(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、燃焼室孔側の端部に厚肉部が形成されて前記基板に重合される副板とを備え、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、
前記基板の前記ビードより前記燃焼室孔側の部位に該基板と略平行の天面を有する凸部を前記基板を成形することにより該燃焼室孔の周方向に沿って設け、且つ、前記厚肉部の一部又は全部を前記凸部に重ねて配置し、
前記凸部の高さを、前記締結ボルトで締め付けた際に、前記ビード及び凸部の順番に板厚方向に圧縮変形する高さに設定し、
前記凸部の幅方向の角部のＲ寸法を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は大きくし、各ボルト挿通孔間は小さくしたことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
前記凸部の高さを、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は低くし、各ボルト挿通孔間は高く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】
前記凸部の幅を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は狭くし、各ボルト挿通孔間は広くし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】
前記副板の燃焼室孔側の端部を折り返して前記厚肉部を形成し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。
【請求項５】
前記厚肉部の折り返し部分によって前記基板の前記燃焼室孔側の端部を前記凸部と共に包み込んでかしめたことを特徴とする請求項４記載の金属ガスケット。
【請求項６】
前記凸部の幅は、前記ビードの幅よりも狭く、且つ凸部の高さは、基板の板厚以下であることを特徴とする請求項１〜請求項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】
【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、燃焼室孔側の端部に厚肉部が形成されて前記基板に重合される副板とを備え、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８−２６１３２８号公報に記載のものが知られている。
この金属ガスケットは、図２４に示すように、燃焼室孔ａの周囲にフルビードｂが設けられた基板ｃと、該基板ｃに重合される副板ｄとを備えている。副板ｄの燃焼室孔ａ側の端部は折り返されて他の部分より厚い厚肉部ｅとされており、これにより、燃焼室孔ａの周縁部と他の部分との間に板厚差が設けられている。そして、かかる板厚差により、金属ガスケットを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ａ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、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温／高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合には、該すき間寸法の変動に追従する部分は基板ｃのフルビードｂだけで副板ｄの厚肉部ｅのばね力は期待できないため、燃焼室孔ａの周縁部のシール性能が低下するという不都合がある。
【０００４】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、燃焼室孔の周縁部のシール性能の向上を図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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、燃焼室孔側の端部に厚肉部が形成されて前記基板に重合される副板とを備え、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、
前記基板の前記ビードより前記燃焼室孔側の部位に該基板と略平行の天面を有する凸部を前記基板を成形することにより該燃焼室孔の周方向に沿って設け、且つ、前記厚肉部の一部又は全部を前記凸部に重ねて配置し、
前記凸部の高さを、前記締結ボルトで締め付けた際に、前記ビード及び凸部の順番に板厚方向に圧縮変形する高さに設定し、
前記凸部の幅方向の角部のＲ寸法を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は大きくし、各ボルト挿通孔間は小さくしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記凸部の高さを、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は低くし、各ボルト挿通孔間は高くしたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記凸部の幅を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は狭くし、各ボルト挿通孔間は広くしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記副板の燃焼室孔側の端部を折り返して前記厚肉部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項４において、前記厚肉部の折り返し部分によって前記基板の前記燃焼室孔側の端部を前記凸部と共に包み込んでかしめたことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項において、前記凸部の幅は、前記ビードの幅よりも狭く、且つ凸部の高さは、基板の板厚以下であることを特徴とする。
【０００９】
【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説明的平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３〜図２３は本発明の他の実施の形態を説明するための説明的断面図である。
【００１０】
図１及び図２を参照して、この金属ガスケット１０は、燃焼室孔１２の周囲にフルビード１３が形成された基板１１と、基板１１より薄肉に形成されて該基板１１のフルビード１３の凹部側に重合された副板１４とを備えている。副板１４の燃焼室孔１２側の端部は上方に折り返されて上下方向に二枚配置されており、これにより、副板１４の燃焼室孔１２側の端部に他の部分より厚い厚肉部１５が形成され、燃焼室孔１２の周縁部と他の部分との間に板厚差が設けられている。また、基板１１のフルビード１３の周囲には締結ボルトのボルト挿通孔１６が周方向に所定の間隔をあけて形成されている。
【００１１】
ここで、この実施の形態では、基板１１のフルビード１３より燃焼室孔１２側の部位に該基板１１と略平行の天面１７を有する凸部１８をエンボス成形等により燃焼室孔１２の周方向に沿って設け、且つ、該凸部１８を副板１４の厚肉部１５に重ねて配置している。なお、この実施の形態では、図２３を参照して、凸部１８の高さｔを、締結ボルトのボルト挿通孔１６近傍は低くし、各ボルト挿通孔１６間は高くしている。
【００１２】
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１３及び凸部１８の順番に板厚方向に圧縮変形し、締め付け終了時においては、燃焼室孔１２の周縁部で圧縮変形した凸部１８のばね力によるシール圧によって高温高圧の燃焼ガスに対する一次シールがなされると共に、燃焼室孔１２の周縁部の厚肉部分と他の薄肉部分との板厚差により、燃焼室孔１２の周縁部に最も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囲に最大荷重が作用し、更には圧縮変形したフルビード１３のばね力よるシール圧によって高温高圧の燃焼ガスに対する二次シールがなされ、これにより、燃焼室孔１２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。
