JP2002147609A - ヘッドガスケット - Google Patents

ヘッドガスケット

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JP2002147609A JP2000341798A JP2000341798A JP2002147609A JP 2002147609 A JP2002147609 A JP 2002147609A JP 2000341798 A JP2000341798 A JP 2000341798A JP 2000341798 A JP2000341798 A JP 2000341798A JP 2002147609 A JP2002147609 A JP 2002147609A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダボア用穴の周囲に対しては、最適な材
料で形成されたグロメットを配設できると共に、基板に
対しても、最適な材料を配置でき、シール性能が良く耐
久性に富む薄板構造のヘッドガスケットを提供する。 【解決手段】エンジンのシリンダボア用穴２の周囲にグ
ロメット３０を設けると共に、該ヘッドガスケット１を
構成する基板１０，２０を第１金属材で、前記グロメッ
ト３０を第２金属材でそれぞれ形成したヘッドガスケッ
ト１，１Ａであって、前記第１金属材と前記第２金属材
を別金属材料で形成すると共に、前記グロメット３０を
前記基板１０，２０の少なくとも一枚１０に溶接で一体
的に接合して形成する。

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
ダヘッドとシリンダブロックの二部材の間に挟持してシ
ールを行うヘッドガスケットに関するものである。
【０００２】より詳細には、シリンダボア用孔の周囲
に、グロメットを設けたメタルガスケットにおいて、こ
のグロメットと基板とを異なった材質で形成し、高いシ
ール性能と優れた耐久性を持つヘッドガスケットに関す
る。
【０００３】
【従来の技術】自動車のエンジンのシリンダヘッドとシ
リンダブロック（シリンダボディ）の接合面をシールす
る場合に、ヘッドガスケットを間に挟持して燃焼ガス等
をシールしている。
【０００４】このヘッドガスケットは、図４に例示する
ように、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合
わせて製造され、ボア用穴２、水穴３やオイル穴４等の
液体穴、ボルト穴５等が形成されており、それぞれのシ
ール対象穴に対して様々なシール手段３１，６２が設け
られている。
【０００５】このシール手段においては、同じエンジン
部材間で同じガスケットで行うシールであっても、対象
とする穴によって要求されるシール性能には大きな差異
がある。つまり、シリンダボア用穴２では、シリンダ内
の高温且つ高圧の燃焼ガスをシールする必要があるが、
その一方の液体穴３、４では、比較的低温の液体に対す
るシールが要求される。
【０００６】一方、このヘッドガスケットは、エンジン
の軽量化および製造コストの低減の要請から、多数の金
属板を積層した積層タイプから、一枚乃至二枚の金属板
で形成する単純な構造のメタルガスケットとなって来て
おり、構成板が少なくなるため、使用可能な材料も制限
されてきている。また、エンジンの小型化のために、シ
ール手段に使用できる面積が減少してきている。
【０００７】そのため、シール手段として採用できるビ
ードやグロメットやシム等を多数枚の積層タイプのよう
に自由に組み合わせたり、シール手段を二重に設けたり
することは難しく、シール手段の種類、個数が制限さ
れ、単純化したシール手段を使用せざるを得なくなって
きている。
【０００８】従来技術のガスケットの例を、図４〜図６
に示すが、これらのヘッドガスケット１Ｘ、１Ｙでは、
シリンダボア用孔２の周囲に、弾力性があり、隙間の変
動に対する追従性が良い円弧形状や幅狭のビード３１を
一重で配置し、また、これらのビード３１に、高温高圧
の燃焼ガスが接触しないように、基板６０Ｘ，６０Ｙの
一部を折り返して形成したグロメット６１で保護してい
る。また、液体孔３，４をシールするために、ビード６
２やハーフビード６３，７３を設けている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術のヘッドガスケット１Ｘ，１Ｙにおいては、
シリンダボア用穴２の周囲を囲むグロメット６１の部分
とエンジン部材に接触する基板６０Ｘ，６０Ｙとが一枚
の板で形成されているため、基板６０Ｘ，６０Ｙと同じ
材料でグロメット６１を形成せざるを得ない。
【００１０】一方、このグロメット６１は曲げ加工によ
り形成されるため、その材料としては曲げ加工に対し
