JPH0972424A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ガスケットにおいて、中間板に形成した
ビードによってビード基板の全圧縮を防止すると共にシ
ール性をアップする。 【解決手段】 金属ガスケットは、燃焼室孔Ａに沿った
主ビード３，４を有するビード基板１，２と、両者間の
中間板１０から成る。中間板１０には、孔Ａと主ビード
３が接触する位置との間の領域にビード基板１に対向す
るビード１３が形成され、ビード１３によりビード基板
１のための補償部１５が形成される。ビード基板２に
は、ビード１３の凹部１４に重なり合う凸部１７を有す
る副ビード１６が形成される。補償部１５は、締め付け
時のビード基板１の全圧縮を防止し、シリンダヘッドと
シリンダブロックの対向面の不整を吸収し、副ビード１
６は、補償部１５を形成する中間板１０に対するシール
性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多気筒エンジンにお
ける対向取付面間をシールするため使用され、孔に沿っ
てビードを形成した一対のビード基板と両者間に介在し
た中間板とから成る金属ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム製のシリンダヘッド
とシリンダブロックとのようなエンジンの構造部材は、
軽量である反面、剛性が低いためにエンジン運転時に両
者の間に相対変位が大きくなる傾向にあるので、両構造
部材の対向面間をシールする金属ガスケットは、シリン
ダボア（燃焼室）、水、油等の通路に対応する貫通孔の
周囲近傍にビードを形成した弾性金属板で製作されてい
る。

【０００３】従来の金属ガスケットとしては、ビードを
形成した弾性金属板から成る一対のビード基板と、前記
ビード基板間に介在させた中間板とから構成されている
ものが知られている。金属ガスケットをシリンダヘッド
とシリンダブロックとの対向面間に挟んで締め付けて全
屈状態に圧縮した状態にすると、一対のビード基板の各
ビードが押し潰されて変形するときの反作用により、両
対向面間でビード基板及び中間板がビードとその近傍に
おいて相互に強く圧接されて、貫通孔を通る流体が前記
対向面から漏出するのを阻止するシール機能が得られ
る。中間板は、一枚又は積層した一対の金属板から成
る。金属ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの間において締め付けた時、中間板は二枚のビード
基板の変形を制限するストッパ機能と両対向面間の間隙
の不整を吸収する吸収機能とを有する補償部を備えてい
る。

【０００４】上記のような金属ガスケットとして、特開
昭６２−１５５３７４号公報には、中間板にグロメット
を設けた金属ガスケットが開示されており、特開昭６４
−６５３６７号公報には、中間板に段差を形成すると共
にグロメットを設けた金属ガスケットが開示されてい
る。また、特開昭６３−２９３３６３号公報には、積層
した中間板の間にスペーサを介在させて段差を形成した
金属ガスケットが開示されている。更に、実開平４−６
６４５７号公報には、積層した中間板の一方の金属板に
は段差を形成し、他方の金属板には折返し部による段差
が形成されている金属ガスケットが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの金属ガスケッ
トは、板金加工により中間板の段差を形成することにな
るが、板金加工において段差の高さを任意に、或いは孔
の周囲において段差の高さを完全に一様に形成すること
は技術的に困難である。また、グロメット部を形成する
タイプの金属ガスケットは、シリンダブロックとシリン
ダヘッドとの間に締め付けて全屈状態に圧縮した状態で
エンジンを駆動し続けた場合に、グロメット部を形成す
る段差部や折返し部が、残留応力のある状態で更に繰り
返して作用する曲げ応力を受けるため、グロメット部に
亀裂やへたりが生じやすい。

【０００６】更に、中間板を二枚又はそれ以上の金属板
を積層して形成する場合やスペーサを介在させる場合に
は、既にビード基板を二枚の金属板で構成していること
自体も原因の一つになって、積層金属板の層間に隙間が
形成されやすくなり、金属ガスケットの貫通孔を通る燃
焼ガス等の流体が隙間を通って金属ガスケットの外部に
漏れやすくなる。流体漏れを防止する目的で金属板にゴ
ムや樹脂を塗装して積層金属板間の間隙を埋める考えも
提案されているが、ゴムや樹脂の層が劣化するに伴って
シリンダヘッドとシリンダブロックとを固定するボルト
の締結力が次第に小さくなり、ガスケットとしてのシー
ル性能が低下する。中間板にグロメットを形成する場合
には、シール性能の低下に加えて、上記の亀裂の発生防
止のために、加工程度が厳しくなるような折曲げ加工を
施すことができないという制約を受けること、段差の設
定と板厚とは互いに無関係に設定することができないこ
と、エンジンに使用する場合には圧縮比とガスケットの
総板厚に制約があること等の技術的背景から、中間板の
板厚の設定にも制約を受けるという不都合がある。積層
される金属板の枚数や付属の部品が増加すると、各部品
毎に設計、製造及び品質管理を必要とし、全体のコスト
を上昇させる。

