JPH01316564A - 金属積層形ガスケット - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つのエンジン部品、特にシリンダボディと
シリンダヘッドの間に介挿されて強くシールすることが
できる金属積層ガスケット、更に詳しくは、局部的では
あるが、広い範囲のシール面圧を付与することができる
金属積層ガスケットを提供するものである。

〔従来の技術〕

シリンダヘッド用金属積層ガスケットが設計される時の
重要な事項の一つは、シリンダボディの上面に明けられ
た穴の周りの部分が如何にしっかりとシールされるかど
うかと言うことである。もし、エンジンの穴の周りの部
分が適切にシールされていないと、ガスが漏洩してエン
ジンの性能を最大限に発揮させることができない。そこ
でこの点について多くの提案がなされてきた。

例えば、シリンダボディに設けたシリンダ穴Ｈｃの周り
をシールする従来の方法の一つが第７図及び第８図に示
されており、ガスケット２０はシールすべき穴Ｈｃの周
りにビード２３ａを設けた中間板２３の上に調整板２２
と表面板２１を積層し、下方に積層した表面板２４に前
記穴Ｈｃの周りに湾曲部２４ａを形成し、この湾曲部２
４ａの端部のフランジ部２４ｂを前記表面板２１上に折
り曲げて成形している。このように構成されたガスケッ
ト２０により、ビード２３ａによって局部的に高い面圧
（応力）を発生させながら湾曲部分２４ａでシリンダ穴
Ｈｃの周りをシールしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ガスケット２０が組立てられる時には、薄いステンレス
板あるいは薄い鋼板等が重ねられた後、湾曲部分２４ａ
が曲げられなければならない。しかし、密封されるべき
穴が小さい場合、あるいは穴の形状が複雑な場合、又は
曲げに対する金属の質が良くない場合には湾曲部分にヒ
ビが入ることがある。

もし湾曲部分２４ａにヒビが形成された時にはガスケッ
トのシール能力は著しく低下することになり、そのガス
ケットはもはや使用することができないものとなる。従
って、湾曲部分２４ａはすべての種類の穴をシールする
ためには利用することはできない。

湾曲部分２４ａが使用できない時には、例えば第９図に
示すガスケット２５が使用されることがある。このガス
ケット２５は、表面板２６．２８及ヒシリンダ穴ｔｉｃ
の周りにビード２７ａを有する中間板２７より構成され
ている。

この構造のガスケット２５においては、三層の金属板か
らなる穴Ｈｅの周りが解放されているので、局部的に押
圧力を発生させるビード２７ａだけがシリンダ穴＋１ｃ
の周りにシール状態を形成することになる。しかし、こ
のビード２７ａによって発生する押圧力の幅は狭いもの
であり、従って、シリンダ穴Ｈｃを通って流れる流体が
板の間に浸透し易く、この構造のガスケット２５のシー
ル能力は決して高くない。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的は、シールすべき穴の周りを適切に
シールするように、穴の周りに高い、しかも広幅のシー
ル面圧を発生することができる金属積層ガスケットを提
供することにある。

本発明の第２の目的は、上述の如き金属積層ガスケット
であって、小さな穴又は複雑な形状を有する穴において
も適切にシールすることができるガスケットを提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の金属積層ガスケットは、少なくとも２枚の金属
板を有し、該金属板はエンジンの穴に対応して少なくと
も１個の穴が明けられており、前記各金属板には前記穴
の周囲に少なくとも１本のビードが前記穴の中心よりの
位置を変えて形成されており、２枚の金属板は前記ビー
トを対面して積層され、締付圧によって両金属板のビー
ドが押圧された際には、対面するビードの裾部を対面す
るビードの頂部で互いに押圧し合うように接近させて配
置して構成されている。

本発明の基本的な思想は、金属板の穴の周りに設けたビ
ードによる局部的な面圧をなるべく広く形成しようとす
るものであって、１本のビードないしは単に複数本間隔
をおいて配列したビードでは得ることができないシール
面圧を発生させることに特徴がある。

本発明の金属積層ガスケットに関する技術的思想につい
て簡単に説明する。

金属板にビードを形成したものを使用したガスケットに
おけるシール面圧は１本のビードでは狭い、ある範囲に
限られる。

この原因は、２つのエンジン部品の間でガスケットが押
圧された場合の状態を断面的に見ると、山状のビードは
２つの裾部と１つの頂部との間に互いに方向の異なる押
圧力が作用し、頂部の高さを減少させ、その間に押圧力
が発生することになる。

この場合、山の高さが減少すると共に２つの裾部の間が
次第に横方向に拡開されることになる。このビードの変
形を阻止しようとする抵抗力がシール面圧となるが、そ
の裾部の横方向の移動はと一ドを形成した板によって保
持されることになる。

しかし、２つのエンジン部品によって両面を挟持された
ガスケットの場合、如何に押圧力を増加させて前記押圧
力に直交する平面方向（横すべり方向）の弾性変形を確
実に防止することは困難である。従って、ビードの裾部
の横方向の滑りを防止することが出来ず、裾部はズルズ
ルと横方向に滑ることになる。

