(57)【要約】【課題】製作コストを低減しつつシリンダヘッドの撓みを少なくしてシール性を向上可能なメタルガスケットを提供する。【解決手段】シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介装されるビード板１０と、合わせ面のうちの燃焼室周辺を含む一部にのみ介装される副板２０とを備え、両者１０、２０を一体的に結合したメタルガスケット１であって、ビード板１０と副板２０とに燃焼室に対応させてボア開口部１１，２１を形成し、ビード板１０にボア開口部１１を取り囲む燃焼室ビード１２を形成するとともに、燃焼室ビード１２を取り囲む外周ビード１４を形成し、副板２０の外縁を燃焼室ビード１２の外縁と外周ビード１４の内縁間に配置するとともに、副板２０の外縁部にシリンダヘッドの撓みを規制する撓み規制部であって、ヘッドボルトのボルト挿通孔１５側へ延びる第１撓み規制部２３を形成した。【選択図】  図１
2004245281.tif 000002
【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合わせ面に介装されるビード板と、合わせ面のうちの燃焼室周辺を含む一部にのみ介装される副板とを備え、両者を一体的に結合したメタルガスケットであって、
前記ビード板と副板とに燃焼室に対応させてボア開口部を形成し、
前記ビード板にボア開口部を取り囲む燃焼室ビードを形成するとともに、燃焼室ビードを取り囲む外周ビードを形成し、
前記副板の外縁を燃焼室ビードの外縁と外周ビードの内縁間に配置するとともに、前記副板の外縁部にシリンダヘッドの撓みを規制する撓み規制部であって、ヘッドボルト側へ延びる第１撓み規制部を形成した、
ことを特徴とするメタルガスケット。
【請求項２】
前記第１撓み規制部の外縁をヘッドボルトに沿うようにヘッドボルト付近まで延ばした請求項１記載のメタルガスケット。
【請求項３】
前記撓み規制部として、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成した請求項１又は２記載のメタルガスケット。
【請求項４】
シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介装されるビード板と、合わせ面のうちの燃焼室周辺を含む一部にのみ介装される副板とを備え、両者を一体的に結合したメタルガスケットであって、
前記ビード板と副板とに燃焼室に対応させてボア開口部を形成し、
前記ビード板にボア開口部を取り囲む燃焼室ビードを形成するとともに、燃焼室ビードを取り囲む外周ビードを形成し、
前記副板の外縁を燃焼室ビードの外縁と外周ビードの内縁間に配置するとともに、前記副板の外縁部にシリンダヘッドの撓みを規制する撓み規制部であって、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成した、
ことを特徴とするメタルガスケット。
【請求項５】
前記撓み規制部以外の副板の外縁を燃焼室ビードに沿うように形成した請求項１〜４のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項６】
前記撓み規制部の外縁をシリンダブロックのウォータージャケットの外側面付近に配置し、撓み規制部以外の副板の外縁をウォータージャケットの内側面付近に配置した請求項１〜５のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項７】
前記副板の少なくとも外縁部に、外縁側へ行くにしたがって薄肉に構成したテーパー部を形成した請求項１〜６のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項８】
前記副板の燃焼室側の縁部を折り返して環状のストッパー部を形成した請求項１〜７のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項９】
前記ビード板の燃焼室側の縁部に他の部分よりも厚肉の厚肉部を形成した請求項１〜８のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項１０】
前記ビード板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成した請求項１〜９のいずれか１項記載のメタルガスケット。
【請求項１１】