て、割れが発生し難く、変形し易い焼鈍材が好ましい
が、基板は、ビード６２やハーフビード６３，７３を設
けるために、材料にバネ材を用いることが好ましい。
【００１１】そのため、同一材料でグロメットと基板を
形成した場合には、基板に必要な弾力性という性質と、
折り曲げ部分に亀裂が生じ易いグロメットに必要な、曲
げ加工性や耐熱性を両立させて満足させることが難し
く、十分な耐久性を得ることが難しいという問題があっ
た。
【００１２】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、エンジンのシリン
ダヘッドとシリンダブロックの接合面をメタルヘッドガ
スケットでシールする場合に、シリンダボア用穴の周囲
に対しては、最適な材料で形成されたグロメットを配設
できると共に、基板に対しても、最適な材料を配置で
き、シール性能が良く耐久性に富む薄板構造のヘッドガ
スケットを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るヘッドガスケットは、次に示すように構
成される。
【００１４】１）エンジンのシリンダヘッドとシリンダ
ブロックの間をシールし、該ヘッドガスケットを構成す
る基板を第１金属材で、シリンダボア用穴の周囲の周辺
部材を第２金属材でそれぞれ形成したヘッドガスケット
であって、前記第１金属材と前記第２金属材を別金属材
料で形成すると共に、前記周辺部材を前記基板の少なく
とも一枚に溶接で一体的に接合して形成する。
【００１５】この構成によれば、シリンダボア用穴の周
囲の周辺部材と基板を別金属材料で形成するので、少な
い枚数で、それぞれに適した材料で周辺部材と基板を構
成できるので、シール性能が良く、耐久性に富む薄板構
造でかつ、軽量のヘッドガスケットを得ることができ
る。
【００１６】２）エンジンのシリンダボア用穴の周囲に
グロメットを設けると共に、該ヘッドガスケットを構成
する基板を第１金属材で、前記グロメットを第２金属材
でそれぞれ形成したヘッドガスケットであって、前記第
１金属材を前記第２金属材を別金属材料で形成すると共
に、前記グロメットを前記基板の少なくとも一枚に溶接
で一体的に接合して形成する。
【００１７】この構成によれば、グロメットと基板を別
金属材料で形成するので、それぞれに適した材料でグロ
メットと基板を構成できるので、シール性能が良く、耐
久性に富むヘッドガスケットを得ることができる。
【００１８】つまり、エンジン部材と広く接する部分や
液体穴周囲の冷却水や循環油等をシールする部分では、
比較的低いシール面圧でよく、平坦な部分が多いため、
バネ材のような適度な弾力性を有する材料が好ましい
が、一方、シリンダボア用穴周囲では、高圧・高温の燃
焼ガスをシールするため、高い耐熱性と曲げ加工に対す
る変形し易さが必要であり、焼鈍材のような耐熱及び曲
げ加工性に優れた材料が好ましい。この両方の要請を本
構成を採用することにより、簡単に満たすことができ
る。
【００１９】３）そして、上記のヘッドガスケットにお
いて、前記基板を形成する第１金属材をバネ材で、前記
グロメットを形成する第２金属材を焼鈍材で形成する。
【００２０】基板を形成する第１金属材の金属材料とし
てはステンレス、バネ材等が考えられ、グロメットを形
成する第２金属材の金属材料としては、ステンレス焼鈍
材、軟鋼板等が考えられるが、このバネ材と焼鈍材の組
み合わせが最も好ましい。
【００２１】４）上記のヘッドガスケットにおいて、前
記基板と前記グロメットのそれぞれに、スポット溶接代
を設け、該スポット溶接代の重なり合う部分でスポット
溶接により、前記グロメットを前記基板に一体的に接合
して構成する。
【００２２】この構成によれば、スポット溶接代の部分
で溶接により接合するので、グロメットと基板との重な
り部分が非常に小さくなり、ヘッドガスケットの重量を
軽減でき、また、材料も節約できる。
【００２３】この場合に、グロメットの端部と基板の端
部とが円周状に重なり合うようにして、この重なり合う
部分の数カ所でスポット溶接してもよいが、オープンデ
ッキタイプのシリンダブロックに使用する場合のよう
に、グロメットの端部と基板の端部との間に隙間を設け
て、ウォータジャケットの冷却水の通路を確保し、スポ
ット溶接代で重なり合う部分を形成してもよい。
【００２４】なお、グロメットと基板との間は全周溶接
してもよいが、グロメットと基板を一体物のヘッドガス
ケットとして取り扱うことができれば良いので、スポッ
ト溶接で数カ所接合するのが工数低減や重量軽減の面か
ら好ましい。
【００２５】５）上記のヘッドガスケットにおいて、前
記グロメットの内部に、ビード部材を配設する。
【００２６】この構成により、グロメット部分にビード
を配設することができ、このビードの弾力性により、優
