JPH11241769A - 金属製ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の弾性金属板の間にシム板を介装した金
属製ガスケットにおいて，シム板と弾性金属板との固定
する固定部をウォータジャケットに対応した位置で行う
ことにより，固定部と対向面との干渉を無くしてシム機
能を確保する。 【解決手段】 金属製ガスケット１Ａを構成する弾性金
属板２，３の間に介装されるシム板４は，シリンダブロ
ック５０のシリンダ体５１の端面５７の範囲に相当する
本体部分２１と，本体部分２１から一体的にウォータジ
ャケット５８に対応する位置に延びる張出部分２３とか
ら成る。シム板４を弾性金属板３とをかしめによって固
定する固定部３０は張出部分２３に位置しているので，
シリンダブロック５０とシリンダヘッドとの間に締め付
けた状態では，固定部３０が端面５７を含む対向面と干
渉せず，金属製ガスケット１Ａのシール機能を損わな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，一対の構造体の
対向面間、例えば、エンジンのシリンダブロックとシリ
ンダヘッドとの間に挟持されて対向面間をシールする金
属製ガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，多気筒エンジンのシリンダブロッ
クとシリンダヘッドとの間のようなエンジンを構成する
構造体の対向面間にガスケットを配置し，シリンダヘッ
ドをシリンダブロックに締付ボルト等で締付けて両対向
面をシールすることが行われている。このガスケットは
シリンダブロックとシリンダヘッドとの当接面から燃焼
ガス等が漏洩しないように配設されるものであり、種々
のタイプのガスケットが使用されている。

【０００３】最近のエンジンは，軽量化、小型化、或い
は高出力指向をめざす自動車用高性能エンジンが開発さ
れており，軽量化のためにアルミニウム合金から成るシ
リンダヘッドを採用している。しかしながら，アルミニ
ウム合金は，軽量ではある反面，剛性が低いので，エン
ジンの運転・停止又は運転状態に応じて生じる温度変化
によって熱膨張或いは熱収縮が増大し、或いはエンジン
使用時における繰り返し応力や冷熱サイクル条件によっ
てガスケットに加わるストレス即ち熱負荷のために、ガ
スケットの歪みが増大し，ガスケットの破壊やシール面
圧の急激な低下によって対向面間からガス漏れ等の不具
合が多く生じることがある。そこで、従来のアスベスト
等のガスケットの代替となる有効なシール手段として、
金属製ガスケットを用いる方法が一般的に知られること
となり、金属製ガスケットについて種々のガスケットが
開発されている。金属製ガスケットには，ピストンが往
復動するためにシリンダブロック内に形成したシリンダ
ボアに対応したボア孔が形成されており，ボア孔の周囲
には環状のビードが形成されている。ボア孔以外にもボ
ルト孔等の貫通孔の周囲近傍にビードが形成されてい
る。金属製ガスケットを間に挟んだ状態でシリンダヘッ
ドとシリンダブロックとをボルト等によって締め付けて
固定するときに，ビードが取付面に対して弾性的な接触
部，特にシリンダボアの周囲の対向面間においては環状
接触部を形成することにより，取付面間が燃焼室や水
孔，オイル孔，ボルト孔等の各種の孔の周囲がシールさ
れる。

【０００４】ところで，金属製ガスケットは，通常，複
数枚の金属板から構成されている。金属板には，ビード
を形成した弾性金属板や中間板，調整板等が含まれる。
これらの金属板は，エンジン構成部品の一つである金属
製ガスケットとしての運搬，保管及び組立等の取扱いを
可能とするために，ボア孔の近傍部において溶接等の手
段で互いに固着されている。このような従来の固定構造
では，大がかりな溶接設備を導入する等の必要があるた
めに，金属製ガスケットの製造コストの一層の低減の妨
げの要因の一つになっている。

【０００５】従来，ストッパ機能を備えた金属製ガスケ
ットとして，特開平４−３４７０６５号公報に開示され
たものがある。このストッパ機能を備えた金属製ガスケ
ットは，ボア孔の周囲にビードを形成した弾性金属板の
ビードの凹面側においてボア孔の端縁部から部分的なシ
ム板を併設し，ボア孔寄りの平坦部にて弾性金属板に固
定したものである。この金属製ガスケットによれば，シ
ム板に当接する部分のビードは全屈したとしても残りの
部分は全屈せずに復元性を有するため，ボア孔間が狭い
場合でもストッパ機能を奏することができる。また，ビ
ードが形成された弾性金属板を二枚とする場合は，ビー
ドの凸部が互いに外側を向くように二枚の弾性金属板を
重ね，ビードの凹面側となる両弾性金属板間に，ボア孔
の端縁部から延びる部分的なシム板が併設されている。

【０００６】また，各基板に生じる応力バランスを均一
に保ちながら厚さ調節が可能で，高いシール性能を確保
することを図った金属ガスケットとして，特開平４−１
７５５７９号公報に開示されたものがある。この金属ガ
スケットは，シリンダブロックの燃焼室ボアに対応して
ボア孔が形成されると共にボア孔周囲にビードが形成さ
れた二枚の弾性金属板を互いにビードが外方へ凸型をな
すように積層されており，ビードよりもボア孔側にて両
基板の間に増厚部材を接合したものである。

