JPH0552268A

JPH0552268A - 金属製ガスケツト

Info

Publication number: JPH0552268A
Application number: JP3232449A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kawaguchi; 茂川口; Kenji Kubouchi; 憲治窪内; Naoki Ii; 直毅伊井; Kunitoshi Inoue; 國利井上
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-03-02
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: DE721077T1; DE533357T1; EP0721077A2; EP1128098A2; EP0721077B1; EP0721077A3; DE69214393D1; US5286039A; JP3142155B2; DE69214393T2; EP1128098A3; EP0533357A1; DE69232274D1; EP0533357B1; DE69232274T2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ビードの凸部が互いに対向する上
ビード板と下ビード板との間に折返し部を有する調整板
を配置し、ビードの完全圧縮を防止すると共に対向取付
面の不整をより良好に吸収する金属製ガスケットを提供
する。【構成】この金属製ガスケットは、シリンダボア孔２
の周りのビード１１とビード２１の凸部同士を対向させ
て整合積層した上ビード板１０と下ビード板２０との間
に、折返し部３５を有する調整板３０を配置する。折返
し部３５の厚さにより、ビード１１，２１，３１の完全
圧縮を防止し、折返し部３５によりシリンダボア孔２の
周りでの対向取付面間の不整を吸収する。段差４３を形
成した中間板４０を調整板３０と下ビード板２０の間に
配置し、該段差４３を折返し部３５の板厚以下の高さに
形成し、ビード１１，２１の圧縮程度を個別に調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、４気筒、６気筒等の
多気筒エンジンにおいて、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に使用される
金属製ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの間のような内燃機関の構造部材の対向取付面間を
シールするために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、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きに、対向取付面
に対してビードが弾性的な環状接触部を形成して対向取
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、その一環としてシリンダヘ
ッド及びシリンダブロック等を従来の比重の大きい鋼、
鋳物に代えて比重の小さいアルミニウム材料で製作する
傾向にある。アルミニウム材料は軽量である反面、剛性
が低いので内燃機関の運転時にシリンダブロックに対す
るシリンダヘッドの相対変位が大きくなる傾向にある。
そして、これら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
時には、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いるために、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、対向取付面が不整となり易い。その結果、シリ
ンダボア孔間の領域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、対向取付面間
に介装されている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、シリンダヘッドガスケットの場合に
は、内燃機関の燃焼サイクルの間にシリンダヘッドとシ
リンダブロックとの間隔が増減を繰り返し、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、ビードにヘタリが生
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】この種の金属製ガスケットとしては、特開
昭６３−２９３３６３号公報に開示されている。該公報
に開示されている積層金属ガスケットは、図１１に示す
ように、シリンダボア孔７１の周縁に沿いビード６３，
６４を形成した弾性金属板６１，６２から成る二枚のビ
ード基板の間に二枚の中間板６５，６６を積層すると共
に、ビード６３，６４の当接する部位よりもシリンダボ
ア孔７１の部位の二枚の中間板６５，６６間にスペーサ
部材６７，６８を抱持させてデッキ面間隙の不整を補償
すべく補償部６９，７０を設けたものである。

【０００６】また、特開昭６４−６５３６７号公報に開
示されている積層金属ガスケットは、シリンダボア孔の
周縁に沿いビードを形成した弾性金属板からなる二枚の
ビード基板の間に、二枚の中間板を積層したものであ
り、一枚の中間板の縁部を他の一枚の中間板の縁部でグ
ロメット状に抱持して、両面に略同一の段差を形成すべ
く補償用折曲部を設けたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の金属製ガスケッ
トについて、前掲特開昭６３−２９３３６３号公報に開
示されている積層金属ガスケットは、ビード６３，６４
の当接する部位よりもシリンダボア孔７１の部位の二枚
の中間板６５，６６間にスペーサ部材６７，６８を抱持
させているから、接面が一面増加し、シール力を分担し
ている。また、スペーサ部材６７，６８を溶接、接着等
の手段で固定する必要がある。

【０００８】また、前掲特開昭６４−６５３６７号公報
に開示されている積層金属ガスケットは、一枚の中間板
の縁部を他の一枚の中間板の縁部でグロメット状に抱持
し、両面に略同一の段差を形成して、補償用折曲部を設
けているが、これを両側のビード基板により挟着し、シ
リンダヘッドとシリンダブロック間で全屈状態に圧縮す
ると、グロメット状に抱持した折返し段部がビードのシ
ムとして作用する。その結果、ビード基板に対してはビ
ード基板の応力振幅は低下するが、上下のビード基板の
作動の差から中間板の折返し部に曲げ応力や応力振幅が
発生する。

