WO1998004855A1 - Joint de culasse - Google Patents

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WO1998004855A1
WO1998004855A1 PCT/JP1997/002645 JP9702645W WO9804855A1 WO 1998004855 A1 WO1998004855 A1 WO 1998004855A1 JP 9702645 W JP9702645 W JP 9702645W WO 9804855 A1 WO9804855 A1 WO 9804855A1
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welding
shim ring
gasket
cylinder
cylinder head
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PCT/JP1997/002645
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hirotaka Kakuta
Akio Sato
Kenji Uchida
Kazuya Nakata
Original Assignee
Taiho Kogyo Co., Ltd.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F02F11/002—Arrangements of sealings in combustion engines  involving cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F16J2015/085—Flat gaskets without fold over
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F16J2015/0875—Flat gaskets comprising welds

Definitions

  • the present invention relates to an improvement in an engine cylinder head gasket.
  • a gasket body having a combustion chamber hole drilled in accordance with a cylinder bore, and a shim ring surrounding the combustion chamber hole, and the shim ring is arranged along the circumferential direction thereof.
  • spot welding is performed along the weld line and then welded to the gasket main body (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-230700).
  • the spacing is set so that it can be welded to the gasket main body.However, if the spacing of the above-mentioned spot welding is reduced with the recent increase in engine output, the heat generated during welding will cause the shim ring to be distorted. There were certain limits to reducing the spacing between welds.
  • the present invention provides a cylinder head gasket capable of obtaining a higher welding strength than before without spotting distortion even in spot welding. .
  • the present invention includes a gasket main body having a combustion chamber hole drilled in accordance with a cylinder bore, and a shim ring surrounding the combustion chamber hole, wherein the shim ring extends along the circumferential direction thereof. Bottom welding along the welding line and welding to the gasket body The cylinder head gasket
  • the range of welding density and the range of low welding density are formed in the circumferential direction of the shim ring by differentiating the bits of the above-mentioned spot welding.
  • the spot pitch is set to a large bit just before heat distortion occurs in the shim ring when spot welding is performed on the entire circumference of the shim ring at this welding pitch. be able to.
  • the welding pitch in the range where the welding density is high should be set to a small pitch such that when the welding is performed at the welding pitch over the entire circumference of the shim ring, heat distortion occurs in the shim ring. Can be.
  • the welding pitch in the high welding density range is set to a small pitch that causes thermal distortion in the shim ring, and the welding pitch in the low welding density range is just before thermal distortion occurs in the shim ring. Even if the pitch is set to a large value, distortion of the shim ring due to heat can be prevented. It is clear that shim rings welded with such a welding bit can obtain higher welding strength than those obtained by spot welding with a large pitch over the entire circumference.
  • FIG. 1 is a plan view of a cylinder head showing one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an enlarged view of the left end of Figure 1
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a state of spot welding in a range where the welding density is high.
  • a cylinder head gasket 1 is a relatively thick metal gasket.
  • the gasket main body 2 is provided with six combustion chamber holes 2A to 2F at regular intervals in a straight line according to the position of the cylinder bore on the cylinder head (not shown). Has been drilled.
  • Bolt holes 3 are formed in a plurality of locations around the combustion chamber holes 2A to 2F in the gasket main body 2 for inserting a fastening bolt for connecting a cylinder head (not shown) to the cylinder block. I have.
  • gasket main body 2 does not necessarily need to be formed of one plate material, and may be formed by laminating a plurality of plate materials.
  • a bead portion 4 is formed so as to protrude upward so as to surround them.
