JP2007309343A - Cylinder head gasket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのシリンダヘッドや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ための、3個以上のシリンダボア用穴を有するシリンダヘッドガスケットに関し、より詳細には、シリンダボアの変形を抑制できるシリンダヘッドガスケットに関する。 The present invention relates to a cylinder head gasket having three or more cylinder bore holes for sandwiching and sealing between two members such as a cylinder head and a cylinder block of an engine, and more particularly, deformation of the cylinder bore. It is related with the cylinder head gasket which can suppress.
シリンダヘッドガスケットは、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)の間に挟まれた状態で、ヘッドボルトにより締結され、燃焼ガス、オイル、冷却水等の流体をシールする役割を持っている。 The cylinder head gasket is sandwiched between the cylinder head of an automobile engine and a cylinder block (cylinder body) and is fastened by a head bolt to seal fluid such as combustion gas, oil, and cooling water. Yes.
一方、最近は、エンジンの軽量化が進み、エンジンの低剛性が一層促進されてきているが、この低剛性化に起因して、エンジンの各箇所で変形が増大する状況にある。中でも、シリンダヘッドの長手方向の反りが問題となっている。 On the other hand, recently, the weight reduction of the engine has progressed, and the low rigidity of the engine has been further promoted. However, due to this low rigidity, the deformation is increasing at each part of the engine. Among them, the warp in the longitudinal direction of the cylinder head is a problem.
このシリンダヘッドの反りは、エンジンの長手方向の左右両端部を受け持つボルトの締め付け領域が、他の箇所より小さくなっているにも係わらず、この両端部のボルト締め付け力は他の部分より大きくなっていることに起因する。そして、軽量化が進んだ低剛性シリンダヘッドでは、この現象が一層顕著に表面化してきており、特に、直列6気筒一体型ヘッドでは、シリンダヘッドの長さが長いだけにその影響が大きい。 This cylinder head warps because the bolt tightening area at both ends in the longitudinal direction of the engine is smaller than the other parts, but the bolt tightening force at both ends is greater than the other parts. Due to the fact that And this phenomenon has become more noticeable on low-rigidity cylinder heads that have been reduced in weight. In particular, in-line six-cylinder integrated heads have a large effect because the length of the cylinder head is long.
シリンダヘッドが長手方向に反るとエンジンの両端(フロント側及びリア側)のシリンダボア変形が、他のシリンダより大きくなるという現象が発生する。このシリンダの変形はオイル上がりの原因や、シリンダ内の摩擦抵抗の増大と燃費の悪化など、エンジンにとって不都合を生じさせるので、シリンダヘッドの反りは解決すべき重要な問題となっている。 When the cylinder head is warped in the longitudinal direction, a phenomenon occurs in which cylinder bore deformations at both ends (front side and rear side) of the engine become larger than those of other cylinders. This deformation of the cylinder causes inconveniences for the engine such as oil rise, increased frictional resistance in the cylinder and deterioration of fuel consumption. Therefore, warping of the cylinder head is an important problem to be solved.
例えば、シリンダブロックがオープンデッキタイプのエンジンの場合では、図11に示すように、シリンダの上部において、長手方向両端のシリンダボア(NO.1とNO.4)が外側に対向している三方方向に引っ張られて伸びる三角おむすび形の変形を生じ、中央側に配置されているシリンダボア(NO.2とNO.3)が幅方向に、すなわち、外側に対向している二方方向に引っ張られて伸びるたまご形の変形をする。 For example, when the cylinder block is an open deck type engine, as shown in FIG. 11, in the upper part of the cylinder, the cylinder bores (NO.1 and NO.4) at both ends in the longitudinal direction face the outside in three directions. Pulled and stretched triangular rice ball-shaped deformation occurs, and the cylinder bore (NO.2 and NO.3) arranged on the center side is pulled and extended in the width direction, that is, in the two directions facing the outside Deform the egg shape.
このシリンダヘッドの反りに対する対策が、エンジン構造やガスケット構造でそれぞれの状態に応じてなされており、その一つに、シリンダヘッドガスケットの両端部の圧縮抵抗を他の部分より増加させることにより、シリンダヘッドの反りを緩和できることが知られている。 Countermeasures against the warping of the cylinder head are taken according to the respective states in the engine structure and the gasket structure, and one of them is to increase the compression resistance at both ends of the cylinder head gasket from the other parts, thereby It is known that head warpage can be alleviated.
