JP2005201329A - シリンダーヘッド用メタルガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダーボア間の部分の高い温度でも劣化によるフロー（流失）や厚壊をなくして高いシール性を長期的に確実に維持することにある。
【解決手段】各々金属板からなり、シリンダー孔2aと、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2b，2cと、各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔2dと、それら環状ビードおよび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2eとを有する二枚の基板２を具え、それらの基板２の環状ビード2b，2cが互いに対向する向きにそれぞれ突出し、二枚のうちの一方の基板２の環状ビード2bが他方の基板２の環状ビード2cの半径方向内側に位置するシリンダーヘッド用メタルガスケット１であって、二枚の基板２の間に、金属板からなり、一方の基板２の環状ビード2bの内側の位置から少なくとも他方の基板２の環状ビード2cの外側の位置まで半径方向に延在する段差調整板３を介挿したことを特徴とするものである。
【選択図】図２

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。

この種のメタルガスケットとしては例えば、特許文献１記載のものが知られており、このシリンダーヘッド用メタルガスケットは、各々金属板からなり、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二枚の基板を具えている。

ここで、上記二枚の基板の環状ビードは、互いに対向する向きにそれぞれ突出し、また上記二枚のうちの一方の基板の環状ビードは、他方の基板の環状ビードの半径方向内側に位置しており、これにより半径方向に二重の環状ビードを構成して、燃焼ガスに対する高いシール性を得ている。

さらに、上記各環状ビードの頂部とそれに対向する基板の平坦部との間には、合成樹脂からなる段差調整層が設けられ、これにより環状ビードに加わる面圧を高めて、シール性をより向上させている。

また上記合成樹脂からなる段差調整層は、鉛筆硬度Ｆ〜６Ｈの硬さで形成され、これにより環状ビードに加わる高い面圧での合成樹脂のフロー（流失）や厚壊を回避しつつシール機能と緩衝機能とを得ている。
特開２００２−５４７４２号公報、図２

しかしながら、近年のシリンダーボア間の狭い内燃機関では、その狭いシリンダーボア間の部分が特に高温になるので、上記従来のメタルガスケットでは、そのシリンダーボア間の部分の高い温度で合成樹脂からなる段差調整層が劣化してしまい、合成樹脂のフロー（流失）や厚壊を回避しきれない可能性があり、高いシール性の長期的な維持に不安があるという問題があった。

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、各々金属板からなり、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二枚の基板を具え、前記二枚の基板の前記環状ビードが、互いに対向する向きにそれぞれ突出し、前記二枚のうちの一方の基板の前記環状ビードが、前記二枚のうちの他方の基板の前記環状ビードの半径方向内側に位置する、シリンダーヘッド用メタルガスケットにおいて、前記二枚の基板の間に、金属板からなり、前記一方の基板の環状ビードの内側の位置から少なくとも前記他方の基板の環状ビードの外側の位置まで半径方向に延在する段差調整板を介挿したことを特徴とするものである。

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、二枚の基板の環状ビードが互いに対向する向きにそれぞれ突出し、また上記二枚のうちの一方の基板の環状ビードが他方の基板の環状ビードの半径方向内側に位置しているので、半径方向に二重の環状ビードを構成し得て、燃焼ガスに対する高いシール性を得ることができる。

さらに、上記各環状ビードの頂部とそれに対向する基板の平坦部との間には、金属板からなる段差調整板が介挿されているので、環状ビードに加わる面圧を他の部分より高めてシール性をより向上させることができる。しかも、金属板からなる段差調整板で環状ビードに加わる面圧を高めていることから、シリンダーボア間の部分の高い温度でも劣化によるフロー（流失）や厚壊がないので、高いシール性を長期的に確実に維持することができる。

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、好ましくは前記段差調整板を、前記一方の基板の環状ビードの内側の位置から前記他方の基板の環状ビードの外側の位置まで半径方向に延在するグロメット状の折り返し部を有して前記二枚の基板の外周端部の位置まで延在するものとする。これにより段差調整板の、グロメット状の折り返し部があるシリンダー孔周辺部をそれより外方の部分の二倍の厚さにし得て、環状ビードの面圧を他の部分より高める段差を容易に得ることができる。

