JPH07332500A - 金属ガスケット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にステンレス鋼からなるシム板と基板との
連続溶接を排除することにより、溶接時の熱による基板
の変形を防止するとともに、点溶接部と未溶接部との境
界で破損が生じるのを防止し、さらにシム板と基板との
溶接強度を一層向上させることができる金属ガスケット
及びその製造方法を提供すること。 【構成】 ステンレス鋼板等からなる基板にシリンダボ
ア孔等を形成するとともに、このシリンダボア孔の周縁
の平坦部にシム板１９を配設し、このシム板１９の幅内
で第一の円Ｘと第二の円Ｙとの異径の円の軌跡に沿って
複数の各々非接触なナゲット２０Ｘ，２０Ｙを形成する
ことにより、平坦部にシム板１９を固着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属ガスケット及びそ
の製造方法に係り、特に、シリンダボアに対応して形成
した孔の周縁に環状のシム板が固着された金属ガスケッ
トと、その固着の際に適用して好適な金属ガスケットの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンその他の内燃
機関を構成するシリンダブロックとこの上に取り付けた
シリンダヘッドとの接合面には、この接合面から燃焼ガ
ス，冷却水，潤滑油等の流体の漏洩を防止するため種々
のガスケットを介装し、ボルト等の締結具で双方を締め
付けることによりシール機能を付与している。従来、こ
のようなガスケットとしては、アスベスト材，化学繊維
材あるいはカーボンシート材等から形成した所謂ソフト
ガスケットが提供されているが、このソフトガスケット
は、その素材による不可避的な問題として、内燃機関の
運転に伴う経時劣化ならびに耐熱性の確保が困難である
といった欠点があるため、近年では、耐熱性，耐圧縮
性，耐久性に富み、良好な復元性（バネ特性）及び熱伝
導性を有する金属製のガスケットが広く使用されるよう
になってきているのは周知の通りである。

【０００３】ところで、特に内燃機関の燃焼室，すなわ
ちシリンダボアの周囲においては、高温・高圧の燃焼ガ
スが発生する上、温度及び圧力の変化が非常に大きいた
め、この部分のシール性が不完全であるとシリンダボア
内部の燃焼ガスの利用が不完全となり、圧力低下を引き
起こす可能性がある。したがって、金属ガスケットのシ
リンダボア近くをシールする部分には、シリンダボアに
対応して形成したシリンダボア孔と同心円状にビードを
形成し、この金属ガスケットが前記ボルト等の締結具に
よりシリンダヘッドとシリンダブロックとの間で締め付
けられるときに発生する反発力を利用して、金属ガスケ
ットとシリンダヘッドもしくはシリンダブロックとの接
合面間に発生する面圧を高め、これにより前記シリンダ
ボアの周囲におけるシール性を向上させている。

【０００４】ここで、通常の金属ガスケットにおいて、
前記シリンダボア孔の周囲に形成されるビードと当該シ
リンダボア孔との間には、シリンダボア孔の打ち抜きプ
レスとビードの成形プレスとの位置ずれを補償するた
め、基板のその他の部位と同じ平坦部が形成されてい
る。そして、このような金属ガスケットを介装してシリ
ンダヘッドとシリンダブロックとを締め付けると、前記
ビードの反発力からその近くに高い面圧が発生する一
方、シリンダブロックあるいはシリンダヘッドのうち、
当該ビードの接触部位が互いに離れるように変形するた
め、金属ガスケットの前記平坦部においてシリンダヘッ
ドもしくはシリンダブロックによる金属ガスケットの締
め付け力は低下し、いずれかの間に隙間ができてしまう
こともある。このような状態のエンジンを運転すると、
前記金属ガスケットのうち、それへの締め付け力の低下
している平坦部からビードにかけて振動が発生し、同時
にエンジンの燃焼工程で発生するシリンダボア内圧の増
減に伴って金属ガスケットへの締め付け力が変化して当
該ビードに振動が発生し、これらの振動や締め付け力の
変動によって特に動きの規制されるビードの部位に疲労
破壊が発生する可能性がある。