前記のように裾部が横方向に滑るとビードの山の形状を
維持しようとする抵抗力が低下し、結局、充分なシール
面圧が得られないことになる。

本発明は、前記ビードの変形の挙動に着目したものであ
って、山状のビードの裾部の横滑りを防止する手段を適
用することによって、大きなシール面圧を発生させよう
とするものである。

具体的な手段としては、少なくとも２枚の金属板にビー
ドを形成する。このビードは、２枚の板を積層しても互
いに重ならない位置に形成する。しかし、これらのビー
ドは互いに密接に影響し合う範囲には接近することが必
要であるが、独自に作用する範囲までは互いに離さない
ように配置する。

ビードが独自に作用する範囲とは、複数のビードが形成
されていたとしても、これらのビードは独立的、加算的
にその効果を発揮することができるが、複合的にプラス
αの力を発揮することができない状態を意味する。

１枚の金属板に、直径あるいは穴の中心がら寸法の異な
る複数本のビードが形成されている場合には、２枚の金
属板を積層した場合に対面するビードが前記のような条
件で接近して配置されることが必要である。

ガスケットを構成する金属板、特に、ビードを形成する
金属板は、 （１）　　通常は同一の材質、同一の厚さのものが使用
される。

（２）シかし厚さの異なる金属板を積層することも可能
である。

（３）また、ビードは通常のものと同一の断面形状のも
のが使用されるが、異なる幅（山の裾部の幅）で、同一
の高さのものであっても良い。

（４）板の間にビードを介在させることによってシール
性が向上しているので、金属板に形成した穴は切り離し
状態のものでも良い。しかし穴の直径が余り小さなもの
でない場合には切断面を覆うように湾曲部を形成して更
にシール性を向上させることが好ましい。

（５）また、ビードの変形を制限し、締付は力を調整す
る際に、調整板が使用されるが、本発明のガスケットに
おいてもビードを有する板に調整板を積層することも可
能である。

〔作　用〕

２枚の金属板に穴との距離を変えて形成した２つのビー
ドを対面させて組立て、ビード（ＤＷｓ部を対面するビ
ードが押さえるように配置されているので、ガスケット
を押圧した際にビードが変形してその高さを低くしよう
とするが、ビードの裾部ないしは底辺部が相手のビード
で押さえられているために、横方向の滑りが抑制される
。

その結果、対面する２つのビードの間の面圧を比較的高
く保持することができ、シール幅が広がり、しかもシー
ル性を向上することができる。

〔実　施　例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例にかかる金属積層ガスケ
ットの要部を示す断面図であって、ガスケットＧの基本
構造部分は、第１板ｌと第２板２より構成され、両板１
．２にはシリンダ穴Ｈｃの周囲に環状にビード３．４が
前記シリンダ穴１１ｃよりの距離を異ならせて二重環の
ように形成されている。

これらのビード３．４の間には距離２が設けられている
が、この距離２は２個のビードが、一方の山の頂部で他
の山の裾部ないしは底辺部を押圧するような位置関係に
ある。

前記のように構成されたガスケットＧはシリンダブロッ
ク７とシリンダへラド６との間に介挿され、両部材をボ
ルト締めによって組立てられる。この場合、概念的では
あるが、シリンダブロック７とシリンダヘッド６との間
には曲線イル二で描いた面圧が発生する。

曲線イ、イ′は、ビード３．４の頂部に相当する部分が
最も大きな面圧口、口′を発生する。

第１板ｌの部分１ａは、ビード３とビード４との間に存
在する部分であるが、この部分１ａは２つのビード３．
４で変形ないしは滑りが阻止される部分であり、そのた
めに曲線ハ、ハ′で示す面圧が発生している。２０面圧
は口、口′よりも低いが、比較的高い値となっている。

また、二、二′はビード３．４の裾部ないしは底辺部に
相当する部分に発生する面圧であり、これはビード３．
４の変形に抵抗する押圧力に相当する。

二つの面圧口、口′の間の距離！内に発生する面圧ハ、
ハ′は、ビード３．４によって高められた面圧が相手の
ビード４．３によって互いに保持される部分であり、面
圧は前記距離ｌ内のかなり広い範囲に拡大されたことに
なる。

本発明者等の各種の実験によれば、使用後のガスケット
を分解して見ると、ビード３．４の間の距Ｍｌの中の部
分（傾斜部分を含んだ部分）ｌａ、２ａは、単に山の裾
部が広がって平坦化されているのではなく、対向するビ
ードの押圧力の影響を受けて小さな複数個の波で構成さ
れる波板状に変形している。

本発明によれば、積層される２枚の金属板にそれぞれ特
定の条件でビード３．４を形成することによってビード
の一方の裾部側に発生する押圧力の低下を防止している
ために、２つのエンジン部材の間に発生する押圧力、即
ちシール面圧に幅を持たせることができ、効果的にシー
ルすることができるのである。

