JPH05263940A

JPH05263940A - 金属製ガスケットの製造方法

Info

Publication number: JPH05263940A
Application number: JP8822292A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kubouchi; 憲治窪内; Hiroshi Uemura; 浩植村; Kunitoshi Inoue; 國利井上
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-12
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2895311B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、弾性金属板の折り曲げ側の面に溶
着又は溶射によって薄い軟質金属層を形成し、折返し部
の亀裂、割れ等の発生を防止する金属製ガスケットの製
造方法を提供する。【構成】本発明は、弾性金属板３の折返し側の全面又
は折返し側の折り曲げ部のみの面に軟質金属を溶着又は
溶射によって固着して薄い軟質金属層１を形成し、弾性
金属板３の折り曲げ部を折り曲げ加工する。軟質金属
は、Ｎｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｕ，銀ろう，ステンレス鋼か
ら選ばれる金属又はこれらの２種以上の金属又は合金か
ら成るクラッド材である。従って、弾性金属板３の折返
し部５での亀裂、割れ、歪み等の発生を防止でき、軟質
金属層１を薄く形成して折返し部５とそれ以外の部分と
の間に発生する段差を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関、特に、多
気筒内燃機関におけるシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの対向取付面間をシールするために使用される金属
製ガスケットの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関において、シリンダヘッ
ドとシリンダブロックとの対向取付面間をシールするた
め、金属材料から製作した金属製ガスケットが使用され
ている。金属製ガスケットは、一般に前記構造部材のシ
リンダボア、水、油の通路に対応する貫通孔の周囲近傍
にビードを有しており、ボルト等によりシリンダヘッド
とシリンダブロックとを締め付けて固定すると、ビード
が対向取付面に対して弾性的な環状接触部を形成し、前
記貫通孔の周りにおいて対向取付面間をシールするもの
である。

【０００３】しかしながら、最近の内燃機関は、高出力
化と共に軽量化が求められ、アルミニウム合金で製作す
る傾向にある。アルミニウム合金は金属製ガスケットを
製作した場合に、金属製ガスケットの締付けボルト位置
が金属製ガスケットの外周部又は比較的に外周部に分散
してシリンダボア孔に対してはその周囲に必ずしも均等
に分布していないので、これら剛性が低下した構造材料
間の対向取付面を単板の金属製ガスケットを介して締付
け用ボルトによって締め付けるときに、対向取付面が不
整となり易い。その結果、シリンダボア孔間の部分のよ
うな歪みの大きい個所の対向取付面間に高温高圧の燃焼
ガスが侵入して、金属製ガスケットのビード部を腐食、
汚損してシール効果を低下させる。

【０００４】更に、内燃機関の運転と停止と繰り返しに
応じて金属製ガスケットの温度変化が大きく変化するの
で、金属製ガスケットにも繰り返し応力即ちメカニカル
ストレス及びサーマルストレスが作用する。この負荷変
動応力は、シリンダブロックやシリンダヘッドの剛性の
最も低い部位に大きな値として発生し、その結果、ビー
ドにへたりが生じたり、亀裂が発生してシール性能を劣
化させるという不具合が生じる。

【０００５】本出願人に係わる特願平２−３０６２９５
号に開示された単板の金属製ガスケットとその製造方法
については、弾性金属板に形成したシリンダボア孔、該
シリンダボア孔の周縁から半径方向外側に隔置して前記
シリンダボア孔に沿って形成したビード、及び前記シリ
ンダボア孔の周囲において前記ビードの凸面側で半径方
向外側に折り返して形成した折返し部を有し、前記金属
板の前記折返し部は予め設定した厚さに成形され且つ熱
処理されているので、前記対向取付面間で締め付けて押
圧状態にすると、前記ビードが対向取付面に対して環状
のシール部を形成すると同時に、板厚が約２倍ある前記
折返し部がシリンダボア孔の周囲において別のシール部
を形成し、前記ビードや折返し部が対向取付面の不整を
吸収すると共に、燃焼サイクルの繰り返しで発生するシ
リンダヘッドの歪み量を抑制し、変動負荷応力を軽減
し、更に前記ビードの全圧縮を防止する働きをする。

【０００６】また、本出願人に係わる特願平３−２５２
８４７号には、金属製ガスケット及びその製造方法が開
示されている。該金属製ガスケット及びその製造方法
は、折返し縁部がシリンダボア孔となるように弾性金属
板のボア孔内周部を折り返した折返し部を備えているも
のに関し、前記折返し縁部が折曲げ内面側からの薄肉化
により間隙を介して折り返され、更に前記折返し部の折
返し先端が対向する弾性金属板の表面が部分的に薄肉化
され、それによって、金属製ガスケットの締め付け力の
分担支持、ビードを有する弾性金属板を含む場合にはビ
ードの完全圧縮及びヘタリの防止、そして対向取付面、
特にシリンダヘッドの不整の吸収と歪みの抑制、内燃機
関運転時の変動負荷の軽減等の効果を有するものであ
る。

