(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の副板と、この副板より薄肉の弾性変形自在な金属板として前記副板の上部及び下部に積層した上部基板及び下部基板とで構成され、隣合うシリンダブロック及びチェーンケースカバーとそれらの上のシリンダヘッドとの間に介在して前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーと前記シリンダヘッド間をシールする金属ガスケットにおいて、
前記副板及び前記下部基板の両者に、前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぎ、且つ、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に延びる孔を形成し、弾性体からなるシール部材を、そのシール部材の上部が前記副板の孔内に位置し、該シール部材の下部が前記下部基板の孔を通過して前記接合部及び前記チェーンケースカバーの上面で圧縮変形するように装着し、前記上部基板の前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぐ位置であって、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に、前記シール部材に重なるビードを形成するとともに、前記下部基板の孔に、この孔空間を複数の空間に分割するブリッジ部材を一体に設けたことを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
金属製の副板と、この副板より薄肉の弾性変形自在な金属板として前記副板の上部及び下部に積層した上部基板及び下部基板とで構成され、隣合うシリンダブロック及びチェーンケースカバーとそれらの上のシリンダヘッドとの間に介在して前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーと前記シリンダヘッド間をシールする金属ガスケットにおいて、
前記副板及び前記下部基板の両者に、前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部のシリンダブロックの接合面からチェーンケースカバー側に延びる孔を形成し、弾性体からなるシール部材を、そのシール部材の上部が前記副板の孔内に位置し、該シール部材の下部が前記下部基板の孔を通過して前記接合部及び前記チェーンケースカバーの上面で圧縮変形するように装着し、前記上部基板の前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぐ位置であって、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に、前記シール部材に重なるビードを形成するとともに、前記下部基板の孔に、この孔空間を複数の空間に分割するブリッジ部材を一体に設けたことを特徴とする金属ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属ガスケットに係り、更に詳しくは、シリンダブロック及びチェーンケースカバーと、それらの上のシリンダヘッドとの間に介在してこれらを好適にシールし得る金属ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジンその他の内燃機関を構成するシリンダブロックとこの上に取り付けられたシリンダヘッドとの接合面には、この接合面から燃焼ガス、冷却水、潤滑油等の流体の漏洩を防止するため、種々のガスケットを介装する。従来、このようなガスケットとしては、アスベスト材、化学繊維或いはカーボンシート材等から形成された所謂ソフトガスケットが提供されていたが、耐熱性、耐圧縮性、耐久性に富み、良好な復元性（バネ特性）及び熱伝導性を有する金属ガスケットが広く使用されるようになってきている。
【０００３】
ところで、近年の内燃機関の急速な技術革新により、エンジンの小型軽量化、高出力化、省燃費化等の開発が進んでおり、例えば、バルブ数を一気筒当たり従来の２個に対して４〜５個に増加し、このバルブを作動させるカム軸を従来の１本に対して２本と増加し、このカム軸を高速度で回転させることにより、吸入効率及び排気効率を向上させることが可能となる。
【０００４】
ここで、カム軸を回転駆動する方式としては、一般には駆動時の騒音が小さく、給油作業が不要であるベルト駆動方式が採用されていたが、ベルト駆動方式に用いるタイミングベルトは、高負荷に対する耐久性に乏しく、また、チェーンの改良によって駆動時の騒音が低減していることから、近年、チェーン駆動方式によるエンジンに転換する傾向がある。
【０００５】
チェーン駆動方式は、良好な駆動を持続するため、チェーンに適宜給油を行う必要がある。そこで、チェーン駆動方式のエンジンは、オイルの飛散を防ぎ駆動時の騒音を極力低減するために、図７に示すように、燃焼室３を設けたシリンダブロック２と、カム軸駆動用チェーンを収納するチェーンケースカバー４とを別体に制作している。
