(57)【要約】【課題】ボア孔径の拡大に伴う燃焼室孔径の拡大で、燃焼室孔と液孔とが近接した場合であっても、安定したシール性能を確保し得る金属ガスケットを提供する。【解決手段】液孔４と、複数の燃焼室孔３と、が少なくとも開口した薄肉金属板を基板２とし、各燃焼室孔３の端部にそれぞれ形成された増厚部２１と、各燃焼室孔３を囲むように設定されたシールラインＳＬ１と、そのシールラインＳＬ１に沿って接合面間をシールするビードＢＤと、を少なくとも基板２に形成する。さらに、ビードＢＤを、金属ビード８と、ゴムビード９と、から構成し、前記液孔４のうち、隣合う燃焼室孔３間に近接して配置された液孔を近接液孔４Ａと呼ぶとき、前記シールラインＳＬ１の一部を、この近接液孔４Ａの周縁全周を囲んで液孔シールラインＳＬ１ａとして設定して前記ビードＢＤを形成する。【選択図】図１
2005155713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとで対向する接合面間に介装される金属ガスケットにおいて、
前記接合面に開口している冷却液孔に対応する液孔と、前記接合面に開口している複数のボア孔に対応する複数の燃焼室孔と、が少なくとも開口した薄肉金属板を基板とし、
各燃焼室孔それぞれの端部全周に形成された増厚部と、燃焼室孔を囲むように設定されたシールラインに沿って前記基板の板厚方向に変形して前記接合面間をシールするビードと、を少なくとも前記基板に形成し、
前記ビードを、前記基板を板厚方向の一方に向けて屈曲してなる金属ビードと、当該金属ビードの屈曲側および屈曲裏側に固着されて当該金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材から形成され且つ前記屈曲側の面での成形寸法の高さを前記増厚部の高さより高くしてなるゴムビードと、から構成し、
前記液孔のうち、隣合う燃焼室孔間に近接して配置された液孔を近接液孔と呼ぶとき、前記シールラインの一部は、当該近接液孔の周縁全周を囲む液孔シールラインを構成し、当該液孔シールラインに沿って前記金属ビードと前記ゴムビードとの合成からなるビードを形成したことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
前記液孔シールラインに形成される金属ビードは、前記近接液孔の内周部の前記基板を前記板厚方向の前記一方に向けて斜めに立ち上がる曲げによって形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属ガスケット。
【請求項３】
前記液孔シールラインに形成されるゴムビードを構成する前記屈曲側および屈曲裏側に固着された前記弾性シール材を、前記近接液孔の孔内周面に被着する弾性シール材で連結して一体とするとともに、当該孔内周面に被着した弾性シール材の内径寸法を、前記接合面に開口している冷却液孔の内径寸法と略同寸としたことを特徴とする請求項１または２に記載の金属ガスケット。
【請求項４】
前記液孔シールラインに形成される金属ビードに、当該金属ビードの周方向に沿った方向に少なくとも１箇所の切り欠きを液孔切欠き部として形成し、当該液孔切欠き部を通じて前記屈曲側および屈曲裏側の前記弾性シール材を連結して一体に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属ガスケット。
【請求項５】
前記燃焼室孔周囲に形成した増厚部に、当該増厚部の外周面側で且つ前記近接液孔の周縁に沿った部分を切り欠いて増厚部切欠き部を形成し、
当該増厚部切欠き部によって除かれた部分に、前記液孔シールラインに沿って形成されるビードの一部を成形したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属ガスケット。
【請求項６】
前記隣合う燃焼室孔間、且つ前記ビードの当該隣合う燃焼室孔間側の範囲内に、当該隣合う燃焼室孔端部にそれぞれ設けた増厚部と前記基板との間でシム板を介装したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、オートバイ、自動車、産業機械、船外機等に使用される内燃機関を構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとの対向する接合面間に介挿して当該接合面間をシールするための金属ガスケットに係り、特に、隣合うボア孔間が極狭いシリンダーヘッド等に好適に使用し得る金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄肉金属板を基板とした金属ガスケットは、例えばエンジン等の内燃機関用のシリンダーヘッド等に用いられる。このような金属ガスケットは、その基板に、ボア孔に対応する燃焼室孔、および冷却液孔に対応する液孔が少なくとも開口し、この液孔のうち一部の液孔が隣合う燃焼室孔間に近づけて配置されるものがある。
近年、エンジンの基本設計を変更することなく排気量の増大を図るために、ボア孔の径を可能な限り大きくする場合がある。ボア孔の径を大きくすると、それにつれて隣合うボア孔間はより狭くなる。このような狭いボア孔間を効果的に冷やすためには、冷却液孔をできるだけ大きく確保することが望まれる。また、ボア孔間に冷却液孔をできるだけ近付けて冷却効果を上げることが望まれる。そのため、冷却液孔は、その開口径を可能な限り大きくするとともに、ボア孔間の両側にできるだけ近づけて設計される。
