WO2004083690A1

WO2004083690A1 - シリンダーヘッド用メタルガスケット

Info

Publication number: WO2004083690A1
Application number: PCT/JP2004/003609
Authority: WO
Inventors: Yoshiaki Hamada; Takashi Yajima; Yasunori Murakami; Takashi Katsurai; Masamune Tabata
Original assignee: Nippon Leakless Industry Co. Ltd.; Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2004-09-30
Also published as: DE602004027017D1; EP1607662A4; EP1607662A1; EP1607662B1

Abstract

それぞれ金属板からなり、シリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔2aと、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード2bと、前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔2cと、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード2dとを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板２と、金属板からなり、前記二枚の基板間に介挿される副板３と、前記副板の少なくとも片面上に形成されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む硬質金属めっき層５と、を具えてなるシリンダーヘッド用メタルガスケットである。これにより、安価で段差量の制御の自由度の高い優れたメタルガスケットを提供することができる。

Description

明細書シリンダ一へッド用メタルガスケット

技術分野

この発明は、内燃機関のシリンダープロックとシリンダ一へッドとの間に介揷されるシリンダーへッド用メタルガスケットに関するものである。背景技術

この種のメタルガスケットとしては、例えば、それぞれ金属板からなる二枚の基板と、それらの基板より薄レ、板厚の金属板からなり、' それらの基板間に介揷される副板とを具え、前記各基板が、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダ一ボアに対応して形成されたシリンダ一孔と、各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔とを有し、前記副板が、基板と同様のシリンダー穴と冷却水穴とを有するメタルガスケットが知られており、かかるメタルガスケットにおいては、その副板に、基板の各シリンダ一孔の周囲の環状ビードと重なるシリンダ一孔周辺部をそれより外側の外方部よりも厚くする段差構造を設けて、基板の環状ビードの線圧を上昇させることで、シリンダー内の燃焼ガスに対するシール性能を向上させる場合がある。

上記段差構造としては従来、例えば図 2 9に示すように、それぞれ鋼板 (SUS301H 0. 2t等）からなる二枚の基板 2間に介揷される副板 3を、基板 2の各シリンダ一孔 2aの周囲の環状ビード 2bと重なるシリンダ一孔周辺部 3aとそれより外側に位置する外方部 3bとで互いに異なる板厚の薄鋼板 (SUS 301H 0. 2t， 0. 3t等）で構成して所要の段差になるようにし、それらシリンダ一孔周辺部 3a と外方部 3bとをレーザー溶接で結合した段差構造 SIが知られている（例えば、特開平 7— 2 4 3 5 3 1号公報、第 3図参照）。なお、図中符号 1はメタ^/ガスケット、 LWはレーザー溶接部を示す。

また例えば図 3 0に示すように、それぞれ鋼板からなる二枚の基板 2間に介揷される単一板厚の薄鋼板（SUS 301H 0. It等）からなる副板 3の、基板 2の各シリンダ一孔 2aの周囲の環状ビード 2bと重なるシリンダ一孔周辺部 3aにこれも薄鋼板（SUS 301H 0. It等）からなるシム板 4を重ねて所要の段差になるようにし、それら副板 3とシム板 4とをレーザー溶接で結合した段差構造 S2も知られている（例えば、特開平 1 0— 6 1 7 7 2号公報参照）。

さらに、例えば図 3 1に示すように、それぞれ鋼板からなる二枚の基板 2間に介挿される単一板厚の薄鋼板（SUS 301H 0. 0⁵t等）からなる副板 3の、基板 2 の各シリンダ一孔 2aの周囲の環状ビード 2bと重なるシリンダー孔周辺部 3aに折り返し曲げ加工により折り重ね部 3cを形成して所要の段差になるようにした段差構造 S3も知られている（例えば、特開平 8— 1 2 1 5 9 7号公報、第 4 図）。

しかしながら、最初に記した従来の段差構造 S1では、所定のガスケット形状とするためのシリンダ一孔周辺部 3aと外方部 3bとの位置合せが難しいため、ガスケット形状に求められている高い精度を満たすには専用の位置合せ治具と高精度のレーザー溶接装置が不可欠となり、ガスケットが高価なものになってしまうという問題があった。

また二番目に記した従来の段差構造 S2 では、シム板 4の板厚が段差量となり、工業的に流通している薄鋼板の板厚が現状では 50 μ ιη (0. 05mm) 区切りであるため、 10 m (0. 01mm) 単位での高精度な段差量の設定ができず、また 100 μ m以下の薄板ではレーザー溶接による歪みや変形や浮きの発生で段差機能の確保が困難となり、しかも最初の段差構造と同様、専用の位置合せ治具と高精度のレーザー溶接装置が不可欠となり、ガスケットが高価なものになってしまうという問題があった。

そして三番目に記した従来の段差構造 S3では、単一板厚の薄^]板を折り返し曲げ加工することから、その薄鋼板の板厚が段差量となるため、二番目の段差構造 S2と同様、 ΙΟ μ ιη (0. 01瞧）単位での高精度な段差量の設定ができず、しかも折り返し曲げ力卩ェは絞り加工を用いて行うため、折り重ね部 3cの形状の自由度が低く、割れの発生なしに充分広い半径方向幅の折り重ね部 3cを形成するのは、特に薄鋼板では困難であるという問題があつた。

さらに、この種のメタルガスケットとしては従来、例えば、図 3 2に示すように、金属薄板からなる基板 2と、その基板 2の両面上に接着剤 4により接着されてその基板 2の全面を覆う、 N B Rやフッ素ラバー、シリコンラバー等からなる表面シール層としてのラバー層 5と、を具えるメタルガスケット 1が知られている（例えば、特開平 2— 3 8 7 6 0号公報、添付図面参照）。

また従来、例えば、図 3 3に示すように、金属薄板からなる基板 2と、その基板 2の両面上に塗布されてその基板 2の全面を覆う、グラフアイトゃニ硫化モリブデン粉末等と少量のバインダー（樹脂やラバー）とを混合してなる表面シール層としての固体潤滑剤層 6と、を具えるメタルガスケット 1が知られている（例えば、特開平 5— 1 7 7 3 7号公報参照）。

しかしながら、前者の従来のメタルガスケットでは、表面シール層がラバー材からなるため、高温環境下での耐久性が充分でなく、 2 0 0 °C以上の環境で使用し続けるとラバー材の分解や剥離が生じる可能性があるという問題があった。また、後者の従来のメタルガスケットでは、表面シール層が固体潤滑剤からなるため、基板表面上に均一な層を保持するのが難しいことから、充分なシール性を確保するのが難しく、ビード構造の自由度も低下するという問題があった。発明の開示この発明の第 1の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットは、上記課題を有利に解決して、安価で段差量の制御の自由度の高い優れたメタルガスケットを提供することを目的とするものであり、この第 1の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットは、それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダ一プロックの各シリンダーポアに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードぉよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板と、金属板からなり、前記二枚の基板間に介揷される副板と、前記副板の少なくとも片面上に形成されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む硬質金属めつき層と、を具えてなるものである。

かかるシリンダ一へッド用メタルガスケットによれば、二枚の基板間に介揷される副板の少なくとも片面上に形成された硬質金属めつき層が、基板の各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するようにその環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板の各シリンダ一孔を環状に囲んで段差構造を構成するので、二枚の基板の環状ビードの頂部に加わる線圧が高くなつて、シリンダーポア内の燃焼ガス圧に対し高いシーノレ性能を発揮することができる。しかもこのメタルガスケットによれば、硬質金属めつき層が金属からなるので、特に高熱にさらされるシリンダ一孔周りの環状ビードのための段差構造として高いシール性能を維持することができ、また硬質金属めつき層がめっき工程により形成されるためその厚さの調節も容易であるので、環状ビードと外周ビードとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。

なお、この発明のメタルガスケットにおいては、前記副板に、前記基板の前記環状ビードと重なるとともに頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビードが形成されていてもよく、このようにすれば、環状ビードが三段に重なるので、より高いシール性能を得ることができる。

また、この発明のメタルガスケットは、それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボァに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板と、前記二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面上に形成されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダ一孔を環状に囲む硬質金属めつき層と、を具えてなるものである。このシリンダ一へッド用メタルガスケットによれば、二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面上に形成された硬質金属めつき層が、基板の各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するようにその環状ビードよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板の各シリンダ一孔を環状に囲んで段差構造を構成するので、二枚構成のメタルガスケットでも、二枚の基板の環状ビードの頂部に加わる線圧が高くなつて、シリンダーボァ内の燃焼ガス圧に対し高いシール性能を発揮することができる。しかもこのメタルガスケットによれば、硬質金属めつき層が金属からなるので、特に高熱にさらされるシリンダ一孔周りの環状ビードのための段差構造として高いシール性能を維持することができ、また硬質金属めっき層がめっき工程により形成されるためその厚さの調節も容易であるので、環状ビードと外周ビードとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。

この発明においては、前記硬質金属めつき層は、ニッケル、ニッケル ' リン、または銅からなり、硬度が H V 6 0以上のものであると好まし、。二枚の基板の環状ビードの頂部に加わる高い線圧に対し潰れることなく耐えて、シール性能の低下を防止することができるからである。

