JPH06281011A - メタルガスケットを構成する金属板同士の結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】重ね合わされた複数枚の金属板５、６同士の結
合を、容易に、且つ確実に行なう。 【構成】金属板５、６を重ね合わせた状態で、雄型と雌
型１４との間でプレス加工する。この加工で、互いに独
立した複数の切目を形成すると共に、この切目の間部分
を一方向に押圧して、係止突部１２、１２とする。切目
の一部は剪断でなく引っ張る事で破断し、バリを形成す
る。切目の両側で対となったバリのスプリングバックに
より、バリの先端同士を係合させ、切目の間から係止突
部１２、１２が抜け出るのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明の結合方法により金属板
同士を結合して造られるメタルガスケットは、例えば内
燃機関のシリンダヘッド下面とシリンダブロック上面と
の間に挟持し、両面間の気密及び液密を保持するメタル
シリンダヘッドガスケットとして利用する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のシリンダヘッド下面とシリン
ダブロック上面との間にはシリンダヘッドガスケットを
挟持し、シリンダ内で発生する高圧の燃焼ガス、或はシ
リンダブロックとシリンダヘッドとの間を流通する冷却
水や潤滑油が外部に漏洩するのを防止する。この様なシ
リンダヘッドガスケットとして、複数枚の金属板を重ね
合わせたメタルシリンダヘッドガスケットも、従来から
知られている。

【０００３】図１０は、この様なメタルシリンダヘッド
ガスケット１の１例を示している。このメタルシリンダ
ヘッドガスケット１には、流通孔である、シリンダ頂部
の開口形状に合わせた円形のボア孔２、２、シリンダヘ
ッドをシリンダブロックに固定する為のボルトを挿通す
る小孔３、３、冷却水又は潤滑油を通す為の透孔４、４
が設けられている。

【０００４】この様なメタルシリンダヘッドガスケット
１は、従来から、図１０〜１２に示す様に、亜鉛メッキ
鋼板、ステンレス鋼板等の金属板５〜６を複数枚（図１
２の例では３枚）重ね合わせる事で構成されている。こ
れら複数枚の金属板５〜６の外周縁複数箇所には舌片状
の突出部７、７を形成し、各突出部７、７部分に於い
て、上記複数枚の金属板５〜６同士を結合している。

【０００５】従来はこれら突出部７、７同士の結合を、
図１１〜１２に示す様に、鳩目８により行なっていた。
即ち、上記突出部７部分に於いて各金属板５〜６に、互
いに整合する通孔９、９を穿設し、各通孔９、９に挿通
し更にかしめ付けた鳩目８によって、上記各金属板５〜
６同士の分離防止を図っている。メタルシリンダヘッド
ガスケット１の使用時に各突出部７、７は、シリンダブ
ロック上面並びにシリンダヘッド下面の間から突出し
て、これら両面同士の間で挟持される事はない。従っ
て、上記鳩目８の存在が上記両面同士のシール性を阻害
する事はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明のメタルガスケ
ットを構成する金属板同士の結合方法は、複数枚の金属
板同士の結合強度を確保したまま、結合作業の容易化を
図る事で、十分な信頼性、耐久性を有するメタルガスケ
ットを安価に提供する事を目的としている。

【０００７】図１０〜１２に示す様に、鳩目８により突
出部７、７同士を結合する、従来構造の場合、結合強度
は十分で、十分な耐久性、信頼性を得られる反面、鳩目
８を装着する作業が面倒で、メタルシリンダヘッドガス
ケット１の製作費を高くする原因となる。この事は、メ
タルシリンダヘッドガスケットに限らず、エキゾースト
マニホールド用ガスケット等、複数枚の金属板を積層し
て成るメタルガスケット全般に当てはまる。

【０００８】これに対して金属板５〜６等、複数枚の金
属板同士を、やはりシール性に影響を及ぼさない部分で
スポット溶接する事により結合する方法も、一部で採用
されている。スポット溶接により複数枚の金属板同士を
結合すれば、鳩目８を使用する場合に比べ作業が容易で
はあるが、結合作業に別工程を必要とする事には変わり
がなく、製作費低廉化の効果が必ずしも十分ではない。
又、シール性確保の為に表面にコーティング層を形成し
た金属板の場合、スポット溶接による結合作業自体不可
能になる。