【０００７】従来の金属ガスケットは、燃焼室孔の周縁
において、二枚のビード基板のビードの変形の制限、即
ち全圧縮防止機能と、締め付け時の対向取付面の不整吸
収機能とを有する補償部を得るためには、基本的に二枚
の中間板を必要としている。また、スペーサのような別
部材を用いたり、中間板を構成する金属板の一部に折返
し部を形成することにより補償部が形成されている。そ
のため、補償部には、上記のとおり応力やシールの問題
があり、更に製造上の工程増や品質管理を必要とし、そ
の結果コスト上昇が避けられない。

【０００８】本出願人は、図２３に示すような中間板の
補償部を改善した金属ガスケットを開発した（特願平７
−３０２１３号）。該金属ガスケットは、ビード基板５
１，５２の間に介在される中間板６０をビード基板５
１，５２の板厚よりも厚い板厚を有する金属板とし、中
間板６０には、ビード基板５１，５２の各ビード５３，
５４よりも孔の内側の領域に一方のビード基板５１に向
かってビード５３の高さより低い段差６３と段差６３よ
りも孔の内側の領域に他方のビード基板５２に向かって
段差６３以上の高さで且つ段差６３の高さとビード５４
の高さの和よりも低い段差６４とが形成されている。両
段差間の環状部が一方のビード基板５１のためのストッ
パ部即ち補償部６５となり、段差６４よりも孔Ａ側の環
状部が他方のビード基板５２のための補償部６６となっ
ている。金属ガスケットは、別部材を用いたり折返し部
を形成することなく、許容される範囲内で厚みを任意に
設定した補償部６５，６６が得られるので、面圧バラン
スを良好にし、ビード基板５１，５２の応力変動と補償
部６５，６６にかかる曲げ応力を軽減し、ビード５３，
５４の破損や補償部６５，６６の破損、シール効果の低
減を防止して安定したシール効果を発揮させると共に、
中間板６０に形成した両補償部６５，６６にビード５
３，５４を保護するシール効果を発揮させると共に、ビ
ード５３，５４の全圧縮を防止してビードを保護し、し
かも両補償部６５，６６を燃焼室孔Ａや燃焼ガス孔に沿
って各領域で形状を変更し或いは断続して形成し、孔間
及びボルトの位置関係で最適状態に形成している。

【０００９】更に、本出願人は、先に開発した上記金属
ガスケットの目的を達成しつつ、更に中間板と各ビード
基板との相互の構造に工夫を凝らすことにより、別部材
を必要とすることなく、折返し部のような応力的に厳し
い部分を形成することなく、貫通孔周りにおけるシール
性能を改善するとともに、ビード基板の応力変動を軽減
し、ビードの破損やシール効果の低減を防止して、安定
したシール効果を有する低コストに作製できる金属ガス
ケットを開発することを試みた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、並列する孔
に沿って主ビードをそれぞれ形成した弾性金属板から成
る一対のビード基板、及び前記ビードを対向して配置し
た前記ビード基板の間に介在され且つ前記ビード基板の
板厚よりも厚い板厚を有する中間板を具備し、中間板に
ストッパ部となるビードを形成して中間板にビードの凸
部が対向するビード基板に対する補償部の機能を持たせ
るとともに、他方のビード基板については中間板の前記
ビードと対応する副ビードも形成することにより、ビー
ド基板と中間板とのみからなり、ビード基板の応力変動
を軽減し、主ビードの破損を防止し、貫通孔周りにおい
て中間板やビード基板の積層金属板の間から燃焼ガス等
の流体の漏出を防止する安定したシール効果を得ること
ができ、製造コストを低減できる金属ガスケットに関す
る。

【００１１】また、この発明は、並列する孔に沿って主
ビードをそれぞれ形成した弾性金属板から成る一対のビ
ード基板、及び前記主ビードを対向して配置した前記ビ
ード基板の間に介在され且つ前記ビード基板の板厚より
も厚い板厚を有する中間板を有し、前記中間板には前記
主ビードよりも内側の領域に一方の前記ビード基板に向
かって前記主ビードの高さ未満の高さを有するビードが
形成され、他方の前記ビード基板には前記中間板のビー
ドの凹部と重なり合う凸部を有する副ビードが形成され
ている金属ガスケットに関する。

【００１２】この金属ガスケットは、前記中間板のビー
ドが形成される側の少なくとも一面において、締め付け
前の自由状態においては前記ビード基板との間に間隙を
有して対面するが、シリンダヘッドとシリンダブロック
とを締め付けボルト等によって締め付けたときに、両者
の対向取付面間に挟持されている前記ビード基板が、前
記主ビードの撓みを伴って前記中間板に対して漸次接近
当接し、前記中間板に形成した前記ビードによって前記
ビード基板の前記主ビードの全圧縮が防止され、厚みが
厚い前記中間板のビードは、前記一方のビード基板との
間隙の不整を吸収するためのストッパ部即ち補償部を形
成する。即ち、前記一方のビード基板は、前記中間板の
前記補償部に当接した後には変位量が制限され、前記ビ
ード基板の主ビードの全圧縮が防止され、前記主ビード
の弾性作用が残存され、また、シリンダヘッドやシリン
ダブロックの対向面の不整を吸収する機能も残ることに
なる。前記補償部を構成する中間板のビードの高さは、
前記中間板の主たる表面に対しては前記一方のビード基
板の主ビードの高さ未満となるから、前記補償部はビー
ドによって形成されていても剛性は高く、上記締め付け
によって変形することがあっても前記補償部としての機
能を損なわれない。

