(57)【要約】【課題】エンジン稼働時の振動が作用しても、低コストで安定したシール性能を長期間に渡って確保することが出来る金属ガスケットを提供する。【解決手段】燃焼室孔３を囲繞するように第１増厚部７及び内周側ビードＢＤ１を形成し、基板２外周に沿って外周側ビードＢＤ２を形成すると共に外周側ビードＢＤ２よりも外周側に第３増厚部１０を形成する。また、内周側ビードＢＤ１と外周側ビードＢＤ２との間に第２増厚部２０を形成する。上記第１増厚部７にはバネ要素を付加する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも燃焼室孔が開口した薄肉金属板からなる基板に対し、上記燃焼室孔を無端環状に囲繞するように当該燃焼室孔の開口端部に沿って延びて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第１増厚部と、その第１増厚部の外周で当該第１増厚部及び燃焼室孔を無端環状に囲繞する内周側ビードと、基板の外周部に沿って延びる外周側ビードと、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に配置されて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第２増厚部と、を備え、
上記第１増厚部の板厚をＨ１、第２増厚部の板厚をＨ２とした場合に、Ｈ１＞Ｈ２の関係に設定し、
上記内周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して一方の面側に凸状となりその凸部高さが上記第１増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成され、
上記外周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して一方の面側に凸状となりその凸部高さが上記第２増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成されることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
上記基板に対し、上記外周側ビードよりも外周側で他の部分よりも増厚に形成された金属性の第３増厚部を備え、その第３増厚部の板厚をＨ３とした場合に、Ｈ１＞Ｈ３の関係に設定することを特徴とする請求項１に記載した金属ガスケット。
【請求項３】
上記第１増厚部は、燃焼室孔側端部を折り返して形成され、その折返し部内にシムが介挿されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した金属ガスケット。
【請求項４】
上記基板に対しビードの凸部側から対向するように積層配置された副板を有し、その副板における上記第１増厚部と対向する位置には、当該副板を板厚方向に屈曲成形することで板厚方向にばね力を発揮可能なバネ要素が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載した金属ガスケット。
【請求項５】
上記シムには、板厚方向に屈曲成形されて板厚方向にバネ力を発揮可能なバネ要素を備えることを特徴とする請求項３に記載した金属ガスケット。
【請求項６】
上記基板に対しビードの凸部側から対向するように積層配置された副板を有することを特徴とする請求項５に記載した金属ガスケット。
【請求項７】
上記基板に積層配置される副板を備え、板厚方向に上記第１増厚部と対向する部分を含む基板における面圧変化が起きやすい部分に対し、副板を板厚方向に屈曲成形してなるバネ要素を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載した金属ガスケット。
【請求項８】
積層配置される２枚の基板と、２枚の基板間に介挿される副板とを備え、上記２枚の基板及び副板は、それぞれ少なくとも燃焼室孔が開口した薄肉金属板からなり、
上記２枚の基板及び副板のうちの少なくとも１枚に対し、上記燃焼室孔を無端環状に囲繞するように当該燃焼室孔の開口端部に沿って延びて他の部分よりも増厚且つ金属性の第１増厚部を形成し、
上記２枚の基板にそれぞれ、上記第１増厚部よりも外周位置で上記燃焼室孔を無端環状に囲繞する内周側ビードと、基板の外周端部に沿って延びる外周側ビードとを設け、
上記２枚の基板及び副板の少なくとも１枚に対し、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に形成されて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第２増厚部を設け、