一方、圧縮抵抗の増減に関して、単独のシリンダ穴(シリンダボア用穴)を有する金属積層形ガスケットにおいて、締付け荷重の均一化を図り、シリンダブロック側のボア変形を抑止するために、第二母材構成板を第一母材構成板側に折り返してシリンダ穴を構成する折り返し部を設け、該折り返し部の折り返し幅を、締付けボルトの近傍部分より前記締付ボルトより離開した部分を幅狭くした金属積層形ガスケットが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, regarding the increase / decrease in compression resistance, the second base material configuration is used to make the tightening load uniform and to suppress the bore deformation on the cylinder block side in the metal laminated gasket having a single cylinder hole (cylinder bore hole). A metal laminate in which a folded portion that forms a cylinder hole by folding the plate toward the first base metal component plate side is provided, and a folded width of the folded portion is narrower at a portion separated from the fastening bolt than a portion near the fastening bolt A shaped gasket has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このシリンダヘッドガスケットは、単数のシリンダボア用穴を有するガスケットに関するものであるため、3個以上のシリンダボア用穴を有するガスケットの長手方向の変形の問題には触れておらず、多気筒のシリンダヘッドの反りの緩和に対応できない。
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、3個以上のシリンダを持つエンジンのシリンダボアの変形、及び、シリンダヘッドの変形を抑制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。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cylinder head gasket capable of suppressing deformation of a cylinder bore of an engine having three or more cylinders and deformation of the cylinder head. It is to provide.
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、3個以上のシリンダボア用穴を有する単数又は複数の金属構成板から構成されるシリンダヘッドガスケットであって、前記金属構成板のいずれかに、各シリンダボア用穴の周囲を折り返した折り返し部とビードの少なくとも一方を設け、前記折り返し部と前記ビードの少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴間は幅狭く形成すると共に、該シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部側では、ボルト穴間であっても幅広く形成して構成する。 In order to achieve the above object, a cylinder head gasket according to the present invention is a cylinder head gasket composed of one or a plurality of metal component plates having three or more cylinder bore holes. In addition, at least one of a folded portion and a bead that is folded around each cylinder bore hole is provided, and at least one of the folded portion and the bead is formed so that the vicinity of the bolt holes is wide and the space between the bolt holes is narrow. On both ends in the longitudinal direction of the cylinder head gasket, a wide gap is formed even between the bolt holes.
このビードは通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、シリンダボア用穴の周囲をシールするビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。この組合せの場合は、その内の少なくとも一つのビードが上記の構成であれば、本発明に含まれる。また、折り返し部とビードの両方を設けた時であっても、少なくとも一方が上記の構成であればよい。また、このビード又はこれらのビードは、折り返し部の内側に入っていてもよく、入っていなくてもよい。つまり、折り返し部とビードの位置関係は限定されない。更に、折り返し部とビードは通常は別の金属構成板に形成されるが、同一の金属構成板に形成される場合であってもよい。 As this bead, a full bead is usually used, but a half bead may be used as long as it is a bead that seals around the cylinder bore hole. Also, a combination of several beads may be used. In the case of this combination, if at least one of the beads has the above-described configuration, it is included in the present invention. Further, even when both the folded portion and the bead are provided, at least one of the configurations may be used. Further, this bead or these beads may or may not be inside the folded portion. That is, the positional relationship between the folded portion and the bead is not limited. Furthermore, the folded portion and the bead are usually formed on different metal constituent plates, but may be formed on the same metal constituent plate.
本発明では、シリンダボア変形に影響を与えるものとして、ボルト配置、締付力、シリンダの構造などがあるが、ボルト穴近傍のみならず、大きな荷重が加わるガスケットの長手方向両端部において、ガスケットの折り返し部、又は、ビードを幅広く形成し、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、この広い領域で受けることにより緩和させて、シリンダボアの変形を抑制すると共に、シリンダヘッドの反り変形も抑制しようとするものである。 In the present invention, there are bolt arrangement, tightening force, cylinder structure, etc. that affect cylinder bore deformation, but not only in the vicinity of the bolt hole but also at the both ends in the longitudinal direction of the gasket where a large load is applied. A part or bead is formed widely, and the partial excessive load applied to the upper part of the cylinder is relaxed by receiving it in this wide region to suppress the deformation of the cylinder bore and the warp deformation of the cylinder head. It is.
