JPWO2013153569A1 - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

エンジンの小型軽量化及び大排気量化に対応可能な金属ガスケットを提供する。燃焼室孔（７）側からガスケット外周側に向けて、燃焼室孔（７）の端部から燃焼室孔側ビード（２）の幅方向途中位置までの第１領域（Ｒ１）、その燃焼室孔側ビード（２）の幅方向途中位置から冷却水領域（Ｗ／Ｊ）内と重なる位置の途中位置までの第２領域（Ｒ２）、その第２領域（Ｒ２）よりも外周側の第３領域（Ｒ３）の３つの領域に区分する。その金属ガスケット（２０）の板厚を、第１領域（Ｒ１）が一番厚く、第２領域（Ｒ２）がその次に厚く、第３領域（Ｒ３）が一番薄くなるように構成する。この板厚は、副板（４）によって構成する。

Description

本発明は、エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとの対向する接合面間に介装されて使用される金属ガスケットであって、上記シリンダブロックとシリンダヘッドとが金属ガスケットを介装した状態でボルト締結されるエンジンで使用される当該金属ガスケットに関する。

従来の金属ガスケットとしては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載される金属ガスケットがある。
特許文献１に記載される金属ガスケットは、１枚の基板と、その基板よりも薄肉の副板とを積層して構成される。基板には、燃焼室孔が開口していると共にその燃焼室孔を囲繞するようにしてフルビードからなる燃焼室孔側ビードを成型している。また副板は、基板全面と対向配置していると共に、燃焼室孔側端部で基板を挟み込むように折り返されて折返し部を形成している。その折返し部の端部は、上記燃焼室側ビードよりも内周側（燃焼室孔側）の基板平坦部に設定されている。

上記構成によって、燃焼室孔周囲の総板厚（金属ガスケットの板厚）だけが増厚される。すなわち、金属ガスケットの板厚は、燃焼室孔側ビードよりも内周側と、その外周側（燃焼室孔側ビードを含む。）の領域との２種類に区分される。この結果、金属ガスケットをエンジンに装着しボルトで締結した際に、燃焼室孔側ビードより燃焼室孔側の平坦部に配置した増厚部分は、燃焼室孔周囲の面圧を増大する役目と、増厚部分がストッパとなりエンジン稼動時に燃焼爆発で発生する振動振幅を制限して燃焼室孔側ビードの疲労破壊を防止する役目とを奏する。また、折返し部が、燃焼室孔側ビードの凸部側に配置される場合（第４図）には、燃焼室孔側ビードが全屈するのを防止する役目を有する。

また、特許文献２に記載される金属ガスケットも、１枚の基板と、その基板よりも薄肉の副板とを積層して構成される。基板には、燃焼室孔が開口していると共にその燃焼室孔を囲繞するようにしてフルビードからなる燃焼室孔側ビードを成型している。
また副板は、燃焼室孔側ビードの凹部側で基板と対向配置している。その副板の外周側端部は、燃焼室孔側ビードの外側に位置する基板平坦部と重なるように設定されている。その副板は、燃焼室孔側に延在し、燃焼室孔側端部で基板を挟み込むように折り返されて折返し部を形成している。その折返し部の端部は、上記燃焼室側ビードの凸部側よりも内周側（燃焼室孔側）の基板平坦部に設定されている。

これによって、ガスケットの板厚は、燃焼室孔から外周側に向けて３種類に区分される。つまり、ガスケット外周から燃焼室孔側ビードの外周部位置までの板厚は、基板だけで１番薄く、燃焼室孔側ビードを含み当該燃焼室孔側ビードを挟んだ幅方向の前後部分が、基板と副板１枚分の厚さとなって２番目に薄く、燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側が、基板と副板２枚で１番厚くなる板厚構成となっている。
これによって、エンジンの剛性や燃焼室径の大きさ、燃焼圧等の条件により、副板の板厚を選択して燃焼ガス圧を完全シールすると共に、冷却水、オイル孔等の面圧を確保する技術である。

特開昭６２−１５５３７６号公報 特開平１１−２３２５号公報

エンジン技術は急速に進化を続けており、エンジンの小型軽量化、高性能化、省エネ機構の取入れ等のために、熱負荷の増大やハイメカ技術の導入等が行われている。このため、例えばエンジン剛性は低下する傾向にあり、高温高圧な燃焼ガスと発生するエンジン熱とを冷却する冷却水、エンジン回転摺動部を潤滑するオイル等条件の異なる気体や液体を１枚の金属ガスケットでシールする技術には、色々な課題が発生している。

