JP6450910B2 - 溶接ハイブリッドリングを備える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、特に安価かつ高性能のシリンダヘッドガスケットに関する。

現在、シリンダヘッドガスケットは、よく使用され、特にトラックなど大型車のディーゼルエンジンによく使用される。ディーゼルエンジンは、シリンダ内に著しく大きい圧力を生成するため、ガスケット漏れおよびガスケット故障を防止するために、強固な封止システムを必要とする。ガスケット故障は、たとえば、圧縮損失および排気ガスが冷却システム内に圧送されることを含み、エンジンのオーバーヒートおよびエンジンの摩耗を引起し得る。

いくつかの既知のシリンダヘッドガスケットは、満足できる程の密封および動作を提供するが、いくつかの自動車、エンジンまたはプログラムに対して高価過ぎる。このようなガスケットは、３層のキャリアと、冷却液通路、押し棒および油路用の開口の周囲に配置されたシリンダリング封止部材およびエラストマー封止部材とを含む。キャリアの３層は、冷間圧延鋼層と２つのステンレス鋼層とを含む。

現行のガスケットと同様に動作および機能し、安価であるシリンダヘッドガスケットが必要とされる。したがって、本発明の目的は、その必要を満たすガスケットを提供することにある。

本発明の好ましい実施形態は、一枚の板から作られる単層のキャリアと、キャリアに嵌合してシリンダ開口を封止する多層の封止リングとを含む。封止リングは、封止部材としての２つまたは３つの機能層からなる環状リングを含む。これらの環状リングは、キャリアに設けられたシリンダ開口の周囲に配置されている。２つの保護層が封止リングの両側にそれぞれ配置され、封止リングをキャリアに固定する。保護層に設けられ、径方向に沿って機能層の外側に突出するタブが、封止リング層に設けられた開口を通って互いにスポット溶接される。これにより、すべての構成要素が一体に固定され、独特のシリンダヘッドガスケットを形成する。

また、キャリア上で成形することによって、冷却剤およびオイル通路の開口を封止し、バルブ押し棒の位置を決めるためのエラストマー封止ビーズを形成する。封止ビードは、横方向に沿ってキャリアの両側から延在するとともに、径方向に沿って開口の内部に延在するように形成される。

本発明の他の機能および利点は、添付の図面および添付の特許請求の範囲を参照して、以下の本発明の実施形態の説明から明らかになるであろう。

本発明の上記特徴、他の特徴および利点は、以下の詳細な説明と添付の図面と関連して考えれば、より簡単に理解できるようになるであろう。

本発明の好ましい実施形態に係るシリンダヘッドガスケットを示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に係るシリンダヘッドガスケットを示す正面図である。 図２に示されたガスケットに構成要素として使用されるキャリア部材を示す正面図である。 図２に示されたガスケットに構成要素として使用される封止リング部材を示す正面図である。 図２に示されたガスケットに構成要素として使用される保護層を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図２のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図２のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

好ましい実施形態の説明
本発明の好ましい実施形態に係るシリンダヘッドガスケットの斜視図は、図１に示され、その正面図は、図２に示される。

図３、４および５は各々、シリンダヘッドガスケットの主な構成要素、すなわち、キャリア部材２７、機能性環状封止リング２４および環状の保護層材２６のうち１つをそれぞれ示す正面図である。図６〜１０は各々、図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線およびＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

キャリア部材２２は、冷間圧延鋼材からなる単層板である。キャリア部材には、複数の開口、たとえば、ピストン部材用のシリンダ開口３０、エンジンを流通する冷却液用の冷却液開口３２、３４、３６、３８および４０、エンジン押し棒を移動可能にするための開口４２および４４、および高圧油を流通するための開口４６が形成されている。

理解すべきことは、図面に示されたガスケット部材２０の開口の形状、構造、数および機能は、例示的であることである。ガスケットは、異なるエンジンに適合するように、さまざまなサイズ、形状および開口を有することができる。周知のように、シリンダヘッドガスケットは、エンジンにおいて、エンジンブロックとエンジンマニホールドとの間に取付けられ、その役目が、上述した２つの構造の間の接合部を封止し、燃焼ガス、およびエンジン冷却液、エンジンオイルなど材料がそこから漏れないように防止することである。多くのシリンダヘッドガスケットは、たとえば、エンジン冷却液、押し棒およびエンジンオイル用の開口を含む。これらの開口は、図面に示された実施形態の開口とは異なる機能、異なる配置および異なる大きさを有してもよい。また、シリンダヘッドガスケットの代替的な実施形態は、２つまたは３つ以上のシリンダの周囲を同時に封止するのに十分なサイズおよび拡張構成を有してもよい。このような実施形態の場合、キャリア部材は、図２に示された構造と同様な一連の構造を併設して一体化することによって形成された一体化鋳型構造を有するであろう。

封止リング２４は、円環形状を有し、キャリア部材に嵌合されたときに、中央の円筒開口３０内に配置される。封止リングは、複数の層を有する。図示の実施形態において、リング２４は、「機能」層５０と呼ばれる３つの層を有する。これらの３つの機能層は、好ましくはステンレス鋼材料から作られる。

