JP4715756B2

JP4715756B2 - シール層転写式メタルガスケット

Info

Publication number: JP4715756B2
Application number: JP2007005356A
Authority: JP
Inventors: 啓介梅原; 雅久熊代; 貴之氷上
Original assignee: 国産部品工業株式会社
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-01-15
Also published as: US8220800B2; JP2008169960A; US20080169615A1

Description

本発明は、自動車用エンジンのヘッドガスケットに好適に利用可能なシール層転写式メタルガスケットに関する。

自動車用エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッド間に介装されるヘッドガスケットとして、燃焼室孔や油孔、ボルト孔などを取り囲むようにビードを形成するとともに、ヘッドガスケットを構成するガスケット構成板の全面及び／又はビードに沿ってコーティング層を形成し、シール性能を向上するように構成したものが提案され、実用化されている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２８００２号公報

ところで、前記特許文献１記載のヘッドガスケットには、シリンダブロックとシリンダヘッドの膨張差により面内方向へのせん断力が作用するとともに、エンジン稼動時にはシリンダブロックとシリンダヘッド間の隙間の拡縮方向への繰り返し荷重が作用することから、経年変化によって、コーティング層が剥離して、シール性能が低下したり、冷却水のフィルターが目詰まりして、冷却性能が低下したりするという問題があった。

本発明の目的は、コーティング層の摩耗や剥離によるシール性能の低下を効果的に防止し得るシール層転写式メタルガスケットを提供することである。

本出願人は、コーティング層の剥離のメカニズムについて鋭意検討し、シリンダブロックとシリンダヘッドのシール面が切削や研磨などの機械加工によりなる比較的粗い面であり、そのような粗い面に対してコーティング層が擦り付けられることにより、コーティング層の摩耗や剥離が促進されることを見出した。そして、このようなシリンダブロックやシリンダヘッドのシール面と比較して、圧延金属板で製作されるメタルガスケットの表面は、表面粗さが格段に小さいことに着目し、メタルガスケットの表面を摺動するようにコーティング層をシリンダブロックやシリンダヘッドのシール面に転写すれば、コーティング層の摩耗や剥離は格段に抑制できるとの発想を得て、本発明を完成するに至った。

本発明に係るシール層転写式メタルガスケットは、２つのシール対象部材のシール面間に介装されて両シール対象部材間をシールする、単又は複数枚のガスケット構成板からなるメタルガスケットであって、少なくとも前記シール対象部材に対面するガスケット構成板の表面に、剥離層とコーティング層と接着剤層とをガスケット構成板側から順番に積層してなるシール層を形成し、前記両シール対象部材にメタルガスケットを介装してこれら３者を密接させた状態で、前記接着剤層がシール対象部材に接着されて、前記コーティング層及び接着剤層の少なくとも一部が剥離層を境にしてガスケット構成板から剥離し、シール対象部材のシール面に転写されるように構成したものである。

このメタルガスケットでは、メタルガスケットを２つのシール対象部材のシール面間に介装して、両シール対象部材をシールすることになるが、メタルガスケットで２つのシール対象部材をシールした状態で、少なくとも高面圧部位において接着剤層がシール対象部材に接着されて、高面圧部位のシール層が剥離層を境にガスケット構成板から剥離し、高面圧部位のコーティング層及び接着剤層がガスケット構成板からシール対象部材のシール面に転写されることになる。このため、シール対象部材に転写されたコーティング層は、メタルガスケットの表面に圧接させることになり、ヘッドガスケットのように、シール対象部材としてシリンダブロックとシリンダヘッド間の熱膨張差などにより、コーティング層がメタルガスケットの表面を摺動する場合であっても、メタルガスケットの表面粗さを小さく抑えることで、コーティング層の摩耗や剥離を効果的に防止して、シール性能の低下やコーティング層の耐久性の低下を防止できる。

ここで、少なくともシール対象部材に対面するガスケット構成板を圧延金属板で構成することが好ましい実施の形態である。圧延金属板の表面は、機械加工を施した加工面よりも表面粗さが小さいので、シール対象部材に転写したコーティング層と、圧延金属板からなるガスケット構成板間における摩擦係数を少なくして、コーティング層の摩耗や剥離を効果的に防止することが可能となる。

