JPH1163230A - メタルガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室穴の周縁の折り返し部に当接する段差
を有し、該折り返し部により形成された厚肉部分の金属
積層厚さを該段差によって調節する積層金属ガスケット
において、コイニングによる段差加工の問題点を解消す
る。 【解決手段】 金属板１、２を積層して成り、金属板２
の燃焼室穴３周縁部を折り返すことにより金属板積層厚
さが他の部分より厚い厚肉部分Ｍを形成するとともに、
折り返し部５が当接する金属板１の部分の中で、ボルト
穴４に近接する部分ｂのみに、又は燃焼室穴間ａ以外の
部分だけに段差６を設け、段差６により燃焼室穴周りの
前記厚肉部分Ｍの厚さを燃焼室穴周りの位置によって異
ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等のエンジン
のシリンダヘッドガスケットとして用いられるメタルガ
スケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンのシリンダブロック
とシリンダヘッドとの間に装着されるシリンダヘッドガ
スケットでは、それぞれ燃焼室穴を備えた金属板を複数
層積層して構成し、これらの積層した金属板のうちの１
層に燃焼室穴の周縁部を折り返した折り返し部を形成す
ることにより、燃焼室穴の周縁に金属板の積層厚さ（各
金属板の厚さの和）が他の平坦部よりも厚い厚肉部分を
形成している。ガスケットを締め付けたとき、この厚肉
部分に面圧が集中し、燃焼室穴のシール効果が高められ
る。また、前記の積層した金属板の他の１層に該厚肉部
分の外側において燃焼室穴を囲繞し、シールするビード
が設けられているときは、該厚肉部分はビードの全屈を
防止し、燃焼室内のガス圧に基づくビードの拡縮の振幅
を制限するストッパーとしても機能する。

【０００３】実公平８−１３３０号公報には前記のよう
に燃焼室穴の周縁に形成する厚肉部分とその他の部分と
のガスケットの厚さの差を簡易にしかも微細に調整する
ことができるように構成した積層金属ガスケットが記載
されている。このガスケットにおいては、ガスケットを
形成する複数層の金属板のうちの１層に、前記と同様に
燃焼室穴の周縁部を折り返すことにより、燃焼室穴の周
縁に他の平坦部よりも金属板の積層厚さが厚い厚肉部分
を形成するとともに、積層された金属板の他の１層の前
記折り返し部分が当接する部分の片面に、コイニング加
工による部分的な圧縮変形により段差を形成している。
この段差の深さを調節することにより、前記折り返し部
分における金属板の積層厚さすなわち前記厚肉部分の厚
さを燃焼室穴のシールに適した厚さに調節している。

【０００４】また、実用新案登録第２５２４０２８号公
報には、段差を備える前記積層金属ガスケットにおい
て、段差の深さをボルト穴の近傍において深くし、ボル
ト穴から離れるに従って浅くするとともに、これらの段
差が深い部分と浅い部分との間で段差の深さを連続的に
変化させることが記載されている。これによれば、燃焼
室穴周縁の金属板積層厚さが厚い厚肉部分すなわち燃焼
室穴のシール部の厚さを燃焼室穴周りの位置によって異
ならせる調節を簡易な手段によって行うことができ、該
シール部における面圧分布の適正化を図ることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の実公平８−１３
３０号公報記載のガスケットは、段差の深さを調整する
ことにより燃焼室穴周りの折り返し部による厚肉部分と
その他の平坦部分とのガスケットの厚さの差を微細に調
節するものであるから、段差は燃焼室穴の周縁全体にわ
たって設けられ、また、その深さも折り返し部が形成さ
れる金属板の厚さに応じて深くなる。仮に厚肉部分とそ
の他の平坦部分とにおける金属板積層厚さすなわちガス
ケットの厚さの差を０．１mmに選ぶ場合、折り返し部を
形成する金属板の厚さが０．２５mmであれば、段差の深
さは０．１５mmとなる。

【０００６】更に前記の実用新案登録第２５２４０２８
号のガスケットの場合には、ボルト穴近傍の段差が最も
深い部分では、ボルト穴から離隔した段差が浅い部分と
の深さの差が前記の段差の深さに加算され、段差の最深
部と最浅部との差を仮に０．０５mmに選べば、ボルト近
傍の最も深い段差部分における段差の深さは０．２０mm
となる。

