JPS5817258A - 改良されたガスケツト組立体及びその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 中央の金属芯及び１つ又は２つの表面シー１？有し１表
面シートに封合パターンン設けた積層ヘッド・ガスケッ
トは内燃機関の封合で重要性を増してきている。しばし
ば、封合パターンは絹紗スクリーン法によって設けられ
る。

多（の理由のため１表面シートは１通常、封合パターン
に加えてコーティング又は表面処理を加えるととｔ必要
とし、それによりガスケットが封合パターンのこすれ侵
食、摩剥及び乱れ又は破壊に抵抗し得る。表面には有益
であるが硬化又は接着を妨げる予かじめ処理された表面
シード即ち表面処理物に封合パターンン接着することは
しばしば困難であるので、封合パター′ンを設け、その
後時には封合パターンｔコーティングせずにガスケット
の表面シートにコーティング即ち表面処理ン施すことは
しばしば必要である。それはコーティング、表面処理又
は加工を最初に施してその後封合パターンを設けるより
もはるかに困難であり且つ費用がかかり且つ時には効果
がない。

本発明のガスケット組立体は内燃機関用ヘッドがスケッ
ト組立体を有することができる。ガスケット組立体は機
関のヘッド及びブロックの間に配置されるようになって
いる。ガスケット組立体は少な（とも１つの燃焼開口と
、油及び水などのための複数個の穴とｔ形成している。

ガスケット組立体は膨張性金属芯と、芯の表面好ましく
は芯の各膨張性表面に固定された開廷の膨張性表面層と
を有する。変形可能の封合パターンが設けられム封合パ
ターンは芯の表面に直面する１つ以上のビーズｙ！−有
し且つ芯の表面及び表面層の間に介在し。

芯及び表面層がビーズを包込むようになってい親對１合
パターンは望ましくは開口及び穴の少なくとも１つｔ取
囲んで封合パターンのビーズの区域でのがスケット組立
体の封合効果を高める。

斯かるヘッドガスケット組立体ｔヘッド及びブロックの
間に圧縮して配置すると、封合パターンはヘッド及びゾ
ロツクとの直接接触から保護され。

それにより摩剥、熱及び押出しから保護される。

最も望ましくは、封合パターンは芯に接着され。

且つ表面層は封合パターン及びビーズン密接して取囲む
区域において圧力により接着剤で芯に接着される。これ
はガスケット組立体が圧縮状態に置かれる時に封合パタ
ーンの横方向移動を禁止し且つ封合パターンｖｉａくす
る。更に、それは表面層ン圧縮し且つ稠密にする。

次に図面を参照すると、ヘッド２及びブロック３ン有す
るディーゼル機関１が、特にその中に使用されるように
形成され且つ構成されたガスケット組立体１０％’使用
するように例示されている。

ブロック３はシリンダ開口４．シリンダ・スリープ５及
びピストン６を有して示されている。機関１は複数個の
燃焼シリンダ４Ｙ有し、その１つＹ第２図に示す。

ガスケット組立体１０は積層体であって、全体的に平ら
で中実で膨張性の金属芯１４と、一対の全体的に平らな
膨張性の表面シート即ち表面層１６と７有して示されて
いる。芯１４は表面１８のような上部及び下部平面を有
し、それに表面シート１６が積層される。また、芯は所
望の位置に刻印加工又はエンボス加工又はエツチングな
どによるその他の表面割エン施されていてもよい。

表面シート１６は圧縮性がスケット表面合成材料で作ら
れ且つ繊維で補強されていてもよい。表面シートは適当
な熱反応接着剤のような接着剤により又は機械的に表面
１８に積層される。適当な熱反応接着剤としては、フェ
ノール−ニトリルイム及びポリデテラル・イムなとがあ
り、これは最初に表面シートの表面に使用するのに適す
る。表面シートはアスベスト、ガラス繊維又はその他の
適当な繊維材料を混入することができ、且つニトリル、
ネオゾレン又はポリアクリルのエラストマ−７結合剤と
して利用することができる。しばしば、結合剤はアスベ
スト繊維又はその他の有機又は無機繊維充填物などｔ使
用しているかにより表面シートの約１５憾から約２５チ
までの量ン有する。図示した実施例では１表面シート１
６は約０．６４ｓｍ（約０．０２５インチ）の厚さン有
するが。

