JPS6396357A

JPS6396357A - 金属ガスケツト

Info

Publication number: JPS6396357A
Application number: JP24206286A
Authority: JP
Inventors: Yakichi Sakai; 酒井　彌吉; Yoshio Shinoda; 慎夫篠田; Ryoji Tanaka; 良治田中; Taichi Ozaki; 太一尾崎
Original assignee: Hamamatsu Gasket Seisakusho Ltd; Yamaha Corp
Current assignee: Hamamatsu Gasket Seisakusho Ltd; Yamaha Corp
Priority date: 1986-10-14
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1988-04-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、エンジン等のシール部に用いられて好適な金
属ガスケットに関する。

［従来の技術］従来、金属材料からなる基板に被シール孔を設けてなる
金属ガスケットにおいて、被シール孔周辺のシール面圧
を確保するため、基板の被シール孔周縁部に、横断面を
Ｕ字状に曲げ加工したグロメットを巻き付けてなるもの
がある。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記グロメットを備えてなる金属ガスケ
ットにあっては、燃焼室の爆発圧力等によってグロメッ
トの曲げ加工部が次第に脆化して亀裂を生じ、該亀裂部
から被シール流体の漏れを生ずるため、長期にわたる連
続使用に限界がある。

また従来、特開昭６１−１９２５４８号公報に記載され
るように、金属材料からなる基板の被シール孔周辺に対
応する部分に凸状ビード部を設けてなるものがある。

しかしながら、この凸状ビード部を備えてなる金属ガス
ヶ−７トにあっても、ビード部のばね強さが長期的な使
用等によって低下した時、燃焼室の爆発圧力によって該
ビード部が変形して被シール流体の吹抜けを生ずるおそ
れがある。

本発明は、被シール領域の周辺に高いシール面圧を確保
し、長期的に安定したシール性能を確保するを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］本発明は、金属材料からなる基板に被シール孔を設けて
なる金属ガスケットにおいて、基板表面の被シール孔周
辺部位に、金属材料からなる環状シール材を圧着法によ
って接合するようにしたものである。

［作用］本発明によれば、圧着法を用いた接合加工により、基板
とシール材とを間隙なく強固に一体結合できる。

また、基板およびシール材の両者が金属からなるため、
耐熱性、耐圧性が高く、被シール流体が高温高圧である
場合にも熱劣化、脆化を生ずることがない。

また、シール材は基板表面の被シール孔周辺部位に環状
に突設されることとなり、被シール置載の周辺に高いシ
ール面圧を確保できる。

すなわち、本発明によれば、被シール債域の周辺に高い
シール面圧を確保し、長期的に安定したシール性詣を確
保することができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例に係る金属ガスケットを示す
平面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図である
。

金属ガスケット１０は、第１図、第２図に示すように、
炭素鋼もしくはステンレス＠　（ＳＵＳ　：５ＵＳ３０
１．５ＵＳ３０４．５ＵＳ３１０等）等からなる基板１
１に、燃焼室孔１２．水孔１３．ボルト孔１４等の被シ
ール孔を設けている。さらに、金属ガスケツ）１０は、
基板１１の表面の上記被シール孔１２の周辺部位に、ア
ルミニウムもしくは銅からなる、０．０３〜０．１５ｍ
ｍの厚みの環状シール材１５を圧着法によって接合して
いる。圧着法としては、熱圧着法、超音波圧着法等があ
る。

なお、基板１１およびシール材１５には、被シール領域
相当部分の周辺を包囲する凸状ビード部１８　（１８Ａ
、１８Ｂ、１８Ｃ）が設けられている。

第３図は上記金属ガスケツ）１０の製造ラインを模式的
に示す配置図である。２１は基板１１のシートコイルで
あり、コイル２１から巻き出されるシート状の基板１１
の両面の所定位置には、シール材１５が仮付けされた後
、上下の圧着ロール２２によって圧着される。基板１１
は、シール材１５が圧着された後、プレス機２３によっ
て塑性加工され、前記番孔１２〜１４、ビード部１８が
形成される。なお、シール材１５は仮付は段階前に環状
成形されていてもよいが、プレス機２３による上記塑性
加工と同時に穿孔されて環状成形されるものであっても
よい、ビード部１８を形成された基板１１、シール材１
５は、次に、加熱炉２４により、３５０〜５００℃の熱
処理によって：ｌｌ質される。

上記金属ガスケツ）１０によれば、圧着法を用いた接合
加工により、基板１１とシール材１５とを間隙なく強固
に一体結合できる。

また、基板１１およびシール材１５の両者が金属からな
るため、耐熱性、耐圧性が高く、被シール流体が高温高
圧である場合にも熱劣化、脆化を生ずることがない。

また、シール材１５は基板１１の表面の被シール孔周辺
部位に環状に突設されることとなり、被シール債域の周
辺に高いシール面圧を確保できる。

ここで、シール材１５の厚みは、前述のように０．０３
〜０．１５ｍ＋ｓの適正範囲内で選定される。

シール材１５の厚みの下限値を０．０３ｍｍ未満とする
場合には、第８図に示すように、被シール材表面の微細
な凹凸を十分に吸収することができない、第８図の線図
は、第１０図に示すように、シール材１５をベースプレ
ート（シリンダブロック相当）１０１とヘッド（シリン
ダヘッド相当）１０２の間に挟み、ベースプレートｌｏ
１とヘッド１０２の間に５ＭＰａのエア圧を加えた時、
シール材１５に強制的につけたへこみの深さＩと、シー
ト材１５からリークしてメスシリンダ１０３に捕集され
たエア％ｌとの関係を示すものである。ベースプレート
１０１とヘッド１０２はアルミニウム合金（Ａ２０１７
−７８）から形成された。この第８図によれば、シール
材１５の厚みが０．０：Ｊｗ＋＊以上であれば、最大深
さ１５ｇｍのへこみもシールできる。