【０００９】そこで、この発明の目的は、ビードを有す
る一対の弾性金属板との間に中間弾性金属板を介在さ
せ、中間弾性金属板のシリンダボア孔縁部に折返し部を
形成して厚さの厚い折返し部を持たせることで、一対の
弾性金属板の各ビードの全圧縮を防止して各ビード部の
ヘタリを防止すると共に、シリンダボア孔の周縁に補償
部を形成し、該補償部の厚みを任意に設定して、シール
面圧のバランスを良好にすること、及びビード部の破損
や補償部の破損、シール効果の低減を防止し、また、一
方の弾性金属板と中間弾性金属板との間に中間板を介在
して該中間板に応力変動が加わっても亀裂等の損傷を生
じることのないように安定したシール効果を発揮できる
金属製ガスケットを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決し、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、複数個の互いに整合
するシリンダボア孔及び該シリンダボア孔の外側に沿っ
て凸部を互いに対向させたビードを備えた一対の弾性金
属板、並びに一対の前記弾性金属板の間で一方の前記弾
性金属板に積層され且つ前記シリンダボア孔と整合する
シリンダボア孔の周縁部を前記シリンダボア孔の半径方
向外向きに折り返した後に熱処理した折返し部を備えた
中間弾性金属板、を有することを特徴とする金属製ガス
ケットに関する。

【００１１】また、この金属製ガスケットは、前記中間
弾性金属板と前記弾性金属板との間に中間板を介装し、
前記折返し部に対向する前記中間板のシリンダボア孔周
縁部を、前記折返し部から離れる方向に向かって前記折
返し部の弾性金属板板厚以下の段差に形成したものであ
る。

【００１２】また、この金属製ガスケットは、前記中間
弾性金属板の前記折返し部を前記シリンダボア孔間の領
域で厚く且つ前記シリンダボア孔間以外の領域で薄く形
成したものである。

【００１３】また、この金属製ガスケットは、前記中間
弾性金属板の前記折返し部を前記シリンダボア孔間の領
域で幅広く且つ前記シリンダボア孔間以外の領域で幅狭
く形成したものである。

【００１４】また、この金属製ガスケットは、前記中間
弾性金属板の前記折返し部に軟質部材を挟んでいるもの
である。

【００１５】

【作用】この発明による金属製ガスケットは、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
金属製ガスケットは、複数個の互いに整合するシリンダ
ボア孔の外側に沿って互いに対向する凸部で構成したビ
ードを有する一対の弾性金属板、及び一対の前記第１弾
性金属板の間で一方の前記弾性金属板に積層され且つ前
記シリンダボア孔と整合するシリンダボア孔の周縁部を
前記シリンダボア孔の半径方向外向きに折り返した後に
熱処理した折返し部を有する中間弾性金属板を有するの
で、対向取付面を有する二つの構造部分、即ち、シリン
ダヘッドとシリンダブロックとの間で金属製ガスケット
を締め付けて押圧状態にすると、前記各弾性金属板はそ
れぞれ変形するが、前記各弾性金属板の前記各ビード
は、シリンダボア孔の半径方向で見て、ビード開始及び
ビード終了の環状部位で強く対向取付面に押し付けられ
て二重の強力なシール部を形成する。同時に、前記中間
弾性金属板の折返し部厚さが他の板厚だけの部分の約２
倍となっているので、シリンダボア孔の周囲において、
前記各弾性金属板を対向取付面に対して強く押すことに
なり、この部位で別のシール部が形成される。前記中間
弾性金属板の前記折返し部は厚さが厚いので、前記各弾
性金属板のビード変形に対するストッパーとなり、前記
各弾性金属板の前記ビードの全圧縮を防止する。更に、
この締め付け時に二つの構造部分の対向取付面に不整が
生じても、前記ビードの部位は勿論のこと、前記中間弾
性金属板の前記折返し部が歪みに対応して変形するの
で、前記折返し部は対向取付面間の不揃いな間隙を補償
する補償部としての機能を有する。

【００１６】また、この金属製ガスケットにおいて、前
記弾性金属板と前記中間弾性金属板の間に中間板を介在
し、前記中間弾性金属板の前記折返し部に対向するシリ
ンダボア孔周縁部を、前記折返し部から離れる方向に前
記折返し部の弾性金属板板厚以下の段差に形成したの
で、金属製ガスケットの対向取付面間での締め付け時
に、前記中間弾性金属板と前記弾性金属板が前記ビード
の変形により前記中間板に接近した時に、前記中間板の
前記段差が前記折返し部の板厚以下の高さであるから、
前記ビードが変形し尽くす前に、前記折返し部と前記中
間板の前記段差部とが接触する。従って、前記中間板の
前記段差は前記中間弾性金属板側の前記ビードに対して
その変形に対するストッパーとして作用する。また、他
方の前記弾性金属板にとっても、前記中間板の前記段差
はその段差の高さ分だけ前記弾性金属板と前記中間弾性
金属板の前記各ビードの変形を制限するストッパーとな
る。従って、前記各弾性金属板にとって前記各ビードが
完全に圧縮する前に過剰な変形が停止するので、これら
の前記ビードの全圧縮を防止する。前記中間板には、前
記折返し部が全く設けられていないので、応力変動が作
用しても破損する部分がない。

