JPH0469461A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロック
との間に介装するシリンダヘッドガスケットに関し、特
に金属製の基板に燃焼室孔を穿設しその周囲にビードを
形成したシリンダヘッドガスケットに係る。

［従来の技術］ 圧力流体に対し接合面からの漏洩を防止するため接合部
材間にガスケットが介装されることはよく知られている
。例えば、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットにおい
ては、燃焼ガス、冷却水及び潤滑油を同時にシールし得
ることが要求される。特に燃焼ガスに対しては、高温、
高圧というだけでなく温度及び圧力の変化が大きいため
シールが困難である。このため、種々のガスケットが提
案されているが、近時は金属製の板材から成るメタルガ
スケット、即ち金属ガスケットが注目されている。具体
的には、金属製の基板に燃焼ガス等の圧力流体か通過す
る複数の孔を穿設し、各々の孔の周囲の基板にビードを
形成して接合部材に対し高い面圧を確保し得るようにし
たものである。

そして、上記金属ガスケットに対し、ビードが締付力に
よって塑性変形しシール性が低下することを回避すべく
、例えば実開昭６１−１４７４８号公報においてビード
の内周側に厚肉部を形成することが提案されている。更
に、実開昭６４−８５５６号公報には、ビードの水孔側
のっけ根部に軟質のシール部材を配設し水の浸透による
腐食を防止するようにしたシリンダヘッドガスケットが
開示されている。また、実開平１−１４１３５４号公報
にもビードの周囲に沿ってその全周又は一部に耐熱性の
弾性部材層を形成したシリンダヘッド用金属ガスケット
が開示さねている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記実開昭６４−８５５６号公報に記載のシリンダヘッ
ドガスケットにおいては、ビードのつけ根部即ち裾縁に
シール部材か設けられているので燃焼ガスに対してもシ
ール性が向上する。然し乍ら、冷却水孔回りのシール性
についての配慮は十分ではなく、上記シール部材の外側
即ち燃焼室孔と反対側は基板の外縁に至るまで冷却水で
満たされるのて、例えばシリンダヘットの腐食が進み冷
却水が汚れ易くなる等の問題を生じ得る。

また、近時の内燃機関の高出力化、小型化等に伴ない、
基板に穿設された相互に隣接する燃焼室孔の間の距離即
ち中間部の幅が短かくなり、両者間のシール性の確保が
重要課題となっている。このため、例えばビードについ
ては、隣接する燃焼室孔の各々を囲繞するビードを中間
部で集合させ路間−幅のビードとすることにより所定の
面圧を確保するようにされているが、上記シール部材の
シール性に対し一層の向上が望まれるのみならず、上記
隣接する燃焼室孔の間の中間部への冷却水の進入を確実
に阻止することが必要である。

そこで、本発明は金属製の基板に少くとも燃焼ガスが通
過する複数の燃焼室孔と冷却水が通過する複数の冷却水
孔とを穿設し、燃焼室孔の周囲にビードを形成したシリ
ンダヘッドガスケットにおいて、冷却水孔回りの良好な
シール性を確保すると共に、燃焼室孔の全周に亘り路間
−の面圧を確保することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明は金属製の基板に少
くとも燃焼ガスが通過する燃焼室孔と、冷却水が通過す
る冷却水孔とを穿設し、前記燃焼室孔の周囲にビードを
形成すると共に、該ビードの外周裾縁に沿って連続する
第１のシール部材を設けたシリンダヘッドガスケットに
おいて、前記冷却水孔の周囲に前記第１のシール部材の
厚さより薄い第２のシール部材を設けることとしたもの
である。