前記燃焼室に対応させてボア開口部を形成したスペーサー板をビード板に重ね合わせて設け、スペーサー板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成した請求項１〜１０のいずれか１項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、シリンダブロックとシリンダヘッド間に介装されるメタルガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンのメタルガスケットとして、弾性金属板からなるビード板と、ビード板に重ね合わされる副板とを備え、ビード板及び副板にエンジンのシリンダ孔に対応させてボア開口部を形成し、ビード板のボア開口部の周縁部付近に副板とは反対側へ突出した環状のビードを形成し、副板のボア開口部の周縁部にビード板のボア開口部の周縁部を抱き込むように折り返えしてストッパー部を形成し、ヘッドボルト締結時におけるメタルガスケットのボア開口部付近に作用する荷重をストッパー部及びそれに対応するビード板のボア開口部の周縁部で受け止めることによって、ビードのヘタリを防止し且つストッパー部における面圧を他の部分よりも高めて、燃焼室周りのシール性を十分に確保できるように構成したものが広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、このようなストッパー部を形成したメタルガスケットの発展系として、副板を省略し、ビード板の燃焼室側の縁部に折り返しなどによりストッパー部を形成した単板構成のメタルガスケットも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
一方、ストッパー部を有さないメタルガスケットとして、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面の略全面にわたって介装されるビード板と、合わせ面のうちの燃焼室ビードを含むシリンダ孔周りの領域にのみ介装される副板とを備え、副板とそれに対応するビード板の部分をシリンダヘッドやシリンダブロックに圧接させ、メタルガスケットのシリンダ孔周辺とシリンダブロック及びシリンダヘッドとの接触面積を大きく設定することで、十分なシール性を確保できるように構成したものも広く採用されている（例えば、特許文献３参照。）。通常、この種のメタルガスケットでは、副板の外縁形状が燃焼室と同心状の複数の円弧の組み合わせで構成されている。
【０００５】
尚、燃焼室周りのシール構造に関して、特許文献１，２記載のメタルガスケットでは、燃焼室周りに幅狭のストッパー部を設け、このストッパー部により他の部分よりも高面圧の幅狭のシール面を形成することにより、シール性を確保するという発想に基づいて設計されているのに対して、特許文献３記載のメタルガスケットでは、燃焼室周りに幅広な副板を設け、この副板により中低面圧の幅広なシール面を形成することにより、シール性を確保するという発想に基づいて設計されたものであり、両者は全く異なる設計思想に基づいて製作されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−１５５３７６号公報（第３頁、第４図）
【特許文献２】
特開平５−２６３９４０号公報（第４，５頁、図２）
【特許文献３】
実開平３−５９５５号公報（第７〜９頁第１、２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１記載のメタルガスケットでは、燃焼室ビードとの位置関係からストッパー部の幅を現状よりも広く設定できないので、次のような問題がある。即ち、近年における低燃費の観点からエンジンのコンパクト化、軽量化が要望されており、シリンダヘッドは云うまでもなく、従来鋳鉄製であったシリンダブロックに関しても、アルミニウム合金などの軽金属からなるものが採用されつつあり、またエンジンの高出力化も進んでいることから、エンジンの撓みは増加傾向にあり、エンジン性能にも影響を与える深刻な問題になりつつある。このようなエンジンに対して特許文献１記載のメタルガスケットを適用すると、ストッパー部における面圧が高くなりすぎて、軽金属の座屈によりシリンダブロックのデッキ面にストッパー部に沿った窪みが形成されたり、シリンダ孔が所謂樽状に微妙に変形してエンジン性能が低下したりするという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２記載の単板構成のメタルガスケットでは、ストッパー部がシリンダヘッド又はシリンダブロックに圧接され、ストッパー部に対面するビード板の部分がシリンダブロック又はシリンダヘッドに圧接されることから、シリンダブロックとシリンダヘッド間の熱膨張率の差により、折り返し縁部にデッキ面に沿った相互に逆方向の荷重が作用して折り返し縁部にクラック等が発生し易くなり、またこれを防止するため、ストッパー部を折り返しにより形成する代わりに、ガスケット構成板に溶射等により金属材料を肉盛りしたり、リング部材を溶接等により固定したりしてストッパー部を形成する技術も提案されているが、ストッパー部の加工コストが高くなるという別の問題があり実用化への大きな課題になっている。