このようなエンジン剛性の低下に対する対応と、インターネットの普及で部品を世界市場から調達する傾向からコスト競争力も強いられる現在にあっては、金属ガスケットに対して、性能及びコスト双方の面からの要求がますます厳しくなっている。
そして、特許文献１及び特許文献２では、燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側の平坦部の厚さが一番厚くなるように増厚する構成を採用している。これによって、当該燃焼室孔側の平坦部位置でエンジンを増厚分変形させることで燃焼室孔周囲の面圧を増大させ、エンジン稼動で起こる爆発で、燃焼室孔側ビードが振動振幅で疲労破壊するのを防止する。

しかし前述のように、エンジンは急速に進化し、小型軽量化で大排気量化を推進して燃焼室径が大きくなるに伴い燃焼室孔間が狭くなり、また燃焼室孔側ビードよりも燃焼室孔側の平坦部（燃焼室孔外縁部）の幅はますます狭くなる傾向にある。また、燃焼室孔間が狭くなると同時に、発熱量の増大に応じて冷却効果を上げるために、燃焼室孔周囲に配置する冷却水領域（ウォータジャケット）も熱源に近付ける配置となる傾向にあり、このことは、燃焼室回りをシールするガスケットのシール面幅（燃焼室から冷却水領域の間にある接合面の幅）も狭く設計する必要性が発生する。

そして、従来のような、燃焼室孔側ビード位置の片面及び、その内側の基板平坦部の両面に併設する副板の構成では、上記要請に対応できないおそれがある。
すなわち、上述のように燃焼室径の拡大と冷却水領域位置が燃焼室に近づくにつれて、冷却水領域位置よりも燃焼室側のシール面幅が狭くなる。これは燃焼室孔周りに設けるシール面幅が狭くなることに繋がる。この狭くなったシール面幅内に燃焼室孔側ビードと、燃焼室孔側ビードより内側の平坦部位置に副板の折返し幅を設けることになる。

しかし、エンジンの振動に変形追随させるにはビード幅もビード高さも一定以上は必要であるが、ビード幅を狭くしなければ折返し幅が確保出来ない。また、ビード幅を狭くして面圧を確保するのにはビード高さを高くする必要があるが、ビード高さを確保するほど基板に亀裂が発生する原因となる。

また、副板の折返し幅を狭くするほど、エンジンに装着して運転したときに、副板の折返し部に高い面圧が掛かり、エンジン軽量化に伴いエンジンをアルミ製とした場合にはアルミの耐力を超えることになる。更に、面圧の１番高い部分が燃焼室孔に１番近く高温になる場所であり、アルミニウムの耐力を低下させる温度まで上がることもあり、このようなことからも、折返し部を形成可能な幅が狭くなるほど、シリンダヘッドやシリンダブロックの接合面を陥没させることになる。

以上のようにビードの亀裂やエンジンの陥没が発生すると、面圧の低下、トルクダウンの原因になり、燃焼ガスの噴き抜けに繋がるおそれもある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、エンジンの小型軽量化及び大排気量化に対応可能な金属ガスケットを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、燃焼室及びその外周側に形成されて冷却水が通過する冷却水領域を備えるシリンダブロックの接合面と、シリンダヘッドの接合面との間に介装される金属ガスケットであって、
燃焼室に対応した位置に開口する燃焼室孔と、その燃焼室孔を囲繞する燃焼室孔側ビードが形成される金属ガスケットにおいて、
その金属ガスケットは、燃焼室孔側からガスケット外周側に向けて、燃焼室孔端部から燃焼室孔側ビードの幅方向途中位置までの第１領域、その燃焼室孔側ビードの幅方向途中位置から上記冷却水領域内と重なる位置の途中位置までの第２領域、その第２領域よりも外周側の第３領域の３つの領域に区分され、その金属ガスケットの板厚を、第１領域が一番厚く、第２領域がその次に厚く、第３領域が一番薄くなるように構成したことを特徴とするものである。

