JP5729353B2 - 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、詳しくはガスケット基板および中間板の燃焼室孔を覆うように形成した折り返し部を有するグロメット基板を備えたシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されるシリンダヘッドガスケットが知られており、このようなシリンダヘッドガスケットではシール性の向上等を目的としてさまざまな構成を有したものが知られている。
たとえば、燃焼室孔を囲繞するフルビードの形成された２枚のガスケット基板と、当該２枚のガスケット基板の間に設けられた中間板と、上記ガスケット基板よりもシリンダヘッド側もしくはシリンダブロック側に設けられるとともに、上記ガスケット基板および中間板の燃焼室孔を覆うように形成した折り返し部を有するグロメット基板とを備えたシリンダヘッドガスケットが知られている（特許文献１）。

特開平１０−１９６４５３号公報

しかしながら上記折り返し部を有するグロメット基板を備えたシリンダヘッドガスケットの場合、例えばディーゼルエンジンのように燃焼室孔の周辺に大きな荷重が繰り返し作用すると、上記折り返し部と上記ガスケット基板の燃焼室孔との接触部に応力が集中してしまい、グロメット基板が破損する恐れがあった。
このような問題に鑑み、本発明は上記グロメット基板の耐久性を向上させ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の発明にかかるシリンダヘッドガスケットは、燃焼室孔を囲繞するフルビードの形成された２枚のガスケット基板と、当該２枚のガスケット基板の間に設けられた中間板と、上記ガスケット基板よりもシリンダヘッド側もしくはシリンダブロック側に設けられるとともに、上記ガスケット基板および中間板の燃焼室孔を覆うように形成した折り返し部を有するグロメット基板とを備えた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および中間板の燃焼室孔を覆う上記折り返し部は、さらに上記２枚のガスケット基板のフルビードを覆うように形成されており、また上記中間板の燃焼室孔を上記ガスケット基板の燃焼室孔よりも大径とし、かつ中間板の燃焼室孔が上記ガスケット基板のフルビードよりも内側に位置することを特徴としている。

上記構成によれば、上記折り返し部が上記ガスケット基板のフルビードを覆うことで、上記フルビードによる良好な追従性を得つつ、上記折り返し部の板厚による良好な面圧を得ることができる。
これに加えて、上記中間板の燃焼室孔を上記ガスケット基板の燃焼室孔よりも大径とし、かつ中間板の燃焼室孔が上記ガスケット基板のフルビードよりも内側に位置することで、上記２枚のガスケット基板の間に上記中間板の燃焼室孔が退避したことによる空間が形成されることとなる。
その結果、折り返し部に荷重が作用すると、上記ガスケット基板における燃焼室孔周辺の部分が上記空間に向けて変形して荷重を逃がすため、上記折り返し部とガスケット基板の燃焼室孔との接触部分への応力集中が低減され、グロメット基板の耐久性を向上させることができる。

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。

以下図示実施例について説明すると、図１は第１実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図を示し、当該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およびシリンダブロックに挟持されている。
上記シリンダヘッドガスケット１は、シリンダヘッド側に位置するガスケット基板２と、シリンダブロック側に位置するガスケット基板３と、これら２枚のガスケット基板２、３の間に設けられた中間板４と、上記ガスケット基板２とシリンダヘッドとの間に設けられたグロメット基板５とを備えている。
またシリンダヘッドガスケット１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合わせて後述する燃焼室孔が形成され、また図示しないが締結ボルトを挿通させるボルト孔や、潤滑油を流通させる油孔や、冷却水を流通させる水孔が形成されている。

上記シリンダヘッド側のガスケット基板２およびシリンダブロック側のガスケット基板３は略同一の形状を有しており、それぞれ上記シリンダボアに合わせて穿設された燃焼室孔２ａ、３ａと、当該燃焼室孔２ａ、３ａを囲繞するように形成されたフルビード２ｂ、３ｂと、当該フルビード２ｂ、３ｂのさらに外周を囲繞するハーフビード２ｃ、３ｃ、３ｄとを有している。
両ガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａは同一の直径を有しており、上記シリンダボアの内径よりも若干大径に形成されている。
上記燃焼室孔２ａ、３ａにはそれぞれプレス加工や切削加工によって面取り形状やＲ形状からなる逃がし部２ｄ、３ｅが形成されており、逃がし部２ｄはガスケット基板２のシリンダヘッド側に、逃がし部３ｅはガスケット基板３のシリンダブロック側にそれぞれ形成されている。
上記フルビード２ｂは上記シリンダヘッド側のガスケット基板２からシリンダヘッドに向けて突出し、フルビード３ｂは上記シリンダブロック側のガスケット基板３からシリンダブロック側にそれぞれ突出しており、それぞれ重合する位置に形成されている。
上記シリンダヘッド側のガスケット基板２のハーフビード２ｃは、上記フルビード２ｂを囲繞するように形成され、シリンダヘッドに向けて突出するように形成されている。
一方、上記シリンダブロック側のガスケット基板３には、上記ガスケット基板２のハーフビード２ｃと同じ位置に形成された第１ハーフビード３ｃと、当該第１ハーフビード３ｃと上記フルビード３ｂとの間に形成された第２ハーフビード３ｄとが形成され、これら第１、第２ハーフビード３ｃ、３ｄはそれぞれシリンダブロックに向けて突出している。

