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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989011607A1
    申请号:PCT/JP1989/000528
    申请日:1989-05-26
    公开日:1989-11-30
    发明作者:Toshimitsu Terai
    申请人:Toshimitsu Terai；
    IPC主号:F16J15-00
    专利说明:
    [0001] 一 明 細 書
    [0002] 金属ガスケ ッ ト
    [0003] 技術分野
    [0004] この発明は、 金属ガスケ ッ ト に鬨する ものであ る 。 更に詳 し く は、 内燃機関のシ リ ンダヘッ ド と シ リ ンダブロ ッ ク と の 接合部， 管フ ラ ンジの連結面の接合部などを気密に保ち、 そ の気密を長期にわたっ て維持するための金属ガスケ ッ ト に鬨 する 。
    [0005] 背景技術
    [0006] 従来 、 エ ン ジ ンの シ リ ン ダへ ッ ド ガス ケ ッ トやターボチ ヤージャ用のガスのシール用ガスケ ッ ト と して 、 石綿系ガス ケ ッ ト ， 金属製ガスケ ッ トお よびこれらの材質を積層 したガ スケ ッ トなどが知られて いる 。 取 り分け， エンジンのシ リ ン ダヘ ッ ド用ガスケッ ト は、 エンジンの小型化， 軽量化の要請 に よ り 、 その シール性能の よ り 高度な性能が要求されて い る 。 この性能を満たすものと して 、 近年金属ガスケ ッ ト が使 用されつつあ る 。
    [0007] こ の金属ガスケ ッ ト のシール性能を向上させる ために、 従 来から種々の構造が提案されている 。 こ の一つに 日本国実用 新案公開公報 5 7 — 5 9 9 5 2号 （ J P , U ， 5 7 - 5 9 9 5 2 ) には、 ガスケ ッ ト基板を朔性変形させて 、 燃焼室の外 周に複数の波状の突起を作 り 、 すなわち ビー ド部を設けたガ スケ ッ トが記載されて いる 。 こ のガスケ ッ ト のビー ド部の両 面よ り加圧する こ と によ り 、 ビー ド部を変形させこ の反発力 を利用 して シール性能を向上させた も のが記載されて いる 。
    [0008] こ のガスケ ッ ト は、 シール性能は優れた も のであ る 。 しか し 、 こ の向上する がガス ケ ッ ト は両面か ら締め付ける と 、 ビー ド部が変形 し平面になる が、 その と き ビー ド部分の角部 に応力集中が発生する 。 こ のガスケ ッ ト は、 長期間使用 して いる と その応力集中部分がエンジンの爆発によ る振動によ り 一 _ 金属疲労を生 じ、 この金属疲労が原因で破壌 した り 、 破壊に 至らなく て も弾性復元力が弱く なる こ とがある 。 また、 この ガスケ ッ トは、 波状のビー ド部を作る ための曲げ加工工程も 製造上必要となる 。 こ の曲げ加工に伴って加工硬化、 加工ひ ずみをガスケ ッ ト基板に生じ、 この基板は金属組織からみる と弱く なつている 。 更に曲げ加工のためのプレス金型も用意 する必要がある 。
    [0009] 日本国実用新案公開公報 6 0 — 1 8 2 4 7号 （ J P ， U , 6 0 - 1 8 2 4 7 ) には、 鐧板からなる金属ガスケッ トの両 面に水穴を取 り 囲む凹凸形状のビー ド部、 すなわち環状溝を 形成し、 この環状溝にシ リ コ ン樹脂からなる シール剤を コー テ ィ ングした も のが記載されている 。
    [0010] このガスケッ トは、 ビー ド部を作るために前記ガスケ ッ ト と 同様に曲げ加工工程が必要となる 。 こ のガスケ ッ トは、 水 を シールする ための水穴用のガスケ ッ トであ り 、 高温の炎熱 にさ ら さ れる エン ジンの シ リ ンダ穴を シールする思想はな い。 前記した各従来技術は、 例えば、 エン ジンのシ リ ンダと シリ ンダへッ ドの間にガスケッ ト を介在させて両者をボル ト で締め付けた場合、 不均一にガスケ ッ ト が圧縮され、 結果と してシール効果がガスケ ッ トの位置によ り違って く る 。
    [0011] 通常、 ガスケ ブ トは、 ボルト で締め付けた近傍が強く 締め 付けられ、 遠く なる と弱く なる傾向がある 。 これは、 シ リ ン ダと シ リ ンダヘ ッ ドの変形によ る も のである 。 近年のよ う に 小型化， 軽量化されたエンジンのシ リ ンダ、 シ リ ンダヘ ッ ド は、 肉厚が薄く なる傾向があ り 、 不均一な変形は避ける こ と ができ ないも のである 。
    [0012] 発明の開示
    [0013] この発明は、 以上のよ う な技術的背景のも と に発明された も のであ り 、 次の目的を達成する 。
    [0014] この発明の 目 的は、 構造がき わめて簡素で、 しかも シール 一 —
    [0015] 効果の高い金属ガスケ ッ ト を提供する こ と にある 。