【０００９】この様な事情に鑑みて発明者は先に、図１
３〜１６に示す様な構造により、メタルシリンダヘッド
ガスケット１を構成する複数枚（図１５〜１６の例では
４枚）の金属板５〜６同士を結合する構造を発明した
（実願平５−３４９８号）。この先発明に係る構造の場
合、金属板５〜６の外周縁複数箇所で互いに整合する位
置に形成した複数の突出部７、７に、各金属板５〜６同
士を結合する結合部１０、１０を１個ずつ設ける。各結
合部１０、１０は、互いに平行な２本１組の切目１１、
１１と、１組の切目１１、１１の間部分を重なり合った
複数枚の金属板５〜６ごと表裏方向に膨出させて塑性変
形させる事により形成された係止突部１２、１２とから
成る。

【００１０】上記各結合部１０、１０の形成作業は、図
１７〜１８に示す様なプレス加工装置１３により一挙動
で行ない、係止突部１２、１２を膨出させるのと同時
に、切目１１、１１を形成する。上記プレス加工装置１
３は、ダイと呼ばれる雌型１４と、ハネ出しと呼ばれる
シリンダ状の抑え金具１５と、ポンチと呼ばれ、この抑
え金具１５の下端部から出入りする雄型１６とから構成
される。

【００１１】上記切目１１、１１並びに係止突部１２、
１２を形成する際には、上記複数枚の金属板５〜６の突
出部７、７を重ね合わせた状態で、最も下側に位置する
突出部７の下面を上記雌型１４の上面に突き合わせると
共に、上記抑え金具１５の下面を、最も上側に位置する
突出部７の上面に突き合わせる。この様に、複数枚の突
出部７、７を雌型１４と抑え金具１５との間で挟持した
状態で、上記雄型１６を下方に向け強く押圧する。

【００１２】この結果、上記各突出部７、７の一部に、
各金属板５〜６の厚さ方向に亙る剪断力が加わって、上
記各突出部７、７に切目１１、１１が形成されると同時
に、この切目１１、１１の間部分が同一方向に向け塑性
変形して、上記係止突部１２、１２が形成される。

【００１３】尚、図１３の例では、上記複数の結合部１
０、１０を構成する複数組の切目１１、１１の方向を互
いに異ならせて、互いに重ね合わされた複数枚の金属板
５〜６同士の間に剪断方向の力が加わった場合にも、上
記複数枚の金属板５〜６同士が面方向にずれるのを確実
に防止出来る様にしている。

【００１４】この様にして形成された結合部１０は、各
係止突部１２、１２の両端縁と各切目１１、１１の内側
縁との間に作用する摩擦力に基づき、互いに重ね合わさ
れた複数枚の金属板５〜６同士が分離するのを防止する
が、分離防止が必ずしも確実ではない。例えば、ガスケ
ットメーカーの工場で造られたメタルシリンダヘッドガ
スケットは、トラック等によりエンジンの組立工場に送
られ、シリンダブロック上面とシリンダヘッド下面との
間に組み付けられるが、輸送中の振動により、上記係止
突部１２、１２が切目１１、１１の間から抜け出る可能
性を否定出来ない。係止突部１２、１２が切目１１、１
１から抜け出る事で、前記結合部１０が用をなさなくな
った場合、メタルシリンダヘッドガスケットを構成する
複数枚の金属板５〜６が分離して、メタルシリンダヘッ
ドガスケットとして機能しなくなる。

【００１５】この様な問題を解決する為、本発明者は先
に、図１９に示す様な方法により、上記各係止突部１
２、１２が切目１１、１１の間から抜け出るのを防止す
る事を考えた。この方法は、前記図１７〜１８に示す様
な加工装置により形成した係止突部１２、１２を更に二
度押しする事で、各係止突部１２、１２の幅寸法Ｗを切
目１１、１１の間隔Ｄよりも大きくし、各係止突部１
２、１２が切目１１、１１の間から抜け出るのを防止す
るものである。上記各係止突部１２、１２の幅寸法Ｗを
切目１１、１１の間隔Ｄよりも大きくする為、二度押し
する際に突出部７、７を支える抑え型１７、１７の間隔
は、上記間隔Ｄよりも十分に大きくしている。

【００１６】ところが、この様にして第一段のプレス加
工により形成された各係止突部１２、１２を二度押しし
てこれら各係止突部１２、１２の幅寸法を広げる作業は
面倒で、メタルシリンダヘッドガスケットの製作費を高
くする原因となる為、好ましくない。