【０００９】
一方、特許文献３記載のメタルガスケットでは、軽合金製のシリンダブロックを採用した場合においても副板を幅広に構成することで、シリンダブロックと副板との接触面積を大きく設定して、デッキ面に窪み等が形成されることを防止できるが、ビード板と副板の２枚のガスケット構成板が必須の構成要素となり、安価に製作可能な単板構成のメタルガスケットへの発展の可能性がないことから、十分な研究がなされていないのが現状である。
【００１０】
また、特許文献１〜３に記載のメタルガスケットにおいては、燃焼室周りに配置したストッパー部や副板に作用する面圧が、その全周にわたって一様になるように設定することで最適なシール性が得られるが、特許文献１〜３に記載のメタルガスケットでは、ヘッドボルトから離間した部分の面圧が低くなって、その分シール性が低下することが知られている。この課題を解決するため、ストッパー部や副板の厚さをヘッドボルトに接近するに従って薄肉に構成したり、ストッパー部や副板の幅をベッドボルトに接近するに従って幅狭に構成したりしたものも知られているが、十分なシール性の改善には至っていないのが実状である。
【００１１】
本発明の目的は、製作コストを低減しつつシリンダヘッドの撓みを少なくしてシール性を向上可能なメタルガスケットを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及びその作用】
本出願人は、ヘッドボルト締付時におけるシリンダヘッドの撓みに着目し、燃焼室周りに配置したストッパー部や副板によりシリンダヘッドが燃焼室を中心に上方へ突出状に撓むことにより、ヘッドボルト付近の面圧がヘッドボルトから離間した部分の面圧よりも高くなっているとの検知から、シリンダヘッドの撓みを極力少なくすることでシール性を向上できるとの発想を得て、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明に係る第１のメタルガスケットは、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介装されるビード板と、合わせ面のうちの燃焼室周辺を含む一部にのみ介装される副板とを備え、両者を一体的に結合したメタルガスケットであって、前記ビード板と副板とに燃焼室に対応させてボア開口部を形成し、前記ビード板にボア開口部を取り囲む燃焼室ビードを形成するとともに、燃焼室ビードを取り囲む外周ビードを形成し、前記副板の外縁を燃焼室ビードの外縁と外周ビードの内縁間に配置するとともに、前記副板の外縁部にシリンダヘッドの撓みを規制する撓み規制部であって、ヘッドボルト側へ延びる第１撓み規制部を形成したものである。
【００１４】
この第１のメタルガスケットにおいては、副板を配置した燃焼室周辺の比較的幅広な領域の面圧が高くなって燃焼室周りがシールされるので、シリンダブロックやシリンダヘッドとしてアルミニウム合金などの軽合金からなるものを用いても、合わせ面に副板に沿った窪みなどが形成されるという不具合を防止できる。また、燃焼室周辺にのみ副板を形成するので、副板の使用材料を極力少なくして、メタルガスケットの製作コストを低減できる。更に、副板の外縁部にヘッドボルト側へ延びる第１撓み規制部を形成しているので、ヘッドボルト周辺が第１撓み規制部により嵩上げされて、ヘッドボルトの締付時におけるシリンダヘッドの撓みが抑制され、シリンダブロックやシリンダヘッドに対するメタルガスケットの燃焼室周りの面圧をその全周にわたって一様に設定することが可能となり、メタルガスケットのシール性を向上できる。
【００１５】
ここで、この第１のメタルガスケットにおいては、前記第１撓み規制部の外縁をヘッドボルトに沿うようにヘッドボルト付近まで延ばすこと、前記撓み規制部として、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成すること、前記撓み規制部以外の副板の外縁を燃焼室ビードに沿うように形成すること、などが好ましい実施例である。
【００１６】