本発明の他の実施形態において、環状の封止リングは、異なる数の層、たとえば、１つの層、２つの層、４つの層または５つの層を有してもよい。含まれる層の数は、複数の要素、たとえばエンジンの大きさおよび種類、シリンダ内燃料の燃焼により生成された圧力および熱量に依存する。

保護層２６は、ステンレス鋼材料から作られ、封止リングの両側に配置される。
図６は、封止リング部材２４および保護層２６を示す断面図である。この断面は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断したものである。図示のように、封止リング２４の層からなる環状体は、シリンダ開口３０の内側に配置され、キャリア部材の平面と同一平面に整列されている。

封止リング層も、その周囲に位置する複数のタブ部材６０を有している。タブ部材は、開口６２を有する。図３に示すように、封止リングをキャリア部材２２の開口３０に配置したときに、タブ部材は、キャリア部材の凹部６４に嵌合する。

封止リングをキャリア部材２２の開口３０内に適切に配置した後、保護リング層２６を封止リング部材２４の両側に配置して、図２に示されたガスケット構造体２０を形成する。図５に示すように、保護リング層２６の各々は、その外周に複数のタブ部材７０を有する。ガスケットを組立てるときに、これらのタブ部材は、キャリア部材２７の凹部６４内に配置され、位置決められる。

図７および８は、それぞれ図２のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図７は、凹部６４においてタブ部材６０および７０の位置決めを示している。図７に示すように、凹部６４の平面は、キャリア部材２２の他の部分の平面から物理的に凹設される。これにより、保護層２６のタブ部材７０は、封止リングのタブ部材６０の端部と重畳することができ、封止リングのタブ部材６０の端部を越えて径方向の外側に延在することができる。

図２および図７に示した方法により、３つの構成要素２２、２４および２６を組立てた後、図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である図８に示すように、封止リング２４のタブ６０の開口６２において、保護層２６を互いにスポット溶接する。再び図２を参照して、実施例において、構成要素を互いに固定して保持するために、シリンダヘッドガスケット２２は、４つのスポット溶接点１００により溶接される。

図示された実施形態において、５つのタブ部材６０および４つのタブ部材７０が設けられている。構成要素に設けられたタブ部材の数および配置が例示であり、異なる数および異なる配置のタブ部材を設けてもよい。同様に、タブ部材と対応して、異なる数および異なる配置の凹部をキャリア部材に形成してもよい。また、スポット溶接の数および配置は、タブおよび凹部の数および位置に依存する。

エンジンブロックとマニホールドとの間の開口３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４および４６を封止し、漏れを防止するために、好ましくは、すべての開口の上面にエラストマー封止材料を設置する。図９および１０は、それぞれ図２のＤ−Ｄ線およびＥ−Ｅ線に沿った断面図である。封止部材１２０は、好ましくは、キャリア部材２２上で各開口の周囲に成形される。

図９および１０に示すように、封止部材１２０は、封止材料からビーズ形に形成される。これらの封止部材は、開口の内側縁部に配置され、キャリア部材２２の両側から横方向外側に突出するとともに、開口の径方向内側に延在している。図９および１０に示された封止部材１２０は、すべての開口３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４および４６の周囲に配置された封止部材の代表的例である。

エンジンブロックおよびマニホールドを組立てるときに、封止部材１２０は、開口の周囲に緊密かつ安全な封止を提供する。

本発明は、好ましい実施形態を参照して説明したが、これらの実施形態に限定されないことを理解すべきである。実施形態に対する任意の変更および修正は、すべて添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。

Claims (9)

1. シリンダヘッドガスケットであって、
   単層のキャリア部材を備え、前記キャリア部材は、シリンダ開口および複数の他の開口を有し、
   シリンダ開口に配置された環状の封止リングを備え、前記封止リングは、複数の環状の機能層および１対の環状の保護層を含み、前記保護層の１つは、前記封止リングの一方側に配置され、
   前記機能層に位置する複数の第１タブ部材と、前記保護層に位置する複数の第２タブ部材とをさらに備え、
   前記第１タブ部材は内部に開口を有し、前記第１および第２タブ部材は、前記開口を介して互いにスポット溶接されている、シリンダヘッドガスケット。
2. 前記シリンダヘッドガスケットは、前記キャリア部材に設けられ、前記シリンダ開口の周囲に配置された複数の凹部部材をさらに備え、
   前記第１タブ部材と第２タブ部材とは、前記凹部部材に配置されている、請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
3. 前記第１タブ部材と第２タブ部材とは、前記凹部部材に確実に連接されている、請求項２に記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 前記第１および第２タブ部材は、互いにスポット溶接され、前記封止リングと前記保護層とを前記キャリア部材に固定する、請求項３に記載のシリンダヘッドガスケット。
5. 前記キャリア部材の一部は、前記第１タブ部材の開口内に受入れられる、請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
6. ３つの機能層が設けられている、請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
7. 前記キャリア部材に設けられた追加の開口と、前記追加の開口の各々の周囲に配置されたエラストマー封止部材とをさらに備える、請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
8. 前記封止部材は、径方向に沿って前記開口の内側に延在し、横方向に沿って前記キャリア部材の両側から外側に突出する、請求項7記載のシリンダヘッドガスケット。
9. 前記環状の保護層は、前記環状の封止リングと実質的に同様のサイズおよび形状を有する、請求項1に記載のシリンダヘッドガスケット。

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