【０００７】このような深さの段差を燃焼室穴の周縁部
全周にわたってコイニング加工により形成するには、圧
縮力が大きい大容量のプレスを用いる必要があり、設備
コストが高くなるだけでなく、プレス１回当たりの加工
時間も長くなり、加工コストが高くなる。またプレス後
のガスケットの反りが大きくなり、更にコイニング深さ
等のバラツキも大きくなり、製品の品質を損なう危険が
ある。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解消することを
目的とするものであり、燃焼室穴の周縁部に、ガスケッ
トを締め付けたときに、面圧が集中する厚肉部分を形成
するに当たり、燃焼室穴周縁部の厚肉部分とその他の平
坦な部分とにおける金属板積層厚さの差は金属板の折り
返し部のみにより与え、段差は、実質的に燃焼室穴周り
の位置による厚肉部分の厚さの変化のみを与えるように
することにより、段差を設ける範囲及び段差の深さを最
小限にし、もって前記の従来の難点を解消することを可
能にするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のメタルガスケットは、少なくとも２層の金属板を積
層して成り、１層の金属板の燃焼室穴の周縁部を折り返
すことにより金属板の積層厚さが他の部分よりも厚い厚
肉部分を燃焼室穴の周縁に形成するとともに、他の金属
板の片面の前記折り返し部が当接する部分の中で、ボル
ト穴に近接する部分のみに段差を設け、該段差により燃
焼室穴周りの前記厚肉部分の厚さを燃焼室穴周りの位置
によって異ならせることを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明は、少なくとも２層の金属板
を積層して成り、各金属板が少なくとも２個の燃焼室穴
を備え、１層の金属板の燃焼室穴の周縁部を折り返すこ
とにより金属板の積層厚さが他の部分よりも厚い厚肉部
分を燃焼室穴の周縁に形成するとともに、他の金属板の
片面の前記折り返し部に当接する部分の中で、燃焼室穴
間以外の部分だけに段差を設け、該段差により燃焼室穴
周りの前記厚肉部分の厚さを燃焼室穴周りの位置によっ
て異ならせることを特徴とするものである。

【００１１】上記のとおり構成された本発明のメタルガ
スケットにおいては、前記の通り、ガスケット締め付け
時に面圧が集中し燃焼室穴をシールする燃焼室穴の周縁
の厚肉部分と他の平坦な部分とにおける金属板の積層厚
さの差、すなわちガスケット厚さの差は、１層の金属板
の燃焼室穴の周縁部を折り返して形成した折り返し部に
よって与えられ、この厚さの差は段差によっては調節さ
れない。

【００１２】他の金属面の片面の前記折り返し部が当接
する部分に形成される段差は、折り返し部が当接する部
分全周にわたり形成されるものではなく、該当接部分の
中で、シリンダヘッドを締め付けるボルトを挿通するボ
ルト穴に近接する部分のみに（請求項１）、もしくは締
め付け時に面圧を最も高めるべき部分である燃焼室穴間
の部分以外の部分だけに（請求項２）形成される。そし
て、いずれの場合においてもこの段差は前記の厚肉部分
の厚さを燃焼室穴周りの位置によって異ならせるように
調整するだけであるから、段差の深さは、燃焼室穴周り
の位置による厚肉部分の厚さの差に対応する深さ（前記
の例では０．０５mm）があればよく、深い段差を必要と
しない。

【００１３】前記した従来のガスケットのように、燃焼
室穴の周縁の厚肉部分と他の平坦部分とにおけるガスケ
ット厚さの差の調節と、燃焼室穴周りの位置による厚肉
部分の厚さの差の調節と、これら双方の調節を段差で行
う場合には、折り返し部が当接する部分の全周にわたっ
て段差を設けることが必要になるだけでなく、折り返し
部を有する金属板の厚さを、厚肉部と他の平坦な部分と
におけるガスケット厚さの差を与えるべき厚さに如何に
近付けるにしても、金属板及び段差の双方がそれぞれ調
節代を有する必要があるので、段差の深さはかなり深い
ものにならざるを得ない。

【００１４】本願の発明者の検討によれば、燃焼室穴の
周縁の面圧が集中すべき厚肉部分と他の平坦な部分とに
おける金属板積層の厚さの差は、特別な場合は別とし
て、通常は燃焼室穴の周縁部を折り返すべき金属板の厚
さを適宜に選ぶことにより、ほぼ所望通りに与えること
ができる。問題は燃焼室穴周りの位置による面圧の不均
一であり、締め付け時のシリンダヘッドの撓みも加わ
り、特にボルト近辺が他の位置に較べて高面圧となって
いる。本発明はかかる燃焼室穴周りの位置による面圧の
不均一を局部的に設けた段差により均一に調整するもの
である。