【０００３】
本願発明者は、このような用途に使用することができる金属ガスケットとして、例えば特許文献１に記載の金属ガスケットを開発している。
この金属ガスケットは、例えば図１５に示すように、燃焼室孔３００の側端部３００ａを折り返し、または増厚板によって形成した増厚部２１０と、その増厚部２１０を囲むように設定されるシールラインＳＬ１０１に沿ってビードを形成している。そして、この増厚部２１０とビードＢＤとによって燃焼ガスをシールしている。
【０００４】
ビードＢＤは、例えば図１６に示すように、基板２００を成形して形成される金属ビード８０と、その金属ビード８０の表裏両面にそれぞれ固着したゴムビード９０とによってシールラインＳＬ１０１に沿って形成される。同図の例では、金属ビード８０は、凸状のフルビードで形成している。また、ゴムビード９０は、金属ビード８０の屈曲側および屈曲裏側にそれぞれ固着されて金属ビード８０の変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材から形成されている。なお、通常、基板表裏に固着する弾性シール材は、屈曲側および屈曲裏側にそれぞれ分離成形してゴムビードを形成している。
【特許文献１】特願２００２−１０２４３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述のようなボア孔間が狭いエンジンに用いられる金属ガスケットでは、例えば図１５のＺ部に示すように、隣合う燃焼室孔３００間にビードを形成するスペースがほとんどない。つまり、隣合う燃焼室孔３００間が狭いため、ビードを成形するのに必要な空間を確保することが難しい。そのため、同図のように隣合う燃焼室孔３００同士のシールラインＳＬ１０１を繋げて設定し、ビードＢＤを形成していた。
しかし、このようなシールライン構造では、隣合う燃焼室孔間のゴムビードが、例えば図１５にＹ部として示すように、略Ｖ字状に繋がるため、鋭角に形成されることもあって、ゴムビードの固着状態が不安定になる傾向がある。
【０００６】
また、液孔の周りにもその液孔を囲むビードを形成する場合もあるが、このような液孔のうち、ボア孔間の両側に可能な限り大きく且つ近づけて配置された冷却液孔に対応する位置に形成された液孔、例えば図１５に示すように、隣合う燃焼室孔３００間に近づけて配置された液孔４００Ａ（以下、「近接液孔」と呼ぶ）は、隣合う燃焼室孔３００間が狭い場合には、近接液孔４００Ａ周りでのビードを形成すべき位置が増厚部２１０により近くなる。そのため、やはり、このような近接液孔周りにおいても、ビードを成形するのに必要な空間を、その周囲に確保することが難しい。
【０００７】
そのため、仮に、直接、近接液孔周りを囲うビードを形成した場合であっても、基板表裏にそれぞれ固着されたゴムビードの固着面積（幅）は、十分なスペースを確保して形成したフルビードの場合に比べて少なくなる。したがって、近接液孔の周囲のゴムビードの固着強度も必ずしも十分とは言えない。
これにより、例えばエンジンの運転中の振動や、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの材質の違いによる熱膨張差によって生じる接合面同士のずれ等が原因となって、隣合う燃焼室孔間で鋭角に繋がっている部分（例えば図１５のＹ部）のゴムビードや、近接液孔の周囲のゴムビードが基板から剥離するおそれがある。
【０００８】
また、エンジンの構造にもよるが、ボア孔間は締め付け条件が他の部分より厳しく、さらに、熱による影響も大きい。そのため、特にボア孔間が極狭い場合は、例えばエンジンの停止から一気に高荷重をかける運転をするようなときに、金属ガスケットの燃焼室孔間の部分からガスの吹き抜けを起こすおそれが可能性としてあるなど、未だ改良する余地が残されている。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、例えばボア孔の拡大に伴う燃焼室孔径の拡大によって燃焼室孔と液孔とを近づけた場合であっても、長期間安定してシール性能を確保し得る金属ガスケットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、内燃機関を構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとで対向する接合面間に介装される金属ガスケットにおいて、前記接合面に開口している冷却液孔に対応する液孔と、前記接合面に開口している複数のボア孔に対応する複数の燃焼室孔と、が少なくとも開口した薄肉金属板を基板とし、各燃焼室孔それぞれの端部全周に形成された増厚部と、燃焼室孔を囲むように設定されたシールラインに沿って前記基板の板厚方向に変形して前記接合面間をシールするビードと、を少なくとも前記基板に形成し、前記ビードを、前記基板を板厚方向の一方に向けて屈曲してなる金属ビードと、当該金属ビードの屈曲側および屈曲裏側に固着されて当該金属ビードの変形と共に板厚方向に圧縮変形する弾性シール材から形成され且つ前記屈曲側の面での成形寸法の高さを前記増厚部の高さより高くしてなるゴムビードと、から構成し、前記液孔のうち、隣合う燃焼室孔間に近接して配置された液孔を近接液孔と呼ぶとき、前記シールラインの一部は、当該近接液孔の周縁全周を囲む液孔シールラインを構成し、当該液孔シールラインに沿って前記金属ビードと前記ゴムビードとの合成からなるビードを形成したことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、燃焼室孔の増厚部の外周を囲うビードを、近接液孔の周縁全周を囲むビードと合流させて一体化している。そのため、燃焼室孔周りのビードと近接液孔周りのビードとで相互に固着強度を補完することができる。これにより、ビード全体の固着強度が増すとともに、ビード幅の狭い近接液孔周りの強度不足を補うことができる。
