JP4706091B2

JP4706091B2 - シリンダヘッドガスケット

Info

Publication number: JP4706091B2
Application number: JP2000113530A
Authority: JP
Inventors: 亮介藤木; 銑二郎柴田; 英三郎後藤; 安麿武田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2001295934A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリンダヘッドガスケットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼室孔を囲繞する内方側部分とそれ以外の外方側部分とを備え、それらを種類が異なる金属によって製造したシリンダヘッドガスケットは知られている（例えば、特開平８−２８５０８０号公報）。
上記公報のシリンダヘッドガスケットにおいては、内方側部分を肉薄で硬度が低い金属から構成する一方、外方側部分を肉厚で硬度が高い金属から構成して、上記内方側部分と外方側部分との境界部分の全域をレーザ溶接することにより、それらを一体に連結していたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のシリンダヘッドガスケットにおいては、内方側部材を外方側部材に嵌合して溶接により一体に連結しているので、シリンダヘッドガスケット全体の剛性が高くなっていたものである。このようにシリンダヘッドガスケット全体の剛性が高いと、シリンダヘッド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在させた後に、燃焼ガスによってシリンダヘッドガスケットが加熱されたときに、熱膨張率の違いによって内方側部材および外方側部材（シリンダヘッドガスケット）とシリンダブロックおよびシリンダヘッドとが相対移動する。そのため、シリンダヘッドガスケットに設けたビード部がシリンダブロックおよびシリンダヘッドと摺動して摩耗することによってシール性が低下するという欠点があった。
しかも、上記従来のシリンダヘッドガスケットにおいては、内方側部分と外方側部分との境界部分の全域を溶接していたので、その分だけ製造工程が増加してシリンダヘッドガスケットの製造コストが高くなるという欠点もあった。
このような事情に鑑み、本発明は、製造コストが安く、しかもシール性が良好なシリンダヘッドガスケットを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、エンジンのシリンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔およびこの燃焼室孔を囲繞して形成したビード部を有するガスケット基板を備え、上記エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持されるシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記ガスケット基板を、上記燃焼室孔を形成した内方側部材と、この内方側部材と分離させて別体に形成されて該内方側部材を囲繞する外方側部材とから構成するとともに、上記内方側部材を外方側部材の内周部に嵌合させた際に、内方側部材の外周部と外方側部材の内周部との境界部分に間隙が形成されるように構成し、
また、上記内方側部材は硬質金属からなり、上記外方側部材は上記内方側部材よりも軟質の軟質材料からなり、
さらに、上記内方側部材に上記燃焼室孔を囲繞する上記ビード部を、また上記外方側部材の内周部に上記内方部材を囲繞するハーフビード部をそれぞれ形成するとともに、これらビード部とハーフビード部とをそれぞれ上記シリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持して、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとがシリンダボアから外方側に向けて熱膨張した際には、上記間隙により、上記フルビード部とハーフビード部のそれぞれがシリンダヘッドやブロックに対する相対移動量を抑制されるように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
このような構成によれば、内方側部材と外方側部材とを別体として分離させたことによりシリンダヘッド全体としては剛性を低下させることができる。これにより、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドおよびシリンダブロックとの間の熱膨張による相対移動量を減少させることができる。つまり、シリンダヘッドおよびシリンダブロックとシリンダヘッドガスケットとの相対変位を少なく出来ることにより、シリンダヘッドおよびシリンダブロックと上記ビード部とが上記燃焼室孔の放射方向に摺動するのを抑制することができ、それによってシール不良の発生を抑制することができる。
また、内方側部材と外方側部材は分離しているので、シリンダヘッドガスケットの製造過程において、それら両部材を溶接等によって接合する必要がなく、その分だけ従来よりもシリンダヘッドガスケットの製造コストを低減させることができる。
したがって、従来に比較して製造コストが安く、かつシール性が良好なシリンダヘッドガスケットを提供することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１から図３において、シリンダヘッドガスケット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挟持されてそれらの間をシールするようになっている。
本実施例のシリンダヘッドガスケット１は従来一般のものとは異なり、内方側に位置する内方側部材２と、この内方側部材２を囲繞する外方側部材３とから構成してあり、それらは分離させている。
図２ないし図４に示すように、内方側部材２は単一のステンレスの薄板からなり、この内方側部材２にはシリンダブロック４のシリンダボア４ａの位置に合わせて３か所の燃焼室孔２Ａを穿設している。内方側部材２は、３つの円を直列に連結した形状に成形している。
内方側部材２には各燃焼室孔２Ａを囲繞するフルビード部２Ｂを形成している。
【０００７】
一方、外方側部材３は軟質材料である単一のアルミニウムの薄板からなり、上記内方側部材２を囲む概略長方形の枠状に形成している。外方側部材３の内周部３Ａは、内方側部材２の外周部２Ｃ（輪郭）に合わせた形状にしてあり、内方側部材２の外周部２Ｃが外方側部材３の内周部３Ａに少し遊びを持って嵌合されるようにしている。これにより、図１に示すように、内方側部材２の外周部２Ｃと外方側部材３の内周部３Ａとの境界部に、内方側部材２の外周部２Ｃ（輪郭）に沿った間隙５が生じている。
また、外方側部材３の外周部３Ｂ（輪郭）は、シリンダブロック４の上面およびシリンダヘッド６の下面の形状に合わせた長方形に形成している。
外方側部材３の所定位置には複数のボルト孔３Ｃを穿設している。
外方側部材３には、内周部３Ａに沿ってその全域を囲繞するハーフビード部３Ｄを形成している。
また、図面上省略したが、この外方側部材３には、上記ボルト孔５を囲繞する位置に各ボルト孔５を囲むハーフビード部を形成している。
上述したように、内方側部材２はステンレスの薄板、外方側部材３はアルミニウムの薄板からなり、また両部材２、３の板厚は同一厚さに設定している。
そして、図１に示すように、内方側部材２を外方側部材３に嵌合させると、内方側部材２の外周部２Ｃと、外方側部材３の内周部Ａとの境界部分に上記間隙５が維持されることになる。本実施例では、両部材２、３の境界部に形成される間隙５は、シリンダブロック４の上面に設けた冷却水を導入する環状凹部４ｂの上方側に位置するように構成している。
【０００８】
以上の構成において、上記シリンダヘッドガスケット１は、図４に示すように、シリンダブロック４の上面とシリンダヘッド６の下面の間に介在され、その状態で締結ボルトを締め付けることによってそれらの間に挟持される。
