(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ボアに沿って第１ビードが形成された第１ビード基板，前記第１ボアに対応する第２ボアに沿って前記第１ビードと実質的に一致する位置に第２ビードが形成された第２ビード基板，前記両ビード基板間に介在されると共に前記第１と第２ボアに対応した第３ボアが形成され且つ前記第３ボアに沿って前記第１ビード基板側に折り返された折返し部が形成された第１中間板，前記第１中間板の板厚よりも薄い板厚を有すると共に前記第１ビード基板側において前記第１中間板に積層された第２中間板を具備し，前記第１ビードの第１凸部と第２ビードの第２凸部とは互いに外側を向いており，前記第１ビードの内側ボーダラインは前記折返し部に対応して位置していると共に前記第１ビードの外側ボーダラインは前記第２中間板に対応して位置しており，前記第１中間板の前記折返し部と前記第２中間板とは前記第１ビードの前記両ボーダライン間において互いに非干渉状態に配置され，前記第１中間板の前記折返し部の先端と対向する前記第２中間板の端部は，前記第１ビード基板の前記第１ビードの前記外側ボーダラインよりも前記折返し部側に配置されていることから成る金属製ガスケット。
【請求項２】
前記第１中間板の前記折返し部の前記先端は，前記第１ビードの前記内側ボーダラインと前記外側ボーダラインとの間の中央部に対応する位置に配置されていることからなる請求項１に記載の金属製ガスケット。
【請求項３】
前記第１ビード基板及び前記第２ビード基板にはそれぞれ複数の前記第１ボア及び前記第２ボアが並列して形成されており，前記第１ビード及び前記第２ビードは複数の前記第１ボア及び前記第２ボアのそれぞれに独立して形成されていることから成る請求項１又は２に記載の金属製ガスケット。
【請求項４】
前記第１中間板に形成された前記折返し部の折返し面には，隙間が形成されていることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
【請求項５】
前記第１ビード基板の前記第１ビードと，前記第２ビード基板の前記第２ビードとは，断面台形に形成されていることから成る請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
【請求項６】
前記第１ビードの前記内側ボーダラインから前記第１ボア側に延びる前記第１ビード基板の第１ボア周辺部分は，前記第１中間板の前記折返し部に対して接触するか又は前記第１ビードの高さよりも低い幅の隙間を介して対向しており，前記第２ビードの内側ボーダラインから前記第２ボア側に延びる前記第２ビード基板の第２ボア周辺部分は，前記第１中間板の前記折返し部に対応する部分に対して接触するか又は前記第２ビードの高さより低い幅の隙間を介して対向していることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
【請求項７】
前記第１ビード及び前記第２ビードはそれぞれ前記第１ボア又は前記第２ボアに沿って複数条に形成されており，前記折返し部に対応して位置する前記第１ビードの前記内側ボーダラインは最内側の前記第１ビードの内側ボーダラインであり，前記第２中間板に対応して位置する前記第１ビードの前記外側ボーダラインは最外側の前記第１ビードの外側ボーダラインであることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
【請求項８】
前記金属製ガスケットは，エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間において，前記第１ビード基板を前記シリンダブロックのデッキ面側に配置して適用されることから成る請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属製ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，一対の構造体の対向面間，例えば，エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持されて対向面間をシールする金属製ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，多気筒エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間のようなエンジンを構成する構造体の対向面間にガスケットを配置し，シリンダヘッドをシリンダブロックに締付ボルト等で締付けて両対向面をシールすることが行われている。このガスケットはシリンダブロックとシリンダヘッドとの当接面から燃焼ガス等が漏洩しないように配設されるものであり，種々のタイプのガスケットが使用されている。