また、この発明においては、複数の前記シリンダー孔に関する前記硬質金属めつき層の段差量の分布は、複数の前記シリンダーボアに関する前記内燃機関の剛性分布に対応していると好ましい。内燃機関の岡 IJ性の低い部分では剛性の高い部分より段差量を大きくすると、シール性能のバランスがとれるからである。この発明の第 2の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットも、上記課題を有利に解決して、安価で段差量の制御の自由度の高い優れたメタルガスケットを提供することを目的とするものであり、この第 2の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットは、それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダ一プロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリ —へ、 j、ドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードぉよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板と、金属板からなり、前記二枚の基板間に介揷される副板と、前記副板の少なくとも片面上に接着されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む金属箔からなる金属箔層と、少なくとも加圧されつつ前記金属箔を前記副板に接着する接着剤からなる接着剤層と、を具えてなるものである。かかるシリンダ一へッド用メタルガスケットによれば、二枚の基板間に介揷される副板の少なくとも片面に加圧接着された金属箔からなる金属箔層がそれを接着する接着剤からなる接着剤層と一緒に、基板の各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するようにその環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板の各シリンダ一孔を環状に囲んで段差構造を構成するので、二枚の基板の環状ビードの頂部に加わる線圧が高くなつて、シリンダーボア内の燃焼ガス圧に対し高いシール性能を発揮することができる。しかもこのメタルガスケットによれば、接着剤層をなす接着剤が、少なくとも加圧されつつ金属箔を副板に接着するので、接着剤を押して金属箔の下で流動させあるいは金属箔の下からその一部を押し出すことにより段差構造を容易に所望の厚さにし得て、環状ビードと外周ビードとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。

なお、この発明のメタルガスケットにおいては、前記副板に、前記基板の前記環状ビードと重なるとともに頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビードが形成されていてもよく、このようにすれば環状ビードが三段に重なるので、より高いシール性能を得ることができる。ちなみに、金属箔の接着は、環状ビードの成形前でも成形後でも良いが、成形前に行うと金属箔が環状ビードに正確に倣うので好ましい。 · また、この発明のメタルガスケットは、それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーポアに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板と、前記二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面上に接着されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビ一ドの頂部と対向するように前記環状ビードよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む金属箔からなる金属箔層と、少なくとも力口圧されつつ前記金属箔を前記副板に接着する接着剤からなる接着剤層と、を具えてなるものである。

このシリンダーへッド用メタルガスケットによれば、二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面に加圧接着された金属箔からなる金属箔層がそれを接着する接着剤からなる接着剤層と一緒に、基板の各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するようにその環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板の各シリンダ一孔を環状に囲んで段差構造を構成するので、二枚構成のメタルガスケットでも、二枚の基板の環状ビードの頂部に加わる線圧が高くなって、シリンダーボア内の燃焼ガス圧に対し高いシール性能を発揮することができる。しかもこのメタルガスケットによれば、接着剤層をなす接着剤が、少なくとも加圧されつつ金属箔を副板に接着するので、接着剤を押して金属箔の下で流動させあるいは金属箔の下からその一部を押し出すことにより段差構造を容易に所望の厚さにし得て、環状ビードと外周ビ一ドとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。この発明における金属箔としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼、ステンレス鋼、青銅、チタン、またはニッケルからなり、硬度が H v 6 0以上のものが好適である。力かる金属箔は耐熱性が高い上に、破損しにくく、形を保ち易いため、成形および接着時の取り扱！/、が容易だからである。

またこの発明における接着剤層の接着剤は、フエノーノレ、エポキシ、ポリイミド、またはこれらのうち少なくとも二種の混合物からなるものが好適である。かる接着剤は耐熱性が高レヽからである。

この発明の第 3の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットは、上記課題を有利に解決して、シール'性が高く、かつ耐熱性に優れたメタルガスケットを提供することを目的とするものであり、この第 3の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットは、それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダ^"ブ口ックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有して互いに積層される二枚の基板を少なくとも具えるとともに、前記二枚の基板の少なくとも外向きの面上に形成されて少なくとも前記各環状ビードを覆う軟質表面金属めつき層を具えてなるものである。

また、この発明のメタルガスケットは、金属板からなり、内燃機関のシリンダ一ブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダ一孔と、前記各シリンダ一孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードぉよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有する一枚のみの基板と、前記基板の両面上に形成されて少なくとも前記各環状ビードを覆う軟質表面金属めっき層と、を具えてなるものである。これらのシリンダーへッド用メタルガスケットによれば、一枚または二枚の基板の外向きの面（一枚の場合は両面）上に形成されて少なくとも各環状ビードを覆う軟質表面金属めつき層が、表面シール層として、シリンダーブロックおよびシリンダ一へッドのデッキ面の微細な傷や加工痕を埋めてミクロシールの機能を果たすので、高いシール性を発揮することができる。しかもこのメタルガスケットによれば、軟質表面金属めつき層が金属からなるので、特に高熱にさらされるシリンダ一孔周りの環状ビードにおいて高い耐熱性を発揮することができる。なお、この発明のメタ^/ガスケットにおいては、請求項 3に記載のように、前記軟質金属めつき層は、錫、銅、銀またはそれらの合金の一層または複数層からなり、表面硬度が H v 6 0以下のものであると好ましい。表面硬度が低いと、デッキ面の微細な傷や加ェ痕を埋め易いからである。

また、この発明においては、前記軟質表面金属めつき層の厚さは、 3 i m以上で 4 0 μ m以下であると好ましい。 3 ^ m未満ではデッキ面の微細な傷や加工痕を充分に埋められず、また 4 0 を超えるとシール性がもう殆ど向上しないからである。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の第 1の態様におけるシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 1実施例の全体を示す平面図である。

図 2は、上記第 1実施例のメタルガスケットの、図 1の A— に沿う断面図である。

図 3 ( a ) , ( b ) は、上記第 1実施例のメタルガスケットの副板に硬質金属めっき層を設ける方法を示す説明図である。

図 4は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 5実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 5は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 3 8実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 6は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 3 9実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 7は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 4 0実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 8は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 4 1実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 9は、上記実施例および比較例のメタルガスケット 1のシール限界圧の測定方法を示す説明図である。

図 1 0 (a) 〜（d) は、段差構造を有さない比較例とこの発明の実施例とについてのシール性能をそれぞれ示す説明図である。

図 1 1 (a) 〜（c) は、段差構造を有きない比較例および金属めつき層の材質が異なる比較例とこの発明の実施例とについてのシール性能をそれぞれ示す説明図である。

図 1 2 (a) 〜（d) は、段差量一律の比較例とこの発明の実施例とについてのシール性能をそれぞれ示す説明図である。

図 1 3 (a) 〜（d) は、段差量一律の比較例とこの発明の実施例とについてのシール性能をそれぞれ示す説明図である。

図 1 4は、この発明の第 2の態様における第 1実施例のメタルガスケットの、図 1の A— A線に沿う断面図である。

図 1 5 (a) 〜（c) は、上記第 1実施例のメタルガスケットの副板に樹脂層を設ける方法を示す説明図である。

図 1 6は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 2実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 1 7は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 9実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 1 8は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 1 0実施例の、図 1と同様の位置での断面図である。

図 1 9は、この発明の実施例および金属箔層の材質が異なる比較例についての熱劣化後シール性能を対比して示す説明図である。

図 20 (a) および（b) は、一枚の基板についての、図 1の A— A線および B— B線に沿う断面図である。

図 2 1は、この発明の第 3の態様における一実施例のメタルガスケットの基板およぴ軟質表面金属めっき層を拡大して示す断面図である。図 2 2は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの他の一実施例の基板および軟質表面金属めっき層を拡大して示す断面図である。

図 2 3 ( a ) ， ( b ) は、ガスケット試験片の形状および寸法をしめす平面図および半部断面図である。

図 2 4は、シール試験装置の概要を示す断面図である。

図 2 5は、表 1に示す供試体 1〜 3と比較例 1とについて、上記シール試験を行つた結果を示す説明図である。

図 2 6は、表 2に示す供試体 1〜 8と比較例 1とについて、上記シール試験を行った結果を示す説明図である。

図 2 7は、熱劣化試験装置の概要を示す断面図である。

図 2 8は、表 3に示す供試体 1 , 2と比較例 1， 2とについて、上記熱劣化試験およびシール試験を行った結果を示す説明図である。

図 2 9は、従来のシリンダ一へッド用メタルガスケットの段差構造の一例を示す、図 1と同様の位置での断面図である。

図 3 0は、従来のシリンダ一へッド用メタルガスケットの段差構造の他の一例を示す、図 1と同様の位置での断面図である。

図 3 1は、従来のシリンダ一へッド用メタルガスケットの段差構造のさらに他の一例を示す、図 1と同様の位置での断面図である。

図 3 2は、従来のシリンダ一へッド用メタルガスケットの表面シール層の一例を示す断面図である。

図 3 3は、従来のシリンダ一へッド用メタルガスケットの表面シール層の他の一例を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態.

