JP2964643B2 - エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンに係り、特にア
ルミニウムで形成されたシリンダヘッド，シリンダボデ
ィの耐摩耗性の改質を図ったエンジンに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３に一般的なレシプロエンジンのシリ
ンダヘッド１とシリンダボディ２との結合の様子を示
す。ガスケット３は、エンジン運転中においてシリンダ
ボア４の周りでシリンダ内圧Ｐの燃焼ガスをシ−ルし、
また、油，冷却水をシ−ルするものである。このため従
来では、図４に示す構造のガスケット３ａが提供されて
いる。この種のガスケット３ａは、シリンダボア４周り
の部分で高圧ガスの漏洩を防ぐために、シリンダボア４
を縁取る部分が断面Ｕ字様に下側に折返されたガスケッ
ト本体３ｂと、ガスケット本体３ｂの折返し部内に設け
られたリング状のビ−ド材５ａ，５ｂ，…と、各ビ−ド
材５間に、ガスケット３ａの厚さ方向（図３中では上下
方向）に多層に設けられシ−ル部材６…とによって構成
されている。つまり従来のガスケット３ａは、各ビ−ド
材５ａ，５ｂ，…による高面圧（単位面積あたりの圧
力）により高圧ガスの吹き抜けを防止し、多層のシ−ル
部材６…により、油や冷却水の漏洩を防止するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで圧縮比の高い
エンジン、特にディ−ゼルエンジンではシリンダ内圧は
１００気圧以上になる。このため従来では、エンジン寿
命までの長時間にわたって一定のシ−ル機能を得るため
に各ビ−ド材５ａ，５ｂ，…による面圧を、相当な高面
圧とする必要がある。

【０００４】しかし、シリンダボア４の周囲は、エンジ
ン使用状況で、冷たい状態より、短時間で，高温に暖め
られたり、燃焼により高温度に長時間維持されたり、加
えてエンジンの爆発、吸・排気による圧力変化を常時受
け、ガスケット３ａに対してシリンダヘッド１やシリン
ダボディ２に相対的な動きが生じてしまう。このため、
特にシリンダヘッド１やシリンダボディ２をアルミニウ
ム又はアルミ合金で形成した場合においては、ガスケッ
ト３ａと高面圧で接触する部分が、長時間の使用により
図５に示す如く摩耗部７を生じてシ−ル機能が損なわれ
てしまうという不具合が発生する。当然ながらボア周囲
のガスシ−ル機能が失われてしまうと、出力ダウンや、
洩れたガスで冷却水が加熱されてオ−バヒ−トが引き起
こされ、エンジン破損が引き起こされてしまう。

【０００５】本発明の目的は、シリンダヘッド及び／又
はシリンダボディのシリンダボア周りのガスケット着座
面部の硬度を増して耐摩耗性を強化することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を目
的を達成するために、シリンダヘッドとシリンダボディ
との間に、シリンダボア周りにリング状のビード部材が
配置されたガスケットを有し、かつ、シリンダヘッドと
シリンダボディの内、少なくとも一方がアルミニウムか
ら構成されたエンジンにおいて、上記シリンダヘッド及
び／又はシリンダボディのシリンダボア周りで、かつ、
上記ビード部材によって高面圧を受けるガスケット着座
面部の全面を、アルミニウムと金属間化合物を作る金属
と共に再溶融処理して成るものである。

【０００７】

【作用】本発明は、アルミニウム製シリンダヘッド及び
／又はシリンダボディのシリンダボア周りで、かつ、ビ
ード部材によって高面圧を受けるガスケット着座面部の
全面を、金属組織的に改質してガスケットによる経時的
な摩耗を防止する。つまり、シリンダボア周りのガスケ
ット着座面部を、アルミニウムに対して金属間化合物を
形成する金属（例えばＮｉ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｒなど）と
共に再溶融処理（リメルト処理）して、シリンダボア周
りのガスケット着座面部の改質を行う。この再溶融処理
によりシリンダボア周りのガスケット着座面部の金属組
織は微細化され、金属間化合物を析出した組織に改質さ
れる。この結果、硬い金属間化合物により、シリンダボ
ア周りのガスケット着座面部の耐摩耗性は従来に対して
格段に向上する。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて説明する。

