JPH112324A - ヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単体構造でありながら、ビードを保護すると共
に、燃焼室穴の周辺部のビードの内外周の面圧を均等化
してシール性能を向上でき、更に、シリンダライナーの
上部に加わる荷重を分散して、ボア変形量を低減できる
ヘッドガスケットを提供する。 【解決手段】内燃機関に使用される単体構造のヘッドガ
スケットのそれぞれの燃焼室穴の周縁部に、これらの燃
焼室穴を取り囲むようにビードを形成すると共に、前記
ビードの内周側と外周側に該ビードに近接して、同じ厚
さの環状のストッパー板をそれぞれ設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のヘッド
ガスケット等に使用されるガスシール性能を強化した単
体構造のビードを有するヘッドガスケットの改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の図４に示すようなシリンダブ
ロック１１と図示しないシリンダヘッドとの間をシール
するヘッドガスケット１０は、図５に示すような平面形
状をしており、燃焼室（シリンダボア）２１内に発生す
る燃焼ガスや、オイルギャラリを循環する潤滑油や、ウ
ォータージャケット２２内の冷却水等をシールするため
に、充分なシール面圧を発生させる必要がある。特に、
燃焼室２１の周縁部においては、高温・高圧の燃焼ガス
をシールする必要があるため、従来から機械的強度や耐
久性に優れた金属ガスケットが用いられている。

【０００３】このようなヘッドガスケットの一つである
一枚金属板からなる金属単体ガスケットは、図２にその
断面構造を示すように、金属製の基板１の燃焼室穴２の
周縁部に、この基板１を一方の側に膨出させたループ状
のビード３を形成して、このビード３によって高いシー
ル面圧を発生させるようにしている。また、シリンダブ
ロック１１とシリンダヘッド１２の間に挟み込んでボル
ト締めする時に、ヘッドボルトが貫通するボルト穴７
や、潤滑油穴２ｂ及び冷却水穴２ａ等が形成され、それ
らの周縁部にシールリング６を設けている。

【０００４】そして、このヘッドガスケット１０を、シ
リンダブロック１１とシリンダヘッド１２との間に挟着
する場合には、ヘッドボルトの締結力によって発生する
シール面圧が、充分なシール性能を長期間に亘って保持
するのに適した範囲内になるように注意が払われ、これ
らのヘッドボルトは予め定められた順序に従って、トル
クレンチで所定の締め付けトルクになるまで締め付けら
れ、締め付けトルクが均一になるように組付けられる。

【０００５】これは、ボルト締結力によって発生するシ
ール面圧が弱過ぎると、燃焼ガス等をシールする機能を
充分に果たすことができず、一方、このシール面圧を必
要以上に高くすると、シール部の破損やへたりなどを招
き、シール性能を長期間に亘って保持することができな
くなるからである。

【０００６】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、図２に示した
従来のヘッドガスケット２０の場合は、エンジン運転中
の内部圧力の変化による振動や、温度変化による熱負荷
の変動により、必要以上の押圧力Ｆが加わった時に、こ
の押圧力Ｆがビード３の部分に局部的に作用するので、
ビード３部分が平坦化してしまい、短期間に疲労して適
正な弾性力を維持することが困難になり、更には、へた
りが生じて破損したりして、シール性能が低下し、ガス
や液体の漏洩の原因となるという問題があった。

【０００７】そこで、本発明者等は、図３に示すよう
に、ビード３の内側部分で、かつ、ビーム３の突出側に
ストッパー板４１を設けてビード３部分の平坦化を防止
する構造のヘッドガスケット３０を検討した。このヘッ
ドガスケット３０においては、ストッパー板４１がヘッ
ドガスケット基板１のビード３の燃焼室穴２側の内側だ
けにあるので、シリンダブロック１１とシリンダヘッド
１２を介して、ヘッドガスケット３０に押圧力Ｆが働く
とビーム３の両側で面圧ｐが不均一になり、その結果シ
ールが不充分となり易く、そのため、シール性能が劣化
して高温・高圧の燃焼ガスを確実にシールできなくなる
という問題があることが確認された。