本発明に係る第２のメタルガスケットは、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介装されるビード板と、合わせ面のうちの燃焼室周辺を含む一部にのみ介装される副板とを備え、両者を一体的に結合したメタルガスケットであって、前記ビード板と副板とに燃焼室に対応させてボア開口部を形成し、前記ビード板にボア開口部を取り囲む燃焼室ビードを形成するとともに、燃焼室ビードを取り囲む外周ビードを形成し、前記副板の外縁を燃焼室ビードの外縁と外周ビードの内縁間に配置するとともに、前記副板の外縁部にシリンダヘッドの撓みを規制する撓み規制部であって、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成したものである。
【００１７】
この第２のメタルガスケットでは、ヘッドボルトの締め付けによるシリンダヘッドの撓みを低減することが可能となる。つまり、シリンダブロックの合わせ面は、ブロック端部の基準位置を固定保持して切削加工されるが、このとき切削刃によりシリンダブロックが下側へ押されて、シリンダブロックがその長さ方向の中央部を中心に下側へ撓むので、シリンダブロックの合わせ面には、その長さ方向（気筒の直列方向）の中央部を中心として上側へ突出する方向への切削誤差が発生する。この発明では、副板に形成する撓み規制部として、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成するので、シリンダブロックの合わせ面の切削誤差を第２撓み規制部で補償して、切削誤差によるシリンダヘッドの撓みを低減することが可能となり、シール性能を向上できる。しかも、シリンダヘッドにはヘッドボルトの締結により、気筒の直列方向及びシリンダヘッドの幅方向の中央部を中心として上側へ突出する方向への撓みが発生するが、第２撓み規制部により気筒の直列方向の撓みを低減して、シール性能を向上できる。
【００１８】
ここで、第１及び第２のメタルガスケットにおいて、前記撓み規制部の外縁をシリンダブロックのウォータージャケットの外側面付近に配置し、撓み規制部以外の副板の外縁をウォータージャケットの内側面付近に配置すること、前記副板の少なくとも外縁部に、外縁側へ行くにしたがって薄肉に構成したテーパー部を形成すること、前記ビード板の燃焼室側の縁部に他の部分よりも厚肉の厚肉部を形成すること、前記ビード板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成すること、前記燃焼室に対応させてボア開口部を形成したスペーサー板をビード板に重ね合わせて設け、スペーサー板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成すること、などが好ましい実施例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示すように、メタルガスケット１は、４気筒直列エンジンのシリンダブロック２とシリンダヘッド３との合わせ面２ａ、３ａに介装されており、合わせ面２ａ、３ａの略全面に介装されるビード板１０と、合わせ面２ａ、３ａのうちの燃焼室４周辺を含む一部にのみ介装される副板２０とを備えている。
【００２０】
ビード板１０及び副板２０には燃焼室４に対応させて４つのボア開口部１１，２１がそれぞれ形成され、副板２０のボア開口部２１側の縁部にはビード板１０のボア開口部１１側の縁部を抱き込むように折り返してなるストッパー部２２が設けられ、ビード板１０と副板２０とはストッパー部２２により一体的に結合されている。
【００２１】
ビード板１０にはボア開口部１１を取り囲むように断面円弧状の丸ビードからなる燃焼室ビード１２が副板２０とは反対側へ向けて突出状に形成され、メタルガスケット１はビード板１０側がシリンダブロック２側に、また副板２０側がシリンダヘッド３側に位置するように、シリンダブロック２とシリンダヘッド３間に介装されている。但し、ビード板１０と副板２０の上下を逆にしてシリンダブロック２とシリンダヘッド３間に介装してもよい。更に、燃焼室ビード１２を段状のステップビードで構成してもよい。
【００２２】
ビード板１０は、厚さ０．１５〜０．３０ｍｍの金属板、例えばＪＩＳ規格で規定されるＳＵＳ３０１などのステンレス鋼板で構成され、燃焼室ビード１２の外側にはシリンダブロック２のウォータージャケット５に対応させて複数の冷却水孔１３が所定配列で形成されるとともに、シリンダヘッド３固定用のヘッドボルト６（図４参照）が挿通する１０個のボルト挿通孔１５がボア開口部１１を取り囲むように略等間隔で形成され、またボルト挿通孔１５付近には潤滑油などが流通する５つの油孔１６が形成されている。尚、冷却水孔１３やボルト挿通孔１５や油孔１６の形状や個数や配置は、エンジンの構成等に応じて任意に設定することが可能である。
