金属ガスケット
【課題】燃焼室穴周りのビードの疲労を抑えて金属ガスケットの寿命向上を図る。
【解決手段】１又は２枚以上の基板１とシム板３とを積層して構成される金属ガスケットである。基板１には、燃焼室穴１２が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビード２を設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴や複数のボルト穴が開口している。シム板３は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接する。上記シム板３における上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａと対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出する補助ビード４を、上記燃焼室穴側ビード２の延在方向に沿って複数個設けた。
【解決手段】１又は２枚以上の基板１とシム板３とを積層して構成される金属ガスケットである。基板１には、燃焼室穴１２が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビード２を設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴や複数のボルト穴が開口している。シム板３は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接する。上記シム板３における上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａと対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出する補助ビード４を、上記燃焼室穴側ビード２の延在方向に沿って複数個設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを構成するシリンダーブロックとシリンダーヘッドの対向する接合面間に介装されて使用される金属ガスケットであって、上記シリンダーブロックとシリンダーヘッドが金属ガスケットを介装した状態でボルト締結されるエンジンで使用される当該金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属ガスケットとしては、例えば特許文献１や特許文献２に記載される金属ガスケットがある。
特許文献１、２に記載の金属ガスケットは、２枚の基板の間にシム板を介挿して構成される。上記シム板は、水穴位置よりも燃焼室穴側の領域にだけ部分的に介挿する。すなわち、上記シム板は、基板間において、燃焼室穴端部から水穴外側端部以内までの範囲にだけ併設される。
【０００３】
これによって、シム板を配置した範囲では、シム板の厚さ分だけガスケット厚が増大する。この結果、上記金属ガスケットをエンジンに装填してボルトで締結した際に、シム板を配置した範囲である、燃焼室穴周りの領域の面圧増大を図ることが可能となる。
なお、特許文献１では、シム板に対し、基板に形成した燃焼室穴周りのビードよりも燃焼室側位置に肉厚部（ストッパ部）を形成している。この肉厚部は、燃焼室穴側の面圧をより高める役割と、上記基板に形成したビードが過度に押し潰されることを防止するビードストッパとしての役割とを有する。
【特許文献１】特許第３９６５５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの進化で小型軽量化、高性能化、希薄燃料燃焼等、ハイメカになり、エンジンは剛性低下の傾向にある。またこのようなエンジンに介装するガスケットは、上記エンジンの進化に伴い、ボア周り（燃焼室穴周り）のシール面圧の増大を図る必要がある。
そして、上記従来の金属ガスケットでは、高温高圧な燃焼ガスをシールするために、高面圧が必要な燃焼室穴周縁の基板間にシム板を配設することでガスケット厚を部分的に増大して、基板の燃焼室穴周囲に成型したビードの面圧増大を図っている。
【０００５】
しかしながら、エンジンを締結するボルト部位では基板２枚分だけのガスケット厚となって、水穴から燃焼室穴側よりもシム板１枚分だけ薄くなっている。このため、締付けボルトで締結した時に、エンジンは、シム板の板厚分だけ、水穴の燃焼室穴側端部を支点に変形する。そして、エンジン剛性と、燃焼室穴周縁に配置成型されたビードのばね応力とのバランスで、対向するエンジン側の接合面に対し、ガスケット各部は僅かな隙間が発生するおそれがある。
【０００６】
すなわち、軸間の広いボア間（燃焼室穴と燃焼室穴との間の狭い部分）やボルト穴間では、発生隙間が相対的に大きくなる。さらに、エンジンの稼働で繰り返される爆発の振動振幅によって、初期隙間から更に上記隙間の拡縮が発生し、徐々に燃焼室穴周りにビードのバネ応力が劣化して疲労破壊に繋がるおそれがある。特に、ボア間は、エンジンの小型軽量化で寸法を詰められる傾向にあり、また熱の影響も大きく受けて、エンジン面（接合面）の変形も起こり吹き抜けに繋がる欠点、を有している。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、エンジンの稼働で繰り返される爆発振動による、基板に成型したビードの振幅を制限することで、当該ビードの疲労を抑えて金属ガスケットの寿命向上を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、１又は２枚の基板とシム板とを積層して構成される金属ガスケットであって、
上記基板には、燃焼室穴が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビードを設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴が開口すると共に、上記水穴よりも外周側に複数のボルト穴が開口しており、
上記シム板は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接すると共に、そのシム板の外周端部を、ボルト穴位置よりも燃焼室穴に近い位置に設定し、
さらに、上記シム板における上記燃焼室穴側ビードの凹部と対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出するストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って設け、その各ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に延び且つ円周上において１箇所以上の未加工部分を有するビードで形成し、その各ストッパ用凸部の大きさや隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、上記燃焼室穴側ビードの変形の制限を調整することを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、基板に併設するシム板の燃焼室穴側端部を折り返し、折り返し範囲を燃焼室穴側ビードよりも内側の平坦部内とすることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記シム板を２枚の基板の間に介挿し、その２枚の基板は、各基板に形成した燃焼室穴側ビードの凹部側を共にシム板側に向けた配置とし、
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることを特徴とするものである。