前記ガスケット構成板のうちのシールが必要な部位にのみ前記シール層を線状に形成することもできる。ガスケット構成板の全面に対してコーティング層を形成することも可能であるが、シールが必要な部位にのみシール層を形成すると、シール層のための使用材料を極力少なくできるとともに、ヘッドガスケットにおいては、冷却水の流通路に露出するコーティング層を極力少なくして、冷却水との接触することによるコーティング層の劣化を防止することができる。

前記２つのシール対象部材がシリンダブロックとシリンダヘッドであることも好ましい実施の形態である。シリンダブロックとシリンダヘッド間に介装されるヘッドガスケットには、前述したように、コーティング層に対して面内方向のせん断荷重や厚さ方向の繰り返し荷重が作用することになるが、コーティング層が接着剤層を介してシリンダブロックやシリンダヘッドに接着されて、メタルガスケットの表面を摺動することになるので、メタルガスケットの表面粗さを少なくすることで、コーティング層の摩耗や剥離を少なくして、摩耗や剥離に伴うシール性能の低下や冷却性能の低下を防止できる。

本発明に係るシール層転写式メタルガスケットを用いたシール方法は、前記シール層転写式メタルガスケットを用いたシール方法であって、前記両シール対象部材にメタルガスケットを介装してこれら３者を密接させ、前記接着剤層をシール対象部材に接着させて、前記コーティング層及び接着剤層の少なくとも一部を、前記剥離層を境にしてシール対象部材のシール面に転写するものである。

このシール方法においては、シール層転写式メタルガスケットをそのままシール対象部材間に介装して、これら３者を密着させることで、前述と同様に、コーティング層の摩耗や剥離を抑制して、コーティング層の耐久性を向上できる。

本発明に係るシール層転写式メタルガスケット及びそれを用いたシール方法によれば、シール層転写式メタルガスケットをそのままシール対象部材間に介装して、これら３者を密着させることで、少なくとも高面圧部位のコーティング層をシール対象部材に転写して、シール対象部材に転写されたコーティング層とメタルガスケット間においてシール対象部材とメタルガスケットとがシールされることになるので、ヘッドガスケットのように、シール対象部材としてシリンダブロックとシリンダヘッド間における熱膨張差などにより、コーティング層がメタルガスケットの表面を摺動する場合であっても、メタルガスケットの表面粗さを小さく抑えることで、コーティング層の摩耗や剥離を効果的に防止して、シール性能の低下やコーティング層の耐久性の低下を防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施の形態は、多気筒直列エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッド間に介装されるヘッドガスケットに本発明を適用した場合のものである。

図１、図２に示すように、ヘッドガスケット１は、シール対象部材としてのシリンダブロック２及びシリンダヘッド３のシール面４、５間に介装されて、燃焼室６やウォータジャケット７や潤滑油通路（図示略）などをシールするように構成したものである。本発明に係るヘッドガスケット１は、鋳鉄製のシリンダブロックを備えたエンジンに適用することもできるし、シリンダブロック及びシリンダヘッドをアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽合金を主体としたエンジンに対しても適用できる。本実施の形態では、ウォータジャケット７の上面を開放させたオープンデッキタイプのシリンダブロック２を備え、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３をアルミニウム合金で構成したエンジンに本発明を適用した場合について説明するが、ウォータジャケット７の上面を開放させていないシリンダブロックに対しても同様に適用できる。

ヘッドガスケット１は、図１〜図３に示すように、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とのシール面４、５の略全面にわたって介装される圧延金属板からなるガスケット構成板としてのビード板１０と、ビード板１０の表面に形成したシール層２０、２１と、ボアビード１６の外周縁とエンジンのシリンダブロック２に形成されるウォータジャケット７の内周面７ａ間において、ビード板１０に重ね合わせて設けたガスケット構成板としてのシム板１１とを備えている。図２に示すヘッドガスケット１では、シム板１１側をシリンダブロック２側にしてシール面４、５間にヘッドガスケット１を介装したが、シム板１１側をシリンダヘッド３側にしてシール面４、５間にヘッドガスケット１を介装することも可能である。

