JP2009127586A - Head gasket and multiple cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に介設されるヘッドガスケット、及びそうしたヘッドガスケットを備える多気筒内燃機関に関する。 The present invention relates to a head gasket interposed between a cylinder head and a cylinder block, and a multi-cylinder internal combustion engine including such a head gasket.
車載等の多気筒内燃機関では、そのシリンダブロックとシリンダヘッドとをヘッドガスケットを挟み込んで締結することで、燃焼ガスや冷却水、潤滑油の漏れを防止するようにしている。近年、多くの車載内燃機関では、ヘッドガスケットとして、金属板により形成されたメタルヘッドガスケットが採用されている。 In a multi-cylinder internal combustion engine such as a vehicle, the cylinder block and the cylinder head are fastened with a head gasket sandwiched between them, thereby preventing leakage of combustion gas, cooling water, and lubricating oil. In recent years, in many in-vehicle internal combustion engines, a metal head gasket formed of a metal plate is employed as a head gasket.
さて、こうしたヘッドガスケットには、シリンダブロックに形成されたシリンダボアとシリンダヘッド底面に形成された燃焼室頂面とを連通する、気筒数分のボア穴が形成されている。またヘッドガッスケットには、シリンダブロック及びシリンダヘッドにそれぞれ形成された水路や油路を連通させるための多数の水穴、油穴が形成されてもいる。こうした水穴は、特許文献1に見られるように、ヘッドガスケットの隣接するボア穴の間の部分に形成されることもある。
ところで、図5に示すように、ヘッドガスケット50の組付位置の公差によって、そのボア穴51の間に形成された水穴52の位置が、シリンダブロック頂面の水路の開口部53の形成位置からずれてしまうと、ヘッドガスケット50が開口部53の一部を塞いでしまい、冷却水の流れを妨げてしまうようになる。こうしたヘッドガスケット50の組付公差が大のときの水路の部分閉塞を抑制するための対策としては、図6に示すように、シリンダブロック頂面の水路の開口部53よりも、ヘッドガスケット50の水穴52を全体的に拡張して形成することが考えられる。このようにすれば、ヘッドガスケット50の組付位置が多少ずれたところで、開口部53が部分的に塞がれないようにはなる。ところが、こうして水穴52の穴径を全体的に拡大してしまえば、ボア穴51と水穴52との間の部分におけるヘッドガスケット50の幅Wがその分狭くなり、ヘッドガスケット50のボア穴間強度は低下してしまうようになる。
By the way, as shown in FIG. 5, due to the tolerance of the assembly position of the
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、ヘッドガスケットのボア穴間強度の低下を招くことなく、ヘッドガスケットの組付公差が大きいときの水路の部分閉塞を好適に抑制することのできるヘッドガスケット及び多気筒内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and the problem to be solved is that the water channel when the assembly tolerance of the head gasket is large without reducing the strength between the bore holes of the head gasket. It is an object of the present invention to provide a head gasket and a multi-cylinder internal combustion engine that can suitably suppress partial blockage.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明では、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟み込まれるヘッドガスケットであって、複数のボア穴が形成されるとともに、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのそれぞれに形成された水路を互いに連通させる水穴が、隣接する前記ボア穴の間の部分に形成されたヘッドガスケットにおいて、前記水穴は、前記ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ、前記シリンダブロックの頂面に開口する前記水路の開口部に対して拡張されてなることをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In order to solve the above-described problem, in the invention according to
上記構成では、ヘッドガスケットの隣接したボア穴の間の部分に形成される水穴が、シリンダブロックの頂面に開口する水路の開口部に対して、ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ拡張されている。こうして水穴を拡張すれば、ヘッドガスケットの組付位置の公差が大きいときの水路の部分閉塞はある程度に抑制されるようになる。しかも、ここでの水穴の拡張は、ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ行なわれているため、このときのヘッドガスケットのボア穴と水穴との間の部分の幅は、水穴を拡張しない場合と同じ幅に維持されることになる。したがって、上記構成によれば、ヘッドガスケットのボア穴間強度の低下を招くことなく、ヘッドガスケットの組付公差が大きいときの水路の部分閉塞を好適に抑制することができるようになる。 In the above configuration, the water hole formed in the portion between the adjacent bore holes of the head gasket is on the side away from the array center line of the bore holes with respect to the opening portion of the water channel opening on the top surface of the cylinder block. It is extended only for it. If the water hole is expanded in this way, partial blockage of the water channel when the tolerance of the assembly position of the head gasket is large is suppressed to some extent. In addition, since the expansion of the water hole here is performed only on the side away from the arrangement center line of the bore holes, the width of the portion between the bore hole and the water hole of the head gasket at this time is The same width as when the water hole is not expanded will be maintained. Therefore, according to the above configuration, partial blockage of the water channel when the assembly tolerance of the head gasket is large can be suitably suppressed without causing a decrease in the strength between the bore holes of the head gasket.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のヘッドガスケットにおいて、当該ヘッドガスケットは、金属板にて形成されたメタルヘッドガスケットであることをその要旨としている。このように請求項1に記載のヘッドガスケットは、メタルヘッドガスケットとして実施することができる。
