JPH02283968A - 金属ガスケット - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、金属ガスケットに関するものである。更に
詳しくは、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの接合部、管フランジの連結面の接合部などを気密
に保ち、その気密を長期にわたって維持するための金属
ガスケットに関する。

［従来技術］ エンジンのシリンダへラドガスケットやターボチャージ
ャなどのガスのシール用ガスケットとして、石綿系ガス
ケット、金属製ガスケット、これらの材質を組み合わせ
たガスケットなどが知られている。とくに、エンジンの
シリンダヘッド用ガスケットは、エンジンの小型化、軽
量化の要請により、そのシール性能を向上させるものと
して、金属ガスケラｉ〜が使用されつつある。

この金属ガスケットのシール性能を向上させるために、
従来から種々の構造が提案されている。

実開昭５７−５９９５２号公報には、燃焼室穴の外周に
複数の波状の突起、すなわちビード部を設けて、このビ
ード部の両面より加圧することによりビード部を変形さ
せてシール性能を向上させたものが記載されている。

実開昭６０−１８２４７号公報には、鋼板からなるガス
ケットの両面に水穴を収り囲む凹凸形状のビード部、す
なわち環状溝を形成し、この環状溝にシリコン樹脂など
からなるシール剤をコーティングしたものが記載されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した実開昭５７−５９９５２号公報に記載されたガ
スケットは、シール性能は向上するがガスケットを両面
から締め付けると、ビード部が変形し平面になる。その
とき、このビード部分の角度に応力が集中する。このガ
スケットは、長期間使用しているとその応力の集中部分
が金属疲労により破壊したり、弾性力が弱くなる。また
、波状のビード部を作るための曲げ加工工程も必要とな
る。このため、曲げ加工に伴って加工硬化、加工ひずみ
を生じ金属組織的に弱くなる。プレス加工のためのプレ
ス金型も用意する必要がある。

実開昭６０−１８２４７号公報に記載されたものは、前
記理由と同様に、ビード部を作るために曲げ加工工程が
必要となる。また、このガスケットは、水穴用のガスケ
ットであり高温の炎熱にさらされているシリンダ穴をシ
ールする考え方の記載はない。前記した従来技術は、例
えば、エンジンのシリンダとシリンダヘットの間にガス
ケットを介在させて両者をボルトで締め付けた場合、不
均一にガスケットが圧縮されシール効果がガスケットの
位置により違ってくる。

ボルトで締め付けた近傍が強く締め付けられ、遠くなる
と弱くなる。これは、シリンダとシリンダヘッドの変形
によるものであり、近年のように小型化、軽量化された
エンジンのシリンダ、シリンダヘッドの肉厚が薄くなる
と避けることができないものである。この発明は、以上
のような技術背景から考え出されたものであり、次の目
的を達成する。

この発明の目的は、ガスケットのシール性を更に向上さ
せた金属ガスケットを提供することにある。

この発明の他の目的は、構造が簡単で、しかも金属ガス
ケットを締め付けても応力集中が生じることがない金属
ガスケットを提供することにある。

この発明の更に他の目的は、面圧を均一にすることがで
きる金属ガスケットを提供することにある。

この発明の更に他の目的は、耐熱性に優れた金属ガスケ
ットを提供することにある。

この発明の更に他の目的は、シール面粗度が大きいもの
に使用できる金属ガスケットを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、前記課題を解決するために次のような手段
を採る。

所要の穴が明けられ弾性を有する平板状の金属板からな
る基板と、この基板の表裏に中心位置を互いに距離をお
いて面圧剤を設けた金属ガスケットにおいて、前記基板
の表裏全面にシール剤をコートしたことを特徴とする金
属ガスケットである。

［発明の作用］ シール剤がコートされたガスケットをシールしようとす
る両部材間に載置する。両部材を締め付けると、まずガ
スケットの両面の面圧剤を前記両部材の端面が押圧する
。ガスケットは、両血圧剤に押されて波状に変形されな
がら締め付は固定される。波状に変形された基板は、平
板に戻ろうとする反発力を生じる。また、波状に変形し
た基板の支点となった面圧剤は、高面圧を実現するが、
それ自身軟質材であるからシール面の荒い面粗度までを
吸収する。このためシール剤は、端面に密着し、ガスを
有効にシールする。

