(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア用穴、液体穴、ボルト穴、ギヤボックス穴等の穴を有する一枚の金属基板で構成され、該金属基板の両面にミクロシール用コーティングを塗布して、２部材の間をシールするガスケットであって、
前記穴のうち少なくとも前記シリンダボア用穴の周囲にビードを設けると共に、前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コーティングを、前記ビードの周囲で、かつ、前記金属基板の両面の平坦部に少なくとも一対設けてシールラインを形成すると共に、
前記金属基板の一方の面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置と前記金属基板の他方の面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置をずらして設けたことを特徴とするメタルガスケット。
【請求項２】
シリンダボア用穴、液体穴、ボルト穴、ギヤボックス穴等の穴を有する複数の金属基板を積層して形成され、該金属基板の外側面となる両側の表面にミクロシール用コーティングを塗布して２部材の間をシールするガスケットであって、
前記穴の周囲にフルビードを設けると共に、前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コーティングを、前記フルビードの周囲で、かつ、該ガスケットの前記両表面の平坦部に少なくとも一対設けてシールラインを形成すると共に、
該ガスケットの一方の前記表面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置と該ガスケットの他方の表面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置をずらして設けたことを特徴とするメタルガスケット。
【請求項３】
前記シール用コーティングを、シリコンを材料とする発泡コーティングで、前記ミクロシール用コーティングを、前記ミクロシール用コーティングを、フッ素又はＮＢＲを材料とするゴムコーティングで、それぞれ形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のメタルガスケット。
【請求項４】
前記ビードを、フルビードにより形成すると共に、該フルビードの凹部に発泡コーティングよりなるシールラインを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のメタルガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロック等の二つの部材の間に挟持してシールを行うメタルガスケットに関するものである。
【０００２】
より詳細には、一枚又は複数枚の金属基板で構成され、この金属基板にミクロシール用コーティングを塗布したメタルガスケットに関する。
【０００３】
【従来の技術】
自動車のエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）の接合面をシールする場合に、シリンダヘッドガスケットを間に挟持して燃焼ガスや冷却水等をシールしている。
【０００４】
このシリンダヘッドガスケットは、エンジンの軽量化および製造コストの低減等の要請から、多数の金属板を積層した積層タイプから、一枚乃至二枚の金属板で形成する単純な構造のメタルガスケットに移行して来ており、構成板が少なくなるため、使用可能な材料も制限されてきている。
【０００５】
そのため、多数枚の金属板の積層タイプで行われてきた、シール手段として採用できるビードやグロメットやシム等を自由に組み合わせたり、シール手段を二重に設けたりすることは難しく、少数枚の積層タイプでは、シール手段の種類、個数が制限され、単純化したシール手段を使用せざるを得なくなってきている。その上、シール手段に使用できる面積もエンジンの小型化のために減少してきている。
【０００６】
そして、このシリンダヘッドガスケットは、図１に示す例のように、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合わせて製造され、シリンダボア用穴２、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴３、締結ボルト用のボルト穴４、ギヤボックス用穴５等が形成されており、それぞれのシール対象穴２，３に対してビード１２，１３等のシール手段が設けられている。
