JPH05133473A - 金属ガスケツトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少くともビードの突出側の基板面にシール膜
を形成する金属ガスケットの製造方法において、簡単な
構成でシール膜の傷や剥れを防止し得るようにする。 【構成】 ロール状に巻回された圧延金属板の素材
（２）を第１のプレス装置（６）によって所定形状に打
ち抜き基板（１０）を形成すると共に、圧力流体が通過
する流体孔（１１）を穿設する。基板（１０）は素材
（２）の巻回方向に湾曲しており、第２のプレス装置
（７）によって素材（２）の湾曲凹部側に突出するよう
にビード（１３）を突出形成する。そして、コーティン
グ装置（８）にて基板（１０）の少くともビード（１
３）の突出側を含む基板（１０）の表面にシール膜（３
０）を形成する。

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の製造方
法に関し、特に、金属製の基板に流体孔を穿設し、該流
体孔の周囲にビードを形成する、内燃機関のシリンダヘ
ッドガスケット等として好適な金属ガスケットの製造方
法に係る。

【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
く知られており、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はシリンダヘッドガスケットが
介装されている。この種のガスケットに関し近時は金属
製の板材から成る金属ガスケットが注目されている。

【０００３】例えば、金属製の基板に燃焼ガス等の圧力
流体が通過する流体孔を穿設し、こ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。更に、実開昭５９−１８
８９５５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
たものも提案されている。

【０００４】このような金属ガスケットにおいては、シ
ール性の向上を図るため基板表面に軟質のシール材を付
着させ、コーティング層即ちシール膜を形成することと
している。従って、ビード及び面圧調整板にもシール膜
が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、基板のビー
ド突出側の面にシール膜を形成する金属ガスケットにお
いては、基板面から突出するビードの頂部が最も高いの
で、金属ガスケットを製造する際ビードの頂部とコンベ
ア上面との間で擦れが生じ、また積重ねて保管する際あ
るいは搬送時に相互の表裏面で擦れ合い、更には接合部
材間への組付時に組付ライン上で擦れ、ビード頂部のシ
ール膜に傷や剥れが生じ易く、そのシール性に関し一定
の品質を確保することが困難である。同様に、前述の面
圧調整板はビードより低いが基板に対し突出しているの
で、その頂部のシール膜にも傷や剥れが生じやすい。

【０００６】そこで、本発明は金属製の基板に流体孔を
穿設すると共に、その周囲にビードを突出形成し、少く
ともビードの突出側を含む基板の表面にシール膜を形成
する金属ガスケットの製造方法において、ビード頂部の
シール膜の傷や剥れを防止し得るように製造することを
目的とする。

【０００７】

【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、基板に圧力流体が通過する流体孔を穿設
し、該流体孔の周囲にビードを突出形成し、少くとも該
ビードの突出側を含む前記基板の表面にシール膜を形成
する金属ガスケットの製造方法において、巻回した圧延
金属板を所定形状に打ち抜いて前記基板を形成し、前記
圧延金属板の巻回方向に沿って湾曲する前記基板に対
し、前記ビードを前記基板の湾曲凹部側に突出するよう
に形成することとしたものである。

【０００８】また、本発明は、巻回した圧延金属板を所
定形状に打ち抜き、該圧延金属板の巻回方向に沿って湾
曲する一対の基板を形成すると共に、該一対の基板の各
々に圧力流体が通過する流体孔を穿設し、該流体孔の周
囲に前記一対の基板の各々の湾曲凹部側に突出するよう
に夫々ビードを形成し、前記一対の基板の内少くとも一
方の基板の少くとも前記ビードの突出側を含む表面にシ
ール膜を形成し、前記一対の基板を各々のビードが相互
に対向するように接合して金属ガスケットを形成するこ
ととしてもよい。

【０００９】更に、本発明は、基板に圧力流体が通過す
る流体孔を穿設し、該流体孔の周囲にビードを突出形成
し、少くとも該ビードの突出側を含む前記基板の表面に
シール膜を形成する金属ガスケットの製造方法におい
て、前記基板の外周端部の少くとも一部を、少くとも前
記ビードの突出側に折曲し前記ビードの高さより大の高
さを有する支持部を形成することとしてもよい。

【００１０】

【作用】本発明の金属ガスケットの製造方法において
は、巻回されたロール状の圧延金属板が、所定形状に打
ち抜かれると共に、圧力流体が通過する流体孔が穿設さ
れ基板が形成される。この基板は圧延金属板の巻回方向
に沿って湾曲しており、その湾曲凹部側に突出するよう
に流体孔の周囲にビードが形成される。そして、少くと
もビードの突出側を含む基板の表面にシール膜が形成さ
れる。

