JP4290112B2 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Description

本発明は、２次シールを強化したシリンダヘッドガスケットに関するものである。

近年、エンジンの高性能化に伴って最高爆発圧力が上昇する傾向にあり、特に、ディーゼルエンジンでは、最高爆発圧力の上昇傾向が著しい。一方、エンジンの軽量化に伴い、その機械的強度が低下する傾向にある。その結果、シリンダ内爆発時において、シリンダヘッドのリフトが大きくなり、そのリフトに対するシリンダヘッドガスケットの追従性が求められている。
しかるに、例えば、従来から知られている金属積層形のシリンダヘッドガスケットにおいて、燃焼室穴周囲にシールビードを有する１次シール部を形成したものでは、本来シールビードの圧縮量が上記リフトに比して大きくないので、近年の大きくなったリフトに対する追従性を確保することができず、そのため、より一層の追従性をもたせるように配慮する必要がある。

本発明の技術的課題は、上述したシリンダヘッドのリフトに対する追従性を改善したシリンダヘッドガスケットを提供することにある。
本発明の更に具体的な技術的課題は、既存の耐熱性が大きい１次シール部に加えて、比較的面圧が低く、耐熱性も該１次シール部に比して低いが、シリンダヘッドの大きいリフトに対する追従性においてすぐれた２次シール部を設け、シリンダヘッドが大きくリフトしたときの追従性を確保して良好なガスシールを行うことができるようにしたシリンダヘッドガスケットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のシリンダヘッドガスケットは、燃焼室穴の周囲に、シールビードを有する金属板を外層の金属板の折返し部またはグロメットで挟み込むことにより形成した１次シール部を有するシリンダヘッドガスケットにおいて、上記外層の金属板の折返し部の先端または上記グロメットの先端と対向する外層の金属板の開口縁との間に形成した円環状間隙に、該１次シール部に近接して、耐熱性ゴムからなるシールリングにより構成した２次シール部を設け、該シールリングを、少なくともシリンダヘッドの予想されるリフトに対応する高さよりも高いものとしたことを特徴とするものである。

本発明の好ましい実施形態においては、上記シールリングを構成する耐熱性ゴムとして、ＮＢＲ、シリコンゴムまたはフッ素ゴムが用いられる。
また、上記耐熱性ゴムからなるシールリングを、ガスケットを構成する金属板に焼付けまたは接着により固定し、それを、ガスケットを構成する金属板の表裏面の一方または双方に配することにより構成される。

上記構成を有するシリンダヘッドガスケットは、シールビードを有する金属板を外層の金属板の折返し部またはグロメットで挟み込むことにより形成した燃焼室穴の周囲の１次シール部が、本来のすぐれた耐熱性を有していて、通常は該１次シール部において燃焼室穴の周囲がガスシールされる。
しかし、上記シリンダヘッドのリフトが大きくなって１次シール部におけるシールビードの追従性ではガスシールができなくなった場合には、該１次シール部の周囲に近接して囲設した耐熱性ゴムからなるシールリングにより構成した２次シール部が、ゴムの良好な弾性により上記リフトに対する追従性を示し、このシールリングは、上記１次シール部に比して比較的面圧が低く、耐熱性においても低いものではあるが、耐熱性ゴムのすぐれた弾性を利用して、すぐれた追従性を持たせることができる。

以上に詳述した本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、シリンダヘッドのリフトに対する追従性を改善したシリンダヘッドガスケットを得ることができ、さらに具体的には、既存の耐熱性が大きい１次シール部に加えて、比較的面圧が低く、耐熱性も該１次シール部に比して低いが、シリンダヘッドの大きいリフトに対する追従性においてすぐれた耐熱性ゴムからなる２次シール部を設けているので、シリンダヘッドが大きくリフトしたときの追従性を確保して良好なガスシールを行うことができる。

図１は、本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第１実施例における燃焼室穴２の周囲の断面形状を示している。このシリンダヘッドガスケットは、全体的には、第１、第２及び第３の金属板１１，１２，１３を積層することにより構成され、燃焼室穴２の周囲に、シールビード１７ａを有する金属板１７を外層に位置する上記第１の金属板１１の折返し部１１ａで挟み込むことにより形成した１次シール部３を有している。上記金属板１７は、中層に位置する第２の金属板１２と一体化することもできる。

上記１次シール部３の周囲には、該１次シール部３に近接して耐熱性ゴムからなるシールリング２０により構成した２次シール部４を囲設している。シールリング２０を構成する耐熱性ゴムとしては、ＮＢＲ、シリコンゴムまたはフッ素ゴムなどが一般的である。このシールリング２０は、上記外層の金属板１１の折返し部１１ａの先端１１ｂと第３の金属板１３の開口縁１３ａとの間に形成した円環状間隙１９において、第２の金属板１２に接合され、それにより２次シール部４を形成するものである。上記シールリング２０の接合は、上記円環状間隙１９において第２の金属板１２に焼付けまたは接着することにより行われるが、それらの接合手段を用いなくてもシールリング２０を所定の位置に保持できるのであれば、必ずしも上記接合手段で固定する必要はない。
なお、上記シールリング２０は、必ずしも上記円環状間隙１９に設ける必要はなく、例えば外層を形成する金属板に、必要に応じて円環状凹部を設けてそこに固定することもできる。

上記２次シール部４を構成するシールリング２０は、シリンダヘッドのリフトが大きくなって１次シール部３におけるシールビード１７ａの追従性ではガスシールができなくなった場合に機能するものであるから、少なくとも、シリンダヘッドの予想されるリフトに対応する高さよりも高いものとし、望ましくは、上記予想されるリフトに対応する高さよりも圧縮代だけ高く形成される。それにより、耐熱性ゴムの良好な弾性によって上記リフトに対する追従性を発揮させることが可能になる。これは、以下に説明する各実施例においても同様である。