【０００５】したがって、最近では、前記基板の平坦部
にビードの高さより厚さの薄い環状のシム板を溶着さ
せ、重なったこれらシム板と基板とをシリンダブロック
とシリンダヘッドとで圧着させ、これにより、平坦部か
らビードにかけて発生する振動振幅を抑制し、さらにシ
ム板を介した平坦部にも反発力を発生させて前記ビード
にかかる締め付け力を分散し、燃焼工程で発生するシリ
ンダボア内圧の増減やエンジン部材の温度変化に伴う体
積変化によるこれら振動や締め付け力の変動を抑制して
ビードの疲労破壊を防止しようとしている。

【０００６】そこで、上述のような平坦部にシム板を溶
着させる方法として、従来一般にはヤグ（ＹＡＧ）レー
ザによる溶接が広く採用されており、このような溶接方
法の典型的な例としては、特開平４─１５７２６３号公
報に開示されたものがある。すなわち、この方法は、図
６に示すように、金属製の基板１にプレス加工によりシ
リンダボア孔２を形成するとともに、このシリンダボア
孔２の周縁に沿ってボア孔ビード３を形成する。次い
で、ボア孔ビード３が突出した側の平坦部１ａ上にシム
板４を配設し、このシム板４の全周にわたり複数の点溶
接部（ナゲット）５を形成するが、この際、相互に隣接
する中心間の間隔が点溶接部５の各々の直径以下となる
ように溶接する。したがって、実質的には、各点溶接部
５が部分的に重合されて連続した溶接部分が形成される
ことになり、よって適切な溶接強度が確保されるとして
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溶接方法は、以下に述べるような欠点を有してい
る。すなわち、連続した溶接部分を形成すると、溶接時
の熱によって基板１に歪みが発生して大きな変形をきた
し、金属ガスケットの寸法精度が低下してしまう。ま
た、相互に隣接する点溶接部の重合された部分は、一方
の点溶接部の溶接時に一度溶解され、さらに他方の点溶
接部の溶接時にもう一度溶解されることで二度溶解され
ることになるが、このように重複した溶接を行うと、基
板１をなす金属の結晶粒が著しく粗大化し、点溶接部が
形成されない他の未溶接部に対して硬度差・内部応力差
が非常に大きくなる。これによって、エンジンの運転に
伴って金属ガスケットの特にシリンダボア孔２に近い部
分に振動が発生した際，又はシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの熱膨張率の差により応力が発生した際に
は、前記点溶接部と未溶接部との境界で各々が分離して
しまう恐れがある。

