(57)【要約】【課題】全体の厚みをを薄くでき、被シール部材の接合面の歪やずれ応力の増加を抑制でき、シール機能を良好に発揮できる積層金属ガスケット提供する。【解決手段】複数枚の金属板２を積層するとともに、被シール部材と対接する表裏の外側表面及び金属板同士の層間に、それぞれゴムもしくは合成樹脂よりなるシール被膜層３，４を設けてなる積層金属ガスケットにおいて、層間のシール被膜層４を外側表面のシール被膜層３より薄肉に形成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の金属板が積層されるとともに、被シール部材と対接する表裏の金属板の外側表面及び各金属板同士の層間に、それぞれコーティング層よりなるシール被膜層が設けられてなる積層構造のガスケットにおいて、
前記層間のシール被膜層が前記外側表面のシール被膜層より薄肉に形成されてなることを特徴とする積層金属ガスケット。
【請求項２】
表裏の少なくとも一方の金属板が、その両面に前記外側表面のシール被膜層と前記層間のシール被膜層とを設けたものよりなる請求項１に記載の積層金属ガスケット。
【請求項３】
３層以上の金属板が積層されてなり、表裏の金属板が、各々その両面に前記外側表面のシール被膜層と前記層間のシール被膜層とを設けたものよりなり、中間の少なくとも１枚の金属板がシール被膜層を有さないものからなる請求項２に記載の積層金属ガスケット。
【請求項４】
表裏の少なくとも一方の金属板が、片面にのみ前記外側表面のシール被膜層を設けたものよりなる請求項１に記載の積層金属ガスケット。
【請求項５】
３層以上の金属板が積層されてなり、表裏の金属板が、片面にのみ前記外側表面のシール被膜層を設けたものよりなり、中間の少なくとも１枚の金属板がその両面に層間のシール被膜層を設けたものよりなる請求項４に記載の積層金属ガスケット。
【請求項６】
前記表裏の外側表面のシール被膜層の厚みが１５〜３０μｍ、前記層間のシール被膜層の厚みが１５μｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層金属ガスケット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層金属ガスケットにおける表裏の少なくとも一方に使用されるガスケット基板であって、金属板を基材としてその両面にシール被膜層が設けられるとともに、片側面のシール被膜層の厚みが他方側面のシール被膜層の厚みより薄肉に形成されてなることを特徴とするガスケット基板。
【請求項８】
前記片側面のシール被膜層の厚みが１５μｍ以下、他面のシール被膜層の厚みが１５〜３０μｍである請求項７に記載のガスケット基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの接合部等に介設して使用する積層金属ガスケット、及びこの積層金属ガスケットの構成に好適なガスケット基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック等の被シール部材同士の接合部に介設して使用するガスケットとして、弾性を有するステンレス鋼等の金属板を基材とし、該金属板に燃焼室、冷却用液体の通路孔等の孔部を設けるとともに、必要に応じて該孔部の周囲に面圧を確保するためのビードが形成されてなる所謂金属ガスケットが知られている。
【０００３】
かかる金属ガスケットは、前記基材としての金属板が１層の場合もあるが、通常は、前記金属板の複数を積層構成して使用される。この積層金属ガスケットの場合、被シール部材との対接面となる表裏の外側表面及び金属板同士の層間に、耐熱性のゴムあるいは合成樹脂等のコーティング層よりなるシール被膜層を設けて、被シール部材の接合面の表面粗さを吸収してミクロシールとしての所定のシール機能を果たすとともに、層間のシール機能をも果たすよう構成している（例えば下記の特許文献１）。
【０００４】
従来の積層金属ガスケットの外側表面のシール被膜層および層間のシール被膜層の厚みについては、通常、１０〜２００μｍ程度の範囲内で略同厚に設定されている。
