JP2013204641A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

【解決手段】 シリンダヘッドガスケット１は、燃焼室孔２の周囲に折返し部１１を設けたストッパ板１２を備えている。ボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａの内面の空間高さｈ１は零もしくは小さく設定されて、当該近傍位置Ａにおける折返し部１１ａの高さは低く設定されている。ボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂの空間高さｈ２は大きく設定されて、当該離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂの高さが高く設定されている。
【効果】 上記燃焼室孔２の周囲の面圧は、ボルト孔３の近傍位置Ａで大きく、ボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂで小さくなるが、折返し部１１の高さを上述のように設定すれば、燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一にすることができる。そして折返し部の内面の空間高さによりばね性が得られるので、一層のシール性の向上を期待することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明はシリンダヘッドガスケットに関し、より詳しくは、燃焼室孔とボルト孔とを備え、上記燃焼室孔の周囲の肉厚を、ボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定したシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、シリンダヘッドガスケットとして、燃焼室孔と、この燃焼室孔の周囲に折返し部を形成したストッパ板と、さらにボルト孔とを備えたシリンダヘッドガスケットが知られている（特許文献１）。
ところで一般に、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との間に挟持され、その状態で上記ボルト孔に貫通された締付ボルトによって一体に連結されるようになっている。その結果、上記燃焼室孔の周囲の面圧は、ボルト孔の近傍位置で大きく、ボルト孔から離隔した離隔位置で小さくなるので、面圧の小さい部分におけるシール性が相対的に低下するようになる。
そして、例えば上記ボルト孔が燃焼室孔の周囲４箇所に形成されている場合には、上記面圧の大小によりシリンダボアが真円よりクローバー形状に変形されるクローバー形変形つまり４次成分変形が生じることが知られており、そのようなクローバー形変形はシリンダボアを異常摩耗させ、オイル消費の増大と燃費の低下を招くようになる。

このため従来、上記燃焼室孔の周囲の肉厚を、ボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定したシリンダヘッドガスケットが提案されている（特許文献２）。
上記特許文献２に記載されたシリンダヘッドガスケットにおいては、燃焼室孔を囲繞するシム板を中間板に重合させ、該シム板の板厚を一定に設定する一方、中間板のシム板と重合する部分の肉厚を、上述したようにボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定している。
このように構成したシリンダヘッドガスケットによれば、面圧が大きくなるボルト孔の近傍位置で肉厚が薄くなっているので、その面圧が大きくなるのを抑制でき、他方、面圧が小さくなるボルト孔から離隔した離隔位置で肉厚が厚くなっているので、その面圧が小さくなるのを防止できる。その結果、肉厚の厚さを好適となるように設定することによって燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一とすることができ、それにより面圧の低い部分におけるシール性の低下を防止することができる。

なお、上記特許文献１においては、上記ストッパ板の折返し部は調整板に重合されているので、その重合する部分における調整板の肉厚をボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定すれば、燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一とすることが可能である。

特開平７−５５００５号公報 国際公開第２００８／０８４７１８号公報

上述したように燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一にすれば、それによって好適なシール性を確保することができるが、より過酷な条件下ではシール性が不足することがあり、従来から一層のシール性の向上が望まれていた。
本発明はそのような事情に鑑み、燃焼室孔の周囲の面圧を均一にするための部分にばね性を付与することにより、従来に比較してより一層のシール性の向上を期待することができる新規な構成のシリンダヘッドガスケットを提供するものである。

すなわち本発明は、燃焼室孔とボルト孔とを備え、上記燃焼室孔の周囲の肉厚を、ボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定したシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記燃焼室孔の周囲に折返し部を形成したストッパ板を設けて、該折返し部の内面の空間高さを、上記ボルト孔の近傍位置で零ないしは小さくして当該近傍位置における折返し部の高さを低く設定するとともに、上記ボルト孔から離隔した離隔位置で上記折返し部の内面の空間高さを大きくして当該離隔位置における折返し部の高さを高く設定したことを特徴とするものである。