すなわち、折り返し部とビードの少なくとも一方を、締結ボルトが配置されるボルト穴の近傍では幅広く形成し、隣接するボルト穴の間では幅狭く形成して、各々のシリンダボア用穴の周囲における面圧を均等化して、各シリンダボアの変形を防止する。それと共に、変形の大きな箇所であるガスケットの長手方向の外側部分において、折り返し部とビードの少なくとも一方を、幅広く形成して他のシール部分より圧縮抵抗を強化して、より荷重を均等配分する。これにより、シリンダヘッドの反り変形を防止するものである。なお、この折り返し部やビードの幅の大小は実験や計算などから得られた面圧分布から求めることができる。 That is, at least one of the folded portion and the bead is formed widely in the vicinity of the bolt hole in which the fastening bolt is disposed and narrowed between the adjacent bolt holes, so that the surface pressure around each cylinder bore hole is increased. Equalize to prevent deformation of each cylinder bore. At the same time, at the outer part in the longitudinal direction of the gasket, which is a large deformation portion, at least one of the folded portion and the bead is formed wider to enhance the compression resistance than the other seal portions, and the load is more evenly distributed. Thereby, the warp deformation of the cylinder head is prevented. In addition, the magnitude | size of this folding | returning part or a bead can be calculated | required from the surface pressure distribution obtained from experiment or calculation.
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、折り返し部とビードの少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部側では、ボルト穴間であっても幅広く形成することにより、シリンダボア周囲の押圧力をより均等化して、エンジンのシリンダボアの変形を抑制することができると共に、シリンダヘッドに加わる荷重を均等化して、エンジンのシリンダヘッドの反り変形を抑制することができる。 According to the cylinder head gasket of the present invention, at least one of the folded portion and the bead is formed so that the vicinity of the bolt holes is wide and the width between the bolt holes is narrow, and between the bolt holes at both ends in the longitudinal direction of the cylinder head gasket. Even if it is formed widely, the pressing force around the cylinder bore can be made more uniform, and the deformation of the cylinder bore of the engine can be suppressed, and the load applied to the cylinder head can be made uniform, and the engine cylinder head is warped and deformed. Can be suppressed.
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説明する。なお、図1〜図10は、模式的な説明図であり、構成をより理解し易いように、シリンダボア用穴の大きさ、折り返し部の大きさ、ビードの大きさ等の寸法を実際のものとは異ならせて、誇張して示している。 Next, an embodiment of a cylinder head gasket according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 10 are schematic explanatory diagrams, and the dimensions of the cylinder bore, the size of the folded portion, the size of the bead, etc. are actually shown so that the configuration can be more easily understood. Different from, exaggerated.
本発明に係るシリンダヘッドガスケットは、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)のエンジン部材の間に挟持されるメタル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流体をシールする。 A cylinder head gasket according to the present invention is a metal gasket sandwiched between an engine member of an engine cylinder head and a cylinder block (cylinder body), and includes a high-temperature and high-pressure combustion gas in a cylinder bore, a cooling water passage, Seals fluid such as cooling water and oil in the cooling oil passage.
このシリンダヘッドガスケットは、3気筒以上のエンジン用のシリンダヘッドガスケットであり、軟鋼板、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)等で形成される金属構成板(金属基板)を単数又は複数有して構成される。また、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る。 This cylinder head gasket is a cylinder head gasket for engines of 3 cylinders or more, and is a metal component plate (metal substrate) formed of mild steel plate, stainless annealed material (annealed material), stainless tempered material (spring steel plate), etc. It is configured to have one or more. Moreover, it manufactures according to the shape of engine members, such as a cylinder block.