【００１１】このように製造される基板は、そのビード
の突出側が下方となるように水平面上に配置されてもそ
の両端部によって支持されるので、基板の湾曲凹部側に
突出するビードの頂部は当該水平面と接触することはな
い。即ち、基板は両端部に支持された形となり、ビード
の突出側を含む基板の表面にシール膜を形成する際、ビ
ードの頂部がコンベア上面等に接触することなく所定の
シール膜が形成される。そして、金属ガスケットを搬送
し、接合部材間に組付ける場合において、組付ライン等
には基板の両端部のみが接触しビード頂部の接触を回避
し得るので、ビードのシール膜は形成時の状態に維持さ
れる。更に、このように形成された基板二枚を各々のビ
ードが相互に対向するように接合して一つの金属ガスケ
ットを構成することができる。

【００１２】而して、この金属ガスケットを、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
ドが圧縮されそ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。このとき、ビード頂部を含み接
合部材との当接面にはシール膜が形成されているので、
接合部材の接合面が荒れた状態であっても密着し良好な
シール性が確保される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の金属ガスケットの製造方法の
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、以下において
はシリンダヘッドガスケットとして用いられる金属ガス
ケットの製造方法について説明する。

【００１４】本発明に供する素材は、板材製造時の応力
が残留している圧延金属板であり、コイルの形態に巻回
されているものが供される。そして、その板材の残留応
力は巻回方向に沿って湾曲しうるものが選定される。こ
こで、巻回方向に沿って湾曲するものは、二つのタイプ
があり、一つは巻回方向の内側に湾曲する応力を有する
もので、他方は巻回方向の外側に湾曲する応力を有する
ものである。以下前者のタイプを用いた場合について説
明するが、後者のタイプを用いてもよいことは勿論であ
る。

【００１５】図１は本発明の金属ガスケットの製造方法
の一実施例に供される装置の一部を示すもので、長尺の
圧延金属板、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ）の素材２
がロール状に巻回されて成るコイルが、支持装置３にコ
イルの軸回りに回転可能に支持される。素材２はガイド
４に案内され、フィーダ５によって第１のプレス装置６
に所定長さ毎に供給される。この第１のプレス装置６に
おいて、素材２に対し打抜き加工が行なわれ、図３に示
すように複数の燃焼室孔１１等が穿設された基板１０が
形成される。即ち、素材２から略矩形の基板１０が打抜
かれると同時に、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）の燃焼室孔１１が基板１０
の長手方向の軸上に並設される。また同時に、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、複数のボルト孔１２が穿設される。ま
た、打抜かれた基板１０は素材２の巻回方向に沿って湾
曲している。即ち、本実施例においては巻回方向の内側
に湾曲する応力を有するタイプであるため、図３で下方
側が凹部側となるように素材２がその幅方向に湾曲して
いる。尚、この第１のプレス装置６による加工に替え、
レーザ切断装置等による切断加工としてもよい。

【００１６】続いて、図１に示す第２のプレス装置７に
供給され、基板１０の各燃焼室孔１１回りに図３及び図
４に示すビード１３が形成されると共に、基板１０の全
周にビード１４が形成される。この場合において、ビー
ド１３は基板１０の湾曲凹部側に突出するように形成さ
れるが、基板１０の湾曲状態は維持されている。尚、ビ
ード１４は折曲部が一箇所のみであるのでビード１３に
対しハーフビードとも称せられる。そして、図１には設
備の記載は省略したが、基板１０の全体が洗浄され必要
に応じ所定の熱処理が行なわれた後、基板１０がコーテ
ィング装置８に搬送され、ここで基板１０にシール材が
コーティングされ、図４に示すように基板１０の両面に
シール膜３０が形成される。

【００１７】コーティング装置８においては、図２に示
したように供給装置８ａから液状の例えば未加硫のフッ
素系ゴムのシール材がスプレーされ基板１０の表面にシ
ール膜３０が形成される。尚、このスプレー式の供給装
置８ａに替え、上側に供給装置、下側に収容装置を配し
たコーティング装置（図示せず）としてもよい。同装置
においては、供給装置からシール材が連続的に流下され
鉛直方向にフィルム状流下面が形成され、下側に配され
た収容装置に流下したシール材は供給装置に還流され、
常時フィルム状流下面が形成される。また、搬送用の一
対のコンベア８ｃ，８ｄが略水平に隣接設置されてい
る。コーティング装置８に供給される基板１０は、一旦
ビード１３の突出側の面が上方となるように反転され
て、コンベア８ｃによって供給装置８ａ方向に搬送され
る。そして、基板１０がフィルム状流下面を通過する
と、基板１０の表面にシール材が広がって膜状となり、
均一にシール膜３０が形成される。尚、必要に応じコー
ティング工程に伴う乾燥作業あるいは固化作業を行なう
こととしてもよいことは勿論である。

