JPH0559049U - 内燃機関用ガスケットの保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトの軸力変動によるガスケットのへたり
を抑制し、しかも、比較的軟質な材料製の接合面を傷つ
けることを防止したガスケットの保護装置を提供する。 【構成】 ガスケット１を締め付けるボルト６に、両端
がそれぞれの接合面18に接するスプリング16を介装し、
少なくとも一方の接合面18に、スプリング16に当接する
座金15を介在させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関用ガスケットの保護装置に関し、更に詳細には、ガスケッ トを締め付けるボルトの軸力が変動して生じるガスケットのヘタリを防止するこ とのできるガスケットの保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関のシリンダヘッドは、燃料の燃焼による爆発力で、シリンダボディと の間を引き離す力を受ける。即ち、図７において、ガスケット１は、シリンダヘ ッド２とシリンダボディ４との間に介装し、ボルト６によって締め付けている。 シリンダ８内で燃料が爆発的燃焼をすると、該爆発力は、図に白抜き矢印で示す ように、シリンダヘッド２を押し上げるように作用するので、ボルト６に実線で 示す張力が作用し、一時的に軸力が低下する。次いで、機関が排気行程に移ると 、反動でボルト６が、点線矢印で示すように縮み、軸力は、通常の締め付け力以 上の値となる。このガスケットに及ぼす軸力の変化は機関の作動中反復し、ガス ケット１、特にビード10をへたらせる大きな原因となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記のガスケットのへたりは、ガスケット構成材の材質が大きく影 響し、例えば腰の弱いアスベストガスケットより、ばね鋼を使用した金属ガスケ ットが、よりへたりが減少する。しかしながら、機関の高性能化に伴い、金属ガ スケットにおいても同様の問題が発生するので、更に改善する必要が認められる 。

【０００４】 本考案は、以上説明した問題点に着目してなされたものであり、ボルトの軸力 の変動がガスケットの締め付けに及ぼす影響を可及的に少なくし、ガスケットの 種類に関係なく、ガスケットのへたりを抑制することのできる保護装置を提供す ることを目的としている。 更に、本考案は、前記保護装置が、アルミニウム合金製などの、比較的軟質な 材料で形成した接合部材に適用しても、接合面に傷が着くことを防止した内燃機 関用ガスケットの保護装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するための本考案の内燃機関用ガスケットの保護装置の構成 は、ガスケットを締め付けるボルトに、両端がそれぞれの接合面に接するスプリ ングを介装し、少なくとも一方の接合面に前記スプリングに当接する座金を取り 付け、スプリングの弾性力が、座金を介して接合面に及ぶようにしたものである 。

【０００６】 前記スプリングは、特に限定しないが、例えば、皿ばねのように、比較的短い 範囲で伸縮するスプリングと、コイルスプリングのように伸縮長さを長くできる スプリングとの両方のタイプのスプリングを使用することができる。また、スプ リングの形状及び取り付けは、ガスケットのボルト穴とボルトとの間を開け、こ こに、コイルスプリングをボルトに挿通したもの、板ばねをリング状にしたもの 、ばね材から成る板体を断面波状に突出させ、いわゆるビード状としたものなど とすることができる。また、ボルト軸方向に長いスプリングを使用した場合には 、少なくとも一方の接合面に、スプリングの一部を嵌入する凹部を形成すること が好ましい、また、スプリングを、リング状板ばね、ビード形状などとした場合 には、該板材をガスケットに積層したり、表面板で両側を覆い、ガスケットと一 体に形成することもできる。

【０００７】 前記スプリングは、ボルトの締め付け力に対抗する弾性力を有する必要があり 、接合面の狭い領域に集中して強い弾性力を及ぼすようになる。前記座金は、か かる集中荷重を分散して接合部材に伝える作用をする。したがって、本考案は、 アルミニウム合金など比較的柔らかい接合部材製の接合部材に、効果的に適用す ることができる。以上の説明から理解されるように、接合部材の一方が、鋳鉄製 など、硬い材料が使用されている場合には、当該接合面には、座金を使用しない で本考案を実施することができる。座金は、例えば、接合部材に埋め込むなどし て取り付け、ガスケットと干渉しないようにする。