ここで、近接液孔の周りに設定された液孔シールラインを構成する金属ビードでは、ハーフビード幅すら十分に確保することが困難である。そのため、このような場合、可能な限り少ないスペースで、できるだけ効果の高い形態からなる金属ビードを採用することが好ましい。
【００１１】
すなわち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の金属ガスケットであって、前記液孔シールラインに形成される金属ビードは、前記近接液孔の内周部の前記基板を前記板厚方向の前記一方に向けて斜めに立ち上がる曲げによって形成したことを特徴としている。
請求項２に記載した発明によれば、立ち上がり形状だけからなる金属ビード形状、つまり「クオータビード」を液孔シールラインに沿って形成し、このクオータビードの両面にゴムビードをそれぞれ成形している。これにより、ビードを形成するスペースが少ない場合であっても、スペースを有効に活用してシール性能を向上させる上で効果的な金属ビードとすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載の金属ガスケットであって、前記液孔シールラインに形成されるゴムビードを構成する前記屈曲側および屈曲裏側に固着された前記弾性シール材を、前記近接液孔の孔内周面に被着する弾性シール材で連結して一体とするとともに、当該孔内周面に被着した弾性シール材の内径寸法を、前記接合面に開口している冷却液孔の内径寸法と略同寸としたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載した発明によれば、介挿する接合面に開口している冷却液孔の内径寸法より、近接液孔の基板での内径を少し大きく開けることになる。そして、弾性シール材を成形した後の内径寸法を接合面に開口している冷却液孔の内径寸法と略同寸、つまり正規の内径寸法で成形している。これにより、基板での内径を大きくした幅だけ弾性シール材を基板の表裏で繋げてエッジモールドとすることができる。そのため、近接液孔周りのゴムビードの固着強度をより大きくすることができる。したがって、ビード幅の狭い近接液孔周りの強度不足をより好適に補うことができる。
【００１４】
また、請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属ガスケットであって、前記液孔シールラインに形成される金属ビードに、当該金属ビードの周方向に沿った方向に少なくとも１箇所の切り欠きを液孔切欠き部として形成し、当該液孔切欠き部を通じて前記屈曲側および屈曲裏側の前記弾性シール材を連結して一体に形成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載した発明によれば、基板表裏の弾性シール材を液孔切欠き部によって相互に繋げることができるため、ビード幅の狭い近接液孔周りのゴムビードの強度不足をさらに好適に補うことができる。
また、請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属ガスケットであって、前記燃焼室孔周囲に形成した増厚部に、当該増厚部の外周面側で且つ前記近接液孔の周縁に沿った部分を切り欠いて増厚部切欠き部を形成し、当該増厚部切欠き部によって除かれた部分に、前記液孔シールラインに沿って形成されるビードの一部を成形したことを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載した発明によれば、増厚部切欠き部を設けたことによって、近接液孔の周囲に金属ビードの成形とゴムビードの成形ができる範囲を、よりボア孔間に近付けることができる。そのため、接合面の冷却液孔を可能な限りボア孔間に近接させた内燃機関に提供し得る金属ガスケットとして、より幅広く対応することができる。