上記第１増厚部の板厚をＨ１、第２増厚部の板厚をＨ２とした場合に、Ｈ１＞Ｈ２の関係に設定し、
上記内周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して副板側に凸状となりその凸部高さが上記第１増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成され、上記外周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して副板側に凸状となりその凸部高さが上記第２増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成されることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項９】
上記２枚の基板及び副板のうちの少なくとも１枚に対し、上記外周側ビードよりも外周側で他の部分よりも増厚且つ金属性の第３増厚部を形成し、その第３増厚部の板厚をＨ３とした場合に、Ｈ１＞Ｈ３の関係に設定することを特徴とする請求項８に記載した金属ガスケット。
【請求項１０】
上記第１増厚部位置において、副板及び２枚の基板の少なくとも一箇所に、板厚方向に屈曲成形されて板厚方向にバネ力を発揮可能な金属性のバネ要素を設けたことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載した金属ガスケット。
【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ブロックとシリンダヘッド間に介挿されてボルト締結されて、燃焼ガス、水圧、及びオイル圧をシールする機能を有する金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の金属ガスケットとしては例えば、図１６、図１７に示すような金属ガスケットがある（特許文献１を参照）。
この金属ガスケットは、積層配置される２枚の基板５０の間に剛性が高い副板５１を介挿し、その副板５１の燃焼室側端部を折り返すことで増厚して増厚部５２を形成し、金属ガスケットをエンジンに組み付けたときに、当該増厚部５２に最大荷重が掛かって、燃焼室内の高圧ガスをシールする。
【０００３】
さらに、上記２枚の基板５０には、それぞれ燃焼室孔を囲繞する位置に金属ビード５３が形成されている。そのビード５３は、それぞれ基板５０を副板５１側に向けて凸状に屈曲形成して形成されている。そして、上記ビード５３は、増厚部５２の板厚まで変形してメタル接触でシールすると共に、当該増厚部５２によって圧縮変形量が規制されて当該ビードの圧縮変形量が規制される結果、エンジン稼働時の振動によるビードの振動振幅を制限して疲労破壊を防止する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−６５３６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ビード５３は、メタル接触でシール機能を発揮するため、当該ビード５３を形成する基板５０は高硬度のものとする必要があることから、エンジン運転時に発生する振動振幅によりビードの曲げＲ部に集中している内部応力が、圧縮、引張りの繰り返しで入力されて疲労破壊に繋がることが有る。
【０００６】
また、上記金属ガスケットが使用されるエンジンは、更に軽量化、筒内圧の高騰、燃焼ガス温度の高騰等による、熱変形、振動振幅の増大化の傾向にあるため、上述のように硬度の高い基材では疲労破壊防止に限界があり、基板５０の硬度を下げることが望ましい。
しかし、上記従来の金属ガスケットにあっては、基板５０の硬度を下げるとビードが発生するバネ力が低下し、更に増厚部でビードの変形を制限している為にシールライン幅も狭いことから、シール面の取り扱い傷や鋳巣穴等に弱い。
本発明は、かかる不都合を解消する為になされたものであり、エンジン稼働時の振動が作用しても、低コストで安定したシール性能を長期間に渡って確保することが出来る金属ガスケットを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、少なくとも燃焼室孔が開口した薄肉金属板からなる基板に対し、上記燃焼室孔を無端環状に囲繞するように当該燃焼室孔の開口端部に沿って延びて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第１増厚部と、その第１増厚部の外周で当該第１増厚部及び燃焼室孔を無端環状に囲繞する内周側ビードと、基板の外周部に沿って延びる外周側ビードと、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に配置されて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第２増厚部と、を備え、