【０００３】
最近のエンジンの開発は，軽量化，小型化，或いは高出力を指向する自動車用高性能エンジンに向けられており，軽量化のためにアルミニウム合金から成るシリンダヘッドが採用されている。しかしながら，アルミニウム合金は，軽量ではある反面，剛性が低いので，エンジンの運転・停止又は運転状態に応じて生じる温度変化によって熱膨張或いは熱収縮が増大し，或いはエンジン使用時における繰り返し応力や冷熱サイクル条件によって，ストレス即ち熱負荷がガスケットに加わり，ガスケットの歪みが増大し，ガスケットの破壊やシール面圧の急激な低下によって対向面間からガス漏れ等の不具合が生じることがある。そこで，従来のアスベスト等のガスケットの代替となる有効なシール手段として，金属製ガスケットを用いる方法が一般的に知られることとなり，金属製ガスケットについて種々のガスケットが開発されている。金属製ガスケットには，ピストンが往復動するためにシリンダブロック内に形成したシリンダボアに対応したボアが形成されており，ボアの周囲には環状のビードが形成されている。ボア以外にもボルト孔等の貫通孔の周囲近傍にビードが形成されている。金属製ガスケットを間に挟んだ状態でシリンダヘッドとシリンダブロックとをボルト等によって締め付けて固定するときに，ビードが取付面に対して弾性的な接触部，特にシリンダボアの周囲の対向面間においては環状接触部を形成することにより，取付面間が燃焼室や水孔，オイル孔，ボルト孔等の各種の孔の周囲がシールされる。
【０００４】
ところで，金属製ガスケットは，通常，複数枚の金属板から構成されており，特に，一対のピート基板を上下に配設し，両ビード基板間に二枚の中間板を配置した積層金属ガスケットとして，特公平４−７７８３３号公報又は特公平８−３３１７８号公報に開示されているものがある。これらの公報に開示されている金属製ガスケットは，一方の中間板に一部を折り曲げて折返し部を形成すると共に，他方の中間板を板厚調整用の中間板として機能させている。
【０００５】
特公平４−７７８３３号公報に開示されている積層金属ガスケットは，一方の中間板のボア周りの部分を折り返し，前記一方の中間板の板厚よりも薄くした他方の中間板は，一方の中間板の端部と接触しないがビード基板のビードの凸部と接触するように配置している。このよう構成することにより，燃焼室周りにおいて対向面間の隙間の補償を行うと共に，ビード部位における二重のシールを形成し，更に，他方の中間板が積層される側のビード基板のビードの全圧縮を防止して安定したシール効果を得ることを図っている。
【０００６】
また，特公平８−３３１７８号公報に開示されている積層金属ガスケットは，上記の特公平４−７７８３３号公報に開示されている積層金属ガスケットと同様の効果を得ると共に，他方の中間板が積層されない側のビード基板にもビードの全圧縮を防止して，二枚のビード基板のビード保護の均等化を図っている。
【０００７】
このように，中間板のボアの周囲の部分を折り返して板厚が厚い補償部を形成すると，ボアの周りにおいて大きくなる傾向がある対向面間の隙間が補償される。また，ボアの周りにおける対向面間の隙間は，燃焼ガス圧力や熱の影響で増減するのを防止される。更に，ビード部との協同によってボアの周囲に面圧の高い二重のシール領域が形成され，燃焼ガス等の漏洩が防止される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，板厚の厚い補償部を用いると，シリンダブロックをアルミニウム合金製としたエンジンでは，シリンダライナが嵌め込まれているか否かにかかわらず，対向面に対して生じる面圧がシリンダボアの周囲に過度に集中するので，却って，シリンダボアの開口孔縁部，或いはシリンダライナを嵌合する場合にはそのシリンダライナのライナ部分とフランジ部分とが接続部であるコーナー部分の歪みが大きくなり，エンジンの性能を低下させるという問題がある。シリンダボアに変形が生じると，燃費が悪化し，エンジンオイルの消費量が増加し，シリンダ壁面とピストンリングとの摩擦損失が増加して，最悪時にはスカッフィングによる焼付けが生じる。