【００１７】本発明のメタルガスケットを構成する金属
板同士の結合方法は、上述の様な事情に鑑みて発明され
たものである。

【００１８】

【課題を解決する為の手段】本発明のメタルガスケット
を構成する金属板同士の結合方法は、複数枚の金属板を
積層して成り、内側に流体を流通させる流通孔と、互い
に接続すべき部材同士を結合する為のボルトを挿通する
小孔と、上記各金属板の一部で、上記互いに接続すべき
部材と干渉しない部分に設けられ、上記複数枚の金属板
同士を結合する結合部とを有し、上記互いに接続すべき
部材の、シール性保持を図るべき２面間に挟持して使用
するメタルガスケットを構成する複数枚の金属板同士を
不離に結合する結合方法である。

【００１９】この様な本発明の結合方法に於いて、上記
結合部は、互いに独立した複数本の切目と、この複数本
の切目で囲まれた部分を重なり合った複数枚の金属板ご
と表裏方向に膨出させる事で形成された係止突部とから
成る。そして、この係止突部と上記切目とは、雄型と雌
型との間で、上記複数枚の金属板をプレス加工する事に
より造られる。又、上記雄型と雌型との一部で、上記切
目を形成する部分の少なくとも一部には、上記雌型内へ
の雄型の進入時に上記複数枚の金属板の剪断が不能とな
る隙間が形成されるものである。そして、上記雌型内へ
の雄型の進入時に、上記複数枚の金属板の一部で、上記
隙間に対応する部分を、雄型と雌型との間で引き伸ばし
た状態で破断させる。そして、各金属板の破断部分に両
側から対となって形成されるバリのスプリングバックに
基づいて、上記対となるバリの先端同士を係合させ、こ
の係合に基づいて上記係止突部が上記切目の間から抜け
出るのを防止する。

【００２０】

【作用】上述の様に構成される本発明の結合方法により
複数枚の金属板を結合して造られたメタルガスケット
が、シール性保持を図るべき２面間に挟持され、この２
面間のシール性保持を図る際の作用自体は、前述した従
来のメタルガスケットと同様である。

【００２１】特に、本発明の結合方法によれば、各突出
部に形成した切目の端縁と係止突部の端縁との摩擦係
合、並びに、破断部分に形成された１対のバリの先端同
士の係合により、互いに重ね合わされた複数枚の金属板
同士が結合され、しかも係止突部が切目の間から抜け出
る事がなくなって、上記複数枚の金属板同士が分離する
事が確実に防止される。結合部を構成する切目、係止突
部、並びにバリを形成する作業は、プレス作業により一
挙動で、しかも穿孔作業等、元々メタルガスケットを製
造する上で必要とされているプレス作業と同時に行なえ
る為、結合作業の容易化を図れる。

【００２２】

【実施例】図１〜６は本発明の実施例を示している。こ
の内の図１〜３は、重ね合わされた複数枚の金属板５〜
６の突出部７（図１３〜１４参照）に、切目１１、１１
並びに係止突部１２、１２を形成する為の雄型１６ａを
示している。この雄型１６ａの先端部は四角柱状に形成
されており、互いに反対に位置する側面には、断面が三
角形の凹部１８、１８を形成している。

【００２３】この様な雄型１６ａは、前記図１７〜１８
に示した先発明の場合と同様に、雌型１４及び抑え金具
１５と組み合わせて、切目１１、１１及び係止突部１
２、１２を形成する為のプレス加工装置１３を構成す
る。この様にプレス加工装置１３を構成する場合に、上
記雄型１６ａの先端部で、各凹部１８、１８を形成した
面を、上記切目１１、１１を形成する部分に対応させ
て、雄型１６ａと雌型１４とを組み合わせる。

【００２４】この様な凹部１８、１８を有する雄型１６
ａを組み込んだプレス加工装置１３により、重ね合わさ
れた複数枚の金属板５〜６を、突出部７、７部分で結合
する場合、前記先発明の場合と同様、図１７〜１８に示
す様に、最も下側に位置する突出部７の下面を上記雌型
１４の上面に突き合わせると共に、上記抑え金具１５の
下面を、最も上側に位置する突出部７の上面に突き合わ
せ、複数枚の突出部７、７を雌型１４と抑え金具１５と
の間で挟持した状態で、上記雄型１６ａを下方に向け強
く押圧する。

