JP2006523287A - 平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

燃焼室側の少なくとも１つの貫通孔（２）を備える、特に金属製の、少なくとも１つの支持部材（７）によって構成されており、貫通孔（２）は、一方で、貫通孔（２）と同心に延びるストッパ部材によって、他方で、貫通孔（２）と同心に延び、金属製の少なくとも１つの機能層に設けられ弾性的に作用する少なくとも１つのハーフビード（１３，１４）であって、支持部材（７）の材料厚さよりも厚く形成されたストッパ部材（１２）上に直接摩擦結合して載っているハーフビードによって取り囲まれている、内燃機関用の平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケット。

Description

本発明は、内燃機関用の平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットに関する。

チェーンケースのための貫通孔と、このチェーンケース孔に隣接して延びる縁領域とを有し、チェーンケース孔が、完全にまたは部分的に縁領域の外側に配置された弾性的な封止部材によって完全に取り囲まれている少なくとも１つの封止層を備える金属製のシリンダヘッドガスケットが特許文献１に開示されている。この際、縁領域は、ビードまたはハーフビードであってよい弾性的な封止部材のための支持装置を含んでいる。

金属層に形成された複数の貫通孔を有する金属製の平形ガスケットが特許文献２によって公知である。フルビードまたはハーフビードが封止部材として貫通孔の領域に配置されている。

今日の内燃機関では、燃焼室の、耐久性のある弾性的な封止のために、ばね鋼に型押しを施した、いわゆるフルビードが用いられたシリンダヘッドガスケットが使用されることが多い。フルビードは、隆起部が薄板の底面を起点として一方の方向に形成され、それによって、底面の反対側に対する接触線（ビード稜線）が封止線として形成されているという特徴を有している。フルビードは、ビード稜線の両側に配置された複数のいわゆるビード脚部によって底面の平面において常に支持されており、すなわち、２本の封止線が底面の平面に形成されている。フルビードのこのような基本構造は、断面においてスペースを最低限にする必要があり、比較的複雑な型押し器具によって形成しなくてはならない。
独国特許出願公開第１９８０９７５５号明細書 特開平０６−１１７５４２号公報

本発明の目的は、非常に限られたスペースの状況のための平形ガスケット、特に、燃焼室封止部の領域のシリンダヘッドガスケットであって、それによって、器具のコストを削減しながら公知の機能特性を維持する必要がある平形ガスケットを提供することにある。

この目的は、燃焼室側の少なくとも１つの貫通孔を備える、特に金属製の、少なくとも１つの支持部材によって構成されており、貫通孔が、貫通孔と同心に延びるストッパ部材によって取り囲まれ、また、少なくとも１つの金属製の機能層に設けられ、貫通孔と同心に延び、弾性的に作用する少なくとも１つのハーフビードであって、支持部材の材料厚さよりも厚く形成されたストッパ部材上に直接摩擦結合して載っているハーフビードによって取り囲まれている、内燃機関用の平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットによって達成される。

本発明の対象物の有利な態様が、従属請求項によって得られる。

特に限られたスペース状況のために、ストッパ部材およびこれと作用接続させることができるハーフビードによって構成された、燃焼室封止の、フルビードに対して新規な種類の構想が本発明の対象物によって提供される。

各燃焼室の弾性的な封止が、貫通孔の外側で閉じられた、通常同心に延びている、幅と高さを設定可能なハーフビードによって行われる。この際、寸法決めは利用ケースに依存する。０．８から２．５ｍｍのハーフビード幅と、０．０５から１．０ｍｍの間の高さが通常であると考えられる。

燃焼室ハーフビードは、平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットのばね鋼層（機能層）に型押しによって形成されるのが好ましい。ビードが形成されたばね鋼層の数は、各内燃機関の動力学上の要求に応じて変えることができる。