ビード板１０は、析出硬化型高珪素二相ステンレス鋼やＳＵＳ３０１系一般材やＳＵＳ６３０系やＳＵＳ６３１系の析出硬化型ステンレス鋼などからなるステンレス鋼板で構成され、ビード板１０の外縁形状はシリンダブロック２のシール面４、５と略同じ形状に形成されている。ビード板１０の厚さは、０．１５ｍｍ未満であるとビードの剛性が低下して十分な面圧が得られず、０．４ｍｍを越えると加工による材料の変質やヘッドボルトの過締結により、クラックが発生する恐れがあるので、０．１５〜０．４ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．３５ｍｍ、特に好ましくは０．２〜０．２５ｍｍに設定することになる。

ビード板１０の幅方向の略中央部には長さ方向に間隔をあけて丸孔からなる複数の開口部１２が燃焼室６に対応させて形成され、一側の開口部１２の外側にはウォータジャケット７に対応させて複数の冷却水孔１３ａが所定の配列で形成され、隣接する開口部１２間の両側にはウォータジャケット７に対応させて冷却水孔１３ｂが形成されている。ウォータジャケット７の外側に対応する位置にはシリンダヘッド３をシリンダブロック２に固定するためのヘッドボルト（図示略）が挿通する複数のボルト挿通孔１４が１つの開口部１２に対して４個ずつ、開口部１２を取り囲むように形成され、シリンダヘッド３をシリンダブロック２に対してバランスよく締結できるように構成されている。特定のボルト挿通孔１４の外側には潤滑油が流通する油孔１５が形成され、シリンダブロック２からシリンダヘッド３側へ潤滑油を供給して、動弁機構等を潤滑できるように構成されている。

ビード板１０には、図２〜図４に示すように、燃焼室６を取り囲むボアビード１６と、ボルト挿通孔１４を取り囲むボルト孔ビード１７と、ボルト挿通孔１４と油孔１５とを併せて取り囲むボルト油孔ビード１８と、これら複数のボルト孔ビード１７やボルト油孔ビード１８全体を取り囲む外周ビード１９が形成されている。尚、外周ビード１９は、ウォータジャケット７を取り囲むように配置されていれば、ボルト孔ビード１７やボルト油孔ビード１８を取り囲まないように配置することも可能である。また、ビード１６〜１９は、金属板に形成した段差からなる段差ビードで構成されているが、断面形状が部分円弧状の丸ビードで構成することもできるし、段差ビードと丸ビードを任意に組み合わせて構成することもできる。ビード板１０における、開口部１２や冷却水孔１３ａ、１３ｂやボルト挿通孔１４や油孔１５の形状や個数や配置、ビード１６〜１９の形状や個数や配置はエンジンの構成等に応じて任意に設定することになる。

ボアビード１６を構成する段差ビードは、図７(ａ)に示すように、ビード板１０をプレス成形するときに、段差ビードの加工高さをビード板１０の板厚の３〜４倍の加工高さＨ１に設定して素材金属板をプレス成形した後、図７（ｂ）に示すように、段差ビードの加工高さをシム板１１の板厚以下の高さＨ２に設定して素材金属板をフラットニング加工して、図７（ｃ）に示す高さＨに成形されている。そして、このようにビード板１０の板厚の３〜４倍の高さの段差ビードに成形した後、段差ビードの加工高さをビード板１０の板厚以下に設定して素材金属板をフラットニング加工して、要求高さＨの段差ビードを形成するので、加工硬化により段差ビードの疲労限が高められ、段差ビードにおけるクラックの発生を効果的に防止できる。要求高さＨは、十分なシール性能が確保されるように、例えばシム板１１の板厚の２〜４倍に設定することになる。但し、フラットニング加工は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。また、ボアビード１６以外のビード１７〜１９に関しても同様に成形することができる。

