JPH0833178B2

JPH0833178B2 - 積層金属ガスケット

Info

Publication number: JPH0833178B2
Application number: JP22225887A
Authority: JP
Inventors: 展生吉野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1987-09-05
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPS6465367A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は積層金属ガスケットに係り、特に折返した
中間構成体の燃焼室孔側周縁部の一面と中間構成体の一
表面とに生ずる第１段差と折返した中間構成体の燃焼室
孔側周縁部の他面と中間構成体の他表面とに生ずる第２
段差とを略同一に形成すべく中間構成体には補償用折曲
部を設けることにより、中間構成体に積層する夫々基板
のビードの機能劣化を防止し、シール性の向上を図ると
ともに、耐久性の向上を図り得る積層金属ガスケットに
関する。

〔従来の技術〕

内燃機関を構成する被接合体であるシリンダヘッドと
シリンダブロックとの接合部には、金属ガスケットが利
用されている。金属ガスケットは、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとのデッキ面をシールすべく形成された
ビードを有し、このビードが被接合体同士を接合する締
結用ボルト等の締結手段の締結力によりデッキ面に弾性
的なシール線を形成し、シールを果すものである。

近年、内燃機関は、軽量化、性能向上、経済性が要求
されるとともに耐久性を有するものが望まれている。従
って、内燃機関が長い機関に亙って使用されるので、内
燃機関の熱変形や膨縮等が頻繁に惹起する。よって、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとの接合部をシールす
る金属ガスケットには、内燃機関の熱変形等に耐え得る
ものが望まれていた。そこで、この発明の出願人は、耐
久性を向上すべく、例えば特願昭60−292893号の如き出
願をしている。この出願に記載のものは、中間構成体を
構成すべく中間板と補償板とを積層させるとともに補償
板の燃焼室孔側周縁部を折返して補償部を形成し、ビー
ドを形成した基板を中間板の表面と補償板の表面とに配
設して構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、金属ガスケットを介してシリンダブロック
にシリンダヘッドを締結用ボルトによって締結した際
に、ボルト締結力によって例えばシリンダヘッドが湾曲
し、特に燃焼室周りの間隙が大となり、歪みが生ずるも
のである。

しかし、従来の金属ガスケットにおいては、補償部を
形成すべく補償板の燃焼室孔側周縁部を単に中間板側に
折返をしただけなので、補償板の燃焼室孔側周縁部を折
返さない側に配設された基板のビードに補償部の機能、
つまりストッパが充分に作用せず、このため使用時に爆
発力や機関熱等の影響でビードにたたかれ等が生じ、ば
ね特性が低下し、シール性が悪化するとともに、耐久性
が損われるという不都合を招いた。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく
折返した中間構成体の燃焼室孔側周縁部の一面と中間構
成体の一表面とに生ずる第１段差と折返した中間構成体
の燃焼室孔側周縁部の他面と中間構成体の他表面とに生
ずる第２段差とを略同一に形成すべく中間構成体には補
償用折曲部を設けることにより、中間構成体に積層され
る夫々基板のビードに補償部の機能を充分に作用させ、
夫々ビードの保護を図ってばね特性等の低下を阻止し
て、シール性の向上を図るとともに、耐久性の向上を図
り得る積層金属ガスケットを実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、燃焼室孔を囲
繞してビードを形成した弾性金属板からなる二枚の基板
を設け、この二枚の基板間に中間構成体を介装した積層
金属ガスケットにおいて、前記夫々基板のビードを前記
中間構成体に対して対称形状に配設し、前記中間構成体
の燃焼室孔側周縁部を折返して所定厚さの補償部を形成
するとともに、前記折返した中間構成体の燃焼室孔側周
縁部の一面と前記中間構成体の一表面とに生ずる第１段
差と前記折返した中間構成体の燃焼室孔側内縁部の他面
と前記中間構成体の他表面とに生ずる第２段差とを略同
一に形成すべく前記中間構成体には補償用折曲部を設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、シリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの燃焼室周りに生ずるデッキ面間隙を補償す
るために、中間構成体の燃焼室孔側周縁部を折返してビ
ード部位よりも燃焼室孔側に厚さの大なる補償部が形成
されている。また、折返した中間構成体の燃焼室孔側周
縁部の一面と中間構成体の一表面とに生ずる第１段差部
と折返した中間構成体の燃焼室孔側周縁部の他面と中間
構成体の他表面とに生ずる第２段差部とは、略同一に形
成されている。これにより、中間構成体に積層される夫
々基板のビードを補償部によって保護させ、ばね特性等
の低下を阻止し、シール性を向上させるとともに、耐久
性を向上させる。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜３図は、この発明の第１実施例を示すものであ
る。図において、２は積層金属ガスケットである。この
積層金属ガスケット２は、第１、第２基板４、６、これ
等第１、第２基板４、６間に介装する中間構成体８であ
る中間板10及び補償板12により構成される。前記第１、
第２基板４、６は、硬質の弾性金属板からなり、夫々が
板厚t₁を有している。また、前記中間板10は、板厚t₂を
有する金属板で構成されている。更に、前記補償板12
は、板厚t₃を有する金属板で構成されている。

