JPH08291863A - メタルガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮・復元特性を向上させ変位量を多くした
メタルガスケットを提供する。 【構成】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの間に介装する、上・下板５と中間板６とからなる
三層状のメタルガスケット１において、上・下板５の前
記シリンダブロックに形成したボアの周縁近傍に、中間
板６に向かって突出する環状のビード３を形成し、ビー
ド３よりボア側の中間板６の端部に塑性変形可能な環状
の芯材10を配設した。エンジンの組み付け時にボルトで
締め付けるとき、ビード３が変位してきて、ビード３が
芯材10に接触すると、ビード３および芯材10が共に変位
する。これによって、ビード10の折れが防止され、全屈
を妨げるので変位を大きく取ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンを構成するシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの接合箇所に介装
し、燃焼ガス、冷却水および潤滑油等のリークを防止す
るためのメタルガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのシール性を良くするた
め、図９に示すシート状のメタルガスケット１を使用す
ることは一般的に知られており、ボア孔２の周囲に塑性
変形可能なビード３を設け、ボルト孔４を環状に配して
いる。シリンダヘッドとシリンダブロックとの互いの接
合面は、加工上、凹凸が残るので、このメタルガスケッ
ト１を介装し、ボルト締めのときに締め付け力でビード
３を潰し、これにより、凹凸の誤差を吸収するようにし
ている。また、シリンダヘッドとシリンダブロックの壁
厚、形状等より、各箇所の剛性には差異があり、接合面
の面圧も不均一となるがメタルガスケット１により面圧
の誤差も吸収するようにしている。

【０００３】メタルガスケット１には、ビード３の近傍
に、金属粉を溶射しポーラスな状態の空間部分に樹脂そ
の他の充填材を含浸させたストッパを配設したものがあ
る（特開昭64-35057号公報参照）。図10に示すメタルガ
スケット１は上・下板５と中間板６との三層構造になっ
ており、上・下板５に形成したビード３は中間板６に向
かって湾曲させた形状で、中間板６に上記の構成のスト
ッパ７を取付けている。この構造は図15のグラフに示す
ように、ボルトの締め付け力によりビード３が変位し、
ストッパ７に接触するまで変位する圧縮特性Ａを持って
いる。したがって、ストッパ７の高さがビード３の変位
を抑制し、ビード３を全屈させないので復元特性Ｂは圧
縮特性Ａに近似して大きくなり、燃焼ガスの爆発時のメ
タルガスケットの追従性が良いという利点がある。ボル
トの締め付け力はストッパ７の高さにも関係し設計範囲
Ｋに依っている。この他、図11に示すメタルガスケット
１では中間板６の端部に折り曲げ部８を形成してストッ
パとして機能させたものもあり、部品点数を少なくして
いる。

【０００４】また、図12に示すように、中間板６とビー
ド３の間にスぺーサ９を入れたメタルガスケット１を使
用する場合もある。この構造は、図16のグラフに示すよ
うに、ボルトの締め付けによりビード３が変位し、スぺ
ーサ９に接触するまでビード３が変位する。したがっ
て、ボア孔２周縁の面圧をスぺーサ９の高さで調節する
ことになる。図13に示すメタルガスケット１では中間板
６の端部に折り曲げ部８を形成してその先端をビード３
の位置より延長してスぺーサとして機能させている。

【０００５】また、スぺーサ９を備えたメタルガスケッ
ト１は図16に示されるように、圧縮特性Ａに対して少し
異なる曲線の復元特性Ｂを有しており、復元特性Ｂが有
効に作用するようにボルトの締め付け力の設計範囲Ｋを
定めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ボルト締め
をするときに、ビード３の変位はストッパ７の高さ、ス
ぺーサ９の高さに制約され、スぺーサ付きメタルガスケ
ット１ではビード３の屈曲を邪魔する凹凸はなくボルト
締めのときにビード３が中間板６に圧着されて全屈しや
すく、締め付け力を大きくして変位量を多く取ると、ビ
ード３のほとんどの面が中間板６に圧着され全屈状態に
なって復元特性が悪くなるという問題がある。このた
め、変位量を小さく取っている。また、ストッパ付きメ
タルガスケット１では、図14に示すように、制約された
ビード３の幅に対してストッパ高さを大きくして変位量
を多く取ることが考えられるが、ストッパ高さに比例し
てビード高さを高くすると、ボルト締めのときのビード
３の折れ曲がりが厳しくなり耐久性能が低下する。この
ため、変位量を小さく取っている。