【０００７】また，オープンデッキタイプのエンジンに
は，各シリンダ体が独立して形成されて各シリンダ体の
周囲がウォータジャケットとなっているフルオープンデ
ッキタイプのエンジン，又は一部或いは全部のシリンダ
体が互いに一体化され，一体化されたシリンダ体の周囲
がウォータジャケットとされているセミオープンデッキ
タイプのエンジンがある。かかるオープンデッキタイプ
のエンジンにおいては，シリンダブロックをアルミニウ
ム合金製とし，シリンダライナを耐摩耗性を考慮した特
殊鋳鉄製としたものがある。特にシリンダライナがウォ
ータジャケットに直接露出していない乾式ライナを備え
るシリンダブロックにおいては，シリンダボアの周囲の
デッキ面に，シリンダライナとシリンダライナが嵌め込
まれたシリンダケーシングとの境界線が現れている。こ
のようなエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック
との対向面間に，特にビードの凸部が外側に向くように
積層した金属製ガスケットを配置した場合，弾性金属板
のビードの凸部が，デッキ面上の境界線上に位置するこ
とがある。シリンダケーシングとシリンダライナとは別
部材であるため境界線で僅かな段差が生じ易いので，シ
リンダヘッドをシリンダブロックに締め付けたときにシ
ールラインが不確実になるおそれがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】オープンデッキ型のエ
ンジンにおいて，ビードが形成された弾性金属板に板厚
調整機能を与えるシム板に，シリンダボアとウォータジ
ャケットとの間に位置する環状デッキ面の全体にわたっ
て不整吸収機能や面圧分散機能等のシール性能を向上さ
せる機能を持たせることできれば，部品の複合機能化の
点で好ましい。また，乾式ライナを有するシリンダブロ
ックを有するエンジンにおいては，乾式ライナとシリン
ダケーシングとの境界線が存在するために不整となり易
いシリンダボア周りのデッキ面を確実にシールすること
ができる構造が求められている。更に，乾式ライナを有
するシリンダブロックはアルミニウム合金製とされるこ
とがあるが，剛性が鋳鉄と比較して低いアルミニウム合
金製のデッキ面を高いシール面圧から保護することも求
められている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，溶接
を用いることなく簡素で機械的な固定構造によって弾性
金属板とシム板とを固定することにより，弾性金属板と
中板シムとから成る金属製ガスケットの全体を一つの部
品として低コストで一体化し，シム板が本来有する板厚
調整機能を奏すると共にシリンダボアとウォータジャケ
ットとの間のデッキ面の不整を吸収し且つ面圧の分散を
図ってシール性能を向上することが可能な金属製ガスケ
ットを提供することである。また，シールラインを多重
に設ける等により，シリンダヘッドをシリンダブロック
に締め付けたときにボア孔周りにできるだけ面圧を分散
させることが好ましい。

【００１０】この発明は，シリンダボアが形成されたシ
リンダ体の周囲にウォータジャケットが形成されたシリ
ンダブロックと，前記シリンダブロックに取り付けられ
るシリンダヘッドとの対向面間に介装されて適用される
金属製ガスケットにおいて，前記シリンダボアに対応し
た第１ボア孔及び前記第１ボア孔に沿ったビードが形成
された一対の弾性金属板と前記第１ボア孔に対応する第
２ボア孔が形成され且つ前記弾性金属板間に積層された
シム板とを具備し，前記シム板は前記ウォータジャケッ
トに対応して位置する部分において少なくとも一方の前
記弾性金属板に対してかしめによって結合されているこ
とから成る金属製ガスケットに関する。

【００１１】この発明による金属製ガスケットにおいて
は，ビードが形成された二枚の弾性金属板と弾性金属板
間に設けられるシム板とのかしめによる固着が，シム板
の本体からウォータジャケットに対応して位置する部分
で行われるので，シリンダヘッドをシリンダブロックに
取り付けた状態では，シム板と弾性金属板との結合部は
ウォータジャケットに対応しているのみであってシリン
ダボア周りのデッキ面と干渉することがない。したがっ
て，デッキ面から作用する力によって固定部に亀裂等を
生じて弾性金属板とシム板とを固定する機能が失われる
ことがなく，或いは逆に固定部分がデッキ面に損傷を与
えることもない。また，シリンダボアとウォータジャケ
ットとの間に位置する環状デッキ面全体においては，弾
性金属板間にシム板が存在しているので，シム板による
板厚調整と不整吸収が行われ，シール性能が確保され
る。

【００１２】この金属製ガスケットにおいて，前記ビー
ドは，第１ボア孔に沿って複数条に形成されている。ビ
ードの条数が増加すると，シールラインが増加して金属
製ガスケットによるシール性能が向上する。

【００１３】この金属製ガスケットにおいて，両弾性金
属板は，互いに異なる板厚を有している。板厚を弾性金
属板に応じて変更することにより，板厚調整機能に幅を
持たせることができる。

