JPH07158740A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッド
との合わせ面に介挿する金属ガスケットであって、シリ
ンダブロックのシリンダ内周に設けたライナーに対して
集中荷重を及ぼすことなく、燃焼室周りにおけるシリン
ダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面の締付け歪
（隙間幅）を補充できるようにする。 【構成】シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２と
の合わせ面に介挿する金属ガスケットにおいて、燃焼室
１３周りに形成したビード３、４の頂部が互いに対向す
るか、または同方向に積層するように形成された少なく
とも二枚の基板１、２を備え、一方の基板１は一体を成
し、他方の基板２は前記ビード４を有する燃焼室側基板
２ａとその外周側基板２ｂとで分離されると共に、外周
側基板２ｂの板厚よりも燃焼室側基板２ａの板厚を厚く
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のシリンダブ
ロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介挿する金属ガ
スケットであって、この金属ガスケットがシリンダブロ
ックのシリンダ内周に設けたライナーに対して集中荷重
を及ぼすことなく、燃焼室周りにおけるシリンダブロッ
クとシリンダヘッド面の締付け歪（隙間幅）を補充する
ようにした金属ガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７及び図８は従来の金属ガスケットを
オープンデッキ型のシリンダブロック３１とシリンダヘ
ッド３２の間に介挿した断面図である。

【０００３】図７において、シリンダブロック３１とシ
リンダヘッド３２とをボルト３３で締結すると、両者の
締付け歪はボルト３３の締結位置から遠ざかるにつれて
大きく発生し、燃焼室３４内周における隙間幅ｈ1 は冷
却水通路３５外周における隙間幅ｈ2 より大であり、ｈ
1 からｈ2 を減じた残りの幅が燃焼室３４周りの隙間と
して発生する。このような燃焼室周りの隙間を補充する
ために、金属ガスケット３０に燃焼室３４を囲繞するビ
ード３６を形成することによって、燃焼室３４内で発生
した高圧の燃焼ガス、及びシリンダブロック３１とシリ
ンダヘッド３２との冷却水通路３５を流通する冷却水及
び潤滑油の外部への漏洩をシールするようにしてある。

【０００４】ところで、図７の金属ガスケット３０は、
二枚の基板３７、３７に形成したビード３６、３６の頂
部が対向するように積層したものであるが、これらのビ
ード３６、３６は、燃焼室３４内の爆発時にシリンダブ
ロック３１とシリンダヘッド３２との締付け面の間で叩
かれて撓みが生じ、経時的に初期のシール効果が減少す
るという欠点があった。

【０００５】この欠点を解消するために、図８に示す金
属ガスケット４０がある。ただし、図８のシリンダ構成
は図７と同様である。この金属ガスケット４０はビード
４１を形成した基板４２に対して副板４３を積層し、副
板４３を燃焼室３４の内周に沿って折返したグロメット
４４で基板４２を挟持したものである。

【０００６】このグロメット４４によって燃焼室３４側
の板厚を増して１次シールを成し、ビード４１はその２
次シールを成す。このように二重のシール効果が期待で
きるほか、基板４２と副板４３の結合がグロメット４４
によって行われ、さらにグロメット４４の厚さが燃焼室
３４周りの隙間に挟持されたことにより同方向に突出し
たビード４１を保護して該ビード４１の叩かれによる撓
みを軽減する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示す
金属ガスケット４０は、シリンダブロック３１とシリン
ダヘッド３２間に燃焼爆発による拡縮が生じたとき、ビ
ード４１の撓みによって基板４２が燃焼室３４方向に移
動するため、基板４２の燃焼室３４側の内端がグロメッ
ト４４の折返し内周を圧迫してグロメット４４に亀裂を
生じたり、破損を生じたりするという欠点があった。

