JP2005180552A - Metal gasket for cylinder head - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されるシリンダーヘッド用メタルガスケットに関するものである。 The present invention relates to a cylinder head metal gasket inserted between a cylinder block and a cylinder head of an internal combustion engine.
この種のメタルガスケットとしては例えば、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記シリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダーヘッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有するとともに少なくとも外向きの面(シリンダーブロックおよびシリンダーヘッドに対向する面)にラバーコーティング層を敷設された少なくとも一枚の基板を具えるものが知られている。 As this type of metal gasket, for example, a cylinder hole formed corresponding to each cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine, an annular bead having an angled cross section formed around each cylinder hole, and the cylinder block A cooling water hole formed in the outer peripheral portion of each annular bead corresponding to the cooling water jacket of the cylinder head and the cooling water hole of the cylinder head, and a position surrounding the annular bead and the cooling water hole as a whole. And having at least one substrate having a rubber coating layer on at least an outward surface (a surface facing a cylinder block and a cylinder head) and an outer peripheral bead having a single bevel-shaped cross section. Yes.
かかるメタルガスケットでは一般に、シリンダー孔の周辺部は、内燃機関のシリンダーブロックのシリンダーボア内の高温高圧の燃焼ガスを外部に漏れ出さないようにシールする必要があり、その一方、シリンダー孔の周辺部より外側の部分は、シリンダーブロックの冷却水ジャケット内の冷却水を外部に漏れ出さないようにシールする必要がある。そこで、シリンダー孔の周辺部をそれより外側の外方部よりも厚くする段差構造を設けて、基板の環状ビードに加わる面圧を上昇させることで、シリンダー孔内の燃焼ガスに対するシール性能を向上させる場合がある。 In such a metal gasket, it is generally necessary to seal the periphery of the cylinder hole so that the high-temperature and high-pressure combustion gas in the cylinder bore of the cylinder block of the internal combustion engine does not leak outside, while the periphery of the cylinder hole The outer portion needs to be sealed so that the cooling water in the cooling water jacket of the cylinder block does not leak to the outside. Therefore, by providing a step structure that makes the periphery of the cylinder hole thicker than the outer part outside it, the surface pressure applied to the annular bead of the substrate is increased, improving the sealing performance against the combustion gas in the cylinder hole There is a case to let you.
上述の段差構造としては従来、例えば図10に示すように、各々両面にラバーコーティング層を敷設された鋼板からなる二枚の基板2間に、基板2の各シリンダー孔2aの周囲の環状ビード2bを持つシリンダー孔周辺部2eと重なるように薄鋼板からなる副板3を介挿して所要の段差になるようにした段差構造S1が知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、図中符号1はメタルガスケットを示し、この例のメタルガスケット1では、二枚の基板2とそれらの間の副板3とが、プレス成形によって形成された剪断押出し(いわゆるランスロック)結合部5によって互いに結合されている。
Conventionally, as the above-mentioned step structure, as shown in FIG. 10, for example, an
また上述の段差構造としては従来、例えば図11に示すように、両面にラバーコーティング層を敷設された一枚の基板2に重ねられる、これも両面にラバーコーティング層を敷設されたもう一枚の基板(図では下側の基板)2を、先の基板2の各シリンダー孔2aの周囲の環状ビード2bを持つシリンダー孔周辺部2eと重なるこれも環状ビード2bを持つシリンダー孔周辺部2eとそれより外側に位置する外方部2fとで互いに異なる板厚の薄鋼板で構成して所要の段差になるようにするとともにそれらの環状ビード2bの突出側同士を対向させ、後者の基板2のシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとを突き合わせてレーザー溶接で結合した段差構造S2も知られている(例えば、特許文献2参照)。なお、図中符号LWはレーザー溶接部を示す。
Further, as the above-described step structure, as shown in FIG. 11, for example, it is overlapped on one
さらに上述の段差構造としては従来、例えば図12に示すように、各々両面にラバーコーティング層を敷設された鋼板からなる二枚の基板2間に介挿される薄鋼板からなる副板3の、基板2の各シリンダー孔2aの周囲の環状ビード2bを持つシリンダー孔周辺部2eと重なるシリンダー孔周辺部3aにこれも薄鋼板からなるシム板4を重ねて所要の段差になるようにし、それら副板3とシム板4とをレーザー溶接で結合した段差構造S3も知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来のメタルガスケットでは、先に述べたようにシリンダー孔の周辺部はシリンダーボア内の高温高圧の燃焼ガスを外部に漏れ出さないようにシールする必要があり、その一方、シリンダー孔の周辺部より外側の部分はシリンダーブロックの冷却水ジャケット内の冷却水を外部に漏れ出さないようにシールする必要があるところ、通常は各基板2が一枚の金属板で構成されていて、ラバーコーティング層はその基板を切り出す前の段階で金属板に敷設されているため、基板2の全体に渡り均質かつ同一厚さとされている。
However, in the conventional metal gasket, as described above, it is necessary to seal the peripheral portion of the cylinder hole so that the high-temperature and high-pressure combustion gas in the cylinder bore does not leak to the outside. The part outside the peripheral part needs to be sealed so that the cooling water in the cooling water jacket of the cylinder block does not leak to the outside. Usually, each