【００１７】更に、この金属製ガスケットにおいて、前
記中間弾性金属板の前記折返し部が与える補償部は、Ｓ
ＵＳ６３１等の材料、即ち、加工前は柔らかく、加工後
熱処理すると硬化、強靱性が与えられる材料で製作して
いるので、任意に加工することができると共に、応力変
動や長期間の繰り返し応力に耐えることができる。加工
の例としては、前記中間弾性金属板の前記折返し部を前
記シリンダボア孔間の領域で厚く且つ前記シリンダボア
孔間以外の領域で薄く形成できる。このように構成した
金属製ガスケットは、高温で腐食性の燃焼ガスが漏洩し
易いシリンダボア孔間の領域において燃焼ガスの漏出に
対抗する強いシール部が形成される。

【００１８】また、この金属製ガスケットにおいて、上
記加工の別の例として、前記折返し部の折返し量を変更
することもできる。即ち、前記中間弾性金属板の前記折
返し部を前記シリンダボア孔間の領域で幅広く且つ前記
シリンダボア孔間以外の領域で幅狭く形成する。この構
造では、燃焼ガスが漏洩し易い前記シリンダボア孔間の
領域で、燃焼ガスの漏出に対抗する幅広いシール部を得
ることができる。

【００１９】また、この金属製ガスケットにおいて、前
記中間弾性金属板の前記折返し部に軟質部材を介在させ
ると、該軟質部材は前記中間板の段差が大き過ぎる場合
やビードの高さが高すぎる場合にこれを補償すると共
に、前記折返し部自体の変形性を向上できるので、金属
製ガスケットの対向取付面での締め付け時に、前記各弾
性金属板の変形に対応すると共に、対向取付面の不整を
巧みに吸収することができる。また、エンジンの運転に
伴いシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に発生す
る振動を吸収する作用も期待できる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による金属
製ガスケットの実施例を説明する。図１はこの発明によ
る金属製ガスケットの一実施例を部分的に示す平面図、
及び図２はシリンダボア孔間の領域における金属製ガス
ケットの拡大図である。この金属製ガスケット１は、例
えば、４気筒、６気筒等の多気筒ディーゼルエンジンに
おけるシリンダヘッドとシリンダブロック（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ものであ
る。金属製ガスケット１は、エンジンの気筒数即ちシリ
ンダボア数に対応するシリンダボア孔２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，・・（シリンダボア孔を総称するときは符号２を用
いる）を有している。

【００２１】この実施例では、一対の弾性金属板の一方
をシリンダヘッド側に位置する上ビード板１０とし、該
上ビード板１０に中間弾性金属板（後述の調整板３０）
を重ねて二枚重ねの弾性金属板に構成し、他方をシリン
ダブロック側に位置する下ビード板２０としているが、
このことは、エンジンの運転時にシリンダヘッド側の弾
性金属板に生じる応力振幅がシリンダブロック側の弾性
金属板よりも大きいので、応力軽減の目的から二枚重ね
の弾性金属板をシリンダヘッド側に配置するのが好まし
いためである。即ち、中間弾性金属板３０はビード板１
０，２０に対して負荷応力を軽減するものであり、従来
の２枚の弾性金属板で負担するものを、３枚の弾性金属
板で負担させるものである。

【００２２】弾性金属板である上ビード板１０と下ビー
ド板２０とは、一般的に、冷間圧延で硬さＨｖ３５０〜
５００の硬度の材料を使用するが、材料がＨｖ３５０以
下の場合には、熱処理して使用し、材料がＨｖ３５０以
上の場合には、熱処理しないで使用することもある。ま
た、中間弾性金属板である調整板３０は、例えば、硬さ
Ｈｖ２００以下の材料を折返し加工及びビード加工を施
した後、熱処理して硬度Ｈｖ３５０以上にして使用す
る。熱処理する場合には、析出硬化処理としてＳＵＳ６
３０やＳＵＳ６３１、窒化処理としてＳＵＳ３０４、Ｓ
ＵＳ３０１或いはＳＫ材（ＳＫ１〜ＳＫ７）、焼き入れ
・焼き戻し処理としてＳＵＳ４２０Ｊ₂やＳＵＳ４４０
Ａ、或いは固溶化熱処理としてチタン合金、アルミニウ
ム合金等の金属材料から形成されており、ビード加工前
の素材の硬さは、例えば、Ｈv ２００以下の素材であ
る。