【００２３】
ビード板１０には、燃焼室ビード１２及び外周ビード１４以外に、ボルト挿通孔１５を取り囲むボルト孔ビード１７と、ボルト挿通孔１５と油孔１６とを併せて取り囲むボルト油孔ビード１８とを有し、これら複数の燃焼室ビード１２とボルト孔ビード１７とボルト油孔ビード１８の全部或いは略全部を外周ビード１４により取り囲むように構成されている。
【００２４】
尚、外周ビード１４は、冷却水孔１３を取り囲むように配置されていれば、ボルト孔ビード１７やボルト油孔ビード１８を取り囲まないように配置することも可能である。また、ボルト孔ビード１７とボルト油孔ビード１８と外周ビード１４とは段状のステップビードで構成したが、円弧状の丸ビードで構成してもよい。更に、ボルト孔ビード１７やボルト油孔ビード１８の形状や個数や配置、燃焼室ビード１２及び外周ビード１４の形状や配置はそれぞれエンジンの構成等に応じて任意に設定することが可能である。また、ボルト孔ビード１７は、最も低い液圧（エンジンオイルのリターン側）のシールと、最も面圧の高いボルト座部からのオイル漏れのシールを目的として設けたものであるが、省略することも可能である。
【００２５】
副板２０は、厚さ０．０３〜０．１２ｍｍ、好ましくは汎用品としての０．０５〜０．１０ｍｍの金属板、例えばＪＩＳ規格で規定されるＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼板やＳＰＣ（冷間圧延鋼板）、アルミニウム合金板などで構成できる。特に、ＳＵＳ３０４は、伸び性に優れているので、ストッパー部２２の折り返し加工が必要な本実施例の副板２０の素材として好適である。副板２０の外縁は、燃焼室ビード１２よりも外側で外周ビード１４よりも内側の領域内に配置されている、即ち、副板２０の外縁が燃焼ビードや外周ビード１４に交差すると、交差部におけるシール性が確保できなくなるので、このような領域内に配置することになる。
【００２６】
副板２０の外縁部には、図４にハッチングで示すように、シリンダヘッド３の撓みを規制するため、ヘッドボルト６のボルト挿通孔１５側へ延びる第１撓み規制部２３が形成されている。この第１撓み規制部２３の外縁にはボルト挿通孔１５と略同心円状の切抜部２４が形成され、この切抜部２４の縁部はボルト孔ビード１７及びボルト油孔ビード１８に沿ってその付近に配置され、中央部の６つのボルト挿通孔１５付近に配置される第１撓み規制部２３はボルト挿通孔１５の内側（ボア開口部２１側）半部を取り囲むように略Ｖ字状に形成されている。
【００２７】
また、気筒の直列方向の両端部には、図５に示すように、外周ビード１４付近まで延びる第２撓み規制部２５が形成され、両撓み規制部２３，２５以外の副板２０の外縁２６は、燃焼室ビード１２に沿うように形成され、合わせ面の全面に設ける場合と比較して副板２０の材料コストが極力低減できるように構成されている。尚、気筒の直列方向両端部のボルト挿通孔１５側へ延びる部分は第１撓み規制部２３と第２撓み規制部２５の双方の機能を有している。
【００２８】
上記の構成をシリンダブロック２のウォータージャケット５を基準に換言すると、図１に示すように、両撓み規制部２３、２５の外縁はウォータージャケット５の外側面７付近に配置され、両撓み規制部２３以外の副板２０の外縁はウォータージャケット５の内側面８付近に配置されることになる。但し、第１撓み規制部２３は、ウォータージャケット５の内側面８よりもボルト挿通孔１５側へ延びるものであれば、任意の形状に構成可能である。また、第２撓み規制部２５は、ウォータージャケット５の内側面８よりも左右の外周ビード１４側へ延びるものであれば任意の形状に構成可能である。また、第２撓み規制部２５を省略し、第１撓み規制部２３だけを図４にハッチングで示すように形成してもよいし、第１撓み規制部２３を省略し、第２撓み規制部２５だけを図５にハッチングで示すように形成してもよい。
【００２９】
このような構成の第１撓み規制部２３を設けると、ヘッドボルト６付近におけるシリンダブロック２とシリンダヘッド３との間隔が第１撓み規制部２３により嵩上げされて、ヘッドボルト６付近におけるシリンダブロック２とシリンダヘッド３の間隔が、燃焼室４付近におけるシリンダブロック２とシリンダヘッド３の間隔と略同じなるように調整されることになる。
【００３０】
