JPS593148A - 内燃機関の燃焼室用ヘツドガスケツト - 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】 本発明は、直噴式ディーゼル機関等の内ｍ機関における
ピストンの上死点時におけるトップクリアランスをでき
るだけ減少させて燃焼不完全ボリューム即ちデッドボリ
ュームを少なくすることのできる、内燃機関の燃焼室の
上部に設けられるヘッドガスケットの改良に関するもの
である。

従来の直噴式ディーゼル機関等においては、第１図に示
す如く、シリンダ１の内部にピストン２を収容したシリ
ンダボディ３の上面と１１４噴射ノズル６が設けられた
シリンダヘッド４の下面との間に介装されるヘッドガス
ケット５が設けられているが、このヘッドガスケット５
の締付時の厚さのバラツキや、ピストン２やピストンピ
ン、コンロッド、クランクシャフト等の寸法上のトレラ
ンス等の積算誤差を考腫した場合、上死点におけるピス
トン２の頂部と前記シリンダヘッド４の下面との間のト
ップクリアランスは０．６ｍ〜１．０　ｍ程度に取るの
が普通である。

ｔｊｔｖて、ピストンの２の頂部とシリングヘッド４の
下面との闇に必然的にデッドボリュームＤ（デッドスペ
ース）が生じ、このデッドボリュームＤがあるがために
圧縮率が低下して燃焼効率の向上が妨げられており、不
完全燃焼を起す欠点かあ、た。

従って、内燃機関の燃焼効率を向上させるためには、こ
のデッドボリュームＤをできるだけ減少させることが望
ましいことは明らかである。

特に、小排気員の直噴式ディーゼル機関においては、前
記の弊害が暑しく、排気ス、モーク及び機関出力の低下
の原因となっている。

そこで、本発明は内燃機関のピストンの上死克位置にお
けるピストンとシリンダヘッドとの間のデッドボリュー
ムＤを掻力灘少させてその機関の排寛スモークの減少及
び機関出力の向上を図ることのできる内燃機関における
燃焼室を形成するためのへラドガスケットを提供するこ
とを目的とするものである。

前記目的を連成するための本発明の構成は、内燃機関の
シリンダヘッドとシリングとの藺に配設された燃焼室の
上部に設けるヘッドガスケットであフて、通常のガスケ
ット材料からなるガスケット本体と、これに積層された
弾性、耐熱性のある薄板、特に金属薄板からなるスペー
サーと、このスペーサーの表面に圧縮性かつ耐熱性のあ
るコーティング層を設けてなるものである。

本発明に係るヘッドガスケットは、内燃機関に使用され
た際に、このガスケットの一部を構成するスペーサーに
コ・−ティング層を設け／こことによフて、このコーテ
ィング１がピストンとシリンダヘッドの下面に押圧され
てピストンの頂部とシリンダヘッドの下面との闇の間隙
を現物合せ的に埋めてデッドボリュームの少ない燃焼室
を形成するものである。

このように弾性材料、即ち金属板薄板から威るスペーサ
ーに圧縮性、耐熱性のあるコーティング層を形成するこ
とによフて、スペーサーが支持体の役目をなし、更にこ
のスペーサーによフてコーティング層がピストンに押圧
変形されて燃焼室内のデッドボリュームを積極的に厘少
させることができるのである。

なお、このスペーサーは吸・排気弁や燃料罐射ノズルの
部分を餘いて形成されることは当然である。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明に係るヘッドガスケツＦの平面図てあつ
て、このヘッドガスケット５は、ガスケット本体５０と
このガスケット本体５０のｔ！［ｉ室に突出する部分の
開口部５１（シリンダボアの内部）に亙フて延設される
部分を有するスペーサー５２とから形成されている。な
お、５３はボルト締付用の穴、また５４は冷却水用の穴
である。

第３図及び第４図はへラドガスケット５の要部を示す図
で、ガスケット本体５０はアスベスト等の通常のへラド
ガスケットの材料が使用され、このガスケット本体５０
の片面に金属板からなるスペーサー５２が積層され、こ
のスペーサー５２の両面にコーティング８５６が設けら
れている。

このスペーサー５２は例えば厚さが０．２〜０．４ｍｍ
のステンレス板、耐熱鋼板等が使用される。

そして燃焼室の上部に突出する部分にビード状の突起部
５５が設けられている。このビード状の突起部５５は二
枚の金型の間で金運板を押圧することによって形成され
る。

前記ガスケット本体５０はシリングボディとシリンダヘ
ッドとの間を気密的に接続するもので（５） 通常内燃機関の本体のシール用として使用されているガ
スケット材を採用することができる。

また、スペーサー５２の燃焼室の上部に露出する部分に
は前記のようにビード状あるいは波板吠の突起部５５が
形成されているが、この突起部５５の形成方法は前記の
通りである。

この突起部５５の密度はコーティング層５５をその表面
に形成する際に藺単に付着し易く、また燃焼室内の高温
と高圧力とを受けた際にこのコーティング層５６が剥離
ないし肌落することがなく、更にこのスペーサー５２が
ピストン２の頂部とシリンダヘッド４の下面との間て押
圧された際に容易に変形する程度の強度を有するもので
あることが必要である。