【００１３】また、中間板に形成された前記ビードの凹
部に対しては、対応する位置において他方の前記ビード
基板に形成した副ビードの凸部が重なり合うので、上記
全屈状態のときに前記中間板と前記ビード基板との間に
おける間隙が十分吸収されてシール性能を向上させる。
また、前記他方のビード基板に形成される主副二つのビ
ードの高さを比較的に低い等しい高さとすることができ
る。この場合には、前記他方のビード基板の副ビード
は、圧縮状態で中間板のビードに対して凹凸嵌合をスム
ースに行うことができる。

【００１４】また、前記中間板には、前記ビード基板の
主ビードよりも内側の領域の異なる半径位置においてそ
れぞれの前記ビード基板に向かって前記主ビードの高さ
未満の高さを有するビードが形成され、それぞれの前記
ビード基板には、締め付け時の全屈状態において凸部が
前記中間板に形成されたビードの凹部に重なり合う副ビ
ードが形成されている。

【００１５】この金属ガスケットによれば、一方の前記
ビード基板に対しては、前記中間板の一方のビードが当
該一方のビード基板の全圧縮を防止する第１補償部とな
り、また、他方の前記ビード基板に対しては、前記中間
板の他方のビードが前記他方のビード基板の全圧縮を防
止する第２補償部として作用する。従って、前記各ビー
ド基板は、それぞれ中間板の各面において対応するビー
ドからなる各補償部に当接した後には変位量が制限さ
れ、前記主ビードが完全に潰れる完全圧縮に至るまでに
は変形せず、前記主ビードの弾性作用が残存され、ま
た、シリンダヘッドやシリンダブロックの対向面の不整
を吸収する機能も残ることになる。前記第１及び第２の
補償部を構成するビードの高さは、前記中間板の主たる
表面に対しては前記主ビードの高さ未満となるから、前
記両補償部はビードによって形成されていても剛性は高
く、上記締め付けによって変形することがあっても前記
両補償部としての機能を損なわれない。そして、締め付
け時では、中間板に形成されたそれぞれのビードの凹部
に対して、ビード基板の副ビードの凸部が重なり合うの
で、中間板のビード基板に対する補償機能と、前記中間
板のビードとビード基板の副ビードの凹凸部の嵌合によ
るシール機能とを、中間板の両面において得ることがで
きる。

【００１６】また、前記中間板に、前記ビード基板の主
ビードよりも内側の領域の異なる半径位置においてそれ
ぞれの前記ビード基板に向かって前記主ビードの高さ未
満の高さを有するビードを形成する場合において、中間
板の前記両ビードの高さは同等とすることができる。一
方の前記ビード基板のための前記第１補償部が前記中間
板の一側平面に対して有する高さは、他方の前記ビード
基板のための前記第２補償部が前記中間板の他側平面に
対して有する高さと同じになり、従って、前記各ビード
基板に対する前記各補償部の作用もビードの凹凸嵌合に
よるシール機能も同じとなることが期待される。この場
合、前記両ビード基板は、圧縮に伴う応力状態のバラン
スもよく、どちらか一方の前記ビード基板に応力上の負
担が偏ることもない。

【００１７】更に、金属ガスケットの締め付け時に、前
記補償部を形成するために設けたビード部分に曲げ応力
状態が生じることは避けられなくても、前記ビード自体
が前記中間板の変形を拘束するから、前記中間板の前記
各補償部の変形量は前記ビード基板の前記主ビードが潰
れるような変形量と比較して充分小さくなり、前記中間
板と前記補償部との機能を維持することができる。前記
中間板の板厚ｔ₁ は、前記各ビード基板の板厚ｔ₂ の２
倍以上（ｔ₁ ／ｔ₂ ≧２）を前提として、２〜４倍程度
（ｔ₁ ／ｔ₂ ≧２〜４）の厚さに設定されることが好ま
しい。また、前記ビード基板の主ビードの外側の領域に
も副ビードを形成する場合には、隣接する貫通孔間の距
離が大きい場合には、隣の副ビードと会合することはな
いが、隣接する貫通孔間の距離が短い場合には、前記副
ビードからなるストッパ部は前記燃焼室孔間の領域で会
合して共通のストッパ部を形成する。