［実施ＰＡ］ 以下、この発明の実施例を、図面とともに説明する。第
１図に示すガスケット１は、この発明を自動車用ガソリ
ンエンジンのガスケットに適用した例であり、シリンダ
とシリンダヘッドの間に介在させたものである。この実
施例では、二つのシリンダボア２、水穴３、ボルト穴４
、油室５などを有している。シリンダボア２は、エンジ
ンの燃焼室に対応する穴である。ボルト穴４は、シリン
ダとシリンダヘッドを固定するためのボルトを通ずため
のものである。水穴３は、エンジンの冷却水を通すため
のものである。

油室５は、潤滑用の潤滑油を通すものである。

なお、このガスケットの構造は、−例にすぎずシリンダ
数、穴の配置は種々あり、前記実施例に限定されるもの
ではない。第２図は、第１図ガスケットの■−■断面図
である。基板１０は、弾力性を有した金属板である。金
属板の材質は、種々知られているが、耐熱性があり、弾
性があるものであれば良く、耐熱合金、鋼板（ＳＳ材）
、クラッｌ〜材（ＳＫ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など
を用いる。基板１０は、打抜き加工、レーザー切断など
周知の加工手段で成形される。基板１０の表裏には、シ
ール剤を基板１０に充分に接着させる目的て゛ブライマ
ー１１がコートされている。

プライマー１１の上層には、ガスシール性能が高いシー
ル剤１２が一様にコーティング、または貼り合わせで接
着され、すなわち貼合されている。したがって、プライ
マー１１は、基板１ｏの材質とシール剤１２の材質の両
方に接着性を有するものが望ましい。したがって、プラ
イマー１１は、実施する上で必ずしも必要とするもので
はない シール剤１２は、シール性を有し、耐油性、耐熱性など
に優れた■ニトリルゴム（ＮＢＲ）　、■シリコンゴム
、■フッ素ゴム、■テフロン樹脂、■フッ素樹脂などの
樹脂類を一種または混合した材料である。シリンダボア
２および油室５、水穴３など穴の外周円上には、面圧剤
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄがシール剤１１の上に
付着させである。

血圧剤１３ａは、シリンダボア２の外周に沿って円状に
付着されている。基板１ｏの裏面には、血圧剤１３ｂが
設けである。血圧剤１３ｂは、シリンダボア２の中心か
らみると面圧剤１３ａより外周に位置している。すなわ
ち、面圧剤１３ａの中心位置と面圧剤１３ｂとの中心位
置は、シリンダボア２から半径方向の距離！２だけ位置
がずれている。金属ガスケット１の外周には、面圧剤１
３ｃ、面圧剤１３ｄが前記同様に基板１０の表裏に付着
させである。この両者は、距離ｉＩｌである。この両者
の距離は、ｌ＋＞ｌｚの関係にある。

これは、次の理由による。シリンダボア２は、内燃機関
の作動上当然ながら他の穴より気密性がより要求される
。このため、面圧剤１３ａと面圧剤１３ｂの間隔は、接
近して配置しである。金属ガスケット１をシリンダ１６
とシリンダヘッド１５の間に組み込み締付ボルトで締付
した場合、まず軟い各面圧剤の表面より変形する（第３
図参照）。

血圧剤１３ａの上部には、シリンダヘッド１５の接合面
１８からの圧力がかかると、基板１０には下向きの力が
働く、同時にシリンダ１６の接合面１７側から面圧剤１
３ｂ（１１に圧力が付加され、基板１０に曲げ応力が発
生する。面圧剤１３ａ、１３ｂは、ゴム弾性に優れたも
のであるがら、基板１０にがかる応力が集中しない。基
板１ｏの曲げ角度は、間隔１２の場合が大きく、間隔！
１の場合が小さい。すなわち、第３図の例では、θ２が
大きく、θｌが小さくなる。

角度が大きいということは、基板１ｏに発生する曲げ応
力が大きいということでもある。曲げ応力の反力は、シ
リンダヘッド１５とシリンダ１６の間で作用、反作用を
生じ両者を密着させるので、ガスシール効果も大きくな
る。更に、この実施例では、基板１０の表裏にはシール
剤１２が塗布または貼合されているので、このシール剤
１２がシリンダヘッド１５の接合面１８と、シリンダ１
６の接合面１７とに密着するので、シール性は更に向上
する。

