JPH04307178A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属ガスケットに関し、
特に内燃機関のシリンダヘッドガスケット、エキゾース
トマニホールドガスケット等として好適な金属ガスケッ
トに係る。

【０００２】

【従来の技術】圧力流体に対し接合面からの漏洩を防止
するため接合部材間にガスケットが介装されることはよ
く知られている。例えば、内燃機関のシリンダヘッドと
シリンダブロックとの間に介装されるシリンダヘッドガ
スケットにおいては、燃焼ガスは高温、高圧というだけ
でなく温度及び圧力の変化が大きいためシールが困難で
ある。このため、種々のガスケットが提案されているが
、近時は金属製の板材から成る金属ガスケットが注目さ
れている。例えば、金属製の基板に燃焼ガス等の圧力流
体が通過する複数の流体孔を穿設し、これらの流体孔の
周囲にビードを形成して接合部材に対し高い面圧を確保
し得るようにしたものが知られている。

【０００３】そして、例えば実開昭５９−１８８９５５
号公報に開示されているように、上記金属ガスケットに
対し、ビードが締付力によって塑性変形しシール性が低
下することを回避すべく、ビードの凸設高さより薄い板
から成る面圧調整板をビード以外の部分に設けたものが
提案されている。同様の目的で、ビードの孔側の板面に
厚肉部を形成したものも種々提案されている。この厚肉
部に関しては、例えば実開昭６１−１４７４８号公報に
はメッキにより厚肉部を形成したものが開示され、実開
平２−６８５５号公報には副板を接着もしくは溶着して
厚肉部としたもの、あるいは特開昭６４−３５０５７号
公報には溶射によって形成したストッパ（厚肉部に相当
）に対し樹脂等の充填剤を含浸させシール機能を確保す
るようにしたものが開示されている。

【０００４】また、特開昭６２−１５５３７５号公報に
は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間の面圧分
布に関し、締結用ボルトの締結部位に比べ、これから離
間した位置での面圧が低いことに鑑み、ボルト締結部位
から離間するに従いビードのばね定数を大とすると共に
、厚さが漸増する補償部を設けることが提案されている
。

【０００５】上記の問題に対し、特開昭６２−２２４７
７２号公報には、被接合部材のボルト締付部位側から離
間するに従い押圧変形が漸次困難な状態に構成した素材
を被接合部材のデッキ面間に介設し、ボルト締付力によ
りデッキ面間隙に応じて素材を変形させてスペーサの形
状を設定する技術が提案されている。そして、この素材
として、ボルト締付部位側から離間するに従い、幅が漸
次大きく形成された素材、高さが漸次大きく形成された
素材、密度が漸次大に変化した素材、硬度が漸次大に変
化した素材、及び材質が漸次変化する素材が列挙されて
いる。

【０００６】更に、上記特開昭６２−２２４７７２号公
報には、隣接する燃焼室用孔間において最大高さとし、
ボルト用孔近傍において最大高さの略半分の高さとする
素材も開示されている。同様に、実開平１−７６５４４
号公報には、シリンダヘッドガスケットの燃焼室開口間
に金属溶射による増厚部を設けることが提案されている
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記面圧調整板、厚肉
部、補償部、素材等のスペーサとしては、ビードが圧縮
変形してシール部材として機能し得るように調整すると
共に、自らシール部材として機能し得るようにシール性
を有する材質とすることが望ましく、組付性、厚さの管
理、コスト等を考慮すると、金属環を基板の流体孔の周
縁部に接合するように構成することが望ましい。

【０００８】前述の特開昭６２−２２４７７２号公報等
に記載のように、隣接する燃焼室用孔間と締結部との面
圧分布の差、あるいは締結部と締結部間との面圧分布の
差を補償するためには、上記金属環に対してもその厚さ
を周方向で変化させる必要がある。確かに金属環によっ
てもある程度の面圧分布の差を補償し得るが、上記の隣
接する燃焼室用孔間に適合し得るように金属環の厚さを
異ならせることは容易ではない。

