JP4508667B2 - Metal gasket for cylinder head - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されるシリンダーヘッド用メタルガスケットに関するものである。 The present invention relates to a cylinder head metal gasket inserted between a cylinder block and a cylinder head of an internal combustion engine.
内燃機関を構成するシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの接合部には通常、メタルガスケットが介挿されており、このメタルガスケットは、シリンダーブロックとシリンダーヘッドとのデッキ面をシールすべく形成されたビードを有し、このビードが、シリンダーブロックにシリンダーヘッドを締結する締付けボルトの締結力により圧縮されて弾性変形し、それらのデッキ面上にシール線を形成してシール作用を奏する。 A metal gasket is usually inserted at the joint between the cylinder block and the cylinder head constituting the internal combustion engine, and this metal gasket has a bead formed to seal the deck surface of the cylinder block and the cylinder head. This bead is compressed and elastically deformed by a fastening force of a fastening bolt that fastens the cylinder head to the cylinder block, and forms a seal line on the deck surface to provide a sealing action.
この種のメタルガスケットとしては従来、例えば本願出願人が先に特許文献1にて開示した、図16に示す如きものが知られている。このシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、内燃機関のシリンダーブロック7の各シリンダーボア7aに対応して形成されたシリンダー孔2aと、前記各シリンダー孔2aの周囲に形成された山形断面形状の環状ビード2gと、前記シリンダーブロック7の冷却水ジャケット7bおよびシリンダーヘッド8の冷却水孔8aに対応して前記各環状ビード2gの外側周辺部に形成された冷却水孔2dと、前記環状ビード2gおよび前記冷却水孔2dを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビード2eとを有する、各々金属板からなる二枚の基板2を具えており、ここで、二枚の基板2の環状ビード2bは、頂部が互いに対向する向きでそれぞれ突出している。
As this type of metal gasket, there is conventionally known, for example, the one shown in FIG. The cylinder
また上記シリンダーヘッド用メタルガスケット1は、二枚の基板2の間に介挿された段差調整板3を具えており、この段差調整板3は、二枚の基板2の各シリンダー孔2aと冷却水孔2dとにそれぞれ対応するシリンダー孔3aと冷却水孔3cとを有するとともに、二枚の基板2の環状ビード2gに挟持され、内周縁がシリンダー孔3aを形成するグロメット部3eを有している。なお、図中符号9は上記締付けボルトを示し、締付けボルト9はボルト孔への冷却水の漏出防止のため、基板2の外周ビード2eの外側の位置で二枚の基板2および段差調整板3を貫通している。
The cylinder
この従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によれば、段差調整板3の折り返されて重ねられたグロメット部3eがシム段差構造となり、このシム段差構造により、シリンダー孔2a,3a側とガスケット外周側との間にT−t=Hの段差が生じ、この生じた段差H分、締付けボルトの軸力が環状ビード2gに環状ビード押圧荷重として集中的に作用して、環状ビード2gに高いシール性を生じさせる。
ところで、上記従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1につき本願発明者が研究を進めた結果、このシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、グロメット部3eにより構成されるシム段差構造が山形断面形状の環状ビード2gの頂部と当接しているため、シリンダーブロック7とシリンダーヘッド8との間で環状ビード2gが完全な扁平近くまで圧縮変形され、その扁平圧縮状態にて、シリンダーボア7a内の燃焼ガスによる内圧や機関熱の影響によりシリンダーボア7a周りのデッキ面間の隙間が拡縮することから環状ビード2gに交番荷重が加わって、環状ビード2gにへたりが生じてしまい、環状ビード2gのバネ特性が低下してデッキ面に所定のシール面圧を付与しつづけるのが困難になり、シール性の低下を招く可能性があって、シリンダーボア内の燃焼ガスに対する高いシール性の長期的な維持に不安があるという点を見出した。
By the way, as a result of the inventor's research on the conventional cylinder
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットは、内燃機関のシリンダーブロックの各シリンダーボアに対応して形成されたシリンダー孔と、前記各シリンダー孔の周囲に互いに逆向きにかつ互いに半径方向に間隔を空けて形成された片斜面形断面形状の二重の環状ビードと、前記シリンダーブロックの冷却水ジャケットおよびシリンダーヘッドの冷却水孔に対応して前記各環状ビードの外側周辺部に形成された冷却水孔と、前記環状ビードおよび前記冷却水孔を全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状の外周ビードとを有する、金属板からなる少なくとも一枚の基板と、前記基板の前記二重の環状ビードが形成する凹部の範囲内に位置してその凹部と対向する環状の重合部を有し、前記基板に重ね合わされて少なくとも前記重合部から前記基板の外周縁部の位置まで延在する、金属板からなる段差調整板と、を具え、前記段差調整板は、前記基板の二重の環状ビードが形成する前記凹部の範囲内から前記基板の外周縁部の位置まで延在する副板と、前記基板の前記二重の環状ビードより半径方向内側の位置からそれら二重の環状ビードが形成する前記凹部の範囲内まで半径方向外方に延在し、その凹部の範囲内で前記副板に重ね合わされて固着されて前記重合部を構成するシム板と、を有するものである。 An object of the present invention is to advantageously solve the above-described problems, and a cylinder head metal gasket according to the present invention includes a cylinder hole formed corresponding to each cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine, A double annular bead having a single beveled cross-sectional shape formed around the cylinder holes in opposite directions and spaced apart from each other in the radial direction; a cooling water jacket of the cylinder block; and a cooling water hole of the cylinder head A cooling water hole formed in the outer peripheral portion of each annular bead and an outer peripheral bead having a one-sided cross-sectional shape formed at a position entirely surrounding the annular bead and the