JP2005036777A - 内燃機関用金属積層型ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の解決しようとする課題は、金属積層ガスケットのビードに、大きなボルト締め付け力が加わることを回避することにある
【解決手段】
シリンダブロック１とシリンダヘッド10との合せ面２，11間に介装され、該両者のいずれか一方または両方の開口部３，12，５，14，６，15の周辺に前記シリンダブロック１の合せ面２または前記シリンダヘッド10の合せ面11に向い突出する環状ビード30，31，32，33，40，41，42，43が形成された複数枚のビード・プレート21，22からなる内燃機関用金属積層型ガスケット20において、前記環状ビード30，31，32，33，40，41，42，43の高さよりも薄いスペーサ・プレート23，24が、前記環状ビード30，31，32，33，40，41，42，43の周辺に配置されたことを特徴とする内燃機関用金属積層型ガスケットを提供するものである。
【選択図】 図１

Description

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に介装されて、両者の間を密封する金属積層型ガスケットに関するものである。

シール性を向上するために、シリンダ開口縁や冷却水開口縁に沿ってビードを高く形成した金属製ガスケットにおいては、シリンダブロックとシリンダヘッドとを結合するボルトが、シリンダ孔内の大きな燃焼ガス圧力を負担するために、大きな締め付力を必要とし、その結果、突出高さの高いビードには、比較的大きな応力が発生する。

このような応力を低減するために、ビードの横断面形状に工夫を凝したものがあった。

ところが、これらのガスケットでも、ビードの頂端部には大きな応力が発生し易かった。

特開昭６３−１５８３６０号公報 実公平８−８３７６号公報

本発明の解決しようとする課題は、金属積層ガスケットのビードに、大きなボルト締め付け力による応力発生を回避することにある。

請求項１記載の発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合せ面間に介装され、該両者のいずれか一方または両方の開口部の周辺に前記シリンダブロックの合せ面または前記シリンダヘッドの合せ面に向い突出する環状ビードが形成された複数枚のビード・プレートからなる内燃機関用金属積層型ガスケットにおいて、前記環状ビードの高さよりも薄いスペーサ・プレートが、前記環状ビードの周辺に配置されたことを特徴とする内燃機関用金属積層型ガスケットである。

請求項２記載の発明は、前記環状ビードは、前記シリンダブロックおよびシリンダヘッドを結合するボルトの孔を囲むように形成され、前記環状ビードとボルト孔との距離が離れている側の該環状ビード内側部に前記スペーサ・プレートが配置されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用金属積層型ガスケットである。

請求項３記載の発明は、前記スペーサ・プレートは、該スペーサ・プレートに接するいずれか一方または両方のビード・プレートに一体に固定されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関用金属積層型ガスケットである。

請求項１記載の発明においては、シリンダブロックおよびシリンダヘッドのいずれか一方または両方の開口部の周辺にビード・プレートに形成された環状ビードの高さよりも薄いスペーサ・プレートが、前記環状ビードの周辺に配置されたため、ガスケットの密封性を高めるべく、シリンダ・ブロックおよびシリンダ・ヘッドを相互に結合するボルトの締め付け力を増大させても、前記ビード・プレートの環状ビードが、平面に近い形状に或る程度変形した後は、前記ボルトの大きな締め付け力は、前記スペーサ・プレートに負担され、前記ビード・プレートの環状ビードに比較的大きな応力が発生するが、ボルト軸力の多くがスペーサ・プレート上にかかるために、振動振幅が抑制され、環状ビード付近の疲労が低減され、燃焼室の密封性が良好となり、ガスケットの耐久性が向上する。

以下、図面に図示された本発明の最良の形態について説明する。

本発明における内燃機関用金属積層型ガスケットの最良の形態について説明する。

本発明の適用対象となる内燃機関（図示されず）は、自動２輪車に搭載される頭上カム軸型水冷式直列４気筒４ストロークサイクル内燃機関であり、この内燃機関のクランク軸（図示されないがシリンダ孔３の配列方向と平行）が自動２輪車の車幅方向に指向し、かつ、排気系は車体前方（図１では上方）に配置されるとともに、吸気系は車体後方（図１では下方）に配置された状態で図示されない自動２輪車の車体に搭載されている。