本発明の別の一態様は、燃焼室及びその外周側に形成されて冷却水が通過する冷却水領域を備えるシリンダブロックの接合面と、シリンダヘッドの接合面との間に介装される金属ガスケットであって、
１枚又は２枚以上の基板と、副板とを積層して構成し、
上記基板には少なくとも、燃焼室に対応した位置に開口する燃焼室孔と、その燃焼室孔に連続する燃焼室孔外縁部と、上記燃焼室孔及び燃焼室孔外縁部を囲繞する燃焼室孔側ビードと、その燃焼室孔側ビードの外周側であって上記冷却水領域と対向可能な位置に開口した冷却水孔と、を設け、
上記副板は、外周側端部を上記冷却水領域と重なる位置に配置して燃焼室孔側に延在し且つ燃焼室孔側で折り返されて構成され、その副板の折返し部の端部を、上記燃焼室孔側ビードと重なる位置に配置した、ことを特徴とするものである。

本発明の別の一態様は、上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型されて、ビード幅の両端にそれぞれ燃焼室孔に沿って延びるビードの角部が形成され、
その幅方向で並ぶ２つのビードの角部の間に、上記副板の折返し部の端部が位置すると共に、その折返し部は、基板の他方の面側に配置されることを特徴とするものである。

本発明の態様は、上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型されて、ビード幅の両端にそれぞれ燃焼室孔の外周に沿って延びるビードの角部が形成され、
その幅方向で並ぶ２つのビードの角部の間に、上記副板の折返し部の端部が位置すると共に、その折返し部は基板の一方の面側に配置され、且つ、基板の一方の面側に配置される副板の部分は、対向する基板の表面の形状に沿った形状となっていても良い。

本発明の態様は、上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型され、
上記副板は、上記基板の他方の面側で上記燃焼室孔側ビードの凹部側と対向する対向部分を有し、その副板の対向部分に、上記基板側に向けて突出するビードを形成しても良い。
本発明の態様は、上記副板の折返し部は、基板の燃焼室孔外縁部を挟み込むようにして折り返されていても良い。

本発明の態様によれば、エンジンの小型軽量化及び大排気量化に対応可能な金属ガスケットを提供することが可能となる。
すなわち、ガスケットの板厚を、燃焼室孔側から外周に向けて、３種類の板厚に区分し、一番厚い第１領域の一部を燃焼室孔側ビードの一部に重ねている。これによって、エンジンの剛性が低く、且つエンジンの燃焼室から冷却水領域までの間のシール面幅が狭くなっても、燃焼室孔側ビードのビード幅を確保しつつ燃焼室孔周りの面圧を高く設定することが可能となる。

本発明に基づく第１実施形態に係る金属ガスケットを示す一部破断した平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る別例を示す断面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る基板を２枚で構成したときのＡ−Ａ断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットを説明する断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットの別例を説明する断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットの別例を説明する断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットの別例を説明する断面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る金属ガスケットを説明する断面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る金属ガスケットの別例を説明する断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る燃焼室孔側ビードの凸部側に折返し部を設けた場合を説明する図である。 折返し部を副板とは別の板で構成する場合の例を説明する断面図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る金属ガスケット２０を一部切り欠いた状態で示す概要平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

（構成）
まず構成について説明する。
本実施形態の金属ガスケット２０は、図１及び図２に示すように、ステンレス鋼材などバネ力を発生可能な弾性金属板からなる基板１と、副板４とが積層されて構成される。副板の板厚は、例えば基板１の板厚よりも薄いとする。また、副板は、バネ力を発生不要な構成の場合には、ステンレス鋼材などの弾性金属板である必要はなく、軟鋼、アルミニウムその他の金属材料で構成しても良い。

基板１には、図１に示すように、シリンダブロック１１の燃焼室１０に対応して設けられた複数の燃焼室孔７が所定方向に並んで開口している。また基板１には、燃焼室孔７及びその燃焼室孔７の外縁に位置する基板平坦部（燃焼室孔外縁部８とも呼ぶ。）の両方を無端状に囲繞するように、燃焼室孔側ビード２が成型されている。なお、上記基板平坦部の幅は、燃焼室孔側ビード２の幅以下が好ましい。燃焼室孔側ビード２は、基板１を構成する金属板を上面側に凸となるように屈曲成型して形成されたフルビードである。フルビードからなる燃焼室孔側ビード２は、ビード幅方向両端部がそれぞれ、燃焼室孔７の外周に沿って延びる角部２ａ、２ｂが形成され、その２つの角部２ａ、２ｂの間の部分２ｃが、上方に突出した断面円弧状の凸部となる。