図1〜図10に示すように、このシリンダヘッドガスケット1A〜1Dには、シリンダボア用穴(燃焼室用穴)2、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴3、締結ヘッドボルト用のボルト穴4等が形成される。また、シリンダボア用穴2の周囲に、折り返し部11やビード21等のシール手段が構成される。
As shown in FIGS. 1 to 10, the
図1〜図3に示す第1の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aは、2枚の金属構成板10,20からなり、この金属構成板10,20の一つの第1金属構成板10において、第2金属構成板20のシリンダボア用穴2の周囲に折り返して折り返し部11を設ける。図2に示すように、この折り返し部11の内側において、第2金属構成板20にシリンダボア用穴2を囲んだフルビード21が設けられる。即ち、折り返し部11の端部11aより内周側にフルビード21が配置される。
A
このシリンダヘッドガスケット1Aでは、図2に示す折り返し部11の幅Baを、ボルト穴4近傍は幅広く、ボルト穴4間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット1Aの長手方向両端部側では、ボルト穴4間であっても幅広く形成する。この第1の実施の形態では、折り返し部11の幅Baは変化させるが、フルビード21の幅(図3の斜線部分)Bb、即ち、図2のフルビード21の第1金属構成板11に接していない部分の距離Bbは変化させない。この折り返し部11の変化する幅baは、シリンダヘッドガスケット1Aにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
In this
図4及び図5に示す第2の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Bでは、第1の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Aの折り返し部11の幅Baの変化に合わせて、フルビード21の幅(図5の斜線部分)Bbも、ボルト穴4近傍は幅広く、ボルト穴4間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット1Bの長手方向両端部側では、ボルト穴4間であっても幅広く形成する。この折り返し部11の変化する幅ba及びフルビード21の変化する幅Bbは、シリンダヘッドガスケット1Bにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
In the
また、第3の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Cは、複数の金属構成板からなり、この金属構成板の一つの第1金属構成板10において、第2金属構成板20のシリンダボア用穴2の周囲に折り返して折り返し部11を設ける。更に、図6に示すように、この折り返し部11の端部11aの外周側において、第2金属構成板20にシリンダボア用穴2を囲んでフルビード21が設けられる。即ち、折り返し部11の端部11aより外周側にフルビード21が配置される。
The
図6〜図8に示す第3の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Cでは、図6に示す折り返し部11の幅Baは一定で、フルビード21の幅(図8の斜線部分)Bbを、ボルト穴4近傍は幅広く、ボルト穴4間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット1Cの長手方向両端部側では、ボルト穴4間であっても幅広く形成する。この第3の実施の形態では、折り返し部11の幅Baは変化させずに、フルビード21の幅Bbを変化させる。このフルビード21の変化する幅Bbは、シリンダヘッドガスケット1Cにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
In the
図9及び図10に示す第4の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Dでは、フルビード21の幅(図10の斜線部分)Bbと共に、折り返し部11の幅Baも、ボルト穴4近傍は幅広く、ボルト穴4間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット1Dの長手方向両端部側では、ボルト穴4間であっても幅広く形成する。但し、この場合は折り返し部11の幅Baが変化し、折り返し部11の端部11aの位置が、第3の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Cとは異なってくるので、フルビード21の位置及びフルビード21の幅Bbも第3の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1Cとは異なってくる。この折り返し部11の変化する幅ba及びフルビード21の変化する幅Bbは、シリンダヘッドガスケット1Dにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
In the
上記の構成のシリンダヘッドガスケット1A〜1Dによれば、シリンダボア変形に大きい影響を及ぼす締結ボルトが配置される各ボルト穴4の周囲に、幅広の折り返し部11又は幅広のフルビード21が配置されるので、締結ボルトの締結によって発生する大きな押圧力をこれらにより緩和することができるので、ボルト穴4周辺に押圧力が集中することを防止できる。また、シリンダヘッドガスケット1A〜1Dの長手方向両端部側では、幅広の折り返し部11又は幅広のフルビード21が配置されるので、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、これらの幅広の折り返し部11又は幅広のフルビード21により、緩和させることができる。従って、シリンダボア変形及びシリンダヘッドの反り変形を抑制することができる。
According to the
そして、上記の第1及び第4の実施の形態のシリンダヘッドガスケット1A、1Dの構成によれば、折り返し部の幅Baとフルビード21の幅Bbの両方を変化させるので、これらによる圧縮抵抗の分布をよりきめ細かく変更することができ、より細かくエンジンブロックの構造に対応したシリンダボア変形対策及びシリンダヘッドの反り変形対策を行うことができる。
According to the configurations of the
なお、上記では、フルビード21を断面形状が円弧形状のビードで説明したが、このビード形状は、本発明では特に限定されず、断面形状が、円弧形状、正弦形状(コサイン)、台形形状、三角形(山形)形状なども含まれる。
In the above description, the
1A〜1D シリンダヘッドガスケット
2 シリンダボア用穴
3 液体孔
4 ボルト孔
10 第1金属構成板
11 折り返し部
11a 折り返し部の端部
20 第2金属構成板
21 ビード
Ba 折り返し部の幅
Bb ビードの幅
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Cited By (2)
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WO2009022635A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Elringklinger Marusan Corporation | Metal gasket |
JP2013119908A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Nippon Gasket Co Ltd | Gasket |
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2006
- 2006-05-16 JP JP2006136130A patent/JP2007309343A/en active Pending
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