前記第１、第２基板４、６、中間板10、補償板12は、
夫々積層される。この第１、第２基板４、６、中間板1
0、補償板12には、燃焼室孔14が形成されるとともに、
この燃焼室孔14の周辺に後述する締結手段である締結用
ボルト36を挿通する複数のボルト孔16が形成されてい
る。

前記第１基板４には、燃焼室孔14を囲繞して第１ビー
ド18が形成されている。また、前記第２基板６には、燃
焼室孔14を囲繞して前記第１ビード18と同一形状の第２
ビード20が形成されている。

第２図においては、補償板12の燃焼室孔14側の補償周
縁部12eは、曲げ加工等により中間板10が位置する側に
折返されている。これにより、中間板10の燃焼室孔14側
の中間周縁部10eに第１補償周縁部12e−１が重合すると
ともに、第２基板６側には第２補償周縁部12e−２が位
置する。このとき、補償板12の燃焼室孔14側の第１補償
部12e−１の一面F₁と中間構成体８の一表面である中間
板10の表面10fとに生ずる第１段差h₁と段差状になった
補償板12の燃焼室孔14側の第２補償周縁部12e−２の他
面F₂と中間構成体８の他表面である補償板12の表面12f
とに生ずる第２段差h₂とを略同一に形成するために、中
間板10及び補償板12に第１、第２補償用折曲部22及び第
２補償用折曲部24を形成する。これにより、補償板12の
燃焼室孔14側の第１補償周縁部12e−１の一面F₁が中間
板10の表面10fよりも第１段差h₁分だけ高く形成される
とともに、補償板12の燃焼室14側の第２補償周縁部12e
−２の他面F₂が補償板12の表面12fよりも第２段差h₂分
だけ高く形成される。

更に、前記第１ビード18を形成した第１基板４は、第
１ビード18の頂部18aが中間板10の表面10fに当接し且つ
基部18b−１、18b−２が例えば第３図に示すシリンダヘ
ッド30のデッキ面30dに当接するように配設される。ま
た、補償板12の表面12fに積層される第２基板６は、第
２ビード20が前記第１ビード18が位置する箇所におい
て、第２ビード20の頂部20aが補償板12の表面12fに当接
するとともに基部20b−１、20b−２が例えば第３図に示
すシリンダブロック32のデッキ面32dに当接するように
配設されている。つまり、第１基板４と第２基板６と
は、夫々の頂部18a、頂部20aが中間板10の表面10f、補
償板12の表面12fに当接し、これ等中間板10及び補償板1
2に対し対称形状に配設されている。従って、積層金属
ガスケット２の燃焼室孔14周りには、第１基板４の第１
周縁部4eと、第２基板６の第２周縁部6eと、中間板10の
中間周縁部10eと、グロメット状に形成された補償板12
の第１、第２補償周縁部12e−１、12e−２とによって最
大の厚さを有する補償部26が形成される。即ち、この補
償部26は、第１、第２ビード18、20が位置するビード部
位28よりも燃焼室孔14側に形成される。また、補償部26
の厚さは、第１基板４と第２基板６と中間板10と補償板
12とを重合した厚さよりも大きく、しかもシリンダヘッ
ド30とシリンダブロック32とを締結用ボルト36で締付た
際に生ずる燃焼室38周りのデッキ面の間隙よりも少許大
きく形成されている。詳述すれば、補償部26において
は、他部位の第１、第２基板４、６、中間板10、補償板
12を重合した厚さに比し、補償板12の第１補償周縁部12
e−１の厚さ分だけ大きく形成されている。これによ
り、燃焼室38周りのデッキ面30d、32dの間隙を確実に補
償させるものである。