【０００８】一方、上記従来の溶接方法によれば、連続
した溶接部分が一つのシム板４に対して実質的に一列
（一輪）であるため、シム板４における溶接部分の面積
に対して未溶接部分の面積が広く、この未溶接部分が前
記振動の影響を受け易くなり、破損を誘発する恐れがあ
る。さらに、上記公報で説明されるような適切な溶接強
度が確保されるとしても、一列のみの溶接部分ではさら
に強靱な溶接強度を得ることが困難である。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決し得るもので
あって、その目的は、溶接時の熱による基板の変形を防
止するとともに、点溶接部と未溶接部との境界で破損が
生じるのを防止し、さらにシム板と基板との溶接強度を
一層向上させることができる金属ガスケット及びその製
造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の金属ガスケット
及びその製造方法のうち、請求項１に記載の発明は、孔
を形成した金属製の基板に、前記孔の周縁に配設した環
状金属板を固着してなる金属ガスケットにおいて、前記
環状金属板の幅内で前記孔側とその逆側との異径の円に
沿って複数の各々非接触な点溶接部を形成したことを特
徴としている。なお、前記円は前記孔の形状に応じて真
円でない場合もある。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記異径の円に沿った複数の各々非接
触な点溶接部を、締め付け面圧の弱い部分においてピッ
チを大きくし、締め付け面圧の強い部分においてピッチ
を小さくしたことを特徴としている。請求項３に記載の
発明は、請求項１に記載の発明において、前記異径の円
に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、締め付け面圧
の弱い部分において一方の円では他方の円よりピッチを
大きくしたことを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記異径の円に沿った複数の各々非接
触な点溶接部を、締め付け面圧の弱い部分において一方
の円のみに形成したことを特徴としている。請求項５に
記載の発明は、金属製の基板に孔を形成するとともに、
この孔の周縁に環状金属板を配設し、この環状金属板の
全周にわたって複数の点溶接部を形成して当該環状金属
板を前記基板に固着する金属ガスケットの製造方法にお
いて、前記環状金属板の幅内で前記孔側とその逆側との
異径の円に沿って複数の各々非接触な点溶接部を形成す
ることを特徴としている。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記円の一方に沿って互いに等間隔又
は略等間隔で点溶接部を形成した後、前記円の他方に沿
って互いに等間隔又は略等間隔で点溶接部を形成するこ
とを特徴としている。請求項７に記載の発明は、請求項
６に記載の発明において、前記一方の円に沿って形成し
た互いに隣接する二つの点溶接部の間で前記他方の円に
沿って点溶接部を形成することを特徴としている。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記円の一方に沿って形成される点溶
接部と、前記円の他方に沿って形成される点溶接部と、
を同時に平行して形成することを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明の金属ガスケット及びその製造方法のう
ち、請求項１に記載の発明によれば、基板に形成した孔
（特にシリンダボアに対応する孔）の周縁に配設された
環状金属板が、当該環状金属板の幅内で前記孔側とその
逆側との異径の円に沿って複数の各々非接触な点溶接部
を形成することによって固着されている。このように、
点溶接部が各々非接触となっているため、点溶接部は複
数回の加熱を受けないから、溶接時の熱による基板の歪
みが抑制されるとともに、環状金属板は部分的に重複し
た点溶接部を有しないので、未溶接部に対する硬度差・
内部応力差が小さくなり、溶接部分と未溶接部分との境
界において分離し、脱落が発生するのが防止される。さ
らに、点溶接部が異径の円に沿って複数形成されてい
る，すなわち一つの環状金属板に対して二列（二輪）の
溶接部分が形成されているため、環状金属板の未溶接部
分が小さくなり、エンジンの運転に伴う前記未溶接部分
の振動振幅が抑制されるとともに、固着強度が著しく向
上する。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、締め付け
面圧の弱い部分（例えば通常のエンジンにおけるシリン
ダブロックとシリンダヘッドとを締め付けるボルトに対
応して形成した各孔の間の部分）においてピッチを大き
くし、締め付け面圧の強い部分においてピッチを小さく
している。これによって、環状金属板と基板との固着強
度を充分に確保しつつ溶接時の熱による基板の歪みが抑
制され、さらに余分な溶接を省くことで作業の効率が向
上される。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、前記締め
付け面圧の弱い部分において一方の円では他方の円より
ピッチを大きくしている。これによって、環状金属板と
基板との固着強度を確保しつつ溶接時の熱による基板の
歪みが抑制される一方、余分な溶接を省くことで作業の
効率が向上される。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、前記締め
付け面圧の弱い部分において一方の円のみに形成してい
る。これによって、環状金属板と基板との固着強度を充
分に確保しつつ溶接時の熱による基板の歪みが抑制され
る一方、余分な溶接を省くことで作業の効率が向上され
る。

【００１９】請求項５に記載の発明によれば、基板に孔
（特にシリンダボアに対応する孔）を形成するととも
に、この孔の周縁に環状金属板を配設し、この環状金属
板と基板とを固着させる際に、環状金属板の幅内で孔側
とその逆側との異径の円に沿って複数の各々非接触な点
溶接部を形成する。このように、点溶接部を各々非接触
にすると、溶接時の熱による基板の歪みが抑制されると
ともに、環状金属板が部分的に重複して溶接されないた
め、未溶接部に対する硬度差・内部応力差が小さくな
り、溶接部分と未溶接部分との境界における分離破損の
発生が防止される。また、異径の円に沿って複数の点溶
接部を形成すると、環状金属板の未溶接部分を小さく
し、エンジンの運転に伴う前記未溶接部分の振動振幅が
抑制されるとともに、固着強度が著しく向上される。

