(57)【要約】  フルビードの内側にシム板を設けることによりシム板の厚さ分だけフルビードの弾性の有効利用が阻害されてしまうことを防止し、それにより燃焼時のヘッド振幅に対する追従性の低下を防止してシール性の向上を図る。  金属ガスケット１０は、シリンダボアに対応するシリンダ孔１２と該シリンダ孔を取り囲むフルビード２２とを有する一対のビード板１４、１４と、上記一対のビード板の間に介装された第１中間板１８と、上記シリンダ孔の周りの領域において第１中間板と一方のビード板の間に介装されたシム板１６とを備えている。上記シム板１６は上記フルビード２２に重合するように配置されており、また上記第１中間板の上記シム板１６と接触する接触部１９の厚さは、シリンダ孔の周方向で変化している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面に介装され、上記シリンダブロックと上記シリンダヘッドとを締結ボルトにより締結することで上記接合面をシールする金属ガスケットにおいて、
シリンダボアに対応するシリンダ孔と該シリンダ孔を取り囲むフルビードとを有する一対のビード板と、上記一対のビード板の間に介装された第１中間板と、上記シリンダ孔の周りの領域において第１中間板と一方のビード板の間に介装されたシム板とを備え、上記シム板を上記フルビードに重合させて配置するとともに、上記第１中間板の上記シム板と接触する接触部の厚さを、シリンダ孔の周方向で変化させたことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
上記シム板を挟んで第１中間板とは反対側の位置に第２中間板が設けられ、上記シム板は第２中間板に固定されて位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
【請求項３】
上記シム板は第２中間板に溶接によって固定されており、その溶接位置は上記フルビードの中に位置していることを特徴とする請求項２に記載の金属ガスケット。
【請求項４】
上記第１中間板とビード板との間に、該ビード板におけるフルビードと重合する位置に、該フルビードと逆方向に突出するフルビードを有する第３ビード板が介装されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の金属ガスケット。
【請求項５】
上記第２中間板とビード板との間に、該ビード板におけるフルビードと重合する位置に、該フルビードと逆方向に突出するフルビードを有する第３ビード板が介装されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の金属ガスケット。
【請求項６】
上記第２中間板とビード板との間に、該ビード板におけるフルビードと重合する位置に、該フルビードと逆方向に突出するフルビードを有する第３ビード板が介装されるとともに、上記第１中間板とビード板との間に、該ビード板におけるフルビードと重合する位置に、該フルビードと逆方向に突出するフルビードを有する第４ビード板が介装されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の金属ガスケット。
【請求項７】
上記接触部の厚さは、上記締結ボルトを挿通するボルト孔から離れた位置で厚く設定され、ボルト孔に近接する位置で薄く設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の金属ガスケット。
【請求項８】
上記接触部の厚さは、隣接するシリンダ孔に挟まれた位置で厚く設定され、その他の位置で薄く設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの対向面間に適用される金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面に介装され、上記シリンダブロックと上記シリンダヘッドとを締結ボルトにより締結することで上記接合面をシールするようにした金属ガスケットは周知である。この種の金属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に介在させて締結ボルトで締結した際には、上記締結ボルトを挿通するボルト孔に近接する位置の締付荷重が大きくなり、ボルト孔から離れた位置の締付荷重が小さくなること、すなわち、シリンダ孔周りの締付荷重が不均一となることが知られている。【０００３】
このような問題点を改善するため、従来、シリンダボアに対応するシリンダ孔と該シリンダ孔を取り囲むフルビードとを有する一対のビード板と、この一対のビード板の間に介装された中間板と、上記フルビードの内側において、一方のビード板と中間板との間に介装されたシム板とを設け、上記中間板における上記シム板と接触する接触部の厚さを、上記締結ボルトを挿通するボルト孔に近接する位置で薄く、ボルト孔から離れた位置で厚く設定した金属ガスケットが提案されている（特許文献１）。【０００４】
上記金属ガスケットによれば、締付荷重が大きくなるボルト孔に近接する位置における接触部の厚さが薄くなっているのでその部分の締付荷重を小さくすることができ、他方、締付荷重が小さくなるボルト孔から離れた位置における接触部の厚さは厚くなっているのでその部分の締付荷重を大きくすることができる。したがって接触部の厚さを最適となるように変化させておけば、シリンダ孔周りの締付荷重を均一なものとすることができる。