その燃焼室孔側ビード２より外周側の基板１部分には、シリンダブロック１１の冷却水領域Ｗ／Ｊ（冷却水が通過する空間）と板厚方向で対向する位置に、複数の冷却水孔１３が上記燃焼室孔側ビード２の外周に沿って複数形成されている。
なお、図１中、符号１５はボルト孔であり、符号１４は油孔である。
また、基板１の外周側には、冷却水孔１３を囲うようにその外周に沿ってハーフビードからなる外周側ビード３が形成されている。また、ボルト孔１５や油孔１４を囲むようにしてビード１７が形成されている。

上記副板４は、基板１の燃焼室孔側ビード２の凹部側の面（下面）と対向し、且つ、上記冷却水領域Ｗ／Ｊと重なる位置と燃焼室孔７側端部との間でだけ、基板１と対向配置する大きさになっている。すなわち、副板４は、外周側端部１６を上記冷却水領域Ｗ／Ｊと重なる位置に配置する。また、副板４は、冷却水領域Ｗ／Ｊと重なる位置から燃焼室孔７側端部まで延在し、更に、燃焼室孔７側端部で折り返されて折返し部５が形成されている。そして、その副板４の折返し部５の端部６を、上記燃焼室孔側ビード２と重なる位置に設定している。本実施形態では、折返し部５の端部６を、２つの角部２ａ、２ｂの間にある、燃焼室孔側ビード２の凹部と対向するに配置する。この折返し部５も、基板１の燃焼室孔側ビード２の凹部側の面（下面）側に配置される。

以上の構成によって、ガスケットの板厚で見ると、本実施形態の金属ガスケット２０は、燃焼室孔７側からガスケット外周側に向けて、燃焼室孔７外縁から燃焼室孔側ビード２の幅方向途中位置までの第１領域Ｒ１、その燃焼室孔側ビード２の幅方向途中位置から上記冷却水領域Ｗ／Ｊ内と重なる位置の途中位置までの第２領域Ｒ２、その第２領域Ｒ２よりも外周側の第３領域Ｒ３の３つの領域に区分され、その金属ガスケット２０の板厚を、第１領域Ｒ１が基板１と副板４の２枚分と一番厚く、第２領域Ｒ２が基板１と副板４の１枚分と２番目に厚く、第３領域Ｒ３が基板１だけで一番薄くなる。つまり、ガスケットの板厚は、燃焼室孔７側からガスケット外周側に向けて、３段階で、段階的に板厚が薄くなるように設定されている。

そして、副板４の板厚はエンジンの剛性やシール面幅Ｓなどにより選択され、副板４で増厚された３段階の板厚差で発生面圧を調整する。
すなわち、上記金属ガスケット２０は、エンジンを構成するシリンダブロック１１の接合面とシリンダヘッド１２の接合面との間に介挿されて、ボルトを締結することで装着される。

このとき、上記第１領域Ｒ１が一番増厚され、第２領域Ｒ２がその次に増厚され、また基板１外周側に位置するボルト孔１５位置は一番薄いことから、ボルト締結によって、エンジンのシリンダヘッド１２を、燃焼室孔７を挟んだボルト孔１５間で、板厚差分変形させていることになる。剛性あるエンジンを変形させているので、増厚部分はガスケット上で大きな面圧が発生している。

（作用効果）
（１）冷却水孔１３が形成される冷却水領域Ｗ／Ｊよりも燃焼室孔７側にだけ副板４を配置して増厚する。この結果、エンジンの剛性が低くても、ボルト締結時に、当該冷却水領域Ｗ／Ｊよりも燃焼室孔７側に高い面圧を発生することが可能となる。

（２）更に、燃焼室孔外縁部８で副板４を折り返して、ガスケットの板厚を更に増厚することで、燃焼室孔７周りの荷重が高くなる。つまり、燃焼室孔７周りの増厚部分（燃焼室孔外縁部８）が高面圧となって燃焼室１０からのガスの漏れを防止する。
ここで、エンジンの小型軽量化や高性能化等によって、エンジンは、剛性が低くなると共に締付け荷重が増加し、さらに燃焼室１０と冷却水領域Ｗ／Ｊとの間の距離も小さくなる。つまり、この燃焼室１０と冷却水領域Ｗ／Ｊとの間の接合面部分であるシール面幅Ｓが狭くなる。これに伴い、金属ガスケット２０においても、冷却水孔１３よりも燃焼室孔７の部分で、上記シール面幅Ｓに重なる、燃焼室孔外縁部８（基板平坦部）及び燃焼室孔側ビード２を形成するシール幅が狭くなる。このとき、燃焼室孔側ビード２の幅を余り狭くすることが困難なため、燃焼室孔外縁部８の幅が狭くなる傾向にある。