  • the top of the bead part 4 is made to elastically contact the cylinder block.
  • shim rings 5 surrounding the combustion chamber holes 2A to 2F are arranged inside the bead portion 4, respectively. Laser spot welding is performed on the gasket main body 2 along the welding lines 5a and 5b along the directions.
  • each shim ring 5 surrounding the combustion chamber holes 2B, 2C, 2E, and 2F between the combustion chamber holes 2A and 2F at both ends is concentric with each other along the circumferential direction.
  • Spot welding is performed at a constant large pitch along each of the two welding lines 5a and 5b, for example, at a pitch of 0.4 mm.
  • the pitch of 0.4 mm is a pitch at which the shim ring 5 does not generate distortion due to heat during welding.
  • the shim rings 5 surrounding the outer combustion chamber holes 2A and 2F are spot welded to the inner welding line 5a with the large 0.4 mm bite as shown in FIG. .
  • spot welding was carried out with the above-mentioned 0.4 mm large bite.
  • the above 0.3 mm pitch is such a bit that when the entire circumference of the shim ring 5 is spot-welded at this pitch, the shim ring 5 may be distorted by the heat during welding.
  • the relative slip between the cylinder head and the shim ring 5 is large at both ends in the longitudinal direction and small at the center side. Also, in each shim ring 5 on the side, the relative slip between the exhaust manifold side part of the shim ring 5 and the cylinder head is larger than the other parts, and the At the center with the bolt hole 3 formed on the outside (the end of the in-line 6-cylinder engine), the relative slip is also large.
  • the first welding density range H> is set over a range of about 70 degrees from the center of the exhaust manifold to the engine end side
  • the second welding density high range H 2 of the is set over a range from the center of Ekizo Ichisu Tomah two hold about 7 0 ° E down gin center side.
  • the high welding density ranges H 1, H 2 are connected to each other, and a total of about 140 ° is provided from the center of the exhaust manifold to both sides of the engine end and the center. Is set over the range.
  • the third range H 3 of high welding density is set over a range of approximately 70 degrees from the approximate center of the intake manifold to the end of the engine.
  • the pitch of 0.3 mm is, as described above, such that when the entire circumference of the shim ring 5 is spot-welded at this pitch, distortion occurs in the shim ring 5 due to heat during welding.
  • spot welding is not performed on the entire circumference of the shim ring 5 at a pitch of 0.3 mm, and only in the range of 120 degrees and 30 degrees apart from each other as in the above embodiment.
  • Spot welding and the other parts are spot-welded with a large bit of 0.4 mm to prevent the shim ring 5 from being distorted by heat during welding. Can be stopped.
  • the welding strength can be increased compared to the conventional device that performs spot welding on the entire circumference of the shim ring 5 at a pitch of 0.4 mm.
  • the pitch of 0.4 mm or 0.3 mm described above is merely an example, and it is a matter of course that the pitch differs depending on the material and the thickness of the shim ring 5. Then, depending on the pitch and the size of the welding nugget, adjacent welding nuggets may overlap.
  • the invention is not limited to this, and the welding density of the inner welding line 5a may be increased, The welding density of the welding lines 5a and 5b may be increased. Alternatively, the weld line may be single.
  • the high welding density ranges H 1, H 2 , and H 3 are arranged in descending order of necessity, and the low necessity range H 3 may be omitted. In this case, instead of omitting the lowest range H, it is possible to omit the second range H.
  • the present invention is applied to the shim ring 5 surrounding the combustion chamber holes 2A and 2F at both ends.
  • the present invention is not limited to this.
  • two combustion chamber holes on both sides are provided.
  • the present invention may be applied to each shim ring 5 surrounding 2 A, 2 B and 2 E, 2 F, or the present invention may be applied to all shim rings 5.
  • these variations are not limited to in-line six-cylinder engines. Industrial applicability
  • the welding strength can be increased and the reliability of the gasket can be increased.

