JP2006342749A - Metal gasket - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドの接合部をシールするために用いられる金属ガスケットに関するものである。 The present invention relates to a metal gasket used for sealing a joint between an engine cylinder block and a cylinder head.
従来より、エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドの接合部には、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面のシール性を高めるために、弾性金属板からなる基板にシリンダボアに対応するシリンダ孔を囲繞する内側(ボア)ビードを設けるとともに、前記シリンダ孔の周辺に配設した締付ボルト孔、オイル孔、冷却水孔の各孔の周囲を囲繞する孔(外周)ビードを形成した基板を複数枚積層してなる金属ガスケットが知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a cylinder hole corresponding to a cylinder bore is surrounded by a substrate made of an elastic metal plate at a joint portion between a cylinder block and a cylinder head constituting an engine in order to improve sealing performance of a joint surface between the cylinder block and the cylinder head. A plurality of substrates on which inner (bore) beads are formed and hole (outer circumference) beads surrounding the periphery of the tightening bolt holes, oil holes, and cooling water holes arranged around the cylinder holes are formed. A laminated metal gasket is known (for example, Patent Document 1).
また、シリンダボアの周囲に沿って連続して開口する冷却液通路を設けたオープンデッキ構造などのエンジンに用いられる金属ガスケットでは、冷却液通路の開口部分で基板に変形が生じたり、圧縮力と引張力が交互に作用することでさらに変形を大きくし、さらにエンジンの振動の影響を受け基板に亀裂の発生を生じさせることがあり、このような問題に対応するものとして、基板の冷却液通路の開口部を臨む部分に補強部を設けて剛性を大きくし、基板の変形や皺、亀裂の発生を防止する金属ガスケットが提案されている(特許文献2)。
上記のようなオープンデッキ型などのエンジンでは、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの接合面に金属ガスケットを適用したとき、冷却液通路に対応する基板部分にガスケットがシリンダーヘッドとシリンダーブロックの一面又は両面に接合しない非接合面領域が存在するようになる。 In the open deck type engine as described above, when a metal gasket is applied to the joint surface between the cylinder head and the cylinder block, the gasket is placed on one or both surfaces of the cylinder head and the cylinder block corresponding to the coolant passage. There is a non-joint surface area that is not joined.
図7に示すように、従来の金属ガスケット50の非接合面領域Aにおける部分は、シリンダブロック21とシリンダヘッド20との接合面で挟持されない変形可能な領域となり、エンジンの運転によってガスケット50の横方向には応力f1とf2が逆方向に繰り返し作用し、またピストンの上下運動によって縦方向の微振動Sがかかることで、ガスケット50とシリンダヘッド20或いはシリンダブロック21との接触部でフレッチングを生じ基板51やビード部52,53が摩耗したり、さらに弾性金属板の疲労現象により亀裂等の損傷を発生し、また基板51,51間にズレを生じることでシール性を損なうとともにガスケット50の耐久性を低下させるという問題がある。
As shown in FIG. 7, the portion of the
本発明は、オープンデッキ構造のエンジンなどに適用される金属ガスケットにおいて、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合部での非接合面領域でガスケットにかかる応力や微振動を吸収する緩衝部を設けることで、ガスケットの摩耗や亀裂の発生を防止して耐久性を向上し、長期間にわたり安定したシール性を確保することができる金属ガスケットを提供することを目的とするものである。 The present invention provides a metal gasket that is applied to an open deck engine or the like by providing a buffer portion that absorbs stress and fine vibration applied to the gasket in a non-joint surface region at the joint portion between the cylinder block and the cylinder head. An object of the present invention is to provide a metal gasket capable of preventing the wear and cracking of the gasket to improve durability and ensuring a stable sealing property over a long period of time.