【００２０】請求項６に記載の発明によれば、前記点溶
接部を形成する際に、一方の円に沿って互いに等間隔又
は略等間隔で点溶接部を形成した後、他方の円に沿って
互いに等間隔又は略等間隔で点溶接部を形成する。した
がって、固着される環状金属板の径及び幅に対応して点
溶接部の径及び隣接する点溶接部の間隔を適宜設定する
と、的確に点溶接部を形成することができ、これによっ
て溶接精度が向上される一方、溶接作業を簡素化するこ
とが可能となる。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、一方の円
に沿って形成した互いに隣接する二つの点溶接部の間で
他方の円に沿って点溶接部を形成する。このような方法
にしたがうと、前記両軌跡のそれぞれに沿って当該円の
径方向に並べて点溶接部を形成する場合に比べ、環状金
属板の幅を有効に活用できるので点溶接部の径を大きく
することができ、これによって環状金属板の未溶接部分
を一層小さくすることが可能になるとともに、固着強度
を一層向上させることが可能となる。

【００２２】請求項８に記載の発明によれば、一方の円
に沿って形成される点溶接部と、他方の円に沿って形成
される点溶接部と、を同時に平行して形成する。この場
合は、両軌跡に沿う点溶接部を同時に形成するため、溶
接作業の効率化を図ることが可能となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１ないし図５は、本発明の実施例を示す図
であって、これらの図において、図１は典型的な金属ガ
スケット１１の平面構成図であり、図２は金属ガスケッ
ト１１の要部詳細図であり、図３は図２のＡ部拡大図で
あり、図４は金属ガスケット１１の要部断面図である。

【００２４】図１を参照すると、金属ガスケット１１
は、ステンレス鋼等の金属製の基板１２からなり、シリ
ンダブロックのシリンダボア（燃焼室）に対応した複数
個（本実施例においては３個）のシリンダボア孔１３
と、前記シリンダブロックとシリンダヘッドとを結合す
る締結ボルトの配設位置に対応したボルト孔１４と、図
示しないピストン等の各摺動部分に潤滑油を供給するオ
イルギャラリ等に対応した油孔１５と、燃料の燃焼やピ
ストン等の摺動によって温度上昇するシリンダブロッ
ク，シリンダヘッドに冷却水を供給するウォータジャケ
ットの内側の部分に位置した水孔１６と、が形成されて
いる。勿論、これらの孔１３〜１６は、この金属ガスケ
ット１１をシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に
介装してエンジンを構築したとき、前記エンジンの各部
位に連通するようになっている。

【００２５】また、シリンダボア孔１３の周縁部には、
他の部位と同等に平坦な平坦部１７を介して、その外周
に略円形のボア孔ビード１８が形成されている（図４参
照）。このボア孔ビード１８は、基板１２の外側面から
さらに外側に突出する山状に湾曲された突条であり、主
にプレス加工等により成形されてその内側は凹陥溝部と
なる。

【００２６】一方、前記平坦部１７には、前記ボア孔ビ
ード１８の高さより厚さの薄いステンレス等からなる環
状のシム板１９が固着されている。このシム板１９は、
図４に示すように、その内周面が前記シリンダボア孔１
３の内周面に一致するように形成（必ずしも一致する必
要はないが）されており、以下に詳述するように、この
例ではヤグ（ＹＡＧ）レーザ溶接によりその全周にわた
ってナゲット（点溶接部）２０が形成されることによ
り、前記金属ガスケット１１に一体的に溶着されてい
る。

【００２７】ここで、前記ナゲット２０は、図２及び図
３に示すように、シム板１９の幅内で第一の円Ｘ（内側
の円）及び第二の円Ｙ（外側の円）の軌跡に沿って、各
々非接触に複数形成されている。さらに詳しくは、図２
に符号Ｏで示すのはシリンダボア孔１３の中心であり
（したがってシム板１９の中心点でもある）、この中心
Ｏを基準としてシム板１９の幅内で径の異なる二つの円
（第一の円Ｘ及び第二の円Ｙ）が決定されており、ナゲ
ット２０は、第一の円Ｘに沿い且つ互いに等間隔離れて
シム板１９の全周にわたって形成されている（ナゲット
２０Ｘ）一方、第二の円Ｙに沿い且つ各ナゲット２０Ｘ
の間に位置するようにシム板１９の全周にわたって形成
されている（ナゲット２０Ｙ）。

【００２８】なお、ナゲット２０は、図４に示すよう
に、ヤグレーザが直接照射されるシム板１９の表面では
直径Ｄの大きさで形成されるが、基板１２の表面では前
記直径Ｄより小径の直径ｄの大きさで形成されることに
なる（これら直径Ｄ及びｄは、ヤグレーザの強弱によっ
て決定されることはいうまでもない）。ところが、実際
に平坦部１７とシム板１９とが溶接されている境界部分
は、直径ｄの大きさであるから、ナゲットとは直径ｄの
大きさに相当する前記境界部分を指す。