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Description

明 糸田 シリンダへッ ドガスケ 'ソ 卜 技術分野
本発明は、 エンジンのシリ ンダへッ ドガスケッ 卜の改良に関する。 背景技術
従来、 シリンダヘッ ドガスケッ トとして、 シリ ンダボアに合わせて穿設した燃 焼室孔を有するガスケッ 卜本体と、 上記燃焼室孔を囲繞するシムリ ングとを備え 、 上記シムリ ングを、 その円周方向に沿った溶接線に沿ってスポッ ト溶接してガ スケッ 卜本体に溶接したものが知られている （特開平 7— 2 9 3 7 0 0号公報） 上記スボッ 卜溶接の間隔は、 シムリングを強固にガスケッ 卜本体に溶接し得る 間隔に設定されているが、 近年のエンジンの高出力化に伴って上記スボッ 卜溶接 の間隔を狭めると、 その溶接時の熱によりシムリングの歪が生じるため、 スポッ ト溶接の間隔を狭めることには一定の限界があった。
その結果、 スポッ 卜溶接では高出力エンジンに対しては必要な溶接強度を得る ことができないという問題が生じてきた。 発明の開示
本発明はそのような事情に鑑み、 スポッ ト溶接であっても、 シムリ ングの歪を 伴うことなく従来よりも高い溶接強度を得ることができるシリ ンダへッ ドガスケ ッ トを提供するものである。
すなわち本発明は、 シリ ンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔を有するガスケ ッ 卜本体と、 上記燃焼室孔を囲綾するシムリ ングとを備え、 上記シムリ ングを、 その円周方向に沿った溶接線に沿ってスボッ ト溶接してガスケッ 卜本体に溶接し たシリンダへッ ドガスケッ 卜において、
上記スボッ ト溶接のビッチを異ならせて、 上記シムリ ングの円周方向に溶接密 度の髙ぃ範囲と溶接密度の低い範囲を形成したものである。 上記構成によれば、 上記溶接密度の低い範囲における溶接ビツチにおいては、 この溶接ピッチでシムリングの全周にスポッ 卜溶接を行なった際にシムリングに 熱による歪が発生する寸前の大ビツチに設定することができる。
他方、 上記溶接密度の高い範囲における溶接ピッチは、 この溶接ピッチでシム リ ングの全周にスボヅ 卜溶接を行なった場合にはシムリ ングに熱による歪が発生 するような小ピツチに設定することができる。
つまり、 溶接密度の高い範囲における溶接ピツチをシムリ ングに熱による歪が 発生するような小ピッチに設定し、 かつ、 溶接密度の低い範囲における溶接ピッ チをシム リングに熱による歪が発生する寸前の大ピッチに設定しても、 熱による シムリングの歪を防止することができる。 そしてこのような溶接ビツチで溶接を 行なったシムリングは、 全周を大ピッチでスボッ 卜溶接を行なった場合よりも高 い溶接強度を得ることができることは明らかである。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の一実施例を示すシリンダへッ ドの平面図、
図 2は図 1の左側端部の拡大図、
図 3は溶接密度の高い範囲におけるスボッ 卜溶接の状態を示す拡大図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を直列 6気筒エンジン用のシリンダへッ ドガスケッ 卜に適用した 実施例について説明する。
図 1 において、 シリ ンダヘッ ドガスケッ ト 1は、 比較的厚い金属製のガスケッ 卜本体 2を備えており、 このガスケッ 卜本体 2は図示しないシリ ンダへッ ド側の シリ ンダボアの位置に合わせて、 一直線上の位置に 6つの燃焼室孔 2 A〜 2 Fを 等間隔で穿設している。
上記ガスケッ 卜本体 2における燃焼室孔 2 A ~ 2 Fの周囲複数箇所には、 図示 しないシリ ンダへッ ドとシリンダプロックとを連結する締結ボル卜を挿通させる ためのボルト孔 3を形成している。
なお、 上記ガスケッ 卜本体 2は必ずしも 1枚の板材から構成する必要はなく、 複数の板材を積層して形成してもよい。
図 2に拡大して示すように、 ガスケッ 卜本体 2の燃焼室孔 2 A〜 2 Fの周囲に は、 それらを囲繞してビ一ド部 4を上方にむけて突出形成してあり、 該ビ一ド部 4の頂部をシリ ンダブロックに弾接させるようにしている。 また、 上記ガスケッ 卜本体 2の上面には、 上記ビード部 4の内側に上記燃焼室孔 2 A ~ 2 Fを囲むシ ムリング 5をそれぞれ配置してあり、 これら各シムリング 5は、 それらの円周方 向に沿つた溶接線 5 a、 5 bに沿ってガスケッ 卜本体 2にレーザによってスボッ ト溶接するようにしている。