【０００７】
このシールは、同じエンジン部材間で同じガスケットで行うシールであっても、対象とするシール穴によって要求されるシール性能には大きな差異があり、シリンダボア用穴２では、シリンダ内の高温で高圧の燃焼ガスをシールする必要があるのに対して、液体穴３では、比較的低温で低圧の液体に対するシールが要求される。
【０００８】
そして、シリンダボア用穴２に対しては、弾力性があり、隙間の変動に対する追従性が良い円弧形状や幅狭のビード１２を設けると共に、シリンダヘッドとシリンダブロックを締結する締結ボルト用のボルト穴４で囲んで、締結による圧着力により、大きな面圧を得てシールしている。
【０００９】
一方、液体穴３に対しては、ビード１３等を設けてシールしているが、エンジンの構造上の理由から、締結ボルト用のボルト穴４で囲まれる領域よりも、外側に液体穴３が形成される場合がある。この場合には、この液体穴３をシールする部分には締結ボルトによる圧着力が片側にしか作用せず、面圧が小さくなってしまうために、ビードの高さを大きくしたり、ビードの幅を狭くしたり、ビードの形状を尖らせる等して対処している。
【００１０】
そして、更に、エンジンのシリンダヘッドやシリンダブロック等のエンジン部材にシール面の表面に形成されたツールマーク等の微小な凹凸に対するシールのために、ガスケットの両面にＮＢＲゴムやフッ素樹脂等のゴム系のミクロシール用コーティングを全面に塗布している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このミクロシール用コーティングは、通常は硬度２Ｈ〜４Ｂ程度で、１０μｍ〜３０μｍ程度の薄膜に形成されるために、エンジン部材のシール表面に残されたツールマーク等の微小な深さ５μｍ〜１５μｍ程度の凹凸に対してはシール効果を発揮できるが、Ｖノッチや段差等の深さ２０μｍ〜５０μｍ程度のやや大き目のキズに対しては、シール効果を発揮できないという問題がある。
【００１２】
特に、このエンジン部材の表面のやや大き目のキズが、ビード等で形成されるシールラインを横切る形で形成されている場合には、このキズの部分のシールが不十分になるため、この部分から僅かではあるが、燃焼ガスや冷却水、オイル等が漏出するので、このシールが問題となっている。
【００１３】
このＶノッチ等のエンジン部材のシール表面のキズ痕による漏出問題は、エンジンの軽量化のために、エンジン部材がアルミニウム合金等の比較的柔らかく疵が発生し易い材料で製造されるようになってから、また、僅かの燃焼ガスや冷却水やオイルの漏れも無くすという要請から、重要視されてきている。
【００１４】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、２部材の接合面を一枚又は複数枚の金属基板で構成されたメタルガスケットでシールする場合に、適度な硬さのシールラインを複数ライン形成することにより、部材側のシール表面に形成されたやや大き目のキズに対しても十分にシールすることができ、しかも、このシールライン部分がフローやトルクダウンに強く、シール性能と耐久性能に優れたメタルガスケットを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るヘッドガスケットは、つぎのように構成される。
【００１６】
シリンダボア用穴、液体穴、ボルト穴、ギヤボックス穴等の穴を有する一枚の金属基板で構成され、該金属基板の両面にミクロシール用コーティングを塗布して、２部材の間をシールするガスケットであって、
前記穴のうち少なくとも前記シリンダボア用穴の周囲にビードを設けると共に、前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コーティングを、前記ビードの周囲で、かつ、前記金属基板の両面の平坦部に少なくとも一対設けてシールラインを形成すると共に、
前記金属基板の一方の面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置と前記金属基板の他方の面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置をずらして設けて構成する。
【００１７】
この「平坦部」とは、フルビードの凹凸部やハーフビードの折れ曲がり部や傾斜部を避けてと言う意味であり、「少なくとも一対」とは、一方の片面に少なくとも一つ、他方の片面に少なくとも一つのことで、両面で対をなしていることを言う。従って、一方の片面に奇数、他方の片面に偶数ある場合も含む。
