JPH0835560A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性を有する硬質金属板からなり燃焼室用孔
を囲むビードを有する基板と、比較的軟質の金属板から
なり燃焼室用孔の周縁に折返し部を有する副板とを積層
した金属ガスケットをエンジンの鋳鉄製のシリンダブロ
ックとアルミ製のヘッドとの接合面間に装着したとき、
使用中に生じることがある副板の長手方向両端部におけ
る変形、損傷を防止する。 【構成】 シリンダヘッド側に配置される基板３の長手
方向の両端部にほぼ直線状もしくは開曲線状に延長し、
シリンダヘッド側に向かって突出する凸条ビード８もし
くは９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用等のエンジンの
シリンダヘッドガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダブロックが鋳鉄よりなり、シリ
ンダヘッドがアルミニウムよりなるエンジンは広く使用
されている。かかるエンジンのシリンダブロックの接合
面とシリンダヘッドの接合面の間には、これらの接合面
と同様な形状を有し、複数の燃焼室用孔と、冷却水通路
孔、オイル通路孔等の液体通路孔とボルト挿通用孔とを
備えた横長のシリンダヘッドが装着され、接合面間を密
封する。かかるシリンダヘッドガスケットとして、弾性
を有する硬質金属板からなる１枚の基板と比較的軟質の
金属板からなる１枚の副板とを積層し、副板の燃焼室周
りに燃焼室用孔の周縁を副板本体上に重なるように折返
した折返し部を設けるとともに、基板に上記折返し部よ
りも外側の位置において燃焼室用孔を囲むビードを設け
た積層金属板ガスケットが用いられている。

【０００３】また、上記のシリンダヘッドガスケットと
して、燃焼室用孔の周縁に折返し部を備えた上記の副板
の両側に、折返し部よりも外側の位置において燃焼室用
孔を囲むビードを備えた基板をそれぞれ配設した積層金
属ガスケットも用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エンジンの鋳鉄製のシ
リンダブロックの接合面とアルミニウム製のシリンダヘ
ッドの接合面との間に、上記した横長の２層構成の積層
ガスケット或は３層構成の積層ガスケットをシリンダヘ
ッドガスケットとして装着したとき、使用中に、積層ガ
スケット中の比較的軟質の金属板からなる副板が、その
長手方向両端部において、ガスケットの長手方向もしく
は長手方向に対し傾斜した方向に引き伸ばされ、このた
めに副板の長手方向両端のボルト挿通孔が楕円形に変形
し、基板と副板との間にずれを生じたり、或は上記ボル
ト挿通孔周縁に亀裂や割れを生じる等して、積層金属ガ
スケットのシール性能が損なわれることがある。

【０００５】本願発明者の研究によれば、上記のガスケ
ットの変形、損傷は次の理由により生じるものと思われ
る。すなわち、エンジンを始動したとき、殊に低温状態
においてエンジンを始動したとき、エンジンの急激な温
度上昇によりシリンダヘッドとブロックは急激に熱膨張
するが、アルミニウムよりなるシリンダヘッドと鋳鉄よ
りなるシリンダブロックとでは熱膨張に差があり、アル
ミニウムよりなるシリンダヘッドがより大きく熱膨張す
る。しかも、このとき、ボルト締結によりシリンダヘッ
ドがガスケットをブロック側に押し付けているために、
ガスケットは、シリンダヘッドの熱膨張により膨張方向
に引きずられるような応力を受ける。この熱膨張差及び
これに基づく引きずり応力はガスケットの長手方向両端
部において大きく顕著である。尤も、ガスケットが多数
枚の金属板を積層してなるときは、上記引きずり応力を
各金属板が分担するので、個々の金属板に加わる応力は
それだけ低減される。