    [0016] こ の発明の他の目的は、 面圧を均一にシールする こ と がで き る金属ガスケ ッ ト を提供する こ と にある 。
    [0017] こ の発明の更に他の目的は、 応力集中が生 じにく い金属ガ スケ ッ ト を提供する こ と にあ る 。
    [0018] この発明の更に他の目的は、 弱い面圧で内圧ガスを完全に シールする こ と ができ る金属ガスケ ッ ト を提供する こ と にあ る 。
    [0019] この発明の更に他の目的は、 耐熱性に優れた金属ガスケ ッ ト を提供する こ と にある 。
    [0020] こ の発明の更に他の目的は、 ガスケ ッ ト基板表面への面圧 剤の付着性能を向上させる金属ガスケ ッ ト を提供する こ と に あ る 。
    [0021] この発明の効果は、 平板状のガスケ ッ ト基板の両面にオフ セ ッ ト して シール剤を塗布 したのみであ り 、 製造が簡単であ る 。
    [0022] この発明の他の効果は、 ガスケ ッ ト基板の両面を荒ら した 後、 シール剤、 面圧剤を塗布 したのみで、 シール剤、 面圧剤 の接着力が向上 した。
    [0023] 前記目的、 効果を達成する ためこ の発明の主な要旨は、 金 属板であ っ て所要の穴が明けられ 2 つの平行する表面を有す る平面状の基板と 、 前記シール し ょ う とする穴の外周で前記 基板の表裏に面圧剤の幅方向の中心位置を互いに距離をおい て面圧剤を設けたこ と を特徴とする金属ガスケ ッ ト であ る 。
    [0024] その面圧剤の付着する前記基板の部分表面または全表面に 面圧剤の接着効果を上げるために荒ら し面を形成する と なお 効果的であ る 。 更に、 基板の表裏全面にシール剤を コー ト し た も のは、 シール性能がよ り 向上する 。
    [0025] 図面の簡単な説明
    [0026] 第 1 図は、 こ の発明の第 1 一 1 実施例の金属ガスケ ッ ト の , 全体図である 。 第 2 図は、 第 1 図の Π — Π 断面図である 。 第 3 図 （ a ) , ( b ) ， （ c 》 は、 ク ラ ンァ動作によ る金属ガ スケ ッ ト の変形の過程を示す断面図である 。 第 4図は、 フ ァ ィ ヤーガー ド を設けた第 1 — 2 の実施例 を示す断面図であ る 。 第 5図は、 フ ア イ ヤーガー ド を設けた第 1 一 3実施例を 示す断面図である 。 第 6 図は、 フ アイ ヤーガー ド を設けた第 1 一 4実施例を示す断面図であ る 。 第 7図は、 シール剤間の 簡隙を変化させた第 1 一 5実施例を示す断面図である 。 第 8 図は、 他の使用例を示す第 1 一 6実施例の断面図である 。 第 9 図は、 基板に荒ら し面を設けた第 2 — 1 実施例を示す断 面図である 。 第 1 0 図は、 基板に荒ら し面を設けた第 2 — 2 実施例を示す断面図である 。 第 1 1 図は、 基板に荒ら し面を 設けた第 2 — 3実施例を示す断面図である 。 第 1 2 図は、 基 板に荒ら し面を設けた第 2 — 4実施例を示す断面図である 。
    [0027] 第 1 3 図は、 基板に荒ら し面を設けた第 2 — 5 実施例を示 す断面図である 。 第 1 4図は、 基板に荒ら し面を設けた第 2 — 6実施例を示す断面図である 。 第 1 5 図 （ a ) は、 こ の発 明を適用した他の金属ガスケ ッ トの第 3 — 1 実施例の全体を 示す平面図である 。 第 1 5 図 （ b ) は第 1 5 図 （ a 〉 の b — b 断面図である 。
    [0028] 第 1 6 図は、 第 3 — 1 実施例の金属ガスケッ トの使用時の 変形状況を示す断面図である 。 第 1 7 図は、 金属ガスケ ッ ト にス リ ッ ト を設けた第 3 — 2実施例を示す平面図である 。 第 1 8 図は、 グロメ ッ トでカバー した第 3 — 3実施例を示す断 面図であ る 。 第 9 図は、 グロメ ッ トでカバー した第 3 — 4 実施例を示す断面図であ る 。
    [0029] 第 2 0 図は、 フ ア イ ヤ リ ングを設けた第 3 — 5実施例を示 す断面図である 。 第 2 1 図は、 面圧剤の断面形状が異なる第 3 — 6実施例を示す断面図であ る 。 第 2 2 図は、 面圧剤の距 離を異ならせた第 3 — 7実施例を示す断面図であ る 。 第 2 3 図は、 副板を設けた第 3 — 8実施例を示す断面図であ る 。 発明を実施例するための最良の形態
    [0030] 第 1 — 1 〜 1 — 6実施例 以下、 この発明の最良の実施例を図面と と も に説明する 。 第 1 図に示す金属ガスケ ッ ト 1 は、 この発明を 自動車用ェン ジンのガスケ ッ ト に適用 した第 1 一 1 実施例であ り 、 シ リ ン ダへ ッ ド と シ リ ンダと の間に介在させる も のであ る 。 本例で は、 4 つのシ リ ンダ穴 2 、 複数のボル ト穴 3 、 水穴 4 、 油穴 5 などを有 して いる 。 シ リ ンダ穴 2 は、 エンジンの燃焼室と ほぼ同一直径であ り こ れに対応す る 穴であ る 。 ボル ト穴 3 は、 シ リ ンダと シ リ ンダへ ッ ド を固定する ためのボル ト を通 す穴であ る 。