以下に、この発明の第 1の態様における実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図 1は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 1実施例の全体を示す平面図、図 2は、図 1の A— A線に沿う断面図、図 3 ( a ) ， ( b ) は、上記第 1実施例のメタルガスケットの副板に硬質金属めつき層を設ける方法を示す説明図であり、図中先の図 2 9〜図 3 1に示すと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわち、符号 1はメタルガスケット、 2は基板、 3は副板をそれぞれ示す。

上記第 1実施例のシリンダ一へッド用メタルガスケット 1は、それぞれ外側面

(シリンダープロックおよびシリンダ一へッドに対向する面）のみ厚さ 25 111 の N B Rからなるラバー層のラバーコートを施された鋼板（SUS 301H 0. 2t)からなり互いに重ね合わされる二枚の基板 2と、それらの基板 2間に介揷されるラバ一コートなしの鋼板（SUS 301H 0. 2t)からなる副板 3とを具えている。

ここにおける二枚の基板 2はそれぞれ、図 1に示すように、内燃機関のシリンダーブ口ックの四つのシリンダーボアにそれぞれ対応して形成された四つのシリンダ一孔 2a (図 1では左のシリンダー孔 2aから順に、 # 1 , # 2， # 3 , # 4 シリンダーボアに対応する) と、各シリンダ一孔 2aの周囲に形成された山形断面形状（いわゆるフルビード形状）の環状ビード 2bと、上記内燃機関のシリンダーブ口ックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して各環状ビード 2bの外側周辺部に形成された複数の冷却水孔 2cと、複数の環状ビ一ド 2bおよびそれらの周囲に位置する複数の冷却水孔 2cを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状（いわゆるハーフビード形状）の外周ビード 2dとを有している。

またここにおける副板 3は、図 3 ( a ) に示すように、上記基板 2の各シリンダ一孔 2aに対応するシリンダ一孔 3dと、上記基板 2の冷却水孔 2cのうちの幾つかに対応する冷却水孔 3eとを有している。

この第 1実施例のシリンダ一へッド用メタルガスケット 1はさらに、図 2に示すように、副板 3の両面上に両面分合計厚さ 49〜51 μ ηι (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えており、この硬質金属めつき層 5は、図 3 ( b ) に示す如く副板 3の両面上の各シリンダ一孔 3dの周辺部に例えば電気めつき工程や溶融金属めっき工程により形成されたニッケル（硬度 H V 2 5 5 ) からなるもので、副板 3とともに二枚の基板 2間に介挿されると、基板 2の各環状ビード 2b と重なるとともに、その環状ビード 2bの頂部と対向するように環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、副板 3の各シリンダ一孔 3dひいてはそれが対応する基板 2の各シリンダ一孔 2aを環状に囲むものである。

かかる第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、二枚の基板 2間に介揷される副扳 3の両面上に形成された硬質金属めつき層 5が、基板 2の各環状ビード 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するようにその環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板 2の各シリンダ一孔 2aを環状に囲んで段差量略 50 / m の段差構造 S4を構成するので、二枚の基板 2の環状ビード 2bの頂部に加わる線圧が高くなつて、後述の如く、シリンダーボア内の燃焼ガス圧に対し高いシール性能を発揮することができる。しかもこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、硬質金属めつき層 5が二ッケルからなるので、特に高熱にさらされるシリンダ一孔 2a周りの環状ビード 2bのための段差構造として高いシール性能を維、持することができ、また硬質金属めつき層 5がめつき工程により形成されるため，その層厚さの調節も容易であるので、環状ビード 2bと外周ビード 2dとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。

さらにこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、二枚の基板 2がそれぞれ鋼板の外側面をラバー層で被覆するラバーコートを施されているので、それらのラバー層がシリンダープロックおよびシリンダ一へッドのデッキ面の微細な傷や加工痕を埋めてミクロシールの機能を果たすことで、シール性能を高めることができる。

なお、平坦な副板 3の両面上にニッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の合計厚さ（段差量）を四つのシリンダ一孔 2aに関して一律に 80 Aimとしたものをこの発明のシリンダーへッド用メタルガスケットの第 2実施例とする。この第 2実施例によれば、段差量が第 1実施例より大きいので、後述の如く、第 1実施例よりも髙ぃシ一ノレ性能を発揮することができる。

また、平坦な副板 3の両面上にニッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の合計厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーポアに関するその内燃機関の剛性分布が # 2， # 3で # 1, #

4より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダ一孔 2aに関してそれぞれ 49// m、 8l im、 79μιη、 50,um としたものをこの発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 ₃実施例とし、さらに、平坦な副板 ₃の両面上にュッケルの硬質金属めっき層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、硬質金属めっき層 5の合計厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーポアに関するその内燃機関の剛性分布が # 2, # 3で# 1， # 4より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダ一孔 2aに関してそれぞれ 47//m、 105 urn _s 103 μκι , 50 zrn としたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 4実施例とする。これら第 3および第 4実施例によれば、段差量が内燃機関の剛性分布に対応しているので、後述の如く、先の実施例よりも高いシール性能を発揮することができる。

図 4は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 5実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 2実施例のメタルガスケット 1は、副板 3の片面（図では上側の面）上に例えば電気めつき工程や溶融金属めっき工程により形成された-ッケル（硬度 H V 2 5 5) からなる厚さ 4⁹〜51 μ m (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えて段差量略 50 μ mの段差構造 S5を構成している点のみが先の第 1実施例と異なっており、それ以外は第 1実施例と同一の構成とされている。この第 5実施例によっても、先の第 1実施例と同様の作用効果を得ることができる。

なお、平坦な副板 3の片面上に二ッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 5実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の厚さ（段差量）を四つのシリンダー孔 2aに関してそれぞれ一律に 80 zmおよび 100 / m としたものをこの発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 6実施例および第 7実施例とする。これら第 6, 第 7実施例によれば、段差量が第 5実施例より大きいので、後述の如く、第 5実施例よりも高いシール性能を発揮することができる。

また、平坦な副板 3の片面上にニッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 5実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーボアに関するその内燃機関の剛性分布が # 2， # 3で # 1， #4より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダ一孔 2aに関してそれぞれ 50/ m、 82/im、 83 μ m、 49 μ m としたものをこの発明のシリンダーへッド用メタルガスケットの第 8実施例とし、さらに、平坦な副板 3の片面上に二ッケルの硬質金属めっき層 5を具える第 5実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーボアに関するその内燃機関の剛性分布が # 2， # 3で # 1, #4より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダー孔 2aに関してそれぞれ 47μηι 、 105 m、 103 μ α 50μιηとしたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 9実施例とする。これら第 8および第 9実施例によれば、段差量が内燃機関の剛性分布に対応しているので、後述の如く、先の実施例よりも高いシール性能を発揮することができる。

一方、平坦な副板 3の両面上に二ッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の合計厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーボアに関するその内燃機関の剛性分布が # 1， # 4で # 2, # 3より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダ一孔 2aに関してそれぞれ 82 /zm 、 49 urn 51 m 、 80 urn としたものをこの発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 1 0実施例とし、さらに、平坦な副板 3の両面上に二ッケルの硬質金属めつき層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の合計厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーボアに関するその内燃機関の剛性分布が # 1 , # 4で # 2， # 3より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダー孔 2aに関してそれぞれ 100 μιη、 50 rn, 50/itn、 100 μιαとしたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタノレガスケットの第 1 1実施例とする。これら第 1 0および第 1 1実施例によれば、段差量が内燃機関の剛性分布に対応しているので、後述の如く、先の実施例よりも高いシール性能を発揮することができる。

また、平坦な副板 3の片面上にュッケルの硬質金属めっき層 5を具える第 5実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5の厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーポアに関するその内燃機関の岡 ij†生分布が # 1， # 4で # 2, # 3より低い場合に対応させて、図 1では左から順に四つのシリンダー孔 2aに関してそれぞれ 81μιη、 48 μ m、 50 μ m、 81/itn としたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 1 2実施例とし、さらに、平坦な副板 3の片面上に二ッケルの硬質金属めっき層 5を具える第 5実施例と同様の構成で、硬質金属めっき層 5の厚さ（段差量）を、内燃機関の四つのシリンダーボアに関するその内燃機関の剛性分布が # 1， # 4で # 2， # 3より低い場合に対応させて、図 1 では左から順に四つのシリンダー孔 2aに関してそれぞれ 103 / m、 49/zm、 49/ m 102 μηιとしたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 1 3実施例とする。これら第 1 2および第 1 3実施例によれば、段差量が内燃機関の剛性分布に対応しているので、後述の如く、先の実施例よりも高いシール性能を発揮することができる。

さらにここでは、上記第 1〜第 6および第 8〜第 1 3実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5がニッケル■ リン（Ην 8 6 8) からなるものを第 1 4〜第 2 5実施例とし、また、上記第 1〜第 6および第 8〜第 1 3実施例と同様の構成で、硬質金属めつき層 5が銅（H v 9 5 ) からなるものを第 2 6〜第 3 7実施例とする。

