JPH08303596A - 金属ガスケットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属ガスケットの、シールすべき面に接する
金属板表面に、比較的硬質の弾性高分子薄膜と比較的軟
質の弾性高分子薄膜とをその境界にずれ、切れ目を生じ
るおそれなく被覆することができるようにする。 【構成】 金属板２表面の比較的硬質の弾性高分子薄膜
９及び比較的軟質の弾性高分子薄膜８を被覆すべき領域
の全面に比較的軟質の弾性高分子薄膜を被覆する。次い
で被覆された該薄膜の中の比較的硬質の弾性高分子薄膜
を被覆すべき所定部分に該薄膜を硬化し得る硬化剤すな
わち加硫剤を溶剤に溶解した加硫剤溶液を塗布し、該所
定部分の薄膜を追加加硫して硬化させ、比較的硬質の弾
性高分子薄膜に変質させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのシリンダヘッ
ドガスケット等として用いられる金属ガスケットであっ
て、少なくともシールすべき面に接する金属板表面に弾
性高分子の薄膜を有する金属ガスケットの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一の金属板或は積層した複数の金属板
からなる金属ガスケット、例えばエンジンのシリンダヘ
ッド用金属ガスケットにおいて、シールすべき面に接す
る金属板表面に、表面の粗さや傷、歪み等の不整を補償
するシール材層として、ふっ素ゴム、シリコーンゴム等
の弾性高分子の薄膜を被覆することは公知であり広く実
用されている。かかる弾性高分子の薄膜はシール性の点
から比較的軟質とし、金属板表面の前面に又は被覆パタ
ーンの全域にわたって一様に被覆され、その厚さは通常
５０μｍ以下である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した弾性高分子薄
膜を表面に有する金属ガスケットをシールすべき面間例
えばエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの
接合面の間に組付け使用する場合、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとの熱膨張特性の差異により生じる接合
面同士の相対的な移動の繰返しが金属ガスケット表面の
弾性高分子薄膜に押出し、摩耗、接着剥離等を生じさせ
るように作用し、また、接合面間における強い締付けが
弾性高分子薄膜に流動を生じさせるように作用する。こ
れらの作用は面圧が高い高面圧部において著しい。従っ
て、ガスケットの高面圧部においては押出し、摩耗、接
着剥離、流動等を防止するために弾性高分子薄膜は比較
的硬いものであることが望ましく、また、高面圧部にお
いては弾性高分子薄膜が比較的硬質であっても、面圧が
高いので良好なシール性を保つことができる。

【０００４】一方、ガスケットの低面圧部においては低
面圧でも良好なシール性を保つことができるように弾性
高分子薄膜は軟質であることが望ましく、また、低面圧
部においては弾性高分子薄膜が軟質であっても、その押
出し、摩耗、接着剥離、流動等は生じ難い。

【０００５】このように、ガスケットに生じる面圧が高
い部分と面圧が低い部分とで弾性高分子薄膜に望まれる
特性が異なるため、単一材料で高面圧部、低面圧部の双
方に望まれる特性を満足させることは困難であり、それ
ぞれに適した特性を有する異なる材料により高面圧部と
低面圧部とを被覆する弾性高分子薄膜を形成することが
考えられる。

【０００６】然し、上記のようにガスケットの高面圧部
と低面圧部とを硬質、軟質の異種の材料で被覆し分けよ
うとすると、弾性高分子薄膜を金属板表面の全面に被覆
する場合においても、フローコーターやロールコーター
を用いる生産効率が高い全面塗布工法が利用できない難
点があり、また、スクリーンコーティング装置等により
高面圧部と低面圧部とを異種の材料で塗り分ける場合、
塗布パターンの位置ずれ等のために高面圧部の硬質の被
覆と低面圧部の軟質の被覆との間にずれ、切れ目を生じ
易いという問題がある。