    [0031] 水穴 4 は、 エンジンを冷却する ための冷却水を通すための ものであ る 。 油穴 5 は、 潤滑用の潤滑油を通すも のであ る 。 基板 1 0 は 、 弾力性 を 有 した金属板であ る 。 金属板の材質 は、 種々知られて いる が耐熱性があ り 、 弾力性があ る も ので あれば良 く 、 耐熱合金 、 鋼板 （ S S 材 ） 、 ク ラ ッ ト材 （ S K ) 、 ステンレス鋼 （ S U S 〉 などを用いる 。 基板 1 0 は、 打抜き 加工 、 レ ーザー切断な ど周知の加工手段で成形され る 。
    [0032] 第 2 図は、 第 1 図の Π — Π 断面図であ る 。 ガスケ ッ ト 1 の シ リ ンダ穴 2 の外周には、 直径 D のシール剤 Aが付着 して あ る 。 シール剤 Aは、 その断面が半円または長方形の形状に 塗布 してあ る 。 シール剤 Aの材質は、 シ リ コ ンゴム 、 フ ッ素 ゴム樹脂などの公知の材料を使 う 。 更に、 シール剤 A と 同芯 でかつ内周位置には、 シール剤 Aの付着面と 反対側の裏面に 直径 D 2 のシール剤 B が付着させて あ る 。 シール剤 A と シー ル剤 B の位置は、 半径方向に距離 ^だけが違 う 。
    [0033] 本実施例のシール剤 A , B は、 シール性を有する も のであ るが、 シール性は必ず し も必要ではなく 後記する よ う に、 基 扳 1 0 を変形させて面圧を発生させる材料であれば良い。 だ が、 本実施例のよ う に面圧剤に弾力性と シール性能の両方を 持たせる こ とで、 更に低面圧下でのシール性能と基板 1 0へ の変形追随性能を確保する こ とができ る 。 なお 、 シール性能 は、 面圧剤の反対側のガスケッ ト本体側面で確保する こ とが でき る 。 したがっ て、 こ こではシール剤は、 面圧剤と 同義に 使う 。
    [0034] ガスケ ッ ト 1 の表面からシール剤 A， B の塗布厚さ hは、 その外周位置によ っ て変化させて も良い。 この理由は、 シ リ ンダヘッ ド と シ リ ンダをボル トで締め付けた と き 、 前記した よ う に両者の間の隙間が外周位置によ つ て異なるためであ る 。 ボル ト に近い周辺は、 締め付け力が強く 隙間が小さ く な り 、 遠く なる と大き く なる 。 シ リ ンダヘッ ドのボル トの締付 圧力は、 設計上予め設定されて いる ので、 前記隙閭量は測定 でき る 。
    [0035] この隙藺量の大き さ に応じて シール剤 A， Bの塗布厚さ h を調節し、 締付ボル トからの距離に応じて変え る 。 ただ し 、 シール剤 A， B は用途によ り厳密さ を要求されないものは同 一塗布厚さでも 良い。 第 3 図 （ a ) , ( b ) , ( c ) は、 シ リ ンダへッ ド と シ リ ンダを シ リ ンダへッ ド締付ボルトで締め 付ける と きのガスケ ッ ト 1 の変形過程を示す断面図であ る 。 第 3 図 （ a ) は、 締付開始点を示し 、 第 3図 （ b ) は締付途 中を示し、 第 3 図 （ c 〉 は締付終了 した状況を示 している 。 シール剤 A , B の接触点 1 2 ， 1 3 か ら の反力 P i ， P 2 は、 基板 1 0 を押 し基板 1 0 の弾性力に抗 して平板から部分 的に曲面板に変形させる 。
    [0036] 基板 1 0 は、 バネ剛性を もつ金属板で作られているので、 この変形に抗する よ う に基板 1 0 の内部から反力が生じ る 。 この反力は、 シ リ ンダヘ ッ ド と シ リ ンダの間で作用 ， 反作用 を生 じ互いに押 しあ って両者を密封する 。 シール剤 A , B の 厚さ は、 こ の締付力の反力に応 じて決められて いる ので面圧 は均一に締め付ける こ と ができ る 。
    [0037] 第 4 図に示す実施例は、 基板 1 0 を燃焼室 2 からの炎から 防ぐために、 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 を燃焼室 2側に設けた第 1 一 2実施例である 。 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 は、 基板 1 0 の 片面部分にのみ設けてある 。 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 は、 耐高 温性能に優れた材料をメ ツ キ ， 溶射， 金属板の溶接、 焼結な どの公知の手段で作った ものであ る 。 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 と シ ー ル剤 B の高さ は 、 高 さ 厶 h だけ シ ール剤 B が高い。 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 は、 両面から締め付けた と き変形 しな いので、 高さ A h部分のみが締め代と して作用する 。 第 5 図 の例は、 フ ア イ ヤーガー ド 1 1 をガスケ ッ ト基板 1 0 の表裏 に設けた第 1 — 3実施例であ る 。 第 6 図の例は、 2枚板で基 板 1 0 を構成 し 、 厚さ方向の中間にフ ア イ ヤーガー ド 1 1 を 挿入 して設けた第 1 一 4実施例である 。