上記第１増厚部の板厚をＨ１、第２増厚部の板厚をＨ２とした場合に、Ｈ１＞Ｈ２の関係に設定し、
上記内周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して一方の面側に凸状となりその凸部高さが上記第１増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成され、
上記外周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して一方の面側に凸状となりその凸部高さが上記第２増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成されることを特徴とする金属ガスケットを提供するものである。
【０００８】
本発明によれば、各ビードが金属ビードとゴムビードの合成により構成され、且つ軟質な弾性シール材が接合面に接触することで、基板の硬度を下げつつ、ビードによる確実なシールを確保可能となる。
また、エンジンの稼働のよる振動によって、金属ガスケットに板厚方向の脈動的な繰り返し荷重が入力され、内周側ビードと外周側ビードとの間に位置する基板部分が板厚方向に振動するように変形しようとするが、本実施形態では、第２増厚部を設けることで、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に位置する基板部分の変形を抑える。
【０００９】
ここで、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に位置する基板部分が繰り返し板厚方向に変形（凹む方向に変形）すると、その分金属ビードに繰り返し荷重が負荷されて、金属ビードの寿命に悪影響が発生するばかりか、ビードによるシール圧の変動に繋がる。
また、第２増厚部を形成することで、主として面圧を受ける、増厚部の面積が広くなって、面積も小さくディゼルエンジンのように締め付け荷重の多いエンジンに組み込む場合であっても、第１増厚部面が耐力を超え凹むことが防止できる。その結果、燃焼室孔からのガスの吹き抜けをより有効に防止することができる。
【００１０】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記基板に対し、上記外周側ビードよりも外周側で他の部分よりも増厚に形成された金属性の第３増厚部を備え、その第３増厚部の板厚をＨ３とした場合に、Ｈ１＞Ｈ３の関係に設定することを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記第１増厚部は、燃焼室孔側端部を折り返して形成され、その折返し部内にシムが介挿されることを特徴とするものである。
【００１１】
シムを介挿することで、一番面圧が高くなる第１増厚部における周方向に沿った板厚の変更が容易となる。なお、第１増厚部における周方向に沿った板厚に抑揚をつけることで、第１増厚部の周方向に沿ったシール圧を均等化することが好ましい。均等化することで、ボア真円度を向上させることが可能となる。
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載した構成に対し、上記基板に対しビードの凸部側から対向するように積層配置された副板を有し、その副板における上記第１増厚部と対向する位置には、当該副板を板厚方向に屈曲成形することで板厚方向にばね力を発揮可能なバネ要素が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
第１増厚部の部分にバネ要素が付加されることで、燃焼室孔周囲の面圧が熱変形などでバランスが崩れても、上記バネ要素が変形追従して、第１増厚部における、部分的な面圧低下を補う。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項３に記載した構成に対し、上記シムには、板厚方向に屈曲成形されて板厚方向にバネ力を発揮可能なバネ要素を備えることを特徴とする請求項２に記載した金属ガスケット。
【００１３】