【特許文献１】特開平１１−２０１２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記公報に開示された従来の金属ガスケットにおいては、フルビードの内側にシム板を設けていたので、シム板の厚さ分だけフルビードの弾性の有効利用が阻害される結果となっていた。つまり、仮にシム板がなければ、フルビードはフルビードの高さの全域を弾性領域として利用することができるが、シム板を設けるとフルビードはシム板の厚さ分だけ弾性領域が少なくなってしまい、したがってフルビードの弾性の有効利用は、シム板の厚さ分だけ阻害されることとなる。その結果、燃焼時のヘッド振幅に対する追従性が低下してシール性が低下する結果となっていた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面に介装して適用される金属ガスケットにおいて、フルビードの弾性を有効利用してシール性の向上を図り、またシリンダ孔回りの締付荷重分布のばらつきを解消し局所的に締付荷重が集中するのを抑えることで、フルビードやシム板の破損を抑え耐久性を向上させることができる金属ガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面に介装され、上記シリンダブロックと上記シリンダヘッドとを締結ボルトにより締結することで上記接合面をシールする金属ガスケットにおいて、
シリンダボアに対応するシリンダ孔と該シリンダ孔を取り囲むフルビードとを有する一対のビード板と、上記一対のビード板の間に介装された第１中間板と、上記シリンダ孔の周りの領域において第１中間板と一方のビード板の間に介装されたシム板とを備え、上記シム板を上記フルビードに重合させて配置するとともに、上記第１中間板の上記シム板と接触する接触部の厚さを、シリンダ孔の周方向で変化させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記シム板を上記フルビードに重合させて配置しているので、従来のようにシム板の厚さ分だけフルビードの弾性の有効利用が阻害されるという問題が生じない。したがって、燃焼時のヘッド振幅に対する追従性の低下を防止することにより、シール性の向上を図ることができる。
また、上記シム板を上記フルビードに重合させて配置しているので、シム板をフルビードの内側に配置した場合に比較してシム板の幅を広くすることができる。したがって、シム板に加わる面圧を低下させてシム板の破損を抑えることができるので、その耐久性を向上させることができるとともに、シム板の厚さを好適な厚さに設定することによって、フルビードを最適な弾性力でシリンダブロックやシリンダヘッドに圧接させることができる。
これに加えて、上記第１中間板の上記シム板と接触する接触部の厚さを、シリンダ孔の周方向で変化させているので、フルビードのシリンダブロックやシリンダヘッドに対する周方向の圧接力を適宜の位置で最適な圧接力となるように調整することができる。したがって、圧接力が不足した部分におけるフルビードからのシール洩れや、圧接力が過度となってフルビードが損傷されることを防止することができ、長期間安定したシール作用を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１実施例について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る金属ガスケット１０の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ断面図である。【０００９】
本発明の第１実施例に係る金属ガスケット１０は、例えば４気筒のエンジンにおける不図示のシリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面に介装され、該接合面をシールするものであって、エンジンのシリンダボアに対応するシリンダ孔１２や、シリンダヘッドとシリンダブロックを締結するための締結ボルトが挿通されるボルト孔１３を有するものである。
上記金属ガスケット１０は、一対のビード板１４、１４と、その間に介装されるシム板１６、第１中間板１８、及び第２中間板２０とを備えている。【００１０】
金属ガスケット１０の上下に配置される一対のビード板１４、１４は、それぞれ上記シリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面にほぼ一致する形状を有している。各ビード板１４は例えばＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の板材を打ち抜いて所定形状に成形し、耐熱ゴム等をコーティングしたものである。
各ビード板１４、１４には、各シリンダ孔１２を無端状に囲むフルビード２２をそれぞれ形成してあり、各フルビード２２は、それぞれ金属ガスケット１０の外側に向けて膨出するように形成されている。【００１１】
上記シム板１６は、例えばＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度の板材を打ち抜いて環状に成形したものであって、シリンダ孔１２の回りの領域において、一対のビード板１４、１４の間に介装されている。