【０００８】また、鋳鉄製のライナー３７を鋳込んだア
ルミ製シリンダブロック３１において、グロメット４４
の形成部はこのライナー３７の上端部に位置するため、
ボルト３３の締結時にグロメット４４はライナー３７の
上面に荷重をかけることとなる。このような状態におい
て、ボルト３３とシリンダヘッド３２とは素材が相違す
る（鉄とアルミニウム）ことによって熱膨張率が異なる
ため、冷熱サイクルの環境下でボルト締付け軸力に増減
が生じたり、金属ガスケット４０に叩かれが生じたりす
ると、グロメット４４がライナー３７に集中荷重を及ぼ
す結果、ライナー３７にシリンダブロック３１のデッキ
面に対する陥没が生じ、両者のデッキ面に段差が生じる
という問題が生じていたのである。

【０００９】さらに、オープンデッキ型のシリンダブロ
ック３１は、図７及び図８に示すように、燃焼室３４周
りに冷却水通路３５を連続して設けてあり、シリンダブ
ロック３１の冷却水通路３５からシリンダヘッド３２の
冷却水通路３５’へと流通する冷却水の流量コントロー
ルは、金属ガスケット３０、４０に設けた絞り孔３０
ａ、４０ａの内径によって調整するようにしてあるた
め、この絞り孔３０ａ、４０ａの周付近の面がシリンダ
ブロック３１側の冷却水通路３５の内周に露出した構成
となる。

【００１０】このため、内燃機関の運転中における冷却
水キャビテーションによるほか、内燃機関の停止直後に
冷却水通路３５内の冷却水内に存在する気泡が浮上して
基板３７、４２のシリンダブロック３１側にエアー溜り
として滞留すると、この基板３７、４２の上流側に温度
上昇及び冷却水の部分的沸騰を生じる結果、基板３７、
４２の上流側の露出部に塗布したゴムコーティングを剥
離するという問題が生じていたのである。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解消するために
為されたもので、シリンダブロック３１のシリンダの内
周に設けたライナーに対して集中した荷重をかけること
なく、燃焼室周りにおけるシリンダブロックとシリンダ
ヘッド間の締め付け歪を効果的に補充するようにした金
属ガスケットを提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、冷却水通路に露出した金
属ガスケットの表面に塗布してあるゴムコーティングの
はがれ現象を解消し得る金属ガスケットを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の金属ガスケットは、シリンダブロックとシ
リンダヘッドとの合わせ面に介挿する金属ガスケットに
おいて、燃焼室周りに形成したビードの頂部が互いに対
向するか、または同方向に積層するように形成された少
なくとも二枚の基板を備え、一方の基板は一体を成し、
他方の基板は前記ビードを有する燃焼室側基板とその外
周側基板とで分離されると共に、前記外周側基板の板厚
よりも前記燃焼室側基板の板厚を厚くしたのである。

【００１４】また、前記一体を成す基板に対して前記燃
焼室側基板と前記外周側基板とをリベット、溶接、接着
剤等で夫々結合した構成としてもよい。

【００１５】さらに、前記燃焼室側基板を二枚の基板の
積層構成とし、このうち少なくとも一方の基板の板厚を
調整するようにした構成としてもよい。

【００１６】また、前記一体を成す基板と前記燃焼室側
基板とに形成したビードの頂部を対向した間に厚さ調整
したスペーサーを挟持した構成としてもよい。

【００１７】さらにまた、前記金属ガスケットをオープ
ンデッキ型のシリンダブロックとシリンダヘッドとの合
わせ面に介挿する場合、前記シリンダヘッド側に前記一
体を成す基板を配設し、前記シリンダブロックの側に前
記分離した基板を配設すると共に、前記燃焼室側基板と
前記外周側基板との分離幅を前記シリンダブロックの冷
却水通路と同等かそれよりも広く形成し、前記一体を成
す基板の前記シリンダブロック側を非コーティング面と
した構成としてもよい。

【００１８】

【作用】本発明による金属ガスケットを構成した少なく
とも二枚の基板１、２のうち、片方の基板２を燃焼室側
基板２ａと外周側基板２ｂとに分離したことにより、こ
れらの基板２ａ、２ｂの厚さ、板材或は塗布すべきゴム
コーティングの厚さ等を自由に選定することができる。

