JP4795791B2 - 金属ガスケット - Google Patents

Description

本発明は、金属ガスケットに関し、弾性金属板からなる複数の基板を積層してなる金属ガスケットの一体化加工を簡素化することができる金属ガスケットに関するものである。

従来より、エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドの接合部には、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面のシール性を高めるために、弾性金属板からなる基板にシリンダ燃焼室に対応する燃焼室孔を囲繞する内側ビードを設けるとともに、前記燃焼室孔の周辺に配設した締付ボルト孔、オイル孔、冷却水孔などの各孔の周囲を囲繞する外周ビードを形成した基板を複数枚積層してなる金属ガスケットが使用されている。

この上記金属ガスケットは、複数の基板や副板を積層し、押抜き加工やハトメ、爪掛け、基板端部での折り返し加工などの機械的結合法、あるいは金属リベットのかしめ加工により固定され、複数枚の基板が結合され金属ガスケットを一体に形成している（例えば、特許文献１）。
特開平１０−２８１２９０号公報

上記のような積層基板の固定方法では、抜き加工やハトメをかしめたり、爪掛け部の形成加工、基板端部の折り曲げ折り返しなどの煩雑な加工工程を要し、押抜き加工による場合はパンチ部の隅部から亀裂を生じやすくガス漏れやオーバーヒートの原因となるという問題があり、金属同士の機械的結合では電食の問題もあり、また金属リベットは真鍮や銅が使用されるためかしめ加工時に高温加熱や大容量の装置を要し、さらに重量が大きくなるという難点がある。このため、従来の金属ガスケットは、薄型軽量化や加工コスト、使用後ガスケットの分解困難性などに問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、積層基板の結合が容易であって、しかも金属ガスケットの薄型軽量化、加工コストの低減を可能とし、さらに使用後金属ガスケットの分解が容易である金属ガスケットを提供することを目的とするものである。

本発明の金属ガスケットは、燃焼室孔を囲繞する内側ビードと、前記内側ビードとともに前記燃焼室孔の周辺に配設された締付ボルト孔、オイル孔、冷却水孔等の流通孔を囲繞する外周ビードを設けた複数の弾性金属板からなる基板を積層してなる金属ガスケットにおいて、複数の積層基板を貫通する穿孔部を設け、該穿孔部において水溶性の樹脂を用いて前記複数の積層基板を一体に形成したことを特徴とする。

本発明の金属ガスケットは、前記穿孔部に嵌着された水溶性の樹脂リベットにより前記複数の積層基板を一体に形成したものでもよい。

本発明においては、樹脂や樹脂リベットとして、カラー樹脂を使用することもできる。

本発明の金属ガスケットによれば、複数枚の積層基板に穿孔部を設けて該穿孔部に樹脂を用いることにより、また穿孔部に樹脂リベットを嵌着することにより、押抜きやハトメ加工などの金属同士の機械的結合手段を使用せずに複数の積層基板を一体化することができる。

樹脂リベットを用いる場合、常温でのかしめ加工、若しくは樹脂の軟化点程度の温度でのかしめ加工が可能となり設備の小型化、省力化が実現し、よりも結合方法を簡素化し、加工効率を向上してコストを低減することができ、平頭リベットを用いることで金属ガスケットの薄肉化を図ることもできる。さらに使用後金属ガスケットの分解が容易となって資源のリサイクルに貢献することができる。また、金属リベットに対して軽量化が可能となり、他の金属ガスケットへの傷付き防止にもなる。

また、水溶性樹脂を用いることで、金属ガスケット使用中にエンジンの冷却水等によりに樹脂が溶解しリサイクル性をより向上し、また、金属ガスケットの種類毎に異なるカラー樹脂やリベットを使用することで金属ガスケットの識別を容易にすることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態に係る金属ガスケット１の平面図である。

金属ガスケット１は、例えば耐熱性ゴムや二硫化モリブデン含有樹脂などがコーティングされたステンレス鋼板などの弾性金属板からなる基板２にエンジンのシリンダ燃焼室に対応して燃焼室孔３が開設され、さらにこの燃焼室孔３の周辺には複数の締付ボルト孔４、冷却水孔５、オイル孔６のそれぞれが穿設されている。

前記燃焼室孔３の周囲には、基板２の外側に向けて膨出するフルビードからなる内側ビード７が燃焼室孔３を囲繞し、燃焼室孔３をシールしてガスの漏れを防止するとともに冷却水の浸入を阻止するように形成されている。

内側ビード７の外周部には、締付ボルト孔４、冷却水孔５、オイル孔６のそれぞれをシールするビードを設けるとともに、内側ビード７を囲繞して外側に膨出するハーフビードからなる外周ビード８が基板２の外周縁部との間に設けられ、金属ガスケット１の内側をシールし冷却水やオイルの外部への洩出を防止するとともに、外周部からの水分や塵埃の浸入を阻止している。

実施形態の金属ガスケット１は、２枚の基板２、２の間に中間板（不図示）を挟み積層され、図に示すように基板２の周縁部の５ヶ所において２枚の積層基板２、２を貫通する穿孔部１３が設けられ、この穿孔部１３に樹脂リベット１０が嵌着され積層基板が一体に結合され金属ガスケット１を形成している。

