JP2005114166A - 少なくとも一つの肉厚な楔部材を含むシリンダヘッド用多層ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に実施可能であり、比較的安価であり、簡便な設計の、局部的に様々な厚みを有する中間鋼板を備えたシリンダヘッド用多層ガスケットを提供する。
【解決手段】 本発明のシリンダヘッド用多層ガスケットは、一つ又は複数の前記作用鋼板に対向するように、一つ又は複数のリブ（122）の外側で中間鋼板（120）の面に配置されている少なくとも一つのいわゆる肉厚な楔部材（130）を含み、この肉厚な楔部材（130）の厚みが、楔部材（130）の肉厚な部分が中間鋼板（120）に対して局部的であるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、少なくとも一つの肉厚な楔部材を含むシリンダヘッド用多層ガスケットに関する。より詳細には、本発明は金属製のシリンダヘッド用多層ガスケットに関する。

シリンダヘッド用のガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドの間の気密性を確保するために使用される。図１に示すように、シリンダヘッド用ガスケット10は、一般に、エンジンブロックの上面の形状と略同一であり、特に実質上矩形の形状を有し、エンジンブロックとシリンダヘッドにそれぞれ設けられている空洞やダクトの間の連続性が保たれるように複数の開口部を有する。このようにして、第１の開口部12は燃焼室に対応して設けられ、第２の開口部14は一つ又は複数の冷却液の管路に対応して設けられ、第３の開口部16は、エンジンブロックへシリンダヘッドを固定するための固定要素、特にねじのついたロッドを通過可能とするために設けられている。そのため、シリンダヘッド用ガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドが接する面に形状的な欠陥があったり、又は温度変動があった場合にも、エンジンブロック及びシリンダヘッドの双方に設けられている管路相互間の気密性と、それぞれの管路の外部に対する気密性とが良好に保持されていなければならない。

図２Ａ、２Ｂに示す公知の実施形態によれば、シリンダヘッド用ガスケット10は、複数の積層シート又は積層鋼板からなり、特に、それらの間に中間鋼板20が配置されている機能的な２枚の外側作用鋼板18を含む。少なくとも一方の外側鋼板18は、第１の開口部12の周囲で、その開口部の近傍に、シリンダヘッド用ガスケットの内部に向かって配向されているリブ22を含み、それによってシリンダヘッド用ガスケットの変形を補正可能とする変形可能な領域が得られる。したがって、リブ22が２枚の外側鋼板18に設けられている場合、リブの突出部分は対向して配置され、互いに向き合うように、又は対向するように配向される。

気密性を改善するために、シリンダヘッド用ガスケット10は、燃焼室に対応して設けられている第１の開口部12の周辺に、中間鋼板20と突合せて配置されているストッパと称される楔部材24を含む。この楔部材、すなわちストッパ24の厚みは、中間鋼板20よりもわずかに厚く、それによって、燃焼室の周囲での締めつけ力が大きくなるとともに、少なくとも一つの外側鋼板18に対する圧縮応力の負荷量が小さくなり、リブのつぶれが低減される。

締めつけ要素の配置に応じてストッパの厚みを加減し、燃焼室に対応して設けられている開口部12の周辺に締めつけ応力を一様に分配することができる。中間鋼板20の厚みを常に上回る厚みを有するストッパ24を設けることによって、締めつけモーメントに対して外側鋼板18が突っ張るので、外側鋼板の位置で機械的な応力が発生する。一方、気密性を良好に保つために、シリンダヘッド用ガスケット10の面全体にわたって一様な圧力で締めつけることが必要である。

したがって、上記の問題を解決するために、局部的な肉厚な部分を、中間鋼板のいわゆるガス領域又は燃焼室の外方の領域、すなわちリブ22の外側に設け、それによって応力を低減し、シリンダヘッド用ガスケットの面全体にわたって締めつけ圧を一様とすることができる。

図２Ａに示す公知の第１の実施形態によれば、厚みが0.1mm以下の金属箔26又は薄型鋼板を中間鋼板20の表面に嵌め込むことによって肉厚な部分を形成することができる。しかし金属箔は折れ曲がることがあり、金属箔の設置が容易ではないために、この解決方法は満足のいくものではない。さらに、十分にその機能を果たすように、金属箔を中間鋼板に機械的に結合することが必要である。しかし非常に薄い構成要素又は金属箔の固定は、比較的複雑であり、コスト高である。

図２Ｂに示す公知の第２の実施形態によれば、肉厚な部分は、中間鋼板20の型打ち、打ち抜きにより形成され、中間鋼板の厚みが変えられる。局部的に様々な厚みを鋼板に与える型打ちは、実施が比較的複雑であり、高コストであるために、この解決方法もまた満足のいくものではない。しかも、こうした型打ち工程では、圧延工程と異なり正確な寸法の厚みを達成することができない。

