(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部が設けられ、外側にコーティング層を有する略平板状の本体と、
前記本体と個別の部材であって、薄板を折り返して形成された折り返し部分を有し、該折り返し部分によって前記開口部を囲んだグロメット部と、
を備えたメタルガスケットであって、
前記グロメット部には、前記折り返し部分から連続した前記薄板が前記本体と重なり合う部分であるつば部分が形成され、
同一の前記グロメット部において、前記つば部分の幅が一定ではなく、
ディーゼルエンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックの間に前記メタルガスケットを挿入し、締結部材により前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを締結して前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの接合面をシールする場合において、
前記締結部材の位置並びに前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの剛性に基づき、前記開口部の周囲領域において所定の締付面圧分布を形成するように、前記つば部の幅が定められ、
前記メタルガスケットの上面及び下面の少なくとも一方において、前記メタルガスケットの端部に配置された前記締結部材の近傍の前記つば部の幅が、他の領域の前記つば部の幅よりも広くなっており、
前記メタルガスケットの前記上面及び前記下面のうち、一方の面における前記つば部の幅が他方の面における前記つば部の幅よりも広くなっており、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのうちの強度の弱い方に、前記つば部の幅が広い側の面が接するように前記メタルガスケットを挿入することを特徴とするディーゼルエンジン用メタルガスケット。
【請求項２】
開口部が設けられた略平板状の本体と、
前記本体と個別の部材であって、薄板を折り返して形成された折り返し部分を有し、該折り返し部分によって前記開口部を囲んだグロメット部と、
を備えたメタルガスケットであって、
前記グロメット部には、前記折り返し部分から連続した前記薄板が前記本体と重なり合う部分であるつば部分が形成され、
同一の前記グロメット部において、前記つば部分の幅が一定ではなく、
ディーゼルエンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックの間に前記メタルガスケットを挿入し、締結部材により前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを締結して前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの接合面をシールする場合において、
前記締結部材の位置並びに前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの剛性に基づき、前記開口部の周囲領域において所定の締付面圧分布を形成するように、前記つば部の幅が定められ、
前記メタルガスケットの上面及び下面の少なくとも一方において、前記メタルガスケットの端部に配置された前記締結部材の近傍の前記つば部の幅が、他の領域の前記つば部の幅よりも広くなっており、
前記メタルガスケットの前記上面及び前記下面のうち、一方の面における前記つば部の幅が他方の面における前記つば部の幅よりも広くなっており、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのうちの強度の弱い方に、前記つば部の幅が広い側の面が接するように前記メタルガスケットを挿入し、
更に、前記グロメット部の前記折り返し部分の内部に芯部材が備えられていることを特徴とするメタルガスケット。
【請求項３】
開口部が設けられた略平板状の本体と、
前記本体と個別の部材であって、薄板を折り返して形成された折り返し部分を有し、該折り返し部分によって前記開口部を囲んだグロメット部と、
を備えたメタルガスケットであって、
前記グロメット部には、前記折り返し部分から連続した前記薄板が前記本体と重なり合う部分であるつば部分が形成され、
同一の前記グロメット部において、前記つば部分の幅が一定ではなく、
ディーゼルエンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックの間に前記メタルガスケットを挿入し、締結部材により前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを締結して前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの接合面をシールする場合において、
前記締結部材の位置並びに前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの剛性に基づき、前記開口部の周囲領域において所定の締付面圧分布を形成するように、前記つば部の幅が定められ、
前記メタルガスケットの上面及び下面の少なくとも一方において、前記メタルガスケットの端部に配置された前記締結部材の近傍の前記つば部の幅が、他の領域の前記つば部の幅よりも広くなっており、
前記メタルガスケットの前記上面及び前記下面のうち、一方の面における前記つば部の幅が他方の面における前記つば部の幅よりも広くなっており、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのうちの強度の弱い方に、前記つば部の幅が広い側の面が接するように前記メタルガスケットを挿入し、