また、前記内燃機関の本体は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１の上方に金属積層型ガスケット20を介して載置されるシリンダヘッド10と、このシリンダヘッド10の上方に接合される図示されないシリンダヘッドと、シリンダブロック１の下方に接合される図示されないクランクケースとからなり、シリンダブロック１の合せ面２には、冷却水が通過するための冷却水通路開口４と、シリンダヘッド10の結合のためのボルト孔５と、オイルが通過するためのオイル通路開口６と、チェン室開口７とが形成され、シリンダヘッド10の合せ面11には、シリンダブロック１の冷却水通路開口４に連通しうる冷却水通路開口13と、シリンダブロック１のボルト孔５の延長線上に位置したボルト孔14と、シリンダブロック１のオイル通路開口６に連通しうるオイル通路開口15と、チェン室開口16とが形成されている。

さらに、シリンダブロック１の合せ面２とシリンダヘッド10の合せ面11とに介装される金属積層型ガスケット20は、図１に図示される形状に形成された上方ビード・プレート21と、図２に図示される形状に形成された下方ビード・プレート22と、図３に図示される形状に形成されたシリンダ孔周りスペーサ・プレート23と、図１で点を多数符された部分の形状に形成されたオイル孔スペーサ・プレート24とよりなっている。

図１に図示の上方ビード・プレート21には、シリンダブロック１のシリンダ孔３の径よりも僅かに大きな径のシリンダ開口25が、シリンダブロック１のシリンダ孔３およびシリンダヘッド10の燃焼室開口12と中心位置を合せて形成され、また、シリンダブロック１の冷却水通路開口４およびシリンダヘッド10の冷却水通路開口13に連通する冷却水開口26が形成され、さらに、シリンダブロック１のボルト孔５およびシリンダヘッド10のボルト孔14と位置が合致したボルト孔27が形成され、さらにまた、シリンダブロック１のオイル通路開口６およびシリンダヘッド10のオイル通路開口15に対応してオイル開口28が形成されるとともに、シリンダブロック１のチェン室開口７およびシリンダヘッド10のチェン室開口16に対応してチェン室開口29が形成されている。

また、上方ビード・プレート21においては、図６、図７に図示されるように、シリンダ開口25の周縁に隣接してシリンダヘッド10に向い盛り上った形状の燃焼ガス密封環状ビード30が形成されるとともに、図７の左方部に図示されるように、冷却水通路開口４の上方に位置した個所の上方や、図９に図示されるように、シリンダブロック１の冷却水通路開口４およびシリンダヘッド10の冷却水通路開口13に連通する冷却水開口26の周辺部に、上方へ盛り上った形状の冷却水密封環状ビード31が形成されている。

さらに、図１０に図示されるように、上方ビード・プレート21のボルト孔27、オイル開口28を囲み上方へ盛り上った形状態のオイル密封環状ビード32が、上方ビード・プレート21に形成されるとともに、図１１に図示されるように、上方ビード・プレート21のチェン室開口29を囲み上方へ盛り上ったチェン室密封環状ビード33が形成されている。

下方ビード・プレート22においても、図６、図７に図示されるように、上方ビード・プレート21のシリンダ開口25に対応してシリンダ開口35が形成されるとともに、その周縁に下方へ盛り上がった形状の燃焼ガス密封環状ビードが形成されている。

また、下方ビード・プレート22には、図８、図９に図示されるように、上方ビード・プレート21の冷却水開口26に対応し、該冷却水開口26より小径の冷却水開口36が形成されるとともに、その周縁に下方へ盛り上がった形状の冷却水密封環状ビード41が形成され、さらに、図１０に図示されるように、上方ビード・プレート21のボルト孔27、オイル開口28に対応してボルト孔37、オイル開口38が形成されるとともに、このボルト孔37、オイル開口38を囲み下方へ盛り上がったオイル密封環状ビード42が形成され、さらにまた、図１１に図示されるように、上方ビード・プレート21のチェン室開口29に対応してチェン室開口39が形成されるとともに、このチェン室開口39を囲み下方へ盛り上がったチェン室密封環状ビード43が形成されている。

金属積層型ガスケット20の上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22、シリンダ孔周りスペーサ・プレート23、オイル孔スペーサ・プレート24はいずれもステンレス鋼製で、上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22の各両表面には、薄まくのゴムが被覆され、この上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22よりもシリンダ孔周りスペーサ・プレート23は薄い厚さを有し、チェン室開口29はそれよりも薄い厚さを有している。