【００１８】
または、シリンダボア用穴、液体穴、ボルト穴、ギヤボックス穴等の穴を有する複数の金属基板を積層して形成され、該金属基板の外側面となる両側の表面にミクロシール用コーティングを塗布して２部材の間をシールするガスケットであって、
前記穴の周囲にフルビードを設けると共に、前記ミクロシール用コーティングよりも厚いシール用コーティングを、前記フルビードの周囲で、かつ、該ガスケットの前記両表面の平坦部に少なくとも一対設けてシールラインを形成すると共に、
該ガスケットの一方の前記表面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置と該ガスケットの他方の表面に形成した前記シール用コーティングのシールラインの位置をずらして設けて構成する。
【００１９】
そして、上記のメタルガスケットにおいて、前記シール用コーティングを、シリコンを材料とする発泡コーティングで、前記ミクロシール用コーティングを、前記ミクロシール用コーティングを、フッ素又はＮＢＲを材料とするゴムコーティングで、それぞれ形成する。
また、上記のメタルガスケットにおいて、前記ビードを、フルビードにより形成すると共に、該フルビードの凹部に発泡コーティングよりなるシールラインを設ける。
【００２０】
つまり、このシール用コーティングの発泡コーティングは、マイクロカプセルを含有したシリコン等の発泡性の合成樹脂を材料にして、スクリーン印刷等により塗布して硬さ２Ｂ以上、厚さ４０μｍ〜１５０μｍ程度、幅０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度のシールラインとして形成し、また、ミクロシール用コーティングをＮＢＲゴム、フッ素樹脂等を材料にして、スクリーン印刷等によりガスケットの両側表面の全面に塗布して硬さＨ〜２Ｂの１０μｍ〜３０μｍ程度の薄膜を形成する。
【００２１】
以上の構成によれば、ガスケットの表面にエンジン部材に接触する部分に設けたシール用コーティングにより、ガスケットが当接する部材のシール面に形成されたツールマーク等よりも大きなＶノッチ等のキズに対しても、十分なシール効果を発揮できる。
【００２２】
更に、シール用コーティングのシールラインの位置を金属基板の表面と裏面とでずらして、重ならないように設けているので、シールライン数が増加しシール性能が向上する。しかも、シール用コーティングを重ねて設けた場合よりもシール面圧が低減しトルクダウンが小さくなるので、耐久性能も向上する。
【００２３】
そして、このシール用コーティングのある面にミクロシール用コーティングを設けて、シール用コーティングの両側を挟持し固定するので、シール用コーティングのフローが防止される。
【００２４】
その上、シール用コーティングをビードの凹凸部分を避けた平坦部に設けることにより、ビードの機能に影響を及ぼすことがなく、また、ビードが形成するシールラインとは別にシールラインを設けて、シール性能を向上できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明のメタルガスケットの実施の形態について、エンジンに使用されるシリンダヘッドガスケットを例にして説明する。
【００２６】
図１のシリンダヘッドガスケット１の平面図に示すように、本発明に係る実施の形態のシリンダヘッドガスケット１は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）との間に挟持されるメタルガスケットであって、シリンダボアの高温・高圧の燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の冷却水やオイル等の液体をシールするものである。
【００２７】
なお、図２〜図４は、模式的な説明図であり、メタルガスケットの板厚やビードやシール溝の寸法及び縦横比を実際のものとは異ならせて、シール部分を誇張して示すことにより、より理解し易いようにしている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、この本発明の第１実施の形態のヘッドガスケット１はステンレス焼鈍材（アニール材）、ステンレス調質材（バネ鋼板）、軟鋼板等の一枚の金属基板１０で構成され、この金属基板１０は、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合わせて製造され、シリンダボア用穴２、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴３、締結ボルト用のボルト穴４、ギヤボックス用穴５等が形成される。