The invention according to claim 2 is the gist of the head gasket according to
上記課題を解決するため、請求項3に記載の発明では、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間にヘッドガスケットが挟み込まれた多気筒内燃機関において、複数のボア穴の形成された前記ヘッドガスケットには、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのそれぞれに形成された水路を互いに連通させる水穴がその隣接する前記ボア穴の間の部分に形成されるとともに、前記水穴が、前記ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ、前記シリンダブロックの頂面に開口する前記水路の開口部に対して拡張されてなることをその要旨としている。 In order to solve the above problem, in the invention according to claim 3, in the multi-cylinder internal combustion engine in which the head gasket is sandwiched between the cylinder head and the cylinder block, the head gasket having a plurality of bore holes is provided. A water hole for communicating water passages formed in each of the cylinder head and the cylinder block is formed in a portion between the adjacent bore holes, and the water hole is an array center line of the bore holes. The gist of the present invention is that it is expanded with respect to the opening portion of the water channel that opens to the top surface of the cylinder block only on the side that is separated from the opening.
上記構成では、ヘッドガスケットの隣接したボア穴の間の部分に形成される水穴が、シリンダブロックの頂面に開口する水路の開口部に対して、ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ拡張されている。こうして水穴を拡張すれば、ヘッドガスケットの組付位置の公差が大きいときの水路の部分閉塞はある程度に抑制されるようになる。しかも、ここでの水穴の拡張は、ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ行なわれているため、このときのヘッドガスケットのボア穴と水穴との間の部分の幅は、水穴を拡張しない場合と同じ幅に維持されることになる。したがって、上記構成によれば、ヘッドガスケットのボア穴間強度の低下を招くことなく、ヘッドガスケットの組付公差が大きいときの水路の部分閉塞を好適に抑制することができるようになる。 In the above configuration, the water hole formed in the portion between the adjacent bore holes of the head gasket is on the side away from the array center line of the bore holes with respect to the opening portion of the water channel opening on the top surface of the cylinder block. It is extended only for it. If the water hole is expanded in this way, partial blockage of the water channel when the tolerance of the assembly position of the head gasket is large is suppressed to some extent. In addition, since the expansion of the water hole here is performed only on the side away from the arrangement center line of the bore holes, the width of the portion between the bore hole and the water hole of the head gasket at this time is The same width as when the water hole is not expanded will be maintained. Therefore, according to the above configuration, partial blockage of the water channel when the assembly tolerance of the head gasket is large can be suitably suppressed without causing a decrease in the strength between the bore holes of the head gasket.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の多気筒内燃機関において、前記シリンダブロックの水路は、同シリンダブロックの頂面から下方に向うにつれ、前記ボア穴の配列中心線から離間する側に向うように傾斜して形成されてなることをその要旨としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the multi-cylinder internal combustion engine according to the third aspect, the water passage of the cylinder block is separated from the arrangement center line of the bore holes as it goes downward from the top surface of the cylinder block. Its gist is that it is formed so as to be inclined toward the side.