燃焼室ハーフビードは、既に述べたように、支持部材の材料厚さよりも厚く形成された燃焼室封止領域（ストッパ部材）上に直接摩擦結合して載っている。このような種類のストッパ部材は、取り付けられた状態（運転状態）の時に、封止間隙の高さが比較的大きく低くなるのを阻止する。ストッパ部材は、例えば、追加の薄板片を平形ガスケットの層、例えば支持部材に溶接することによって形成することができる。焼結された材料、接着されたプラスチックなどを使った他の実施態様も考えられる。ガスケットの厚さを、燃焼室ハーフビードの領域において他の領域よりも厚くすべき値は、０．０４から０．２０ｍｍの間であるのが普通である。こうして形成された厚い部分によって、シリンダヘッドねじによって生じる締め付け力が、主として、ハーフビードの押圧に、したがって、燃焼室を封止するのに使われるようにすることができる。この際、実質的に、締め付け力の分布が、したがって、封止特性が、厚い部分の値によって決められるが、封止のための押圧と反対の挙動をする機関部品の歪みによっても決められる。ストッパ部材の幅は、主として、それが延びている領域に配置された燃焼室ハーフビードの幅に合わせられている。１から４ｍｍの間の幅が採用されることが多い。この場合、互いに隣接する複数のシリンダの各ストッパ領域が互いに重なって、平面で見て一種の眼鏡状ストッパのようになることもできる。

燃焼室ハーフビードは、階段状の隆起部のある比較的簡単な器具を用いて作製することができる。このような種類の器具は低コストで作製することができ、容易に保守整備や補修をすることができる。

本発明の他の思想によれば、平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットの層構造が各機関の必要に合わせて決められる。本発明の他の思想によれば、互いに逆向きにビードが形成された２つのばね鋼層と、ストッパ部材を支持する支持部材との組み合せを採用するのが好ましい。

ストッパ部材を支持する支持部材の片側を平坦に形成し、この平坦な面を機関部品、特にシリンダクランクケースに揃えるのが望ましい。このような種類の平坦なガスケット外面によって、クランクケース表面の、空洞や孔のような不均一部を覆い隠し、それでもなお、封止を保証することができる。ストッパ部材を支持する支持部材の通常の厚さは０．１から０．５ｍｍの間である。ばね鋼層が偶数個ある場合、反対向きにハーフビードを備えている両層が、ハーフビードの、ガスケット平面から突出している脚部が、燃焼室の縁の所で、対応する機関部品に当接するように配置されるように留意する必要がある。それによって、封止押圧力が、脚部がガス圧の作用によって膨らむことにより、確実に強められるようにすることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、燃焼室のための貫通孔２と、一方では冷却剤、他方では潤滑剤のための液体通過孔３，４，５，６を備えるシリンダヘッドガスケット１を示している。シリンダヘッドガスケット１は、金属製の支持部材７と、図１においては見えず、以下の図においてよく見ることができる、リベット８によって支持部材７と結合された機能層９，１０によって構成されている。図２は、図１のシリンダヘッドガスケット１の断面図を示している。支持部材７と、機能層９，１０としての２つのばね鋼層を見ることができる。支持部材７と機能層９，１０の両方の境界縁も同時に形成している燃焼室境界縁が符号１１によって示されている。支持部材７は燃焼室側で例えば溶接によってストッパ部材１２と結合されており、ストッパ部材１２は貫通孔２を設定可能な幅と厚さで同心に取り囲んでいる。この際、燃焼室側の貫通孔２の弾性的な封止が、同様に設定可能な幅と高さを有し、貫通孔２に対して同心に延びるハーフビード１３，１４によって行われている。各ハーフビード１３，１４は、ばね鋼層として構成された機能層９，１０に型押しして形成されている。この例では、反対向きにビードが形成された２つの機能層９，１０と、ストッパ部材１２を支持する支持部材７との組み合せが採用されており、これに代えて、上側および下側の支持部材に結合した、（対になった）複数のばね鋼層を用いることも考えられる。