【００２９】
この金属基板１０では、シリンダボア用穴２の周囲にフルビード１２等のシール手段が、ギヤボックス用穴５の周囲にはハーフビード１３のシール手段が、冷却水穴やオイル穴等の液体穴３の一部に対してはハーフビード１４のシール手段がそれぞれ形成される。
【００３０】
そして、本発明においては、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、これらのビード１２，１３，１４等のシール手段の近傍に、発泡コーティングでシール用コーティング２１〜２６を形成しシールラインＬ１〜Ｌ６を金属基板１０の両面に設ける。
【００３１】
あるいは、図１及び図２（ｃ）に示すように、シール手段の代わりに発泡コーティングのシール用コーティング２７，２８を形成しシールラインＬ７，Ｌ８を設ける。
【００３２】
但し、これらのシールラインＬ１〜Ｌ８は、金属基板１０の表面１０ａと裏面１０ｂとで位置をｅだけずらして設け、エンジン部材の間にガスケット１を挟持した時に、これらのシールラインＬ１＆Ｌ２（Ｌ３＆Ｌ４，Ｌ５＆Ｌ６，Ｌ７＆Ｌ８）が互いに重なり合わないようにして形成する。
【００３３】
この発泡コーティングのシール用コーティング２１〜２８は、シリコン等の発泡樹脂にマイクロカプセルを含有させた材料等で、スクリーン印刷等により塗布して硬さ２Ｂ以上、厚さ４０μｍ〜１５０μｍ程度、幅０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度に形成する。
【００３４】
そして、更に、ミクロシール用コーティング３０をＮＢＲゴム、フッ素樹脂等を材料にして、スクリーン印刷等によりガスケット１Ａの両側表面１０ａ，１０ｂの全面に塗布して硬さＨ〜２Ｂの薄膜を形成する。
【００３５】
なお、板厚等の寸法例を示すと、例えば、シリンダボア径が８０ｍｍφの場合で、金属基板１０の厚さｔ１は０．２〜１．０ｍｍ程度、シリンダボア穴２用のビード１２の高さｈ１は０．２〜０．３ｍｍ程度、液体穴３用のビード１３の高さｈ２は０．２〜０．４ｍｍ程度であり、シール用コーティング２１〜２８の厚さｔ２は４０μｍ〜１５０μｍ程度、ミクロシール用コーティング３０の厚さｔ３は１０μｍ〜３０μｍ程度である。
【００３６】
また、シール用コーティング２１〜２４の幅ｗ２は０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度で、ずれ量ｅは１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。なお、この幅ｗ２とずれ量ｅは必ずしも一定である必要はなく、シール部分の形状に従って、最適なラインになるように形成される。
【００３７】
この構成のシリンダヘッドガスケット１によれば、シール用コーティング２１〜２８により、ツールマーク等の微細な凹凸よりも大きな凹凸であるエンジン部材のＶノッチ等のキズに対しても、十分なシール効果を発揮できる。
【００３８】
更に、一対となっているシール用コーティング２１、２２のシールラインＬ１＆Ｌ２，Ｌ３＆Ｌ４，Ｌ５＆Ｌ６，Ｌ７＆Ｌ８の位置を金属基板１０の表面１０ａと裏面１０ｂとでずらして、重ならないように設けているので、シールライン数を増加できシール性能を向上することができる。
【００３９】
しかも、シール用コーティングを重ねて設けた場合よりも、シール面圧を減少でき、シールしている最中に徐々にシール面圧が低下するトルクダウンを小さくすることができるので、耐久性能を向上できる。
【００４０】
次に、図３及び図４に示す第２の実施の形態のメタルガスケット１Ａ（１Ａ’）について説明する。
【００４１】
このメタルガスケット１Ａ（１Ａ’）は、図３及び図４に示すように、二枚の金属基板１１，１２と一枚の中間板１３で構成され、シール用コーティング２１Ａ，２２Ａ（２３Ａ，２４Ａ）を、ガスケット１Ａ（１Ａ’）の一方の表面である金属基板１１の表面１１ａと、ガスケット１Ａの他方の表面である金属基板１２の表面１２ｂとに設けて、シールラインＬＡ１，ＬＡ２（ＬＡ３，ＬＡ４）を形成する。
【００４２】
そして、このガスケット１Ａ（１Ａ’）の一方の表面１１ａに形成したシール用コーティング２１Ａ（２３Ａ）のシールラインＬＡ１（ＬＡ３）の位置と，他方の表面１２ｂに形成したシール用コーティング２２Ａ（２４Ａ）のシールラインＬＡ２（ＬＡ４）の位置をずらして設ける。
【００４３】