【特許文献１】特開２００２−５４７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンのシリンダヘッドやシリンダブロックは、アルミニウム合金等により形成されており、その接合面（接合用フランジ面等）の表面粗さは金属ガスケットの基材となるステンレス鋼よりなる金属板に比して粗く、そのためシール被膜層の厚みは、前記の表面粗さを吸収できるように比較的厚みを大きく設定することが望まれるが、外側表面のシール被膜層と同様に、層間のシール被膜層の厚みも大きく設定したのでは、積層金属ガスケット全体の厚みが大きくなる。ガスケット全体の厚みが大きくなればなるほど、被シール部材間での熱伝導、つまりシリンダヘッドとシリンダブロックとの間の熱伝導が遮断され、その結果、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間で温度差が発生し、接合面（接合用フランジ面）の歪が増加し、ずれ応力が増加する等の問題が生じるおそれがある。
【０００６】
また、層間のシール被膜層の厚みが大きくなると、使用上の締め付けによるへたり（締め付けによる圧縮変形の癖）や締め付け圧の損失によるシール面圧の低下が生じ、シール特性が低下する等の影響もある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、ガスケット全体の厚みを薄く設定できて、被シール部材の接合面の歪やずれ応力の増加を抑制でき、かつミクロシールとしてのシール機能を良好に発揮できる積層金属ガスケットと、これに使用するガスケット基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになした本発明の積層金属ガスケットは、複数枚の金属板が積層されるとともに、被シール部材と対接する表裏の金属板の外側表面、及び金属板同士の層間に、それぞれコーティング層よりなるシール被膜層が設けられてなる積層構造のガスケットにおいて、前記層間のシール被膜層が前記外側表面のシール被膜層より薄肉に形成されてなることを特徴とする。前記シール被膜層としては、かなり厚みの薄い被膜形成が可能なゴムもしくは合成樹脂等のコーティング層が好適に用いられる。
【０００９】
この積層金属ガスケットによれば、金属板同士の層間のシール被膜層の厚みを表裏の金属板の外側表面のシール被膜層の厚みより薄肉に形成したことにより、前記表裏の外側表面のシール被膜層の厚みを、従来と同様に被シール部材の接合面の表面粗さを吸収できる程度に比較的厚く設定したものであっても、ガスケット全体の厚みは従来よりも小さくできる。
【００１０】
そのため、接合される二つの被シール部材間の熱伝導遮断の程度が小さくなり、両被シール部材間での過度の温度差の発生を抑えることができ、温度差に起因する接合面の歪の増加や、ずれ応力の増加を防止できる。しかも、層間のシール被膜層の厚みが小さいために、締め付けによるへたりも生じず、締め付け圧の損失によるシール面圧の低下やシール特性の低下を防止できる。特に、ステンレス鋼等よりなる金属板は、その表面の仕上げ精度がアルミニウム合金等の前記被シール部材の接合面に比してかなり高く、そのため層間のシール被膜層の厚みを薄く設定しても、層間のシール性を損なうおそれはない。
【００１１】
前記の積層金属ガスケットとしては、表裏の少なくとも一方の金属板が、その両面に前記外側表面のシール被膜層と前記層間のシール被膜層とを設けてなるものとすることができる。例えば、３層以上の金属板が積層されてなる積層金属ガスケットの場合において、表裏の金属板が、各々その両面に前記外側表面のシール被膜層と前記層間のシール被膜層とを設けたものよりなり、中間の少なくとも１枚の金属板がシール被膜層を有さないものからなるものとすることができる。この場合、中間層にはシール被膜層を有さない金属板をそのまま使用して前記の積層金属ガスケットを構成できることになる。
【００１２】
さらに、前記の積層金属ガスケットとして、表裏の少なくとも一方の金属板が、片面にのみ前記外側表面のシール被膜層を設けたものよりなるものとすることもできる。例えば、３層以上の金属板が積層されてなる積層金属ガスケットの場合において、表裏の金属板が、片面にのみ前記外側表面のシール被膜層を設けたものよりなり、中間の少なくとも１枚の金属板がその両面に層間のシール被膜層を設けたものよりなるものとすることができる。これにより、表裏の金属板には片面にのみコーティングを施し、また中間の少なくとも１枚の金属板には両面に同じ厚みのコーティングを施しておけばよいことになる。
【００１３】
前記の積層金属ガスケットにおいて、前記表裏の外側表面のシール被膜層の厚みは１５〜３０μｍ、前記層間のシール被膜層の厚みは１５μｍ以下に設定しておくのが好ましい。
【００１４】
すなわち、前記表裏の外側表面のシール被膜層の厚みが３０μｍを越えると、１回のコーティングでは均一な厚みが得られず、１５μｍ未満ではアルミニウム合金等よりなる被シール部材の接合面の表面粗さを吸収できず、ミクロシール機能を損なうおそれがある。したがって、これらの効果の点から、より好ましくは２０〜２５μｍの範囲である。
