JP4014195B2 - シリンダヘッド用メタルガスケット及びシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるシリンダヘッド用メタルガスケット、及びシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダブロック（単に「ブロック」と称することがある）とシリンダヘッド（単に「ヘッド」と称することがある）の間をシールするためのシリンダヘッド用ガスケットとして、メタルガスケットが多く用いられるようになってきている。このシリンダヘッド用メタルガスケットは、弾性金属板にビードと呼ばれる突条を形成したビード板を単層でそのまま使用するか、他の金属板と積層して用いるものである。このシリンダヘッド用メタルガスケットでは、隣接するシリンダボア（単に「ボア」と称することがある）間にビードを通す場合に、各ボアごとに形成されたビードを、この部分では１本に合流させて共通ビードを形成し、この共通ビードを通す場合が多い。
【０００３】
一方、近年、エンジンのシリンダボアの冷却効率を高めるために、シリンダボア間にスリットを設けたシリンダブロックが多く用いられるようになってきている。このようなシリンダブロックに対して、従来の金属ガスケットのようにボア間に１本の共通ビードを通そうとするとビードがスリット部分にかかり、シールの役割を果たさなくなる恐れがある。これを避けるために、各ボアに対応してそれぞれ独立したビードを形成し、スリット部とボア間にこのビードを通す方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すように、このようなシリンダヘッド用メタルガスケット１１をシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３の間に設置し、スリット部１４とボア１５間に、各々のボア１５に対応するビード１６を通そうとすると、ビード幅が狭くなりすぎてバネ定数（剛性）が大きくなり過ぎ、ガスケットの締め付け時にボア間のビードが突っ張りすぎてボア周りで均一な面圧が得られないためにシール性が低下するばかりでなく、極端な場合には、ヘッドの撓みが大きくなったりヘッドに圧痕を生じてしまうというような問題点があった。
【０００５】
また、ガスケットにビードを形成する際に、金属板への加工度が高くなりすぎるため、形成されたビードが、へたりや疲労破壊を起し易くなったり、ビード形成用の型の消耗が早くなり、製造コストが高くなるという問題点があった。特に、近年はエンジンの小型化に伴い、ボア間の幅も狭くなる傾向にあるため、この問題はますます顕著になってきている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるものであって、ボア間のビードの剛性がその他の部分に対して高くなりすぎず、かつビード形成の際の加工度が高くなることが無く、しかもシール性能が低下しない、シリンダヘッド用メタルガスケット及びシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるシリンダヘッド用メタルガスケットであって、各ボアに対応して各々独立したビードが形成され、これらのビードの凹面がヘッド側、凸面がシリンダブロック側となるように配置されるものであり、前記ビードは、ボア間のスリットが形成されている部分の少なくとも一部においては、当該ビードの頂部がシリンダブロックに形成されたスリットとボアの間のシリンダブロック面に接し、当該ビードの外周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットの幅内の位置でヘッドと接し、当該ビードの内周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間に対応する位置でヘッドと接するような形状に形成されていることを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケット（請求項１）である。
【０００８】
本手段においては、シリンダヘッド用メタルガスケットのうちシリンダブロック面に接する部分であるビードの頂部は、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間のシリンダブロック面に接するので、この間でのシールは完全に行われる。また、シリンダヘッド用メタルガスケットのうちシリンダヘッド面に接する部分であるビードの裾部のうち、その内周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間でヘッド面に接するので、この間でのシールは完全に行われる。
【０００９】
一方、シリンダヘッド用メタルガスケットのビードの内周側と外周側の裾部はシリンダヘッド面に接しているので、その押しつけ力がスリットの存在に影響されることがない。そのため、シリンダヘッドとシリンダヘッド用メタルガスケットの間のシールも完全に行われる。
【００１０】
このように、本手段においては、シール性に影響を与えることなくビードの幅を広くすることができるため、ボア間のビードの剛性がその他の部分に対して高くなりすぎず、かつビード形成の際の加工度が高くなることが無い。
【００１１】
また、従来のようにシリンダブロックのボアとスリットの間に幅の狭いビードを形成していた場合には、隣接するビードの裾同士の間隔が広くなるため、図３に示すようにこの部分がシリンダブロック側に反ってしまい、シリンダヘッドとの接触面積が小さくなってしまうが、本手段によれば、隣接するビードの裾同士の間隔を狭くすることができるので、この反りが抑えられ、結果的にシリンダヘッドとシリンダヘッド用メタルガスケットとの接触面積を大きくできる。そのため、スリットを流れる冷却水の冷却効果がシリンダヘッド用メタルガスケットを通じてシリンダヘッド側にも伝えられ、エンジン全体の冷却効果の向上にもつながる。
【００１２】
前記課題を解決するための第２の手段は、ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるシリンダヘッド用メタルガスケット用のビード板であって、各ボアに対応して各々独立したビードが形成され、これらのビードの凹面がヘッド側、凸面がシリンダブロック側となるように配置されるものであり、前記ビードは、ボア間のスリットが形成されている部分の少なくとも一部においては、当該ビードの頂部がシリンダブロックに形成されたスリットとボアの間のシリンダブロック面に直接又は間接的に接し、当該ビードの外周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットの幅内の位置で直接又は間接的にヘッドと接し、当該ビードの内周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間に対応する位置で直接又は間接的にヘッドと接するような形状に形成されていることを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板（請求項２）である。
【００１３】
本手段の基本的な形状・構成は、前記第１の手段と同じであるが、本手段はシリンダヘッド用メタルガスケットの構成部品であり、他の副板（折り返し板、調整板等）と組み合わせてひとつのガスケットを構成するものである点が異なっている。その作用効果は、前記第１の手段と同一である。なお、「直接又は間接的に」の「間接的に」とは、前記他の副板を介してという意味である。
【００１４】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であるシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板を有することを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケット（請求項３）である。
【００１５】
本手段は、前記第２の手段であるビード板を有しているので、前記第１の手段と同様の作用効果を生じる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるシリンダヘッド用メタルガスケットのうち、２つのボア部分を示す平面図である。
【００１７】
シリンダヘッド用メタルガスケットには、シリンダボアに対応する位置にボア孔１が形成されていると共に、このボア孔を取り囲むようにビード２が形成されている。図１において２点鎖線で示されるものはシリンダブロックに形成されたスリットである。ビード２は、各シリンダボアに対して独立に形成されており、その裾のうち内側の裾３は、シリンダボアと形状が同じとされているボア孔１とスリット５の間を通り、外側の裾４は、その一部がスリット５の幅の範囲内にかかるようにされている。
【００１８】
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を拡大した図であり、シリンダブロック７とヘッド８を同時に示してある。なお、図２において図１に示された構成要素と同じものには同じ符号を付している。
【００１９】
シリンダヘッド用メタルガスケットは、シリンダブロック７とヘッド８の間に、そのビード２の凸部側がシリンダブロック７側、凹部側がヘッド８側となるようにして挟まれている。そして、その凸部の頂部６が、シリンダブロックのボア９とスリット５の間の上部面に接し、凹部の裾部のうち内側の裾３は、シリンダブロックのボア９とスリット５の間に対応する位置でヘッド８に接し、外側の裾４は、スリット５の幅内に対応する位置でヘッド８に接するようになっている。
【００２０】
このような状態でヘッド８をシリンダブロック７に対して締め付けた場合、シリンダヘッド用メタルガスケットのビード部２が押しつぶされてシール性を発揮するが、その際、シリンダブロック７とシリンダヘッド用メタルガスケットの間のシールは、ビードの頂部６がシリンダブロックのボア９とスリット５の間の上部面に接しているので完全に行われる。また、ヘッド８とシリンダヘッド用メタルガスケットの間においては、凹部の内側裾部３と外側裾部４がスリット５に影響されることなく、ヘッド８と接することができるため、ヘッド８とシリンダヘッド用メタルガスケットの間のシールも完全に行われる。
【００２１】
また、スリット５が形成されている部分において、ビード２の外側の裾４の少なくとも一部がスリット５の幅内の位置でヘッド８と接するようにされているので、ビード２の全体をシリンダブロック７のボア９とスリット５の間に形成していた従来のシリンダヘッド用メタルガスケットに比して、ビード２の幅を大きくとることができる。よって、シリンダブロック７のボア９間のビードの剛性がその他の部分に対して高くなりすぎず、かつビード形成の際の加工度が高くなることが無い。
【００２２】
なお、以上の例は、１枚の金属板でシリンダヘッド用メタルガスケットを形成した例を示したが、シリンダヘッド用メタルガスケットには、図に示すようなシリンダヘッド用メタルガスケットと同様の形状を有するビード板と、他の副板（折り返し板、調整板等）とを組み合わせたものがある。このようなものについては、これらの副板が、ビード板とシリンダブロック、ビード板とヘッドの一方又は両方に挟まるだけであり、以上説明したものと同じ作用効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるものであって、ボア間のビードの剛性がその他の部分に対して高くなりすぎず、かつビード形成の際の加工度が高くなることが無く、しかもシール性能が低下しない、シリンダヘッド用メタルガスケット及びシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるシリンダヘッド用メタルガスケットのうち、２つのボア部分を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面を拡大した図である。
【図３】従来のシリンダヘッド用メタルガスケットのビード部分がシリンダヘッドとシリンダブロック間に挟まった状態を示す図である。
【符号の説明】
１…ボア孔
２…ビード
３…ビードの内側の裾
４…ビードの外側の裾
５…スリット
６…ビードの頂部
７…シリンダブロック
８…ヘッド
９…ボア