【００２３】ビード板１０，２０の金属材料を各熱処理
した場合の硬さの具体的な一例は次のとおりである。Ｓ
ＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１を窒化処理した場合、熱処理
前がＨv ２００以下（但し、表面のみ）であるが、熱処
理後がＳＵＳ３０４についてはＨｖ３５０〜４００、Ｓ
ＵＳ３０１についてはＨｖ３５０〜５００であり、ＳＵ
Ｓ６３１をビード加工の後、熱処理即ち析出硬化処理し
た場合には熱処理前がＨv ２００以下であるが、熱処理
後はＨv ３５０〜５００であった。これ以外にＳＫ材
（ＳＫ１〜ＳＫ７）の熱処理やＳＵＳ４２０Ｊ₂の焼き
入れ・焼き戻し処理更に、チタン合金、アルミニウム合
金（６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ）を固溶化熱処理
することもできる。

【００２４】上ビード板１０、下ビード板２０、中間弾
性金属板（３０）及び中間板４０には、冷却水を通す水
穴３、締め付け用のボルト穴４、オイルを通すオイル穴
５やオイル戻り穴、ノック孔、リベット穴等が同じ位置
で且つ同じ大きさにそれぞれ複数個穿設されているが、
これらについては、金属製ガスケットの技術分野におい
てそれぞれ周知の技術であるので、ここでは詳細な説明
を省略する。

【００２５】また、図示していないが、金属製ガスケッ
ト１の表裏両面、即ち燃焼ガスに晒される可能性ある部
位及び互いに金属接触する部位に対して、耐熱性及び耐
油性を有するゴム（例えば、フッ素ゴム）、樹脂等の非
金属材料で、厚さが、例えば、１０〜５０μｍ程度（好
ましくは２５μｍ）のコーティングが施される。かかる
コーティングによって、シリンダヘッド及びシリンダブ
ロックに対して金属対金属の接触状態を回避し、金属製
ガスケットとしての耐腐食性、耐久性及び強度を確保す
ることができる。また、金属製ガスケットの機械加工面
に凹凸が存在していても、上記非金属材料が凹凸をカバ
ーして充分なシール機能を果たすことができる。

【００２６】図３は図１の線Ａ−Ａにおける断面図、及
び図４は図１の線Ｂ−Ｂにおける断面図であり、金属製
ガスケット１の第１実施例を示す図である。図３におい
て、シリンダボア孔２Ａと金属製ガスケット１の端部即
ち縁部分とを結ぶ線で切断した金属製ガスケットの断面
が示されているが、シリンダボア孔２間（例えば、シリ
ンダボア孔２Ａとシリンダボア孔２Ｂとの間の互いにシ
リンダボア孔２が接近した領域）以外の領域では同様の
断面構造を有する。図４において、それぞれ隣接するシ
リンダボア孔２Ａ，２Ｂの境界領域を、そのシリンダボ
ア孔２Ａ，２Ｂの中心を結ぶ線で切断した金属製ガスケ
ット１の断面、即ち、シリンダボア孔２間での断面が示
されているが、他の隣接するシリンダボア孔２の境界領
域においても同様の断面構造をしているのは勿論であ
る。

【００２７】この金属製ガスケットについては、一例と
して、以下のように形成することができる。例えば、シ
リンダボア孔２の直径は９３ｍｍであり、シリンダボア
孔２間の最小距離Ｌ₁は１０ｍｍ程度である。金属製ガ
スケット１は、シリンダヘッド側からシリンダブロック
側の順に、上ビード板１０と、上ビード板１０にビード
形状を合わせて積層された中間弾性金属板である調整板
３０、中間板４０及び下ビード板２０を積層してなる。
上ビード板１０と下ビード板２０は、ＳＵＳ３０１又は
ＳＵＳ３０４の材料から製作し、その厚さｔ₁，ｔ₂は
０．２５ｍｍであり、硬さはＨｖ３５０以上とする。調
整板３０は、ＳＵＳ３０４の材料から製作し、その厚さ
ｔ₃は０．２０ｍｍであり、硬さはＨｖ３５０以上とす
る。また、中間板４０は、ＳＡ１Ｃ、ＳＵＳ３０１，Ｓ
ＵＳ３０４，Ａｌ鋼板又はＺｎ鋼板から選択された材料
から製作し、その厚さｔ₄は０．５ｍｍである。

