JP5035695B2 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Description

本発明はシリンダヘッドガスケットに関し、より詳しくは、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、シールプレートと厚さ調整板とシムプレートとを相互に積層したシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、シリンダヘッドガスケットとして、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設したシールプレートと、シリンダヘッドガスケットの厚さを調整する厚さ調整板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させるシムプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットが知られている。（例えば特許文献１）。
特開２００８−１４３３４号公報

エンジンのシリンダブロックは、エンジン運転時の燃焼室内の爆発圧力によって僅かに弾性変形されるようになる。特に、直列に配置した複数のシリンダボアの周囲にウォータージャケットを形成し、該ウォータージャケットをシリンダブロックの上面に開口させたオープンデッキ型のシリンダブロックにおいては、オープンデッキ型ではないシリンダブロックに比較して、上記ウォータージャケットよりもシリンダボア側の弾性変形が大きくなる。
この弾性変形は、シリンダブロックの隣接するボア間において相対的に大きくなり、最悪の場合には亀裂が生じる危険性があった。
そして、上述した従来周知のシリンダヘッドガスケットを、シリンダボア周囲の弾性変形が相対的に大きなエンジンに適用すると、その弾性変形によってシリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間、あるいは積層重合されたシールプレート、厚さ調整板およびシムプレートの間にこすれが生じ、その部分のシール性が低下するという問題があった。
本発明はそのような事情に鑑み、上記シリンダブロックの弾性変形を可及的に抑制して、良好なシール性を長期間維持することができシリンダヘッドガスケットを提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、シリンダボアの周囲に表面に開口するウォータージャケットを有するシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設したシールプレートと、シリンダヘッドガスケットの厚さを調整する厚さ調整板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させるシムプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとに亘って、上記燃焼室孔の周囲においてシリンダヘッドガスケットの表裏面に突出する凹凸状係合部を形成し、該係合部によって上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとを相互に一体的に連結し、かつ上記係合部を上記ウォータージャケットよりもシリンダボア側で上記燃焼室孔を囲むように無端状に形成したことを特徴とするものである。

上記構成によれば、燃焼室孔の周囲に設けた凹凸状係合部をシリンダヘッドとシリンダブロックとによって挟持することができ、この係合部はシリンダヘッドガスケットの表裏面に突出しているので、該係合部を介してシリンダヘッドとシリンダブロックとを、該係合部の無い従来に比較して、より強固に連結することができるようになる。
これによりエンジンの爆発圧力によるシリンダブロックの変形を抑制することができるので、その変形によるシリンダブロックの亀裂を防止することができるとともに、シリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間のこすれが生じることを抑制することができる。
これと同時に、上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとは係合部によって相互に一体的に連結されているので、それらの間にこすれが生じることも抑制することができ、したがってそのこすれに起因するシール性の低下を防止することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図２において、本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３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。
上記シリンダブロック３は、図１に示す実施例では、一直線上に直列に配置された４つのシリンダボア４を備えており、各シリンダボア４の周囲にそれらを囲繞するようにウォータージャケット５が形成され、このウォータージャケット５は、シリンダブロック３の上面に開口している。

上記シリンダヘッドガスケット１は、図２に示すように、シリンダヘッドガスケットの厚さを調整する１枚の金属製厚さ調整板１０と、この厚さ調整板１０のシリンダヘッド２側に配置した２枚の金属製第１シールプレート１１および第２シールプレート１２と、上記厚さ調整板１０のシリンダブロック３側に配置した１枚の金属製第３シールプレート１３とを備えており、これら厚さ調整板１０と各シールプレート１１〜１３にはそれぞれ、上記シリンダブロック３のシリンダボア４に合わせて穿設した４つの燃焼室孔１４を形成してある。
また、図１に示すように、上記厚さ調整板１０と各シールプレート１１〜１３には、図示しない締結ボルトを挿通するための複数のボルト孔１５と、ブローバイガスを流通させるブローバイ孔１６をそれぞれ穿設してある。