    [0038] 前記した実施例第 1 一 1 〜 1 一 4 は、 基板 1 0 の表と裏に シール剤 A ， B を シ リ ンダ穴 2 の外周にシ リ ンダ穴 2 と 同芯 に塗布 し 0»も のである 。 前記 した よ う に、 ボル ト穴 3 内にボ ル ト を揷入 し 、 シ リ ンダと シ リ ンダヘ ッ ド を締め付ける 。 シ リ ンダお よびシ リ ンダへ ッ ドの間の締付力は、 ボル ト の周辺 部が強く 、 ボル ト に遠く なる ほど弱く なる 。 これは、 シ リ ン ダお よびシ リ ンダヘッ ドがたわむためであ る 。 ボル ト の締付 圧力が決ま る と こ のたわみ量は決ま る 。
    [0039] 第 7 図に示す実施例は、 こ のたわみ量の変化に応 じて シ一 ル剤 A , シール剤 B の間のシ リ ンダ穴 2 の半径方向の間隔を 変えた第 1 一 5 実施例である 。 ボル ト穴 3 よ り遠い位置では 近距離間隔 ^ i 、 近い位置では遠距離間隔 2 と なる 。 すな わち 、 距離は ^ Ϊ < £ 2 になる よ う にシール剤 Aの位置を変 化させて あ る 。 本例では、 シール剤 B の位置は、 シ リ ンダ穴 2 と 同芯円であ る 。 ただ し 、 シール剤 A を シ リ ンダ穴 2 と 同 心 ^に設け、 シ リ ンダ穴 2 に近いシール剤 B を 、 シール剤 A と の距離を変化させて も良い。 また、 設計上、 距離が取れ ない場合はシール剤の厚さ で変化させて も良い。
    [0040] 第 8図の実施例は、 金属ガスケッ ト 1 の上下を軟質鐧扳 1 5で挟んで使用する第 1 一 6実施例である 。 金属ガスケ ッ ト 1 と共に軟質鋼板 1 5 をエンジンに組み込むと 、 軟質鋼板 1 5 は、 柔らかいので塑性変形を起こ して 、 シ リ ンダヘ ッ ド ， シ リ ンダのツールマーク （ 切削， 研削の工具の軌跡の粗さ 〉 の空間部に食い込む。 したがっ て 、 シ リ ンダ， シ リ ンダへ ッ ドが熱に よ っ て膨張 ， 収縮 して も シール剤 A , Bがツール マー ク に よ っ て切断ま たは削 り 取 られて変形する こ と'はな い
    [0041] 第 2 — 1 〜 2 — 6実施例
    [0042] 前記実施例のシール剤 A , B は、 金属ガスケ ッ ト 1 の基板 1 0 に直接付着させているが、 材質によ っては充分付着 しな いこ と がある 。 以下に示す実施例は、 この付着性能を向上さ せた例である 。
    [0043] 第 9 図実施例は、 シール剤 A ， B部分の拡大図であ り 、 第 2 — 1 実施例である 。 金属ガスケ ッ ト 1 の基板 1 0 の表面部 分に荒ら し面 2 1 を形成 した も のである 。 この荒ら し面 2 1 は、 基板 1 0 の他の表面よ り 凹凸を荒く した ものである 。 す なわち、 幾何学的理想表面から一部を幾何学的に細かい偏差 を付けた も のであ り 、 通常あ ら さ と いわれている も のであ る 。 あ ら さは、 深さ に比べて比較的小さ い間隔で現れる表面 のでこぽこであって 、 触感、 肉眼によ って見られる （ 本例で は 5〜 1 5 であ る 。 ） 程度であ る 。
    [0044] 荒ら し面 2 1 の加工は、 サン ドブラス ト 、 シ ョ ッ ト ビーン グ、 電気メ ツ キ 、 化学的腐食作用な ど公知の加工方法で行 う 。 荒ら し面 2 1 は、 シール剤 A 、 B を付着させる部分のみ に形成されている 。 このため、 シール部分 A、 B と基板 1 0 の付着力が増大する 。
    [0045] 第 1 0 図に示す実施例は、 基板 1 0 の全面にナシ地面の荒 ら し面 2 1 を 設けた第 2 — 2 実施例であ る 。 こ の基板 1 0 は、 部分的に加工 しないので、 前記実施例よ り荒ら し面 2 1 の加工が容易である 。 第 1 1 図は、 硬質面圧剤 3 0 と 、 軟質 面圧剤 3 1 と を用いた第 2 — 3実施例であ る 。 こ こ でい う 硬 質面圧剤 3 0 は、 メ ツ キ 、 容射、 焼結などで作られた も ので あ る 。 硬質面圧剤 3 0 は、 断面が矩形であ る 。 軟質面圧剤 3 1 は、 樹脂類、 シ リ コ ン、 ゴム類などの非金属で作られた も のである 。