更に、同一の前記グロメット部において、前記グロメット部の厚みが一定でなく、
前記つば部分の幅寸法及び前記グロメット部の厚み寸法の組み合わせにより、前記開口部の周囲領域における前記所定の締付面圧分布を形成することを特徴とするメタルガスケット。
【請求項４】
複数の気筒を有する前記ディーゼルエンジンの前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの間の接合面をシールする場合において、各気筒ごとに装着する前記メタルガスケットの前記つば部分の形状が異なることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のメタルガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの構造体を締結するときに、その接合面をシールするためのメタルガスケットに関し、特に、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面をシール可能なメタルガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、メタルガスケットが様々な技術分野で用いられており、その中の１つとして、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面をシールするシリンダヘッド用のメタルガスケットがある。このシリンダヘッド用のメタルガスケットの中には、金属板が折り返された形状を有するグロメット部を有し、このグロメット部によって燃焼室孔を囲んだ構造を有するものがある。
近年、内燃機関の高出力化、高効率化のため、シールをする燃焼室孔内における燃焼ガス圧が上昇する傾向にある。このため、シール性を確保するため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面の締付面圧を高める必要があるが、この場合、局所的に過大な締付面圧がかかる恐れがあり、シリンダヘッドやシリンダブロックを変形させたり、メタルガスケットを損傷させたりする恐れがある。従って、十分なガスシール性を発揮する締付面圧を有し、かつ局所的に過大な締付面圧がかからないようにするため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面における締付面圧分布を調整ることがますます重要になってきている。
【０００３】
これに対処するため、例えば、所定の締付面圧分布が微細に変化する場合であってもそれに対応できるように、グロメット部に隣接する金属薄板部分に適切な厚さを有する被覆層を付着させて、これにより、グロメット部と隣接部分による締付面圧の差を、所要の締付面圧分布における面圧差に一致するように設定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１５９３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたガスケットでは、シールする燃焼室孔の半径方向における締付面圧分布を調整することはできるが、燃焼室孔の円周方向においては調整することができない。しかし、実際にシリンダヘッドとシリンダブロックの間にメタルガスケットを挿入して締結する場合を考えると、グロメット部及びその隣接領域にかかる締付面圧は、締結ボルトの位置やシリンダヘッド及びシリンダブロックの剛性等により、燃焼室孔の円周方向の位置によって異なる分布となる。従って、特許文献１に記載されたガスケットでは、燃焼室孔の全周において適切な締付面圧分布を得ることはできず、適切なシールを実現することは困難である。
【０００５】
また、これに対処するため、例えば、グロメット部の円周方向において厚みを変化させることによって、所定の締付面圧分布を得ることが考えられる。
しかし、厚みの変化は非常に微細なものなので、初期の厚さ調整において極めて精緻な厚さ調整を要し、環境の変化や微細な変形等により締付面圧分布が変化しやすく、製品のばらつきも生じやすいので、柔軟性、ロバスト性に劣る設計を余儀なくされる。
【０００６】
また、シリンダヘッドの組立過程において、締結ボルトを締め込んで、局所的にシリンダヘッドをシリンダブロックに締め付けた場合において、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面の平行度を保つことは困難であり、初期の組立時に、適切な締付面圧分布を得ることは非常に困難である。また、仮に、初期段階で適切な締付面圧分布を得たとしても、ガスケットのクリープ特性による加重方向の寸法（厚み寸法）の経時的変化により、最適な締付面圧分布を保持することは困難である。よって、初期の組み立て時に最適な締付面圧分布を得ることが困難であり、長期間において安定的に最適な締付面圧分布を保つことも困難である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上記の問題を解決して、初期の組み立て時において、容易に最適な締付面圧分布を得ることができ、長期間使用しても安定的に最適な締付面圧分布を保つことができるメタルガスケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明に係るメタルガスケットの１つの実施態様は、開口部が設けられた略平板状の本体と、薄板を折り返して形成された折り返し部分を有し、該折り返し部分によって前記開口部を囲んだグロメット部と、を備えたメタルガスケットであって、
