JP5359770B2 - 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、詳しくは燃焼室、油通路、水通路およびボルト挿通路が形成されたシリンダブロックおよびシリンダヘッドに挟持され、上記燃焼室の位置に穿設した燃焼室孔と、油通路の位置に穿設した油孔とを備えたシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、燃焼室、油通路、水通路およびボルト挿通路が形成されたシリンダブロックおよびシリンダヘッドに挟持され、上記燃焼室の位置に穿設した燃焼室孔と、油通路の位置に穿設した油孔とを備えたシリンダヘッドガスケットが知られている。
このようなシリンダガスケットとして、上記燃焼室孔からの燃焼ガスをシールするために燃焼室周辺に荷重を集中させることが行われており、具体的には燃焼室孔周辺の板厚を厚くしたり、燃焼室孔を囲繞するビードを形成したものが知られている（特許文献１〜７）。

特開昭６０−３４６５号公報 実開平４−８８７６９号公報 特開平５−４４８４７号公報 特開平８−２３３１０５号公報 特開２００１−０３２９３７号公報 特開２００１−２８０５０２号公報 特開２００２−３２３１３５号公報

しかしながら、上記燃焼室孔周りに荷重を集中させた結果、上記シリンダブロックおよびシリンダヘッドに形成された油通路からの潤滑油などの漏出が問題となり、当該部分でのシール性能の向上が望まれていた。
このような問題に鑑み、本発明は燃焼室および油通路からの燃焼ガスや潤滑油などを効果的にシールすることが可能で安価な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にかかるシリンダヘッドガスケットは、燃焼室、油通路、水通路およびボルト挿通路が形成されたシリンダブロックおよびシリンダヘッドに挟持され、上記燃焼室の位置に穿設した燃焼室孔と、油通路の位置に穿設した油孔とを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記シリンダヘッドガスケットを、上記燃焼室孔が穿設されたガスシールプレートと、上記油孔が穿設された油シールプレートと、これらガスシールプレートと油シールプレートとの間に設けた主プレートとから構成し、
これらガスシールプレート、油シールプレート、主プレートの板厚をそれぞれ異ならせるとともに、上記ガスシールプレートの板厚を上記油シールプレートおよび主プレートの板厚よりも厚くし、
かつ、ガスシールプレート、油シールプレート、主プレートの端部同士を連結することを特徴としている。

上記発明によれば、ガスシールプレート、油シールプレート、主プレートの板厚をそれぞれ異ならせ、かつ上記ガスシールプレートの板厚を上記油シールプレートおよび主プレートの板厚よりも厚くすることで、エンジン組み立ての際にガスシールプレートへの荷重を集中させることができ、燃焼ガスのシールを効果的に行うことができる。
さらに、上記油シールプレートおよび主プレートの板厚をそれぞれ異ならせることで、これら油シールプレートおよび主プレートに作用する荷重を異ならせて油孔周辺の荷重を調整することができ、これにより潤滑油をシールすることができる。
そして、３枚のプレートを連結した１層のシリンダヘッドガスケットであっても燃焼ガスや潤滑油などを効果的にシールすることが可能であることから、安価にシリンダヘッドガスケットを得ることができる。

第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ部を示す断面図。 第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。 第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。 第４実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。 第５実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。 第６実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の平面図を示し、図２、図３に示すように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との間に挟持されるようになっている。
上記シリンダヘッド２およびシリンダブロック３には、直線上に整列した４つの燃焼室と、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とを連結するボルト挿通路と、潤滑油やブローバイガス流通させる油通路とが設けられている。
またシリンダブロック３およびシリンダヘッド２には冷却水を流通させる水通路が形成されており、この水通路はシリンダブロック３に形成されて上記燃焼室を囲繞するウォータージャケット４ａ（図示２点鎖線）と、シリンダヘッド２に形成されて上記ウォータージャケット４ａの少なくとも一部と重合するように形成されたヘッド側水通路４ｂ（図３参照）とから構成されている。

