JP2005195139A

JP2005195139A - シリンダヘッドガスケット

Info

Publication number: JP2005195139A
Application number: JP2004004088A
Authority: JP
Inventors: Tsunekazu Udagawa; 恒和宇田川; Yuichi Kinoshita; 裕一木下
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21
Also published as: US20050151327A1; US7137631B2; EP1553334B1; DE602004003781D1; KR100700109B1; KR20050073539A; DE602004003781T2; EP1553334A1

Abstract

【課題】小型化及び低剛性化したエンジンのシリンダボア用穴間におけるガス漏れに対して十分に対応できるシリンダヘッドガスケットを提供する。
【解決手段】一枚又は複数枚の金属基板からなるシリンダヘッドガスケット１であって、前記金属基板の一枚において、シリンダボア用穴２の周囲に内側から順に第１ビード１１と第２ビード１２と第３ビード１３を設けると共に、前記第１ビード１１を各シリンダボア用穴２を一周して設け、前記第２ビード１２を隣接するシリンダボア用穴２の間の領域Ａでは一本のビード１２ｂに合体させて元のビード幅Ｂｂよりビード幅Ｂｃを広く形成し、前記第３ビード１３を隣接するシリンダボア用穴２の間の領域Ａを通過せずに前記シリンダボア用穴２の全部を囲んで設けて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロック等の二つの部材の間に挟持してシールを行うシリンダヘッドガスケットに関するものである。

自動車のエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）の接合面をシールする場合に、金属製のシリンダヘッドガスケットを間に挟持して燃焼ガスや冷却水や潤滑オイル等をシールしている。

このシリンダヘッドガスケットは、エンジンの軽量化および製造コストの低減等の要請から、多数の金属基板を積層した積層タイプから、一枚や二枚の金属基板で形成する単純な構造のシリンダヘッドガスケットに移行して来ており、構成板が一枚や二枚となるため、また、エンジンの軽量化の面から使用可能な材料も制限されてきており、シール手段の種類、個数も制限され、比較的単純化したシール手段を使用せざるを得なくなってきている。

また、最近のエンジンの軽量小型化の結果、エンジンの低剛性化が進み、シリンダヘッドガスケットのシーリングにおいて、シリンダボア周囲で均一なシール面圧を得ることが困難になってきている。即ち、シリンダボア用穴の周囲の構造上の問題からガスケット締め付け時に剛性の弱い部分にシール面圧の不足が生じ、その部分にガス漏れが発生するケースが多く見られるようになってきている。

つまり、エンジン小型化における長手方向の縮小化によりシリンダボア間が狭くなり、シリンダボア間の部分の温度が上昇する傾向にあり、その結果、シリンダヘッドとシリンダブロックが変形し、シリンダボア間の部分でガス漏れが生じるおそれが増大してきている。この漏れたガスが少量でも水穴やオイル穴に侵入すると、水やオイル等の液体中に気体が入り込むことにより水やオイルの循環が阻害され、エンジンの冷却に支障を生じるようになり、エンジントラブルの発生原因となるので、十分な対策が必要である。

そのため、シリンダボア用穴（燃焼室穴）の周囲にビードを設け、このビードを隣接するシリンダボア用穴間で交差及び接合させて、シリンダボア用穴間を直線状部とし、ビードの交差部分におけるシリンダボア用穴側の裾部を、シリンダボア用穴間の直線状部と該直線状部以外のシリンダボア用穴周囲の円弧状部とを滑らかにつなぐ曲線状に形成したメタルガスケットが提案されている（特許文献１参照。）。

この構成により、シリンダボア用穴の幅の小さいエンジン構造に対応してビード交差部における面圧低下を抑止すると共に、ビード交差部分の付近においてビード剛性が極端に変化する部分を無くし、ビード交差部におけるガス漏れの発生を防止している。

