JPH10196792A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室用穴を包囲しシールする凸形ビードの
凹部に硬質合成樹脂層を充填しストッパー部を構成した
ガスケットにおいて、硬質合成樹脂層がシリンダヘッド
等の接合面により擦られ、摩耗する危険をなくし、かつ
ビードのバネ力を向上させる。 【解決手段】 燃焼室用穴３を包囲しガスケットの外側
へ突出する凸形ビード５を備え、該ビードの凹部５１の
深さの一部を充填する硬質合成樹脂層からなるストッパ
ー部６を備える第１の金属板１と、金属板１のビード５
に対応する位置において燃焼室用穴３を包囲しビード５
の突出方向と同一方向に突出する凸形ビード７を備える
第２の金属板２とからなり、金属板２を金属板１のビー
ド５の凹部５１側に積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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り、詳しくは、燃焼
室用穴の周りにストッパー部を内蔵する凸形ビードを備
えた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】燃焼室用穴及びボルト穴を備える単一も
しくは複数の金属板からなる金属ガスケットにおいて、
金属板の少なくとも１層に燃焼室用穴を包囲しシールす
るビードを設けるとともに、該ビードよりも燃焼室用穴
側の位置に該ビードの圧縮を制限するストッパー部を金
属板の折り返し部或いはシム板等により形成することは
既によく知られている。かかるシリンダヘッド用金属ガ
スケットにおいては、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装着し締付けたときに、前記ス
トッパー部がビードの全屈すなわちビードが平らになる
まで完全に圧縮されるのを防止し、また燃焼室内のガス
圧に基づき反復繰り返されるビードの圧縮、復元の変形
の大きさを制限するので、ガスケットの長期使用中にビ
ードにへたりや損傷を生じるのを防止することができ
る。

【０００３】本願の出願人は上記のように作用するスト
ッパー部を備える金属ガスケットとして、燃焼室用穴を
包囲しシールする凸形ビードの凹部の深さの一部を硬質
合成樹脂例えばエポキシ樹脂で充填した金属ガスケッ
ト、殊にビードの凹部に充填した硬質合成樹脂層の充填
高さをボルト穴に近接する部位においては低くし、ボル
ト穴から離隔する部位においては高くした金属ガスケッ
トを特願平８−３８７８７号において提案した。

【０００４】上記出願に係る金属ガスケットにおいて
は、ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックと
の間に装着して締付けたとき、圧縮されたビードは凹部
に充填された硬質合成樹脂層により支えられるので、ビ
ードの高さが該樹脂層の充填高さよりも低くなるように
ビードが圧縮されることはない。すなわちビードの凹部
に充填された硬質合成樹脂層がビードの圧縮を制限する
ストッパー部として機能し、該金属ガスケットは凸形ビ
ード自身の内部にストッパー部を備え、ビードと別個に
これと並列するストッパー部を設けることを必要としな
い。

【０００５】従って、ビードよりも燃焼室用穴側に折り
返し部やシム板等により形成したストッパー部を備え、
燃焼室用穴の周りにストッパー部とビードとが並列し、
この並列する両者において高いシール面圧を生じさせる
従来のシリンダヘッドガスケットに較べると、前記出願
に係る金属ガスケットにおいてはビードの凹部に充填さ
れた硬質合成樹脂層によるガスケットの厚さ増大効果と
ビードの弾性力とがビード部分に集中するので、燃焼室
用穴周りのシール線の面圧が高くなり、しかもエンジン
の燃焼室の直ぐ周縁にストッパー部による高い面圧が加
わらないので燃焼室を変形させるおそれが少ない利点が
ある。