その際、上述したように、シリンダブロック４の環状凹部４ｂの上方に上記間隙５が位置するようになっている。
そして、内方側部材２のフルビード部２Ｂの下面がシリンダブロック４の上面に密着してその部分をシールするとともに、フルビード部２Ｂの両側部となる上面がシリンダヘッド６の下面に密着してその部分のシールをする。また、外方側部材３のハーフビード部３Ｄの外方側の縁部がシリンダブロック４の上面に密着してその部分をシールするとともに、外方側部材３のハーフビード部３Ｄの内方側の縁部がシリンダヘッド６の下面に密着してその部分をシールする。
【０００９】
このようにシリンダヘッドガスケット１をシリンダブロック４の上面とシリンダヘッド６の下面の間に介在させた後に、シリンダボア４ａ内の燃焼ガスによってシリンダブロック４、シリンダヘッド６およびシリンダヘッドガスケット１が熱膨張する。この時、図５に示すように、シリンダブロック４、シリンダヘッド６はシリンダボア４ａから外方側に向けて熱膨張することになる。一方、シリンダヘッドガスケット１は、内方側部材２と外方側部材３とが分割されて剛性が低いので、外方側部材３は、想像線で示す位置から実線で示す位置までシリンダブロック４およびシリンダヘッドと実質的に一体となって熱膨張する。
そのため、シリンダヘッドガスケット１を構成する内方側部材２と外方側部材３は、それらを挟持したシリンダブロック４およびシリンダヘッド６と実質的に一体となって熱膨張することになる。これにより、シリンダヘッドガスケット１、シリンダブロック４およびシリンダヘッド６が熱膨張した際において、シリンダヘッドガスケット１の表裏両面とシリンダブロック４（シリンダヘッド）との相対移動を小さく抑制することができる。それによって、シリンダヘッドガスケット１に設けたフルビード部２Ｂおよびハーフビード部３Ｄの摺動を抑制して、それらの箇所が損傷してシール不良が発生することを抑制することができる。
また、本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、内方側部材２と外方側部材３とを分離して構成してあるので、それらを溶接等によって一体に接合する必要がなく、その分だけシリンダヘッドガスケット１の製造工程を簡略化して、シリンダヘッドガスケット１の製造コストを安くすることができる。
【００１０】
次に、図６に示す実施例は、内方側部材２をステンレスの薄板によって構成する一方、外方側部材３を、鉄製の薄板の表裏両面の全域に薄膜状にグラファイト３Ｆを貼りつけて構成したものである。この図６に示す実施例においては、外方側部材３総厚は内方側部材２と同じ厚さになっている。その他の構成は、上記第１実施例と同じである。
【００１１】
また、図７に示す実施例は、内方側部材２をステンレスの薄板によって構成する一方、外方側部材３を、鉄製の薄板の表裏両面の全域に薄膜状にゴム３Ｇあるいはタルクをアラミド樹脂によって接合したものである。この図７に示す実施例においても、外方側部材３の総厚は内方側部材２と同じ厚さになっている。
【００１２】
また、図８に示す実施例は、内方側部材２をステンレスの薄板によって構成する一方、外方側部材３を合成樹脂によって構成したものである。その他の構成は上記第１実施例と同じである。
上述した図６から図８に示した実施例であっても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１３】
さらに、図９は本発明の異なる実施例を示したものであり、この図９に示す実施例においては、上記第１実施例において内方側部材２の板厚を、外方側の部材の板厚よりも厚くしたものである。その他の構成は、上記第１実施例のものと同じである。このような実施例においても、上記第１実施例のものと同様の作用効果を得ることができる。
さらにまた、上記図６から図８に示した各実施例において、内方側部材２の厚さを外方側部材３の厚さよりも厚くしても良いことは勿論である。そのような実施例においても、上記第１実施例のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】
次に上記各実施例においては、内方側部材２と外方側部材３とを完全に分離させていたが、それら両部材２、３の境界部における数カ所を結合手段によって部分的に、内方側部材２と外方側部材３との相対的な移動を妨げない程度に連結するようにしても良い。このように両部材を部分的に連結することによって、ガスケットの運搬やエンジンへの組み付け等の取り扱いを従来のものと同等にすることができる。
そのような結合手段としては、図１０に示すような従来一般に知られているクリンチを用いた結合方法が考えられる。つまり、外方側部材３の内周部３Ａに係合凹部３Ｈを形成する一方、内方側部材２の外周部３Ｂに上記係合凹部３Ｈと係合する係合凸部２Ｄを形成し、上記係合凹部３Ｈに係合凸部２Ｄを係合させればよい。
【００１５】
また、図１１から図１３は、クリンチを用いた結合手段の代わりにカシメによる結合手段を示したものである。
すなわち、内方側部材２の外周部２Ｃに外方側にむけて張り出した概略方形の重合部２Ｅを形成する。そして、内方側部材２を外方側部材３を嵌合すると、上記重合部２Ｅが外方側部材３の下面に重合することになる。その状態において、重合部２Ｅおよびそこに重合した外方側部材３を上方側からポンチによって部分的に平行に切断し、かつ切断箇所を下方にむけて押圧する。これにより、重合部２Ｅおよびそれに重合した外方側部材３の切断箇所が、下面側に突出することになり、そこを係止突起１１としている。この係止突起１１が本来の内方側部材２の下面よりも下方側まで突出して、内方側部材２の下面とわずかに係合する。これによって、内外の両部材２、３が部分的に連結されるようになっている。
なお、上記各実施例においては、内方側部材２および外方側部材３がともに１層のものに本発明を適用した場合について説明したが、内方側部材２の総厚が外方側部材３のそれと実質的に同じか、もしくは厚くなっていればよく、従って内方側部材２および外方側部材３のそれぞれを同じもしくは異なった枚数の基板を積層した積層ガスケットにも本発明を適用することができる。
また、上記各実施例においては、内方側部材２にはフルビード部２Ｂのみが、外方側部材３にはハーフビード部３Ｄのみが設けられているが、これに限定されるものではなく、両部材２、３それぞれの必要に応じて複数のビードを組み合わせて用いてもよいことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、製造コストが安く、かつシール性が良好なシリンダヘッドガスケットを提供する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】本発明の第１実施例を示す平面図。
【図２】図１に示した内方側部材２の平面図。
【図３】図１に示した外方側部材３の平面図。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図１に示したシリンダヘッドガスケット１の一部が熱膨張した状態を示す断面図。
【図６】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【図７】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【図８】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【図９】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【図１０】内方側部材２と外方側部材３とを連結する結合手段を示す平面図。
【図１１】内方側部材２と外方側部材３とを連結する結合手段を示す平面図。
【図１２】図１１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図１３】図１１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１…シリンダヘッドガスケット２…内方側部材
２Ａ…燃焼室孔２Ｂ…フルビード部
３…外方側部材３３Ａ…内周部
３Ｂ…外周部３Ｄ…ハーフビード部

