JPH08312785A - 金属ガスケット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体流通穴、ボルト穴等の打抜き加工並びに
段差、傾斜部を生じるビード、折返し等の成形加工を金
属板に施した後に、該金属板の表面にシール材層を被覆
した、シール材層の厚さのバラツキが大きい金属ガスケ
ットのシール性能を良好にする。 【構成】 少なくとも１枚の金属板からなり、金属板２
は流体流通穴５、６、ボルト穴７を備え、流体流通穴を
囲繞しシールするビード９、１０等段差、傾斜部を有す
る。この金属板２の表面を被覆するシール材層１２は、
流体流通穴やボルト穴等の打抜き加工及び段差、傾斜を
生じるビード等の成形加工を金属板２に施した後に金属
板の表面に被覆されたもので、ＪＩＳＫ６３０１に規定
の硬度で６８乃至８２の硬度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばエンジンのシリン
ダヘッド用ガスケット等として用いる金属ガスケット及
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エンジンのシリンダヘッド用金
属ガスケット等において、シールすべき面に当接するガ
スケットの外表面及びガスケットを構成する金属板間
に、金属面の粗さ、歪み、傷等の不整を補償するいわゆ
るミクロシールのために加硫ゴムからなるシール材層を
被覆することは周知され、広く実用されている。

【０００３】従来は、かかるシール材層を備えた金属ガ
スケットを製造するには、はじめに平坦な金属板にシー
ル材層を塗布し加硫したのちに、シリンダボアや流体通
路穴等の流体流通穴、ボルト穴及びガスケット外周の打
抜き加工並びに流体流通穴の周りを囲繞しシールするビ
ード、折返し等を形成する加工を行っていた。従ってシ
ール材層は被覆したのちの取扱いや機械加工に耐えるも
のである必要があり、通常、ＪＩＳＫ６３０１規定の硬
度で９０以上の比較的硬いゴムを用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】所で、はじめに平坦な
金属板にシール材層を被覆してから流体流通穴、ボルト
穴及びガスケット外周等を打抜くことは高価なシール材
層の材料が多く無駄となり不経済であるから、打抜き等
の機械加工後にシール材層を被覆することが検討されて
いる。この場合に、流体流通穴等の打抜き加工と、金属
板に段差や傾斜を生じるビードや折返し等の形成加工と
を分けて、打抜き加工後にシール材層を被覆し、然る後
にビードや折返しの形成加工を行うことも考えられる
が、プレス工程が２回に分断され、コストアップとな
る。従って打抜きだけでなく、ビードや折返し等を形成
する金属板に段差、傾斜を生じる加工をも行った後に、
金属板表面にシール材層を被覆することが望まれる。

【０００５】然し、この場合はビード、折返し等の形成
により段差、傾斜が生じている金属板にシール材層を塗
装するために、シール材層の膜厚にかなりのバラツキが
生じるのを避け難い。従ってシール材層が従来のように
比較的硬い場合には、充分なシール性を得難く、シール
材層を従来よりも軟らかくする必要があると思われる。
一方、シール材層が軟らかすぎると、ガスケットをシー
ルすべき面間に組付けた後にボルトによる締付力と直角
な方向すなわちシール面と平行な方向へのシール材層の
フローを生じ塗膜が破壊するおそれがあり、高圧の流体
をシールできないと思われる。

【０００６】本願の発明者は上記の点に着目して研究の
結果、流体流通穴、ボルト穴及びガスケット外周の打抜
き加工、並びに段差や傾斜を生じるビードや折返し等の
形成加工を金属板に行った後に、該金属板にシール材層
を被覆する場合において、シール性と耐フロー性とのバ
ランスがとれたシール材層の最適な硬度範囲を解明し、
本発明を完成するに至ったものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の金属ガスケット
は、少なくとも１枚の金属板からなり、金属板が流体流
通穴及びボルト穴を有し、該流体流通穴を囲繞しシール
するビード、折返し等の段差もしくは傾斜部を備え、上
記穴の打抜き加工及び上記段差もしくは傾斜部の成形加
工の後に被覆された金属板表面の加硫ゴムからなるシー
ル材層がＪＩＳＫ６３０１に規定の硬度で６８乃至８２
であることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明による金属ガスケットの製造
方法は、流体流通穴及びボルト穴を打抜く打抜き加工並
びに該流体流通穴を囲繞しシールするビード、折返し等
の段差もしくは傾斜部を形成する加工を金属板に施した
のち、該金属板の表面にゴム、加硫剤等を溶剤に溶解し
た加硫可能なゴム塗料を塗装し、次いで該塗膜を加熱加
硫し金属板の表面にＪＩＳＫ６３０１に規定の硬度で６
８乃至８２の硬さを有するシール材層を形成することを
特徴とするものである。