また、請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属ガスケットであって、前記隣合う燃焼室孔間、且つ前記ビードの当該隣合う燃焼室孔間側の範囲内に、当該隣合う燃焼室孔端部にそれぞれ設けた増厚部と前記基板との間でシム板を介装したことを特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載した発明によれば、特にシール条件の厳しい範囲内に、基板より板厚の薄いシム板を介装している。これにより、ボア孔間の面圧を他の部分より大きめに設定することができる。そのため、例えばエンジンを運転して、その使用による馴染み後においても他のシール部分と同等ないしは同等以上の好ましいシール条件にすることができる。また、このシム板によって、極狭いボア孔間の強度を補うという効果も期待できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えばボア孔径の拡大に伴う燃焼室孔径の拡大で、燃焼室孔と液孔とが近接した場合であっても、安定したシール性能を確保し得る金属ガスケットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜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を示す要部平面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ断面図である。
まず、本実施形態の金属ガスケットの構成について説明する。
本実施形態の金属ガスケットは、内燃機関の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（介挿）されるガスケットの一例である。この金属ガスケットの基板としては、例えば薄肉のステンレス鋼板、軟鋼板、アルミニウム板等を例示できるが、本実施形態では、安価なガスケットを提供するために軟鋼板を使用している。後述のように、本実施形態の金属ガスケットによれば、軟鋼板などの剛性の低い薄肉金属板からなる基板を使用しても、十分なシール性能を確保することができる。
【００２０】
図１に示すように、この金属ガスケット１の基板２には、燃焼室孔３、液孔４、ボルト孔５、および油孔１０がそれぞれ開口している。
燃焼室孔３は、基板２の略中央部に長手方向に並んで大きく開口して複数形成されており、内燃機関の上記接合面に開口して複数の燃焼ガスを爆発させるボア孔に対応する位置にそれぞれ形成されている。
液孔４は、接合面に開口している冷却液孔に対応する位置に燃焼室孔３の外周に沿って複数開口している。そして、複数開口している液孔４のうち、隣合うボア孔間の液孔４Ａ（以下、この液孔を「近接液孔」と呼ぶ。）が燃焼室孔２に近接して配置されている。なお、同図では、近接液孔４Ａとして、円形に開口する二つの液孔が隣合う燃焼室孔間に配置されている例である。
【００２１】
各ボルト孔５は、シリンダヘッド、シリンダブロック、および、これらの接合面間に介挿される当該金属ガスケット１を締結固定するボルトが挿通される位置に対応して形成されており、また、同様に、油孔１０は、潤滑油を通すために必要な所定の位置に対応して開口している。なお、同図では、長手方向の右側の図示を省略しているが、図示を省略した部分に開口している上記各孔についても、その構成は同様である。
【００２２】
この金属ガスケット１は、複数の燃焼室孔３の開口端部３ａが、その周縁全周を上方（同図の例では紙面の表側）に折り返されて、最も厚肉な第１増厚部２１が形成されている。つまり、他のシール部分に対して板厚差を設けて増厚部としている。これにより、第１増厚部２１は、接合面間に取り付けられた状態で、面圧が他のシール部分に比べて高く出るように設計されており、シール圧力の一番高い燃焼ガスを十分にシールできるようになっている。
【００２３】
また、この金属ガスケット１は多気筒用であるため、つまり、締付けのボルト軸力が大きく燃焼室孔３から外周端部までの距離も大きいため、基板２の外周側の端部の一部についても基板の一部分を折り返して第２増厚部２２を設けている。これにより、大きな軸力によってボルトが締付けられた場合であっても対応できるようになっている。
この金属ガスケット１には、シールラインとして、複数のシールラインＳＬ１〜ＳＬ３が基板２にそれぞれ設定されている。
【００２４】
第１シールラインＳＬ１は、長手方向に並んで開口する複数の燃焼室孔３の第１増厚部２１の外周に沿って複数の燃焼室孔３全体を巡るとともに、第１シールラインＳＬ１の一部が近接水孔４Ａの周縁全周を囲んで設定され、無端環状に一体にして設定されている。
第２シールラインＳＬ２は、第１シールラインＳＬ１よりも外周に開口する液孔４、ボルト孔５、油孔１０等の孔のうち、油孔１０、および油孔１０に近接するボルト孔５Ａを除き、液孔４を囲むようにして基板２のほぼ外縁全周に沿って設定されている。なお、近接液孔４Ａ以外の液孔４のシールは、スペースの関係などから第１シールラインＳＬ１と第２シールラインＳＬ２とによって複数個の液孔４を囲むようにシールラインが配設されている。
【００２５】
第３シールラインＳＬ３は、油孔１０と油孔１０に近接するボルト孔５Ａ、そして各ボルト孔５毎に、それぞれを囲むように設定されている。なお、上記各シールラインのうち、近傍かつ平行に配置されるために重複するシールライン部分については、共通化つまり一本のシールラインに統合されている。
次に、上記全シールラインＳＬ１〜ＳＬ３に沿って形成されているビードＢＤの構成について説明する。
このビードＢＤは、例えば図２ないし図３に示すように、金属ビード６、８とゴムビード７，９とを組み合わせた構成となっている。
【００２６】
