(57)【要約】【課題】シール性、耐久性を十分に備え且つ被シール空所部内部の多様な状態情報を電気信号として的確に取り出し得るよう機能する多機能ガスケットとその製造方法を提供する。【解決手段】空所部２３に対応する透孔２ａを備えた金属製板２と、この金属製板２上に一体とされた絶縁層４と、上記透孔２ａの内周縁部に切欠形成された複数のポケット部２ｂと、該ポケット部２ｂに上記絶縁層４に埋設された状態で配置された導電性小片部３と、該小片部３に電気的導通状態とされ且つ上記金属製板２上の絶縁層４内に埋設された状態で金属製板２の外周部まで導出された導電性信号伝送部片５とよりなり、上記小片部３の端縁部が上記透孔に露出されて一方の電極端子部３ａとされ且つ上記信号伝送部片５の金属製板２の外周部側に導出された部分が他方の電極端子部５ａとされていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被シール空所部を含む２物体間に介在して該空所部を密封すると共に該空所部内部の状態情報を電気信号として取り出し及び／若しくは外部から空所部内部へ電気信号を供給し得るよう機能する多機能ガスケットであって、
上記空所部に対応する透孔を備えた金属製板と、この金属製板上に一体とされた絶縁層と、上記透孔の内周縁部に切欠形成された複数のポケット部と、該ポケット部に上記絶縁層に埋設された状態で配置された導電性小片部と、該小片部に電気的導通状態とされ且つ上記金属製板上の絶縁層内に埋設された状態で金属製板の外周部まで導出された導電性信号伝送部片とよりなり、上記小片部の端縁部が上記透孔に露出されて一方の電極端子部とされ且つ上記信号伝送部片の金属製板の外周部側に導出された部分が他方の電極端子部とされていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載の多機能ガスケットにおいて、
前記小片部と、導電性信号伝送部片とが別体であり、導電性信号伝送部片が導電性細線若しくは薄板からなり、先側が上記小片部に電気的導通状態で接合されていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項３】
請求項１に記載の多機能ガスケットにおいて、
前記小片部と、導電性信号伝送部片とが一体の導電性帯状体からなり、小片部はその先端部が折り曲げられて形成されたものであることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多機能ガスケットにおいて、
前記絶縁層の上面には金属製表層板が一体に積層されていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の多機能ガスケットにおいて、
前記金属製板の下面には第２の絶縁層が一体に積層されていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項６】
請求項５に記載の多機能ガスケットにおいて、
前記第２の絶縁層の下面には金属製表層板が一体に積層されていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の多機能ガスケットにおいて、
前記絶縁層が、多孔性の絶縁基材に樹脂若しくはゴム等の絶縁性コーティング材を含浸担持一体とさせたものからなることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項８】
請求項７に記載の多機能ガスケットにおいて、
前記多孔性の絶縁基材が、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかであることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の多機能ガスケットの少なくとも片面に、前記透孔周縁に沿ったビード部を備えたガスケット体を積層し複合したことを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項１０】
請求項９に記載の多機能ガスケットにおいて、
前記ビード部は、前記小片部の配設位置よりずれた位置に形成されていることを特徴とする多機能ガスケット。
【請求項１１】
被シール空所部を含む２物体間に介在して該空所部を密封すると共に該空所部内部の状態情報を電気信号として取り出し及び／若しくは外部から空所部内部へ電気信号を供給し得るよう機能する多機能ガスケットの製造方法であって、
上記空所部に対応する透孔と該透孔の内周縁部に切欠形成された複数のポケット部とを備えた金属製板を準備し、この金属製板上に多孔性の絶縁基材を載せた上でポケット部の上記絶縁基材上に小片部を配置し、該絶縁基材の多孔空間内に樹脂若しくはゴム等の絶縁性コーティング材を含浸担持させて絶縁層を形成し、上記小片部と電気的導通状態の導電性信号伝送部片を上記絶縁層上を沿わせて金属製板の外周部まで導出させ、さらにこの絶縁層の上に同様の絶縁層を形成して一体化し、上記小片部の端縁部が上記透孔に露出するよう且つ上記信号伝送部片の導出端部が金属製板の外周部側に突出した状態となるよう余剰部分をカットしてガスケット形状に整形することを特徴とする多機能ガスケットの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多機能ガスケットの製造方法において、