【００１９】従って、シリンダブロック１１とシリンダ
ヘッド１２の締め付け歪によって発生する燃焼室１３周
りの隙間は、燃焼室１３周りに形成したビード３で補充
するほか、燃焼室側基板２ａの板厚を外周側基板２ｂの
板厚より厚く調整することにより補充することができ
る。

【００２０】しかも、この金属ガスケットは燃焼室１３
の周りに従来のようなグロメットを設けていないため、
シリンダブロック１１のシリンダ内周に設けたライナー
に対して集中荷重を及ぼすことがないのである。

【００２１】また、これらの燃焼室側基板２ａと外周側
基板２ｂとの分離幅をシリンダブロック１１の冷却水通
路１４と同等かそれよりも広く形成したため、一体を成
す基板１のシリンダブロック１１側を非コーティング面
１ｂとすれば、冷却水通路１４内の気泡が滞留する部分
にゴムコーティングは存在しないこととなる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２３】図１は本発明による金属ガスケットの断面
図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。図２は図
１の金属ガスケットにおける図３のＢ−Ｂ線に沿う断面
図である。図３は図１及び図２に示した金属ガスケット
の平面図である。図４乃至図６は本発明による金属ガス
ケットの各種の実施例を示す断面図である。

【００２４】図１及び図２に示すシリンダ（二点鎖線で
示す）はオープンデッキ型のシリンダブロック１１とシ
リンダヘッド１２であり、複数の燃焼室１３を並設する
と共に、シリンダブロック１１側には燃焼室１３を囲繞
する冷却水通路１４を連続的に穿設してあり、この冷却
水通路１４によって燃焼室側ブロック１１ａと外周側ブ
ロック１１ｂとに分離され、シリンダヘッド１２の所要
箇所にはシリンダブロック１１側の冷却水通路１４に対
向した冷却水通路１４’を穿設してある。

【００２５】また、シリンダヘッド１２側の所要箇所に
ボルト６を締結するための孔１５ａとこれに対応したシ
リンダブロック１１側にネジ穴１５ｂを設けるほか、オ
イル孔（このオイル孔自体は不図示であるが、図３の金
属ガスケットのオイル孔１８に対応した位置及び形状を
有する）を穿設してある。

【００２６】これらのシリンダブロック１１とシリンダ
ヘッド１２間に介挿した金属ガスケットは、弾性金属板
の一枚板によって一体を成した基板（以下、「一体基
板」と称する）１をシリンダヘッド１２側に配し、弾性
金属板の二枚板によって分離した基板（以下、「分離基
板」と称する）２をシリンダブロック１１側に配し、こ
れらの一体基板１と分離基板２の積層構造によって形成
してある。

【００２７】このうち分離基板２は、図２に示すよう
に、シリンダブロック１１に形成された冷却水通路１４
を隔てて燃焼室側基板２ａとその外周側基板２ｂとに分
離し、その分離幅はシリンダブロック１１の冷却水通路
１４と同等かそれよりも広くしてある。

【００２８】従って、図２に示すように、燃焼室側基板
２ａと外周側基板２ｂとは冷却水通路１４内に露出した
突出部を持たないが、図１に示すように、一体基板１と
燃焼室側基板２ａとの結合をリベット５で行う場合、こ
の部位だけを冷却水通路１４内に突出して突出部２ｃと
し、該突出部２ｃで一体基板１とリベット５で締結す
る。

【００２９】このような燃焼室側基板２ａと外周側基板
２ｂとの分離構造により、冷却水通路１４を隔てた両者
の周縁形状は図３の点線２ｄで示した通りとなる。

【００３０】燃焼室側基板２ａには燃焼室１３を囲繞す
る断面半円形のビード４をシリンダヘッド１２側にその
頂部が突出するように形成してあり、一体基板１には燃
焼室側基板２ａのビード４に対向して同形のビード３を
シリンダブロック１１側に突出するように形成してあ
る。