即ち、図６に示すように、合わせ面２ａ、３ａ間には、ビード板１０と副板２０とストッパー部２２とが配置される第１領域Ｅ１と、ビード板１０と副板２０のみが配置される第２領域Ｅ２と、ビード板１０のみが配置される第３領域Ｅ３とが形成され、燃焼室４周りが他の部分よりも厚肉になるので、メタルガスケット１を介装させた状態でシリンダブロック２に対してシリンダヘッド３をヘッドボルト６で固定すると、シリンダヘッド３は、図７（ｃ）に示すように、その幅方向の中央部が上方へ突出するように撓もうとするとともに、また長さ方向（気筒の直列方向）の中央部が上方へ突出するように撓もうとするが、本発明に係るメタルガスケットではボルト挿通孔１５付近まで延びる第１撓み規制２３部が形成され、従来のメタルガスケットに比して第２領域Ｅ２がヘッドボルト６側へ長さＬ１だけ延びている分、ボルト締結時におけるシリンダヘッド３の撓みが少なくなって、燃焼室４周りの面圧が全周にわたって均一に調整され、シール性を向上できることになる。但し、ヘッドボルト６の締付力を大きく設定すると、第１撓み規制部２３の外縁を支点としてシリンダヘッド３の燃焼室４側が上側へ撓むので、このような現象が発生しない程度に締付力を調整することになる。
【００３１】
また、シリンダブロック２の合わせ面２ａは、シリンダブロック２の端部の基準位置（図示外）を固定保持して切削加工されるが、このとき切削刃によりシリンダブロック２が下側へ押されてシリンダブロック２がその長さ方向の中央部を中心に下側へ撓むので、シリンダブロック２の合わせ面２ａには、その長さ方向（気筒の直列方向）の中央部を中心として上側へ突出する方向への切削誤差が発生する。このため、シリンダヘッド３は、図７（ｂ）に示すように、シリンダブロック２の合わせ面２ａに沿って長さ方向の略中央部を中心に上側へ突出するよう撓もうとするが、気筒の直列方向の両端部に外周ビード１４付近まで延びる第２撓み規制部２５を形成しているので、シリンダブロック２の合わせ面２ａの切削誤差を第２撓み規制部２５で補償して、切削誤差によるシリンダヘッド３の撓みを低減することが可能となり、シール性能を向上できる。しかも、シリンダヘッド３にはヘッドボルト６の締結により、前記と同様に気筒の直列方向及びシリンダヘッド３の長さ方向（気筒の直列方向）の中央部を中心として上側へ突出する方向への撓みが発生しよとするが、この撓みに関しても第２撓み規制部２５により低減できる。尚、シリンダブロック２の合わせ面２ａを誤差無く成形できる場合には、第２撓み規制部２５は省略してもよい。
【００３２】
次に、前記実施例の構成を部分的に変更した他の実施例について説明する。尚、前記実施例と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
１）  図８に示すメタルガスケット１Ａのように、前記副板２０に代えて、少なくとも外縁部に外縁側へ行くにしたがって薄肉となるテーパー部３０を形成した副板２０Ａを用いてもよい。この場合には、ヘッドボルト６の締付力を大きく設定した場合におけるシリンダヘッド３の撓みを少なくできるので好ましい。
【００３３】
２）  図９に示すメタルガスケット１Ｂのように、ビード板１０に代えて、ボア開口部１１付近に燃焼室４を取り囲むように他の部分よりも板厚を厚くした厚肉部３１を一体的に形成したビード板１０Ｂを用いてもよい。厚肉部３１の作製方法としては、耐熱性に優れた合成樹脂材料をプリントしたり、金属材料を溶射したり、別部材からなるリンク状のシムを溶接等により固定したり、コイニング加工などにより複数の突部を同心円状に形成して厚肉に構成したりすることが考えられる。この場合には、厚肉部３１の表面粗度は一般的に大きくなりシールに対して不利となるが、表面平坦な副板２０が厚肉部３１を被っているので、厚肉部３１の表面粗度を小さくするための後加工が不要となり、その分製作コストを低減できる。
【００３４】
３）  図１０に示すメタルガスケット１Ｃのように、副板２０に代えて、ビード板１０におけるボア開口部１１側の縁部を抱き込まないでストッパー部２２Ｃを形成した副板２０Ｃを用いてもよい。この場合には、ビード板１０と副板２０Ｃとを溶接やハトメやリベットやメカニカルクリンチ等により一体的に結合する必要があるとともに、ビード板１０と副板２０Ｃ間に合成ゴム材料などからなるコーティング層３２を形成してシール性を確保する必要はあるが、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との熱膨張率の差による不具合を防止できる。また、図１１に示すメタルガスケット１Ｄのように、副板２０Ｃに代えて、ストッパー部２２を省略した副板２０Ｄを用いてもよい。
【００３５】