したがって、本発明は、容易に実施可能であり、比較的安価であり、簡便な設計の、局部的に様々な厚みを有する中間鋼板を備えたシリンダヘッド用多層ガスケットを提供し、それによって従来技術による不都合の解消を課題としている。

上記課題は、燃焼室に対応する少なくとも一つのオリフィス又は開口部を備えているシリンダヘッド用ガスケットであって、一つ又は複数のオリフィス（開口部）の周囲に設けられている少なくとも一つのリブを含み、かつ少なくとも一つのいわゆる作用鋼板及び少なくとも一つの中間鋼板の積層体からなるものにおいて、シリンダヘッド用ガスケットが、一つ又は複数のリブの外側で一つ又は複数の作用鋼板に対向して中間鋼板の面に配置されている少なくとも一つのいわゆる肉厚な楔部材を含み、この肉厚な楔部材の厚みが、楔部材の肉厚な部分が中間鋼板に対して局部的であるように構成されていることを特徴とするシリンダヘッド用ガスケットにより解決される。

肉厚な楔部材が、これを受容する中間鋼板の受容部の形状と共働する形状を有し、肉厚な楔部材が、中間鋼板に設けられているその受容部に配置されていることが有利である。この構成により、肉厚な楔部材が最適に固定可能となる。

中間鋼板に設けられている受容部が開放され、貫通溝として形成されていることが好ましい。この実施形態では、製造工程が簡略化可能であり、圧延によって得られる肉厚な楔部材の厚みに対応する正確な厚みを有する肉厚な部分を形成可能であるという長所がもたらされる。

また本発明は、シリンダヘッド用ガスケットの中間鋼板に肉厚な部分を形成する方法を提供する。

本発明の目的は、燃焼室に対応する少なくとも一つの開口部（112）を備えているシリンダヘッド用ガスケットであって、一つ又は複数の開口部の周囲に設けられている少なくとも一つのリブ（122）を含み、かつ少なくとも一つのいわゆる作用鋼板（118）及び少なくとも一つの中間鋼板（120）の積層体からなるものにおいて、シリンダヘッド用ガスケットが、一つ又は複数の作用鋼板に対向するように、一つ又は複数のリブ（122）の外側で中間鋼板（120）の面に配置されている少なくとも一つのいわゆる肉厚な楔部材（130）を含み、この肉厚な楔部材（130）の厚みが、楔部材（130）の肉厚な部分が中間鋼板（120）に対して局部的であるように構成されているシリンダヘッド用ガスケットを提供することである。シリンダヘッド用ガスケットが、このように構成されていることによって、容易に実施可能であり、比較的安価であり、簡便な設計の、局部的に様々な厚みを有する中間鋼板を備えたシリンダヘッド用多層ガスケットが提供可能となる。

さらに本発明の他の特徴及び長所を、添付図面を参照しながら、例としてのみ挙げる本発明の以下の説明から明らかにする。

図１は、シリンダヘッド用ガスケット100を示す。

この形式のシリンダヘッド用ガスケットは、エンジンブロックとシリンダヘッドの間に配置され、エンジンブロックとシリンダヘッドにそれぞれ設けられている空洞又は管路相互の間の連続性が保持されるように複数の開口部を有する。そのため、シリンダヘッド用ガスケット100は、空洞又は管路間相互の気密性と、各空洞又は各管路と外部の間の気密性が保持可能でなければならない。

以下の説明では、従来技術による実施形態と共通の構成要素に対して、従来技術による実施形態の構成要素に与えた参照番号に100を加えた参照番号を付与している。

したがって、各図に示すように、シリンダヘッド用ガスケット100には、燃焼室に対応して設けられている第１の開口部112と、一つ又は複数の冷却液の管路に対応して設けられている第２の開口部114と、エンジンブロックへシリンダヘッドを固定するための固定要素、特にねじ付きロッドを通過可能とするために設けられている第３の開口部116が設けられている。

このシリンダヘッド用ガスケット100は、複数の積層シート又は積層鋼板、特に、その間に中間鋼板120が配置されている２枚の機能的な外側作用鋼板118からなる。少なくとも一方の外側鋼板118には、第１の開口部112の周囲で、その開口部の近傍に、シリンダヘッド用ガスケットの内部に向かって配向されているリブ122が設けられ、それによって、シリンダヘッド用ガスケットの変形を補正可能とする変形可能な領域がもたらされる。したがって、リブ122が２枚の外側鋼板118にそれぞれ設けられている場合、リブの突出部は、対向して配置され、互いに向き合うように配向されていることが好ましい。このとき、一つ又は複数のリブ122は、当該一つ又は複数のリブの内部にある第１の領域と、当該一つ又は複数のリブ122の外部にあるガス領域の外方の領域、燃焼室の外方の領域と呼ばれる第２の領域の、二つの領域を画定する。

