JP2001082610A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダヘッドとシリンダブロックの合わせ面
に介挿した金属ガスケットが、シリンダスリーブの陥没
や燃焼室孔周辺のシリンダヘッドの変形を生じないよう
に荷重を調整すると共に、シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとをボルトで締付けた際に生じる隙間を補充して
燃焼ガスのリークを確実に防止することができるように
した。 【解決手段】中板２の両側または片側に基板３（３ａ、
３ｂ）を積層して成り、中板２の燃焼室３３周りには該
燃焼室３３の周縁からシリンダブロック３２の冷却水孔
３４の周縁に至る幅を有する板状のストッパ４が熱硬化
性接着剤５を介して固定され、基板３（３ａ、３ｂ）に
はシリンダブロック３２の燃焼室３３を囲繞するビード
６ａ、６ｂがストッパ４に重合する位置に形成され、シ
リンダヘッド３１とシリンダブロック３２とをボルト締
結した際に燃焼室３３の周囲に生じる隙間を熱硬化性接
着剤５の厚さ調整によって補充すると共に、ストッパ４
の荷重分布が該ストッパ４の外周にて最大となるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に介挿する金
属ガスケットであって、シリンダブロックの燃焼室孔の
内周に設けられたシリンダスリーブに集中荷重を及ぼす
ことなく、燃焼室孔周りにおけるシリンダブロックとシ
リンダヘッドとの合わせ面の締付け歪（隙間幅）をシー
ルするようにした金属ガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関のシリンダ材料としては
アルミ製が多用されるようになっている。この材料はピ
ストンの往復摺動に対する耐摩耗性が低いために、シリ
ンダブロックの燃焼室孔の内面に鋳鉄製のシリンダスリ
ーブを設けて耐摩耗性を向上することが行われている。

【０００３】図７は、このようなアルミ製によるシリン
ダヘッド３１とシリンダブロック３２との合わせ間に金
属ガスケット３０を介挿した断面状況を示すものであ
る。図示のシリンダブロック３２は、燃焼室３３の外周
に冷却水孔３４が環状に設けられたオープンデッキ型で
ある。この燃焼室３３の内周には鋳鉄製のシリンダスリ
ーブ３５が鋳込まれている。また、シリンダヘッド３１
には、シリンダブロック３２の冷却水孔３４に合わせて
冷却水孔３４が設けられ、シリンダヘッド３１とシリン
ダブロック３２とはボルト３８で締結される。

【０００４】金属ガスケットは、中板３４に形成された
燃焼室孔３７を囲繞してグロメット３６が嵌合されると
共に、このグロメット３６の外周の中板３４の上下面に
弾性基板４０、４０が重ねられ、各弾性基板４０の燃焼
室３３側と外周側とに段差ビード４１を形成して成るも
ので、中板３４と上下の基板４０、４０とにはシリンダ
ブロック３２の冷却水孔３４に応じて水孔１３が形成さ
れている。

