(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、該基板に積層されたシム板とを備え、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けることにより、前記接合面間をシールするようにした金属ガスケットにおいて、
前記シム板は前記基板より薄肉に形成され、
前記シム板を前記燃焼室孔の周囲に前記基板のビードを覆うように配置すると共に、そのシム板の燃焼室孔から離間する側の端部を、基板の外周縁及びボルト孔よりも内側に位置し、
且つ、該シム板の燃焼室孔側の端部の厚さ方向の枚数を複数にして燃焼室孔側の端部周縁である周縁部の肉厚が最も厚くなるようにすると共に、前記シム板の前記基板のビードの前記燃焼室孔から離間する側であって前記基板のビードと基板厚さ方向で重ならない位置に補助ビードを設け、その補助ビードを、前記基板の燃焼室孔を無端状に囲繞するように設けると共に、前記基板に設けたビードよりも低く設定することで、
シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けると、基板のビード、補助ビード、周縁部の順に圧縮変形することを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
前記シム板の燃焼室孔側の端部を折り返して該端部の厚さ方向の枚数を２枚にしたことを特徴とする請求項１記載の金属ガスケット。
【請求項３】
前記シム板の燃焼室孔側の端部の厚さを該燃焼室孔の周方向に沿って変化させたことを特徴とする請求項１又は２記載の金属ガスケット。
【請求項４】
前記シム板の燃焼室孔側の端部の幅を該燃焼室孔の周方向に沿って変化させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、該基板より薄肉に形成されて前記基板に積層されたシム板とを備え、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けることにより、前記接合面間をシールするようにした金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の金属ガスケットとしては、例えば、特開平６−１１７５４２号公報や特開平１０−２８１２２８号公報に示すように、基板の燃焼室孔の周縁部（基板ビードより燃焼室孔側）に該基板より薄肉のシム板を積層して該燃焼室孔の周縁部と他の部分との間に板厚差を設け、かかる板厚差により、シリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に、燃焼室孔の周縁部に最も面圧が集中するようにし、これにより、シリンダボア端部周縁に最大荷重をかけてシールするようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の金属ガスケットにおいては、締結ボルト近傍に比べて締結ボルト間の方が面圧が低くなるため、特に、運転時に高温／高圧ガスを発生して大きな振動振幅を発生する最近のエンジンに使用する場合には、締結ボルト間の低面圧域の振動振幅の増大により基板の燃焼室孔の周囲に設けられたビードだけでは十分なシール性能が得られないという不都合がある。
【０００４】
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、燃焼室孔の全周にわたって十分なシール性能を得ることができる金属ガスケットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１に係る金属ガスケットは、燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、該基板に積層されたシム板とを備え、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けることにより、前記接合面間をシールするようにした金属ガスケットにおいて、
前記シム板は前記基板より薄肉に形成され、前記シム板を前記燃焼室孔の周囲に前記基板のビードを覆うように配置すると共に、そのシム板の燃焼室孔から離間する側の端部を、基板の外周縁及びボルト孔よりも内側に位置し、
且つ、該シム板の燃焼室孔側の端部の厚さ方向の枚数を複数にして燃焼室孔側の端部周縁である周縁部の肉厚が最も厚くなるようにすると共に、前記シム板の前記基板のビードの前記燃焼室孔から離間する側であって前記基板のビードと基板厚さ方向で重ならない位置に補助ビードを設け、その補助ビードを、前記基板の燃焼室孔を無端状に囲繞するように設けると共に、前記基板に設けたビードよりも低く設定することで、
シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けると、基板のビード、補助ビード、周縁部の順に圧縮変形することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る金属ガスケットは、請求項１において、前記シム板の燃焼室孔側の端部を折り返して該端部の厚さ方向の枚数を２枚にしたことを特徴とする。
請求項３に係る金属ガスケットは、請求項１又は２において、前記シム板の燃焼室孔側の端部の厚さを該燃焼室孔の周方向に沿って変化させたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る金属ガスケットは、請求項１〜３のいずれか一項において、前記シム板の燃焼室孔側の端部の幅を該燃焼室孔の周方向に沿って変化させたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例である金属ガスケットを説明するための要部平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３はシム板の拡大断面図、図４〜図８は本発明の他の実施の形態を説明するための説明図である。
【０００９】
図１〜図３を参照して、この金属ガスケットは、燃焼室孔２の周囲にフルビード３が形成された基板１と、基板１より薄肉に形成されて該基板１に積層されたシム板４とを備えている。なお、図１において符号６はボルト孔、７は水孔、８はオイル孔であり、いずれも基板１のフルビード３の外側に配置されている。
シム板４は、基板１の燃焼室孔２の周囲にフルビード３の凸部側を覆うように配置されており、燃焼室孔２側の端部が上方に折り返されて厚さ方向に二枚積層され、これにより、燃焼室孔２側の端部周縁（以下、周縁部４ａという）の肉厚が最も厚くなるようにしている。