【００２８】この金属製ガスケット１における上ビード
板１０、下ビード板２０及び調整板３０は、それぞれシ
リンダボア孔２を形成する内周端面１２，２２，３２か
らシリンダボア孔２の半径方向外側に隔置した近傍周囲
部分が、シリンダボア孔２と同心に且つ環状に取り巻く
断面山形の凸部を備えたビード１１，２１，３１に形成
されている。各ビード１１，２１，３１は、各弾性金属
板のシリンダボア孔２の半径方向内側から見て始端１
３，２３，３３から終端１４，２４，３４までの領域に
中間板４０に向かう側に形成されている。中間弾性金属
板である調整板３０のビード３１は上ビード板１０のビ
ード１１と形状が同じであり、積層した状態で上ビード
板１０と調整板３０とはビード１１，３１の部位におい
て重なり合っている。

【００２９】図２に示すように、上下のビード板１０，
２０及び調整板３０のシリンダボア孔２Ａの周囲のビー
ド１１，２１，３１と、隣接するシリンダボア孔２Ｂの
周囲のビード１１，２１，３１とは、シリンダボア孔２
Ａ，２Ｂの接近領域において重なっている。即ち、ビー
ド１１，２１，３１はシリンダボア孔２間の領域で会合
して一本のビード１１，２１，３１となっている。しか
しながら、隣接するビード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。ビードの中心
領域の凸部頂面を実質的に平坦面に形成し、ビードの凸
部と中間板４０との接触を安定するようにしてもよい。
例えば、ビードの半径方向で見た幅Ｌ₂は約３ｍｍであ
り、ビードの高さｈ₁は約０．２５ｍｍである。

【００３０】また、調整板３０のシリンダボア孔２を形
成する内端３２の周縁には、ビード３１の凸側で且つビ
ード３１の半径方向内側においてビード３１と重なるこ
とのない範囲で折返し部３５が形成されている。折返し
部３５の幅Ｌ₃は、例えば、約２．５ｍｍである。更
に、水穴３等の各穴における金属製ガスケット１の断面
構造は、図示していないが、調整板３０と中間板４０と
が平坦状に積層しており、上下のビード板１０，２０の
穴３の周囲部分は穴３と同心上に他の平面的な部分から
僅かに窪み状（或いは、山形）になるように変形してお
り、締め付け時に、穴３の周囲において良好なシール性
が得られるようにしてある。

【００３１】図３及び図４に示された実施例は、調整板
３０と下ビード板２０との間に中間板４０を介装した例
である。中間板４０は、一様な厚さｔ₄であって概して
平坦に形成されているが、折返し部３５が対向するシリ
ンダボア孔周縁領域４５は、それ以外の領域に対して下
ビード板２０に向かって屈曲した段差に形成されてい
る。図示の例では、中間板４０には、各弾性金属板のビ
ード１１，２１，３１が形成されている位置よりもシリ
ンダボア孔２の半径方向で僅かに内側の位置において屈
曲して段差４３が形成されており、該段差４３の位置か
ら半径方向内側に延びるシリンダボア孔周縁領域４５
が、段差４３によって中間板４０の本体部分から下ビー
ド板２０に向かって偏倚している。従って、シリンダボ
ア孔２間の領域では、ビードの両側に段差４３，４３が
位置することになる。段差４３の高さは、調整板３０自
体の板厚よりも低く設定してある。

【００３２】上下ビード板１０，２０のビード１１，２
１の高さ、段差４３の高さ及び調整板３０の板厚間の寸
法関係を、図５に図示している。上ビード板１０のビー
ド１１のビード高さ、下ビード板２０のビード２１のビ
ード高さ、及び調整板３０のビード３１のビード高さ
は、同一高さであり、ｈ₁で表す。中間板４０の段差４
３の高さをｈ₂とする。また、調整板３０の折返し部３
５の板厚をｔ₃とする。調整板３０の折返し部３５が中
間板４０の段差を付けたシリンダボア孔２周縁領域４５
と接触するまでの間隙δ_Uは、δ_U＝ｈ₁＋ｈ₂−ｔ₃
であり、下ビード板２０が中間板４０のシリンダボア孔
２周縁領域４５と接触するまでの間隙δ_Lは、δ_L＝ｈ
₁−ｈ₂である。間隙δ_Uは間隙δ_Lに等しいのが好ま
しい場合は、δ_U＝δ_Lであるから、ｈ₂＝ｔ₃／２と
なる。即ち、段差４３の高さは、調整板３０の折返し部
３５の板厚の半分の値となる。段差４３の高さｈ₂が折
返し部３５の板厚ｔ₃よりも大きいと、上ビード板１０
と調整板３０の各ビード１１，２１が完全圧縮するのを
阻止することができないので、段差の高さｈ₂は折返し
部３５の板厚ｔ₃よりも小さくするべきである。この最
後の制限を除いて、これらの寸法関係は上記の関係のみ
に限らず若干の変更が可能である。