【００１８】更に、この金属ガスケットにおいて、前記
中間板のビードからなるストッパ部は、前記ビード基板
の主ビードに対するシール機能を有するものである。ま
た、前記ストッパ部は、前記孔間の領域で高く、前記孔
間以外の領域で低く形成されている。或いは、前記スト
ッパ部は、前記孔間の領域と前記各孔の中心を通る中心
軸線に垂直で且つ前記孔の中心を通る軸線上の領域とで
高く、それ以外の領域で低く形成されている。更に、前
記ストッパ部は、高い領域と低い領域との境界領域で滑
かな曲面で高さが変化している。又は、前記ストッパ部
は、前記孔に沿って断続的に形成されている。また、前
記中間板は前記ビード基板より軟質金属で作製されてい
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による金属ガスケットの実施例について説明する。この
金属ガスケットは、例えば、シリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの間或いはシリンダヘッドと排気マニホルド
との間に挟持されて対向取付面間をシールする。この金
属ガスケットは、シリンダブロックに形成されたシリン
ダボアに対応してシリンダボア孔即ち燃焼室孔、或いは
排気マニホルドの排気通路に対応して燃焼ガス孔が形成
されている。この金属ガスケットは、４気筒や６気筒の
ような多気筒エンジンに適用できるように、孔が複数個
を並列して形成されている。以下で説明する各実施例を
示す図面において、部品及び部分を示す符号は、同一の
構成及び同一の機能を有する部品及び部分に対して、同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００２０】図１及び図２を参照して、この発明による
金属ガスケットの一実施例について説明する。図１はこ
の発明による金属ガスケットの部分平面図、図２は図１
の線Ｉ−Ｉ線における拡大断面図である。この金属ガス
ケットは、燃焼室孔Ａの周囲にボルト孔Ｂの他に、水
孔、オイル孔等の各種の孔が穿設されている。

【００２１】この金属ガスケットは、２枚の同じ板厚を
有する弾性金属板から成るビード基板１，２と、ビード
基板１，２の板厚よりも厚い板厚を有し、両ビード基板
１，２間に介在された中間板１０とを積層した積層形タ
イプである。ビード基板１，２と中間板１０には、燃焼
室孔Ａが同じ位置に形成され、各種の孔は基本的には同
様の孔が穿設されている。ビード基板１，２の燃焼室孔
Ａに沿って燃焼室孔Ａと略同心に且つ環状に取り巻く断
面凸形の主ビード３，４が形成されている。主ビード
３，４は、中間板１０に対して同じ位置において凸部が
互いに対向して形成され、積層挟着したときにビード
３，４が中間板の各表面１１，１２に当接している。し
かし、ビード基板２の主ビード４は、その高さ及び幅が
ビード基板１の主ビード３よりも小さく形成されてい
る。

【００２２】中間板１０は、主ビード３，４と当接する
表面１１，１２が示されている部位よりも燃焼室孔Ａ側
の領域で、一方のビード基板１に向かってビード３の高
さＨよりも低く且つ中間板１０の厚みＤ未満の高さＥを
有するビード１３から成るストッパが燃焼室孔Ａを取り
囲む環状形状に形成されている。ビード１３は中間板１
０に板金加工によって形成されているので、中間板１０
の反対側の表面１２側には、Ｅと同じ値の深さＦを有す
る凹部１４が形成されている。この結果、中間板１０の
ビード１３は、ビード基板１のためのストッパ部即ち補
償部１５を形成している。金属ガスケットの締め付け前
の自由状態では、補償部１５とビード基板１との間には
間隙Ｓが形成されている。

【００２３】ビード基板２の副ビード１６は、その高さ
と幅が中間板１０のビード１３の高さと幅と同じであ
り、ビード基板１，２と中間板１０とを締め付けて固定
したときに、ビード基板２の副ビード１６の凸部１７が
中間板１０の凹部１４に丁度重なる形状に形成されてい
る。ビード基板２の主ビード４の高さと幅は、副ビード
１６の高さと幅と同じであってよいが、これに限定され
る必要はない。例えば、主ビードとしてのシール機能及
び対向面の不整吸収機能を一層確実に果たすには、図３
に示すように、ビード基板２の主ビード４を、ビード基
板１の主ビード３と同様程度に大きなビードとしてもよ
い。この場合、副ビード１６を含む部分は自由状態にお
いて中間板１０から若干離れて位置するが、対向面間に
締結具で締め付けて固定することに差し障りはない。

【００２４】金属ガスケットをシリンダヘッドとシリン
ダブロックとの対向面間に設置して締結具で締め付けた
ときに、ビード基板１，２のビード３，４は弾性変形し
て中間板１０に対して漸次接近当接するが、ビード基板
１に対しては中間板１０の補償部１５が、当接後の変位
量を制限してビード３の完全圧縮即ち全圧縮を防止し、
ビードとしての機能を保持するように働く。補償部を構
成するビード１３の高さの程度は、中間板１０の表面に
対して主ビード３の高さ未満であるから、補償部１５自
体の剛性は高く、上記締め付けに伴って変形することが
あっても補償部１５としての機能を損なうことはない。
ビード３の全圧縮状態を防止することができるので、良
好なシール性を確保できると共に、ビード基板１の応力
振幅が小さくなり、補償部１５に大きな曲げ応力及び応
力振幅を発生せず、結果として、ビード基板１に亀裂や
ヘタリが発生しない。また、補償部１５は締め付け時に
おけるシリンダヘッドの対向面に存在する不整を吸収す
る機能も有する。