【００１８】このようにして基板１０のビード１３の突
出側の面にシール膜３０が形成された後、基板１０が再
度反転されて逆方向に搬送され、供給装置８ａの下方を
通過する。このとき、基板１０は両端部を以てコンベア
８ｃ，８ｄ上に支持されるので、ビード１３の頂面がコ
ンベア８ｃ，８ｄに接触することはない。而して、図４
に示すように基板１０のビード１３の突出側に対して反
対側の面にもシール膜３０が形成される。この後、必要
に応じ加硫処理により、基板１０の両面に形成されたシ
ール膜３０が固化される。このシール膜３０の厚さは、
供給装置８ａからスプレーするシール材の量、コンベア
８ｃ，８ｄの搬送速度等を調整することによって適宜設
定することができる。尚、基板１０に対するコーティン
グは、上述のスプレー式の供給装置８ａまたはフィルム
状流下面を形成する装置等により基板１０の片面のみに
行なうこととしてもよい。

【００１９】このようにして形成された金属ガスケット
１におけるシール膜３０の不良率を従来例と比較する
と、基板１０の湾曲凸部側にビード１３の突出側が形成
された金属ガスケットにおいては２０乃至３０％の不良
率であったのに対し、本実施例では０．５％以下に低減
された。また、金属ガスケット１の搬送時、組付時等に
おいて、コンベア上に載置され、あるいは他の金属ガス
ケットに積層される場合には、基板１０は両端部によっ
て支持されるので、ビード１３の頂部を含む基板１０の
表面がこれらに接触することが防止され、シール膜３０
に傷や剥がれが生ずることはない。

【００２０】上記のように構成された金属ガスケット１
は、締結ボルト（図示せず）が挿通され、例えばビード
１３の突出側がシリンダブロック（図示せず）側となる
ように配置され、シリンダヘッド（図示せず）及びシリ
ンダブロック間に緊締される。具体的には基板１０に締
付力が加えられると、ビード１３の頂面のシール膜３０
がシリンダブロック（図示せず）の接合面に密着し、ビ
ード１３が変形する。そして、シリンダヘッド及びシリ
ンダブロック間が緊締されると、基板１０はビード１３
の弾性復元力を以ってシリンダブロックと密着すること
となる。而して、金属ガスケット１は、ビード１３によ
り各燃焼室孔１１回りに所定の面圧が確保される。しか
も、ビード１３を含み基板１０の全面に均一にシール膜
３０が形成されているので、シリンダヘッド及びシリン
ダブロックの接合面が荒れた状態であっても密着し良好
なシール性が得られる。

【００２１】図５乃至図７は本発明の他の実施例に係
り、二枚の基板１０ａ，１０ｂを接合して金属ガスケッ
ト１ａを形成するもので、図５に示す状態でシリンダヘ
ッド及びシリンダブロック間に介装される。基板１０
ａ，１０ｂは図３及び図４に示した基板１０の構成と基
本的には同一であるが、両者は夫々軸方向に非対称の形
状であり、一方の基板１０ａの湾曲凹部側と他方の基板
１０ｂの湾曲凹部側が対向するように接合される。従っ
て、図６に示すように各々の基板１０ａ，１０ｂの長手
方向の両側端部が当接するところとなる。尚、図５乃至
図７の各符号は図３及び図４の各符号に対し一方の基板
側にはａを付し、他方の基板側にはｂを付している。
但、図５ではビード１４ａは一点鎖線で示している。

【００２２】また、基板１０ａには、ビード１３ａから
燃焼室孔１１ａに至るまでの平坦面のビード１３ａの突
出側の面に、真円の金属環、例えばステンレス鋼板のス
ペーサの所謂シムリング２０が接合される。即ち、図７
に示すように、ビード１３ａの突出部より薄いシムリン
グ２０ａが、後述するように溶接機９ｘにより全周に亘
り実質的に連続して基板１０ａに溶接される。従って、
環状のシムリング２０の全周に連続した溶接部２１が形
成される。