図 5は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 3 8実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 3 8実施例のメタルガスケット 1は副板 3に、基板 2の環状ビード 2bと重なるとともに下側の基板 2の環状ビード 2bと頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビード 3f が形成されていて、その副板 3の片面（環状ビード 3fの突出側の面）上に例えば電気めつき工程や溶融金属めつき工程により形成されたエッケル（硬度 H v 2 5 5 ) からなる、内燃機関の剛性分布に対応した厚さ 49〜81 μ m (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えて段差構造 S6を構成している点のみが先の第 8実施例と異なつており、それ以外は第 8実施例と同一の構成とされている。この第 3 8実施例によれば環状ビード 2b， 3fが三段に重なるので、後述の如く、先の第 8実施例よりも高いシーノレ性能を得ることができる。

図 6は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 3 9実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 3 9実施例のメタルガスケット 1は副板 3に、基板 2の環状ビード 2bと重なるとともに下側の基板 2の環状ビード 2bと頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビード 3f が形成されていて、その副板 3の両面上に例えば電気めつき工程や溶融金属めつき工程により形成されたニッケル（硬度 H v 2 5 5 ) からなる、内燃機関の岡 lj性分布に対応した合計厚さ 47〜83 μ πι (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えて段差構造 S7 を構成する点のみが先の第 3実施例と異なっており、それ以外は第 3実施例と同一の構成とされている。この第 3 9実施例によれば環状ビード 2b， 3fが三段に重なるので、先の第 3実施例よりも高いシール性能を得ることができる。

図 7は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 4 Q実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 4 0実施例のメタルガスケット 1は二枚の基板 2の間に副板 3を具えていないが、各基板 2自体は先の実施例と同様のものである。そしてこの実施例では、片側（図では上側）の基板 2の、他方の基板（図では下側の基板） 2に向く面（内側面）上に、内燃機関の岡 I胜分布に対応した厚さ 49〜82 μ πι (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えており、この硬質金属めつき層 5は、基板 2のシリンダ一孔 2aの周辺部に電気めつきェ程や溶融金属めつき工程により形成されたエッケル（硬度 H v 2 5 5 ) からなるもので、二枚の基板 2が重ね合わされると、他方の基板 2の各環状ビード 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するように環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板 2の各シリンダー孔 2aを環状に囲んで段差構造 S8を構成するものである。

かかる第 4 0実施例のメタルガスケット 1によれば、副板 3がないのでガスケットを安価に製造でき、しかも後述の如く、先の第 1実施例と概ね同等のシール性能を得ることができる。

図 8は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 4 1実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 4 1実施例のメタルガスケット 1は二枚の基板 2の間に副板 3を具えていないが、各基板 2自体は先の実施例と同様のものである。そしてこの実施例では、両方の基板 2の他方の基板 2に向く面 (内側面）上に、内燃機関の剛性分布に対応した合計厚さ 51〜82 /i ra (詳細は表 1参照）の硬質金属めつき層 5を具えており、この硬質金属めつき層 5は、基板 2のシリンダ一孔 2aの周辺部に電気めつき工程や溶融金属めつき工程により形成された二ッケル（硬度 H V 2 5 5 ) からなるもので、二枚の基板 2が重ね合わされると、他方の基板 2の各環状ビード 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するように環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板 2の各シリンダ一孔 2aを環状に囲んで段差構造 S9を構成するものである。

かかる第 4 1実施例のメタノレガスケット 1によれば、副板 3がないのでガスケットを安価に製造でき、しかも後述の如く、先の第 3実施例と概ね同等のシール性能を得ることができる。

以下の表 1〜表 5は、上記第 1実施例〜第 4 1実施例のメタルガスケットと、第 1実施例から硬質金属めつき層 5を除いた比較例 1のメタルガスケットと、第 1実施例と同一の段差量を図 1 4の突合せ接合で得た比較例 2のメタルガスケットと、第 1実施例の硬質金属めつき層 5の代わりに錫（H v l 5 ) からなる軟質金属めつき層を設けた比較例 3のメタルガスケットと、第 3 8実施例と同様の構成で一律の約 50 z mの段差量を図 1 4の突合せ接合で得た比較例 4のメタルガスケットと、第 4 0実施例と同様の構成で一律の約 50 mの段差量を図 1 4の突合せ接合で得た比較例 4のメタルガスケットとにつ、て、構成およびシール性能を対比して示すものであり、ここにおけるシール限界圧は、図 9に示すように、上記各メタルガスケット 1を自動車用エンジンのシリンダープロック SBとシリンダ一へッド _SHとの間に装着してへッドボルト HBを規定軸力（34.4kNZ本）にて締付け、シリンダーボア内のピストンと燃焼室のバルブとを密閉処理した供試体につき、室温雰囲気中で点火プラグ孔からシリンダーポア内にエアーを注入してシリンダーボア内を加圧してシール限界圧を測定した結果を示すものである。これら表 1〜表 5から、上記各実施例のメタルガスケットのシール性能が同様のビード構造の比較例と比べて大幅に高レヽことが判る。

[表 1 ] 硬質金属めつき層

金属板ビードシール en. ¾ A PJs -ir- 材 K 被着面

H ゥ

# 1 # 2 if 4 MPa 実 1 ニッケル両面 50 51 50 49 3 3S2B 8.0 施

例 2 同上同上 80 80 80 80 3 3S2B 9.0

3 同上同上 49 81 79 50 3 3S2B 9.9

4 同上同上 47 105 103 50 3 3S2B 10.8

5 同上片面 50 51 50 49 3 3S2B 8.0

6 同上同上 o onU on 80 80 3 3S2B 9.1

7 同士同士 100 100 100 100 3 3S2B 10.9

8 同.上同上 50 82 83 49 q q

9 同上同上 47 105 103 50 3 3S2B 10.8

10 同上 · 両面 82 9 51 80 3 3S2B 9.8

11 同上同上 100 50 50 100 3 3S2B 10.9 [表 2]

硬質金属めつき層

金属板ビードシ一 m. χη 枚数構造限界圧材質被着面

# 1 # 2 # 3 # 4 MP a ニッケル片面 81 8 50 81 3 3S2B 9.8 施

VI d 同上同上 103 49 49 102 3 3S2B 10.8

14 ゲ 48 49 49 50 3 3S2B 7.8 • リン

15 同上同上 79 81 80 82 3 3S2B 8.9

16 同上同上 48 81 79 52 3 3S2B 10.0

17 同上同上 47 102 101 9 3 3S2B 11.0

18 同上片面 48 49 51 53 3 3S2B 8.2

19 同上同上 79 ' 81 82 79 3 3S2B 9.0

20 同上同上 8 77 79 49 3 3S2B 10.1

21 同上同上 49 101. 102 9 3 3S2B 11.0 [表 3] 硬 W金属めつき層

金属板ビードシ一ノレ段差量 μηι x ¾χ ΙίΚ iff-比材質被着面

# 1 # 2 # 3 # 4 MP a 実 22 ニッケル両面 79 8 49 79 3 3S2B 9.9 施 ' リン

例

23 同上同上 99 49 51 49 3 3S2B 11.0

24 同上片面 79 47 47 79 3 3S2B 10.1

25 同上同上 99 49 48 97 3 3S2B 11.1

26 銅両面 48 48 47 50 3 3S2B 8.0

27 同上同上 80 81 82 82 3 3S2B 9.0

28 向上. 同上 50 81 80 53 3 3S2B 10.0

29 同上同上 50 102 102 50 3 3S2B 11.1 '

30 同上' 片面 47 50 50 52 3 3S2B 8.3

31 同上同上 80 80 81 80 3 3S2B 9.1 n

[ 挲] /l700Zdf/X3d 069£80請 OAV [表 5 ]

硬質金属めつき層

金属板ビードシ一ル |έ

fe ·1- μηι 枚数構造限界圧材質被着面

# 1 # 2 # 3 # 4 MPa 比 1 段差なし 0 0 0 0 3 7.0 較

例 2 突合せ接合 50 51 50 49 3 8.0

3 錫両面 50 51 50 49 3 7.2

4 突合せ接合 50 51 50 49 3 12.1

5 同上 50 51 50 49 2 7.9

図 1 0 (a) 〜（d) は、段差構造を有さない比較例 1と、第 1，第 5おょぴ第 7実施例との気筒（シリンダーボア）別シール限界圧をそれぞれ示す説明図であり、この図からも、上記実施例のメタルガスケットは段差構造を有さないものと比較して大幅にシール性は向上することが判る。

図 1 1 (a) 〜（c) は、段差構造を有さない比較例 1および、軟質金属めっき層を有する比較例 3と、第 1実施例との気筒（シリンダーボア）別シール限界圧をそれぞれ示す説明図であり、この図からも、上記実施例のメタルガスケットは軟質金属めっき層を有するものと比較してシール性は向上することが判る。

図 1 2 (a) 〜（d) は、内燃機関の剛性分布が # 1， # 4シリンダーボァに関して # 2， # 3シリンダーボアよりも低い場合に適用した、段差量一律の比較例 2と、段差量をそれら # 1， # 4シリンダーボアに対応するシリンダ一孔周りで他のシリンダ一孔周りよりも大きくした第 1 0，第 1 2および第 1 3実施例との気筒（シリンダーボア）別シーノレ限界圧をそれぞれ示す説明図であり、この図からも、上記実施例のメタルガスケットは段差量一律のものと比較して大幅にシール性は向上することが判る。