【００１４】この金属製ガスケットにおいて，シム板
は，一方の弾性金属板に対して，又は両方の弾性金属板
に対してかしめによって結合されている。

【００１５】この金属製ガスケットにおいて，シム板に
は，金属製ガスケットの総板厚を調整する厚さ調節板が
積層されている。

【００１６】この金属製ガスケットにおいて，一方の弾
性金属板にはかしめを形成する工具が挿通可能な通し孔
が形成され，シム板と他方の弾性金属板とは，通し孔を
挿通して適用された工具によって形成されたかしめによ
って結合されている。

【００１７】この金属製ガスケットにおいて，シム板の
ウォータジャケットに対応して位置する部分は，かしめ
による結合部にのみ設けられている。

【００１８】この金属製ガスケットにおいて，シム板の
ウォータジャケットに対応して位置する部分にはハーフ
ビードが形成されており，シム板は，ハーフビードが形
成された部分において，ハーフビードの凸側に積層する
弾性金属板とかしめによって結合されている。或いは，
少なくとも一方の弾性金属板には，シム板のウォータジ
ャケットに対応して位置する部分に対応してシム板側に
凸となるハーフビードが形成されており，シム板は，弾
性金属板のハーフビードが形成された部分に対してかし
めによって結合されている。

【００１９】この金属製ガスケットにおいて，シム板は
二枚の弾性金属板の間に挟まれて積層されており，弾性
金属板に形成されたビードは，各ビードの凸部が互いに
対向する向きでシム板に積層されている。

【００２０】この金属製ガスケットにおいて，シム板と
少なくとも一方の弾性金属板とは，積層した状態で一部
を厚さ方向にプレスによって変形させた各板の変形底部
の周囲部が隣接する各板相互の食い込み部分で互いに結
合されている。

【００２１】この金属製ガスケットにおいて，弾性金属
板には，ウォータジャケットに対応する領域よりも外側
の周辺領域において第１ボア孔に沿って形成したビード
の高さよりも低い高さを有する周辺ハーフビードが形成
されている。

【００２２】この金属製ガスケットにおいて，シム板
は，一方の弾性金属板に沿わせた形状に形成されてい
る。シム板は，平坦な板にする必要はなく，かしめを行
う時のセッティングを容易にするため，一方の弾性金属
板に沿う形状を持たせてよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による金属製ガスケットの実施例を説明する。図１はこ
の発明による金属製ガスケットの一方の弾性金属板の一
例を示す平面図，図２は図１に示した弾性金属板に積層
される他方の弾性金属板の一例を示す平面図，図３は図
１及び図２に示された弾性金属板間に介装されるシム板
の一例を示す平面図である。

【００２４】この発明による金属製ガスケット１は，一
対の構造体としてのシリンダブロックとシリンダヘッド
とが対向する取付面間のシールを行うため，かかる取付
面間に挟持されるヘッドガスケットである。金属製ガス
ケット１の説明に先立って，この金属製ガスケット１が
適用されるエンジンのシリンダブロックに５０について
説明する。図１１は，この発明による金属製ガスケット
１が適用される多気筒エンジンのシリンダブロック５０
を示す平面図である。シリンダブロック５０は，並列し
て設けられたシリンダ体５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ・・
（総称する場合は，符号５１を用いる）が互いに隣接す
る各シリンダ体５１の会合部分Ｍで一体化されているセ
ミオープンデッキタイプのエンジン用のものであり，各
シリンダ体５１には，ピストンが往復動するシリンダボ
ア５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ・・（総称する場合は，符号
５２を用いる）が形成されている。各シリンダ体５１
は，シリンダライナ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ・・（総称
する場合は，符号５３を用いる）とシリンダライナ５３
が嵌合されるシリンダケーシング５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ・・（総称する場合は，符号５５を用いる）とから構
成される。シリンダ体５１の周囲には，ウォータジャケ
ット部５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ・・が連続しているウォ
ータジャケット５８が形成されている。ウォータジャケ
ット５８の外側において，シリンダヘッド（図示せず）
を取り付けるためのボルトが螺入されるボルト穴５９が
形成されている。なお，例えば，図４に示すように，シ
リンダライナ５３の端面５４とシリンダケーシング５５
の端面５６とは，シリンダブロック５０の対向面の一部
を構成するシリンダ体５１の端面５７を構成している。

【００２５】図１に示す弾性金属板２は金属製ガスケッ
ト１を構成する一対の弾性金属板の一方の弾性金属板で
あり，図２に示す弾性金属板３は金属製ガスケット１を
構成する他方の弾性金属板である。図３に示すシム板４
は，弾性金属板２，３間に挟んだ状態で積層される。弾
性金属板２，３は，例えばステンレスばね鋼板（ＳＵＳ
３０１ＣＳＰ−３／４Ｈ）の金属材料を打ち抜いてビー
ド加工等の成形加工をし，所定の張り強さ，伸び，及び
硬さを備えるために熱処理と表面処理が施したものであ
る。シム板４は，ステンレスばね鋼板（ＳＵＳ３０４）
の金属材料を打ち抜いて形成されるが，弾性金属板２，
３よりも薄い金属板から製作される。