【０００９】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、上記シム板における、上記ストッパ用凸部の位置よりも燃焼室穴側位置であって上記基板の燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側の平坦部に対し、当該燃焼室穴外縁に沿って延在する第２のビードを形成することを特徴とするものである。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した構成に対し、上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その各ストッパ用凸部を、シム板を成型してなる補助ビードで形成し、その補助ビードのうち少なくとも一部の補助ビードの凹部に対し、バネ力を発生可能な弾性シール材を充填して剛性調整を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、シム板によって基板の燃焼室穴側ビードの面圧を高く設定する。
このとき、上記シム板を設けることで、ボルト締付け時に、エンジンの対向する一対の接合面の少なくとも一方が、シム板の外周端部側よりも燃焼室側が隙間が形成されるような反り状態に変形する。
【００１１】
上記のような変形が発生しても、ストッパ用凸部によって、高温高圧な燃焼ガスをシールするための燃焼室穴側ビードの面圧を確保可能となる。この結果、シール性能が向上する。
更に、上記ストッパ用凸部によって上記面圧が高くなった上記燃焼室穴側ビードの振幅（変形量）が、当該ストッパ用凸部によって規制される結果、エンジン稼働時の振動による振幅を制限する。これによって、燃焼室穴側ビードの振動振幅を制限して、上記燃焼室穴側ビードの疲労を抑え、金属ガスケットの寿命を向上する。
【００１２】
なお、上記ストッパ用凸部を形成するビードには、円周上で１箇所以上ビード成型していない部分を作り、シム板に成型したビードの応力を調整している。よって、燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側に、ビードストッパとしての厚肉部を形成する必要がない。
以上のような効果は、特に小型軽量化したアルミニウム合金製等のエンジンで燃焼室穴間が狭く、燃焼室穴側ビードより燃焼室側平坦部があまり取れない場合に適用する場合に、有効に作用する。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、シム板の燃焼室穴側端部を折り返して２重とし、折り返し範囲を燃焼室穴側平坦部内とし、シム板折り返し増厚部と基板ビード内のシム板ビードとの２重の方法で基板ビードのストッパとすることで、長期的に安定したシールが確保出来る。
なお、上記延在方向に沿ったエンジン接合面間の隙間に応じて、各ストッパ用凸部の大きさ、及び隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、延在方向に沿った上記燃焼室穴側ビードの面圧を適正に調整することが可能となる。
【００１４】
例えば、上記隙間が大きい部分では、ストッパ用凸部を高くしたり、当該ストッパ用凸部の長さを短くしたり、隣り合うストッパ用凸部間のピッチを狭くしたりして、相対的に剛性を高く設定する。
また、請求項３に係る発明によれば、複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることで、１枚のシム板によって、２枚の基板の両方の燃焼室穴側ビードの変形を制限して、振動振幅による劣化や疲労破壊を防止することが出来る。
【００１５】
また、請求項４に係る発明によれば、シム板におけるストッパ用凸部よりも燃焼室穴側部分に第２のビードを設けることで、次のような効果を奏する。
すなわち、上記ストッパ用凸部による燃焼室穴側ビードの変形量を制限することで、振動振幅よる劣化や疲労破壊を防止する。更に、上記エンジンの変形による燃焼室穴周縁の不整な隙間を、上記第２のビードのバネ力によって補間する。
【００１６】
すなわち、燃焼室穴周囲は、シム板の板厚分だけエンジンを変形させて、面圧の増大を図っている。そして、エンジン剛性と基板に成型した燃焼室穴側ビードのばね応力とのバランスによりガスケットの各部位に異なる隙間が発生している。つまり、シム板によって増厚した部位である燃焼室穴側ビード上では高い面圧が発生しているものの、延在方向に沿った方向では相対的に、ボルト穴から離間しているボルト穴間やボア間では、相対的に隙間が大きく発生している。
【００１７】
この隙間を、燃焼室穴側ビード内に成型するストッパ用凸部より内側に成型した第２のビードで燃焼室穴周縁の不整な隙間を補完してシールすると同時に、燃焼ガスを１次シールする。更に、その外側にある、燃焼室穴側ビードで２次シールする。
なお、上述のように、２次シールする燃焼室穴側ビード内にはシム板に成型したストッパ用凸部で燃焼室穴側ビードの変形を制限し、振動振幅によるビードの劣化や疲労破壊を防止する。
【００１８】
また、請求項５に記載した発明は、弾性シール材を充填することで、その部分のストッパ用凸部の剛性を高めたり、バネ力を高くすることが可能となる。この結果、燃焼室穴側ビードの変形を制限する精度を向上可能となる。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の金属ガスケット１０を一部切り欠いた状態で示す概要平面図である。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図６は、本実施形態のシム板を一部切り欠いた状態で示す平面図である。図７は、本実施形態のシム板の一部を拡大した平面図である。
【００２０】
（構成）
本実施形態の金属ガスケット１０は、１枚の基板１とシム板３とを積層して構成する場合の例である。
上記基板１は、ステンレス鋼材等などバネ力を発生可能な薄板金属板からなる。その基板１には、図１に示すように、複数の燃焼室穴１２、水穴１５、ボルト穴１７、及びオイル穴１６が開口していると共に、燃焼室穴側ビード２、外周側ビード１３、及び第３のビード１４が形成されている。符号１８は、かしめ穴である。
上記複数の燃焼室穴１２は、基板１の長手方向に並んで配置してある。その各燃焼室穴１２の外周縁に沿って、上記燃焼室穴側ビード２が延在している。すなわち、燃焼室穴側ビード２が各燃焼室穴１２を無端環状に囲繞している。なお、ボア間が狭いことから、図３のように、ボア間では、隣り合う、燃焼室穴側ビード２が合流して１条となっている。
【００２１】
その燃焼室穴側ビード２の形成位置の外側に複数の水穴１５が開口している。その複数の水側の外周側に外周側ビードが形成され、その外周側ビードよりも外周側にボルト穴１７が開口している。ここで、上記水穴１５はエンジンに形成した冷却水領域（ウォータージャケットＷＪ）と対向する位置に形成される。
本実施形態では、図２及び図３に示すように、上記燃焼室穴側ビード２は、フルビードで構成され、上記外周側ビードは、ステップ状のハーフビードで構成される。
【００２２】
また、上記シム板３は、図４に示すように、各燃焼室穴１２を囲繞する平面視リング形状の平板から構成されている。本実施形態では、ボア間が狭いことから、隣り合うシム板３と一体に形成されている。そのシム板３の外周端部は、上記各燃焼室穴１２よりも外周側であって、上記水穴１５の位置若しくはその内周側に位置している。例えば、シム板３の外周端部は、燃焼室穴１２の中心から一番遠い水穴の外縁以内に配置する。好ましくは、シム板３の外周端部は、上記冷却水領域（ウォータージャケットＷＪ）内に位置させる。
このシム板３は、上記基板１より薄い平板から成り、上記基板１に対して、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａから当接する。そのシム板３における、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａと対向する位置には、当該燃焼室穴側ビード２の延在方向に沿って複数の補助ビード４が形成されている。
【００２３】