【０００６】
通常、チェーンケースカバー４は重量が軽減する横断面凹形状に形成され、このチェーンケースカバー４の側面をシリンダブロック２の側面の一部に当接することでチェーンケースカバー４の内壁とシリンダブロック２の側面とで囲まれた空間にチェーン走行用の空間８を形成し、エンジンの軽量化を図っている。
このような部品どうしの連結構造のため、シリンダブロック２の上面２ａとチェーンケースカバー４の上面４ａが平滑面に仕上げられていても、図８に示すように、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の接合部（側面どうしの当接部）１０と、この接合部１０から離間してチェーンケースカバー４の端面４ｂに向かう方向に段差１２が発生しやすい。なお、図８の２点鎖線は、シリンダブロック２の上面２ａからの仮想延長面であり、段差１２は接合部１０の近くでは最も大きく、接合部１０から離間するに従い徐々に小さいながら連続している。また、エンジンの駆動によりシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４が高温状態となると、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の熱膨張変形差によって段差１２の大きさも変化する。
【０００７】
このように、接合部１０及び接合部１０から離間してチェーンケースカバー４の端面４ｂに向かう方向に段差１２が存在すると、シリンダブロック２及びチェーンケースカバーと金属ガスケットとの間に僅かな隙間が生じ、チェーンケースカバー４内でカム軸駆動のためにチェーンが走行するに伴って潤滑油等の油が撥ね飛ばされると、その油が前記隙間からチェーンケースカバー４の外部に漏れ出るおそれがある。
【０００８】
そこで、前記段差１２を埋め込む金属ガスケットとして、図９及び図１０に示す構造のものが知られている。
この金属ガスケット１４は、３枚の金属製薄板（上部基板１６及び下部基板１８とこれらの間に配置した副板２０）を積層した部材であり、チェーン走行用の空間８により大きな矩形状のチェーン開口孔２２を設けている。また、上部基板１６及び下部基板１８のチェーン開口孔２２側の端部には、矩形枠状の金属部材２４が挟持されているとともに、金属部材２４の内側端部の全周にゴム弾性体からなる線状のシール部材２６が固定されている。
【０００９】
この金属ガスケット１４をシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の上面２ａ、４ａとシリンダヘッド（図示せず）との間に介在すると、チェーン開口孔２２に沿って全周に配設した線状のシール部材２６が圧縮変形しながら段差１２を埋め込み、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４と金属ガスケット１４との間の隙間発生を防止するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この金属ガスケット１４は、金属部材２４の内側端部だけでシール部材２６を保持しているので、長期使用によってシール部材３６の弾性力が低下したり膨潤すると、金属部材２４の保持力の低下によってシール部材２６がチェーン開口孔２２側に外れてシール効果が十分に行われないおそれがある。
【００１１】
また、エンジンの駆動によりシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４が高温状態となって段差１２が略ゼロになると、シール部材２６が過度の圧縮状態となって早期に劣化するおそれがある。
しかも、シール部材２６は、段差が発生しやすい箇所に拘わらず、長尺な部材をチェーン開口孔２２に沿って全周に配置しており、しかも、このシール部材２６を保持した矩形枠状の金属部材２４を上部基板１６及び下部基板１８のチェーン開口孔２２側の端部で挟持する構造となっているので、製造コストを助長する上、製造工程が複雑となるおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シリンダブロック及びチェーンケースカバーとの熱膨張変形の相違に追従し、シリンダブロック及びチェーンケースカバーとそれらの上のシリンダヘッドとの間のシール効果を長期間にわたって保証するとともに、製造コストが安価な金属ガスケットを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の請求項１記載の金属ガスケットは、金属製の副板と、この副板より薄肉の弾性変形自在な金属板として前記副板の上部及び下部に積層した上部基板及び下部基板とで構成され、隣合うシリンダブロック及びチェーンケースカバーとそれらの上のシリンダヘッドとの間に介在して前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーと前記シリンダヘッド間をシールする金属ガスケットにおいて、前記副板及び前記下部基板の両者に、前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぎ、且つ、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に延びる孔を形成し、弾性体からなるシール部材を、そのシール部材の上部が前記副板の孔内に位置し、該シール部材の下部が前記下部基板の孔を通過して前記接合部及び前記チェーンケースカバーの上面で圧縮変形するように装着し、前記上部基板の前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぐ位置であって、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に、前記シール部材に重なるビードを形成するとともに、前記下部基板の孔に、この孔空間を複数の空間に分割するブリッジ部材を一体に設けた。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、金属製の副板と、この副板より薄肉の弾性変形自在な金属板として前記副板の上部及び下部に積層した上部基板及び下部基板とで構成され、隣合うシリンダブロック及びチェーンケースカバーとそれらの上のシリンダヘッドとの間に介在して前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーと前記シリンダヘッド間をシールする金属ガスケットにおいて、前記副板及び前記下部基板の両者に、前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部のシリンダブロックの接合面からチェーンケースカバー側に延びる孔を形成し、弾性体からなるシール部材を、そのシール部材の上部が前記副板の孔内に位置し、該シール部材の下部が前記下部基板の孔を通過して前記接合部及び前記チェーンケースカバーの上面で圧縮変形するように装着し、前記上部基板の前記シリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぐ位置であって、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に、前記シール部材に重なるビードを形成するとともに、前記下部基板の孔に、この孔空間を複数の空間に分割するブリッジ部材を一体に設けた。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、図７に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１は、第１実施形態の金属ガスケット４０の要部平面図、図２は図１のII−II線矢視図、図３は図１のIII −III 線矢視図、図４は金属ガスケットを構成する部材の展開斜視図である。
【００１７】
すなわち、本実施形態の金属ガスケット４０は、図１に示すように、シリンダブロック２のシリンダボア３に対応したシリンダボア４２と、シリンダブロック２とシリンダヘッドとを結合する締結ボルトの配設位置に合わせたボルト孔４４と、チェーン走行用の空間８の上部開口部に対応したチェーン開口孔４６と、チェーンケースカバー４とシリンダヘッドとを結合する締結ボルトの配設位置に合わせたボルト孔４８とを備えたガスケットである。
【００１８】
そして、この金属ガスケット４０は、図２に示すように、金属製薄板の上部基板５０及び下部基板５２と、これら上部基板５０及び下部基板５２の間に配置した金属製の副板５４とからなる３層構造の板材を備えているとともに、図３に示すように、上部基板５０にはチェーン開口孔４６に沿って上部ビード５６が形成され、下部基板５２にもチェーン開口孔４６に沿って下部ビード５８が形成されている。
【００１９】
副板５４には、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の接合部１０を跨ぎ、この接合部１０からチェーン開口孔４６に沿って上部ビード５６が延在する方向に長軸方向を向けた長孔形状の第１打抜き孔６０が形成されている。
また、下部基板５２にも、第１打抜き孔６０に対応した位置に長軸及び短軸を同一寸法に設定した長孔形状の第２打抜き孔６２が形成されているが、この第２打抜き孔６２は、孔空間を３分割するように２本のブリッジ６２ａが設けられている。
【００２０】
そして、第１打抜き孔６０内に装着したシール部材６４が、副板５４から下方に突出した状態で配設されている。
このシール部材６４は、シリコーンゴム、フロロシリコンゴム、フッ素ゴム、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）等からなる弾性体であり、シール部材６４の厚さは、副板５４の厚さと下部基板５２の厚さを合わせた寸法より０．４mm〜０．６mm程度大きな寸法に設定されており、厚さが厚く体積の大きなシール部材となっている。  そして、本実施形態の金属ガスケット４０を組み立てる際には、シール部材６４を副板５４の第１打抜き孔６０内に装着し、副板５４の下部に下部基板５２、副板５４の上部に上部基板５０を層状に固定する。
【００２１】
