JP4907565B2 - 金属積層形シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Description

本発明は、複数枚の金属板を積層することにより形成した金属積層形シリンダヘッドガスケットに関するものである。

内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に装着されるシリンダヘッドガスケットとして、複数枚の金属板を積層することにより形成した既知のものでは、該複数枚の積層した金属板を相互にずれ動かないように固定する手段を備えている。この固定手段としては従来から種々のものがあり、例えば、積層した複数の金属板におけるシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟まれない部分において、一面側の金属板に設けた舌片を他方の金属板上に折り返すことにより結合するとか、積層した金属板をガスケット面内において板厚の増大を抑制しながら舌片の折返しなどにより固定し、あるいは、任意位置でスポット溶接などにより相互に結合するなどの手段が利用されている。また、特許文献１に開示されているガスケットでは、複数の金属板を冷却水ジャケット上でリベットにより固定している。

しかしながら、近年の内燃機関の軽量化に伴い、内燃機関の運転中における振動や、燃焼室内の圧力変動に伴うシリンダブロックとシリンダヘッドの相対的な変形、あるいは、ガスケットの加熱及び冷却等に伴う変形が生じる可能性が高まり、それらの変形に起因して、シリンダブロックとシリンダヘッドが僅かながらでも相対的に変位すると、ガスケットを構成する複数の金属板に対してそれらを相互にずれ動かす力が作用することになり、この場合に、積層した金属板相互間の上記スポット溶接やリベット等による結合力が弱ければ、その部分で金属板間の結合が外れることになるため、結合力をある程度高めておく必要があり、それだけコスト高になる。また、上記舌片の折返しにより複数の金属板を結合させる場合にも、その強度を高めたり、舌片の数を増すなどにより金属板相互の結合力を高めないと、それらの金属板が位置ずれする等の不都合を生じる可能性があり、同様にコスト高になる。
特開２００４−２３９３１３号公報

本発明の技術的課題は、複数の金属板を積層することにより構成した金属積層形シリンダヘッドガスケットにおいて、積層した複数の金属板が、シリンダブロックとシリンダヘッドの相対的な変位に伴って相互にずれ動くのを抑制するに際し、金属板の接合面の離間を伴うずれに対して復帰力が作用する形態を有するようにして、各金属板の固定による拘束を省略した簡易なずれ拘束部を形成することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、複数の金属板を積層することにより構成した金属積層形シリンダヘッドガスケットにおける冷却水ジャケットに対応する位置では、積層した金属板の表面からの突出部の存在が許容されることを利用し、簡単な手段で金属板相互のずれ拘束部を形成することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る金属積層形シリンダヘッドガスケットは、複数の金属板を積層することにより構成した金属積層形シリンダヘッドガスケットであって、上記複数の金属板は、相互に非固定の状態に積層され、積層した金属板に設けた複数の燃焼室穴の配列方向の両側における冷却水ジャケット上の該燃焼室穴を囲む多数位置に、当該積層した金属板の接合面の相互のずれを抑制するずれ拘束部を備え、上記ずれ拘束部が、積層した各金属板の上記多数位置に、該金属板の変形により形成されて同一方向に膨出する山形をなし、その全周の立ち上がり部が斜面をなすように形成された突起と、該突起の形成によりその裏側に形成されて、隣接する金属板の該突起が嵌合する凹部とにより形成され、上記突起と凹部とは、それらの接合面の離間を伴うあらゆる面方向のずれに対して復帰力が作用する形態を有していることを特徴とするものである。

上記構成を有する金属積層形シリンダヘッドガスケットにおいては、各金属板相互の固定部分による拘束を省略しているので、シリンダブロックとシリンダヘッドが相対的に変位して積層した複数の金属板にそれらを相互にずれ動かす力が作用しても、固定部分が損傷する虞がない。そればかりでなく、該ずれ拘束部は、金属板の変形により形成された複数の突起と、金属板の接合面に相互にずれが生じない状態で該突起が嵌入する複数の凹部または穴とにより形成しているので、ずれ拘束部の形成を簡易に行うことができ、しかも、上記突起と凹部または穴とは、金属板の接合面の離間を伴うずれが生じてもその接合面の復帰時に復帰力が作用する形態を持たせているので、積層した金属板相互に多少のずれ動きがあっても、自然にもとの形態に戻ることになる。そして、このような簡易なずれ拘束部の構成により金属板のずれを防止するので、金属板のプレス加工の段階でそのずれ拘束部を形成することができ、金属板の相互の固定を行う場合に比してその工程のためのコスト高を抑制することができる。