【００１５】ただし、ガスケットの長手方向両端部のボ
ルト穴に挿通されるボルトは、これよりもガスケットの
中央部寄りの他のボルト穴に挿通されるボルトに較べて
ガスケット締め付け面積が小さいので、ガスケット長手
方向両端部においては燃焼室穴周りの折り返し部に大き
い面圧を発生させ易く、少々の面圧の不均一があって
も、充分なシール性能を得ることができる場合がある。
従って請求項１に係る発明によるメタルガスケットにお
いて、折り返し部が当接する部分の中のボルト穴に近接
する部分の中で、ガスケット長手方向の両端部に位置す
るボルト穴に近接する部分については段差を設けること
を省略することもできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の詳細並びに実施の形態を
図面に基づき以下に説明する。図１乃至図３は本発明の
第１実施例のメタルガスケットＧ１を示すものであり、
図１はその平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線による
断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線による断面図である。た
だし、図１においては図面をわかり易くするために冷却
水通路穴、オイル通路穴等の図示を省略している。な
お、図１乃至図３に限らず、各図において同一の符号は
同一の部分を示している。

【００１７】メタルガスケットＧ１は、ステンレス鋼
板、鋼板等からなり厚さが例えば０．３乃至１．０mmの
比較的厚い金属板１と、ステンレス鋼板、鋼板等からなり
厚さが例えば０．１乃至０．１５mmの薄い金属板２とを
積層して形成され、各金属板１、２はそれぞれ、複数の
燃焼室穴３、と燃焼室穴３、の周りにほぼ均等に配設さ
れたボルト穴４と図示を省略した冷却水通路穴及びオイ
ル通路穴等を備えている。

【００１８】金属板１の下方に積層されている金属板２
は、その燃焼室穴３の周縁部が金属板１の燃焼室穴３の
周縁部を挟み込むように金属板１の上面上に折り返され
て折り返し部５を形成し、燃焼室穴を郭定している。燃
焼室穴３の周縁の折り返し部５が位置する部分は、金属
板の積層厚さが他の平坦部Ｎよりも金属板１の厚さだけ
厚い厚肉部分Ｍを形成し、ガスケットをシリンダヘッド
及びシリンダブロックの間に装着し、締め付けたとき、
面圧はこの厚肉部分Ｍに集中して高面圧となり、燃焼室
穴を効果的にシールする。従って金属板１には、厚肉部
分とその他の平坦部分との金属板積層厚さに所望の差を
与え、所望の面圧分布をもたらすように、例えば０．１
乃至０．１５mmの範囲の厚さの金属板が選定され、用い
られる。

【００１９】然し、上記のように金属板２の燃焼室穴の
周縁部を折り返し、厚肉部分Ｍを形成しただけでは、ガ
スケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間で
締め付けたとき、厚肉部分Ｍにおいて生じるシール面圧
は、燃焼室穴３周りの位置によって不均一になる。すな
わち、ガスケットを締め付けたとき、ボルト締め付け力
はボルト穴４に近接する部分においては大きく、ボルト
穴から離間する部分においては小さく、前記厚肉部分の
燃焼室穴周りの各位置において均一ではない。また、ボ
ルトを締め付けたときのシリンダヘッドの撓みもあり、
前記厚肉部分Ｍにおけるシール面圧は燃焼室穴３周りの
各位置において不均一となり、ボルト穴に近接する部分
において高面圧となる。

【００２０】本発明によるメタルガスケットＧ１におい
ては、上記の燃焼室穴３周りの位置による面圧の不均一
を是正し、面圧が高いボルト穴４近傍のように面圧を調
整するために、金属板１の上面の、前記折り返し部５が
当接する部分の中で、ボルト穴４に近接する部分ｂのみ
に局部的にコイニング加工等による段差６を設け、厚肉
部分Ｍの金属板積層厚さをボルト穴４に近接する部分ｂ
においては段差６の深さ分だけ減少させている。なお、
段差６の長さ方向（周方向）両端の深さは不連続部を生
じないように連続的に変化させている。