【０００７】したがって、接合面の凹凸に追従するよう
に変位量を多くする場合には、ビード３を備えたメタル
ガスケット１の積層枚数を増やすことで対応していた。

【０００８】本発明は、圧縮・復元特性を向上させ変位
量を多くしたメタルガスケットを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、メタルガスケットの構成は、エンジンのシ
リンダヘッドとシリンダブロックとの間に介装する、上
・下板と中間板とからなる三層状のメタルガスケットに
おいて、前記上・下板の前記シリンダブロックに形成し
たボアの周縁近傍に、中間板に向かって突出する環状の
ビードを形成し、該ビードよりボア側の中間板の端部に
塑性変形可能な環状の芯材を配設したことを特徴とす
る。

【００１０】上記メタルガスケットにおいて、中間板の
端部を折り曲げて環状の芯材を保持し、中間板の折り曲
げた端部は前記ビード位置まで延長したことを特徴とす
る。

【００１１】また、エンジンのシリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間に介装する、上・下板と中間板とから
なる三層状のメタルガスケットにおいて、前記上・下板
の前記シリンダブロックに形成したボアの周縁近傍に、
中間板に向かって突出する環状のビードを形成し、該ビ
ードよりボア側の中間板の端部をうず巻き状に曲げたこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明は上記のように構成したものであり、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとをボルトで締め付け
るとき、ビードが変位してきて、ビードが芯材に接触す
ると、ビードおよび芯材が共に変位するので、ビードに
無理な力がかからず、また、ビードは芯材があるため全
屈まで至らない。さらに、芯材を中間板で保持する構造
では、中間板の端部を折り曲げることにより、芯材の配
設が容易になると共に締め付け力が芯材に有効に掛かる
ことになる。また、折り曲げた中間板が芯材を覆ってい
る場合は、中間板もストッパの機能を果たし、また、折
り曲げた中間板の先端がビードの下部に位置するとき
は、中間板はスペーサの機能も果たすことになる。

【００１３】中間板のビードよりボア側の端部をうず巻
き状にした場合は、半径方向に重なる表面は容易にずれ
易く押圧力によるうず巻き状端部の変形が可能となり、
芯材と同様にボルトで締め付けるとき、ビードおよびう
ず巻き状端部が共に変位する。また、うず巻き状端部が
丸くつぶれビードに無理な力が加わらず、ビードの全屈
を防ぐことになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図３に示すように、エンジンに使
用されるメタルガスケット１は上・下板５とその間の中
間板６との三層にされ、ボア孔２の周縁は上・下板５
に、中間板６に向けて湾曲したビード３が環状に形成さ
れている。また、ボア孔２の周囲には４か所にボルト孔
４が形成されている。

【００１５】中間板６のボア孔２の周縁には、環状の可
撓性芯材（金属製）10が配設され、中間板６の先端を折
り曲げて芯材10を包むように保持させている。また、中
間板６の先端は延長してビード３がその二重になった箇
所に形成された構造となっている。

【００１６】シリンダヘッドとシリンダブロックとの間
にメタルガスケット１を介装してボルト締めを行うと、
まず、ビード３が変位して芯材10を包んだ中間板６に接
触する。次に、図２に示すように、ビード３および芯材
10が共に変位し中間板６はへん平状態になる。このとき
ビード３は芯材10によって滑らかに曲がり圧縮力を大き
くすることが可能となる。また、この変位量は図８に示
す斜線部分に相当し、復元特性Ｂは圧縮特性Ａに近似す
るので従来のメタルガスケット１より変位量を大きく取
ることができる。そして、芯材10の潰れがシリンダヘッ
ドとシリンダブロックの接合面の精度誤差を吸収するこ
とになる。

【００１７】また、中間板６の先端はビード３を載せて
スペーサとして機能し、シリンダボアの周方向の面圧分
布の不均一を芯材10の潰れと協働して均一化させること
になる。また、芯材10の高さがストッパとして機能し、
芯材10の潰れはストッパの高さを自動的に周方向に調整
するものであり、この芯材10が介在する高さによってビ
ード３を全屈させないので、ビード３の復元特性が良く
なるものであり、これにより燃焼ガスの爆発時のメタル
ガスケット１の追従性が良い。

