JP3404098B2 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

シリンダヘッドガスケット

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のシリンダヘ
ッドとシリンダブロックとの間をシールする積層タイプ
の金属ガスケットに関し、とくに温度条件の厳しいシリ
ンダブロック側の金属板のビードの応力腐食割れを防止
することが可能なシリンダヘッドガスケットの構造に関
する。 【0002】 【従来の技術】シリンダヘッドガスケットは、シリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの間に設けられており、ガ
ス漏れや冷却水の漏れあるいはオイル漏れを防ぐ役目を
している。シリンダヘッドガスケットは、耐熱性と同時
に耐圧性も要求されるので、これらに十分に耐える材質
のものが用いられる。シリンダヘッドガスケットの一例
として、複数枚の金属板を積層させた金属ガスケットが
知られている。金属ガスケットでは、燃焼室孔の周囲に
シールのためのビードが形成されている。 【0003】金属ガスケットに関する先行技術の一例と
して、特開平5−118443号公報が知られている。
ここでは、燃焼室孔の周囲にビードが形成された金属板
をビード頂部が対向するように積層し、燃焼孔の周囲に
はシムリングが設けられている。この金属ガスケットに
おいては、シムリングによりビードのずれおよびビード
の完全なつぶれが防止でき、シール性の向上が図れる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
5−118443号公報の金属ガスケットには、つぎの
問題が存在する。金属ガスケットの金属板に形成される
ビードは、通常プレス成形によって加工されるので、ビ
ードには塑性加工による残留応力が生じ、高温での使用
により応力腐食割れが発生しやすいという問題がある。 【0005】金属ガスケットでは、シリンダヘッド側の
金属板よりもシリンダブロック側の金属板のほうが高温
となる。これは、熱伝導率の高いアルミニウム合金から
構成されるシリンダヘッドよりも、熱伝導率の低い鋳鉄
からなるシリンダブロックのほうが冷却性が悪いからで
ある。とくに、シリンダボア間が非常に近接し、シリン
ダボア間に冷却通路が設けられないサイアミーズ構造の
シリンダブロックの場合は、シリンダボア間が冷却通路
に対して遠くなるので、放熱性が悪くなり金属板の温度
は高くなる。したがって、金属ガスケットのシリンダブ
ロック側の金属板では、ビードの応力腐食割れを確実に
防止することが要求される。 【0006】本発明は、温度条件の厳しいシリンダブロ
ック側の金属板のビードの応力腐食割れを防止すること
が可能なシリンダヘッドガスケットを提供することを目
的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】こ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、つぎのよ
うに構成されている。シリンダブロックとシリンダヘッ
ドとの間に設けられる2枚の金属板からなり、前記各金
属板の燃焼室孔の周囲にビードを塑性加工により形成
し、該金属板同士をビード頂部が対向するように積層し
たシリンダガスケットであって、シリンダブロック側の
金属板の前記塑性加工によるビードの成形高さを、シリ
ンダヘッド側の金属板の前記塑性加工によるビードの成
形高さよりも低くし、かつ、シリンダブロック側の金属
板の前記塑性加工によるビードの半径を、シリンダヘッ
ド側の金属板の前記塑性加工によるビードの半径以上と
したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。 【0008】 【作用】上記本発明のシリンダヘッドガスケットにおい
ては、シリンダブロック側の金属板のビードの成形高さ
がシリンダヘッド側の金属板のビードの成形高さよりも
低くなっており、かつ、シリンダブロック側の金属板の
前記塑性加工によるビードの半径が、シリンダヘッド側
の金属板の前記塑性加工によるビードの半径以上となっ