【００２６】弾性金属板２には，シリンダブロック５０
に形成されたシリンダボア５２の数と位置に対応して，
ボア孔縁８Ａ〜８Ｄ（総称するときは，ボア孔縁８とす
る）によって縁取られたボア孔５Ａ〜５Ｄ（総称する場
合には，ボア孔５とする）が並列して形成されている。
弾性金属板３には，弾性金属板２の場合と同様に，ボア
孔縁１８Ａ〜１８Ｄ（総称するときは，ボア孔縁１８と
する）によって縁取られたボア孔１５Ａ〜１５Ｄ（総称
する場合には，ボア孔１５とする）が並列して形成され
ている。弾性金属板２，３のボア穴５とボア穴１５と
は，互いに対応しており，同じ位置に且つ同じ大きさで
形成されており，弾性金属板２，３における第１ボア孔
を構成している。

【００２７】シム板４にも，シリンダブロック５０に形
成されたシリンダボア５２及び弾性金属板２，３のボア
穴５とボア穴１５との数，位置及び大きさに対応して，
ボア孔縁２８Ａ〜２８Ｄ（総称するときは，ボア孔縁２
８とする）によって縁取られたボア孔２５Ａ〜２５Ｄ
（総称する場合には，ボア孔２５とする）が並列して形
成されている。ボア孔２５は，弾性金属板２，３に形成
された第１ボア孔に対応する第２ボア孔を構成してい
る。シム板４は，シリンダ体５１の端面５７に対応して
いる本体部分２１（各シリンダ体５１に対応した本体部
分２１Ａ〜２１Ｄから成る。総称するときは，符号２１
を用いる）と，本体部分２１から延びる張出部分２３，
２４とから構成されている。本体部分２１の輪郭は，シ
リンダボア５２の開口を定める端縁６２に対応したボア
孔縁２８Ａ〜２８Ｄと，ウォータジャケット５８の開口
を定める端縁６８に対応した一連の外側端縁２２Ａ〜２
２Ｄとから成る。張出部分２３，２４は，金属製ガスケ
ット１をシリンダブロック５０の対向面に載置した状態
で，ウォータジャケット５８に対応した位置に延びてい
る部分である。張出部分２３は，本体部分２１が隣接す
るボア孔２５間で会合する領域２６の近傍に位置し，張
出部分２４は領域２６とは異なる領域から延びている。
なお，想像線で示す張出部分２４ａのように，張出部分
を適宜の位置に必要な数だけ設けることができる。ウォ
ータジャケット５８に対応する位置への無駄な張出し等
を無くすため，張出部分２３，２４，２４ａの数は必要
最小限とし，設けた張出部分にはすべてに，かしめによ
る結合部を形成するのが好ましい。

【００２８】また，弾性金属板２には，ボア孔５Ａ〜５
Ｄに沿ってそれぞれビード６Ａ〜６Ｄ（総称するとき
は，ビード６とする）が，また弾性金属板３にも，同様
に，ボア孔１５Ａ〜１５Ｄに沿ってそれぞれビード１６
Ａ〜１６Ｄ（総称するときは，ビード１６とする）が，
それぞれ環状に形成されている。弾性金属板２と弾性金
属板３は，ビード６，１６が，それぞれボア孔５の孔縁
８，１８に沿って且つビード６，１６の凸部がシム板４
を介して互いに対向する向きに積層されている。

【００２９】金属製ガスケット１がボルト等によってシ
リンダヘッドとシリンダブロック５０との対向面間に締
め付けられた状態では，ビード６，１６は，共にシム板
４と両対向面とに対して押し潰されて変形する。この変
形により，ビード６，１６は，高いシール性能が要求さ
れるボア孔５，１５の周りにおいて，その内外の裾位置
の部分が両対向面に強く接触して面圧が十分に高くなる
弾性的な４条の環状接触部（シールライン）を形成し，
ボア孔５，１５を通る高温の燃焼ガス等の流体が対向面
から漏出するのを阻止している。隣接するボア孔５間又
はボア孔１５間以外のボア孔の周りにおいては，隣接す
るボア間に比較して燃焼ガスの漏洩程度は低いので，ビ
ード６，１６から成る１条のビードが形成されている。
また，金属製ガスケット１が両対向面間に締め付けられ
たときに，シム板４が存在しているために，ボア孔５，
１５の孔縁８Ａ，１８Ａ，及び２８Ａにおいてシム板４
が存在していない場合の面圧よりも面圧が高くなるの
で，腐食性の燃焼ガス等が弾性金属板２，３のビード
６，１６の領域まで侵入するのが防止される。

【００３０】弾性金属板２，３には，ウォータジャケッ
ト５８に対応する領域よりも外側の周辺領域において
は，更に，シリンダブロック５０のボルト穴５９に対応
した位置において，締付け用のボルトが挿通するボルト
孔９，１９が形成されている。また，図示しないが，ノ
ック孔，ブローバイ孔，又はオイル孔が穿設されている
が，これらの各孔は，ガスケットの技術分野においてそ
れぞれ周知のものであるので，ここでは詳細な説明を省
略する。これらの金属製ガスケット１の周辺部及び周辺
部に形成される各種の孔の回りには，通過する流体が漏
洩するのをシールするため，ビードが形成される。かか
る孔の周囲におけるシールは，シリンダボア周りのビー
ドによるシールよりもシール程度は低くて十分であるの
で，通常，ビード６，１６の高さよりも低い高さを有す
るハーフビードである。ボルト孔９，１９の周囲には，
ボルト孔用ハーフビード１０，２０が形成されており，
弾性金属板２，３の周囲に沿って周辺ハーフビード１
１，１２が形成されている。

