JPS62248855A - 近接シリンダボア用ヘツドガスケツト組立体及びその製作方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は近接シリンダボア用ガスケット組立体及びその
製作方法に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点機関ブロ
ックの重量及び空間を節約するために、ボア間の間隔を
最小限にすることは望ましい。ボアを一緒に近付けるほ
ど、特にボアが最も近接している区域において、通常の
ヘッドガスケットで効果的な封合をすることは国難であ
る。

ボアが近接している場合のヘッドガスケットについての
関心の一つはボア間に配置されたガスケット本体部分が
封合をし得るかどうかであり、かつ外装を使用する場合
には外装を取付けてそれにより効果的な封合をし得るか
どうかということである。ボア間のガスケットの幅が減
少するにつれて、ガスケット本体は脆さを増してくる。

それ故それは全体が壊れるか又はそれが典型的な積層ガ
スケット本体であるならばそれは層剥離しかつそれによ
りそれが意図した封合作用を無効にする。

それ故、改良された封合能力を有するヘッドガスケット
、特にシリンダボアが近接している機関用のガスケット
が所望されている。

問題点を解決するための手段及び作用及び効果本発明に
よれば、内燃機関用の改良されたヘッドガスケット組立
体が提供される。

ヘッドガスケット組立体は機関ブ［Ｊツク中の少なくと
も二つのコンプリメンタリ−シリンダボアと封合連通す
る全体的に平坦な主ガスケット本体を右−４る。

ガスケット本体は少なくとも一対の隣接した燃焼開口を
画成Ｊる。ガスケット本体は−・対の燃焼開口の間に細
長い隣接区域を画成しており、そこにはガスケツ１一本
体の材料がない。外装が燃焼開口のために設けられてお
りかつ隣接区域に橋部によって連結された一対の外装部
分を右する。外装部分はそれぞれが上部脚及び下部脚を
有して燃焼開口の周囲を封合するだめの断面Ｕ字形状の
環状体を画成している。

ワイヤが各外装部分に配置されている。ワイヤは隣接区
域において互いに近接して位置しでいる。

圧縮前に、ワイヤはガスケット本体の厚さより少なくと
も１０〜２０％だけ厚い厚さを有する。ワイヤリングは
圧縮前に隣接区域において互いに離隔されている。圧縮
後ワイヤリングは互いに封合係合する。

一形態において、外装部分のＦ部脚は隣接区域において
当接関係にある。好ましい形態では、外装部分の下部脚
は隣接区域において重合せ関係にあり、それにより重合
１区域において高い封合応力を発生する。

好ましくは、ワイヤは銅のような＾い熱伝導率を有する
比較的軟質の金属のワイヤである。ワイヤは圧縮前に断
面が全体的に円形であるか、又は幾つかの応用例では楕
円形であり得る。好ましくは、ワイヤは圧縮前に主本体
部分の厚さより実質的に大ぎい厚さ又は直径を有する。

本発明によるガスケットは内燃機関のシリンダボアをよ
り近接させて配置し、燃焼シリンダにおいて及びその周
りにおいて効果的な封合を提供する。

本発明の方法は、ヘッドガスケットを設ける段階と、ガ
スケット本体材料のない一対の燃焼開口の細長い隣接区
域を形成する段階と、燃焼開口のための外装を設ける段
階とを有し、外装は隣接区域に橋部を有する。ガスケッ
ト本体の厚さより厚い厚さのワイヤを外装に設ける。ワ
イヤは隣接区域において互いに近接しである。組立てら
れたガスケット組立体、及び特にワイヤは次に予圧縮さ
れてワイヤを変形し、隣接区域において互いに封合係合
させる。

本発明の別の目的、特徴及び利点は以下の説明及び図面
から明らかになろう。

実施例 最初に第１図から第５図を参照すると、本発明のヘッド
ガスケット組立体１０が、複数個の燃焼開口１６、適当
な油、水及びボルトの開口１５を画成する全体的に平坦
な主ガスケット本体１２と、燃焼開口１６のための外装
部４とを有するように示されている。第１図において、
三つの燃焼開口１６を有するヘッドガスケット組立体が
典型的にはＶ−６機関の一側部の第９図に示すシリンダ
ボアＣ及びヘッドＨを有する機関ブロックＢと封合連通
するように示されている。このため、ヘッドガスケット
組立体外装置４は好ましくは三つの燃焼開口と協働する
ように形成されることができる。

