JP4485102B2 - Metal gasket - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、燃焼室孔側の端部に厚肉部が形成されて前記基板に重合される副板とを備え、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けることにより、前記接合面間をシールするようにした金属ガスケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の金属ガスケットとしては、例えば特開平8−261328号公報に記載のものが知られている。
この金属ガスケットは、図24に示すように、燃焼室孔aの周囲にフルビードbが設けられた基板cと、該基板cに重合される副板dとを備えている。副板dの燃焼室孔a側の端部は折り返されて他の部分より厚い厚肉部eとされており、これにより、燃焼室孔aの周縁部と他の部分との間に板厚差が設けられている。そして、かかる板厚差により、金属ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付ける際に、燃焼室孔aの周縁部に最も面圧が集中するようにし、これにより、シリンダボア端部周縁に最大荷重をかけてシールするようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の金属ガスケットにおいては、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温/高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合には、該すき間寸法の変動に追従する部分は基板cのフルビードbだけで副板dの厚肉部eのばね力は期待できないため、燃焼室孔aの周縁部のシール性能が低下するという不都合がある。
【0004】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、燃焼室孔の周縁部のシール性能の向上を図ることができる金属ガスケットを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、燃焼室孔の周囲にビードが設けられた基板と、燃焼室孔側の端部に厚肉部が形成されて前記基板に重合される副板とを備え、シリンダブロックとシリンダヘッドとの接合面間に介装して締結ボルトで締め付けることにより、前記接合面間をシールするようにした金属ガスケットにおいて、
前記基板の前記ビードより前記燃焼室孔側の部位に該基板と略平行の天面を有する凸部を前記基板を成形することにより該燃焼室孔の周方向に沿って設け、且つ、前記厚肉部の一部又は全部を前記凸部に重ねて配置し、
前記凸部の高さを、前記締結ボルトで締め付けた際に、前記ビード及び凸部の順番に板厚方向に圧縮変形する高さに設定し、
前記凸部の幅方向の角部のR寸法を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は大きくし、各ボルト挿通孔間は小さくしたことを特徴とする。
【0006】
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記凸部の高さを、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は低くし、各ボルト挿通孔間は高くしたことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、前記凸部の幅を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は狭くし、各ボルト挿通孔間は広くしたことを特徴とする。
【0007】
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項において、前記副板の燃焼室孔側の端部を折り返して前記厚肉部を形成したことを特徴とする。
【0008】
請求項5に係る発明は、請求項4において、前記厚肉部の折り返し部分によって前記基板の前記燃焼室孔側の端部を前記凸部と共に包み込んでかしめたことを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項において、前記凸部の幅は、前記ビードの幅よりも狭く、且つ凸部の高さは、基板の板厚以下であることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例である金属ガスケットを説明するための説明的平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3〜図23は本発明の他の実施の形態を説明するための説明的断面図である。
【0010】
図1及び図2を参照して、この金属ガスケット10は、燃焼室孔12の周囲にフルビード13が形成された基板11と、基板11より薄肉に形成されて該基板11のフルビード13の凹部側に重合された副板14とを備えている。副板14の燃焼室孔12側の端部は上方に折り返されて上下方向に二枚配置されており、これにより、副板14の燃焼室孔12側の端部に他の部分より厚い厚肉部15が形成され、燃焼室孔12の周縁部と他の部分との間に板厚差が設けられている。また、基板11のフルビード13の周囲には締結ボルトのボルト挿通孔16が周方向に所定の間隔をあけて形成されている。
【0011】
ここで、この実施の形態では、基板11のフルビード13より燃焼室孔12側の部位に該基板11と略平行の天面17を有する凸部18をエンボス成形等により燃焼室孔12の周方向に沿って設け、且つ、該凸部18を副板14の厚肉部15に重ねて配置している。なお、この実施の形態では、図23を参照して、凸部18の高さtを、締結ボルトのボルト挿通孔16近傍は低くし、各ボルト挿通孔16間は高くしている。
【0012】
そして、かかる構成の金属ガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装して締結ボルトで締め付けると、フルビード13及び凸部18の順番に板厚方向に圧縮変形し、締め付け終了時においては、燃焼室孔12の周縁部で圧縮変形した凸部18のばね力によるシール圧によって高温高圧の燃焼ガスに対する一次シールがなされると共に、燃焼室孔12の周縁部の厚肉部分と他の薄肉部分との板厚差により、燃焼室孔12の周縁部に最も面圧が集中してシール条件が一番厳しいシリンダボア端部周囲に最大荷重が作用し、更には圧縮変形したフルビード13のばね力よるシール圧によって高温高圧の燃焼ガスに対する二次シールがなされ、これにより、燃焼室孔12の全周にわたって十分なシール性能を得ることができる。
【0013】
このとき、この実施の形態では、凸部18の天面17を基板11と略平行に配置しているため、凸部18を同一高さで断面半円状とした場合に比べて、断面積(質量)が大きくとれて凸部18のばね力(剛性)が増すことになる。
この結果、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温/高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合においても、凸部18が燃焼室孔12の周縁部に作用する最大荷重に対して、十分な面圧を確保しつつ前記すき間寸法の変動に良好に追従して燃焼室孔12の周縁部のシール性能の向上を図ることができる。
【0014】
また、凸部18の高さtを、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔16近傍は低くし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔16間は高くしているため、シリンダボアの端部周縁に作用する周方向の面圧の平均化を図ることができる。
なお、この実施の形態では、凸部18の高さtを燃焼室孔12の周方向に変化させることにより、周方向の面圧の平均化を図るようにした場合を例に採ったが、これに代えて、例えば図23を参照して、凸部18の幅W若しくは凸部18の幅方向の角部のR寸法を燃焼室孔12の周方向に変化させるか、又は凸部18の高さt、幅Wおよび幅方向の角部のR寸法の内の2つ或いは3つを組み合わせて燃焼室孔12の周方向に変化させることにより、周方向の面圧の平均化を図るようにしてもよい。