本発明の金属ガスケットは、シリンダボアの外周に沿って開口する冷却液通路が接合面に設けられたシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して該接合面間をシールするようにした金属ガスケットであって、前記シリンダボアに対応するシリンダ孔を囲繞するボアビードと前記冷却液通路の外周縁部を囲繞する外周ビードとを設けた弾性金属版からなる基板よりなる金属ガスケットにおいて、前記基板には前記冷却液通路の開口部における前記シリンダブロックとシリンダヘッドとの非接合面領域に中間ビードが設けられていることを特徴とする。 In the metal gasket of the present invention, a coolant passage that opens along the outer periphery of the cylinder bore is interposed between the joint surfaces of the cylinder block and the cylinder head provided on the joint surface to seal between the joint surfaces. A metal gasket comprising a substrate made of an elastic metal plate provided with a bore bead surrounding a cylinder hole corresponding to the cylinder bore and an outer circumferential bead surrounding an outer peripheral edge of the coolant passage. Is characterized in that an intermediate bead is provided in a non-joint surface area between the cylinder block and the cylinder head at the opening of the coolant passage.
本発明においては、前記基板を複数枚積層し金属ガスケットを構成することができ、また、前記中間ビードが前記冷却液通路の開口部側に膨出し形成されているものでもよい。 In the present invention, a plurality of the substrates may be laminated to form a metal gasket, and the intermediate bead may be formed to bulge toward the opening side of the coolant passage.
さらに、本発明の金属ガスケットにおいては、前記中間ビードの膨出部の少なくとも一部分が相互に接触するように形成されていてもよく、また前記各基板に設けられる中間ビードがそれぞれ異なった形状寸法で形成することもできる。 Furthermore, in the metal gasket of the present invention, at least a part of the bulging portions of the intermediate beads may be formed so as to contact each other, and the intermediate beads provided on the respective substrates have different shapes and dimensions. It can also be formed.
本発明の金属ガスケットによれば、シリンダブロックの冷却液通路の開口部におけるシリンダブロックとシリンダヘッドとの非接合面領域に中間ビードが設けられた基板を用いることで、中間ビードがエンジンの運転によりガスケットにかかる応力や微振動を緩衝して吸収し基板本体やビード部分の摩耗、亀裂の発生を抑えるとともに、締め付けによる中間ビードの反力がボアビードと外周ビードに作用しビード部の面圧を確保しシール性を向上する。また、ビード部の面圧向上は、ビード自体の振動発生を抑えてシリンダボア壁に対する応力を低減するものとなる。また中間ビードは開口部の非接合面領域での基板剛性を高めて締め付け時の基板の変形を防止するものとなる。 According to the metal gasket of the present invention, by using a substrate having an intermediate bead provided in a non-joint surface area between the cylinder block and the cylinder head in the opening of the coolant passage of the cylinder block, the intermediate bead is caused by the operation of the engine. Buffers and absorbs stress and micro-vibration applied to the gasket to suppress wear and cracking of the substrate body and bead part, and the reaction force of the intermediate bead due to tightening acts on the bore bead and outer peripheral bead to ensure the surface pressure of the bead part. And improve sealing performance. In addition, the improvement in the surface pressure of the bead portion reduces the stress on the cylinder bore wall by suppressing the vibration of the bead itself. Further, the intermediate bead increases the rigidity of the substrate in the non-joint surface area of the opening to prevent the deformation of the substrate during tightening.
さらに、前記基板に設けられる中間ビードの膨出部に少なくとも一部分が相互に接触することで、エンジン運転中の基板のズレを防止し、そのうえ基板積層時のかしめ加工などの固定個所を減少できるようになりガスケットの組み立て加工効率の向上が図られる。 Furthermore, at least a portion of the bulges of the intermediate beads provided on the substrate are in contact with each other so that the displacement of the substrate during engine operation can be prevented, and in addition, the number of fixing points such as caulking when the substrates are stacked can be reduced. As a result, the assembly efficiency of the gasket can be improved.