詳しくは、金属ビード６、８は、基板２の一方の面側（上側）にのみ突出するように、基板２を屈曲成形してなるフルビードである。そのビード高さは、第１増厚部２１よりも高くなるように設定されており、板厚方向に弾性変形することによって必要なシール圧を発生可能となっている。そして、ゴムビード７、９は、金属ビード６、８の屈曲側（凸部側）となる基板２表面に固着した弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂ、および金属ビード６、８の各凸部の屈曲裏側に位置する凹部内に充填された弾性シール材７ｃ、９ｃから構成されている。この弾性シール材７ａ、７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃとしては、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、耐食性かつ弾性を有する素材を好適に使用することができる。そして、ゴムビード７、９を構成する各弾性シール材７ａ〜７ｃ、９ａ〜９ｃは、例えばモールド成形によって金属ビード６、８の凸部側の基板２表面および凹部側にそれぞれ固着、充填するようにして成形されている。なお、成形方法として、例えば、各金属ビード６、８に成形材料の通過孔（不図示）を形成して凸部側と凹部側との同時成形を可能にしても良い。
【００２７】
モールド成形等によって形成されるゴムビードの形状は、図２ないし図３に示すように、各金属ビード６、８の凸部側に固着された弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂが、少なくとも金属ビード６、８の幅方向両側を覆うように基板２の表面に固着している。また、各金属ビード６、８の凸部側に固着された弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂの高さは、それぞれ金属ビード６、８の凸部高さと同一もしくは略同一とされ、且つ上面が基板２の平坦面と略平行に形成されている。なお、弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂの高さを金属ビード６、８の凸部高さよりも若干高めに設定しても良い。ただし、第１増厚部２１の高さで規制される圧縮変形量が３５％以内（予め素材によって判明している、座屈しない圧縮変形量）に抑えられる高さにする必要がある。一方、各金属ビード６、８の凹部内に充填される弾性シール材７ｃ、９ｃの充填量は、その凹部内の容積と略同一とされて基板２の平坦面と略面一になっている。
【００２８】
次に、上述した第一シールラインＳＬ１の一部によって囲まれた近接液孔４Ａの端部周縁の構成について、より詳しく説明する。
図１に示すように、第一シールラインＳＬ１のうち近接液孔４Ａに近いシールラインは、近接液孔４Ａの端部周縁を囲む液孔シールラインＳＬ１ａとして設定されている。すなわち、近接液孔４Ａの液孔シールラインＳＬ１ａに、燃焼室孔周囲の増厚部である第一増厚部２１の外周に配設した第一シールラインＳＬ１のビードＢＤを合流させて一体化することによって、燃焼室孔３周囲の第一増厚部２１外周と近接液孔４Ａの周囲とを含めて囲むシールラインとして設定している。
【００２９】
図４に示すように、近接液孔４Ａの周縁全周に設定された液孔シールラインＳＬ１ａに形成されるゴムビード１７は、金属ビード１３の屈曲側および屈曲裏側に固着された弾性シール材１７ａ、１７ｂを近接液孔４Ａの孔内周面まで被着している。すなわち、液孔シールラインＳＬ１ａに形成されるゴムビード１７を構成する屈曲側および屈曲裏側に固着された弾性シール材１７ａ、１７ｂを、近接液孔４Ａの孔内周面に被着する弾性シール材１７ｃで連結して一体としている。換言すれば、近接液孔４Ａの孔内周面に被着された弾性シール材１７ｃを介して相互に弾性シール材を繋げて近接液孔４Ａの開口端部まで配置している。
【００３０】
このとき、近接液孔４Ａの内径面に形成された弾性シール材１７ｃは、近接液孔４Ａの基板２の内径そのままで形成すると、弾性シール材１７ｃの膜厚Ｔ分だけ近接液孔４Ａの内径寸法Ｄｗが小さくなる。そのため、その弾性シール材１７ｃの膜厚Ｔ分を差し引いた液孔４の内径がシリンダヘッド等の冷却液孔の径と等しくなるように、予め孔径を大きく設定して、冷却水の流路がガスケット位置で局所的に狭くなることを防止する構成としている。
【００３１】
すなわち、近接液孔４Ａの基板２の孔径は、正規寸法より僅かに拡大して形成し、この拡大した近接液孔４Ａ周りの金属ビードをクオータビード１３として形成している。詳しくは、この金属ビードは、近接液孔４Ａの内周部の基板２を、同図に示すように、板厚方向の一方に向けて斜めに立ち上がる曲げによって形成している。そのため、立ち上がり形状だけからなる金属ビード形状、つまりクオータビード１３は液孔シールラインＳＬ１ａに沿って形成されている。
【００３２】
さらに、その孔内周面に被着された弾性シール材１７ｃの径方向での膜厚Ｔ分を含んだ近接液孔４Ａの内径寸法Ｄｗが、金属ガスケット１の介装される接合面に開口している冷却液孔の内径寸法と略同寸となるように構成している。
また、図５に示すように、近接液孔４Ａのゴムビード１７は、近接液孔４Ａの孔内周面側の基板２をクオータビード１３の周方向に沿った方向に切り欠いて液孔切欠き部１５を形成している。そして、その液孔切欠き部１５によっても、図４に示すように、前記屈曲側および屈曲裏側の弾性シール材１７ａ、１７ｂを相互に繋げて形成している。これにより、基板表裏のゴムビード１７が相互に連結される部分の面積がさらに拡大するため、その固着強度が、より強固になっている。