【０００５】このような金属ガスケット３０をシリンダ
ヘッド３１とシリンダブロック３２との間に挟んでボル
ト３８で締付けると、ボルト締結位置から離れた位置で
はボルト締結力が低減して燃焼室３３の近傍に合わせ面
の隙間が生じるが、燃焼室３３周りに設けられたグロメ
ット３６が弾性基板４０の厚さよりも厚く形成されてい
るため、このグロメット３６が一次シールを成すストッ
パとして作用し、その外周の段差ビード４１が二次シー
ルを成すことにより、合わせ面間の隙間を補充して燃焼
ガスのリークを防止するという効果を有するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の金属
ガスケット３０においては、燃焼室３３周りに作用する
荷重分布をグロメット３６に集中させるようにしている
ため、シリンダースリーブ３５の上面に強い荷重が加わ
ることによって、シリンダスリーブ３５を下方へ陥没さ
せたり、燃焼室３３の周辺のシリンダヘッド３１が変形
するという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解消するために
成されたもので、シリンダヘッドとシリンダブロックの
合わせ面に介挿した金属ガスケットが、シリンダスリー
ブの陥没や燃焼室孔周辺のシリンダヘッドの変形を生じ
ないように荷重を調整すると共に、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとをボルトで締付けた際に生じる隙間を
補充して燃焼ガスのリークを確実に防止することができ
るようにした金属ガスケットを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の請求項１の金属ガスケットは、内燃機関の
シリンダヘッドとシリンダブロックの合わせ面に介挿し
てボルト締結される金属ガスケットにおいて、中板の両
側または片側に基板を積層して成り、前記中板の燃焼室
孔周りには該燃焼室孔の周縁から前記シリンダブロック
の冷却水孔の周縁に至る幅を有する板状のストッパが熱
硬化性接着剤を介して固定され、前記基板には前記シリ
ンダブロックの燃焼室を囲繞するビードが前記ストッパ
に重合する位置に形成され、前記シリンダヘッドと前記
シリンダブロックとをボルト締結した際に前記燃焼室の
周囲に生じる隙間を前記熱硬化性接着剤の厚さ調整によ
って補充すると共に、前記ストッパの荷重分布が該スト
ッパの外周にて最大となるようにしたことを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明の請求項２の金属ガスケット
は、請求項１の金属ガスケットにおいて、前記中板の燃
焼室孔周りには前記シリンダブロックの冷却水孔の周縁
に至る段差が形成され、該段差によって片側に窪んだ面
に前記ストッパが固定されたことにより、該ストッパの
重合による前記中板からの突出高さと前記中板の突側へ
の突出高さとが同等の高さとなるように調整されたこと
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００１１】本発明は、図１に示すように、内燃機関の
シリンダヘッド３１とシリンダブロック３２の合わせ面
に介挿してボルト締結される金属ガスケットＧにおい
て、中板２の両側または片側（図５参照）に基板３（上
側基板３ａ、下側基板３ｂ）を積層して成り、中板２の
燃焼室孔１１の周りには該燃焼室孔１１の周縁からシリ
ンダブロック３２の冷却水孔３４の周縁に至る幅を有す
る板状のストッパ４が熱硬化性接着剤５を介して固定さ
れ、基板３（上側基板３ａ、下側基板３ｂ）には燃焼室
３３を囲繞するビード６ａ、６ｂがストッパ４に重合す
る位置に形成され、シリンダヘッド３１とシリンダブロ
ック３２とをボルト３８で締結した際に燃焼室３３の周
囲に生じる隙間を熱硬化性接着剤５の厚さ調整によって
補充すると共に、ストッパ４の荷重分布Ｗが該ストッパ
４の外周にて最大となるようにしたものである。

【００１２】このような構成についてより詳細に述べる
と、図１に示す金属ガスケットＧは、図２に示すように
複数の燃焼室孔１１、１１…が連続的に形成された多気
筒エンジン用の金属ガスケットとして形成されている。

【００１３】また、図１に示すように、シリンダブロッ
ク３２における各燃焼室３３の内周にはシリンダスリー
ブ３５が固定され、各燃焼室３３の外周近傍に沿って複
数の冷却水孔３４、３４…が形成されている。

【００１４】本発明による金属ガスケットＧは、図２に
示すように、中板２の両側に上側基板３ａと下側基板３
ｂとを積層して成り、その外周付近をリベット１０で固
定すると共に、これらの中板２と上側基板３ａと下側基
板３ｂとには、シリンダブロック３２とシリンダヘッド
３１の形成状況に応じて、燃焼室孔１１、オイル孔１
２、水孔１３、ボルト孔１４等が形成されている。

【００１５】なお、図１に示すように、上側基板３ａと
下側基板３ｂの両面にはゴム被覆７が施され、シリンダ
ヘッド３１の下面、シリンダブロック３２の上面、或は
中板２とストッパ４に対するシール性能を向上するよう
にしている。

【００１６】中板２の燃焼室孔１１の周りには該燃焼室
孔１１の周縁からシリンダブロック３２の冷却水孔３４
の周縁に至る幅を有する板状のストッパ４が熱硬化性接
着剤５を介して固定されると共に、上側基板３ａと下側
基板３ｂとには、シリンダブロック３２の燃焼室３３を
囲繞するビード６ａ、６ｂがストッパ４に重合する箇所
に形成されている。また、上側基板３ａと下側基板３ｂ
の外周側には段差ビード６ｃ、６ｃが上下対象に形成さ
れている。