それゆえラバーコーティング層を、シリンダー孔の周辺部での燃焼ガスのシールに適するように耐熱性に優れるものとしたり環状ビードの高い面圧に耐えるように薄いものや硬いものとしたりすると、その外側の部分での冷却水のシールが必ずしも十分でなくなり、一方、ラバーコーティング層を、外側の部分での冷却水のシールに適するように耐冷却水性に優れるものとしたり外周ビードの低い面圧でもシールするように厚いものや軟らかいものとしたりすると、シリンダー孔の周辺部での燃焼ガスのシールが必ずしも十分でなくなるという不都合があった。 Therefore, if the rubber coating layer has excellent heat resistance so as to be suitable for sealing the combustion gas around the cylinder hole, or if it is thin or hard to withstand the high surface pressure of the annular bead, Sealing of the cooling water at the part is not always sufficient. On the other hand, the rubber coating layer should be excellent in cooling water resistance so as to be suitable for sealing of the cooling water at the outer part, or sealed even at a low surface pressure of the outer peripheral bead. If it is made thicker or softer, the combustion gas is not necessarily sealed around the periphery of the cylinder hole.
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットは、金属板からなり、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔と、前記各シリンダー孔の周囲に形成された山形断面形状の環状ビードと、前記シリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダーヘッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有するとともに少なくとも外向きの面にラバーコーティング層を敷設された少なくとも一枚の基板を具えるシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいて、前記基板の少なくとも一枚が、前記環状ビードを持つシリンダー孔周辺部と、そのシリンダー孔周辺部より外側で前記外周ビードを持ち前記シリンダー孔周辺部と別個に形成された外方部とを有しており、前記シリンダー孔周辺部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層と前記外方部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層とが異なっており、前記シリンダー孔周辺部と前記外方部とが、前記冷却水ジャケットに対応する位置で結合手段により結合されていることを特徴とするものである。 An object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems. A cylinder head metal gasket according to the present invention is made of a metal plate and is formed corresponding to each cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine. Cylinder holes, an annular bead having a chevron-shaped cross section formed around each cylinder hole, and an outer peripheral portion of each annular bead corresponding to the cooling water jacket of the cylinder block and the cooling water hole of the cylinder head. A cooling water hole formed, and an outer peripheral bead having a single bevel-shaped cross section formed at a position surrounding the annular bead and the cooling water hole, and a rubber coating layer is laid at least on the outward surface In a cylinder head metal gasket comprising at least one substrate formed, at least one of the substrates. And a cylinder hole peripheral part having the annular bead and an outer part having the outer peripheral bead outside the cylinder hole peripheral part and formed separately from the cylinder hole peripheral part. The rubber coating layer laid on the surface of the metal plate around the hole is different from the rubber coating layer laid on the surface of the outer metal plate, and the cylinder hole peripheral portion and the outer portion are different from each other. The coupling means is coupled at a position corresponding to the cooling water jacket.
かかるこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにあっては、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔の周囲の山形断面形状の環状ビードが、シリンダーボア内の高温高圧の燃焼ガスを外部に漏れ出さないようにシールする一方、シリンダー孔の周辺部より外側の外方部の外周ビードが、シリンダーブロックの冷却水ジャケット内の冷却水を外部に漏れ出さないようにシールする。 In such a metal gasket for a cylinder head according to the present invention, an annular bead having an angled cross section around a cylinder hole formed corresponding to each cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine has a high temperature and high pressure inside the cylinder bore. While sealing so that the combustion gas does not leak to the outside, the outer peripheral bead outside the periphery of the cylinder hole seals the cooling water in the cooling water jacket of the cylinder block from leaking outside. .
そしてこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにあっては、基板の少なくとも一枚が、環状ビードを持つシリンダー孔周辺部と、そのシリンダー孔周辺部より外側で外周ビードを持ちシリンダー孔周辺部と別個に形成された外方部とを有していて、それらシリンダー孔周辺部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層と外方部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層とが異なっており、シリンダー孔周辺部と外方部とが内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットに対応する位置で結合手段により結合されているので、シリンダー孔周辺部のラバーコーティング層を燃焼ガスのシールに適するように耐熱性に優れるものとしたり環状ビードの高い面圧に耐えるように薄いものや硬いものとしたりすると同時に、外方部のラバーコーティング層を冷却水のシールに適するように耐冷却水性に優れるものとしたり外周ビードの低い面圧でもシールするように厚いものや軟らかいものとしたりすることが可能となり、しかもシリンダー孔周辺部と外方部とが、シリンダーヘッドの締付けを妨げないように冷却水ジャケットに逃げる結合部で一体的に結合されて所定のガスケット形状を形成する。 In the cylinder head metal gasket according to the present invention, at least one of the substrates has a cylinder hole peripheral portion having an annular bead and an outer peripheral bead outside the cylinder hole peripheral portion, and separately from the cylinder hole peripheral portion. The rubber coating layer laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole is different from the rubber coating layer laid on the surface of the metal plate on the outer side. Since the cylinder hole peripheral part and the outer part are connected by the connecting means at a position corresponding to the cooling water jacket of the cylinder block of the internal combustion engine, the rubber coating layer around the cylinder hole is suitable for sealing the combustion gas. At the same time as making it excellent in heat resistance or making it thin or hard to withstand the high surface pressure of the annular bead It is possible to make the outer rubber coating layer excellent in cooling water resistance so as to be suitable for sealing of cooling water, and to be thick or soft so as to seal even with a low surface pressure of the outer peripheral bead, The peripheral part of the cylinder hole and the outer part are integrally connected by a connecting part that escapes to the cooling water jacket so as not to prevent the tightening of the cylinder head to form a predetermined gasket shape.
従って、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットによれば、シリンダー孔の周辺部で燃焼ガスのシールを十分に行いつつ、シリンダー孔の周辺部より外側の外方部で冷却水ジャケット内の冷却水のシールを十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。 Therefore, according to the metal gasket for a cylinder head of the present invention, the cooling water in the cooling water jacket in the outer part outside the peripheral part of the cylinder hole is sufficiently sealed while the combustion gas is sufficiently sealed in the peripheral part of the cylinder hole. Sealing can be sufficiently performed, and the sealing performance of the metal gasket can be improved as a whole.
なお、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記シリンダー孔周辺部の金属板を、前記外方部の金属板より板厚が厚いものとする。このようにすれば、環状ビードの面圧を高める段差構造を容易に構成することができる。 In the cylinder head metal gasket according to the present invention, preferably, the metal plate around the cylinder hole is thicker than the metal plate at the outer portion. In this way, a step structure that increases the surface pressure of the annular bead can be easily configured.
また、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記シリンダー孔周辺部の金属板を、前記外方部の金属板より硬度が高いものとする。このようにすれば、段差構造がなくても環状ビードの面圧を高めることができ、段差構造を設ければさらに面圧を高めることができる。 In the cylinder head metal gasket according to the present invention, the metal plate around the cylinder hole is preferably harder than the metal plate at the outer portion. In this way, the surface pressure of the annular bead can be increased without the step structure, and the surface pressure can be further increased by providing the step structure.
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記シリンダー孔周辺部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層を耐熱性に優れたものとし、前記外方部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層を耐冷却水性に優れたものとする。このようにすれば、シリンダー孔の周辺部での燃焼ガスのシールを耐熱性に優れたラバーコーティング層で十分に行いつつ、シリンダー孔の周辺部より外側の外方部での冷却水ジャケット内の冷却水のシールを耐冷却水性に優れたラバーコーティング層で十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。 Furthermore, in the metal gasket for a cylinder head according to the present invention, the rubber coating layer laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole is preferably excellent in heat resistance, and the surface of the outer metal plate The rubber coating layer laid on is made to have excellent cooling water resistance. In this way, while the combustion gas sealing at the periphery of the cylinder hole is sufficiently performed with the rubber coating layer having excellent heat resistance, the inside of the cooling water jacket at the outer part outside the periphery of the cylinder hole is provided. Cooling water can be sufficiently sealed with a rubber coating layer excellent in cooling water resistance, and the sealing performance of the metal gasket can be improved as a whole.