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、好ましくは前記段差調整板を、前記一方の基板の環状ビードの内側の位置から前記他方の基板の環状ビードの外側の位置まで半径方向に延在する厚板部と、その厚板部と別個に形成されてその厚板部より外側に位置する外方部とを有し、前記厚板部が前記外方部に、前記冷却水ジャケットに対応する位置で厚板部結合手段により結合されるものとする。これにより厚板部と外方部との板厚差が段差になるので、グロメット状の折り返し部と比較してより細かな段差調整を行うことができる。

ここで、前記厚板部結合手段が溶接部であると、厚板部を外方部に確実に結合し得るので好ましく、その溶接部は、重ね合わせ溶接部でも突き合わせ溶接部でも良い。

また上記構成に代えて、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、好ましくは前記段差調整板を、前記一方の基板の環状ビードの内側の位置から前記他方の基板の環状ビードの外側の前記冷却水ジャケットに対応する位置まで半径方向に延在して、その冷却水ジャケットに対応する位置で前記二枚の基板の少なくとも一方に段差調整板結合手段により結合されるものとする。これにより、段差調整板の板厚が段差になり、冷却水ジャケットに対応する位置より外方は二枚の基板だけになるので、ガスケット全体を薄く構成することができる。

ここで、前記段差調整板結合手段が、前記二枚の基板の一方または両方に形成された孔内に掛合するとともに、その孔から突出した先端部を折り曲げられた爪状掛合部であると、簡易な作業で基板に段差調整板を結合し得るので好ましい。

一方ここで、前記段差調整板結合手段が、前記二枚の基板の一方または両方と前記段差調整板とを剪断押し出し加工によって加締めた加締め部であると、プレス加工で基板に段差調整板を強固に結合し得るので好ましい。

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線に沿う断面図であり、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。

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は、図２に示すように、各々金属板からなる二枚の基板２を具えており、これらの基板２は、図１に示すように、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，2cと、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各環状ビード2b，2cの外側周辺部に形成された冷却水孔2dと、環状ビード2b，2cおよび冷却水孔2d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2eとを有し、さらに、その外周ビード2eの外側に、潤滑油孔2gおよび、シリンダーヘッドをシリンダーブロックに締め付け固定するためのヘッドボルトを挿通されるボルト孔2hを有している。

ここで、二枚の基板２の環状ビード2b，2cは、互いに対向する向きにそれぞれ突出しており、二枚のうちの一方の基板（図２では上側の基板）２の環状ビード2bは、二枚のうちの他方の基板（図２では下側の基板）２の環状ビード2cに対し半径方向内側に位置している。

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は、図２に示すように、二枚の基板２の間に、例えば基板２よりも薄い厚さを持つ金属板からなる段差調整板３を介挿されて具えており、この段差調整板３は、一方の基板（図２では上側の基板）２の環状ビード2bの内側の位置すなわちここでは各シリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aの位置から他方の基板（図２では下側の基板）２の環状ビード2cの外側の位置を越えて二枚の基板２の外周端部の位置まで延在している。そしてこの段差調整板３は、上記シリンダー孔3aの他、各基板２の冷却水孔2d、潤滑油孔2gおよびボルト孔2fにそれぞれ対応する複数の孔3bを有している。

段差調整板３はまた、図１および図２に示すように、グロメット状の折り返し部3cを有しており、この折り返し部3cは、上記一方の基板（図２では上側の基板）２の環状ビード2bの内側のシリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aの位置から上記他方の基板（図２では下側の基板）２の環状ビード2cの外側の位置まで半径方向に延在している。

かかるこの第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、二枚の基板２の環状ビード2b，2cが互いに対向する向きにそれぞれ突出し、また上記二枚のうちの一方の基板２の環状ビード2bが他方の基板２の環状ビード2cの半径方向内側に位置しているので、半径方向に二重の環状ビード2b，2cを構成し得て、シリンダーボア内の燃焼ガスに対する高いシール性を得ることができる。

さらに、上記各環状ビード2b，2cの頂部とそれに対向する基板２の平坦部との間には、金属板からなる段差調整板３が介挿されているので、環状ビード2b，2cに加わる面圧を他の部分より高めてシール性をより向上させることができる。しかも、金属板からなる段差調整板３で環状ビード2b，2cに加わる面圧を高めていることから、シリンダーボア間の部分の高い温度でも劣化によるフロー（流失）や厚壊がないので、高いシール性を長期的に確実に維持することができる。