本発明においては、燃焼室孔の周囲に折返し部を形成したストッパ板を利用して、上記折返し部の高さを、上記ボルト孔の近傍位置で低く設定するとともに、上記ボルト孔から離隔した離隔位置で高く設定することにより、燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一にすることができ、それによって従来と同様に好適なシール性を確保することができる。
そして燃焼室孔の周囲の面圧を可及的に均一にすることができれば、前述のクローバー形変形といったシリンダボアの変形を抑制することができるので、それによってシリンダボアの異常摩耗やオイル消費の増大と燃費の低下とを防止することができる。
これに加えて、上記折返し部の内面に空間高さを確保すれば当該折返し部にばね性を付与することができるので、シリンダヘッドやシリンダブロックの振動に対する追従性を確保することができ、それにより従来に比較して一層のシール性の向上を期待することができる。

本発明の第１実施例を示す要部の平面図 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図 本発明の第２実施例を示す断面図 本発明の第３実施例を示す断面図 本発明の第４実施例を示す断面図

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、図示しないシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されてそれらの間をシールするようになっている。
上記シリンダヘッドガスケット１は、例えば一直線上に直列に配置された複数の燃焼室孔２（図１では１つのみ表示）を備えており、これら複数の燃焼室孔２は、それぞれ図示しないシリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置に合わせて穿設されている。
またシリンダヘッドガスケット１には、締結ボルトを挿通するための複数のボルト孔３と、ブローバイガスを流通させるブローバイ孔４と、潤滑油を流通させる油孔５と、さらに冷却水を流通させる水孔６とが穿設されている。

上記シリンダヘッドガスケット１は、図２に示すように、燃焼室孔２の周囲に折返し部１１を設けたストッパ板１２と、燃焼室孔２の周囲に上記折返し部１１の折返し厚さよりも小さい段差の凹部１３ａを設けた調整板１３と、上記折返し部１１と凹部１３ａの外側で上記燃焼室孔２を囲むフルビード部１４ａを設けたビード板１４とを備えている。
そして上記折返し部１１と凹部１３ａとを重合させながら、上記ストッパ板１２と調整板１３とを相互に重合させるとともに、それらストッパ板１２と調整板１３の外側にそれぞれ上記ビード板１４を重合させている。

上記各ビード板１４に設けたフルビード部１４ａは、相互に重合するように同一位置に形成してあり、上方のビード板１４に形成したフルビード部１４ａは、シリンダブロックに向けて下方に突出するように形成してある。
他方、下方のビード板１４に形成したフルビード部１４ａは、シリンダヘッドに向けて上方に突出するように形成してあり、したがって両フルビード部１４ａ、１４ａは積層重合されて、それぞれストッパ板２と調整板３側に向けて突出するようになる。

上記調整板１３と各ビード板１４、１４はほぼ同一の形状に形成してあるが、上記ストッパ板１２の本体部１２ａは、上記フルビード部１４ａを越えた位置まで設けて、その超えた位置の外側で省略してある。
このストッパ板１２は各シリンダボア毎に配置してあり、各シリンダボア毎に配置したリング状となるストッパ板１２は、各シリンダボアの中間位置で相互に一体的に連結することにより、組み立ての容易性を向上させている。しかしながらストッパ板１２は、それぞれシリンダボア毎に別体に製造してもよい。

図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、この図２に示されている上記ストッパ板１２の折返し部１１ａは、上記ボルト孔３の近傍位置Ａ（図１）となっている。
そしてボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａは、該折返し部１１ａをヘミング加工によって形成する際に強くストッパ板１２の本体部１２ａに向けて加圧してあり、それによって折返し部１１ａの内面に形成される空間高さｈ１が零ないしは小さくなるようにしてある。
つまりボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａの高さは、上記空間高さｈ１が零ないしは小さくなるようにすることにより、低くなるように設定してある。