気密性を改善を目的として、シリンダヘッド用ガスケット110には、第１の開口部112の周辺に、中間鋼板120と突合せて配置されている、中間鋼板120よりも肉厚のストッパと称される楔部材124が含まれる。

本発明によれば、シリンダヘッド用ガスケット110は、一つ又は複数のリブの外側で、一つ又は複数の作用鋼板118に対向して、中間鋼板120の面に配置されている少なくとも一つのいわゆる肉厚な楔部材130を含み、肉厚な楔部材130の厚みは、楔部材130の肉厚な部分が、中間鋼板120の全体にわたらないように、中間鋼板120に対して局部的であるように構成されている。

本発明において、中間鋼板120の面に配置されるということは、肉厚な楔部材130の一部が中間鋼板120の断面部分の少なくとも一部に接触しうることを意味し、この断面部分は、中間鋼板の周辺縁部、あるいは中間鋼板に設けられている受容部又は凹部、貫通溝の縁部に対応する。

本発明において、一つ又は複数の作用鋼板118に対向して配置されているということは、肉厚な楔部材130の一部が、少なくとも一つの作用鋼板に接触しうるか、又は２枚の作用鋼板の間に配置されていることを意味する。

肉厚な楔部材130が、中間鋼板120に設けられている受容部又は凹部、貫通溝128に配置されていることが好ましい。

肉厚な楔部材130の形状が、その楔部材を受容する受容部128の形状と共働する形状であり、相補的であり、中間鋼板120の面における楔部材130の相対的な運動が制限されることが有利である。

肉厚な楔部材130は、受容部128の縁部により、その並進運動が妨げられ、楔部材130の厚みは、従来技術の金属箔26の厚みを上回り、本発明のシリンダヘッド用ガスケットの実施は容易である。一般に、受容部又は凹部を形成するための、材料を取り除く加工作業は、型打ち作業に比べてより簡単に、安価に実施することができる。

場合に応じて、受容部128は、図３に示すような、底部を残す非開放型とすることができ、また図４に示すような、底部を残さない貫通する開放型とすることができる。この貫通する受容部とする第２の実施形態は、作業工程を簡素化し、圧延によって得られる肉厚な楔部材130の厚みに対応する正確な肉厚な部分を製造可能であるという長所を有する。

第２の実施形態を図５に断面を含む斜視図で示す。

従来技術によれば、楔部材130が形成する肉厚な部分によって、外側鋼板118の位置における機械的な応力を低減することができ、シリンダヘッド用ガスケットの面全体で一様な締めつけ圧が得られる。

好適な実施形態によれば、中間鋼板120に設けられている受容部128は、第１の開口部112、第２の開口部114、第３の開口部116の切断時に、押し抜き、打ち抜きにより形成することができる。補足的に、肉厚な楔部材130も同様に押し抜き、打ち抜きにより形成可能である。肉厚な楔部材の輪郭は、様々な形状とすることができる。

金属箔は、動かないようにあらゆる適切な手段によって中間鋼板に固定しなければならないが、それに対して、肉厚な楔部材130は、単に受容部128に嵌め込み、挿入、組み合わせることによって固定することができるので、固定手段は不要であり、有利である。変形実施形態では、図６、７に示したように、シリンダヘッド用ガスケットの縁部で中間鋼板120の周辺に肉厚な楔部材130を配置することも可能である。

この場合、中間鋼板120に設けられている凹部、貫通溝128の縁部は、肉厚な楔部材130を固定するのに十分でなくてもよい。貫通溝128の縁部は、楔部材130を固定するのに十分な寸法を有している必要はない。

第１の実施形態によれば、肉厚な楔部材130は、図６に示すように、あらゆる適切な手段によって、特に溶接によって中間鋼板120に固定可能である。

別の実施形態によれば、肉厚な楔部材130は、あらゆる適切な手段によって、特に溶接によって一方の作用鋼板118に固定可能である。

別の実施形態によれば、肉厚な楔部材130は、図７に示すように、縁部132を折り曲げられた少なくとも一つの外側鋼板118に簡単に固定することができる。

ある条件において、特に肉厚な楔部材が中間鋼板120の周辺に配置されるとき、中間鋼板は、受容部128を含まなくてもよく、単に寸法が作用鋼板よりも小さければよい。

最も確実な結果は、肉厚な楔部材130を中間鋼板120の周辺に配置した場合に得られる。

これらの結果は、中間鋼板の周辺に配置された肉厚な楔部材を、ねじ穴116の周囲に配置された肉厚な楔部材に結合することにより、さらに改善される。したがって、本発明によれば、肉厚な楔部材にねじ穴を設けることができる。この構成によって、作用鋼板間で肉厚な楔部材を固定し、その肉厚な楔部材と、一方の作用鋼板又は中間鋼板を機械的に、例えば溶接により結合する必要がなくなり、組立工程が簡素化されるという長所が得られる。