cooling water hole. And having at least one substrate made of a metal plate and a pair of the recess located within the recess formed by the double annular bead of the substrate. To have a polymerization unit of the annular, extending to a position of the outer peripheral edge of the substrate from at least the overlapping portion is superimposed on the substrate, e and step adjustment plate made of a metal plate, the ingredients, the step adjustment plate Is a sub-plate extending from the range of the recess formed by the double annular bead of the substrate to the position of the outer peripheral edge of the substrate, and a position radially inward of the double annular bead of the substrate. A shim plate that extends radially outward to the range of the recess formed by the double annular beads, and overlaps and adheres to the sub-plate within the range of the recess to constitute the overlapping portion; , is a shall which have a.
かかるこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにあっては、段差調整板の重合部がシム段差構造を構成し、このシム段差構造により、メタルガスケットのシリンダー孔側とガスケット外周側との間に段差が生じ、この生じた段差分、締付けボルトの軸力が基板の二重の環状ビードに環状ビード押圧荷重として集中的に作用して、それらの環状ビードにシリンダーボア内の燃焼ガスに対する高いシール性を生じさせる。また上記シム段差構造により割当て分は減るもののシリンダーヘッドの変形により締付けボルトの軸力が押圧荷重として外周ビードにも作用して、外周ビードに冷却水に対するシール性を生じさせる。 In such a cylinder head metal gasket according to the present invention, the overlapping portion of the step adjusting plate constitutes a shim step structure, and this shim step structure causes a step between the cylinder hole side of the metal gasket and the gasket outer peripheral side. As a result of this step, the axial force of the tightening bolt acts intensively on the double annular beads of the substrate as an annular bead pressing load, giving these annular beads a high sealing performance against the combustion gas in the cylinder bore. Cause it to occur. Further, although the allocated amount is reduced by the shim step structure, the axial force of the tightening bolt acts on the outer peripheral bead as a pressing load due to the deformation of the cylinder head, thereby causing the outer peripheral bead to have a sealing property against the cooling water.
しかもこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにあっては、段差調整板の重合部が、基板の二重の環状ビードが形成する凹部の範囲内に位置してその凹部と対向していることから、基板の二重の環状ビードとそれらの間に位置する段差調整板の環状の重合部とでシリンダーボアを囲繞する三重のシール線が形成されるため、二重の環状ビードが扁平近くまで圧縮変形されなくても、従来の山形断面形状の環状ビードの頂部とグロメット部とを当接させる場合と同様の高いシール性が得られる。さらに、環状ビードに上記締付けボルトの軸力が集中的に加わってもその凹部の内側に位置する重合部の段差分環状ビードの潰れが阻止され、環状ビードが完全な扁平近くまで圧縮変形されてしまうことがないため、シリンダーボア内の燃焼ガスによる内圧や機関熱の影響によりシリンダーボア周りのデッキ面間の隙間が拡縮して環状ビードに交番荷重が加わっても環状ビードにへたりが生ずることがない。 Moreover, in the cylinder head metal gasket of the present invention, the overlapping portion of the step adjusting plate is located within the range of the recess formed by the double annular bead of the substrate and faces the recess. The double annular bead is compressed and deformed almost flat because the double annular bead of the substrate and the annular overlapping part of the step adjustment plate located between them form a triple seal line surrounding the cylinder bore. Even if it is not performed, the same high sealing performance as that in the case where the top portion of the conventional annular bead having an angled cross section and the grommet portion are brought into contact with each other is obtained. Furthermore, even if the axial force of the tightening bolt is concentrated on the annular bead, the annular bead is prevented from being crushed by the level difference of the overlapping portion located inside the concave portion, and the annular bead is compressed and deformed to a nearly flat shape. Therefore, the gap between the deck surfaces around the cylinder bore expands and contracts due to the internal pressure of the combustion gas in the cylinder bore and the engine heat, and the annular bead sags even if an alternating load is applied to the annular bead. There is no.