樹脂リベット１０は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂を射出成形法等により成形し得られる。

樹脂リベット１０による積層体の結合は、中空リベットや導通リベットにより常温でのかしめ加工や結合加工が可能であり、また従来型の頭付きリベットでも樹脂の軟化点程度の温度でしかも金属製より小さいかしめ力でかしめ加工が可能となるので、生産設備の小型化、省力化が実現することができ、従来の結合方法よりも加工を簡素化し、加工効率を向上して金属ガスケット１のコストの低減を図ることができる。

また、平頭リベットを用いることで金属ガスケット１の薄肉化が図られる（図２参照）。

さらに、樹脂リベット１０を用いた金属ガスケット１では、使用後金属ガスケットの分解時に金属ガスケット１から簡単にリベット１０を分離することができるので、金属ガスケットの分解や部品の分別が容易となりリサイクル性を向上する。

また、真鍮や銅などの金属リベットに対して軽量化が可能となり、金属ガスケット１の輸送時などにリベットの頭部が他の金属ガスケットに接触し傷付けることも防止することができる。

樹脂リベット１０の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテルなどの水溶性樹脂を使用することができ、これにより水冷エンジン内で金属ガスケット１の使用中にエンジンの冷却水によりリベットが溶解し無くなることで、使用後の金属ガスケットを分解状態でエンジンから取り出すことができリサイクル性をより向上する。

また、樹脂リベット１０は、樹脂材料に各種のカラー顔料を含有させ、例えば白、黒、赤、黄、青、緑などに着色したカラーリベットを使用することができる。これにより、金属ガスケットの種類毎に異なるカラーリベットを用いることで金属ガスケットの識別を容易にすることができ、例えばディーゼルエンジンの締め付け厚さランクの識別に利用することができる。

本発明の金属ガスケット１に用いられる樹脂リベットとして、図２（ａ）に示す樹脂リベット１０は、通常の平頭タイプのリベットであり、図２（ｂ）に示すように基板２、２の間に中間板９を挟んだ積層体の穿孔部１３に挿通され、かしめ部１０ａを加熱軟化させるかしめ装置（不図示）を用いてかしめ部１０ａが形成されて結合され、金属ガスケット１が一体に形成される。

図３（ａ）に示す樹脂リベット１１は、中空タイプのリベットであり、図２（ｂ）に示すように基板２、２の間に中間板９を挟んだ積層体の穿孔部１３に挿通され、図に示すようなかしめ部１１ａを押圧変形させるかしめ装置１２を用いて常温の冷間かしめ加工により、図３（ｃ）に示すようにリベットの中空部をかしめて変形させてかしめ部１１ａを形成し金属ガスケット１が一体化される。

また、樹脂製のワッシャーを併用するものや、図４に示すように小径のかしめ部１４ａが予め成形されているタイプの樹脂リベット１４など、本発明に用いられる樹脂リベットの形状は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で制限されることなく使用することができる。

さらに、本発明の樹脂リベットを用いた金属ガスケットは、樹脂リベット内部にＩＣチップを埋め込み金属ガスケット情報やエンジン情報を記録させることで、金属ガスケットやエンジンの在庫管理や生産管理に利用することができる。

本発明の金属ガスケット１は、上記の樹脂リベットに代えて、基板２、２の周縁部の５ヶ所に設けられた穿孔部１３に、溶融樹脂を流し込んだり、軟化樹脂を導入し穿孔部１３を埋め込んだ後硬化させ、２枚の積層基板２、２を一体に結合し金属ガスケット１を形成するものでもよい。

この場合の樹脂としては、樹脂リベット１０と同様に上記に記載のナイロン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどの水溶性樹脂を使用することができ、カラー樹脂を用いてもよい。

本発明の金属ガスケットは、各種用途のシール用ガスケットとして使用することができるが、特にオープンデッキ構造、セミオープンデッキ構造、ウェットライナー構造等の自動車のエンジンに好適である。

実施形態に係る金属ガスケットの平面図である。 樹脂リベットの断面図、及び使用状態を示す断面図である。 他の樹脂リベットの断面図、及び使用状態を示す断面図である。 他の樹脂リベットの例を示す断面図である。

符号の説明

１……金属ガスケット
２……基板
９……中間板
１０……樹脂リベット
１３……穿孔部

Claims (3)

1. 燃焼室孔を囲繞する内側ビードと、前記内側ビードとともに前記燃焼室孔の周辺に配設された締付ボルト孔、オイル孔、冷却水孔等の流通孔を囲繞する外周ビードを設けた複数の弾性金属板からなる基板を積層してなる金属ガスケットにおいて、
   複数の積層基板を貫通する穿孔部を設け、該穿孔部において水溶性の樹脂を用いて前記複数の積層基板を一体に形成した
   ことを特徴とする金属ガスケット。
2. 樹脂が樹脂リベットであり、穿孔部に嵌着された当該樹脂リベットにより前記複数の積層基板を一体に形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
3. 樹脂がカラー樹脂である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属ガスケット。

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