もちろんこれは利用個所に応じて変更することができる
。表面シートは一般的に油及び冷却剤による劣化に耐え
、トルクＹ維持し、押出しを最小限にし且つ熱抵抗を有
するものである。

ガスケット組立体１０は、燃焼口２０．及びボルト穴２
２のような穴、及び複数個の油及び水通路２４ｖ形成す
るために板貫き加工される。芯は冷間圧延鋼でよく、且
つその厚さは利用個所に応じて変更することができる。

約０．１５ｍ（約０．００６インチ）から約１．３ｍ（
約０．０５０インチ）までの厚δが代表的である。接着
性ン高めるためＶＣ，芯の表面１８Ｙすｙ酸塩処理する
ことができる。

図示した実施例では、芯１０は燃焼口２０ン取り囲む工
ｙ−１ｆシング部２１を形成する。次に、ｉ！スケット
組立体１′Ｏは既知の方法でエンどシング部２１の周り
に固定された環状外装部２５ン形成して燃焼口の封合を
補なう。

この実施例では、所望の封合パターン２６が芯の片側又
は両側表面に設けられ且つ固定される。

封合パターン２６は、ガスケット組立体１０ｖ使用する
利用個所で封合力の増大を必要とする区域に形成される
一連の封合ビーズ２８．３０ｖ有する。典型的には、ビ
ーズ２８は燃焼ロケはぼ囲むように形成され、且つビー
ズ３０は関連するヘッド及びブロックの間の水及び油通
路ｔはぼ囲むように形成される。たまに、ヘッド及びブ
ロックの形状の故に、及びボルト穴の配置の故に、又は
その他の設計上の理由で、第１図及び第３図に示すよう
に、欠円状又は完全円状のビーズ形状が所望される。

図示した実施例において、ビーズ２８及び３０を形成す
る封合パターン２６は、典型的には米国脣奸第３．４７
７，８６７号に記載されているような好ましくは絹紗ス
クリーン法によってビーズの高い所の高さ約０．１５ｍ
（約０．００６インチ）から約０．２　Ｍ　（約０．０
０８インチ）までの範囲で堆積されたシリコーン封合剤
で作ることができる。シリコーン封合剤は二成分熱硬化
性液体シリコーンであってよい。寸法的に安定で高い接
着性の芯に封合−−ズ装置いて接着する時、ビーズはが
スケット組゛立体ごとに正確に高精度に一致して配置さ
れることができる。

複合パターンが設けられて芯１４０表面１８に既知の方
法で硬化された後、圧縮性表面シート１６は芯に重ねら
れるように配置され且つ封合パターンは通常の介在接着
剤層により芯ｒ／ｃ積層される。接着剤は表面シートを
芯に接着し、且つ芯及びシートが圧力により積層される
時に表面シートは封合パターンの区域で圧縮され且つ稠
密化される。芯ｔリン酸塩処理し又はその他の適当な処
理ンして接着性を高めると１表面シート１６は芯の表面
に即座にしっかりと接着し、且つ封合パターン２８ｖ構
成する封合剤によってぎ−ズ２８及び３０＃Ｃ接着した
り接着しないことがある。いずれにしても１表面シート
及び金属の芯はビーズを包み且つ取り囲む。

望ましくは１表面シートはビーズｔすぐ近（で取り囲む
区域２で芯の表？１ｆｆ１８に固定され、それにより♂
−ズン閉込め且つガスケット組立体ン圧縮状態におく時
に封合パターン及びビーズの実質的な横方向移動ン妨げ
る。−−ｋＹ：包み込むことは多くの利点Ｙ：有する。

とりわけビーズがエラストマーのときにはビーズの移動
又は押出しン妨げてビーズの負荷支持能力を高める。表
面シート及び芯がビーズン非常に密接して取り囲んでい
る時には、押出しン妨げるのみならず、ビーズが従来の
もののように表面シートの表面に露呈されるならば同じ
ビーズより幾分堅い負荷たわみ曲？ＲＹ示す傾好Ｙもつ
。このため、圧縮下において、ビーズの圧縮は押出しｔ
生じることな（表面シートの下部内部表面での若干の埋
没程度に制限されようとするので、ビーズ及びそれに重
なる表面は従来可能であったものより大きな圧縮負荷に
おけるシールとしてより有効に作用し得る。