【０００９】上記特開昭６２−２２４７７２号公報には
種々の素材が提案されており、高さが漸次大きく形成さ
れる素材として、ニッケル等を溶射によって基板に付着
することも提案されている。また、上記実開平１−７６
５４４号公報に記載のように金属溶射によって増厚部を
形成することも可能である。然し乍ら、金属溶射のみに
よって上記のスペーサを構成する場合には、上記の金属
環を用いる場合に比し製造コストが高くなり、耐熱性も
劣る。

【００１０】そこで、本発明は複数の流体孔の内少くと
も隣接する二つの流体孔の周縁部にビードを形成した少
くとも一枚の金属製の基板を有し、ビードの内周側に金
属環を配設した金属ガスケットにおいて、少くとも二つ
の流体孔が相互に隣接する部分を含み流体孔の全周に亘
り安定したシール性を確保し得るようにすることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、圧力流体が通過する複数の流体孔を穿設
し、該複数の流体孔の内少くとも隣接する二つの流体孔
の周縁部にビードを形成した少くとも一枚の金属製の基
板を有し、前記ビードの内周側に金属環を配設した金属
ガスケットにおいて、前記少くとも二つの流体孔が相互
に隣接する所定範囲に、前記金属環と重合する肉盛層を
設けることとしたものである。

【００１２】上記の金属ガスケットにおいて、前記肉盛
層は、金属の溶射によって、前記少くとも二つの流体孔
が相互に最も近接した位置から離隔するに従って厚さが
漸減するように形成した溶射層とするとよい。

【００１３】また、上記の金属ガスケットにおいて、圧
力流体が通過する複数の流体孔を穿設し、該複数の流体
孔の内少くとも隣接する二つの流体孔の周縁部にビード
を形成して成る金属製の第１の基板及び第２の基板を配
置すると共に、前記第１及び第２の基板の間に一板の副
板を介装し、前記第１の基板の前記ビードの内周側で前
記副板と対向する側に前記金属環を溶接し、前記副板の
前記金属環と対向する部分に前記溶射層を形成するよう
に構成するとよい。

【００１４】あるいは、本発明は、圧力流体が通過する
複数の流体孔を穿設し、該複数の流体孔の内少くとも隣
接する二つの流体孔の周縁部にビードを形成して成る金
属製の第１の基板及び第２の基板を配置すると共に、前
記第１の基板及び第２の基板の間に第１の副板及び第２
の副板を介装し、前記第１の副板の前記第２の副板と対
向する側で前記第１の基板の前記ビードの内周側に前記
金属環を溶接し、前記第２の副板の前記金属環と対向す
る部分に前記溶射層を形成するように構成してもよい。

【００１５】

【作用】上記の構成になる金属ガスケットを、対峙する
接合部材間、例えばシリンダヘッドとシリンダブロック
との間に介装し、所定の締付力を以って両者を締結する
と、ビードが圧縮され金属環の厚さと同等の高さになる
まで変形する。この圧縮変形されたビードの弾性復元力
により接合部材に対する所定の面圧が確保される。この
場合において、基板に形成されたビードが接合部材間で
圧縮変形された後は、接合部材間の接合力に応じ、少く
とも二つの流体孔が相互に隣接する所定範囲は金属環及
び肉盛層が圧縮され、その余の部分は金属環が圧縮され
ることにより、流体孔回りに均一な面圧が確保されるの
で、金属ガスケット全体として安定したシール性が得ら
れる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の金属ガスケットの実施例を図
面を参照して説明する。尚、本発明の対象とする金属ガ
スケットとしては、例えば多気筒内燃機関のシリンダヘ
ッドとシリンダブロックとの間に介装されるシリンダヘ
ッドガスケットが好適であり、実施例としてシリンダヘ
ッドガスケットに供される金属ガスケット１について説
明する。

【００１７】図１乃至図３において、金属ガスケット１
は弾性金属板、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ）の基板
１０を有し、この基板１０に複数の燃焼室孔１１等が穿
設されている。基板１０には複数の冷却水孔（図示せず
）及び潤滑油孔（図示せず）が穿設されており、燃焼室
孔１１の周囲に複数のボルト孔１２が穿設されている。