第１増厚部の部分にバネ要素が付加されることで、燃焼室孔周囲の面圧が熱変形などでバランスが崩れても、上記バネ要素が変形追従して、第１増厚部における、部分的な面圧低下を補う。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した構成に対し、上記基板に対しビードの凸部側から対向するように積層配置された副板を有することを特徴とするものである。
【００１４】
副板によって、凸部側の弾性シール材が保護されると共に、金属ガスケットの厚さが調整される。
次に、請求項７に記載した発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載した構成に対し、上記基板に積層配置される副板を備え、板厚方向に上記第１増厚部と対向する部分を含む基板における面圧変化が起きやすい部分に対し、副板を板厚方向に屈曲成形してなるバネ要素を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
次に、請求項８に記載した発明は、積層配置される２枚の基板と、２枚の基板間に介挿される副板とを備え、上記２枚の基板及び副板は、それぞれ少なくとも燃焼室孔が開口した薄肉金属板からなり、
上記２枚の基板及び副板のうちの少なくとも１枚に対し、上記燃焼室孔を無端環状に囲繞するように当該燃焼室孔の開口端部に沿って延びて他の部分よりも増厚且つ金属性の第１増厚部を形成し、
上記２枚の基板にそれぞれ、上記第１増厚部よりも外周位置で上記燃焼室孔を無端環状に囲繞する内周側ビードと、基板の外周端部に沿って延びる外周側ビードとを設け、
上記２枚の基板及び副板の少なくとも１枚に対し、上記内周側ビードと外周側ビードとの間に形成されて他の部分よりも増厚に形成された金属性の第２増厚部を設け、
上記第１増厚部の板厚をＨ１、第２増厚部の板厚をＨ２とした場合に、Ｈ１＞Ｈ２の関係に設定し、
上記内周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して副板側に凸状となりその凸部高さが上記第１増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成され、上記外周側ビードは、基板を板厚方向に屈曲して副板側に凸状となりその凸部高さが上記第２増厚部より高い金属ビードと、上記金属ビードの凸部側表面に固着すると共にその凸部裏側の凹部に充填されて上記金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材からなるゴムビードと、の組合せで構成されることを特徴とする金属ガスケットを提供するものである。
【００１６】
副板によって凸部側の弾性シール材を保護しつつ、上述の作用を発揮する。
次に、請求項９に記載した発明は、請求項８に記載した構成に対し、上記２枚の基板及び副板のうちの少なくとも１枚に対し、上記外周側ビードよりも外周側で他の部分よりも増厚且つ金属性の第３増厚部を形成し、その第３増厚部の板厚をＨ３とした場合に、Ｈ１＞Ｈ３の関係に設定することを特徴とするものである。
【００１７】
次に、請求項１０に記載した発明は、請求項８又は請求項９に記載した構成に対し、上記第１増厚部位置において、副板及び２枚の基板の少なくとも一箇所に、板厚方向に屈曲成形されて板厚方向にバネ力を発揮可能な金属性のバネ要素を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る金属ガスケット１  を示す要部平面図、図２は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
まず構成について説明する。
【００１９】
基板２を、ステンレス鋼板や軟鋼板などの薄肉金属板から構成する。本実施形態では、低価格品を対象として基板２が軟鋼板から構成されているものとする。本実施形態の金属ガスケットでは、後述のように硬度が低い軟鋼板を使用してもビードによる十分なシールが可能となっている。
上記基板２の略中央部には、図１に示すように、複数の燃焼室孔３が開口している。各燃焼室側端部全周は、図２に示すように折り返され、その折り返し部７ａ内にシム板１１が介挿されて、第１増厚部７が形成されている。上記シム板１１は、板厚方向に凸状となるように屈曲成形されて金属性のバネ要素１１ａを備えることで、上記第１増厚部７にバネを付与している。
【００２０】
また、各燃焼室孔３及び第１増厚部７を囲繞するように内周側シールラインＳＬ１が設定され、当該内周側シールラインＳＬ１に沿って内周側ビードＢＤ１が形成されている。
