JP5640646B2 - 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、詳しくは複数の燃焼室孔および該燃焼室孔を囲繞するフルビードを備えたガスケット基板を有するシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持され、シリンダボア内の燃焼ガスをシールするシリンダヘッドガスケットが知られ、シリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置にあわせて形成した複数の燃焼室孔と、シリンダブロックに形成された冷却液通路の位置にあわせて形成した水孔と、上記燃焼室孔を囲繞するフルビードとを有するガスケット基板を有するものが知られている（特許文献１）。
そしてこのようなシリンダヘッドガスケットは装着されるエンジンによって上記燃焼室孔の位置が離隔している場合があり、その際燃焼室孔を囲繞するフルビードとフルビードとは相互に離隔した位置に形成されることとなる。

国際公開２００８−０８４７１８号公報

上記特許文献１のように、フルビードとフルビードとが相互に離隔している場合、シリンダヘッドガスケット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と、フルビードとフルビードとの間の面圧が十分に得られないことがある。
その場合、上記水孔よりシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に流入した冷却液がフルビードとフルビードとの間に流入し、上記シリンダボアからの伝熱によって蒸発すると、上記ガスケット基板に塗布したコーティングが損傷してしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はフルビードとフルビードとが相互に離隔している場合において、これらフルビードとフルビードとの間への冷却液の流入を阻止することが可能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おけるシリンダヘッドガスケットは、シリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置にあわせて形成した複数の燃焼室孔と、シリンダブロックに形成された冷却液通路の位置にあわせて形成した水孔と、上記燃焼室孔を囲繞するフルビードとを有するガスケット基板を備え、
隣接する上記フルビードとフルビードとを相互に離隔した位置に形成したシリンダヘッドガスケットにおいて、
隣接するフルビードとフルビードとが接近し、かつ隣接する燃焼室孔の中心同士を結んだ中心線を挟んだ位置に、一方のフルビードから分岐して他方のフルビードに合流し、かつ上記フルビードと同じ方向に突出する２つの連結ビードを設け、
さらに、上記水孔が上記フルビードおよび連結ビードによって囲繞された領域の外側に位置するように上記連結ビードを設けたことを特徴としている。

上記請求項１のシリンダヘッドガスケットによれば、フルビードとフルビードとの間の領域を上記連結ビードによって区画し、さらに上記水孔はこの領域の外側に位置することから、冷却液が上記領域に流入することを阻止して、冷却液の蒸発によるコーティングの損傷を防止することができる。

第１実施例を示すシリンダヘッドガスケットの平面図。 図１におけるＩＩ―ＩＩ部の拡大断面図。 図１におけるＩＩＩ―ＩＩＩ部の拡大断面図。 図１における要部拡大図。 第２実施例を示すシリンダヘッドガスケットの要部拡大図。 第３実施例を示すシリンダヘッドガスケットの要部拡大図。

以下図示実施例について説明すると、図１ないし図４は第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１を示し、図１はシリンダヘッドガスケット１の平面図を、図２は図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図を、図３は図１におけるＩＩＩ―ＩＩＩ部の断面図を、図４はシリンダヘッドガスケット１の平面図における要部拡大図をそれぞれ示している。
上記シリンダヘッドガスケット１は、シリンダヘッド２およびシリンダブロック３に当接する１対のガスケット基板４，５と、該一対のガスケット基板４，５の間に介装された中間板６とを備えている。
これらガスケット基板４，５および中間板６はＳＵＳ３０１−Ｈにより製造され、これらの板厚は同一に設定され、本実施例ではそれぞれ約０．２ｍｍの板厚となっている。また上記ガスケット基板４，５の上面と下面の全域には、ヘタリ防止やシール性向上のため、フッ素、ニトリル系等のゴムからなる約２５μｍのコーティングが施されている（図示せず）。

また図１に示すように、上記ガスケット基板４，５および中間板６には、シリンダブロック３に形成されたシリンダボア３ａの位置に形成された燃焼室孔７と、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８と、冷却液を流通させるための複数の水孔９と、潤滑油を流通させるための油孔１０とが穿設されている。
上記水孔９のうち、隣接する燃焼室孔７と燃焼室孔７との間に位置する２つの水孔９は、隣接するシリンダボア３ａの中心とシリンダボア３ａの中心とを結んだ中心線Ｃに対して直交する方向に整列するように形成されている。
そしてシリンダヘッド２およびシリンダブロック３には、この２つの水孔９に対応する位置に、冷却液を流通させる冷却液通路２ａ、３ｂがそれぞれ形成されており、シリンダヘッド２側の冷却液通路２ａは、該シリンダヘッド２の下面に水孔９よりも若干大径の開口部を有し、シリンダブロック３側の冷却液通路３ｂはシリンダブロック３の上面にシリンダヘッド２側の冷却液通路２ａよりもさらに大径の開口部を有している（図３、図４参照）。
なお図１には上記燃焼室孔７と燃焼室孔７との間に設けられた２つの水孔９に対応する冷却液通路２ａ、３ｂのみを図示しているが、その他の水孔９に対応する位置にもそれぞれ図示しない冷却液通路が形成されている。

