JPH0968281A - 金属ガスケット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ガスケットを接合面間で締付けたとき
に、シール材層がミクロシールの機能を果たすだけでな
く、シール線をも形成し得るようにし、シール線を多重
化しシール性能を向上させる。また、かかるガスケット
を有利に製造する方法を提案する。 【解決手段】 本発明ガスケットは流体流通穴を囲繞す
る突状ビード５と表面を被覆するシール材層８とを備
え、ビード基部の反対側表面５４及びビード頂部の裏面
５３におけるシール材層８４及び８３の厚さを平坦部７
のシール材層８０の厚さの２倍以上好ましくは３倍以上
とする。本発明の製造方法は流体流通穴を囲繞する突状
ビードを形成した後、水平に保った上面に特定粘度範囲
のゴム塗料を塗装してシール材層を形成し、次いでこれ
を裏返した上面に同様に塗装しシール材層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダボアや冷却水、オイル通路穴等
の流体流通穴の周りに、該穴を囲繞しシールするビード
を備えた金属板ガスケットにおいてはシリンダヘッドや
シリンダブロック等のシールすべき接合面に接するガス
ケットの表面に、また、ガスケットが複数の金属板を積
層してなるときは積層された金属板の対向面にも、接合
面や金属板の表面の粗さ、歪み、傷等を補償するいわゆ
るミクロシールのために、ゴム、プラスチックよりなる
シール性の被覆いわゆるシール材層を被覆している。

【０００３】このシール材層は均一な厚さに被覆されて
おり、例えばシリンダヘッドに接する側とシリンダブロ
ックに接する側とにおいてその厚さを異ならせるという
提案はあるが、ガスケットもしくはその構成金属板の同
一の表面内においては均一な厚さに被覆されており、シ
ール材層の厚さの不均一はシール性能を損うものと考え
られてきた。

【０００４】従って、金属ガスケットの製作において
も、シール材層を均一な厚さに被覆できるように、金属
板にビードや折返し等の傾斜や段差を生じる加工を施す
前の平坦な金属板にシール材層を被覆し、シール材層の
被覆後にビードや折返し等の傾斜や段差を生じる加工を
施していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】均一な厚さのシール材
層を有する従来の金属ガスケットにおいては、ガスケッ
トを接合面間に締付けたときに形成される面圧が高いシ
ール線は、専ら、ビード、折返し、グロメット等の金属
加工によって金属板表面に形成された凸部やバネ弾性部
によって形成され、シール材層は前記のいわゆるミクロ
シール機能を果たすだけであってシール材層は面圧が高
いシール線の形成には全く寄与していない。

【０００６】本発明はこの点に着目したもので、金属ガ
スケットをシールすべき接合面間に装着し、締付けたと
きに、シール材層がいわゆるミクロシールの機能を果た
すだけでなく、面圧が高いシール線をも形成し得るよう
になし、シールすべき開口の周りのシール線をより多重
化し、シール性能を向上させることを目的とするもので
ある。また、本発明はかかる金属ガスケットを有利に製
造し得る製造方法を提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の発明は、弾性を有する金属
板に流体流通穴と該流体流通穴を囲繞しシールする突状
ビードとを設け、該金属板の両面にゴム、プラスチック
等からなるシール材層を被覆した金属ガスケットにおい
て、ビード基部の反対側表面及びビード頂部の裏面にお
ける上記シール材層の厚さを該金属板の平坦部における
シール材層の厚さの２倍以上好ましくは３倍以上とした
ことを特徴とするものである。

【０００８】上記の請求項１記載の発明の金属ガスケッ
トを有利に製造し得る製造方法を提案する本発明の請求
項４記載の発明は、弾性を有する金属板の平板に流体流
通穴を囲繞する突状ビードを形成したのち、該金属板表
面を水平に保った状態でその上面に粘度が１０，０００
乃至３０，０００ＣＰのゴム、プラスチック塗料を塗装
してシール材層を形成し、次いで該金属板を裏返し、裏
返した上面に上記ゴム、プラスチック塗料を塗装してシ
ール材層を形成することにより、ビード基部の反対側表
面及びビード頂部の裏面に該金属板の平坦部におけるシ
ール材層の厚さの２倍以上の厚さのシール材層を形成す
ることを特徴とするものである。