れたシール性を発揮できる。このビード部材の材料は、
基板の金属材料とは別の金属材料にしたり、同じ金属材
料であっても、板厚を変えたり、熱履歴を変えたりする
こともできる。
【００２７】なお、上述した本発明の構成は、メタルガ
スケットの基板の数が２枚の時に特に有効であるが、基
板の数が単数である場合や中間板を含むような２枚以上
の構成である場合においても効果を奏し、ビードの断面
形状や大きさ、ビード部材の材料等も、要求されるシー
ル性能によって適宜、選択することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明のヘ
ッドガスケットの実施の形態について説明する。
【００２９】図１のヘッドガスケット１，１Ａの平面図
に示すように、本発明に係る実施の形態のヘッドガスケ
ット１，１Ａは、エンジンのシリンダヘッドとシリンダ
ブロック（シリンダボディ）との間に挟持されるメタル
ガスケットであって、シリンダボアの高温・高圧の燃焼
ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の液体通路
の冷却水やオイル等の液体をシールするものである。
【００３０】なお、図１〜図６は、模式的な説明図であ
り、メタルガスケットの板厚やビードやシール溝の寸法
及び縦横比を実際のものとは異ならせて、シール部分を
誇張して示すことにより、より理解し易いようにしてい
る。
【００３１】図１及び図２に示すように、この本発明の
第１実施の形態のヘッドガスケット１は、２枚の構成板
である基板１０，２０と、シリンダボア用穴２の周囲に
設けた周辺部材であるグロメット３０と、ビード板４０
とで形成される。
【００３２】このヘッドガスケット１の基板（金属構成
板）１０，２０を形成する第１金属材は、ステンレス鋼
板や、バネ鋼板等のバネ材で形成され、グロメット３０
を形成する第２金属材は、ステンレス焼鈍材（アニール
材）、軟鋼板等で形成する。また、ビード４１を有する
ビード板４０を形成する金属材は、基板１０と同じ材質
で形成することもできるが、別の金属材料の第３金属材
で形成することもできる。
【００３３】なお、板厚の寸法例を示すと、例えば、シ
リンダボア径が８０ｍｍφの場合で、基板１０，２０で
０．２〜１．０ｍｍ程度、グロメット３０で０．２〜
０．３ｍｍ程度、ビード板４０で０．２〜０．４ｍｍ程
度である。
【００３４】このグロメット３０は、円環を連結した形
状のグロメット用部材に、シリンダスボア用孔２を設け
ると共に、スポット溶接代３０ａを、シリンダボア用孔
２の各周囲のそれぞれに２乃至３箇所を設ける。
【００３５】また、このグロメット用部材に円環状のビ
ード板４０をシリンダボア用孔２の周囲に配設して、グ
ロメット用部材のこの部分を折り曲げて、ビード板４０
を内包したグロメット３０を形成する。
【００３６】一方、基板１０，２０の一方の基板１０
に、グロメット３０のスポット溶接代３０ａに重なるス
ポット溶接代１０ａを設けると共に、液体孔３，４をシ
ールするためのハーフビード１３を設ける。また、基板
１０，２０の他方の基板２０にも、液体孔３，４をシー
ルするためのハーフビード２３を設ける。
【００３７】そして、この基板１０のスポット溶接代１
０ａにグロメット３０のスポット溶接代３０ａを重ね
て、スポット溶接し、基板１０とグロメット３０を一体
的に形成する。
【００３８】更に、基板１０と基板２０をスポット溶接
や接着剤等により接合する。
【００３９】以上のようにして、図１と図２に示すよう
な、ヘッドガスケット１を構成することができる。
【００４０】この構成のヘッドガスケット１によれば、
基板１０，２０を形成する第１金属材とグロメット３０
を形成する第２金属材を別の金属材料で形成するので、
それぞれに適した金属材料でグロメット３０と基板１
０，２０を構成できるので、シール性能が良く、しか
も、耐久性に富むヘッドガスケット１を得ることができ
る。
【００４１】また、重なり合うスポット溶接代１０ａ，
３０ａで溶接して接合するので、グロメット３０と基板
１０との重なり部分１０ａ，３０ａが非常に小さくな
り、ヘッドガスケット１の重量を軽減でき、また、材料
も節約できる。
【００４２】また、グロメット３０の内部に、ビード板
４０が配設されているので、このビード４１の弾力性に
より、優れたシール性を発揮できる。
【００４３】次に、図１と図３で示す第２の実施の形態
のヘッドガスケット１Ａについて説明するが、このヘッ
ドガスケット１Ａは、第１の実施の形態のヘッドガスケ
ット１に対して、厚さ調整板として機能する中板５０を
新たに設けている点が異なるだけで、その他の構成は同
じである。
【００４４】この中板５０は、スポット溶接代３０ａと
スポット溶接代１０ａとが重なる部分に、調整孔５１を
設けて構成される。