前記多孔性の絶縁基材が、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかであることを特徴とする多機能ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの間をガスシールするために挟装されるガスケットであって、更にエンジンの燃焼室内の燃焼状態等を検出するイオンセンサ機能等をも備えた多機能ガスケットとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン等の燃焼室内における火炎伝播状況を直接検出するために、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟装されるガスケット内に線状若しくはプローブ状のイオンセンサを絶縁配設させたものが従来から知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されたイオンセンサ付ガスケット）。このようなイオンセンサ付ガスケットは、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟装されて、本来のガスケットとしての機能を奏すると共に、イオンセンサの電極先端を燃焼室内に臨設させ、該電極と接地電極としてのシリンダヘッド或いはシリンダブロック等との間に電位をかけ、電極先端に火炎が到達した瞬間の電流値を計測することにより燃焼室の燃焼状態を検出する機能をも奏するものである。
【０００３】
このように、イオンセンサを、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟装されるガスケット内に配設するようにすると、センサの配設位置の制約がなくなるので、要求部位の燃焼状態を高精度に検出することが可能となり、自動車用エンジン等に広く採用されるようになった。
【０００４】
ところで、前記のようなイオンセンサ付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挟装させるに際しては、その上下面の面圧を高めることによってシリンダボア周りのガスシールを良好に維持することが必要である。しかし、ガスケットの面圧を高めようとすると、該ガスケットの厚み内に配設されたイオンセンサの線状若しくはプローブ状の電極に厚みがあるために、その上下に接触するガスケット部分（絶縁シール層）にクラック等が発生し、それによりイオンセンサの絶縁性が確保できなくなると言う不都合を生じることがあった。その為、このイオンセンサの電極を出来るだけ細くして、前記のようなクラック等の発生を防止することが考えられるが、このように電極を細くした場合には、燃焼室側の電極先端が火炎によってすぐに溶融したり、また、この先端部が発火源となり熱面着火（プリイグニッション）現象が起こってエンジンが破壊してしまったりする事態も生じる懸念があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、特許文献３において、検出電極となる導電性金属基板層と、その両面に積層一体とされた電気絶縁層と、この電気絶縁層の外面にミクロシールコーティング層とよりなる第１基材と、鋼板製芯金に繊維材が混入されたゴムコンパウンド材をコーティングした複合基材とを積層一体とした多機能ガスケットを提案した。この特許文献３で提案した多機能ガスケットは、シール性能を良好に維持し、前記のようなクラック等の発生を招くことなくガスケットとしての耐久性を十分に備え、被シール空所部内の状態情報を電気信号として好適に取り出すことができるものとして評価されるところとなっている。
【特許文献１】特開昭６３−６６４３１号公報
【特許文献２】特開平４−３０８３３９号公報
【特許文献３】特開２００５−９０７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近時、上記シリンダボア内の燃焼状態の検出においては、シリンダボア周縁への火炎到達時間が異なる為、これを個々に検出して状態検出の精度を高めんとする所謂多チャンネルのイオンセンサ機能も求められるようになった。特許文献３では、このような多チャンネル化に対応し得るガスケットも提案している。この場合、上記導電性金属基板層の他に電気絶縁層に埋設した状態で複数の電極用導電性金属材を放射状に設けている。この電極用導電性金属材は、上記のような電極先端の火炎による溶融や、プリイグニッション現象を防止する為に、ある程度の厚みを必要とするが、シリンダボアから外周部に亘りこのような厚みのある電極用導電性金属材が介在されることになると、上記と同様に上下の電気絶縁層にクラックを生じることが予想される。
【０００７】
このような懸念を払拭する為に、板状芯金を複数のパーツに分断し、各パーツ間にこれと絶縁状態で略同厚みの検出電極用導電性金属材を配して全体を絶縁性シール材（ゴム等）で被覆するようになすことも可能であるが、板状芯金が複数のパーツに分断されている為、例えばエンジンのシリンダヘッドガスケットに適用した場合、シリンダボア内の爆発に対する面域方向の耐力が下がり、ガスケットとしての耐久性が十分に確保されないと言う問題も生じる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、シール性、耐久性を十分に備え且つ被シール空所部内部の多様な状態情報を電気信号として的確に取り出し及び／若しくは外部から空所部内部へ電気信号を供給し得るよう機能する多機能ガスケットとその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