【００２９】そこで、これら各々のナゲット２０を非接
触で形成するには、例えば以下に述べる寸法にしたがう
とよい。すなわち、まず、各円Ｘ，Ｙにおいて隣接する
ナゲット２０を非接触とするには、各々の中心間距離を
直径ｄ以上とすればそれでよい。そこで、第一の円Ｘに
沿うナゲット２０Ｘと第二の円Ｙに沿うナゲット２０Ｙ
とを非接触とするには、この例では第一の円Ｘに沿うナ
ゲット２０Ｘの中心と、前記中心Ｏとを結ぶ直線Ｒを基
準とすると、当該直線Ｒに平行であって且つ第二の円Ｙ
に沿うナゲット２０Ｙの中心を通る直線Ｒ′を仮定し
て、これら直線Ｒ，Ｒ′間の距離をＰ₁ とする一方、第
一の円Ｘと第二の円Ｙとの半径の差をＰ₂としたとき、
条件“ｄ≧Ｐ₁ 且つｄ≧Ｐ₂ ”を満たすようにするので
ある。なお、この場合は直線Ｒを基準としたが、第二の
円Ｙに沿うナゲット２０Ｙの中心と、前記中心Ｏとを結
ぶ直線を基準としても、寸法に若干の差が生じるだけで
前記条件は同一である。

【００３０】次に、上記の金属ガスケット１１の製造方
法を、特に基板１２の平坦部１７にシム板１９を溶接す
る方法を中心に説明する。ここでは前記溶接に当たって
レーザ溶接機を用いることとする。一般的なレーザ溶接
機は、テーブル，押さえ台及びフォーカスヘッド等を備
えてなるものであり、前記テーブルには金属ガスケット
１１のシリンダボア孔１３に対応する開口部が形成さ
れ、また、前記押さえ台はテーブルの開口部に嵌合する
ように形成されてその上端部に径方向に突出する押さえ
部が形成されている。このようなレーザ溶接機は、ヤグ
レーザを繰り返しパルス駆動し、フォーカスヘッドによ
って高密度のレーザパワーを集光すると、これを吸収し
た金属が急速に加熱されて溶融状態となる。これによ
り、溶着させる金属にはパルスに応じて複数の点溶接部
が形成される仕組みとなっている。

【００３１】そこで、まずステンレス鋼板をプレス加工
することにより、基板１２にシリンダボア孔１３が形成
されるとともに、ボア孔ビード１８が形成される。ま
た、この基板１２には同時に油孔１５，水孔１６，平坦
部１７等も形成され、これによって金属ガスケット１１
の素材が形成される。一方、この工程とは別に、ステン
レス鋼板をプレス加工することにより、シム板１９が形
成される。

【００３２】次いで、このようにして形成した金属ガス
ケット１１の基板１２をレーザ溶接機のテーブルに載置
し、この基板１２の平坦部１７にシム板１９を配設する
が、この際、シム板１９の内周がシリンダボア孔１３の
周縁に一致するように配設する。すなわち、押さえ台の
下部をテーブルの開口部内に嵌合し、押さえ台にシム板
１９の内縁部を当接させ、シム板１９をテーブルと押さ
え台との間に挟持し、ボルト等によって双方を固定す
る。この後、フォーカスヘッドに対しテーブルをシム板
１９の周上に沿って移動させながらシム板１９にレーザ
光線を照射し、シム板１９をその全周にわたり基板１２
の平坦部１７に溶接する。

【００３３】この溶接においては、最初に第一の円Ｘの
軌跡に沿って互いに等間隔（実際は、円周率πが超越数
であるため、完全な等間隔とはならない場合が殆どであ
る）でナゲット２０Ｘを形成した後、互いに隣接する当
該ナゲット２０Ｘの間で第二の円Ｙの軌跡に沿ってナゲ
ット２０Ｙを形成していくが、この際予めシリンダボア
孔１３の径，シム板１９の幅にしたがい、上述した条件
“ｄ≧Ｐ₁ 且つｄ≧Ｐ ₂ ”を的確に満たすように、レー
ザ溶接機のヤグレーザの強弱，テーブルの移動を制御す
る（これは、通常レーザ溶接機に備わっているコントロ
ーラによって行うとよい）。