【0015】
具体的には、凸部18の幅Wを燃焼室孔12の周方向に変化させる場合は、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔16近傍は幅Wを狭くし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔16間は幅Wを広くし、また、凸部18の幅方向の角部のR寸法を燃焼室孔12の周方向に変化させる場合は、締結ボルトの締結荷重が高いボルト挿通孔16近傍は前記R寸法を大きくし、該締結荷重が比較的低くなる各ボルト挿通孔16間は前記R寸法を小さくする。
【0016】
更に、上記実施の形態では、副板14の燃焼室孔12側の端部を折り返して厚肉部15を形成した場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば副板14の燃焼室12側の端部にシム板を積層して厚肉部15を形成するようにしてもよい。
次に、図3〜図22を参照して、本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明する。
【0017】
まず、図3は図2に対して、基板11を裏返しに配置した例であり、図4は図3に対して、基板11と副板14との間に厚さ調整板20を配置した例であり、図5は図2に対して、副板14を裏返しに配置した例であり、図6は図3に対して、副板14を裏返しに配置した例である。
また、図7は図3に対して、副板14にフルビード21を基板11のフルビード13に対向して配置した例であり、図8は図7に対して、副板14を裏返しに配置した例であり、図9は図7に対して、基板11と副板14との間に厚さ調整板20を配置した例であり、図10は図3に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分が基板11の凸部18およびフルビード13の両方に重なるように配置した例であり、図11は図2に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分が基板11の凸部18およびフルビード13の一部に重なるように配置した例であり、図12は図5に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分が基板11の凸部18およびフルビード13の両方に重なるように配置した例であり、図13は図11に対して、副板14を裏返しに配置した例である。
【0018】
更に、図14は図3に対して、副板14の下側に基板11のフルビード13に対向するフルビード22を備えた基板23を重合した例であり、図15は図14に対して、副板14を裏返しに配置した例であり、図16は図14に対して、基板23を基板11の上側に重合した例であり、図17は図15に対して、副板14を基板11の上側に重合すると共に基板11を裏返しに配置した例であり、図18は図3に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分の一部が基板11の凸部18に重なるように配置した例であり、図19は図18に対して、副板14を基板11の上側に重合した例である。
【0019】
更に、図20は図2に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分で基板11の燃焼室孔12側の端部を凸部18と共に包み込んでかしめた例であり、図21は図20に対して、基板11を裏返しに配置した例であり、図22は図20に対して、副板14の厚肉部15の折り返し部分で基板11の燃焼室孔12側の端部を凸部18の一部と共に包み込んでかしめた例であり、図20〜図22の例では、基板11と副板14との固定を容易に行うことができる。
【0020】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項1の発明によれば、剛性の低いアルミニウム製シリンダブロックで、且つ、運転時に発生する高温/高圧ガスによって大きな熱膨張収縮や振動振幅を繰り返してシリンダヘッドとシリンダブロックとのすき間寸法の変動が大きい最近の高性能エンジンに使用する場合においても、凸部が燃焼室孔の周縁部に作用する最大荷重に対して、十分な面圧を確保しつつ前記すき間寸法の変動に良好に追従して燃焼室孔の周縁部のシール性能の向上を図ることができるという効果が得られる。
【0021】
請求項1〜3の発明では、シリンダボアの端部周縁に作用する周方向の面圧の平均化を図ることができるという効果が得られる。請求項4の発明では、請求項1〜3のいずれか一項の発明に加えて、厚肉部を容易に形成することができるという効果が得られる。請求項5の発明では、請求項4の発明に加えて、基板と副板との固定を容易に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例である金属ガスケットを説明するための説明的平面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図8】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図12】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図13】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図14】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図15】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図16】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図17】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図18】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図19】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図20】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図21】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図22】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図23】本発明の他の実施の形態である金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【図24】従来の金属ガスケットを説明するための説明的断面図である。
【符号の説明】
10…金属ガスケット
11…基板
12…燃焼室孔
13…フルビード
14…副板
15…厚肉部
16…ボルト挿通孔
17…天面
18…凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention comprises a substrate having a bead provided around the combustion chamber hole, and a sub-plate having a thick portion formed at the end on the combustion chamber hole side and superposed on the substrate, and a cylinder block and a cylinder head It is related with the metal gasket which was made to seal between the said joint surfaces by interposing between the joint surfaces with and fastening with a fastening bolt.