【０００９】

【実施例】はじめに本発明についての実験例を説明す
る。まず、厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ ３０１ ＣＳＰ
３／４Ｈのステンレス鋼板からなり、直径５５ｍｍの
水穴の周りに該水穴の外周から１．４ｍｍ離れて水孔を
囲繞する段差（高さ）０．４５ｍｍ、幅２．２ｍｍのス
テップビードを設けた単板のガスケットサンプルを作成
したのち、該サンプルの両面にふっ素ゴム（デュポン社
のバイトンＥ６０Ｃ）を溶剤に溶解したゴム塗料を塗装
し、乾燥後、加硫して表１に示す種々の硬度（ＪＩＳＫ
６３０１規定の硬度）を有する膜厚２７μｍのシール材
層を形成した。シール材層のゴム硬度は充填したカーボ
ンの充填量により調節した。

【００１０】上記のガスケットサンプルについて表１に
示す種々の締付力の下で水圧試験を行い、シール可能な
水圧（ｋｇ／ｃｍ² ）を求めた。シール可能か否かの判
定は水に容易に溶ける白色塗料スーパーチェック（マー
クテック社商品名）を用いて目視判定した。締付力の測
定はロードセルにより行い、水の加圧は手動ポンプによ
り行った。試験結果は表１に示す通りである。なお、各
水準それぞれに対し３ヶのサンプルにつき試験を行っ
た。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１に示す試験結果からゴム硬度が８２を
越えるとシール性が低下しシール可能な水圧が低下する
ことがわかる。またゴム硬度が６８より低いと締付力が
大きい場合にシール可能な水圧が低下する。この場合、
シール材層にフローが生じていることが、試験後のサン
プルの目視検査により確認された。この試験結果からゴ
ム硬度６８〜８２の範囲がシール性と耐フロー性が両立
する好適なゴム硬度範囲であることがわかる。なお、シ
リンダヘッドガスケットの場合、冷却水のシールには、
通常、少なくとも１０ｋｇ／ｃｍ² の水圧をシールでき
ることが要求される。

【００１３】本発明による金属ガスケットの実施例を図
１〜３に示している。図１は本発明の第１実施例のガス
ケットの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線による拡
大断面図である。図３は本発明の第２実施例についての
図２と同様な拡大断面図である。図中の同一符号は同一
部分を示している。

【００１４】図１及び図２において、本発明によるシリ
ンダヘッドガスケット１はステンレス鋼板、鋼板等の弾
性金属板２の単板からなり、流体流通穴として燃焼室用
開口５及び水穴、油穴等の液体通路穴６を備え、またボ
ルト穴７を備えている。燃焼室用開口５の周りにはこれ
を囲繞しシールする山形ビード９が設けられ、液体通路
穴６の周りにはこれを囲繞しシールするステップビード
１０が設けられ、金属板２は段差、傾斜部を有してい
る。

【００１５】かかる金属板２の両面にはふっ素ゴム、シ
リコーンゴム、ニトリルゴム或はアクリルゴム等のゴム
が被覆されている。このシール材層１２は、金属板２に
燃焼室用開口５、液体通路穴６、ボルト穴７及びガスケ
ットの外周縁８を打抜く打抜き加工と、段差、傾斜部を
形成する山形ビード９及びステップビード１０を形成す
る加工とを行った後に該金属板の表面に被覆されたもの
であり、従来のシール材層より軟らかく、ＪＩＳＫ６３
０１に規定する硬度で６８乃至８２の硬度を有してい
る。シール材層は上記の通り段差、傾斜部を有する金属
板の表面にゴム塗料を塗布し、乾燥、加硫して形成した
ものであるから厚さのバラツキがかなり大きいが、シー
ル材層の硬度が従来より軟らかい硬度６８乃至８２に選
ばれているので、前記した実験結果から明らかなよう
に、シール性がよく、しかも耐フロー性も充分である。

【００１６】本発明によれば、上記した通り、はじめ
に、燃焼室用開口５、液体通路穴６、ボルト穴７及び外
周縁を打抜く打抜き加工と段差、傾斜部をなす山形ビー
ド９、ステップビード１０を形成する加工とを金属板２
に行い、然る後にゴム及び加硫剤を溶剤に溶解した加硫
可能なゴム塗料を該金属板２の表面に塗装し、乾燥、加
硫してシール材層を形成するから、金属板２の打抜かれ
る部分にはゴムを塗装せず、高価なゴムを無駄にするこ
とがない。また打抜き加工とビード形成加工とが分断さ
れないので、プレス加工を効率的に行うことができる。
従って、本発明によればシール材層を備えた金属ガスケ
ットを従来よりも安価に製造できる。