【０００６】また該ガスケットはストッパー部を設ける
ための専用の場所を必要としないので、エンジンのコン
パクト化の傾向に有利に対応できる利点がある。更に該
ガスケットはストッパー部の高さすなわち硬質合成樹脂
層の充填高さをボルト穴からの距離に応じて変化させる
ことが容易であり、ストッパー部の高さを上記のように
変化させた場合は、ビードによるシール線の面圧を燃焼
室用穴の周りにおいて均等化できる利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、燃焼室用
穴を包囲する凸形ビードの内部すなわち凹部に充填した
エポキシ樹脂等の硬質合成樹脂層からなるストッパー部
を備えた前記出願の金属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装着し締付けたときに、前記
硬質合成樹脂層がシリンダヘッドもしくはシリンダブロ
ックの接合面に当接していると、エンジンの運転中にお
けるシリンダヘッド及びシリンダブロックの振動並びに
エンジンの運転および停止に伴うシリンダヘッド及びシ
リンダブロックの熱的な膨張収縮に基づいて硬質合成樹
脂層がこれに当接する接合面により擦られ、摩耗して長
期使用中にストッパー部の機能が損なわれまた、硬質合
成樹脂層が与えるガスケットの厚さ増大効果が減少し、
シール面圧を低下させるおそれがある。更に、前記出願
の金属ガスケットにおいては燃焼室用穴を包囲するビー
ドのバネ力が充填された硬質合成樹脂のために減少する
ので、これを補償しバネ力を向上させる構造とすること
が望まれることがある。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、本発明の目的は燃焼室用穴の周りを包囲しシールす
る凸形ビードの凹部に充填した硬質合成樹脂層からなる
ストッパー部を備えたシリンダヘッドガスケットにおい
て、前記硬質合成樹脂層がシリンダヘッドもしくはシリ
ンダブロックの接合面により擦られて摩耗する危険をな
くし、また燃焼室用穴をシールするビードのバネ力を向
上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の金属ガスケットは、少なくとも燃焼室用穴とボルト
穴とを備える弾性金属板を少なくとも２層積層してな
り、第１の金属板が燃焼室用穴を包囲しかつガスケット
の外側へ突出する凸形ビードを備えるとともに、該ビー
ドの凹部に該凹部の深さの一部を充填する硬質合成樹脂
層からなり該ビードの圧縮を制限するストッパー部を備
え、第２の金属板が第１の金属板の前記ビードに対応す
る位置において燃焼室用穴を包囲しかつ該ビードの突出
方向と同一方向に突出する凸形ビードを備えることを特
徴とするものである。

【００１０】本発明のシリンダヘッドガスケットにおい
ては、上記のとおり、第１の金属板の燃焼室用穴周りの
凸形ビードの凹部にストッパー部を構成する硬質合成樹
脂層が充填されているので、該ビードが位置する部分は
他の部分に較べてガスケットの厚さが厚くなっている。
従って、該ビード部には厚さ増大効果による高いシール
面圧とビードの弾性力による高いシール面圧とが重畳し
集中する。これに加えて、第２の金属板の凸形ビードが
第１の金属板の前記ビードに対応する位置に配設され、
第１の金属板の前記ビードの突出方向と同一方向に突出
するので、第１の金属板のビードのバネ力と第２の金属
板のビードのバネ力とが重畳される。従って、本発明の
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
に装着し締付けたとき、燃焼室用穴の周りにきわめて高
い面圧のシール線が形成される。

【００１１】そして本発明においては第２の金属板は第
１の金属板のビードの凹部側に積層されているので、該
ビードの凹部内に充填された硬質合成樹脂層からなるス
トッパー部は第１金属板と第２の金属によって覆われ、
シリンダヘッドもしくはシリンダブロックの接合面に当
接することがない。従って、ストッパー部を構成する硬
質合成樹脂層が接合面により擦られ、摩耗する危険がな
い。

【００１２】ストッパー部を構成する硬質合成樹脂層の
ビード凹部への充填高さを調整することは後記するよう
に比較的容易である。従って本発明のガスケットにおい
てはストッパーの高さすなわち硬質合成樹脂層の充填高
さを位置により調整し、ボルト穴から離隔する位置にお
けるストッパー部の高さをボルト穴に近接する位置にお
けるストッパー部の高さより高くするように調整するこ
とが比較的容易に実現できる。そして、このようにスト
ッパー部の高さをボルト穴からの距離に応じて調整する
ことにより燃焼室用穴周りのシール面圧を均等化するこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明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シリンダ
ヘッドガスケットの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ
線による拡大断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線によ
る拡大断面図である。ただし、図１は図面を簡単化する
ために冷却水通路穴、オイル通路穴及びこれらをシール
するビード等の図示を省略している。また、図１は金属
板１の表面にシール材層を被覆していない状態で示して
いる。各図において同一の符号は同一の部分を示してい
る。