【００１８】燃焼室孔１１は気筒数に対応する数（例え
ば直列四気筒の内燃機関用として四個）の孔が直線上に
並設される。ボルト孔１２は各燃焼室孔１１の周囲に略
均等な間隔で例えば計十個形成され、組付時には各々に
締結ボルト（図示せず）が挿通され、図１に示すように
基板１０がシリンダヘッド３及びシリンダブロック４間
に緊締される。

【００１９】燃焼室孔１１回りには、図１乃至図３に明
らかなようにビード１３が形成されており、本実施例に
おいてはその凹部がシリンダヘッド３側で凸部がシリン
ダブロック４側となるように配置される。

【００２０】ビード１３から燃焼室孔１１に至るまでの
基板１０には平坦面の開口端部１４が形成されており、
ビード１３の凸部側に真円の金属環、例えばステンレス
鋼板のスペーサ、所謂シムリング２０が固着されている
。即ち、図１乃至図３に示すように、ビード１３の凸部
より薄いシムリング２０が、例えばレーザ溶接機により
全周に亘り実質的に連続して基板１０に溶接されている
。従って、環状のシムリング２０の全周に連続した溶接
部２１（図３では省略）が形成されている。

【００２１】更に、シムリング２０には、燃焼室孔１１
，１１が隣接する所定範囲（図３の点描部分）にニッケ
ル等の金属が溶射され、シムリング２０より軟質の溶射
層２２が形成されており、本発明にいう肉盛層を構成す
る。

【００２２】上記の金属ガスケット１が内燃機関に装着
され締付力が加えられると、先ずビード１３の凸部がシ
リンダブロック４の接合面に当接し、ビード１３の高さ
はシムリング２０の厚さより大であるためビード１３が
変形する。そして、シリンダヘッド３及びシリンダブロ
ック４間が緊締され、シムリング２０（上記所定範囲で
はシムリング２０及び溶射層２２の両者）が圧縮される
に至ると、ビード１３の変形はそれ以上進むことなくそ
の弾性復元力を以ってシリンダブロック４と密着するこ
ととなる。

【００２３】この場合において、金属ガスケット１は、
燃焼室孔１１，１１が隣接する所定範囲がシムリング２
０及び溶射層２２により最大の厚さとなっているので、
各燃焼室孔１１回りに均一な面圧が確保され、良好なシ
ール性が得られる。しかも、シムリング２０によってビ
ード１３のへたりが防止でき、また耐熱性にも優れるの
で長期の使用に耐え得る。

【００２４】図４は本発明の金属ガスケットの他の実施
例を示すもので、第１の基板１０ａ及び第２の基板１０
ｂの間に副板３０が介装され三層構造に形成されている
。第１及び第２の基板１０ａ，１０ｂは前述の基板１０
と同一材料で同一形状に形成されており、夫々燃焼室孔
１１ａ，１１ｂを有し、各々のビード１３ａ，１３ｂの
凸部側が対向するように配置されている。そして、第１
の基板１０ａにシムリング２０が溶接されている。

【００２５】副板３０は第１及び第２の基板１０ａ，１
０ｂより軟質の圧延鋼板（ＳＰＣ）によって略平板状に
形成され、第１及び第２の基板１０ａ，１０ｂの燃焼室
孔１１ａ，１１ｂに重合する燃焼室孔３１が穿設されて
いる。この副板３０の燃焼室孔３１周縁部に段部３２が
形成され、第１の基板１０ａとの間隙が第２の基板１０
ｂとの間隙より大となっている。そして、副板３０の燃
焼室孔３１，３１が隣接する所定範囲（図３の点描部と
同等の範囲）には、上記段部３２の第１の基板１０ａ側
にシムリング２０と対向するように、金属の溶射によっ
て溶射層２２が形成されている。

【００２６】而して、上記の構成になる金属ガスケット
１ａは、第１の基板１０ａがシリンダヘッド３側となる
ように、シリンダヘッド３とシリンダブロック４との間
に介装され、両者間がボルト（図示せず）によって締結
されると、燃焼室孔１１ａ（１１ｂ，３１）が相互に隣
接する所定範囲ではシムリング２０及び溶射層２２によ
り最大の厚さとなっているので、各燃焼室孔１１ａ（１
１ｂ，３１）回りに均一な面圧が確保され、第１及び第
２の基板１０ａ，１０ｂ並びに副板３０の相互の間隙に
対する良好なシール性が得られる。