、被シール空所部を含む２物体間に介在して該空所部を密封すると共に該空所部内部の状態情報を電気信号として取り出し及び／若しくは外部から空所部内部へ電気信号を供給し得るよう機能する多機能ガスケットであって、上記空所部に対応する透孔を備えた金属製板と、この金属製板上に一体とされた絶縁層と、上記透孔の内周縁部に切欠形成された複数のポケット部と、該ポケット部に上記絶縁層に埋設された状態で配置された導電性小片部と、該小片部に電気的導通状態とされ且つ上記金属製板上の絶縁層内に埋設された状態で金属製板の外周部まで導出された導電性信号伝送部片とよりなり、上記小片部の端縁部が上記透孔に露出されて一方の電極端子部とされ且つ上記信号伝送部片の金属製板の外周部側に導出された部分が他方の電極端子部とされていることを特徴とする。
【００１０】
上記発明の多機能ガスケットにおいては、請求項２の発明のように、前記小片部と、導電性信号伝送部片とが別体であり、導電性信号伝送部片が導電性細線若しくは薄板からなり、先側が上記小片部に電気的導通状態で接合されているものとし、或いは、請求項３の発明のように、前記小片部と、導電性信号伝送部片とが一体の導電性帯状体からなり、小片部はその先端部が折り曲げられて形成されたものとすることができる。
【００１１】
また、請求項４の発明のように、前記絶縁層の上面に金属製表層板を一体に積層したものとすること、請求項５の発明のように、前記金属製板の下面に第２の絶縁層を一体に積層したものとすることも可能である。この場合、請求項６の発明のように、前記第２の絶縁層の下面に金属製表層板を更に一体に積層することもできる。
【００１２】
更に、請求項７の発明のように、前記絶縁層は、多孔性の絶縁基材に樹脂若しくはゴム等の絶縁性コーティング材を含浸担持一体とさせたものとすることが望ましい。この場合、請求項８の発明のように、前記多孔性の絶縁基材を、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかとすることができる。
【００１３】
請求項９の発明に係る多機能ガスケットは、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の多機能ガスケットの少なくとも片面に、前記透孔周縁に沿ったビード部を備えたガスケット体を積層し複合したことを特徴とする。この場合、請求項１０の発明のように、前記ビード部は、前記小片部の配設位置よりずれた位置に形成されているものとすることが望ましい。
【００１４】
請求項１１に係る発明は、被シール空所部を含む２物体間に介在して該空所部を密封すると共に該空所部内部の状態情報を電気信号として取り出し及び／若しくは外部から空所部内部へ電気信号を供給し得るよう機能する多機能ガスケットの製造方法であって、上記空所部に対応する透孔と該透孔の内周縁部に切欠形成された複数のポケット部とを備えた金属製板を準備し、この金属製板上に多孔性の絶縁基材を載せた上でポケット部の上記絶縁基材上に小片部を配置し、該絶縁基材の多孔空間内に樹脂若しくはゴム等の絶縁性コーティング材を含浸担持させて絶縁層を形成し、上記小片部と電気的導通状態の導電性信号伝送部片を上記絶縁層上を沿わせて金属製板の外周部まで導出させ、さらにこの絶縁層の上に同様の絶縁層を形成して一体化し、上記小片部の端縁部が上記透孔に露出するよう且つ上記信号伝送部片の導出端部が金属製板の外周部側に突出した状態となるよう余剰部分をカットしてガスケット形状に整形することを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、請求項１２の発明のように、前記多孔性の絶縁基材を、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係る多機能ガスケットにおいては、端縁部が金属製板の透孔に露出されて一方の電極端子部とされる導電性小片部が、金属製板の上記透孔の内周縁部に切欠形成されたポケット部に配置されているから、この小片部を金属製板と同厚みとしてもシール面としての表面にシール性に影響を及ぼすような凹凸ができない。従って、エンジンのシリンダヘドガスケットとして応用しても、シリンダボアに臨むことになる小片部の端縁部を起点とするプリイグニッション現象が生じたり、先端が火炎によって溶融したりする懸念がない。また、この小片部に電気的導通状態とされる信号伝送部片は、他方の電極端子部を除いて絶縁層内に埋入され、シリンダボアに露出することがないから、細線状或いは薄板状のものをこれに充当させることができ、従って、電気絶縁層にクラックが発生する懸念もない。そして、小片部は、複数形成された各ポケット部に配置されるから、これらの小片部からシール空所部内の状態情報を個々に取り出すことができ、或いは外部から空所部内部への電気信号の供給が個々にでき、シリンダヘッドガスケットに応用した場合は、例えば、シリンダボア内周縁部における火炎到着時間の違いも検出することができ、質の高い燃焼制御等に用いることができる。
【００１７】
請求項２の発明のように、小片部と信号伝送部片とを別部材として、両者を電気的導通状態で接合するようにすれば、小片部の厚みを可能な限り厚くすることができ、シリンダヘッドガスケットへの適用性がより向上する。また、請求項３の発明のように、前記小片部と、導電性信号伝送部片とが一体の導電性帯状体からなるものとし、小片部をその先端部を折り曲げることにより形成すれば、その調製が容易であり、且つ小片部の厚みを折り曲げによって確保することができる。