上記のようにシリンダブロックの水路が傾斜して形成されていると、その水路の開口部近傍の部分の強度が弱くなってしまうようになる。その点、上記のように、ヘッドガスケットの水穴が、シリンダブロック頂面からの水路の延伸方向に拡張されていれば、強度の弱い水路開口部近傍の直上の部分では、シリンダブロック締結のための締め付けによる面圧が直接印加されないようになり、応力が低減されるようになる。 If the water channel of the cylinder block is formed to be inclined as described above, the strength of the portion in the vicinity of the opening of the water channel becomes weak. In that respect, as described above, if the water hole of the head gasket is expanded in the extending direction of the water channel from the top surface of the cylinder block, the cylinder block is fastened at the portion directly above the weak water channel opening. The surface pressure due to tightening is not directly applied, and the stress is reduced.
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の多気筒内燃機関において、前記ヘッドガスケットは、金属板にて形成されたメタルヘッドガスケットであることをその要旨としている。このように請求項3、4に記載の多気筒内燃機関は、メタルヘッドガスケットを採用するものとして実施することができる。 The invention according to claim 5 is the multi-cylinder internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein the head gasket is a metal head gasket formed of a metal plate. As described above, the multi-cylinder internal combustion engine according to claims 3 and 4 can be implemented as a metal head gasket.
以下、本発明のヘッドガスケット及び多気筒内燃機関を具体化した一実施の形態を、図1〜図4を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態の多気筒内燃機関についてヘッドガスケット10が設置された状態のシリンダブロック11の平面構造を部分的に示したものである。本実施の形態では、シリンダヘッド12(図2参照)とシリンダブロック11との間に挟み込まれるヘッドガスケット10として、金属板にて形成されたメタルヘッドガスケットを採用している。そして同図に示すように、そうしたヘッドガスケット10には、多気筒内燃機関のシリンダ数と同数のボア穴13(同図ではそのうちの2つが表示されている)が形成されている。そして隣接するボア穴13の間の部分には、2つの水穴14が形成されている。これらの水穴14は、シリンダヘッド12及びシリンダブロック11のそれぞれに形成された水路を互いに連通させるために設けられたものとなっている。
Hereinafter, an embodiment in which the head gasket and the multi-cylinder internal combustion engine of the present invention are embodied will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 partially shows a planar structure of a
図2は、こうした多気筒内燃機関のヘッドガスケット10近傍の断面構造を示している。同図に示すように、シリンダブロック11には、シリンダボアを囲むように形成されたウォータジャケット15が形成されている。またシリンダブロック11のシリンダボアの間の部分には、このウォータジャケット15をシリンダヘッド12に形成された水路に接続するための2本の水路16が形成されている。この水路16は、ヘッドガスケット10に形成された上記水穴14を介してシリンダヘッド12の水路に連通されている。なお、これらの水路16は、シリンダブロック11の頂面11aから下方に向うにつれ、ボア穴13の配列中心線L(図1参照)から離間する側に向うように傾斜して形成されている。すなわち、同図に示されるように、これら2本の水路16は、下方に向うほど間隔が広がるハの字形に形成されている。
FIG. 2 shows a cross-sectional structure in the vicinity of the
さて図3に示すように、本実施の形態のヘッドガスケット10では、その水穴14は、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に対してのみ、シリンダブロック11の頂面11aに開口する上記水路16の開口部17に対して拡張されている。すなわち、ボア穴13の配列中心線Lに近づく側(内側)では、水穴14の外縁は、開口部17の外縁と一致するように形成されているのに対し、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側(外側)では、水穴14の外縁は、開口部17の外縁よりも外側となるように形成されている。
As shown in FIG. 3, in the