【０００７】本発明は上記の難点、問題点を解消し、金
属ガスケットの金属板表面に比較的硬質の弾性高分子薄
膜と比較的軟質の弾性高分子薄膜とを境界にずれ、切れ
目を生じるおそれなく被覆し分けることができ、しかも
被覆し分ける硬質及び軟質の弾性高分子薄膜を金属板表
面の全面に設ける場合には生産効率が高い全面塗布工法
により弾性高分子薄膜を被覆することができるようにす
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
枚の金属板からなり、シールすべき面に接する金属板表
面に比較的硬質の弾性高分子薄膜と比較的軟質の弾性高
分子薄膜とを設けた金属ガスケットの製造方法であっ
て、上記金属板表面の上記硬質及び軟質の薄膜を被覆す
べき領域の全面に比較的軟質の弾性高分子薄膜を被覆
し、次いで、該薄膜を硬化し得る硬化剤を被覆された上
記薄膜の中の所定部分に局部的に施し、該所定部分の弾
性高分子薄膜を硬化させて比較的硬質の弾性高分子薄膜
に変質させることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、上記の硬化剤が溶剤に溶
解した加硫剤であることを特徴とし、更に上記の所定部
分が、ガスケットをシールすべき面の間に挟着し締付け
たときに、高い面圧を生じる高面圧部であることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】上記構成の本発明においては、弾性高分子薄膜
を設けるべき金属板表面の全面に又は所定のパターンに
従って比較的軟質の弾性高分子薄膜を被覆し、次いで、
該薄膜の所定部分に弾性高分子薄膜を硬化し得る硬化剤
すなわち溶剤に溶解した加硫剤を塗布し、弾性高分子薄
膜内に浸透した加硫剤により比較的軟質の弾性高分子薄
膜を追加加硫して硬化させ比較的硬質の弾性高分子薄膜
に変質させる。硬化剤を施さない部分は比較的軟質のま
まである。従って境界にずれや切れ目を生じるおそれな
く、比較的硬質の弾性高分子薄膜と比較的軟質の弾性高
分子薄膜とを金属板表面上に形成できる。

【００１１】弾性高分子薄膜を設けるべき金属板表面の
全面が比較的硬質の弾性高分子薄膜と比較的軟質の弾性
高分子薄膜とにより被覆される場合には、本発明の製造
法によれば、はじめに該表面の全面を比較的軟質の弾性
高分子薄膜で被覆するので、この被覆を行うに当っては
フローコーターやロールコーターを用いる生産効率が高
い全面塗布工法を利用することができる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の製造法の詳
細を説明するが、はじめに、本発明の製造方法により製
造する金属ガスケットの具体例として本発明の方法によ
り製造したシリンダヘッドガスケットについて説明す
る。図１はその一例の平面図であり、図２は図１のＡ−
Ａ線による拡大断面図であり、図３は他の例の平面図で
ある。

【００１３】図において、ガスケット１は単一の弾性金
属板２例えばステンレス鋼板、鋼板からなり、燃焼室用
開口３、水孔、油孔等の液体通路孔４及びボルト孔５を
備えている。燃焼室用開口３の周りには該開口を囲繞す
る山形ビード６を設け、また液体通路孔４の周りにはこ
れを囲繞するステップビード７を設けている。図１及び
図３では、図面を簡単にするためにこれらのビードを点
線の中心線だけで示している。シリンダヘッド及びシリ
ンダブロックの接合面（図示せず）に接する金属板２の
両表面には比較的軟質の弾性高分子薄膜８と比較的硬質
の弾性高分子薄膜９とが被覆されている。ただし、図３
の符号１０で示す領域（ハッチングを付していない領
域）には弾性高分子薄膜が被覆されていない。

【００１４】比較的硬質の弾性高分子薄膜９が被覆され
ている領域は、燃焼室用開口３の周りの山形ビード６の
領域及び液体通路孔４の周りのステップビード７の領域
とほぼ一致するか或いはこれより僅かに広い領域であ
る。これらの領域は、ガスケット１をシリンダヘッド及
びシリンダブロックの接合面の間に挟着し、ボルト締結
により締付けたときに、ビード６及び７が接合面により
押圧されて弾性的に変形し高い面圧を生じる高面圧部で
あり、前述の通り、耐押出性、耐摩耗性、耐流動性、接
着性の点から弾性高分子薄膜は比較的硬質であることが
望まれる。

【００１５】上記領域以外の部分は低面圧部であり、前
述の通り、低面圧でも良好なシール性を保つことができ
る比較的軟質の弾性高分子薄膜を被覆している。ただ
し、図３に示すように、シール性能に殆んど寄与しない
領域１０においては面圧分布の改善及び被覆材料の節約
の点から弾性高分子薄膜の被覆を省略することがある。
なお、図には示していないが、ガスケットの外周部を廻
る外周ビードを設けた場合には、外周ビードの領域も高
面圧部となるので、比較的硬質の弾性高分子薄膜を被覆
する。

【００１６】さて、上記説明した金属ガスケットを好適
に製造することができる本発明の製造方法の詳細を以下
に説明する。 本発明によれば、まず、金属板２の両表面の上記硬質
及び軟質の薄膜を被覆すべき領域の全面に比較的軟質の
弾性高分子薄膜を被覆する。

