(57)【要約】【課題】安定したシール性能を確保することができると共に、ビードとは別の増厚部を不要とした薄物の金属ガスケットを提供する。【解決手段】燃焼室孔２周りのビードを、多条の凸部６、７からなる金属ビードと当該金属ビードの凹部に少なくとも充填される弾性シール材からなるゴムビードとの合成多条ビードとしている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉金属板からなる基板に対し、シールラインに沿ってビードが形成されて、対向する接合面間に組み付けられる金属ガスケットにおいて、
上記シールラインに沿って形成されるビードの少なくとも１部のビードを、
一方の面側にのみ突出するように上記基板を凹凸状に成形することで形成されて上記シールラインを横切る方向に並ぶ複数条の凸部からなる金属ビードと、
上記複数条の凸部のうちの少なくとも１つの凸部裏側に充填されると共に当該複数条の凸部のうちの少なくとも１つの凸部における少なくとも当該凸部表面に固着する弾性シール材からなるゴムビードと、の合成からなる合成多条ビードとしたことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
上記ゴムビードは、少なくとも金属ビードの凸部裏側の凹部内及び凸部間の凹部内に充填される弾性シール材からな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】
上記合成多条ビードを形成する金属ビードの凸部の条数、及び各凸部の幅の少なくとも一方は、ビードの延在方向に沿って、上記接合面間に組み付けられたときに当該接合面から負荷される圧力に応じて変更され、当該負荷される圧力が小さいところでは、上記凸部の条数を他の部分に比べて多く設定したり、上記凸部の幅を広くしたりす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】
少なくとも燃焼室孔及びボルト孔が開口した薄肉金属板から基板が構成され、上記燃焼室孔を囲むようにシールラインが配置される金属ビードにおいて、その燃焼室孔を囲むシールラインに沿って形成されるビードを、上記合成多条ビードとした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】
上記燃焼室孔の開口端部を上記金属ビードの突出側に９０度未満の角度で折り曲げて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部は、接合面間に組み付けた状態において折り曲げ方向に向けて付勢するバネを有することを特徴とする請求項４に記載した金属ガスケット。
【請求項６】
上記金属ビードを構成する複数条の凸部の少なくとも一つのの凸部は、上端面が平坦面となっていると共に、その平坦面の開始位置と当該凸部裏側の凹部の開始位置とがビード幅方向にオフセットしていることで、当該凸部を構成する立上り部部分の一部に段部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載した金属ガスケット。
【請求項７】
上記立ち上がり部分の一部に段部が形成された凸部の凹部内に、その凹部の深さと同じ若しくは深さ未満の板厚からなるシム板を配設したことを特徴とする請求項６に記載した金属ガスケット。
【請求項８】
上記基板に少なくとも燃焼室孔が開口し、その燃焼室孔を囲むように上記合成多条ビードが形成され、上記段部は、金属ビードを形成する複数条の凸部のうち少なくとも燃焼室孔に一番近い凸部に形成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載した金属ガスケット。
【請求項９】
上記段部の高さは、ビード延在方向に沿って抑揚変化していて、接合面間に組み付けたとき当該接合面から負荷される荷重が小さい場所ほど上記段部の高さが高くなるように設定されてい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】
上記金属ビードを形成する複数条の凸部の高さは、互いに異なることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載した金属ガスケット。
【請求項１１】
上記金属ビードを形成する複数条の凸部の条数を３条以上とし、左右両端部に位置する凸部の高さを、その間に位置する凸部の高さよりも高く設定すると共に、その左右両端部に位置する凸部における、ビード幅方向外側を向く凸部表面には弾性シール材を固着せず、ゴムビードを構成する弾性シール材は、上記各凸部裏側の凹部内及び上記左右両端部に位置する凸部間に充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項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ボルト締結されて燃焼ガスをシールするのに好適な薄物の金属ガスケットに関するものである。
【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、先行技術文献１に記載されているものがある。
この金属ガスケットは、剛性が高く且つ弾力性のある薄肉金属板から基板を構成して、燃焼室孔の周縁を囲繞するシールラインに沿って、基板を板厚方向に屈曲成形して金属ビードを形成している。そして、上記金属ガスケットを、シリンダーブロックの接合面とシリンダーヘッドの接合面との間に介挿してボルトで締め付けて取り付けると、当該締付け力に応じて金属ビードが弾性変形し、その弾性変形による圧によって燃焼室孔の周りを線シールする。