ビード板１０の両面には、図１〜図６に示すように、剥離層２２とコーティング層２３と接着剤層２４とをビード板１０側から順番にパターン印刷により積層してなるシール層２０、２１であって、ボアビード１６及びシム板１１に対応させて形成した第１シール層２０と、ビード１７〜１９に対応させて形成した第２シール層２１とが設けられている。そして、シリンダブロック２とシリンダヘッド３間にヘッドガスケット１を介装して、ヘッドボルトを締結すると、段差ビード１６〜１９の内周側及び外周側の折曲部２５における折曲の外面側（図５にハッチングで図示）の面圧が他の部分と比較して局部的に高くなり、少なくともこの高面圧部２６において、接着剤層２４がシリンダブロック２とシリンダヘッド３のシール面４、５に接着され、高面圧部２６の接着剤層２４とコーティング層２３が、剥離層２２を境にビード板１０から剥離して、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のシール面４、５に転写されるように構成されている。但し、高面圧部２６の両側に沿ってシール層２０、２１に予め切り込みを入れておき、高面圧部２６のみが剥離して、高面圧部２６以外の部分へ剥離が進行しないように構成することも好ましい実施の形態である。尚、パターン印刷とは、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、スクリーン印刷、植毛印刷、磁気印刷、ホットスタンピングなどによる印刷技術と、ディスペンサーによる材料塗布技術を含むものである。

両シール層２０、２１の幅は、ビード板１０の表面のうちの少なくとも高面圧部２６が含まれる幅に設定することになるが、狭すぎると十分な耐久性が得られず、広すぎると使用する材料が多くなるので、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下、好ましくは、１．０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下に設定することになる。但し、このシール層２０、２１は、ビード板１０の全面に形成することも可能であるし、ビード板１０の一方の面にのみ形成することも本発明の範疇である。また、ビード板１０の全面に従来と同様にしてコーティング層を形成し、その上にシール層２０、２１を形成することも可能である。

シール層２０、２１の厚さは、十分な耐久性及びシール性能を確保するため、１７μｍ以上、５０μｍ以下に設定することになる。剥離層２２の厚さは、薄すぎると十分な剥離作用が得られず、厚すぎるとシール層２０、２１が厚くなるので、１μｍ以上、１０μｍ以下に設定することになる。また、コーティング層２３の厚さは、薄すぎると十分な耐久性及びシール性能が得られず、厚すぎるとシール層２０、２１が厚くなるので、１５μｍ以上、３０μｍ以下に設定することになる。接着剤層２４の厚さは、薄すぎると十分な接着強度が得られず、厚すぎるとシール層２０、２１が厚くなり過ぎるので、１μｍ以上、１０μｍ以下に設定することになる。また、第１シール層２０と第２シール層２１とで幅や厚さに差を持たせることも可能である。

コーティング層２３の材料としては、フッ素ゴム、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、シリコンゴムなどの合成ゴム材料や、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）系樹脂などの合成樹脂材料や、これら合成ゴム材料や合成樹脂材料にアルミニウム合金、銅、真鍮、ステンレス等の金属粉末、ガラス粉末やガラス繊維、セラミック粉末やセラミック繊維、二硫化モリブデン粉末等を混入した複合材料を用いることが可能で、使用条件等に応じて適宜選定される。例えば、ボアビード１６の上下両側に配置される第１シール層２０のコーティング層２３は、高温の燃焼ガスと冷却水とをシールする関係上、耐熱性及び耐摩耗性に優れたコーティング材料で構成され、その他のビードの上下両側に配置される第２シール層２１のコーティング層２３は、潤滑油と冷却水とをシールする関係上、液密性及び耐摩耗性に優れたコーティング材料で構成することもできる。但し、第２シール層２１は、使用条件に応じて、更に複数の領域に分割して、それぞれの領域毎に異なる材料のコーティング層を形成することも可能である。

剥離層２２としては、ワックス系離型剤、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、ＰＶＡ系離型剤、黒鉛系離型剤などを好適に採用できる。

接着剤層２４としては、合成ゴム系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、シラン系接着剤などを好適に採用できる。

シム板１１は、ビード板１０と同様に、ＪＩＳ規格におけるＳＵＳ３０１などのステンレス鋼板、あるいはこれと同等の特性を有する周知の金属材料で構成され、ボアビード１６の外周縁と、エンジンのシリンダブロック２に形成されるウォータジャケット７の内周面７ａ間に対応する領域に配置されている。ただし、ビード板１０とは異なり、ビード１６〜１９を形成しないので、ビード板１０よりも安価に入手可能な金属材料で構成することも可能である。シム板１１の板厚は、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０８ｍｍ〜０．１２ｍｍに設定され、ヘッドボルトを締結した状態で、ボアビード１６付近にシム板１１の板厚に相当する隙間が形成され、ボアビード１６が全屈しないように構成されている。