また、金属製の基板に少くとも燃焼ガスが通過する複数
の燃焼室孔と、冷却水か通過する複数の冷却水孔とを穿
設し、前記燃焼室孔の各々の周囲にビードを形成すると
共に、該ビードの外周裾縁に沿って連続する第１のシー
ル部材を設けたシリンダヘッドガスケットにおいて、前
記複数の冷却水孔の各々の周囲に前記第１のシール部材
の厚さより薄い第２のシール部材を設け、前記複数の燃
焼室孔が相互に隣接する中間部に対峙する部分における
前記第１のシール部材及び前記第２のシール部材の各々
の厚さ及び幅の少くとも何れか一方を、各々のその余の
部分における厚さ及び幅の少くとも何れか一方と異なる
値とするとよい。

また、前記第１及び第２のシール部材は何れも前記基板
に付着した加硫ゴム層とすることができる。更に、前記
第１及び第２のシール部材を含み前記基板全面に非加硫
ゴム層を形成するとよい。

［作用コ 上記の構成になる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の間に介装し、所定の締付
力を以って両者を締結すると、ビードが圧縮されて変形
する。この圧縮変形されたビードの弾性復元力によりシ
リンダヘッド及びシリンダブロックに対する所定の面圧
が確保される。そして第１及び第２のシール部材によっ
て両者間かシールされる。即ち、燃焼ガスに対してはビ
ード及び第１のシール部材がシール機能を有する。そし
て、冷却水に対しては第１のシール部材が燃焼室孔側に
対するシール機能を有し、燃焼室孔と反対側の基板外縁
側は第２のシール部材によってシールされる。

更に、第１及び第２のシール部材は、それぞれ複数の燃
焼室孔が相互に隣接する中間部に対峙する部分の厚さ及
び幅の少くとも何れか一方が各々のその余の部分と異な
る値とされている場合には、燃焼室孔の全周に亘り路間
−の面圧が得られるので、燃焼ガス及び冷却水に対し安
定したシール性が確保される。

［実施例コ 以下、本発明のシリンダへットガスケットの一実施例を
第１図乃至第６図を参照して説明する。

第１図は多気筒内燃機関のシリンダヘットとシリンダブ
ロックとの間に介装されるシリンダへットガスケットの
底面を示すもので、紙面の表側がシリンダブロック側を
表している。

第１図において、シリンダへットガスケット１は弾性金
属板、例えばステンレス鋼板の基板１０を有し、この基
板１０に燃焼室孔１１等が穿設されると共に、ビード１
５、傾斜部１６乃至１８が形成されている。基板１０に
は複数の冷却水孔１２及び潤滑油孔１３が穿設されてお
り、燃焼室孔１１の周囲に略均等な間隔で複数のボルト
孔１４が穿設されている。

燃焼室孔１１回りには第２図乃至第４図に明らかなよう
にビード１５が形成されており、未実施例においてはそ
の凸部１５ａがシリンダブロック側で凹部１５ｂがシリ
ンダヘット側となるように配置される。第１図に示すよ
うに、隣接する燃焼室孔１１．１１回りに形成されるビ
ード１５゜１５は集合部１５ｃを介して相互に連結され
ており、集合部１５ｃの幅は集合するビード１５１５の
各々の幅より小とさね中央に至るにしたがい漸減するよ
うに設定されている。また、第１図中のＶ−ｖ線断面を
示す第５図に明らかなように、基板１０のボルト孔１４
回りには隣接部と角度αをなす傾斜部１６が形成され、
ボルト孔１４及び（閏滑油孔１３を囲繞するように第１
図に示す傾斜部１８が形成され、更に基板１ｏの外縁に
は全ての孔を囲繞するように隣接部と角度βをなす傾斜
部１７が形成されている。尚、これら傾斜部１６乃至１
８はビード１５の一方側の傾斜部分に相当することから
ハーフビードと称せられる。

ビード１５から燃焼室孔１１に至るまでの基板１０には
平坦面の開口端部１０ａが形成されており、ビード１５
の凸部１５ａ側に環状の金属板、例えばステンレス鋼板
のスペーサ、所謂シムリング２０が固着されている。