したがって，アルミニウム合金製のシリンダブロックのように，デッキ面に充分高い硬度が得られない場合に，補償部を確保し，且つビードの全圧縮を防止すると共に，デッキ面に生じる面圧をシリンダボアの直近に集中しないようにシフト或いは分散させることによって，ボアの周りの面圧のフラット化を図り，シリンダボアの周囲に過度の面圧を集中させないことでシリンダボアの変形をできる限り小さくし，シール性能とエンジン性能の向上を図ることが求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，一対の構造体の対向面間で金属製ガスケットを締め付けた状態で，ボアの近傍での対向面間の間隙の補償をすると共に，ビード基板のビードの全圧縮，即ち，完全なへたりを生じないようにし，更に，ビードの変形に基づいて対向面に対して発生する面圧中心をボアから遠ざかる方向にシフトさせて，ボアの近傍における面圧の集中を防止し，且つ面圧のフラット化を図り，その結果，シール性能及びエンジン性能を向上させることが可能な金属製ガスケットを提供することである。
【００１０】
上記課題を解決するため，この発明は，第１ボアに沿って第１ビードが形成された第１ビード基板，前記第１ボアに対応する第２ボアに沿って前記第１ビードと実質的に一致する位置に第２ビードが形成された第２ビード基板，前記両ビード基板間に介在されると共に前記第１と第２ボアに対応した第３ボアが形成され且つ前記第３ボアに沿って前記第１ビード基板側に折り返された折返し部が形成された第１中間板，前記第１中間板の板厚よりも薄い板厚を有すると共に前記第１ビード基板側において前記第１中間板に積層された第２中間板を具備し，前記第１ビードの第１凸部と第２ビードの第２凸部とは互いに外側を向いており，前記第１ビードの内側ボーダラインは前記折返し部に対応して位置していると共に前記第１ビードの外側ボーダラインは前記第２中間板に対応して位置しており，前記第１中間板の前記折返し部と前記第２中間板とは前記第１ビードの前記両ボーダライン間において互いに非干渉状態に配置され，前記第１中間板の前記折返し部の先端と対向する前記第２中間板の端部は，前記第１ビード基板の前記第１ビードの前記外側ボーダラインよりも前記折返し部側に配置されていることから成る金属製ガスケットに関する。
【００１１】
この金属製ガスケットにおいて，前記第１中間板の前記折返し部の前記先端は，前記第１ビードの前記内側ボーダラインと前記外側ボーダラインとの間の中央部に対応する位置に配置されている。
【００１２】
また，この金属製ガスケットにおいて，前記第１ビード基板及び前記第２ビード基板にはそれぞれ複数の前記第１ボア及び前記第２ボアが並列して形成されており，前記第１ビード及び前記第２ビードは複数の前記第１ボア及び前記第２ボアのそれぞれに独立して形成されている。
【００１３】
また，この金属製ガスケットにおいて，前記第１中間板に形成された前記折返し部の折返し面には，隙間が形成されている。
【００１４】
また，この金属製ガスケットにおいて，前記第１ビード基板の前記第１ビードと，前記第２ビード基板の前記第２ビードとは，断面台形に形成されている。
【００１５】
また，この金属製ガスケットにおいて，前記第１ビードの前記内側ボーダラインから前記第１ボア側に延びる前記第１ビード基板の第１ボア周辺部分は，前記第１中間板の前記折返し部に対して接触するか又は前記第１ビードの高さよりも低い幅の隙間を介して対向しており，前記第２ビードの内側ボーダラインから前記第２ボア側に延びる前記第２ビード基板の第２ボア周辺部分は，前記第１中間板の前記折返し部に対応する部分に対して接触するか又は前記第２ビードの高さより低い幅の隙間を介して対向している。
【００１６】
また，この金属製ガスケットにおいて，前記第１ビード及び前記第２ビードはそれぞれ前記第１ボア又は前記第２ボアに沿って複数条に形成されており，前記折返し部に対応して位置する前記内側ボーダラインは最内側の前記第１ビードの内側ボーダラインであり，前記第２中間板に対応して位置する前記外側ボーダラインは最外側の前記第１ビードの外側ボーダラインである。
【００１７】
更に，前記金属製ガスケットは，エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間において，前記第１ビード基板を前記シリンダブロックのデッキ面側に配置して適用されるものである。
【００１８】