【００３３】図３及び図４に図示された実施例につい
て、その作用を説明する。金属製ガスケット１をエンジ
ンの対向取付面間に配置して締め付けると、上下のビー
ド板１０，２０の各ビード１１，２１が変形を開始し、
対向取付面に対しては、ビード１１，２１のビード開始
及びビード終了の端部１３，１４及び２３，２４の部位
で強く押圧されて、シリンダボア孔２の周囲において二
重のシール部を形成する。水穴３，ボルト穴４及びオイ
ル穴５の周囲においても同様にシール部が形成されて、
これら穴の周囲を良好にシールする。シリンダボア孔２
の周囲においては、調整板３０の折返し部３５と、下ビ
ード板２０のシリンダボア孔２周囲部分がそれぞれ中間
板４０のシリンダボア孔２周縁領域４５の各面に接触す
る。折返し部３５は段差４３の高さを完全に埋めること
はないから、折返し部３５の領域でもシール部を形成す
る一方、上ビード板１０のビード１１が完全圧縮される
ことがない。従って、各ビードはヘタリを起こすことが
ない。また、下ビード板２０も、中間板４０の段差４３
のためにビード２１が完全圧縮することがなく、ビード
１１，２１のヘタリを防止する。また、折返し部３５は
補償部としての機能があり、特に、上ビード板１０の締
め付け時に、対向取付面の不整が生じても、補償部は歪
みや締め付け後の負荷変動に伴う変形を吸収する。中間
板４０には、屈曲成形による段差を形成しているが、折
返しを伴う加工をしておらず、中間板４０に作用する繰
り返し負荷や変動負荷によって亀裂等の破損を生じる部
位が存在していないので、中間板４０を理由とする金属
製ガスケット１の事故を生じる恐れがない。

【００３４】調整板３０の折返し部３５を含む加工は、
任意に変更可能である。例えば、ビード板１０と調整板
３０とをそれぞれのビード１１，３１の形状を合わせて
積層する場合に、調整板３０の折返し部３５の加工形成
後に、調整板３０を熱処理するので、調整板３０は熱硬
化されて強靱性を得て、それ自体、負荷変動や繰り返し
応力への耐久性が向上し、更に、調整板３０に積層され
る上ビード板１０に対しては補強機能を持たせることも
できる。また、調整板３０の折返し加工の際、折返し部
３５の折り返し厚さは一様としてもよいが、シリンダボ
ア孔２間の領域では厚く、シリンダボア孔２間以外の領
域では薄く加工することもできる。このように形成した
金属製ガスケット１にあっては、高温で腐食性の燃焼ガ
スが漏洩しやすいシリンダボア孔２間の領域において強
いシール部が形成され、燃焼ガスの漏出に対して強力に
シールする。また、折返し部３５の折返し量を変更する
こともできる。即ち、調整板３０の折返し部３５をシリ
ンダボア孔２間の領域で幅広く且つシリンダボア孔２間
以外の領域で幅狭く加工形成する。この場合において
は、燃焼ガスが漏洩しやすいシリンダボア孔２間の領域
で、燃焼ガスの漏出に対抗する安定した幅広いシール領
域を得ることができる。

【００３５】図６及び図７に図示した実施例は、基本的
には図３及び図４に図示した実施例と同様であるので、
同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略
する。この金属製ガスケット１において、調整板３０
は、ビード部を備えていないので、折返し部３５は中間
板４０に隙間なく積層している。従って、上ビード板１
０と調整板３０の折返し部３５との間には隙間Ｓが形成
されている。調整板３０は、上記と同様に、折返し加工
の後に熱処理されている。上下のビード板１０，２０の
各ビード部１１，２１の完全圧縮の防止と折返し部３５
の補償作用については上記実施例と同様である。

【００３６】次に、図８及び図９に図示したこの発明の
実施例について説明する。この実施例は、中間板を省略
した例であり、調整板３０と下ビード板２０とが直接に
接触している。この例においても、同一構成要素には同
一符号を付しており、重複する説明を省略する。調整板
３０は、上ビード板１０に対してビード形状を合わせた
ビード板３１が形成されており、隙間なく積層されてい
る場合を示している。調整板３０のビード３１は、下ビ
ード板２０のビード２１に対してビードの凸部同士が接
触している。調整板３０の折返し部３５は、上ビード板
１０に対する補強作用が期待できると共に、折返し部３
５のビード板に対するビード完全圧縮防止と締め付け時
の対向取付面の不整吸収作用については、上記各実施例
と同様である。