４）  メタルガスケットの全体の厚さを調整するため、ビード板１０及び副板２０以外にスペーサ板を設けた３枚以上のガスケット構成板からなるメタルガスケットを構成することも可能である。例えば、図１２に示すメタルガスケット１Ｅのように、ビード板１０と副板２０とスペーサ板３５の３枚構成のメタルガスケットとする場合には、平面外形状をビード板１０と略同じに構成したスペーサ板３５を設け、スペーサ板３５のボア開口部３６側の縁部を抱き込むように副板２０のボア開口部２１側の縁部を折り返してストッパー部２２を形成し、スペーサ板３５の下側にビード１２をスペーサ板３５側へ向けてビード板１０を積層状に配置することになる。また、図１３に示すメタルガスケット１Ｆのように、メタルガスケット１Ｅの上側に更にビードを副板２０側へ向けてビード板１０を設けてもよい。
【００３６】
尚、上記他の実施例は任意に組み合わせることが可能であるし、図示した以外の積層構造のメタルガスケットに対しても本発明を同様に適用できる。
【００３７】
本発明に係るメタルガスケット１は、鋳鉄製のシリンダブロックを備えたエンジンに適用することも可能であるが、ヘッドボルトの締め付け力を高く設定できないエンジン、即ちシリンダブロック及びシリンダヘッドをアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽合金で構成したエンジンに好適である。
【００３８】
尚、本実施例では、４気筒直列エンジンのシリンダブロック２とシリンダヘッド３に装着されるメタルガスケット１に本発明を適用したが、４気筒以外の多気筒直列エンジンや単気筒エンジン、Ｖ型エンジンなどに対しても本発明を同様に適用することが可能である。また、エンジン以外のエアポンプなどに対しても本発明を同様に適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る第１のメタルガスケットによれば、副板を配置した燃焼室周辺の比較的幅広な領域を圧接させて燃焼室周りをシールするので、シリンダブロックやシリンダヘッドとしてアルミニウム合金などの軽合金からなるものを用いても、合わせ面に副板に沿った窪みなどが形成されるという不具合を防止できる。また、燃焼室周辺にのみ副板を形成するので、副板の使用材料を極力少なくして、メタルガスケットの製作コストを低減できる。更に、副板の外縁部にヘッドボルト側へ延びる第１撓み規制部を形成しているので、シリンダヘッドの撓みが抑制され、シリンダブロックやシリンダヘッドに対するメタルガスケットの燃焼室周りの面圧をその全周にわたって一様に設定することが可能となり、メタルガスケットのシール性を向上できる。
【００４０】
ここで、前記第１撓み規制部の外縁をヘッドボルトに沿うようにヘッドボルト付近まで延ばすと、ヘッドボルトの締め付けによるシリンダヘッドの撓みを一層効果的に低減することが可能となる。
【００４１】
前記撓み規制部として、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成すると、ヘッドボルトの締め付けによるシリンダヘッドの撓みを一層効果的に低減することが可能となる。つまり、シリンダブロックの合わせ面は、ブロック端部の基準位置を固定保持して切削加工されるが、このとき切削刃によりシリンダブロックが下側へ押されて、シリンダブロックがその長さ方向の中央部を中心に下側へ撓むので、シリンダブロックの合わせ面には、その長さ方向（気筒の直列方向）の中央部を中心として上側へ突出する方向への切削誤差が発生する。この発明では、副板に形成する撓み規制部として、気筒の直列方向の両端部に外周ビード付近まで延びる第２撓み規制部を形成するので、シリンダブロックの合わせ面の切削誤差を第２撓み規制部で補償して、切削誤差によるシリンダヘッドの撓みを低減することが可能となり、シール性能を向上できる。しかも、シリンダヘッドにはヘッドボルトの締結により、気筒の直列方向及びシリンダヘッドの幅方向の中央部を中心として上側へ突出する方向への撓みが発生するが、第２撓み規制部により気筒の直列方向及びシリンダヘッドの幅方向の撓みを低減して、シール性能を向上できる。
【００４２】
本発明の第２のメタルガスケットによれば、シリンダヘッドの幅方向の撓みの低減以外に関しては、請求項３に係る発明と同様に、シリンダブロックの合わせ面の切削誤差を第２撓み規制部で補償して、切削誤差によるシリンダヘッドの撓みを低減でき、シリンダヘッドの気筒の直列方向の撓みを低減して、シール性能を向上できる。
【００４３】