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記外方部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層を、前記シリンダー孔周辺部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層より厚さが厚いものとする。このようにすれば、シリンダー孔の周辺部での燃焼ガスのシールを外方部より相対的に厚さが薄いため環状ビードの面圧を高めるラバーコーティング層で十分に行いつつ、外方部での冷却水ジャケット内の冷却水のシールを前記周辺部より相対的に厚さが厚いため低い面圧でもシールするラバーコーティング層で十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。 Further, in the cylinder head metal gasket according to the present invention, preferably, a rubber coating layer laid on the surface of the outer metal plate is a rubber coating layer laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole. It is assumed to be thicker. In this way, the sealing of the combustion gas at the periphery of the cylinder hole is relatively thin compared to the outer part, so the rubber coating layer that increases the surface pressure of the annular bead is sufficiently performed while the outer part is sealed. The cooling water in the cooling water jacket can be sufficiently sealed with a rubber coating layer that seals even at low surface pressure because it is relatively thicker than the peripheral part, and the overall sealing performance of the metal gasket is improved. Can do.
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記外方部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層を、前記シリンダー孔周辺部の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層より硬度が低いものとする。このようにすれば、シリンダー孔の周辺部で燃焼ガスのシールを外方部より相対的に硬度が高いため環状ビードの面圧を高めるラバーコーティング層で十分に行いつつ、シリンダー孔の周辺部より外側の外方部で冷却水ジャケット内の冷却水のシールを前記周辺部より相対的に硬度が低いため低い面圧でもシールするラバーコーティング層で十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。 Further, in the cylinder head metal gasket according to the present invention, preferably, a rubber coating layer laid on the surface of the outer metal plate is a rubber coating layer laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole. It is assumed that the hardness is lower. In this way, the sealing of the combustion gas at the peripheral part of the cylinder hole is relatively harder than the outer part, so the rubber coating layer that increases the surface pressure of the annular bead is sufficiently performed, while the sealing part from the peripheral part of the cylinder hole. Sealing of the cooling water in the cooling water jacket at the outer part outside is relatively harder than the peripheral part, so it can be sufficiently performed with a rubber coating layer that seals even at low surface pressures, and the overall sealing performance of the metal gasket is achieved. Can be improved as.
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記結合手段を剪断押出し結合部とする。このようにすれば、プレス型やNCパンチングプレス等でのプレス加工によって、少なくともシリンダー孔周辺部と外方部とを短時間で容易に結合することができる。 Furthermore, in the metal gasket for a cylinder head according to the present invention, preferably, the coupling means is a shear extrusion coupling portion. If it does in this way, at least a cylinder hole peripheral part and an outer part can be easily couple | bonded in a short time by press work with a press die, NC punching press, etc.
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、好ましくは前記結合手段を、複数枚の前記基板同士を結合するものとする。このようにすれば、基板同士を結合し得て、シリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間へのメタルガスケットの装着作業をより容易なものとすることができる。 Further, in the cylinder head metal gasket of the present invention, preferably, the coupling means couples a plurality of the substrates. In this way, the substrates can be bonded to each other, and the mounting operation of the metal gasket between the cylinder block and the cylinder head can be made easier.