【００１５】
また、前記層間のシール被膜層の厚みが１５μｍを越えると、ガスケット全体の厚み減少の効果が十分に得られなくなる。特に、金属板がステンレス鋼よりなる場合、その表面の仕上げ精度が被シール部材の接合面に比してかなり高く、例えば表面粗さが１〜２μｍ程度になるため、この表面粗さを吸収できる程度の範囲で１５μｍ以下とするもので、２〜１０μｍの範囲に設定しておくのが実施上特に好ましい。もちろん、金属板の材質や表面の仕上げ精度によっては前記範囲外での実施も可能である。
【００１６】
また、本発明は、前記の積層金属ガスケットの表裏両板の少なくとも一方に使用するガスケット基板として、金属板を基材としてその両面にシール被膜層を設けるとともに、他の金属板と対接する片側面のシール被膜層の厚みを他方側面の厚みより薄肉に形成したものを特徴とする。この場合、前記片側面のシール被膜層の厚みを１５μｍ以下、他面のシール被膜層の厚みが１５〜３０μｍとしておくのが好ましい。
【００１７】
このガスケット基板を、積層金属ガスケットにおける表裏の少なくとも一方に、前記シール被膜層の厚みの大きいほうを外側表面にして使用することにより、前記の積層金属ガスケットを容易に構成し製作することができ、その実施が容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の積層金属ガスケット及びガスケット基板によれば、ガスケット全体の厚みを薄く設定できて、被シール部材の接合面の歪やずれ応力の増加を抑制でき、かつミクロシールとしてのシール機能も良好に保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施例に係るガスケットを例示する略示平面図、図２は図１のＡ−Ａ線の拡大断面図、図３〜図５はそれぞれ他の実施例を示す一部の拡大断面図である。
【００２１】
図において、１はシリンダヘッドガスケットに使用する本発明に係る積層金属ガスケットであり、燃焼室１１や冷却水用孔（図示省略）及び締め付け用のボルト挿通孔１２等の孔部を有し、前記各孔部の周囲部には、公知のように締め付け時の面圧を確保するための折り返し部１３や段差状や山形状のビード（図示せず）が形成されている。
【００２２】
前記積層金属ガスケット１は、図２〜図５に示すように、ステンレス鋼等の弾性を有する金属よりなる複数枚の金属板２，２…が積層されるとともに、接合対象のシリンダヘッドとシリンダブロック等の被シール部材（図示せず）と対接する表裏の外側表面と、前記金属板２、２同士の層間とに、それぞれ耐熱性のゴムもしくは合成樹脂等のコーティング層よりなるシール被膜層３および４が設けられており、特に前記層間のシール被膜層４は、前記シール被膜層３よりも薄肉に形成されている。
【００２３】
前記の積層金属ガスケット１の構成においては、前記の金属板２を基材として、その両側面にそれぞれ前記のゴムもしくは合成樹脂等のコーティング層を設け、片側面のコーティング層を前記外側表面のシール被膜層３とし、また他側面のコーティング層を前記層間のシール被膜層４として前記片側面のシール被膜層３より薄肉に形成した３層構造のガスケット基板５を、ガスケット表裏の少なくとも一方側に用いるのが好ましい。
【００２４】
例えば、図２のように、前記の３層構造のガスケット基板５と、金属板２の片面にのみ外側表面のシール被膜層３に相当するコーティング層を設けた２層構造の第２のガスケット基材６との二枚を用い、両ガスケット基材５，６のそれぞれ前記シール被膜層３の側を外側表面にして積層することにより、本発明の金属板２が２層の積層金属ガスケット１を構成できる。
【００２５】
また、図３の実施例のように、前記の３層構造のガスケット基板５の２枚を用い、その両基板５，５間に、シール被膜層を有さない中間金属板２ａを介在させて、前記両ガスケット基板５，５の前記薄肉のシール被膜層４，４の側を該中間金属板２ａに対接させるように積層することにより、３層の金属板２よりなる積層金属ガスケット１を構成できる。さらに、図４の実施例のように、前記第１のガスケット基板５と、前記第２のガスケット基板６との間に、金属板２の片面に層間の薄肉のシール被膜層４に相当する薄肉のコーティング層を設けた第３のガスケット基板７とを用いて積層構成することもできる。
【００２６】
前記のほか、図５の実施例のように、片側面に厚みの大きい外側表面にシール被膜層３を形成した２層構造の第２のガスケット基板６を２枚用い、さらにこれとは別に、金属板２の両面に層間の前記シール被膜層４に相当する薄肉のコーティング層を設けた第４のガスケット基板８を中間層として用い、該ガスケット基板８を前記両ガスケット基板６，６間に介在させて積層することもできる。