その補助ビード４は、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａ内に収納可能な大きさとなっている。各補助ビード４は、燃焼室穴側ビード２のビード幅よりも狭く且つ当該燃焼室穴側ビード２よりも低いフルビードから構成される。そのような補助ビード４が、図５に示すように、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａの長手方向に沿って、所定ピッチ間隔で配置してある。上記複数の補助ビード４の列は、上記燃焼室穴側ビード２と同心状に配置してある。なお、シム板３における、上記補助ビード４よりも燃焼室穴１２側は平坦となっている。なお、符号５は、シム板３を基板１に取り付ける部１８を形成する張出部である。
【００２４】
（作用効果）
エンジンを構成するシリンダーブロックの接合面ＳＢ１とシリンダーヘッドの接合面ＳＢ２との間に、上記構成の金属ガスケット１０を介挿して、上記ボルト穴１７を貫通する締付けボルトで締結する。
このとき、燃焼室側のガスケット厚が上記シム板３分だけ厚くなっていることから、燃焼室穴１２側の面圧が高くなり、上記燃焼室穴側ビード２が板厚方向に弾性変形することによるバネ力によって、燃焼室穴１２周りを高圧でシールする。つまり、燃焼室穴側ビード２によって、高温高圧な燃焼ガスをシールする。
【００２５】
ここで、エンジンを締結するボルト部位は基板１を２枚だけで、水穴１５から燃焼室穴１２側の領域よりもシム板１枚分だけ薄くなっている。このため、締付けボルトで締結した時に、エンジンは、シム板３の板厚分だけ、水穴１５の燃焼室穴１２側端部側を支点に変形する。すなわち、金属ガスケット１０を介挿するエンジン側の対向する接合面ＳＢ１，ＳＢ２の少なくとも一方に、シム板３の外周端部側よりも燃焼室側が隙間が形成されるような反り状態の変形が発生する。そして、エンジン剛性と、燃焼室穴１２周縁に配置成型されたビードのばね応力とのバランスでガスケット各部は僅かな隙間が発生する。その隙間は、軸間の広いボア間（隣り合う燃焼室穴１２、１２間の狭い部分）やボルト穴１７間で発生する隙間が相対的に大きくなる。
【００２６】
上記のような変形が発生しても、ストッパ用凸部である補助ビード４によって、高温高圧な燃焼ガスをシールするための燃焼室穴側ビード２の面圧を確保可能となる。この結果、シール性能が向上する。
更に、上記ストッパ用凸部によって上記面圧が高くなった上記燃焼室穴側ビード２の振幅（変形量）が、当該ストッパ用凸部によって規制される結果、エンジン稼働時の振動による振幅を制限する。これによって、燃焼室穴側ビード２の振動振幅を制限して、上記燃焼室穴側ビード２の疲労を抑え、金属ガスケット１０の寿命を向上する。
このような事は、特に小型軽量化したアルミニウム合金製等のエンジンに適用する場合に有効に作用する。
【００２７】
また、ストッパ用凸部を補助ビード４で形成することで、シム板３を屈曲成型するだけで上記効果を奏することが可能となる。
ここで、補助ビード４を延在方向に沿って複数分離して形成することで、各補助ビード４の長さが短くなって、バネ剛性を高くすることが可能となる。そして、上記延在方向に沿ったエンジン接合面ＳＢ１，ＳＢ２間の隙間に応じて、各ストッパ用凸部の大きさ、及び隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整する事で、延在方向に沿った上記燃焼室穴側ビード２の面圧を適正に調整することが可能となる。
例えば、上記隙間が大きい部分では、ストッパ用凸部を高くしたり、当該ストッパ用凸部の長さを短くしたり、隣り合うストッパ用凸部間のピッチを狭くしたりして、相対的に剛性を高く設定する。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の金属ガスケット１０は、図６及び図７に示すように、２枚の基板１の間にシム板３を介挿して構成した場合の例である。
【００２９】
すなわち、上述の構成からなる２枚の基板１について、燃焼室穴側ビード２の凹部２ａ側を対向させた状態で配置すると共に、その２枚の基板１の間に上記構成のシム板３を配置したものである。
ただし、上記シム板３に構成する補助ビード４の突出方向を延在方向に沿って交互に反対方向に向けた点が、シム板３の構成について上記第１実施形態と異なる。
【００３０】
（作用効果）
補助ビード４を延在方向に沿って交互に反対方向に形成することで、１枚のシム板３で、積層した２枚の基板１の燃焼室穴側ビード２の変形を制限及び調整が出来る。
そして、上述と同様に、燃焼室穴側ビード２の疲労を抑えて金属ガスケット１０の寿命が向上する。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図８〜図１１を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
ここで、図８は、基板１が２枚の場合を例示したものである。図９は、基板１が１枚の場合を例示したものである。図１０は、折返し部１９内に基板１の端部を収容した例である。図１１は、燃焼室穴１２間の基板１が２枚構成例を示す図である。
【００３２】
この実施形態では、基板１に併設するシム板３の燃焼室穴１２側端部を折り返してなる折返し部１９で増厚し、燃焼室穴１２側端部の増厚部（ガスケット厚）を一番厚くする。また、折り返しのない水穴１５迄のシム板３部分を２番目の増厚部とし、水穴１５よりも外側は、シム板３が無く、基板１を２枚又は１枚で構成する。なお、基板１の枚数は、エンジン運転時の熱変形の大きさで選定すればよい。
【００３３】
また、燃焼室穴１２周囲に成型した燃焼室穴側ビード２内には、シム板３に成型した補助ビード４が対向配置し、そのシム板３の補助ビード４は、燃焼室穴側ビード２よりも幅、高さとも小さいビードである。上記シム板３に成型する補助ビード４は、基板１が１枚構成の場合は基板１側にのみ突出させ、更にビード４は円周上で少なくとも一箇所以上ビードを加工しない部分を作る。このとき、エンジンの締付け力の弱いボルト間や燃焼室穴間等は、このビードを加工しない箇所を増やして基板１の燃焼室穴側ビード２の変形防止応力を増大している。
【００３４】
また、基板１が２枚で構成される金属ガスケットでは、燃焼室穴周囲の１の燃焼室穴側ビード２内のシム板３を成型するビード４は、上下交互に突出させ面圧の弱い部分にはピッチを細かくしたり、高さを高くしたりするなどの対応をする。
この実施形態では、シム板３の燃焼室穴側端部を折り返して折返し部１９を形成して増厚部としているため、その増厚部に近いビード２は、当該増厚部がストッパとして作用して、ビード２の疲労破壊を防止できる。この技術は、剛性の低いエンジンやボア径の大きいエンジン、更には、筒内圧に高いエンジンに適用出来る。
【００３５】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
金属ガスケット１０の基本構成は、上記第２実施形態と同様であるが、シム板３の構成以外は、上記第１実施形態の金属ガスケット１０に適用しても良い。
【００３６】
そして、図１２に示すように、シム板３に形成するストッパ用凸部の形状を、ポッチ状に突起部で形成した例である。すなわち、シム板３に、燃焼室穴側ビード２と同心円上に、円周方向に沿って独立した突起を上下交互に突出させる。その突起のピッチや高さに変化を付けることで、燃焼室穴側ビード２の変形を制限及び調整するものである。
作用効果は、上記実施形態と同様である。
ここで、上記突起は、シム板３を成型して形成する。
なお、上記突起部を、シム板３表面に突起部を固着して設けても良い。この場合には、延在方向に沿って上下交互に設ける必要はなく、シム板３の両面に個別に設ければよい。
【００３７】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
第４実施形態の基本構成は、上記第２及び第３実施形態と同様である。
ただし、図１３及び図１４に示すように、シム板３に対して、ストッパ用凸部及び燃焼室側ビードよりも燃焼室穴１２側に第２のビード６を形成した点が異なる。
【００３８】