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る金属ガスケットの平面図、図2は図1のA−A線断面図であり、図2(a)はビード断面が台形状10で、(b)はビード断面が半円形状10’の例を示す。図3は金属ガスケットをオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドの接合面間に介装させ締付ボルトにより締め付けた状態を示す概略断面図である。
1 is a plan view of a metal gasket according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 2A is a
一般に、オープンデッキ構造エンジンのシリンダブロックは、並列に一列に並べられた複数のシリンダボアCと、シリンダボアCの列を挟んでその両側に配されシリンダボアCを囲繞するようにシリンダブロックの長手方向に延びる冷却液通路Wと、締付ボルトがねじ込まれるボルト穴、及びオイル流通孔を有している。 In general, a cylinder block of an open deck structure engine has a plurality of cylinder bores C arranged in a row in parallel and a cylinder block extending in the longitudinal direction of the cylinder block so as to surround the cylinder bores C on both sides of the row of cylinder bores C. It has a coolant passage W, a bolt hole into which a tightening bolt is screwed, and an oil circulation hole.
図において、符号1は金属ガスケットであり、この金属ガスケット1は、例えば耐熱性ゴムや二硫化モリブデン含有樹脂などがコーティングされたステンレス鋼板などの弾性金属板からなる基板2にシリンダボアCに対応してシリンダ孔3が開設され、さらにこのシリンダ孔3の周辺には複数の締付ボルト孔4、冷却水孔5、オイル孔6のそれぞれが穿設されている。
In the figure,
前記シリンダ孔3の周囲には、図2(a)に示すような基板2の外側に向けて膨出するフルビードからなるボアビード7がシリンダ孔3を囲繞して形成され、シリンダ孔3をシールしてガスの漏れを防止するとともに冷却水の浸入を阻止するように形成されている。
A
冷却液通路Wの外周部には、冷却液通路Wを囲繞する外側に膨出するハーフビードからなる外周ビード8が基板2の外周縁部との間に設けられ、ガスケット1の内側をシールし冷却水やオイルの外部への洩出を防止するとともに、外周部からの水分や塵埃の浸入を阻止している。
An outer
また、ボアビード7と外周ビード8の間でシリンダブロック21の冷却液通路Wの開口部に対応する基板2の部分には、前記ボアビード7を囲繞するシリンダブロック21側に膨出するフルビードからなる中間ビード10が形成されている。中間ビード10は図に示すように並列するシリンダ孔3,3間の幅狭部3a、及び冷却水孔5に重複する部分では不連続に設けられている。
Further, the portion of the
上記のシリンダ孔3や締付ボルト孔4、冷却水孔5,オイル孔6の穿設及びボアビード7や外周ビード8、中間ビード10の形成は、基板2をプレス成形加工して形成され、2枚の基板2,2が積層され周縁部の固定部11でかしめ加工により固定されている。
The
ここで、フルビードとは図8(a)に示すような断面山形に基板面から膨出した断面形状を有するビード27で、ハーフビードとは図8(b)に示すように片面にスロープ状の斜面を持って膨出した断面形状のビード28をいう。
Here, the full bead is a
本実施形態の金属ガスケット1は、図2(a)に示す2枚の基板2,2を金属補強板9を介在させて積層し構成され、ボアビード7と外周ビード8が、ビード膨出部の向きが逆方向になるようにそれぞれ対向させてガスケット1の接合面のシール性を確保し、また中間ビード10がその膨出部が重ね合わせ状に係合するようにシリンダブロック21側に向けて膨出し形成されている。
The
図3に示すように、金属ガスケット1がシリンダブロック21とシリンダヘッド20の間に介装され締付ボルトで締め付けられると、金属ガスケット1はシリンダブロック21とシリンダヘッド20の間で押圧されて2枚の基板2,2の平担面部分が密着し、ボアビード7がシリンダボアCをシールし、外周ビード8がガスケット1の内側部をシールする。
As shown in FIG. 3, when the
オープンデッキ型エンジンでは、シリンダボアCの外周に沿って冷却液通路Wがシリンダブロック21の接合面22に開口して設けられているので、図に示すように、ガスケット1にはシリンダボアCを囲繞するボアビード7と外周ビード8の間の冷却液通路Wに対応する部分に、ガスケット1がシリンダブロック21とシリンダヘッド20との接合部に接面しない非接合面領域Aが存在するようになり、この非接合面領域Aのシリンダブロック21とシリンダヘッド20の間に中間ビード10が位置するようになる。
In the open deck type engine, the coolant passage W is provided in the
そして、非接合面領域Aにある中間ビード10は、シリンダブロック21とシリンダヘッド20と非接触状態にあり、ボアビード7と外周ビード8との間である程度の動きが許容されるようになり、ビード膨出部分が応力や振動を緩衝する作用を発揮することでガスケット1の非接合面領域Aにかかるエンジンの運転により繰り返し発生する横方向逆向きの応力f1とf2、及びピストンの上下運動による縦方向の振動Sを緩衝することでその応力や振動を吸収するものとなる。