前記グロメット部には、前記折り返し部分から連続した前記薄板が前記本体と重なり合う部分であるつば部分が形成され、同一の前記グロメット部において、前記つば部分の幅が一定でないことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るメタルガスケットは、あらゆる構造体の接合面のシールに適用可能であるが、特に、高温、高圧に曝される内燃機関のシリンダヘッド及びシリンダブロックを締結する場合の接合面のシールに適している。その中でも、圧縮比の高いディーゼルエンジンは、燃焼ガス圧がより高圧になるので、本発明に係るメタルガスケットを用いることが、より効果的であるといえる。
【００１０】
ここで、略平板状の本体は、凹凸部分や曲がり部分を有する場合も含まれ、１つの部材で構成される場合も、複数の部材で構成される場合もある。複数の部材で構成される場合には、例えば、異なる材料からなる積層構造も考えられるし、芯材の外側にコーティング層を有する構造も考えられる。
コーティング層を除く本体の材料としては、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅、耐熱合金を始めとするあらゆる金属材料を用いることが可能であり、使用圧力や使用温度に応じて最適な材料を用いることができる。
また、コーティング層としては、ゴムやフッ素樹脂を始めとする任意の有機、無機材料をコーティングすることもできるし、二酸化モリブデン、アルミニウム、ステンレス等の金属粉をコーティングすることもできる。また、コーティング層は、芯材の金属に直接コーティングすることもできるし、芯材の外側に配置された外層の薄板にコーティングすることも考えられる。コーティング層を設ける場合には、その弾性によって、多少の変形が生じたとしてもシール性を保つことができる。なお、本体に設けられた開口部は、円形、矩形を始めとする任意の断面形状を有することができる。
【００１１】
グロメット部は、本体と一体的に形成することもできるし、後述するように、本体と別の部材で構成することもできる。本体と一体的に形成する場合には、例えば、芯材の外側に配置された外層の薄板を用いて折り返し部分を形成して、グロメット部を備えることもできる。また、この折り返し部分の内部は、中空であることもできるし、後述するように、内部に芯材を備えることもできる。また、グロメット部のつば部分は、本体の両面側に設けることもできるし、片面側にだけ設けることもできる。
また、グロメット部の材料としては、本体と同様に、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅、耐熱合金を始めとするあらゆる金属材料を用いることが可能であり、使用圧力や使用温度に応じて最適な材料を用いることができる。また、本体と同様に、任意の材料を用いたコーティング層設けることもできる。
【００１２】
本体と重なり合うつば部分の幅とは、グロメット部の折り返し部分から連続した薄板が、本体と重なり合う「重なり代」を示している。ガスケットに締付荷重を与えた場合、開口部の周囲領域では、グロメット部の折り返し部分の一部とつば部分とで主に荷重を受けると考えられる。従って、同じ締付荷重を受ける場合、つば部分の幅が広い、つまり重なり代が大きい場合には、この領域における締付面圧は小さくなり、つば部分の幅が狭い、つまり重なり代が小さい場合には、この領域の締付面圧は大きくなる。
つば部分の幅を局所的に変更することもできるし、つば部分の幅を連続的に変更することもできる。また、つば部分が本体の両面側に設けられている場合には、両面で同一な態様でつば部分の幅寸法を変更することもできるし、各面で異なる態様でつば部分の幅寸法を変更することもできる。この場合、一方の面のつば部分の幅寸法は変更され、もう一方の面のつば部分の幅寸法は変更されない態様も含まれる。
【００１３】
本実施態様では、１つの開口の周囲領域において、位置によって過度な締付加重や、シール性を保てないような低い締付加重が加わる場合であても、グロメット部のつば部分の幅を調整することによって、開口部の周囲領域における適切な締付面圧を得ることができる。
また、クリープ特性等による締付面圧分布の経時的変化が少ないので、安定した状態で、ガスケットを長期間使用することができる。更に、グロメット部のつば部分によって、面接触によるシールができるので、有効シール領域を増大させることができ、多様なシール状況に適合したガスケット構造を得ることができる。例えば、締結する構造体の接合面が平行でない場合であっても、有効なシール面を広く形成しやすくなる。
【００１４】
本発明に係るメタルガスケットのその他の実施態様は、２つの構造体の間に前記メタルガスケットを挿入し、締結部材により前記２つの構造体を締結して前記２つの構造体の接合面をシールする場合において、前記締結部材の位置及び前記構造体の剛性に基づき、前記開口部の周囲領域において所定の締付面圧分布を形成するように、前記つば部の幅が定められることを特徴とする。
【００１５】
２つの構造体の間にガスケットを挿入して、締結部材で２つの構造体を締結してその接合面をシールする場合、開口部の周囲領域における締付荷重は、締結部材の位置や構造体の剛性の影響により、位置によって異なる値となるが、例えば、その影響を構造力学的に解析して、開口部の周囲領域における最適な締付面圧分布が得られるように、つば部の幅を定めることができる。この場合、有限要素法等を用いたコンピュータ解析も有効な手段である。
【００１６】
本発明に係るメタルガスケットのその他の実施態様は、前記グロメット部の前記折り返し部分の内部に芯部材が備えられていることを特徴とする。
【００１７】
ここで、芯部材としては、例えば、円形の断面形状を有する芯部材を用いることもできるし、矩形の断面形状を有する芯部材を用いることもできるし、その他の任意の断面形状を有する芯部材を用いることができる。また、芯部材の材料としては、テンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅、耐熱合金を始めとするあらゆる金属材料を用いることが可能である。
