JP2005220964A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents
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Abstract
【課題】 エンジンのシリンダボアの変形を防止しながら、十分なシール性能を発揮できるシリンダヘッドガスケットを提供する。
【解決手段】 少なくとも2枚の金属基板10,20からなるシリンダヘッドガスケット1であって、前記金属基板10,20の一枚の金属基板10において、シリンダボア用穴2の周囲で折り返してフランジ部11を有するシール部を形成し、前記フランジ部11において前記シリンダボア用穴2の周囲に帯状部11aを設け、該帯状部11aの外側でかつ該フランジ部11の外周部に外側に凸となるビード11bを設け、該ビード11bの外側裾野部を該フランジ部11の外周端11cとして構成する。
【選択図】 図2
【解決手段】 少なくとも2枚の金属基板10,20からなるシリンダヘッドガスケット1であって、前記金属基板10,20の一枚の金属基板10において、シリンダボア用穴2の周囲で折り返してフランジ部11を有するシール部を形成し、前記フランジ部11において前記シリンダボア用穴2の周囲に帯状部11aを設け、該帯状部11aの外側でかつ該フランジ部11の外周部に外側に凸となるビード11bを設け、該ビード11bの外側裾野部を該フランジ部11の外周端11cとして構成する。
【選択図】 図2
Description
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等の二つの部材の間に挟持してシールを行うシリンダヘッドガスケットに関するものである。
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、金属製のシリンダヘッドガスケットを間に挟持して燃焼ガスや冷却水や潤滑オイル等をシールしている。
このシリンダ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等の要請から、多数の金属基板を積層した積層タイプから、一枚や二枚の金属基板で形成する単純な構造のシリンダヘッドガスケットに移行して来ており、構成板が一枚や二枚となるため、また、エンジンの軽量化の面から使用可能な材料も制限されてきており、シール手段の種類、個数も制限され、比較的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。
また、最近のエンジンの軽量小型化の結果、エンジンの低剛性化が進み、シリンダヘッドガスケットのシーリングにおいて、シール性能を確保するためにシリンダボアの直近の周囲部分に大きなシール面圧を与えると、低剛性のシリンダボアの変形が更に促進されてしまい、ガスケットのシール手段が十分に機能しなくなり、適正なシール性能を得ることが難しいという問題がある。
一方、例えば、図9に示すように、少なくとも2枚のガスケット本体を構成する金属板60,70からなる内燃機関用金属ガスケット5において、1枚の金属板60をシールすべき穴6の周囲で折り返してフランジ部61を有するシール部を形成し、フランジ部61に少なくとも1個のビード61bを形成し、更にフランジ部61の端縁部61cと重ならない他の1枚の金属板70を積層して成る金属積層形ガスケット5が提案されている(特許文献1参照。)。
この構成により、薄く、且つ比較的低い締付圧で適切に被シール部分をシールできて、応力がガスケットに加わった時にガスケットに接するシリンダヘッドに対して比較的容易に滑ることができ、また、密封されるべき穴の囲りに比較的広い密封領域を設けることができるようにしている。
しかしながら、この金属積層形ガスケットにおいて開示された構成では、フランジ部に形成されたビードは、内側に凸となるビードであるため、大きなシール面圧を発生できず、また、ビードの外側に帯状部が拡がるため、集中的な面圧分布の発生が妨げられ、図9に示すような構成のガスケット5では、図10に示すような圧力分布となる。そのため、小型化と低剛性化が進んだエンジンのシリンダボアのシールに対して十分な対応ができない恐れがある。
実開平3−19452号公報
本発明は上記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ボアの変形を防止しながら、十分なシール性能を発揮できるシリンダヘッドガスケットを提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明に係るシリンダヘッドガスケットは、少なくとも2枚の金属基板からなるシリンダヘッドガスケットであって、前記金属基板の一枚の金属基板において、シリンダボア用穴の周囲で折り返してフランジ部を有するシール部を形成し、前記フランジ部において前記シリンダボア用穴の周囲に帯状部を設け、該帯状部の外側でかつ該フランジ部の外周部に外側に凸となるビードを設けて構成される。
この構成により、シリンダボア用穴の直近部分では大きなシール面圧が発生せずに、シリンダボア用穴から少し離れた部分、即ち、シリンダボア用穴の変形に大きな影響を及ぼさない部分に大きなシール面圧が発生する。
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記ビードの外側裾野部を前記フランジ部の外周端として構成すると、ビードの外側に帯状部が形成されないので、ビード部分に集中面圧が発生する。
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、シリンダボア用穴の周囲で折り返してフランジ部を有するシール部を形成し、フランジ部においてシリンダボア用穴の周囲に帯状部を設けているので、シリンダボア用穴の直近部分は帯状部となり大きなシール面圧が発生しない。
また、この帯状部の外側で、かつ、このフランジ部の外周部に外側に凸となるビードを設けているので、シリンダボア用穴から少し離れた部分、即ち、シリンダボア用穴の変形に大きな影響を及ぼさない部分に、大きなシール面圧を発生できる。
また、ビードの外側裾野部をフランジ部の外周端としているので、ビードの外側に帯状部が形成されず、ビード部分に集中面圧が発生し、より適切なシール面圧を発生することができる。
従って、シリンダボア用穴に対する大きなシール面圧をシリンダボア用穴の直近の周囲に発生せずに、少し離れた周囲部分に発生することができるので、シリンダボアの変形を防止しながら、十分なシール性能を発揮できる。
次に、図面を参照して本発明に係るシリンダヘッドガスケットの実施の形態について、シリンダヘッドガスケットを例にして説明する。
図1に示すように、本発明に係る実施の形態のシリンダヘッドガスケット1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金属積層型の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冷却水やオイル等の液体をシールする。