また、第１基板４と第２基板６と中間板10と補償板12
とを一体的に結合する場合には、例えばボルト孔16に中
空円筒状の止め具（図示せず）を挿入するとともに止め
具の両端部を第１基板４、第２基板６面上に折曲げてか
しめを施したり、あるいは第１基板４、第２基板６、中
間板10、補償板12の外縁部の一部を突出させて形成し、
これ等の突出部位をスポット溶接やリベット止めする。

第３図において、30、32は内燃機関を構成するシリン
ダヘッド、シリンダブロックであり、このシリンダヘッ
ド30のデッキ面30dとシリンダブロック32のデッキ面32d
間の接合部34にこの発明の積層金属ガスケット２を介装
し、締結用ボルト36により締結する。なお、符号38は燃
焼室である。

次に、この第１実施例の作用を説明する。

シリダヘッド30のデッキ面30dに第１基板４のビード1
8の基部18b−１、18b−２が当接するとともにシリンダ
ブロック32のデッキ面32dには第２基板６の第２ビード2
0の基部20b−１、20b−２が当接して接合部34に介装さ
れた積層金属ガスケット２は、締結用ボルト36の締結力
により圧縮され、これにより第１、第２ビード18、20が
高さを低減して圧縮変形される。このとき、第１、第２
ビード18、20は、締結用ボルト36の締結力により漸次高
さを低減するが、第１基板４の第１周縁部4eが第１補償
周縁部12e−１の一面F₁に当接するとともに、第２基板
６の第２周縁部6eが第２補償周縁部12e−２の他面F₂に
当接することによってその押下押圧が阻止され、つまり
押圧変形が抑制され、偏平にならない。

そして、締結用ボルト36をさらに強く締付けた場合に
は、ボルト締結力に対する内燃機関の剛性不足等によっ
てシリンダヘッド30に歪みを生じ、特に燃焼室38周りの
デッキ面の間隙が大となる問題がある。しかし、前述の
如く、ビード部位28よりも燃焼室孔14側に補償部26を構
成したことにより、この補償部26の厚さによって、シリ
ンダヘッド30の歪みに起因する大なる間隙を確実に補償
することができる。またこのとき、積層金属ガスケット
２は、圧縮され補償部26の厚さが締付られる前の厚さよ
りも少許減少する。

そして、第１、第２ビード18、20には略同一高さに突
出した第１、第２補償周縁部12e−１、12e−２によって
均等な変形状態を担保させ、第１、第２ビード18、20に
たたかれ等が生ずるのを回避させ、ばね特性等の低下を
阻止させる。これにより、燃焼室38からの燃焼ガスのリ
ークを効率良く阻止することが可能となる。また、燃焼
ガス圧力や、機関熱の影響によりデッキ面が拡縮するの
を補償部26によって防止させ、第１、第２ビード18、26
に作用するたたかれ等による交番荷重を補償部26によっ
て弱化させ、第１、第２ビード18、20のへたりを効果的
に防止する。そして、締結用ボルト36やこの締結用ボル
ト36の係合するシリンダヘッド30部位の損壊を防止し得
るとともに、締結用ボルト36の締結力の低減を回避さ
せ、安定したシール効果を得る。

更に、この実施例によれば、第１、第２基板４、６の
第１、第２ビード18、20を中間板10及び補償板12に対し
て対称形状に配設したので、ビード部位28の復元量及び
復元力を増大させ、ビード部位28のシール効果を向上さ
せる。従って、燃焼室38周りは補償部26とビード部位28
との２箇所でシールされるので、更に高いシール効果を
得ることができ、燃焼ガスのリークを効率良く防止す
る。