【００１８】このようにメタルガスケット１の性能が上
がり、変位量を大きく取れるのでメタルガスケット１の
積層枚数を少なくできる。また、芯材10は鉄、鉛、銅等
の可撓性の材質により、図４に示すように、その断面は
星形10ａ、円管10ｂ、三角10ｃ、四角10ｄ、ひし形10
ｅ、円10ｆ、らせん10ｇ、高さの中間部がくびれたもの
10ｈ、うず巻き型10ｉ等でも良く、それぞれの形状に特
有の潰れ易さを選んで使用する。

【００１９】また、図５に示すように、中間板６の先端
がビード３に届かず短い構造でも良く、この場合は変位
量は大きく取れるがスぺーサとしての機能が半減する。
図６に示すように、中間板６の端部に芯材10を固着する
だけのものは、ストッパ機能が維持されるように形状の
大きい芯材10を使用する。また、図７に示すように、芯
材10の替わりに中間板６の先端をうず巻き状（端部11）
に丸く巻いた構造のものは、円弧状の層が押圧力によっ
てずれてうず巻き状端部11が潰れ、変位量を大きくスト
ッパ機能を維持するようになる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したもので
あるので、シリンダヘッドとシリンダブロックをボルト
締めしたときに、環状の芯材が塑性変形して潰れること
で接合面の加工の平面度の誤差を吸収すると共に、シリ
ンダボア周方向の剛性の違いからくる面圧分布の不均一
を調整することができる。また、中間板の端部をうず巻
き状にした構造も同様であり、特に、芯材、うず巻き状
端部の塑性変形がビードの折れ曲がりや全屈を防ぐた
め、変位量を大きくすることができ、圧縮特性および復
元特性の良いメタルガスケットとすることができる。ま
た、変位量を大きくすることができるので、ガスケット
の積層枚数を少なくすることができる。さらに、中間板
の端部の折れ曲がり部が延長され、その表面にビードを
形成した場合には、スぺーサーの機能が付加され、シリ
ンダボア周りの面圧を高くすることができる。また、中
間板にうず巻き状端部を形成した構造では部品点数を組
付工数を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例のメタルガスケットを示す
断面図である。

【図２】図１に示すメタルガスケットのエンジン取付時
の構造を示す断面図である。

【図３】図１に示すメタルガスケットの斜視図である。

【図４】図１に示すメタルガスケットに使用される芯材
の種類を示す模式図である。

【図５】図１に示す芯材の固定構造を示す断面図であ
る。

【図６】図１に示す芯材の設置状態を示す断面図であ
る。

【図７】実施例の中間板の端部を芯材に活用した構造を
示す断面図である。

【図８】図１に示すメタルガスケットの機械的特性を示
すグラフである。

【図９】従来のメタルガスケットを示す平面図である。

【図１０】従来の、ストッパを備えたメタルガスケット
を示す断面図である。

【図１１】従来の、中間板で形成したストッパを備えた
メタルガスケットを示す断面図である。

【図１２】従来の、スぺーサを備えたメタルガスケット
を示す断面図である。

【図１３】従来の、中間板で形成したスぺーサを備えた
メタルガスケットを示す断面図である。

【図１４】従来の、大きな高さのストッパを備えたメタ
ルガスケットを示す断面図である。

【図１５】図１０に示すメタルガスケットの機械的特性
を示すグラフである。

【図１６】図１２に示すメタルガスケットの機械的特性
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ メタルガスケット ２ ボア孔 ３ ビード ５ 上・下板 ６ 中間板 10 芯材 11 うず巻き状端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
   ロックとの間に介装する、上・下板と中間板とからなる
   三層状のメタルガスケットにおいて、前記上・下板の前
   記シリンダブロックに形成したボアの周縁近傍に、中間
   板に向かって突出する環状のビードを形成し、該ビード
   よりボア側の中間板の端部に塑性変形可能な環状の芯材
   を配設したことを特徴とするメタルガスケット。
2. 【請求項２】 中間板の端部を折り曲げて環状の芯材を
   保持し、中間板の折り曲げた端部は前記ビード位置まで
   延長したことを特徴とする請求項１記載のメタルガスケ
   ット。
3. 【請求項３】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
   ロックとの間に介装する、上・下板と中間板とからなる
   三層状のメタルガスケットにおいて、前記上・下板の前
   記シリンダブロックに形成したボアの周縁近傍に、中間
   板に向かって突出する環状のビードを形成し、該ビード
   よりボア側の中間板の端部をうず巻き状に曲げたことを
   特徴とするメタルガスケット。