従って、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットによれば、シリンダーボア内の燃焼ガスに対して高いシール性を奏することができ、しかも、長期間に亘り環状ビードのバネ特性を維持してデッキ面に所定のシール面圧を付与しつづけることができ、かつその環状ビードのバネ特性の維持により、初期締結時の締付けボルトの軸力と環状ビードの押圧荷重とのバランスがその後も崩れないため締付けボルトの軸力が低下しないので、その高いシール性を長期的に確実に維持することができる。 Therefore, according to the metal gasket for a cylinder head of the present invention, it is possible to achieve a high sealing performance against the combustion gas in the cylinder bore and to maintain the spring characteristics of the annular bead over a long period of time on the deck surface. The tightening bolt can maintain a predetermined sealing surface pressure and maintain the spring characteristics of the annular bead so that the balance between the axial force of the tightening bolt and the pressing load of the annular bead at the time of initial fastening does not collapse thereafter. Therefore, the high sealing performance can be reliably maintained for a long time.
そしてこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットにおいては、そのメタルガスケットが、前記基板を、前記二重の環状ビードが形成する前記凹部同士が互いに対向する向きで二枚具え、前記段差調整板は、それらの基板間に挟まれて位置していても良い。 In the cylinder head metal gasket according to the present invention, the metal gasket includes the substrate in two directions in which the concave portions formed by the double annular beads face each other. It may be located between the substrates.
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第1実施例の全体を示す平面図、図2は、その第1実施例のメタルガスケットの、図1のII−II線に沿う断面図、そして図3(a),(b)は、上記第1実施例のメタルガスケットを内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されて締付けボルトで締め付けられた状態で示す、図2と同様の位置での断面図およびその要部拡大断面図であり、図中、前記従来例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。すなわち、図中符号1はメタルガスケット、2は基板、3は段差調整板をそれぞれ示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the whole of the first embodiment of the cylinder head metal gasket according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the metal gasket of the first embodiment taken along the line II-II in FIG. Sectional views, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the metal gasket of the first embodiment inserted between a cylinder block and a cylinder head of an internal combustion engine and tightened with a tightening bolt. It is sectional drawing in the position similar to FIG. 2, and the principal part expanded sectional view, In the figure, the part similar to the said prior art example is shown with the same code | symbol. That is, in the figure,
この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、図2に示すように、各々金属板からなる二枚の基板2を具えており、これらの基板2は、図3にも示すように、内燃機関のシリンダーブロック7の各シリンダーボア7aに対応して形成されたシリンダー孔2aと、各シリンダー孔2aの周囲に互いに逆向きにかつ互いにシリンダー孔2aの半径方向に間隔を空けて形成された片斜面形断面形状の二重のビード(本願発明者はこれを「ダブルハーフビード」と呼ぶ)からなる二重の環状ビード2b,2cと、シリンダーブロック7の冷却水ジャケット7bおよびシリンダーヘッド8の冷却水孔8aに対応して二重の環状ビード2b,2cの外側周辺部に形成された冷却水孔2dと、二重の環状ビード2b,2cおよび冷却水孔2dを全体的に囲繞する位置に形成された片斜面形断面形状(いわゆるハーフビード形状)の外周ビード2eとを有し、さらに、その外周ビード2eの外側に、上記締付けボルト9を挿通されるボルト孔2hと、潤滑油孔2iとを有している。
As shown in FIG. 2, the cylinder
また、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、図2に示すように、二枚の基板2の間に、例えば基板2よりも薄い厚さを持つ金属板からなる段差調整板3を介挿されて具えており、この段差調整板3は、二枚の基板2の各シリンダー孔2aの位置(シリンダー孔2aに対応する位置)からそれらの基板2の外周縁部の位置(外周縁部に対応する位置)まで延在するように、それらの基板2と実質的に同一の外周輪郭形状を有するとともに、それらの基板2の各シリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aを有している。そしてこの段差調整板3は、上記シリンダー孔3aの他、各基板2の冷却水孔2d、潤滑油孔2gおよびボルト孔2fにそれぞれ対応する複数の孔3cを有している。