更にまた、補償部26の厚さを変更する際には、中間板
10あるいは補償板12の補償周縁部12eの板厚を変更すれ
ばよいだけなので、厚さの変更を容易に果し得て、また
積層金属ガスケット２の製作も容易である。

第４図は、この発明の第２実施例を示すものである。
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能
を果す箇所には同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にあ
る。即ち、板厚t₃を有する補償板12には、補償板12の板
厚t₃よりも小なる板厚t₄を有する中間板42が積層され
る。この中間板42と補償板12とにより、中間構成体44が
構成される。また、補償板12の燃焼室孔14側の補償周縁
部12eは、曲げ加工等により前記中間板42が積層した面
側に折返され、前記中間板42の中間周縁部42eとは重合
せず、つまり端面が該中間板42の燃焼室孔12側の中間周
縁部42eの端面と所定距離C₁だけ離間して配設される。
更に、中間構成体44の一表面である中間板42の表面42f
と折返した補償板12の第１補償周縁部12e−１の一面F₃
とに生ずる第１段差h₃と中間構成体44の他表面である補
償板12の表面12fと段差状になった補償板12の第２補償
周縁部12e−２の他面F₄とに生ずる第２段差h₄とが略同
一になるように、補償板12には補償用折曲部46が形成さ
れる。

この第２実施例の構成によれば、上述の第１実施例と
同効を得るとともに、積層金属ガスケット２のビード部
位28と補償部26との厚さを、中間板42の板厚t₄および／
または補償板12の板厚t₃を変更することによって変更さ
せることができ、デッキ面30d、32dに作用させるシール
面圧を補償部26の厚さによって所望に応じて容易に変更
設定することができる。また、補償用折曲部46を補償板
12にのみ形成すればよいだけなので、製作を容易に果し
得る。

第５図は、この発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にあ
る。即ち、板厚t₃を有する補償板12に板厚t₅の第１中間
板52を積層するとともにこの第１中間板52には板厚t₆を
有する第２中間板54を積層し、中間構成体56を構成す
る。また、補償板12の燃焼室孔14側の補償周縁部12e
は、第１、第２中間板52、54側に折返され、第２中間板
54の第１中間周縁部54eとは重合せず、つまり端面が第
２中間板54の第２中間周縁部54eの端面とは所定距離C₂
だけ離間して配設されるとともに、第１補償周縁部12e
−１が第１中間板52の第１中間周縁部52eに重合して配
設される。更に、中間構成体56の一表面である第２中間
板54の表面54fと補償板12の第１補償周縁部12e−１の一
面F₅とに生ずる第１段差h₅と中間構成体56の他表面であ
る補償板12の表面12fと補償板12の第２補償周縁部12e−
２の他面F₆とに生ずる第２段差h₆とが略同一になるよう
に、補償板12、第１中間板52には補償用折曲部58、第１
中間補償用折曲部60が形成されている。

また、前記補償板12、第１中間板52、第２中間板54
は、前記第１、第２基板４、６よりも軟質材で構成され
ている。

この第３実施例の構成によれば、上述第１実施例と同
効を得るとともに、第１、第２基板４、６の第１、第２
ビード18、20の頂部18a、20aが軟質材からなる第２中間
板54及び補償板12に当接するので、夫々頂部18a、20aが
損耗するのを回避させ、第１、第２ビード18、20の保護
を図り、使用寿命を長くし得る。

第６図は、この発明の第４実施例を示すものである。

この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にあ
る。即ち、中間構成体72は、板厚t₃を有する一枚の補償
板12によって構成される。また、この補償板12の燃焼室
孔14側の補償周縁部12eを折返して補償部26を形成する
とともに、中間構成体72の一表面である補償板12の一表
面12f−１と第１補償周縁部12e−１の一面F₇とに生ずる
第１段差h₇と中間構成体72の他表面である補償板12の他
表面12f−２と第２補償周縁部12e−２の他面F₈とに生ず
る第２段差h₈とを略同一にするように、補償板12には補
償用折曲部74を形成する。