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第1実施例の全体を示す平面図、図2は、その第1実施例のメタルガスケットの、図1のA−A線に沿う断面図、図3(a)は、上記第1実施例のメタルガスケットの図1では上側の基板を示す平面図、図3(b)は、上記第1実施例のメタルガスケットの図1では下側の基板のシリンダー孔周辺部を示す平面図、図3(c)は、上記第1実施例のメタルガスケットの図1では下側の基板の外方部を示す平面図、図4(a)は、上記第1実施例のメタルガスケットの結合部を示す拡大平面図、図4(b)は、図4(a)のC−C線に沿う断面図、そして図4(c)は、図4(a)のD−D線に沿う断面図であり、図中先の図10〜図12に示すと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわち、図中符号1はメタルガスケット、2は基板をそれぞれ示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the whole of the first embodiment of the cylinder head metal gasket according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the metal gasket of the first embodiment along the line AA in FIG. 3A is a plan view showing the upper substrate in FIG. 1 of the metal gasket of the first embodiment, and FIG. 3B is a bottom view of the metal gasket of the first embodiment in FIG. FIG. 3 (c) is a plan view showing the outer periphery of the lower substrate in FIG. 1 of the metal gasket of the first embodiment, and FIG. 4 (a). FIG. 4B is an enlarged plan view showing the joint portion of the metal gasket of the first embodiment, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A, and FIG. It is sectional drawing which follows the DD line of 4 (a), and the same part as it shows to previous FIGS. It is shown by No.. That is, in the figure,
上記第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、図2に示すように、互いに対応するビードが互いに対向して突出する向きで互いに重ねられる二枚の基板2を具えており、ここで図2では上側に位置する第1の基板2は、外向きの面(シリンダーヘッドに対向する面)および内向きの面の両面に例えば層厚15μmで硬度81Hs(ショア硬さ)のNBRからなるラバーコーティング層2gを設けられたステンレス鋼板(例えば板厚0.2mmのSUS 301H)からなり、図1および図3(a)に示すように、内燃機関のシリンダーブロックの複数のシリンダーボアにそれぞれ対応して形成された複数のシリンダー孔2aと、各シリンダー孔2aの周囲に形成された山形断面形状(いわゆるフルビード形状)の環状ビード2bと、上記内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダーヘッドの冷却水孔の位置に対応して各環状ビード2bの外側周辺部に形成された複数の冷却水孔2cと、複数の環状ビード2bおよびそれらの周囲に位置する複数の冷却水孔2cを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状(いわゆるハーフビード形状)の外周ビード2dとを有している。
As shown in FIG. 2, the cylinder
また、図2では下側に位置する第2の基板2も、図1に示すように、内燃機関のシリンダーブロックの複数のシリンダーボアにそれぞれ対応して形成された複数のシリンダー孔2aと、各シリンダー孔2aの周囲に形成された山形断面形状(いわゆるフルビード形状)の環状ビード2bと、上記内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダーヘッドの冷却水孔の位置に対応して各環状ビード2bの外側周辺部に形成された複数の冷却水孔2cと、複数の環状ビード2bおよびそれらの周囲に位置する複数の冷却水孔2cを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状(いわゆるハーフビード形状)の外周ビード2dとを有している。
Further, as shown in FIG. 1, the
かかる構成において、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、上記第1の基板2は図3(a)に示すように一枚の金属板にて形成されている一方、上記第2の基板2は、各環状ビード2bを持つ図3(b)に示す如きシリンダー孔周辺部2eと、そのシリンダー孔周辺部2eより外側で冷却水孔2cとその一部および外周ビード2dを持ちシリンダー孔周辺部2eと別個に形成された図3(c)に示す如き外方部2fとで形成されており、シリンダー孔周辺部2eは、外向きの面(シリンダーブロックに対向する面)および内向きの面の両面に上記第1の基板2と同じ例えば層厚15μmで硬度81Hs(ショア硬さ)の耐熱性に優れたNBRからなる一層のラバーコーティング層2gを設けられたステンレス鋼板(例えば板厚0.3mmのSUS 301H)からなる一方、外方部2fは、外向きの面(シリンダーブロックに対向する面)および内向きの面の両面にシリンダー孔周辺部2eと異なり例えば層厚25μmで硬度62Hs(ショア硬さ)の耐LLC(ロングライフクーラント:ゴムを膨潤させ易い不凍液の混ざった冷却水の一種)性に優れたNBRからなる一層のラバーコーティング層2hを設けられたステンレス鋼板(例えばシリンダー孔周辺部2eのものと同じ硬度で板厚0.2mmのSUS 301H)からなっている。
In this configuration, in the cylinder
そしてシリンダー孔周辺部2eには、図3(b)に示すように半径方向外方へ突出した複数の突起2iが形成され、それらの突起2iは各々、内燃機関のシリンダーブロックの冷却水ジャケットに対応する位置で、図4に示すように結合手段としての剪断押出し結合部5によって外方部2fおよび第1の基板2に一体的に結合されており、これにより上記第2の基板2は、図2に示すように、シリンダー孔周辺部2eを外方部2fよりも厚くする段差構造S4を有している。
As shown in FIG. 3 (b), a plurality of protrusions 2i protruding radially outward are formed in the cylinder hole
ここにおける剪断押出し結合部5は、図4(a)〜(c)に示すように、第1の基板2と、第2の基板2のシリンダー孔周辺部2eの突起2iと、第2の基板2の外方部2fとを上から順に重ねて、例えば縦断面形状が台形で横断面形状が長方形のポンチとそのポンチに短辺側を大きくした所定クリアランスをあけて嵌り合う長方形穴を持つダイスとを組み合わせたプレス型やNCパンチングプレス等でプレス加工することで形成することができ(例えば、特開平6−281011号公報等参照)、ここで剪断して押し出した部分は、そのままでも良いが、ダイスの長方形穴に底部を設けてその底部とポンチとでさらに挟んで加圧する(ポンチを底突きさせる)ことにより、図4(c)に示すように潰して押し広げても良く、このようにすれば結合をより強固なものにすることができる。
Here, as shown in FIGS. 4A to 4C, the shear-