【００１７】このような構成において、図２に示すよう
に、シリンダヘッド３１とシリンダブロック３２とを結
合するボルト締結は、金属ガスケットＧの外周付近に設
けられたボルト孔３９に挿通して行われる。即ち、図１
に示すボルト３８から延長した一点鎖線で示す位置でボ
ルト３８を締結すると、ボルト３８の近接位置ほどボル
ト３８の締付け力が大となるため、ストッパ４による荷
重分布Ｗは、ボルト締結位置に近い冷却水孔３４側にお
いて最大荷重Ｆ１を発揮し、それから遠ざかるに従って
徐々に低減してボルト締結位置から遠い燃焼室３３側に
て最小荷重Ｆ２を発揮することとなり、シリンダスリー
ブ３５の上面に作用する荷重を低減することができる。

【００１８】しかも、このストッパ４は中板２の燃焼室
孔１１の周縁からシリンダブロック３２の冷却水孔３４
の周縁に至る範囲に設けられているため、シリンダスリ
ーブ３５の上面にも最小荷重Ｆ２側の荷重が作用する。
ちなみに、このストッパ４の内周をシリンダスリーブ３
５の外周に形成すると、シリンダブロック３２の上面に
ストッパ４の荷重が集中するため、シリンダブロック３
２の上面が部分的に陥没するおそれがあるが、上記のよ
うにストッパ４の最小荷重Ｆ２側の荷重がシリンダスリ
ーブ３５の上面にも分散的に作用することによって、シ
リンダブロック３２の陥没とシリンダスリーブ３５の陥
没とを同時に防止することが可能となっている。

【００１９】また、ストッパ４の最大荷重Ｆ１が燃焼室
３３から遠い側に作用するため、燃焼室３３の熱作用を
直接受けるシリンダヘッド３１の燃焼室３３近傍の変形
をも回避することができる。

【００２０】さらに、上記のボルト３８の締結によっ
て、シリンダヘッド３１とシリンダブロック３２の合わ
せ面の隙間は、ボルト３８の締結位置から遠ざかるに従
って拡大し、燃焼室３３付近で最大の隙間を有すること
となるが、本発明においては、この隙間を上側基板３ａ
と下側基板３ｂに設けたビード６ａ、６ｂの荷重ｆ１、
ｆ２によって補充することによって、燃焼室３３からの
燃焼ガスの吹き抜けをシールするようにしてある。ま
た、上側基板３ａと下側基板３ｂの外周側に形成された
段差ビード６ｃがビード荷重ｆ３を有することによって
金属ガスケットＧの外周側のシールを補充するようにし
ている。

【００２１】ところで、図１に示す金属ガスケットＧの
ビード６ａ、６ｂは断面が非対称な円弧形であり、ビー
ド６ａ、６ｂの頂部が冷却水孔３４側に片寄って形成さ
れているため、ボルト３８の締結時に、ストッパ４の最
大荷重Ｆ１をより強くすると共に、シリンダブロック３
２の燃焼室３３側においてより拡大するシリンダヘッド
３１とシリンダブロック３２の合わせ面の隙間を埋める
ことができる。

【００２２】なお、上側基板３ａと下側基板３ｂの夫々
のビード６ａ、６ｂの内周を平坦部９としてあり、ビー
ド荷重がシリンダスリーブ３５の上面に作用しないよう
にしている。

【００２３】また、中板２の燃焼室３３周りにはシリン
ダブロック３２の冷却水孔３４の周縁に至る段差８が形
成され、該段差８によって片側（図１の金属ガスケット
Ｇにおいては下側）に窪んだ面（図１においてはその上
面）８ａにストッパ４が熱硬化性接着剤５を介して固定
されている。このような構成によって、ストッパ４の重
合による中板２からの突出高さＨo （図１において中板
２の最上面から上側に突出したストッパ４の高さ）と中
板２の突側の突出高さＨu （図１において中板２の下側
へ突出した高さ）とが同等の高さとなるように調整する
ことが可能であり、図１の金属ガスケットＧのように、
上側基板３ａと下側基板３ｂに同一のビード荷重を有す
るビード６ａ、６ｂが形成された場合においては、ボル
ト締結されたシリンダヘッド３１とシリンダブロック３
２の合わせ面間において、上側基板３ａと下側基板３ｂ
のビード６ａ、６ｂは均等なビード荷重を発揮すること
が可能となる。

【００２４】また、上記のように中板２の段差８によっ
て窪んだ面８ａにストッパ４を固定する際、このストッ
パ４の位置決めが容易となる。

【００２５】さらに、本発明においては、上記のストッ
パ４と中板２との間にはアクリル樹脂またはエポキシ樹
脂等による熱硬化性接着剤５が介在され、この熱硬化性
接着剤５の厚さ調整を行うことによって任意位置におけ
る中板２の高さを調整するようにしている。