【０００３】
また、上記燃焼室孔の端部を折り返して増厚部を形成することで、接合面間に組み付けたときに、当該増厚部に一番大きな面圧を発生させて燃焼ガスをシールすると共に、当該増厚部によって上記金属ビードの圧縮変形量を狙いとする値に設定している。
また、従来、この種の金属ガスケットとしては、例えば先行技術文献２に記載されているものもある。
【０００４】
この金属ガスケットは、基板を１枚の薄鋼板から構成し、燃焼室孔の開口端部全周にグロメットなどを装着したり折り返したりして第１の増厚部を形成し、また、基板の外周縁近傍をシールラインとして基板の両面に突出するようにゴムを焼き付けてゴムビードを形成している。また、基板の外周端部の一部を折り返して第２の増厚部を形成している。この金属ガスケットでは、増厚部によってゴムビードの圧縮変形量を規制することで当該ゴムビードの破壊を防止しつつ圧縮変形したゴムビードによってシールしている。なお、ゴムビードが圧縮破壊されるのを防止するために、通常、ゴムビードの圧縮変形量を例えば最大４０％程度以下に設定している。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−３４６５号公報
【特許文献２】
特開平６−１０１７６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の金属ガスケットのビードでは、接合面に対し金属ビードによるメタル接触かつ線接触でシールする。このため、基板つまりビードを構成する部材を高硬度材とすることでビードのバネ応力を高めて、要求されるシール圧を確保する必要がある。また、上記ビードは、メタル接触でシール機能を発揮するため、当該ビードを形成する基板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、引張の繰り返しで入力されて疲労破壊に繋がることが有る。
【０００７】
また、上記金属ガスケットが使用されるエンジンは、更なる軽量化、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、基板の硬度を下げるために硬度の低い材料を使用することが望ましい。
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。
【０００８】
また、上記後者の金属ガスケットにあっては、ゴムビードのうち増厚部よりも突出した突出厚さ分だけが圧縮変形してシールのための反発弾力を発生するが、当該ゴムビードは、基板の平坦部に形成されると共に基板の両面から突出する形状であるので、ゴムビードのゴム量が抑えられて圧縮変形量が小さくなる。この結果、ゴムビードの寸法精度の要求度が高く、かつ変形追随量も小さく、当該ゴムビード５３の成形加工が難しくなると共に加工精度も厳しくなる。
【０００９】
また、上述のように、基板の平坦部にゴムビードが成形されていると、例えば、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面に介挿される金属ガスケットを想定した場合に、当該シリンダーヘッド材とシリンダーブロック材の素材の違いによる熱膨張差によるずれによって基板の表面に沿ったせん断力が入力される結果、上記ゴムビードが、基板から剥離する心配もある。
【００１０】
さらに、上記従来の金属ガスケットにあっては、基板端部の折返しやグルメットの装着によって、ビードとは別に当該ビードのストッパとなる増厚部を設けているため、当該増厚部によって金属ガスケットの薄さが制限されてしまう。例えば、基板を折り返して増厚部を形成すると、金属ガスケットの厚さは、ほぼ基板の板厚の２倍程度となってしまう。これは、前者の従来の金属ガスケットであっても同様である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、安定したシール性能を確保することができると共に、ビードとは別の増厚部を不要とした薄物の金属ガスケットを提供することを課題としている。
【００１１】
【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、薄肉金属板からなる基板に対し、シールラインに沿ってビードが形成されて、対向する接合面間に組み付けられる金属ガスケットにおいて、
上記シールラインに沿って形成されるビードの少なくとも１部のビードを、
一方の面側にのみ突出するように上記基板を凹凸状に成形することで形成されて上記シールラインを横切る方向に並ぶ複数条の凸部からなる金属ビードと、
上記複数条の凸部のうちの少なくとも１つの凸部裏側に充填されると共に当該複数条の凸部のうちの少なくとも１つの凸部における少なくとも当該凸部表面に固着する弾性シール材からなるゴムビードと、の合成からなる合成多条ビードとしたことを特徴とするものである。
【００１２】
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、上記ゴムビードは、少なくとも金属ビードの凸部裏側の凹部内及び凸部間の凹部内に充填される弾性シール材からなることを特徴とするものである。
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。
【００１３】
また、多条とすることで、ビードに負荷される荷重が低減して必ずしも増厚部などのストッパが必要ではない結果、ガスケットを薄くすることが可能となる。また、シールラインを横切る方向に多条に成形することでラビリンス効果を得る。