【０００９】図１に示す１は、アルミニウム合金（ＡＣ
２Ｂ…ＪＩＳ）で鋳造成形された直列４気筒エンジン用
のシリンダヘッドであり、シリンダヘッド１は、上記シ
リンダボア４に対応する部位に、吸気ポ−ト８と排気ポ
−ト９とを有して形成される。本発明にあってガスケッ
ト３ａに対するシリンダヘッド１の耐摩耗性を向上させ
るために、図１の斜線で示されたシリンダボア領域１０
の外側の部分、すなわちガスケット３ａが密着されるガ
スケット着座面１２のうち、特にシリンダボア領域１０
周りの上記ビ−ド部材５により高面圧を受けるガスケッ
ト着座面部１１の金属組織を、再溶融処理（リメルト処
理）により円周方向に沿って改質する。ここで、ガスケ
ット着座面部１１には、ガスケット３ａの高圧部の相対
的な移動により摩耗が生じてしまう部位が含まれてい
る。再溶融処理は、高エネルギ密度の局部照射が可能な
電子ビ−ムを用い、アルミニウムと金属組織的に反応し
て硬い金属間化合物を生成する金属の粉末（例えばＮ
ｉ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｒなどの金属粉末）と共にシリンダ
ボア領域１０周りのガスケット着座面部１１を再溶融
（リメルト）して行う。この場合、再溶融処理の溶融深
さは、図２に示す如く約５ｍｍ程度が好ましい。また、
再溶融処理の別の方法として、シリンダボア領域１０周
りのガスケット着座面部１１を予め溝状に窪ませてお
き、この窪みに上記金属の粉末を投入し再溶融を行う方
法，ＴＩＧ，ＭＩＧ等を用いて金属粉末投入あるいは線
材の送り出しと同時にシリンダボア領域１０周りのガス
ケット着座面部１１の再溶融を行う方法もある。

【００１０】次に本発明の実施例の作用を説明する。

【００１１】シリンダヘッド１等のシリンダ構成部材を
アルミニウムで形成すると、ガスケット３ａの高面圧部
によりシリンダボア領域１０周りのガスケット着座面部
１１が経時的に摩耗を生じてガスの吹き抜けが生じてし
まう確率が次第に高くなるが、本発明のように、アルミ
ニウム製シリンダヘッド１のシリンダボア領域１０周り
のガスケット着座面部１１を、アルミニウムに対して金
属間化合物を作る金属と共に電子ビ−ム等により再溶融
すると、シリンダボア領域１０周りのガスケット着座面
部１１の金属組織が再溶融によって微細化され、組織的
に硬い金属間化合物が析出する。試験結果では、シリン
ダボア領域１０周りのガスケット着座面部１１の硬度
は、従来の８０Ｈｖ（１ｋｇ）から約１１０Ｈｖ（１ｋ
ｇ）にも増し、耐摩耗性は著しく改善された。従って、
ガスケット３ａを介してシリンダボア領域１０周りのガ
スケット着座面部１１に、長期にわたり高面圧が作用し
ても摩耗の進行は抑制され、燃焼ガスの吹き抜けは防止
される。

【００１２】なお実施例ではアルミニウムから構成され
たシリンダヘッド１を例として説明したがシリンダボテ
ィの場合も同様にして耐摩耗性を向上させる。

【００１３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、アルミニ
ウムで構成されたシリンダヘッド及び／又はシリンダボ
ディのシリンダボア領域周り（又はシリンダボア周り）
のガスケット着座面部の耐摩耗性を飛躍的に向上でき、
ガス吹き抜けに起因するオ−バ−ヒ−ト、エンジンの破
損を防止することができるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシリンダヘッドの平面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】シリンダヘッドとシリンダボディとガスケット
との取り付け関係を示す斜視図である。

【図４】シリンダヘッドとシリンダボディとガスケット
との取り付け関係を示す断面図である。

【図５】ガスケットによる局部的な摩耗範囲を示す要部
詳細断面図である。

【符号の説明】１ シ リンダヘッド １１ 高面圧を受けるガスケット着座面部 １２ ガスケット着座面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドとシリンダボディとの間
   に、シリンダボア周りにリング状のビード部材が配置さ
   れたガスケットを有し、かつ、シリンダヘッドとシリン
   ダボディの内、少なくとも一方がアルミニウムから構成
   されたエンジンにおいて、上記シリンダヘッド及び／又
   はシリンダボディのシリンダボア周りで、かつ、上記ビ
   ード部材によって高面圧を受けるガスケット着座面部の
   全面を、アルミニウムと金属間化合物を作る金属と共に
   再溶融処理して成ることを特徴とするエンジン。