少なくとも一対のシリンダボアが互いに近接している多
シリンダ機関が本発明から利益を得ることは明らかであ
る。

第１図及び第２図に最良に示されているように、外装部
４は三つの円形外装部分１８を有する。各外装部分１８
は橋部２０中の次の隣接外装部分に隣接する区域中に合
併している。橋部２０は外装部分を連結して外装部４を
有する単一列の外装部分１８を形成する。

主本体１２との組立の前に、外装部分１８のそれぞれは
橋部２０及び外装部分の上部脚２４から全体的に垂直に
離れるように延びる下部脚２２を画成している（第企図
参照）。その状態にある時に、外装部分はワイヤ２６を
受入れるようになっており、該ワイヤは隣接区域３４に
おいて互いに近接して離隔されている。望ましくは、ワ
イヤ２６は円形断面を有するが、楕円形のような他の形
状めものが同様に使用され得る。組立られた外装部分及
びワイヤはガスケット本体１２と並置されるようになっ
ており、それに続いて下部脚２２は屈曲されて燃焼り０
１６０周りにＵ字形状の環状体を画成し、それにより第
５図によって全体的に示されたように外装部４を主本体
１２に固定して一体にされたヘッドガスケット組立体１
０を形成する。図示した実施例では、燃焼開口１６は全
体的に円形である。それとして開口の周囲を囲んで封合
する外装部分１８も全体的に円形である。

主ガスケツ］・本体１２は典型的には無孔の金属コア３
０及び一対の表面シート３２のような積層体を有するこ
とができる。表面シート３２は繊維強化複合材でありか
つコア３０に対して積層されている。最も一般的でしば
しば使用される表面材は石綿又はガラス繊維を含みかつ
ニトリル、ネオプレン又はポリアクリル酸エラストマー
を使用して自己維持表面材を形成している。図示した実
施例では、表面材は約０．３８１＃ｌＩｌ＋（約０．０
１５インチ）の厚さを有し得るが、勿論これは適用例に
よって変更し得る。表面シート３２は全体的に油及び冷
媒による品質低下に抵抗し、トルクを保持し、押出しを
最小限にし、かつ熱抵抗を示す。

主ガスケット本体１２はスタンプ機械、ポンチプレス又
はその他の適当な形式の装置によるなどしてダイス切断
され又は板ぬぎされて三つの燃焼開口、ボルト穴１５及
び油及び水通路１５のような複数個の流体流れ通路を形
成する。第１図に示した形状を有する典型的なガスケッ
ト組立体本体は約１．０９２ｓ（約０．０４３インチ）
の厚さを有する。その他の形状及び厚さのものがガスケ
ット組立体を使用する機関の形状及び要件に依存して使
用され得る。

特に第２図及び第３図から、主ガスケット本体が対のシ
リンダボアＣの隣接区域において切取られた小さい部分
を有することは明らかである。この狭く細長い隣接区域
３４に本体材料がないことは近接の燃焼開口１６を封合
するガスケット組立体１０を効果的にかつ堅実に製作す
ることを明らかに可能にする。

ワイヤ２６は外装ヘッドガスケットで使用される典型的
なワイヤと比較して実質的に大きい寸法を有する。実際
に、圧縮前に外装部４は初めには外装ヘッドガスケット
の典型的な外装と比較して実質的に大きい寸法を有して
いる。これに関しては従来の技術を示す第８図及び第８
Ａ図が教示している。

第８図に、第１図と同じ環境で使用される典型的な自動
車のヘッドガスケットが第３図の位置において図示され
ている。そこに示されているように、ワイレはなくかつ
主ガスケツ１へ本体１２Ａは近接した燃焼開口１６Ａの
隣接区域を横切って連続している。隣接区域３４Ａを幅
が減少すると、そこにおいて本体１２Ａは層剥離しよう
とし又は割れようとする。これは許容し得る最小間隔を
制限しかつまたいつでも割れ＠フ主ガスケット本体を作
ることになる。また、第８図に示したＪ：うに、外装部
４Ａは主本体１２Ａを密接して把持し、隣接区域３４Ａ
において主本体１２Ａは初めに第８図に示したようにガ
スケットとほぼ同じ厚さを右しかつ全体の１ガスケツ１
−原体１２Ａと実質的に同じ厚さをｈりる。

第８Ａ図に、外装及びワイヤリングを使用する１１１！
的な従来の技術のガスケット組立体が図示されている。

イこでは外装部８Ｂは燃焼開口１６Ｂの周囲を把持する
ワイヤ２６Ｂを収めている。外装及びワイヤの最終厚さ
は主ガスケット本体１２Ｂの厚さより僅かに大きく、ワ
イヤリング２６Ｂの直径は最初は主本体１２Ｂの厚さだ
けにすぎず、かつ好ましくはそれより小さい。

このような従来の技術と対照的に、いくつかのことが明
らかである。第一に、隣接区域３４は第２図及び第３図
に示したように隣接の燃焼開口１６６間に開いた空間を
残すように主ガスケット本体１２から意図的に切取られ
ている。次に、橋部２０の区域及び隣接区域３４におい
て外装は突合せ溶接され得る一対の環状ワイヤ２６を収
めており、該ワイヤは燃焼開口１６のそれぞれに対して
一つある。加えて、ワイヤ２６は実質的に大きい寸法に
形成されており、すなわち、好ましくは少な（とも１０
〜２０％だけ、主ガスケット本体の厚さより実質的に大
きい厚さを有する。更に、第５図に示したように、ワイ
ヤは主ガスケット本体よりはるかに大ぎい厚さを有し、
この場合に隣接区域及び橋部の並びにその他の８域にお
いて外装置４の脚２２及び２４の少なくとも−っが主本
体１２から幾分離れている。

ガスケットの組立に続いて、それは好ましくは第３図及
びＭ５図に示した状態から第４図に示した状態へ予圧縮
される。すなわち、ワイヤは第４図によって典型化され
た関係をとるように変形され、それによりワイヤを隣接
区域において互いに封合係合するように変形する。ガス
ケット組立体の予圧縮は起こり得るボルトのトルク損失
を減少する作用をし、それにより長期間耐久性ある封合
を提供するガスケットを製作する。

このように形成されたガスケット組立体がその後ヘッド
Ｈ及びブロックＢの間に配置されかつトルクを受けると
、予圧縮されたガスケット組立体１０は更に圧縮されか
つワイヤ２６は更に変形されてワイヤの形状を第４図に
示したように更に変える。それ故、ワイヤは適１ａの展
性を持つべきであり、かつこのために銅のワイヤ等のよ
うなワイヤが好ましいことは理解されよう。更に、熱伝
導率をも有する銅のような比較的軟質の金属の軟質ワイ
ヤが好ましく、このようなワイヤは燃焼開口から外方へ
消散されるべき熱を伝達する作用をし、それにより使用
中に主ガスケツＩ一本体１２に対する熱損傷の可能性を
最小限にする。

銅のような展性あるワイヤが通常耐火リングの効果的な
ワイヤとして使用されないことは理解されよう。軟質の
銅ワイヤが隣接区域３４中に保持されているので、それ
は隣接区域においで高く効果的な耐火リングを作るため
に協働するように作用する。

最も望ましくは、ワイヤ２６は第４図に示したように特
に隣接区域３４においてそれらの間に封合接触又は係合
を形成するように変形される。そのようにして、隣接区
域３４に主ガスケット本体１２がないにもかかわらず、
各燃焼開口に対して隣接区域に効果的な封合が形成され
、加えて各燃焼開口全体の周りに効果的な封合を形成づ
゛る。

第１図〜第５図の実施例において隣接区域３４に外装の
幅を横切って全体的に一様な封合負荷分布があることは
明らかである。特に隣接区域３４の中央部分において、
単位負荷応力を増すことは若干の状況下においては望ま
しく、かつ第６図及び第７図はそれを行う実施例を示し
ている。