その内周側シールラインＳＬ１よりも外周側位置の基板２部分には、ボルト孔４、水孔５、オイル孔６などの各種の孔４、５、６が、接合面（シリンダブロック、シリンダヘッドのシール面）の開口に応じて形成されている。その各種の孔４、５、６よりも外周側位置において、基板２外周部に沿って外周側シールラインＳＬ２が設定され、該外周側シールラインＳＬ２に沿って外周側ビードＢＤ２が形成されている。また、各水孔５を囲繞するように第３シールラインＳＬ３が設定され該第３のビードＢＤ３が形成されている。なお、シールラインが合流する位置では、各種のビードは合流して一つのビードで形成される。
【００２１】
また、上記外周側シールラインＳＬ２よりも外周側位置である外端部位置には、基板外端部側を折り返して第３増厚部１０が形成されている。その折返し部内には、厚さ調整のためにシム１２が介挿されている。
上述の各ビードＢＤ１、ＢＤ２は、いずれも、図２に示すように、フルビードからなる金属ビード１３、１６とゴムビードとの合成によりバネ力を発揮する構成となっている。なお、不図示の第２のビードＢＤ３についても同様な構成からなる。
【００２２】
上記金属ビード１３、１６は、上記第１増厚部７の折返し側（上面側）に凸となるように基板２を板厚方向に屈曲して成形されている。
また、上記ゴムビードは、上記金属ビード１３、１６の凹部内に充填された第１の弾性シール材１４、１７と、上記金属ビード１３、１６の凸部側に固着した第２の弾性シール材１５、１８とから構成されている。
【００２３】
上記第１の弾性シール材１４、１７は、その表面が、基板２下面と略面一の平面となるように設定されている。なお、第１の弾性シール材１４、１７のビード幅方向略中央部に対し、下側に凸の突起をシールラインに沿って延びるように１条若しくは複数条形成しておくと良い（図２において破線１４ａ、１７ａにて示すもの）。
【００２４】
また、第２の弾性シール材１５、１８は、金属ビード１３、１６の凸部表面とそれに連続する基板２の平坦面部分に、つまり金属ビード１３、１６の幅よりも僅かに広い幅で第２の弾性シール材１５、１８が形成されている。また、第２の弾性シール材１５、１８の高さは、金属ビード１３、１６の高さとほぼ同じ高さであって、その表面（上面）はほぼ平坦となるように設計されている。なお、第２の弾性シール材１５、１８の上面に対しても、上側に凸の突起をシールラインに沿って延びるように１条若しくは複数条形成しても良い。
【００２５】
ここで、上記第２の弾性シール材１５、１８の幅は、金属ビード１３、１６の幅の１．５倍以内が好ましい。余り広くなると荷重が必要以上に増加してしまう。また、第２の弾性シール材１５、１８の高さは、金属ビード１３、１６の高さの０．９〜１．１倍の範囲の高さが好ましい。もっとも、各増厚部で規制される最大の圧縮変形量が圧縮破壊を起こす量（例えば４０％以上）よりも小さく且つ目的とするバネ力が発揮可能であれば、上記範囲に限定されない。
【００２６】
なお、図２に示す本実施形態の金属ガスケットにおいては、内周側ビードＢＤ１について、上記シム１１を構成する板材は、基板２の表面（上面）の形状に沿って当該表面に倣うようにして内周側ビードＢＤ１位置を越える位置まで延びている。そして、内周側ビードＢＤ１の金属ビード１３に接触する部分１１ｂが、当該金属ビード１３に係合する金属ビード状に屈曲成形されることで、内周側ビードＢＤ１の金属ビード１３の板厚を増厚し、当該内周側ビードＢＤ１のバネ力を強くしている。このため、上記第２弾性シール材１５は、上記部分１１ｂを介して上記金属ビード１３の凸部側表面に固定されている。もっとも、上記部分１１ｂによって金属ビード１３の増厚を図らなくても良い。
【００２７】
また、上記内周側シールラインＳＬ１と、外周側シールラインＳＬ２若しくは第３シールラインＳＬ３との間に位置する基板２の上面（増厚部の増厚側）のほぼ全面に亘って、面厚調整板２０ａが溶接やかしめなどによって固定されて第２増厚部２０が形成されている。上記本実施形態における第２増厚部２０を形成するための上記面厚調整板２０ａの配置位置は、図３における斜線で示す位置であるが、これに限定されず、所定間隔をあけて部分的に基板に固定して第２増厚部２０を形成してもよい。
【００２８】
ここで、上記第１増厚部７の上記シム１１を含む板厚をＨ１、第２増厚部２０の板厚をＨ２、第３増厚部１０部の板厚をＨ３と定義した場合に、Ｈ１＞Ｈ２、Ｈ１＞Ｈ３となるように、上記シム１１、１２及び面厚調整板２０ａの厚さは調整されている。第１増厚部７を一番厚い増厚部分とすることで、当該第１増厚部７に、燃焼室内の高圧ガスを十分シール可能な面圧を発生可能としている。なお、エンジンの剛性などに応じて、上記板厚Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の厚さの関係を調整することで、上記第１増厚部７、第２増厚部２０、及び第３増厚部１０に発生する、限られた面圧の配分を調整する。