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、段差調整板３を、一方の基板（図２では上側の基板）２の環状ビード2bの内側の位置から他方の基板（図２では下側の基板）２の環状ビード2cの外側の位置まで半径方向に延在するグロメット状の折り返し部3cを有して二枚の基板２の外周端部の位置まで延在するものとしていることから、段差調整板３の、グロメット状の折り返し部3cがあるシリンダー孔周辺部をそれより外方の部分の二倍の厚さにし得て、環状ビード2b，2cの面圧を他の部分より高める段差を容易に得ることができる。

図３（ａ）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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図であり、図中先の実施例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわちこの第２実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット１も、先の第１実施例と同一の構成の二枚の基板２を具えている。

一方、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、上記折り返し部3cを有する段差調整板３に代えて、図３（ａ）に示すように、一方の基板（図３（ａ）では上側の基板）２の環状ビード2bの内側のシリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aの位置から他方の基板（図３（ａ）では下側の基板）２の環状ビード2cの外側の位置まで半径方向に延在する厚板部3dと、その厚板部3dよりも板厚が薄くてその厚板部3dと別個に形成され実質的にその厚板部3dより外側に位置する外方部3eとを有する段差調整板３を具えており、その厚板部3dは上記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部分的に外方部3e上に延ばされ、厚板部結合手段としての溶接部４により外方部3eに重ね合わせ溶接で結合されている。

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によれば、先の第１実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、厚板部3dと外方部3eとの板厚差が段差になるので、グロメット状の折り返し部3cと比較してより細かな段差調整を行うことができる。

図３（ｂ）は、上記第２実施例の一変形例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図であり、図中先の実施例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。この変形例のシリンダーヘッド用メタルガスケット１は、段差調整板３の溶接部４が先の第２実施例と異なっており、ここでは厚板部3dは上記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外方部3eと突き合わされ、厚板部結合手段としての溶接部４により外方部3eに突き合わせ溶接で結合されている。この変形例でも、先の第２実施例と同様の作用効果が得られる。

図４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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図であり、図中先の実施例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわちこの第２実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット１も、先の第１実施例と同様の構成の二枚の基板２を具えているが、ここでは一方の基板（図４では上側の基板）２の、上記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に孔2fが形成されている。

また、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、二枚の基板２の間に段差調整板３を介挿されて具えているが、ここにおける段差調整板３は、一方の基板（図４では上側の基板）２の環状ビード2bの内側の位置すなわちここでは各シリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aの位置から他方の基板（図４では下側の基板）２の環状ビード2cの外側の、上記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まで延在している。この段差調整板３の外周端部には、上記冷却水ジャケットに対応する位置で上記一方の基板２に段差調整板３を結合する、段差調整板結合手段としての爪状掛合部3fが設けられており、この爪状掛合部3fは、上記一方の基板（図４では上側の基板）２に形成された孔2f内に掛合するとともに、その孔2fから外方へ突出した先端部を折り曲げられて、孔2fに対し抜け止めされている。なお、孔2fを形成する代りに、不要の冷却水孔2dを爪状掛合部3fとの掛合に用いても良い。

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によれば、先の第１実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、段差調整板３の板厚が段差になり、冷却水ジャケットに対応する位置より外方は二枚の基板２だけになるので、ガスケット１の全体を薄く構成することができる。しかも、段差調整板結合手段が、基板２に形成された孔2f内に掛合するとともに、その孔2fから突出した先端部を折り曲げられた爪状掛合部3fであるので、簡易な作業で基板２に段差調整板３を結合することができる。

図５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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図であり、図中先の実施例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわちこの第４実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット１も、先の第１実施例と同様の構成の二枚の基板２を具えるとともに、それらの基板２の間に先の第３実施例と同様の構成の段差調整板３を介挿されて具えているが、ここでは一方の基板（図４では上側の基板）２の、上記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に、段差調整板結合手段として加締め部５が形成されており、この加締め部５は、二枚の基板２の両方と、段差調整板３の例えば先の実施例より幅広の爪状掛合部とを剪断押し出し加工によって加締めて、二枚の基板２と段差調整板３とを一体的に結合している。なお、このような加締め部５は、例えば特開平１０−２８１２８８号公報等で良く知られている。