次に、第６図及び第７図を声照すると、外装置１４は一
対の燃焼開口の隣接区域１３４に連結橋部分１２０を設
けている。各燃焼間口のためのワイヤ１２６が設けられ
ている。横部分１２０の区域に入込んでいる上部脚１２
４は一対の下部脚１２２を形成しており、下部−は第３
図及び第４図の隣接区域３４における場合のような突合
せ関係の代わりに重合せ関係になっている。第６図及び
第７図の実施例を採用するガスケット組立体が最゛初に
組立てられた第６図の位置から第７図の位置へ圧縮され
て変形され圧縮□されたワイヤリング１２６を形成する
と、大きい封合応力が重合せ関係の中央部ＭＳに発生し
、それにより主ガスケット本体がない隣接区域に増大さ
れた封合を形成する。

本発明によるガスケットは最大ボア寸法が望よれる傾向
のある競争用１１１１１［ｆに特に有用である。しかし
ながら、このガスケットはでの他の環境Ｆにおいても同
様にｈ川である。

積層型のガスケットが使用されかつガスケットが平らな
外装又はワイヤリングヘッドガスケットを採用して外装
の重合せ、隣接の外装間の隙間がワイヤおよび背後の隙
間のための空間を形成しかつ燃焼開口間の狭いランド区
域の部分の割れを防止するときには、最小５．３３ｍ　
（０，２１インチ）が隣接の燃焼開口の間に必要である
ことは判明されてしζる。本設計のガスケットにより、
空間は約３　、５５ｇｇ　（０’、　１’４インチ）に
小ざくすることができ、ボア直径を１．７７履（０゜０
フインチ）大きくすることができる。

□　　使用されるワイヤは本体の厚さより大きい直径１
．３２０　（０，０５２インチ）の銅であり得る。

これは、図示しかつ上記した構造において、燃焼開口の
１ｍに起こる圧縮力に抵抗するに充分強い燃焼封合を提
供する。

例示した実施例では、隣接区域において二つのワイヤの
組合Ｕた断面積は最小の計棹圧縮厚さにおける推定外装
形状の断面積より３０％大きい。

これは各外装の内側の間の間隙をほぼ完全に満たし、隣
接区域におけるガスケット本体の部分の除去によって生
じた空隙中へ過剰の材料を押込むことを保証する。隣接
区域に重合せ外装を使用する場合に、圧縮応力を助各ノ
で大きい中位封合応力を生じさせのみならず、ワイヤを
より完全に覆うようにしようとする。