【００２５】他方のビード基板２については、締結ボル
トによって対向面間に締め付けられたときに、主ビード
４が、その大きさの設定にもよるが、その締め付け力を
受けて全屈状態にまで圧縮されて、ビード基板２のビー
ドとしての主たる機能を有する。主ビード４の圧縮と同
時に、ビード基板２の副ビード１６は、中間板１０の凹
部１４内に嵌まり込む。副ビード１６の凸部１７は、中
間板１０のビード１３が形成される裏側に当たる凹部１
４とビード基板２との間に間隙を残すことがなくなるの
で、燃焼室孔Ａからの高温の燃焼ガスがビード基板２と
中間板１０との積層間を通って外部に漏出するのを極力
防止することができる。

【００２６】中間板１０はビード基板１，２より軟質金
属で作製されている。例えば、ビード基板１，２はＳＵ
Ｓ３０１で作製され、調整板である中間板１０はＳＥＣ
Ｃ（軟鋼鉄板）で作製されている。また、図４に示すよ
うに、ビード基板１，２を形成する弾性金属板の表面に
耐熱性及び耐油性の非金属材を、例えば、１０〜５０μ
ｍ程度の厚さにコーティングし、シリンダヘッド及びシ
リンダブロックに対して金属対金属の接触状態を回避
し、金属ガスケットとしての耐腐食性、耐久性及び強度
を確保したものである。例えば、ビード基板１，２の表
裏両面に対して耐熱性及び耐油性を有するフッ素ゴム５
をコーティングし、更にフッ素ゴム５上にアクリルシリ
コーン系樹脂６をコーティングしたものである。また、
ビード基板１，２の表面にコーティングした非金属材
は、ビード基板１，２の機械加工時に凹凸が存在してい
ても、該凹凸をカバーして充分なシール機能を果たす。

【００２７】次に、図５を参照して、この発明による金
属ガスケットの別の実施例を説明する。図５は、この発
明による金属ガスケットの別の実施例を示す断面図であ
る。図５に示す実施例は、図１〜図３に示す実施例と比
較して、中間板１０に設けるビードをビード基板１に向
かって凸となるビード１８の他に、ビード基板２に向か
って凸となるビード２３をも設け、それに対応させてビ
ード基板１にも、ビード２３の凹部２４に重なり合う凸
部２７を有する副ビード２６を設けた点で相違する以外
は同一の構成及び同一の機能を有する。即ち、中間板１
０には、孔Ａと主ビード３，４が接触する部分との間に
おいて、ビード基板１に向かって凸となるビード１８
と、ビード１８の孔Ａ寄りの部分にビード基板２に向か
って凸となる副ビード２３とがそれぞれ環状に形成され
ている。この結果、中間板１０の環状のビード１８は、
ビード基板１のためのストッパ部即ち補償部２０を、そ
して環状のビード２３は、ビード基板２のためのストッ
パ部即ち補償部２５を形成している。

【００２８】中間板１０のこのような構造に合わせて、
ビード基板２については、中間板１０のビード１８の凹
部１９に重なり合う凸部２２を有する副ビード２１を形
成する一方で、ビード基板１についても、中間板１０の
ビード２３の凹部２４に重なり合う凸部２７を有する副
ビード２６を形成する。金属ガスケットを締結具によっ
て対向面間に締め付けると、中間板１０のビード１８，
２３の凹部１９，２４には、ビード基板１，２の副ビー
ド２１，２６の凸部２２，２７が重なり合うように嵌合
するので、中間板１０と各ビード基板１，２との間で間
隙を残す可能性が少なくなり、中間板１０と各ビード基
板１，２との間を通って燃焼ガス等の流体の金属ガスケ
ットの外部への漏出防止を一層確実にすることができ
る。

【００２９】中間板１０のビード２３及びビード基板１
の副ビード２６の高さや幅は、孔Ａ，Ａ間の距離等によ
り適宜設定されるが、ビード基板２の副ビード２１とビ
ード基板１の高さと幅は副ビード２６の高さと幅と同じ
値に設定すると、ストッパ部のビード基板の変形制限に
よる主ビードの完全圧縮の防止、対向取付面の不整吸収
及びシール性能等の補償部としての機能を中間板１０の
両側でバランスさせることができ、更に応力状態のバラ
ンスもよく、どちらか一方のビード基板に応力上の負担
が偏ることもない。また、副ビード２１，２６の高さと
幅は、主ビード３，４の高さと幅よりも小さい値に設定
するのが好ましい。中間板１０のビード１８，２３につ
いては、孔Ａに近い位置にビード基板２に対する補償部
２５を形成するビード２３を、孔Ａから遠い位置にビー
ド基板１に対する補償部２０を形成するビード１８を配
置したが、補償部２０を孔Ａに近い位置に、補償部２５
を孔Ａから遠い位置に配置してもよい。