図 1 3 (a) 〜（d) は、内燃機関の剛性分布が # 2， # 3シリンダーボァに関して # 1， # 4シリンダーボアよりも低い場合に適用した、段差量一律の比較例 2と、段差量をそれら # 2， # 3シリンダーポアに対応するシリンダ一孔周りで他のシリンダ一孔周りよりも大きくした第 3，第 8および第 9実施例との気筒（シリンダーポア）別シール限界圧をそれぞれ示す説明図であり、この図からも上記実施例のメタルガスケットは段差量一律のものと比較して大幅にシール性は向上することが判る。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、硬質金属めっき層 5は、硬度が H V 60以上の鉄からなるものでも良い。次に、この発明の第 2の態様における実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図 1は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第 1実施例の全体を示す平面図、図 1 4は、図 1の A— A泉に沿う断面図、図 1 5 ( a ) 〜（ c ) は、上記第 1実施例のメタルガスケットの副板に金属箔層を設ける方法を示す説明図であり、図中先の図 2 9〜図 3 1に示すと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわち、符号 1はメタルガスケット、 2 は基板、 3は副板をそれぞれ示す。

上記第 1実施例のシリンダ一へッド用メタルガスケット 1は、それぞれ外側面 (シリンダープロックおよぴシリンダ一へッドに対向する面）のみ厚さ 25 z m の N B Rからなるラバー層のラバーコートを施された鋼板（SUS 301H 0. 2t) からなり互いに重ね合わされる二枚の基板 2と、それらの基板 2間に介揷されるラバーコートなしの鋼板（SUS 301H 0. 2t) からなる副板 3とを具えている。ここにおける二枚の基板 2はそれぞれ、図 1に示すように、内燃機関のシリンダーブ口ックの複数のシリンダーポアにそれぞれ対応して形成された複数のシリンダ一孔 2aと、各シリンダー孔 2aの周囲に形成された山形断面形状（いわゆるフノレビード形状）の環状ビード 2bと、上記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して各環状ビード 2b の外側周辺部に形成された複数の冷却水孔 2cと、複数の環状ビード 2bおよびそれらの周囲に位置する複数の冷却水孔 2cを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状（いわゆるハーフビード形状）の外周ビード 2dとを有している。

またここにおける副板 3は、図 1 5 ( a ) に示すように、上記基板 2の各シリンダ一孔 2aに対応するシリンダ一孔 3dと、上記基板 2の冷却水孔 2cのうちの幾つかに対応する冷却水孔 3eとを有している。この第 1実施例のシリンダ一へッド用メタノレガスケット 1はさらに、図 1 4に示すように、副板 3の片面（図では上側の面）上に厚さ 50 z mの金属箔層 5を、接着剤層 7を介して具えており、この金属箔層 5は、図 1 5 ( b ) に示す如く副板のシリンダ一孔 3dの周辺部の平面形状に対応する平面形状に切り抜いた厚さ 50 _Ju mで硬度H v 6 0以上のアルミニウム箔 6 (日本軽金属株式会社製 A3005

(JIS H4000) ) を、裏面にフエノール接着剤（株式会社東洋化学研究所製メタロック N²³) を塗布した状態で副板 3の片面上に押しつけて、そのフエノーノレ接着剤を挟んで熱板プレス等で加圧しつつ加熱して接着することで形成されたもので、副板 3とともに二枚の基板 2間に介挿されると、フエノール接着剤からなる接着剤層 7と一緒に、基板 2の各環状ビード 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するように環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、副板 3の各シリンダ一孔 3dひいてはそれが対応する基板 2の各シリンダ一孔 2aを環状に囲むものである。

かかる第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、二枚の基板 2間に介揷される副板 3の片面にカロ圧加熱接着されたアルミニウム箔 6からなる金属箔層 5がそれを接着するフエノール接着剤からなる接着剤層 7と一緒に、基板 2の各環状ビ一ド 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するようにその環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板 2 の各シリンダー孔 2aを環状に囲んで段差量 50 z m (接着剤層 7は含まず）の段差構造 S4を構成するので、二枚の基板 2の環状ビード 2bの頂部に加わる線圧が高くなつて、後述の如く、シリンダーポア内のガス圧に対し高いシーノレ [·生能を発揮することができる。

しかもこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、接着剤層 7をなすフエノール接着剤が、加熱おょぴ加圧されつつアルミニウム箔 6を副板 3に接着するので、硬化前のフエノール接着剤を押してアルミニゥム箔 6の下で流動させあるいはアルミニウム箔 6の下からその一部を押し出すことにより段差構造を容易に所望の厚さにし得て、環状ビード 2bと外周ビード 2dとの締付力のバランスを最適にする段差量を容易に得ることができる。

さらにこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、金属箔として、アルミユウムからなり、硬度が H v 6 0以上のものを用いており、かかるアルミニウム箔 6は耐熱性が高い上に、破損しにくく、形を保ち易いので、金属箔の成形および接着時の取り扱いを容易ならしめることができる。

またこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、接着剤層 Ίの接着剤として、フエノール接着剤を用いており、フエノール接着剤は耐熱性が高いので、ガスケットの耐熱性を高く維持することができる。

そしてこの第 1実施例のメタルガスケット 1によれば、二枚の基板 2がそれぞれ鋼板の外側面をラバー層で被覆するラバーコートを施されているので、それらのラバー層がシリンダープロックおよびシリンダ一へッドのデッキ面の微細な傷や加工痕を埋めてミクロシールの機能を果たすことで、シール性能を高めることができる。

図 1 6は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 2実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 2実施例のメタルガスケット 1は、副板 3の両面上に厚さ 25 μ ιη のアルミユウム箔 6 (日本軽金属株式会社製 A 3005) をフエノール接着剤を挟んで加圧しつつ加熱接着することで副板 3の両面上にそれぞれ厚さ 25 z mの金属箔層 5を接着剤層 7を介して具えて段差量 50 /i tn (接着剤層 7は含まず）の段差構造 S5を構成している点のみが先の第 1実施例と異なっており、それ以外は第 1実施例と同一の構成とされている。この第 2実施例によっても、先の第 1実施例と同様の作用効果を得ることができる。

なお、平坦な副板 3の片面上に接着剤層 7および金属箔層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、接着剤をフエノール接着剤とするとともに、厚さ 50 /z mの金属箔層 5の金属箔 6をそれぞれ硬度が H v 6 0以上の鉄鋼 (SPCC) およびステンレス鋼（SUS304) としたものをこの発明のシリンダーヘッド用メタガスケットの第 3実施例おょぴ第 4実施例とする。これら第 3および第 4実施例によっても後述の如く、先の実施例と同様の高いシール性能を発揮することができる。また、平坦な副板 3の片面上に接着剤層 7および金属箔層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、接着剤をフエノール接着剤とするとともに厚さ 50 / mの金属箔層 5の金属箔 6をそれぞれ硬度が H v 6 0以上の真鍮およびチタンとしたものをこの発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 5実施例おょぴ第 6実施例とする。これら第 5および第 6実施例によっても後述の如く、先の実施例と同様の高いシール性能を発揮することができる。

さらに、平坦な副板 3の片面上に接着剤層 7および金属箔層 5を具える第 1実施例と同様の構成で、厚さ 50 μ mの金属箔層 5の金属箱 6を硬度が H v 6 0以上のアルミニウムとするとともに、接着剤をそれぞれエポキシ接着剤およびポリィミド接着剤としたものをこの発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 7実施例およぴ第 8実施例とする。これら第 7および第 8実施例によっても後述の如く、先の実施例と同様の高いシール性能を発揮することができる。

図 1 7は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 9実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 9実施例のメタルガスケット 1は、副板 3に、基板 2の環状ビード 2bと重なるとともに下側の基板 2の環状ビード 2bと頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビード 3f が形成されていて、その副板 3の片面（環状ビード 3fの突出側の面）上に厚さ 50 _{μ Π1}のアルミニゥム箔 6をフエノール接着剤を挟んで加圧しつつ加熱接着することで副板 3の片面上に厚さ 50 /i mの金属箔層 5を接着剤層 7を介して具えて段差量 50 m (接着剤層 7は含まず）の段差構造 S6を構成する点のみが先の第 1実施例と異なっており、それ以外は第 1実施例と同一の構成とされている。この第 9実施例によれば環状ビード 2b, 3fが三段に重なるので、後述の如く、先の第 1実施例よりも高いシール性能を得ることができる。

図 1 8は、この発明のシリンダ一へッド用メタルガスケットの第 1 0実施例の、図 1と同様の位置での断面図であり、この第 1 0実施例のメタルガスケット 1は二枚の基板 2の間に副板 3を具えていないが、各基板 2自体は先の実施例と同様のものである。そしてこの実施例では、片側（図では上側）の基板 2の、他方の基板（図では下側の基板） 2に向く面（内側面）上に厚さ 50 mの金属箔層 5 を接着剤層 7を介して具えており、この金属箔層 5は、基板 2のシリンダー孔 2aの周辺部の平面形状に対応する平面形状に切り抜いた厚さ 50 ηιのアルミ- ゥム箔 6を、基板 2の片面（環状ビード ¾の突出側の面）上に接着剤としてのポリイミドフィルムを挟んで加圧しつつ加熱接着することで形成されたもので、二枚の基板 2が重ね合わされると、ポリイミドフィルムからなる接着剤層 7と一緒に、他方の基板 2の各環状ビード 2bと重なるとともにその環状ビード 2bの頂部と対向するように環状ビード 2bよりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、基板 2の各シリンダ一孔 2aを環状に囲んで段差量 50 raの段差構造 S7を構成するものである。