【０００６】弾性を有し硬度剛性が大きい金属板からな
る基板は、上記の引きずり応力を受けても、可塑的な変
形は生じず、エンジンが停止し、エンジンが冷却されれ
ば元の状態に復するが、比較的軟質の金属板からなり、
しかも燃焼室用孔周縁に折返し部を形成するために板厚
も薄くされている副板は上記の引きずり応力により可塑
的な変形を生じ、エンジンが停止し、冷却したのちにお
いても変形が残留する。かかる残留変形が、エンジンの
駆動の繰返しにより累積重疊されて、遂には、副板の両
端部のボルト挿通孔が楕円形に変形する等の劣化、損傷
を生じるに至りシール性能を損なうものであると思われ
る。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、本発明の目的は弾性を有する硬質金属板からなり燃
焼室用孔を囲みシールするビードを有する基板と、比較
的軟質の金属板からなり燃焼室用孔の周縁に折返し部を
備えた副板とを積層した積層金属ガスケットを鋳鉄製の
シリンダブロックとアルミニウム製のシリンダヘッドと
の接合面間に装着したとき、長期使用中に生じることが
ある副板の長手方向両端部における変形、損傷を防止す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、弾性を有する硬質金属板からなる基板と比較的軟
質の金属板を積層して形成され、鋳鉄製のシリンダブロ
ックの接合面とアルミニウム製のシリンダヘッドの接合
面との間に装着され接合面間を密封するシリンダヘッド
ガスケットであって、前記副板が燃焼室用孔の周縁に折
返し部を備え、前記基板がシリンダヘッドの接合面に接
するように配置され、前記折返し部よりも外側の位置に
おいて燃焼室用孔を囲みシールするビードを備えるとと
もに、該基板の長手方向の両端部にほぼ直線状もしくは
開曲線状に延長する外側に凸の凸条ビードを備えたこと
を特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記した通り、本発明においてはシリンダヘッ
ドの接合面に接するように配置される基板の長手方向の
両端部にほぼ直線状もしくは開曲線状に延長するシリン
ダヘッド側に凸な凸条ビードを設けているので、シリン
ダヘッドとシリンダヘッドガスケットとが相互に滑り易
くなり、エンジンの始動時にエンジンの温度が急上昇
し、シリンダヘッドが熱膨張しても、膨張するシリンダ
ヘッドとこれに接する基板との間で滑りを生じ、シリン
ダヘッドがガスケットに加える引きずり応力は著しく軽
減される。従って、比較的軟質の金属板からなり、しか
も折返し部を形成するために通常０．１〜０．１５ｍｍ
程度の厚さが薄い金属板により形成されている副板にお
いても、エンジンが停止し冷却したのちにも変形が残留
するような塑性変形を生じることはなくなり、前述した
副板の長手方向の端部における変形や損傷を防止するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】本発明のシリンダヘッドガスケットの詳細を
実施例の図面に基づき以下に説明する。図１は本発明の
実施例の平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線に
よる断面図である。図３はほぼ直線状に延長する凸状ビ
ード８の他の例を示すガスケットＧの平面図の一部（右
側端部）である。図４は本発明の他の実施例についての
図２と同様な断面図であり、図５は更に他の実施例の平
面図の一部である。図６はボルト挿通孔の周りに設けた
ビードの他の例についての説明図である。各図において
同一符号は同一部分を示している。なお、図面を簡単に
し、わかり易くするために、ガスケットに設けられてい
る開口、孔については燃焼室用孔とボルト挿通孔のみを
図示し、冷却水通路孔、オイル通路孔等の図示を省略し
ている。

【００１１】図１及び図２において、本発明の実施例の
シリンダヘッドガスケットＧは、基板３と副板４とを積
層して形成されており、基板３及び副板４はシリンダヘ
ッド及びブロックの接合面（図示せず）の形状と同様な
形状を有し、それぞれ、燃焼室用孔１及びボルト挿通孔
２並びに図示を省略している冷却水通路孔、オイル通路
孔等を備えている。副板４は例えばＳＵＳ３０４等の比
較的軟質の金属板からなり、また次に述べる折返し部を
形成するために０．１０〜０．１５ｍｍ程度の厚さが薄
い金属板により形成されている。副板４の燃焼室孔１の
周縁には、燃焼室周縁を折り曲げ副板４の本体に重なり
合うように折返した折返し部６が形成されている。

【００１２】基板３は例えばＳＵＳ３０１−ＣＳＰ等の
弾性を有する硬質の金属板からなり、燃焼室用孔１の周
りには、燃焼室内のガスをシールすべく、前記の折返し
部６よりも外側の位置において燃焼室用孔を囲む凸状も
しくはステップ状のビード７（図１では１本の点線で示
している）を備えている。また、図示していないが、冷
却水通路孔、オイル通路孔等の周りにもこれらの孔をシ
ールする凸状或はステップ状のビードを必要に応じて設
けることもあり、更には必要に応じて基板３の外周縁に
沿ってビードを設けることもある。