【００１８】
本実施態様においては、折り返し部分の内部に芯部材が備えられているので、グロメットの折り返し部分において、更に確実に締付荷重を受けることができる。また、芯部材が大きな弾性を有する場合には、仮に比較的大きな変形が生じたとしても、シール性を保つことができる。
【００１９】
本発明に係るメタルガスケットのその他の実施態様は、前記グロメット部が、前記本体と異なる部材で構成されることを特徴とする。
【００２０】
本実施態様においては、グロメット部が本体と異なる部材で構成されるので、材料、形状の自由度が増し、グロメット部と本体との組み合わせによって、幅広い条件において、最適な締付面圧分布を得ることができる。また、グロメット部が本体と異なる部材で構成される場合には、原則として、本体の両面側につば部分を設けることができるので、両面側のつば部分の幅を調整して、より多彩できめ細かな締付面圧の調整を実現することができる。
【００２１】
本発明に係るメタルガスケットのその他の実施態様は、同一の前記グロメット部において、前記グロメット部の厚みが一定でなく、前記つば部分の幅寸法及び前記グロメット部の厚み寸法の組み合わせにより、前記開口部の周囲領域における所定の締付面圧分布を形成することを特徴とする。
【００２２】
本実施態様では、つば部分の幅寸法だけでなく、グロメット部の厚み寸法も変更することによって、つば部分の幅寸法及びグロメット部の厚み寸法の組み合わせ、つまりグロメット部の折り返し部分での締付面圧と、つば部分の締付面圧とをきめ細かく調整することができるので、より効果的に開口部の周囲領域における最適な締付面圧分布を得ることができる。
本発明に係るメタルガスケットのその他の実施態様は、複数の気筒を有する内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面をシールする場合において、各気筒ごとに装着する前記メタルガスケットの前記つば部分の形状が異なることを特徴とする。
【００２３】
本実施態様では、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面をシールするのに用いる場合において、各気筒ごとに締付荷重及び締付面圧力が異なる場合があるので、気筒ごとにグロメット部のつば部分の形状が異なるメタルガスケットを用いることによって、シリンダヘッド及びシリンダブロック全体において、最適な締付圧力分布を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係るガスケットでは、グロメット部のつば部分の幅を調整することによって、初期の組立時において、容易に開口部の周囲領域における適切な締付面圧を得ることができ、クリープ特性等による締付面圧分布の経時的変化が少ないので、安定した状態でガスケットを長期間使用することができる。
更に、グロメット部のつば部分によって、面接触によるシールができるので、有効シール領域を増大させることができ、多様なシール状況に適合したガスケット構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係るメタルガスケットの実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。ここで、図１〜図４では、それぞれ、図１〜図４（ａ）において、複数の開口部６が設けられたメタルガスケット２の一部分を示す平面図を示し、図１〜図４（ｂ）及び（ｃ）において、図１〜図４（ａ）で示された矢印の方向から見た部分断面図を示す。また、図１及び図２は、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、端に配置された開口部６に装着されたグロメット８の形状を示し、図３及び図４は、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、中間位置（端でない位置）に配置された開口部６に装着されたグロメット８の形状を示す。以下の説明においては、紙面で上側を上、紙面で下側を下側、紙面で右側を右側、紙面で左側を左として記載する。
なお、本発明に係るメタルガスケット２は、あらゆる構造体の接合面のシールに用いることができ、特に、高温、高圧にさらされる環境下でのシールにも高いシール性能を発揮することができる。例えば、内燃機関のシリンダヘッド及びシリンダブロックの間の接合面のシールに適用することができ、特に、圧縮比の高いディーゼルエンジンの場合には、より高圧に曝されることになるので、本発明に係るメタルガスケットを用いることが特に有効である。
【００２６】
（図１に示す実施形態の説明）
始めに、図１を用いて、本発明に係るメタルガスケットの１つの実施形態の説明を行なう。
＜メタルガスケット全体の構造の説明＞
まず、図１（ａ）を用いて、複数の開口部６が設けられたメタルガスケット２の全体構造の説明を行なう。メタルガスケット２は、略平板状の本体４と、グロメット部８とを備え、本体４には複数の開口部６が設けられ、各々の開口部６にグロメット部８が装着されている。この構成は、図１〜図４に示す実施形態で全て同様であり、後述するように、各図においては、グロメット部８の形状、特にグロメット部８のつば部分８ｂの形状が異なっているが、その他の形状については、原則として同様である。なお、本体４に設けられた開口部６の断面形状としては、円形、矩形を始めとする任意の形状を有することができる。
【００２７】
本実施形態では、本体４及びグロメット部８は、別の部材で構成されていて、開口部６において、グロメット部８が本体４にはめ込まれて、１つのメタルガスケット２を形成している。ただし、これに限られるものでななく、後述する図６に示す実施形態のように、本体４及びグロメット部８を一体的に形成することもできる。