上記燃焼室孔外縁部８が狭くなった場合、従来のように燃焼室孔外縁部８にだけ副板４の折返し部５の端部６を位置させると、折返し幅が狭いために、エンジンの剛性低下に伴い、面圧が高い燃焼室孔外縁部８でエンジン接合面に過大な荷重をかけて陥没変形してしまう。その結果として、燃焼室孔７周りの面圧が下がるおそれがある。
これに対し、折返し部５の端部６を燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置するまで延ばすことで、燃焼室孔外縁部８の幅が狭くなっても、燃焼室孔外縁部８での接合面の陥没変形を抑えて、確実に燃焼室孔外縁部８で高い面圧を発生することが可能となる。

また、折返し部５の端部６を燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置するまで延ばすことで、シール面幅Ｓが狭くなっても、所定の折返し幅が確保される。この結果、折り返しにくくなることを回避することも出来る。このことはまた、狭いシール面幅Ｓ下でもビード幅を自由に設計することを可能とする。

（３）本実施形態では、一番増厚した第１領域Ｒ１を、燃焼室孔７端部から燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置させている。このため、燃焼室孔側ビード２は、ボルト締付けによって、燃焼室孔７側の角部２ａ（第１領域Ｒ１内の角部２ａ）では、ほぼ全屈状態でバネ力を発生する。一方、冷却水孔１３側の角部２ｂ（第２領域Ｒ２内に角部２ｂ）では、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との板厚差分（副板４の肉厚分）だけ浮いた状態でバネ力を発生する。

このため、燃焼室孔側ビード２は、冷却水孔１３側の角部２ｂ（第２領域Ｒ２内に角部２ｂ）側に反発潜在バネ力を持つことになる。この反発潜在バネ力によって、燃焼室１０内爆発で脈動発生する高温高圧ガスに対し、接合面間の拡縮に対する変形追随性が向上して更にシール性が向上する。
さらに詳説する。エンジン稼動時に燃焼室１０内爆発によってシリンダブロック１１とシリンダヘッド１２間で振動振幅が発生する。このとき、ガスケットの反発力も協働して微小ではあるが拡縮を繰り返し、拡大時は瞬時ではあるが面圧は低下する。その低下の原因である拡大変形に上記反発潜在バネ力が追随して、面圧低下を最小に抑える。

なお、上記構成の折返し部５は、燃焼室孔側ビード２の凸側に設けないので、燃焼室孔側ビード２の凸部の圧縮変形を規制するストッパ機能は無いか小さい。逆に、燃焼室孔側ビード２の凸側に折り返す場合、凸部の圧縮変形を規制することから副板４の板厚分ビード面圧が減衰されるためにその分だけビード高さを高くする必要があるが、本実施形態では、その規制分だけビード高さを高くする必要はない。

（４）また、上記副板４の外周端部１６を冷却水領域Ｗ／Ｊ内に配置しているので、対向する接合面間にガスケットを配置しても、当該副板４の外周端部に大きな荷重が掛かることが防止される。また、副板４の折返し部５の端部６を、燃焼室孔側ビード２の凹部内に配置することで、副板４の折返し部５の端部６に大きな荷重を掛かることを低減している。これによって、副板４の端部１６，６の角で接合面ができるだけ疵付かないようにしている。

（変形例）
（１）ここで、図２では、燃焼室孔７を囲繞する燃焼室孔側ビード２が１重の場合を例示しているが、図３のように、燃焼室孔側ビード２が２重になっている場合であっても良い。図３では、外周側の燃焼室孔側ビード２がハーフビードで形成される場合を例示している。そして、折返し部５の端部６を内周側のフルビードからなる燃焼室孔側ビード２の凹部内に配置する場合を例示している。

（２）図４に、基板１を２枚積層する場合を例示する。この例では、燃焼室孔側ビード２の凹部側を対向させて２枚の基板１を配置し、その２枚の基板１の間に、上記構成の副板４を配置した例である。
ここで、燃焼室孔側ビード２の凸部側を対向させて２枚の基板１を配置しても良い。この場合には、２枚の基板１のうち一方の基板１の凹部側に上記構成の副板４を配置すればよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部品については、同一の符号を付して説明する。