本実施例では、 両端の燃焼室孔 2 A、 2 Fの間の燃焼室孔 2 B、 2 C、 2 E、 2 Fを囲む各シムリング 5については、 その円周方向に沿つた同心上の二つの溶 接線 5 a、 5 bに沿ってそれぞれ一定の大ピッチで、 例えば 0 . 4 m mのピッチ でスボッ 卜溶接してある。 上記 0 . 4 m mのピッチは、 シムリング 5に溶接時の 熱による歪が発生することがないピッチである。
他方、 外側の燃焼室孔 2 A、 2 Fを囲む各シムリング 5は、 図 3に示すように 、 内側の溶接線 5 aについては、 上記 0 . 4 m mの大ビツチでスポッ ト溶接して ある。 これに対し、 外側の溶接線 5 bについては、 各シムリング 5の円周方向の 3か所の範囲 H > 、 H 2 、 H s については小ピッチで、 例えば 0 . 3 m mのピッ チで溶接し、 それ以外の範囲では上記 0 . 4 m mの大ビツチでスポッ ト溶接して ある。 上記 0 . 3 m mのピッチは、 このピッチでシムリ ング 5の全周をスボッ ト 溶接した場合には、 溶接時の熱によってシムリング 5に歪が発生するようなビツ チである。
その結果、 上記外側の燃焼室孔 2 A、 2 Fを囲む各シムリ ング 5については、 その円周方向に溶接密度の高い範囲 H , 、 H 2 、 H とそれ以外の溶接密度の低 い範囲とが形成されることになる。
ところで、 直列型の多気筒エンジンの場合においては、 一般にシリ ンダヘッ ド およびシムリ ング 5との相対すベりが長手方向の両端部で大きく、 また中央側で 小さいことは知られており、 また両端側の各シムリ ング 5においても、 特にシム リ ング 5のェキゾストマ二ホールド側部分とシリンダへッ ドとの相対すベりが他 の部分に比べて大きく、 またイ ンテ一クマ二ホールドとこれよりも外側 （直列 6 気筒エンジンの端部側） に形成したボル卜孔 3との中央部においても、 若千、 相 対すべりが大きく なつている。
そこで本実施例では、 第 1の溶接密度の髙ぃ範囲 H > は、 ェキゾ一ストマニホ ールドの中心からエンジン端部側に約 7 0度の範囲にわたって設定してあり、 ま た第 2の溶接密度の高い範囲 H 2 は、 ェキゾ一ス トマ二ホールドの中心からェン ジン中央側に約 7 0度の範囲にわたって設定してある。 つまり本実施例では、 溶 接密度の高い範囲 H , 、 H は相互に速続しており、 ェキゾ一ストマ二ホールド の中心からェンジン端部側と中央側との両側に合計約 1 4 0度の範囲にわたって 設定されている。
さらにまた、 第 3の溶接密度の高い範囲 H 3 は、 インテークマ二ホールドの略 中心からェンジン端部側に約 7 0度の範囲にわたって設定してある。 上記構成において、 上記 0 . 3 m mのピッチは、 上述したように、 このピッチ でシムリ ング 5の全周をスボッ 卜溶接した場合には、 溶接時の熱によってシムリ ング 5に歪が発生するようなピッチであるが、 0 . 3 m mのピッチでシムリング 5の全周にスポッ 卜溶接を行なわず、 上記実施例のように相互に離れた 1 2 0度 と 3 0度との範囲のみでスポッ ト溶接し、 その他の部分を 0 . 4 m mの大ビツチ でスポッ ト溶接することにより、 シムリ ング 5が溶接時の熱によって歪むのを防 止することができる。
その結果、 0 . 4 m mのピッチでシムリング 5の全周にスポッ ト溶接を行なつ ている従来装置に比較して、 溶接強度を高めることができることは明らかである
なお、 上記 0 . 4 m mとか 0 . 3 m mのピッチは例示であり、 シムリ ング 5の 材質や板厚等によって異なることは勿論である。 そしてピッチと溶接ナゲッ 卜の 大きさにより、 隣接する溶接ナゲッ 卜同士が重なり合ってもよい。
また、 上記実施例では、 外側の溶接線 5 bの溶接密度のみを高く しているが、 これに限定されるものではなく、 内側の溶接線 5 aの溶接密度を高く したり、 内 外の溶接線 5 a 、 5 bの溶接密度を髙く してもよい。 或いは、 溶接線は一重であ つてもよい。
さらに、 上記溶接密度の高い範囲 H , 、 H 2 、 H 3 は、 必要度の高い順番に並 ベてあり、 必要度の低い範囲 H 3 を省略してもよい。 このとき、 最も低い範囲 H を省略する代わりに 2番目の範囲 H を省略することも可能である。
また、 上記実施例では両端の燃焼室孔 2 A、 2 Fを囲むシム リ ング 5に本発明 を適用しているが、 それに限定されるものではなく、 例えば両側のそれぞれ 2つ の燃焼室孔 2 A、 2 Bおよび 2 E、 2 Fを囲む各シムリ ング 5に本発明を適用し てもよく、 或いは全てのシムリング 5に本発明を適用してもよい。 さらにこれら のバリエーショ ンは、 直列 6気筒エンジンに限られないことも勿論である。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によれば、 溶接強度を高めてガスケッ トの信頼性を高め ることができる。