【００３１】一体基板１と燃焼室側基板２ａとの結合
は、上記のように、冷却水通路１４内に燃焼室側基板２
ａの突出部２ｃを形成し、該突出部２ｃと一体基板１と
をリベット５で結合する。このリベット５を用いた締結
によって、金属ガスケットの両側には突出部が生じる
が、リベット５のシリンダブロック１１側の突出部は冷
却水通路１４内に収めることができ、リベット５のシリ
ンダヘッド１２側の突出形状は、シリンダヘッド１２側
に窪み１２ｃを形成することにより収めることができ
る。

【００３２】また、一体基板１と外周側基板２ｂとの結
合は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２の合
わせ面の周外に両方の基板１、２ｂの突出部２０を形成
し、この突出部２０をリベット５’で締結する。

【００３３】ただし、一体基板１と燃焼室側基板２ａの
結合、一体基板１と燃焼室側基板２ａの結合は、上記の
リベット結合のほか、溶接、接着等によって行うことが
できる。このような結合によれば、リベット結合でした
ように突出部２ｃ、２０を形成する必要はない。

【００３４】上記のように、一体基板１と燃焼室側基板
２ａとを冷却水通路１４内の位置でリベット結合する構
成により、一体基板１の燃焼室１３側に従来のグロメッ
トを設ける必要がなく、従って燃焼室側ブロック１１ａ
の幅が小さいシリンダ構成においても、燃焼室周りのビ
ード３、４の形成範囲が確保できる。また、従来のグロ
メットを不要とすることにより、シリンダブロック１１
のシリンダ内周にライナーを設けた場合でも、このライ
ナーの上端に対して集中荷重が作用しないのである。

【００３５】なお、図１及び図２に示した金属ガスケッ
トは、上記の構成のほか、冷却水通路１４を囲繞する段
差ビード３ａ、４ａと段差ビード３ｃ、４ｃ、オイル孔
１８を囲繞する断面半円形のビード３ｂ、４ｂとが設け
てある。

【００３６】また、一体基板１のシリンダヘッド１２側
と燃焼室側基板２ａの両側と外周側基板２ｂの両側にゴ
ムコーティングを塗布し、一体基板１のシリンダブロッ
ク１１側はゴムコーティングを施さない非コーティング
面１ｂとしてある。

【００３７】図１及び図２に示した上記の金属ガスケッ
トにおいては、一体基板１に対して燃焼室側基板２ａと
外周側基板２ｂとがリベット５、５’で結合してあるた
め、金属ガスケットの全体の一体結合が成されるが、燃
焼室側基板２ａと外周側基板２ｂとは冷却水通路１４を
隔てて分離してあるため、燃焼室側基板２ａと外周側基
板２ｂの夫々の板材、板厚又は塗布すべきゴムコーティ
ング層の厚さを自由に選定することができる。

【００３８】特に、燃焼室側基板２ａの板厚を外周側基
板２ｂの板厚より厚くすることにより、シリンダブロッ
ク１１とシリンダヘッド１２とをボルト６で締結したと
きに生じる隙間（締付け歪）を補充することができる。
この燃焼室側基板２ａの厚さはシリンダブロック１１と
シリンダヘッド１２との締付け歪に対応して調整すれば
よい。

【００３９】また、これらの燃焼室側基板２ａと外周側
基板２ｂとの分離幅をシリンダブロック１１の冷却水通
路１４と同等かそれよりも広く形成したため、燃焼室側
基板２ａと外周側基板２ｂのシリンダブロック１１側に
塗布したゴムコーティング１７はシリンダの締結時にシ
リンダブロック１１のデッキ面に接触して露出せず、、
燃焼室側基板２ａと外周側基板２ｂのシリンダブヘッド
１２側に塗布したゴムコーティング１７は、気泡の浮遊
性によりエアー溜りが滞留せず、かくしてエアー溜りは
一体基板１のシリンダブロック１１側に滞留するだけで
あるが、この面を非コーティング面１ｂとすれば、ゴム
コーティングの剥れ現象は発生せず、冷却水経路、例え
ばサーモスタットのエア抜き孔等への詰まりによる冷却
機能の低減を防止することができる。