さらに、２条以上の凸部の表裏にそれぞれ上記弾性シール材を設けた場合には、仮に一条の凸部に設けた弾性シール材が熱や液などによって劣化しても、残りの弾性シール部分でシールすることが可能である。
【００１４】
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、上記合成多条ビードを形成する金属ビードの凸部の条数、及び各凸部の幅の少なくとも一方は、ビードの延在方向に沿って、上記接合面間に組み付けられたときに当該接合面から負荷される圧力に応じて変更され、当該負荷される圧力が小さいところでは、上記凸部の条数を他の部分に比べて多く設定したり、上記凸部の幅を広くしたりすることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、負荷される圧力が低くなる部分の条数や幅を増加することで、その部分で受ける加重が増加して、シールライン（ビード）に沿った面圧の均等化を図ることが可能となる。
例えば、締付けボルト孔近傍に比べてボルト孔間は負荷される荷重が相対的に小さいが、そのような部分においては、凸部の条数を相対的に増やしたり全部若しくは一部の凸部の幅を相対的に広くしたりすることで、当該ボルト孔間のビードに負荷される荷重が増加して、シールラインに沿った圧の均等化を図ることが可能となる。
【００１６】
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、少なくとも燃焼室孔及びボルト孔が開口した薄肉金属板から基板が構成され、上記燃焼室孔を囲むようにシールラインが配置される金属ビードにおいて、その燃焼室孔を囲むシールラインに沿って形成されるビードを、上記合成多条ビードとしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によれば、万一、燃焼室孔側の凸部位置で圧漏れが生じたり弾性シール材に焼けがあっても、それよりも外周側の温度の低い他の凸部位置でシール可能となる。
なお、一部の凸部だけに弾性シール材を設ける場合には、燃焼室孔から離れた位置の凸部に弾性シール材を設けることが好ましい。
【００１８】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した構成に対し、上記燃焼室孔の開口端部を上記金属ビードの突出側に９０度未満の角度で折り曲げて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部は、接合面間に組み付けた状態において折り曲げ方向に向けて付勢するバネを有することを特徴とするものである。
なお、上記折り曲げ部はハーフビードと見なすことも可能である。
【００１９】
本発明によれば、折り曲げ部が、合成多条ビードに対し、ボアからの燃焼ガスに侵入や炎の侵入を防止したり、隙間に入った不完全燃焼ガスによるすすが堆積炭化するのを防止して、よりシール性が向上すると共に合成多条ビードでの焼けを防止可能となる。
ここで、９０度未満の角度としているのは、次の理由による。すなわち、９０度以上に折り曲げてバネを発揮させようとすると、折り曲げ部が２つに折り畳まれた状態となって、金属ガスケットの厚さが例えば基板の２倍以上の厚さとなってしまう。これに対し、９０度未満の角度とすることで、折り曲げ部を設けても金属ガスケットのシール厚を薄くすることが可能となる。角度としては、３０度〜６０度が好ましい。
【００２０】
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載した構成に対し、上記金属ビードを構成する複数条の凸部の少なくとも一つのの凸部は、上端面が平坦面となっていると共に、その平坦面の開始位置と当該凸部裏側の凹部の開始位置とがビード幅方向にオフセットしていることで、当該凸部を構成する立上り部部分の一部に段部が形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によれば、上記段部がストッパの役割をして、ビードの変形量を確実に目的の値に設定することが可能となる。
またビードによって形成するので、金属ガスケットを薄物とすることが可能である。
次に、請求項７に記載した発明は、請求項６に記載した構成に対し、上記立ち上がり部分の一部に段部が形成された凸部の凹部内に、その凹部の深さと同じ若しくは深さ未満の板厚からなるシム板を配設したことを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、上記シム板の配設は、例えば、上記凹部に嵌め込むことで実現される。
上記シム板の厚さは、凹部の深さと同等か同等以下であるので、凹部から突出することはなく、当該シム板を凹部内に配置することで、その分だけ上記段部の剛性が高くなり、当該段部によるストッパ効果が寄り確実となる。また、シムの板厚を、凹部の深さよりも小さく設定することで、上記段部の剛性を高めると共に当該段部を備えた凸部のバネを調整可能となる。
【００２３】
なお、上記シム板は、上述のように凹部内に嵌め込むなどによって配設可能であるので、直接に、基板平坦部に固着させる場合に比べて取付けを容易とすることが可能である。また、凹部内に配置すると当該凹部によってシム板の横方向への移動が規制される結果、剪断力が入力されても、上記シム板が基板から剥がれ難くなる。
【００２４】