【００３７】図１０に示したこの発明による金属製ガス
ケットの実施例は、調整板３０の折返し部３５に軟質部
材５０を挟んで折り返したものである。この実施例は、
中間板を有する実施例にも、中間板を有しない実施例に
も適用可能である。軟質部材５０は、軟質金属板、断熱
グラファイトシート、アラミド系ヒータシート、樹脂又
はゴム等の軟質材料と同じ程度の性質を持つものでよ
い。軟質部材５０は、中間板を有する場合には、該中間
板の段差が大き過ぎる時、また、中間板の有無に係わら
ずビード１１，２１の高さが高過ぎる時には、板厚管理
上、これを補償する。軟質部材５０は、折返し部３５自
体の変形性を向上するので、金属製ガスケット１の対向
取付面での締め付け時に、上下のビード板１０，２０の
変形に対応すると共に、対向取付面の不整を良好に吸収
する。軟質部材５０は、エンジンの運転時にシリンダヘ
ッドとシリンダブロックとの間に発生する振動を吸収す
る作用も期待できる。

【００３８】

【発明の効果】この発明による金属製ガスケットは、以
上のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この金属製ガスケットは、複数個の互いに整合す
るシリンダボア孔及び該シリンダボア孔の外側に沿って
凸部を互いに対向させたビードを備えた一対の弾性金属
板、並びに一対の前記弾性金属板の間で一方の前記弾性
金属板に積層され且つ前記シリンダボア孔と整合するシ
リンダボア孔の周縁部を前記シリンダボア孔の半径方向
外向きに折り返した後に熱処理した折返し部を備えた中
間弾性金属板を有するので、対向取付面を有する二つの
構造部分、即ち、シリンダヘッドとシリンダブロックと
の間で金属製ガスケットを締め付けて押圧状態にする
と、前記各弾性金属板の前記各ビードは、前記シリンダ
ボア孔の半径方向で見て、ビード開始及びビード終了の
環状部位で強く対向取付面に押し付けられて二重のシー
ル部を形成する。それと同時に、前記中間弾性金属板の
前記折返し部も前記シリンダボア孔の周囲において、前
記各弾性金属板を対向取付面に対して強く押して別のシ
ール部を形成する。それと同時に、前記中間弾性金属板
の前記折返し部は前記各弾性金属板のビード変形に対す
るストッパーとなり、前記各弾性金属板の前記各ビード
部の全圧縮を防止する。前記各弾性金属板の前記各ビー
ド部の全圧縮が防止されると、前記各弾性金属板として
のばね機能が長期間にわたって保持され、前記各弾性金
属板のヘタリが防止される。更に、この締め付け時に、
二つの構造部分の対向取付面に不整が生じても、前記各
ビードの部位は勿論のこと、前記中間弾性金属板の前記
折返し部が歪みに対応して変形するので、前記折返し部
はシール性能が最も厳しく要求される前記シリンダボア
孔周りにおいて、対向取付面間の不揃いな間隙を補償
し、シール機能を充分に発揮させることができる。

【００３９】また、この金属製ガスケットにおいて、前
記中間弾性金属板と前記弾性金属板との間に中間板を介
装すると、前記中間板の前記折返し部に対向する前記シ
リンダボア孔周縁部位を、前記中間板の本体に対して、
前記弾性金属板に向かって、前記折返し部の弾性金属板
板厚以下の段差に形成しているので、金属製ガスケット
の対向取付面間での締め付け時に、前記中間板の段差が
前記折返し部の弾性金属板自体の板厚以下の高さである
から、前記ビードが変形しきる前に、前記折返し部と前
記中間板の前記段差部とが接触する。従って、前記中間
板の前記段差は、前記中間弾性金属板側の前記ビードに
対してその変形に対するストッパーとして作用する。ま
た、前記弾性金属板にとっても、前記中間板の前記段差
は、該段差の高さ分だけ前記弾性金属板の前記ビードの
変形を制限するストッパーとなる。従って、前記各弾性
金属板にとって前記各ビードが完全に圧縮する前に変形
が停止するので、前記各弾性金属板の全圧縮を防止す
る。このように前記中間板が介在することによって、上
下の前記各弾性金属板の前記各ビードがそれぞれ確実に
完全圧縮されるのを防ぐことができる。前記中間板の前
記段差が前記中間弾性金属板の板厚の半分のときは、前
記各弾性金属板への応力負荷が均等であるが、前記中間
板の前記段差を変更すると、前記各弾性金属板にそれぞ
れ分配される応力負担が増減させることができ、例え
ば、シリンダヘッドの剛性を考慮して前記中間板の前記
段差を設計をすることができる。