【００３１】また，図示していないが，金属製ガスケッ
ト１の表裏両面，即ち，弾性金属板２，３の両外側面及
び互いに対向する内側面の少なくとも一方面には，耐熱
性及び耐油性を有するゴム（例えば，フッ素ゴム），樹
脂等の非金属材料で，厚さが，例えば，１０μ〜２０μ
程度のコーティングが施されている。したがって，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，金属製ガスケットとしての耐腐食性
や耐久性及び強度を確保することができる。また，弾性
金属板２，３，シム板４及びシリンダヘッド及びシリン
ダブロック５０の対向面の機械加工面に凹凸が存在して
いても，上記非金属材料が凹凸をカバーして充分なシー
ル機能を果たすことができる。

【００３２】次に，図４を参照して，シム板４と一方の
弾性金属板３とのかしめによる結合について説明する。
図４は，シリンダブロック５０の上に載置された状態の
金属製ガスケットの第１実施例を一つの結合部３０を通
る平面で切断した部分断面図である。図４は，例えば，
図２に示す結合位置Ｑを通るＰ−Ｐ位置での断面図であ
るが，結合部３０を通れば，切断位置を特に限定する必
要はないので，ボア孔５，１５毎に付した記号Ａを付す
ことを省略する。シリンダライナ５３は，シリンダケー
シング５５に嵌め込まれた乾式ライナである。金属製ガ
スケット１Ａは，弾性金属板２，３の間にシム板４を挟
んで積層されている。弾性金属板２，３は，それぞれに
形成されたビード６，１６の凸部７，１７を対向した向
きに積層されている。シリンダブロック５０のシリンダ
体５１の端面５７は，シリンダライナ５３の端面５４と
シリンダケーシング５５の端面５６から成り，シリンダ
ブロック５０の対向面の一部を構成している。金属製ガ
スケット１Ａがシリンダブロック５０とシリンダヘッド
との間で締め付けられた状態では，ビード６，１６は，
シリンダ体５１の端面５７の範囲内に位置するような形
状を備えている。

【００３３】シム板４の本体部分２１は，シリンダボア
５２の開口を定める端縁６２とウォータジャケット５８
の開口を定める端縁６８との間に延びている。本体部分
２１のボア孔縁２８は，弾性金属板２，３のボア孔縁
８，１８に対応している。本体部分２１の所定の箇所に
は，本体部分２１から一体的に延びる張出部分２３は，
金属製ガスケット１Ａをシリンダブロック５０上の所定
位置に配置した状態では，ウォータジャケット５８に対
応する位置に存在する。弾性金属板３とシム板４とは，
複数の張出部分２３においてかしめによって結合されて
いる。弾性金属板３とシム板４とのかしめによる結合部
３０は，シム板４のプレスによって形成された底部の周
辺部分が弾性金属板３内に食い込んだ食込み部分３１に
よって形成される。結合部３０の平面形状は，円形でも
よいが，コンパクト性の観点から矩形とするのが好まし
い。弾性金属板３とシム板４との結合部３０を形成し易
くするため，弾性金属板３には，シム板４の張出部分２
３に対応する部分に，張出部分２３側に凸となるハーフ
ビード２７が形成されている。弾性金属板３のハーフビ
ード２７が形成された部分は，シム板４に接近してシム
板４に沿って互いに平坦な配置となる。ハーフビード２
７の輪郭は，円形或いは円形の一部，或いは矩形に形成
するのが好ましい。ハーフビード２７によって，弾性金
属板３とシム板４との位置関係が安定し，この部分にお
けるシム板４の張出部分２３とのかしめによる結合を容
易にしている。また，ハーフビード２７は，ボア孔５，
１５周りでの面圧をフルビード６，１６に集中させずに
均一化させる作用もする。

【００３４】金属薄板の結合構造を得るための工程を，
図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１
３は，金属製ガスケット１Ａのシム板４を弾性金属板３
に対してかしめによる結合を行うための絞り加工を行う
工程を説明する説明図である。弾性金属板３とシム板４
とは，図１２に示されているように，かしめ工具４０に
積層してセットされ，かしめ工具４０の上型４４と下型
４１，４２ａ，４２ｂとで押さえ付けられた状態で，パ
ンチ４３の下降により一部が厚さ方向にプレスによって
絞り成形される。図１３に示すように，パンチ４３が更
に下型４１を押し付けることにより弾性金属板３とシム
板４とが据込みされて底部の周囲において外側に拡がろ
うとする。この際，弾性金属板３とシム板４を押さえ付
けていた下型のうち両側の型４２ａ，４２ｂが矢印で示
すように外側に退避する構造となっている。厚み方向の
プレスによって変形した一枚の金属板の変形底部の周囲
部分が食込み部分３１となって，隣接する金属板の同様
に同じプレスによって形成された変形底部内に食い込
み，二枚（三枚でも同じ）金属板には，図４〜図１０に
示すような弾性金属板３とシム板４との結合部３０（４
５）が形成される。このかしめについての詳細は，実公
平７−４１９６７号公報に開示されている。