上記中間板４は平板状に形成されており、シリンダボアに合わせて燃焼室孔４ａが穿設され、図示しないが上記ガスケット基板２、３と同様、上記油孔や水孔が穿設されている。
そして本実施例における中間板４の燃焼室孔４ａは、上記ガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａよりも大径となっており、かつ上記フルビード２ｂ、３ｂよりも内側に形成されている。
これにより２枚のガスケット基板２、３の間には、上記中間板４の燃焼室孔４ａが外側に退避したことによる空間Ｓが形成されるようになっている。
また、上記中間板４と上記シリンダヘッド側のガスケット基板２との間にはシム６が設けられ、また中間板４と上記シリンダブロック側のガスケット基板３との間には調整板７が設けられている。
上記シム６はリング状の部材となっており、上記中間板４に溶接等の手段によって固定されている。また上記シム６は上記ガスケット基板２、３のフルビード２ｂ、３ｂよりも若干広い幅を有しており、本実施例ではシム６の内周縁は上記中間板４の燃焼室孔４ａと同径となっている。
上記調整板７は、図示しないボルト孔や水孔や油孔の穿設された上記フルビードやハーフビードの形成されていない平板状の部材となっており、シリンダボア側の内周縁は、後述するグロメット基板５の折り返し部５ａの端部よりも外側に位置し、かつ上記ガスケット基板３の第２ハーフビード３ｄよりも外側に位置している。

上記グロメット基板５は、上記シリンダヘッドとガスケット基板２との間に設けられた上記フルビードやハーフビードの形成されていない略平板状の部材であり、図示しないボルト孔や油孔や水孔が穿設されている。
そしてグロメット基板５におけるシリンダボア側の端部には、シリンダブロック側に向けて折り曲げて、上記ガスケット基板２、３および中間板４の燃焼室孔２ａ、３ａ、４ａを覆う折り返し部５ａが形成されている。
上記折り返し部５ａはその頂部がシリンダボアの内周面に露出して燃焼室孔５ｂを形成しており、また折り返し部５ａにおけるシリンダブロック側の端部は、上記ガスケット基板３のフルビード３ｂよりも外側で、かつ第２ハーフビード３ｄの内側まで形成されている。
図１はシリンダヘッドガスケット１がシリンダヘッドとシリンダブロックとの間で挟持されていない状態を示しているが、実際のエンジンの運転状態においては、上記折り返し部５ａが圧縮されて変形する。
すると、折り返し部５ａにおける図中円で示した部分に、ガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａが接触することとなり、一方、これらガスケット基板２、３の間には上記中間板４の燃焼室孔４ａによる空間Ｓは維持されるようになっている。

そして本実施例におけるシリンダヘッドガスケット１には、２枚のガスケット基板２、３の表面および裏面、上記調整板７における中間板４側の表面、そして上記グロメット基板５におけるシリンダヘッド側の表面のそれぞれに、ゴムコーティングＣが形成されている。
しかしながら上記ガスケット基板２、３において、上記グロメット基板５の上記折り返し部５ａと重合する位置には上記ゴムコーティングＣを形成しておらず、製造の際には、一旦塗布したゴムコーティングを剥がすか、またはマスキング等により当該位置に上記ゴムコーティングＣを形成しないようにしている。
これにより、上記折り返し部５ａに覆われた部分では、シリンダヘッド側のガスケット基板２とシム６とが直接接触し、またシリンダブロック側のガスケット基板３と中間板４とが直接接触するようになっている。

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、上記グロメット基板５に設けた折り返し部５ａによって上記ガスケット基板２、３および中間板４の燃焼室孔２ａ、３ａ、４ａを覆うことで、積層したガスケット基板２、３と中間板４との間から燃焼ガスが漏れないようにすることができる。
また、上記折り返し部５ａが上記ガスケット基板２、３のフルビード２ｂ、３ｂを覆うことで、上記フルビード２ｂ、３ｂによる良好な追従性を得つつ、上記折り返し部５ａの板厚による良好な面圧を得ることができる。
さらに、上記中間板４に上記フルビード２ｂと重合するシム６を設けたことで、上記フルビード２ｂ、３ｂの位置でより高い面圧を得ることができ、また上記調整板７を設けることで、燃焼室孔の周辺だけに面圧が集中してしまうのを防止するようになっている。