【００１７】本発明において好ましい弾性高分子はニト
リルゴム、ふっ素ゴム、アクリルゴム或はシリコーンゴ
ム等の良好な耐熱性を有するゴムであるが、後記の工
程について述べる理由からふっ素ゴムが最も好ましく用
いられる。これらのゴムに、α−アミノプロピルトリエ
トキシシラン等のアミン系シラン化合物、トリエチレン
テトラミン等のポリアミン或はＲｆ（ＣＨ₂ ＯＨ）
₂ （但し、Ｒｆはパーフルオロアルキル）等のポリオー
ル化合物等の加硫剤を所定量配合し、必要に応じＭＴカ
ーボン、酸化マグネシウム等の充填剤を配合した混和物
を溶剤に溶解した塗料を、フローコーター或はロールコ
ーター等により金属板２の表面の全面に塗布するか、或
はスクリーンコーティング装置等により金属板２の表面
に所定のパターンに従って塗装する。

【００１８】塗装した塗膜を乾燥したのち、これを加熱
することにより加硫し、加硫或は半加硫した例えば硬度
（ＪＩＳＫ６３０１規定の硬度）８０以下の比較的軟質
の弾性高分子薄膜を得る。ただし、未加硫の状態で比較
的軟質の弾性高分子薄膜として使用することもできる。
なお、比較的軟質の弾性高分子薄膜を得るために、上記
の加硫剤はその配合量を比較的小量に抑えるか、比較的
遅効性の加硫剤を用いるのが望ましい。

【００１９】次いで、加硫剤好ましくは加硫反応が速
く加硫助剤の助けがなくても反応しかつアルコール類等
の溶剤に容易に溶解する加硫剤例えばアミン系シラン化
合物を溶剤に溶解した加硫剤溶液を上記の工程で形成
した比較的軟質の弾性高分子薄膜の中の高面圧部分つま
り弾性高分子薄膜が比較的硬質であることが望まれる部
分に局部的に塗布する。この加硫剤溶液の塗布は、塗布
部分以外をマスクしてのスプレー、スクリーンコーティ
ング或はディスペンサーを用いる方法等により行うこと
ができる。

【００２０】加硫剤を溶剤に溶解した加硫剤溶液として
塗布するのは、加硫剤の塗布の均一性を確保するためで
あるが、溶剤を用いることにより溶剤の弾性高分子薄膜
中への浸透と共に加硫剤を該薄膜中に浸透させる効果も
ある。反面、弾性高分子薄膜に耐溶剤性が乏しい場合に
は、該薄膜にたれ、剥離、にじみ等が生じ易い。耐溶剤
性に優れるふっ素ゴムが本発明における弾性高分子とし
て最も好ましく用いられる所以である。

【００２１】塗布された加硫剤溶液を乾燥し、加硫剤
が比較的軟質の弾性高分子薄膜内に浸透するに充分な時
間の経過後に、該薄膜を被覆した金属板２を加熱するこ
とにより、該薄膜中の加硫剤溶液を塗布した部分を追加
加硫して硬化させ、比較的硬質の弾性高分子薄膜に変質
させる。加硫剤溶液を塗布していない部分はもとのまま
比較的軟質に保たれる。かくして、比較的硬質の弾性高
分子薄膜９と比較的軟質の弾性高分子薄膜８とを被覆し
分け、しかもその境界にずれや切れ目がない弾性高分子
薄膜のシール材層を有する金属ガスケットを得ることが
できる。

【００２２】実施例 （１）下記配合の組成物を準備し、これをＭＥＫ（メチ
ルエチルケトン）に２０％重量比で溶解させた塗料を調
製した。 ふっ素ゴム（バイトンＥ６０Ｃ） １００重量部 ＭＴカーボン ２０重量部 酸化マグネシウム １０重量部 バイトンＥ６０Ｃには予め加硫剤が配合されている。な
お、バイトンはデュポン社のふっ素ゴムの商品名であ
る。

【００２３】（２）上記の塗料をフローコーターによ
り、燃焼室用開口の周りに山形ビードを備えた単板金属
ガスケットサンプルの両表面の全面に塗装したのち、７
０℃の温度で５分間乾燥し、次いで温度１６５℃で２０
分間加硫し、厚さ２５μｍ、硬度７５の比較的軟質の弾
性高分子薄膜を有する金属ガスケットサンプルを得た。

【００２４】（３）α−アミノプロピルトリエトキシシ
ランをメチルアルコールに３重量％溶解させた加硫剤溶
液を準備し、上記のガスケットサンプルの弾性高分子薄
膜の燃焼室用開口周りのみにマスキングとスプレーとに
より上記加硫剤溶液を塗布した。塗膜を自然乾燥させた
のち、温度２００℃で１５分間加熱することにより上記
塗布部分を追加加硫し、燃焼室用開口の周りのみ上記薄
膜の硬度を上げ、比較的硬質の弾性高分子薄膜とした。
かくして得たガスケットサンプルについて試験をした
所、表面全体に比較的軟質の弾性高分子薄膜を設けた従
来のガスケットのサンプルに較べて燃焼室用開口の周り
における薄膜の剥離の減少が観察された。