このような構造の金属ガスケット４０によると、シール部材６４の固定作業が第１打抜き孔６０内への装着だけとなり、短時間で簡単にシール部材６４の固定作業が完了するとともに、シール部材６４が従来のような長尺部材とならないので、金属ガスケット４０の製造コストを大幅に低減することができる。
しかも、シール部材６４の下面には、第２打抜き孔６２の２本のブリッジ６２ａが当接しており、シリンダブロック２の上面２ａ及びチェーンケースカバー４の上面４ａに配置する際にシール部材６４の脱落を確実に防止するので、高品質の金属ガスケット４０を提供することができる。
【００２２】
次に、図５は、エンジン停止時におけるシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４とシリンダヘッド７０との間に介装した金属ガスケット４０の配置状態を示すものである。なお、この図の符号７２は、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の接合端面の表面凹凸等による接合不良を防止する端面用ガスケットである。この端面用ガスケット７２は、シリンダブロック２の上面２ａとチェーンケースカバー４ａの上面４ａよりも上方に突出すると、隣合うシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の上にシリンダヘッド７０を結合した際に、その突出した部分が折れ曲がって精密な接合状態が損なわれるので、上面２ａ、４ａより下方となるように組付けられている。また、端面用ガスケット７２上に配設されている符号７４の部材は軟質シール剤である。
【００２３】
図５では、チェーンケースカバー４が低温状態となっているので、シリンダブロック２及びチェーンケースカバー４の接合部１０と、この接合部１０から離間してチェーンケースカバー４の端面４ｂに向かう方向に大きな段差１２が生じるが、接合部１０を跨ぎ、この接合部１０から離間してチェーンケースカバー４の端面４ｂに向かう方向に配設したシール部材６４が、柔軟な弾性変形で段差１２上に密接して全域を埋め込み隙間発生を防止するので、良好なシール状態を維持する
また、エンジン駆動時にシリンダブロック２及びチェーンケースカバー４が高温状態となって段差１２が略ゼロになっても、体積の大きなシール部材６４は固くならずに柔軟な弾性変形を維持するので、隙間発生を確実に防止する。
【００２４】
したがって、本実施形態の金属ガスケット４０は、接合部１０と、この接合部１０から離間してチェーンケースカバー４の端面４ｂに向かう方向に大きな段差１２が生じていても、或いは段差１２が無くなっても、シール部材６４が大きな体積を保持して弾性圧縮した状態で隙間発生を防止するので、常に良好なシール状態を維持することができる。
【００２５】
また、シール部材６４は、周囲が副板５４の第１打抜き孔６０に囲まれ、上面が上部基板５０に囲まれて保持されているので、常にシールすべき位置（段差１２）から外れるおそれがない。さらに、若し、シール部材６４の弾性圧縮率が低下しても、弾性変形状態で配設されている上部基板５０の上部ビード５６が、自身の弾性復元力によってシール部材６４を押圧して最適な弾性圧縮率を付与するので、良好なシール状態を長期に渡って維持することができる。
【００２６】
次に、図６に示すものは、第２実施形態の金属ガスケットを示すものである。なお、図１から図５に示した第１実施形態の金属ガスケット４０と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の金属ガスケット８０は、上部基板８２及び下部基板８４と、これら上部基板８２及び下部基板８４の間に配置した金属製の副板８６とからなる３層構造の板材を備えており、副板８６には、接合部１０のシリンダブロック２の接合面２ｂからチェーンケースカバー４の上面４ａに向けて延在する長孔形状の第１打抜き孔８８が形成されている。
【００２７】
また、下部基板８４にも、第１打抜き孔８８に対応してシリンダブロック２の接合面２ｂからチェーンケースカバー４の上面４ａに向けて延在する長孔形状の第２打抜き孔９０が形成されているが、この第２打抜き孔９０は、孔空間を３分割するように２本のブリッジ９０ａが設けられている。
そして、第１打抜き孔８８内に装着した弾性体からなるシール部材９２が、副板５４から下方に突出した状態で配設されている。
【００２８】
このような構造の金属ガスケット８０によると、前述した金属ガスケット４０と同様の効果を得ることができるとともに、副板８６の第１打抜き孔８８及び下部基板５２の第２打抜き孔９０を、シリンダブロック２の接合面２ｂからチェーンケースカバー４側に延在するように形成しているので、圧縮変形するシール部材９２がシリンダブロック２のコーナ（図６で示す符号２ｃ）に係合して劣化することが防止され、シール部材９２は、温度変化による段差１２の有無の変形に追従して何の抵抗もなくスムーズに変形するので、良好なシール状態を長期に渡って維持することができる。
【００２９】