さらに図２に示すように、上記第１シールプレート１１と第２シールプレート１２との間には、それぞれ燃焼室孔１４の周囲の面圧を増加させるリング状の金属製シムプレート１７を設けてあり、このシムプレート１７は各シリンダボア４毎に配置してある。
上記各シリンダボア４毎に配置したリング状のシムプレート１７は、各シリンダボア４の中間位置で相互に一体的に連結してあり、それによって組み立ての容易性を向上させている。しかしながらシムプレート１７は、それぞれ別体に製造してもよい。

上記厚さ調整板１０のシリンダヘッド２側に配置した上方の第１シールプレート１１と下方の第２シールプレート１２には、リング状のシムプレート１７と重合する範囲内でそれぞれフルビード１１ａ、１２ａを形成してあり、シリンダヘッド２に当接される上方の第１シールプレート１１に形成したフルビード１１ａは、シリンダヘッド２に向けて突出するように形成してある。
他方、厚さ調整板１０に当接されるシリンダヘッド２側の第２シールプレート１２に形成したフルビード１２ａは、厚さ調整板１０に向けて突出するように形成してある。
そして、厚さ調整板１０のシリンダブロック３側に配置した第３シールプレート１３にも厚さ調整板１０に向けて突出するフルビード１３ａを形成してあり、上記各フルビード１１ａ〜１３ａは、それぞれ各燃焼室孔１４を無端状に囲むように形成してある。

上記第１シールプレート１１ないし第３シールプレート１３の各表面には、フッ素、ニトリル系等のゴム又はエラストマーの材料などのコーティング材１８をコーティングしてある。
上記コーティング材１８は、それぞれ相手材との密着性、シール性を向上させる目的で設けたものであるが、さらに必要に応じて、すべり性や非粘着性を確保するために、上記コーティング材１８の表面にグラファイトやワックスなどのトップコートを施してもよい

次に、上記厚さ調整板１０、シールプレート１１〜１３、及びシムプレート１７には、図１、図２に示すように、燃焼室孔１４を囲む位置に、それらを相互に密着積層させた状態で、断面波型（図２参照）の凹凸状係合部２１を形成してある。この凹凸状係合部２１の凸部２１ａは、シリンダヘッドガスケット１の表裏面に突出しており、また該係合部２１によって上記積層した厚さ調整板１０及びプレート１１〜１３、１７を相互に一体的に連結してある。
上記係合部２１は、図１に示すように、上記ウォータージャケット５よりも内側の位置で、４つの燃焼室孔１４を共通に囲むように無端状に形成してあり、該シリンダヘッドガスケット１をシリンダヘッド２とシリンダブロック３との間に挟持した際には、この係合部２１の凸部２１ａがシリンダヘッド２とシリンダブロック３とに接触するようにしてある。

したがって、シリンダヘッドガスケット１をシリンダヘッド２とシリンダブロック３との間に挟持した際には、該シリンダヘッド２とシリンダブロック３とは、ウォータージャケット５の内側の位置において、上記係合部２１の凸部２１ａを介して強固に連結されるようになる。
これにより、特にウォータージャケット５よりも内側となるシリンダブロック３がシリンダボア４側の爆発圧力によってボア４の半径方向外方に湾曲されるのを抑制することが可能となる。
また、上記厚さ調整板１０及びプレート１１〜１３、１７は、凹凸状係合部２１を介して相互に一体的に連結されるよになるので、それら厚さ調整板１０や各プレート１１〜１３、１７間の相対的なズレも抑制されるようになる。
そして、シリンダブロック３の局部的な変形を効果的に抑制することができれば、それに起因して生じるシリンダブロック３と第３シールプレート１３との間のこすれや、シリンダヘッド２と第１シールプレート１１との間のこすれ、或いは第１シールプレート１１と第２シールプレート１２との間、第２シールプレート１２と厚さ調整板１０との間、厚さ調整板１０と第３シールプレート１３との間などのこすれを抑制することができ、そのこすれに起因して生じるシール性の低下を防止することができる。