【００１３】本発明においては、上記したビードに加え
て、基板３の長手方向の両端部に、具体的に言えば複数
個並設された燃焼室用孔１、１、１の両端の外側それぞ
れに、ほぼ直線状もしくは開曲線状に延長する凸条ビー
ド、図１〜２の実施例では基板３の長手方向にもしくは
長手方向に対し６０度以下、より好ましくは４５度以下
の角度をなす方向（図では長手方向に対し約３０度の角
度をなす方向）にほぼ直線状に延長する凸条ビード８
が、複数個（通常、片側２〜４個）基板の表面から外側
に向かって突出するように設けられている。ガスケット
Ｇの平面図の一部（右側端部）である図３の（イ）、
（ロ）及び（ハ）には、上記のほぼ直線状に延長する凸
条ビードの他の例を示している。

【００１４】基板３がアルミニウム製のシリンダヘッド
の接合面に接する側（図では上方側）に配置され、副板
４が鋳鉄製のシリンダブロックの接合面に接する側（図
では下方側）に配置されるようにガスケットＧが積層さ
れる。従って、ガスケットＧの両端部は、その基板３の
両端部に設けられシリンダヘッド側に向かって突出する
凸条ビード８によりシリンダヘッドの接合面と接触する
ので、シリンダヘッドが熱膨張するとき、ガスケットＧ
とシリンダヘッドの接合面とが相対的に滑り易くなり、
ガスケットＧがシリンダヘッドから受ける引きずり応力
は著しく軽減され、比較的軟質低剛性の金属板よりなる
副板４の変形、損傷が防止される。図示していないが、
基板３及び副板４の表面には接合面や金属板の表面にお
ける傷、ツールマーク、歪み等の不整を補償するための
シール材層の被膜が通常被覆されている。

【００１５】なお、本発明のシリンダヘッドガスケット
においては、上記のように基板３と副板４とを積層して
ガスケットＧを形成したとき、副板４が燃焼室用孔の周
縁に折返し部６を備えていることにより、ガスケットＧ
には燃焼室用孔１の周縁に他の部分より厚さが厚い厚肉
部が形成される。この厚肉部が、シリンダブロックとヘ
ッドとをボルト締結したときに生じるシリンダブロック
とヘッドとの接合面間の間隙を補償して燃焼室内のガス
の漏洩を防止し、ビード１とともに燃焼室内のガスをシ
ールする機能を果たすとともに、燃焼室内のガスの爆発
に基づきビード１に加わる交番荷重を軽減し、ビード１
のへたりを防止する機能を有することは、この種の積層
金属ガスケットについて既によく知られている所であ
る。

【００１６】図４に示す実施例においては、前記副板４
を中間に挟むように前記基板３の反対側に第二の基板５
を積層している点が図１〜２の実施例と相違し、他の点
は図１〜２の実施例と同様である。シリンダブロックの
接合面に接するように配置されている第二の基板５は、
前記基板３と同様に、燃焼室用孔１を囲みシールするビ
ード７を備え、また必要に応じ冷却水通路孔、オイル通
路孔周りのビード、基板５の外周縁に沿うビード等を備
えている。ただし、シリンダヘッドに較べて相対的に熱
膨張が小さいシリンダブロックに接する第二の基板にお
いては、基板３とは異なり、基板の長手方向の両端部に
ビード８を設けることは必ずしも必要としない。

【００１７】図５は更に他の実施例のガスケットＧの平
面図の左側端部を示している。この実施例においては、
シリンダヘッドの接合面に接する基板３が、図１〜２の
実施例における直線状のビード８の代りに、基板３の長
手方向の両端部に位置するボルト挿通孔２の円周縁の一
部を基板の端部側から囲むように円弧状に延長しかつ外
側に向かってすなわちシリンダヘッド側に向かって突出
する凸条ビード９を備えている。この点以外は図１〜２
の実施例と同様である。また、図３の実施例と同様に、
副板４を中間に挟む３層の積層構造に構成してもよい。

【００１８】図６に、基板３の長手方向の両端部に設け
る開曲線状に延長しかつ外側に向かって突出する凸条ビ
ードの他の例を示している。この例においては、基板３
の長手方向の両端部に位置するボルト挿通孔２の円周縁
の一部に沿って円弧状に延長する凸条ビード９の背後
（端部側）に更に円弧状に延長する凸条ビード９′を設
けている。基板３の長手方向の両端部に設けるほぼ直線
状もしくは開曲線状に延長する凸条ビードとしては、本
願発明者の実験によれば、図１に示すように基板３の長
手方向にもしくは長手方向と６０度以下の角度をなす方
向に延長する凸条ビード或は図５及び６に示すようにボ
ルト挿通孔の円周縁に沿って円弧状に延長する凸条ビー
ドが好ましく、また、これらのビードを基板の長手方向
端部のボルト孔の近傍に設けるのが好ましいが、これら
に限られるものではない。