次に、請求項８に記載した発明は、請求項６又は請求項７に記載した構成に対し、上記基板に少なくとも燃焼室孔が開口し、その燃焼室孔を囲むように上記合成多条ビードが形成され、上記段部は、金属ビードを形成する複数条の凸部のうち少なくとも燃焼室孔に一番近い凸部に形成されていることを特徴とするものである。  本発明によれば、一番燃焼室孔に近い段部が、炎に対する遮蔽壁の役割を有して弾性シール材の焼けを防止可能となる。
【００２５】
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、上記段部の高さは、ビード延在方向に沿って抑揚変化していて、接合面間に組み付けたとき当該接合面から負荷される荷重が小さい場所ほど上記段部の高さが高くなるように設定されていることを特徴とするものである。
上記合成多条ビードのうちでは、段部に一番大きな圧が発生するが、その段部の延在方向に沿って当該段部に高さに適当な抑揚を付けることで延在方向に沿った圧の均等化が図られる結果、ボアの真円度を歪ませる要因を除去可能となる。
【００２６】
次に、請求項１０に記載した発明は、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載した構成に対し、上記金属ビードを形成する複数条の凸部の高さは、互いに異なることを特徴とするものである。
各凸部に負荷される圧が均一とは限らないが、凸部高さを互いに変えることで各凸部位置での荷重負荷の分担が調整されて、ビード幅方向に沿った、適正なシール圧の分布を実現可能となる。
【００２７】
次に、請求項１１に記載した発明は、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載した構成に対し、上記金属ビードを形成する複数条の凸部の条数を３条以上とし、左右両端部に位置する凸部の高さを、その間に位置する凸部の高さよりも高く設定すると共に、その左右両端部に位置する凸部における、ビード幅方向外側を向く凸部表面には弾性シール材を固着せず、ゴムビードを構成する弾性シール材は、上記各凸部裏側の凹部内及び上記左右両端部に位置する凸部間に充填されていることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明によれば、外側部分に弾性シール材を固着しないことで、左右両端部の凸部位置が一番撓みやすくなると共に一番多く撓む。これによって、その間の凸部位置に生じる圧と左右両端部位置での圧との差を小さく設定して、ビード幅方向に沿ったシール圧を適正化することが可能となる。
また、左右の外側に弾性シール材を設けないことと、左右両端部の凸部が一番高く設定されているので、基板両面に設ける弾性シール材の充填をプリント方式で実施することも可能となる。
【００２９】
【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  を示す平面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
まず、本実施形態に係る金属ガスケット１の構成について説明する。
【００３０】
基板１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１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Ｋ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１には、図１に示すように、その略中央部に燃焼室孔２が開口し、また、基板１外周側に複数のボルト孔３が開口している。さらに、基板１には、オイル孔５、チャンバー孔４などが開口している。なお、水冷式の場合には冷却水用の孔も開口している。
【００３１】
また、上記燃焼室孔２を囲むようにして第１シールラインが設定されると共に、基板１の外周、オイル孔５、及びチャンバー孔４に沿って第２シールラインが設定されている。
そして、上記第１シールラインに沿って、第１のビードＢＤ１である合成多条ビードが形成されている。合成多条ビードは、図２に示すように、シールラインに沿って延びる複数条の凸部６、７からなる金属ビードと、その金属ビードに充填・固着されるゴムビードとの合成によって構成される。
【００３２】
上記金属ビードを形成する各条の凸部６、７は、上記図２に示すように、いずれも上側にのみ突出するように、基板１を板厚方向に凹凸状に屈曲成形して形成されて、各条の凸部６、７の裏側（下面側）に凹部が形成されると共に、隣り合う凸部６、７間にも凹部が形成される。ここで、シールラインを横切る方向に並ぶ上記凸部６、７の条数は、本実施形態では、原則として２条に設計しているが、相対的に負荷される圧が小さくなりやすいボルト孔３の間にあっては、当該ボルト孔３間に１条多く凸部８を形成して合計３条の凸部６、７、８に設定している（図３参照）。なお、条数は、２条や３条に限定されず、形成可能なビード幅などに応じて４条以上であっても勿論構わない。
【００３３】
また、上記ゴムビードは、上記凸部６、７裏側の凹部及び凸部６、７間の凹部に充填される第１の弾性シール材１２、１３、２０と、上記凸部６、７表面のうち上記凹部を形成しない当該凸部６、７表面側に固着する第２の弾性シール材２２とから構成される。第２の弾性シール材２２は、上記凸部６、７を形成する立上り部と、その立上り部に連続する基板１平坦部とに固着している。ただし、上記第２の弾性シール材２２は、燃焼室孔２に一番近位の凸部６の表面には固着していない。これは、燃焼室孔２に一番近位の凸部６表面に弾性シール材が固着していると、当該弾性シール材が燃焼室孔２からの炎によって焼けるからである。なお、上側に設けられる弾性シール材２０、２２の高さは、略凸部６、７と同一若しくは同程度に設定すればよい、すなわち、凸部６、７の最上面にも弾性シール材が被着していても構わない。上記弾性シール材２０，２１の高さは、組み込まれたときに想定される圧縮率が当該弾性シール材２０，２１が圧縮破壊を生じない範囲となる範囲で設定すればよい。