【００２９】
また、無負荷時における、内周側ビードＢＤ１の高さは、上記第１増厚部７の高さよりも高く設定されている。外周側ビードＢＤ２及び第３のビードＢＤ３の高さは、第２増厚部２０よりも高く設定されている。
このように設定することで、上記構成の金属ガスケット１  を、不図示のシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介挿してボルトで締め付けて荷重を負荷すると、一番板厚の第１増厚部７に最大荷重が掛かって、燃焼室内の高圧ガスをシールする。
【００３０】
さらに、内周側ビードＢＤ１が第１及び第２増厚部７、２０で規制される高さまで圧縮変形して第１増厚部７の外周をシールする結果、シール面にある巣穴などによって第１増厚部７から漏れ出たガスをシールする。このとき、エンジンのシール面に接触するビード部分は、軟質のゴムビード部分であるので、シール面に巣穴やツールマークなどがあっても、確実にシールすることが可能となる。
【００３１】
また、各水孔５についても、上記構成の第３のビードＢＤ３でシールされることで、水孔５を流通する水を確実にシールすることができる。
また、基板２外周に沿って形成された上記構成の外周側ビードＢＤ２によって、外部から水などが基板２内に浸入することが防止される。
ここで、第３のビード及び外周側ビードＢＤ２についても、第２増厚部２０及び第３増厚部１０によってその圧縮変形量が規制される。
【００３２】
上記各ビードの圧縮変形量は、使用する弾性シール材の特性などに基づき、例えば最大４０％以内に設定するなど圧縮破壊が発生しない値とする。上記弾性シール材は、例えばフッ素ゴム、ＮＢＲ、シリコンゴム等のゴム材料や樹脂材料等の、耐食性かつ弾性を有する素材から構成すれば良い。
以上説明した本実施形態のビードＢＤは、圧縮変形した金属ビード１３、１６とゴムビードとの合成バネによって所要のシール圧を発生する構造であるので、金属ビード１３、１６を構成する基板２の硬度をその分、下げることが可能となっている。また、上下両接合面（シール面）と接触するビードの部分は、圧縮変形した軟質の弾性シール材の平坦面部分となり、その軟質な弾性シール材が、当接した接合面部分にあるエンジンの加工ツールマークを埋めることで、エンジン稼働による脈動加圧であっても、第１増厚部７から漏れた燃焼ガスを完全にシールすることができる。
【００３３】
ここで、弾性シール材を金属ビード１３、１６の凹部内のみに充填した構造の場合には、その弾性シール材１４、１７が圧縮変形することで、金属ビード１３、１６及び金属ビード１３、１６に続く両側の基板２平坦部分を上側に反るように変形させる外力が発生する。そして、金属ビード１３、１６の疲労破壊を抑え且つ基板コストを抑える目的で基板２の硬度を下げるほど、上記上側（凸側）に反るような変形が顕在化するおそれがあるが、本実施形態では、凸部側にも第２の弾性シール材１５、１８を配置することにより、当該第２の弾性シール材１５、１８の圧縮変形によって、金属ビード１３、１６及び基板２の上記変形を防止して、凹部の第１の弾性シール材１４、１７によるシール性能の劣化を防止している。もっとも、金属ビード１３、１６の両側近傍にそれぞれ増厚部が配置されている部分にあっては、その増厚部によっても上記変形を抑える働きがあるので、その分、第２の弾性シール材１５、１８の幅を小さく設定したりしても良い。
【００３４】
また、上記第１の弾性シール材１４、１７は、金属ビード１３、１６でカバーされて直接ガスや冷却水や潤滑油などに触れる可能性が小さい。また、第２の弾性シール材１５、１８にあっても、直接ガスや冷却水や潤滑油などに触れる部分は主として側面だけであり、金属ビード１３、１６の両側に位置する第２弾性シール部分が当該金属ビード１３、１６で分離されているので、一方の第２弾性シール部分が水などと接触しても他方の第２弾性シールへの影響を抑えることができる。
【００３５】
上記のように、本実施形態のビード構造では、確実なシール機能を確保しつつ基板２の硬度を落とすことが可能となって、繰り返し荷重に対しても疲労破壊し難い金属ガスケット構造となる。