【０００８】その上、シール面を構成するシリンダライ
ナー１１ａの上面の内側部分をストッパー板４１で強く
押圧することになるので、シリンダライナー１１ａの上
側の面圧ｐ分布が不均等になり、シリンダボア２１の真
円度を保つことが難しくなる。そして、エンジンの熱や
燃焼ガスの圧力を受けると、この面圧ｐ分布が更に不均
等になるので、ボア変形量が増加するという問題があ
る。

【０００９】本発明は以上の問題点に鑑みて、単体構造
でありながら、ビードを保護すると共に、燃焼室穴の周
辺部のビードの内外周の面圧を均等化してシール性能を
向上でき、更に、シリンダライナーの上部に加わる荷重
を分散して、ボア変形量を低減できるヘッドガスケット
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のヘッドガスケットは、内燃機関に使用される
単体構造のヘッドガスケットのそれぞれの燃焼室穴の周
縁部に、これらの燃焼室穴を取り囲むようにビードを形
成すると共に、前記ビードの内周側と外周側に該ビード
に近接して、同じ厚さの環状のストッパー板をそれぞれ
設けて構成される。

【００１１】或いは、内燃機関に使用される単体構造の
ヘッドガスケットのそれぞれの燃焼室穴の周縁部に、こ
れらの燃焼室穴を取り囲むようにビードを形成すると共
に、前記ビードの内周側と外周側に該ビードに近接し
て、環状のストッパー板をそれぞれ設けて構成し、前記
ビードの内周側に設けた前記ストッパー板の厚さが、外
周側に設けた前記ストッパー板の厚さより厚く形成され
る。

【００１２】本発明のヘッドガスケットはビードの沿
い、更にビードに引掛けるように環状のストッパー板が
配置されているため、ビードが押圧されても、ストッパ
ー板が押圧力を負担するので完全に平坦化されることが
なく、また、ビードの両側の面圧を均等化でき、ボア変
形を減少できる。更に、ヘッドボルト締め付けた際に生
じる隙間に合わせて、ビード内外周のストッパー板の厚
さを選定することにより、より好ましいシール面圧を得
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１に示すように本発明に
係るヘッドガスケット１０は、内燃機関に使用される単
体構造のヘッドガスケット１０であり、それぞれの燃焼
室穴２の周縁部には、これらの燃焼室穴２を取り囲んで
形成された環状のビード３が配設されており、また、こ
のヘッドガスケット１０の両端に位置する周縁部には、
水や油穴用の副ビード（シールリング）６が形成されて
いる。

【００１４】そして、燃焼室穴２を取り囲むビード３の
内周側と外周側に、ストッパー板４とストッパー板５を
このビード３の根本部に近接して、それぞれ固定してい
る。このストッパー板４，５の厚さは、同じ厚さに形成
するか、あるいは、ヘッドボルトを締め付けた時のビー
ド３の内周側と外周側の隙間を考慮して、内周側のスト
ッパー板４の厚さｔ１を外周側のストッパー板５の厚さ
ｔ２より厚くして形成する。

【００１５】つまり、ヘッドボルトが、燃焼室穴２を囲
むビード３の外側のヘッドガスケットの周辺部にあり、
ヘッドボルトを締め付けていくと、シリンダヘッド１２
がシリンダボア２１と反対側に凸になる変形をするの
で、このシリンダヘッド１２の変形により、ビード３の
外周側部分の隙間より内周側部分の隙間が大きくなる点
を考慮して、内周側のストッパー板４を厚く形成する。

【００１６】このヘッドガスケット１０の基板１は、ス
テンレスバネ鋼板や鉄板、銅板、アルミ板等で、エンジ
ンによって異なるが０．１〜０．４ｍｍ程度の板厚で形
成され、ストッパー板４，５は、硬質コート材や焼結材
等でコーテング、溶射、スクリーン印刷、ステンシル吹
き付け等によって薄板リング状に形成され、その板厚ｔ
１，ｔ２は、０．０２〜０．１５ｍｍ程度である。

【００１７】これらのビード３の形状やストッパー板
４，５の板厚等は、シールすべき燃焼ガスの圧力や、相
互に隣接するシリンダ間の距離であるボアピッチ等の要
因によって設計変更し、適切なシール面圧ｐや耐久性が
得られるように調整する。このヘッドガスケット１０を
ヘッドボルト等の締結具によって、シリンダブロック１
１とシリンダヘッド１２との間に押圧状態で挟着する。
このヘッドガスケット１０のビード３部分は、シリンダ
ライナー１１ａに面して押し潰されて燃焼ガスに対する
シール部分を形成し、副ビード（シールリング）６はシ
リンダブロック外壁１１ｂに面して冷却水や油用のシー
ルを形成する。