この発明による金属製ガスケットは，以上のように構成されているので，金属製ガスケットを例えばシリンダブロックとシリンダヘッドとのデッキ面間に介装して締め付けた状態では，第１中間板の折返し部を含む部分の板厚は第１中間板の板厚よりも厚くなるので，大きな隙間を形成し易いボアの直近での隙間の補償部を構成する。第１ビード基板は，デッキ面に対して第１ビードの第１凸部が係合し，第１ビードの内外のボーダラインが第１及び第２の中間板に対応して位置しているので，第１ビードの領域に面圧が集中してメインシールを与える。また，第１中間板の折返し部と第２中間板との板厚の差によって中間板の段差が調整され，この段差が第１ビードの全圧縮を防止するストッパ量を与える。更に，締付け状態では，第１ビード部内では全体に渡って面圧が分散すると共に，上記段差によって第１ビードの変形によって対向面に生じる面圧の中心が第２中間板寄りにシフトする。したがって，高温の燃焼ガスの漏洩するのを防止するシール性能が向上すると共に，デッキ面のシリンダボアの近傍に高い面圧集中が生じるのが防止され，シリンダボアの変形が少なくなる。
【００１９】
また，この金属製ガスケットにおいては，第１凸部が第１ビードの両ボーダライン間の中央部に位置し，第２中間板が第１ビードの外側ボーダラインよりも内側に位置しているので，第１ビードのボーダラインが第１中間板及び第２中間板とに対して確実に十分余裕をもって対応する位置を取ることが可能となる。また，金属製ガスケットには弾性を付与するために，各部分に工夫を施すことができる。即ち，折返し部の折返し面に隙間を形成して折返し部に弾性を与えることが可能であり，前記第１ビードから第１ボア側に延びる第１ボア周辺部分や第２ビードから第２ボア側に延びる第２ボア周辺部分と，前記折返し部又は前記折返し部に対応した第１中間板の部分との間に隙間を形成してビード基板のボア周辺部分に弾性を付与することも可能である。更に，この金属製ガスケットは，単気筒エンジンのみならず，多気筒エンジンにも適用可能である。
【００２０】
更に，この金属製ガスケットにおいては，ビードの形状を変更して，面圧の集中を分散させることも可能である。即ち，ビードの断面を台形にすると，ビードの変形時の面圧の集中が緩和され，フラット化が促進される。また，第１ビード及び第２ビードを複数条に形成することにより，デッキ面へのシール面圧を分散させて良好な面圧を確保することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による金属製ガスケットの実施例を説明する。図１はこの発明による金属製ガスケットの一実施例を一部破断して示す平面図，図２は図１に示した金属製ガスケットの矢視Ａ−Ａで見た一部拡大断面図である。
【００２２】
この発明による金属製ガスケット１は，一対の構造体としてのシリンダブロックとシリンダヘッドとの対向面間のシールを行うため，かかる対向面間に挟持されるヘッドガスケットである。この金属製ガスケット１が適用されるエンジンのシリンダブロックがアルミニウム合金製である場合，図７に示すように，シリンダブロック９３には，ピストンが往復動するための滑動面を与えるライナ部分９５とデッキ面９７と略面一のフランジ部９６とからなる成る特殊鋳鉄製のシリンダライナ９４が嵌め込まれている。
【００２３】
図１及び図２に示す金属製ガスケット１には，４気筒や６気筒のような多気筒エンジンのシリンダボアに対応したボア６Ａ，６Ｂ・・（総称する場合は，符号６を使用する）が複数個並列して形成されている。金属製ガスケット１は，一対の弾性金属板から形成された第１ビード基板２及び第２ビード基板３と，両ビード基板２，３間に介装された第１中間板４及び第２中間板５とから構成されている。図７を参照すると明らかなように，第１ビード基板２がシリンダブロック側に配置される。第１ビード基板２及び第２ビード基板３には，締付け用のボルトが挿通するボルト孔２７，ノック孔２８，水孔２９が穿設されているが，これらの各孔は，ガスケットの技術分野においてそれぞれ周知のものであるので，ここでは詳細な説明を省略する。これらの金属製ガスケット１の周辺部及び周辺部に形成される各種の孔の回りには，通過する流体が漏洩するのをシールするため，ビードが形成される。ボルト孔２７の周囲及びノック孔２８の周囲におけるシール，及び第１ビード基板２及び第２ビード基板３の周囲に沿うシールは，シリンダボア周りのビードによるシールよりもシール程度は低くて充分であるので，それぞれ比較的高さの低いハーフビード３０，３１，３２が形成されている。
【００２４】
第１ビード基板２及び第２ビード基板３は，例えば，厚さｔ１＝０．１５〜０．２５のステンレスばね鋼板（ＳＵＳ３０１ＣＳＰ−３／４Ｈ）の金属材料を打ち抜いてビード加工等の成形加工をし，所定の張り強さ，伸び，及び硬さを備えるために熱処理と表面処理が施したものである。第１中間板４は厚さｔ１＝０．３０〜０．４０のステンレスばね鋼板（ＳＵＳ３０４）から形成され，第２中間板５は厚さｔ１＝０．２５〜０．３５のステンレスばね鋼板（ＳＵＳ３０１，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０，或いはＳＥＣ）から形成されている。