上記図１の第１実施例では、シールリング２０として、断面が円形のものを示しているが、図２のように、一部を扁平化したシールリング２１を非接合で用いることもできる。なお、図２におけるその他の構造は図１の第１実施例と変わるところがないので、その説明を省略する。

図３に示す第２実施例のシリンダヘッドガスケットは、全体的には、第１〜第５の金属板１１〜１５を積層することにより構成されたもので、燃焼室穴２の周囲に、シールビード１２ａを有する第２の金属板１２及び第４の金属板１４を、外層に位置する第１の金属板１１の折返し部１１ａで挟み込むことにより形成した１次シール部３を有している。
上記１次シール部３の周囲に近接配置した２次シール部４は、上記外層の金属板１１の折返し部１１ａの先端１１ｂと第５の金属板１５の開口縁１５ａとの間に形成した円環状間隙１９において、上記耐熱性ゴムからなるシールリング２２を第４の金属板１４に接合することにより構成している。このシールリング２２は、断面が略半円状をなすもので、その平面部分を上記第４の金属板１４に接着している。その他の構成は第１実施例と変わるところがない。

上述した第１及び第２実施例においては、燃焼室穴２の周囲に、シールビードを有する金属板等を外層の金属板１１の折返し部１１ａで挟み込むことにより１次シール部３を形成しているが、上記シールビードを有する金属板をグロメット３０で挟み込むことにより１次シール部３を形成することもできる。
図４に示す第３実施例は、このグロメット３０を用いたもので、この第３実施例のシリンダヘッドガスケットは、全体的には、第１〜第４の金属板１１〜１４を積層することにより構成され、燃焼室穴２の周囲に、シールビード１２ａを有する第２の金属板１２をグロメット３０で挟み込むことにより形成した１次シール部３を有している。

上記１次シール部３の周囲に近接配置される２次シール部４は、上記グロメット３０の先端３０ａと第１及び第４の金属板１１，１４の開口縁１１ａ，１４ａとの間に形成された各円環状間隙１９において、上記耐熱性ゴムからなる断面略半円状のシールリング２３を第２及び第３の金属板１２，１３に接合することにより構成している。なお、前記第１及び第２実施例と同様に、該シールリング２３を、ガスケットを構成する金属板の表裏面の一方のみに設けることもできる。

また、図５に示す第４実施例は、第３実施例と同様にグロメット３０を用いたもので、全体的には、第１〜第４の金属板１１〜１４を積層することにより構成され、燃焼室穴２の周囲に、シールビード１２ａを有する第２の金属板１２をグロメット３０で挟み込むことにより形成した１次シール部３を有している。

上記１次シール部３の周囲に近接配置される２次シール部４は、第１及び第４の金属板１１，１４のグロメット３０に対向する端縁の近辺において、それらの金属板１１，１４の外面に、上記耐熱性ゴムからなる断面略半円状のシールリング２４を接合することにより構成している。なお、該シールリング２４も、ガスケットを構成する金属板の表裏面の一方のみに設けることができる。

上記構成を有するシリンダヘッドガスケットは、シールビード１２ａ，１７ａを有する金属板１２，１７を外層の金属板１１の折返し部１１ａまたはグロメット３０で挟み込むことにより形成した燃焼室穴２の周囲の１次シール部３が、本来のすぐれた耐熱性を有していて、通常は該１次シール部３において燃焼室穴２の周囲がガスシールされる。
しかし、上記シリンダヘッドのリフトが大きくなって１次シール部３におけるシールビード１２ａ，１７ａの追従性ではガスシールができなくなった場合には、該１次シール部３の周囲に近接して囲設した耐熱性ゴムからなるシールリング２０〜２４により構成した２次シール部４が、ゴムの良好な弾性により上記リフトに対する追従性を示し、このシールリング２０〜２４は、上記１次シール部３に比して比較的面圧が低く、耐熱性においても低いものではあるが、耐熱性ゴムのすぐれた弾性を利用して、すぐれた追従性を持たせることができる。

本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第１実施例の要部断面図である。 上記第１実施例のシリンダヘッドガスケットにおいてシールリングの形状を異にする構成例を示す要部断面図である。 本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第２実施例の要部断面図である。 本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第３実施例の要部断面図である。 本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第４実施例の要部断面図である。

符号の説明

２ 燃焼室穴
３ １次シール部
４ ２次シール部
１１〜１５ 第１乃至第５の金属板
１１ａ 折返し部
１２ａ，１７ａ シールビード
１７ 金属板
２０〜２４ シールリング
３０ グロメット

Claims (4)

1. 燃焼室穴の周囲に、シールビードを有する金属板を外層の金属板の折返し部またはグロメットで挟み込むことにより形成した１次シール部を有するシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記外層の金属板の折返し部の先端または上記グロメットの先端と対向する外層の金属板の開口縁との間に形成した円環状間隙に、該１次シール部に近接して、耐熱性ゴムからなるシールリングにより構成した２次シール部を設け、該シールリングを、少なくともシリンダヘッドの予想されるリフトに対応する高さよりも高いものとした、
   ことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記シールリングを構成する耐熱性ゴムが、ＮＢＲ、シリコンゴムまたはフッ素ゴムである、
   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. 上記耐熱性ゴムからなるシールリングを、ガスケットを構成する金属板に焼付けまたは接着により固定した、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 上記耐熱性ゴムからなるシールリングを、ガスケットを構成する金属板の表裏面の一方または双方に配した、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。

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