【００１４】本発明によるシリンダヘッドガスケットＧ
はエンジンの燃焼室に整合する位置及び形状に設けられ
た燃焼室用穴３及びシリンダヘッドをシリンダブロック
に締結するボルトを挿通するボルト穴４並びに図示を省
略した冷却水通路穴、オイル通路穴及びこれらをシール
するビード等を備え、ステンレス鋼板等の弾性金属板か
らなり厚さが例えば０．２〜０．３ｍｍの第１及び第２
の金属板１及び２を積層して構成されている。

【００１５】第１の金属板１は前記燃焼室用穴３の周り
にこれを包囲しシールする断面形状山形の凸形ビード５
を備え、該ビード５はガスケットの外側へすなわちシリ
ンダヘッド（図の上方側）へ向かって突出している。ビ
ードの高さは例えば８０〜２００μｍである。該ビード
５の凹部５１には、硬質合成樹脂層すなわち応力を受け
ても殆ど圧縮されずまた変形しない或いは僅かしか圧縮
されずまた僅かしか変形しない合成樹脂層例えばエポキ
シ樹脂層が凹部５１の深さの一部を埋めるように充填さ
れ、凸型ビード５の圧縮を制限するストッパー部６を構
成している。

【００１６】硬質合成樹脂層の凹部５１への充填はエポ
キシ樹脂等の液状コーティング材を凹部５１に塗布もし
くは注入し、これを硬化させることにより容易に行うこ
とができる。硬質合成樹脂層の充填高さすなわちストッ
パー部６の高さはビード５の全長にわたりほぼ一定であ
ってもよいが、ボルト穴４からの距離に応じてストッパ
ー部６の高さを変え、図２及び図３に示すように、ボル
ト穴４から離隔する位置（例えばＡ−Ａ線と交わる位
置）におけるストッパー部６の高さｈ₁をボルト穴４に
近接する位置（例えばＢ−Ｂ線と交わる位置）における
ストッパー部６の高さｈ₂よりも高くすることが望まし
い。このようにストッパー部６の高さをボルト穴４から
の距離に応じて調整することにより、シール面圧を燃焼
室用穴周りにおいて均等化できる。

【００１７】上記のストッパー部６の高さの調整は具体
的には、例えば、８０〜２００μｍのビード高さに対し
て、ボルト穴に近接する位置におけストッパー部６の高
さは３０〜６０μｍの範囲に、ボルト穴から離隔する位
置におけるストッパー部６の高さは凹部５１の深さを越
えない範囲で７０〜１９０μｍの範囲に選ばれる。ただ
し、燃焼室用穴３の周り全体にわたって凸形ビード５が
弾性的変形を確保できるようにストッパー部６の高さは
凹部５１の深さすなわちビード５の高さよりも少なくと
も１０μｍ低くするのが好ましい。

【００１８】ストッパー部６の高さをこのように調整す
るための硬質合成樹脂層の充填高さの調整は、例えば、
エポキシ樹脂等の液状コーティング材のスクリーンコー
ティングを複数回行い、充填高さが高い部分のみ追加塗
装する、或はディスペンサーによる塗布量の調整、部分
的な複数回塗装等により比較的容易に行うことができ
る。

【００１９】第２の金属板２は第１の金属板１の前記ビ
ード５の凹部５１側に該凹部５１を覆うように積層され
ている。そして第２の金属板２は第１の金属板１の前記
ビード５に対応する位置において燃焼室用穴３を包囲し
これをシールする凸形ビード７を備えている。該ビード
７の突出方向は第１金属板のビード５の突出方向と同一
方向であり、図の上方側すなわちシリンダヘッド側へ突
出している。従ってビード７のバネ力とビード５のバネ
力とが重なり合い、ビードのバネ力が増大する。ビード
７の断面形状は金属板１の前記ビード５の断面形状とほ
ぼ同一であってもよく、或はビード５とは異なる断面形
状の凸形ビードであってもよい。