第３図乃至第５図の断面図に示すように基板１０及びシ
ムリング２ｏの全面に、加硫されたフッ素系ゴムから成
る加硫ゴム層３ｏが形成されている。そして、ビード］
５の凸部１５ａの裾縁に重合しビード１５に沿って連続
するように、加硫フッ素系ゴムの第１のシール部材３１
が形成され、冷却水孔１２回りには同材料の第２のシー
ル部材３２か形成されている。第１のシール部材３１は
、第１図及び第２図において二点鎖線で示し、第２のシ
ール部材３２は第１図に破線で示している。第３図に示
すように両者間には所定の小間隙ｄが存在し、第１のシ
ール部材３１の厚さＴ１が第２のシール部材の厚ざＴ２
より犬に設定されている。更に、シリンダブロック及び
シリンダヘッドとの接合時のシール性を確保すべく、こ
れら第１及び第２のシール部材３１．３２並びにシムリ
ング２ｏ及び基板１０の全表面に未加硫又は非加硫ゴム
層３３が形成されている。ここで、非加硫ゴムとは加硫
剤を含有していないものをいい、未加硫ゴムとは加硫剤
を含有しているが加硫処理が行なわれていないものをい
う。従って、未加硫ゴムの初期は非加硫ゴムと同じ特性
であるが、使用中に加硫が進み強固なゴム層が形成され
る。上記加硫ゴム層３０並びに第１及び第２のシール部
材３１．３２はフッ素系の非加硫ゴムに加硫剤を添加し
基板１０上に塗布した後、所定の温度で加熱し加硫する
ことによって形成することができる。尚、本実施例にお
ける第１及び第２のシール部材３１．３２は何れもビー
ド１５の凸部１５ａ側に設けられ、基板１０の一方の面
にシムリング２０が溶接された後に同一面に加硫ゴム層
として形成されるものであるので、製造が容易である。

上記第１及び第２のシール部材３１．３２は加硫ゴム層
３０に対し、例えば加硫度を変え、望ましくは加硫材を
多くして硬くするとよい。あるいは、同系統で材質を異
ならせることによりゴム硬度が異なるようにしてもよい
。

また、加硫ゴム層３０に関し、燃焼室孔１１、冷却水孔
１２等の孔の周囲に、第８図（ａ）に示すように硬質層
３０ｈを形成し、その余を軟質層３０ｓとするとよい。

あるいは、第８図（ｂ）に示すように下層か硬質層３０
ｈで上層が軟質層３０ｓの二層に形成すると共に、硬質
層３０ｈの孔周りを立上げて堰を形成することとしても
よい。このように燃焼室孔１１、冷却水孔１２等の孔の
周囲を硬質とすることにより、加硫ゴム層３０を構成す
るゴム材料のこれらの孔内への流出を阻止することがで
きる。

第６図は隣接するビード１５，１５が集合する集合部１
５ｃ近傍の第１図下方側からみた側面を示すもので、第
１のシール部材３１に関し、燃焼室孔１１．１１が相互
に隣接する中間部に対峙する部分たる連結部３１ｃがそ
の余の部分の平坦部３１ｎの厚さＴｉｎに比し厚く形成
されている。

第２のシール部材３２に関しても同様に、連結部３２ｃ
が平坦部３２ｎの厚さＴ２ｎより厚く形成されている。

即ち、第６図に示すように、各々の連結部３１ｃ、３２
ｃの中央を示す一点鎖線を中心として、左右対称に緩か
な傾斜が形成されている。尚、連結部３１ｃ、３２ｃの
形状は第６図に示すように滑かな山形に形成するのが望
ましいが、階段状に段差を形成し漸次薄くなるように形
成することとしてもよい。