【００１８】
請求項４の発明のように、前記絶縁層の上面に金属製表層板を一体に積層すれば、例えば、被シール対象の２物体間に冷却水、冷却オイル或いは不凍液に接する部分がある場合は、絶縁層とこれら冷却媒体とが金属製表層板によって遮断され、絶縁層に冷却媒体が触れずその退化を防ぐことができるから、絶縁性が維持され、空所部内の電気信号による正確な状態情報の取り出しや外部から空所部内部への電気信号の供給が的確になされる。
【００１９】
請求項５の発明のように、前記金属製板の下面に第２の絶縁層を一体に積層した場合、被シール対象間での絶縁性がより確実になされる。この場合、請求項６の発明のように、第２の絶縁層の下面に金属製表層板を一体に積層すれば、上記同様冷却媒体に接する部分にこの金属製表層板が接するよう配置された場合、第２の絶縁層と冷却媒体とがこの金属製表層板によって遮断され、第２の絶縁層に冷却媒体が触れずその退化を防ぐことができるから、絶縁性が維持される。
【００２０】
請求項７の発明のように、前記絶縁層が、多孔性の絶縁基材に樹脂若しくはゴム等の絶縁性コーティング材を含浸担持一体とさせたものからなるものとし、更に、この多孔性の絶縁基材が、請求項８の発明のように、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかとすれば、絶縁性の確保が簡易になされると共に被シール対象の２物体の良好な面圧が得られる。特に、絶縁性コーティング材が多孔性絶縁基材の微細孔に浸透し表裏に滲出した状態で隣接層と一体とされるから、その接着力により強固な一体化がなされる。コーティング材と多孔性絶縁基材とが担持一体とされるから、絶縁層に靭性が付与され、２物体の締結時等におけるクラックの発生を抑え、シール性の維持と状態情報の安定した取り出し等に寄与する。
【００２１】
請求項９の発明に係る多機能ガスケットにおいては、上記いずれかの多機能ガスケットと、前記透孔周縁に沿ったビード部を備えたガスケット体を積層し複合したものであるから、ガスケット体のシール特性が付加され、優れたシール性と多機能性とが相俟って、より実用価値の高い多機能ガスケットとすることができる。この場合、請求項１０の発明のように、前記ビード部を、前記小片部の配設位置よりずれた位置に形成するようにすれば、不均一面となり易い小片部の配設位置が、締結時におけるビード部の圧縮変形に影響することがない。
【００２２】
請求項１１の発明に係る多機能ガスケットの製造方法においては、金属製板の上に多孔性絶縁基材を載せ、ポケット部の多孔性絶縁基材上に小片部を配置した上で、該多孔性絶縁基材の多孔空間内に絶縁性コーティング材を含浸担持させて絶縁層を形成するようにしているから、コーティング材が多孔性絶縁基材に担持されて所定部位に的確に絶縁層が形成されると共に、小片部がこの絶縁層と共にポケット部内に定着される。また、上記小片部と電気的導通状態の導電性信号伝送部片を上記絶縁層上を沿わせて金属製板の外周部まで導出させるようにしているから、信号伝送部片の小片部との電気的導通状態及び金属製板との電気的絶縁状態が確実になされる。そして、上記絶縁層の上に同様の絶縁層を形成して一体化しているから、上記同様コーティング材が多孔性絶縁基材に担持されて所定部位に的確に絶縁層が形成され、この上下の絶縁層間に、小片部及び信号伝送部片が、各所定の部位に的確に積層一体に定着される。そして、このように形成された積層体の余剰部分をカットすれば、所望のガスケット形状に簡易に整形することができる。
【００２３】
この多機能ガスケットの製造方法において、請求項１２の発明のように、前記多孔性の絶縁基材を、繊維シート、漉き紙及び小孔が多数形成された樹脂フィルムから選ばれたいずれかであるとすれば、上記と同様に、絶縁性コーティング材が多孔性絶縁基材の微細孔に浸透し表裏に滲出した状態で隣接層と一体とされるから、その接着力により隣接層との強固な一体化がなされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の多機能ガスケットの一実施形態であってシリンダヘッドガスケットに適用した例を示す部分切欠平面図、図２は図１におけるＸ部の拡大斜視図、図３は同ガスケットをエンジンに組み込んだ状態を示す縦断面図、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同実施形態の要部の変形例を示す部分斜視図、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同ガスケットの変形例を示す縦断面図、図６及び図７は本発明の多機能ガスケットの他の実施形態の縦断面図、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の多機能ガスケットの製造方法の一例を示す概念図、図９は同製造方法によって得た多機能ガスケットの要部の断面図である。
【実施例１】
【００２５】
図１及び図２に示す多機能ガスケット１は、図３に示すエンジン２０のエンジンブロック（２物体の一方）２１及びシリンダヘッド（２物体の他方）２２間に介在されるシリンダヘッドガスケットとして構成されたものであり、シリンダボア（被シール空所部）２３に対応する複数（エンジン２０の気筒数と同数）の透孔１ａと、エンジンブロック２１とシリンダヘッド２２とを締結一体とする為の複数のボルト挿通孔１ｂとが開設されている。この透孔１ａの周縁近傍の少なくとも片面には、図示を省略したが山形のビードが必要によって形成される。