【００１８】以上のような構成のヘッドガスケット１０
によれば、更に押圧力Ｆが増した時には、ビード３の内
周側と外周側に設けられているストッパー４，５がビー
ド３を両側から保護して異常な平坦化を防止することが
できる。また、ストッパー板４、５の厚さを調整するこ
とにより、ビード３の両側の面圧ｐの調整を容易に行う
ことができるので、燃焼ガスをシールするための充分な
面圧ｐを確保して良好なシール部を形成できるので、シ
ール性能を向上することができる。

【００１９】更に、ストッパー板４、５をビード３の両
側に設けることにより、受圧面積を広くでき、ヘッドガ
スケットの基板１に加わる荷重Ｆの局部的な集中を避け
て、荷重及び接触部分を分散できるので、基板１の耐久
性を向上できると共に、分散した各接触部分でシール効
果を奏することができるので、シールをより確実なもの
とすることができる。

【００２０】その上、ビード３の両側のストッパー板
４、５の広い受圧面を介して、シリンダライナー１１ａ
の内側上面のみならず外側上面も押圧するので、略均等
に巾広く押圧でき、これによって、シリンダライナー１
１ａの変形を抑制でき、ボア変形量を低減することがで
きる。また、ヘッドガスケット１０の構成を、ストッパ
ー板４の板厚ｔ１をストッパー板５の板厚ｔ２より厚く
形成することにより、シリンダブロック１１とシリンダ
ヘッド１２の締結時の隙間に追従させてシール面圧ｐを
きめ細かく調整できるので、上記の効果をより一層大き
くできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のヘッドガスケットによれば、ビ
ードが強く押圧された時には、両側に設けたストッパー
板でビードを保護してビードの異常な平坦化を防止でき
ると共に、ビードの内外周の面圧を均一化して、シール
性能を向上できる。その上、シリンダライナーの上部に
加わる荷重を広い面積でしかも均等に受けることができ
るので、シリンダライナーの変形量即ちボア変形量を低
減することができる。

【００２２】そして、請求項２の本発明によれば、ビー
ドの内周側に設けたストッパー板の厚さを、外周側に設
けたストッパー板の厚さより厚く形成したので、ヘッド
ボルト締め付けた際に生じる隙間に合わせて面圧を調整
することができ、より一層ビードの両側の面圧を均等化
でき、上記効果をより大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘッドガスケットの要部縦断面図
である。

【図２】従来技術に係るヘッドガスケットの要部縦断面
図である。

【図３】他の従来技術に係るヘッドガスケットの要部縦
断面図である。

【図４】シリンダブロックの例を示す斜視図である。

【図５】ヘッドガスケットの平面図である。

【符号の説明】 １ … 基板 ２ … 燃焼室穴 ３ … ビード ４，５，４１ …
ストッパー板 ６ … 副ビード ７ … ボルト穴 １０，２０，３０ … ヘッドガスケット １１ … シリンダブロック １１ａ… シリン
ダライナー １１ｂ… シリンダブロック外壁 １２ … シリン
ダヘッド ２１ … 燃焼室（シリンダボア） ２２ … 冷却水用ジャケット（Ｗ／Ｊ） ２３ … ボルト穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に使用される単体構造のヘッド
   ガスケットのそれぞれの燃焼室穴の周縁部に、これらの
   燃焼室穴を取り囲むようにビードを形成すると共に、前
   記ビードの内周側と外周側に該ビードに近接して、同じ
   厚さの環状のストッパー板をそれぞれ設けて構成したヘ
   ッドガスケット。
2. 【請求項２】 内燃機関に使用される単体構造のヘッド
   ガスケットのそれぞれの燃焼室穴の周縁部に、これらの
   燃焼室穴を取り囲むようにビードを形成すると共に、前
   記ビードの内周側と外周側に該ビードに近接して、環状
   のストッパー板をそれぞれ設けて構成し、前記ビードの
   内周側に設けた前記ストッパー板の厚さが、外周側に設
   けた前記ストッパー板の厚さより厚く形成されたヘッド
   ガスケット。