【００１３】
このとき、この実施の形態では、凸部１８の天面１７を基板１１と略平行に配置しているため、凸部１８を同一高さで断面半円状とした場合に比べて、断面積（質量）が大きくとれて凸部１８のばね力（剛性）が増すことになる。
この結果、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温／高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合においても、凸部１８が燃焼室孔１２の周縁部に作用する最大荷重に対して、十分な面圧を確保しつつ前記すき間寸法の変動に良好に追従して燃焼室孔１２の周縁部のシール性能の向上を図ることができる。
【００１４】
また、凸部１８の高さｔを、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔１６近傍は低くし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔１６間は高くしているため、シリンダボアの端部周縁に作用する周方向の面圧の平均化を図ることができる。
なお、この実施の形態では、凸部１８の高さｔを燃焼室孔１２の周方向に変化させることにより、周方向の面圧の平均化を図るようにした場合を例に採ったが、これに代えて、例えば図２３を参照して、凸部１８の幅Ｗ若しくは凸部１８の幅方向の角部のＲ寸法を燃焼室孔１２の周方向に変化させるか、又は凸部１８の高さｔ、幅Ｗおよび幅方向の角部のＲ寸法の内の２つ或いは３つを組み合わせて燃焼室孔１２の周方向に変化させることにより、周方向の面圧の平均化を図るようにしてもよい。
【００１５】
具体的には、凸部１８の幅Ｗを燃焼室孔１２の周方向に変化させる場合は、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔１６近傍は幅Ｗを狭くし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔１６間は幅Ｗを広くし、また、凸部１８の幅方向の角部のＲ寸法を燃焼室孔１２の周方向に変化させる場合は、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔１６近傍は前記Ｒ寸法を大きくし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔１６間は前記Ｒ寸法を小さくする。
【００１６】
更に、上記実施の形態では、副板１４の燃焼室孔１２側の端部を折り返して厚肉部１５を形成した場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば副板１４の燃焼室１２側の端部にシム板を積層して厚肉部１５を形成するようにしてもよい。
次に、図３〜図２２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。
【００１７】
まず、図３は図２に対して、基板１１を裏返しに配置した例であり、図４は図３に対して、基板１１と副板１４との間に厚さ調整板２０を配置した例であり、図５は図２に対して、副板１４を裏返しに配置した例であり、図６は図３に対して、副板１４を裏返しに配置した例である。
また、図７は図３に対して、副板１４にフルビード２１を基板１１のフルビード１３に対向して配置した例であり、図８は図７に対して、副板１４を裏返しに配置した例であり、図９は図７に対して、基板１１と副板１４との間に厚さ調整板２０を配置した例であり、図１０は図３に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分が基板１１の凸部１８およびフルビード１３の両方に重なるように配置した例であり、図１１は図２に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分が基板１１の凸部１８およびフルビード１３の一部に重なるように配置した例であり、図１２は図５に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分が基板１１の凸部１８およびフルビード１３の両方に重なるように配置した例であり、図１３は図１１に対して、副板１４を裏返しに配置した例である。
【００１８】
更に、図１４は図３に対して、副板１４の下側に基板１１のフルビード１３に対向するフルビード２２を備えた基板２３を重合した例であり、図１５は図１４に対して、副板１４を裏返しに配置した例であり、図１６は図１４に対して、基板２３を基板１１の上側に重合した例であり、図１７は図１５に対して、副板１４を基板１１の上側に重合すると共に基板１１を裏返しに配置した例であり、図１８は図３に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分の一部が基板１１の凸部１８に重なるように配置した例であり、図１９は図１８に対して、副板１４を基板１１の上側に重合した例である。
【００１９】
更に、図２０は図２に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分で基板１１の燃焼室孔１２側の端部を凸部１８と共に包み込んでかしめた例であり、図２１は図２０に対して、基板１１を裏返しに配置した例であり、図２２は図２０に対して、副板１４の厚肉部１５の折り返し部分で基板１１の燃焼室孔１２側の端部を凸部１８の一部と共に包み込んでかしめた例であり、図２０〜図２２の例では、基板１１と副板１４との固定を容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温／高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合においても、凸部が燃焼室孔の周縁部に作用する最大荷重に対して、十分な面圧を確保しつつ前記すき間寸法の変動に良好に追従して燃焼室孔の周縁部のシール性能の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００２１】
請求項１〜３の発明では、シリンダボアの端部周縁に作用する周方向の面圧の平均化を図ることができるという効果が得られる。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、厚肉部を容易に形成することができるという効果が得られる。請求項５の発明では、請求項４の発明に加えて、基板と副板との固定を容易に行う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説明的平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】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説明的断面図である。
【図５】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。
【図９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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２４】従来の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】
１０…金属ガスケット
１１…基板
１２…燃焼室孔
１３…フルビード
１４…副板
１５…厚肉部
１６…ボルト挿通孔
１７…天面
１８…凸部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0004485102.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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