上記シリンダヘッドガスケット１には、上記燃焼室の位置に穿設された燃焼室孔１１と、上記ボルト挿通路の位置に穿設されたボルト孔１２と、上記油通路の位置に穿設された油孔１３と、上記水通路を構成するウォータージャケット４ａおよびヘッド側水通路４ｂを連通させる水孔１４とが設けられている。
そして、本実施例のシリンダヘッドガスケット１は板厚の異なる３種類のプレートＰ１〜Ｐ３を連結した構成を有しており、上記燃焼室孔１１が穿設されたガスシールプレートＰ１と、上記油孔１３が穿設された油シールプレートＰ２と、これらガスシールプレートＰ１と油シールプレートＰ２との間に設けられるとともに上記ボルト孔１２および水孔１４が穿設された主プレートＰ３とから構成されている。
上記ガスシールプレートＰ１の板厚は、図２に示すように上記油シールプレートＰ２および主プレートＰ３の板厚よりも厚くなっており、上記油シールプレートＰ２の板厚は、図２に示すように上記主プレートＰ３の板厚よりも薄くなっている。
また、これらガスシールプレートＰ１、油シールプレートＰ２、主プレートＰ３は、その端部同士が重合しないように当接するとともに、その当接部分がスポット溶接やレーザ溶接などによって連結されている。
さらに、ガスシールプレートＰ１、油シールプレートＰ２、主プレートＰ３の表面および裏面にはそれぞれコーティングが形成されており、ガスシールプレートＰ１、油シールプレートＰ２、主プレートＰ３の板厚は上記コーティングの形成された厚さを含むものとなっている。
上記コーティングは、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からなり、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
なお、図２に示すように本実施例ではシリンダヘッドガスケット１の板厚基準をシリンダブロック３側となっているが、この板厚基準をシリンダヘッド２側としてもよく、また各プレートＰ１〜Ｐ３の板厚中心としてもよい。

上記ガスシールプレートＰ１の外縁は上記ウォータージャケット４ａの開口部の内側の縁部に対して外側に位置しており、上記主プレートＰ３の内縁はウォータージャケット４ａの略中央で連結されている。
このようにガスシールプレートＰ１と主プレートＰ３とをウォータージャケット４ａの開口部の範囲で連結することで、エンジン組み立ての際に板厚の異なる連結位置に応力が集中するのを防止するようになっている。
なお、ガスシールプレートＰ１と主プレートＰ３との連結位置については、燃焼室周りの面圧を上げるためにウォータージャケット４ａの開口部の内縁よりもさらに燃焼室孔１１側に位置させてもよい。
次に、上記ガスシールプレートＰ１には、４つの燃焼室孔１１のそれぞれを囲繞するとともに上記シリンダヘッド２に向けて膨出するフルビード１５が設けられている。
なお、図１における１点鎖線は、上記フルビード１５または下記各ハーフビードにおける頂部の稜線の位置を示している。
このフルビード１５は上記ウォータージャケット４ａの開口部よりも内側に形成されており、シリンダブロック３とシリンダヘッド２とによって挟持された際には、このフルビード１５によって燃焼室孔１１からの燃焼ガスをシールし、また上記水通路からの冷却水をシールするようになっている。

上記油シールプレートＰ２は、上記シリンダブロック３およびシリンダヘッド２に形成された４つの油通路のそれぞれに設けられており、その外縁は上記油孔１３の開口部との幅が極力狭くなるように形成されている。
また、図２に示すように、油シールプレートＰ２には上記油孔１３を囲繞するとともにシリンダヘッド２側に膨出する第１ハーフビード１６が形成されており、油シールプレートＰ２の外縁はこの第１ハーフビード１６を囲繞するように形成されている。
このような構成により、上記第１ハーフビード１６は、シリンダブロック３とシリンダヘッド２とによって挟持された際に、上記油通路を流通する潤滑油をシールするようになっている。