また、図６、図７に図示されるように、上方ビード・プレート21と下方ビード・プレート22とに挟まれる図３に図示のシリンダ孔周りスペーサ・プレート23は、シリンダブロック１のシリンダ孔３の径よりも僅かに大きな径のシリンダ開口45が形成され、シリンダ孔周りスペーサ・プレート23の外周縁46は、シリンダブロック１の冷却水通路開口４の外壁面４ａより僅かに内側に位置するように形成されるとともに、この外周縁46には、上方ビード・プレート21の冷却水開口26や下方ビード・プレート22の冷却水開口36が露出しうるような切欠き47が形成され、かつ上方ビード・プレート21のボルト孔27や下方ビード・プレート22のボルト孔37に図示されないボルトが挿入される際に、このボルトが接触できないように、切欠き48が形成されている。

さらに、図１および図１０に図示されるように、上方ビード・プレート21のボルト孔27、オイル開口28間にオイル孔スペーサ・プレート24が配置された状態で、上方ビード・プレート21の上面にオイル孔スペーサ・プレート24がスポット溶接等で一体に装着されている。

さらにまた、下方ビード・プレート22の上にシリンダ孔周りスペーサ・プレート23を載置し、シリンダ孔周りスペーサ・プレート23の上に上方ビード・プレート21を載置し、この下方ビード・プレート22、シリンダ孔周りスペーサ・プレート23、上方ビード・プレート21をプレスによるカシメ付けでもって相互に一体に結合している。なお符号49はカシメ付け跡である。

図１ないし図１１に図示の形態では、金属積層型ガスケット20の上方ビード・プレート21のシリンダ開口25および下方ビード・プレート22のシリンダ開口35の全周に燃焼ガス密封環状ビード30および燃焼ガス密封環状ビード40が形成され、この上方ビード・プレート21および下方ビード・プレート22よりも厚さの薄いシリンダ孔周りスペーサ・プレート23がこの上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22間に介装されているため、図６および図７に図示されるように、このシリンダ孔周りスペーサ・プレート23によって、上方ビード・プレート21の燃焼ガス密封環状ビード30がシリンダヘッド10の合せ面11に強く押し付けられるとともに、下方ビード・プレート22によって、下方ビード・プレート22の燃焼ガス密封環状ビード40がシリンダブロック１の合せ面２に強く押し付けられ、燃焼室内のガスが確実に密封される。

特に、上方ビード・プレート21のシリンダ開口25の周辺の燃焼ガス密封環状ビード30と、下方ビード・プレート22のシリンダ開口35の周辺の燃焼ガス密封環状ビード40は、ボルトによる大きな締め付け力でもってシリンダヘッド10の合せ面11と、シリンダブロック１の合せ面２とに強く押し付けられて、高い密封性が得られるとともに、ボルト締め付け力の大部分がシリンダ孔周りスペーサ・プレート23上にかかるため、燃焼ガス密封環状ビード30，40の振動振幅が削減され、燃焼ガス密封環状ビード30，40付近の疲労が低減され、金属積層型ガスケット20の耐久性が向上する。

また、上方ビード・プレート21の冷却水開口26および下方ビード・プレート22の冷却水開口36の外周に冷却水密封環状ビード31および冷却水密封環状ビード41が形成されるので、図９に図示されるように、この冷却水密封環状ビード31および冷却水密封環状ビード41がシリンダヘッド10の合せ面11およびシリンダブロック１の合せ面２に圧接され、冷却水が確実に密封される。

さらに、上方ビード・プレート21のボルト孔27、オイル開口28および下方ビード・プレート22のボルト孔37、オイル開口38の外周にオイル密封環状ビード32およびオイル密封環状ビード42が形成されているので、図１０に図示されるように、このオイル密封環状ビード32およびオイル密封環状ビード42がシリンダヘッド10の合せ面11およびシリンダブロック１の合せ面２に圧接され、オイルが確実に密封される。

そして、ボルト孔５、ボルト孔14とオイル通路開口６、オイル通路開口15との間にて、上方ビード・プレート21の上面にシリンダ孔周りスペーサ・プレート23が一体に溶接されているので、このシリンダ孔周りスペーサ・プレート23にボルトの締め付け力が加わり、オイル密封環状ビード32，42に加わるボルト締め付け力が軽減され、オイル密封環状ビード32，42のみならず、他の燃焼ガス密封環状ビード30，40、冷却水密封環状ビード31，41の耐久性が向上する。