【００２５】
第１ビード基板２には，孔縁によって定められる第１ボア７Ａ，７Ｂ・・（総称するときは，符号７を使用する。以下，各構成要素及び部位に対してボアの位置Ａ，Ｂ・・を付した場合において総称する時も同様である）が並列して形成されており，第２ビード基板３には，孔縁によって定められる第２ボア８Ａ，８Ｂ・・が並列して形成されている。第１及び第２のボア７，８は互いに対応した位置に形成されている。第１ビード基板２の第１ボア７に沿って，第１ビード９Ａ，９Ｂ・・が形成されており，第２ビード基板３の第２ボア８に沿って第２ビード１０Ａ，１０Ｂ・・が形成されている。第１ビード９及び第２ビード１０は，フルビードとしてボア毎６に独立して形成されている。また，第１ビード９及び第２ビード１０は，各ボア６に沿って実質的に同じ位置に形成されており，第１ビード９の第１凸部１１Ａ，１１Ｂ・・と第２ビード１０の第２凸部１２Ａ，１２Ｂ・・とは互いに逆方向，即ち，外側を向いて配置されている。
【００２６】
第１中間板４は，本体部分１５と本体部分１５に折り返して重ねられる折返し部１６Ａ，１６Ｂ・・を有している。折返し部１６と折返し部１６に対応した本体部分１５の一部とで，折重ね部１７Ａ，１７Ｂ・・が形成されている。折返し部１６Ａ，１６Ｂ・・のボア側端縁によって第３ボア１８Ａ，１８Ｂ・・が定められており，第３ボア１８は，第１ビード基板２の孔縁によって定められている第１ボア７及び第２ビード基板３の孔縁によって定められている第２ボア８に対応している。また，折重ね部１７を形成するための折返し部１６Ａ，１６Ｂ・・の先端１９Ａ，１９Ｂ・・は，第１ビード基板２の第１ビード９の凸部１１に対応する位置，即ち，第１ビード９の内側ボーダライン２１Ａ，２１Ｂ・・と外側ボーダライン２２Ａ，２２Ｂ・・との間の中央部に対応した位置に配置されている。したがって，第１ビード基板２の第１ビード９Ａ，９Ｂ・・の内側ボーダライン２１Ａ，２１Ｂ・・は，折返し部１６Ａ，１６Ｂ・・に接触するように対応している。なお，第１中間板４は，隣接するボア６間にのみ対応して配設されてよいが，第１中間板４にはボア６に対応した孔を形成して折重ね部１７を環状に形成してもよい。
【００２７】
第２中間板５は，第１中間板４の板厚ｔ1 よりも薄い板厚ｔ2 を有しており，第１中間板４の折返し部１６が折り返された側において第１中間板４に積層されている。第２中間板５の端部２０Ａ，２０Ｂ・・は，第１中間板４の折返し部１６の先端１９Ａ，１９Ｂ・・と対向している。第１ビード基板２の第１ビード９，９Ｂ・・の外側ボーダライン２２Ａ，２２Ｂ・・は，第２中間板５に対応しており，図示の例では，自由状態で僅かな隙間を介して対応している。また，第２中間板５は，第１ビード９の内側ボーダライン２１と外側ボーダライン２２との間において第１中間板４の折返し部１６と非干渉状態に配置されている。したがって，第２中間板５の端部２０は第１ビード基板２の第１ビード９の外側ボーダライン２２と第１中間板４の折返し部１６の先端１９との間に位置している。第１ビード基板２には第１ビード９Ａ，９Ｂ・・よりも第１ボア７から遠い領域にハーフビード２３Ａ，２３Ｂ・・が形成されており，第１ビード基板３にも第２ビード１１Ａ，１１Ｂ・・よりも第２ボア８から遠い領域にハーフビード２４Ａ，２４Ｂ・・が形成されている。
【００２８】
また，図示していないが，金属製ガスケット１の表裏両面，即ち，第１ビード基板２及び第２ビード基板３の両外側面及び互いに対向する内側面の少なくとも一方面には，耐熱性及び耐油性を有するゴム（例えば，フッ素ゴム），樹脂（アクリルシリコン系）等の非金属材料で，厚さが，例えば，１０μ〜２０μ程度のコーティングが施されている。したがって，図７に示すようにシリンダヘッド９８及びシリンダブロック９３に対して金属対金属の接触状態を回避し，金属製ガスケットとしての耐腐食性や耐久性及び強度を確保することができる。また，第１及び第２のビード基板２，３，第１及び第２の中間板４，５及びシリンダヘッド９８及びシリンダブロック９３のデッキ面９７，９９の機械加工面に凹凸が存在していても，上記非金属材料が凹凸をカバーして充分なシール機能を果たすことができる。
【００２９】