【０００７】また、本出願人に係わる特願平３−１５６
１８９号には、金属製ガスケットが開示されている。該
金属製ガスケットは、弾性金属板の折返し部に軟質金属
板を挟み込んだものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人が提案した上記の金属製ガスケットについても、次の
ような技術的な未解決の問題点が残されている。即ち、
上記の金属製ガスケットは、基本的に、完成シリンダボ
ア孔よりも内径が小さいボア孔を形成して前記ボア孔の
周囲において半径方向外側に折返して形成した折返し部
を有する弾性金属板を含んでいる。従って、かかる弾性
金属板は、折返し部がシリンダボア孔となる折返し縁部
において１８０度隙間なく完全に折り返した構造を有し
ており、加工時において厳しい応力変化を受けるので、
折返し部に亀裂や割れ等の損傷を生じたり、或いは熱処
理を施すとはいえ対向取付面間に締め付け後には燃焼サ
イクルに応じた繰り返し応力に長時間晒され、シリンダ
ボア孔を定める折返し縁部に亀裂が生じやすい。

【０００９】また、前掲特願平３−１５６１８９号に開
示されているように、折返し部に軟質金属板を挟み込む
金属製ガスケットについては、弾性金属板の折返し部に
挟む軟質金属板の厚さが一定の厚さ以上、即ち、約０．
１ｍｍ以上の厚さでないと、挟み込むことが困難なもの
である。そのため、金属製ガスケットにおける弾性金属
板について、折返し部の領域の板厚と折返し部以外の領
域の板厚との差が大きくなり、大きな段差が発生し、折
返し部の領域の面圧と折返し部以外の領域の面圧とを適
正にコントロールできないという問題が発生する。

【００１０】更に、金属製ガスケットをシリンダヘッド
とシリンダブロックとの対向面間に介在させて金属製ガ
スケットを実際に使用する場合に、その使用状態におい
て、金属製ガスケットの折返し部の領域の板厚と折返し
部以外の領域の板厚との差で発生する段差が大きい状態
では、シリンダヘッドとシリンダブロックとを締め付け
て固着した場合、シリンダボア周りに締付面圧が集中し
過ぎて、水、油孔回りの締付面圧が低下し、シールバラ
ンスが悪く、シール性能が悪化する。更に、薄い軟質金
属を弾性金属板の折返し部に挟み込む場合には、組み込
みが困難になり、また、固定も難しく、金属製ガスケッ
トの製造コストをアップするという問題がある。

【００１１】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、折返し部を形成するのに先立っ
て、弾性金属板の折り返し側の面或いは該折り曲げ部の
面のみに軟質金属を溶着又は溶射して薄い軟質金属層を
形成し、場合によっては、軟質金属の溶着又は溶射に先
立って弾性金属板の折り返し側の面の板厚を薄肉化に形
成し、それによって、弾性金属板の折返し部で亀裂、割
れ、歪み等が発生するのを防止し、軟質金属層を薄くし
て折返し部とそれ以外の部分との間に発生する段差を小
さくする金属製ガスケットの製造方法を提供することで
ある。

【００１２】また、この発明の目的は、弾性金属板の板
厚、硬さ及び伸び特性上の材料に関する制約を緩和で
き、折返し工程での折返し部に亀裂、割れ、歪み等を生
じることがなく、更に、弾性金属板の表面に軟質金属を
溶着又は溶射することによって、積層タイプの金属製ガ
スケットでは金属板間のシール性を良好にし、耐熱性ゴ
ム等の塗着等を不要にし、或いは単一板のタイプの金属
製ガスケットでは弾性金属板の折り返し側の面がシリン
ダブロック又はシリンダヘッドに対してシール性を良好
にし、耐熱性ゴム等の塗着等を不要にすることができ、
品質良く且つ製造コストを低減できる金属製ガスケット
の製造方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ちこ
の発明は、弾性金属板にシリンダボア孔よりも小さい内
径を有するボア孔を形成し、前記弾性金属板の折り曲げ
部を折り曲げ加工して折返し縁部をシリンダボア孔とす
る折返し部を形成し、次いで前記折返し部を形成した前
記弾性金属板を熱処理する金属製ガスケットの製造方法
において、前記弾性金属板の折返し側の全面又は折返し
側の前記折り曲げ部のみの面に軟質金属を溶着又は溶射
によって固着して薄い軟質金属層を形成し、次いで前記
弾性金属板の折り曲げ部を折り曲げ加工することを特徴
とする金属製ガスケットの製造方法に関する。