【００３０】次に、図６，図７及び図８を参照して、こ
の発明による金属ガスケットの別の実施例を説明する。
図６はこの発明による金属ガスケットの別の実施例を示
す平面図、図７は図６の線Ｋ−Ｋにおける断面図、及び
図８は図６のＬ−Ｌにおける断面図である。図６〜図８
に示す実施例は、図１〜図３に示す実施例と比較して、
ビード基板１，２に形成した主ビードが燃焼室孔Ａ間で
会合していない点で相違する以外は同一の構成及び同一
の機能を有する。即ち、ビード基板１に形成した主ビー
ド７及びビード基板２に形成した主ビード８は隣接した
燃焼室孔Ａの間で会合せずに独立して形成されている。
この実施例では、中間板１０に形成されたビード１５
（補償部やストッパ部）は、シリンダヘッド側に配置さ
れているビード基板１側へ突出している。中間板１０の
ビード１３の凹部１４に重なり合うことができる凸部１
７を有する副ビード１６がビード基板２に形成されてい
る。この実施例において、中間板１０の板厚は、ビード
基板１，２の板厚よりも３〜５倍程度厚く形成されてい
る。図６〜図８には、中間板１０にビード基板１に向か
って凸となるビード１３のみを形成する例を示したが、
図５に示した実施例と同じように、ビード基板２に向か
って凸となるビードを同時に形成してよい。

【００３１】次に、図９、図１０及び図１１を参照し
て、この発明による金属ガスケットの更に他の実施例を
説明する。図９はこの発明による金属ガスケットの更に
他の実施例を示す平面図、図１０は図９の線Ｍ−Ｍにお
ける断面図、及び図１１は図９のＮ−Ｎにおける断面図
である。図９〜図１１に示す実施例は、図１，図２に示
す実施例と比較して、中間板１０に形成したビードがビ
ード基板のビードの内側と外側に形成されている点で相
違するのみである。即ち、中間板１０には、ビード３の
内側にビード２８が形成され、ビード３の外側にビード
２９が形成されている。更に、ビード３の外側の領域に
形成されているビード２９は、燃焼室孔Ａ間の領域には
侵入していない。

【００３２】次に、図１２、図１３及び図１４を参照し
て、この発明による金属ガスケットの更に他の実施例を
説明する。図１２はこの発明による金属ガスケットの更
に他の実施例を示す平面図、図１３は図１２の線Ｑ−Ｑ
における断面図、及び図１４は図１２のＰ−Ｐにおける
断面図である。図１２〜図１４に示す実施例は、図６〜
図８や図９〜図１１に示す実施例と比較して、中間板１
０に形成した外側のビード３１が燃焼室孔Ａ間の領域で
会合して共通のビード３２に形成されている。即ち、ビ
ード基板１の主ビード７，８は、燃焼室孔Ａ間の領域で
会合せず、それぞれ独立している。中間板１０には、主
ビード７の内側と外側にはそれぞれビード３０，３１が
形成されている。主ビード７よりも外側に位置するビー
ド３１は、燃焼室孔Ａ間の領域で会合して共通のビード
３２を形成している。

【００３３】次に、図１５を参照して、この発明による
金属ガスケットの別の実施例を説明する。図１５はこの
発明による金属ガスケットの別の実施例を示す説明図で
ある。中間板１０に形成されたビード３３は、燃焼室孔
間の領域３４と、各燃焼室孔の中心Ｏを通る中心軸線Ｘ
に垂直で且つ燃焼室孔の中心Ｏを通る軸線Ｙ上の領域３
５とで高く、それ以外の領域３６で低く形成されてい
る。ビード３３は、高い領域３５と低い領域３６との境
界領域３７で滑かな曲面で高さが変化している。例え
ば、中間板１０に形成したビード３３の高さは、領域３
５及び領域３５で６０μｍ程度であり、領域３６で３０
μｍ程度に形成されている。これらのビード３３の高さ
の変化は、シリンダブロックにシリンダヘッドを固定す
るボルトの締結位置より遠い領域を高く形成し、ビード
基板のビードの面圧を均等にする機能を有している。場
合によっては、ビード３３は、燃焼室孔間の領域３４で
高く、燃焼室孔間以外の領域で低く形成することもでき
る。

【００３４】次に、図１６〜図２２を参照して、この発
明による金属ガスケットの更に別の実施例を説明する。
図１６はこの発明による金属ガスケットの更に別の実施
例を示す平面図、図１７は図１６の線Ｒ−Ｒにおける断
面図、図１８は図１６のＳ−Ｓにおける断面図、図１９
は図１６のＴ−Ｔにおける断面図、図２０は図１６に示
す金属ガスケットの中間板を示す平面図、図２１は図２
０の線Ｕ−Ｕにおける断面図、及び図２２は図２０のＶ
−Ｖにおける断面図である。この実施例は、図６〜図８
に示す実施例と比較して、中間板１０に形成したストッ
パ部３８が燃焼室孔Ａに沿って断続的に形成されてい
る。即ち、中間板１０には、ストッパ部３８が燃焼室孔
Ａ間の円弧状の領域３４で形成され、各燃焼室孔Ａの中
心Ｏを通る中心軸線Ｘに垂直で且つ燃焼室孔Ａの中心Ｏ
を通る軸線Ｙ上の円弧状の領域３５で形成され、それ以
外の領域３６は形成されていない。また、ストッパ部３
８は、領域３４，３５と領域３６との境界領域で滑かな
曲面で高さが変化している。従って、中間板１０に形成
されたストッパ部３８は、シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの締結ボルトの位置との関係で最も遠い領域に
形成されており、ビード基板のビードに対して締結ボル
トの締結応力が小さくなる領域でビードの所定量の面圧
を維持する機能を果たすことができる。中間板１０のス
トッパ部３８の裏面の凹部には、ビード基板からの副ビ
ードの凸部が丁度嵌合している点は言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】この発明による金属ガスケットは、上記
のように構成されているので、二枚のビード基板のそれ
ぞれの主ビード部が当接する一枚の中間板の少なくとも
一方の面において、対向する一方のビード基板に対する
完全圧縮を防止するとともに対向取付面の不整を吸収す
る機能と前記主ビードの保護のためのシール機能を有す
る補償部が形成される。即ち、中間板に形成したビード
による環状部は一方の前記ビード基板に対する前記主ビ
ードの全圧縮を防止し且つシール性を向上させる補償部
を構成する。また、中間板に形成された前記ビードの凹
部に対しては、対応する位置において他方の前記ビード
基板に形成した副ビードの凸部が重なり合うので、上記
全圧縮状態のときに中間板と前記ビード基板との間にお
ける間隙が十分吸収され、中間板に補償部を形成するこ
とによる反対側のビード基板との間に生じやすい間隙を
埋めてシール性能を向上させることができる。