表面に封合パターンを有するがスケットン使用する時、
負荷ンガスケットの他の部分に加える前に封合パターン
を表面シートにほぼ完全に埋込むことが最初に必要であ
る。しかしながら、包まれた♂−ズの区域での予圧縮に
依存する本発明のガスケットでは、ビーズ区域以外の区
域で負荷が加わることがほとんど直ちに生じてもよい。

ビーズ・パターｙ　カ例えばシリコーン及びその他のザ
ムのようなエラストマーのような実質的に非圧縮性であ
る時及びガスケット組立体が使用中又は製作過程におい
てビーズ又は封合パターン区域で圧縮される時、封合パ
ターンに重なる表面材料は稠密になり、且つそれが幾分
多孔質になる程度まで流体ン通妾なくなろうとする。こ
のため、この区域の表面材料はビーズ及び封合パターン
区域に隣接する区域と異なり高められた封合特性及び物
理的特性を糞する・ ＠５図において、ガスケット組立体は封合パターン及び
♂−ズ区域での圧縮前の状態で例示されている。しかし
ながら、ｍ作中に、ガスケット組立体は好ましくはそれ
らの区域で圧縮されるので。

表面シートは第６図に示すように稠密化されている。こ
こではシリコーンのビーズ２８は表面シート１６中に埋
込まれて図示されており且つ♂−ズの区域での表面シー
トは圧縮されている。第５図でビーズの区域での表面シ
ートの突出とほぼ等しかったビーズの高さＹは第６図で
は高さＸで示したよう忙はぼ消滅している。望ましくは
高さＸ対Ｙの比は約１対２．即ちｌ／、より大きくなく
、且つ好ましくはもつと小８い。そのように、ガスケッ
ト組立体の表面はビーズを表面上に有するものよりもつ
と平らに近く、その全表面にわたってガスケット組立体
の封合特性ン高める。

本発明のガスケット組立体から得られる別の利点は、ビ
ーズを押出しから保護するのみならず表面現象から保護
する。この表面現象には機関での使用中のげ−ズの破裂
及び乱れの傾向と共に出荷中、取扱中及び装着作業中の
ビーズの破裂及び乱れン含む。このような破裂は封合す
べき粗い表面によることがあり、そこでは粗い仕上げに
よるビーズの裂は又は割れの傾向が高い。更に、過大な
熱がエラストマーの封合ビーズに悪影響を及ぼす傾向が
あることは知られている。説明したように。

ビーズＹ包込むことによって、封合パターンがガスケッ
ト組立体の表面にある時よりもはるかに封合パターンを
熱の悪影響から絶縁する。加えて。

成る環境ではビーズのこすれ侵食が生じる。表面材ンこ
すれ侵食に耐えるように処理することができるが、適当
な保護層をビーズに接着することの困難などのために、
侵食に抵抗する材料でシリコーンビーズのような封合ビ
ーズχ処理することは非常に困難であった。また、すで
に述べたように。

封合パターンが表面にないとぎは、処理Ｙ補うことなく
又はガスケット集成体の製作中に工程を追加することな
（表面全体に耐侵食コーティング及び他の表面処理を容
易に且つ安価に施すことは可能になる。封合パターンを
表面シートでな（芯に加えることによって１表面材科白
体が硬化を抑制する傾向′ｔもつので現在しばしば必要
とするシリコーンのようなビーズ材料の硬化？促進する
特殊な障壁被覆材料で表面シートを再被覆することは必
要でな（なる。また１本発明のがスケット組立体はシリ
ンダヘッドのゆがみ抑制の改善を可能にする。

封合パターン及びビーズをシリコーンエラストマーのも
ので説明したカ、その他のエラストマー及び弾性材料を
使用することができ、且つこれらにはニトリル（ポリブ
タジェンニトリルイム）又はネオデレンデム、可撓性及
びゴム変成エポキシのようなエポキシ、又はそれらの化
合物がある。

更に、ビーズ及び表面シートはビーズの区域での封合力
の伝達で協働するので、♂−ズを介して封合を行なう全
ての場所で封合するに必要な弾性ｔもだない若干堅い材
料の使用を考えることは可能である。また、封合ビーズ
が表面シート中へ埋没する傾向は、従来のもののように
♂−ズを外部表面に出さないようにしてヘッド及びブロ
ックとの表面シート表面の封合適応性を向上する傾向Ｙ
もつＯ 上記した実施例では、封合パターン及び−一ズは芯に接
着され且つ表面シートは芯に接着される。