このように、上記シリンダヘッドガスケット１によれば、上記折り返し部５ａを形成することにより燃焼室孔周辺における良好なシール性を得ることが可能であるが、例えばディーゼルエンジンのように大きな荷重が繰り返し作用するような場合、以下のような恐れがある。
すなわち、上記荷重が上記シリンダヘッドガスケット１に作用すると、上記折り返し部５ａにおける上記ガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａとの接触部分（図中円部分）に応力が集中し、当該応力集中部分に荷重が繰り返し作用することでグロメット基板５が損傷する恐れがある。
そこで本実施例では、上記中間板４の燃焼室孔４ａを上記ガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａよりも大径とし、２枚のガスケット基板２、３の間に中間板４の燃焼室孔４ａによる空間Ｓを形成することで、ガスケット基板２、３が上記中間板４よりも内側に突出した部分が空間Ｓに向けて変形させることができる。
これにより、上記ガスケット基板２、３と折り返し部５ａとの接触部分の応力集中を低減させることができ、グロメット基板５の折り返し部５ａの耐久性を向上させることが可能となる。
またガスケット基板２、３における燃焼室孔２ａ、３ａのシリンダヘッド側およびシリンダブロック側に、それぞれ上記逃がし部２ｄ、３ｅを形成したことで、当該逃がし部２ｄ、３ｅが折り返し部５ａに接触し、前記接触部分の応力集中をさらに低減することが可能となる。
次に、シリンダヘッドガスケット１を長時間使用すると、ゴムコーティングＣがへたりにより厚さが減少し、繰り返し荷重による各基板同士の振幅量が増大してしまうことから、上記フルビード２ｂ、３ｂや折り返し部５ａにおいて金属疲労による損傷が発生するおそれがある。
これに対し本実施例では、ガスケット基板２、３における上記折り返し部５ａと重合する部分については、ゴムコーティングＣを形成しないため、上記ゴムコーティングＣのへたりによる基板同士の振幅量が大きくならず、上記金属疲労による損傷も防止することができる。

図２から図４は第２〜第４実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図をそれぞれ示している。以下の説明において、上記第１実施例のシリンダヘッドガスケット１と共通する部分についての説明は省略する。
図２に示す第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例のシリンダヘッドガスケット１に対し、上記ガスケットに形成したフルビード２ｂ、３ｂおよびハーフビード２ｃ、３ｃの突出方向を異ならせたものである。
すなわち、両ガスケット基板２、３におけるフルビード２ｂ、３ｂをそれぞれ中間板４に向けて突出させるように形成し、またシリンダヘッド側のガスケット基板２のハーフビード２ｃおよびシリンダブロック側のガスケット基板３の第１ハーフビード３ｃを中間板４に向けて突出させた構成となっている。
このような構成を有するシリンダヘッドガスケット１であっても、第１実施例のシリンダヘッドガスケット１と同様、中間板４の燃焼室孔４ａをガスケット基板２、３の燃焼室孔２ａ、３ａよりも大径としていることから、グロメット基板５の折り返し部５ａ分におけるガスケット基板２、３との接触部分の応力集中を低減させることが可能となっている。

そして図３、図４に示す第３、第４実施例におけるシリンダヘッドガスケット１は、それぞれ第１、第２実施例におけるシリンダヘッドガスケット１から、上記シム６を除いた構成となっており、その他の構成は上記第１、第２実施例の構成と同じであることから、詳細な説明については省略する。
この第３、第４実施例のシリンダヘッドガスケット１では、シム６を省略することにより、上記第１、第２実施例のシリンダヘッドガスケット１よりも燃焼室孔２ａ、３ａ、４ａ周辺の面圧が減少するものの、安価にシリンダヘッドガスケット１を得ることができる。

１ シリンダヘッドガスケット ２、３ ガスケット基板
２ａ、３ａ 燃焼室孔 ２ｂ、３ｂ フルビード
２ｄ、３ｅ 逃がし部 ４ 中間板
４ａ 燃焼室孔 ５ グロメット基板
５ａ 折り返し部 ６ シム
７ 調整板 Ｓ 空間
Ｃ ゴムコーティング

Claims (5)

1. 燃焼室孔を囲繞するフルビードの形成された２枚のガスケット基板と、当該２枚のガスケット基板の間に設けられた中間板と、上記ガスケット基板よりもシリンダヘッド側もしくはシリンダブロック側に設けられるとともに、上記ガスケット基板および中間板の燃焼室孔を覆うように形成した折り返し部を有するグロメット基板とを備えた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および中間板の燃焼室孔を覆う上記折り返し部は、さらに上記２枚のガスケット基板のフルビードを覆うように形成されており、また上記中間板の燃焼室孔を上記ガスケット基板の燃焼室孔よりも大径とし、かつ中間板の燃焼室孔が上記ガスケット基板のフルビードよりも内側に位置することを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記ガスケット基板の表面または裏面の少なくとも一方にコーティングを形成し、
   当該コーティングを上記グロメット基板の折り返し部と重合する位置に形成しない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. 上記シリンダヘッド側に位置するガスケット基板における燃焼室孔のシリンダヘッド側と、上記シリンダブロック側に位置するガスケット基板における燃焼室孔のシリンダブロック側とに、それぞれ逃がし部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 上記中間板と少なくともいずれか一方のガスケット基板との間に、上記ガスケット基板のフルビードと重合するシム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１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
5. 上記中間板と上記グロメット基板とは反対側に位置するガスケット基板との間に、上記グロメット基板の折り返し部の端部よりも外側に位置する調整板を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１項に記載のシリンダヘッドガスケット。
   

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