【００３４】
また、第２シールラインに沿って形成される第２のビードＢＤ２は、１条の凸部からなる金属ビード９と、ゴムビードとから構成される。
上記金属ビード９は、基板１を板厚方向に屈曲して上側にのみ突出するように凸状に成形して構成される。この金属ビードを形成する凸部の幅は、上記第１シールラインの凸部６、７の幅よりも広い。また、ゴムビードは、その金属ビード９の凸部裏側（下面側）の凹部内に充填される弾性シール材１５と、当該金属ビード９の凸部表面側に固着する弾性シール材２３、２４とから構成される。
【００３５】
ここで、上記弾性シール材は、いずれも、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、耐食性かつ弾性と耐熱性を有する素材から構成すれば良い。
次に、上記構成の金属ガスケットＫの作用・効果などについて説明する。
上記構成の金属ガスケットＫは、シリンダブロックとシリンダガスケットとの対向する接合面間に介装されて、締付けボルトを締め付けることで、上記ビードＢＤ１、ＢＤ２が圧縮変形して所要のシール圧を発生して燃焼ガスなどをシールする。
【００３６】
このとき、本実施形態のビードは、圧縮変形した金属ビードとゴムビードとのによる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、金属ビードを構成する基板１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。このために、例えばビードＢＤ１によって、エンジン稼働による脈動加圧であっても、燃焼ガスを完全にシールすることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、外周側に位置する第２のビードＢＤ２に比べて、燃焼室孔２側に形成した第１のビードＢＤ１（合成多条ビード）の金属ビードの条数を増やしていることから、当該合成多条ビードに負荷される荷重が大きくなり、つまり圧が小さくなって第１のビードＢＤ１での変形量を抑える。この結果、当該第１のビードＢＤ１の圧縮変形量を規制するために、燃焼室孔２側端部を折り返して形成する金属性の増厚部を必ずしも設ける必要がない。
【００３８】
また、第１シールラインを横切るように複数条の凸部６、７を形成しているので、仮に、燃焼室孔２側の凸部６位置で圧漏れが生じても、その位置よりも外周側の凸部７位置の金属ビード及びゴムビード部分でシールすることが可能となる。
このように、本実施形態では、ボア内の燃焼ガスをシール可能であるにも拘わらず、第１のビードＢＤ１の圧縮変形量を規制する折返し増厚部が不要となる。つまり、薄物で安価な金属ガスケットＫを提供することができる。
【００３９】
また、ボルト孔３間は、他の部分よりも負荷される圧が小さいことに鑑み、本実施形態では、当該ボルト孔３間に位置する部分の凸部６、７の条数を相対的に増加してボルト孔３間に負荷される荷重を増加している。この結果、第１のビードＢＤ１について、周方向に沿った圧縮変形量が均等化することで、周方向に沿ったシール圧のバランスを取っている。
【００４０】
ここで、上記負荷される圧が小さい部分について、凸部の条数を相対的に増加させる代わりに若しくは併用して、凸部の幅を相対的に広くすることで荷重の増加を図っても良い。この場合、例えば、全ての凸部の幅を変えずに、一番燃焼室孔２側の凸部６の幅だけを広くするようにするなどでも良い。
また、図３に示すように、燃焼室孔２を形成する基板１端部を、９０度未満の角度で上方に折り曲げて折り曲げ部１１を形成しておくと良い。なお、図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、金属ガスケットを構成する凸部の条数が３条６、７、８の部分での図である。
【００４１】
上記折り曲げ部１１は、基板１の下面を形成する基準面に対する立上り角度が９０度未満、好ましくは３０度〜６０度に設定されていて、第１のビードＢＤ１の変形と共に、基板１の下面側に押し戻される結果、上方に向けて付勢するバネを発揮可能となっている。このことから、折り曲げ部１１の立上り量（高さ）は、第１のビードＢＤ１が圧縮変形したときの高さより高く設定する。例えば第１のビードＢＤ１の高さと同じに設定すればよい。
【００４２】
この折り曲げ部１１を設けておくと、直接に燃焼ガスや燃焼時の炎と接触する部分が折り曲げ部１１となることから、当該折り曲げ部１１によって、第１のビードＢＤ１が炎などから保護されて、第１のビードＢＤ１のゴムビードが焼けにくくなる。また、立上り角度を９０度未満、つまり折り返さないので、上記折り曲げ部１１を設けてもガスケットを厚くすることがない。
【００４３】
ここで、上記実施形態の合成多条ビードにあっては、一番外周側の凸部７、８の外周側表面にも第２の弾性シール材２２を固着する例を示しているが、この一番外周側の凸部７、８の外周側表面に固着する弾性シール材２２を省略しても良い。