【０００８】 前記スプリングは、間接的に常時ボルトに伸長力を作用させ、ガスケットを締 め付けるボルトの軸力が増大するときには、該軸力を吸収し、ガスケットの圧縮 力増加を抑制することにより、ボルトの軸力の変動によるガスケットの過剰圧縮 による伸縮を抑制するように作用する。該作用は、以下実施例で具体的に説明す るように、一定長さ以上、例えばガスケット厚さ以上にボルトが伸びると、スプ リングの伸長力を及ぼさない態様と、ボルトの全伸長範囲に対してスプリングの 伸長力を作用させる態様とのいずれによっても、本考案を実施することがてきる 。

【０００９】

【実施例】

以下添付の図を対照して、実施例により本考案を具体的に説明する。 図１に示す実施例１の内燃機関用ガスケットの保護装置は、コイルスプリング により本考案を実施したものであり、金属積層形ガスケットから成るガスケット １のボルト穴12に対応する位置のシリンダボディ４に凹部14を設け、該凹部14に 座金15を取り付けた。そして、スプリング16を、ボルト６に挿通し、座金15に着 座させ、該座金15を介してシリンダヘッド２とシリンダボディ４とに、直接伸長 力を作用させている。なお、図中の符号12′はシリンダボディ４にボルト６を螺 合するねじ穴である。

【００１０】 前記凹部14は、スプリング16の長さを吸収し、所定のばね力を作用させるため のものである。また、前記座金15は、スプリング16の弾性力を分散し、シリンダ ヘッド２及びシリンダボディ４に伝達するためのものである。したがって、アル ミニウム合金製のシリンダヘッド２及びシリンダボディ４でも、接合面18に圧痕 が生じるおそれはない。したがって、例えば、鋳鉄製のシリンダボディ４を使用 している場合のように、圧痕が生じるおそれのない場合には、座金15の使用を省 略することができる。また、実施例１は、前記したとおり金属積層形ガスケット を使用して実施したが、例えば、アスベスト、ケブラーなどの繊維状耐熱性材料 を板状に賦型したガスケットなど、その他のガスケットも使用することができる 。

【００１１】 スプリング16は、常時、ボルト６の軸力に対抗する弾性力により、前記軸力に 対抗する伸長力をシリンダヘッド２及びシリンダボディ４の各接合面18に、直接 及ぼす。したがって、例えば、内燃機関の燃焼時の爆発力の反動で、ボルト６の 軸力が急増した際には、スプリング16が対抗して、該軸力の増加を吸収し、ガス ケット１に極度の圧縮力が作用することを防止する。また、実施例１のスプリン グ16は、機関が排気行程に入り、前記軸力が急減した場合にも伸長力を作用させ る。

【００１２】 ところで、内燃機関のシリンダヘッド２は、ガスケット１に設けたビード10（ 図７）の抗力などによって、図２に示すように、中央が図の上側に反るように変 形する傾向がある。したがって、例えば、図３に示すようにガスケット１の長手 方向端部19に設けたボルト６′の部分に、実施例１の内燃機関用ガスケットの保 護装置を適用すると、常時シリンダヘッド２を押し上げるのに対し、中間部分に このような力が作用しないので、初期の締め付け時に発生する中央の反りが更に 激しくなることを抑制することができる。

【００１３】 実施例１のガスケットの保護装置は、以上のように動作するので、ゴムと繊維 との複合材からなるガスケットの弾性疲労や、金属ガスケットのビードの過度の 荷重変動による疲労を抑制し、長期間の使用に対し、密封力を保持させるること ができる外に、シリンダヘッド２の反りを抑制することができる。なお、図３は 、シリンダ穴８及びボルト穴12以外に、ガスケット１に設けた穴の記載を省略し ている。また、実施例１の適用は、このような場所に限定されず、必要に応じ、 他に適用することがてきる。

【００１４】 図４は、接合面18上に、実施例２に使用したガスケット１と板ばね状のスプリ ング16を載置した状態を示し、ボルト及びシリンダヘッドの記載を省略した。実 施例２に使用したスプリング16は、ばね鋼から成るリング状の２枚の板を、外側 に凸に湾曲させ、重ね合わせた板ばねである。このものは、圧縮すると僅かなス トロークで高いばね力を発揮させることがてきる。なお、図４（図５も同様に） は、シリンダヘッドの図示を省略している。