【００２１】この段差６の深さは微少なものでよく（例
えば０．０５mm）、金属板１の上面の段差６を設ける範
囲が、前記折り返し部５が当接する部分の中でボルト穴
に近接する部分だけに限られていることと相俟って、段
差６を形成するコイニングにおいて必要な圧縮力は前記
した従来の技術の場合に較べ著しく小さくて済み、プレ
スの容量は半分以下でよい。従ってコイニング加工後に
ガスケットに反りを生じることが殆どなく、段差の深さ
のバラツキも小さい。

【００２２】図４は上記第１実施例の変形例のメタルガ
スケットＧ１−１についての図３と同様な断面図であ
る。ガスケットＧ１−１においては金属板２が金属板１
の上方に配置され、金属板２の折り返し部５が金属板１
を挾むことなく、金属板２自体の下面上に折り返されて
いる。この点以外は上記した第１実施例のガスケットＧ
１と同様であり、段差６も、同様に、金属板１の上面
の、折り返し部５が当接する部分の中でボルト穴４に近
接する部分のみに設けられている。

【００２３】図５は前記第１実施例の他の変形例のメタ
ルガスケットＧ１−２についての図３と同様な断面図で
ある。ガスケットＧ１−２では、上記のメタルガスケッ
トＧ１−１の金属板１の上側に、更に金属板７が配置さ
れ、金属板７は折り返し部５すなわち厚肉部分Ｍよりも
外側において燃焼室穴３を囲繞する段差状ビード８を備
え、燃焼室穴３は厚肉部Ｍとビード８とにより二重にシ
ールされる。また折り返し部５はビード８の全屈を防止
するストッパーとしても機能する。これらの点以外は、
メタルガスケットＧ１−２は前記の変形例のメタルガス
ケットＧ１−１と同様である。なお、図５ではビード８
を備える金属板を、金属板１、２の積層の片側だけに配
置しているが、該積層の両側に配置してもよく、また、
ビード８は図示の段差状ビードに限られず、断面山形等
の凸状ビードであってもよい。

【００２４】本発明の第２実施例のメタルガスケットＧ
２を図６乃至図８に示している。図６はガスケットＧ２
の平面図であり、図７は図６のＣ−Ｃ線による断面図で
あり、図８は図６のＤ−Ｄ線による断面図である。メタ
ルガスケットＧ２においては、前記のメタルガスケット
Ｇ１−１と同様に、金属板１の上側に金属板２が配置さ
れ、金属板２の折り返し部５は金属板１を挟み込むこと
なく、金属板２自身の下面上に折り重ねられている。折
り返し部５が位置する部分は他の平坦な部分に較べて金
属板の積層厚さが厚い厚肉部分Ｍを形成し、ガスケット
締め付け時に面圧が集中する。

【００２５】金属板１の上面には前記折り返し部５が当
接する部分の中で、燃焼室穴間の部分ａを除く部分全体
に段差６が設けられている。段差６の深さは段差全体に
わたりほぼ一様であってもよく（ただし段差の長さ方向
（周方向）両端は不連続部を生じないように深さを連続
的に変化させる）、或はボルト穴に近接する部分とボル
ト穴から離隔する部分とで段差の深さを異ならせ、ボル
ト穴に近接する部分をより深い段差としてもよい。この
段差６により厚肉部分Ｍの金属板積層厚さが燃焼室穴周
りの位置によって微調整され、ガスケットを締め付けた
ときに厚肉部分Ｍに生じるシール面圧が燃焼室穴３の周
りにおいてより均等化される。

【００２６】図９に示す燃焼室穴周りの各位置における
厚肉部分Ｍの金属板積層厚さを図１０及び図１１に示し
ている。図１０は段差６の深さが段差全体にわたりほぼ
一様な場合を示し、図１１はボルト穴４近傍の段差部分
においてより深く、ボルト穴間（燃焼室穴間を除く）の
段差部分においてより浅く形成した場合を示している。
図１０及び図１１ともに段差の深さは誇張して示されて
おり、実際の段差の深さは最も深い所でも、例えば０．
０５mmという微小な深さである。

【００２７】図１０及び図１１に示すとおり、段差６の
深さは、不連続な部分を生じないように連続的に変化さ
せられるが、段差の深さの連続的な滑らかな変化がコイ
ニング加工で得難い場合には、図１２に示すように、段
差部６の表面に耐熱性のゴム、樹脂例えばふっ素ゴム、
シリコン樹脂の厚さ１０〜４０μｍの薄膜コーティング
を施して不連続による面圧不均一を緩和するようにして
もよい。