図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、この図３に示されている上記ストッパ板１２の折返し部１１ｂは、上記ボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂ（図１）となっている。
そしてボルト孔３の離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂは、該折返し部１１ｂをヘミング加工によって形成する際に上記ボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａよりも弱い力でストッパ板１２の本体部１２ａに向けて加圧してあり、それによって当該折返し部１１ｂの内面に形成される空間高さｈ２は、上記ボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａの空間高さｈ１よりも大きくなるようにしてある。
つまりボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂは、上記空間高さｈ２を大きくすることにより、高くなるように設定してある。

上記近傍位置Ａにおける折返し部１１ａと離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂとの中間の折返し部については、その空間高さが、上記空間高さｈ１からｈ２に徐々に変化するように形成してあり、それによって折返し部１１の高さが徐々に連続的に高低に変化するようにしてある。
なお、上記高さが変化する折返し部１１を形成するに当たっては、最初に大きな空間高さｈ２を有する折返し部１１を全域に形成しておき、次にプレス加工により上記折返し部１１を本体部１２ａに向けて押し潰す金型に、該折返し部１１を本体部１２ａに向けて強く押し潰す部分と弱く押し潰す部分とを環状に連続的に設ければよい。

以上の構成において、シリンダヘッドガスケット１をシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持してそれらシリンダヘッドとシリンダブロックとを締結ボルトで連結すると、燃焼室孔２の周囲の面圧は、ボルト孔３の近傍位置Ａで大きく、ボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂで小さくなる。
しかしながら、ボルト孔３の近傍位置Ａにおける折返し部１１ａの高さは低く、ボルト孔３から離隔した離隔位置Ｂにおける折返し部１１ｂの高さは高いので、燃焼室孔２の周囲の面圧を可及的に均一にすることができる。
したがってこれにより、面圧が低くなる部分におけるシール性の低下を防止して、良好なシール性を確保することができる。
また、上記燃焼室孔２の周囲の面圧を可及的に均一にすることができるので、シリンダボアの変形を抑制することができ、それによってシリンダボアの異常摩耗やオイル消費の増大、並びに燃費の低下を防止することができる。
さらに、少なくとも上記折返し部１１ｂの内面には空間高さｈ２が確保されているので、この部分の折返し部１１ｂはばね性を有しており、したがってシリンダヘッドやシリンダブロックの振動に対する追従性を確保することができる。その結果、ばね性を有しない従来技術に比較して、一層のシール性の向上を期待することが可能となる。

さらに本実施例においては、上記ストッパ板１２の本体部１２ａを、上記フルビード部１４ａを越えた位置で省略してあるので、該ストッパ板１２の本体部１２ａによってその部分の面圧を増大させることができる。
つまり上記ストッパ板１２の本体部１２ａを調整板１３とほぼ同一の形状に形成した場合には、該本体部１２ａによる面圧上昇効果はシリンダヘッドガスケット１の全域に亘るようになるので、局部的な面圧上昇効果が得られない。しかるに本実施例によれば、本体部１２ａを設けた範囲で局部的な面圧上昇効果を得ることができるので、その部分の面圧を増大させて、一層のシール性の向上を図ることが可能となる。

図４は本発明の第２実施例を示したもので、本実施例では調整板１３に、上記燃焼室孔２を囲む環状溝１３ｂを形成してあり、その環状溝１３ｂ内を上記凹部１３ａとして形成してある。
そして上記環状溝１３ｂよりも燃焼室孔２側は、上記ストッパ板１２の折返し部１１が燃焼室孔２側に突出するのを阻止する環状突出部１３ｃとして形成してある。
このとき、上記環状突出部１３ｃの高さは、ストッパ板１２の肉厚の２倍の高さと同一か、それよりも低く設定することが望ましい。すなわち環状突出部１３ｃの高さがストッパ板１２の肉厚の２倍の高さと同一であるということは、上記折返し部１１ａの内面に形成される空間高さｈ１が零の場合における折返し部１１ａの全体の高さであって、環状突出部１３ｃの高さをその高さを超えた高さに設定すると、折返し部１１ａに加わるべき荷重を環状突出部１３が受け止めてしまい、折返し部１１ａに必要な荷重が加わらなくなって燃焼室孔２の周囲の面圧を可及的に均一にすることを阻害するからである。
それ以外の構成は上記第１実施例と同様に構成してあり、第１実施例と同一又は相当部分には、第１実施例と同一の符号を付して示してある。