【００２８】
＜本体４の説明＞
略平板状の本体４は、完全に平板状である必要は無く、多少の凹凸部分や曲がり部分を有する場合も含まれる。例えば、開口部６を囲むように凹凸部を設けることによって、バネ状のシール機構を形成することもできる。
また、本体４は、１つの部材で構成される場合も考えられるし、複数の部材で構成される場合も考えられる。複数の部材で構成される場合には、例えば、複数の異なる層を積層させた積層構造も考えられるし、芯材の外側にコーティング層を有する構造も考えられる。
コーティング材料を除く本体４を構成する材料としては、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅、耐熱合金を始めとするあらゆる金属材料を用いることが可能であり、使用圧力や使用温度に応じて最適な材料を用いることができる。
【００２９】
また、コーティング層としては、ゴムやフッ素樹脂を始めとする任意の有機、無機材料をコーティングすることもできるし、二酸化モリブデン、アルミニウム、ステンレス等の金属粉をコーティングすることもできる。また、コーティング層は、芯材の金属に直接コーティングすることもできるし、芯材の外側に配置された外層の薄板にコーティングすることも考えられる。コーティング層を設ける場合には、その弾性によって、多少の変形が生じたとしてもシール性を保つことができる。
【００３０】
本体４の寸法としては、用途に応じて任意の値を取ることができるが、例えば、シリンダヘッド及びシリンダブロックの間の接合面のシールに用いる場合においては、平面寸法はシリンダヘッド及びシリンダブロックの寸法に応じて定められ、開口部６の寸法は、内燃機関の燃焼室孔の寸法に応じて定められる。また、本体４の厚み寸法としては、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍを例示することができるが、これに限られるものではない。
【００３１】
また、各開口部６の周囲４箇所には、ボルト孔１０が設けられており、接合する構造体（図示せず）の間にこのメタルガスケトット２を挿入し、締結ボルト（図示せず）を、構造体のボルト孔及びメタルガスケット２のボルト孔１０に挿入して、２つの構造体を締結する。従って、この締結ボルトの締付力により、メタルガスケット２は、締付荷重を受けることになる。
【００３２】
＜グロメット部８の説明＞
次に、本体４の開口部６に装着されるグロメット部８の構造を、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示す部分断面図を用いて詳細に説明する。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ａから見た部分断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｂから見た部分断面図である。
どちらの断面図も基本構造は同様であり、グロメット部８は、薄板を折り返して形成された折り返し部分８ａと、その折り返し部分８ａから連続した薄板が、本体４と重なり合うつば部８ｂを有する。図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、折り返し部分８ａから連続した薄板が、本体４の表面と重なり合う領域をつば部分８ｂとして示し、その左側の領域を折り返し部分８ａとして示している。
また、グロメット部８が本体４に装着される態様を説明すると、薄板を折り返すことによって生じた折り返し部分８ａの内部空間に、略平板状の本体４が挿入されることによって、両部材が固定されている。また、グロメット部８の折り返し部分８ａによって、開口部６が囲まれた形になっている。
なお、図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、つば部分８ｂの幅寸法が異なるが、基本的な構造は同様である。このつば部分８ｂの幅寸法の差異については後述する。
【００３３】
グロメット部８の材料としては、本体４と同様に、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミ、銅、耐熱合金を始めとするあらゆる金属材料からなる薄板を用いることが可能であり、使用圧力や使用温度に応じて最適な材料を用いることができる。また、本体と同様に、任意の材料を用いたコーティング層を設けることもできる。
また、グロメット部８を構成する薄板の厚み寸法としては、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍを例示することができるが、これに限られるものではない。
【００３４】
＜グロメット部８の幅寸法に関する説明＞
図１（ａ）に示すように、本実施形態では、グロメット部８のつば部分８ｂの幅が、矢印Ａで示すような狭い領域と、矢印Ｂで示すような広い領域を有する。ここで、つば部分８ｂの幅とは、グロメット部８の折り返し部分８ａから連続した薄板が、本体４と重なり合う「重なり代」を示している。また、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、グロメット部８は、グロメット部８を構成する薄板の厚みの分だけ、本体４の表面よりも外側に飛び出しているので、締結ボルトを用いてメタルガスケット２に締付荷重を与えた場合、開口部６の周囲領域では、主にグロメット部８によって、更に詳しく言えば、折り返し部分８ａの一部とつば部分８ｂとによって締付荷重を受けることになる。
従って、同じ締付荷重を受ける場合、つば部分８ｂの幅が広い、つまり重なり代が大きい場合には、この領域における締付面圧は小さくなり、つば部分８ｂの幅が狭い、つまり重なり代が小さい場合には、この領域の締付面圧は大きくなる。