【００１４】更に、この金属製ガスケットの製造方法に
おいて、前記軟質金属は、Ｎｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｕ，銀
ろう，ステンレス鋼から選ばれる金属又はこれらの２種
以上の金属又は合金から成るクラッド材で構成されてい
る。

【００１５】又は、この金属製ガスケットの製造方法に
おいて、前記折返し部に軟質金属を溶着又は溶射するの
に先立って、前記弾性金属板の折返し側の前記折り曲げ
部を薄肉にする環状凹部を形成するものである。

【００１６】或いは、この金属製ガスケットの製造方法
において、前記弾性金属板には別の弾性金属板が積層
し、該別の弾性金属板にはシリンダボア孔に沿ってビー
ドが形成され、該ビードの凸部と前記弾性金属板の前記
折返し部とは対向する側に配置されるものである。

【００１７】或いは、この金属製ガスケットの製造方法
において、前記弾性金属板には、前記シリンダボア孔に
沿って前記折返し部側が凸部になるビードが形成される
ものである。更に、前記弾性金属板には別の弾性金属板
が積層し、該別の弾性金属板にはシリンダボア孔に沿っ
てビードが形成され、該ビードの凸部と前記弾性金属板
の前記ビードの凹部に整合状態に嵌合されるものであ
る。

【００１８】

【作用】この発明による金属製ガスケットの製造方法
は、以上のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この金属製ガスケットの製造方法は、弾性金
属板の折返し側の全面又は折返し側の折り曲げ部のみの
面に軟質金属を溶着又は溶射によって固着して薄い軟質
金属層を形成し、次いで前記弾性金属板の折り曲げ部を
折り曲げ加工するので、前記弾性金属板の折返し部に亀
裂、割れ、歪み等が生じることを防止でき、折返し部と
それ以外の部分との間に発生する段差を可及的に小さく
することができる。

【００１９】更に、前記折返し部の折返し側の面に軟質
金属を溶着又は溶射するのに先立って、前記弾性金属板
の折返し側の前記折り曲げ部を薄肉にする環状凹部を加
工すると、内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッ
ドとの対向取付面間に金属製ガスケットを挟んで締め付
けたときに、折り曲げ部の曲げアール（Ｒ）が大きくな
り、応力集中を避けることができ、亀裂、割れ、歪み等
の発生を防止することができる。

【００２０】また、折返し縁部では、金属製ガスケット
の締め付けで前記軟質金属層によって折返し縁部が潰れ
たり応力集中を生じることはない。内燃機関の運転に伴
う負荷変動が折返し縁部に作用するが、折返し縁部に作
用する応力変動が緩和される。前記折返し部は弾性金属
板本体に対して段差となるが、折返し先端が位置する弾
性金属板の表面は前記軟質金属層によって、対向取付面
間での締め付け時に折返し先端を緩和し、段差部におい
て弾性金属板本体に生じる曲げ応力が軽減される。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による金属
製ガスケットの製造方法の実施例について説明する。図
１はこの発明による製造方法で作製した金属製ガスケッ
トの一実施例を示す部分平面図である。

【００２２】この金属製ガスケットは、例えば、六気筒
エンジン等の多気筒エンジンにおけるシリンダヘッドと
シリンダブロック（いずれも図示せず）との対向取付面
をシールするために使用される。金属製ガスケットは、
単板又は複数板の弾性金属板から成り、金属製ガスケッ
トの構造に応じて厚さは０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍの
間の値が選択されている。金属製ガスケットにおける弾
性金属板３には、多気筒エンジンの気筒数に対応する数
のシリンダボア孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・（総称では符号
２）が形成されている。

【００２３】更に、金属製ガスケットの弾性金属板３に
は、オイルを通すオイル孔やオイル戻り孔１６、金属製
ガスケットを対向取付面間に締め付けるボルトが挿通す
るボルト孔１７、冷却水を通す水孔１８、ノック孔、リ
ベット孔等が複数個穿設されている。また、金属製ガス
ケットに固着した後述の軟質金属層とは反対側の面に対
しては、耐熱性及び耐油性のゴム（例えば、フッ素ゴ
ム）、樹脂等の非金属材料で、例えば厚さが１０μ〜５
０μ程度のコーティングを施すことによって、金属対金
属の接触状態を回避し、耐腐食性や耐久性及び強度を確
保できる。

【００２４】図２は図１の線Ａ−Ａにおける断面図、図
３は図２の一部である折返し部を拡大して示す図、及び
図４は図３に示す折返し部を有する弾性金属板の展開図
である。図２には、弾性金属板３に形成したそれぞれ隣
接するシリンダボア孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・の境界部分
をそのシリンダボア孔２Ａ，２Ｂの中心を結ぶ線Ａ−Ａ
で切断した金属製ガスケットの断面が示されているが、
他の隣接するシリンダボア孔２の境界部分においても同
様の断面構造をしている。