上記構成を有する第２実施例によれば、上記環状突出部１３ｃにより、上記ストッパ板１２の折返し部１１ａが燃焼室孔２、１４ａ側に突出するのを防止することができる。

図５は本発明の第３実施例を示したもので、本実施例では上記第１実施例の構成を基礎として、その凹部１３ａの表面に溝や凹凸面を形成して、該凹部１３ａの表面を粗面としたものである。そしてこの粗面により、上記ストッパ板１２の折返し部１１が燃焼室孔２側に突出するのを抑制できるようにしてある。
それ以外の構成は上記第１実施例と同様に構成してあり、第１実施例と同一又は相当部分には、第１実施例と同一の符号を付して示してある。
上記第３実施例においても、第１実施例と同等の作用効果が得られることは明らかであり、また本実施例では、上記凹部１３ａの粗面によりストッパ板１２の折返し部１１が燃焼室孔２側に突出するのを抑制することができる。

図６は本発明の第４実施例を示したもので、本実施例では上記第１実施例の構成を基礎として、調整板１３を省略してある。
また本実施例では、ストッパ板１２は各ビード板１４、１４とほぼ同一の形状に形成してある。
それ以外の構成は上記第１実施例と同様に構成してあり、第１実施例と同一又は相当部分には、第１実施例と同一の符号を付して示してある。
上記第４実施例においても、燃焼室孔２の周囲の面圧を可及的に均一にすることができることは明らかである。

１ シリンダヘッドガスケット ２ 燃焼室孔
３ ボルト孔 １１、１１ａ、１１ｂ 折返し部
１２ ストッパ板 １２ａ 本体部
１３ 調整板 １３ａ 凹部
１３ｂ 環状溝 １３ｃ 環状突出部
１４ ビード板 １４ａ フルビード部
Ａ 近傍位置 Ｂ 離隔位置
ｈ１、ｈ２ 高さ

Claims (7)

1. 燃焼室孔とボルト孔とを備え、上記燃焼室孔の周囲の肉厚を、ボルト孔の近傍位置で薄く、ボルト孔から離隔した離隔位置で厚く設定したシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記燃焼室孔の周囲に折返し部を形成したストッパ板を設けて、該折返し部の内面の空間高さを、上記ボルト孔の近傍位置で零ないしは小さくして当該近傍位置における折返し部の高さを低く設定するとともに、上記ボルト孔から離隔した離隔位置で上記折返し部の内面の空間高さを大きくして当該離隔位置における折返し部の高さを高く設定したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記シリンダヘッドガスケットは、上記ストッパ板の折返し部の外側で、上記燃焼室孔を囲むフルビード部を設けたビード板を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
3. 上記シリンダヘッドガスケットは、上記燃焼室孔の周囲に上記折返し部の折返し厚さよりも小さい段差の凹部を設けた調整板を備えており、上記ストッパ板の折返し部は上記調整板の凹部に重合されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 上記調整板に、燃焼室孔を囲む環状溝を形成してその環状溝内を上記凹部として形成してあり、該環状溝よりも燃焼室孔側は、上記折返し部が燃焼室孔に突出するのを阻止する環状突出部として形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシリンダヘッドガスケット。
5. 上記環状突出部の高さは、上記ストッパ板の肉厚の２倍の高さと同一か、それよりも低く設定されていることを特徴とする請求項４に記載のシリンダヘッドガスケット。
6. 上記凹部の表面は、上記折返し部が燃焼室孔に突出するのを抑制する粗面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシリンダヘッドガスケット。
7. 上記シリンダヘッドガスケットは、上記折返し部と凹部の外側で上記燃焼室孔を囲むフルビード部を設けたビード板を備えており、上記ストッパ板は、上記フルビード部を越えた位置まで設けられて、その超えた位置の外側で省略してあることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。

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