かかる第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1にあっては、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔2aの周囲の山形断面形状の環状ビード2bが段差構造S4により面圧を高められて、シリンダーボア内の高温高圧の燃焼ガスを外部に漏れ出さないようにシールする一方、シリンダー孔2aの周辺部より外側の外方部の外周ビード2dが、シリンダーブロックの冷却水ジャケット内の冷却水を外部に漏れ出さないようにシールし、そのシール下で冷却水孔2cが、シリンダーブロックの冷却水ジャケットとシリンダーヘッドの冷却水孔との間の冷却水の通流を可能にする。
In the cylinder
そしてこの第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1にあっては、第2の基板2が、環状ビード2bを持つシリンダー孔周辺部2eと、そのシリンダー孔周辺部2eより外側で外周ビード2dを持ちシリンダー孔周辺部2eと別個に形成された外方部2fとを有し、それらシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとが、内燃機関のシリンダーヘッドの締付けを妨げないようにシリンダーブロックの冷却水ジャケットに突出し得る位置に配置された剪断押出し結合部5により一体的に結合されており、それらシリンダー孔周辺部2eの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2gと外方部2fの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2fとが異なっていて、シリンダー孔周辺部2eのラバーコーティング層2gが燃焼ガスのシールに適するように環状ビード2bの高い面圧に耐える薄くて硬いものとされると同時に外方部2fのラバーコーティング層2hが冷却水のシールに適するように外周ビード2dの低い面圧でもシールする厚くて軟らかいものとされている。
In the cylinder
従って、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、シリンダー孔周辺部2eで燃焼ガスのシールを十分に行いつつ、シリンダー孔周辺部2eより外側の外方部2fで冷却水ジャケット内の冷却水のシールを十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。
Therefore, according to the cylinder
図5は、上記第1実施例の第1の基板2と同様両面にラバーコーティング層を持つ板厚0.2mmのSUS 301Hステンレス鋼板にシリンダー孔2aと同様の孔とそれを囲む環状ビード2bと同様のビード部とを形成した供試体であって互いにラバーコーティング層の層厚およびラバー硬度が異なるものについて、面圧26MPaで締め付けてシール限界圧力を試験した結果を示す特性線図であり、この図からも、同じ層厚であればラバー硬度が低い(軟らかい)方がシール限界圧力が高くなり、同じラバー硬度であれば層厚が厚い方がシール限界圧力が高くなるということが判る。
FIG. 5 shows a 0.2 mm-thick SUS 301H stainless steel plate having a rubber coating layer on both sides, similar to the
図6は、上記と同様の供試体であってラバーコーティング層の層厚が20μmでラバー硬度が異なるものについて、ビード部面圧を異ならせてシール限界圧力を試験した結果を示す特性線図であり、この図からも、ラバー硬度を低くすればシール限界圧力が高くなるので所要のシール性を確保し得るということが判る。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the results of testing the seal limit pressure with different bead surface pressures for specimens similar to the above, with rubber coating layers having a thickness of 20 μm and different rubber hardnesses. From this figure, it can be seen that if the rubber hardness is lowered, the seal limit pressure is increased, so that the required sealability can be ensured.
従って、これらの試験結果からも、上記のように段差構造S4を設けることで環状ビード2bの面圧が高まる一方で外周ビード2dの面圧が低くなる場合でも上記第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、第2の基板2についてシリンダー孔周辺部2eのラバーコーティング層2gが燃焼ガスのシールに適するように環状ビード2bの高い面圧に耐えるよう薄くて硬いものとされると同時に外方部2fのラバーコーティング層2hが冷却水のシールに適するように外周ビード2dの低い面圧でもシールするよう厚くて軟らかいものとされているから、シール性能を全体として向上させることができるということが判る。
Therefore, also from these test results, even when the surface pressure of the
しかも、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、シリンダー孔周辺部2eの金属板を外方部2fの金属板より板厚が厚いものとして段差構造S4を構成しているので、その板厚差を適宜選択することで容易に、環状ビード2bの面圧を燃焼ガスのシールに必要な程度に高めつつ外周ビード2dの面圧を冷却水のシールに必要な程度に確保することができる。
In addition, according to the cylinder
また、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、シリンダー孔周辺部2eの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2gを耐熱性に優れたものとし、外方部2fの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2hを耐LLC性に優れたものとしているので、シリンダー孔周辺部2eでの燃焼ガスのシールを耐熱性に優れたラバーコーティング層2gで十分に行いつつ、シリンダー孔周辺部2eより外側の外方部2fでの冷却水ジャケット内の冷却水のシールを耐冷却水性に優れたラバーコーティング層2hで十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。
Further, according to the cylinder
さらに、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、結合手段を剪断押出し結合部5としているので、プレス型やNCパンチングプレス等でのプレス加工によって、第2の基板2のシリンダー孔周辺部2eと外方部2fと第1の基板2とを短時間で容易に結合することができるとともに、その結合によって、シリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間へのメタルガスケットの装着作業をより容易なものとすることができる。
Furthermore, according to the cylinder
図7は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第2実施例を示す、図2と同様の位置での断面図であり、この第2実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も、互いに対応するビードが互いに対向して突出する向きで互いに重ねられる二枚の基板2を具えている。そしてここにおける二枚の基板2は各々、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板が、外方部2fを構成する金属板と板厚が同じで、硬度が外方部2fを構成する金属板より高い(硬い)点で第1実施例の第2の基板2と異なっており、他の点では第1実施例の第2の基板2と同様に構成されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the second embodiment of the cylinder head metal gasket of the present invention at the same position as in FIG. 2, and the cylinder