この第２のビード６は、燃焼室穴１２の外縁に沿って延在している。第２のビード６は、燃焼室穴１２全周を囲繞するように無端環状に配置しても良い。若しくは、第２のビード６は、相対的に上記隙間が大きくなる部分（ボア間やボルト穴１７間）だけに設けても良い。
この第２のビード６は、基板１平坦部と当接するので、上記補助ビード４よりも低くて構わない。
第２のビード６のバネ力によって、エンジンの変形による燃焼室穴１２周縁の不整な隙間を補間してシールする。
【００３９】
すなわち、燃焼室周囲は、シム板３の板厚分だけエンジンを変形させて、面圧の増大を図っている。そして、エンジン剛性と基板１に成型した燃焼室穴側ビード２のばね応力とのバランスにより各部位は異なる隙間が発生している。つまり、増厚部位の燃焼室穴側ビード２上では高い面圧が発生しているものの、延在方向に沿った方向では相対的に、ボルト穴１７から離間している燃焼室穴１２側端部やボルト穴１７間では、隙間が大きく発生している。
【００４０】
この隙間を、燃焼室穴側ビード２内に成型するストッパ用凸部より内側に成型した第２のビード６で燃焼室穴１２周縁の不整な隙間を補完すると同時に、燃焼ガスを１次シールする。更に、その外側にある、燃焼室穴側ビード２で２次シールする。これによって、更に安定したシール機構を構築できる。
なお、上述のように、２次シールする燃焼室穴側ビード２内にはシム板３に成型したストッパ用凸部で燃焼室穴側ビード２の変形を制限し、振動振幅によるビードの劣化や疲労破壊を防止する。
【００４１】
また、上記シム板３における、燃焼室穴側ビード２よりも外周側の基板１平坦部と対向する部分に第２の内側ビード７を形成する。
この第２の内側ビード７によって、燃焼ガスに対し、第３次シールが可能となる。また、水に対しては、一次シールとなる。
ここで、上記第２のビード６及び第２の内側ビード７の変形例を、図１１〜１３に示す。
【００４２】
図１５は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をステップ状のハーフビードで形成した例である。図１６は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をフルビードで形成し、且つ複数条（図１２では２条）設ける場合の例である。図１７は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をステップ状のハーフビードで形成し、且つ複数条（図１２では２条）設ける場合の例である。隙間が大きい所ほど条数を増やすと良い。
【００４３】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様である。
ただし、ストッパ用凸部を構成する補助ビード４の少なくとも一部の補助ビード４の凹部２ａに対して、図１８に示すように、弾性シール材からなる充填剤２０を充填した例である。
【００４４】
充填材を充填することで、補助ビード４のバネ剛性がその分高くすることが出来る。すなわち、適宜充填材を充填することで、補助ビード４のバネ剛性を調整することが可能となる。この結果、燃焼室穴側ビード２の変形を制限する精度を向上可能となる。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る金属ガスケットを示す一部破断した平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係るシム板の一部破断した平面図である。
【図５】図４を一部拡大した平面詳細図である。
【図６】本発明に基づく第２実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明に基づく第２実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明に基づく第３実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明に基づく第３実施形態に係る別の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】本発明に基づく第３実施形態に係る別の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】本発明に基づく第３実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明に基づく第４実施形態に係るシム板を説明する一部破断した平面図である。
【図１３】本発明に基づく第５実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】本発明に基づく第５実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１６】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１７】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１８】本発明に基づく第６実施形態に係るシム板の構成を説明する図１のＡ−Ａ断面でのシム板を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 基板
２ 燃焼室穴側ビード
２ａ 凹部
３ シム板
４ 補助ビード
６ 第２のビード
７ 第２の内側ビード
１０ 金属ガスケット
１２ 燃焼室穴
１３ 外周側ビード
１５ 水穴
１６ オイル穴
１７ ボルト穴
１８ かしめ穴
１９ シム板の折返し部
２０ 充填剤
ＳＢ１、ＳＢ２ 接合面
ＷＪ ウォータージャケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを構成するシリンダーブロックとシリンダーヘッドの対向する接合面間に介装されて使用される金属ガスケットであって、上記シリンダーブロックとシリンダーヘッドが金属ガスケットを介装した状態でボルト締結されるエンジンで使用される当該金属ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属ガスケットとしては、例えば特許文献１や特許文献２に記載される金属ガスケットがある。
特許文献１、２に記載の金属ガスケットは、２枚の基板の間にシム板を介挿して構成される。上記シム板は、水穴位置よりも燃焼室穴側の領域にだけ部分的に介挿する。すなわち、上記シム板は、基板間において、燃焼室穴端部から水穴外側端部以内までの範囲にだけ併設される。
【０００３】
これによって、シム板を配置した範囲では、シム板の厚さ分だけガスケット厚が増大する。この結果、上記金属ガスケットをエンジンに装填してボルトで締結した際に、シム板を配置した範囲である、燃焼室穴周りの領域の面圧増大を図ることが可能となる。
なお、特許文献１では、シム板に対し、基板に形成した燃焼室穴周りのビードよりも燃焼室側位置に肉厚部（ストッパ部）を形成している。この肉厚部は、燃焼室穴側の面圧をより高める役割と、上記基板に形成したビードが過度に押し潰されることを防止するビードストッパとしての役割とを有する。
【特許文献１】特許第３９６５５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの進化で小型軽量化、高性能化、希薄燃料燃焼等、ハイメカになり、エンジンは剛性低下の傾向にある。またこのようなエンジンに介装するガスケットは、上記エンジンの進化に伴い、ボア周り（燃焼室穴周り）のシール面圧の増大を図る必要がある。
そして、上記従来の金属ガスケットでは、高温高圧な燃焼ガスをシールするために、高面圧が必要な燃焼室穴周縁の基板間にシム板を配設することでガスケット厚を部分的に増大して、基板の燃焼室穴周囲に成型したビードの面圧増大を図っている。
【０００５】
しかしながら、エンジンを締結するボルト部位では基板２枚分だけのガスケット厚となって、水穴から燃焼室穴側よりもシム板１枚分だけ薄くなっている。このため、締付けボルトで締結した時に、エンジンは、シム板の板厚分だけ、水穴の燃焼室穴側端部を支点に変形する。そして、エンジン剛性と、燃焼室穴周縁に配置成型されたビードのばね応力とのバランスで、対向するエンジン側の接合面に対し、ガスケット各部は僅かな隙間が発生するおそれがある。