[0002]
[Prior art]
As a conventional metal gasket of this type, for example, the one described in JP-A-8-261328 is known.
As shown in FIG. 24, this metal gasket includes a substrate c provided with a full bead b around the combustion chamber hole a and a sub-plate d superposed on the substrate c. The end of the sub-plate d on the combustion chamber hole a side is folded back into a thicker portion e that is thicker than the other portions. A difference is provided. And, due to such a plate thickness difference, when the metal gasket is interposed between the joint surfaces of the cylinder head and the cylinder block and tightened with the fastening bolt, the surface pressure is most concentrated on the peripheral portion of the combustion chamber hole a, As a result, the cylinder bore end peripheral edge is sealed by applying a maximum load.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional metal gasket is a cylinder block made of aluminum having low rigidity, and a large thermal expansion / contraction and vibration amplitude are repeatedly generated due to high temperature / high pressure gas generated during operation, and the clearance between the cylinder head and the cylinder block is reduced. When used in a recent high-performance engine with large fluctuations, the spring force of the thick part e of the sub-plate d cannot be expected because only the full bead b of the substrate c follows the fluctuation of the gap dimension. There is a disadvantage that the sealing performance of the peripheral edge of the hole a is lowered.
[0004]
The present invention has been made in order to eliminate such inconveniences, and an object of the present invention is to provide a metal gasket capable of improving the sealing performance of the peripheral portion of the combustion chamber hole.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a substrate provided with a bead around the combustion chamber hole, and a thick portion formed at the end on the combustion chamber hole side to be polymerized on the substrate. A metal gasket that seals between the joint surfaces by interposing between the joint surfaces of the cylinder block and the cylinder head and tightening with fastening bolts,
A convex portion having a top surface substantially parallel to the substrate is formed along the circumferential direction of the combustion chamber hole at a portion of the substrate closer to the combustion chamber hole than the bead, and the thickness is increased. Arrange a part or all of the meat part over the convex part,
When the height of the convex portion is tightened with the fastening bolt, it is set to a height that compresses and deforms in the thickness direction in the order of the bead and the convex portion ,
The R dimension of the corner portion in the width direction of the convex portion is increased in the vicinity of the bolt insertion hole of the fastening bolt and is reduced between the bolt insertion holes .
[0006]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the height of the convex portion is lowered in the vicinity of the bolt insertion hole of the fastening bolt and is increased between the bolt insertion holes.
The invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the width of the convex portion is narrowed in the vicinity of the bolt insertion hole of the fastening bolt and widened between the bolt insertion holes.
[0007]
請 Motomeko according to fourth invention, in any one of claims 1 to 3, characterized in that said folded back ends of the combustion chamber hole side of the sub-plate to form the thick portion.