【００２５】この金属製ガスケットは、特に、単板の弾
性金属板３から構成され、弾性金属板３の折返し側の全
面又は折返し側の折り曲げ部のみの面に軟質金属を溶着
又は溶射によって固着して薄い軟質金属層１が形成され
ていることである。軟質金属は、Ｎｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃ
ｕ，銀ろう，ステンレス鋼から選ばれる金属又はこれら
の２種以上の金属又は合金から構成されるクラッド材が
適用できるものである。弾性金属板３については、厚さ
は約０．１０〜０．３０ｍｍの範囲であり、例えば、約
０．２５ｍｍの厚さである。また、軟質金属層１の厚さ
は、１０μ〜１００μの範囲が好ましいものである。弾
性金属板３に軟質金属が溶射される場合には、軟質金属
層１は１０μ〜５０μの程度の厚さである。或いは、弾
性金属板３に軟質金属から成る薄い軟質金属板、例え
ば、クラッド材が溶着される場合には、軟質金属層１は
１００μ以下（５０μ〜１００μ）の厚さである。

【００２６】シンダボア孔２の周囲近傍部分をシリンダ
ボア孔２と同心に且つ環状に取り巻く断面山形即ち凹凸
部を有するビード４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・（総称では符号
４）が形成されている。ビード４は、シリンダボア孔２
Ａ，２Ｂ間のような隣接するシリンダボア孔間の領域で
は会合して一本のビード４となる。しかしながら、シリ
ンダボア孔２間の距離が充分取れる時には隣接するビー
ド４同士を重ねることなく、わずかの間隙をおいて互い
に配置してもよい。図示の例では、ビード４はシリンダ
ボア孔２の内周縁からの距離Ｌ₂（例えば、約２．０ｍ
ｍ）のところから始まり、半径方向で見て所定の幅Ｌ₃
はシリンダボア孔間の領域で約２ｍｍであり、シリンダ
ボア孔間以外の領域で約２．５ｍｍである。シリンダボ
ア孔間以外の領域でのビード４は、５ｍｍの幅で凸側の
頂部を実質的に平らに形成し、ばね定数を若干下げるも
ののビード４と対向取付面との接触を安定化させてい
る。ビード４の高さＨは弾性金属板３の板厚である０．
２５ｍｍ程度である。シリンダボア孔の直径は８７ｍｍ
であり、隣接するシリンダボア孔２間の距離Ｌ₁は、例
えば、約６．０ｍｍである。

【００２７】弾性金属板３は、シリンダボア孔２の周縁
で折返し部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ（総称では符号５）を有す
る。折返し部５は、ビード４の凸面側で且つビード４の
半径方向内側でビード４と重なることのないように形成
されている。弾性金属板３の折返し部５の半径方向の
幅、即ち、折り返し幅Ｌ₄は、例えば、約１．５ｍｍで
ある。

【００２８】図３では、金属製ガスケットの一実施例と
して、弾性金属板１の折返し部５が拡大して示されてい
る。折返し部分１１の折返し縁部７の領域で折り返され
ている。シリンダボア孔２の半径方向外側の領域で、折
返し部分１１の折返し内面１２上に固着された軟質金属
層１が弾性金属板本体の面１０に固着された軟質金属層
１に当接して挟み込まれている。更に、折返し部５の折
返し先端１３は対向する弾性金属板本体の部分９の表面
上に固着された軟質金属層１に当接して位置している。

【００２９】また、図５は金属製ガスケットの別の実施
例を示し、弾性金属板の折返し部を拡大して示す部分断
面図である。図６は図５に示す折返し部を有する弾性金
属板の展開図である。図５及び図６では、図３及び図４
の部品と同一部品には同一の符号を付している。弾性金
属板３における折返し部５の折返し部分１１の折返し縁
部７の領域では、周方向溝部即ち環状凹部６が形成され
て薄肉化され、折り曲げ部のアールが大きく形成され、
環状凹部６に軟質金属層１が存在する状態になる。折り
曲げ部のアールを大きく形成すると、折返し縁部７が潰
れたり、折り曲げ部に応力集中が生じることはなく、金
属製ガスケットの締め付けに伴って折返し縁部７に亀裂
や歪みが生じることがない。内燃機関の運転に伴う負荷
変動が折返し縁部７にも作用するが、折返し縁部７に作
用する応力変動は緩和され、長期の使用に際しても折返
し縁部７に亀裂、歪み、割れ等を生じることはない。