第１のシール部材３１の平坦部３１ｎの厚さＴｉｎ及び
連結部３１ｃの最大厚さＴｌｍの値は燃焼室孔１１の全
周に亘って路間−の面圧が得られるように夫々適宜設定
される。これと共に、又はこれとは別に、連結部３１ｃ
の幅を平坦部３１ｎの幅と異ならせ路間−の面圧が得ら
れるように設定することとしてもよい。これらの厚さ及
び／又は幅の個々の値はシリンダヘッドガスケット１の
仕様、及びこれが装着される内燃機関の仕様に応じて設
定され、例えばボルトの締付はトルク、ビード１５の弾
性復元力、シムリング２ｏの厚さ等に応じて適宜設定さ
れる。第２のシール部材３２の厚さは第１のシール部材
３１の厚さに対し所定の割合に設定されており、第１の
シール部材３１と同様の割合で変化するように形成され
ている。

上記の構成になるシリンダヘッドガスケット１に締結力
が加えられると、先ず第３図に示すビード１５の凸部１
５ａがシリンダブロックの接合面に当接し、ビード１５
が変形する。そしで、シムリング２０及び開口端部１０
ａがシリンダブロック及びシリンダヘット間に緊締され
ると、ビード１５の変形はそれ以上進むことなく弾性復
元力を以って両者と密着することとなる。ボルト締結位
置は燃焼室孔１１から離隔しているため、シリンダブロ
ック及びシリンダヘッドが緊締されると、燃焼室孔１１
側の両者間の間隙に比し燃焼室孔１１と反対側の外方の
両者間の間隙が狭くなり、従って第１のシール部材３１
は両者間に密着することとなる。同時に、第１のシール
部材３１より更に薄い第２のシール部材３２　（Ｔ２＜
ＴＩ）がシリンダブロック及びシリンダヘッドに密着し
、燃焼室孔１１及び冷却水孔１２間の連通が遮断される
。

第７図はシリンダブロック２及びシリンダヘッド３間に
挟持された状態のシリンダヘッドガスケット１の拡大断
面を示すもので、同図中右側がボルト締結部方向で左側
が燃焼室方向となっている。同図に明らかなようにシリ
ンダブロック２及びシリンダヘット３間の間隙は左方か
ら右方に至るにしたがい漸減しており、シリンダヘッド
ガスケット１との接合面は緩やかな傾斜面となっている
。そして、圧縮変形したビード１５の凸部１５ａはシリ
ンダブロック２の接合面に密着し、シムリング２０がシ
リンダブロック２に密着している。また、ビード１５の
反対側では第１のシール部材３１及び第２のシール部材
３２がシリンダブロック２に密着している。この場合に
おいて、第１のシール部材３１及び第２のシール部材３
２の厚さＴ１及びＴ２は前述のようにＴＩ＞７２の関係
にあるので、傾斜した接合面に沿った当接面が形成され
、シール対象流体に応じた面圧が得られる。

而して、燃焼室孔１１に対するシール機能という観点か
らすると、シムリング２ｏがビード１５のシール機能を
保持すると共にそれ自体シール部材として機能し、結局
第１のシール部材３１を含み三段のシールを構成し燃焼
ガスに対し安定したシール性が確保される。同時に、第
１のシール部材３１及び第２のシール部材３２により冷
却水に対し良好なシール性が確保される。即ち、高圧の
燃焼ガスに対する燃焼室孔１１側のシール機能と、低圧
の冷却水に対する冷却水孔１２側のシール機能に応じた
適切なシール性を確保することができる。しかも、シリ
ンダヘッドガスケット１の全面に未加硫又は非加硫ゴム
層３３が形成されているので、シリンダブロック２及び
シリンダヘット３の接合面に微小な凹凸が存在してもシ
ール性が損なわれることはない。