    [0046] この実施例では、 硬質面圧剤 3 0 を使用 して いる ので、 シ リ ンダへ ッ ド と シ リ ンダを締め付けて も硬質面圧剤 3 0 の変 形量が少ないため、 ス ト ッパーの役割を果たす。 こ のため、 軟質面圧剤 3 1 の使用量が少なく て済む。 また 、 基板 1 0 の 厚さが大き く 、 弾性変形 しに く い場合でも硬質面圧剤 3 0 が あるため変形が可能であ る 。 更に、 軟質面圧剤 3 1 と 併用 し たので、 両者の長所を引 き 出すこ と ができ る 。 第 1 2 図の実 施例は、 前記変形例と 同様に硬質面圧剤 3 0 と 、 軟質面圧剤 3 1 と を併用 した第 2 — 4 実施例である 。
    [0047] 第 2 — 4実施例は、 基板 1 0 を挾み表裏に軟質面圧剤 3 1 を配置 した ものであ る 。 前記実施例に比 して 、 シール面積が 狭いと き に有効であ る 。 第 1 3 図に示す実施例は、 同様に硬 質面圧剤 3 0 の表面に軟質面圧剤 3 1 を覆っ て併用 した第 2 一 5実施例である 。 断面が矩形の硬質面圧剤 3 0 の外表面を 軟質面圧剤 3 1 で覆っ た も のであ る 。 第 1 4 図に示す実施例 は、 同様に硬質面圧剤 3 0 と軟質面圧剤 3 1 と を併用 した第 2 — 6実施例であ る 。 前記 した実施例よ り 更にシール面積が 狭い場合に使用する例であ る 。
    [0048] 第 2 — 6実施例の基板 1 0 は、 最初から図示 した よ う に突 起する よ う に、 やや折 り 曲げて あ り 段差 t が付いて いる 。 た だし、 この段差 t は、 従来技術のよ う に大き く 変形させた も のではなく 、 この段差 t を積極的に利用 して面圧を発生させ るためではない。 この段差 t よ り大き い厚さの硬質面圧剤 3 0 を厚さ Tの高さ に形成する 。 この硬質面圧剤 3 0 の側面に は、 軟質面圧剤 3 1 が付着させてあ る 。 これは、 締め付け途 中に基板 1 0 が変形のため傾斜して 、 基板 1 0 のエッ ジでシ リ ンダあるいはシ リ ンダへッ ドのシール面を傷付けるこ と を 防止する ためであ る 。 も ち ろ ん 、 基板 1 0 は、 平坦でも 良 い
    [0049] 第 3 — 1 実施例
    [0050] 第 1 5図 （ a ) 、 （ b ) に示す金属ガスケ ッ ト 1 は、 この 発明を 自動車用ガソ リ ンエンジンのガスケ ッ ト に適用 した第 3 の実施例であ る 。 こ の実施例では 、 二つのシ リ ンダボア 2 、 水穴 3 、 ボルト穴 4 、 油穴 5 などを有 している 。 シ リ ン ダボア 2 ほ、 エンジンの燃焼室に対応する穴である 。 ボル ト 穴 4は、 シ リ ンダと シ リ ンダヘッ ド を固定するためのボル ト を通すためのも のである 。 水穴 3 は、 エンジンの冷却水を通 拳すためのも のであ る 。
    [0051] 油穴 5 は 、 潤滑用の潤滑油 を通す も のであ る 。 第 1 5 図 ( b ) は、 第 1 5 図 （ a 〉 の b — b 断面図である 。 基板 1 0 の表裏には、 シール剤を基板 1 0 に充分に接着させる 目的で プライ マー 4 1 がコー ト されている 。
    [0052] プライ マー 4 1 の上層には、 ガスシール性能が高いシール 剤 4 2が一様にコーテ ィ ングまたは貼 り 合わせで接着され、 すなわち貼合されている 。 プライ マー 4 1 は、 基板 1 0 の材 質と シール剤 4 2 の材質の両方に接着性を有する ものが望ま しい。 プライ マー 4 1 は、 合成樹脂系のものが数多 く 知 られ ているが、 シール剤 4 2 と基扳 1 0 の材質と を選択 した ら 、 その材質の鬨係で選択 し決定する 。 しか し 、 単に基板 1 0 に シール剤 4 2 を付着性を向上させる も のであ る から 、 プラ イ — 一
    [0053] マー 4 1 は 、 実施す る 上で必ず し も 必要 と する も のではな い。
    [0054] シール剤 4 2 は、 シール性を有 し 、 耐油性、 耐熱性などに 優れた①ニ ト リ ルゴム （ N B R ) 、 ②シ リ コ ン ゴム 、 ③フ ッ 素ゴム 、 ④テフ ロ ン樹脂、 ⑤フ ッ素樹脂などの樹脂類を一種 ま たは混合 した材料である 。 こ の実施例のシール剤 4 2 は、 前記実施例でい う シール剤と は機能が異なる ものであ り 、 面 圧を発生させる ものではなく 主にシール性能を向上させる も のである 。 シ リ ンダボア 2 および油穴 5 、 水穴 3 など穴の外 周円上には、 面圧剤 4 3 a ， 4 3 b ， 4 3 c ， 4 3 d がシー ル剤 4 1 の上に付着させて ある 。
    [0055] 面圧剤 4 3 aは、 シ リ ンダボア 2 の外周に沿っ て 同心円状 に付着されて いる 。 基板 1 0 の裏面には、 面圧剤 4 3 b が設 けてあ る 。 面圧剤 4 3 b は、 シ リ ンダボア 2 の中心からみる と面圧剤 4 3 a よ り外周に位置 して いる 。 すなわち 、 面圧剤 4 3 aの中心位置と面圧剤 4 3 b と の中心位置は、 シ リ ンダ ボア 2 から半径方向の距離 2 だけ位置が偏心 して いる 。 基 板 1 0 の外周には、 面圧剤 4 3 c , 面圧剤 4 3 d が前記同様 に基板 1 0 の表裏に付着させて あ る 。 この両者の間隔は、 距 離 であ り 、 距離 > £ 2 の関係にあ る 。