【００３０】金属製ガスケットは、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとの間に介装されて、ボルトにより締め
付けて押圧状態にすると、弾性金属板３のビード４と折
返し部５とが対向取付面に対して接触してシリンダボア
孔２の周りにおいて二重の環状シール部を形成する。こ
れらの二段構えの環状シール部によって、シリンダボア
孔２からの高温高圧の燃焼ガスが両対向取付面に漏れ出
るのを阻止する。また、金属製ガスケットを介在させて
シリンダヘッドとシリンダブロックとの締め付け時に、
シリンダヘッドとシリンダブロックとの対向取付面に不
整が生じても、折返し部５と、ビード４がこれに対応し
て変形し、上記のように環状シール部の増加と相まって
不揃いな間隙を吸収する。折返し部５は、ビード４と共
に締め付け力の分担支持し、そして折返し部５の板厚分
だけビード４の圧縮を防止するので、ビード４のヘタリ
を防止する。また、環状シール部の増加と上記対向取付
面の不整の吸収により、内燃機関の爆発・膨張行程の燃
焼サイクル時の繰り返しで発生するシリンダヘッドの歪
み量が抑制され、シール部の亀裂の発生を防止すること
ができる。

【００３１】この発明による金属製ガスケットの製造方
法は、次のような工程によって上記金属製ガスケットを
製作できるものである。まず、弾性金属板３に所望のシ
リンダボア孔２よりも所定の長さだけ小さい半径にボア
孔１５を形成する。ボア孔１５は、折曲げ完了時に折返
し先端１３となる孔である。ここで、シリンダボア孔２
とボア孔１５とは孔中心が同じである。また、シリンダ
ボア孔２以外のボルト孔１７等の種々の孔を穿孔して形
成する。次いで、弾性金属板３の折返し側の全面又は折
返し側の前記折り曲げ部のみの面に軟質金属を溶着又は
溶射によって固着して薄い軟質金属層１を形成する。

【００３２】次に、弾性金属板３にシリンダボア孔２に
沿ってビード４を形成すると共に、ボア孔１５の周囲に
おいて、折り返し部分１１を半径方向外側に折り曲げ加
工を施こして、折返し部分１１の内面即ち表面１２上の
軟質金属層１を表面１０上の軟質金属層１に接触させ
る。折り曲げ加工の工程が終了すると、折り返した折返
し縁部７の内周をシリンダボア孔２とした折返し部５が
形成される。最後に、折返し部５を形成した弾性金属板
３を熱処理して弾性金属板３を硬化し、適正な弾性を有
する金属製ガスケットを製造することができる。

【００３３】また、折返し部５を成形する折り曲げ加工
工程の後であって、金属製ガスケット１を熱処理する前
に、折返し部５に板厚方向に圧縮力を付与して、予め設
定した厚さにまで微小変形する工程を施すこともでき
る。折返し部５のシリンダボア孔間の領域でのシール性
能をシリンダボア孔２間以外の領域でのシール性能より
も強力にするため、シリンダボア孔間の領域に位置する
折返し部５の板厚をシリンダボア孔間以外の領域に位置
する折返し部５の板厚よりも厚くすることもできる。こ
のため、折返し部５の折り曲げ加工工程の後にシリンダ
ボア孔間以外の領域に位置する折返し部５をシリンダボ
ア孔間に位置する折返し部５よりも大きな量だけ変形さ
せるための圧縮力を付与する工程を設けてもよい。

【００３４】例えば、図１２及び図１３に示されている
ように、シリンダボア孔間の領域ａで厚さが最も厚く成
形され、領域ａの両側に延びる領域ｂで厚さが次第に減
少し、更に、その両側に延びる円弧部分の領域ｃで厚さ
が、最も薄く形成される。なお、折返し部５を形成した
弾性金属板３は、熱処理して硬化されるが、この時、硬
さがビード形成前でＨｖ３５０以下であるのを、熱処理
後には弾性金属板３の種類に応じた硬度（例えば、Ｈｖ
５００程度）を有するように硬化する。

【００３５】図７は、金属製ガスケットの別の実施例を
示すシリンダボア孔間の領域における断面図である。こ
の金属製ガスケットは、２枚の弾性金属板から構成され
ている。金属製ガスケットは、図３又は図５に示すもの
と同様に軟質金属層１を有する折返し部５を形成した弾
性金属板３と、弾性金属板３よりも板厚が厚くビード２
４を形成した弾性金属板２１とからなる。弾性金属板３
には別の弾性金属板２１が積層し、該弾性金属板２１に
はシリンダボア孔２２に沿ってビード２４が形成され、
該ビード２４の凸部と弾性金属板３の折返し部５とは対
向する側に位置している。弾性金属板３の厚さは約０．
１２ｍｍである。弾性金属板２１のシリンダボア孔２
２，２２の位置は弾性金属板３のシリンダボア孔２，２
と完全に一致している。折返し部５において、先の実施
例と同じ部分には同じ符号を付している。弾性金属板３
の折返し部５は弾性金属板２１のビード２４側に折返し
形成されており、金属製ガスケットの締め付け時に、折
返し部５はビード２４と一緒に締め付け力を分担支持す
ると共に、ビード２４の完全圧縮を防止し、ビード２４
のヘタリを防止する。