Claims (3)

1. ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるシリンダヘッド用メタルガスケットであって、各ボアに対応して各々独立したビードが形成され、これらのビードの凹面がヘッド側、凸面がシリンダブロック側となるように配置されるものであり、前記ビードは、ボア間のスリットが形成されている部分の少なくとも一部においては、当該ビードの頂部がシリンダブロックに形成されたスリットとボアの間のシリンダブロック面に接し、当該ビードの外周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットの幅内の位置でヘッドと接し、当該ビードの内周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間に対応する位置でヘッドと接するような形状に形成されていることを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケット。
2. ボア間にスリットを有するシリンダブロックを用いたエンジンに用いられるシリンダヘッド用メタルガスケット用のビード板であって、各ボアに対応して各々独立したビードが形成され、これらのビードの凹面がヘッド側、凸面がシリンダブロック側となるように配置されるものであり、前記ビードは、ボア間のスリットが形成されている部分の少なくとも一部においては、当該ビードの頂部がシリンダブロックに形成されたスリットとボアの間のシリンダブロック面に直接又は間接的に接し、当該ビードの外周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットの幅内の位置で直接又は間接的にヘッドと接し、当該ビードの内周側の裾が、シリンダブロックに形成されたスリットとボアの間に対応する位置で直接又は間接的にヘッドと接するような形状に形成されていることを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板。
3. 請求項２に記載のシリンダヘッド用メタルガスケットのビード板を有することを特徴とするシリンダヘッド用メタルガスケット。

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