【００３３】
また、図６に拡大図示するように、燃焼室孔３の周囲に形成した第一増厚部２１に、増厚部切欠き部１６を形成している。この増厚部切欠き部１６は、第一増厚部２１の外周面側で且つ近接液孔４Ａの周縁に沿った部分を切り欠いて形成されている。そして、この増厚部切欠き部１６によって除かれた部分に、第一シールラインＳＬ１の一部として近接液孔４Ａの周縁全周に設定された液孔シールラインＳＬ１ａに沿って形成されるビードの一部を成形している。
【００３４】
さらに、図７に示すように、隣合う燃焼室孔３同士の間には、シム板１４が取り付けられている。詳しくは、シム板１４は、基板２より板厚の薄い薄肉金属板から形成されている。そして、シム板１４の外形形状は、同図に示すように、隣合う燃焼室孔３同士の間、且つ燃焼室孔３を囲むように設定された第一シールラインＳＬ１の隣合う燃焼室孔３同士の間の側の範囲内の輪郭が作る形状と略同形または一回り小さく形成されている。そして、このシム板１４を、図８に断面図示するように、燃焼室孔３端部にそれぞれ設けた第一増厚部２１と基板２との間で介装して保持している。
【００３５】
次に、上記金属ガスケットの作用・効果等について説明する。
上記構成の金属ガスケット１を、シリンダブロックとシリンダヘッドとの対向する接合面間に介装して締結ボルトで締め付けると、ゴムビード７、９を構成する弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂおよび弾性シール材７ｃ、９ｃが、各金属ビード６、８と共働して板厚方向に圧縮変形するとともに、締め付け終了時においては、最も板厚が厚い基板２の第１増厚部２１と他の部分との板厚差により第１増厚部２１に最も面圧が集中して最大荷重が作用する。
【００３６】
これにより、主として、第１増厚部２１の最大面圧、各ビードＢＤ（金属ビード６、８とゴムビード７、９）の弾性反発力による３重シールがなされるとともに、第１増厚部２１のストッパー効果により金属ビード６、８の凸部側および凹部側に固着、充填された弾性シール材７ａ〜７ｃ、９ａ〜９ｃ、の全屈が防止され、また同様に、第２増厚部２２のストッパー効果により金属ビード６、８の各凸部側および各凹部側に固着、充填された弾性シール材７ａ〜７ｃ、９ａ〜９ｃ、の全屈が防止される。また、各液孔４、および近接液孔４Ａの周りも、上述の構成のビードＢＤで囲まれることで、そのビードＢＤの外側に冷却水が移動することが阻止される。
【００３７】
さらに、金属ビード６、８の凸部側の弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂおよび凹部側の弾性シール材７ｃ、９ｃは、共にシール面積を広く、つまり面シールとなると共に接合面に接触する部分がゴム若しくはゴム状のものであるので、接合面の疵や鋳造時に発生する巣孔を低面圧で良好にシールすることができ、しかも、弾性シール材７ａ〜７ｃ、９ａ〜９ｃは弾性材（特にゴム系）からなるシール材であるため、ガスケット係数が低く、この結果、限られた軸力荷重を条件の悪い箇所に有効に使用でき、全体の荷重を減少させることができる。
【００３８】
すなわち、金属ビード６、８の反発力と該金属ビード６、８の凸部側（屈曲側）および凹部側（屈曲裏側）に固着、充填された弾性シール材７ａ〜７ｃ、９ａ〜９ｃの弾性反発力とが相乗して必要なシール圧力を得るようにしているため、基板２自体の硬度を低くすることが可能になって基板２の金属ビード６、８が疲労破壊するおそれがほとんどない。さらに、エンジンの振動を吸収すると共にシール面荒さを吸収して、冷却水圧やオイル圧を、少ない面圧で良好にシールすることができる。
【００３９】
また、この金属ガスケット１によれば、ステンレス鋼や軟鋼等の薄板金属板からなる基板を金属ガスケットとして採用しているため、金属ガスケットの板厚精度を確保しこれを管理することが容易である。また、硬度の低い金属板を採用しているため、例えば繰り返し荷重が作用した場合であっても、曲げ部（曲げＲ部）での疲労破壊を防止することができる。
ところで、最近のエンジンは、小型軽量化、高性能化が進み、さらに省エネルギー化の要求等から、希薄燃料を燃焼させるために、燃料の直噴等によって燃焼効率を向上させ、筒内圧力についても高圧化が進んでいる。特に小型軽量化では、金属ガスケットの普及とともに、シリンダーのボア孔間が急速に狭くなる傾向にあり、近年の開発では、例えばボア孔間が４ｍｍ以下に挑戦している。
【００４０】
しかし、ボア孔間が狭くなれば狭くなる程ボア孔間の冷却は難しくなる。そのため、いかにして冷却液孔をボア孔間に近付け得るかは重要な課題である。また、特に隣合うボア孔間は、高温高圧の燃焼ガス、爆発による振動、エンジン材質の差による熱膨張差でガスケットのシール面のずれ等が発生するおそれがあり、従来にも増して、燃焼室温が上がり、より高圧なガスをシールするために、その構造には十分な配慮が必要となっている。
【００４１】