さらにこの第2実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1におけると同様の位置に配置された複数の剪断押出し結合部5によって、各基板2のシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとが一体的に結合されるとともに、二枚の基板2同士も一体的に結合されている。
Further, in the cylinder
かかる第2実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、先の第1実施例と同様の作用効果をもたらし得るのに加えて、二枚の基板2の両方ともシリンダー孔周辺部2eの金属板を外方部2fの金属板より硬度が高いものとしているので、段差構造がなくても環状ビード2bの面圧を大きく高めることができる。また、二枚の基板2の両方ともシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとでラバーコーティング層を異ならせて、シリンダー孔周辺部2eの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2gを耐熱性に優れたものとし、外方部2fの金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層2hを耐LLC性に優れたものとしているので、シリンダー孔周辺部2eでの燃焼ガスのシールを耐熱性に優れたラバーコーティング層2gでより高めつつ、シリンダー孔周辺部2eより外側の外方部2fでの冷却水ジャケット内の冷却水のシールを耐冷却水性に優れたラバーコーティング層2hでより十分に行い得て、メタルガスケットのシール性能を全体としてさらに向上させることができる。
According to the cylinder
図8は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第3実施例を示す、図2と同様の位置での断面図であり、この第3実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も、互いに対応するビードが互いに対向して突出する向きで互いに重ねられる二枚の基板2を具えている。そしてここでは、一方(図では上側)の基板2は第1実施例の第1の基板2と同様に構成され、他方(図では下側)の基板2は、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板が、外方部2fを構成する金属板と板厚が同じで、硬度が外方部2fを構成する金属板より高い(硬い)点および、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板と外方部2fを構成する金属板とをシリンダー孔周辺部2eを構成する金属板を外側にして重ね合わせている点で第1実施例の第2の基板2と異なっており、他の点では第1実施例の第2の基板2と同様に構成されている。
FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of the cylinder head metal gasket according to the present invention at the same position as in FIG. 2, and the cylinder
さらにこの第3実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1におけると同様の位置に配置された複数の剪断押出し結合部5によって、上記他方の基板2のシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとが一体的に結合されるとともに、二枚の基板2同士も一体的に結合されている。
Further, in the cylinder
かかる第3実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、先の第1実施例と同様の作用効果をもたらし得るのに加えて、上記他方の基板2のシリンダー孔周辺部2eの金属板を外方部2fの金属板より硬度が高いものとしているので、段差構造がなくても環状ビード2bの面圧を高めることができる。
According to the cylinder
図9は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第4実施例を示す、図2と同様の位置での断面図であり、この第4実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も、互いに対応するビードが互いに対向して突出する向きで互いに重ねられる二枚の基板2を具えている。そしてここにおける二枚の基板2は各々、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板が、外方部2fを構成する金属板と板厚が同じで、硬度が外方部2fを構成する金属板より高い(硬い)点および、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板と外方部2fを構成する金属板とをシリンダー孔周辺部2eを構成する金属板を外側にして重ね合わせている点で第1実施例の第2の基板2と異なっており、他の点では第1実施例の第2の基板2と同様に構成されている。
FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of the cylinder head metal gasket according to the present invention at the same position as in FIG. 2, and the cylinder
さらにこの第4実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1におけると同様の位置に配置された複数の剪断押出し結合部5によって、各基板2のシリンダー孔周辺部2eと外方部2fとが一体的に結合されるとともに、二枚の基板2同士も一体的に結合されている。
Further, in the cylinder
かかる第4実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、先の第2実施例と同様の作用効果をもたらすことができる。
According to the cylinder
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記第1実施例乃至第4実施例において、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板を外方部2fを構成する金属板より板厚が厚くかつ硬度が高いものとしても良く、また、シリンダー孔周辺部2eのラバーコーティング層2gと外方部2fのラバーコーティング層2hとを、硬度を互いに同じにして層厚のみラバーコーティング層2hの方が厚くなるようにしたり、層厚を互いに同じにして硬度のみラバーコーティング層2hの方が軟らかくなるようにしたりしても良い。
Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described examples. For example, in the first to fourth embodiments, the metal plate constituting the cylinder hole
そして、この発明においては、上記第1実施例乃至第4実施例において、剪断押出し結合部5に代えて、鳩目やグロメットやリベットを用いても良く、またシリンダー孔周辺部2eを構成する金属板と外方部2fを構成する金属板とを突合せレーザー溶接等で溶接して結合しても良い。
And in this invention, it replaces with the shear extrusion coupling |