[0008]
The invention according to claim 5 is characterized in that, in claim 4 , the end of the substrate on the combustion chamber hole side is wrapped and caulked by the folded portion of the thick portion.
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein the width of the convex portion is narrower than the width of the bead, and the height of the convex portion is equal to or less than the plate thickness of the substrate. It is characterized by being.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an explanatory plan view for explaining a metal gasket as an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIGS. 3 to 23 are other embodiments of the present invention. It is explanatory sectional drawing for demonstrating this form.
[0010]
1 and 2, the
[0011]
Here, in this embodiment, a
[0012]
And when the metal gasket having such a configuration is interposed between the cylinder block and the cylinder head and tightened with the fastening bolt, the
[0013]
At this time, in this embodiment, since the
As a result, it is a low-rigidity aluminum cylinder block, and the high-performance / high-pressure gas generated during operation repeats large thermal expansion and contraction and vibration amplitude, resulting in large fluctuations in the gap dimension between the cylinder head and the cylinder block. Even when used in an engine, the combustion chamber hole follows the fluctuation of the gap well while ensuring a sufficient surface pressure with respect to the maximum load that the
[0014]
Further, the height t of the
In this embodiment, the case where the surface pressure in the circumferential direction is averaged by changing the height t of the
[0015]
Specifically, when the width W of the
[0016]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
Next, with reference to FIGS. 3-22, the metal gasket which is other embodiment of this invention is demonstrated.
[0017]
First, FIG. 3 is an example in which the
7 is an example in which the
[0018]
14 is an example in which a
[0019]
Further, FIG. 20 is an example in which the end portion on the
[0020]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the invention of claim 1, the cylinder head is made of an aluminum cylinder block having low rigidity, and repeatedly undergoes large thermal expansion and contraction and vibration amplitude due to high temperature / high pressure gas generated during operation. Even when used in a recent high-performance engine with a large variation in the clearance between the cylinder block and the cylinder block, the convex portion ensures sufficient surface pressure against the maximum load acting on the peripheral edge of the combustion chamber hole. It is possible to improve the sealing performance of the peripheral edge portion of the combustion chamber hole by following the fluctuation of the gap dimension well.
[0021]
In the invention of claim 1 to 3, the effect is obtained that can be equalized in the circumferential direction of the surface pressure acting on the circumferential edge of the sheet Rindaboa. In the invention of claim 4 , in addition to the invention of any one of claims 1 to 3 , an effect that the thick part can be easily formed is obtained. According to the invention of claim 5 , in addition to the invention of claim 4 , the effect that the substrate and the sub-plate can be easily fixed is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory plan view for explaining a metal gasket as an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is an explanatory sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an explanatory cross-sectional view for explaining a metal gasket according to another embodiment of the present invention.
FIG. 24 is an explanatory cross-sectional view for explaining a conventional metal gasket.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の前記ビードより前記燃焼室孔側の部位に該基板と略平行の天面を有する凸部を前記基板を成形することにより該燃焼室孔の周方向に沿って設け、且つ、前記厚肉部の一部又は全部を前記凸部に重ねて配置し、
前記凸部の高さを、前記締結ボルトで締め付けた際に、前記ビード及び凸部の順番に板厚方向に圧縮変形する高さに設定し、
前記凸部の幅方向の角部のR寸法を、前記締結ボルトのボルト挿通孔近傍は大きくし、各ボルト挿通孔間は小さくしたことを特徴とする金属ガスケット。A joining surface between a cylinder block and a cylinder head, comprising: a substrate provided with a bead around the combustion chamber hole; and a sub-plate having a thick part formed at the end on the combustion chamber hole side and superposed on the substrate. In a metal gasket that is configured to seal between the joint surfaces by interposing and tightening with a fastening bolt,
A convex portion having a top surface substantially parallel to the substrate is formed along the circumferential direction of the combustion chamber hole at a portion of the substrate closer to the combustion chamber hole than the bead, and the thickness is increased. Arrange a part or all of the meat part over the convex part,
When the height of the convex portion is tightened with the fastening bolt, it is set to a height that compresses and deforms in the thickness direction in the order of the bead and the convex portion ,
A metal gasket characterized in that the R dimension of the corner portion in the width direction of the convex portion is increased in the vicinity of the bolt insertion hole of the fastening bolt and is decreased between the bolt insertion holes .
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