Further, the cylinder
段差調整板3はまた、図1および図2に示すように、上記基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内に位置してその凹部と対向する環状の重合部3bを有しており、この重合部3bを形成するため段差調整板3は、基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内から基板2の外周縁部の位置まで延在する副板4と、基板2の二重の環状ビード2b,2cより半径方向内側の位置である各シリンダー孔2aの位置から、それら二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内まで半径方向外方に延在し、その凹部2fの範囲内で副板4に重ね合わされて例えばスポット溶接やレーザー溶接等で固着された環状のシム板5と、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the level
なお、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1においては例えば、基板1は、板厚0.15〜0.35mmのステンレス鋼板(バネ材)にて形成し、二重の環状ビード2b,2cは、ビード高さを0.1〜0.4mm、ビード幅を2.5〜4.5mm、環状ビード2b,2c間の平坦な頂部であるA部の幅を1〜3mmとし、また、段差調整板3は、板厚0.05〜0.15mmのステンレス鋼板(バネ材)にて形成し、重合部3bであるB部の幅を1〜3mmとすると好ましい。ここで、B部の幅は、図2の図示例ではA部の幅より少し小さくされているが、A部の幅と等しくしても良い。
In the cylinder
かかるこの第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1にあっては、段差調整板3の重合部3bがシム段差構造を構成し、このシム段差構造により、図3(a)に示すように、当該メタルガスケット1がシリンダーブロック7とシリンダーヘッド8とデッキ面の間み介挿されて締付けボルト9で締め付けられると、メタルガスケット1の、シリンダー孔2a,3a近くの重合部3bの位置での締付け時ガスケット厚さTとガスケット外周側での締付け時ガスケット厚さtとの間に段差Hが生じ、この生じた段差H分、締付けボルト9の軸力が基板2の二重の環状ビード2b,2cに環状ビード押圧荷重として集中的に作用して、それらの環状ビード2b,2cにシリンダーボア7a内の燃焼ガスに対する高いシール性を生じさせる。また、上記シム段差構造によってそれがない場合より減るものの、シリンダーヘッド8の変形により締付けボルト9の軸力が押圧荷重として外周ビード2eにも作用して、外周ビード2eに冷却水ジャケット7b内の冷却水に対するシール性を生じさせる。
In the cylinder
しかもこの第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1にあっては、段差調整板3の重合部3bが、基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内に位置してその凹部2fと対向していることから、二重の環状ビード2b,2cとそれらの間に位置する環状の重合部3bとでシリンダーボア7aを囲繞する三重のシール線が形成されるため、二重の環状ビード2b,2cが扁平近くまで圧縮変形されず、ビード高さの50〜80%の圧縮率となっていても、従来の山形断面形状の環状ビード2gの頂部とグロメット部3eとを当接させる場合と同様の高いシール性が得られる。さらに、環状ビード2b,2cに上記締付けボルト9の軸力が集中的に加わってもその凹部2fの内側(範囲内)に位置する重合部3bの段差H分環状ビード2b,2cの潰れが阻止され、環状ビード2b,2cが完全な扁平近くまで圧縮変形されてしまうことがないため、シリンダーボア7a内の燃焼ガスによる内圧や機関熱の影響によりシリンダーボア7a周りのデッキ面間の隙間が拡縮して環状ビード2b,2cに交番荷重が加わっても環状ビード2b,2cにへたりが生ずることがない。
Moreover, in the cylinder
なお、この第1実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1では、段差調整板3の副板4とシム板5とは、図3(b)に示す如く、それぞれ基板2に倣って変形して二枚の基板2の中央に位置するように、基板2よりも薄い板厚とされていることから、メタルガスケット1の厚さ方向中心位置からそれら副板4およびシム板5の表面までの距離aはその中心位置に対し厚さ方向に対称となり、二枚の基板2のビード圧縮量は均一になるので、片方の基板2のみの環状ビード2b,2cに偏ってへたりが発生するのを防止し得て、優れた耐久性を発揮することができる。
In the cylinder
図4〜図8は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第2実施例〜第6実施例をそれぞれ示す、図2と同様の位置での断面図であり、これら第2実施例〜第6実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も何れも、先の第1実施例におけると同一の基板2を具えているので、以下には主に先の第1実施例との相違部分について説明する。
4 to 8 are sectional views of the metal gasket for a cylinder head according to the present invention in the second embodiment to the sixth embodiment, respectively, at the same positions as in FIG. 2, and these second to sixth embodiments. Since each cylinder
図4に示す第2実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、二枚の上記基板2を具えるとともに、それらの間に介挿された段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、先の第1実施例におけると同様、基板2と実質的に同一の外周輪郭形状を有するとともに、それらの基板2の各シリンダー孔2aに対応するシリンダー孔3aを有している。そしてこの段差調整板3も、上記シリンダー孔3aの他、各基板2の冷却水孔2d、潤滑油孔2gおよびボルト孔2fにそれぞれ対応する複数の孔3cを有している。
The cylinder