【００２３】図８は、上記図５に示す二枚の基板１０
ａ，１０ｂを接合する金属ガスケット１ａの製造工程を
示すもので、図１に示す装置が二組用意され、両基板１
０ａ，１０ｂを接合するための組付機９が最終工程に配
置されている。更に、基板１０ａの製造工程には溶接機
９ｘが配置されている。尚、図１に示す各装置に対応す
る装置には、図１の各装置の符号にａもしくはｂを付し
て示したが、これらは実質的に同一であり、図８の上段
が基板１０ａを製造する工程を示し、下段が基板１０ｂ
を製造する工程を示している。特に、上段の第１のプレ
ス装置６ａと下段の第１のプレス装置６ｂは抜き型の形
状も同一とされている。

【００２４】上記二工程を対比すれば明らかなように、
上段の素材２ａは図１の実施例と同様にコイルの上方か
ら引き出されるように支持装置３ａに支持されている
が、下段の素材２ｂはコイルの下方から引き出されるよ
うに支持装置３ｂに支持されている。即ち、フィーダ５
ｂから第１のプレス装置６ｂに供給される素材２ｂは、
素材２ａに対し逆向きに巻回されているのと同様の関係
にあり、しかも第１のプレス装置６ａ，６ｂの抜き型が
同じであるので、第２のプレス装置７ａに搬送される基
板１０ａは下方に湾曲凹部が位置するのに対して、第２
のプレス装置７ｂに搬送される基板１０ｂは上方に湾曲
凹部が位置する。従って、第２のプレス装置７ｂにおい
てはビード１３ｂは基板１０ｂの湾曲凹部と同方向の上
方に突出するように形成される。このため、下段の第２
のプレス装置７ｂにおいて、ビード１３ｂを形成する型
は、上段の第２のプレス装置７ａとはビード形成方向が
上下逆となるように設けられている。

【００２５】そして、上段の工程には溶接機９ｘ、例え
ばパルス駆動のレーザ溶接機が設けられており、第２の
プレス装置７ａにてビード１３ａが形成された基板１０
ａが反転され、その湾曲凹部が上方となるように配置さ
れて燃焼室孔１１ａ回りにシムリング２０が実質的に連
続して溶接される。従って、基板１０ａは反転されずそ
のままの状態で洗浄、必要に応じ熱処理が行なわれた後
コーティング装置８ａに搬送され、ビード１３ａの突出
側の面から順にシール膜３０が形成される。

【００２６】而して、基板１０ａ，１０ｂはコーティン
グ装置８ａ，８ｂを介して夫々シール膜３０ａ，３０ｂ
が形成された後、組付機９にて図５及び図６に示すよう
に各々の湾曲凹部が対向するように組合わされ、図５乃
至７においては図示を省略したが、基板１０ａ，１０ｂ
の端部にてかしめ接合される。尚、この組付機９におい
て基板１０ａ，１０ｂの端部を接合する手段としては、
かしめのほか溶接、接着等によることとしてもよい。

【００２７】上記支持装置３ｂに支持される素材２ｂ
は、素材２ａと同様に上方から引き出すように配置して
もよいが、この場合には図８の下段の第１のプレス装置
６ｂの抜き型を上段の第１のプレス装置６ａの抜き型に
対し、基板１０ａの軸を中心に対称となるように形成す
る必要がある。また、第２のプレス装置７ｂのビード形
成用の型についても、ビード形成方向は第２のプレス装
置７ａと同じでも、基板１０ａ，１０ｂの形状によって
はビード１３ｂの形成位置はビード１３ａの形成位置と
幅方向で異なるので、ビード１３ｂの形成位置が所定の
位置となるように型を形成する必要がある。尚、基板１
０ｂ全体、あるいはビード１３ｂの突出側の面にはシー
ル膜３０を形成しないようにしてもよい。

【００２８】而して、金属ガスケット１ａがシリンダヘ
ッド及びシリンダブロック間に介装され締付力が加えら
れ、図７に示すようにビード１３ａ，１３ｂの各々の頂
部が当接しシムリング２０が圧縮されるに至ると、ビー
ド１３ａ，１３ｂの変形はそれ以上に進むことなく両ビ
ード１３ａ，１３ｂの弾性復元力を以って高面圧が確保
される。尚、ビード１４ａ，１４ｂについても両者の面
圧が合成される。

【００２９】図９は本発明の他の製造方法によって製造
される金属ガスケットの実施例を示すもので、基板が湾
曲形成されず平板状に形成される場合に有効である。即
ち、平板状の基板１０ｃの外周端部に複数の舌片状の支
持部１５ｃがビードの突出方向（図９の下方）と同方向
に延出するように折曲形成される。支持部１５ｃの基板
１０ｃからの高さはビードの高さより大となるように設
定される。而して、本実施例においては、支持部１５ｃ
は図９に示すように基板１０ｃの長手方向の左右に各２
個、及び幅方向に各１個設けられている。本実施例によ
れば平板状の基板１０ｃであっても、ビードの頂部がコ
ンベア等に接触することを回避し得る。尚、支持部１５
ｃは基板１０ｃの外周端部に設けられ、シリンダヘッド
及びシリンダブロックとの接合面の範囲外に設けられて
いるので、両者間に挟持されることはない。