かかる第 1 0実施例のメタルガスケット 1によれば、副板 3がないのでガスケットを安価に製造でき、しかも後述の如く、先の第 1実施例と概ね同等のシール性能を得ることができる。

以下の表 1は、上記第 1実施例〜第 1 0実施例のメタルガスケットおよび、第 1実施例から金属箔層 5と接着剤層 7とを除いた比較例のメタルガスケットについて、構成およびシール性能を対比して示すものであり、ここにおけるシール性能は、図 7に示すように上記各メタルガスケット 1を自動車用エンジンのシリンダーブ口ック SBとシリンダ一へッド SHとの間に装着してへッドボルト HBを規定軸カ（34. 4kNZ本）にて締付け、シリンダーボア内のピストンと燃焼室のバルブとを密閉処理した供試体につき、オーブン中で熱劣化温度 200 °C、劣化時間 400時間の熱劣化試験を行い、その熱劣化試験の前の初期と熱劣化後とに室温雰囲気中で点火プラグ孔からシリンダーボア内にエアーを注入してシリンダーボア内を加圧して限界シール圧力を測定した結果を示すものである _t

金愿箔層環状シール性能 MPa ビード

接着厚さ μπι 材質 ¾ 段数初期熱劣化. (

1 片面 50 アルミニウムフエノール 2 10.8 10.4 '

：日本蛏金厲：株式会社

株式会社製東洋化学研

A :3005 究所製メタ

JIS H 4000 ロック N23

2 両面 25 同上同上 2 9.8 10.1

3 片面 50 鉄鋼：川崎製同上 2 10.5 10.4 鉄株式会社製

JIS SPCC

実 4 片面 50 ステンレス銅 .同上 2 10.1 10.1 ：住友金属ェ

業株式会社製

JIS G 4305

SUS304

施 5 片面 50 青銅：福田金同上 2 9.9 9.5 属歸工業株

式会社製

JIS H 3110

6 片面 50 チタン：福田同上 2 11.1 10.6 金属箔粉工業

例 JIS H 4600

7 片面 50 アルミニウムエポキシ： 2 10.3 9.8

： S本軽金属セメダイン

株式会社製株-式会社製

A3005 EP-160

8 片面 50 同上ポリイミド 2 10.7 10.6 ：新ョ本理

化株式会社

製リカマ一

ト PN-20

9 片面 50 同上 · フエノール 3 . 13.8 13.3 ：ロード社

製ケムロツ

ク #254

10 片面 50 同上ポリイミド 2 9.9 9.5 フィノレム

比較例なし 2 7,3 ' 6.7 この表 1から、上記各実施例のメタルガスケットのシール性能および耐熱性能が比較例と比べて大幅に高いことが判る。

図 1 9は、上記第 1実施例と、上記比較例と同一の比較例 1と、上記第 1実施例と同一構造で金属箔層 5の材質のみ異なる比較例 2〜 4とについての、熱劣化温度 200 °C、劣化時間 400時間の熱劣化後のシール性能を対比して示す説明図である。この図 1 9から、アルミニウム箔 6を金属箔層 5に用いた上記実施例のメタルガスケットは、銅箔を金属箔層 5に用いた比較例 2や、マグネシウム箔を金属箔層 5に用いた比較例 3や、銀箔を金属箔層 5に用いた比較例 4と比較して、耐熱性能が大幅に高いことが判る。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、基板 2や副板 3の、金属箔層 5を設けられる面は、ラバーコートを施されていても良い。最後に、この発明の第 3の態様における実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図 1は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの一実施例の全体を示す平面図、図 2 0 ( a ) および（b ) は一枚の基板についての、図 1の A— A線および B— B線に沿う断面図、図 2 1は、上記実施例のメタルガスケットの基板および軟質表面金属めっき層を拡大して示す断面図であり、図中先の図 2 9〜図 3 1に示すと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわち、符号 1はメタルガスケット、 2は基板をそれぞれ示す。

上記実施例のシリンダ一へッド用メタルガスケット 1は、それぞれラバーコ一トなしの鋼板（SUS 301H 0. 2t) からなり互いに重ね合わされる二枚の基板 2を具えるとともに、それらの基板 2間に介揷される、ラバーコートなしの鋼板

(SUS301H 0. 2t) からなる副板 3を具えている。

ここにおける二枚の基板 2はそれぞれ、図 1に示すように、内燃機関のシリンダーブロックの複数のシリンダーポアにそれぞれ対応して形成された複数のシリンダ一孔 2aと、各シリンダー孔 2aの周囲に形成された山形断面形状（いわゆるフルビード形状）の環状ビード 2b (この例では高さ 0. 25mm) と、上記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して各環状ビード 2bの外側周辺部に形成された複数の冷却水孔 2cと、複数の環状ビード 2bおよびそれらの周囲に位置する複数の冷却水孔 2cを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状（いわゆるハーフビード形状）の外周ビード 2dとを有している。

またここにおける副板 3は、上記基板 2に一致した外形を有するとともに、基板 2の各シリンダ一孔 2aに対応するシリンダ一孔 3dと、上記基板 2の冷却水孔 2cのうちの幾つかに対応する冷却水孔 3eとを有している。

この実施例のシリンダ一へッド用メタルガスケット 1はさらに、二枚の基板 2 の両面上に各面の全面を覆う厚さ 3 μ ιη以上で 4 0 /i ra以下の軟質表面金属めつき層 7を具えており、この軟質表面金属めつき層 7は、図 2 1に示すように、基板 2の両面上に、例えば電気めつき工程や溶融金属めつき工程により形成された、錫、銅、銀またはそれらの合金の一層からなり、表面硬度が H v 6 0以下のものである。

かかる実施例のメタルガスケット 1によれば、二枚の基板 2の両面上に形成されて各面の全面を覆う軟質表面金属めつき層 7が、表面シール層として、シリンダーブ口ックおよびシリンダ一へッドのデッキ面の微細な傷や加工痕を埋めてミク口シーノレの機能を果たすので、高いシール性を発揮することができる。しかもこの実施例メタルガスケットによれば、軟質表面金属めつき層 7が金属からなるので、特に高熱にさらされるシリンダ一孔 2a周りの環状ビード 2bにおいて高い耐熱性を発揮することができる。

さらにこの実施例のメタルガスケット 1によれば、軟質表面金属めつき層 7が錫、銅、銀、またはそれらの合金の一層からなり、表面硬度が H v 6 0以下のものであるので、デッキ面の微細な傷や加工痕を容易に埋めて、高いシール性を発揮することができる。

またこの実施例のメタルガスケット 1によれば、軟質表面金属めつき層 7の厚さが 3 ^ ra以上で 4 0 _μ ηι以下であるので、デッキ面の微細な傷や加工痕を充分に埋められるとともに余分なめっき材料を使用せずに済ませることができる。図 2 2は、この発明のメタルガスケットの他の一実施例における基板およぴ軟質金属めつき層を拡大して示す断面図であり、この実施例では、各軟質表面金属めっき層 7が基板 2に近い側から順にベース層 7aと表面層 7bとの二層から構成されていてその表面層 7bの表面硬度が H v 6 0以下である点のみ先の実施例と異なっており、他の点は先の実施例と同様に構成されている。

この実施例のメタルガスケット 1によれば、先の実施例と同様の作用効果を奏し得るのに加えて、軟質表面金属めつき層 7がベース層 7aと表面層 7bとの二層からなつているため、表面層 7bに軟質金属を用いれば足りるので、ベース層の金属に硬度が高くても基板 2との接着性の良いものを選択し得て、軟質表面金属めっき層 7ひいてはメタルガスケット 1の耐久性を高めることができる。

次に、上記実施例のシール性の確認、のためのシール試験の方法および結果について説明する。図 2 3 ( a ) ， ( b ) は、ガスケット試験片の形状および寸法をしめす平面図および半部断面図、図 2 4は、シール試験装置の概要を示す断面図である。この試験では、図 2 3に示すように、金属製の薄板 8の両面にそれぞれ表面コーティング層 9を設け、それにフルビード 10aを形成した外径 75瞧、内径 65mm、ビード中心径 70画のガスケット 10を試験片とし、そのガスケット 10 を図 2 4に示すように、シール試験装置 11の各々アルミ合金製の上部フランジ 11a と下部フランジ lib との間に挟んで、図示しない歪みゲージを張り付けるとともにシーリングワッシャー 11c を装着した締結ポルト lidで締結し、水没状態で加圧通路 lie から内部に高圧エアーを導入して漏れの有無を確認することで、限界シール圧力を測定する。なお、試験条件は、締結線圧： 40N/mm、締結力： 8⁷96N、締結ボルト： M10、フランジ材質： A5000系、フランジ外径： 75mm, 各フランジ高さ： 50圆、免粗度： 9. 7 / m iRmax) , 圧力検出媒体：エアー、試験温度：室温である。