【００２６】
このシリンダヘッドガスケット（多機能ガスケット）１は、上記シリンダボア２３に対応する透孔２ａ、上記ボルト挿通孔１ｂに対応する透孔（不図示）及びポケット部２ｂを含み、所定のガスケット形状に打抜き加工された金属製板状芯材（金属製板）２と、上記透孔２ａの内周縁部に切欠形成された複数のポケット部２ｂと、上記芯材２上に一体とされた絶縁層４と、該ポケット部２ｂに上記絶縁層４に埋設された状態で配置された導電性センサ小片（小片部）３と、該センサ小片３に電気的導通状態で接合され且つ上記芯材２上を絶縁層４に埋設された状態で該芯材２の外周部まで導出された導電性薄板（例えば、厚み５〜２００μｍの銅薄板や銅箔等）からなる信号取出部片（信号伝送部片）５とよりなる。
【００２７】
上記ポケット部２ｂは、金属製板状芯材２の各透孔２ａの内周縁に沿って複数が略等間隔に形成され、各ポケット部２ｂに配置されたセンサ小片３から信号取出部片５が放射状に導出されているが、図１ではその一部のみを示している。上記絶縁層４は、ゴム材等のコーティング材が絶縁性繊維材（多孔性絶縁基材）の微細孔内に含浸担持一体とされたものであるが、ゴム材に代え樹脂材とすることも可能である。このゴム材としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、プチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、シリコーンゴム（Ｓｉ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン酢ビゴム（ＥＶＡ）、塩化ポリエチレン（ＣＰＥ）、塩化ブチルゴム（ＣＩＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ニトリロイソプレンゴム（ＮＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等を用いることができる。また、樹脂材としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂及びポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることができる。多孔性絶縁基材は厚みが１０〜５００μｍであって、繊維材の他に、漉き紙或いは小孔が多数形成された樹脂フィルムが採用される。これらの多孔性絶縁基材は、コーティング材を含浸担持させた際、その微細孔を通じてコーティング材が表裏にまで滲出するものである。
【００２８】
上記絶縁性繊維材としては、ガラス繊維、セラミック繊維、岩綿、鉱滓綿、溶解石英繊維、化学処理高シリカ繊維、溶融硅酸アルミナ繊維、アルミナ連続繊維、安定化ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、チタン酸アルカリ繊維、ウィスカー、炭素繊維、金属繊維、ボロン繊維等の無機繊維や、芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ尿素系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリフルオロカーボン系繊維、フェノール繊維、セルロース系繊維等の有機繊維を用いることができ、後記する製造に際しては、これらをシート状（網状、不織布状等）にしたものが用いられる。
【００２９】
金属製板状芯材２としては、厚みが０．１〜２ｍｍの鋼板等からなり、また、センサ小片３は、この金属製板状芯材２と略同厚み若しくはやや厚い鉄板、銅板或いはアルミニウム板等の導電性金属板を打抜き加工したものが用いられる。更に、上記信号取出部片５としては導電性薄板以外に太さ１０〜２００μｍの導電性細線（銅線等）が用いられる。
【００３０】
次に、上記多機能ガスケット１をエンジンに組み込んでイオンセンサ機能を備えたガスケットとした例について図３を参照して説明する。即ち、シリンダブロック２１の上に前記多機能ガスケット１を配し、これを挟装するようにシリンダヘッド２２を載置して締結組立てられる。２４はシリンダボア２３内を上下往復動するピストンであり、このピストン２４の上端とシリンダヘッド２２の下面で形成される空間が燃焼室２５とされる。２６はシリンダブロック２１に掘設形成された冷却媒体流通用穴であり、シリンダブロック２１の上端面で開口している。この冷却媒体流通用穴２６には、水、不凍液、油等が供給される。冷却媒体流通用穴２６の上端開口部は、多機能ガスケット１の金属製板状芯材２で封止される。従って、絶縁層４が冷却媒体に晒されることがないから、その退化が抑えられ、絶縁性が維持される。
【００３１】
前記のように締結組立てられたエンジン２０においては、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２との対向面が、多機能ガスケット１により、燃焼室２５内の燃焼ガスが外部に漏出しないよう完全にシールされる。特に、不図示のビード部等が、締付の際に弾性変形し、その復元反力によりシリンダブロック２１とシリンダヘッド２２との対向面間の面圧が、介在された多機能ガスケット１により強固に維持される。
【００３２】