（構成）
本第２実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、図５に示すように、副板４を、燃焼室孔側ビード２の凸側に配置する場合の例である。
すなわち、副板４は、基板１の燃焼室孔側ビード２の凸部側の面（上面）と対向する。そして、副板４を、外周側端部を上記冷却水領域Ｗ／Ｊと重なる位置に配置して、その冷却水領域Ｗ／Ｊと重なる位置から燃焼室孔７側端部まで延在し、更に、燃焼室孔７側端部で、基板１の燃焼室孔外縁部８を挟み込むように下側に折り返されて折返し部５が形成されている。そして、その副板４の折返し部５の端部６を、上記燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置するように配置している。

ただし、図５の構成では、副板４の形状を、折返し部５も含めて、基板１の形状に沿って形状とし副板４をできるだけ基板１表面に接触するように設定している。すなわち、燃焼室孔側ビード２の凸部と対向する部分は、燃焼室孔側ビード２の凸部と同じように上方に凸形状となっている。また、折返し部５における燃焼室孔側ビード２の凹部と対向する部分も、その凹面に沿うように上方に変形している。
その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

（作用効果）
（１）第１実施形態と同様の作用効果を発生することが出来る。
（２）副板４に対して、燃焼室孔側ビード２の凸部及び凹部に沿った形状部分を持たせる。これによって、基板１に対する副板４のずれが低減する。
なお、副板４は、特に弾性金属体である必要はない。副板４が弾性金属体である場合には、副板４のバネによって燃焼室孔側ビード２のバネ力をその分大きくできる。

（変形例）
（１）燃焼室孔側ビード２をハーフビードで形成する場合を図６に示す。このステップ状のハーフビードからなる燃焼室孔側ビード２は、燃焼室孔外縁部８を基準として、上方に突出するように屈曲成型されて、上側に凸となって、下側に凹部を形成する。
副板４は、上記のように、燃焼室孔側ビード２の凸部側である、基板１の上面に沿って延びると共に、燃焼室孔７側端部で、基板１の燃焼室孔外縁部８を挟み込むように下側に折り返されて折返し部５が形成されている。そして、その副板４の折返し部５の端部６を、上記燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置するように配置している。
効果は上記と同様である。

（２）図７、図８に基板１を２枚設ける場合を例示する。この例では、燃焼室孔側ビード２の凹部を対向させて２枚の基板１を配置し、その２枚の基板１のうち一方の基板１に対して、上記構成の副板４を介装させた例である。効果は上記と同様である。
なお、燃焼室孔側ビード２の凸部を対向させて２枚の基板１を配置しても構わない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品については、同一の符号を付して説明する。

（構成）
本第３実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であり、図９に示すように、基板１の凹部側の面に対向するようにして副板４を配置する。
ただし、副板４における、燃焼室孔側ビード２の凹部と対向する部分に、当該凹部側に突出するフルビードからなるビードを形成している点が、第１実施形態と異なる。また、副板４を弾性金属板から構成する。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（作用効果）
（１）第１実施形態と同様の作用効果を発生することが出来る。
（２）基板１に成型したフルビードからなる燃焼室孔側ビード２を圧縮変形させた時、凹面側の立ち上がり部分（角部２ａ、２ｂ）は下側の接合面に接触する面積が狭く高い面圧が発生する。一方、燃焼室孔側ビード２のおける断面円弧状の凸面側は、Ｒ部で上側の接合面に当たるため接触面積も広く、単位当たりの面圧は上記角部２ａ、２ｂ側よりも弱い。
この凸面側の下側に、副板４のビードが配置されていることで、当該副板４のビードのバネ力で燃焼室孔側ビード２のおける断面円弧状の凸面側の面圧を稼いで、上側の接合面に対するシール性を大きくする。

すなわち、ガスケットをエンジンに装着して締付けボルトで締結したとき、第１領域Ｒ１に位置する燃焼室孔側ビード２、及び副板４のビードは略全屈に近く変形するが、その燃焼室孔側ビード２も、副板４に成型されたビードも反発エネルギーを保持している。この反発エネルギーで、エンジン稼動で拡縮が繰り返されて発生する瞬時に開く微小な隙間に、追随する。さらに、シール面に接地面積の広い基板１ビードの凸側は、凹面側の接地に比べ接合面圧が低いが、副板４ビードで補う。