第１仮１と、第２板２とは同じ材質の金属板であっても
良いが、特にエンジンの燃焼室穴をシールする場合には
、ビードが内側に位置する第１板１をステンレス等の耐
熱性の高い材料で構成すると良い。

第２図は第２の実施例を示すガスケットの要部の断面図
であって、第１板ＩＡと第２板２Ａの厚さｔｌ、、ｔ２
を、ｔｔ＞Ｌｘとしたものであって、厚さの厚い第１板
ＩＡ側に設けたビード３の所に高い面圧が発生する。

特に、ディーゼルエンジンのように高い爆発圧力が発生
する燃焼室穴をシールするガスケットとしてこのタイプ
のものを使用するのは有効である。

第３図は第３の実施例を示すガスケットの要部の断面図
であって、第１板ＩＢの板厚ｔ１よりも第２板２Ｂの板
厚ｔｒの方を大きくしたものである。

第４図は前記第３の実施例に相当するガスケットＧをシ
リンダヘッド６とシリンダブロック７との間に介在させ
たものである。

このガスケットＧは第１板ｌと第２板２との間に調整板
８を介在させ、第２仮２の下面に表面板９を積層したも
のである。この表面板９はシリンダライナ７ａの内径の
シリンダ穴Ｈｅ側に湾曲部９ａより折り返してフランジ
９ｂがビード３．４の上部まで延長されている。

このガスケットＧはシリンダライナー７ａがシリンダブ
ロック７に挿入されているエンジンに特に有効である。

シリンダブロック７がアルミニウム合金の場合、鉄（合
金）製のシリンダライナー７ａがシリンダブロック７に
挿入されている。そしてシリンダライナー７８部に強い
面圧（荷重）が発生すると運転中にシリンダライナー７
ａが陥没してシール性が低下することがある。この現象
を防止するためにシリンダライナー７８部に位置するビ
ード（第１と一ド）３を、第１板１の板厚を薄くするこ
とにより弱くしている。また、第１ビード３を第１板の
板厚を薄くすると共に、更にビードの幅を広くしてビー
ドの腰を弱くすると更に有効である。

第５図は第４の実施例のガスケットの要部を示す断面図
であって、第１仮ＩＣと第２板２Ｃの厚さは同じくし、
ビード３．４の幅と角度等を変化させて強度を変化させ
たものである。

この構造は、ガスケットの構成上で、止むを得ない状態
で板の厚さを変更することができない場合であって、ビ
ードの強度に変化を与える場合に有効な構造である。

ビード３の幅１１、ビード４の幅２□との間にｐ、＞ｚ
、の関係を持たせており、圧縮歪みδと荷重（面圧）Ｌ
との間には第６図のような関係が得られる。

この実施例において、金属板の硬度を変えると更にビー
ド３．４の強さの差を大きくすることができるので、エ
ンジンの構造、出力等に適した金属板積層ガスケットを
構成することができる。

〔発明の効果〕

本発明にかかる金属積層ガスケットは、少なくとも２枚
の金属板を有し、該金属板はエンジンの穴に対応して少
なくとも１個の穴が明けられており、前記各金属板には
前記穴の周囲に少な（とも１本のビードが前記穴の中心
よりの位置を変えて環状に形成されており、２枚の金属
板は前記ビートを対面して積層され、締付圧によって両
金属板のビードが押圧された際には、対面するビードの
裾部ないしは底辺部を対面するビードの頂部で互いに押
圧し合うように接近させせて配置している。

従って、２つのビードの間には面圧を高く保持する帯域
を広く形成することができ、シール性を向上することが
できる。

また、金属板の厚さ、材質、ビードの大きさ、ビードと
ビードとの間の距離等の諸条件を変更することによって
エンジンの使用箇所に適したガスケットを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例にかかる金属板積層ガス
ケットの要部を示す断面図、第２図は第２の実施例にか
かる同様な部分の断面図、第３図は第３の実施例にかか
る同様な部分の断面図であり、更に、第４図は第３図に
示すガスケットをエンジンに組込んだ状態を示すエンジ
ンの要部の断面図である。 第５図は第４の実施例にかかる第１図と同様な部分の断
面図であり、第６図は第５図に示す２つのビードの圧縮
状態を示すグラフである。 第７図は一般的なエンジンのガスケットの要部を示す平
面図、第８図は第７図における■−■矢視部の断面図、
第９図は別の公知技術のガスケットの要部を示す断面図
である。 Ｇ・・・ガスケット ト・・第１板　　　　　　２・・・第２板３・・・ビー
ド　　　　　　　４・・・ビード６・・・シリンダヘッ
ド　　７・・・シリンダブロック。 代理人　弁理士　　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２枚の金属板を有し、該金属板はエンジンの
   穴に対応して少なくとも１個の穴が明けられており、前
   記各金属板には前記穴の周囲に少なくとも１本のビード
   が前記穴の中心よりの位置を変えて形成されており、２
   枚の金属板は前記ビートを対面して積層され、締付圧に
   よって両金属板のビードが押圧された際には、対面する
   ビードの裾部を対面するビードの頂部で互いに押圧し合
   うように接近させて配置した金属積層ガスケット。