段差調整板3はまた、図4に示すように、上記基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内に位置してその凹部と対向する環状の重合部3bを有しており、この重合部3bを形成するためこの実施例における段差調整板3は、基板2の二重の環状ビード2b,2cより半径方向内側の位置であるシリンダー孔2aの位置から基板2の外周縁部の位置まで延在する副板4と、基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内に位置するように副板4の両面にそれぞれ重ね合わされて例えばスポット溶接やレーザー溶接等で固着された環状の二枚のシム板5と、を有している。
As shown in FIG. 4, the level
図5に示す第3実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、二枚の上記基板2を具えるとともに、それらの間に介挿された段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図4に示す第2実施例における段差調整板3に対し、副板4が基板2の各シリンダー孔2aの位置まで半径方向内方に延びていず、第1実施例における副板4と同様に基板2の二重の環状ビード2b,2cの範囲内で終わっている点でのみ相違し、他の点では第2実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
The cylinder
図6に示す第4実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、一枚の上記基板2を具えるとともに、その基板2の凹部2f側に沿わされた段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図4に示す第2実施例における段差調整板3に対し、シム板5が一枚だけで副板4の片面だけに固着されている点でのみ相違し、他の点では第2実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
A cylinder
図7に示す第5実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、一枚の上記基板2を具えるとともに、その基板2の凹部2f側に沿わされた段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図5に示す第3実施例における段差調整板3に対し、シム板5が一枚だけで副板4の片面だけに固着されている点でのみ相違し、他の点では第3実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
The cylinder
図8に示す第6実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、一枚の上記基板2を具えるとともに、その基板2の凹部2f側に沿わされた段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図5に示す第3実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
The cylinder
これら第2実施例〜第6実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によっても、先の第1実施例と同様の作用効果を得ることができ、それに加えて、第2、第3および第6実施例によれば、シム板5を二枚有することから段差Hをより大きくすることができ、また、第3、第5および第6実施例によれば、段差調整板3が基板2の各シリンダー孔2aの位置まで半径方向内方に延びていないことから内側の環状ビード2bの圧縮変形量をより小さくし得て、内側の環状ビード2bのへたりをより確実に防止することができる。
The cylinder
図9は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第7実施例を示す、図2と同様の位置での断面図、図10(a)は、その第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケットを内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されるも締付けボルトで締め付けられていない状態で示す、図9と同様の位置での断面図、図10(b)および(c)は、その第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケットを内燃機関のシリンダーブロックとシリンダーヘッドとの間に介挿されて締付けボルトで締め付けられた状態で示す、図9と同様の位置での断面図およびその要部拡大断面図であり、この第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も、先の第1実施例における基板2と同一の二枚の基板2をそれらの凹部2f同士が対向する向きで具えている。
FIG. 9 shows a seventh embodiment of the cylinder head metal gasket according to the present invention, and is a cross-sectional view at the same position as in FIG. 2. FIG. 10 (a) shows the cylinder head metal gasket of the seventh embodiment. FIG. 10B and FIG. 10C are cross-sectional views at the same positions as in FIG. 9, which are shown in a state where they are inserted between the cylinder block and the cylinder head of the internal combustion engine but are not tightened with the tightening bolts. FIG. 9 is a cross-sectional view at the same position as in FIG. 9 showing a state in which the cylinder head metal gasket of the seventh embodiment is inserted between a cylinder block and a cylinder head of an internal combustion engine and tightened with a tightening bolt. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the cylinder