【０００６】
すなわち、軸間の広いボア間（燃焼室穴と燃焼室穴との間の狭い部分）やボルト穴間では、発生隙間が相対的に大きくなる。さらに、エンジンの稼働で繰り返される爆発の振動振幅によって、初期隙間から更に上記隙間の拡縮が発生し、徐々に燃焼室穴周りにビードのバネ応力が劣化して疲労破壊に繋がるおそれがある。特に、ボア間は、エンジンの小型軽量化で寸法を詰められる傾向にあり、また熱の影響も大きく受けて、エンジン面（接合面）の変形も起こり吹き抜けに繋がる欠点、を有している。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、エンジンの稼働で繰り返される爆発振動による、基板に成型したビードの振幅を制限することで、当該ビードの疲労を抑えて金属ガスケットの寿命向上を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、１又は２枚の基板とシム板とを積層して構成される金属ガスケットであって、
上記基板には、燃焼室穴が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビードを設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴が開口すると共に、上記水穴よりも外周側に複数のボルト穴が開口しており、
上記シム板は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接すると共に、そのシム板の外周端部を、ボルト穴位置よりも燃焼室穴に近い位置に設定し、
さらに、上記シム板における上記燃焼室穴側ビードの凹部と対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出するストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って設け、その各ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に延び且つ円周上において１箇所以上の未加工部分を有するビードで形成し、その各ストッパ用凸部の大きさや隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、上記燃焼室穴側ビードの変形の制限を調整することを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、基板に併設するシム板の燃焼室穴側端部を折り返し、折り返し範囲を燃焼室穴側ビードよりも内側の平坦部内とすることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記シム板を２枚の基板の間に介挿し、その２枚の基板は、各基板に形成した燃焼室穴側ビードの凹部側を共にシム板側に向けた配置とし、
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることを特徴とするものである。
【０００９】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、上記シム板における、上記ストッパ用凸部の位置よりも燃焼室穴側位置であって上記基板の燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側の平坦部に対し、当該燃焼室穴外縁に沿って延在する第２のビードを形成することを特徴とするものである。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した構成に対し、上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その各ストッパ用凸部を、シム板を成型してなる補助ビードで形成し、その補助ビードのうち少なくとも一部の補助ビードの凹部に対し、バネ力を発生可能な弾性シール材を充填して剛性調整を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、シム板によって基板の燃焼室穴側ビードの面圧を高く設定する。
このとき、上記シム板を設けることで、ボルト締付け時に、エンジンの対向する一対の接合面の少なくとも一方が、シム板の外周端部側よりも燃焼室側が隙間が形成されるような反り状態に変形する。
【００１１】
上記のような変形が発生しても、ストッパ用凸部によって、高温高圧な燃焼ガスをシールするための燃焼室穴側ビードの面圧を確保可能となる。この結果、シール性能が向上する。
更に、上記ストッパ用凸部によって上記面圧が高くなった上記燃焼室穴側ビードの振幅（変形量）が、当該ストッパ用凸部によって規制される結果、エンジン稼働時の振動による振幅を制限する。これによって、燃焼室穴側ビードの振動振幅を制限して、上記燃焼室穴側ビードの疲労を抑え、金属ガスケットの寿命を向上する。
【００１２】
なお、上記ストッパ用凸部を形成するビードには、円周上で１箇所以上ビード成型していない部分を作り、シム板に成型したビードの応力を調整している。よって、燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側に、ビードストッパとしての厚肉部を形成する必要がない。
以上のような効果は、特に小型軽量化したアルミニウム合金製等のエンジンで燃焼室穴間が狭く、燃焼室穴側ビードより燃焼室側平坦部があまり取れない場合に適用する場合に、有効に作用する。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、シム板の燃焼室穴側端部を折り返して２重とし、折り返し範囲を燃焼室穴側平坦部内とし、シム板折り返し増厚部と基板ビード内のシム板ビードとの２重の方法で基板ビードのストッパとすることで、長期的に安定したシールが確保出来る。
なお、上記延在方向に沿ったエンジン接合面間の隙間に応じて、各ストッパ用凸部の大きさ、及び隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、延在方向に沿った上記燃焼室穴側ビードの面圧を適正に調整することが可能となる。
【００１４】
例えば、上記隙間が大きい部分では、ストッパ用凸部を高くしたり、当該ストッパ用凸部の長さを短くしたり、隣り合うストッパ用凸部間のピッチを狭くしたりして、相対的に剛性を高く設定する。
また、請求項３に係る発明によれば、複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることで、１枚のシム板によって、２枚の基板の両方の燃焼室穴側ビードの変形を制限して、振動振幅による劣化や疲労破壊を防止することが出来る。
【００１５】
また、請求項４に係る発明によれば、シム板におけるストッパ用凸部よりも燃焼室穴側部分に第２のビードを設けることで、次のような効果を奏する。
すなわち、上記ストッパ用凸部による燃焼室穴側ビードの変形量を制限することで、振動振幅よる劣化や疲労破壊を防止する。更に、上記エンジンの変形による燃焼室穴周縁の不整な隙間を、上記第２のビードのバネ力によって補間する。
【００１６】
すなわち、燃焼室穴周囲は、シム板の板厚分だけエンジンを変形させて、面圧の増大を図っている。そして、エンジン剛性と基板に成型した燃焼室穴側ビードのばね応力とのバランスによりガスケットの各部位に異なる隙間が発生している。つまり、シム板によって増厚した部位である燃焼室穴側ビード上では高い面圧が発生しているものの、延在方向に沿った方向では相対的に、ボルト穴から離間しているボルト穴間やボア間では、相対的に隙間が大きく発生している。
【００１７】
この隙間を、燃焼室穴側ビード内に成型するストッパ用凸部より内側に成型した第２のビードで燃焼室穴周縁の不整な隙間を補完してシールすると同時に、燃焼ガスを１次シールする。更に、その外側にある、燃焼室穴側ビードで２次シールする。