【００２８】以上、図示説明した実施例及びその変形例
は、上記した以外にも種々の変形が可能である。例え
ば、図４及び図５等において金属板２を折り返すに当た
り、折り返される部分が金属板２の上面側に重なるよう
に折り返してもよく、また、金属板の積層層数は適宜に
増やすことができ、段差６を備える金属板１と折り返し
部５を有する金属板２との間に適宜な厚さの他の金属板
を介在させることも差し支えはない。更に、実施例２の
メタルガスケットＧ２においても、積層した金属板の片
側又は両側に、折り返し部５よりも外側において燃焼室
穴を囲繞するビードを備える金属板を更に積層してもよ
く、或は実施例１及び２のガスケットにおいて金属板１
自体に折り返し部５の外側において燃焼室穴を囲繞する
ビードを設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のメタルガ
スケットにおいては、燃焼室穴の周縁に折り返し部を形
成することにより金属板の積層厚さが他の平坦部分より
も厚い厚肉部分を燃焼室穴周縁に形成するが、その厚さ
の差は折り返される金属板の厚さの選定によって設定さ
れ、折り返し部が当接する部分に設けられる段差は、燃
焼室穴周りの位置によって該厚肉部分の厚さを徴調整す
るだけであるから、従来のように折り返し部が当接する
部分全周に段差を設ける必要はなく、限られた範囲に段
差を設ければよく、また段差の深さを微小にできる。

【００３０】従って、段差を形成するためのコイニング
加工の圧縮力は前記従来技術の場合に較べて著しく小さ
くて済み、プレスの容量は半分以下にすることができ
る。従って設備コストを低減できるだけなく、プレス１
回当たりの時間を短縮できる等ランニングコストも低減
され、ガスケットの製作コストを低減できる。また、コ
イニング加工における圧縮力が小さいので、コイニング
加工後のガスケットの反りが著しく軽減され、更に段差
の深さのバラツキも小さく、ガスケットの品質が向上す
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であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。

【図４】第１実施例の変形例の拡大断面図である。

【図５】第１実施例の他の変形例の拡大断面図である。

【図６】本発明の第２実施例の平面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線による拡大断面図である。

【図８】図６のＤ−Ｄ線による拡大断面図である。

【図９】燃焼室穴周りの位置を示す説明図である。

【図１０】燃焼室穴周りの位置による厚肉部分の厚さの
変化を示す説明図である。

【図１１】図１０と同様な説明図である。

【図１２】段差の表面に薄膜コーティングを施した場合
の図１１と同様な説明図である。

【符号の説明】

３ 燃焼室穴 ４ ボルト穴 ５ 折り返し部 ６ 段差部 Ｍ 厚肉部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２層の金属板を積層して成
   り、１層の金属板の燃焼室穴の周縁部を折り返すことに
   より金属板の積層厚さが他の部分より厚い厚肉部分を燃
   焼室穴周縁に形成するとともに、他の金属板の片面の前
   記折り返し部が当接する部分の中で、ボルト穴に近接す
   る部分のみに段差を設け、該段差により燃焼室穴周りの
   厚肉部分の厚さを燃焼室穴周りの位置によって異ならせ
   ることを特徴とするメタルガスケット。
2. 【請求項２】 少なくとも２層の金属板を積層して成
   り、各金属板が少なくとも２個の燃焼室穴を備え、１層
   の金属板の燃焼室穴の周縁部を折り返すことにより金属
   板の積層厚さが他の部分よりも厚い厚肉部分を燃焼室穴
   の周縁に形成するとともに、他の金属板の片面の前記折
   り返し部が当接する部分の中で、燃焼室穴間以外の部分
   だけに段差を設け、該段差により燃焼室穴周りの厚肉部
   の厚さを燃焼室穴周りの位置によって異ならせることを
   特徴とするメタルガスケット。
3. 【請求項３】 請求項２記載のメタルガスケットにおい
   て、段差の深さをボルト穴近傍とボルト穴から離間する
   部分とにおいて異ならせ、ボルト穴近傍においてより深
   くしたメタルガスケット。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のメタルガスケット
   において、積層された少なくとも２層の金属板の片側も
   しくは両側に、前記厚肉部分よりも外側の位置において
   燃焼室穴を囲繞するビードを備える金属板を積層したメ
   タルガスケット。
5. 【請求項５】 前記第２層の金属板が段差よりも外側の
   位置において燃焼室穴を囲繞するビードを備えている請
   求項１又は２に記載のメタルガスケット。