なお、第１及び第２実施形態の第２打抜き孔６２、９０は、孔空間を３分割するように２本のブリッジ６２ａ、９０ａを短軸方向に形成したが、シール部材６４、９２の保持、シール部材６４、９２の弾性変形に支障がなければ、ブリッジ６２ａ、９０ａを長軸方向に設けてもよく、さらにはブリッジの本数を増減して孔空間の分割数を変更してもよい。
【００３０】
また、副板５４、８６に形成した第１打抜き孔６０、８８、下部基板５２、８４に形成した第２打抜き孔６２、９０を長孔形状としたが、本発明の要旨がこの形状に限定されるものではなく、例えば台形形状の孔等であっても同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の金属ガスケットによると、弾性体からなるシール部材の上部が副板の孔内に位置し、そのシール部材の下部が下部基板の長孔を通過して接合部及び前記チェーンケースカバーの上面に当接しするようにしたので、厚さ及び体積が大きなシール部材となる。このシール部材が、接合部を跨ぎ、且つ接合部から離間してチェーンケースカバーの上面に沿って圧縮変形し、しかも、温度変化による段差の有無の変形に追従してほとんど体積が変化せずに柔軟に弾性変形するので、接合部及び接合部から離間したチェーンケースカバーの上面に隙間が生じることがなく、常に良好なシール状態を維持することができる。また、本発明のシール部材は、接合部を跨ぎ、且つ、当該接合部からチェーンケースカバーの上面に沿って離間する方向に配設されており、すなわち、段差が発生しやすい箇所だけにシール部材を配設したので、従来のように長尺なシール部材を備えた金属ガスケットと比較して、製造工程が簡単となり、製造コストの低減化を図ることができる。
【００３２】
また、請求項２記載の金属ガスケットによると、副板及び下部基板の孔を、シリンダブロックの接合面からチェーンケースカバーに延在するように形成したので、圧縮変形するシール部材がシリンダブロックのコーナに係合して劣化することが防止され、シール部材は、温度変化による段差の有無の変形に追従して何の抵抗もなくスムーズに変形するので、良好なシール状態を長期に渡って維持することができる。それとともに、請求項１と同様に製造工程が簡単となり、製造コストの低減化を図ることができる。
また、請求項１及び請求項２の発明によると、若し、シール部材の弾性圧縮率が低下していても、上部基板のシリンダブロック及び前記チェーンケースカバーの接合部を跨ぐ位置に、シール部材に重なって設けたビードが、自身の弾性復元力によってシール部材を押圧して最適な弾性圧縮率を付与するので、良好なシール状態を長期に渡って維持することができる。
【００３３】
また、請求項１及び２記載の発明によると、副板及び下部基板の孔を、シリンダブロックの接合面からチェーンケースカバーに延在するように形成したので、圧縮変形するシール部材がシリンダブロックのコーナに係合して劣化することが防止され、シール部材は、温度変化による段差の有無の変形に追従して何の抵抗もなくスムーズに変形するので、良好なシール状態を長期に渡って維持することができる。それとともに、請求項１と同様に製造工程が簡単となり、製造コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の金属ガスケットを示す要部平面図である。
【図２】図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】図１のIII −III 線矢視断面図である。
【図４】第１実施形態の金属ガスケットを構成する部材を示す展開斜視図である。
【図５】シリンダブロック及びチェーンケースカバーの接合部及びチェーンケースカバーの上面に段差が生じているときの第１実施形態の金属ガスケットのシール状態を示す図である。
【図６】シリンダブロック及びチェーンケースカバーの接合部及びチェーンケースカバーの上面に段差が生じているときの第２実施形態の金属ガスケットのシール状態を示す図である。
【図７】シリンダブロック及びチェーンケースカバーの接合状態を示す斜視図である。
【図８】シリンダブロック及びチェーンケースカバーの接合部に段差が生じている状態を示す図である。
【図９】従来の金属ガスケットを示す要部平面図である。
【図１０】図９のIX−IX線矢視図である。
【符号の説明】
２  シリンダブロック
２ａ  シリンダブロックの上面
２ｂ  シリンダブロックの接合面
４  チェーンケースカバー
４ａ  チェーンケースカバーの上面
１０  接合部
１２  段差
４０、８０  金属ガスケット
４６  チェーン開口孔
５０、８２  上部基板
５２、８４  下部基板
５４、８６  副板
５６  上部ビード（ビード）
５８  下部ビード（ビード）
６０、８８  第１打抜き孔（副板に形成した長孔）
６２、９０  第２打抜き孔（下部基板に形成した長孔）
６２ａ、９０ａ  ブリッジ（ブリッジ部材）
６４、９２  シール部材
７０  シリンダヘッド
【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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