また、上記実施形態では、金属ビードを形成する多条の凸部６、７を全てフルビードで形成する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、図４に示すように、一番外周側の凸部８−２をハーフビード状に形成しても良い。
【００４４】
ここで、一番外側の凸部８−２をハーフビードとした場合には、それに続く基板１の平坦部が上側にオフセットする。これを防止するために、図５に示すように、ハーフビードの端部に沿って切欠き３０を形成しても良い。なお、この実施例では、ボルト孔３間だけに凸部８が形成されているので、つまり周方向に沿って部分的に凸部８が形成されているので、上述のような切欠きを形成しても問題はない。
【００４５】
また、金属ビードを形成する多条の凸部６、７、８の高さを、ビード幅方向に沿った圧バランスを適正化する目的などに応じて、互いに異なるように設定しても良い。
また、上記実施形態では、凸部６，７，８の全ての凹部に弾性シール材１２，１３，１４を充填しているが、例えば凸部７，８の凹部だけに充填するようにしても良い。
【００４６】
また、上側の弾性シール材２０，２１についても、全ての凸部間の凹部に充填するようにしているが、例えば、燃焼室孔２に近い弾性シール材２０を省略しても構わない。また、凸部間の凹部に充填するようにして弾性シール材２０，２１を設けているが、個々独立に、各凸部の表面に弾性シール材を固着させるようにしても構わない。
【００４７】
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などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。但し、合成多条ビードの構成が少し異なる。
すなわち、本実施形態の合成多条ビードも、複数条の凸部６、７、８からなる金属ビードと、上述のようなゴムビードとからなるが、上記折り曲げ部１１に代えて、若しくは当該折り曲げ部１１と共に、図６に示すように、上記第１のビードＢＤ１を構成する金属ビードの複数条の凸部６、７における一番内周側（燃焼室孔２側）に位置する凸部６の立上り部を略９０度に設定し、且つ、当該凸部６の上端面を平坦にしている。これによって、その平坦部の開始位置と、その裏側に形成される凹部の開始位置とを、燃焼室孔２から離れる方向（ビード幅方向）にδだけオフセットさせて、凸部６の立上り部に段部６ａ、６ｂを形成している。この段部６ａ、６ｂは、板厚方向の荷重によって圧縮しないか、当該圧縮量が小さいので、合成多条ビード全体の板厚方向圧縮量を規制する。図６では、一番内側の凸部６の２つの立上り部を共に段部６ａ、６ｂとしているが、少なくとも燃焼室孔２側が段部６ａを形成していればよい。
【００４８】
なお、複数条の凸部６、７のうち段部を形成しない凸部７、８の高さについては、段部を形成した凸部６の高さよりも若干高めに設定しておく。また、段部を形成する凸部上面の平坦部は、基板と必ずしも平行でなくても良く、若干傾斜していても良い。
このように、金属ビードの一部に段部を形成すると、ビードとは別に基板１を折返して増厚部を設けることなく、金属ビードの圧縮変形量を所定の値に規制することが可能となる。また、上記段部６ａ、６ｂは、凸部６の立上り部に形成するので、基板１の厚さの１倍未満など、その高さを小さく設定することが可能となって、薄物の金属ガスケットＫを提供することが可能となる。
【００４９】
このとき、第１のビードＢＤ１では、段部６ａに一番圧が付与されることとなることに鑑み、当該段部６ａの高さを延在方向に沿って抑揚変化を付けて当該延在方向に沿った圧の均等化を図ることが好ましい。このように抑揚変化を付けることで、ボアの真円度への悪影響を小さくすることが可能となる。
また、上記段部のうち、燃焼室孔２に一番近い部分の凸部６の立上り部に形成した段部６ａは、燃焼室孔２から離れる方向に、基板１の板厚相当の遮蔽壁となって、その分、凹部の弾性シール材１２の焼き付けを防止する。
【００５０】
その他の構成、及び作用・効果などについては上記第１実施形態と同様である。
ここで、上記実施形態の説明では、一番内周側の凸部６に段部を形成する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、複数条の凸部６、７を形成する立上り部のうち、一番内周側と一番外周側の部分に段部６ａ、７ｂを形成するようにしても良い。このような構成であっても、ゴムビードを形成する弾性シール材１２、１３、２０、２２等が変形することでシールすることが可能である。なお、段部７ｂの高さよりも段部６ａの高さを高く設定することで、段部６ａへの圧が一番高くなるように設定している。
【００５１】
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である。但し、合成多条ビードの構成が少し異なる。
すなわち、本実施形態の合成多条ビードも、複数条の凸部からなる金属ビードと、ゴムビードとからなるが、両端部に位置する凸部の外側表面側に弾性シール材を固着させていない。
【００５２】
そして、金属ビードを形成する多条の凸部６、７の高さを互いに異なるように設定している。本実施形態では、図８に示すように、凸部６、７、８の高さを燃焼室孔２に近づくにつれて高くなるように設定している。通常、燃焼室孔２に近づくにつれてボルト孔３から離れて負荷される圧が小さくなるが、当該燃焼室孔２側のビード高さを高く設定することで、燃焼室孔２側の面圧を高く設定することができる。この結果、ビード幅方向に沿ったシール圧のバランスを適正化することが可能となる。
【００５３】