そこで、本発明に係る金属ガスケット１では、燃焼室孔３の第一増厚部２１の外周を囲うビードを、近接液孔４Ａのビードと合流させて一体化している。そのため、燃焼室孔３周りのビードと近接液孔４Ａ周りのビードとで相互に固着強度を補完することができる。これにより、ビード全体の固着強度が増すとともに、ビード幅の狭い近接液孔４Ａ周りの強度不足を補うことができる。
【００４２】
ここで、近接液孔４Ａの周りに設定された液孔シールラインＳＬ１ａを構成する金属ビードでは、ビードの幅を十分に確保することが困難である。そのため、可能な限り少ないスペースで、できるだけ効果の高い形態からなる金属ビード、つまりクオータビード１３を採用している。
特に、この近接液孔４Ａの金属ビード（クオータビード１３）は、近接液孔４Ａの内周部の基板２を、板厚方向の一方に向けて斜めに立ち上がる曲げによって形成している。すなわち、この立ち上がり形状だけからなる金属ビード形状、つまりクオータビード１３を液孔シールラインに沿って形成している。これにより、ビードを形成するスペースが少ない場合に、スペースを有効に活用してシール性能を向上させる上で効果的な金属ビードとすることができる。
【００４３】
また、介挿する接合面に開口している冷却液孔の内径寸法より、近接液孔４Ａの基板２での内径を少し大きく開けている。そして、弾性シール材を成形した後の内径寸法Ｄｗを接合面に開口している冷却液孔の内径寸法と略同寸、つまり正規の内径寸法で成形している。これにより、基板２での内径を大きくした幅（膜厚Ｔ）だけゴムビード１７（弾性シール材）を基板の表裏で繋げてエッジモールドとすることができる。そのため、近接液孔４Ａ周りのゴムビード１７の固着強度をより大きくすることができる。したがって、ビード幅の狭い近接液孔４Ａ周りの強度不足をより好適に補うことができる。
【００４４】
また、基板表裏のゴムビード１７（弾性シール材）を液孔切欠き部１５で相互に繋げている。そのため、ビード幅の狭い近接液孔周りのゴムビード１７の強度不足をさらに好適に補うことができる。
さらに、増厚部切欠き部１６を設けたことによって、近接液孔４Ａの周囲に金属ビード１３の成形とゴムビード１７の成形ができる範囲を、より燃焼室孔３間、つまりボア孔間に近付けることができる。そのため、接合面の冷却液孔を可能な限りボア孔間に近接させた内燃機関に提供し得る金属ガスケットとして、より幅広く対応することができる。
【００４５】
さらにまた、特にシール条件の厳しい範囲内に、基板２より板厚の薄いシム板１４を介装している。これにより、燃焼室孔３間、つまりボア孔間の面圧を他の部分より大きめに設定することができる。そのため、エンジンを運転して、その使用による馴染み後においても他のシール部分と同等ないしは同等以上の好ましいシール条件にすることができる。すなわち、ボア孔周囲の締め付け面圧を平均化させることが可能となり、燃焼ガスのシール効率を向上させることができる。
【００４６】
以上説明したように、この金属ガスケットによれば、ボア孔径の拡大に伴う燃焼室孔径の拡大によって、燃焼室孔と液孔（近接液孔）とが近接する場合であっても、狭いスペースに設けた近接液孔周りの弾性シール材のシール性能を長期間安定して確保することができる。
なお、以上説明した本発明の金属ガスケットは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、基板２を軟鋼板から形成しているが、これに限定されるものではなく、ステンレス鋼板やその他、薄肉金属板を好適に使用することができる。
また、例えば上記実施形態では、第１増厚部２１を基板２の燃焼室孔３側の端部を折り返して形成しているが、これに代えて、図９に変形例として示すように、基板２の燃焼室孔３の端部に基板２と略同一厚さのシム板５０を溶接等により取り付けて第１増厚部２１としてもよい。また、あるいは図１０に変形例として示すように、基板２の燃焼室孔３の端部をグロメット５１で挟み込んだり、図１１に変形例として示すように、基板２の燃焼室孔３の端部に弾性板５３を介してグロメット５１で挟み込んだりして上記第１増厚部２１としてもよく、さらには図１２に変形例として示すように、基板２の燃焼室孔３の端部に金属ビードを形成したシム板５４を溶接等により取り付けて上記第１増厚部２１としてもよい。
【００４８】
また、例えば上記実施形態では、近接液孔４Ａまわりの金属ビード以外は、燃焼室孔３の外周側の第一シールラインＳＬ１、第二シールラインＳＬ２やＳＬ３に沿った各ビードの金属ビードをフルビードとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、フルビードからなる金属ビード６、８に代えて、図１３に変形例として示すように、ステップ状のハーフビードからなる金属ビード５４、５６を基板２を屈曲成形することにより形成し、該金属ビード５４、５６の凸部および凹部に弾性シール材を固着、充填するようにしてもよい。しかし、ビードを形成するスペースが十分に確保できる状態であれば、フルビードによってシールラインを形成することが望ましい。
【００４９】
また、例えば上記実施形態では、凸状の金属ビード６、８を、燃焼室孔３の端部の第１増厚部２１廻りや油孔１０、液孔４、ボルト孔５廻りに必要に応じて配設しているが、その各凸状の金属ビード６、８について、それぞれが当接する位置における、接合面の剛性などに応じてビード高さやビード幅を適宜変更するようにして、シールラインに沿ったシール圧の均等化を図り、もってシール効率を向上させても良い。なお、ビード高さやビード幅の変更は、剛性が無く面圧の弱い箇所ほど、金属ビード６、８の幅を広くしたり、高くすることで、シール面圧の均等化を図ることができる。