また、各ビードの圧縮変形量を規制する増厚部として、第１増厚部７及び第３増厚部１０の他に第２増厚部２０を設けることで、エンジン稼働による脈動加圧があっても、内周側シールラインＳＬ１と外周側シールラインＳＬ２との間に位置する基板２部分が凹むような変形を発生することを抑えることができると共に、ビード自体の圧縮変形量の変動も抑えられてビードによるシール圧の安定化に繋がる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記シム１１にバネを持たせることで、エンジン稼働時に燃焼室周囲の面圧バランスが崩れても当該シム１１のバネ要素１１ａが追従して第１増厚部７のシール圧を所定の範囲に保持可能であり、その分、第１増厚部７からのガスの漏れを防止することができる。すなわち、エンジン運転中に熱変形で部分的に面圧の低下箇所があっても、その変形に追随して面圧の確保が行われる。
【００３７】
なお、第１増厚部７による周方向に沿った面圧が均等化するように、当該第１増厚部７の周方向に沿った高さに抑揚をつけておいても良い。周方向に沿った第１増厚部７の面圧均等化させることは、ボア真円度を図ると共に、パワーロスやオイル消費の低減に貢献する。
なお、本実施形態では、基板２下面及び増厚部上面に対して、シール剤を塗布して、金属面におけるシール性能の補完を図っている。
【００３８】
ここで、図４に示すように、上記基板２全面とほぼ対向可能な大きさの副板２２を上記基板２の上側に積層するように配置してシール剤の塗布を省略しても良い。副板２２は、凸側の弾性シール材１５、１８を保護したり、ガスケット全体の板厚の調整の役割を持つ。なお、副板２２にも、水孔などの開口が形成されている。
【００３９】
また、副板２２を設ける場合には、図５に示すように、上記バネ要素を備えたシムを省略する代わりに、上記副板２２における第１増厚部７と対向する部分を、金属ビードを形成するように板厚方向に屈曲成形してバネ要素２２ａを形成するようにしても良い。なお、副板２２にバネ要素を設ける位置は、第１増厚部７と対向する部分だけに限定されない。基板２における面圧が不安定となりやすい位置と対向する部分にも上記バネ要素を設けても良い。図５では、第３増厚部１０を面厚調整板２４を固着することで構成している。
【００４０】
またこのとき、図６に示すように、第１増厚部７を構成する折返し部分にバネ要素の無い通常のシム２３を挟み込むことで、第１増厚部７の周方向に沿った板厚の調整を容易にしても良い。
ここで、上記説明では、第２増厚部２０を形成する面厚調整板２０ａを基板２に固定しているが、副板２２側に固定しても良い。
【００４１】
また、第１増厚部７位置にバネを持たせるという観点から考えると、図７に示すように、副板２２を、金属ビード１３の凹部側から対向するようにして、基板２に積層配置しても良い。但し、副板２２の第１増厚部７と対向する部分に副板を屈曲成形してなるバネ要素２２ａを設けておくことが好ましい。
なお、第１増厚部７の形成は、燃焼室孔３側端部の折返しによる形成に限定されず、面圧調整板の固着などで形成しても良い。この場合には、面圧調整板自体を屈曲形成して第１増厚部７にバネを持たせても良い。
【００４２】
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部材については同一の符号を付して説明する。
本実施形態は、図８に示すように、上記第１実施形態と同様に、第１増厚部７、第２増厚部２０、第３増厚部１０、内周側ビードＢＤ１、外周側ビードＢＤ２を備え、基板２に対向配置して副板２２を設けるものであるが、図４に示すように、第１実施形態で基板２に設けた第１増厚部７及び第３増厚部１０を副板２２側に設けた点が異なる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、第２の基板２を副板２２を介して上記基板２に積層配置すると共に、当該第２の基板２に対しても内周側シールラインＳＬ１及び外周側シールラインＳＬ２に沿って上述の構成のビード（金属ビード１３、１６とゴムビードとの合成）を設けている。
すなわち、本実施形態の金属ガスケット１  は、各シールラインに沿って上記内周側ビードＢＤ１、外周側ビードＢＤ２、第３のビードＢＤ３が形成された２枚の基板２を、互いのビード凸部側を対向させて積層配置すると共に、当該２枚のビード間に、第１増厚部７及び第３増厚部１０を形成した副板２２を介挿して構成されている。
【００４４】
また、上側の基板２には第２増厚部２０を形成する面厚調整板２０ａが固定されている。もっとも、上記第１〜第３増厚部７、１０、２０は、それぞれ２枚の基板２及び副板２２のうち少なくとも１枚に形成すればよい。
また、本実施形態では、２枚の基板２に設けたビードの圧縮変形量を所定以内に抑えるために、副板２２における面厚調整板２０ａが当接する部分を反対側（下側）に若干窪ませている。