図１及び図２に示した金属製ガスケット１は，例えば図７に示すようにシリンダブロック９３とシリンダヘッド９８とのデッキ面９７，９９間に介装され，シリンダヘッド９８を締付けボルト等によってシリンダブロック９３に取り付けたときに，デッキ面９７，９９間で締め付けた状態となる。シリンダライナ９のフランジ部分９６の表面とシリンダブロック９３の上面とは，シリンダブロック側のデッキ面９７を定めている。第１中間板４の折重ね部１７の厚さは第１中間板４の板厚ｔ1 の２倍の板厚２×ｔ1 となる。折重ね部１７は，シリンダブロック９３とシリンダヘッド９８とのデッキ面９７，９９のうち，大きな隙間を形成し易いシリンダボアの周囲において隙間や不整を補償する補償部としての機能を果たし，デッキ面９７，９９に燃焼ガスが漏洩する隙間を残すのを防止する。デッキ面９７，９９に対しては，第１ビード９及び第２ビード１０が押圧される。押圧状態での変形に伴って，第１ビード９の第１凸部１１及び第２ビード１０の第２凸部１２は，高いシール性能が要求されるボア６の周りにおいてデッキ面９７，９９に圧接されて環状接触部（シールライン）を形成し，環状接触部は，ボア６を通る高温の燃焼ガス等の流体がデッキ面９７，９９と金属製ガスケット１との間から漏出するのを阻止する。
【００３０】
折重ね部１７を構成している折返し部１６の先端１９は，ビード１０の内側ボーダライン２１と外側ボーダライン２２との間の中央部，即ち，凸部１２に対応する位置にまで延びているので，締付け状態では折返し部１６と両ビード基板２，３の各ビード９，１０よりも内側のボア周辺部分とが重ねらることで形成される補償部は幅広く確保される。また，第１ビード９の内側ボーダライン２１は第１中間板４の折返し部１６に圧接し，第１ビード９の外側ボーダライン２２は第２中間板５に対応した位置にあるので，第１ビード９の変形が第１ビード９の背面側で支持されて，発生する面圧は第１ビード９の部分に面圧が集中する。
【００３１】
金属製ガスケット１に生じる面圧の分布が図７に示されている。金属製ガスケット１の締付け状態では，図７の下側に示したシリンダブロック９３のデッキ面９７への面圧の中心は，外側ボーダライン２２側に傾き，面圧の中心がボア６から遠ざかる側にシフトしている。また，ビード９部内では全体に渡って面圧がフラット化している。したがって，金属製ガスケット１のシール性能が向上すると共に，補償部には締付け力による高い面圧が作用しないので，ボア６の周辺近傍に面圧が集中することによるボア変形が少なくなる。また，第１中間板４の折重ね部１７と第２中間板５との板厚の差（ｔ１−ｔ２）を調整することによって，第１ビード９の変形が抑制されて，第１ビード基板２の第１ビード９の全圧縮を防止するストッパ量が調節される。
【００３２】
以下，図３〜図６を参照して，この発明による金属製ガスケットの別の実施例について説明するが，図３〜図６に示された各実施例においては，図１及び図２に示した金属製ガスケット１において付した符号と同じ符号を付した構成要素又は部位は，金属製ガスケット１における構成要素又は部位と同じ機能を奏するので，これらの構成要素又は部位についての再度の説明を省略する。
【００３３】
次に，図３を参照して，この発明による金属製ガスケットの第２実施例を説明する。図３は，この発明による金属製ガスケットの第２実施例の一部拡大断面図である。なお，図３以下の図面に示す金属製ガスケットの各実施例においては，各ボア６の周りで構造が実質的に異ならないとして，ボアＡ，Ｂ等に応じた英記号による区別を省略する。第２実施例としての金属製ガスケット４０は，第１ビード基板４２及び第２ビード基板４３の第１ボア７及び第２ボア８に沿って形成される第１ビード及び第２ビードを２条のビードを形成した点で，第１実施例の金属製ガスケット１と異なっている。即ち，第１ビード基板４２の第１ボア７に沿って２条の第１ビード４４，４５が形成されており，第２ビード基板４３の第２ボア８に沿って２条の第２ビード４６，４７が形成されている。第１中間板４の折返し部１６の先端１９は，内側の第１ビード４６の範囲内に位置しており，第２中間板５の端部２０は外側の第１ビード４７の範囲内に位置している。また，内側の第１ビード４４の内側ボーダライン４８が第１中間板４の折返し部１６に対応した位置で接触しており，外側の第１ビード４５の外側ボーダライン４９が第２中間板５に対応した位置にある。金属製ガスケット４０をデッキ面間に締め付けた状態では，２条のビード４４〜４７のそれぞれがシールラインを形成するので，十分なシール面圧の確保が図られデッキ面に対するシール性能が強化される。折返し部１６は第１中間板の本体部分と共に折重ね部１７形成している。
【００３４】