この第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1はまた、二枚の上記基板2の間に介挿された段差調整板3を具え、ここにおける段差調整板3は、先の第1実施例における副板4と同様に、基板2と実質的に同一の外周輪郭形状を有する一方で基板2の各シリンダー孔2aの位置までは半径方向内方に延びていず、基板2の二重の環状ビード2b,2cの凹部2fの範囲内で終わっている主要部3dを有しており、その主要部3dは、各基板2の冷却水孔2d、潤滑油孔2gおよびボルト孔2fにそれぞれ対応する複数の孔3cを有している。
The cylinder
さらに、ここにおける段差調整板3は、上記主要部3dから基板2の凹部2fの範囲内で折り返されてその凹部2fの範囲内で主要部3dに重ね合わされて延在しているグロメット部3eを有しており、そのグロメット部3eとそれに重なった主用部3dの部分とが、この実施例では重合部3bを構成している。ここで、グロメット部3eは、例えば段差調整板3の素材板に基板2の各シリンダー孔2aと同心に、折り返し位置の直径より小さい内径の下孔を明け、プレス成型型でその折り返し位置より半径方向内側の部分を一旦立ち上げ、さらにプレス型成型でその立ち上げた部分を外側に広げながら折り返して潰すことで形成することができる。
Further, the
なお、この第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1においては例えば、基板1は、板厚0.15〜0.35mmのステンレス鋼板(バネ材)にて形成し、二重の環状ビード2b,2cは、ビード高さを0.1〜0.4mm、ビード幅を2.5〜4.5mm、環状ビード2b,2c間の平坦な頂部であるA部の幅を1〜3mmとし、また、段差調整板3は、板厚0.05〜0.15mmのステンレス鋼板(バネ材)にて形成し、重合部3bであるB部の幅を1〜3mmとすると好ましい。ここで、B部の幅は、図9の図示例ではA部の幅より少し小さくされているが、A部の幅と等しくしても良い。
In the cylinder
かかる第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によっても、先の第1実施例と同様の作用効果を得ることができ、それに加えてこの第7実施例によれば、段差調整板3が基板2の各シリンダー孔2aの位置まで半径方向内方に延びていないことから内側の環状ビード2bの圧縮変形量をより小さくし得て、内側の環状ビード2bのへたりをより確実に防止することができる。
According to the cylinder
図11は、上記第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1と図16に示す従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1とについてシリンダーボアを囲繞する環状ビードへの押圧荷重を複数の大きさに設定してそれら複数の大きさの押圧荷重に対しその押圧荷重を除いた時の復元ビード高さをそれぞれ計測した際の押圧荷重と復元ビード高さとの関係を示す特性図、また図12は、上記第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1と図16に示す従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1とについて締付けボルト9の締結荷重(軸力)を複数の大きさに設定してそれら複数の大きさの締結荷重に対しシリンダーボアを囲繞する環状ビードに加わる押圧荷重をそれぞれ計測した際の締付けボルト9の締結荷重(軸力)と環状ビードの押圧荷重との関係を示す特性図であり、これらの特性図中、符号G1は上記従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1、G2は上記第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1をそれぞれ示し、これら従来および第7実施例のメタルガスケットG1,G2の段差調整板3の段差H(H=T−t)は何れも100μmである。
FIG. 11 shows the cylinder
図11から明らかなように、従来のメタルガスケットG1は、環状ビード押圧荷重が増加するにつれて復元ビード高さが継続的に減少するが、上記第7実施例のメタルガスケットG2は、当初は環状ビード押圧荷重が増加するにつれて復元ビード高さが減少するものの環状ビード押圧荷重がF2以上では復元ビード高さが減少しなくなる。これは、上記第7実施例のメタルガスケットG2では重合部3bを構成するグロメット部3eが二重の環状ビード2b,2cの凹部2fの範囲内に位置してそれらの環状ビード2b,2cの完全扁平化を防止しているからであると考えられ、この結果から、上記第7実施例のメタルガスケットG2では従来のメタルガスケットG1より環状ビードのへたりが減少していることは明らかである。なお、図11中水平な破線は実機エンジンに組み込んでのエンジン稼動テスト後のビード高さ(図中符号Hb2は上記従来のシリンダーヘッド用メタルガスケット1、Hb1は上記第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1)を示しており、この破線にも、上記第7実施例のメタルガスケットと従来のメタルガスケットとの環状ビードのへたりの差が、上記復元ビード高さの差と同様に現れている。
As is clear from FIG. 11, the conventional metal gasket G1 has a continuously reduced height of the restored bead as the annular bead pressing load increases. However, the metal gasket G2 of the seventh embodiment is initially an annular bead. Although the restored bead height decreases as the pressing load increases, the restored bead height does not decrease when the annular bead pressing load is F2 or more. This is because, in the metal gasket G2 of the seventh embodiment, the
また、図12から明らかなように、上記100μmの段差を持つ段差調整板3を具える場合には、規定の軸力BF1では従来のメタルガスケットG1の方が第7実施例のメタルガスケットG2より環状ビード押圧荷重が僅かに大きい。これは従来のメタルガスケットG1が環状ビードを完全な扁平近くまで圧縮変形させているからであるが、この押圧荷重の差は微妙なものであり、第7実施例のメタルガスケットG2の段差調整板3の段差Hを120μmに増やした場合は、図中一点差線で示すように全体的に従来のメタルガスケットG1より環状ビード押圧荷重が大きくなり、規定の軸力BF1では環状ビード押圧荷重がΔF1となって明らかに従来のメタルガスケットG1より大きくなる。すなわち、上記押圧荷重の差は、段差調整板3の板厚変更による段差Hの変更によって十分補償可能な範囲内に止まるものである。