【００４０】なお、燃焼室側基板２ａの突出部２ｃにゴ
ムコーティング１７が露出するが、冷却水通路１４の全
体から見ると、僅かな部分であり、従ってゴムコーティ
ングの剥れ現象はほとんど問題とならない。

【００４１】図４乃至図６に本発明の他の実施例が示し
てある。

【００４２】図４に示す金属ガスケットは、図１の金属
ガスケットのように、燃焼室側基板２ａと外周側基板２
ｂとを冷却水通路１４を隔てて分離し、燃焼室側基板２
ａを一体基板１とリベット５で結合し、不図示ではある
が図２と同様に外周側基板２ｂを一体基板１に対してリ
ベット５’で結合したもので、燃焼室側基板２ａと一体
基板１に形成したビード３、４を同方向に形成すると共
に、燃焼室側基板２ａの板厚を外周側基板２ｂの板厚よ
り厚くしてある。

【００４３】図５に示す金属ガスケットは、図４に示し
た金属ガスケットの燃焼室側基板２ａを外周側基板２ｂ
と同じ厚さの基板２ａ’と補助基板２ａ”との積層によ
り形成して一体基板１と積層し、リベット５で締結する
と共に、これら三枚の基板１、２ａ’、２ａ”に燃焼室
１４を囲繞するビード３、４、４’を同方向に形成した
ものである。

【００４４】この金属ガスケットにおいては、燃焼室側
基板２ａを外周側基板２ｂと同厚の板材を用いて構成
し、補助基板２ａ”を別個に用意してその板厚調整によ
って燃焼室１３周りの隙間を補充することができる。

【００４５】図６に示す金属ガスケットは、図１の金属
ガスケットと同様に一体基板１のビード３と燃焼室側基
板２ａのビード４をそれらの頂部が対向方向となるよう
に積層したうえ、一体基板１と燃焼室側基板２ａとの間
にスペーサ７を介して、これらの一体基板１と燃焼室側
基板２ａとスペーサ７とをリベット５で結合したもので
ある。

【００４６】この金属ガスケットにおいても、燃焼室側
基板２ａを外周側基板２ｂと同厚の板材を用いて構成
し、スペーサ７を別個に用意してその板厚調整によって
燃焼室１３周りの隙間を補充することができる。

【００４７】ただし、図５の金属ガスケットの場合、燃
焼室１３周りの三枚の積層基板１、２ａ’、２ａ”にビ
ード３、４、４’を設けることができるため、ビード荷
重の合計量が大となる。

【００４８】また、図６の金属ガスケットの場合、ビー
ド３、４を対向した構成としたため、燃焼室１３周りの
ビード３、４による幅を大きく取ることができ、燃焼室
１３周りに大なる隙間が生じた場合でもこれに対処し得
るものである。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属ガス
ケットによれば、一体基板１と燃焼室側基板２ａと外周
側基板２ｂとは夫々別個に構成されているから、各板材
の厚さ、材質等、あるいは塗布すべきゴムコーティング
層の厚さを自由に選定して、シリンダブロック１１とシ
リンダヘッド１２とのボルト締結の際に生じる両者の合
わせ面の隙間変化に対応させることができ、燃焼室１３
及び冷却水通路１４のシール性能を向上することができ
る。

【００５０】特に、シリンダブロック１１とシリンダヘ
ッド１２の締付け歪によって発生する燃焼室１３周りの
隙間は、燃焼室１３周りに形成したビード３、４で補充
するほか、燃焼室側基板２ａの板厚調整により行うこと
ができるため、ビード３、４に経時的な撓みが生じて
も、燃焼室側基板２ａの板厚自体が持つシール効果を発
揮することができる。

【００５１】しかも、この金属ガスケットは燃焼室１３
の周りに従来のようなグロメットを設けていないため、
シリンダブロック１１の燃焼室側ブロック１１ａの幅が
狭いときでも、燃焼室１３周りのビード３、４の形成範
囲を確保することができ、またシリンダブロック１１の
シリンダ内周に設けたライナーに対してグロメットによ
る集中的な荷重を及ぼすことがないのである。