次に、上記一対のガスケット基板４，５には、それぞれ各燃焼室孔７を無端状に囲繞する環状のフルビード４ａ、５ａと、隣接するフルビード４ａ，５ａとフルビード４ａ，５ａとを連結する２つの連結ビード４ｂ、５ｂと、ガスケット基板４，５の外縁部に沿って形成されたハーフビード４ｃ、５ｃとが形成されている。なお図１において、上記フルビード４ａ，５ａおよび連結ビード４ｂ、５ｂを示す実線は、それぞれ各ビードの頂部の稜線を示している。
上記フルビード４ａ，５ａは、上記ガスケット基板４、５よりそれぞれ上記中間板６に向けて突出するように形成され、本実施例のエンジンにおいては、隣接するシリンダボア３ａの距離が離れていることから、フルビード４ａ，５ａとフルビード４ａ，５ａとの間には平坦部４ｄ、５ｄが形成されている。

次に、上記連結ビード４ｂ、５ｂについて説明するが、ここではシリンダヘッド２側のガスケット基板４に設けた連結ビード４ｂについて説明し、同じ構成を有するシリンダブロック３側のガスケット基板５に設けた連結ビード５ｂの説明を省略する。
まず、上記連結ビード４ｂは、フルビード４ａとフルビード４ａとが接近し、かつ上記中心線Ｃを挟んだ位置に設けられており、一方のフルビード４ａから分岐して他方のフルビード４ａに合流するように設けられている。
また上記連結ビード４ｂは、図３に示すように上記ガスケット基板４より上記フルビード４ａと同じ方向に突出しており、またフルビード４ａと同じ高さに形成されている。
さらに上記連結ビード４ｂは、一方のフルビード４ａから接線方向に分岐して他方のフルビード４ａに合流するように設けられており、フルビード４ａとフルビード４ａとを滑らかに連結するよう、円弧状に形成されている。
そして、連結ビード４ｂは上記燃焼室孔７と燃焼室孔７との間に位置する２つの水孔９の間に設けられており、さらにはシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に設けた冷却液通路２ａ、３ｂと重ならないような位置に設けられている。
なお図４では、フルビード４ａおよび連結ビード４ｂの頂部の稜線を１点鎖線で示すとともにこれらの基部を実線にて示し、フルビード４ａおよび連結ビード４ｂの基部は滑らかに接続されている。

次に、上記ハーフビード４ｃ、５ｃはガスケット基板４，５の外縁部に沿って形成されており、該ハーフビード４ｃ、５ｃの外周縁は中間板６に向けて突出して、それぞれシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に当接するようになっている。
詳しくは図１に示すように上記フルビード４ａ，５ａの周囲に配置された水孔９を囲繞するように形成され、かつ水孔９と上記ボルト孔８との間を通過するように形成されている。
そしてこのハーフビード４ｃ、５ｃを設けることにより、上記水孔９を流通する冷却液がシリンダヘッド２とシリンダブロック３との間から外部に漏出してしまうのを防止するようになっている。

次に、上記中間板６は平板状に形成され、上記ガスケット基板４，５と平面形状が同形に形成され、上記水孔９や油孔１０等が穿設されるものの、下記フルビード、連結ビード、ハーフビードは形成されていない。
図２に示すように、中間板６における燃焼室孔７の位置には、該燃焼室孔７を囲繞するように、材料の内周縁を上記燃焼室孔７の外側に向けて折り返した折り返し部６ａが形成され、この折り返し部６ａの外周側の端部はフルビード４ａ，５ａの内側の基部よりも内周に位置している。
なおこの折り返し部６ａに代えて、薄板状のシムを中間板６の表面に固定する構成としてもよい。

上記構成を有する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とによって挟持すると、上記ガスケット基板４，５のフルビード４ａ，５ａが弾性変形しながら圧縮され、これにより燃焼室孔７からの排気ガスの漏出を防止するようになっている。
また燃焼室孔７を囲繞するように上記中間板６には折り返し部６ａが形成されていることから、燃焼室孔７の周辺の荷重が大きくすることができ、該燃焼室孔７周辺のシール性能を良好にするようになっている。
そして、本実施例のシリンダヘッドガスケット１は、燃焼室孔７を囲繞するフルビード４ａ，５ａとフルビード４ａ，５ａとを、２つの上記連結ビード４ｂ、５ｂによって連結した構成を有している。
このような連結ビード４ｂ、５ｂを設けることにより、上記ガスケット基板４、５に形成された平坦部４ｄ、５ｄを、２つのフルビード４ａ，５ａと２つの連結ビード４ｂ、５ｂとによって囲繞することができる。
このように２つのフルビード４ａ，５ａと２つの連結ビード４ｂ、５ｂとによって囲繞された領域には、上記ガスケット基板４の上記平坦部４ｄとシリンダヘッド２との間に空間Ｓ１が形成され、ガスケット基板５の平坦部５ｄとシリンダブロック３との間には空間Ｓ２が形成されることとなる。