【００３５】図４に示した結合部３０は，弾性金属板２
と弾性金属板３とを結合するものではないので，両弾性
金属板２，３は，図示しない適宜の位置でスポット溶
接，ハトメ組付け，鋲組付け，割りカシメ等の適宜の結
合手段によって結合させることになる。なお，シム板４
を片方の弾性金属板３にのみ取り付けることは，三枚の
金属板を対向面に取り付けるバランス上，好ましいもの
となる。即ち，実際の使用時におけるシム板４の固定強
度をシリンダブロック５０側か，それともシリンダヘッ
ド側かに決めて安定させることに対応することができ
る。また，溶接による固着に比して，固定位置を任意の
且つ少ない位置に設定することができる。

【００３６】したがって，図４に示すように，シリンダ
ブロック５０上に載置した状態の金属製ガスケット１Ａ
をシリンダヘッドとの間に締め付けた状態では，結合部
３０は対向面間に締め付けられることがなく，対向面間
に隙間をつくったり又は対向面を損傷させることがな
く，或いは逆に，結合部３０が対向面から損傷を受ける
こともない。また，弾性金属板３のビード１６の凸部１
７は，実質的に，デッキ面に現れているシリンダライナ
５３の端面５４とシリンダケーシング５５の端面５６と
の境界線６０の上方に位置することとなっても，締付け
状態では境界線６０と直接接触してシールラインが境界
線６０と干渉することはなく，ビード１６によるシール
ラインを不安定にすることはない。シム板４は，シリン
ダブロック５０とシリンダヘッドとの対向面間における
板厚調整機能を果たし，且つ対向面の不整を吸収する本
来の機能を果たす。

【００３７】以下，図５〜図１０を参照して，この発明
による金属製ガスケットの別の実施例について説明する
が，図５〜図１０に示された各実施例においては，図４
に示した金属製ガスケット１Ａと同じ機能を奏する構成
要素又は部位については，図４において付した符号と同
じ符号を付しているので，これらの構成要素又は部位に
ついての再度の説明を省略する。次に，図５を参照し
て，この発明による金属製ガスケットの第２実施例につ
いて説明する。図５は，金属製ガスケット１Ｂの結合部
４５を通る平面で切断した断面図である。この実施例に
示した金属製ガスケット１Ｂは，互いに積層された二枚
の弾性金属板２，３と両弾性金属板２，３の間に挟まれ
た中間板としてのストッパ板４から構成されており，結
合部４５を，弾性金属板２，３及びシム板４との三枚の
金属板を一緒にかしめによって結合したものである。弾
性金属板２のプレスによって形成された底部の周囲部分
３１ａがシム板４の底部に食い込み，且つシム板４の底
部の周囲部分３１ｂが弾性金属板３の底部に食い込むこ
とによって，三枚の金属板を相互に結合した結合部４５
が得られる。この結合構造によれば，１回の絞り加工に
より，金属製ガスケット１Ｂを一括して結合することが
できる。

【００３８】図６には，この発明による金属製ガスケッ
トの第３実施例が示されている。図６は，金属製ガスケ
ット１Ｃの結合部３０を通る平面で切断した断面図であ
る。この実施例では，弾性金属板２のボア孔縁８Ａに沿
って２条のビード３２，３３が形成され，弾性金属板３
のボア孔縁１８に沿っても，ビード３２，３３に対応し
て２条のビード３４，３５が形成されている。ビードを
複数条にしているので，締め付け状態では形成されるシ
ールライン数が増加し，面圧の分散が図られ且つシリン
ダ体５１の端面５７におけるシール性能が強化される。

【００３９】また，図７には，この発明による金属製ガ
スケットの第４実施例が示されている。図７は，金属製
ガスケット１Ｄの結合部３０を通る平面で切断した断面
図である。この実施例では，金属製ガスケット１Ｄの総
板厚を調整するための厚さ調節板３６が，弾性金属板２
側においてシム板４に積層されている。厚さ調節板３６
は，シム板４の本体部分２１と同様の広がりを有する金
属板であるが，シム板４のように張出部２３，２４を有
してはいない。厚さ調節板３６により，金属製ガスケッ
ト１Ｄの総板厚が定められる。また，シリンダヘッドと
シリンダブロック５０との間に締め付けるときに，厚さ
調節板３６の板厚により，ボア孔５，１５（図１及び図
２を参照）周りでの面圧を調整することができる。

【００４０】また，図８には，この発明による金属製ガ
スケットの第５実施例が示されている。図８は，金属製
ガスケット１Ｅの結合部３０を通る平面で切断した断面
図である。この実施例では，シム板４の一方の側に積層
された弾性金属板３７には，例えば円形の通し孔３８が
形成され，通し孔３８に対応する位置においてシム板４
とシム板４の他方の側に積層された弾性金属板３とが，
かしめによって形成された結合部３０によって結合され
ている。金属製ガスケット１Ｅを構成する三枚の金属板
の積層が完成した時点で，図１２及び図１３に示したか
しめ工具のパンチ４３及び上型４４は，弾性金属板２と
干渉することなく，通し孔３８を通してシム板４に直接
に絞り加工を施すことが可能となる。