【００２５】この結果、上記各突出部７、７の一部に
は、上記雄型１６ａ側面の凹部１８、１８以外の部分と
雌型１４との係合により、各金属板５〜６の厚さ方向
（図４〜５の上下方向）に亙る剪断力が加わって、上記
各突出部７、７に切目１１、１１が形成される。これと
同時に、この切目１１、１１の間部分が同一方向に向け
塑性変形して、係止突部１２、１２が形成される。

【００２６】一方、上記各凹部１８、１８に対応して上
記雌型１４と雄型１６ａとの間には、雌型１４内への雄
型１６ａの先端部の進入時に、図５に示す様に、上記複
数枚の金属板５〜６を剪断不能となる隙間１９、１９が
形成される。この様な隙間１９、１９の存在に基づい
て、上記雌型１４内への雄型１６ａの進入時に、上記複
数枚の金属板５〜６の一部で上記隙間１９、１９に対応
する部分２０、２０が、図４〜５に示す様に、雄型１６
ａと雌型１４との間で引き伸ばされる。

【００２７】そしてこの部分２０、２０は、上記雌型１
４内への雄型１６ａの進入に伴なって、引き千切られる
様に破断する。この様に雄型１６ａと雌型１４との間で
引き伸ばされた部分２０、２０が破断する際、各金属板
５〜６の破断部分にバリ２１、２２が、両側から対とな
って形成される。これら各バリ２１、２２は、上記各部
分２０、２０が破断した直後に、上記各金属板５、６が
有する弾力に基づくスプリングバックにより図６の実線
状態から鎖線状態に向け、弾性変形する。

【００２８】この様に、上記切目１１、１１の両側から
張り出した、互いに対となるバリ２１、２２が、スプリ
ングバックにより図６の鎖線で示す様に弾性変形する
と、各バリ２１、２２の先端同士が、金属板５〜６の重
なり方向から見た場合に重畳する。そして、上記各バリ
２１、２２の先端同士は、重ね合わされた金属板５〜６
同士が剥離しようとした場合に互いに係合し、上記各係
止突部１２、１２が切目１１、１１の間から抜け出るの
を防止する。この結果、上記複数枚の金属板５〜６の剥
離が確実に防止される。

【００２９】尚、上記バリ２１、２２を形成すべく、雄
型１６ａと雌型１４との間に隙間１９、１９を介在させ
る為の凹部１８、１８は、図示の様な断面が三角形のも
のに限定されず、断面が矩形でも良い。又、雄型１６ａ
の外側面に代えて、雌型１４の内側面に形成しても良
い。

【００３０】又、切目１１、１１及び係止突部１２、１
２の平面形状も、図７〜８に示した様な形状を採用可能
である。先ず、図７に示したものは、互いに独立した３
本の切目１１ａ、１１ａの間を押圧する事で、略三角形
の係止突部１２ａを形成したものを、図８に示したもの
は、互いに独立した４本の切目１１ｂ、１１ｂの間を押
圧する事で、略十字形の係止突部１２ｂを形成したもの
を、それぞれ示している。何れの場合も、上記切目１１
ａ、１１ｂ並びに係止突部１２ａ、１２ｂを形成する為
の雄型外側面の一部に凹部を形成する事でバリを形成
し、各切目１１ａ、１１ｂの内側から係止突部１２ａ、
１２ｂが抜け出るのを防止している。

【００３１】更に、図示の実施例では、各金属板５、６
の外周縁に突出部７を形成し、この突出部７部分に結合
部１０を形成していたが、シリンダブロック上面又はシ
リンダヘッド下面等、本発明の結合方法により造られた
ガスケットが挟持される、シール性保持を図られる２面
の形状によっては、上記突出部７を設ける事なく、上記
各金属板５、６の内側部分に、上記各結合部１０を設け
る事も出来る。

【００３２】即ち、図９に示す様に、シリンダヘッド２
３の下面（又はシリンダブロック２４の上面）には、こ
のシリンダヘッド２３（又はシリンダブロック２４）を
鋳造する際に、砂抜き等の為に必要な開口２５を設け
る。エンジンとして組み立てられた後に於いて、この開
口２５には、冷却水や潤滑油が流通する事はない。従っ
て、この開口２５はメタルシリンダヘッドガスケット１
によって塞がれる。

