JP6074370B2 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Description

関連出願との相互参照
この出願は、２０１１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６１／４４８，９３４号の利益を主張するものであり、その全体が引用によりここに援用される。

発明の背景
１．技術分野
本発明は、概して互いに固定される２つの部材間に気体／流体密封を確立するために使用されるタイプの静的ガスケットに関し、特にシリンダヘッドガスケットなどの多層静的ガスケットに関する。

２．関連技術
シリンダヘッドとシリンダブロックとの間など、互いに固定される２つの部材の間に気体／流体密封を確立する際、複数の層を有する静的シリンダヘッドガスケットが一般的に使用される。一般に、機能層と称されることもある多層ガスケットの少なくとも１つの層は、流体密封を容易に確立するためにシールビードを有する。距離層と称されることもある他の層は、機能層に当接して流体密封を容易に確立するように構成される。さらにまた、シールビードにわたって流体密封を容易に確立するために、ストッパ層を設けることができる。設置されると、通常は接触応力がビードにわたってもたらされ、封止されたシリンダボアなどの開口に接触応力が広がる。ビードにわたって確実な封止を容易に付与することができるが、残念ながら、ストッパ層の既知の構成は、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックが曲がる一因となり得る。これは、対向する機能層の間など、ガスケットの層の間において支持されていない隙間の領域において特に問題となる。

多層ガスケット組立体は、環状の自由縁部によって境界される複数の開口を有する機能層を含む。機能層は、開口を境界するシールビードを有する。組立体は、自由外周部と機能層の開口に一致するように構成された開口とを有するストッパ層をさらに含む。ストッパ層は、開口の少なくとも１つから径方向外側に延在して自由外周部の一部を形成する少なくとも１つの非対称かつ不規則な形状の耳部を有する。

本発明の他の局面によれば、ストッパ層の開口は直線軸に沿って直列に配置され、両端の開口と、両端の開口の間に位置する少なくとも１つの中間開口を提供する。少なくとも１つの中間開口の自由外周部には耳部がない。

本発明の他の局面によれば、ストッパ層は、耳部のない複数の中間開口を有する。
本発明の他の局面によれば、自由外周部は、中間開口まわりにおいて眼鏡形状となっている。

本発明の他の局面によれば、ストッパ層は、中間開口まわりに延在する実質的に一定の幅を有する。

本発明の他の局面によれば、ストッパ層は、複数の耳部を有し、少なくとも一部の耳部は互いに異なる形状を有する。

本発明の他の局面によれば、ストッパ層は対称軸を有する。
本発明の他の局面によれば、多層ガスケット組立体は、環状の自由縁部によって境界される複数の開口を有する機能層を含む。組立体は、自由外周部と機能層の開口に一致するように構成された開口とを有するストッパ層をさらに含む。ストッパ層の開口は直線軸に沿って直列に配列され、両端の開口と、両端の開口の間に位置する少なくとも１つの中間開口とを提供する。少なくとも１つの耳部は、両端の開口の少なくとも１つから径方向外側に延在して自由外周部の一部を形成し、少なくとも１つの中間開口の自由外周部には耳部がない。

本発明のこれらおよび他の局面、特徴、および利点は、現時点における好ましい実施の形態およびベストモード、添付の請求項、ならびに添付の図面と関連付けて考慮することにより、より容易に理解される。

本発明の一局面に基づいて構成された多層ガスケット組立体を示す平面図である。 図１の多層ガスケット組立体のストッパ層を示す平面図である。 図１の多層ガスケット組立体の機能層を示す平面図である。 図１の多層ガスケット組立体の距離層を示す平面図である。 概して図１の５−５線に沿った多層ガスケット組立体の断面図である。 概して図１の６−６線に沿った多層ガスケット組立体の断面図である。