    [0056] これは、 次の理由によ る 。 シ リ ンダボア 2 は、 内燃機関の 作動上当然ながら他の穴よ り 気密性がよ り 要求される 。 こ の ため、 面圧剤 4 3 a と 面圧剤 4 3 b の距離 ^ 2 は、 接近 して 配置 して あ る 。 金属ガスケ ッ ト 1 を シ リ ンダ 4 6 と シ リ ンダ ヘ ッ ド 4 5 の間に組み込み締付ボル ト で締付 した場合、 ま ず 軟ぃ各面圧剤の表面よ り 変形する （ 第 1 6 図参照 〉 。
    [0057] 面圧剤 4 3 aの上部には、 シ リ ンダヘ ッ ド 4 5 の接合面 4 8 からの圧力がかかる と 、 基板 1 0 には下向き の力が働 く 、 同時にシ リ ンダ 4 6 の接合面 4 7 側から面圧剤 4 3 b 側に圧 力が付加され、 基板 1 0 に曲げ応力が発生する 。 面圧剤 4 3 a 、 4 3 b は、 ゴム弾性に優れた ものであるから 、 基板 1 0 に負荷される荷重が集中しない。 基板 1 0 の曲げ角度は、 距 離 ^ 2 の場合が大き く 、 距離 ^ i の場合が小さ い。 すなわ ち、 第 1 6 図の例では、 角度 2 が大き く 、 角度 ^ i が小さ く なる 。
    [0058] 角度が大きいと いう こ とは、 基板 1 0 に発生する 曲げ応力 が大き いと い う こ とでも ある 。 曲げ応力の反力は、 シ リ ンダ ヘッ ド 4 5 と シリ ンダ 4 6 の間で作用、 反作用を生じ両者を 密着させるので、 ガスシール効果も大き く なる 。 更に、 この 実施例では、 基板 1 0 の表裏にはシール剤 4 2 が塗布または 貼合されているので、 こ のシール剤 4 2 がシ リ ンダへッ ド 4 5 の接合面 4 8 と 、 シリ ンダ 4 6 の接合面 4 7 と に密着する ので、 シール性能は更に向上する 。
    [0059] 第 1 7図に示すものは、 第 3 — 2実施例であ り 、 ボル ト穴 の周辺にス リ ッ ト または、 打抜穴を設けた金属ガスケ ッ ト 5 0 の例である 。 シ リ ンダボア 5 1 の外周には、 面圧剤 5 2 a が付着させてある 。 金属ガスケ ッ ト 5 0 には、 面圧剤 5 2 a の外周でかつ裏面には、 面圧剤 5 2 b が付着させてあ る 。 面 《 圧剤 5 2 b の更に外周で同一円周上には、 二つのス リ ッ ト 5 4 と 、 二つの打抜穴 5 3 が対向 して形成して ある 。 更に、 ス リ ッ ト 5 4 と打抜穴 5 3 のそれぞれの外周には、 ボルト穴 5 5 が明けてある 。 この実施例では、 ボルト の締め付け圧力に よ る歪みが、 ス リ ッ ト 5 4 、 打抜穴 5 3 に吸収されて シ リ ン ダボア 5 1 の周辺に届き にく い。
    [0060] 第 1 8図に示す実施例は、 金属ガスケ ッ ト 6 0 にグロメ ッ ト 6 2 をカバー した第 3 — 3実施例であ る 。 グロメ ッ ト 6 2 は、 スピーゲル （ S P 〉 、 ステンレス鋼 （ S U S ) 、 銅 （ C u ) などの材質からなる も のであ る 。 基板 1 0 のシ リ ンダボ ' ァ 6 1 に面した部分は、 高温の燃焼ガスにさ ら される 。 グロ メ ッ ト 6 2 は 、 燃焼ガス に よ る 損傷か ら基板 1 0 、 プラ イ 一 — マー 4 1 お よびシール剤 4 2 を防ぐも のであ る 。 グロメ ッ ト 6 2 は、 シール剤 4 2 には接着されて いない。 グロメ ッ ト 6 2 は、 板状であ り シール剤 4 2 の一面に載せて あ る だけであ り 、 シ リ ンダボア 6 1 に面 した一端はコの字状に曲げてあ り 折曲部 6 4 を有 して いる 。
    [0061] グロメ ッ ト 6 2 の上面には 、 面圧剤 6 3 aが付着されて い る 。 面圧剤 6 3 aの裏面のシール剤 4 2上面には、 面圧剤 6 3 b が付着されて いる 。 グロメ ッ ト 6 2 は、 シ リ ンダと シ リ ンダへ ッ ドの締め込みによ っ て変形 し固定される 。
    [0062] 第 1 9 図は、 前記実施例と 同様にシ リ ンダボア 7 1 に面 し た位置にグロメ ッ ト 7 2 を装着 した第 3 — 4 実施例であ る 。 グロメ ッ ト 7 2 は、 シ リ ンダボア 7 1 に面 した部分にのみ設 けた も のであ り 、 断面がコ字状の形を した円環状のも のであ る 。 面圧剤 7 3 a , 7 3 b は、 何れも シール剤 4 2 , 4 2 の 上面に前記と 同様に間隔をおいて配置 して あ る 。 面圧剤 7 3 a 、 7 3 b の高さ t 2 は、 グロメ ッ ト 7 2 の板厚 よ り大 き く 、 t 2 > t i と なって いる 。 こ の高さ の差が基板 1 0 を 曲げ変形させる高さ と なる 。