【００３０】図１０は本発明の他の製造方法によって製
造される金属ガスケットの別の実施例を示すもので、基
板１０ｃのビードの突出側（図１０の下方）に延出する
支持部１５ｃに加え、ビードの突出側に対して反対側
（図１０の上方）に延出する支持部１６ｃを折曲形成す
るようにしたものである。この実施例によれば基板１０
ｃの両面に均一に形成されるシール膜全体を保護するこ
とができる。尚、図９及び図１０に示す何れの実施例に
おいても、支持部１５ｃ，１６ｃは基板１０ｃと一体に
形成されているが、これらを別体とし例えば樹脂部材を
接着することとしてもよい。また、支持部１５ｃ，１６
ｃの長さ、数、位置は上記実施例に限るものではなく、
製造、搬送、組付時等の状況に応じて適宜設定し得る。

【００３１】

【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
ガスケットの製造方法によれば、基板が湾曲するように
形成されると共にビードが基板の湾曲凹部側に突出する
ように形成され、あるいは、基板の外周端部にビードの
高さより大の支持部が設けられるので、製造時、搬送
時、組付時等において、基板のビード突出側の面に形成
されるシール膜の傷や剥れを防止することができ、良好
なシール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属ガスケットの製造方法の一実施例
における製造工程の主要部を示す説明図である。

【図２】図１におけるコーティング装置の詳細を示す説
明図である。

【図３】本発明の一実施例に係る製造方法によって製造
した金属ガスケットの斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明の他の実施例に係る製造方法によって製
造した金属ガスケットの斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る製造方法によって製
造した金属ガスケットの断面図である。

【図７】図５のＢ−Ｂ線断面で二枚の基板の接合時の状
態を示す断面図である。

【図８】本発明の金属ガスケットの製造方法の他の実施
例における製造工程の主要部を示す説明図である。

【図９】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によっ
て製造した金属ガスケットの実施例の斜視図である。

【図１０】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によ
って製造した金属ガスケットの別の実施例の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ 金属ガスケット ２，２ａ，２ｂ 素材 ３，３ａ，３ｂ 支持装置 ４，４ａ，４ｂ ガイド ５，５ａ，５ｂ フィーダ ６，６ａ，６ｂ 第１のプレス装置 ７，７ａ，７ｂ 第２のプレス装置 ８，８ａ，８ｂ コーティング装置 ９ 組付機 ９ｘ 溶接機 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 基板 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 燃焼室孔（流体孔） １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ ビード １５ｃ，１６ｃ 支持部 ２０ シムリング ３０，３０ａ，３０ｂ シール膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に圧力流体が通過する流体孔を穿設
   し、該流体孔の周囲にビードを突出形成し、少くとも該
   ビードの突出側を含む前記基板の表面にシール膜を形成
   する金属ガスケットの製造方法において、巻回した圧延
   金属板を所定形状に打ち抜いて前記基板を形成し、前記
   圧延金属板の巻回方向に沿って湾曲する前記基板に対
   し、前記ビードを前記基板の湾曲凹部側に突出するよう
   に形成することを特徴とする金属ガスケットの製造方
   法。
2. 【請求項２】 巻回した圧延金属板を所定形状に打ち抜
   き、該圧延金属板の巻回方向に沿って湾曲する一対の基
   板を形成すると共に、該一対の基板の各々に圧力流体が
   通過する流体孔を穿設し、該流体孔の周囲に前記一対の
   基板の各々の湾曲凹部側に突出するように夫々ビードを
   形成し、前記一対の基板の内少くとも一方の基板の少く
   とも前記ビードの突出側を含む表面にシール膜を形成
   し、前記一対の基板を各々のビードが相互に対向するよ
   うに接合して金属ガスケットを形成することを特徴とす
   る金属ガスケットの製造方法。
3. 【請求項３】 基板に圧力流体が通過する流体孔を穿設
   し、該流体孔の周囲にビードを突出形成し、少くとも該
   ビードの突出側を含む前記基板の表面にシール膜を形成
   する金属ガスケットの製造方法において、前記基板の外
   周端部の少くとも一部を、少くとも前記ビードの突出側
   に折曲し前記ビードの高さより大の高さを有する支持部
   を形成することを特徴とする金属ガスケットの製造方
   法。