【００１７】図３に示す第２実施例はステンレス鋼板、
鋼板等の弾性金属板からなる基板３と、基板よりも硬度
が小さく軟らかいステンレス鋼板、鉄板等からなる副板
４とを積層したシリンダヘッド用積層ガスケットであ
る。副板４の燃焼室用開口５の周縁には該周縁部を内側
に折返した折返し部１１が形成され、基板３には上記折
返し部１１よりも外側の位置において燃焼室用開口５を
囲繞する副板４側に凸な山形ビード９が設けられてい
る。液体通路穴周りにおいては、基板３に液体通路穴を
囲繞するステップビード１０が設けられているだけで、
副板４は平坦である。

【００１８】基板３の両側の表面上に被覆されたシール
材層１２、１２は第１実施例におけるシール材層１２と
全く同様であり、打抜き加工、ビード成形加工の後に被
覆され、硬度は６８乃至８２の範囲に選ばれている。副
板４には図面で上方側の外側表面のみにシール材層１３
を設けている。このシール材層１３には、副板４の外側
表面は段差、傾斜部が存在しない平坦面であり、均一な
厚さに塗装できるので、従来と同様硬度９０以上の比較
的硬いシール材を被覆している。

【００１９】従って、シリンダヘッド及びブロックの接
合面の中で、熱膨張がより大きく、エンジンの運転開始
時或は停止時に相対的な移動を生じるシリンダヘッドの
接合面と上記の比較的硬いシール材層によって被覆され
た副板４の外側表面とが当接するようにガスケットを配
設するのが好ましい。

【００２０】なお、図示の例では、基板３の副板４に対
向する内側表面にシール材層１２を設けているから、副
板４の基板と対向する内側表面にはシール材層を設けて
いないが、二重に、副板４の内側表面にシール材層を設
けてもよい。この場合、該内側表面には段差部の折返し
部１１が存在することから基板３のシール材層１２と同
様に軟らかいシール材層を被覆してもよいが、基板３の
内側表面と二重にシール材層を設けるので副板の内側表
面のシール材層の厚さのバラツキが少々大きくてもシー
ル性を損なうことは少なく、副板４の外側表面と同じく
比較的硬いシール材層を被覆するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】上記説明した通り、本発明によれば、金
属板の打抜かれる部分にはシール材層を被覆しないの
で、高価なゴム塗料を無駄に費やさずに節減でき、また
打抜き加工と段差、傾斜部となるビード、折返し部の形
成加工とが分断されないので、プレス加工を効率的に行
うことができ、金属板表面にシール材層を備えた金属ガ
スケットを従来よりも安価に製造することができる。ま
た、本発明によれば、シール材層が段差、傾斜部のある
金属板表面に被覆されるため、シール材層の厚さのバラ
ツキが大きいが、シール材層の硬度が従来よりも軟らか
い硬度６８〜８２の範囲に選ばれているので、シール材
層のシール性がよく耐フロー性も充分であり、本発明の
ガスケットは良好なシール性能を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガスケットの平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図。

【図３】本発明の第２実施例についての図２と同様な断
面図。

【符号の説明】

５ 燃焼室用開口 ６ 液体通路穴 ７ ボルト穴 ９ 山形ビード １０ ステップビード １２ シール材層（硬度６８〜８２） １３ シール材層

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１枚の金属板からなり、金属
   板が流体流通穴及びボルト穴を有し、該流体流通穴を囲
   繞しシールするビード、折返し等の段差もしくは傾斜部
   を備え、上記穴の打抜き加工及び上記段差もしくは傾斜
   部の形成加工の後に被覆された金属板表面の加硫ゴムか
   らなるシール材層がＪＩＳＫ６３０１に規定の硬度で６
   ８乃至８２であることを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】 流体流通穴及びボルト穴を打抜く打抜き
   加工並びに該流体流通穴を囲繞しシールするビード、折
   返し等の段差もしくは傾斜部を形成する加工を金属板に
   施したのち、該金属板の表面にゴム、加硫剤等を溶剤に
   溶解した加硫可能なゴム塗料を塗装し、次いで該塗膜を
   加熱加硫し金属板の表面にＪＩＳＫ６３０１に規定の硬
   度で６８乃至８２の硬さを有するシール材層を形成する
   ことを特徴とする金属ガスケットの製造方法。