【０００９】ここで、シール材層の厚さを厚くする部位
をビード基部の反対側表面及びビード頂部の裏面とする
のは次の理由による。すなわち、シール材層の厚さが均
一な従来のガスケットのビード基部においては、締付け
たとき、ビード基部が当接する接合面すなわちビード突
出側と反対側の表面に接する接合面だけに面圧が高いシ
ール線が形成され、ビード突出側の表面に接する接合面
にはシール線が形成されない。また、ビード頂部におい
ては、締付けたとき、ビード頂部が当接する接合面すな
わちビード突出側の表面に接する接合面だけにシール線
が形成され、反対側の接合面にはシール線が形成されな
い。従って、本発明においては従来のビードではシール
線が形成されない上記部位にシール材層によるシール線
を形成し、シール線の多重化を図るべく、上記部位のシ
ール材層の厚さを厚くする。

【００１０】そして、上記部位のシール材層の厚さを平
坦部におけるシール材層の厚さ、すなわち標準厚さの２
倍以上の厚さとするのは、該部位の裏面側におけるシー
ル材層の厚さが標準厚さよりも薄い場合においても、表
裏全体のシール材層の厚さがシール線を形成するに充分
なシール材層厚さを確保するためであり、好ましくは、
上記部位のシール材層の厚さは金属板の平坦部のシール
材層厚さの３倍以上とする。また、シール材層の局部的
厚さ効果によって接合面に効果的にシール線を形成する
ためには、シール材層は接合面や金属板の表面の粗さ、
歪み、傷等を補償するミクロシールの機能を果たすに充
分な柔軟性を有しながら、或る程度の硬さをもつことが
望ましく、かかる点から本発明の請求項３記載の発明の
通り、シール材層はＪＩＳＫ６３０１に規定の硬度で７
５乃至９０の硬さを有するのが好ましい。

【００１１】本発明の請求項４記載の発明の製造法によ
れば、弾性を有する金属板にビード及び必要に応じて折
返し部、グロメット等を形成したのち、該金属板表面を
水平に保った状態でその上面に、またそれを裏返した上
面に粘度が１０，０００乃至３０，０００ＣＰのゴム、
プラスチック塗料を塗布するので、傾斜の下部になる、
ビード基部の反対側表面及びビード頂部の裏面に該塗料
が自然流下し、これらの部位のシール材層の厚さが厚く
なり、平坦部のシール材層の厚さの２倍以上の厚さとす
ることができる。

【００１２】このとき、ゴム、プラスチック塗料の１回
の塗装によるシール材層形成の厚さが１０μｍ未満であ
ると、塗料塗布層の厚さが薄いために表面張力の影響で
塗料の自然流下量が減少するので、塗料の１回の塗装に
よるシール材層形成の厚さは１０μｍ以上であることが
好ましい。また、塗装した塗料の乾燥が早過ぎても塗料
の自然流下量が減少するので、ゴム、プラスチック塗料
の溶剤には例えば酢酸イソアミル、イソブチルケトン等
の沸点が１３０℃以上の溶剤を用いるのが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明の実
施の形態を図面に基づき以下に説明する。図１は本発明
を適用したシリンダヘッドガスケットの平面図であり、
該ガスケットは単板の金属板１からなり、シリンダボア
２、冷却水通路穴やオイル通路穴等の液体通路穴３及び
締結ボルト（図示せず）を挿通するボルト穴４を備えて
いる。各シリンダボア２の周りには、シリンダボア２を
囲繞しシールする山形ビード５を備え、また、液体通路
穴３の周りには該穴３を囲繞しシールするステップビー
ド６を備えている。図１ではビード５及び６はともにそ
の頂部を点線で示している。

【００１４】図２及び図３は図１のＡ−Ａ線による拡大
断面図で、シリンダヘッドＨ及びシリンダブロックＢと
の間に装着された状態を示している。ただし、図２はボ
ルト（図示せず）が未締結でガスケットを締付けていな
い状態を示し、図３はボルトを締結しガスケットを締付
けた状態を示し、シリンダヘッド及びブロックの接合面
に発生する面圧をも表示している。