以上に詳述した本発明の金属積層形シリンダヘッドガスケットによれば、積層した複数の金属板が、シリンダブロックとシリンダヘッドの相対的な変位に伴って相互にずれ動くのを抑制するに際し、金属板の接合面の離間を伴うずれに対して復帰力が作用する形態を有するようにしているので、各金属板の固定による拘束を省略した簡単な手段により、金属板相互のずれ拘束部を形成することができる。

図１乃至図３は、本発明に係る金属積層形シリンダヘッドガスケットの第１実施例を示している。この金属積層形シリンダヘッドガスケットは、複数の金属板１〜４を積層することにより構成したもので、多気筒の内燃機関における複数のシリンダボアに対応させた複数の燃焼室穴６を一列に配置して、その複数の燃焼室穴６の配列方向に長く形成されている。
そして、このガスケットでは、積層した金属板１〜４におけるシリンダブロックの冷却水ジャケット８に対応する複数の位置に、即ち該冷却水ジャケット８上の複数位置に、当該積層した金属板１〜４の接合面の相互のずれを抑制するずれ拘束部１０を備えている。

上記ずれ拘束部１０のそれぞれは、積層した各金属板１〜４の対応する複数の位置に、各金属板１〜４の変形により形成された複数の同一方向に膨出する山形（図では下向き山形）の突起１１を設けると共に、該突起１１の形成によりその裏側に形成される凹部１２を、隣接する金属板の該突起１１が嵌合する凹部として形成し、該ずれ拘束部１０を、上記突起１１と凹部１２とが相互に密接する状態で各金属板１〜４を重ね合わせできるようにして構成している。

なお、図示の例では、金属板１〜４の板厚を拡大して模式的に示しているため、各金属板１〜４に形成した突起１１と凹部１２形状が若干相違し、即ち、上位の金属板ほど突起１１及び凹部１２の径及び曲率半径が小さくなっているが、現実的なガスケットの製造において更に薄い金属板を用いる場合には、各金属板１〜４の突起１１及び凹部１２の形状を同一にすることもできる。

上記ずれ拘束部１０の構成についてさらに具体的に説明すると、上記突起１１及び凹部１２は、燃焼室穴６における上記配列方向の両側に、更に具体的には燃焼室穴６の両側の適宜位置にそれぞれ形成され、それらの突起１１は、上述のように山形に膨出させているが、その全周の立ち上がり部が斜面をなすように形成され、望ましくは全体として凸球面状の突起として形成される。また、突起１１の裏側に形成される凹部１２は、隣接する金属板の該突起１１が密接して嵌合することが望まれ、そのため、上記突起１１が凸球面状である場合には、その表面と同じ曲率半径の凹球面状に形成される。

このようにして上記ずれ拘束部１０における突起１１と凹部１２とを相互に嵌合させると、積層した金属板１〜４の接合面に相互にずれが生じない状態で複数の突起１１が複数の凹部１２と嵌合することになるが、突起１１の全周の立ち上がり部が斜面であることから、上記突起１１と凹部１２とは、振動等に伴う金属板の接合面の離間に伴ってずれが生じる可能性がある。しかしながら、上記ずれ拘束部１０は、その突起１１における全周の立ち上がり部の斜面により、離間した金属板がもとの状態に接合する段階で上記突起１１の斜面によりもとの位置に戻る復帰力が作用する形態を有しているので、多少のずれ動きがあっても自然にもとの形態に戻ることになる。