【００４０】更に、前記中間弾性金属板の前記折返し部
が与える補償部は、加工前は柔らかく、加工後熱処理し
て硬くなる材料を使用することで、寸法及び硬度等を任
意に加工することができる。特に、前記中間弾性金属板
の前記折返し部を前記シリンダボア孔間の領域で厚く且
つ前記シリンダボア孔間以外の領域で薄く形成できる。
このように形成した金属製ガスケットにあっては、シリ
ンダヘッドの剛性に合わせてシール面圧のバランスを良
好に設定することができ、応力振幅が小さく、且つ耐久
性に優れた金属製ガスケットが得られる。また、高温で
腐食性の燃焼ガスが漏洩し易いシリンダボア孔間の領域
において、燃焼ガスの漏出に対抗する強力なシール部が
形成され、前記シリンダボア孔周りのシールを確実にす
ることができる。更に、前記折返し部の厚さを、熱処理
前に調整できるので、シリンダヘッドの剛性に合わせて
不整値を補償させることもできる。

【００４１】また、前記中間弾性金属板の前記折返し部
の折返し量を、前記シリンダボア孔間の領域で幅広く且
つ前記シリンダボア孔間以外の領域で幅狭く形成するよ
うに変更することもできる。この場合には、シール面の
面圧バランスが良く、耐久性の高い金属製ガスケットを
得ることができ、また、燃焼ガスが漏洩し易い前記シリ
ンダボア孔間の領域で、燃焼ガスの漏出に対抗する幅広
いシール領域を得ることができ、前記シリンダボア孔周
りでの安定したシールを得ることができる。

【００４２】更に、この金属製ガスケットにおいて、前
記中間弾性金属板の前記折返し部に軟質部材を介在させ
た場合には、前記中間板の前記段差が大きすぎる場合
や、前記ビードの高さが高すぎる場合に、該状態を補償
して、面倒な板厚管理を容易にすると共に、前記折返し
部自体の変形性を向上するので、金属製ガスケットの対
向取付面での締め付け時に、前記各弾性金属板の変形に
対応すると共に、対向取付面の不整を良好に吸収するこ
とができる。また、エンジンの運転時に発生する振動を
効果的に吸収する効果も期待できる。

【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一実施例を
示す部分平面図である。

【図２】図１において、隣接するシリンダボア孔間の部
分を拡大して示す部分平面図である。

【図３】図１において、隣接するシリンダボア孔間の領
域を横断して両シリンダボア孔の中心を結ぶ線Ａ−Ａに
おける断面図である。

【図４】図１において、シリンダボア孔間を結ぶ線と直
交し、シリンダボア孔の中心を通る線Ｂ−Ｂにおけるシ
リンダボア孔の周りの領域の断面図である。

【図５】シリンダボア孔周縁における各寸法関係を表す
図４の部分拡大図である。

【図６】この発明による金属製ガスケットの別の実施例
を示す隣接するシリンダボア孔間の領域の断面図であ
る。

【図７】図６に示す実施例に対応するシリンダボア孔周
りの領域の断面図である。

【図８】この発明による金属製ガスケットの更に別の実
施例を示す隣接するシリンダボア孔間の領域の断面図で
ある。

【図９】図８に示す実施例に対応するシリンダボア孔周
りの領域の断面図である。

【図１０】この発明の更にまた別の実施例を示し、折返
し部に軟質部材を挟んだ金属製ガスケットの折返し部分
断面図である。

【図１１】従来の金属製ガスケットの一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１金属製ガスケット２シリンダボア孔１０上ビード板１１ビード２０下ビード板２１ビード３０調整板（中間弾性金属板）３１ビード３５折返し部４０中間板４３段差５０軟質部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上國利大阪府東大阪市加納248番地日本ガスケツト株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の互いに整合するシリンダボア孔
及び該シリンダボア孔の外側に沿って凸部を互いに対向
させたビードを備えた一対の弾性金属板、並びに一対の
前記弾性金属板の間で一方の前記弾性金属板に積層され
且つ前記シリンダボア孔と整合するシリンダボア孔の周
縁部を前記シリンダボア孔の半径方向外向きに折り返し
た後に熱処理した折返し部を備えた中間弾性金属板、を
有することを特徴とする金属製ガスケット。
【請求項２】前記中間弾性金属板と前記弾性金属板と
の間に中間板を介装し、前記折返し部に対向する前記中
間板のシリンダボア孔周縁部を、前記折返し部から離れ
る方向に向かって前記折返し部の弾性金属板板厚以下の
段差に形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属
製ガスケット。
【請求項３】前記中間弾性金属板の前記折返し部を前
記シリンダボア孔間の領域で厚く且つ前記シリンダボア
孔間以外の領域で薄く形成したことを特徴とする請求項
１に記載の金属製ガスケット。
【請求項４】前記中間弾性金属板の前記折返し部を前
記シリンダボア孔間の領域で幅広く且つ前記シリンダボ
ア孔間以外の領域で幅狭く形成したことを特徴とする請
求項１又は２に記載の金属製ガスケット。
【請求項５】前記中間弾性金属板の前記折返し部に軟
質部材を挟んでい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。