（変形例）
（１）図１０に基板１は２枚の場合を例示する。この例では、燃焼室孔側ビード２の凹部側を対向させて２枚の基板１を配置し、その２枚の基板１の間に、上記構成の副板４を配置した例である。
ここで、燃焼室孔側ビード２の凸部側を対向させて２枚の基板１を配置しても良い。この場合には、２枚の基板１のうち一方の基板１の凹部側に上記構成の副板４を配置すればよい。

（２）ここで、全実施形態において、副板４の折返し部５の端部６が燃焼室孔側ビード２の凹部内に位置するように設定する場合を例示している。
しかし、副板４の折返し部５の端部６を、燃焼室孔側ビード２の凸部側に対向するように配置しても良い。
その例を図１１に示す。この例では、副板４を燃焼室孔側ビード２の凹部側に配置し、燃焼室孔７側端部で基板１を挟み込むように上側に折返し、折返し部５の端部６を、燃焼室孔側ビード２の凸部の凸面の途中位置に配置する。

また、この例では、燃焼室孔側ビード２の凸部側、つまり基板１の一方の面側に位置する副板４の部分を、対向する基板の表面の形状に沿った形状としている。これによって、エンジンとガスケット材質の熱膨張差でずれが発生しても、基板１と副板４との間のずれを低減することが可能となる。
さらに、この例では、燃焼室孔側ビード２の凹部側、つまり基板１の他方の面側に位置する副板４の部分も、対向する基板の表面の形状に沿った形状としている。これによって、エンジンとガスケット材質の熱膨張差でずれが発生しても、更に基板１と副板４との間のずれを低減することが可能となる。

なおこの場合には、折返し部５の端部６の角を丸めたり、先端に向けて肉厚を徐々に薄くしておくことが好ましい。
また、折返し部５の端部６の位置は、燃焼室孔側ビード２の凸部頂部２ｄを外す位置に設定することが好ましい。特に、燃焼室孔側ビード２の凸部頂部２ｄよりも燃焼室孔７側が好ましい。特に、折返し部５の端部６の高さは燃焼室孔側ビード２の凸部頂部２ｄ以下の高いことが好ましい。

（３）全実施形態において、副板４に折返し部５を設けることで、燃焼室孔７から外周にむけて、ガスケットの板厚を３段階に変化するように設定しているが、これに限定されない。第１領域Ｒ１に対応する部分に、副板４の折返し部５を形成する代わりに、シム板を積層固定するなどして上記構成を達成するなどしても良い。図１２に、別の板で折返し部５を形成して溶接その他で固着した例を示す。
または、基板１や副板４自体の肉厚を調整して上記構成を達成するようにしても良い。

１ 基板
２ 燃焼室孔側ビード
２ａ、２ｂ 角部
２ｃ 凸部
４ 副板
５ 折返し部
６ 折返し部の端部
７ 燃焼室孔
８ 燃焼室孔外縁部
９ 副板のビード
１０ 燃焼室
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１３ 冷却水孔
１５ ボルト孔
１６ 副板の外周端部
２０ 金属ガスケット
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｓ シール面幅
Ｗ／Ｊ 冷却水領域

【０００５】
の次に厚く、第３領域が一番薄くなるように構成したことを特徴とするものである。
［００１５］
本発明の一態様はこのとき、金属ガスケットを１枚又は２枚以上の基板と、副板とを積層して構成し、上記基板は、燃焼呈に対応した位置に開口する燃焼室孔と、その燃焼室孔に連続する燃焼室孔外縁部と、その燃焼室孔及び燃焼室孔外縁部を囲繞する燃焼室孔側ビードと、を備え、
上記副板を、外周側端部を上記冷却水領域内と重なる位置に配置して燃焼室孔側に延在し且つ燃焼室孔側で上記燃焼室孔外縁部を挟み込むように折り返されて構成し、その副板の折返し部の端部を、上記燃焼室孔側ビードと重なる位置に配置することで、金属ガスケットの板厚を、第１領域が一番厚く、第２領域がその次に厚く、第３領域が一番薄くなるように構成し、上記副板の上記燃焼室孔側ビードと対向する部分は、対向する一の基板の表面の形状に沿った形状となって当該一の基板の上記燃焼室孔側ビードに接触していることを特徴とする。
［００１６］
［００１７］