シム板１１にはボアビード１６の外周縁と同径の丸孔からなる４つの開口部３０が形成されこれら４つの開口部３０の開口縁はボアビード１６の外周縁に沿って配置されている。シム板１１の外縁部は、シム板１１に対応するシリンダブロック２の面圧を極力低く設定するため、ウォータジャケット７の内周面７ａに対応する位置まで設けることになるが、ウォータジャケット７の内周面７ａに対応する位置よりもやや内側に配置させたものも本発明の範疇である。また、ウォータジャケット７の内周面７ａの成形精度は比較的低いので、ウォータジャケット７の内周面７ａに対応する位置まで確実に設けられるようにするため、ウォータジャケット７に対応する領域内まで延設することが好ましい。ただし、シム板１１の外縁部をウォータジャケット７の外周面７ｂよりも外側に延設することも可能ではあるが、シム板１１の製作コストが高くなるので、ウォータジャケット７に対応する領域内で且つウォータジャケット７の内周面７ａの近くに配置されるように構成することが好ましい。

シム板１１の左右両端の開口部３０に対応する前部及び後部にはウォータジャケット７に対応する領域内に突出する固定部３１が一体的に形成され、シム板１１は、これら４つの固定部３１をビード板１０にスポット溶接やリベットやメカニカルクリンチなどで固定することで、ビード板１０に固定されている。ビード板１０における冷却水孔１３ａ、１３ｂに対応する位置においてシム板１１には切欠部３３及び冷却水孔３４が形成され、シム板１１が冷却水の流通を阻害しないように構成されている。

このような構成のヘッドガスケット１を組み付けたエンジンにおいては、ボアビード１６の外周側にシム板１１が配置されるので、シム板１１がボアビード１６の全屈を防止するストッパーとして機能し、ボアビード１６の全屈によって、ボアビード１６にクラックが発生することを防止でき、クラックの発生によるシール性能の低下を効果的に防止することができる。また、シム板１１は、ボアビード１６の外周縁とウォータジャケット７の内周面７ａ間に対応する部分にのみ設けているので、シム板１１をヘッドガスケット１の外縁部まで設ける場合と比較して、シム板１１の製作コストを抑えることができるとともに、燃焼室６周りのボアビード１６の面圧をビード１７〜１９と比較して高く設定することができ、燃焼室６周りのシール性能を十分に確保することができる。しかも、ボアビード１６の外周縁とウォータジャケット７の内周面７ａ間の幅は、ボアビード１６の内周縁と開口部１２の口縁間の幅と比較して広く設定できるので、シリンダブロック２の燃焼室６周りに局部的に大きな面圧が作用することを防止できるとともに、シリンダ孔２ａから離れた位置においてシリンダブロック２に面圧を作用させることができるので、シリンダ孔２ａの変形を効果的に抑制することができる。

また、ヘッドガスケット１をシリンダブロック２とシリンダヘッド３間に介装してヘッドボルトを締結すると、高面圧部２６におけるシール層２０、２１の接着剤層２４がシリンダブロック２及びシリンダヘッド３に接着されて、コーティング層２３及び接着剤層２４が剥離層２２を境にビード板１０から剥離して、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のシール面４、５に転写されることになる。そして、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との熱膨張差やシリンダブロック２とシリンダヘッド３間の隙間の拡縮方向への繰り返し荷重により、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３に対してヘッドガスケット１が面内方向に対して微小移動する際には、コーティング層２３とビード板１０間において微小移動することになる。したがって、コーティング層２３は、切削や研磨により加工されたシリンダブロック２やシリンダヘッド３のシール面４、５ではなく、それよりも表面粗さの小さい圧延金属板からなるビード板１０上を摺動することになり、コーティング層２３の摩耗や剥離を効果的に防止して、シール性能の低下やコーティング層２３の耐久性の低下を防止できることになる。尚、ヘッドガスケット１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３間に常時挟持され、高面圧部２６と他の部分とは略同一平面内に配置されることになるので、高面圧部２６のコーティング層２３及び接着剤層が剥離しても、高面圧部２６とその外側のコーティング層２３とが分断されることはない。