次に，図４を参照して，この発明による金属製ガスケットの第３実施例を説明する。図４は，この発明による金属製ガスケットの第３実施例のボアの周りにおける一部拡大断面図である。金属製ガスケット５０は，ビードの断面形状を台形とした点で，第１実施例の金属製ガスケット１と異なる。第１ビード基板５２に形成された第１ビード５５は，平坦な第１凸部５７を有する。また，第２ビード基板５３に形成された第２ビード５６は，平坦な第１凸部５８を有する。第１ビード５５は，内外のボーダライン５９，６０間の幅に対して３０分の１程度の高さを有する比較的低くなだらかな台形に形成されており，第２ビード５６についても同様である。台形の上辺に対応する平坦な第１凸部５７及び第２凸部５８の幅は，第１ビード５５及び第２ビード５６の幅に対して約３分の１程度〜６分の１程度とされている。第１ビード基板５２について，第１ビード５５の内側ボーダライン５９から第１ボア７側に位置する第１ボア周辺部分６１は，自由状態で第１中間板の折返し部１６に当接している。第２ビード基板５３について，内側ボーダラインよりも第２ボア８側に位置する第２ボア周辺部分６２についても同様である。台形の形状の第１ビード５５及び第２ビード５６は，通常のなだらかなビードと比較して，台形の第１凸部５７及び第２凸部５８によって面圧が一層分散されるので，ビード凸部に面圧を集中させない作用がある。その他，第１ビード基板５２と，第１中間板４の折返し部１６及び第２中間板５及びその端部２０に対する配置関係，並びにハーフビード６３，６４の形成等については，第１実施例である金属製ガスケット１の場合と同様であるので，重複する詳細な説明を省略する。
【００３５】
次に，図５を参照して，この発明による金属製ガスケットの第４実施例を説明する。図５は，この発明による金属製ガスケットの第４実施例の一部拡大断面図である。金属製ガスケット７０は，図４に示した金属製ガスケット５０と比較して，第１ビード７５及び第２ビード７６の断面台形形状の傾斜をより急にした点で異なり，こうすることで第１ビード７５及び第２ビード７６に一層強い弾性を与えることができる。また，金属製ガスケット７０は，第１中間板４ａの本体部分１５ａと折重ね部８７を形成するために折り返されている折返し部８６の折返し面８６ａに隙間８９を形成した点で金属製ガスケット５０と異なり，隙間８９によって折重ね部８７に一層の弾性を付与することができる。隙間８９は約５０μｍの大きさに設定される。更に，金属製ガスケット７０は，第１ビード基板７２の内側ボーダライン７９よりも第１ボア７寄りの第１ボア周辺部分８１は第１中間板４ａの折重ね部８７に当接しているが，第２ビード基板７３の対応する第２ボア周辺部分８２は，第１中間板４ａの折重ね部８７の外面に当接させた点で金属製ガスケット５０と異なる。その結果，第２ビード基板７３は燃焼時にシリンダヘッド側のデッキ面の変位に追従して変形するので，シール面圧の安定化とシール性能の向上を図ることが可能となる。なお，第１ビード７５及び第２ビード７６は，内外のボーダライン７９，８０間に相当するビード幅に対して５分の１〜１５分の１程度の高さを有する。台形の上辺に対応する平坦な第１凸部７７及び第２凸部７８の幅は，上記ビード幅に対して約２分の１〜６分の１程度とされている。また，隙間８８の幅は，第２ビード７６の高さの０．３〜０．７倍，好ましくは０．５倍に設定される。第１ビード基板７２と第２ビード基板７３のハーフビード８３，８４については，図４に示すハーフビード６３，６４と同等のものである。
【００３６】
更に，図６を参照して，この発明による金属製ガスケットの第５実施例を説明する。図６は，この発明による金属製ガスケットの第５実施例の一部拡大断面図である。金属製ガスケット９０は，図５に示した金属製ガスケット７０と比較して，第１中間板４ａの折返し部８６の折返し面８６ａに形成されていた隙間８９に相当する隙間を設けることは意図していないが，第１ビード基板７２の内側ボーダライン７９よりも第１ボア７寄りの第１ボア周辺部分８１と第１中間板４の折返し部１６との間に隙間９１を形成すると共に，第２ビード基板７３の対応する第２ボア周辺部分８２と第１中間板４の折重ね部１７との間に隙間９２を形成した点で異なっている。第２ビード基板７３がシリンダヘッド側のデッキ面に追従するのに加えて，第１ビード基板７２も，燃焼時にシリンダブロック側のデッキ面の変位に追従して変形するので，シール面圧の安定化とシール性能の向上を図ることが可能となる。
【００３７】