このシム板１６は、シリンダ孔１２の端縁部から、上下一対のビード板１４、１４のそれぞれに形成されたフルビード２２、２２に挟まれる領域まで延びる環状をなしており、それによって両フルビード２２、２２はシム板１６と重合するように配置されている。
各シリンダ孔１２を囲むそれぞれのシム板１６は、隣接するシリンダ孔１２の間の部分で相互に一体に連結されている。【００１２】
上記第１中間板１８は、例えば、ＳＥＣＣ等からなる厚さ０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の鋼板を打ち抜いて上記ビード板１４と同様な形状に成形したものであって、一方のビード板１４とシム板１６との間に介装されており、シム板１６と接触する接触部１９の厚さがシリンダ孔１２の周方向で変化している。
本実施例では、第１中間板１８の接触部１９は、図２に示すボルト孔１３に近接する位置Ｐ２が最も薄く形成されており、図３に示すシリンダボア間などのボルト孔１３より離れた位置Ｐ１、Ｐ３が最も厚くなるように、シリンダ孔１２の周方向で連続的に厚さが変化するように形成されている（図４参照）。
この厚さの変化量、すなわち、最も厚いシリンダボア間位置と最も薄いボルト孔１３近接位置との厚さの差は、例えば５μｍ〜５０μｍ程度の範囲内で設定することができる。また、第１中間板１８の接触部１９がある平面に耐熱性ゴムなどのゴム材を塗布してもよい。【００１３】
上記第２中間板２０は、例えばＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の一定厚さの鋼板であって、上記ビード板１４と同様な形状に成形されている。
この第２中間板２０は、第１中間板１８とは反対側となるビード板１４とシム板１６の間に介装されており、この第２中間板２０の所定位置に上記シム板１６が溶接加工などにより固定されている。この溶接加工は、各構成部材が積層された状態でフルビード２２の中に位置していること、つまり頂上部２２ａの内側に位置していることが好ましく、これにより、溶接加工によりシム板１６に生じる凹凸が金属ガスケット１０の表面に悪影響を及ぼすことがなくなる。
上記一対のビード板１４、１４と、その間に介装される第１中間板１８及び第２中間板２０とは図示しないカシメなどの連結手段によって相互に一体的に連結されており、したがって第２中間板２０に固定されたシム板１６もそれらに対して位置決めされた状態で固定されることになる。【００１４】
以上のように、本実施例に係る金属ガスケット１０では、上記シム板１６をフルビード２２、２２に重合させて配置しているので、シム板１６とフルビード２２、２２とを重合させずにシム板１６をフルビード２２、２２の内側に配置した場合のように、シム板１６の厚さ分だけフルビード２２、２２の弾性の有効利用が阻害されるという問題が生じない。
したがってフルビード２２、２２の高さの全域を弾性領域として利用することができるので、燃焼時のヘッド振幅に対する追従性を向上させることにより、シール性の向上を図ることができる。【００１５】
また、上記シム板１６を上記フルビード２２、２２に重合させて配置しているので、シム板１６をフルビードの内側に並設して配置した場合に比較してシム板１６の幅を広く設定することができる。
したがって、シム板１６に加わる面圧を低下させてシム板１６の破損を抑えることができるので、その耐久性を向上させることができる。また、シム板１６の厚さを好適な厚さに設定することによって、フルビード２２、２２を最適な弾性力でシリンダブロックやシリンダヘッドに圧接させることができる。【００１６】
さらに、上記第１中間板１８の上記シム板１６と接触する接触部１９の厚さを、シリンダ孔１２の周方向で変化させ、ボルト孔１３に近接する位置Ｐ２が最も薄く、ボルト孔１３から離れた位置Ｐ１、Ｐ３が最も厚くなるように設定しているので、フルビード２２、２２のシリンダブロックやシリンダヘッドに対する周方向の圧接力が実質的に均一になるように調整することができる。
したがって、圧接力が不足した部分におけるフルビード２２、２２からのシール洩れや、圧接力が過度となってフルビード２２、２２が損傷されることを防止することができるので、長期間安定したシール作用を得ることができる。
そして、第１中間板１８における厚さが変化する接触部１９は、これに重合するように一対のフルビード２２及びシム板１６が設けられているので、締結ボルトの締付荷重が集中し易くなり、したがって厚さの変化に対しての締付荷重を調整することが容易となるので、締付荷重の均一化を容易に図ることができる。【００１７】
図５は本発明の第２実施例を示したもので、本実施例では上記第１実施例における上方のビード板１４と第２中間板２０との間に、第３ビード板２４を追加したものである。
この第３ビード板２４も上記ビード板１４と同様に上記シリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面にほぼ一致する形状を有しており、例えばＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の板材を打ち抜いて所定形状に成形し、耐熱ゴム等をコーティングしたものである。