【００３５】
＜図１に示すグロメット部８の説明＞
図１（ａ）に示すように、本実施形態では、本体４に設けられた複数の開口部６のうち、端の開口部６に装着されたグロメット部８の形状を示している。この場合、図１（ａ）の中央に示された開口部６の左右に配置された締結ボルト（図１（ａ）ではボルト孔１０のみ図示）について説明すると、開口部６の左側の上下の締結ボルトは、その片側にしか開口部６が存在せず、開口部６の右側の上下の締結ボルトは、その両側に開口部６が存在する。つまり、左側に配置された締結ボルトは１つの開口部６に対して締付荷重を加え、右側に配置された締結ボルトは２つの開口部６に対して締付荷重を加えることになる。従って、左側に配置された締結ボルトによる締付荷重は、原則として、右側に配置された締結ボルトによる締付荷重の２倍となる。
もし、１つのグロメット部８において、そのつば部分８ｂの幅寸法を全て同一にした場合には、グロメット部８の左側の領域（つば部８ｂと折り曲げ部８ａの一部）が受ける締付面圧は、グロメット部８の右側の領域（つば部８ｂと折り曲げ部８ａの一部）が受ける締付面圧に比べて非常に大きな値となる。なお、グロメット部８の各位置に加わる締付面圧は、締結ボルトの位置だけでなく、構造体の形状、剛性によっても影響を受ける。特に、十分なシール性を発揮させるために、全体として比較的大きな締付荷重を加えた場合には、特に締結ボルトに近い領域において、過大な締付面圧が加わる恐れがある。
【００３６】
これに対処するため、本実施形態では、左側の締結ボルトの配置位置に近い領域に、グロメット部８のつば部分８ｂの幅が広くなった領域を設けている。これによって、過大な締付面圧が生じることを防ぎ、開口部６の周辺領域における最適な締付面圧分布を形成することができるようにしている。この場合、例えば、有限要素法等を用いたコンピュータ構造解析によって、最適な締付面圧分布が形成できるつば部分８ｂのプロフィールを定めることもできる。
また、図１（ａ）の矢印Ｂから見た部分断面図である図１（ｃ）に示すように、本実施態様では、グロメット８のつば部分８ｂが本体４の両面側に設けられており、本体４の両面側において、つば部分８ｂは同一な幅寸法を有している。つまり、同一な態様でつば部分８ｂの幅が広げられている。ただし、これに限られるものではなく、図２（ｃ）に示すように、本体４の上下面でつば部分８ｂの幅寸法が異なるようにすることも可能であるし、図６に示すように、本体４の片面にだけつば部分８ｂを設けることもできる。
なお、図１（ａ）の矢印Ａから見た部分断面図である図１（ｂ）には、グロメット部８のつば部分８ｂの幅が広げられていない領域の断面形状が示されている。
【００３７】
以上のように、図１においては、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、端に配置された開口部６に装着されたグロメット部８の１つの実施形態を示し、メタルガスケット２の端部に配置された締結ボルトによって大きな締付加重が加えられたとしても、それに対応してグロメット部８のつば部分８ｂの幅を広げることによって、開口部６の周囲領域における適切な締付面圧を得ることができる。
また、クリープ特性等による締付面圧分布の経時的変化が少ないので、安定した状態で、メタルガスケットを長期間使用することができる。更に、グロメット部８のつば部分８ｂによって、面接触によるシールができるので、有効シール領域を増大させることができ、多様なシール状況に適合したメタルガスケット構造を得ることができる。例えば、締結する構造体の接合面が平行でない場合であっても、有効なシール面を広く形成しやすくなる。
【００３８】
また、上記のようにグロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法を調整することに加えて、グロメット部８の厚みを調整することによって、両者の組み合わせで、より効果的に締付面圧分布の調整を行なうこともできる。この場合、薄板を折り返して構成されたグロメット部８の厚み寸法を変更することは、比較的容易であり、これにより効果的に締付面圧の調整を行なうことができる。
また、本実施形態では、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、折り返し部分８ａの内部は中空になっているが、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、折り返し部分８ａの内部に、芯部材１２を備えることもできる。この場合には、芯部材１２を変形させることによって、グロメット部８の厚み寸法を変更することができる。
【００３９】
また、図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、本体４が１つの部材から構成されているが、これに限られるものではなく、図１（ｄ）に示すように、複数の部材が積層された構造の本体４を用いることもできる。図４（ｄ）は、図１（ｃ）と同様に、図１（ａ）の矢印Ｂから見た断面図であり、芯部材４ａの両側に外層部材４ｂ及び外層部材４ｃが積層されているところを示す。ただし、本体４は、３層構造に限られず、任意の数の層から構成することができる。
【００４０】
更に、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の接合面をシールするために用いる場合には、各気筒ごとに締付荷重及び締付面圧力が異なる場合があるので、気筒ごとにグロメット部８のつば部分８ｂの形状が異なるメタルガスケット２を用いることも考えられる。例えば、４気筒の内燃機関であれば、シリンダ＃１〜シリンダ＃４に装着するメタルガスケット４のグロメット部８のつば部分８ｂの形状がそれぞれ異なる場合が考えられる。