【００１０】
また、シム板４の周縁部４ａは、ボルト締結時の締め付け力が大きい締結ボルトのボルト孔６近傍の厚さが、締め付け力が小さい各ボルト孔６間の厚さより薄くなっており、この実施の形態では、鍛圧成形により、周縁部４ａの厚さがボルト孔６近傍から各ボルト孔６間に向けて次第に厚くなるようにして燃焼室孔２の周方向に沿って抑揚を付けている。なお、図１では、シム板４は基板１の裏面に配置され、また、シム板４の燃焼室孔２から離間する側の端部は基板１の外周縁より内側に位置している。
【００１１】
ここで、この実施の形態では、基板１のフルビード３の燃焼室孔２から離間する側に補助ビード５を設けている。補助ビード５はフルビードとされて基板１のフルビード３より低く且つ厚さ方向に弾性変形可能とされており、凸部側が基板１を向くように配置されている。
そして、かかる構成の金属ガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装して締結ボルトで締め付けると、フルビード３、補助ビード５、周縁部４ａの順に板厚方向に圧縮変形し、該締め付けは板厚が変化しない基板１の外周縁部の板厚まで行われる。締め付け終了時においては、最も板厚の厚い周縁部４ａに面圧が集中してシール条件が一番厳しいシリンダボア端部周縁に最大荷重が作用し、これにより、エンジンの振動振幅を抑えると共にシリンダボア端部周縁に対する高面圧の一次シールがなされ、且つ、フルビード３及び補助ビード５の全屈が防止され、更には、圧縮変形したフルビード３の弾性反発力よるシール圧、及び補助ビード５の弾性反発力によるシール圧によって高温高圧の燃焼ガスに対してフルビード３による二次シール及び補助ビード５による三次シールがなされると共に、補助ビード５によるシール圧で水孔７からの冷却水のフルビード３側への浸入が阻止される。
【００１２】
また、上述したように、シム板４の周縁部４ａは、ボルト締結時の締め付け力が大きい締結ボルトのボルト孔６近傍の厚さが、締め付け力が小さい各ボルト孔６間の厚さより薄くされて燃焼室孔２の周方向に沿って板厚に抑揚が付けられているため、シリンダボア端部周縁における周方向のシール圧の均一化を図ることができる。
【００１３】
なお、上記実施の形態では、補助ビード５をフルビードとした場合を例に採ったが、これに代えて、補助ビード５を例えばステップビードとしてもよい。
また、上記実施の形態では、シム板４の燃焼室孔２側の端部を折り返して、該周縁部４ａの厚さ方向の枚数を２枚にした場合を例に採ったが、必ずしも折り返しによる必要はなく、例えば、シム板４の燃焼室孔２側の端部に環状のシム板を積層して溶接等により接合するようにしてもよい。
【００１４】
次に、図４〜図８を参照して、本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明する。
図４及び図５は、シム板４の周縁部４ａの厚さを、上記実施の形態と同様に、ボルト締結時の締め付け力が大きい締結ボルトのボルト孔６近傍は薄くし、締め付け力が小さい各ボルト孔６間は厚くすると共に、シム板４の周縁部４ａの折り返し幅を、ボルト締結時の締め付け力が大きい締結ボルトのボルト孔６近傍は狭くし、締め付け力が小さい各ボルト孔６間は広くしたものであり、この実施の形態では、周縁部４ａの折り返し幅がボルト孔６近傍から各ボルト孔６間に向けて次第に広くなるようにして燃焼室孔２の周方向に沿って板幅に抑揚を付けている。これにより、シリンダボア端部周縁における周方向及び径方向のシール圧の均一化を図るようにしている。また、シム板４の周縁部４ａの折り返し幅を締結ボルトのボルト孔６近傍は狭くし、締め付け力が小さい各ボルト孔６間は広くすることにより、ボルト孔６近傍の板厚をプレス成形によって薄くする際に板厚方向に変形し易くすることができる。
【００１５】
図６は上下の二枚の基板１間にシム板４を配置した例であり、上下の基板１のフルビード３は凸部側が互いに対向配置されている。図７は上下の二枚の基板１間にシム板４を配置した例であるが、上下の基板１のフルビード３の凹部側が互いに対向配置されている。図８は上下の二枚の基板１間にシム板４及び厚さ調整用の副板１０を配置した例であり、上下の基板１のフルビード３は凸部側が互いに対向配置され、副板１０のシム板４の周縁部４ａの幅に対応する範囲に該シム板４の板厚に応じて板厚の略１／３〜１／２の段差を設けて、副板１０の段差凹部１１に周縁部４ａを嵌合した例である。
【００１６】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１又は２の発明によれば、燃焼室孔の全周にわたって十分なシール性能を得ることができるという効果が得られる。
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に加えて、シリンダボア端部周縁における周方向のシール圧の均一化を図ることができるという効果が得られる。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか一項の発明に加えて、シリンダボア端部周縁における径方向のシール圧の均一化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である金属ガスケットを説明するための要部平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】シム板の拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための要部平面図である。
【図５】シム板の拡大断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【符号の説明】
１…基板
２…燃焼室孔
３…フルビード（基板ビード）
４…シム板
４ａ…周縁部
５…補助ビード
６…ボルト孔
７…水孔
【図１】
0004712165.tif 000002
【図２】
0004712165.tif 000003
【図３】
0004712165.tif 000004
【図４】
0004712165.tif 000005
【図５】
0004712165.tif 000006
【図６】
0004712165.tif 000007
【図７】
0004712165.tif 000008
【図８】
0004712165.tif 000009