この第４実施例の構成によれば、上述の第１実施例と
同効を得るとともに、中間構成体72を一枚の補償板12で
構成し、積層金属ガスケット２の構成を簡単にし得る。

なお、この発明は上述の実施例に限定されず、種々応
用改変が可能であることは勿論である。

例えば、上述の第１〜４実施例において、第１、第２
基板の夫々周縁部には、補償部の厚さを調整するため
に、メッキ、溶射、塗着等を施したり、あるいは金属ま
たは耐熱性樹脂等の部材を設けることも可能である。

また、補償板の折曲した補償周縁部の厚さ分を、シリ
ンダヘッドあるいはシリンダブロックのデッキ面に補償
部材を固着したり、あるいはデッキ面と基板間に補償部
材を介設することも可能である。

更に、補償板の折曲した補償周縁部の厚さ分を、燃焼
室周り全体に形成せず、所望に応じて燃焼室周りに部分
的に設けることが可能である。これにより、例えばボル
ト締結部位においては点接触させる一方、ボルト締結部
位から離間する箇所においては線接触させ、シール性を
担保し得る。

更にまた、補償板の折曲した補償周縁部の厚さを、例
えばボルト締結部位において小さくする一方、ボルト締
結部位から離間する箇所においては大きくし、シール面
圧の均一化を図り、シール性を向上させることも可能で
ある。

また、積層金属ガスケットの表裏面、つまり第１基板
の表面及び第２基板の表面にはデッキ面のツールマーク
等の不整面を補償するメッキ層やシール材を被着するこ
とも可能である。

更に、第１、第２ビードの幅や高さを、デッキ面間隙
に応じて変更することも可能である。

更にまた、補償部の高さを調整するために、中間構成
体、即ち補償板や中間板の燃焼室孔側周縁部の板厚を所
望に応じて変更することも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、折返した中間構成体の燃焼室孔側周縁部の一面と中
間構成体の一表面とに生ずる第１段差と折返した中間構
成体の燃焼室孔周縁部の他面と中間構成体の他表面とに
生ずる第２段差とを略同一に形成したことにより、中間
構成体の両面に配設する夫々基板のビードに対して補償
部の機能を充分に作用させ、爆発力等による夫々ビード
のたたかれを阻止させ、ばね特性等の低下を防止してシ
ール性を向上させるとともに、耐久性を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はこの発明の第１実施例を示し、第１図は積
層金属ガスケットの平面図、第２図は第１図のII−II線
による要部拡大断面図、第３図は積層金属ガスケットを
接合部に介装した状態の一部省略した要部断面図であ
る。第４図はこの発明の第２実施例を示し、積層金属ガスケ
ットの要部拡大断面図である。第５図はこの発明の第３実施例を示し、積層金属ガスケ
ットの要部拡大断面図である。第６図はこの発明の第４実施例を示し、積層金属ガスケ
ットの要部拡大断面図である。図において、２は積層金属ガスケット、４は第１基板、
６は第２基板、８は中間構成体、10は中間板、12は補償
板、14は燃焼室孔、18は第１ビード、20は第２ビード、
22は第１補償用折曲部、24は第２補償用折曲部、26は補
償部、28はビード部位、30はシリンダヘッド、32はシリ
ンダブロック、34は接合部、36は締結用ボルト、そして
38は燃焼室である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室孔を囲繞してビードを形成した弾性
金属板からなる二枚の基板を設け、この二枚の基板間に
中間構成体を介装した積層金属ガスケットにおいて、前
記夫々基板のビードを前記中間構成体に対して対称形状
に配設し、前記中間構成体の燃焼室孔側周縁部を折返し
て所定厚さの補償部を形成するとともに、前記折返した
中間構成体の燃焼室孔側周縁部の一面と前記中間構成体
の一表面とに生ずる第１段差と前記折返した中間構成体
の燃焼室孔側周縁部の他面と前記中間構成体の他表面と
に生ずる第２段差とを略同一に形成すべく前記中間構成
体には補償用折曲部を設けたことを特徴とする積層金属
ガスケット。