第１及び第２のメタルガスケットにおいて、前記撓み規制部以外の副板の外縁を燃焼室ビードに沿うように形成すると、副板の使用材料を極力少なくして、メタルガスケットの製作コストを一層低減できる。より具体的には、前記撓み規制部の外縁をシリンダブロックのウォータージャケットの外側面付近に配置し、撓み規制部以外の副板の外縁をウォータージャケットの内側面付近に配置することになる。
【００４４】
前記副板の少なくとも外縁部に、外縁側へ行くにしたがって薄肉に構成したテーパー部を形成すると、ヘッドボルトの締付力が大きくなっても、副板の外縁を中心にシリンダヘッドが撓むことが抑制され、シリンダヘッドの撓みを極力少なくする上で好ましい。このようなメタルガスケットは、ヘッドボルトの締付力を大きく設定可能な鋳鉄製のエンジンに好適である。
【００４５】
前記副板の燃焼室側の縁部を折り返して環状のストッパー部を形成すると、ストッパー部における面圧を高めてシール性を確保できる。また、前記ビード板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成すると、ハトメやリベットなどの連結具を用いたり溶接等を施したりすることなく、ビード板と副板とを一体的に結合することが可能となる。尚、このメタルガスケットでは、ストッパー部において面圧が高くなるので、鋳鉄製のシリンダブロックに好適である。
【００４６】
前記ビード板の燃焼室側の縁部に他の部分よりも厚肉の厚肉部を形成すると、厚肉部における面圧を高めてシール性を確保できる。
【００４７】
前記燃焼室に対応させてボア開口部を形成したスペーサー板をビード板に重ね合わせて設け、スペーサー板の燃焼室側の縁部を抱き込むように副板の燃焼室側の縁部を折り返してストッパー部を形成すると、シリンダブロックとシリンダヘッド間の間隔をスペーサ板により適正に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】メタルガスケットの平面図
【図２】エンジンに組み付けた状態で図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図４】第１撓み規制部の配設領域を示す説明図
【図５】第２撓み規制部の配設領域を示す説明図
【図６】図１のＩＶ−ＩＶ線断面におけるメタルガスケットの板厚を示す説明図
【図７】シリンダヘッドの撓み方の説明図
【図８】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【図９】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【図１０】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【図１１】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【図１２】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【図１３】他の構成のメタルガスケットの図３相当図
【符号の説明】
１      メタルガスケット  ２      シリンダブロック
２ａ    合わせ面          ３      シリンダヘッド
３ａ    合わせ面          ４      燃焼室
５      ウォータージャケット
６      ヘッドボルト      ７      外側面
８      内側面
１０    ビード板          １１    ボア開口部
１２    燃焼室ビード      １３    冷却水孔
１４    外周ビード        １５    ボルト挿通孔
１６    油孔              １７    ボルト孔ビード
１８    ボルト油孔ビード
２０    副板              ２１    ボア開口部
２２    ストッパー部      ２３    第１撓み規制部
２４    切抜部            ２５    第２撓み規制部
２６    外縁
１Ａ    メタルガスケット  ２０Ａ  副板
３０    テーパー部
１Ｂ    メタルガスケット  １０Ｂ  ビード板
３１    厚肉部
１Ｃ    メタルガスケット  ２０Ｃ  副板
２２Ｃ  ストッパー部      ３２    コーティング層
１Ｄ    メタルガスケット  ２０Ｄ  副板
１Ｅ    メタルガスケット  ３５    スペーサ板
３６    ボア開口部
１Ｆ    メタルガスケット
【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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