つウォータージャケット幅のほぼ中央に達する切欠き部が設けられており、
前記内側板は外周に、前記切欠き部幅より狭幅の耳状張出部を有し、前記耳状張出部と前記切欠き部の深さはほぼ等しく、前記外側板の切欠き部の底部と内側板の耳状張出部の頂部との対向部分を跨ってシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と副板とをかしめにより結合したことを特徴とする、金属ガスケット。 - 前記副板の内側板の耳状張出部の頂部と外側板の切欠き底部との対向部分の間隙を０〜０．５ｍｍ以下として、その他の内側板と外側板との間隙を０．２ｍｍ以上としたことを特徴とする、請求項１記載の金属ガスケット。
- 前記副板の内側板の厚さがシリンダーブロック側基板及びシリンダーヘッド側基板と同等以上の厚さであることを特徴とする、請求項１又は２記載の金属ガスケット。
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