Claims

エンジンのシリンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔およびこの燃焼室孔を囲繞して形成したビード部を有するガスケット基板を備え、上記エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持されるシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記ガスケット基板を、上記燃焼室孔を形成した内方側部材と、この内方側部材と分離させて別体に形成されて該内方側部材を囲繞する外方側部材とから構成するとともに、上記内方側部材を外方側部材の内周部に嵌合させた際に、内方側部材の外周部と外方側部材の内周部との境界部分に間隙が形成されるように構成し、
また、上記内方側部材は硬質金属からなり、上記外方側部材は上記内方側部材よりも軟質の軟質材料からなり、
さらに、上記内方側部材に上記燃焼室孔を囲繞する上記ビード部を、また上記外方側部材の内周部に上記内方部材を囲繞するハーフビード部をそれぞれ形成するとともに、これらビード部とハーフビード部とをそれぞれ上記シリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持して、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとがシリンダボアから外方側に向けて熱膨張した際には、上記間隙により、上記フルビード部とハーフビード部のそれぞれがシリンダヘッドやブロックに対する相対移動量を抑制されるように構成したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
上記内方側部材の総厚は、上記外方側部材の総厚よりも肉厚に形成されてい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。
上記内方側部材と外方側部材とは、それら両部材の相対的な移動を妨げない程度に結合手段によって部分的に結合されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドガスケット。
上記内方側部材の外周部と上記外方側部材の内周部との境界部分に形成される間隙は、シリンダブロックの上面における冷却水が導入される凹部と一致する位置に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。