The
これによりガスケット1への応力歪みの蓄積や繰り返し振動による弾性金属板の疲労現象を抑制し基板2の亀裂やさらには破断等の損傷発生を防止するとともに、ガスケット1とシリンダヘッド20或いはシリンダブロック21と接触部でフレッチングを低減し基板2本体やビード部7,8が摩耗することを防止し、ガスケット1のシール性を確保し耐久性を向上することができる。
As a result, the fatigue phenomenon of the elastic metal plate due to the accumulation of stress strain in the
なお、上記の緩衝効果を得るために、中間ビード10はシリンダブロック21やシリンダーヘッド20と非接触状態を保つように形成される。
In order to obtain the above buffer effect, the
また、締付ボルトによる締め付けによって動きが許容される中間ビード10に反力が発生し、この反力がボアビード7と外周ビード8に作用してビード部の面圧を上昇させシール性を向上する。
Further, a reaction force is generated in the
さらに、基板2に設けられる中間ビード10の膨出部がそれぞれ相互に接触することで、エンジン運転中の基板2,2間のズレを防止してガスケット1のシール性を維持し、この基板2のズレが防止されることでガスケット1積層時の基板2,2同士のかしめ加工などの固定部11を減少することができるようになり、ガスケット1の組み立て加工効率の向上が図られる。
Further, since the bulging portions of the
また、中間ビード10は非接合面領域Aでの基板2の剛性を高める作用があり、締め付け時の基板2の非接合面領域Aでの変形防止の効果も得られる。
Further, the
そして、上記シール性や耐久性の向上により、金属ガスケットの積層枚数を減らすことが可能となり、金属ガスケットのコストダウンも図られる。 And, by improving the sealing property and durability, it is possible to reduce the number of laminated metal gaskets, thereby reducing the cost of the metal gaskets.
本発明の金属ガスケットは、図4に示すように、1枚の基板からなるガスケット12であってもよい。また図5に示すように中間ビード14がシリンダヘッド20側に膨出したガスケット13でもよく、この場合はビード14の上端部14aとシリンダヘッド20との間が接触しないように間隔Kを設けることで実施される。
As shown in FIG. 4, the metal gasket of the present invention may be a
また、複数枚の基板を積層してなる金属ガスケットでは、通常は図3に示されるように中間ビード10の断面形状が同一形状で形成された基板2,2を重ね合わせることによって実施できる。同じ形状の基板を用いることは、基板成形型コストの低減や、積層加工時のビードの向きが同じであるため組み立て加工効率を向上することができる。
In addition, in a metal gasket formed by laminating a plurality of substrates, it can be usually performed by superimposing
一方、図6は、複数枚の基板の積層構造(図では基板が2枚)からなるガスケットの別の例を示す図で、積層される各基板毎に異なった寸法形状の中間ビード15,16を有する金属ガスケット19である。このように異なるビード形状を用いるガスケット19は、使用される基板17,18の材質や板厚、或いはボアビード7や外周ビード8の寸法形状等の要因によって、使用時の基板17,18の非接合面領域Aにおける変形量が相互に異なるような場合に有効である。この場合も、中間ビード15,16の膨出部がそれぞれ1個所以上で相互に接触していることが好ましく、エンジン運転中の基板17,18のズレを防止することができる。
On the other hand, FIG. 6 is a view showing another example of a gasket having a laminated structure of a plurality of substrates (in the figure, two substrates), and
なお、上記実施形態においては、各中間ビードの断面形状を図2(a)に示す台形状断面のもので説明したが、中間ビードは断面が図2(b)に示すような半円形状や半楕円状、或いは斜面の一方が直線状で他方が曲線状のビードなどが使用され、中間ビードの断面形状には何ら制限されるものではない。 In the above embodiment, the cross-sectional shape of each intermediate bead has been described with the trapezoidal cross-section shown in FIG. 2A. However, the intermediate bead has a semicircular cross-section as shown in FIG. A semi-elliptical shape, or a bead having one of the slopes linear and the other curved is used, and the cross-sectional shape of the intermediate bead is not limited at all.