なお、図2、図3は、模式的な説明図であり、金属積層型ガスケット1の板厚やビードや面圧補強板等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。
図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1はステンレス焼鈍材(アニール材)、ステンレス調質材(バネ鋼板)、軟鋼板等の二枚の金属基板10,20で構成される。この金属基板10,20は、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、図1に示すように、シリンダボア用穴2、冷却水用の水穴3、エンジンオイルの循環のためのオイル穴4、締結ボルト用のボルト穴5等が形成される。
このシール対象穴であるシリンダボア用穴2の周りに、シール手段として、金属基板10,20の内の一枚の第1の金属基板10において、シリンダボア用穴2の周囲で折り返してフランジ部11を有するシール部を形成し、このフランジ部11においてシリンダボア用穴2の周囲に帯状部11aを設け、該帯状部11aの外側で、かつ、このフランジ部11の外周端部に外側に凸となるビード11bを設け、このビード11bの外側裾野部をフランジ部11の外周端11cとして構成する。
このビード11bは、各シリンダボア用穴2をそれぞれ一周して設けられ、また、このビード11bの内側にはフランジ部11の帯状部11aが設けられるが、このビード11bの外周側には帯状部が無く、ビード11bの外側裾野部がそのままフランジ部11の外周端11cとなる。
そして、このフランジ部11の外周端11cの外側に第2の金属基板20が配置される。即ち、第2の金属基板20においては、シリンダボア用穴2のために、フランジ部11の外周端11cより大きな径の内周端を有する穴21が設けられる。
この構成によれば、図3に示すような圧力分布を得ることができる。
図3に示す本発明の第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aは、三枚の金属基板10,30,40で構成される。この金属基板10は、第1の実施の形態と同様に形成される。この第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aでは、金属基板10のフランジ部11の帯状部11aの内側に金属基板30が挿入されている。この金属基板30において、帯状部11aの内側部分に第2のビード31がシリンダボア用穴2の周囲を囲んで設けられ、更に、金属基板10のビード11bの外側を囲んで、ハーフビード32が設けられる。更に、このハーフビード32と金属基板10との間に、このハーフビード32より大きな径の穴41を有する金属基板40が配置される。
この構成によれば、シリンダボア用穴2の直近部分にもシールラインを形成でき、シールラインを多重に設けることができ、図5に示すような圧力分布を得ることができる。
そして、その他の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1B〜1Dを、図6〜図8に示す。
図6の第3の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Bは、第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aにおいて、第2の金属基板30Aのハーフビード32を設けずに、この部分において、第1の金属基板10Bの上に第2の金属基板30Bと第3の金属基板40Bを順に積層したものである。この構成によれば、ビード11bの外側では比較的穏やかな面圧分布となる。
図7の第4の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Cは、第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aにおいて、第2の金属基板30Aのフルビード31をハーフビード31Cにしたものである。この構成では、このシリンダボア用穴2直近の部分に発生する面圧を第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aより小さくすることができる。
図8の第5の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Dは、第1の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1の構成に加えて、第1の金属基板10Dのビード11bの反対側に外側が凸となるビード12を設けたものであり、この部分に著しく強いシール面圧を発生することができる。
上記の構成のシリンダヘッドガスケット1,1A〜1Dによれば、シリンダボア用穴2の周囲で折り返してフランジ部11を有するシール部を形成し、フランジ部11においてシリンダボア用穴2の周囲に帯状部11aを設けているので、シリンダボア用穴2の直近部分には大きなシール面圧が発生しない。
また、この帯状部11aの外側で、かつ、このフランジ部11の外周部に外側に凸となるビード11bを設けているので、シリンダボア用穴2から少し離れた部分、即ち、シリンダボア用穴2の変形に大きな影響を及ぼさない部分に、大きなシール面圧を発生できる。
また、ビード11bの外側裾野部をフランジ部11の外周端11cとしているので、ビード11bの外側に帯状部が形成されず、ビード11b部分に集中面圧が発生し、より適切なシール面圧を発生することができる。
従って、シリンダボア用穴2に対する大きなシール面圧をシリンダボア用穴2の直近の周囲に発生せずに、少し離れた周囲部分に発生することができるので、シリンダボアの変形を防止しながら、十分なシール性能を発揮できる。
なお、上記では、二枚又は三枚の金属基板で構成されるシリンダヘッドガスケットについて説明したが、本発明は、これに限定されることなく、四枚以上の金属基板で構成されるシリンダヘッドガスケットにも適用できる。
1,1A〜1D シリンダヘッドガスケット
2 シリンダボア用穴
10,10A〜10D 第1の金属基板
11 フランジ部
11a 帯状部
11b ビード
11c フランジ部の外周端
20 第2の金属基板
2 シリンダボア用穴
10,10A〜10D 第1の金属基板
11 フランジ部
11a 帯状部
11b ビード
11c フランジ部の外周端
20 第2の金属基板
Claims (2)
- 少なくとも2枚の金属基板からなるシリンダヘッドガスケットであって、前記金属基板の一枚の金属基板において、シリンダボア用穴の周囲で折り返してフランジ部を有するシール部を形成し、前記フランジ部において前記シリンダボア用穴の周囲に帯状部を設け、該帯状部の外側でかつ該フランジ部の外周部に外側に凸となるビードを設けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
- 前記ビードの外側裾野部を前記フランジ部の外周端として構成したことを特徴とする請求項1記載のシリンダヘッドガスケット。
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