【００４１】更に，図９には，この発明による金属製ガ
スケットの第６実施例が示されている。図９は，金属製
ガスケット１Ｆの結合部３０を通る平面で切断した断面
図である。この実施例では，シム板４の張出部分２３
（或いは張出部２４）にハーフビード３９が形成されて
いる。シム板４は，ハーフビード３９の凸側に積層され
る弾性金属板３と結合される。即ち，シム板４は，ハー
フビード３９が形成された部分において，シム板４と弾
性金属板３と機械的に結合する結合部３０が形成されて
いる。ハーフビード３９の輪郭は円形とするのが好まし
い。ハーフビード３９の機能については，図４に示した
例の場合と同様である。

【００４２】更に，図１０には，この発明による金属製
ガスケットの第７実施例が示されている。図１０は，金
属製ガスケット１Ｇの結合部３０を通る平面で切断した
断面図である。この実施例では，シム板４６は弾性金属
板３に沿った形状を有している。即ち，シム板４６は，
本体部分４７と本体部分４７から一体的に張り出した張
出部分４８とから成り，本体部分４７にビード１６に対
応した凸部４９が形成されている。シム板４７と弾性金
属板３とを結合する際，弾性金属板３のビード１６とシ
ム板４６の凸部４９とが嵌合して積層と位置決めが確実
になる。

【００４３】以上，この発明の金属製ガスケットの各実
施例について説明したが，この発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。例えば，弾性金属板２，３の
各板厚については，エンジン部品の対向取付面の材質や
硬さ等の物理的な性質，或いはエンジンの仕様等にあわ
せて，金属製ガスケットの仕様決定に際して適宜変更し
て対向取付面に発生する不整の補正に対応させることが
できる。例えば，シリンダヘッド側の弾性金属板２の板
厚（例えば，０．１８ｍｍ〜２．２ｍｍ）を，シリンダ
ブロック５０側の弾性金属板３の板厚（例えば，０．１
３〜０．１７ｍｍ）よりも厚くして，弾性金属板に作用
する応力や熱負荷の変動に対する耐久性を向上させるこ
とが好ましい。また，隣接するボア孔５，１５間でのビ
ード６，１６はそれぞれ独立したものとして説明した
が，必要なシール性能を確保することができれば，隣接
するボア孔５，１５間で，ビード６，１６は会合してい
てもよい。ビード６，１６の高さや幅は，同じボア孔
５，１５の周りであっても，周方向位置に応じて変化さ
せることができる。例えば，小型のエンジンでは，隣接
するボア孔５，１５間の領域が非常に狭くなっているの
で，２本のビード６，６及びビード１６，１６の幅を，
他の領域におけるビードの幅よりも狭く設定される。ま
た，ビードの高さについても，隣接するボア孔５，１５
間の領域では高いシール力を得るために他の領域よりも
高くする等の変化を持たせることができる。また，シリ
ンダ体５１を構成するシリンダライナ５３は，乾式ライ
ナとして説明したが，シリンダケーシング５５に嵌め込
まない湿式ライナとして構成してもよい。金属製ガスケ
ットを適用するエンジン部品としては，シリンダヘッド
とシリンダブロックとの間の対向取付面間に限られず，
排気マニホルドをシリンダヘッドに取り付けるのに用い
られる金属製ガスケットとしても適用可能である。

【００４４】

【発明の効果】この発明による金属製ガスケットは，以
上のように構成されているので，ビードが形成された少
なくとも一方の弾性金属板と弾性金属板間に設けられる
シム板との固着が，シム板の本体からウォータジャケッ
トに対応して位置する部分においてかしめによって行わ
れるので，シリンダヘッドをシリンダブロックに取り付
けた状態では，シム板と弾性金属板との固定部はウォー
タジャケットに対応しているのみであってシリンダボア
周りのデッキ面と干渉しない。また，固着に溶接を用い
ないので，コストのかかる設備を必要としない。環状デ
ッキ面から作用する力によって固定部に亀裂等を生じて
弾性金属板とシム板とを固定する機能が失われることが
なく，或いは逆に固定部分がデッキ面に損傷を与えるこ
ともない。また，シリンダボアとウォータジャケットと
の間に位置する環状デッキ面全体においては，弾性金属
板間にシム板が存在しているので，シム板による板厚調
整と不整吸収が行われ，シール性能が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による金属製ガスケットの実施例に用
いる一方の弾性金属板の平面図である。