【００３４】一方、この手順とは別に、第一の円Ｘに沿
って形成されるナゲット２０Ｘと、第二の円Ｙに沿って
形成されるナゲット２０Ｙとを同時に平行して形成して
もよい。この場合は、照射されるヤグレーザをフォーカ
スヘッドにより複数に分岐させる等をして、一度のテー
ブルの移動に対して例えば一対のナゲット２０Ｘ，２０
Ｙを形成すればよく、このようにして溶接を行えば、溶
接のための作業効率が促進される。なお、この場合、ナ
ゲット２０Ｘの個数に対して、ナゲット２０Ｙの個数は
一つ多く形成されることになるため、ナゲット２０Ｙの
最後の一つを形成するときは、その部分のみにヤグレー
ザを照射するとよい。

【００３５】また、この他に、例えばフォーカスヘッド
を固定し、基板１２の一つのシリンダボア孔１３の中心
Ｏを支点とし、当該基板１２を回転させる等、あまたの
方法が考えられるが、要は被溶接物となる基板１２及び
シム板１９とフォーカスヘッドとを相対的に移動させれ
ばよいのである。このように基板１２とシム板１９とを
溶接した金属ガスケットと、図６に示した従来の溶接方
法により形成した金属ガスケットとを、溶着面積に着目
して比較すると、所見によれば以下のような結果が得ら
れた。すなわち、この度は、シム板１９の内径を８１m
m，外径を８３mm，幅を２mmとし、ナゲット２０の径ｄ
を０．５mmとし、これらは両方法とも同一として評価し
た。 １）従来の方法により製造された金属ガスケットの場
合：ナゲット２０の中心間距離を０．３mmとし、前記中
心Ｏを支点として直径８２mmの円に沿い、隣接するナゲ
ットを重合させつつ溶接部分を形成すると、当該溶接部
分の面積は約１２０．６mm² となった。 ２）本発明の方法により製造された金属ガスケットの場
合：上記した条件におけるＰ₁ を０．３mm，Ｐ₂ を０．
５mmとし、第一の円Ｘの直径を８１．６mm，第二の円Ｙ
の直径を８２．６mmとして溶接部分を形成すると、当該
溶接部分の面積は約１６７．７mm² となった。

【００３６】したがって、この結果によれば、本発明の
方法により基板１２とシム板１９とを溶着させると、約
４０mm² 程度溶接部分の面積を増加させることができ
る。これによって、シム板１９の未溶接部分が小さくな
り、エンジンの運転に伴う当該未溶接部分の振動振幅が
抑制されるとともに、固着強度が向上される。しかも、
本発明の方法によれば、ナゲット２０が各々非接触とな
っているため、溶接時の熱による基板１２の歪みが抑制
されるとともに、シム板１９は部分的に重複した点溶接
部を有しないので、未溶接部に対する硬度差・内部応力
差が小さくなり、溶接部分と未溶接部分との境界におい
て亀裂が発生し、各々が分離するのを防止することがで
きる。

【００３７】なお、上記の例では、シム板１９の全周に
わたってナゲット２０を形成した場合について説明した
が、例えば金属ガスケット１１において、前記各ボルト
孔１４の間に位置する部分（図１で例えば点線で囲んだ
部分Ｓ）は、図７ないし図９に示すような位置にナゲッ
ト２０を形成してもよい。すなわち、図７に示すもの
は、前記部分Ｓに該当する範囲Ｌ内では、第一の円Ｘの
みにナゲット２０を形成し、図８に示すものは、第一の
円Ｘに沿ったナゲット２０Ｘを前記範囲Ｌ以外の部分に
形成したナゲット２０Ｘと等間隔で形成する一方、第二
のＹに沿ったナゲット２０Ｙを範囲Ｌ内では間隔を大き
くして形成し、図９に示すものは、前記範囲Ｌ内におい
て第一及び第二の円Ｘ，Ｙに沿ったナゲット２０Ｘ，２
０Ｙを、それぞれ範囲Ｌ以外の部分に形成したナゲット
２０Ｘ，２０Ｙの間隔より大きく形成している。