【００３６】図８は、金属製ガスケットの別の実施例を
示すシリンダボア孔間の領域における断面図である。こ
の金属製ガスケットは、図３又は図５に示すものと同様
に軟質金属層１を有する折返し部５を形成した弾性金属
板３と、弾性金属板３よりも板厚が厚いビード３４を形
成した弾性金属板３１の２枚の弾性金属板から構成され
ている。この金属製ガスケットは、弾性金属板３に別の
弾性金属板３１が積層され、該弾性金属板３１にはシリ
ンダボア孔３２，３２に沿ってビード３４が形成され、
該ビード３４の凸部は弾性金属板３のビード４の凹部に
整合状態に嵌合している。弾性金属板３１は、図７の弾
性金属板２１と同様の構造を持つ。折返し部５を形成す
る弾性金属板３は、板厚が図６の弾性金属板３と同じで
あるが、弾性金属板３１のビード形状に合わせてビード
４が形成されている。従って、両弾性金属板３，３１を
重ね合わせたときには両弾性金属板３，３１の間には間
隙がなく整合した接触状態になる。折返し部５の折り返
し方向はビード４の凸側であり、金属製ガスケットの締
め付け力の分担支持、ビードの完全圧縮及びヘタリの防
止、そして対向取付面の不整の吸収、内燃機関運転時の
変動負荷による亀裂の防止等の基本的な機能は上記のと
おりである。

【００３７】図９は、この金属製ガスケットの更に別の
実施例を示すシリンダボア孔間の領域における断面図で
ある。この金属製ガスケットは、図３又は図５に示すも
のと同様に軟質金属層１を有する折返し部５を形成した
弾性金属板３と、弾性金属板３よりも板厚が厚くビード
４４を形成した弾性金属板４１とから成る２枚の弾性金
属板から構成されている。弾性金属板４１は、シリンダ
ボア孔４２に沿って形成したビード４４を備えた構造を
有している。折返し部５を形成する弾性金属板３は、板
厚が図７の弾性金属板３と同程度、即ち、弾性金属板４
１の半分程度であるが、ビード４４に対抗する位置にビ
ード４４に向かって凸となるビード４を形成している。
ビード４は、ビード幅がビード４４よりも広く形成され
ているが、ビードの頂部は平らに形成され、ビード４４
との位置ずれを吸収すると共にビードの凸接触を安定に
している。金属製ガスケット４０を対向取付面間で締め
付けると、ビード４，４４の裾の領域と折返し部５の領
域とで対向取付面に強くシール接触するが、板厚が薄い
弾性金属板３が先に小さい力で降伏点に達し、次に板厚
が厚い弾性金属板４１が撓み始めるため、締め付け工程
に従った好ましいばね特性を示す。折返し部５はビード
４の凸側に折り返されており、金属製ガスケットの締め
付け力の分担支持、ビードの完全圧縮及びヘタリの防
止、そして対向取付面の不整の吸収、内燃機関運転時の
変動負荷による亀裂の防止等の基本的な機能は上記のと
おりである。

【００３８】図１０は、この発明による金属製ガスケッ
トの他の実施例を示すシリンダボア孔間の領域における
断面図である。この金属製ガスケットは、図３又は図５
に示すものと同様に軟質金属層１を有する弾性金属板３
と２枚の弾性金属板から構成されている。金属製ガスケ
ットの実施例を、この金属製ガスケットは、図８の金属
製ガスケットに別の弾性金属板をビード部同志を対向す
るように重ねたものに相当する。外側の弾性金属板５
１，５５は、ビード５４，５６を有する構造を持つ。ビ
ード５４，５６は互いに凸側が対向する側に配置されて
いる。折返し部５を形成する弾性金属板３が両弾性金属
板５１，５５間に配置されており、弾性金属板５１に対
しては、図８に示した金属製ガスケットと同様にビード
形状を合わせて間隙なく積層されている。弾性金属板５
１，５５のシリンダボア孔５２，５２及び５３，５３
は、弾性金属板３のシリンダボア孔２，２と一致してい
る。板厚が厚い２枚の外側弾性金属板５１，５５の強力
なシール機能に加えて、金属製ガスケットの締め付け力
の分担支持、ビードの完全圧縮及びヘタリの防止、そし
て対向取付面の不整の吸収、内燃機関運転時の変動負荷
による亀裂の防止等の基本的な機能は上記の例と変わり
ない。