【００５０】
さらに、上記実施形態では、金属ビード６、８の凸部側に固着された弾性シール材７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂの上面を基板２の平坦面と略平行にしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、金属ビード６，８と共働して板厚方向に圧縮変形できる限りにおいて、種々の形状を採用することができる。
また、上記実施形態では、金属ビード６、８の凹部内に充填された弾性シール材７ｃ、９ｃを基板２の平坦面と略面一にしているが、金属ビード６，８と共働して板厚方向に圧縮変形できる限りにおいて、弾性シール材７ｃ、９ｃが基板２の平坦面に対して多少凹凸状になっていてもよい。例えば図１４に変形例として示すように、金属ビード６、８の凹部側に充填された弾性シール材７ｃ、９ｃに窪み５８を設けて該弾性シール材７ｃ、９ｃの変形を容易にする形状としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、近接液孔４Ａの平面形状を円形とした例について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば楕円形状や、三角形の角を円弧によって丸めた形状（例えば図１５に示す従来例の液孔４００Ａ）であっても本発明の作用効果を奏するものである。
また、上記実施形態では、近接液孔４Ａ部分の基板２での内径を大きくするとともに、液孔切欠き部１５を設け、これらによって基板表裏の弾性シール材１７ａ、１７ｂを相互に繋げてゴムビード１７の固着強度を向上させているが、これに限定されるものではなく、いずれか一方の手段を採用して基板表裏の弾性シール材を相互に繋げても、弾性シール材の固着強度の不足を補うことができる。しかし、より安定した固着強度を確保する上では、本実施形態のように、弾性シール材１７ａ、１７ｂを近接液孔４Ａの孔内周面に被着して相互に繋げて近接液孔４Ａの開口端部まで配置するとともに、基板表裏の弾性シール材１７ａ、１７ｂを液孔切欠き部１５で相互に繋げることによってゴムビード１７（弾性シール材）の固着強度をより大きくすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る金属ガスケットの一実施形態を説明する部分平面図である。
【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】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】近接液孔まわりの基板の形状を説明する部分平面図である。
【図６】近接液孔まわりの構成を説明する部分拡大図である。
【図７】隣合う燃焼室孔間にシム板を介装した状態を説明する部分拡大図である。
【図８】図１におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図９】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１０】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１１】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１２】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１３】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１４】本発明に係る金属ガスケットの変形例の説明図である。
【図１５】従来の金属ガスケットの一例を説明する部分平面図である。
【図１６】図１５におけるＥ−Ｅ断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＳＬ１    第１シールライン
ＳＬ１ａ    液孔シールライン
ＳＬ２    第２シールライン
ＳＬ３    第３シールライン
ＢＤ      ビード
１    金属ガスケット
２    基板
３    燃焼室孔
４    液孔
４Ａ  近接液孔
５    ボルト孔
１０    油孔
６、８    金属ビード
７、９    ゴムビード
１３    （近接液孔の）金属ビード
１４    シム板
１５    液孔切欠き部
１６    増厚部切欠き部
１７    （近接液孔の）ゴムビード
２１    第１増厚部
２２    第２増厚部
【図１】
2005155713.tif 000003
【図２】
2005155713.tif 000004
【図３】
2005155713.tif 000005
【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】
2005155713.tif 000017
【図１６】
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