この例のように、偶数個（２つ）のばね鋼層、すなわち機能層９，１０を使用する場合、反対向きにビード１３，１４を備える機能層９，１０は、ハーフビード１３，１４の、各平面１５，１６から突出する脚部１３’，１４’が、ここには図示しない機関部材に当接するように配置されるように留意する必要がある。ストッパ部材１２によって燃焼室側に生じている厚い部分が、詳細には図示ないシリンダヘッドねじによって加えられる締め付け力が、主として、ハーフビード１３，１４の押圧に使われ、したがって燃焼室の密封に使われるようにする働きをする。この場合、締め付け力の分布が、したがって封止特性が、主として、厚い部分の厚さによって決められる。

図３は図２の部分図、すなわち燃焼室側の封止領域を示している。支持部材７、機能層９，１０、ストッパ部材１２、および燃焼室領域を見ることができる。この図では、シリンダヘッドガスケット１の取付状態が模擬されている。燃焼室側で交互に発生する、燃焼室の圧力がＰによって示されている。この際、符号１７，１８が、一方でシリンダヘッドの、他方で機関ブロックの封止面を示すものである。ハーフビード１３，１４の間にある間隙１９が、詳細には図示しないシリンダヘッドねじを締め付けることによってゼロに近づいていくが、ハーフビード１３，１４の、所与のばね特性のために、ゼロに達することはない。さらに、間隙１９が完全に閉じるのが、ストッパ部材１２によって、すなわちその材料厚さによって妨げられる。したがって、圧力Ｐを有し接したガスが、間隙１９の中へ入り、脚部１３’，１４’を封止面１７，１８の方向へ再び広げることができる。それによって、封止押圧力を、ハーフビード１３，１４または脚部１３’，１４’の弾性によって設定可能に高めることができる。

シリンダヘッドガスケットの平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１と図２のシリンダヘッドガスケットの取付状態（動作状態）を模擬した図である。

符号の説明

１ シリンダヘッドガスケット
２ 貫通孔
３，４，５，６ 液体通過孔
７ 支持部材
８ リベット
９，１０ 機能層
１１ 燃焼室境界縁
１２ ストッパ部材
１３，１４ ハーフビード
１３’，１４’ 脚部
１５，１６ 平面
１７，１８ 封止面
１９ 間隙

Claims (7)

1. 燃焼室側の少なくとも１つの貫通孔（２）を備える、特に金属製の、少なくとも１つの支持部材（７）によって構成されており、前記貫通孔（２）は該貫通孔と同心に延びるストッパ部材（１２）によって取り囲まれ、また、前記貫通孔と同心に延び、金属製の少なくとも１つの機能層に設けられ弾性的に作用する少なくとも１つのハーフビード（１３，１４）であって、前記支持部材（７）の材料厚さよりも厚く形成された前記ストッパ部材（１２）上に直接摩擦結合して載っているハーフビードによって取り囲まれている、内燃機関用の平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケット。
2. 少なくとも貫通孔側に前記ハーフビード（１３，１４）が設けられた、特に型押しして形成された、金属製の複数の機能層（９，１０）を備えている、請求項１に記載の平形ガスケット。
3. 前記機能層（９，１０）の数が偶数である場合、該機能層が、互いに反対向きに延びる前記ハーフビード（１３，１４）を備えている、請求項１または２に記載の平形ガスケット。
4. 反対向きにビードが形成された前記機能層（９，１０）が、前記貫通孔（２）の方向を向いた間隙（１９）が形成されるように重なり合って設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の平形ガスケット。
5. 前記支持部材（７）は、前記ストッパ部材（１２）の外側では実質的に平坦に形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の平形ガスケット。
6. 前記支持部材（７）は特殊鋼から形成されており、前記ハーフビード（１３，１４）を備える、金属製の前記機能層（９，１０）はばね鋼から形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の平形ガスケット。
7. 前記ストッパ部材（１２）は前記各ハーフビード（１３，１４）よりも広い幅を有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の平形ガスケット。

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