【００３３】そこで、図９に示す様に、この開口２５に
整合する部分に上記結合部１０を形成し、使用時に於い
てこの結合部１０の係止突部１２（１２ａ、１２ｂ）
が、上記開口２５内に進入する様に構成すれば、上記結
合部１０を各金属板５、６の内側部分（外周縁よりも中
央に寄った部分）に設けても、上記係止突部１２（１２
ａ、１２ｂ）とシリンダヘッド２３の下面及びシリンダ
ブロック２４の上面とが干渉する事がなくなる。

【発明の効果】本発明のメタルガスケットを構成する金
属板同士の結合方法は以上に述べた通り構成され作用す
る為、複数枚の金属板同士の結合強度を確保したまま、
結合作業の容易化を図る事で、十分な信頼性、耐久性を
有するメタルガスケットを安価に提供出来、しかも輸送
途中等、メタルガスケットに振動が加わった場合に金属
板同士が剥離する事も、確実に防止出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す、雄型先端部の側面図。

【図２】図１の側方から見た図。

【図３】図１の下方から見た図。

【図４】結合部を形成する過程を、雄型及び抑え金具を
省略して示す、図１５と同様の断面図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図。

【図６】バリの破断前後の状態を示す要部断面図。

【図７】切目及び係止突部の形状の別の第一例を示す平
面図。

【図８】同じく別の第二例を示す平面図。

【図９】結合部の設置場所の別例を示す断面図。

【図１０】従来のメタルシリンダヘッドガスケットを示
す部分平面図。

【図１１】図１０のＢ部拡大図。

【図１２】図１０の拡大Ｃ−Ｃ断面図。

【図１３】先発明を示す、図１０と同様の図。

【図１４】図１３のＤ部拡大図。

【図１５】図１４の拡大Ｅ−Ｅ断面図。

【図１６】図１５のＦ−Ｆ断面図。

【図１７】切目及び係止突部を形成する状態を示す断面
図。

【図１８】図１７のＧ−Ｇ断面図。

【図１９】係止突部の幅を広げる状態を示す断面図。

【符号の説明】

１ メタルシリンダヘッドガスケット ２ ボア孔 ３ 小孔 ４ 透孔 ５、６ 金属板 ７ 突出部 ８ 鳩目 ９ 通孔 １０ 結合部 １１、１１ａ、１１ｂ 切目 １２、１２ａ、１２ｂ 係止突部 １３ プレス加工装置 １４ 雌型 １５ 抑え金具 １６、１６ａ 雄型 １７ 抑え型 １８ 凹部 １９ 隙間 ２０ 部分 ２１、２２ バリ ２３ シリンダヘッド ２４ シリンダブロック ２５ 開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の金属板を積層して成り、内側に
   流体を流通させる流通孔と、互いに接続すべき部材同士
   を結合する為のボルトを挿通する小孔と、上記各金属板
   の一部で、上記互いに接続すべき部材と干渉しない部分
   に設けられ、上記複数枚の金属板同士を結合する結合部
   とを有し、上記互いに接続すべき部材の、シール性保持
   を図るべき２面間に挟持して使用するメタルガスケット
   を構成する複数枚の金属板同士を不離に結合する結合方
   法であって、 上記結合部は、互いに独立した複数本の切目と、この複
   数本の切目で囲まれた部分を重なり合った複数枚の金属
   板ごと表裏方向に膨出させる事で形成された係止突部と
   から成り、 この係止突部と上記切目とは、雄型と雌型との間で上記
   複数枚の金属板をプレス加工する事により造られるもの
   であり、 上記雄型と雌型との一部で、上記切目を形成する部分の
   少なくとも一部には、上記雌型内への雄型の進入時に上
   記複数枚の金属板の剪断が不能となる隙間が形成される
   ものであり、 上記雌型内への雄型の進入時に、上記複数枚の金属板の
   一部で、上記隙間に対応する部分を、雄型と雌型との間
   で引き伸ばした状態で破断させ、 各金属板の破断部分に両側から対となって形成されるバ
   リのスプリングバックに基づいて、上記対となるバリの
   先端同士を係合させ、この係合に基づいて上記係止突部
   が上記切目の間から抜け出るのを防止する、 メタルガスケットを構成する金属板同士の結合方法。