図 2 5は、以下の表 1に示すように、ガスケット 10の表面コーティング層 9 の金属めつき材質をそれぞれ錫（Sii) 、銅（Cu) 、銀（Ag) とした供試体 1〜3 と、ガスケット 10の表面コーティング層 9をなくした比較例 1とについて、上記シール試験を行った結果を示すものであり、図示のように、何れの供試体も比較例 1と比較した極めて高い限界シール圧力を有しており、特に、最も硬度の低い錫でめっきした供試体 1が最も高い限界シール圧力を有している。なお、以下のものも含めて各「供試体」は、上記実施例の軟質表面金属めつき層 7の条件を満たすものである。

[表 1 ]

表 1

図 2 6は、以下の表 2に示すように、ガスケット 10の表面コーティング層 9 の金属めつき材質を錫（Sn) として、その厚さを種々異ならせた供試体 1〜8 (図中〇で示す）と、ガスケット 10の表面コーティング層 9をなくした比較例 1 (図中ロで示す）とについて、上記シール試験を行った結果を示すものであり、図示のように、めっき層（膜）厚が 3 m以上になるとシール性向上が見られ、 40 mを超えるとほぼ横ばレ、となることが判る。

[表 2 ]

表 1

図 2 7は、熱劣化試験の方法の概要を示す断面図であり、この試験では、上述したガスケット 10を試験片とし、そのガスケット 10を図 2 7に示すように、シール試験装置 11の各々アルミ合金製の上部フランジ 11aと下部フランジ lib との間に挟んだ状態で、そのシール試験装置 11を加熱オーブン 15内の台 12上に载置し、 200°Cの高温環境にてそのシール試験装置 11に調芯鋼球 13を介し圧縮フランジ 14で変動圧縮荷重を加え、その熱劣化試験の前後の限界シール圧力を測定する。なお、熱劣化試験条件は、温度： 200 °C、 Max.圧縮荷重： 87%N、 Min.圧縮荷重： 4398N、変動周波数： 20Hz (Sin波形）、付カ卩サイクル数： 5 X 106 回であり、シール試験の方法および条件は先のものと同様である。

図 2 8は、以下の表 3に示すように、ガスケット 10の表面コーティング層 9 の金属めつき材質を錫（Sn) および銅 (Cu) とした供試体 1， 2と、ガスケット 10の表面コーティング層 9をなくした比較例 1と、ガスケット 10の表面コーテイング層 9をラバーコートとした比較例 2とについて、上記熱劣化試験およびその前後のシール試験を行った結果を示すものであり、図示のように、表面コーティング層 9の金属めつき材質を錫（Sn) および銅 (Cu) とした供試体 1 , 2は、熱劣化による表面シール層の劣化が少ないので、耐熱シール性が向上していることが判る。

[表 3 ]

表 3

以下、さらに種々の供試体および比較例にっき上記熱劣化試験およびその前後のシール試験を行った結果を説明する。表 4は、板厚 0. 2 瞧の SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて錫めつき層を 20 / ra厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 4 表面コーティング金属薄板基材ビード形状シ一ル性

No.

材質層厚めつき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後供試体 I Snめつき 20 w m 電気めつき SUS301H 0.2mm フルビード 0.25mm 3.25Mpa 2.議 pa 比較例 1 表面コーティングなし SUS301H 0.2mm フルビード 0.25隨 0.15Mpa 0.20 pa 比較例 2 ラパーコー τΓノゲ 25 it m SUS301H 0.6m フルビード 0.25mm 3.45 pa 0.95Hpa

表 5は、板厚 0. 2 mraの SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて銅めつき層を 30 μ η 厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 5

No. 表！]コーティング金属薄板基材ビード形状

材質層厚めっき方法材質板厚形状高さ供試体 1 Cuめつさ 30 u rn 電気めつき SUS301H 0.2nm フルビード 0. bmm 比較例 1 表面コーティングなし SUS301H 0.2 ID ID フルビード 0.2bmni 比較例 2 ラパーコー τΓノグ Z u SUS301H 0.2mm フルビード 0.2i>關

表 6は、板厚 0. 2 mmの SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて銀めつき層を 15 μ πι厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、 'この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

1

6 'ゝ

表面コーティング金属薄板基材ビード形状

No.

材質 ' 層厚めっき方法材質板厚形状高さ供試体 1 Agめつき 15 u m 電気めつき SUS301H 0. 2 フルビー 0. 25mm 比較例 1 表面コーティ'ングなし SUS30 IH 0. 2ram フルビード 0. 25mm 比較例 2 25 ϋ m SUS301 H 0. 2 フルビ一 0. 25

表 7は、板厚 0. 2 隨の SUS³01Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて軟質金属である金（Au) めっき層を 10 z m厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 ¾ Ϊコーティング金属薄板基材

No. ビ一ド形状シ―ル性

材質 · 層厚めつき： b 材質板厚形状向 ' 初期熱劣化後供試体 1 Auめつさ 10 i£ m 電気めつき SUS301H 0.2mtn フルビード 0.25mm 1.75 _Pa

οο

比較例 1 表囟コ一ティングなし SUS301H 0.2mm フルビード 0.2bmra 0.15 pa 0.20Mpa 比較例 2 ラバーコ一 τΓノゲ 2a u m SUS301H 0.2mm フルビード 0.25mm 3.45M_Pa 0.95Mpa

ο δ7 表 8は、板厚 0. 2 mmの SUS³01Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて鉄（Fe) めっき層を 35 in厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした比較例 1についての試験結果を示し、この比較例 1は、めっき層の表面硬度が高すぎるため、充分な密封効果が得られず、良好なシール性を確保することができない。

00

表 8 表面コーティング金属薄板基材ビード形状シール性

No.

材質 . 層厚めっき方法材質板厚形状 ό 初期熱劣化後比較例 1 Feめさ 35 u ra 電気め SUS301H 0.2 フルビ一 0.25mm 0.05 pa 0.05 pa 比較例 2 表面コ一ティングなし SUS301H 0.2mm フルビード 0.25龍 0. 15 pa 0.20 pa 比較例 3 ラバーコ一 τΓノグ ii m SUS301H 0. in フルビード 0.25mra 3. 5 pa 0.95Mpa

表 9は、板厚 0. 2瞧の SUSSOIH ステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて亜鉛 (Zn) めっき層を 15 m厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加ェして上記ガスケット 10と同様にした比較例 1についての試験結果を示し、この比較例 1も、めっき層の表面硬度が高すぎるため、充分な密封効果が得られず、良好なシーノレ性を確保することができない。

< 5

表 9 表面コ一ティング金属薄板基材ビード形状シール性

No.

材質層厚めつき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後比較例 1 Znめつき · 15 m 電気めつき SUS301 H 0. 2mm フルビード 0. 25 0. 35Mpa 0. 40Mpa 比較例 2 表面ティングなし SUS301H 0. 2mm フルビ一ド 0. 25 0. 15Hpa 0. 20Mpa 比較例 3 ラバーコ一 τ ノゲ 2D u rn SUS301 H 0. 2mm フルビード 0. 25mm 3. 45Mpa 0. 95Mpa

表 1 0は、板厚 0. 2隱の SUS³01Hステンレス薄鋼板の両面に溶融金属めつき工程にて錫一銅（Sn— Cu²%) 合金めつき層を ²5 μ ηι厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 1 0

¾¾コーティング金属薄板基材ビード形状シール性

No.

材質層厚めっき方法材質板厚形状 e 初期熱劣化後供試体 1 Sn _ Cuめつき 25 W in ' S iつっき SUS301H 0.2mm フルビード 0. ^οιηπι 2.75Mpa 2.55Mpa 比較例 I 表面コーティングなし SUS301H 0.2 フルビード 0.15Mpa 0.20Mpa 比較例 2 ラ一 τΓノゲ · 2o u m SUS301H 0.2mni フルビー 0.2 3.45Mpa 0.95Mpa

¾ _1 o 表 1 1は、板厚 0. 2 mmの SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に溶融金属めつき工程にて銅一銀 (Cu-Ag5%) 合金めつき層を 30 ^ ra厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 1 1 表面コ ·'一ティング金属薄板基材ビ一ド形状シール性

No.

材質層厚めつき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後供試体 1 Cu— Agめつき 30u m 溶言 Sめつき SUS301H 0.2mra フルビード 0.25mm 2.30 pa 2. 25 pa 比較例 1 表面コ一ティングなし SUS301H 0.2ram フルビード 0.25龍 0. 15 _Pa 0.20Mpa 比較例 2 ラバーコ一 Τίンゲ 25 u m SUS301H 0.2rara フルビード 0.25mm 3.45Hpa 0.95Mpa

1 表 1 2は、板厚 0.2隨の SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に何れも電気めつき工程にて、先ずベース層として銅めつき層を ΙΟμιη厚に形成し、その上に表面層として錫めつき層を 10 im厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加ェして上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

1 2

No. 表面コーティング金属薄板基材ビード形状

材質 . 層厚めつき方？ S 材質板厚形状高さ供試体 1 めつき 10 u m 電気めつき SUS301H 0.2 フルビード 0.25mm

Snめつさ 10 u m

比較例 1 表面ティングなし SUS301H 0.2 フルビード 0.25ram 比較例 2 ラバーコ一 τΓノゲ 25 u m SUS301H 0.2mm フルビ一ド 0.25mra

表 1 3は、板厚 0. 2瞧の SUS301H ステンレス薄鋼板の両面に何れも電気めつき工程にて、先ずベース層として銅めつき層を 15 111厚に形成し、その上に表面層として銀めつき層を 10 z m厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加ェして上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

1 3 表面コーティング金属薄板基材ビード形状

No.