上記センサ小片３の燃焼室２５内に臨む端縁部は感知部（一方の電極端子部）３ａとされ、イオン電流検出用の燃焼ガス側電極とされる。この燃焼ガス側電極として燃焼室２５内に臨む感知部３ａは、前記透孔１ａの内周縁に沿って複数個所において燃焼室２５内に臨み、各センサ小片３には電気的導通状態で信号取出部片５が接合されている。この信号取出部片５の芯材２の外周部に突出した信号取出電極端子（他方の電極端子部）５ａには、電源２７、アンプ２８及び信号処理部２９が接続される。また、シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２は、接地２１ａ、２２ａされる。この接地はどちらか一方でも良い。
【００３３】
斯くして、前記電源２７をして、信号取出電極端子５ａと接地電極としてのシリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２との間に、例えば９０Ｖの電位をかけると、燃焼室２５に臨設された感知部３ａに火炎が到達した瞬間にイオン状態の火炎帯を通じて回路が形成され、そのときの電流値をアンプ２８により増幅して信号処理部２９で処理することによって、燃焼室２５内の燃焼特性（燃焼時間等）が検出される。感知部３ａは透孔１ａの内周縁に沿って複数配設されているから、所謂多チャンネルの感知部を構成し、各感知部３ａに到達する火炎の到着時間の差異により、燃焼室２５内の燃焼特性をより詳細に把握することができる。
【００３４】
即ち、燃焼室２５における燃焼状況は均一なものではなく、点火装置部位、吸気側部位、排気側部位等の各部位における燃焼状況は異なることが殆どであるから、このように、センサ小片３を複数設けて、燃焼室２５内の周方向の複数箇所においてセンシングできるようにすれば、より詳細に状況把握できて、エンジン２０の燃焼室２５内の燃焼特性をより詳細に検出することが可能になる。また、種類の異なる複数の信号を同時に取り出すことも可能である。尚、複数のセンサ小片３は、必ずしも均等角度毎に並設しなくても良い。例えば、部分的に精細な情報の取出しが必要とされる箇所にセンサ小片３を集中的に配置することも可能である。
【００３５】
燃焼室２５内に感知部３ａが臨むセンサ小片３は、金属製板状芯材２の透孔２ａの内周縁部に切欠形成されたポケット部２ｂに配置されるから、金属製板状芯材２と同厚みにしてもこの部分で嵩張ることがなく、シール性に影響を及ぼさない。このようにセンサ小片３の厚みを確保することにより、火炎によって感知部３ａが溶融したり、この感知部３ａが発火源となりプリイグニッション現象を引き起こしたりすることがなく、ガスケットとしてのシール性とイオンセンサとしての機能が好適に維持される。また、金属製板状芯材２は、その面域方向に連続する１枚ものとされるから、燃焼室２５内の爆発に対する面域方向の耐力を備え、ガスケットの強度を担う主体として十分に機能する。
【００３６】
そして、絶縁層４は、センサ小片３及び信号取出部片５を他部位から絶縁すると共に、ガスケット１の厚み方向に弾性を付与し、シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２間に介装されて締結一体とされた時に、シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２の合体面に適度な面圧が負荷され、良好なシール性が得られる。また、絶縁層４は、絶縁性繊維材とゴム材（樹脂材）とが担持一体とされているから、絶縁性に優れると共に靭性を備え、金属製板状芯材２と相乗してガスケットの強化がなされる。更に、コーティング材としてのゴム材が、絶縁性繊維材の微細多孔空間内に浸透し表裏にまで滲出するから、金属製板状芯材２及びセンサ小片３等と強固に一体とされる。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｄ）は、上記ポケット部２ｂ及びセンサ小片３の種々の形状を示すものである。（ａ）はポケット部２ｂ及びセンサ小片３共にＴ字形としたものである。（ｂ）は同Ｌ字形にすると共に更にセンサ小片３の感知部３ａを透孔２ａ内に突出させたものである。（ｃ）は図１，図２と同様の略台形状であるが、幅狭状の台形状としたものである。（ｄ）は感知部３ａが直状若しくは透孔２ａと同曲率にカットされた円形としたものである。ポケット部２ｂ及びセンサ小片３の種々の形状は、これらに限定されず、加工性等を勘案し設計的事項として適宜選択採用されるものである。
【００３８】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、上記多機能ガスケットの種々の変形例を示す。図５（ａ）の多機能ガスケット１Ａでは、絶縁層４の上面に更に金属製表層板６が積層一体とされている。該金属製表層板６の厚みは、５０〜１０００μｍとされ、鉄板、鋼板、アルミニウム板等により調製される。この多機能ガスケット１は、例えば、シリンダヘッドに設けられた冷却媒体の流路がシリンダヘッドとの合体面に開口しているエンジンのシリンダヘッドガスケットとして用いた場合、この開口部を金属製表層板６が封止し、絶縁層４を保護して、絶縁性の維持が図られる。金属製表層板６と絶縁層４とは、前述と同様絶縁層４を構成するコーティング材の滲出作用により強固に一体とされる。
【００３９】
図５（ｂ）の多機能ガスケット１Ｂは、金属製板状芯材２の下面に、第２の絶縁層７を更に積層一体としたものである。この絶縁層７は、絶縁層４と同様にゴム或いは樹脂等の絶縁性コーティング材を絶縁性繊維材等の多孔性絶縁基材に含浸担持させて構成したものである。絶縁層４及び絶縁層７が上下に存在することにより、被シール２物体間に介在させて締結した時、両２物体との間で適度な面圧が発現し、良好なシール性が得られる。
【００４０】