【００１９】上記説明した本発明のシリンダヘッドガス
ケットは、上記説明した変形以外にも構成を種々に変形
することが可能である。例えば基板３の長手方向の端部
に直線状に延長するビードと円弧状等の曲線状に延長す
るビードとの双方を設けてもよいし、また、このような
ビードを基板３に設けるだけでなく、副板４もしくは第
二の基板５にも設けてもよい。更に、基板３或は５に設
けた燃焼室用孔１の周りのビード７は、図示した山形の
凸条ビードに限らず、台形ビード等の他の形状の凸条ビ
ードであってもよく、更にはステップ状のビードであっ
てもよい。

【００２０】

【発明の効果】上記説明した本発明のシリンダヘッドガ
スケットは、シリンダヘッドに接触する基板の長手方向
端部にほぼ直線状もしくは開曲線状に延長し、かつ外側
に凸の凸条ビードを備えているので、シリンダヘッド
が、熱膨張するとき、シリンダヘッドの接合面との間に
滑りを生じ易い。従ってシリンダヘッドの熱膨張に基づ
きガスケットに加えられる引きずり応力が著しく低減さ
れる。従って、ガスケット中の、軟質の金属板より成
り、折返し部を備えているために厚さが薄い副板におい
て上記引きずり応力に基づく変形や損傷を生じることを
防止することができる。

【００２１】かかる本発明の変形、損傷防止効果は、金
属板の積層枚数が少なく、各金属板に加わる引きずり応
力が大きくなる場合に顕著であり、前述した基板３と副
板４とを積層した２層構成のガスケット（図２）や、副
板４を中間に挟むように副板の両側に基板３及び５を積
層したガスケット（図４）において顕著に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。

【図３】ほぼ直線状に延長する凸条ビード８の他の例を
示すガスケットＧの平面図の一部（右側端部）である。

【図４】本発明の他の実施例についての図２と同様な断
面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例の平面図の一部であ
る。

【図６】ボルト挿通孔の周りに設けたビードの他の例の
説明図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室用孔 ２ ボルト挿通孔 ３ 基板 ４ 副板 ５ 第二の基板 ６ 折返し部 ７ ビード ８、９及び９′ 凸条ビード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性を有する硬質金属板からなる基板と
   比較的軟質の金属板からなる副板とを積層して形成さ
   れ、鋳鉄製のシリンダブロックの接合面とアルミニウム
   製のシリンダヘッドの接合面との間に装着され接合面間
   を密封するシリンダヘッドガスケットであって、前記副
   板が燃焼室用孔の周縁に折返し部を備え、前記基板がシ
   リンダヘッドの接合面に接するように配置され、前記折
   返し部よりも外側の位置において燃焼室用孔を囲みシー
   ルするビードを備えるとともに、該基板の長手方向の両
   端部にほぼ直線状もしくは開曲線状に延長する外側に凸
   の凸条ビードを備えたことを特徴とするシリンダヘッド
   ガスケット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシリンダヘッドガスケッ
   トにおいて、前記副板がシリンダブロックの接合面に接
   するように配置され、ガスケットが前記基板と該副板と
   の二層の金属板により形成されていることを特徴とする
   シリンダヘッドガスケット。
3. 【請求項３】 請求項１記載のシリンダヘッドガスケッ
   トにおいて、弾性を有する硬質金属板からなり、前記折
   返し部よりも外側の位置において燃焼室用孔を囲むビー
   ドを備えた第二の基板を、該第二の基板と前記基板とに
   より前記副板を挟むように、前記副板のシリンダブロッ
   ク側に配設したことを特徴とするシリンダヘッドガスケ
   ット。
4. 【請求項４】 シリンダヘッドの接合面に接するように
   配置された前記基板の長手方向の両端部に備えるほぼ直
   線状のビードが該基板の長手方向にもしくは長手方向に
   対し６０度以下の角度をなす方向に延長していることを
   特徴とする請求項１、２又は３記載のシリンダヘッドガ
   スケット。
5. 【請求項５】 シリンダヘッドの接合面に接するように
   配置された前記基板の長手方向の両端部に備える開曲線
   状のビードが、該基板の長手方向の両端部におけるボル
   ト挿通孔の外側に該ボルト挿通孔の円周縁の一部に沿っ
   た円弧状に延長していることを特徴とする請求項１、２
   又は３記載のシリンダヘッドガスケット。