材質 . 層厚めっき方法材質板厚形状高さ供試体 1 めつき 15 u m 電気めつき SUS301H 0.2mm フルビード 0. Z5mtn kgめつさ 10 u m

比較例 1 表面コーティングなし SUS301H 0.2mm フルビード 0. ram 比較例.2 ラバ-]-テ Γノグ 25 κ ra SUS301H 0.2mm フルビード 0.25mm

表 1 ⁴は、板厚 0. 2匪の SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に何れも電気めつき工程にて、先ずベース層としてニッケル（Ni) めっき層を 8 μ πι厚に形成し、その上に表面層として錫めつき層を ²0 ζ ηι厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 1 4 表 B コーティング金属薄板基材ビー

No. ド形状シール性

材質層厚めっき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後供試体 1 Wiめっき S u m 電気めつき SUS301H 0.2mra フルビード 0.25mm 3.05Mpa 3. lOMpa

Snめつき 20u m

比較例 1 表コーテ r ングなし SUS301H 0.2mm フルビード 0.25ram 0.15Mpa 0.20Mpa 比較例 2 ラバーコ一ノゲ 25 m SUS301H 0.2mm フルビード 0.25mm 3.45 pa 0.95 pa

表 1 5は、板厚 0. 25mmの SUS301Hステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて錫めつき層を 25 μ πι厚に形成し、さらにその鋼板にハーフビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 1 5

^

表 1 6は、板厚 0. 2瞧の SUS304ステンレス薄鋼板の両面に電気めつき工程にて錫めつき層を 25 μ ηι厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 I 6 表面コ一ティング金属薄板基材ビード形状シール性

No.

材質層厚めつき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後供試体 I Snめつき 5 ii m 電気めつき SUS304 0.2mm フルビード 0.25mra 0.65 pa 0. 5Mpa 比較例 I 表面コ一ティングなし SUS304 0.2mra フルビ一ド 0.25mm 0. OlMpa 0. OlMpa 比較例 2 ラバーコーテ Γノゲ 2¾ ϋ m SUS304 0.2mm フルビード 0.25mm 0.70 pa 0.20 pa

ϊ 6 表 1 7は、板厚 0. 2瞧の SPCC薄鋼板の両面に電気めつき工程にて錫めつき層を²⁵ /^ m厚に形成し、さらにその鋼板にフルビードを加工して上記ガスケット 10と同様にした供試体 1についての試験結果を示し、この供試体 1によれば、熱劣化試験前の初期も熱劣化試験後も安定したシール性を確保することができる。

表 1 表面コーティング金属薄板基材ビード形状シール性

No.

材質層厚めつき方法材質板厚形状高さ初期熱劣化後供試体 1 Snめつき cn u rn 電気めつき SPCC 0.2mm フゾレビード 0.25mm 0. 5 pa 0.30 pa 比較例 1 表面コーティングなし SPCC 0.2mm フルビード 0.25tnm 0. Ol pa 0. OlMpao

比較例 2 ラバーコ一テ ¹ノゲ SPCC 0.2mm フルビード 0.25mra 0. 50Mpa 0. 15Mpa

¾17 以上述べたように、上述した供試体と同様の軟質金属めつき層 7を具える前記各実施例のメタルガスケットによれば、高いシール性と高い耐熱性を発揮することができることが判る。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、副板 3を省略しても良く、また基板 2—枚で単板型としても良い。さらに、軟質表面金属めつき層 7は、二枚の基板 2のそれぞれの両面でなく外向きの面（シリンダーブロックおよぴシリンダ一へッドのデッキ面に対抗する面）上のみに形成しても良い。そして軟質表面金属めつき層 7は、少なくとも各環状ビード 2bを覆うものであれば良く必ずしも基板 2の全面を覆わなくても良い。産業上の利用可能性

かくしてこの発明によれば、安価で段差量の制御の自由度の高い優れたメタルガスケットを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーポアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード (2d) とを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板（2 ) と、

金属板からなり、前記二枚の基板間に介揷される副板（3 ) と、

前記副板の少なくとも片面上に形成されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダ一孔を環状に囲む硬質金属めつき層（5 ) と、

を具えてなる、シリンダ一へッド用メタルガスケット。

2 . 前記副板には、前記基板の前記環状ビードと重なるとともに頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビードが形成されていることを特徴とする、請求項 1記載のシリンダ一へッド用メタルガスケット。

3 . それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーポアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内然機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード

(2d) とを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板（2 ) と、

前記二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面上に形成されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む硬質金属めつき層（5 ) と、を具えてなる、シリンダ一へッド用メタルガスケット。

4 . 前記硬質金属めつき層（5 ) は、ニッケル、エッケノレ■ リン、または銅からなり、硬度が H v 6 0以上のものであることを特徴とする、請求項 1から 3までの何れか記載のシリンダ一へッド用メタルガスケット。

5 . 複数の前記シリンダー孔（2a) に関する前記硬質金属めつき層の段差量の分布は、複数の前記シリンダーボアに関する前記内燃機関の剛性分布に対応していることを特徴とする、請求項 1から 3までの何れか記載のシリンダ一へッド用メタノレガスケット。

6 . それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットぉよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード (2d) とを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板（2 ) と、

金属板からなり、前記二枚の基板間に介挿される副板（3 ) と、

前記副板の少なくとも片面上に接着されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダ一孔を環状に囲む金属箔（6 ) からなる金属箔層（5 ) と、

少なくとも加圧されつつ前記金属箔を前記副板に接着する接着剤からなる接着剤層 ( 7 ) と、

を具えてなる、シリンダ一へッド用メタルガスケット。

7 . 前記副板には、前記基板の前記環状ビードと重なるとともに頂部同士が対向するように山形断面形状の環状ビードが形成されていることを特徴とする、請求項 6記載のシリンダ一へッド用メタルガスケット。

8 . それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよびシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード

(2d) とを有し、互いに重ね合わされる二枚の基板（2 ) と、

前記二枚の基板の一方もしくは両方の、他方の基板に向く面上に接着されて、前記基板の前記各環状ビードと重なるとともにその環状ビードの頂部と対向するように前記環状ビードょりも半径方向内方の位置から半径方向外方の位置まで延在し、前記基板の前記各シリンダー孔を環状に囲む金属箔（6 ) からなる金属箔層（5 ) と、

少なくとも加圧されつつ前記金属箔を前記副板に接着する接着剤からなる接着剤層（7 ) と、

を具えてなる、シリンダ一へッド用メタ^/ガスケット。

9 . 前記金属箔（6 ) は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼、ステンレス鋼、青銅、チタン、またはニッケルからなり、硬度が H v 6◦以上のものであることを特徴とする、請求項 6力ら 8までの何れか記載のシリンダ一へッド用メタノレガスケット。

1 0 . 前記接着剤層（7 ) の接着剤は、フエノール、エポキシ、ポリイミド、またはこれらのうち少なくとも二種の混合物からなることを特徴とする、請求項 6から 9までの何れか記載のシリンダ一へッド用メタルガスケット。

1 1 . それぞれ金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダ一ボアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内燃機関のシリンダーブ口ックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード（2d) とを有して互いに積層される二枚の基板 ( 2 ) を少なくとも具えるとともに、

前記二枚の基板の少なくとも外向きの面上に形成されて少なくとも前記各環状ビードを覆う軟質表面金属めつき層（7 ) を具えてなる、シリンダーヘッド用メタルガスケット。

1 2 . 金属板からなり、内燃機関のシリンダープロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔（2a) と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビード（2b) と、前記内燃機関のシリンダープロックの冷却水ジャケットおよぴシリンダ一へッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔（2c) と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード（2d) とを有する一枚のみの基板（2 ) と、

前記基板の両面上に形成されて少なくとも前記各環状ビードを覆う軟質表面金属めっき層（7 ) と、

を具えてなる、シリンダ一へッド用メタルガスケット。

1 3 . 前記軟質表面金属めつき層（7 ) は、錫、銅、銀またはそれらの合金の一層または複数層からなり、表面硬度が H v 6 0以下のものであることを特徴とする、請求項 1 1または 1 2記載のシリンダ一へッド用メタルガスケット。

1 4 . 前記軟質表面金属めつき層（7 ) の厚さは、 3 μ ηι以上で 4 0 /x m以下であることを特徴とする、請求項 1 1から 1 3までの何れか記載のシリンダ一ッド用メタルガスケット。