    [0063] 金属ガスケ ッ ト 7 0 がシ リ ンダと シ リ ンダへ ッ ド間で締付 けられた と き 、 グロメ ッ ト 7 2 が装着されて いる部分の板厚 がス ト ッパー と な り 、 これ以上締付けでき ない。 一方、 締結 ボル ト の近く の部分は、 強力な面圧で基板 1 0 、 プライ マー 4 1 、 シール剤 4 2 の板厚ま で締め付けられる 。 ス ト ッ パー と ボル ト の間にあ る面圧剤 7 3 a ， 7 3 b は、 締め付け面の 隙間で変形 し 、 変形 した面圧剤 7 3 a ， 7 3 b によ っ て基板 1 0 が曲げられる 。 ま たグロメ ッ ト 7 2 を基板 1 0 に取 り 付 け る こ と に よ っ て 、 金属ガス ケ ッ ト 7 0 の耐久性 も 向上す る 。
    [0064] 第 2 0 図に示す実施例は 、 前記同様に金属ガスケ ッ ト 8 0 に フ ア イ ャ リ ン グ 8 2 を 組込んだ第 3 — 5 実施例であ る 。 _ _ フ ァ イ ヤ リ ング 8 2 は、 前記グロ メ ッ ト と 同様の金属であ り 、 その檨能も ほぼ同一である 。 金属ガスケ ッ ト 8 0 のシ リ ンダボア 8 1 に面した側には、 フ ァイ ヤリ ング 8 2 が取 り付 けて あ る 。 面圧剤 8 3 a , 3 b が前記同様に配置してあ る 。 フ ァ イ ヤリ ング 8 2 もス ト ッノ、。と して役割を果た し、 こ の扳厚 t 。 は、 基板 1 0 、 ァライ マー 4 1 , 4 1 、 シール剤 4 2 ， 4 2 、 面圧剤 8 3 a 、 8 3 b を合計 した高さ t 3 よ り 小さ い。 また片面における高さの差は、 t 4 > t ！ と なる 。
    [0065] 第 2 1 図に示す実施例は、 第 3 — 6実施例を示す金属ガス ケ ッ ト 9 0 の断面図である 。 面圧剤 9 1 a , 9 1 b の断面形 状を円弧でなく 三角形状にした例であ る 。 断面が円弧状の面 圧剤に比 して 、 基板 1 0 にかかる 曲げ応力は力が集中する 。 こ のため面圧か断面が円弧の も のに較べて幾分強く 作用す る 。
    [0066] 第 2 2図に示す実施例は、 第 3 — 7実施例を示す金属ガス ケ ッ ト 1 0 0 である 。 ボア 1 0 2から外周に順次、 面圧剤 1 O l a , 1 0 1 b , 1 0 1 c , 1 0 1 d , l O l e が複数配 置してある 。 この実施例は、 大き い径のフ ラ ンジで高圧のガ スをシールする と きなどに用いる 。 ボア 1 0 2 の中心から面 圧剤 1 0 1 a と面圧剤 1 0 1 b と の半径方向の距離を 、 面圧剤 1 0 1 b と面圧剤 1 0 1 d と の半径方向の距離を ^ 2 、 以下同様に距離 ^3 , 距離 ^ 4 とする 。 これらの距離は、 £ 1 < £ 2 < £ の鬨係にする と 良い。 フ ラ ンジの外周 に行く にしたがって、 面圧剤間の距離が長く なる 。 面圧の分 布の原理は、 前記 した通 り であ る 。 この実施例は、 ボル ト が 面圧剤 1 0 1 e の最外周に位置して いる と き に最適であ る 。
    [0067] 第 2 3 図に示す実施例は、 金属ガスケ ッ ト 1 1 0 の第 3 — 8実施例であ る 。 面圧剤 1 1 l a , 1 1 l b の上に第 1 — 6 実施例と 同様な副板 1 5 を一面か両面に配置する 。 この使用 は、 熱変形が大き く 、 寸法の長い、 フ ラ ンジなどのシールに — 1 一 使用する 。 例えば、 フ ラ ンジの熱膨張によ り 、 フ ラ ンジが移 動する 。 こ のと き 、 フ ラ ンジ面の加工面粗さ で面圧剤が削 り 取られる恐れがある場合に、 動き の大き いフ ラ ン ジ側の一方 か、 または両面に副板 1 5 を用いて 、 面圧剤 1 1 1 a ， 1 1 1 b が削 り取られる のを防ぐよ う に したガスケ ッ ト であ る 。
    [0068] 産業 hの利用可能性
    [0069] この発明は、 エンジンのシ リ ンダガスケ ッ トだけでなく 、 フ ラ ンジ接手、 エアコ ンプレ ッサなどのシ リ ンダへ ッ ドなど に も応用でき る も のであ る 。 ま た 、 ガスシールに限らず液体 のシールに も用いる こ と ができ る 。
    权利要求:
    Claims捕正された請求の範囲 [1989年 10月 9日（09.10.89)国際事務局受理；出願当初の請求の範囲 1は取り下げられた；請求の範囲 2-12は捕正された。 （2頁)】
    1 . (削除 〉
    2 . ( 補正後 ） 金属板であって所要の穴 （ 2 ) が穿けられ 2つの平行する表面を有しかつ前記表面が平面状である基板
    ( 1 0 〉 と 、 前記穴 （ 2 ) をシールするために前記穴 （ 2 〉 の外周で前記基板 （ 1 0 ) の表と裏の前記表面に幅方向の中 心位置を互いに距離をおいてかつ前記表面から高さ （ h ) を 有する面圧剤 （ A 〉 （ B ) と 、 前記基板 （ 1 0 ) の一部の前 記表面または全部の前記表面に前記面圧剤 （ A ) ( B ) の接 着効果を上げる ために荒ら し面 （ 2 1 〉 と 、 を有する こ と を 特徴とする 金属ガスケ ッ ト 。