上記主プレートＰ３は、上記ガスシールプレートＰ１および油シールプレートＰ２が設けられた範囲を除き、上記シリンダブロック３とシリンダヘッド２とによって挟持される範囲に設けられている。
主プレートＰ３には、上記４つの燃焼室孔１１および水穴１４を囲繞するとともに、シリンダブロック３側に膨出する第２ハーフビード１７が形成されている。
この第２ハーフビード１７は上記ウォータージャケット４ａの開口部の外側に対して略一定の間隔で形成されるとともに、上記ボルト孔１２の形成された位置を避けるようにして形成されている。
このような構成により、上記第２ハーフビード１７は、シリンダブロック３とシリンダヘッド２とによって挟持された際に、上記水通路から冷却水をシールするようになっている。
つまり、上記水通路を流通する冷却水は、上記ガスシールプレートＰ１のフルビード１５と、上記主プレートＰ３の第２ハーフビード１７とによってシールされるようになっている。
次に、上記ボルト孔１２は上記油シールプレートＰ２の第１ハーフビード１６と主プレートＰ３の第２ハーフビード１７との間に位置しており、このボルト孔１２を囲繞するようにシリンダブロック３側に膨出するクオータービード１８が形成されている。
なお、上記クオータービード１８については必ずしも設ける必要はない。

上記構成を有するシリンダヘッドガスケット１によれば、３種類の板厚の異なるガスシールプレートＰ１、油シールプレートＰ２、主プレートＰ３を連結することによって、１層のシリンダヘッドガスケット１を得ることができるので、安価なシリンダヘッドガスケット１を得ることができる。
また上記ガスシールプレートＰ１、油シールプレートＰ２、主プレートＰ３のそれぞれの板厚が異なることから、上記シリンダブロック３とシリンダヘッド２とをボルトによって締結した際に、各プレートＰ１〜Ｐ３にそれぞれ異なる荷重を作用させることが可能となっている。
さらに、第１実施例では各プレートＰ１〜Ｐ３を重合させずに連結していることから、プレート同士を重合させて連結する場合に比べて、重合させた部分に荷重が集中せず、板厚管理が容易となっている。
そして、上記ガスシールプレートＰ１の板厚は上記油シールプレートＰ２および主プレートＰ３よりも板厚が厚いことから、燃焼室孔１１周辺の荷重を大きくして、該燃焼室孔１１周りのシール性能を得ることができる。
一方、上記油シールプレートＰ２の板厚は上記主プレートＰ３の板厚よりも薄いことから、上記ボルト孔１２の穿設された主プレートＰ３側に荷重が集まるため、油シールプレートＰ２側への荷重を軽減させて上記第１ハーフビード１６への荷重を抑えることが可能となっている。
このため、エンジン運転中に冷熱変化によって油孔１３周りの荷重が増加した場合であっても、上記第１ハーフビード１６のへたりが抑制され、油通路からの潤滑油をシールすることが可能となっている。

図４は第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示し、この図は上記第１実施例のシリンダヘッドガスケット１における図２に示す断面と同じ部分を示している。
この第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１では、上記ガスシールプレートＰ１の板厚は最も厚く、上記油シールプレートＰ２の板厚は上記主プレートＰ３よりも厚くなっている。
なお、それ以外の構成については上記第１実施例のシリンダヘッドガスケット１と同様であるので、これ以上の説明は省略する。
このような構成とすることで、第１実施例と同様、上記ガスシールプレートＰ１の板厚は上記油シールプレートＰ２および主プレートＰ３よりも板厚が厚くなっていることから、燃焼室孔１１周辺における良好なシール性能を得ることが可能となっている。
一方、上記油シールプレートＰ２には上記主プレートＰ３よりも大きな荷重が作用することから、油孔１３周辺の荷重を大きくして、エンジン始動直後における上記油孔１３からの潤滑油をシールすることができる。