開示した実施例の変更が本発明の精神及び範囲から逸脱
せずになし得ることは当業者に明らかであろう。従って
、本発明は特許請求の範囲によって必要とされ得ること
を除いて図示及び上記の実施例に限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヘッドガスケットの平面図であり
、第２図は一部破断にした第１図の拡大破断図であって
、一対の隣接する燃焼Ｆｉｔ　Ｅｌを示しており、第３
図は第１図の線３−３にほぼ沿った断面図であり、第４
図は圧縮後の第３図と同様な断面図であり、第５図は第
２図の線５−５にほぼ沿った断面図であり、第６図は第
１図の線３−３で示した位置と同じ位置において切った
別の実施例の断面図であり、第７図は圧縮後の第６図と
同様な断面図であり、第８図は第１図の線３−３の位置
とほぼ同じ位置で切った従来の技術のヘッドガスケット
構造の断面図であり、第８Ａ図はワイヤを利用する典型
的な従来の技術の外装の断面図であり、第９図は第１図
のガスケットを使用し得る機関組立体の概略側面図であ
る。 １０・・・・・・ヘッドガスフット組立体、１２・・・
・・・主ガスケット本体、 １４・・・・・・外装、１６・・・・・・燃焼開口、１
８・・・・・・外装部分、２０・・・・・・橋部、２２
・・・・・・下部脚、２４・・・・・・上部脚、２６・
・・・・・ワイヤ、３４・・・・・・隣接区域、１１４
・・・・・・外装、１２０・・・・・・橋部弁、１２２
・・・・・・・・・・・・下部脚、１２４・・・・・・
十部脚、１２６・・・・・・ワイヤリング、１３４・・
・・・・隣接区域。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドガスケット組立体において、 機関ブロック中の少なくとも二つのシリンダボアに封合
   連通しかつ少なくとも一対の隣接した燃焼開口を画成す
   る全体的に平坦な主ガスケット本体と、 前記ガスケット本体がガスケット本体材料がない前記対
   の燃焼開口の細長い隣接区域を画成することと、 前記隣接区域において橋部によつて連結されかつ前記燃
   焼開口の周囲の封合のため断面Ｕ字形状環状体を画成す
   る上部脚及び下部脚を含む一対の外装部分を有する前記
   燃焼開口のための外装と、前記外装部分のそれぞれに配
   置されかつ前記隣接区域において互いに近接して置かれ
   かつ圧縮前に前記ガスケット本体の厚さより大きい厚さ
   を有するワイヤと、 を有することを特徴とするヘッドガスケット組立体。
2. （２）特許請求の範囲第１項によるヘッドガスケット組
   立体において、前記ワイヤリングが圧縮前に前記隣接区
   域において互いに離隔されておりかつ圧縮後に互いに封
   合係合することを特徴とするヘッドガスケット組立体。
3. （３）特許請求の範囲第１項によるヘッドガスケット組
   立体において、前記外装部分の前記下部脚が前記隣接区
   域において突合せ関係にあることを特徴とするヘッドガ
   スケット組立体。
4. （４）特許請求の範囲第１項によるヘッドガスケット組
   立体において、前記外装部分の前記下部脚が前記隣接区
   域において重合せ関係にあり、それにより前記重合せ関
   係の区域に高い封合応力を生じることを特徴とするヘッ
   ドガスケット組立体。
5. （５）特許請求の範囲第１項によるヘッドガスケット組
   立体において、前記ワイヤが高い熱伝導率を有する比較
   的軟質の金属であることを特徴とするヘッドガスケット
   組立体。
6. （６）特許請求の範囲第５項によるヘッドガスケット組
   立体において、前記ワイヤが銅であることを特徴とする
   ヘッドガスケット組立体。
7. （７）特許請求の範囲１項によるヘッドガスケット組立
   体において、前記ワイヤが圧縮前に全体的に円形断面を
   有することを特徴とするヘッドガスケット組立体。
8. （８）特許請求の範囲１項によるヘッドガスケット組立
   体において、圧縮前の前記ワイヤの前記厚さが前記主本
   体部分の厚さより実質的に大きいことを特徴とするヘッ
   ドガスケット組立体。
9. （９）特許請求の範囲第２項によるヘッドガスケット組
   立体において、ワイヤが高い熱伝導率を有する比較的軟
   質の金属でありかつワイヤの厚さが圧縮前に前記主ガス
   ケット本体の厚さより実質的に大きく、かつ前記脚が前
   記燃焼開口の周囲縁に重合って前記ワイヤの圧縮後に前
   記外装部分を前記主本体部分に対して封合することを特
   徴とするヘッドガスケット組立体。
10. （１０）自動車のヘッドガスケット組立体を製作する方
    法において、 機関ブロック中の少なくとも二つのシリンダボアに封合
    連通しかつ少なくとも一対の隣接する燃焼開口を画成す
    る全体的に平坦な主ガスケット本体を設ける段階と、 ガスケット本体材料がない前記対の燃焼開口の細長い隣
    接区域を形成する段階と、 前記隣接区域において橋部によって連結されかつ前記燃
    焼開口の周囲の封合のため断面Ｕ字形状の環状体を画成
    する上部脚及び下部脚を含む一対の外装部分と、前記外
    装部分のそれぞれに配置されかつ前記隣接区域において
    互いに近接して置かれかつ前記ガスケット本体の厚さよ
    り大きい厚さを有するワイヤとを有する前記燃焼開口の
    ための外装を設ける段階と、 次に前記外装及び前記ワイヤを予圧縮して前記隣接区域
    において前記ワイヤを互いに封合係合させるように変形
    する段階と、 を有することを特徴とする自動車のヘッドガスケット組
    立体の製作方法。
11. （１１）特許請求の範囲１０項の方法において、前記隣
    接区域において前記外装部分の下部脚を突合せて前記ワ
    イヤを前記隣接区域において囲む段階を有することを特
    徴とする方法。
12. （１２）特許請求の範囲第１０項の方法において、前記
    隣接区域において前記外装の前記下部脚を重合せ、それ
    により前記重合せ関係の区域に高い封合応力を生じさせ
    る段階を有することを特徴とする方法。
13. （１３）特許請求の範囲第１０項の方法において、予圧
    縮前に前記主本体部分の厚さより実質的に大きい厚さを
    有するワイヤを設ける段階を有することを特徴とする方
    法。