また、凸部６、７、８の高さを燃焼室孔２に近づくにつれて高く設定して、凸部６、８の上端を結ぶ線が直線状となるように設定している。これによって、合成多条ビードを形成するゴムビードの上面及び下面が平面状となって、上下の凹部に充填する弾性シール材１２、１３、１４及び２０、２１をプリント方式で充填することが可能となる。なお、上面側にのみ突出するようにして金属ビードを形成しているため、いずれの実施形態を採用しても、下面側のゴムビードの面は平面状となってプリント方式による弾性シール材１２、１３、１４の充填が可能である。
【００５４】
なお、いずれの図においても、凸部と凸部との境界部下面が基板１下面と同じ面位置にあるが、若干上側にオフセットしていても良い。この場合であっても、下面の凹部に充填する弾性シール材の下面は、基板１下面に等しく設定する。
また、図９に示すように、凸部の条数を３条以上として、一番内周側及び一番外周側の凸部６、８高さを、狙いとする高さよりも若干高めに設定し、その両端部の凸部６、８の間に位置する凸部７を狙いとする高さとし、さらに、その両端部の凸部６、８間について、その両端の凸部６，８の高さまで弾性シール材２０、２１を充填するようにする。このようにすると、弾性シール材の下面及び上面が共に平面状態となるので、プリント方式でも弾性シール材１２、１３、１４、及び２０、２１を充填することが可能となり、シール材の形成を安価に実施できて、金属ガスケットＫをより安価とすることが可能となる。
【００５５】
また、この構成のビードにあっては、両端部の凸部６、８の各ビード外側部分に位置する凸部６、８表面には、弾性シール材を固着しないので、両端部の凸部６、８を高めに設定しても当該両端部の凸部６、８が変形しやすく設定可能となる。
これによって、各凸部６位置〜凸部８位置までの幅方向での圧を、均等に近づけることが可能となると共に弾性シール材を安価に形成することが可能となる。
【００５６】
このとき、図１０に示すように、中央部の相対的に低めに設定した凸部７に対して上記段部を採用しても良い。このように、低めに設定したつまり狙いとする高さ相当に設定した凸部７に対して上記段部を採用を採用することで、当該段部によって、狙い通りの圧縮変形量に設定することが可能となる。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
【００５７】
ここで、全実施形態において、第２のビードＢＤ２についても、面圧が弱い部分に対して合成多条ビードを採用しても良い。図１１では、基板１外周部を上側に折り曲げて外周側にハーフビード３２からなる凸部を追加した例を示している。
また、上記各実施形態では、単気筒のエンジンに使用される金属ガスケットＫを例示しているが、多気筒エンジンや産業機械など他の部分に使用される金属ガスケットに適用しても構わない。
【００５８】
次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様である。但し、燃焼室孔２周りに形成する合成多条ビードの構成が少し異なる。
すなわち、図１２及び図１３に示すように、第１のビードＤＢ１を形成する金属ビードの凸部６，７が２条となっている。燃焼室孔２側の凸部６は、両側の立ち上がり部が段部６ａ、６ｂを形成して、当該凸部６に一番圧が集中するようになっている。なお、図１３では、凸部６，７の延在方向に沿った軌跡（ライン）のみを図示している。
【００５９】
また、第１のビードＢＤ１のゴムビードを形成する弾性シール材１２，２０，２２は、凸部６の凹部には充填せず、凸部７の凹部に充填及び当該凸部７の表面（上面）側にのみ固着している。なお、弾性シール材２０について、凸部６と凸部７の間の凹部全部を埋めるように弾性シール材２０を配置しても良い。
また、本実施形態では、第１のビードＢＤ１を、図１３に示すように、燃焼室孔２の周方向に沿って波打ちながら延びるような軌跡に構成することで、基板１の素材の硬度を抑えつつ、第１のビードＢＤ１の板厚方向の剛性を高めて、第１のビードＢＤ１を補強している。なお、図１３においては、２条の凸部６，７とも波打つような軌跡としているが、一方の凸部だけ波打たせても良い。また、その振幅や周期についても、凸部６の軌跡と凸部７の軌跡とを同期させることは必ずしも必要はない。
【００６０】
さらに、燃焼室孔２端部が上側に向けて９０度未満の角度、例えば４５度の角度で立ち上がるように折り曲げられて折り曲げ部１１を形成している。なお、折り曲げ部１１の先端部高さは、ほぼ凸部６と同程度となっている。なお、この折り曲げ部１１をハーフ状の金属ビードと見なせば、本実施形態は、３条の凸部から構成された例とも見なすことも可能である。
【００６１】
本実施形態の作用効果、及び構成については上記各実施形態と同様である。
ただし、第１のビードＢＤ１の軌跡に波打たせることで、第１のビードＢＤ１の板厚方向の剛性が向上することから、上記第１実施形態などに比べて凸部の条数を抑えることが可能となる。なお、上記第１〜第３実施形態についても、第１のビードＢＤ１の軌跡を波打たせるように形成して補強を図っても良い。
【００６２】
また、図１４に示すように、凸部の凹部に対して、当該凹部の深さの厚さを有する薄いシム板３０を嵌合させておくと良い。このようにすることで、ガスケット板厚の厳しいものであっても、凸部６に十分なストッパ効果を発揮させることが可能となる。