【００４１】
（グロメット部８その他の実施形態の説明）
次に、図２〜図４を用いて、本発明に係るメタルガスケット２のグロメット部８その他の実施形態の説明を行なう。
＜図２に示す実施形態の説明＞
まず、図２を用いて、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、端に配置された開口部６に装着されたグロメット部８のその他の実施形態の説明を行なう。本実施形態と図１に示す実施形態との間では、グロメット部８のつば部分８ｂの形状が異なるが、その他の点では同一である。従って、下記の説明においては、異なる点に絞って説明を行なう。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、本実施形態では、図１に示す実施形態と同様に、グロメット６の左側の領域のつば部分８ｂの幅が広くなっているが、図１では一部分において幅が広くなっているのに対して、本実施形態では、左側の全領域でつば部分８ｂの幅が広くなっている。一方、図２（ａ）の矢印Ｂから見た部分断面図である図２（ｃ）に示すように、上面側のつば部分８ｂは広くなっているが、下面側のつば部分８ｂ’は広くなっていない。
本実施形態のような構造は、例えば、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックを接合する場合において、比較的強度の弱いシリンダヘッド側（上側）の締付面圧を下げ、比較的強度の強いシリンダブロック側（下側）の締付面圧を上げてシール性を確保することが考えられる。
【００４３】
また、図１に示す実施形態では、図面右側のつば部分８ｂの幅は広くなっていないが、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、締め付けボルトが配置された位置の近傍の位置で、つば部分８ｂの幅が広くなった領域を有する。図２（ａ）の矢印Ｃから見た部分断面図である図２（ｄ）に示すように、この領域では、上面側も下面側も同様に幅が広げられている。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ａから見た部分断面図であり、つば部分８ｂの幅が広くなっていない領域の断面形状を示している。
以上のように、本実施形態においても、上記の実施形態と同様に、開口部６の周囲領域において、最適な締付面圧を得ることができる。
【００４４】
また、図２（ｂ）〜図２（ｄ）では、本体４が１つの部材から構成されているが、これに限られるものではなく、図２（ｅ）に示すように、複数の部材が積層された構造の本体４を用いることもできる。図２（ｅ）は、図２（ｄ）と同様に、図２（ａ）の矢印Ｃから見た断面図であり、芯部材４ａの両側に外層部材４ｂ及び外層部材４ｃが積層されているところを示す。ただし、本体４は、３層構造に限られず、任意の数の層から構成することができる。
【００４５】
＜図３に示す実施形態の説明２＞
次に、図３を用いて、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、中間位置（端でない位置）に配置された開口部６に装着されたグロメット部８の１つの実施形態の説明を行なう。なお、本実施形態と図１に示す実施形態との間では、グロメット部８のつば部分８ｂの形状が異なるが、その他の点では同一である。従って、下記の説明においては、異なる点に絞って説明を行なう。
【００４６】
本実施形態では、締結ボルトが配置された位置の近傍の４箇所で、グロメット部８のつば部分８ｂの幅が広がった領域が部分的に設けられている。これによって、締結ボルトの締付力の影響を強く受ける領域で過大な締付面圧が生じないようにして、適切な締め付け圧力分布を得ることができる。
ここで、図３（ａ）の矢印Ａから見た部分断面図である図３（ｂ）に、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が広がっていない領域の断面形状を示す。また、図３（ａ）の矢印Ｂから見た部分断面図である図３（ｃ）に、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が広がった領域の断面形状を示す。
【００４７】
また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）では、本体４が１つの部材から構成されているが、これに限られるものではなく、図３（ｄ）に示すように、複数の部材が積層された構造の本体４を用いることもできる。図３（ｄ）は、図３（ｃ）と同様に、図３（ａ）の矢印Ｂから見た断面図であり、芯部材４ａの両側に外層部材４ｂ及び外層部材４ｃが積層されているところを示す。ただし、本体４は、３層構造に限られず、任意の数の層から構成することができる。
【００４８】
＜図４に示す実施形態の説明＞
次に、図４を用いて、メタルガスケット２に設けられた複数の開口部６のうち、中間位置（端でない位置）に配置された開口部６に装着されたグロメット部８のその他の実施形態の説明を行なう。なお、本実施形態と図３に示す実施形態との間では、グロメット部８のつば部分８ｂの形状が異なるが、その他の点では同一である。従って、下記の説明においては、異なる点に絞って説明を行なう。
【００４９】
図３に示す実施形態では、グロメット部８のつば部分８ｂの幅が広がった領域が部分的に設けられている。つまり、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が不連続に変化している、しかし、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が連続的に変化し、グロメット部８のつば部分８ｂは連続した滑らかな外形を有する。このようなグロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法の連続的な変化によって、更にきめ細かく、適切な締め付け圧力分布を形成することができる。この場合、例えば、有限要素法等を用いたコンピュータ構造解析によって、最適な締付面圧分布が形成できるつば部分８ｂのプロフィールを定めることもできる。