さらに、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットは、シリンダー孔周辺部2eを構成する金属板と外方部2fを構成する金属板とを結合してなる一枚の基板のみで構成しても良く、また、適宜副板と組み合わせても良い。
Furthermore, the cylinder head metal gasket of the present invention may be composed of only one substrate obtained by combining the metal plate constituting the cylinder hole
かくしてこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットによれば、内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されて、シリンダー孔の周辺部で燃焼ガスのシールを十分に行いつつ、シリンダー孔の周辺部より外側の外方部で冷却水ジャケット内の冷却水のシールを十分に行うので、メタルガスケットのシール性能を全体として向上させることができる。 Thus, according to the metal gasket for a cylinder head of the present invention, it is inserted between the cylinder block of the internal combustion engine and the cylinder head, and the periphery of the cylinder hole is sufficiently sealed while sufficiently sealing the combustion gas around the cylinder hole. Since the cooling water in the cooling water jacket is sufficiently sealed at the outer part outside the part, the sealing performance of the metal gasket can be improved as a whole.
1 シリンダーヘッド用メタルガスケット
2 基板
2a シリンダー孔
2b 環状ビード
2c 冷却水孔
2d 外周ビード
2e シリンダー孔周辺部
2f 外方部
2g シリンダー孔周辺部のラバーコーティング層
2h 外方部のラバーコーティング層
2i 突起
3 副板
4 シム板
5 剪断押出し結合部
LW レーザー溶接部
S1〜S4 段差構造
1 Metal gasket for
2a Cylinder hole
2b annular bead
2c Cooling water hole
2d outer bead
2e Cylinder hole periphery
2f Outer part
2g Rubber coating layer around cylinder hole
2h Outer rubber coating layer
LW laser welded part S1-S4 Step structure
Claims (8)
前記基板の少なくとも一枚が、前記環状ビードを持つシリンダー孔周辺部(2e)と、そのシリンダー孔周辺部より外側で前記外周ビード(2d)を持ち前記シリンダー孔周辺部と別個に形成された外方部(2f)とを有しており、
前記シリンダー孔周辺部(2e)の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層(2g)と前記外方部(2f)の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層(2h)とが異なっており、
前記シリンダー孔周辺部(2e)と前記外方部(2f)とが、前記冷却水ジャケットに対応する位置で結合手段(5)により結合されていることを特徴とする、シリンダーヘッド用メタルガスケット。 A cylinder hole (2a) made of a metal plate and corresponding to each cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine, an annular bead (2b) having a chevron cross-sectional shape formed around each cylinder hole, and A cooling water hole (2c) formed in the outer peripheral portion of each annular bead corresponding to the cooling water jacket of the cylinder block and the cooling water hole of the cylinder head, and generally surrounds the annular bead and the cooling water hole. Metal cylinder gasket for a cylinder head having an outer peripheral bead (2d) having a one-sided cross-sectional shape formed at a position and at least one substrate (2) laid with a rubber coating layer on at least an outward surface In
At least one of the substrates has a cylinder hole peripheral part (2e) having the annular bead and an outer peripheral bead (2d) outside the cylinder hole peripheral part and formed separately from the cylinder hole peripheral part. And (2f)
The rubber coating layer (2g) laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole (2e) is different from the rubber coating layer (2h) laid on the surface of the metal plate on the outer side (2f). And
The cylinder head metal gasket, wherein the cylinder hole peripheral part (2e) and the outer part (2f) are joined by a joining means (5) at a position corresponding to the cooling water jacket.
前記外方部(2f)の金属板の表面に敷設されたラバーコーティング層(2h)は耐冷却水性に優れたものであることを特徴とする、請求項1から3までの何れか記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。 The rubber coating layer (2g) laid on the surface of the metal plate around the cylinder hole (2e) is excellent in heat resistance,
The cylinder according to any one of claims 1 to 3, wherein the rubber coating layer (2h) laid on the surface of the metal plate of the outer part (2f) has excellent cooling water resistance. Metal gasket for the head.
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