使用する材料によっては積層加工中にビーズケ表面シー
トに接着する方が望ましいことがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を具体化したがスケット組立体の
上面図であり、第２図は第１図に示したガスケット組立
体Ｙ使用するディーゼル機関の破断断面図であり、第３
図は封合パターンを加えた第１図のがスケット組立体の
芯の破断平面図であり、第４図は第１図のガスケット組
立体の第６図と同様な破断平面図であり、第５図は第４
図の巌５−５で切った拡大断面図であり、第６図は本発
明に従い予かじめ圧縮された第５図の部分の拡大断面図
である。 １０・・・ガスケット組立体、１４・・・芯。 １６・・・表面シート、１８・・・表面、２０・・・燃
焼口。 ２２・・・ざシト穴、２６・・・封合パターン。 ２８．３０・・・封合ビーズ。 代理人　浅　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　封合すべき一対の表面の間に配置されるがス
   ケット組立体ＶＣおいて、金属の芯と、前記芯に接着さ
   れた封合パターンと、前記芯に固定され且つ前記押合パ
   ターンに重ねられて前記封合パターンを前記芯及び当該
   表面層の間忙包込む表面層と。 前記ガスケット組立体にあって前記封合パターンを周り
   に配置した少なくとも１つの開口とン有し。 使用中に前記ガスケット組立体の前記封合パターンを封
   合すべき前記表面との直接接触から保膜するようにした
   ガスケット組立体。 （２、特許請求の範囲ｌ！１項尤よるガスケット組立体
   において、前記表面層が前記封合パターンに密接して販
   囲む区域で前記芯に固定されて前記ガスケット組立体を
   圧縮する時忙前記封合パターンの横方向移動を妨げるガ
   スケット組立体。 １３１　　％許請求の範囲第２項によるがスケット組立
   体において、前記封合パターンは圧縮により変形し得る
   弾性材料であり且つ前記表面層は前記封合パターンの変
   形ＹｆｌｌｌＪ限するようにしたガスケット組立体。 （４）特許請求の範囲第１項によるガスケット組立体で
   あって内燃機関のヘッド及びブロックの間に配置される
   ようになっている内燃機関用がスケット組立体において
   、前記ガスケット組立体が少なくとも１つの燃焼開口と
   、複数個の穴とｔ有し。 前記封合パターンが変形可能であり且つ前記開口及び前
   記穴の少なくとも１つｔ取囲んで前記封合パターンの区
   域寸前記ガスケット組立体の封合効果を高めるようにし
   たガスケット組立体。 （５）　　特許請求の範囲ｗｃ４項によるガスケット組
   立体において、前記封合パターンが弾性を有し且つ前記
   燃焼開口及び前記穴の少なくとも１つを取囲んでいるガ
   スケット組立体。 （６）　　特許請求の範囲第５項によるガスケット組立
   体において、前記封合パターンが前記芯に接着され且つ
   前記表面層が前記封合パターンに密接して取囲む区域で
   前記芯に接着されて前記がスケット組立体を圧縮する時
   に前記封合パターンの横方向移動を妨げるようにしたが
   スケット組立体。 （７）封合すべき一対の表面の叩・に配置゛するガスケ
   ット組立体を製作する方法において、封合パターンを金
   属の芯の表面に配置し、圧縮性表面層を前記芯及び前記
   封合パターンの上に配置して前記封合パターン娶前記芯
   及び前記表面層の間に包込み。 前記がスケット組立体が前記封合パターンが周りに配置
   された少な（とも１つの開口ＶＷし、前記表面層ン前記
   芯に圧力により接着して前記表面層ン前記封合パターン
   の区域において圧縮し且つ稠密化し、それにより使用中
   和前記封合パターンが前記封合すべき表面との直接接触
   から保護されるようにしてなるガスケット組立体の裏作
   方法。 （８）特許請求の範囲第７項による方法において。 前記表面層が前記封合パターｙｖ密接して取囲む区域で
   前記芯に接着されて前記ガスケット組立体Ｙ圧縮する時
   に前記封合パターンの横方向移動を妨げ、それにより前
   記表面層が圧力により圧縮される昭和前記表面層の圧縮
   ン抑制するようにしたがスケット組立体の裏作方法。 ＋９１　　％許請求の範囲第７項による方法において。 接着中和封合パターン上の表面層の突出高さが封合パタ
   ーンの高さの約ｌ／ａより大ぎ（ないように前記表面層
   が圧力により圧縮されるようにしたがスケット組立体の
   裏作方法。