このとき、ビード１５の集合部１５ｃ近傍は、その余の
部分に比しシリンダブロック２及びシリンダヘッド３間
の間隙が大となっているが、第１のシール部材３１は連
結部３１ｃの厚さが平坦部３１ｎに比し厚くされ緩かな
傾斜の山形に形成されているので、全周に亘り路間−の
面圧が確保される。また、ボルト１４．１４間に位置す
る第１のシール部材３１の厚さ及び／又は幅を路間−の
面圧が得られるようにボルト１４．１４近傍の値と異な
る値に設定してもよい、同様に、第２のシール部材３２
も厚さ及び／又は幅を路間−の面圧が得られるように設
定することができ、冷却水孔１２の冷却水は確実に遮断
される。

尚、上述の実施例においてはシリンダヘッドガスケット
１はビード１５の凸部１５ａがシリンダブロック２側と
なるように配置したが、これを表裏逆にして凸部１５ａ
がシリンダヘッド３側となるように配置することとして
もよい。

［発明の効果コ 本発明は上述のように構成されているので、以下に記載
する効果を奏する。

即ち、本発明のシリンダヘッドガスケットにおいては、
第１のシール部材により燃焼室孔側への冷却水の流入が
阻止され、しかも基板の外縁側は第１のシール部材より
薄い第２のシール部材によってシールされているので、
接合面に沿って均なシール性が得られ冷却水の漏洩が確
実に阻止される。

また、基板に穿設された複数の燃焼室孔が相互に隣接す
る中間部に対峙する部分の第１及び第２のシール部材の
厚さ及び幅の少くとも何れか一方が、各々のその余の部
分と異なる値とされているので、各々の孔の全周に亘り
路間−の面圧が得られ、シリンダヘッドガスケット全体
として燃焼ガス及び冷却水に対し安定したシール性が確
保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットの一部の底面図、第２図は同、シリンダヘッドガス
ケットの一部断面斜視図、第３図は第１図中ＩＩＩ　−
ＩＩＩ線断面図、第４図は第１図中■−■線断面図、第
５図は第１図中Ｖ−Ｖ線断面図、第６図は本発明の一実
施例に係るシリンダヘッドガスケットの一部の側面図、
第７図は同、シリンダヘッド及びシリンダブロック間に
挟持された状態のシリンダヘッドガスケットの断面図、
第８図（ａ）は加硫ゴム層の他の実施例を示すシリンダ
ヘッドガスケットの一部の断面図、第８図（ｂ）は加硫
ゴム層の更に他の実施例を示すシリンダヘッドガスケッ
トの一部の断面図である。 ・・・シリンダヘッドガスケット、１０・・・基板。 ０８・・・開口端部、　　１１・・・燃焼室孔。 ２・・・冷却水孔、　　１３・・・潤滑油孔。 ４・・・ボルト孔、　　１５・・・ビード。 ５ｃ・・・集合部、　　２０・・・シムリング。 １・・・溶接線、　　３１・・・第１のシール部材２・
・・第２のシール部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製の基板に少くとも燃焼ガスが通過する燃焼
   室孔と、冷却水が通過する冷却水孔とを穿設し、前記燃
   焼室孔の周囲にビードを形成すると共に、該ビードの外
   周裾縁に沿って連続する第１のシール部材を設けたシリ
   ンダヘッドガスケットにおいて、前記冷却水孔の周囲に
   前記第１のシール部材の厚さより薄い第２のシール部材
   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. （２）金属製の基板に少くとも燃焼ガスが通過する複数
   の燃焼室孔と、冷却水が通過する複数の冷却水孔とを穿
   設し、前記燃焼室孔の各々の周囲にビードを形成すると
   共に、該ビードの外周裾縁に沿って連続する第１のシー
   ル部材を設けたシリンダヘッドガスケットにおいて、前
   記複数の冷却水孔の各々の周囲に前記第１のシール部材
   の厚さより薄い第２のシール部材を設け、前記複数の燃
   焼室孔が相互に隣接する中間部に対峙する部分における
   前記第１のシール部材及び前記第２のシール部材の各々
   の厚さ及び幅の少くとも何れか一方を、各々のその余の
   部分における厚さ及び幅の少くとも何れか一方と異なる
   値としたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。