【００１５】図２に明瞭に示されているように、本発明
による金属ガスケットは金属板１の表裏両面に加硫ゴム
等からなるシール材層８を備えているが、その厚さがビ
ード部分においては部位によって異なり、山形ビード５
のビード基部５２の反対側表面５４におけるシール材層
８４及びビード頂部５１の裏面５３におけるシール材層
８３の厚さは他部位のシール材層の厚さよりも厚く、金
属板１の平坦部７のシール材層８０の厚さの２倍以上、
好ましくは３倍以上の厚さに形成されている。

【００１６】なお、ビード頂部５１のシール材層及びビ
ード基部５２のシール材層はその厚さが他の部位のシー
ル材層厚さより薄くなっているが、これは図示の金属ガ
スケットが前記した本発明の請求項４記載の発明の製造
方法により製作されたことによるもので、詳細は後述す
る。他の部位よりも厚さが薄い上記部位のシール材層に
おいても前記のミクロシールの機能を果たすに充分な厚
さは保持している。

【００１７】上記の金属ガスケットを図３に示すように
シリンダヘッドＨ及びシリンダブロックＢとの間で締付
け、押圧したとき、シリンダヘッドＨとシリンダブロッ
クＢの接合面には図示の通りの高面圧のシール線が発生
する。シール材層の厚さが均一な従来の金属ガスケット
をシリンダヘッドＨとシリンダブロックＢとの間で締付
け、押圧したときに発生する高面圧のシール線を表示す
る図４と較べると、従来のガスケットにおいてはシール
線が形成されないビード頂部５１の裏面５３及びビード
基部５２の反対側表面５４において、本発明によるガス
ケットでは、上記部位のシール材層の局部的な厚さ増大
効果により高面圧のシール線が形成され、シール線がそ
れだけ多重化され、シール性能が向上することが理解さ
れる。

【００１８】次に、図５は、図１のＣ−Ｃ線による拡大
断面図であり、シリンダヘッドＨ及びシリンダブロック
Ｂとの間に装着した状態（ただし、締付けていない状
態）を示している。図に明瞭に示されている通り、金属
板１の両面に被覆したシール材層８の厚さは液体通路穴
３の周りのステップビード６の部分においても、その部
位により厚さを異にしている。すなわち、ビード基部６
２の反対側表面６４におけるシール材層８６及びビード
頂部６１の裏面６３におけるシール材層８７の厚さは他
部位のシール材層の厚さよりも厚く、金属板１の平坦部
７のシール材層８０の厚さの２倍以上、好ましくは３倍
以上の厚さに形成されている。なお、ビード頂部６１の
シール材層及びビード基部６２のシール材層の厚さが他
部位のシール材層厚さより薄いが、前記のミクロシール
機能を果たすに充分な厚さを保持していることは前記の
山形ビードの場合と同様である。

【００１９】上記ガスケットをシリンダヘッドＨとシリ
ンダブロックＢとの接合面の間で締付け、押圧したとき
にシリンダヘッドＨ及びブロックＢの接合面に発生し、
液体通路穴３を囲繞する高面圧のシール線を図６に示し
ている。図７は均一な厚さのシール材層を有する従来の
金属ガスケットをシリンダヘッドＨとシリンダブロック
Ｂとで締付け、押圧したときにシリンダヘッドＨ及びブ
ロックＢに発生する高面圧のシール線を示している。図
６及び図７を比較することにより、従来のガスケットに
おいてはシール線が形成されないビード頂部６１の裏面
側及びビード突出側表面のビード基部５２において、本
発明によるガスケットでは、該部位のシール材層の局部
的な厚さ増大に基づき高面圧のシール線が形成され、シ
ール線がそれだけ多重化し、シール性能を向上している
ことがわかる。