図５は第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示し、この図は上記第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１における図２に示す断面と同じ部分を示している。
この第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１では、２枚の油シールプレートＰ２を積層させた構成を有しており、この２枚の油シールプレートＰ２の合計の板厚は、上記第１実施例と同様、主プレートＰ３の板厚よりも薄くなっている。
このような構成とすることで、第１実施例と同様、上記ガスシールプレートＰ１の板厚は上記油シールプレートＰ２および主プレートＰ３よりも板厚が厚くなっていることから、燃焼室孔１１周辺における荷重を大きくすることができ、良好なシール性能を得ることが可能となっている。
また第１実施例と同様、上記油シールプレートＰ２の板厚は上記主プレートＰ３の板厚よりも薄くなっていることから、ボルトの締結によって上記油シールプレートＰ２に形成したハーフビードへの荷重を抑えることが可能であり、上記ハーフビードのへたりを抑制して油通路からの潤滑油をシールすることが可能となっている。

図６は第４実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示し、この図は上記第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１における図２に示す断面と同じ部分を示している。
この第４実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１では、２枚のガスシールプレートＰ１を積層させた構成を有しており、各ガスシールプレートＰ１の板厚は上記主プレートＰ３の板厚よりも薄いものの、この２枚のガスシールプレートＰ１の合計の板厚は、上記第１実施例と同様、主プレートＰ３および油シールプレートＰ２の板厚よりも厚くなっている。
２枚のガスシールにはそれぞれシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に向けてフルビード１５が形成されている。
このような構成とすることで、第１実施例と同様、上記ガスシールプレートＰ１の板厚は上記油シールプレートＰ２および主プレートＰ３よりも板厚が厚くなっていることから、燃焼室孔１１周辺における荷重を大きくすることができ、良好なシール性能を得ることが可能となっている。
また、１枚のガスシールの板厚を薄くして、２枚のガスシールにそれぞれフルビード１５を形成することで、該２つのフルビード１５によって燃焼ガスをシールすることができ、またシリンダヘッド２とシリンダブロック３との隙間への追従性を向上させることができる。
そして、第１実施例と同様、上記油シールプレートＰ２の板厚は上記主プレートＰ３の板厚よりも薄くなっていることから、ボルトの締結によって上記油シールプレートＰ２に形成したハーフビードへの荷重を抑えることが可能であり、上記ハーフビードのへたりを抑制して油通路からの潤滑油をシールすることが可能となっている。
なお、上記油シールプレートＰ２については、上記第２実施例のように油シールプレートＰ２の板厚を上記主プレートＰ３の板厚よりも厚くしてもよく、これによりエンジン始動直後における上記油孔１３からの潤滑油をシールすることができる。

図７は第５実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示し、この図は上記第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１における図２に示す断面と同じ部分を示している。
本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例におけるシリンダヘッドガスケット１を２層とし、上記フルビード１５およびハーフビードをそれぞれシリンダヘッド２側およびシリンダブロック３側に膨出するように配置したものとなっている。
このような構成により、上記第１実施例におけるシリンダヘッドガスケット１の効果をより効果的に得ることが可能となっている。
なお、本実施例において、上記油シールプレートＰ２の板厚を、上記第２実施例と同様、主プレートＰ３の板厚よりも厚くするようにしてもよい。

図８は第６実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示し、この図は上記第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１における図２に示す断面と同じ部分を示している。
本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例におけるシリンダヘッドガスケット１に対し、上記ガスシールプレートＰ１と主プレートＰ３との連結部分をウォータージャケット４ａの開口部の内側に位置させ、さらにウォータージャケット４ａの開口部の内側となる位置に、上記主プレートＰ３にシリンダヘッド側に向けて膨出する第３ハーフビード１９を形成した構成を有している。
これに伴って、主プレートＰ３に設けた第２ハーフビード１７および油シールプレートＰ２に設けた第１ハーフビード１６はシリンダヘッド２側からシリンダブロック３側に膨出するように形成され、また主プレートＰ３に設けたクオータービード１８はシリンダブロック３からシリンダヘッド２側に膨出するように形成されている。
このような構成により、上記水通路を流通する冷却液を主プレートＰ３に設けた第２ハーフビード１７および第３ハーフビード１９によってシールすることが可能となっている。