【００２５】以上の本発明の説明は、簡単化のため、単
板金属ガスケットについて行ったが、本発明の製造方法
は複数枚の金属板からなる積層金属ガスケットにも適用
し得ることは言う迄もない。積層金属ガスケットの場
合、シール面に接するガスケットの外表面だけでなく、
ガスケットを構成する金属板間にも弾性高分子薄膜を設
けることが多いが、かかる金属板間に設ける該薄膜では
上述のように比較的硬質のものと比較的軟質のものとに
被覆し分けることは通常その必要がなく、比較的軟質の
弾性高分子薄膜のみを被覆する。

【００２６】また、単板金属ガスケット及び積層金属ガ
スケットの何れの場合においても、ガスケットの両側の
外表面を上述のように比較的硬質の弾性高分子薄膜と比
較的軟質の弾性高分子薄膜とに被覆し分けることは必ず
しも必要ではなく、熱膨張が相手シール面側よりも大き
く、相対的に移動するシール面側、エンジンの場合で言
えば、通常はシリンダヘッド側に接するガスケット表面
のみを上述のように被覆し分け、ガスケットの反対側外
表面は比較的軟質の弾性高分子薄膜だけを被覆するよう
にしてもよい。燃焼室用開口、液体通路孔等をシールし
高面圧部を形成するシール手段としては、前記したビー
ドに限られず、グロメット、折返し及びシム板並びにこ
れらとビードとを組合せた公知のシール手段を用いるこ
とができ、これらのシール手段により形成されるガスケ
ット外表面の高面圧部には比較的硬質の弾性高分子薄膜
を被覆する。

【００２７】

【発明の効果】上記説明した通り、本発明によれば、は
じめに、弾性高分子薄膜を設けるべき金属板表面の該薄
膜を被覆すべき領域の全面に比較的軟質の弾性高分子薄
膜を被覆し、次いで、該薄膜中の比較的硬質であること
が望まれる部分つまり高面圧部を硬化させて比較的硬質
の弾性高分子薄膜に変質させるので、金属ガスケットの
金属板表面に比較的硬質の弾性高分子薄膜と比較的軟質
の弾性高分子薄膜とを、その境界にずれや切れ目を生じ
るおそれなく被覆し分けることができる。また弾性高分
子薄膜を設けるべき金属板表面の全面が硬質及び軟質の
該被覆により被覆されるときは、はじめに被覆する比較
的軟質の弾性高分子薄膜をフローコーターやロールコー
ターを用いて全面塗装できるので、生産効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製造される金属ガスケ
ットの一例の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図。

【図３】本発明の方法により製造される金属ガスケット
の他の例の平面図。

【符号の説明】

３ 燃焼室用開口 ４ 液体通路孔 ６ 山形ビード ７ ステップビード ８ 比較的軟質の弾性高分子薄膜 ９ 比較的硬質の弾性高分子薄膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１枚の金属板からなり、シー
   ルすべき面に接する金属板表面に比較的硬質の弾性高分
   子薄膜と比較的軟質の弾性高分子薄膜とを被覆した金属
   ガスケットの製造方法であって、上記金属板表面の上記
   硬質及び軟質の薄膜を被覆すべき領域の全面に比較的軟
   質の弾性高分子薄膜を被覆し、次いで該薄膜を硬化し得
   る硬化剤を被覆された上記薄膜の中の所定部分に局部的
   に施し、該所定部分の弾性高分子薄膜を硬化させて比較
   的硬質の弾性高分子薄膜に変質させることを特徴とする
   金属ガスケットの製造方法。
2. 【請求項２】 硬化剤が溶剤に溶解した加硫剤であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の金属ガスケットの製造方
   法。
3. 【請求項３】 硬化剤を施す所定部分が、シールすべき
   面間に金属ガスケットを挟着し締付けたときに高面圧を
   生じる高面圧部であることを特徴とする請求項１又は２
   記載の金属ガスケットの製造方法。
4. 【請求項４】 金属ガスケットがエンジンのシリンダヘ
   ッドガスケットであり、硬化剤を施す所定部分が燃焼室
   用開口周りの高面圧部であることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の金属ガスケットの製造方法。
5. 【請求項５】 金属ガスケットがエンジンのシリンダヘ
   ッドガスケットであり、硬化剤を施す所定部分が液体通
   路孔の周りの高面圧部であることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の金属ガスケットの製造方法。