【００２７】図５は本発明の金属ガスケットの更に他の
実施例を示すもので、第１の基板１０ａ及び第２の基板
１０ｂの間に第１の副板３０ａ及び第２の副板３０ｂが
介装され四層構造に形成されている。第１及び第２の基
板１０ａ，１０ｂは図４の実施例と同一であり、第２の
副板３０ｂは図４の副板３０と同一材料で、若干薄く略
同一形状に形成されている。

【００２８】第１の副板３０ａはステンレス鋼板で略平
板状に形成され、燃焼室孔１１ａ，１１ｂに重合する燃
焼室孔３１ａが穿設されている。この第１の副板３０ａ
の燃焼室孔３１ａ周縁部に段部３２ａが形成され、第２
の副板３０ｂの段部３２ｂとの間に間隙が形成されてい
る。そして、この段部３２ａにシムリング２０が溶接さ
れている。従って、燃焼室孔３１ｂ，３１ｂが隣接する
所定範囲（図３の点描部と同等の範囲）において、第２
の副板３０ｂの段部３２ｂの第１の副板３０ａ側に、シ
ムリング２０と対向するように、金属の溶射によって溶
射層２２が形成されている。

【００２９】而して、上記の構成になる金属ガスケット
１ｂは、第１の基板１０ａがシリンダヘッド３側となる
ように、シリンダヘッド３とシリンダブロック４との間
に介装され、両者間がボルト（図示せず）によって締結
されると、燃焼室孔が相互に隣接する所定範囲ではシム
リング２０及び溶射層２２により最大の厚さとなってい
るので、各燃焼室孔回りに均一な面圧が確保され、第１
及び第２の基板１０ａ，１０ｂ並びに第１及び第２の副
板３０ａ，３０ｂの相互の間隙に対する良好なシール性
が得られる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明の金属
ガスケットにおいては、金属環が設けられると共に少く
とも二つの流体孔が相互に隣接する所定範囲には金属環
と重合する肉盛層が設けられているので、基板に形成さ
れたビードの圧縮変形に対し金属環がストッパとして機
能しビードのシール機能が確保される。同時に、上記少
くとも二つの流体孔が隣接する所定範囲は金属環及び肉
盛層が圧縮され、その余の部分は金属環が圧縮され、流
体孔回りに均一な面圧が確保されるので、金属ガスケッ
ト全体として安定したシール性が得られると共に良好な
耐久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る金属ガスケットの一部
の断面図で、図３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る金属ガスケットの一部
の底面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る金属ガスケットの一
部の断面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例に係る金属ガスケット
の一部の断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ　　金属ガスケット ３　　シリンダヘッド ４　　シリンダブロック １０　　基板 １１　　燃焼室孔（流体孔） １２　　ボルト孔 １３　　ビード １４　　開口端部 ２０　　シムリング（金属環） ２２　　溶射層（肉盛層） １０ａ　　第１の基板 １０ｂ　　第２の基板 ３０　　副板 ３１　　燃焼室孔 ３０ａ　　第１の副板 ３１ａ　　燃焼室孔 ３０ｂ　　第２の副板 ３１ｂ　　燃焼室孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧力流体が通過する複数の流体孔を穿
   設し、該複数の流体孔の内少くとも隣接する二つの流体
   孔の周縁部にビードを形成した少くとも一枚の金属製の
   基板を有し、前記ビードの内周側に金属環を配設した金
   属ガスケットにおいて、前記少くとも二つの流体孔が相
   互に隣接する所定範囲に、前記金属環と重合する肉盛層
   を設けたことを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】　　前記肉盛層が、金属の溶射によって、
   前記少くとも二つの流体孔が相互に最も近接した位置か
   ら離隔するに従って厚さが漸減するように形成した溶射
   層であることを特徴とする請求項１記載の金属ガスケッ
   ト。