更に、ＮＢＲゴム、フッ素樹脂等を材料にして、スクリーン印刷等によりガスケットの１Ａ（１Ａ’）の両側表面１１ａ、１２ｂの全面に塗布して硬さＨ〜２Ｂのミクロシール用コーティング３０Ａを形成する。
【００４４】
これらの構成のヘッドガスケット１Ａ、１Ａ’によれば、シール用コーティング２１Ａ〜２４Ａにより、第１の実施の形態のメタルガスケット１の効果と同様な効果を奏することができる。
【００４５】
また、その他の実施の形態を、図４及び図５に示す。
【００４６】
図４（ａ）は、一枚金属基板構成のヘッドガスケット１Ｂにおいて、円弧状のビード１２Ｂの両側にシール用コーティング２１Ｂ，２２Ｂを設けた例を示し、図４（ｂ）は、一枚金属基板構成のヘッドガスケット１Ｃにおいて、この金属基板１０Ｃの一方の片面１０Ｃｂにシール用コーティング２２Ｃを一つ、他方の片面１０Ｃａにシール用コーティング２１Ｃ，２３Ｃを二つ設けた例を示す。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のメタルガスケットによれば、次のような効果を奏することができる。
【００４８】
メタルガスケットを構成する金属基板の表面にシールラインを形成するシール用コーティングを設け、このシール用コーティングのシールラインの位置をずらして重ならないように設けることにより、シールライン数を増加することができるので、シール性能を更に向上させることができる。
【００４９】
しかも、シール用コーティングを重ねて設けた場合よりも、このシール用コーティングに加わるシール面圧を小さくでき、シール中のトルクダウンを小さくすることができ、耐久性能を向上できる。
【００５０】
そして、シール用コーティングをビードの凹凸部分を避けた平坦部に設けることにより、ビードの機能に影響を及ぼすことなく、また、ビードが形成するシールラインとは別にシールラインを設けることができるので、シール性能をより向上できる。また、ビードとシール用コーティングとを独立させているので、それぞれのシール面圧等のパラメータの推定や設計が容易となる。
【００５１】
また、このシール用コーティングを、シリンダヘッドやシリンダブロック等のエンジン部材と当接する、ガスケットの表面に設けることにより、エンジン部材に形成された、ツールマーク等の微細な凹凸よりも大きなＶノッチ等のキズに対しても、十分なシール効果を発揮できる。
【００５２】
その上、このシール用コーティングのある面にミクロシール用コーティングを設けることにより、シール用コーティングの両側を固定できるので、シール用コーティングのフローを防止できる。
【００５３】
従って、シール性能が良く、しかも、耐久性に富むメタルガスケットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１及び第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す模式的な図面であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ部分における断面図で、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ部分における断面図で、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ部分における断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のメタルガスケットを示す模式的な断面図であり、（ａ）はシール用コーティングをビードを挟んで配置した例を示し、（ｂ）はシール用コーティングをビードを挟まないで配置した例を示す。
【図４】本発明に係る他の実施の形態を示す断面図であり、（ａ）はシール用コーティングを半円弧状ビードの両側に配置した例を示し、（ｂ）はシール用コーティングを一方の片面に二つ、他方の片面に一つ配置した例を示す。
【符号の説明】
１    メタルガスケット
２    シリンダボア用穴
３    液体穴
４    ボルト穴
１０    金属基板
１０ａ，１０ｂ    ガスケットの表面
１２，１３，１４  ビード
２１〜２８    シール用コーティング
３０  ミクロシール用コーティング
Ｌ１〜Ｌ８  シールライン
【図１】
0003547417.tif 000002
【図２】
0003547417.tif 000003
【図３】
0003547417.tif 000004
【図４】
0003547417.tif 000005