なお、このシム板３０は、凹部内に嵌め込んだり凹部内に接着などで固定すればよいので、基板１の平坦部に直接シム板を固定する場合に比べて作業性が容易となる。しかも、凹部によってシム板３０の移動が規制されるので、対向するエンジンの接合面から剪断応力がガスケットに入力されてもシム板３０が基板１から剥がれにくい。なお、このシム板３０は、対応する凹部の延在方向全てに介挿させて良いし、所定間隔当たりに介挿しても良いし、接合面からの圧が低い部分にだけ介挿させるように設計しても良い。
【００６３】
ここで、シム板３０の厚さを凹部の深さ未満の適当な厚さに設定することで、基板１の厚さが薄くても、凸部６の剛性を高めつつ当該凸部６のバネを調整することが可能となる。
また、図１５に示すように、上記凸部と折り曲げ部１１との間にハーフビード状の凸部６−２を形成して、凸部の条数を３条としても良い。なお、図１５は、凸部７，６，６−２を下面側にのみ突出させた場合の例である。図１５では、ハーフビード状の凸部６−２に続いて折り曲げ部１１が形成されることから、上記凸部７，６，６−２の突出方向とは反対側（上側）に折り曲げられている。なお、図１６のように、ハーフビード状の凸部６−２に続く折り曲げ部１１を省略しても良い。ハーフビード状の凸部６−２によって炎の侵入が阻止されるからである。
【００６４】
また、上記実施形態では、第１のビードＢＤ１のシールラインに沿った軌跡が波打つ場合を例示しているが、これに限定されない。例えば図１７、図１８，図１９に示すように、燃焼室孔２に沿って部分的に径方向に段差がつくように形成しても良い。この例では、図１７では、所定長さ単位に周期的に径方向に段差を付けた場合の例である。なお、図１７，１８，１９では、段部を形成する凸部から燃焼室孔２側だけを図示しており、それに続く図１５における凸部７については位置だけを図示している。
【００６５】
そして、上記構成とすることで、Ｃ−Ｃ断面である図１８，及びＤ−Ｄ断面である図１９に示すように、燃焼室孔２から相対的に離れる部分では、フルビード状の凸部６とハーフビード状の凸部６−２とからなり（図１８参照）、燃焼室孔２に相対的に近い側では、フルビード状の凸部６だけとなっている（図１９参照）。勿論、図２０に示すように、ハーフビード状の凸部を省略しても良い。なお図２０では、各凸部の延在方向に延びる軌跡（ライン）だけを図示している。
【００６６】
【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、金属ビードを形成する凸部の数を多条とすることで、必ずしもビードとは別に折返し増厚部を設けなくても、ビードを変形量を規制可能となることで、薄物の金属ガスケット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Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】Ｂ−Ｂ断面図の変形である。
【図５】Ｂ−Ｂ断面図の変形である。
【図６】本発明に基づく第２実施形態に係る合成多条ビードを説明する断面図である。
【図７】本発明に基づく第２実施形態に係る合成多条ビードを説明する別の例を示す断面図である。
【図８】本発明に基づく第３実施形態に係る合成多条ビードを説明する断面図である。
【図９】本発明に基づく第３実施形態に係る合成多条ビードを説明する別の例を示す断面図である。
【図１０】本発明に基づく第３実施形態に係る合成多条ビードを説明する別の例を示す断面図である。
【図１１】第２のビードの別の例を示す断面図である。
【図１２】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードを説明する断面図である。
【図１３】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードを説明する平面図である。
【図１４】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードの別の例を説明する断面図である。
【図１５】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードの別の例を説明する断面図である。
【図１６】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードの別の例を説明する断面図である。
【図１７】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードの別の例を説明する平面図である。
【図１８】図１７におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１９】図１７におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図２０】本発明に基づく第４実施形態に係る合成多条ビードの別の例を説明する平面図である。
【符号の説明】
Ｋ    金属ガスケット
１    基板
２    燃焼室孔
３    ボルト孔
４    オイル孔
５    チャンバー孔
６、７、８  凸部（金属ビード）
６ａ、６ｂ、７ａ  段部
８−２  ハーフビード状の凸部
１１  折り曲げ部
１２、１３、１４  凸部裏側の凹部に充填された弾性シール材（ゴムビード）
２０、２１  凸部間の凹部に充填された弾性シール材（ゴムビード）
２２  凸部外側表面に固着する弾性シール材（ゴムビード）
３０  シム板
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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