ここで、図４（ａ）の矢印Ａから見た部分断面図である図４（ｂ）に、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が最も狭まった地点の断面形状を示す。また、図４（ａ）の矢印Ｂから見た部分断面図である図４（ｃ）に、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法が最も広がった地点の断面形状を示す。
【００５０】
また、図４（ｂ）及び図４（ｃ）では、本体４が１つの部材から構成されているが、これに限られるものではなく、図４（ｄ）に示すように、複数の部材が積層された構造の本体４を用いることもできる。図４（ｄ）は、図４（ｃ）と同様に、図４（ａ）の矢印Ｂから見た断面図であり、芯部材４ａの両側に外層部材４ｂ及び外層部材４ｃが積層されているところを示す。ただし、本体４は、３層構造に限られず、任意の数の層から構成することができる。
【００５１】
（本発明に係るメタルガスケットのその他の実施形態の説明）
＜図５に示す実施形態の説明＞
図５は、グロメット部８の周りの構造を示した部分断面図であり、グロメット部８の折り返し部分８ａの内部空間に芯部材１２が備えられた実施形態を示す。図５（ａ）には、円形の断面形状を有する芯部材１２が備えられたグロメット部８を示し、図５（ｂ）には、矩形断面の断面形状を有する芯部材１２が備えられたグロメット部８を示す。これらは、用途や使用条件に応じて、最適な断面形状の芯部材１２を選択することができる。本実施形態のグロメット部８においては、芯部材１２の強度によって、より大きな締付荷重を受けることができる。
また、上記のように、例えば、芯部材１２を変形させることによって、グロメット８の厚みに変化を付けて、グロメット部８のつば部分８ｂの幅寸法の変化、及びグロメット部８の厚み寸法の変化を組み合わせて、最適な締付面圧分布を形成することができる。
【００５２】
＜図６に示す実施形態の説明＞
図６は、本体４及びグロメット部８を含むメタルガスケット２の構造を示す断面図であり、本実施形態では、グロメット部８が本体４と一体的に形成されている。
始めに図６（ａ）に示す実施形態を説明すると、本体４は、芯部材４ａの両面に外層部材４ｂ及び外層部材４ｃが積層された３層構造を有する。更に、下側の外層部材４ｂが芯部材４ａを越えて伸びており、外層部材４ｂが折り返されて折り返し部８ａを形成し、更に外層部材４ｂが本体４の外層部材４ｃと重なり合って、つば部分８ｂを形成している。従って、本実施形態では、上側につば部分８ｂを有するが、下側には有さない。ただし、上側のつば部分８ｂの幅寸法は、図１〜図４に示す実施形態と同様に任意の態様で変化させることができる。
【００５３】
一方、図６（ｂ）に示す実施形態では、本体４は、芯部材４ａの下面に外層部材４ｂが積層された２層構造を有する。そして、下側の外層部材４ｂが芯部材４ａを越えて伸びており、外層部材４ｂが折り返されて折り返し部８ａを形成し、更に外層部材４ｂが本体４の芯部材４ａと重なり合って、つば部分８ｂを形成している。本実施形態においても、上記と同様に、上側につば部分８ｂを有するが、下側には有さない。ただし、上側のつば部分８ｂの幅寸法は、図１〜図４に示す実施形態と同様に任意の態様で変化させることができる。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
本発明に係るメタルガスケットの実施形態は、上記の実施形態に限られるものではなく、その他の様々な実施形態が本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るメタルがガスケットの１つの実施形態を示す図であり、（ａ）に平面図を示し、（ｂ）及び（ｃ）その部分断面図を示し、（ｄ）に本体が３層構造の場合の部分断面図を示す。
【図２】本発明に係るメタルがガスケットのその他の実施形態を示す図であり、（ａ）に平面図を示し、（ｂ）〜（ｄ）にその部分断面図を示し、（ｅ）に本体が３層構造の場合の部分断面図を示す。
【図３】本発明に係るメタルがガスケットのその他の実施形態を示す図であり、（ａ）に平面図を示し、（ｂ）及び（ｃ）その部分断面図を示し、（ｄ）に本体が３層構造の場合の部分断面図を示す。
【図４】本発明に係るメタルがガスケットのその他の実施形態を示す図であり、（ａ）に平面図を示し、（ｂ）及び（ｃ）その部分断面図を示し、（ｄ）に本体が３層構造の場合の部分断面図を示す。
【図５】本発明に係るグロメット部その他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るメタルガスケットのその他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２      メタルガスケット
４      本体
４ａ    芯部材
４ｂ    外層部材
４ｃ    外層部材
６      開口部
８      グロメット部
８ａ    折り返し部分
８ｂ、８ｂ’    つば部分
１０    ボルト孔
１２    芯部材
【図１】
0004845833.tif 000002
【図２】
0004845833.tif 000003
【図３】
0004845833.tif 000004
【図４】
0004845833.tif 000005
【図５】
0004845833.tif 000006
【図６】
0004845833.tif 000007