【００５２】また、これらの燃焼室側基板２ａと外周側
基板２ｂとの分離幅をシリンダブロック１１の冷却水通
路１４と同等かそれよりも広く形成し、一体基板１のシ
リンダブロック１１側を非コーティング面１ｂとすれ
ば、冷却水通路１４内の気泡が滞留する部分にゴムコー
ティングは存在せず、従ってゴムコーティングの剥れ現
象が発生しないから、冷却水経路例えばサーモスタット
のエア抜き孔等への詰まりによる冷却機能の低減を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による金属ガスケットの断面図で
あり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。

【図２】図２は図１の金属ガスケットにおける図３のＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】図３は図１及び図２に示した金属ガスケットの
平面図である。

【図４】図４は本発明の他の実施例を示し、燃焼室周り
のビードを同方向に形成した金属ガスケットの断面図で
ある。

【図５】図５は本発明の他の実施例を示し、燃焼室周り
に積層した三枚の基板の各ビードを同方向に形成した金
属ガスケットの断面図である。

【図６】図６は本発明の他の実施例を示し、燃焼室周り
に形成した二枚の基板のビードをその頂部が対向するよ
うに重ねてその間にスペーサを介挿した金属ガスケット
の断面図である。

【図７】図７は従来の金属ガスケットをオープンデッキ
型のシリンダブロックとシリンダヘッド間に介挿した状
態を示す断面図である。

【図８】図８は従来のグロメット付き金属ガスケットを
オープンデッキ型のシリンダブロックとシリンダヘッド
間に介挿した状態を示す断面図である。

【符合の説明】 １…一体を成す基板（一体基板）、１ｂ…一体基板の非
コーティング面、２…分離した基板（分離基板）、２ａ
…燃焼室側基板、２ｂ…外周側基板、２ａ’、２ａ”…
燃焼室側基板を成す二層基板、３…燃焼室周りのビー
ド、５、５’…リベット、６…ボルト、７…スペーサ、
１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３
…燃焼室、１４…シリンダブロックの冷却水通路、１
４’…シリンダヘッドの冷却水通路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロック１１とシリンダヘッド１
   ２との合わせ面に介挿する金属ガスケットにおいて、燃
   焼室１３周りに形成したビード３、４の頂部が互いに対
   向するか、または同方向に積層するように形成された少
   なくとも二枚の基板１、２を備え、一方の基板１は一体
   を成し、他方の基板２は前記ビード４を有する燃焼室側
   基板２ａとその外周側基板２ｂとで分離されると共に、
   前記外周側基板２ｂの板厚よりも前記燃焼室側基板２ａ
   の板厚を厚くしたことを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】前記一体を成す基板１に対して前記燃焼室
   側基板２ａと前記外周側基板２ｂとをリベット５、溶
   接、接着剤等で夫々結合したことを特徴とする請求項１
   記載の金属ガスケット。
3. 【請求項３】前記燃焼室側基板２ａを二枚の基板２
   ａ’、２ａ”の積層構成とし、このうち少なくとも一方
   の基板の板厚を調整するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載の金属ガスケット。
4. 【請求項４】前記一体を成す基板１と前記燃焼室側基板
   ２ａとに形成したビード３の頂部を対向した間に厚さ調
   整したスペーサー７を挟持したことを特徴とする請求項
   １記載の金属ガスケット。
5. 【請求項５】前記金属ガスケットをオープンデッキ型の
   シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との合わせ
   面に介挿する場合、前記シリンダヘッド１２側に前記一
   体を成す基板１を配設し、前記シリンダブロック１１の
   側に前記分離した基板２を配設すると共に、前記燃焼室
   側基板２ａと前記外周側基板２ｂとの分離幅を前記シリ
   ンダブロック１１の冷却水通路１４と同等かそれよりも
   広く形成し、前記一体を成す基板１の前記シリンダブロ
   ック１１側を非コーティング面１ｂとしたことを特徴と
   する請求項１記載の金属ガスケット。