図３は本発明の第２実施例を示したもので、第１実施例では、係合部２１は４つの燃焼室孔１４を共通に囲むように無端状に形成しているが、本実施例においては図示しないがその一部を省略してあり、すなわち第１実施例では形成していた凹凸状係合部２１を形成せずに平坦状に形成してあり（図３参照）、その部分にスポット溶接を施して、上記厚さ調整板１０及び各プレート１１〜１３、１７を相互に一体に連結したものである。
その他の構成は、第１実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には同一の符号を付して示してある。
上述したようにスポット溶接を施せば、上記厚さ調整板１０及び各プレート１１〜１３、１７をより強固に一体に連結することができるので、それらの間のこすれをより確実に防止することができる。
なお、本実施例の説明から理解されるように、上記凹凸状係合部２１は必ずしも燃焼室孔１４を無端状に囲むように形成する必要はない。但し、凹凸状係合部２１を形成する位置は、上述したようにシリンダブロック３の弾性変形は隣接するボア４、４間において相対的に大きくなるので、それを抑制するためにその隣接するボア４、４に近接した位置であることが望ましい。
他方、スポット溶接を施す際には、凹凸状係合部２１を形成した位置に重ねて該スポット溶接を施しても良く、また上記スポット溶接の代わりに、ポリイミド系、無機質系などの耐熱性を有する接着剤を用いてもよい。

図４は本発明の第３実施例を示したもので、本実施例においては、上記第１実施例の第３シールプレート１３の下面（シリンダブロック３側）に、第４シールプレート３４を積層したものである。この第４シールプレート３４にも、燃焼室孔１４を無端状に囲むフルビード３４ａを形成してあり、このフルビード３４ａは第３シールプレート１３のフルビード１３ａとは離隔する方向に、すなわちシリンダブロック３側に突出する方向に形成してある。
その他の構成は、第１実施例又は第２実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には同一の符号を付して示してある。
本実施例のように、第１実施例の構成にさらに第４シールプレート３４を追加すれば、よりシール効果を向上させることができる。

図５は本発明の第４実施例を示したもので、本実施例は第３実施例の簡素化を図ったものである。
すなわち本実施例では、上述した第３実施例からシリンダヘッド２側の第１シールプレート１１を省略し、かつシムプレート１７は第２シールプレート１２と厚さ調整板１０との間に介在させて、厚さ調整板１０とシムプレート１７とを直接積層させている。
その他の構成は第３実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には同一の符号を付して示してある。
本実施例においては、第３実施例の第１シールプレート１１を省略してあるが、シールプレート１２、１３、３４の枚数は第１実施例と同一であり、第１実施例と同等のシール性能を確保することができる。

なお、上記凹凸状係合部２１におけるシリンダヘッド２との接触面とシリンダブロック３との接触面とに摩擦係数の高いコート材を設ければ、より優れた作用効果を期待することができる。

本発明の第１実施例を示す平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。 本発明の第２実施例を示す断面図。 本発明の第３実施例を示す断面図。 本発明の第４実施例を示す断面図。

符号の説明

１ シリンダヘッドガスケット ２ シリンダヘッド
３ シリンダブロック ４ シリンダボア
５ ウォータージャケット １０ 厚さ調整板
１１〜１３、３４ シールプレート １４ 燃焼室孔
１１ａ〜１３ａ、３４ａ フルビード １７ シムプレート
２１ 凹凸状係合部

Claims (7)

1. シリンダボアの周囲に表面に開口するウォータージャケットを有するシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設したシールプレートと、シリンダヘッドガスケットの厚さを調整する厚さ調整板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させるシムプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとに亘って、上記燃焼室孔の周囲においてシリンダヘッドガスケットの表裏面に突出する凹凸状係合部を形成し、該係合部によって上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとを相互に一体的に連結し、かつ上記係合部を上記ウォータージャケットよりもシリンダボア側で上記燃焼室孔を囲むように無端状に形成したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記積層したシールプレートと厚さ調整板とシムプレートとは、さらに溶接又は接着剤によって相互に一体的に連結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。
3. 上記係合部よりも燃焼室孔側のシールプレートに、フルビードが形成されてい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。
4. 上記係合部におけるシリンダヘッドとの接触面とシリンダブロックとの接触面とに、摩擦係数の高いコート材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
5. 上記シールプレートは厚さ調整板の一側に少なくとも２枚積層重合されて配置されるとともに、これらシールプレートの間に上記シムプレートが介在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
6. 上記シールプレートは厚さ調整板の両側のそれぞれで２枚積層重合されて配置されるとともに、少なくとも一方の相互に積層された２枚のシールプレートの間に上記シムプレートが介在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
7. 上記厚さ調整板とシムプレートは直接積層されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。

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