しかしながら、この一重ビードの構成では、最近のエンジンの低剛性化やシリンダボア間の温度上昇に対して十分な対応ができなくなる恐れがある。
特開２０００−３５６２６６号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、小型化及び低剛性化したエンジンのシリンダボア用穴間におけるガス漏れに対して十分に対応できるシリンダヘッドガスケットを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係るシリンダヘッドガスケットは、一枚又は複数枚の金属基板からなるシリンダヘッドガスケットであって、前記金属基板の一枚において、シリンダボア用穴の周囲に内側から順に第１ビードと第２ビードと第３ビードを設け、前記第１ビードを各シリンダボア用穴を一周して設け、前記第２ビードを隣接するシリンダボア用穴の間の領域では一本のビードに合体させて元のビード幅よりビード幅を広く形成し、前記第３ビードを隣接するシリンダボア用穴の間の領域を通過せずに前記シリンダボア用穴の全部を囲んで設けて構成する。

また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第３ビードを、前記第１ビードと前記第２ビードのビード幅よりビード幅を広く形成して構成する。

本発明では、第１と第２の二本の主ビードと比較的弱い面圧を発生させる幅広の第３の補助ビードでシリンダボア用穴周りのシールラインを構成し、主ビードをシリンダの内側に配置し、補助ビードを主ビードの外側に配置する。これにより、シリンダボア用穴を中心として三本のシールビードを配置する。

そして、シリンダボア用穴間の領域は幅が狭く、三本のビードをそのまま配置できないので、主ビードの内の第２ビードを合体させて１本の幅広ビードとし、隣接する第１ビードの真ん中に配置し、第３ビードはこの部分を通過させないようにする。

また、シリンダボア用穴間の領域以外の部分においては、第１ビード，第２ビードの主ビードを二本を配置し、その外側に幅広の第３ビードを配置する。この第３ビードは各シリンダボア用穴を連結し、一つのビードで全シリンダボア穴を囲む。

本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、次のような効果を奏することができる。

シリンダボア用穴間の領域では、高いシール面圧を発生させる第１ビードと隣接する第２ビードが合体した比較的低いシール面圧を発生させる幅広ビードとにより、第１ビードで耐圧性を向上させると共に、幅広ビードでシリンダボア内の爆発によるシリンダヘッドの浮上時の追従性を向上させて、適正なシール面圧でシールすることができる。

また、シリンダボア用穴間の領域以外の部分では、シリンダボア用穴に第１ビード、第２ビードの２本のビードと、第２ビードの外側で各シリンダボア用穴全部を囲む第３ビードを配置しているので、第１ビードと第２ビードで高いシール面圧を発生させて耐圧性を向上させることができると共に、第３ビードにより、万一、第１ビード、第２ビードを越えてガスが漏れてきても外に漏れるのを防止することができる。

また、第３ビードを広いビード幅で形成することにより、発生するシール面圧が強くならないように制御でき、また、シリンダボア内の爆発によるシリンダヘッドの浮上時の追従性を向上して撚りシール性能を高めることができる。

次に、図面を参照して本発明に係るシリンダヘッドガスケットの実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明に係る実施の形態のシリンダヘッドガスケット１は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）との間に挟持されるメタルガスケットであって、シリンダボアの高温・高圧の燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の冷却水やオイル等の液体をシールする。

なお、図２〜図４は、模式的な説明図であり、シリンダヘッドガスケット１の板厚やビードや面圧補強板等の寸法及び縦横比を実際のものとは異ならせて、シール部分を誇張して示すことにより、より理解し易いようにしている。

図１〜図４に示すように、本発明のシリンダヘッドガスケット１はステンレス焼鈍材（アニール材）、ステンレス調質材（バネ鋼板）、軟鋼板等の一枚の金属基板１０で構成される。この金属基板１０は、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合わせて製造され、シリンダボア用穴２、冷却水用の水穴３、エンジンオイルの循環のためのオイル穴４、締結ボルト用のボルト穴５等が形成される。

このシール対象穴であるシリンダボア用穴２の周りに、シール手段としてフルビードで形成される第１ビード１１、第２ビード１２、第３ビード１３が設けられ、３重のシールラインを形成する。

この第１ビード１１は、各シリンダボア用穴２を一周して設けられる。また、この第１ビード１１は、耐圧性を向上させることができるように、ビード幅Ｂａを狭く形成して比較的高いシール面圧を発生させる。