【００１５】 図４のスプリング16は、圧縮すると僅かなストロークで高いばね力を発揮し、 スプリング16のストローク範囲を狭い範囲に限定することができる。例えば、ス プリング16の自由長さをガスケット１の厚さと同じに設定した場合には、燃料が 燃焼して、ボルト（図４に図示せず）が伸長したとき、スプリング16の長さがガ スケット１の厚さに達すると、スプリング16がシリンダヘッド２を押し上げる力 が消滅する。したがって、不必要な張力をボルトに与えることがなく、しかも、 反動でボルトが縮む際のガスケット１の過圧縮を防止することができる。

【００１６】 図５に示す実施例３のガスケットの保護装置は、ばね鋼から成るリング状の板 を、一方に凸に湾曲させてビード状に形成したスプリング16を、金属積層形ガス ケットから成るガスケット１の表面板20の間に取付けたものである。このように すると、ガスケット１とスプリング16とを一体とすることができる。 図６に示す実施例４のガスケットの保護装置は、ガスケット１にばね鋼から成 る金属板22を積層し、該金属板22に設けたボルト穴12の周囲に、断面波形のビー ド状のスプリング16を形成したものである。このように、スプリング16をガスケ ットの構成板の一部に形成することもできる。該金属板22にシール穴を取り囲む ビードを（いずれも図示せず）形成することもできる。この実施例４のスプリン グ16も、実施例１及び２のスプリング16と同様に金属ガスケット１のへたりを効 果的に防止することができる。なお、実施例２〜４において、座金15は、実施例 １の座金と同様に作用するので、重複した説明を省略した。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の内燃機関用ガスケットの保護装置を構成したの で、内燃機関のシリンダヘッドガスケットのように、ガスケットの締め付け荷重 の変化や、内燃機関の作動による荷重変化を、前記スプリングが吸収し、ガスケ ットに与える影響を抑制することができる。しかも、スプリングが接合部材に当 接する部分に座金を取り付けたので、比較的軟質な材料で製造した接合部材の場 合にも、接合面を傷つけることがない。したがって、ガスケットを構成する材料 の過度の締め付け荷重の変化による疲労から発生するへたりを防止し、アルミニ ウム合金製などの軟質材料で製作した部材間のシールを、長期間に渡り安定して 保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１の内燃機関用ガスケットの保
護装置の要部断面図である。

【図２】実施例１の内燃機関用ガスケットの保護装置を
適用するシリンダヘッドの変形を説明する図てある。

【図３】図１に示す内燃機関用ガスケットの保護装置の
取り付け場所を説明する図である。

【図４】本考案の実施例２の内燃機関用ガスケットの保
護装置の要部を一部省略し、部分的に破断して示した斜
視図である。

【図５】本考案の実施例３の内燃機関用ガスケットの保
護装置の要部を一部省略して示した断面図である。

【図６】本考案の実施例４に使用した内燃機関用ガスケ
ットの要部断面図である。

【図７】従来例のガスケットの問題点を説明する断面図
である。

【符号の説明】

１ ガスケット ２ シリンダヘッ
ド ４ シリンダボディ ６ ボルト 12 ボルト穴 14 凹部 15 座金 16 スプリング 18 接合面

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスケットを締め付けるボルトに、両端
   がそれぞれの接合面に接するスプリングを介装し、少な
   くとも一方の接合面に前記スプリングに当接する座金を
   取り付け、スプリングの弾性力が、座金を介して接合面
   に及ぶようにした内燃機関用ガスケットの保護装置。
2. 【請求項２】 前記スプリングが、ガスケットを締め付
   けるボルトに挿通して取付けたコイルスプリングから成
   り、少なくとも一方の接合面に、コイルスプリングの一
   部を嵌入する凹部を形成した請求項１の内燃機関用ガス
   ケットの保護装置。
3. 【請求項３】 前記スプリングが、ばね材から成り、ボ
   ルトの軸方向に弾性変形可能なリング状の板体から成る
   請求項１の内燃機関用ガスケットの保護装置。
4. 【請求項４】 前記スプリングの自由長さを、ガスケッ
   ト厚さにほぼ等しくした請求項１、２又は３の内燃機関
   用ガスケットの保護装置。
5. 【請求項５】 前記スプリングが、ばね材から成る板体
   を断面波状に突出して成り、該板材をガスケットに積層
   し、ガスケットと一体に形成した請求項１、２、３又は
   ４の内燃機関用ガスケットの保護装置。