【００２６】熱硬化性接着剤５の厚さ調整を行うには、
ボルト締結位置からの距離に応じて変化するシリンダヘ
ッド３１とシリンダブロック３２との間の隙間に対応し
て熱硬化性接着剤５の厚さを調整することによって行
う。

【００２７】即ち、ボルト締結状態におけるシリンダヘ
ッド３１とシリンダブロック３２との間の隙間を計測し
ておき、これに基づいて熱硬化性接着剤５の厚さ調整を
行うための治具を用いて熱硬化性接着剤５を挟み込んで
厚さ調整を行い、この熱硬化性接着剤５を温度を上げる
ことにより硬化させると共に、熱硬化性接着剤５の厚さ
に応じてストッパ４を変形させて接着するという方法に
よる。

【００２８】また、他の方法としては、図１に示すよう
な金属ガスケットＧの中板２とストッパ４との間に硬化
前の熱硬化性接着剤５を任意の厚さで介挿し、この金属
ガスケットＧをシリンダヘッド３１とシリンダブロック
３２との間に介挿してボルト締結すると、シリンダヘッ
ド３１とシリンダブロック３２との間にボルト締結位置
からの距離に応じた隙間（例えば、図６における熱硬化
性接着剤５の厚さ変化ｔ１、ｔ２に対応する）が発生
し、この隙間に応じて熱硬化性接着剤５の厚さが変化す
ると共に、これに追従してストッパ４もまた変形し、エ
ンジンを始動した直後の熱によって熱硬化性接着剤５を
硬化させるという方法を用いてもよい。

【００２９】このような熱硬化性接着剤５を介したスト
ッパ４の固定によって、図２のＡ−Ａ断面位置における
熱硬化性接着剤５は、図６(a) に示すようにボルト締結
位置から遠ざかるに従って厚さｔ１＞ｔ２の変化を示
し、この厚さ変化に応じてストッパ４は面変形を行いな
がら中板２に接着される。

【００３０】また、図２のＢ−Ｂ断面位置における熱硬
化性接着剤５は、図６(b) に示すように、ボルト締結位
置から遠ざかるに従って、即ち燃焼室孔１１側に接近す
るに従って厚さｔ４＜ｔ３の変化を有し、この厚さ変化
に応じてストッパ４の面変形を行いながら中板２に接着
されることとなる。

【００３１】本発明による金属ガスケットＧの他の例
が、図３〜図５に示してある。

【００３２】図３に示す金属ガスケットＧは、図１に示
す金属ガスケットＧの上側基板３ａに形成されたビード
６ａの断面形状が対称的な円弧形とされ、下側基板３ｂ
に形成されたビード６ｂは図１の場合と同様に断面形状
が非対称に形成されたものであり、他の構成は同様であ
る。

【００３３】図４に示す金属ガスケットＧは、図３の上
側基板３ａと下側基板３ｂとに形成されたビード６ａ、
６ｂの形状を上下反対にしたものであり、他の構成は同
様である。

【００３４】また、図５に示す金属ガスケットＧは、図
１に示す金属ガスケットＧをより薄く形成したもので、
上側基板３ａを無くして下側基板３ｂのみとし、しかも
下側基板３ｂに形成されたビード６ｂの裾側をストッパ
４の下面に接触させる方向としたものである。

【００３５】また、中板２は燃焼室孔１１側で上側に突
出した段差８を形成し、その下側の窪んだ面８ａに熱硬
化性接着剤５を介してストッパ４を固定したものであ
り、ストッパ４の厚さは段差８の段差高さと同様とする
ことによって、下側基板３ｂのビード６ｂ以外の面がス
トッパ４と中板２に密着したものとしている。

【００３６】このような図５の金属ガスケットＧにおい
ては、中板２の段差８によって上方に突出した燃焼室孔
１１側の面８ｂが中板２の他の部分よりも突出した厚さ
を有する構成となる。従って、上記と同様にストッパ４
が設けられた範囲の荷重分布は、ボルト締結位置に近い
水孔１３側において最大荷重を有し、ボルト締結位置か
ら遠い燃焼室孔１１側にて最小荷重を発揮するうえ、下
側基板３ｂに形成されたビード６ｂによって燃焼室孔１
１側に生じるボルト締結時のシリンダヘッド３１とシリ
ンダブロック３２間の隙間を補充することが可能とな
る。