【００３９】図１１は、この発明による金属製ガスケッ
トの更に他の実施例を示すシリンダボア孔間の領域にお
ける断面図である。この金属製ガスケットは、図３又は
図５に示すものと同様に軟質金属層１を有する弾性金属
板３と２枚の弾性金属板から構成されている。金属製ガ
スケットは、並列するシリンダボア孔６２，７２に沿っ
てビード６４，６７を形成した弾性金属板６１，６５か
ら成る２枚のビード基板の間に、ビード４，６９の頂部
が対称的に接する２枚の弾性金属板３，６８からなる中
間板を積層した積層形の金属製ガスケットである。第１
中間板である弾性金属板６８のシリンダボア孔７０，７
０に沿って、第２中間板である弾性金属板３の厚み未満
の段差７１，７１を形成し、段差７１，７１の形成によ
り凸面となった外面に弾性金属板３を積層している。弾
性金属板３の折返し部５，５は、第１中間板に形成した
段差７１，７１側に折返されて、シリンダボア孔２，７
０の周囲に、ビード４，６９の頂部が接する部分の２枚
の上記中間板の合計板厚よりも厚い補償部を形成してい
る。この補償部により、対向取付面間での締め付け時に
面圧バランスを良好にし、ビード基板の応力変動と補償
部にかかる曲げ応力を軽減し、ビード部や補償部の破損
やシール効果の低減を防止して、ディーゼルエンジンの
ような金属製ガスケットにとって厳しい条件のもとでも
安定したシール効果を発揮する。

【００４０】

【発明の効果】この発明による金属製ガスケットの製造
方法は、以上のように構成されているので、次に記載の
効果を有する。即ち、この発明による金属製ガスケット
の製造方法は、弾性金属板にシリンダボア孔よりも小さ
い内径を有するボア孔を形成し、前記弾性金属板の折返
し側の全面又は折返し側の前記折り曲げ部のみの面に軟
質金属を溶着又は溶射によって固着して薄い軟質金属層
を形成し、次いで前記弾性金属板の折り曲げ部を折り曲
げ加工して折返し縁部をシリンダボア孔とする折返し部
を形成したので、前記弾性金属板の板厚、硬さ、伸び等
の特性上の材料に関する制約が緩和され、前記弾性金属
板の折り曲げ工程での製造工程の際に、前記折返し部に
亀裂、割れ等が生じることがない。即ち、前記弾性金属
板の伸び特性については、折り曲げ加工の際に要求され
る伸びの程度が小さいから、伸び特性が良くない材料を
使用しても前記折返し部に亀裂や皺が発生し難く、従っ
て、亀裂や皺の発生防止のために伸び特性の良い高価な
弾性金属板を採用しなくてもよく、安価な材料が使用可
能になり、前記弾性金属板の伸び特性における制約が緩
和される。

【００４１】前記弾性金属板に形成したボア孔の周囲を
折り返すときに、前記弾性金属板の折返し側において前
記折返し部のための折曲げ予定領域に前記軟質金属層が
介在しているので、前記弾性金属板の折り返しは１８０
度急激且つ完全に折り返すのではなく金属材料が次第に
変形していく加工である。従って、折返し縁部の形成に
際して金属材料に対する損傷が少なく、且つ残留する集
中応力も緩和される。また、前記折返し部の折返し先端
が位置する予定の領域も前記軟質金属層が存在している
から、折り返し加工の際に折返し先端が弾性金属板本体
の表面を強く圧接して圧痕を残すことはない。

【００４２】また、この金属製ガスケットの製造方法に
よって製作した金属製ガスケットを使用して、他の弾性
金属板、或いは中間板等を積層した金属製ガスケットの
場合には、前記弾性金属板の表面には前記軟質金属層が
形成されているので、前記弾性金属板の前記軟質金属層
に当接する接触面でのシール性が極めて良好になり、し
かも、前記軟質金属層が固着されている側の前記弾性金
属板の面には、従来のような耐熱性ゴム等のコーティン
グを不要にし、シール性を十分に発揮できると共に、製
造コストを低減できる。

【００４３】或いは、この金属製ガスケットを一枚の前
記弾性金属板で構成する場合には、前記弾性金属板に固
着した前記軟質金属層が存在する側の面に接触するシリ
ンダヘッド又はシリンダブロックの端面の接触面に対し
て、前記軟質金属層は良好なシール性を発揮し、同様
に、従来のような耐熱性ゴム等のコーティングが不要に
なる。