【００４５】以上の構成のヘッドガスケット１Ａによれ
ば、厚さ調整用の中板５０を配設しているので、ビード
４１のシール面圧やハーフビード１３，２３のシール面
圧を最適なものに調整できるので、シール性能を著しく
高めることができる。
【００４６】また、ヘッドガスケット１Ａがエンジン部
材の間に挟持された時に、スポット溶接代２０ａとスポ
ット溶接代１０ａとが重なる部分を調整孔４１に収容
し、全体的に略同じ厚さとなるようにすることができ
る。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のヘッドガ
スケットによれば、次のような効果を奏することができ
る。
【００４８】基板を形成する第１金属材とグロメットを
形成する第２金属材を別金属材料で形成し、それぞれに
適した金属材料で基板とグロメットを構成できるので、
シール性能が良く、しかも、耐久性に富むヘッドガスケ
ットを得ることができる。
【００４９】つまり、エンジン部材と広く接する部分や
液体穴周囲の冷却水や循環油等をシールする部分では、
バネ材のような適度な弾力性を有する材料を使用するこ
とができ、また、グロメットにおいては、高圧・高温の
燃焼ガスをシールするため、高い耐熱性を持つと共に、
曲げ加工に対して変形し易い焼鈍材等の材料を使用でき
る。
【００５０】また、基板とグロメットのそれぞれにスポ
ット溶接代を設け、このスポット溶接代が重なり合う部
分で溶接により一体的に接合するので、基板とグロメッ
トとの重なり部分が非常に小さくなり、ヘッドガスケッ
トの重量を軽減でき、また、材料も節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１及び第２の実施の形態のヘッ
ドガスケットを示す平面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のヘッドガスケ
ットを示す模式的な図面であり、Ｘ−Ｘの一部分におけ
る断面を含む部分斜視図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のヘッドガスケ
ットを示す模式的な図面であり、図１のＸ−Ｘの一部分
における断面を含む部分斜視図である。
【図４】従来技術のヘッドガスケットを示す平面図であ
る。
【図５】従来技術のヘッドガスケットを示す模式的な図
面であり、図４のＸ−Ｘの一部分に相当する断面を含む
部分斜視図である。
【図６】従来技術の他のヘッドガスケットを示す模式的
な図面であり、図４のＸ−Ｘの一部分に相当する断面を
含む部分斜視図である。
【符号の説明】
１，１Ａ ヘッドガスケット ２ シリンダボア用穴 １０，２０ 基板 １０ａ スポット溶接代 ３０ グロメット ３０ａ スポット溶接代 ４０ ビード板 ４１ ビード

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
    ロックの間をシールし、該ヘッドガスケットを構成する
    基板を第１金属材で、シリンダボア用穴の周辺部材を第
    ２金属材でそれぞれ形成したヘッドガスケットであっ
    て、前記第１金属材と前記第２金属材を別金属材料で形
    成すると共に、前記周辺部材を前記基板の少なくとも一
    枚に溶接で一体的に接合したことを特徴とするヘッドガ
    スケット。
  2. 【請求項２】 エンジンのシリンダボア用穴の周囲にグ
    ロメットを設けると共に、該ヘッドガスケットを構成す
    る基板を第１金属材で、前記グロメットを第２金属材で
    それぞれ形成したヘッドガスケットであって、前記第１
    金属材と前記第２金属材を別金属材料で形成すると共
    に、前記グロメットを前記基板の少なくとも一枚に溶接
    で一体的に接合したことを特徴とするヘッドガスケッ
    ト。
  3. 【請求項３】 前記基板を形成する第１金属材をバネ材
    で、前記グロメットを形成する第２金属材を焼鈍材で形
    成したことを特徴とする請求項２に記載のヘッドガスケ
    ット。
  4. 【請求項４】 前記基板と前記グロメットのそれぞれ
    に、スポット溶接代を設け、該スポット溶接代の重なり
    合う部分におけるスポット溶接により、前記グロメット
    を前記基板に一体的に接合したことを特徴とする請求項
    ２又は３に記載のヘッドガスケット。
  5. 【請求項５】 前記グロメットの内部に、ビード部材を
    配設したことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項
    に記載のヘッドガスケット。
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