いるので、成形時の塑性変形量が小となり、成形によ
りビードに生じる残留応力を小さくすることができる。
そのため、エンジンの運転時には、温度条件の厳しいシ
リンダブロック側に位置する金属板のビードに生ずる応
力を小に抑えることが可能となり、ビードにおける応力
腐食割れの発生が防止される。 【0009】 【実施例】以下に、本発明に係るシリンダヘッドガスケ
ットの望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図
1ないし図3は、本発明の一実施例を示しており、とく
にサイアミーズ構造のシリンダブロックに適用した場合
を示している。図2において、1は金属ガスケットから
なるシリンダヘッドガスケットを示している。シリンダ
ガスケット1は、図示しないシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの間に設けられている。シリンダヘッドとシ
リンダブロックは、図示しないボルトによって締結され
ている。シリンダヘッドは、熱導率の高いアルミニウム
合金から構成されている。シリンダブロックは、熱導率
がアルミニウム合金よりも小さい鋳鉄から構成されてい
る。 【0010】シリンダブロックは、シリンダボア間が非
常に近接し、シリンダボア間に冷却通路が設けられない
サイアミーズ構造となっている。シリンダヘッドガスケ
ット1は、2枚の金属板から構成されている。一方の金
属板2はシリンダヘッド側に位置しており、他方の金属
板3はシリンダブロック側に位置している。各金属板
2、3には、4つの燃焼室孔4が設けられている。各金
属板2、3の材質、硬度および板厚Tは同一となってい
る。 【0011】シリンダヘッド側の金属板2の各燃焼室孔
4の周囲には、周方向に延びるビード5が形成されてい
る。ビード5の断面形状は、円弧状となっている。ビー
ド5は、図示しない金型を用いたプレス成形によって形
成される。シリンダブロック側の金属板3の各燃焼室孔
4の周囲には、周方向に延びるビード6が形成されてい
る。ビード6の断面形状は、円弧状となっている。ビー
ド6も図示しない金型を用いたプレス成形によって形成
されている。金属板2、3は、ビード5、6の頂部が対
向するように積層されている。 【0012】サイアミーズ構造のシリンダブロック22
においては、シリンダボア間の距離が小さいため、この
シリンダボア間に位置するシリンダガスケット1の金属
板2、3の部位2a、3aの幅も狭くなっている。シリ
ンダヘッド側の金属板2における各気筒のビード5は、
この狭くなる部位2aで重なっている。同様に、シリン
ダブロック側の金属板3に形成されたビード6は、この
狭くなる部位3aで重なっている。 【0013】図1は、ビード成形終了段階での金属板
2、3の断面を示している。図1において、シリンダヘ
ッド側の金属板2のビード5のビード半径はr1 であ
り、ビード幅はw1 である。ビード5の成形高さはh1
である。シリンダブロック側の金属板3のビード6のビ
ード半径はr2 であり、ビード幅はw2 である。ビード
6の成形高さはh2 である。 【0014】ここで、シリンダヘッド側の金属板2のビ
ード5と、シリンダブロック22側の金属板3のビード
6との関係は、ビード成形高さh1 >h2 、ビード幅w
1 =w2 、ビード半径r1 <r2 となっている。すなわ
ち、温度条件の厳しいシリンダブロック側の金属板3の
ビード6は、ビード5よりも高さが低くビード半径が大
になっている。シリンダヘッド側の金属板2のビード5
の内周および外周には、ビード5、6のずれ、およびビ
ード5、6の完全なつぶれを防止するためのシムリング
11、12が取付けられている。なお、シリンダブロッ
クのシリンダボア間の幅が狭くスペース状の制限からビ
ード幅を拡大することが困難な場合は、ビード成形高さ
1 >h2 、ビード幅w1 >w2 、ビード半径r1 =r
2 とすることが制約に対して有効である。 【0015】つぎに、上記のシリンダヘッドガスケット
における作用について説明する。シリンダヘッドガスケ
ット1の金属板2、3のビード5、6は、図示しない金
型によってプレス成形される。したがって、各ビード