例えば、図9に示す2枚の基板を積層したものでは、平坦部32を挟み間隔を設けて上下方向にそれぞれ膨出する断面台形状のフルビード31,31を形成した中間ビード10a(図9(a))、平坦部34を挟み間隔を設けて上下方向にそれぞれ膨出量の少ないフルビード33,33を形成した中間ビード10b(図9(b))、上下方向にそれぞれ膨出する断面台形状のフルビード35,35が斜面部36で連続して断面略S字形状に形成した中間ビード10c(図9(c))、また上下方向にそれぞれ膨出量の異なるフルビード37,38を連続して形成した非対称形状の中間ビード10d(図9(d))、また上記中間ビード10a,10b,10cにおいても、上下方向にそれぞれ突出するフルビード31,31、33,33、35,35の膨出高さを互いに異ならせて非対称形状の中間ビードに形成するなど、様々な断面形状の中間ビードを採用することができる。
For example, in the case where two substrates shown in FIG. 9 are laminated, an intermediate bead 10a (FIG. 9 (FIG. 9)) is formed with trapezoidal cross-section
本発明の金属ガスケットは、自動車エンジン等の内燃機関用のシール材として使用することができるが、特にオープンデッキ構造、セミオープンデッキ構造、ウエットライナー構造等を採用したエンジンに好適である。 The metal gasket of the present invention can be used as a sealing material for an internal combustion engine such as an automobile engine, but is particularly suitable for an engine employing an open deck structure, a semi-open deck structure, a wet liner structure, or the like.
1……金属ガスケット
2……基板
3……シリンダ孔
7……ボアビード
8……外周ビード
10……中間ビード
20……シリンダーヘッド
21……シリンダーブロック
A……非接合面領域
C……シリンダボア
W……冷却液通路
1 ...
Claims (5)
前記基板には前記冷却液通路の開口部における前記シリンダブロックとシリンダヘッドとの非接合面領域に中間ビードが設けられている
ことを特徴とする金属ガスケット。 A metal gasket in which a coolant passage opening along the outer periphery of the cylinder bore is interposed between the joint surfaces of the cylinder block and the cylinder head provided on the joint surface, and seals between the joint surfaces, In a metal gasket comprising a substrate made of an elastic metal plate provided with a bore bead surrounding a cylinder hole corresponding to a cylinder bore and an outer circumferential bead surrounding an outer peripheral edge of the coolant passage,
The metal gasket, wherein the substrate is provided with an intermediate bead in a non-joint surface area between the cylinder block and the cylinder head in the opening of the coolant passage.
ことを特徴とする請求項1に記載の金属ガスケット。 The metal gasket according to claim 1, wherein a plurality of the substrates are laminated.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属ガスケット。 The metal gasket according to claim 1 or 2, wherein the intermediate bead is formed to bulge toward the opening side of the coolant passage.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の金属ガスケット。 The metal gasket according to claim 2 or 3, wherein at least a part of the bulging portion of the intermediate bead is in contact with each other.
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の金属ガスケット。
The metal gasket according to any one of claims 2 to 4, wherein the intermediate beads provided on each of the substrates are formed with different shapes and dimensions.
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2005
- 2005-06-09 JP JP2005170178A patent/JP2006342749A/en active Pending
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