Claims

言青 求 の 範 囲
1 . シリンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔を有するガスケッ ト本体と、 上記 燃焼室孔を囲繞するシムリングとを備え、 上記シムリ ングを、 その円周方向に沿 つた溶接線に沿ってスポッ 卜溶接してガスケッ 卜本体に溶接したシリンダへツ ド ガスケッ 卜において、
上記スボッ 卜溶接のピッチを異ならせて、 上記シムリ ングの円周方向に溶接密 度の高い範囲と溶接密度の低い範囲を形成したことを特徴とするシリ ンダへッ ド ガスケッ 卜。
2 . 上記溶接線は同心円の二重の溶接線からなっており、 少なく ともいずれか一 方の溶接線におけるスボッ ト溶接のピッチを異ならせて、 上記シムリングの円周 方向に溶接密度の高い範囲と溶接密度の低い範囲とが形成されていることを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載のシリンダへッ ドガスケツ ト。
3 . 上記シムリ ングは、 シリンダヘッ ドの熱収縮の大きい部分に相当する範囲が 高い溶接密度で溶接されており、 それ以外の範囲は低い溶接密度で溶接されてい ることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のシリ ンダへッ ドガスケ 、ン 卜 。
4 . 上記熱収縮の大きい部分が、 ェキゾストマ二ホールドに隣接する部分である ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載のシリンダへッ ドガスケッ 卜。
5 . 上記ェキゾストマ二ホールドに隣接する部分の範囲が、 ェキゾストマニホ一 ルドの略中心からエンジン端部側に約 7 0度の範囲であることを特徴とする請求 の範囲第 4項に記載のシリンダへッ ドガスケッ 卜。
6 . 上記ェキゾストマ二ホールドに隣接する部分の範囲が、 ェキゾス トマ二ホー ルドの略中心からエンジン中央側に約 7 0度の範囲であることを特徴とする請求 の範囲第 5項に記載のシリンダへッ ドガスケヅ 卜。
7 . 上記熱収縮の大きい部分が、 インテ一クマ二ホールドに隣接する部分である ことを特徴とする請求の範囲第 3項ないし第 6項のいずれかに記載のシリンダへ
'ソ 卜'ガスケヅ 卜。
8 . 上記インテークマ二ホールドに隣接する部分の範囲が、 イ ンテ一クマ二ホー ルドの略中心からエンジン端部側に約 7 0度の範囲であることを特徴とする請求 の範囲第 7項に記載のシリ ンダへッ ドガスケッ ト。
PCT/JP1997/002645 1996-07-31 1997-07-30 Joint de culasse WO1998004855A1 (fr)

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JP8217821A JPH1047486A (ja) 1996-07-31 1996-07-31 シリンダヘッドガスケット
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PCT/JP1997/002645 WO1998004855A1 (fr) 1996-07-31 1997-07-30 Joint de culasse

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EP (1) EP0860635B1 (ja)
JP (1) JPH1047486A (ja)
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