図５（ｃ）の多機能ガスケット１Ｃは、図５（ｂ）の多機能ガスケット１Ｂの上下両面に、金属製表層板６，８を更に積層一体としたものである。この多機能ガスケット１Ｃは、例えば、シリンダブロック及びシリンダヘッドに設けられた冷却媒体の流路が共に両者の合体面に開口しているエンジンのシリンダヘッドガスケットとして用いた場合、これらの開口部を金属製表層板６，８が封止し、絶縁層４，７を保護して、絶縁性の維持が図られる。また、金属製表層板６，８と絶縁層４，７とは、上記同様強固に一体とされる。金属製表層板６，８の板面に、適宜孔を形成し、この孔内に絶縁層４，７の一部が食い込むようにすれば、その投錨効果によって、金属製表層板６，８及び絶縁層４，７との一体化をより強固とし、そのせん断強度の強化を図ることもできる。
【００４１】
図５（ｄ）の多機能ガスケット１Ｄは、図５（ａ）の多機能ガスケット１Ａにおける金属製表層板６にもポケット部６ａを形成し、このポケット部６ａと金属製板状芯材２に形成されたポケット部２ｂとにより、センサ小片３の配置空間を大きく確保するようにしたものである。従って、両ポケット部２ｂ，６ａ間には、上記より厚手のセンサ小片３を配置することができ、これによって各検出精度の向上が期待できる。尚、この例における金属製表層板６は、図５（ａ）の金属製表層板６より厚く描かれているが、これに限定されるものではない。また、金属製板状芯材２の下面に、図５（ｂ）或いは（ｃ）の例と同様に、第２の絶縁層７、更には金属製表層板８を積層一体とすることも可能である。
これら変形例のその他の構成は、上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【実施例２】
【００４２】
図６は、他の実施形態を示し、この例の多機能ガスケット１Ｅでは、小片部３と導電性信号伝送部片５とが一体の導電性帯状体３５からなる。この帯状体３５の先側先端部が折り曲げられて小片部３とされ、その他の部分が信号伝送部片５とされている。小片部３は、絶縁層４の透孔２ａ側内周縁部を巻き込むように折り曲げられてポケット部２ｂに配置され、透孔２ａに臨む前端部が上記同様の感知部（一方の電極端子部）３ａとされている。また、信号伝送部片５の後端部は金属製板状芯材２の外周部に突出して、他方の電極端子部５ａとされている。帯状体３５の厚みは１０〜１０００μｍが適当とされ、その大半が絶縁層４に埋設された状態とされる。絶縁層４の上面或いは金属製板状芯材２の下面には、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の例のように、金属製表層板６、第２の絶縁層７或いは金属製表層板８を積層一体とすることができる。その他の構成は上記と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその説明を割愛する。
【実施例３】
【００４３】
図７は、更に他の実施形態を示し、この例の多機能ガスケット１Ｆは、図５（ａ）の例の多機能ガスケット１Ａの両面に、ビード部９ａを備えたガスケット体９を積層して複合化されたものである。このビード部９ａは、透孔２ａの周縁に沿うよう形成されるが、センサ小片３の配置位置より透孔２ａの遠心方向にずれた位置であることが望ましい。センサ小片３の配置位置は不均一となっている場合があるからである。このような複合された多機能ガスケット１Ｆを、例えば前記のようなシリンダヘッドガスケットに適用した場合、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在させて、締結固定する際、このガスケット体９のビード部９ａが弾性変形し、その復元弾力によって、面圧が確保され、良好なシール性が得られる。このような複合化は、図５（ｃ）或いは（ｄ）の多機能ガスケット１Ｃ，１Ｄにも適用することができる。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその説明を割愛する。
【００４４】
次に、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して多機能ガスケットの製造方法について述べる。図８における（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工程の概念図を示し、（ａ−１）（ｂ−１）（ｃ−１）は、（ａ）（ｂ）（ｃ）に対応する断面図を示している。先ず、図８（ａ）（ａ−１）において、前記のようにポケット部２ｂが事前に切欠形成された金属製板状芯材２を準備し、この金属製板状芯材２の上に無機・有機性絶縁繊維シート（多孔性絶縁基材）４ａを載せ、ポケット部２ｂの絶縁繊維シート４ａ上に事前に準備された導電性部材からなるセンサ小片３を配置する。そして、絶縁性のある液状のゴム又は樹脂（コーティング材）４ｂを絶縁繊維シート４ａ上に流して脱泡する。上下面を剛性のある金型（不図示）で挟み、圧力をかけて均一厚みとする。必要によって、金型と被成型体との間に離型剤やフィルムを介装させる。この成型の間絶縁材４ｂを硬化（加熱による硬化も含む）させ、図８（ｂ）（ｂ−１）に示すように絶縁繊維シート４ａの繊維空間内にコーティング材４ｂが流入コーティングされ、絶縁繊維シート４ａとコーティング材４ｂとが含浸担持一体とされた絶縁層４が形成される。
【００４５】