ここで、前記ヘッドガスケット１Ａの構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。尚、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図８に示すように、このヘッドガスケット１Ａは、前記実施の形態のビード板１０における段差ビードからなるボアビード１６に代えて、シリンダブロック２側へ突出する断面円弧状の丸ビードからなるボアビード１６Ａを形成したビード板１０Ａを設け、シム板１１に代えて、ビード板１０Ａと略同じ形状で同じ寸法のストッパー板４０をビード板１０Ａの下側に重ね合わせて設けたものである。ビード板１０Ａ及びストッパー板４０は、前記ビード板１０Ａと同様の素材で構成することができる。ストッパー板４０には、ビード板１０Ａと同様に、開口部４１とボルト挿通孔（図示略）と油孔（図示略）とが形成され、ストッパー板４０とビード板１０Ａとは、シリンダブロック２とシリンダヘッド３のシール面４、５間の外側において、スポット溶接やリベットやメカニカルクリンチなどで結合されている。

ストッパー板４０の開口部４１の縁部にはビード板１０Ａ側へ折り返してなる折り返し部４２が形成され、折り返し部４２以外の部分は平坦に形成されている。ビード板１０Ａにおけるボアビード１６Ａよりも開口部１２側には平坦部４３が形成され、折り返し部４２は平坦部４３に対面する位置に設けられている。

ビード板１０Ａのシリンダヘッド３側の表面には、前記実施の形態のシール層２０、２１と同様に、剥離層２２とコーティング層２３と接着剤層２４とをビード板１０Ａ側から順番にパターン印刷により積層してなるシール層２０Ａ、２１Ａが形成されている。第１シール層２０Ａは、ボアビード１６Ａ及び平坦部４３を含むように形成され、第２シール層２１Ａは、前記実施の形態におけるビード板１０Ａと同様にビード１７〜１９を含むように形成されている。また、ビード板１０Ａのシリンダブロック２側の表面には、第１及び第２シール層２０Ａ、２１Ａに対応する位置にコーティング層４４、４５が形成されている。但し、このコーティング層４４、４５はストッパー板４０側に形成することも可能である。

ストッパー板４０のシリンダブロック２側の表面には、ビード板１０Ａの第１及び第２シール層２０Ａ、２１Ａに対応させて、前記実施の形態のシール層２０、２１と同様に、剥離層２２とコーティング層２３と接着剤層２４とをストッパー板４０側から順番にパターン印刷により積層してなる第１及び第２シール層２０Ｂ、２１Ｂが形成されている。

このヘッドガスケット１Ａにおいては、これをシリンダブロック２とシリンダヘッド３間に介装して、ヘッドボルトを締結すると、折り返し部４２がボアビード１６Ａの全屈を防止するストッパーとして機能し、ボアビード１６Ａの全屈によって、ボアビード１６Ａにクラックが発生することを防止でき、クラックの発生によるシール性能の低下を効果的に防止することができる。また、図９にハッチングで示す部分、即ち、ビード板１０Ａの第１シール層２０Ａにおける折り返し部４２に対応する部分及びボアビード１６Ａの両側部と、第２シール層２１Ａにおける、ビード１７〜１９のシリンダヘッド３側（内周側）の折曲部２５の面圧が高くなり、この高面圧部２６Ａにおいて第１シール層２０Ａ、２１Ａが剥離して、シリンダヘッド３のシール面５に転写されることになる。また、ストッパー板４０の第１シール層２０Ｂにおける折り返し部４２に対応する部分及びボアビード１６Ａの頂部に対応する部分と、第２シール層２１Ｂにおける、ビード１７〜１９のシリンダブロック２側（外周側）の折曲部２５の面圧が高くなり、この高面圧部２６Ｂにおいてシール層２０Ｂ、２１Ｂが剥離して、シリンダブロック２のシール面４に転写されることになる。このように、シール層が剥離して、コーティング層２３が、切削や研磨により加工されたシリンダブロック２やシリンダヘッド３のシール面４、５ではなく、それよりも表面粗さの小さい圧延金属板からなるビード板１０Ａ又はストッパー板４０の表面上を摺動することで、コーティング層２３の摩耗や剥離を効果的に防止して、シール性能の低下やコーティング層２３の耐久性の低下を防止できることになる。