【００２７】
このように、前記第１、第２、第３および第４のガスケット基板５、６、７および８、中間金属板２ａ等を適宜組み合わせて、金属板同士の層間のシール被膜層４を外側表面のシール被膜層３より薄肉になるように積層することにより、種々の積層構造による積層金属ガスケット１の実施が可能になる。製作の容易性やコスト面からは、前記の第１のガスケット基板５を表裏の少なくとも一方に用いるのが好ましい。
【００２８】
上記の各実施例において、金属板２としては、ＳＵＳ３０１ＨやＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が好適に使用され、その厚みｔ２は、通常、０．１〜０．５ｍｍの範囲内で適宜設定される。
【００２９】
また、前記のゴムもしくは合成樹脂等のコーティング層による外側表面のシール被膜層３、及び層間のシール被膜層４については、耐熱性や耐油性等、復元性や弾性に優れるシリコン系ゴムやフッ素系ゴムあるいは合成樹脂等が好適に用いられる。このゴム等のシール被膜層３、４の厚みｔ３，ｔ４については、ステンレス鋼等の金属板２が表面の仕上精度がアルミニウム合金等よりなるシリンダーヘッドやシリンダーブロック等の被シール部材の接合面に比して高いため、層間のシール被膜層４は外側表面のシール被膜層３よりもかなり薄くできる。
【００３０】
実施上は、表裏の外側表面のシール被膜層３の厚みｔ３については１５〜３０μｍ、より好ましくは２０〜２５μｍに設定され、また前記層間のシール被膜層４の厚みｔ４については前記シール被膜層３よりも薄くて１５μｍ以下、より好ましくは２〜１０μｍの範囲で適宜設定される。
【００３１】
上記のように構成される本発明の積層金属ガスケット１によれば、金属板同士の層間のシール被膜層４の厚みｔ４を、表裏の外側表面のシール被膜層３の厚みｔ３より薄肉に形成したことにより、表裏の外側表面のシール被膜層３の厚みｔ３を、従来と同様に被シール部材の接合面の表面粗さを吸収できる程度に比較的厚く設定したものであっても、積層金属ガスケット１の全体の厚みは従来よりも小さくできる。
【００３２】
そのため、接合される二つの被シール部材間の熱伝導遮断の程度が小さくなり、両被シール部材間での過度の温度差の発生を抑えることができ、温度差に起因する接合面の歪の増加や、ずれ応力の増加を防止できる。しかも、層間のシール被膜層４の厚みが小さいために、締め付けによるへたりも生じず、締め付け圧の損失によるシール面圧の低下やシール特性の低下を防止できる。
【００３３】
特に、ステンレス鋼よりなる金属板２の場合は、その表面の仕上精度がアルミニウム合金等の前記被シール部材の接合面に比してかなり高いため、層間のシール被膜層の厚みをごく薄く設定しても、層間のシール性を損なうおそれがなく、本発明を問題なく実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のガスケットは、エンジンのシリンダーヘッドとシリンダーブロックの接合部に介設使用するシリンダーヘッドガスケットとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例に係るガスケットを例示する略示平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図３】他の実施例を示す一部の拡大断面図である。
【図４】さらに他の実施例を示す一部の拡大断面図である。
【図５】さらにまた他の実施例を示す一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    ガスケット
２    金属板
２ａ  中間金属板
３    外側表面のシール被膜層
４    層間のシール被膜層
５    第１のガスケット基板
６    第２のガスケット基板
７    第３のガスケット基板
８    第４のガスケット基板
１１    燃焼室
１２    ボルト挿通孔
１３    折り返し部
【図１】
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【図２】
2005106223.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005106223.tif 000006
【図５】
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