なお、上述のように、２次シールする燃焼室穴側ビード内にはシム板に成型したストッパ用凸部で燃焼室穴側ビードの変形を制限し、振動振幅によるビードの劣化や疲労破壊を防止する。
【００１８】
また、請求項５に記載した発明は、弾性シール材を充填することで、その部分のストッパ用凸部の剛性を高めたり、バネ力を高くすることが可能となる。この結果、燃焼室穴側ビードの変形を制限する精度を向上可能となる。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の金属ガスケット１０を一部切り欠いた状態で示す概要平面図である。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図６は、本実施形態のシム板を一部切り欠いた状態で示す平面図である。図７は、本実施形態のシム板の一部を拡大した平面図である。
【００２０】
（構成）
本実施形態の金属ガスケット１０は、１枚の基板１とシム板３とを積層して構成する場合の例である。
上記基板１は、ステンレス鋼材等などバネ力を発生可能な薄板金属板からなる。その基板１には、図１に示すように、複数の燃焼室穴１２、水穴１５、ボルト穴１７、及びオイル穴１６が開口していると共に、燃焼室穴側ビード２、外周側ビード１３、及び第３のビード１４が形成されている。符号１８は、かしめ穴である。
上記複数の燃焼室穴１２は、基板１の長手方向に並んで配置してある。その各燃焼室穴１２の外周縁に沿って、上記燃焼室穴側ビード２が延在している。すなわち、燃焼室穴側ビード２が各燃焼室穴１２を無端環状に囲繞している。なお、ボア間が狭いことから、図３のように、ボア間では、隣り合う、燃焼室穴側ビード２が合流して１条となっている。
【００２１】
その燃焼室穴側ビード２の形成位置の外側に複数の水穴１５が開口している。その複数の水側の外周側に外周側ビードが形成され、その外周側ビードよりも外周側にボルト穴１７が開口している。ここで、上記水穴１５はエンジンに形成した冷却水領域（ウォータージャケットＷＪ）と対向する位置に形成される。
本実施形態では、図２及び図３に示すように、上記燃焼室穴側ビード２は、フルビードで構成され、上記外周側ビードは、ステップ状のハーフビードで構成される。
【００２２】
また、上記シム板３は、図４に示すように、各燃焼室穴１２を囲繞する平面視リング形状の平板から構成されている。本実施形態では、ボア間が狭いことから、隣り合うシム板３と一体に形成されている。そのシム板３の外周端部は、上記各燃焼室穴１２よりも外周側であって、上記水穴１５の位置若しくはその内周側に位置している。例えば、シム板３の外周端部は、燃焼室穴１２の中心から一番遠い水穴の外縁以内に配置する。好ましくは、シム板３の外周端部は、上記冷却水領域（ウォータージャケットＷＪ）内に位置させる。
このシム板３は、上記基板１より薄い平板から成り、上記基板１に対して、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａから当接する。そのシム板３における、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａと対向する位置には、当該燃焼室穴側ビード２の延在方向に沿って複数の補助ビード４が形成されている。
【００２３】
その補助ビード４は、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａ内に収納可能な大きさとなっている。各補助ビード４は、燃焼室穴側ビード２のビード幅よりも狭く且つ当該燃焼室穴側ビード２よりも低いフルビードから構成される。そのような補助ビード４が、図５に示すように、上記燃焼室穴側ビード２の凹部２ａの長手方向に沿って、所定ピッチ間隔で配置してある。上記複数の補助ビード４の列は、上記燃焼室穴側ビード２と同心状に配置してある。なお、シム板３における、上記補助ビード４よりも燃焼室穴１２側は平坦となっている。なお、符号５は、シム板３を基板１に取り付ける部１８を形成する張出部である。
【００２４】
（作用効果）
エンジンを構成するシリンダーブロックの接合面ＳＢ１とシリンダーヘッドの接合面ＳＢ２との間に、上記構成の金属ガスケット１０を介挿して、上記ボルト穴１７を貫通する締付けボルトで締結する。
このとき、燃焼室側のガスケット厚が上記シム板３分だけ厚くなっていることから、燃焼室穴１２側の面圧が高くなり、上記燃焼室穴側ビード２が板厚方向に弾性変形することによるバネ力によって、燃焼室穴１２周りを高圧でシールする。つまり、燃焼室穴側ビード２によって、高温高圧な燃焼ガスをシールする。
【００２５】
ここで、エンジンを締結するボルト部位は基板１を２枚だけで、水穴１５から燃焼室穴１２側の領域よりもシム板１枚分だけ薄くなっている。このため、締付けボルトで締結した時に、エンジンは、シム板３の板厚分だけ、水穴１５の燃焼室穴１２側端部側を支点に変形する。すなわち、金属ガスケット１０を介挿するエンジン側の対向する接合面ＳＢ１，ＳＢ２の少なくとも一方に、シム板３の外周端部側よりも燃焼室側が隙間が形成されるような反り状態の変形が発生する。そして、エンジン剛性と、燃焼室穴１２周縁に配置成型されたビードのばね応力とのバランスでガスケット各部は僅かな隙間が発生する。その隙間は、軸間の広いボア間（隣り合う燃焼室穴１２、１２間の狭い部分）やボルト穴１７間で発生する隙間が相対的に大きくなる。
【００２６】
上記のような変形が発生しても、ストッパ用凸部である補助ビード４によって、高温高圧な燃焼ガスをシールするための燃焼室穴側ビード２の面圧を確保可能となる。この結果、シール性能が向上する。
更に、上記ストッパ用凸部によって上記面圧が高くなった上記燃焼室穴側ビード２の振幅（変形量）が、当該ストッパ用凸部によって規制される結果、エンジン稼働時の振動による振幅を制限する。これによって、燃焼室穴側ビード２の振動振幅を制限して、上記燃焼室穴側ビード２の疲労を抑え、金属ガスケット１０の寿命を向上する。
このような事は、特に小型軽量化したアルミニウム合金製等のエンジンに適用する場合に有効に作用する。
【００２７】
また、ストッパ用凸部を補助ビード４で形成することで、シム板３を屈曲成型するだけで上記効果を奏することが可能となる。
ここで、補助ビード４を延在方向に沿って複数分離して形成することで、各補助ビード４の長さが短くなって、バネ剛性を高くすることが可能となる。そして、上記延在方向に沿ったエンジン接合面ＳＢ１，ＳＢ２間の隙間に応じて、各ストッパ用凸部の大きさ、及び隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整する事で、延在方向に沿った上記燃焼室穴側ビード２の面圧を適正に調整することが可能となる。
例えば、上記隙間が大きい部分では、ストッパ用凸部を高くしたり、当該ストッパ用凸部の長さを短くしたり、隣り合うストッパ用凸部間のピッチを狭くしたりして、相対的に剛性を高く設定する。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の金属ガスケット１０は、図６及び図７に示すように、２枚の基板１の間にシム板３を介挿して構成した場合の例である。
【００２９】
すなわち、上述の構成からなる２枚の基板１について、燃焼室穴側ビード２の凹部２ａ側を対向させた状態で配置すると共に、その２枚の基板１の間に上記構成のシム板３を配置したものである。
ただし、上記シム板３に構成する補助ビード４の突出方向を延在方向に沿って交互に反対方向に向けた点が、シム板３の構成について上記第１実施形態と異なる。
【００３０】
（作用効果）
補助ビード４を延在方向に沿って交互に反対方向に形成することで、１枚のシム板３で、積層した２枚の基板１の燃焼室穴側ビード２の変形を制限及び調整が出来る。