こうして拡張された水穴14では、その輪郭が、上記水路16の開口部17の輪郭よりも大きくなっている。そのため、ヘッドガスケット10が多少ずれて組み付けられたとしても、上述したような水路16の部分閉塞は生じないようになる。しかも、そうした水穴14の拡張は、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に対してのみ行なわれているため、水穴14をその全周囲に対して拡張した場合とは異なり、このときのヘッドガスケット10のボア穴13と水穴14との間の部分の幅は、水穴14を拡張しない場合と同じ幅に維持されることになる。そのため、こうしたヘッドガスケット10では、そのボア穴13間の強度低下を招くことなく、ヘッドガスケット10の組付公差が大きいときの水路16の部分閉塞を好適に抑制することができるようになる。
The contour of the expanded
また、こうしたヘッドガスケット10の採用によっては、次のような副次的な効果が得られるようにもなる。次にこれらの副次的な効果について、図4を参照して説明する。なお図4は、上記水穴14の近傍のシリンダブロック11の頂面11aにおける面圧分布を示している。また同図には、水穴14を拡張しなかったときのシリンダブロック11の頂面11aにおける面圧分布が一点鎖線にて併せ示されてもいる。
Moreover, depending on the use of such a
上記のようにシリンダブロック11の水路16は、傾斜して形成されているため、図4の破線円で示される水路16の開口部17近傍のエッジ部分は、その直上の肉厚が薄く、強度が弱くなってしまっている。その点、上記のように本実施の形態では、ヘッドガスケット10の水穴14が、シリンダブロック11の頂面11aからの水路16の延伸方向に拡張されているため、強度の弱い水路16の開口部17近傍の直上の部分では、シリンダブロック締結のための締め付けによる面圧が直接印加されないようになり、応力が低減されるようになる。
As described above, since the
また上記のように水穴14を拡張すれば、その分、ヘッドガスケット10とシリンダブロック11との接地面積が減少するようになり、水穴14を拡張しなかった場合に比して、ボア間部分の面圧が高まるようにもなる。そのため、上記のようなヘッドガスケット10の採用によっては、ボア間のシール性が向上するようにもなる。
Further, if the
以上説明した本実施の形態のヘッドガスケット及び多気筒内燃機関によれば、次の効果を奏することができる。
(1)本実施の形態では、ヘッドガスケット10の隣接したボア穴13の間の部分に形成される2つの水穴14が、シリンダブロック11の頂面11aに開口する水路16の開口部17に対して、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に対してのみ拡張されている。こうして水穴14を拡張すれば、ヘッドガスケット10の組付位置の公差が大きいときの水路16の部分閉塞はある程度に抑制されるようになる。しかも、ここでの水穴14の拡張は、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に対してのみ行なわれているため、このときのヘッドガスケット10のボア穴13と水穴14との間の部分の幅は、水穴14を拡張しない場合と同じ幅に維持されることになる。したがって、本実施の形態によれば、ヘッドガスケット10のボア穴13間の強度低下を招くことなく、ヘッドガスケット10の組付公差が大きいときの水路16の部分閉塞を好適に抑制することができるようになる。
According to the head gasket and multi-cylinder internal combustion engine of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the two
(2)本実施の形態では、シリンダブロック11の水路16は、同シリンダブロック11の頂面11aから下方に向うにつれ、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に向うように傾斜して形成されている。このようにシリンダブロック11の水路16が傾斜して形成されていると、その水路16の開口部17近傍の部分の強度が弱くなってしまうようになる。その点、上記のようにヘッドガスケット10の水穴14が、シリンダブロック11の頂面11aからの水路16の延伸方向に拡張されていれば、強度の弱い水路16の開口部17近傍の直上の部分では、シリンダブロック11を締結するための締め付けによる面圧が直接印加されないようになり、応力が低減されるようになる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施の形態では、ヘッドガスケット10の水穴14が拡張されており、その分、ヘッドガスケット10とシリンダブロック11との接地面積が減少されている。そのため、水穴14を拡張しなかった場合に比してボア間部分の面圧が高まるようになり、ボア間のシール性が向上するようにもなる。
(3) In the present embodiment, the
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、シリンダブロック11の頂面11aに開口してヘッドガスケット10に形成された水穴14に連結される水路16が、シリンダブロック11の頂面11aから下方に向うにつれ、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に向うように傾斜して形成されたものとなっていた。もっとも、水路16がこのように傾斜して形成されていないものであっても、上記(1)及び(3)に記載の効果は得ることができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, as the
・上記実施の形態では、シリンダヘッド12及びシリンダブロック11のそれぞれに形成された水路を互いに連通させる水穴14が、隣接するボア穴13の間の部分に2つ形成されたヘッドガスケット10を説明した。もっとも、そうしたボア穴13の間の部分に1つのみ、或いは3つ以上の水穴の形成されたヘッドガスケット、及びそうしたヘッドガスケットを採用する多気筒内燃機関にも本発明は同様に適用することができる。すなわち、水穴の数に拘わらず、そうした水穴を、ボア穴13の配列中心線Lから離間する側に対してのみ、シリンダブロック11の頂面11aに開口する水路16の開口部17に対して拡張するようにすれば、上記(1)及び(3)に記載の効果が得られるようになる。