【０００６】
［００１８］
発明の効果
［００１９］
本発明の態様によれば、エンジンの小型軽量化及び大排気量化に対応可能な金属ガスケットを提供することが可能となる。
すなわち、ガスケットの板厚を、燃焼室孔側から外周に向けて、３種類の板厚に区分し、一番厚い第１領域の一部を燃焼室孔側ビードの一部に重ねている。これによって、エンジンの剛性が低く、且つエンジンの燃焼室から冷却水領域までの間のシール面幅が狭くなっても、燃焼室孔側ビードのビード幅を確保しつつ燃焼室孔周りの面圧を高く設定することが可能となる。
図面の簡単な説明
［００２０］
［図１］本発明に基づく第１実施形態に係る金属ガスケットを示す一部破断した平面図である。
［図２］図１のＡ−Ａ断面図である。
［図３］本発明に基づく第１実施形態に係る別例を示す断面図である。
［図４］本発明に基づく第１実施形態に係る基板を２枚で構成したときのＡ−Ａ断面図である。
［図５］本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットを説明する断面図である。
［図６］本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットの別例を説明する断面図である。

Claims (6)

1. 燃焼室及びその外周側に形成されて冷却水が通過する冷却水領域を備えるシリンダブロックの接合面と、シリンダヘッドの接合面との間に介装される金属ガスケットであって、
   燃焼室に対応した位置に開口する燃焼室孔と、その燃焼室孔を囲繞する燃焼室孔側ビードと、を備える金属ガスケットにおいて、
   上記金属ガスケットは、燃焼室孔側からガスケット外周側に向けて、燃焼室孔端部から燃焼室孔側ビードの幅方向途中位置までの第１領域、その燃焼室孔側ビードの幅方向途中位置から上記冷却水領域内と重なる位置の途中位置までの第２領域、その第２領域よりも外周側の第３領域の３つの領域に区分され、その金属ガスケットの板厚を、第１領域が一番厚く、第２領域がその次に厚く、第３領域が一番薄くなるように構成したことを特徴とする金属ガスケット。
2. 燃焼室及びその外周側に形成されて冷却水が通過する冷却水領域を備えるシリンダブロックの接合面と、シリンダヘッドの接合面との間に介装される金属ガスケットであって、
   １枚又は２枚以上の基板と、副板とを積層して構成し、
   上記基板には少なくとも、燃焼室に対応した位置に開口する燃焼室孔と、その燃焼室孔に連続する燃焼室孔外縁部と、上記燃焼室孔及び燃焼室孔外縁部を囲繞する燃焼室孔側ビードと、その燃焼室孔側ビードの外周側であって上記冷却水領域と対向可能な位置に開口した冷却水孔と、を設け、
   上記副板は、外周側端部を上記冷却水領域と重なる位置に配置して燃焼室孔側に延在し且つ燃焼室孔側で折り返されて構成され、その副板の折返し部の端部を、上記燃焼室孔側ビードと重なる位置に配置した、ことを特徴とする金属ガスケット。
3. 上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型されて、ビード幅の両端にそれぞれ燃焼室孔の外周に沿って延びるビードの角部が形成され、
   その幅方向で並ぶ２つのビードの角部の間に、上記副板の折返し部の端部が位置すると共に、その折返し部は、基板の他方の面側に配置されることを特徴とする請求項２に記載した金属ガスケット。
4. 上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型されて、ビード幅の両端にそれぞれ燃焼室孔の外周に沿って延びるビードの角部が形成され、
   その幅方向で並ぶ２つのビードの角部の間に、上記副板の折返し部の端部が位置すると共に、その折返し部は基板の一方の面側に配置され、且つ、基板の一方の面側に配置される副板の部分は、対向する基板の表面の形状に沿った形状となっていることを特徴とする請求項２に記載した金属ガスケット。
5. 上記燃焼室孔側ビードは、燃焼室孔外縁部を基準として、基板を構成する金属板を基板の一方の面側に凸となるように屈曲加工して成型され、
   上記副板は、上記基板の他方の面側で上記燃焼室孔側ビードの凹部側と対向する対向部分を有し、その副板の対向部分に、上記基板側に向けて突出するビードを形成したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した金属ガスケット。
6. 上記副板の折返し部は、基板の燃焼室孔外縁部を挟み込むようにして折り返されていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載した金属ガスケット。

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