血圧の調整 一方、ボルト近傍では、強力な血圧となり、ボルトより
遠い部分ではシリンダ１６およびシリンダヘッド１５の
たわみより変形した量だけ減じた面圧となる。これは、
ボルトの近傍では、シリンダヘッド１５を締め付けたと
き、たわみが少ないためである。ボルトから離れると、
両者の間のたわみが大きくなる。金属ガスケット１にお
いては、前記したような面圧差を無くすために両面用剤
の表裏の中心位置をボルト近傍では血圧が弱くなるよう
に距離を長くとる。ボルトより遠い部分では、面圧が強
く作用するように、距離を短く面圧剤１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ、１３ｄを配置する。

更に、前記同様に、ボルト近傍では血圧を弱くするため
、面圧剤の厚さを低くし、またボルトより遠い位置では
血圧が強くなるように、面圧剤の高さを高くすると良い
。以上述べたように、血圧を均一にするためには、面圧
剤の幅方向の中心位置を互いに調整してもよく、面圧剤
の厚さを調整してもよく、また両方を併用しても良い。

この実施例のシール剤は、シール性を有することはもち
ろん、シリンダ、シリンダヘッドの密着面の加工ツール
マークを充分に吸収することができる。更にこの実施例
のガスケットは、基板の表裏にシール剤をコーテングし
たので、シール剤の弾性により応力集中も少なく、耐久
性もさらに向上した。

［第２実施例］ 第４図に示すものは第２の実施例であり、ボルト穴の周
辺にスリットまたは、打抜穴を設けた金属ガスケット２
０の例である。シリンダボア２１の外周には、血圧剤２
２ａが付着させである。金属ガスケット２０には、血圧
剤２２ａの外周でかつ裏面には、血圧剤２２ｂが付着さ
せである。血圧剤２２ｂの外周で同一円周上には、二つ
のスリット２４と、二つの打抜穴２３が設けである。

更に、スリット２４と打抜穴２３のそれぞれの外周には
、ボルト穴２５が明けである。この実施例では、ボルト
の締め付は圧力による歪みが、スリット２４、打抜穴２
３に吸収されてシリンダボア２１の周辺に届きにくい。

［第３実施例］ 第５図は、金属ガスケット３０にグロメット３２をカバ
ーした例である。グロメット３２は、スビーゲル（ｓｐ
）　、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）などからな
るものである。金属ガスケット３０のシリンダボア３１
に面した部分は、高温の燃焼ガスにさらされる。グロメ
ット３２は、燃焼ガスによる損傷から金属ガスケット３
０を防ぐものである。グロメット３２は、シール剤１２
には接着されていない。グロメット３２は、板状であり
シール剤１２の一面に載せであるだけであり、シリンダ
ボア３１に面した一端はコの字状に曲げてあり折曲部３
４を有している。

グロメット３２の上面には、面圧剤３３ａが載置されて
いる。面圧剤３３ａの裏面のシール剤１２上面には、面
圧剤３３ｂが載置されている。グロメット３２は、シリ
ンダとシリンダヘッドの締め込みによって変形し固定さ
れる。

［第４実施例コ 第６図は、第３の実施例と同様にシリンダボア４１に面
した位置にグロメット４２を装着したものである。グロ
メッ１〜４２は、シリンダボア４１に面した部分にのみ
設けたものであり、断面がコ字状の形をした円環状のも
のである。血圧剤４３ａ、４３ｂは、何れもシール剤１
２．１２の上面に前記と同様に間隔をおいて配置しであ
る。血圧剤４３ａ、４３１−＋の高さｔ２は、グロメッ
ｌ−４２の板厚１．よりｔ２＞ｔ、となっている。

金属ガスケット４０がシリンダとシリンダヘッド間で締
付けられたとき、グロメッ］・４２が装着されている部
分の板厚がストッパーとなり、これ以上締付けできない
。一方、締結ボルトの近くの部分は、強力な血圧で基板
１０．プライマー１１、シール剤１２の板厚まで締め付
けられる。ストッパーとボルトの間にある面圧剤４３ａ
、４．３ｂは、傾斜した締め付は面の隙間で変形し、変
形した面圧剤４３ａ、４３ｂによって基板１ｏが曲げら
れる。またグロメット４２を基板１ｏに取り付けること
によって、金属ガスケット４ｏの耐久性も向上する。