脱型後、センサ小片３上に付着したコーティング材４ｂを取り除き、図８（ｂ）（ｂ−１）に示すように、センサ小片３上に銅薄板（信号伝送部片）５をその一端部を接着剤で接合（半田付けやレーザなどによる溶着も可）し、上記絶縁層４上を沿わせてその他端部を金属製板状芯材２の外周部まで導出させる。次いで、図８（ｃ）（ｃ−１）に示すように、上面全体に上記同様の絶縁繊維シート４ａを被せ、上記同様のコーティング材４ｂを絶縁繊維シート４ａ上に流して脱泡する。上下面を剛性のある金型（不図示）で挟み、圧力をかけて均一厚みとする。必要によって、金型と被成型体との間に離型剤やフィルムを介装させる。この成型の間コーティング材４ｂを硬化（加熱による硬化も含む）させ、図２及び図３に示すように絶縁繊維シート４ａの繊維空間内にコーティング材４ｂが流入コーティングされ、絶縁繊維シート４ａとコーティング材４ｂとが含浸担持一体とされ、先に形成された絶縁層４と一体とされた絶縁層４が形成される。この絶縁層４の厚み内には、センサ小片３及び信号伝送部片５の大半が埋設された状態とされる。
【００４６】
脱型後、この状態で余剰部分をカットしてガスケット形状となし、所望の多機能ガスケットとして用いることができるが、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の例のように、金属製表層板６、８或いは第２の絶縁層７を更に積層一体に形成することができる。金属製表層板６、８は厚み５０〜１０００μｍの鉄板等からなり、接着により積層一体とされる。また、第２の絶縁層７は天地反転させた状態で絶縁層４と同様に形成される。爾後、余剰部分をカットし、上記センサ小片３の端縁部が上記透孔２ａに露出するよう且つ上記信号取出部片５の他端部が芯材２の外周部側に突出した状態となるようガスケット形状に整形する。図９は、このようにして得た多機能ガスケットの例として、図５（ｃ）の多機能ガスケット１Ｃと同等のものを示している。
【００４７】
上記のような製造方法によれば、多チャンネル薄型多機能ガスケット１を簡易につくることができる。そして、多孔性絶縁基材を用いることにより絶縁性が確実となると共に靭性が付与される。また、センサ小片３の位置は、金属製板状芯材２に形成されたポケット部２ｂによって決まり、製造過程でその位置ずれが生じる懸念がない。更に、絶縁性をチェックしながら製造することができ、信頼性の高い多機能ガスケット１を作製することができる。加えて、コーティング材として液状ゴム（溶剤に溶かしたものも含む）或いは樹脂を用いているから、作業性を勘案してその粘度調整が任意にできる。
【００４８】
尚、上記実施形態では、エンジンの燃焼室内の燃焼状態を検出するイオンセンサ機能を備えたガスケットとして用いる例について述べたが、これに限らず、被シール空所部内の温度、圧力、振動、気体若しくは液体の密度、濃度、成分等を電気信号に変換して取り出したり、燃焼の為の補助電力を供給したりする為に用いることも可能である。また、センサ小片３の配設個数は目的用途によって適宜定められるものである。更に、ガスケットとしての形状は図例のものに限定されず、使用部位に応じた形状とされることは言うまでもない。加えて、上記記載で上面或いは下面は、図面に対応させて用いているが、ガスケットとしての実際の使用に際しては、適用箇所に応じてこれらの方向が変わることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の多機能ガスケットの一実施形態であってシリンダヘッドガスケットに適用した例を示す部分切欠平面図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大斜視図である。
【図３】同ガスケットをエンジンに組み込んだ状態を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同実施形態の要部の変形例を示す部分斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同ガスケットの変形例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の多機能ガスケットの他の実施形態の縦断面図である。
【図７】本発明の多機能ガスケットの更に他の実施形態の縦断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の多機能ガスケットの製造方法の一例を示す概念図である。
【図９】は同製造方法によって得た多機能ガスケットの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        多機能ガスケット
１Ａ〜１Ｆ  多機能ガスケット
２        金属製板状芯材（金属製板）
２ａ      透孔
２ｂ      ポケット部
３        センサ小片（小片部）
３ａ      感知部（一方の電極端子部）
４        絶縁層
４ａ      絶縁性繊維シート（多孔性絶縁基材）
４ｂ      コーティング材
５        信号取出部片（信号伝送部片）
５ａ      信号取出電極端子（他方の電極端子部）
６        金属製表層板
７        第２の絶縁層
８        金属製表層板
２１      シリンダブロック（２物体の一方）
２２      シリンダヘッド（２物体の他方）
２３      シリンダボア（被シール空所部）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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