5、6には、塑性加工による残留応力が生じる。シリン
ダブロック側の金属板3は、シリンダヘッド側の金属板
2よりも温度条件が厳しいので、ビード6にはビード5
よりも応力腐食割れが生じやすい傾向となるが、シリン
ダブロック側のビード6の成形高さh2 をシリンダヘッ
ド側のビード5の成形高さh1 よりも低くしているの
で、塑性変形量が小となり、成形によりビード6に生じ
る残留応力をビード5に生じる残留応力よりも小とする
ことができる。 【0016】そのため、エンジン運転中は温度条件の厳
しいシリンダブロック側に位置する金属板3のビード6
に生ずる応力は小になり、ビード6における応力腐食割
れの発生が防止される。 【0017】図3は、図1に示す各金属板2、3のビー
ド5、6を平押し加工した状態を示している。図1の金
属板2、3を直接シリンダヘッドとシリンダブロックと
の間に配置することでも十分にシール性は高められる
が、ビードの永久変形によるへたりを防止するために、
各金属板2、3のビード5、6は平押し加工される。ま
た、平押し加工は、ビード5、6の高さのばらつきを均
一化する作用も有している。 【0018】平押し加工された各ビード5、6の高さh
´1 、h´2 は、図1の成形高さh1 、h2 よりも小と
なっている。平押し加工は、各金属板毎に行われ、シリ
ンダヘッド側の金属板2のビード5の平押し加工後の高
さh´1 とシリンダブロック側の金属板3のビード6の
平押し加工後の高さh´2 は等しくなっている。このよ
うに、平押し加工を行うことにより、ビード5の押圧に
よる変形量を多くすることができるので、エンジンへの
装着後におけるビード5の永久変形によるへたりを少な
くすることが可能となり、シール性を高めることができ
る。 【0019】なお、本実施例では、サイアミーズ構造の
シリンダブロックに適用した場合を示したが、エンジン
運転時の温度条件がシリンダヘッドよりもシリンダブロ
ックのほうが厳しくなるエンジンであれば、これに限定
されない。 【0020】 【発明の効果】請求項1のシリンダヘッドガスケットに
よれば、シリンダブロック側の金属板のビードの成形高
さをシリンダヘッド側の金属板のビードの成形高さより
も低くし、かつ、シリンダブロック側の金属板の前記塑
性加工によるビードの半径を、シリンダヘッド側の金属
板の前記塑性加工によるビードの半径以上としたので、
成形によりシリンダブロック側の金属板のビードに生じ
る残留応力を小さくすることができる。したがって、エ
ンジン運転中は温度条件の厳しいシリンダブロック側の
金属板のビードに生じる応力を小に抑えることができ、
ビードにおける応力腐食割れの発生を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットにおける各金属板のビード成形終了後の部分拡大断
面図である。 【図2】図1のシリンダヘッドガスケットの全体平面図
である。 【図3】図2のA−A線に沿う断面図であってビードの
平押し加工後の状態を示す拡大断面図である。 【符号の説明】 1 シリンダヘッドガスケット 2 金属板 3 金属板 4 燃焼室孔 5 ビード 6 ビード h1 ビードの成形高さ h2 ビードの成形高さ h´1 平押し加工後のビードの高さ h´2 平押し加工後のビードの高さ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 シリンダブロックとシリンダヘッドとの
    間に設けられる2枚の金属板からなり、前記各金属板の
    燃焼室孔の周囲にビードを塑性加工により形成し、該金
    属板同士をビード頂部が対向するように積層したシリン
    ダガスケットであって、シリンダブロック側の金属板の
    前記塑性加工によるビードの成形高さを、シリンダヘッ
    ド側の金属板の前記塑性加工によるビードの成形高さよ
    りも低くし、かつ、シリンダブロック側の金属板の前記
    塑性加工によるビードの半径を、シリンダヘッド側の金
    属板の前記塑性加工によるビードの半径以上としたこと
    を特徴とするシリンダヘッドガスケット。
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