また、シール材１５の厚みの上限値を０．１５ｍｍ以上
とする場合には、第９図に示すように、一定の使用期間
経過後にシール部のトルクダウンを生じて安定した締付
トルクを維持できない、第９図のトルクダウン量Δ丁は
、初期締付時ボルト軸力をＦｌ、１時間加熱冷却後軸力
をＦ２とする時、ΔＴ−（Ｆｌ−Ｆ２）／Ｆｌで表わさ
れるものである。この第９図によれば、シール材１５の
厚みが０．１５閣層をこえると、著しいトルクダウン量
を生ずる。

また、各被シール孔１２〜１４．ビード部１８の塑性加
工を施された基板１１．シール材１５を３５０〜５００
℃の温度で熱処理するため、基板１１がステンレス鋼か
らなる時、該基板１１の強さを第４図に示すように向上
し、ビード部１８による耐圧性を安定して保持できる。

また、上記熱処理温度を、シール材１５がアルミニウム
からなる場合には３５０℃以上とし、銅からなる場合に
は４５０℃以上することにより、第５図に示すように、
シール材１５の硬度を上記調質後にＨＶ　８０以下とし
、シール材１５の加工硬化状態を十分に緩和することが
できる。

第６図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の他の変形例を示す模式
図である。

第６図（Ａ）はビード部を備えない基板３１の両面に環
状シール材３２を接合したものである。

第６図（Ｂ）はビード部１８を備えた基板４１の該ビー
ド部１８より被シール孔側に位置する一面にのみ環状シ
ール材４２を接合したものである。

第６図（Ｃ）はビード部１８を備えた基板５１の該ビー
ド部１８より被シール孔側に位置する両面に環状シール
材５２を接合したものである。

第６図（Ｄ）はビード部１８を備えた基板６１の該ビー
ド部１８を含む一面にのみ環状シール材６２を接合した
ものである。

第７図は本発明の他の実施例を示す模式図である。この
金属ガスケット７０は、基板７１の表面の被シール孔周
辺部位に、環状の同一形状をなして重なり合う中間層７
２）シール材７３を接合したものである。基板７１は鉄
系金属からなり、シール材７３は基板７１より軟質（好
ましくはシール材７３が接する被シール部材より軟質）
の金属からなる。中間層７２はシール材７３よりも融点
が高く、ガスケット７０の使用温度で基板７１、シール
材７３のいずれとも金属間化合物を形成しない金属から
なる。このガスケット７０は、基板７１とシール材７３
の間に高融点金属からなる中間層７２を設けたから、シ
ール材７３を構成する金属が中間層７２ひいては基板７
１に拡散することが抑制される。また、基板７１と中間
層７２）中間層７２とシール材７３の各接合界面におけ
る金属間化合物の形成を防止し、接合界面の脆化、亀裂
の発生が防止できる。したがって、このガスケット７０
によれば、高温で連続使用した際に、常に強固な結合状
態を維持し、高いシール性能を確保できる。

上記全屈ガスケット７０の具体例としては、使用ト限温
度を３００℃とする低温域用ガスケット７０Ｌと、使用
上限温度を５００℃とする高温域用ガスケツ）７０Ｈを
挙げることができる。低温域用ガスケツ）７０Ｌは、基
板７１として低炭素鋼、中間Ｒ７２として銅、シール材
７３としてアルミニウムを用いる。また、高温域用ガス
ケット７０Ｈは、基板７１としてステンレス鋼、中間層
７２としてニッケル、シール材７３どして銅を用いる。

なお、このガスケット７０においても、被シール孔等の
塑性加工後に、３５０〜５００℃の強化熱処理を施して
もよい。

［発明の効果］以上のように、本発明に係る金属ガスケットによれば、
基板表面の被シール孔周辺部位に環状シール材を圧着法
によって接合したので、被シール領域の周辺に高いシー
ル面圧を確保し、長期的に安定したシール性能を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る金属ガスケシトを示す
平面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３
図は金属ガスケットの製造ラインを模式的に示す配置図
、第４図は基板の強さと調質温度との関係を示す線図、
第５図はシール材の硬度とｌ質温度との関係を示す線図
、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の他の実施例を示す模
式図、第７図は本発明の他の実施例を示す模式図。＠８図はシール材の厚みと被シール材表面の凹凸吸収度
との関係を示す線図、第９図はシール材の厚みと締付ト
ルクダウン量との関係を示す線図、第１０図は第８図の
線図を得るために用いた実験装置を示す模式図である。１０．７０・・・金属ガスケット、１１．３１．４１．
５１．６１．７１・・・基板、１２・・・燃焼室孔、１
５．３２．４２．５２．６２．７３・・・シール材。代理人　弁理士　　塩　川　修　治第　２図第　３　図第　４　図第　５　図禎６図 ′−１６第８　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属材料からなる基板に被シール孔を設けてなる
金属ガスケットにおいて、基板表面の被シール孔周辺部
位に、金属材料からなる環状シール材を圧着法によって
接合したことを特徴とする金属ガスケット。
（２）特許請求の範囲第１項において、シール材の厚み
が０．０３〜０．１５ｍｍである金属ガスケット。