As is apparent from FIG. 12, when the
従って、この第7実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によっても、先の第1実施例と同様の作用効果を得ることができ、それに加えて、段差調整板3が基板2の各シリンダー孔2aの位置まで半径方向内方に延びていないことから内側の環状ビード2bの圧縮変形量をより小さくし得て、内側の環状ビード2bのへたりをより確実に防止することができる。
Accordingly, the cylinder
図13〜図15は、この発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットの第8実施例〜第10実施例をそれぞれ示す、図2と同様の位置での断面図であり、これら第8実施例〜第10実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1も何れも、上記第7実施例と同様、先の第1実施例におけると同一の基板2を具えているので、以下には主に上記第7実施例との相違部分について説明する。
FIGS. 13 to 15 are cross-sectional views at the same positions as in FIG. 2 showing the eighth to tenth embodiments of the cylinder head metal gasket according to the present invention. Since the cylinder
図13に示す第8実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、二枚の上記基板2を具えるとともに、それらの間に介挿された段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、上記第7実施例における主要部3dと同様に、各基板2の冷却水孔2d、潤滑油孔2gおよびボルト孔2fにそれぞれ対応する複数の孔3cを有している。しかしながらこの第8実施例における段差調整板3は、先の第3実施例におけると同様の、基板2と実質的に同一の外周輪郭形状を有する一方で基板2の各シリンダー孔2aの位置までは半径方向内方に延びていず基板2の二重の環状ビード2b,2cの凹部2fの範囲内で終わっている副板4と、上記基板2の二重の環状ビード2b,2cが形成する凹部2fの範囲内で折り返されてその凹部2fの範囲内で副板4の両面に重ね合わされたグロメット板6とを有しており、そのグロメット板6とそれに重なった副板4の部分とが、この実施例では重合部3bを構成している。ここで、グロメット板6は、副板4とは別体の素材板からではあるが、上記第7実施例におけるグロメット部3eと同様にして形成することができる。
The cylinder
図14に示す第9実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、一枚の上記基板2を具えるとともに、その基板2の凹部2f側に沿わされた段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図9,図10に示す第7実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
The cylinder
図15に示す第10実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1は、一枚の上記基板2を具えるとともに、その基板2の凹部2f側に沿わされた段差調整板3を具えており、ここにおける段差調整板3は、図13に示す第8実施例における段差調整板3と同様に構成されている。
A cylinder
これら第8実施例〜第10実施例のシリンダーヘッド用メタルガスケット1によっても、先の第7実施例と同様の作用効果を得ることができ、それに加えて、第8、第10実施例によれば、副板4の両面に重ね合わされたグロメット板6を有することから段差Hをより大きくすることができ、また、第9実施例によれば、基板2が一枚で、段差調整板3も元々一枚の素材板から形成できることから、安価でかつ優れたシール耐久性を持つメタルガスケットをもたらすことができる。
The cylinder
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、段差調整板3を構成する副板4とシム板5あるいはグロメット板6との板厚を互いに異ならせても良く、また、基板2と段差調整板3との材質や板厚の組み合わせを所要に応じて適宜変更しても良い。
Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described example. For example, the thicknesses of the
かくしてこの発明のシリンダーヘッド用メタルガスケットによれば、シリンダーボア内の燃焼ガスに対して高いシール性を奏することができ、しかも、長期間に亘り環状ビードのバネ特性を維持してデッキ面に所定のシール面圧を付与しつづけることができ、かつその環状ビードのバネ特性の維持により、初期締結時の締付けボルトの軸力と環状ビードの押圧荷重とのバランスがその後も崩れないため締付けボルトの軸力が低下しないので、その高いシール性を長期的に確実に維持することができる。 Thus, according to the cylinder head metal gasket of the present invention, it is possible to achieve a high sealing performance against the combustion gas in the cylinder bore, and to maintain the spring characteristics of the annular bead over a long period of time and to provide a predetermined surface on the deck surface. By maintaining the spring characteristics of the annular bead, the balance between the axial force of the tightening bolt and the pressing load of the annular bead at the time of initial fastening does not collapse after that, Since the axial force does not decrease, the high sealing performance can be reliably maintained in the long term.