第４図において、ガスケット本体５０は通常のガスケッ
ト材料を使用し、この厚さＴは１．０〜１．６　ｔｒｒ
ｎｌの範囲で定める。またスペーサー５２の厚さｔは０
．２〜０．４ｒｒｒｒ１程度である。更に突起部５５の
高さＨは０．８〜０．２何程度が好ましい。これらの寸
法関係は、本発明のヘッドガスケットが（６） 使用される内燃機関の設計条件によフて選定されるべき
である。

突起部５５の高さＨは、ピストンが作動しない初期の段
階において、ピストンの頂部とシリンダヘッドの下面と
の間に形成される間隙よりも大きい高さを有し、ピスト
ンが作動した際にスペーサー５２が押圧されて変形する
ように設定する必要がある。

更に、前記スペーサー５２の機能としては、ピストン２
の頂部とシリンダヘッド４の下面との聞で押圧された場
合に、シリンダヘッド４あるいはピストン２に損傷を与
えることなく変形が可能であり、またその形成後その形
杖を保持する程度の強度を有すると共に、ｔ！ＡｔＡ室
内の高温度に耐える耐熱性と、強度を有しなければなら
ない。

コーティング層５６を構成する材料としては、耐熱性と
圧縮性のある材料、例えばポリイミド、シリコン、弗素
系樹脂、等の耐熱性樹脂や自己消火性等の特性を有する
樹脂や、場合によフてはジルコニヤ系のセラミック等を
使用することもてきる。

また、この材料としては熱濤化性の樹脂であっても良い
。

このコーティング樹脂の特性としては、内燃機関を組立
てた状態においては変形が藺単にてきるので、ピストン
あるいはシリンダヘッドに大きな力を与えることを防止
することが可能であるが、一旦内燃機関が作動するとそ
の燃焼によって発生する熱によって前記コーチイブ層が
硬化して燃焼室の上部構造を構成する材料の一部となる
ものを選定する。このようにコーティング層が初期段階
においては軟質であるが、内燃機関が始動した際には次
第に硬化する特性は内燃機関に不要な応力を与えない意
味において必要である。

なお、５７はガスケット本体５０の端面の補強板であっ
て、スペーサー５２と同様な材料で断面がＵ字状に形成
されてガスケット本体５０の円形の切欠き部分に嵌合さ
れている。

第５図は第２の実施例を示すもので、スペーサー５２の
燃焼室に位置する部分に突起部５５ａを形成したもので
あフて、この突起部５５ａはエンボス状のもので構成さ
れている。そしてスペーサー５２の両面にはコーティン
グ層５６がそれぞれ設けられている。

第６図と第７図とは第３の実施例に係るヘッドガスケッ
トを示すもので、この実施例においては、スペーサー５
２の燃焼室に突出した部分に爪状の突起部５５ｂが形成
されている。この爪状の突起部５５ｂはスペーサー５２
にＨ状の切り込みを入れ、その中央部を押圧して爪片を
押し上げてｌｌＩ戒したものである。ｔフて、突起部５
５ｂの中央部にはスリット６０が設けられて、この突起
部５５ｂ　を変形しろくしている。

この突起部５５ｂは前記実施例のように切り込みを入れ
ずに押圧して形成することも可能であるが、この場合に
はピストンの押圧力によフて変形することができるよう
に形杖、強度を配慮する。

（９） 第８図は、本発明に係るヘッドガスケットの使用状態を
示すもので、ピストン２が上程した際にはピストン２と
シリンダヘッド４との間で押圧されてスペーサー５２に
形成した突起部５５が変形してピストン２の頂部とシリ
ンダヘッド４の下面との間の間隙を埋める。

本発明においては、特にスペーサー５２の表面に圧縮性
、耐熱性のあるコーティング層５６が設けられているの
で、スペーサー５２の厚さを増した状態となフており、
デッドボリュームＤを効果的に減少させている。

従フて、本発明に係るヘッドガスケットは、ディーゼル
エンジンに使用してデッドボリュームを減少するので圧
■率が向上し、燃焼効率を増加し、不完全燃焼を防止で
きると共に排気スモークを灘少するという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の燃焼室に形成されるデッドボリュー
ムの説明図、第２図は本発明に係るヘッドガスケットの
平面図、第３図および第４（１０） 図は本発明の第１の実施例に係るヘッドガスケットの要
部を拡大して示す断面斜視図と正断面図、第５図は第２
の実施例に係るヘッドガスケットの要部を拡大した示す
断面斜視図、第６図および第７図は第３の実施例に係る
ヘッドガスケットの要部拡大断面斜視図と正断面図、第
８図は本発明に係るヘッドガスケットを使用した内燃機
関の作動吠況の説明図である。 １・・シリンダ、２・・ピストン、 ３・・シリンダボディ、４・・シリンダヘッド、５・・
ガスケット、 ５０・・ガスケット本体、　５１・・開口部、５２−−
スヘーＪ）−１５５，５５ａ　、　５５ｂ　　−−突起
部、５６・・コーティング眉、５７・・補強板。 代理人　弁理士　小　川　イ五　− 弁理士　野　口　腎　照 弁理士　斎　下　和　彦 （１１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のシリンダヘッドとシリンダの頂部との間に設
   けられるヘッドガスケットであって、ガスケット本体と
   これに積層された耐熱弾性板からなるスペーサーとから
   なり、このスペーサーの表面に圧縮性、耐熱性のコーテ
   ィング層を設けてなる内燃機関の燃焼室用へラドガスケ
   ット。