【図２】この発明による金属製ガスケットの実施例に用
いる他方の弾性金属板の平面図である。

【図３】この発明による金属製ガスケットの実施例に用
いるシム板の平面図である。

【図４】この発明による金属製ガスケットの第１実施例
の部分断面図である。

【図５】この発明による金属製ガスケットの第２実施例
の部分断面図である。

【図６】この発明による金属製ガスケットの第３実施例
の部分断面図である。

【図７】この発明による金属製ガスケットの第４実施例
の部分断面図である。

【図８】この発明による金属製ガスケットの第５実施例
の部分断面図である。

【図９】この発明による金属製ガスケットの第６実施例
の部分断面図である。

【図１０】この発明による金属製ガスケットの第７実施
例の部分断面図である。

【図１１】この発明による金属製ガスケットが適用され
るシリンダブロックの部分平面図である。

【図１２】この発明による金属製ガスケットの結合部を
形成するための絞り加工を説明する図である。

【図１３】図１２に示す絞り加工の絞り行程を示す途中
説明図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｇ 金属製ガスケット ２，３，３７ 弾性金属板 ４，４６ シム板 ５，１５ ボア孔（第１ボア孔） ６，１６，３２，３３，３４，３５ ビード ７，１７ 凸部 １０，１１，１２，２０ バーフビード ２１，４７ 本体部分 ２３，２４，４８ 張出部分 ２５ ボア孔（第２ボア孔） ２７，３９ ハーフビード ３０，４５ 結合部 ３１ 食込み部分 ３６ 厚さ調節板 ３８ 通し孔 ４０ かしめ工具 ５０ シリンダブロック ５１ シリンダ体 ５２ シリンダボア ５８ ウォータジャケット

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアが形成されたシリンダ体の
   周囲にウォータジャケットが形成されたシリンダブロッ
   クと，前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダ
   ヘッドとの対向面間に介装されて適用される金属製ガス
   ケットにおいて，前記シリンダボアに対応した第１ボア
   孔及び前記第１ボア孔に沿ったビードが形成された一対
   の弾性金属板と前記第１ボア孔に対応する第２ボア孔が
   形成され且つ前記弾性金属板間に積層されたシム板とを
   具備し，前記シム板は前記ウォータジャケットに対応し
   て位置する部分において少なくとも一方の前記弾性金属
   板に対してかしめによって結合されていることから成る
   金属製ガスケット。
2. 【請求項２】 前記ビードは，前記第１ボア孔に沿って
   複数条に形成されていることから成る請求項１に記載の
   金属製ガスケット。
3. 【請求項３】 前記弾性金属板は，互いに異なる板厚を
   有していることから成る請求項１又は２に記載の金属製
   ガスケット。
4. 【請求項４】 前記シム板は，一方の前記弾性金属板に
   対して前記かしめによって結合されるか，又は両方の前
   記弾性金属板に対して共通する前記かしめによって結合
   されていることから成る請求項１〜３のいずれか１項に
   記載の金属製ガスケット。
5. 【請求項５】 前記シム板には，前記金属製ガスケット
   の総板厚を調整する厚さ調節板が積層されていることか
   ら成る請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属製ガス
   ケット。
6. 【請求項６】 一方の前記弾性金属板には前記かしめを
   形成する工具が挿通可能な通し孔が形成され，前記シム
   板と他方の前記弾性金属板とは，前記通し孔を挿通して
   適用された前記工具によって形成された前記かしめによ
   って結合されていることから成る請求項１〜５のいずれ
   か１項に記載の金属製ガスケット。
7. 【請求項７】 前記シム板の前記ウォータジャケットに
   対応して位置する前記部分は，前記かしめによる結合部
   にのみ設けられていることから成る請求項１〜６のいず
   れか１項に記載の金属製ガスケット。
8. 【請求項８】 前記シム板の前記ウォータジャケットに
   対応して位置する前記部分にはハーフビードが形成され
   ており，前記シム板は，前記ハーフビードが形成された
   部分において，前記ハーフビードの凸側に積層する前記
   弾性金属板と前記かしめによって結合されていることか
   ら成る請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属製ガス
   ケット。
9. 【請求項９】 少なくとも一方の前記弾性金属板には，
   前記シム板の前記ウォータジャケットに対応して位置す
   る前記部分に対応して前記シム板側に凸となるハーフビ
   ードが形成されており，前記シム板は，前記弾性金属板
   の前記ハーフビードが形成された部分に対して前記かし
   めによって結合されていることから成る請求項１〜７の
   いずれか１項に記載の金属製ガスケット。
10. 【請求項１０】 前記シム板は二枚の前記弾性金属板の
    間に挟まれて積層されており，前記弾性金属板に形成さ
    れた前記ビードは，各前記ビードの凸部が互いに対向す
    る向きで前記シム板に積層されていることから成る請求
    項１〜９のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
11. 【請求項１１】 前記シム板と少なくとも一方の前記弾
    性金属板とは，積層した状態で一部を厚さ方向にプレス
    によって変形させた前記各板の変形底部の周囲部が隣接
    する前記各板相互の食い込み部分で互いに結合されてい
    ることから成る請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
    金属製ガスケット。
12. 【請求項１２】 前記弾性金属板には，前記ウォータジ
    ャケットに対応する領域よりも外側の周辺領域において
    前記第１ボア孔に沿って形成した前記ビードの高さより
    も低い高さを有する周辺ハーフビードが形成されている
    ことから成る請求項１〜１１のいずれか１項に記載の金
    属製ガスケット。
13. 【請求項１３】 前記シム板は，一方の前記弾性金属板
    に沿わせた形状に形成されていることから成る請求項１
    〜１２のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。