なお、上記ずれ拘束部１０における凹部１２を、上述したように、上記突起１１の形成によりその裏側に形成される凹部である場合には、積層した金属板の表面に突起１１が突出することになるが、この場合には、ずれ拘束部１０を、積層した金属板１〜４における冷却水ジャケット８に対応する位置に設ければよく、これにより、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間にガスケットを装着する際に支障を来すことはない。
また、図１中において、１５及び１６はシール用ビード、１７は金属板１〜４における水穴、１８はボルト締結孔を示している。

上述の積層した金属板の表面に突起１１が突出するのを避けるためには、上記凹部を、第２実施例のように、突起１１に対応する位置に設けた穴１３として構成すればよい。図４は、その第２実施例の構成を示すものである。
この第２実施例において、上記穴１３は、積層した金属板１〜５のうちの上記突起１１を設けた金属板１，５に接する金属板２，４において、上記突起１１に対応する位置に設けられ、積層した金属板１，２及び金属板４，５の接合面に、前記第１実施例の場合と同様な突起１１と、該各突起１１がそれぞれ相互にずれが生じない状態で嵌入する複数の穴との嵌合により、ずれ拘束部１０が形成されている。

上記突起１１と穴１３とは、第１実施例におけるずれ拘束部１０と同様に、それらの接合面の離間を伴うずれに対して復帰力が作用する形態を有している。即ち、望ましくは、上記穴１３の内縁が突起１１の周囲に密接するようにして、積層した金属板の接合面に相互にずれが生じないように形成している。
なお、この第２実施例では、穴１３のある金属板１２，１４と中央の金属板１３との結合手段については説明していないが、それらの金属板は、その任意部位においてこの第２実施例と同様なずれ拘束部１０等の手段により結合される。

上記構成を有する第１または第２実施例の金属積層形シリンダヘッドガスケットにおいては、各金属板相互の固定による拘束を省略しているので、シリンダブロックとシリンダヘッドが相対的に変位して、積層した複数の金属板にそれらを相互にずれ動かす力が作用しても、固定部分が損傷する虞がない。そればかりでなく、上記ずれ拘束部１０を、金属板の変形により形成された複数の突起１１と、金属板の接合面に相互にずれが生じない状態で該突起１１が嵌入する複数の凹部１２または穴１３とにより形成しているので、ずれ拘束部１０の形成を簡易に行うことができる。

しかも、上記突起１１と凹部１２または穴１３とは、金属板の接合面の離間を伴うずれが生じてもその接合面の復帰時に復帰力が作用する形態を持たせているので、積層した金属板相互に多少のずれ動きがあっても、自然にもとの形態に戻ることになる。そして、このような簡易なずれ拘束部の構成により金属板のずれを防止するので、金属板のプレス加工の段階でそのずれ拘束部を形成することができ、金属板の結合のためのコスト高を抑制することができる。

本発明に係る金属積層形シリンダヘッドガスケットの第１実施例の要部平面図である。 上記第１実施例のずれ拘束部の拡大図である。 上記第１実施例におけるずれ拘束部の拡大断面図である。 本発明に係る金属積層形シリンダヘッドガスケットの第２実施例のずれ拘束部の拡大断面図である。

符号の説明

１〜５ 金属板
６ 燃焼室穴
８ 冷却水ジャケット
１０ ずれ拘束部
１１ 突起
１２ 凹部
１３ 穴

Claims (1)

1. 複数の金属板を積層することにより構成した金属積層形シリンダヘッドガスケットであって、
   上記複数の金属板は、相互に非固定の状態に積層され、積層した金属板に設けた複数の燃焼室穴の配列方向の両側における冷却水ジャケット上の該燃焼室穴を囲む多数位置に、当該積層した金属板の接合面の相互のずれを抑制するずれ拘束部を備え、
   上記ずれ拘束部が、積層した各金属板の上記多数位置に、該金属板の変形により形成されて同一方向に膨出する山形をなし、その全周の立ち上がり部が斜面をなすように形成された突起と、該突起の形成によりその裏側に形成されて、隣接する金属板の該突起が嵌合する凹部とにより形成され、
   上記突起と凹部とは、それらの接合面の離間を伴うあらゆる面方向のずれに対して復帰力が作用する形態を有している、
   ことを特徴とする金属積層形シリンダヘッドガスケット。

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