第２ビード１２は、第１ビード１１の外周側に設け、隣接するシリンダボア用穴２の間の領域Ａでは一本のビード１２ｂに合体させて元のビード１２ａのビード幅Ｂｂよりビード幅Ｂｃを広く形成する。この領域Ａでは、第２ビード１２を幅広ビード１２ｂとし、発生するシール面圧を比較的低くして、シリンダボア内の爆発によるシリンダヘッドの浮上時に対する追従性を向上させる。また、この領域Ａ以外の部分では、第１ビード１１と略同じで比較的高いシール面圧を発生させるように、第２ビード１２ａではビード幅Ｂｂを狭く形成される。

また、第３ビード１３は、第２ビード１２の外側に設けると共に、隣接するシリンダボア用穴の間の領域Ａを通過せずにシリンダボア用穴２の全部を囲むように設ける。この第３ビード１３の内側には、水穴３やオイル穴４やボルト穴５が含まれないようにする。これにより、万一、シリンダボア用穴２から第１ビード１１、第２ビード１２を越えてガスが漏れてきても、この３重のシールラインの外に漏れるのを防止して、水穴３やオイル穴４への侵入を避けることができる。

また、図４に示すように、この第３ビード１３を、第１ビード１１と第２ビード１２のビード幅Ｂａ，Ｂｂよりビード幅Ｂｄを広く形成する。これにより、発生するシール面圧が高くないように制御でき、また、シリンダボア内の爆発によるシリンダヘッドの浮上時の追従性を向上することができる。

なお、上記では、シリンダボア用穴２の周りの第１ビード１１、第２ビード１２、第３ビード１３を全てフルビードで形成したものとして説明したが、比較的弱いシール面圧でよい場合には第３ビードをハーフビードで形成してもよい。

そして、シリンダボア用穴２の間の領域Ａにおける第１ビード１１と第２ビード１２の相互の高さ関係は、必要とされるシール面圧分布に応じて選択される。第１ビード１１を第２ビード１２よりも高くした時は、内側のシールラインの面圧が外側のシールラインの面圧よりも高くなり、第１ビード１１を第２ビード１２よりも低くした時は、内側のシールラインの面圧が外側のシールラインの面圧よりも低くなる。

また、第３ビード１３と、第１ビード１１，第２ビード１２との相互の高さ関係も、必要とされるシール面圧分布に応じて選択される。第３ビード１３の高さを調整することにより、第１ビード１１，第２ビード１２のシール面圧に対して、外側の第３シールラインの面圧を調整できるので、それぞれのエンジンに対応した最適なシール面圧分布を形成できる。

なお、上記では、一枚の金属基板１０で構成されるシリンダヘッドガスケットについて説明したが、本発明は、二枚以上の金属基板で構成されるシリンダヘッドガスケットにも適用でき、この場合は、シリンダヘッドガスケットを構成する金属基板の一枚が上記の金属基板１０の構成を有して構成され、この金属基板１０に別の金属基板が積層される。

本発明に係る実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。図１の領域Ａの周辺部の拡大図である。図２のＸ−Ｘ断面図である。図２のＹ−Ｙ断面図である。

符号の説明

１シリンダヘッドガスケット
２シリンダボア用穴
１０金属基板
１１第１ビード
１２第２ビード
１２ａ第２ビード（領域Ａ以外）
１２ｂ第２ビード（領域Ａ）
１３第３ビード

Claims

一枚又は複数枚の金属基板からなるシリンダヘッドガスケットであって、前記金属基板の一枚において、シリンダボア用穴の周囲に内側から順に第１ビードと第２ビードと第３ビードを設け、前記第１ビードを各シリンダボア用穴を一周して設け、前記第２ビードを隣接するシリンダボア用穴の間の領域では一本のビードに合体させて元のビード幅よりビード幅を広く形成し、前記第３ビードを隣接するシリンダボア用穴の間の領域を通過せずに前記シリンダボア用穴の全部を囲んで設けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
前記第３ビードを、前記第１ビードと前記第２ビードのビード幅よりビード幅を広く形成したことを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。