［第５実施例］ 第７図は、前記同様に金属ガスケラ）−５０にファイヤ
リング５２を組込んだ第５の実施例である。ファイヤリ
ング５２は、前記グロメットと同様の金属であり、その
機能もほぼ同一である。金属ガスケット５０のシリンダ
ボア５１に面した側には、ファイヤリング５２が収り付
けである。血圧剤５３ａ、５３ｂが前記同様に配置しで
ある。

ファイヤリング５２もストッパとして役割を果たし、こ
の板厚ｔ。は、シール剤を施した基板プラス両面に配置
した面圧剤５３ａ、５３ｂの高さしより小さい。また片
側における段差ｔ１〈ｔ４となる。

［第６実施例］ 第８図は、第６の実施例を示す金属ガスケット６０の断
面図である９面圧剤６１ａ、６１ｂの断面形状を円弧で
なく三角形状にした例である。断面が円弧状の血圧剤に
比して、基板１０にかかる曲げ応力は力が集中する分強
く作用する。

［第７実施例］ 第９図は、第７の実施例を示す金属ガスケット７０であ
る。ボア７２から外周に順次血圧剤７１：ｚ、７１ｂ、
７１ｃ、７１ｄ、７１ｅが複数配置しである。この実施
例は、フランジが大きい径で高圧のガスをシールすると
きに用いる。ボア７２の中心から面圧剤７１ａと面圧剤
７１ｂとの半径方向の距離！＋、血圧剤７１ｂと血圧剤
７１．　ｄとの半径方向の距離！２、以下同様に距ｆｆ
！ｌｓ、距離！４とする。これらの距離は、ｌ　ｒ　＜
　１２　＜　ｉ３く！４の関係となる。フランジの外周
に行くにしたがって、面圧剤間の距離が長くなる。血圧
の原理は、前記した通りであるこの実施例は、ボルトが
血圧剤７１ｅの外周に位置しているときに最適である。

［第８実施例］ 第１０図は、金属ガスケット８０の第８の実施例である
。血圧剤８１ａ、８１ｂの上に副板１９を一方か両方に
配置する。第８の実施例の場合は、熱変形が大きく、寸
法の長い、フランジなどのシールに使用する。例えば、
フランジの熱膨張により、フランジが移動する。このと
き、フランジ面の加工面粗さで面圧剤が削り収られる恐
れがある場合に、動きの大きいフランジ側の一方か、ま
たは両面に副板８２を用いて、面圧剤８１ａ。

８１ｂが削り取られるのを防ぐようにしたガスケラｌへ
である。

［発明の効果］ 以上、詳記したように、この発明は次のような効果があ
る。

基板の表裏をシール剤でコーティングしたことにより、
シール性能が向上した。面圧剤が比較的軟い素材である
ため、応力集中を防ぐので、金属ガスケラ１〜の耐久性
を向上させた。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属ガスケラの平面図、第２図は第１図の■−
■断面図、第３図はシリンダとシリンダヘッドで締付け
た状態を示す断面図、第４図は第２の実施例を示す断面
図、第５図は第３の実施例を示す断面図、第６図は第５
の実施例を示す断面図、第７図は第５の実施例を示す断
面図、第８図は第６の実施例を示す断面図、第９図は第
７の実施例を示す断面図、第１０図は第８の実施例を示
す断面図である。 １．２０．３０．４０，５０，６０，７０．８０・・・
金属ガスケット、２，２１，３１，４１．５１・・シリ
ンダボア、１０・・・基板、１１・・プライマ１２・・
シール剤、３４．４２・・・グロメッｌ−２５２・・・
ファイアリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所要の穴が明けられ弾性を有する平板状の金属板か
   らなる基板と、この基板の表裏に中心位置を互いに距離
   をおいて面圧剤を設けた金属ガスケットにおいて、前記
   基板の表裏全面にシール剤をコートしたことを特徴とす
   る金属ガスケット。 ２、請求項１において、面圧剤の配置間隔を前記穴の中
   心から外に向かっていくにしたがって広くしたことを特
   徴とする金属ガスケット。 ３、請求項１において、ボルト近傍でかつ前記穴の外周
   に沿つて前記基板に切断部を設けたことを特徴とする金
   属ガスケット。 ４、請求項１において、前記穴に沿って前記シール剤の
   損傷防止のために金属グロメットを設けたことを特徴と
   する金属ガスケット。 ５、請求項１において、前記基板より硬度の低い副板を
   少なくとも片側に設けたことを特徴とする金属ガスケッ
   ト。