現時点での好ましい実施形態の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図１は、本発明の一実施形態に基づき構成され、以下では組立体１０と称される、多層シリンダヘッドガスケット組立体を示す図である。図２には、本発明の一局面に基づき構成された組立体１０のストッパ層１２が示される。組立体１０は、ストッパ層１２の他に、機能層１４、１６のうち少なくとも１つを含み（図３）、ここでは例示として、複数の機能層１４、１６を含む（図５および図６）。さらに、組立体１０は、機能層１４、１６の少なくとも１つとストッパ層１２との間に挟まれた選択的な距離層１８を含むことができる（図４、図５、および図６）。これにより、機能層１４、１６は、距離層１８が含まれる場合には距離層１８の両側に配置され、ストッパ層１２は、ここで下方機能層１６として示される機能層の少なくとも１つと距離層１８との間に配置される。

ストッパ層１２、機能層１４、１６、および距離層１８は、内燃機関のシリンダボアに一致するように構成された燃焼チャンバ開口などの共通の開口２６を境界する環状の自由縁部２０、２２、２４をそれぞれ有する。自由縁部２０、２２、２４は、軸方向に配列され（ここで軸方向とは、開口２６の中心軸を基準とすることが意図される）、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間で圧縮されると互いに実質的に重なるように構成される。少なくとも１つ、およびここでは両方が示される機能層１４、１６は、開口２６のそれぞれの周囲に延在するフルビード２８を有する。さらに、ハーフビード３０が、フルビード２８の径方向外側に設けられる。開口２６のまわりにおいてフルビード２８と当接するシリンダヘッドおよびシリンダブロックとの間に気体密封／流体密封の形成、ならびに同時にシリンダヘッドおよびエンジンブロックの望ましくない曲げの抑制を容易とするために、ストッパ層１２は、少なくとも１つ、およびここでは複数の非対称かつ不規則な形状の耳部３２とも称されるタブを有する。耳部３２は、少なくとも１つの開口２６から径方向外側に延在し、ストッパ層１２の自由外周部３４の一部を形成する。このように、耳部３２を設けることにより、ファスナ開口を通って延在するファスナを強く閉めると、シリンダヘッドおよびエンジンブロックがそれらの意図される構成を保持または実質的に保持し、ヘッドの曲げ、および／またはカムジャーナルの歪みの発現が防止される。

耳部３２を含む領域を除き、開口２６まわりの幅（ｗ）が均一または実質的に均一なストッパ層１２が設けられる。耳部３２の領域において、耳部３２は、均一な幅ｗの領域を越えて径方向外側に延在する。示される実施形態において、ストッパ層１２の開口２６は直線軸４０に沿って直列に配列され、両端の開口２６と、両端の開口２６の間に位置する少なくとも１つ、ここでは例示として複数の中間開口２６が設けられる。中間開口２６の自由外周部３４は、径方向外側に延在する耳部３２がないものとして示されている。このため、中間開口２６を境界する中間部分は、自由外周部３４が真に中間開口２６まわりで眼鏡形状となるように、均一かつ一定の幅ｗを有する。

ストッパ層１２の中間部分とは対照的に、両端部３６、３８の少なくとも１つ、ここでは各々は、そこから延在する少なくとも１つの耳部３２を有する。両端部３６、３８の各々は、複数の耳部３２を有するものとして示され、各端部３６、３８から延在する複数の耳部３２は、互いに異なる形状を有する。各端部３６、３８の耳部３２は、互いに形状が異なるが、直線軸４０に対して横方向に延在して中間開口２６を二分する対称軸４２をストッパ層１２が有するように、両端部３６、３８において同じ形状となる。

機能層１４、１６は、たとえばばね鉄鋼などの弾性金属から構成され、意図する用途に望ましい厚さを有して提供することができる。機能層１４、１６の各々は、面に沿って延在する概して平面の本体を有し、この平面体から軸方向外側にフルビード２８が延在する。示される実施形態における機能層１４、１６のフルビード２８は、例示として、距離層１８の両側にわたって互いに鏡写しの関係で配置される。

距離層１８は、たとえば冷延鋼またはステンレス鋼などの比較的硬い金属材料から構成することができる。距離層１８は、概して平坦な平面体を有して構成することができ、製造が経済的となる。