なお、上記各実施例において、上記ハーフビードについてはこれをそれぞれフルビードとしてもよく、これによりより高いシール性能を得ることが可能となる。
また、上記各実施例では、上記各プレートＰ１〜Ｐ３をそれぞれ重合させずに当接させた状態で連結しているが、その端部同士を重合させて連結してもよい。
その場合、ガスシールプレートＰ１と主プレートＰ３との連結位置については、上記実施例のようにウォータージャケット４ａの開口している範囲とするのが望ましい。
また上記各実施例において、上記ボルト孔１２と油孔１３との位置が接近している場合には、該ボルト孔１２を油シールプレートＰ２に設けてもよい。
この場合、油孔１２より離隔しているボルト孔１２については、該ボルト孔１２を上記油シールプレートＰ２と同じ板厚のプレートに穿設して、該プレートを主プレートに連結してもよい。
さらに、シリンダブロックにウォータージャケットが形成されておらず、所定の位置にブロック側通路およびヘッド側通路が形成されているエンジンの場合、上記これらを連通させる上記水孔１４を囲繞するビードを設けて、これを上記第２ハーフビード１７の代わりとし、冷却水のシールを行ってもよい。

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 ４ａ ウォータージャケット
１１ 燃焼室孔 １２ ボルト孔
１３ 油穴 １４ 水孔
Ｐ１ ガスシールプレート Ｐ２ 油シールプレート
Ｐ３ 主プレート

Claims (11)

1. 燃焼室、油通路、水通路およびボルト挿通路が形成されたシリンダブロックおよびシリンダヘッドに挟持され、上記燃焼室の位置に穿設した燃焼室孔と、油通路の位置に穿設した油孔とを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記シリンダヘッドガスケットを、上記燃焼室孔が穿設されたガスシールプレートと、上記油孔が穿設された油シールプレートと、これらガスシールプレートと油シールプレートとの間に設けた主プレートとから構成し、
   これらガスシールプレート、油シールプレート、主プレートの板厚をそれぞれ異ならせるとともに、上記ガスシールプレートの板厚を上記油シールプレートおよび主プレートの板厚よりも厚くし、
   かつ、ガスシールプレート、油シールプレート、主プレートの端部同士を連結することを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記ガスシールプレートにおける上記燃焼室孔と上記水通路の開口部が重合する部分との間に、燃焼室孔を囲繞する内側ビードを設け、また上記主プレートに、水通路の開口部が重合する部分を囲繞する外側ビードを設け、
   上記ガスシールプレートの内側ビードと主プレートの外側ビードとにより、上記水通路の水をシールす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. 上記主プレートにおけるガスシールプレートの接合部と水通路の開口部が重合する部分との間に、上記接合部を囲繞する内側ビードを設けるとともに、水通路が重合する部分を囲繞する外側ビードを設け、
   上記主プレートの内側ビードおよび外側ビードにより、上記水通路の水をシールす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。
4. 上記主プレートに、上記水通路の位置に水孔を穿設するとともに、該水孔を囲繞するビードを設けた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. 上記主プレートに、上記シリンダブロックおよびシリンダヘッドに設けたボルト挿通路にあわせてボルト孔を穿設するとともに、上記油シールプレートに上記油孔を囲繞するビードを設け、
   さらに、上記主プレートの板厚を油シールプレートの板厚よりも厚くした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. 上記主プレートの板厚を油シールプレートの板厚よりも薄くした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. 上記ガスシールプレートを複数枚積層させ、該積層させたガスシールプレートの合計の板厚を、上記油シールプレートの板厚および主プレートの板厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
8. 上記油シールプレートを複数枚積層させ、該積層させた油シールプレートの合計の板厚を、上記ガスシールプレートの板厚よりも薄くしたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
9. 上記ガスシールプレートと油シールプレートと主プレートとを連結したものを複数枚積層したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
10. 上記シリンダブロックに水通路としてのウォータージャケットを形成し、
    上記ガスシールプレートと上記主プレートとの接合部を、上記ウォータージャケットの外縁よりも内側に位置させたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
11. 上記ガスシールプレート、油シールプレート、主プレートにおけるそれぞれの板厚は、金属板の厚さと該金属板の表面または裏面の少なくともいずれか一方に形成したコーティングの厚さとの合計であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０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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