【００３６】この金属ガスケットは、一対のビード基板
とその間に介在した中間板から成り、中間板の板厚ｔ₁
を前記各ビード基板の板厚ｔ₂ の２倍以上（ｔ₁ ／ｔ₂
≧２）を前提として、２〜４倍程度（ｔ₁ ／ｔ₂ ≧２〜
４）の厚さに形成し、前記中間板に前記ビードに沿って
前記ビードの高さ未満の高さのストッパ部を形成したの
で、前記ビードの過圧縮防止による前記ビードのへた
り、亀裂の発生するのを防止でき、前記ストッパ部によ
って前記ビード側への燃焼ガスの流入を遮断をして高温
ガスによる腐食等から前記ビードを保護し、前記ビード
の機能の低下を防止する。

【００３７】従って、この金属ガスケットでは、一対の
前記ビード基板と一枚の前記中間板のみで構成でき、部
品点数を減らすことができ、加工工程を低減し、ビード
加工という簡単な加工形状であるので、製造コストを大
幅に低減できるのみならず、部品の加工精度をアップで
き、累積誤差を低減でき、前記ストッパ部の高さのコン
トロールが容易になり、層間数の低減によってシール性
能をアップさせ、信頼性に富んだ製品を提供することが
できる。前記中間板に形成する前記ストッパ部は、ガス
ケット組み付け時のシリンダヘッド側、シリンダブロッ
ク側或いは両側に設けることができる。更に、前記スト
ッパ部の高さは、前記中間板に均一な高さに形成するこ
とができるが、場合によっては、孔に沿う周囲の領域に
よって高低を持たせたり、又はエンジンの変形、例え
ば、シリンダヘッドとシリンダブロック、或いはシリン
ダヘッドと排気マニホルドとの間への取付面における面
変形、運転時の熱・爆発等による変形に対応して高低を
持たせることができる。又は、前記ストッパ部は孔に沿
って連続して設けたり、孔に沿って部分的或いは断続的
に形成することもできる。また、前記ストッパ部の形状
は、環状凸部、円弧状凸部、円形突部等に形成できる。

【００３８】また、この金属ガスケットでは、前記中間
板にストッパ部を形成するのにスペーサのような別部材
を用いておらず、別部材を製作する必要もなく、前記中
間板に対して組立てや固定をする必要がなく、コスト低
減ができる。更に、前記中間板に前記ストッパ部を形成
することによって、組立てや固定が不完全である場合に
予想される不具合の問題が無くなる。また、この金属製
ガスケットは、前記中間板にストッパ部を形成するの
に、折返し部を形成することなく、また、前記ビード基
板の孔側端縁にも折返し部を設ける構成でないので、折
返し部を形成するという製造上の工程を必要とせず、折
返し部に亀裂が発生するという対策を講じる必要がな
く、製造コストを低減できる。

【００３９】また、この金属ガスケットは、前記中間板
の表面からの前記ストッパ部である補償部の高さは、前
記ビードの設定により任意に設定することができるか
ら、前記両ビード基板の対向取付面への面圧バランスも
適宜に変更することができる。前記ビード基板の応力変
動と補償部にかかる曲げ応力を、例えば、前記ビード基
板の特性の違いがある場合等の状況に応じて設定できる
という余裕が生じ、結果的に、前記ビード基板の前記主
ビードの破損や前記補償部の破損、シール効果の低減を
防止して、安定したシール効果を発揮することができ
る。