【００４４】また、この金属製ガスケットを内燃機関の
シリンダブロックとシリンダヘッドとの対向取付面間に
挟んで締め付けるときに、前記弾性金属板の前記折返し
部の折返し縁部では折返し内面同志が押圧されず、前記
軟質金属層を介在しているので、締め付け力が緩和され
る。折返し縁部が前記軟質金属層の存在によって潰れた
り応力集中が生じることがなく、金属製ガスケットの締
め付けに伴って前記折返し縁部に亀裂や皺を生じること
はない。また、内燃機関の運転に伴う負荷変動も前記折
返し縁部に作用するが、その応力変動は接触する環状領
域で吸収緩和され、前記折返し縁部は長期の使用に際し
ても亀裂や皺を生じることはない。更に、前記折返し部
の先端は前記弾性金属板に対して直接的に当接していな
いので、金属製ガスケットの締め付け時及び内燃機関の
運転時においては、前記折返し部の先端がそのエッジに
よって前記弾性金属板の表面に対して圧痕や擦過痕さら
には亀裂を生じさせることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属製ガスケットの製造方法で
製作した金属製ガスケットの一実施例を示す部分平面図
である。

【図２】この金属製ガスケットを示す図１の線Ａ−Ａに
おける断面図である。

【図３】図２の一部である折返し部の一例を拡大して示
す断面図である。

【図４】図３で示す折返し部を形成する弾性金属板の部
分展開図である。

【図５】図２の一部である折返し部の別の例を拡大して
示す断面図である。

【図６】図５で示す折返し部を形成する弾性金属板の部
分展開図である。

【図７】この発明による金属製ガスケットの別の実施例
のシリンダボア孔間を示す部分断面図である。

【図８】この発明による金属製ガスケットの更に別の実
施例のシリンダボア孔間を示す部分断面図である。

【図９】この発明による金属製ガスケットの他の実施例
のシリンダボア孔間を示す部分断面図である。

【図１０】この発明による金属製ガスケットの更に他の
実施例のシリンダボア孔間を示す部分断面図である。

【図１１】この発明による金属製ガスケットの別の実施
例のシリンダボア孔間を示す部分断面図である。

【図１２】金属製ガスケットの両端に位置するシリンダ
ボア孔の周りにおける折返し部の厚さの分布を示す説明
図である。

【図１３】金属製ガスケットの両端以外に位置するシリ
ンダボア孔の周りにおける折返し部の厚さの分布を示す
説明図である。

【符号の説明】

１軟質金属層２，２２，３２，４２，５２，５３，６２，７０，７２
シリンダボア孔３，２１，３１，４１，５１，６１，６５弾性金属板４，２４，３４，４４，５４，５６，６４，６７ビー
ド５折返し部６環状凹部７折返し縁部９折返し先端が位置する部分１０弾性金属板の表面１１折返し部分１３折返し先端１５ボア孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性金属板にシリンダボア孔よりも小さ
い内径を有するボア孔を形成し、前記弾性金属板の折り
曲げ部を折り曲げ加工して折返し縁部をシリンダボア孔
とする折返し部を形成し、次いで前記折返し部を形成し
た前記弾性金属板を熱処理する金属製ガスケットの製造
方法において、前記弾性金属板の折返し側の全面又は折
返し側の前記折り曲げ部のみの面に軟質金属を溶着又は
溶射によって固着して薄い軟質金属層を形成し、次いで
前記弾性金属板の折り曲げ部を折り曲げ加工することを
特徴とする金属製ガスケットの製造方法。
【請求項２】前記軟質金属は、Ｎｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃ
ｕ，銀ろう，ステンレス鋼から選ばれる金属又はこれら
の２種以上の金属又は合金から成るクラッド材であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の金属製ガスケットの製
造方法。
【請求項３】前記折返し部に軟質金属を溶着又は溶射
するのに先立って、前記弾性金属板の折返し側の前記折
り曲げ部を薄肉にする環状凹部を形成することを特徴と
する請求項１に記載の金属製ガスケットの製造方法。
【請求項４】前記弾性金属板には別の弾性金属板が積
層し、該別の弾性金属板にはシリンダボア孔に沿ってビ
ードが形成され、該ビードの凸部と前記弾性金属板の前
記折返し部とは対向する側に配置されることを特徴とす
る請求項１に記載の金属製ガスケットの製造方法。
【請求項５】前記弾性金属板には、前記シリンダボア
孔に沿って前記折返し部側が凸部になるビードが形成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の金属製ガスケッ
トの製造方法。
【請求項６】前記弾性金属板には別の弾性金属板が積
層し、該別の弾性金属板にはシリンダボア孔に沿ってビ
ードが形成され、該ビードの凸部と前記弾性金属板の前
記ビードの凹部に整合状態に嵌合されることを特徴とす
る請求項５に記載の金属製ガスケットの製造方法。