そして、上述と同様に、燃焼室穴側ビード２の疲労を抑えて金属ガスケット１０の寿命が向上する。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図８〜図１１を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
ここで、図８は、基板１が２枚の場合を例示したものである。図９は、基板１が１枚の場合を例示したものである。図１０は、折返し部１９内に基板１の端部を収容した例である。図１１は、燃焼室穴１２間の基板１が２枚構成例を示す図である。
【００３２】
この実施形態では、基板１に併設するシム板３の燃焼室穴１２側端部を折り返してなる折返し部１９で増厚し、燃焼室穴１２側端部の増厚部（ガスケット厚）を一番厚くする。また、折り返しのない水穴１５迄のシム板３部分を２番目の増厚部とし、水穴１５よりも外側は、シム板３が無く、基板１を２枚又は１枚で構成する。なお、基板１の枚数は、エンジン運転時の熱変形の大きさで選定すればよい。
【００３３】
また、燃焼室穴１２周囲に成型した燃焼室穴側ビード２内には、シム板３に成型した補助ビード４が対向配置し、そのシム板３の補助ビード４は、燃焼室穴側ビード２よりも幅、高さとも小さいビードである。上記シム板３に成型する補助ビード４は、基板１が１枚構成の場合は基板１側にのみ突出させ、更にビード４は円周上で少なくとも一箇所以上ビードを加工しない部分を作る。このとき、エンジンの締付け力の弱いボルト間や燃焼室穴間等は、このビードを加工しない箇所を増やして基板１の燃焼室穴側ビード２の変形防止応力を増大している。
【００３４】
また、基板１が２枚で構成される金属ガスケットでは、燃焼室穴周囲の１の燃焼室穴側ビード２内のシム板３を成型するビード４は、上下交互に突出させ面圧の弱い部分にはピッチを細かくしたり、高さを高くしたりするなどの対応をする。
この実施形態では、シム板３の燃焼室穴側端部を折り返して折返し部１９を形成して増厚部としているため、その増厚部に近いビード２は、当該増厚部がストッパとして作用して、ビード２の疲労破壊を防止できる。この技術は、剛性の低いエンジンやボア径の大きいエンジン、更には、筒内圧に高いエンジンに適用出来る。
【００３５】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
金属ガスケット１０の基本構成は、上記第２実施形態と同様であるが、シム板３の構成以外は、上記第１実施形態の金属ガスケット１０に適用しても良い。
【００３６】
そして、図１２に示すように、シム板３に形成するストッパ用凸部の形状を、ポッチ状に突起部で形成した例である。すなわち、シム板３に、燃焼室穴側ビード２と同心円上に、円周方向に沿って独立した突起を上下交互に突出させる。その突起のピッチや高さに変化を付けることで、燃焼室穴側ビード２の変形を制限及び調整するものである。
作用効果は、上記実施形態と同様である。
ここで、上記突起は、シム板３を成型して形成する。
なお、上記突起部を、シム板３表面に突起部を固着して設けても良い。この場合には、延在方向に沿って上下交互に設ける必要はなく、シム板３の両面に個別に設ければよい。
【００３７】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
第４実施形態の基本構成は、上記第２及び第３実施形態と同様である。
ただし、図１３及び図１４に示すように、シム板３に対して、ストッパ用凸部及び燃焼室側ビードよりも燃焼室穴１２側に第２のビード６を形成した点が異なる。
【００３８】
この第２のビード６は、燃焼室穴１２の外縁に沿って延在している。第２のビード６は、燃焼室穴１２全周を囲繞するように無端環状に配置しても良い。若しくは、第２のビード６は、相対的に上記隙間が大きくなる部分（ボア間やボルト穴１７間）だけに設けても良い。
この第２のビード６は、基板１平坦部と当接するので、上記補助ビード４よりも低くて構わない。
第２のビード６のバネ力によって、エンジンの変形による燃焼室穴１２周縁の不整な隙間を補間してシールする。
【００３９】
すなわち、燃焼室周囲は、シム板３の板厚分だけエンジンを変形させて、面圧の増大を図っている。そして、エンジン剛性と基板１に成型した燃焼室穴側ビード２のばね応力とのバランスにより各部位は異なる隙間が発生している。つまり、増厚部位の燃焼室穴側ビード２上では高い面圧が発生しているものの、延在方向に沿った方向では相対的に、ボルト穴１７から離間している燃焼室穴１２側端部やボルト穴１７間では、隙間が大きく発生している。
【００４０】
この隙間を、燃焼室穴側ビード２内に成型するストッパ用凸部より内側に成型した第２のビード６で燃焼室穴１２周縁の不整な隙間を補完すると同時に、燃焼ガスを１次シールする。更に、その外側にある、燃焼室穴側ビード２で２次シールする。これによって、更に安定したシール機構を構築できる。
なお、上述のように、２次シールする燃焼室穴側ビード２内にはシム板３に成型したストッパ用凸部で燃焼室穴側ビード２の変形を制限し、振動振幅によるビードの劣化や疲労破壊を防止する。
【００４１】
また、上記シム板３における、燃焼室穴側ビード２よりも外周側の基板１平坦部と対向する部分に第２の内側ビード７を形成する。
この第２の内側ビード７によって、燃焼ガスに対し、第３次シールが可能となる。また、水に対しては、一次シールとなる。
ここで、上記第２のビード６及び第２の内側ビード７の変形例を、図１１〜１３に示す。
【００４２】
図１５は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をステップ状のハーフビードで形成した例である。図１６は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をフルビードで形成し、且つ複数条（図１２では２条）設ける場合の例である。図１７は、第２のビード６及び第２の内側ビード７をステップ状のハーフビードで形成し、且つ複数条（図１２では２条）設ける場合の例である。隙間が大きい所ほど条数を増やすと良い。
【００４３】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様である。
ただし、ストッパ用凸部を構成する補助ビード４の少なくとも一部の補助ビード４の凹部２ａに対して、図１８に示すように、弾性シール材からなる充填剤２０を充填した例である。
【００４４】
充填材を充填することで、補助ビード４のバネ剛性がその分高くすることが出来る。すなわち、適宜充填材を充填することで、補助ビード４のバネ剛性を調整することが可能となる。この結果、燃焼室穴側ビード２の変形を制限する精度を向上可能となる。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
例えば、延在方向に沿ったストッパ用凸部の大きさやピッチを等しく設定しても、剛性を高くしたい部分にだけ上記弾性シール材を充填すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る金属ガスケットを示す一部破断した平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係るシム板の一部破断した平面図である。
【図５】図４を一部拡大した平面詳細図である。
【図６】本発明に基づく第２実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明に基づく第２実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明に基づく第３実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明に基づく第３実施形態に係る別の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】本発明に基づく第３実施形態に係る別の図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】本発明に基づく第３実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明に基づく第４実施形態に係るシム板を説明する一部破断した平面図である。