【００３８】つまり、前記範囲Ｌ内の部分は、その両側
においてボルトで堅固に締結されることにより、締め付
け面圧が当該範囲Ｌ以外の部分より弱くなる。したがっ
て、この範囲Ｌ内の部分は、範囲Ｌ以外の部分よりナゲ
ット２０を少なく形成しても、充分な溶接強度を確保で
きることになる。それゆえ、上記図７ないし図９に示す
ようにナゲット２０を形成すれば、シム板１９と平坦部
１７との充分な溶接強度を確保しつつ、溶接作業の手間
を省いて効率化を促進することができ、また、ナゲット
２０の個数が少ないため、当該ナゲット２０の形成時に
おける熱の影響を少なくすることができ、基板１２の変
形を抑制することができる。

【００３９】ここで、実際の溶接にあっては、例えばシ
ム板１９の全周における前記範囲Ｌの位置を指定し、コ
ントローラによってフォーカスヘッドと基板１２及びシ
ム板１９を固定したテーブルとを相対的に移動させ、範
囲Ｌ内においては上記図７ないし図９に示したようにナ
ゲット２０を形成するとよいが、結果として図７ないし
図９のようにナゲット２０を形成することができれば、
具体的にはいかなる方法を採用してもよい。

【００４０】なお、本実施例では、金属ガスケット１１
の平坦部１７にシム板１９を溶着させる場合について説
明したが、例えば金属ガスケット１１の他の部位に金属
板を溶着させる際に本発明の方法を適用したとしても同
様の効果を得ることができる。また、レーザ溶接に限ら
ず、他の溶接方法（例えばスポット溶接等）に本発明の
方法を適用することも勿論可能である。

【００４１】さらに、本実施例で説明した条件“ｄ≧Ｐ
₁ 且つｄ≧Ｐ₂ ”は飽くまで一例であって、特許請求の
範囲において記したように環状金属板の幅内で異径の円
に沿って複数の各々非接触な点溶接部を形成するといっ
た範疇から外れなければ、他の条件にしたがうことも勿
論可能である。例えば、シム板１９の幅に余裕がある場
合は、図５に示すように、前記直線Ｒと第一の円Ｘ，第
二の円Ｙのそれぞれの交点を中心として、この直線Ｒ上
にナゲット２０Ｘ，２０Ｙを形成してもよい。また、本
実施例では第一の円Ｘと第二の円Ｙとの二つの円のそれ
ぞれに沿ってナゲットを形成したが、第三の，第四の円
…と二つ以上でも可能である。しかしながら、実際はシ
ム板１９の幅とナゲットの径との兼ね合いで、二列（二
輪）でナゲットを形成するのが最適である。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の金属ガスケット及びその製造方法によれば、以下の効
果を得ることができる。請求項１に記載の発明によれ
ば、点溶接部が各々非接触となっているため、溶接時の
熱による基板の歪みが抑制されるとともに、環状金属板
は部分的に重複した点溶接部を有しないので、未溶接部
に対する硬度差・内部応力差が小さくなり、溶接部分と
未溶接部分との境界において亀裂が発生し、各々が分離
するといった破損を防止することができる。さらに、点
溶接部が異径の円に沿って複数形成されているため、環
状金属板の未溶接部分が小さくなり、エンジンの運転に
伴う前記未溶接部分の振動振幅が抑制されるとともに、
固着強度を著しく向上させることができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、締め付け
面圧の弱い部分においてピッチを大きくし、締め付け面
圧の強い部分においてピッチを小さくしたことで、環状
金属板と基板との固着強度を充分に確保しつつ溶接時の
熱による基板の歪みを抑制することができ、さらに余分
な溶接を省くことで作業の効率を向上させることができ
る。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、前記締め
付け面圧の弱い部分において一方の円では他方の円より
ピッチを大きくしたことで、環状金属板と基板との固着
強度を充分に確保しつつ溶接時の熱による基板の歪みを
抑制することができ、さらに余分な溶接を省くことで作
業の効率を向上させることができる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、前記異径
の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を、前記締め
付け面圧の弱い部分において一方の円のみに形成したこ
とで、環状金属板と基板との固着強度を充分に確保しつ
つ溶接時の熱による基板の歪みを抑制することができ、
さらに余分な溶接を省くことで作業の効率を向上させる
ことができる。