一方、連結ビード４ｂ、５ｂは上記水孔９に対して中心線Ｃ側に形成され、水孔９が上記平坦部４ｄ、５ｄよりも外側に位置していることから、この水孔９を介してシリンダヘッド２とシリンダブロック３との間に流入した冷却液は、２つのフルビード４ａ，５ａと２つの連結ビード４ｂ、５ｂとによって上記空間Ｓ１，Ｓ２への流入が阻止される。
特に、連結ビード４ｂ、５ｂはシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に形成された冷却液通路２ａ、３ｂの開口部と重ならないように設けられているため、上記空間Ｓ１，Ｓ２への冷却液の流入が阻止されるようになっている。
このように、上記連結ビード４ｂ、５ｂによって上記空間Ｓ１，Ｓ２への冷却液の流入を防止することにより、隣接する燃焼室孔７と燃焼室孔７との間に位置する上記平坦部４ｄ、５ｄに塗布されたコーティングの損傷を防止することが可能となっている。
つまり、従来のフルビードとフルビードとが離隔したシリンダヘッドガスケットでは、上記平坦部の面圧が低くなるため、当該平坦部に上記水孔から冷却液が入り込みやすい状態となっていた。
その結果、シリンダボア３ａでの爆発によって燃焼室孔７周辺のガスケット基板４、５が加熱され、伝熱により平坦部に達した冷却液が蒸発し、その蒸気によって上記コーティングが損傷され、はく離してしまうという問題があった。

また、上記連結ビード４ｂ、５ｂはフルビード４ａ，５ａより接線方向に分岐していることから、これらの結合部分における面圧が一定となり、面圧の調整を容易に行うことが可能となっている。
さらに、本実施例では特に燃焼室孔７と燃焼室孔７とを結ぶ中心線Ｃに向けて分岐するように形成することで、上記シリンダブロック３に形成した冷却液通路３ｂの開口部に沿って連結ビード４ｂ、５ｂを形成することができ、さらには連結ビード４ｂ、５ｂにおける頂部から水孔９側の基部までの幅を一定として、連結ビード４ｂ、５ｂとフルビード４ａ，５ａとにおける水孔９側の面圧を安定させることができる。

図５、図６は第２、第３実施例におけるシリンダヘッドガスケット１の要部拡大図を示している。なお、第１実施例と共通する部材については同じ符号を用いて説明するものとし、共通する部分についての説明を省略する。
図５に示す第２実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記連結ビード４ｂ、５ｂがフルビード４ａ，５ａに対して接線方向に分岐するものの、燃焼室孔７と燃焼室孔７とを結ぶ中心線Ｃより離隔する方向に分岐するように形成されている。
この第２実施例のシリンダヘッドガスケット１によれば、連結ビード４ｂ、５ｂにおける頂部から上記空間Ｓ１，Ｓ２側の基部までの幅を一定とすることができることから、連結ビード４ｂ、５ｂとフルビード４ａ，５ａとにおける平坦面４ｄ、５ｄ側の面圧を安定させることができる。
また図６に示す第３実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記連結ビード４ｂ、５ｂがフルビード４ａ，５ａとフルビード４ａ，５ａとを直線状に連結するように分岐するように形成されている。
このような第２、第３実施例におけるシリンダヘッドガスケット１においても、燃焼室孔７と燃焼室孔７との間に形成された平坦部４ｄ、５ｄにおける面圧を高くすることができるため、高いシール性を得ることが可能となっている。

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 ４，５ ガスケット基板
４ａ，５ａ フルビード ４ｂ，５ｂ 連結ビード
４ｄ、５ｄ 平坦部（領域） Ｓ１，Ｓ２ 空間

Claims (5)

1. シリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置にあわせて形成した複数の燃焼室孔と、シリンダブロックに形成された冷却液通路の位置にあわせて形成した水孔と、上記燃焼室孔を囲繞するフルビードとを有するガスケット基板を備え、
   隣接する上記フルビードとフルビードとを相互に離隔した位置に形成したシリンダヘッドガスケットにおいて、
   隣接するフルビードとフルビードとが接近し、かつ隣接する燃焼室孔の中心同士を結んだ中心線を挟んだ位置に、一方のフルビードから分岐して他方のフルビードに合流し、かつ上記フルビードと同じ方向に突出する２つの連結ビードを設け、
   さらに、上記水孔が上記フルビードおよび連結ビードによって囲繞された領域の外側に位置するように上記連結ビードを設けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記連結ビードは、円弧状のフルビードから接線方向に分岐し、かつフルビードとフルビードとを滑らかに連結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. 上記連結ビードは、円弧状のフルビードから上記中心線に向けて接線方向に分岐することを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 燃焼室孔と燃焼室孔との間に、燃焼室孔の整列方向に直交する方向に整列した複数の水孔を設け、
   上記連結ビードを上記水孔と水孔との間に形成し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. 上記連結ビードを、シリンダブロックの表面に開口するとともに上記水孔と連通する冷却液通路と重ならない位置に設け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。

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