    3 - (補正後 〉 金属板であ って所要の穴 （ 2 ) が穿けられ 2つの平行する表面を有しかつ前記表面が平面状である基板 ( 1 0 ) と 、 前記穴 （ 2 ) を シールするために前記穴 （ 2 ) の外周で前記基板 （ 1 0 ) の表と裏の前記表面に幅方向の中 心位置を互いに距離をおいてかつ前記表面から高さ （ h 〉 を 有する面圧剤 （ A ) ( B ) と 、 シール性能を向上させる ため に前記基板 （ 1 0 ) の表と裏の全部の前記表面にコー ト した シール剤 （ 4 2 ) と 、 を有す る こ と を 特徴とする金属ガス ケ ッ 卜 。
    4 · (補正後） 請求項 2 ま たは 3 からにおいて 、 前記面圧 剤 （ A ) ( B 〉 は、 前記基板 （ 1 0 〉 の表と裏面からの締付 圧力の反力が均一になる よ う に前記表面上からの高さ （ h 〉 を前記表面位置によ り 異ならせたこ と を特徴と する金属ガス ケ ッ 卜 。
    5 . ( 補正後 〉 請求項 2 ま たは 3 にお いて 、 前記面圧剤 ( A ) ( B ) は 、 前記基板 （ 1 0 ) への締付圧力の反力が均
    —になる よ う に、 締付圧力発生手段 （ 3 ) の位置からの距離 によ り 前記基板 （ 1 0 〉 の表と 裏の前記面圧剂 （ A 〉 ( B ) 間の中心距離間隔 （ t ) ( £ ■> ) を変化させた こ を特徴 89/11607 -19 - とする金属ガスケ ッ 卜 。
    6 . ( 補正後 ） 請求項 2 ま たは 3 にお いて 、 前記面圧剂 ( A ) ( B ) が主に燃焼室からの熱によ る損傷を防ぐための 比較的硬い面圧剤 （ 3 0 ) と 、 主に前記基板 （ 1 0 〉 を変形 させるための比較的軟らかい面圧剤 （ 3 1 ) と の併用構造で ある こ と を特徴とする金属ガスケ ッ ト 。
    7 . ( 補正後 ） 請求項 2 において 、 前記基板 （ 1 0 ) 側に 硬質の前記面圧剤 （ 3 0 ) を付着 さ せて 、 前記硬質面圧剤
    ( 3 0 ) の上部に軟質面圧剤 （ 3 1 ) を施 し積層 した 2層構 造と した こ と を特徴と する金属ガスケ ッ ト 。
    8 . ( 補正後 ） 請求項 2 において 、 前記基板 （ 1 0 ) に部 分的な折曲げ部分 を 設け、 こ の折曲げ部分に折曲げ段差 （ t ) 以上の高さ （ T 〉 の硬質面圧剤 （ 3 0 〉 を設け、 前記硬 質面圧剤 （ 3 0 ) の側面に軟質面圧剤 （ 3 1 ) を設けた と を特徴とする金属ガスケ ッ ト 。
    9 . (補正後 ） 請求項 3 において 、 前記面圧剤 （ 1 0 1 a 〜 ： L O l e ) の配置間隔 （ ^ i 〜 jf 4 ) を前記穴 （ 1 0 2 ) の中心から外に向かっ て い く に したがっ て広く したこ と を特 徴と する金属ガスケ ッ ト 。
    1 0 . ( 補正後 ） 請求項 3 において 、 ボル ト穴 （ 5 5 ) の 近傍でかつ前記穴 （ 5 1 ) の外周に沿っ て前記基板 （ 1 0 ) を分離する ために打抜き （ 5 3 ) ま たは切断部 （ 5 4 〉 を設 けたこ と を特徴とする金属ガスケ ッ ト 。
    1 1 . ( 補正後 ） 請求項 3 にお いて 、 前記穴 （ 6 1 ) ( 7 1 ) ( 8 1 ) に沿っ て主に前記シール剤 （ 4 2 ) の損傷防止 のために金属グロメ ッ ト （ 6 2 ) ( 7 2 ) ( 8 2 ) を設けた こ と を特徴と する 金属ガスケ ッ 卜 。
    1 2 . ( 補正後 ） 請求項 2 ま た は 3 にお いて 、 前記基板 ( 1 0 ) よ り 硬度の低い副板 （ 1 5 ) を少な く と も 片側に設 けた こ と を特徴と する 金属ガス ケ ッ ト 。
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    公开号 | 公开日
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    EP0369033A4|1992-08-05|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP63/128476||1988-05-27||
    JP63128476A|JP2568886B2|1988-05-27|1988-05-27|金属ガスケット|
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    EP89906428A| EP0369033B1|1988-05-27|1989-05-26|Metal gasket|
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