1 シリンダーヘッド用メタルガスケット
2 基板
2a シリンダー孔
2b,2c 環状ビード
2d 冷却水孔
2e 外周ビード
2f 凹部
2g 環状ビード
2h ボルト孔
2i 潤滑油孔
3 段差調整板
3a シリンダー孔
3b 重合部
3c 孔
3d 主要部
3e 折り返し部
4 副板
5 シム板
6 グロメット板
7 シリンダーブロック
7a シリンダーボア
7b 冷却水ジャケット
8 シリンダーヘッド
8a 冷却水孔
9 締付けボルト
1 Metal gasket for
2a Cylinder hole
2b, 2c annular bead
2d cooling water hole
2e peripheral bead
2f recess
2g annular bead
2h Bolt hole
2i
3a Cylinder hole
3b Polymerization part
3c hole
3d main part
3e Folded
7a cylinder bore
7b Cooling water jacket 8 Cylinder head
8a
Claims (2)
前記基板(2)の前記二重の環状ビード(2b,2c)が形成する凹部(2f)の範囲内に位置してその凹部と対向する環状の重合部(3b)を有し、前記基板に重ね合わされて少なくとも前記重合部から前記基板(2)の外周縁部の位置まで延在する、金属板からなる段差調整板(3)と、
を具え、
前記段差調整板(3)は、
前記基板(2)の二重の環状ビード(2b,2c)が形成する前記凹部(2f)の範囲内から前記基板(2)の外周縁部の位置まで延在する副板(4)と、
前記基板(2)の前記二重の環状ビード(2b,2c)より半径方向内側の位置からそれら二重の環状ビードが形成する前記凹部(2f)の範囲内まで半径方向外方に延在し、その凹部の範囲内で前記副板(4)に重ね合わされて固着されて前記重合部(3b)を構成するシム板(5)と、
を有するシリンダーヘッド用メタルガスケット。 Cylinder hole (2a) formed corresponding to each cylinder bore of the cylinder block of the internal combustion engine, and a single bevel-shaped cross section formed around each cylinder hole in opposite directions and spaced apart from each other in the radial direction A double annular bead (2b, 2c) having a shape, and a cooling water hole (2d) formed in the outer periphery of each annular bead corresponding to the cooling water jacket of the cylinder block and the cooling water hole of the cylinder head And at least one substrate (2) made of a metal plate, having an outer peripheral bead (2e) having a one-sided cross-sectional shape formed at a position surrounding the annular bead and the cooling water hole as a whole,
The substrate (2) has an annular overlapping portion (3b) located in the range of the recess (2f) formed by the double annular beads (2b, 2c) and facing the recess, A level difference adjusting plate (3) made of a metal plate, which is overlapped and extends at least from the overlapped portion to the position of the outer peripheral edge of the substrate (2);
The ingredients example,
The step adjustment plate (3)
A sub-plate (4) extending from the range of the recess (2f) formed by the double annular beads (2b, 2c) of the substrate (2) to the position of the outer peripheral edge of the substrate (2);
The substrate (2) extends radially outward from a position radially inward of the double annular beads (2b, 2c) to a range of the recess (2f) formed by the double annular beads. A shim plate (5) which is overlapped and fixed to the sub-plate (4) within the range of the concave portion to constitute the overlapping portion (3b);
Metal gasket for a cylinder head with a.
前記段差調整板(3)は、それらの基板(2)間に挟まれて位置することを特徴とする、請求項1記載のシリンダーヘッド用メタルガスケット。 The substrate (2) is provided with two sheets such that the concave portions (2f) formed by the double annular beads (2b, 2c) face each other,
The step adjustment plate (3) is sandwiched between the substrates (2), characterized in that positioned claim 1 Symbol mounting metal gasket for cylinder head.
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