【図１３】本発明に基づく第５実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】本発明に基づく第５実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１６】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１７】本発明に基づく第５実施形態に係るシム板に設ける第２及び第２の内側ビードの変形例を示す図である。
【図１８】本発明に基づく第６実施形態に係るシム板の構成を説明する図１のＡ−Ａ断面でのシム板を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 基板
２ 燃焼室穴側ビード
２ａ 凹部
３ シム板
４ 補助ビード
６ 第２のビード
７ 第２の内側ビード
１０ 金属ガスケット
１２ 燃焼室穴
１３ 外周側ビード
１５ 水穴
１６ オイル穴
１７ ボルト穴
１８ かしめ穴
１９ シム板の折返し部
２０ 充填剤
ＳＢ１、ＳＢ２ 接合面
ＷＪ ウォータージャケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は２枚の基板とシム板とを積層して構成される金属ガスケットであって、
上記基板には、燃焼室穴が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビードを設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴が開口すると共に、上記水穴よりも外周側に複数のボルト穴が開口しており、
上記シム板は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接すると共に、そのシム板の外周端部を、ボルト穴位置よりも燃焼室穴に近い位置に設定し、
さらに、上記シム板における上記燃焼室穴側ビードの凹部と対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出するストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って設け、その各ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に延び且つ円周上において１箇所以上の未加工部分を有するビードで形成し、その各ストッパ用凸部の大きさや隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、上記燃焼室穴側ビードの変形の制限を調整することを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
基板に併設するシム板の燃焼室穴側端部を折り返し、折り返し範囲を燃焼室穴側ビードよりも内側の平坦部内とすることを特徴とする請求項１に記載した金属ガスケット。
【請求項３】
上記シム板を２枚の基板の間に介挿し、その２枚の基板は、各基板に形成した燃焼室穴側ビードの凹部側を共にシム板側に向けた配置とし、
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した金属ガスケット。
【請求項４】
上記シム板における、上記ストッパ用凸部の位置よりも燃焼室穴側位置であって上記基板の燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側の平坦部に対し、当該燃焼室穴外縁に沿って延在する第２のビードを形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した金属ガスケット。
【請求項５】
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その各ストッパ用凸部を、シム板を成型してなる補助ビードで形成し、その補助ビードのうち少なくとも一部の補助ビードの凹部に対し、バネ力を発生可能な弾性シール材を充填して剛性調整を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した金属ガスケット。
【請求項１】
１又は２枚の基板とシム板とを積層して構成される金属ガスケットであって、
上記基板には、燃焼室穴が開口すると共にその燃焼室穴を囲むように無端環状に延びる燃焼室穴側ビードを設け、更に、その燃焼室穴側ビードの外周側に複数の水穴が開口すると共に、上記水穴よりも外周側に複数のボルト穴が開口しており、
上記シム板は、燃焼室穴側ビードの凹部側から上記基板に当接すると共に、そのシム板の外周端部を、ボルト穴位置よりも燃焼室穴に近い位置に設定し、
さらに、上記シム板における上記燃焼室穴側ビードの凹部と対向する部分に、当該燃焼室穴側ビードの凹部内に収容可能に突出するストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って設け、その各ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に延び且つ円周上において１箇所以上の未加工部分を有するビードで形成し、その各ストッパ用凸部の大きさや隣り合うストッパ用凸部間のピッチを調整することで、上記燃焼室穴側ビードの変形の制限を調整することを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
基板に併設するシム板の燃焼室穴側端部を折り返し、折り返し範囲を燃焼室穴側ビードよりも内側の平坦部内とすることを特徴とする請求項１に記載した金属ガスケット。
【請求項３】
上記シム板を２枚の基板の間に介挿し、その２枚の基板は、各基板に形成した燃焼室穴側ビードの凹部側を共にシム板側に向けた配置とし、
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その複数のストッパ用凸部の向きを、延在方向に沿って交互に反対方向に突出させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した金属ガスケット。
【請求項４】
上記シム板における、上記ストッパ用凸部の位置よりも燃焼室穴側位置であって上記基板の燃焼室穴側ビードよりも燃焼室穴側の平坦部に対し、当該燃焼室穴外縁に沿って延在する第２のビードを形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した金属ガスケット。
【請求項５】
上記ストッパ用凸部を、上記燃焼室穴側ビードの延在方向に沿って複数設け、
その各ストッパ用凸部を、シム板を成型してなる補助ビードで形成し、その補助ビードのうち少なくとも一部の補助ビードの凹部に対し、バネ力を発生可能な弾性シール材を充填して剛性調整を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した金属ガスケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−３８２９９（Ｐ２０１０−３８２９９Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３４３５（Ｐ２００８−２０３４３５）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００２３０２６１）日本メタルガスケット株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００２３０２６１）日本メタルガスケット株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
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