【００４６】請求項５に記載の発明によれば、点溶接部
を各々非接触にすることで、溶接時の熱による基板の歪
みが抑制されるとともに、環状金属板が部分的に重複し
て溶接されないため、未溶接部に対する硬度差・内部応
力差が小さくなり、溶接部分と未溶接部分との境界にお
ける破損の発生が防止される。また、異径の円に沿って
複数の点溶接部を形成すると、環状金属板の未溶接部分
を小さくし、エンジンの運転に伴う前記未溶接部分の振
動振幅が抑制されるとともに、固着強度が著しく向上さ
せることができる。

【００４７】請求項６に記載の発明によれば、固着され
る環状金属板の径及び幅に対応して点溶接部の径及び隣
接する点溶接部の間隔を適宜設定すると、的確に点溶接
部を形成することができ、これによって溶接精度を向上
させることができる一方、溶接作業を簡素化することが
できる。請求項７に記載の発明によれば、両軌跡のそれ
ぞれに沿って当該円の径方向に並べて点溶接部を形成す
る場合に比べ、環状金属板の幅を有効に活用できるので
点溶接部の径を大きくすることができ、これによって環
状金属板の未溶接部分を一層小さくすることができると
ともに、固着強度を一層向上させることができる。

【００４８】請求項８に記載の発明によれば、両軌跡に
沿う点溶接部を同時に形成するため、溶接作業の効率化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で説明した金属ガスケットの平面構成
図である。

【図２】図１の金属ガスケットに形成したナゲットの一
例を示す部分詳細図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】図１の金属ガスケットにおけるシリンダボア孔
近くの断面図である。

【図５】本実施例で説明したナゲットの他の例を示す部
分詳細図である。

【図６】従来の金属ガスケットの一例を示す要部詳細図
である。

【図７】本実施例で説明したナゲットの他の例を示す部
分詳細図である。

【図８】同他の例を示す部分詳細図である。

【図９】同他の例を示す部分詳細図である。

【符号の説明】

１１ 金属ガスケット １２ 基板 １３ シリンダボア孔 １９ シム板（環状金属板） ２０ ナゲット（点溶接部） Ａ 第一の円 Ｂ 第二の円

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 孔を形成した金属製の基板に、前記孔の
   周縁に配設した環状金属板を固着してなる金属ガスケッ
   トにおいて、前記環状金属板の幅内で前記孔側とその逆
   側との異径の円に沿った複数の各々非接触な点溶接部を
   形成したことを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】 前記異径の円に沿った複数の各々非接触
   な点溶接部を、締め付け面圧の弱い部分においてピッチ
   を大きくし、締め付け面圧の強い部分においてピッチを
   小さく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. 【請求項３】 前記異径の円に沿った複数の各々非接触
   な点溶接部を、締め付け面圧の弱い部分において一方の
   円では他方の円よりピッチを大きく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。
4. 【請求項４】 前記異径の円に沿った複数の各々非接触
   な点溶接部を、締め付け面圧の弱い部分において一方の
   円のみ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。
5. 【請求項５】 金属製の基板に孔を形成するとともに、
   この孔の周縁に環状金属板を配設し、この環状金属板の
   全周にわたって複数の点溶接部を形成して当該環状金属
   板を前記基板に固着する金属ガスケットの製造方法にお
   いて、前記環状金属板の幅内で前記孔側とその逆側との
   異径の円に沿って複数の各々非接触な点溶接部を形成す
   ることを特徴とする金属ガスケットの製造方法。
6. 【請求項６】 前記円の一方に沿って互いに等間隔又は
   略等間隔で点溶接部を形成した後、前記円の他方に沿っ
   て互いに等間隔又は略等間隔で点溶接部を形成すること
   を特徴とする請求項５に記載の金属ガスケットの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記一方の円に沿って形成した互いに隣
   接する二つの点溶接部の間で前記他方の円に沿って点溶
   接部を形成することを特徴とする請求項６に記載の金属
   ガスケットの製造方法。
8. 【請求項８】 前記円の一方に沿って形成される点溶接
   部と、前記円の他方に沿って形成される点溶接部と、を
   同時に平行して形成することを特徴とする請求項５に記
   載の金属ガスケットの製造方法。