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によれば、先の第１実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、段差調整板３の板厚が段差になり、冷却水ジャケットに対応する位置より外方は二枚の基板２だけになるので、ガスケット１の全体を薄く構成することができる。しかも、段差調整板結合手段が、剪断押し出し加工によって三枚の金属板を纏めて加締めるものであることから、プレス加工で基板２に段差調整板３を強固に結合し得るとともに、二枚の基板２同士も結合して纏め得て、内燃機関へのガスケット１の装着時の作業性を向上させることができる。

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３実施例において、複数の爪状掛合部3fを二枚の基板２にそれぞれ掛合させるようにしても良く、また、上記第４実施例において、片方の基板２のみに段差調整板３の爪状掛合部を剪断押し出し加工によって加締めて結合しても良い。

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、半径方向に二重の環状ビードを構成し得て、燃焼ガスに対する高いシール性を得ることができる。しかも、金属板からなる段差調整板により、それら二重の環状ビードに加わる面圧を他の部分より高めてシール性をより向上させることができるとともに、シリンダーボア間の部分の高い温度でも劣化によるフロー（流失）や厚壊がないので高いシール性を長期的に確実に維持することができる。

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である。 上記第１実施例のメタルガスケットの、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ）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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図であり、（ｂ）は、上記第２実施例のメタルガスケットの一変形例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図である。 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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図である。 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実施例の構成を冷却水孔を省略して示す、図２と同様の位置での断面図である。

符号の説明

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，2c 環状ビード
2d 冷却水孔
2e 外周ビード
2f 孔
2g 潤滑油孔
2h ボルト孔
３ 段差調整板
3a シリンダー孔
3b 孔
3c 折り返し部
3d 厚板部
3e 外方部
3f 爪状掛合部
４ 溶接部
５ 加締め部

Claims (7)

1. 各々金属板からなり、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（2a）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（2b，2c）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（2d）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（2e）とを有する二枚の基板（２）を具え、
   前記二枚の基板（２）の前記環状ビード（2b，2c）が、互いに対向する向きにそれぞれ突出し、
   前記二枚のうちの一方の基板（２）の前記環状ビード（2b）が、前記二枚のうちの他方の基板（２）の前記環状ビード（2c）の半径方向内側に位置する、シリンダーヘッド用メタルガスケット（１）において、
   前記二枚の基板（２）の間に、金属板からなり、前記一方の基板（２）の環状ビード（2b）の内側の位置から少なくとも前記他方の基板（２）の環状ビード（2c）の外側の位置まで半径方向に延在する段差調整板（３）を介挿したことを特徴とする、シリンダーヘッド用メタルガスケット。
2. 前記段差調整板（３）は、前記一方の基板（２）の環状ビード（2b）の内側の位置から前記他方の基板（２）の環状ビード（2c）の外側の位置まで半径方向に延在するグロメット状の折り返し部（3c）を有して前記二枚の基板の外周端部の位置まで延在することを特徴とする、請求項１記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。
3. 前記段差調整板（３）は、前記一方の基板（２）の環状ビード（2b）の内側の位置から前記他方の基板（２）の環状ビード（2c）の外側の位置まで半径方向に延在する厚板部（3d）と、その厚板部と別個に形成されてその厚板部より外側に位置する外方部（3e）とを有し、
   前記厚板部（3d）が前記外方部（3e）に、前記冷却水ジャケットに対応する位置で厚板部結合手段（４）により結合されていることを特徴とする、請求項１記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。
4. 前記厚板部結合手段は溶接部（４）であることを特徴とする、請求項３記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。
5. 前記段差調整板（３）は、前記一方の基板（２）の環状ビード（2b）の内側の位置から前記他方の基板（２）の環状ビード（2c）の外側の前記冷却水ジャケットに対応する位置まで半径方向に延在して、その冷却水ジャケットに対応する位置で前記二枚の基板（２）の少なくとも一方に段差調整板結合手段（3f，５）により結合されていることを特徴とする、請求項１記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。
6. 前記段差調整板結合手段は、前記二枚の基板（２）の一方または両方に形成された孔（2f）内に掛合するとともに、その孔から突出した先端部を折り曲げられた爪状掛合部（3f）であることを特徴とする、請求項５記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。
7. 前記段差調整板結合手段は、前記二枚の基板（２）の一方または両方と前記段差調整板（３）とを剪断押し出し加工によって加締めた加締め部（５）であることを特徴とする、請求項５記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。

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