In the above embodiment, the
・上記実施の形態では、シリンダヘッド12とシリンダブロック11との間に挟み込まれるヘッドガスケット10として、金属板により形成されたメタルガスケットを採用する場合について説明したが、本発明は、それ以外のタイプのヘッドガスケット及びそうしたヘッドガスケットを採用する多気筒内燃機関にも同様に適用することができる。
In the above embodiment, the case where a metal gasket formed of a metal plate is employed as the
10…ヘッドガスケット、11…シリンダブロック(11a…頂面)、12…シリンダヘッド、13…ボア穴、14…水穴、15…ウォータジャケット、16…水路、17…開口部、50…ヘッドガスケット、51…ボア穴、52…水穴、53…開口部、L…ボア穴13の配列中心線。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記水穴は、前記ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ、前記シリンダブロックの頂面に開口する前記水路の開口部に対して拡張されてなる
ことを特徴とするヘッドガスケット。 A head gasket sandwiched between a cylinder head and a cylinder block, wherein a plurality of bore holes are formed, and water holes for communicating the water passages formed in each of the cylinder head and the cylinder block are adjacent to each other. In the head gasket formed in the portion between the bore holes,
The head gasket according to claim 1, wherein the water hole is expanded with respect to an opening of the water channel that opens at a top surface of the cylinder block only on a side away from the arrangement center line of the bore holes.
請求項1に記載のヘッドガスケット。 The head gasket according to claim 1, wherein the head gasket is a metal head gasket formed of a metal plate.
複数のボア穴の形成された前記ヘッドガスケットには、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックのそれぞれに形成された水路を互いに連通させる水穴がその隣接する前記ボア穴の間の部分に形成されるとともに、
前記水穴が、前記ボア穴の配列中心線から離間する側に対してのみ、前記シリンダブロックの頂面に開口する前記水路の開口部に対して拡張されてなる
ことを特徴とする多気筒内燃機関。 In a multi-cylinder internal combustion engine in which a head gasket is sandwiched between a cylinder head and a cylinder block,
In the head gasket formed with a plurality of bore holes, water holes for communicating the water passages formed in the cylinder head and the cylinder block with each other are formed in a portion between the adjacent bore holes. ,
The multi-cylinder internal combustion engine characterized in that the water hole is expanded with respect to the opening portion of the water channel that opens to the top surface of the cylinder block only on the side away from the arrangement center line of the bore holes. organ.
請求項3に記載の多気筒内燃機関。 The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 3, wherein the water passage of the cylinder block is formed so as to be inclined toward the side away from the arrangement center line of the bore holes as it goes downward from the top surface of the cylinder block. organ.
請求項3又は4に記載の多気筒内燃機関。 The multi-cylinder internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein the head gasket is a metal head gasket formed of a metal plate.
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