このため、上述のように、耳部３２は、耳部３２がない場合に機能層１４、１６と距離層１８との間に存在する空間を満たすことにより、シリンダヘッドおよびエンジンブロックが上方向および／または下方向にストッパ層１２の前面にわたって曲がることを防止する。当然ながら、別個の材料片、または別個の特性を距離層に付与してもよいが、製造工程および／または材料を追加するなどによって費用がかかることとなる。このため、耳部３２をストッパ層１２と一体の材料とすることにより、製造効率が高まり、費用が減少する。これは、ガスケット組立体１０の全体的な構成に応じて、必要に応じて耳部３２がストッパ層１２の材料の平坦部分の延長部として形成されるためである。

当然ながら、上記の教示に鑑み、本発明に関する多くの変更および変形を行うことが可能である。このため、添付の請求項の範囲内において、本発明は上記の詳細な記載の形態とは異なる態様で実施することができる。

Claims (15)

1. 多層ガスケット組立体であって、
   環状の自由縁部によって境界される複数の開口を有する機能層を備え、機能層は、前記開口を境界するシールビードを有し、多層ガスケット組立体はさらに、
   自由外周部と前記機能層の前記開口に一致するように構成された開口とを有するストッパ層と、
   前記ストッパ層の開口の少なくとも１つから径方向外側に延在して前記自由外周部の一部を形成する複数の非対称な耳部とを備え、
   前記ストッパ層の開口は直線軸に沿って直列に配列され、前記ストッパ層は、前記直線軸に対して非対称であり、
   前記ストッパ層は、前記直線軸に対して横方向に延在する対称軸を有し、複数の前記耳部は前記対称軸に対して対称である、多層ガスケット組立体。
2. 前記ストッパ層の開口は、両端の開口と、前記両端の開口の間に位置する少なくとも１つの中間開口とを提供し、前記少なくとも１つの中間開口の前記自由外周部には前記耳部がない、請求項１に記載の多層ガスケット組立体。
3. 前記ストッパ層は、複数の前記中間開口を有し、前記複数の中間開口には前記耳部がない、請求項２に記載の多層ガスケット組立体。
4. 前記自由外周部は、前記中間開口まわりにおいて眼鏡形状となっている、請求項３に記載の多層ガスケット組立体。
5. 前記ストッパ層は、前記中間開口まわりに延在する一定の幅を有する、請求項４に記載の多層ガスケット組立体。
6. 少なくとも一部の前記耳部は互いに異なる形状を有する、請求項１に記載の多層ガスケット組立体。
7. 前記機能層の前記開口に一致するように構成された開口を有する距離層をさらに備える、請求項１に記載の多層ガスケット組立体。
8. 前記距離層は、前記機能層と前記ストッパ層との間に挟まれる、請求項７に記載の多層ガスケット組立体。
9. 多層ガスケット組立体であって、
   環状の自由縁部によって境界される複数の開口を有する機能層と、
   自由外周部と前記機能層の前記開口に一致するように構成された開口とを有するストッパ層とを備え、前記ストッパ層の開口は、直線軸に沿って直列に配列され、両端の開口と、両端の開口の間に位置する少なくとも１つの中間開口とを提供し、多層ガスケット組立体はさらに、
   前記両端の開口の少なくとも１つから径方向外側に延在して前記自由外周部の一部を形成する複数の耳部を備え、少なくとも１つの前記中間開口の前記自由外周部には前記耳部がなく、
   前記ストッパ層は、前記直線軸に対して非対称であり、
   前記ストッパ層は、前記直線軸に対して横方向に延在する対称軸を有し、複数の前記耳部は前記対称軸に対して対称である、多層ガスケット組立体。
10. 前記ストッパ層は、複数の前記中間開口を有し、前記複数の中間開口には前記耳部がない、請求項９に記載の多層ガスケット組立体。
11. 前記自由外周部は、前記中間開口まわりにおいて眼鏡形状となっている、請求項１０に記載の多層ガスケット組立体。
12. 前記ストッパ層は、前記中間開口まわりに延在する一定の幅を有する、請求項１１に記載の多層ガスケット組立体。
13. 少なくとも一部の前記耳部は互いに異なる形状を有する、請求項９に記載の多層ガスケット組立体。
14. 前記機能層の前記開口に一致するように構成された開口を有する距離層をさらに備える、請求項９に記載の多層ガスケット組立体。
15. 前記距離層は、前記機能層と前記ストッパ層との間に挟まれる、請求項１４に記載の多層ガスケット組立体。

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