【００４０】中間板の両面にそれぞれ対向するビード基
板に対して同じ高さのビードをストッパ部として形成し
た金属ガスケットの場合には、一方の前記ビード基板の
ための第１補償部が前記中間板の一側平面に対して有す
る高さは、他方の前記ビード基板のための第２補償部が
前記中間板の他側平面に対して有する高さと同じにな
り、力学的特性が同じ前記各ビード基板に対する前記両
補償部の作用に差異が生じないことが期待できる。この
場合、前記両ビード基板は、圧縮に伴う応力状態のバラ
ンスもよく、結果的に、前記ビード基板の応力変動と前
記中間板の前記補償部にかかる曲げ応力を一方の前記ビ
ード基板及び前記補償部にのみ偏らせることなく均等に
負担することにより、前記ビード基板の前記主ビードの
ヘタリ及び破損、補償部の破損、並びにシール効果の低
減を防止して、安定したシール効果を発揮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属ガスケットの部分平面図で
ある。

【図２】この発明による金属ガスケットの一実施例を示
しており且つ図１の線Ｉ−Ｉ線における拡大断面図であ
る。

【図３】この発明による金属ガスケットの一実施例を示
しており図２に示した金属ガスケットの下側ビード基板
の構造を一部変更した例を示す断面図である。

【図４】この金属ガスケットにおけるビード基板と中間
板を説明する分解図である。

【図５】この発明による金属ガスケットの別の実施例を
示す断面図である。

【図６】この発明による金属ガスケットの別の実施例を
示す平面図である。

【図７】図６のＫ−Ｋにおける断面図である。

【図８】図６の線Ｌ−Ｌに相当する部分の断面図であ
る。

【図９】この金属ガスケットの別の実施例を示す平面図
である。

【図１０】図１０の線Ｎ−Ｎにおける断面図である。

【図１１】図１０のＭ−Ｍにおける断面図である。

【図１２】この発明による金属ガスケットの更に他の実
施例を示す平面図である。

【図１３】図１２の線Ｑ−Ｑにおける断面図である。

【図１４】図１２の線Ｐ−Ｐにおける断面図である。

【図１５】この発明による金属ガスケットの別の実施例
を示す説明図である。

【図１６】この発明による金属ガスケットの更に別の実
施例を示す平面図である。

【図１７】図１６の線Ｒ−Ｒにおける断面図である。

【図１８】図１６のＳ−Ｓにおける断面図である。

【図１９】図１６のＴ−Ｔにおける断面図である。

【図２０】図１６に示す金属ガスケットの中間板を示す
平面図である。

【図２１】図２０の線Ｕ−Ｕにおける断面図である。

【図２２】図２０の線Ｖ−Ｖにおける断面図である。

【図２３】先行技術の金属ガスケットの一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１，２ ビード基板 ３，４，７，８，１３，１８，２３ ビード ２８，２９，３０，３１，３２ ビード １０ 中間板 １１，１２ 表面 １４ 凹部 １５，２０，２５ ストッパ部 １６ 副ビード １７ 凸部 ３４ 燃焼室孔間の領域 ３５，３６ 領域 ３７ 境界領域 Ａ 燃焼室孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 正彦 大阪府東大阪市加納２丁目１番１号 日本 ガスケット株式会社内 (72)発明者 新保 善一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉村 一昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中田 和哉 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列する孔に沿って主ビードをそれぞれ
   形成した弾性金属板から成る一対のビード基板、及び前
   記主ビードを対向して配置した前記ビード基板の間に介
   在され且つ前記ビード基板の板厚よりも厚い板厚を有す
   る中間板を有し、前記中間板には前記主ビードよりも内
   側の領域に一方の前記ビード基板に向かって前記主ビー
   ドの高さ未満の高さを有するビードが形成され、他方の
   前記ビード基板には前記中間板のビードの凹部と重なり
   合う凸部を有する副ビードが形成されている金属ガスケ
   ット。
2. 【請求項２】 前記中間板の板厚は前記ビード基板の板
   厚の２倍以上である請求項１に記載の金属ガスケット。
3. 【請求項３】 前記中間板のビードは前記ビード基板の
   主ビードの全圧縮を防止する補償部を構成する請求項１
   又は２のいずれかに記載の金属ガスケット。
4. 【請求項４】 前記ビード基板の主ビードの外側に対応
   する領域に形成された前記中間板のビードは、前記孔間
   の領域で会合して共通のビードを形成していることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれに記載の金属ガスケッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記中間板のビードは前記ビード基板の
   主ビードに対するシール機能と全圧縮を防止するストッ
   パ機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   かに記載の金属ガスケット。
6. 【請求項６】 前記中間板のビードは、前記孔間の領域
   で高く、前記孔間以外の領域で低く形成されていること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属ガス
   ケット。
7. 【請求項７】 前記中間板のビードは、前記孔間の領域
   と前記各孔の中心を通る軸線上の領域と前記軸線に垂直
   な領域とで高く、それ以外の領域で低く形成されている
   請求項１〜５のいずれかに記載の金属ガスケット。
8. 【請求項８】 前記中間板のビードは、高い領域と低い
   領域との境界領域で滑かな曲面で高さが変化している請
   求項６又は７に記載の金属ガスケット。
9. 【請求項９】 前記中間板のビードは、前記孔に沿って
   断続的に形成されている請求項１〜５項のいずれかに記
   載の金属ガスケット。
10. 【請求項１０】 前記中間板は前記ビード基板より軟質
    金属で作製されている請求項１〜９項のいずれかに記載
    の金属ガスケット。