【００２０】図の８は金属板１の外側表面１１並びに金
属板２の外側表面２１及び内側表面２２に被覆されたシ
ール材層で、ふっ素ゴム、シリコーン樹脂等の耐熱性か
つ比較的柔軟なゴム及び合成樹脂からなり、シリンダヘ
ッド及びシリンダブロックの接合面及び金属板１及び２
の表面の傷、表面粗さ、歪み等の不整を補償するいわゆ
るミクロシールとして機能する。図ではビード５及び７
とその両側部分だけにシール材層を被覆しているが、も
っと広い範囲にわたり被覆しても差支えはない。

【００２１】上記説明した本発明によるシリンダヘッド
ガスケットＧにおいては、金属板１の凸形ビード５の凹
部５１にストッパー部６を構成する硬質合成樹脂層が充
填されているので、ビード５が位置する部分は他の部分
に較べてガスケットの厚さが厚く、しかも金属板２の凸
形ビード７がビード５と同じ位置で同じ方向に突出し、
ビード５のバネ力とビード７のバネ力とが重畳されるよ
うに配設されているので、ガスケットＧをシリンダヘッ
ドとシリンダブロックとの間に装着し締付ければ、前記
説明したとおり、燃焼室用穴３の周りにきわめて高い面
圧のシール線が形成され、シール能力が大である。そし
て、ガスケットＧにおいては金属板１の凸形ビード５に
内蔵されたストッパー部６を構成する硬質合成樹脂層が
金属板１及び２に覆われているので、シリンダヘッドも
しくはシリンダブロックの接合面により擦られ、摩耗す
る危険がない。

【００２２】以上の説明においては金属板１のストッパ
ー部６を内蔵する凸形ビード５及び金属板２の凸形ビー
ド７がシリンダヘッド側（図の上方側）へ突出し、金属
板２は凸形ビード５の凹部側であるシリンダブロック側
（図の下方側）に積層されるものとして説明したが、逆
に、金属板１及び２の凸形ビード５及び７がシリンダブ
ロック側へ突出し、金属板２がシリンダヘッド側に配設
されて金属板１の凸形ビード５のストッパー部６を構成
する硬質合成樹脂層が充填された凹部５１を覆うように
積層されてもよい。凸形ビード５及び７をシリンダヘッ
ド及びシリンダブロックの何れの側に突出させるかはエ
ンジンの構造、作動特性に応じて決めるのが望ましい。

【００２３】

【発明の効果】上記説明したとおり、本発明のシリンダ
ヘッドガスケットは下記の顕著な効果を奏する。すなわ
ち本発明のガスケットにおいては燃焼室用穴を包囲する
凸形ビード部分にガスケットの厚さ増大効果とビードの
弾性力とが集中し集積されるので、燃焼室用穴周りに面
圧がきわめて高いシール線が形成され、シール能力が大
である。しかも、ストッパーを構成し、厚さ増大効果を
与える硬質合成樹脂充填層が第１及び第２の金属板によ
り覆われているので、シリンダヘッド及びシリンダブロ
ックの接合面により擦られ、摩耗する危険がない。更
に、ストッパー部の高さがボルト穴からの距離に応じて
調整されているときは、シール面圧を燃焼室用穴周りに
おいて均等化できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のガスケットの平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。

【符号の説明】

３ 燃焼室用穴 ５、７ 凸形ビード ５１ 凹部 ６ ストッパー部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも燃焼室用穴とボルト穴とを備
   える弾性金属板を少なくとも２層積層してなり、第１の
   金属板が燃焼室用穴を包囲しかつガスケットの外側へ突
   出する凸形ビードを備えるとともに、該ビードの凹部に
   該凹部の深さの一部を充填する硬質合成樹脂層からなり
   該ビードの圧縮を制限するストッパー部を備え、第２の
   金属板が第１の金属板の前記ビードの凹部側に積層さ
   れ、第１の金属板の前記ビードに対応する位置において
   燃焼室用穴を包囲しかつ該ビードの突出方向と同一方向
   に突出する凸形ビードを備える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】 前記ストッパー部の高さがボルト穴から
   の距離に応じて調整され、ボルト穴から離隔する位置に
   おけるストッパー部の高さがボルト穴に近接する位置に
   おるストッパー部の高さよりも高くされた請求項１に記
   載のシリンダヘッドガスケット。
3. 【請求項３】 硬質合成樹脂層がエポキシ樹脂からなる
   請求項１又は２記載のシリンダヘッドガスケット。