【００２０】以上、本発明の請求項１記載の発明を単板
構成のシリンダヘッドガスケットについて説明したが、
本発明の金属ガスケットは単板構成に限られるものでは
なく、例えば上記説明した金属板１の片面もしくは両面
に副板もしくは表面板を積層してもよく、或は上記説明
した金属板１を中間板の両側に積層してもよく、公知の
積層金属ガスケットの積層構成技術に従って適宜に積層
構成することができる。また、適用対象も、上記説明し
たシリンダヘッドガスケットに限られるものではない。
更に、上記説明においては山形ビードとステップビード
について説明したが、これに限られる訳ではなく、台形
ビードを備える金属ガスケットにも同様に適用できる。
そしてシール材層８は金属板１の表面全面に被覆するこ
とは必ずしも必要ではなく、ビード部分のみに好ましく
はビードの幅の約２倍の幅に被覆してもよく、この場合
は高価なシール材層の材料を節減できる。

【００２１】次に、本願発明の請求項４記載の発明の実
施形態及び実施例について説明する。本発明による金属
ガスケットの製造法においては、シール材層の塗装を行
う前にシールすべき流体流通穴を囲繞する山形ビード、
ステップビード等の突状ビードを形成する。この突状ビ
ードの形成は、シリンダボア、液体通路穴、ボルト孔及
びガスケット外周の打抜き、並びに折返し部、グロメッ
トの形成等の金属加工と同時に或は連続して行うことが
でき、これによってプレス加工を合理化することができ
る。また、シール材層の塗装を行う前にシリンダボア等
の打抜きを行うので、シール材層を形成する材料の無駄
がない。ビードの高さは通常１５０乃至２５０μｍであ
る。

【００２２】シリンダボア、液体通路穴等の流体流通穴
及びこれを囲繞しシールするビードを形成した上記金属
板の表面を水平に保った状態で、その上面にシール材層
を形成するゴム、プラスチック塗料例えばふっ素ゴムを
主体とする塗料を塗装する。塗料の粘度は１０，０００
乃至３０，０００ＣＰ好ましくは１５，０００乃至２
０，０００ＣＰであり、スクリーンコーティング或はフ
ローコーティングにより好ましく塗装される。シール材
層の被覆厚さが金属板の平坦部において通常１５乃至３
０μｍとなるように塗装され、前記した通り塗料の１回
の塗装によるシール材層形成の厚さは１０μｍ以上であ
ることが好ましい。

【００２３】塗装する上面がビード突出側表面であると
きは、上記したゴム、プラスチック塗料の塗装によりビ
ード部に塗装された塗料がビードの高所側すなわち頂部
から低所側すなわちビード基部の反対側表面へ傾斜面を
自然流下し、ビード基部の反対側表面を厚く被覆し平坦
部における被覆厚さの２倍或は３倍以上の厚さとなる。
一方、ビードの頂部及びその周辺の高所側においては塗
料が低所側へ流下するが、表面張力により一定限度以上
は流下せず、ビード頂部には薄い塗膜が形成される。

【００２４】上記塗膜が乾燥したのち、金属板を裏返
し、裏返した水平な上面に上記と同様にゴム、プラスチ
ック塗料を被覆する。そして上記と同様にして、裏返し
た上面で低所となるビード頂部の裏面に厚い塗膜が形成
され、高所側となるビード基部には薄い塗膜が形成され
る。塗膜を乾燥したのち、必要に応じ、加熱加硫するこ
とにより、ビード部の前記特定部位において局部的に増
大した厚さのシール材層を備えた本発明の請求項１記載
の発明の金属ガスケットを得ることができる。

【００２５】

【実施例】ＳＵＳ３０１ＣＳＰ３／４Ｈからなる厚さ
０．２ｍｍの金属板１に直径９０ｍｍのシリンダボアを
設け、該シリンダボアの周りを囲繞する高さ２００μ
ｍ、幅２ｍｍの山形ビードを設けた。然るのち、ビード
突出側面を上面にして水平に保持した上記金属板の表面
にふっ素ゴム（デュポン社のバイトンＥ６０Ｃ）を酢酸
イソアミルに溶解して粘度を１８，０００ＣＰに調整し
たふっ素ゴム塗料をスクリーンコーティングにより塗装
した。塗装厚さは金属板の平坦部におけるシール材層厚
さが２０μｍとなるように調整した。上記塗膜を自然乾
燥したのち、上記金属板を裏返してその水平な上面に上
記と同様にふっ素ゴム塗料を塗装し、乾燥した。次いで
２２０℃で２０分間加硫した。