本発明が、以上のように記載及び図示した実施形態に制限されず、その反対に、特にシリンダヘッド用ガスケットを構成する各種構成要素の形状、寸法及び材料に関して、あらゆる変形実施形態を含むことはもちろんである。

また単一の作用鋼板を含むシリンダヘッド用ガスケット及び／又は、ストッパを備えたシリンダヘッド用ガスケットもしくはストッパを備えないシリンダヘッド用ガスケットにも本発明を同様に適用することが可能である。

さらに、変形実施形態では、ストッパと中間鋼板を一体化して形成することができ、このときストッパは、特に中間鋼板を折り曲げることによって、燃焼室に対応して設けられている開口部位置にある肉厚な部分により構成することができる。

シリンダヘッド用ガスケットの平面図である。 従来技術の第１の実施形態による図１のII−II線による断面図である。 従来技術の第２の実施形態による図１のII−II線による断面図である。 本発明の第１の実施形態による図１のII-II線による断面図である。 本発明の第２の実施形態による図１のII−II線による断面図である。 図４のシリンダヘッド用ガスケットの断面の一部を示す斜視図である。 シリンダヘッド用ガスケットの一実施形態を示す断面図であり、肉厚な楔部材がシリンダヘッド用ガスケットの周辺に配置されている場合を示す。 シリンダヘッド用ガスケットの周辺に配置された肉厚な楔部材を固定する他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１００ シリンダヘッド用ガスケット
１１２ 第１の開口部
１１４ 第２の開口部
１１６ 第３の開口部
１１８ 作用鋼板
１２０ 中間鋼板
１２２ リブ
１２４ ストッパ
１２８ 凹部
１３０ 楔部材

Claims (11)

1. 燃焼室に対応する少なくとも一つの開口部（112）を備えているシリンダヘッド用ガスケットであって、前記一つ又は複数の開口部の周囲に設けられている少なくとも一つのリブ（122）を含み、かつ少なくとも一つの作用鋼板（118）及び少なくとも一つの中間鋼板（120）の積層体からなるものにおいて、
   前記シリンダヘッド用ガスケットが、一つ又は複数の前記作用鋼板に対向するように、一つ又は複数の前記リブ（122）の外側で前記中間鋼板（120）の面に配置されている少なくとも一つの肉厚な楔部材（130）を含み、
   前記肉厚な楔部材（130）の厚みが、前記楔部材（130）の肉厚な部分が前記中間鋼板（120）に対して局部的であるように構成されているシリンダヘッド用ガスケット。
2. 前記中間鋼板（120）が、少なくとも一つの前記肉厚な楔部材（130）を受容可能な少なくとも一つの凹部又は受容部（128）を含む請求項１に記載のシリンダヘッド用ガスケット。
3. 前記肉厚な楔部材（130）が、これを受容する凹部（128）の形状と共働する形状を有する請求項２に記載のシリンダヘッド用ガスケット。
4. 前記凹部（128）が前記中間鋼板を貫通している請求項２又は３に記載のシリンダヘッド用ガスケット。
5. 前記肉厚な楔部材（130）が前記中間鋼板（120）の周囲に配置されている請求項１から４のいずれか一項に記載のシリンダヘッド用ガスケット。
6. 少なくとも一つの前記作用鋼板（118）が、前記肉厚な楔部材（130）を固定するために、その縁部（132）を折り曲げられている請求項５に記載のシリンダヘッド用ガスケット。
7. シリンダヘッド用ガスケットに組み込まれる中間鋼板の肉厚な部分を形成する方法であって、前記シリンダヘッド用ガスケットが、燃焼室に対応する少なくとも一つの開口部（112）の周囲に設けられている少なくとも一つのリブ（122）を含み、かつ少なくとも一つの作用鋼板（118）及び少なくとも一つの中間鋼板（120）の積層体からなるものにおいて、
   一つ又は複数の前記リブ（122）の外側に位置する領域に少なくとも一つの受容部又は凹部（128）を形成し、
   前記受容部又は凹部（128）に肉厚な楔部材（130）を配置することによって、前記楔部材（130）が中間鋼板（120）に対して局部的であるように、前記肉厚な部分を形成する方法。
8. 前記中間鋼板を貫通するように、前記少なくとも一つの凹部（128）を形成する請求項７に記載の方法。
9. 前記少なくとも一つの凹部（128）を押し抜きにより形成する請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記少なくとも一つの凹部（128）を前記中間鋼板（120）の周辺に形成する請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記少なくとも一つの作用鋼板（118）の周辺縁部を折り曲げること（132）によって、前記中間鋼板（120）の周辺に配置されている肉厚な楔部材（130）を固定する請求項１０に記載の方法。

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