【００４５】
図８に示す例では、副板に設けた第１増厚部７内のシム１１にバネ要素１１ａを設けて、第１増設部７にバネを付与しているが、当該第１増厚部７に対向する基板２部分に金属ビードを形成することで第１増厚部７にバネを付与しても良い。
また、図９に示すように、折返しによって形成した第１増厚部７内に介挿したシム１１を外周側にも延ばして面圧が不安定となり易い位置を板厚方向に屈曲成型してバネ要素を形成して面圧を補完するようにしても良い。なお、図９は、副板２２に第２増厚部２０を構成する面厚調整板２０ａを配した例である。
【００４６】
また、他の実施例を図１０〜図１４に示す。この実施例は、第１増厚部にバネ要素を付与しない例であるが、第１増厚部位置にバネ要素を付与しても構わない。また、副板は、図１０のように、２枚以上積層配置しても構わない。さらに、副板を省略しても構わない。
また、上記全実施形態では、一方の面側に凸状の金属ビードとしてフルビードを採用した場合を例示しているが、図１５に示すように、一方の面側に凸状の金属ビードとしてハーフビードを採用しても構わない。図１５では、外周側ビードＢＤ２を構成する金属ビード１６の全部若しくは一部をハーフビードとし、凸部側に弾性シール材１８を固着すると共にその凸部裏側の凹部にも弾性シール材１７を充填している。ハーフビードとした場合には、ビード幅を狭くすることが可能である。
【００４７】
また、上記全実施形態では、第３増厚部１０が有る場合を例示しているが、第３増厚部を省略しても良い。第３増厚部１０を省略しても、第２増厚部２０で外周側ビードＢＤ２の圧縮変形量が規制することが可能である。
また、第２増厚部２０を面厚調整板２０ａを設けることで構成しているが、副板における第２増厚部位置自体を相対的に増厚して第２増厚部を形成するようにしても良い。
作用や効果については上記第１実施形態と同様である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、燃焼室の高圧ガスをシールする機能と面粗度の悪いシール面を低い面圧で長期間に渡り完全シール性能を確保可能な金属ガスケット１  を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る金属ガスケットを示す平面図である。
【図２】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図３】面厚調整板の配置位置を示す図である。
【図４】金属ガスケットの別の構成を示す断面図である。
【図５】金属ガスケットの別の構成を示す断面図である。
【図６】金属ガスケットの別の構成を示す断面図である。
【図７】金属ガスケットの別の構成を示す断面図である。
【図８】本発明に基づく第２実施形態に係る金属ガスケットを示す断面図である。
【図９】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１０】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１１】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１２】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１３】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る別の金属ガスケットを示す断面図である。
【図１５】外周側ビードの金属ビードをハーフビードで構成する場合の例を示す図である。
【図１６】従来例を説明するための断面図である。
【図１７】従来例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１    金属ガスケット
２    基板
３    燃焼室孔
４    ボルト孔
５    水孔
６    オイル孔
７    第１増厚部
１０  第３増厚部
１１  シム
１１ａ  バネ要素
１３，１６  金属ビード
１４，１７  第１の弾性シール材（ゴムビード）
１５，１８  第２の弾性シール材（ゴムビード）
２０  第２増厚部
２０ａ  面厚調整板
２２  副板
２２ａ  バネ要素
ＢＤ１  内周側ビード
ＢＤ２  外周側ビード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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