また、上方ビード・プレート21と下方ビード・プレート22とはシリンダ孔周りスペーサ・プレート23を挟んだ状態で一体にカシメ付けされているため、上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22に対するシリンダ孔周りスペーサ・プレート23の相対位置が予め正確に設定され、密封性および作業性が向上する。

さらに、上方ビード・プレート21のシリンダ開口25および下方ビード・プレート22のシリンダ開口35はシリンダブロック１のシリンダ孔３おおびシリンダヘッド10の燃焼室開口12よりも外径寄りに位置しているため、燃焼ガスが上方ビード・プレート21のシリンダ開口25および下方ビード・プレート22のシリンダ開口35に直接触れ難く、シリンダ開口25、シリンダ開口35耐熱性が保持される。

さらにまた、オイル密封環状ビード32，42においては、ボルト孔27，28の近くにオイル孔スペーサ・プレート24が配置されるため、ボルトによるオイル密封環状ビード32，42の押し付け力が全周に亘り略均等に分散する。

このように、上方ビード・プレート21、下方ビード・プレート22に介装されるシリンダ孔周りスペーサ・プレート23により、密封を必要とする個所の燃焼ガス密封環状ビード30，40、冷却水密封環状ビード31，41、オイル密封環状ビード32，42、チェン室密封環状ビード33，43の耐久性が向上する。

金属積層型ガスケットの上方ビード・プレートの頂面図である。 金属積層型ガスケットの下方ビード・プレートの頂面図である。 シリンダ孔周りスペーサ・プレートの頂面図である。 シリンダブロックの頂面図である。 シリンダヘッドの下面を上方から見た透視図である。 図１のVI−VI線に沿って裁断した断面図である。 図１のVII−VII線に沿って裁断した断面図である。 図１のVIII−VIII線に沿って裁断した断面図である。 図１のIX−IX線に沿って裁断した断面図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿って裁断した断面図である。 図１のXI−XI線に沿って裁断した断面図である。

符号の説明

１…シリンダブロック、２…合せ面、３…シリンダ孔、４…冷却水通路開口、５…ボルト孔、６…オイル通路開口、７…チェン室開口、
10…シリンダヘッド、11…合せ面、12…燃焼室開口、13…冷却水通路開口、14…ボルト孔、15…オイル通路開口、16…チェン室開口、
20…金属積層型ガスケット、21…上方ビード・プレート、22…下方ビード・プレート、23…シリンダ孔周りスペーサ・プレート、24…オイル孔スペーサ・プレート、
25…シリンダ開口、26…冷却水開口、27…ボルト孔、28…オイル開口、29…チェン室開口、30…燃焼ガス密封環状ビード、31…冷却水密封環状ビード、32…オイル密封環状ビード、33…チェン室密封環状ビード、
35…シリンダ開口、36…冷却水開口、37…ボルト孔、38…オイル開口、39…チェン室開口、40…燃焼ガス密封環状ビード、41…冷却水密封環状ビード、42…オイル密封環状ビード、43…チェン室密封環状ビード、45…シリンダ開口、46…外周縁、47…切欠き、48…切欠き。

Claims (3)

1. シリンダブロックとシリンダヘッドとの合せ面間に介装され、該両者のいずれか一方または両方の開口部の周辺に前記シリンダブロックの合せ面または前記シリンダヘッドの合せ面に向い突出する環状ビードが形成された複数枚のビード・プレートからなる内燃機関用金属積層型ガスケットにおいて、
   前記環状ビードの高さよりも薄いスペーサ・プレートが、前記環状ビードの周辺に配置されたことを特徴とする内燃機関用金属積層型ガスケット。
2. 前記環状ビードは、前記シリンダブロックおよびシリンダヘッドを結合するボルトの孔を囲むように形成され、
   前記環状ビードとボルト孔との距離が離れている側の該環状ビード内側部に前記スペーサ・プレートが配置されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用金属積層型ガスケット。
3. 前記スペーサ・プレートは、該スペーサ・プレートに接するいずれか一方または両方のビード・プレートに一体に固定されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関用金属積層型ガスケット。
   

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