【００２６】かくして得た金属ガスケットのビード部に
おける各部位及び金属板平坦部のシール材層の厚さを測
定した所次の通りであった。 ビード頂部 ５〜１０μｍ ビード頂部の裏面 ４５〜６０μｍ ビード基部の反対側表面 ４５〜６０μｍ ビード基部 ５〜１０μｍ 平坦部 １５〜２０μｍ

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明は上記した
通りであるから、下記の著大な効果を奏する。 シールすべき流体流通穴の周りに、従来に較べてより
多重に高面圧のシール線が形成されるので、金属ガスケ
ットのシール性能が向上する。 ビード頂部の裏側に厚肉のシール材層が被覆されてい
るので、金属ガスケットを締付け押圧したときのビード
の潰れが軽減され、ビードの割れやへたりの発生を防止
する。 シールすべき流体流通穴の周りの高面圧のシール線の
数が増えるので、個々のシール線に対する高面圧の要求
を緩和できる。従って、本発明はシリンダヘッドガスケ
ットのようにヘッドのもち上がりが大きいもの（接合面
間の間隔変化が大きいもの）に有利に適用できる。

【００２８】また、本発明の請求項４記載の発明は上記
金属ガスケットを有利に製作できるだけでなく、下記の
顕著な効果を奏する。 シリンダボア等の開口、ガスケットの外周打抜きの後
にシール材層を塗装できるからシール材層の材料の無駄
がなくなる。 シリンダボア等の開口やガスケット外周の打抜きと、
ビードや折返し部等の形成加工を同時にもしくは連続し
て行うことができ、プレス加工が１回で済み、工程を合
理化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１記載の発明によるシリンダヘ
ッドガスケットの平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図。

【図３】図２のガスケットをシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとで押圧した状態を示す断面図。

【図４】従来のガスケットをシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとで押圧した状態の断面図。

【図５】図１のＣ−Ｃ線による断面図。

【図６】図５のガスケットをシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとで押圧した状態の断面図。

【図７】従来のガスケットをシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとで押圧した状態の断面図。

【符号の説明】

２ シリンダボア ３ 液体通路穴 ５ 山形ビード ６ ステップビード ８ シール材層 ５１及び６１ ビードの頂部 ５２及び６２ ビードの基部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性を有する金属板に流体流通穴と該流
   体流通穴を囲繞しシールする突状ビードとを設け、該金
   属板の両面にゴム、プラスチック等のシール材層を被覆
   した金属ガスケットにおいて、ビード基部の反対側表面
   及びビード頂部の裏面における上記シール材層の厚さを
   該金属板の平坦部におけるシール材層の厚さの２倍以上
   としたことを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガスケットにおいて、ビ
   ード基部の反対側表面及びビード頂部の裏面における上
   記シール材層の厚さを金属板の平坦部におけるシール材
   の厚さの３倍以上としたことを特徴とする金属ガスケッ
   ト。
3. 【請求項３】 上記シール材層がＪＩＳＫ６３０１に規
   定の硬度で７５乃至９０の硬さを有することを特徴とす
   るクレーム１又は２記載の金属ガスケット。
4. 【請求項４】 弾性を有する金属板の平板に流体流通穴
   を囲繞する突状ビードを形成したのち、該金属板表面を
   水平に保った状態でその上面に粘度が１０，０００乃至
   ３０，０００ＣＰのゴム、プラスチック塗料を塗装して
   シール材層を形成し、次いで該金属板を裏返し、裏返し
   た上面に上記ゴム、プラスチック塗料を塗装してシール
   材層を形成することにより、ビード基部の反対側表面及
   びビード頂部の裏面に該金属板の平坦部におけるシール
   材層の厚さの２倍以上の厚さの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。
5. 【請求項５】 上記ゴム、プラスチック塗料の粘度が１
   ５，０００乃至２０，０００ＣＰであることを特徴とす
   る請求項４記載の金属ガスケットの製造方法。
6. 【請求項６】 上記ゴム、プラスチック塗料の１回の塗
   装によるシール材層形成の厚さが１０μｍ以上であるこ
   とを特徴とする請求項４又は５に記載の金属ガスケット
   の製造方法。