以上，この発明の金属製ガスケットの各実施例について説明したが，この発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば，第１及び第２ビード基板の各板厚については，エンジン部品の対向取付面の材質や硬さ等の物理的な性質，或いはエンジンの仕様等にあわせて，金属製ガスケットの仕様決定に際して適宜変更して対向取付面に発生する不整の補正に対応させることができる。例えば，シリンダヘッド９８側の第２ビード基板３の板厚を，シリンダブロック９３側の第１ビード基板２の板厚よりも厚くして，ビード基板に作用する応力や熱負荷の変動に対する耐久性を向上させてもい。ビード基板の各ビードの高さや幅は，同じボア６の周りであっても，周方向位置に応じて変化させることができる。例えば，小型のエンジンでは，隣接するボア６間の領域が非常に狭くなっているので，２本のビードの幅を，他の領域におけるビードの幅よりも狭く設定される。また，ビードの高さについても，隣接するボア６間の領域では高いシール力を得るために他の領域よりも高くする等の変化を持たせることができる。金属製ガスケットを適用するエンジン部品としては，シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の対向取付面間に限られず，排気マニホルドをシリンダヘッドに取り付けるのに用いられる金属製ガスケットとしても適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
この発明による金属製ガスケットは，以上のように構成されているので，シリンダブロックをアルミニウム合金製とする場合のように，デッキ面に充分高い硬度が得られなくても，金属製ガスケットを対向面であるデッキ面間に締め付けた状態では，金属製ガスケットは，シリンダボアの開口近傍において，デッキ面間隙が大となり易い領域の補償部を確保しつつ，第１及び第２中間板の板厚の差によるストッパ機能を果たす。しかも，第１ビード基板の第１ビードによる変形は，両中間板によって支えられ，過度の面圧を集中させずにフラット化され，安定したシール性能を確保することもできる。また，第１及び第２中間板の板厚の差によって第１ビード基板の第１ビードに部分における面圧が第２中間板寄りに傾斜するので，面圧の中心がボアから遠ざかる方向にシフトする。したがって，シリンダボアの開口直近周囲に面圧が集中するのを防止して，シリンダボアの変形を可及的に小さくすることができ，エンジンオイルの消費量を少なくすると共に，シリンダ壁面とピストンリングとの摩擦損失を少なくして焼付けを防止し，更に燃費を改善する等のエンジン性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による金属製ガスケットの一実施例を示す平面図である。
【図２】  図１に示す金属製ガスケットの矢視Ａ−Ａで見た一部拡大断面図である。
【図３】  この発明による金属製ガスケットの第２実施例を示す一部拡大断面図である。
【図４】  この発明による金属製ガスケットの第３実施例を示す一部拡大断面図である。
【図５】  この発明による金属製ガスケットの第４実施例を示す一部拡大断面図である。
【図６】  この発明による金属製ガスケットの第５実施例を示す一部拡大断面図である。
【図７】  図１及び図２に示す金属製ガスケットの場合のデッキ面間への介装とシリンダブロック側のデッキ面に発生する面圧を示した図である。
【符号の説明】
１，４０，５０，７０，９０  金属製ガスケット
２，４２，５２，７２        第１ビード基板
３，４３，５３，７３        第２ビード基板
４，４ａ    第１中間板
５          第２中間板
６          ボア
７          第１ボア
８          第２ボア
９，４４，４５，５５，７５    第１ビード
１０，４６，４７，５６，７６  第２ビード
１１，５７，７７    第１凸部
１２，５８，７８    第２凸部
１５，１５ａ        本体部分
１６，８６          折返し部
１７，８７          折重ね部
１８                第３ボア
１９                折返し部の先端
２０                第２中間板の端部
２１，４８，５９，７９  内側ボーダライン
２２，４９，６０，８０  外側ボーダライン
６１，８１          第１ボア周辺部分
６２，８２          第２ボア周辺部分
８６ａ              折返し面
８８，８９，９１，９２  隙間
９３    シリンダブロック
９４    シリンダライナ
９８    シリンダヘッド
９７，９９  デッキ面
【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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