上記第３ビード板２４には、各シリンダ孔１２を無端状に囲むフルビード２６をそれぞれ形成してあり、各フルビード２６は、それぞれ上方のビード板１４に形成したフルビード２２と重合する位置で、該フルビード２２の突出方向とは反対方向となる金属ガスケット１０の内側に向けて膨出するように形成されている。
その他の構成は、第１実施例と同様に構成してあり、同一部分には同一部号を付して示してある。【００１８】
上記第２実施例においても、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。そして特に第２実施例においては、第１中間板１８における厚さが変化する接触部１９に、これに重合するように３つのフルビード２２、２２、２４とシム板１６とが設けられているので、上記第１実施例に比較して第３ビード板２４のフルビード２４の高さ分だけ弾性領域を拡大することができ、したがって燃焼時のヘッド振幅に対する追従性をより向上させることができる。
なお、第２実施例の変形例として、上記第３ビード板２４を上方のビード板１４と第２中間板２０との間に設ける代わりに、下方のビード板１４と第１中間板１８との間に設けてもよい。この場合には、第３ビード板２４のフルビード２６の突出方向を、図５とは逆方向にすればよい。【００１９】
図６は本発明の第３実施例を示したもので、本実施例では上記第２実施例における下方のビード板１４と第１中間板１８との間に、更に第４ビード板２８を追加したものである。
この第４ビード板２４も上記ビード板１４、２６と同様に上記シリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面にほぼ一致する形状を有しており、例えばＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の板材を打ち抜いて所定形状に成形し、耐熱ゴム等をコーティングしたものである。
上記第４ビード板２８には、各シリンダ孔１２を無端状に囲むフルビード３０をそれぞれ形成してあり、各フルビード３０は、それぞれ下方のビード板１４に形成したフルビード２２と重合する位置で、該フルビード２２の突出方向とは反対方向となる金属ガスケット１０の内側に向けて膨出するように形成されている。
その他の構成は、第２実施例と同様に構成してあり、同一部分には同一部号を付して示してある。【００２０】
上記第３実施例においても、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。そして特に第４実施例においては、第１中間板１８における厚さが変化する接触部１９に、これに重合するように４つのフルビード２２、２２、２４、３０とシム板１６とが設けられているので、上記第１実施例に比較して第３ビード板２４のフルビード２４の高さ分と第４ビード板２８のフルビード３０の高さ分だけ弾性領域を拡大することができ、したがって燃焼時のヘッド振幅に対する追従性を一層向上させることができる。【００２１】
なお、上記第１〜第３実施例においては、ボルト孔１３から離れた位置Ｐ１、Ｐ３がそれぞれ最も厚くなるように形成してある。つまり各シリンダ孔１２、１２に挟まれた位置Ｐ１はボルト孔１３から離れた位置となり、また２つのボルト孔１３、１３の中間の位置Ｐ３もボルト孔１３から離れた位置となるので、それぞれの位置Ｐ１、Ｐ３における接触部１９の厚さが最も厚くなるように設定してある。
しかしながら本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記位置Ｐ１、Ｐ３を比較したとき、各シリンダ孔１２、１２に挟まれた位置Ｐ１のほうが、２つのボルト孔１３、１３の中間となる上記位置Ｐ３よりも燃焼ガスが洩れ易いので、各シリンダ孔１２、１２に挟まれた位置Ｐ１における接触部１９の厚さを、その他の部分に比較して最も厚くなるように設定してもよい。
より具体的には、各シリンダ孔１２、１２に挟まれてボルト孔１３から離れた位置Ｐ１となる接触部１９の厚さのみを最も厚くなるように設定し、他のボルト孔１３から離れた位置Ｐ３における接触部１９の厚さを、上記位置Ｐ１の厚さよりも薄く、かつボルト孔１３に近接する位置Ｐ２における接触部１９の厚さよりも厚く設定することができる。
さらにエンジンによっては、各シリンダ孔１２、１２に挟まれてボルト孔１３から離れた位置Ｐ１となる接触部１９の厚さのみを最も厚くなるように設定し、他のボルト孔１３から離れた位置Ｐ３における接触部１９の厚さは、ボルト孔１３に近接する位置Ｐ２における接触部１９の厚さと同一となるように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に係る金属ガスケットの平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図。
【図５】本発明の第２実施例に係る金属ガスケットの断面図。
【図６】本発明の第３実施例に係る金属ガスケットの断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１０…金属ガスケット
１２…シリンダ孔
１３…ボルト孔
１４、２４、２８…ビード板
１６…シム板
１８…第１中間板
１９…接触部
２０…第２中間板
２２、２６、３０…フルビード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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