【００３７】なお、上記した本発明の金属ガスケットに
おいては、ボルト締結時のシリンダヘッド３１とシリン
ダブロック３２間の隙間に応じて厚さ調整された熱硬化
性接着剤５によってストッパ４が固定された状態にあ
り、しかもこのストッパ４に重合する位置に基板３（３
ａ、３ｂ）のビード６ａ、６ｂが形成されているため、
ビード６ａ、６ｂはストッパ４を補充する程度の荷重と
することができる。

【００３８】従って、エンジンの燃焼爆発による叩かれ
によってへたりの生じやすいビード形状とは異なり、叩
かれによっても変化しない熱硬化性接着剤５によって接
着されたストッパ４によって、耐久性に富んだ金属ガス
ケットを得ることが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中板の燃焼室孔周りには該燃焼室孔の周縁からシリンダ
ブロックの冷却水孔の周縁に至る幅を有する板状のスト
ッパが熱硬化性接着剤を介して固定され、中板の両側ま
たは片側に積層された基板には燃焼室孔を囲繞するビー
ドがストッパに重合する位置に形成されているため、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとをボルト締結した際
に燃焼室孔の周囲に生じる隙間を熱硬化性接着剤の厚さ
調整によって補充すると共に、ストッパの荷重分布が該
ストッパの外周にて最大となる金属ガスケットを得るこ
とができる。

【００４０】従って、シリンダブロックの燃焼室の内周
にシリンダスリーブを有するエンジンの場合、従来のよ
うにストッパの最大荷重がシリンダスリーブの上面に作
用しない状態とすることができるため、シリンダスリー
ブの陥没或は燃焼室孔近傍のシリンダヘッドの変形等を
回避した状態で、燃焼室孔周りのシリンダヘッドとシリ
ンダブロックの最大隙間をビードによってシールするこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による金属ガスケットの断面図をシリン
ダヘッドとシリンダブロックの断面形状と共に示した図
である。

【図２】本発明による金属ガスケットの分解斜視図であ
る。

【図３】本発明による金属ガスケットの変更例を示す断
面図である。

【図４】本発明による金属ガスケットの他の変更例を示
す断面図である。

【図５】本発明による金属ガスケットのさらに他の変更
例を示す断面図である。

【図６】(a) は図２に示す金属ガスケットのＡ−Ａ断面
位置における熱硬化性接着剤の厚さ変化とストッパの変
形状況を示す図であり、(b) は図２に示す金属ガスケッ
トのＢ−Ｂ断面位置における熱硬化性接着剤の厚さ変化
とストッパの変形状況を示す図である。

【図７】従来の金属ガスケットを示す断面図である。

【符号の説明】

Ｇ…金属ガスケット ２…中板 ３…基板（上側基板３ａ、下側基板３ｂ） ４…ストッパ ５…熱硬化性接着剤 ６ａ、６ｂ…円弧形ビード ６ｃ…段差ビード ７…ゴム被覆 １１…燃焼室孔 １３…水孔 １４…ボルト孔 ３１…シリンダヘッド ３２…シリンダブロック ３３…燃焼室 ３４…冷却水孔 ３８…ボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロ
   ックの合わせ面に介挿してボルト締結される金属ガスケ
   ットにおいて、中板の両側または片側に基板を積層して
   成り、前記中板の燃焼室孔周りには該燃焼室孔の周縁か
   ら前記シリンダブロックの冷却水孔の周縁に至る幅を有
   する板状のストッパが熱硬化性接着剤を介して固定さ
   れ、前記基板には前記シリンダブロックの燃焼室を囲繞
   するビードが前記ストッパに重合する位置に形成され、
   前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとをボルト
   締結した際に前記燃焼室の周囲に生じる隙間を前記熱硬
   化性接着剤の厚さ調整によって補充すると共に、前記ス
   トッパの荷重分布が該ストッパの外周にて最大となるよ
   うにしたことを特徴とする金属ガスケット。
2. 【請求項２】前記中板の燃焼室孔周りには前記シリンダ
   ブロックの冷却水孔の周縁に至る段差が形成され、該段
   差によって片側に窪んだ面に前記ストッパが固定された
   ことにより、該ストッパの重合による前記中板からの突
   出高さと前記中板の突側への突出高さとが同等の高さと
   なるように調整されたことを特徴とする請求項１記載の
   金属ガスケット。