尚、本実施の形態では、２枚のガスケット構成板を備えたヘッドガスケット１に本発明を適用した場合について説明した、１枚或いは３枚以上のヘッドガスケットにおいても、シリンダブロックとシリンダヘッドのシール面に対面するガスケット構成の表面に、面圧が高くなる高面圧部が含まれるようにシール層２０、２１を形成し、高面圧部２６位におけるシール層２０、２１をガスケット構成板から、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のシール面４、５側に転写してコーティング層２３の摩耗や剥離を防止できるように構成することができる。

また、本発明は、多気筒直列エンジン以外の多気筒Ｖ型エンジンや単気筒エンジンなどのエンジンに適用することもできるし、吸気マニホールドとシリンダヘッド間に介装されるメタルガスケットなど、エンジンを構成する各種メタルガスケットや、エンジン以外の自動車部品やその他の産業機械におけるメタルガスケットに対しても本発明を同様に適用できる。

ヘッドガスケットの底面図シリンダブロックとシリンダヘッド間に対してヘッドガスケットを組み付ける直前における図１のII-II線縦断面図シリンダブロックとシリンダヘッド間に対してヘッドガスケットを組み付ける直前における図１のIII-III線断面図シール層の形成前におけるビード板の平面図シール層のうちの高面圧部となる部位を示す説明図シール層の縦断面図段差ビードの成形方法の説明図他の構成のヘッドガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッド間に組み付ける直前における図２相当図同ヘッドガスケットのシール層のうちの高面圧部となる部位を示す説明図

符号の説明

１ヘッドガスケット２シリンダブロック
２ａシリンダ孔３シリンダヘッド
４シール面５シール面
６燃焼室７ウォータジャケット
７ａ内周面７ｂ外周面
１０ビード板１１シム板
１２開口部１３ａ冷却水孔
１３ｂ冷却水孔１４ボルト挿通孔
１５油孔１６ボアビード
１７ボルト孔ビード１８ボルト油孔ビード
１９外周ビード２０シール層
２１シール層２２剥離層
２３コーティング層２４接着剤層
２５折曲部２６高面圧部
３０開口部３１固定部
３３切欠部３４冷却水孔
１Ａヘッドガスケット１０Ａビード板
１６Ａボアビード２０Ａ第１シール層
２０Ｂ第２シール層２１Ａ第１シール層
２１Ｂ第２シール層２６Ａ高面圧部
２６Ｂ高面圧部４０ストッパー板
４１開口部４２折り返し部
４３平坦部４４コーティング層
４５コーティング層

Claims

２つのシール対象部材のシール面間に介装されて両シール対象部材間をシールする、単又は複数枚のガスケット構成板からなるメタルガスケットであって、
少なくとも前記シール対象部材に対面するガスケット構成板の表面に、剥離層とコーティング層と接着剤層とをガスケット構成板側から順番に積層してなるシール層を形成し、
前記両シール対象部材にメタルガスケットを介装してこれら３者を密接させた状態で、前記接着剤層がシール対象部材に接着されて、前記コーティング層及び接着剤層の少なくとも一部が剥離層を境にしてガスケット構成板から剥離し、シール対象部材のシール面に転写されるように構成した、
ことを特徴とするシール層転写式メタルガスケット。
少なくともシール対象部材に対面するガスケット構成板を圧延金属板で構成した請求項１記載のシール層転写式メタルガスケット。
前記ガスケット構成板のうちのシールが必要な部位にのみ前記シール層を線状に形成した請求項１又は２記載のシール層転写式メタルガスケット。
前記２つのシール対象部材がシリンダブロックとシリンダヘッドである請求項１〜３のいずれか１項記載のシール層転写式メタルガスケット。
請求項１〜４のいずれか１項記載のシール層転写式メタルガスケットを用いたシール方法であって、
前記両シール対象部材にメタルガスケットを介装してこれら３者を密接させ、前記接着剤層をシール対象部材に接着させて、前記コーティング層及び接着剤層の少なくとも一部を、前記剥離層を境にしてシール対象部材のシール面に転写する、
ことを特徴とするシール層転写式メタルガスケットを用いたシール方法。