JP6176473B2 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Description

本発明はシリンダヘッドガスケットに関し、詳しくはフルビードが形成された複数枚のガスケット基板と、これらガスケット基板の間に設けられたインナー板と、上記インナー板と上記ガスケット基板との間に設けられて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されてシリンダボア内で発生する燃焼ガスをシールするシリンダヘッドガスケットが知られている（特許文献１、２）。
このうち特許文献１のシリンダヘッドガスケットは、フルビードが形成された複数枚のガスケット基板と、これらガスケット基板の間に設けられたインナー板と、上記インナー板と上記ガスケット基板との間に設けられて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えている。
また特許文献２には、上記インナー板の先端部を折り曲げて、燃焼室孔周辺における面圧を向上させたシリンダヘッドガスケットが開示されている（図３の構成）。

特開２０１２−１０２８４２号公報 特開平１１−２１０８８９号公報

上記引用文献１におけるシリンダヘッドガスケットでは、上記フルビードをシムに重合させることによって、当該フルビードの部分での面圧を確保しているが、この場合燃焼室孔付近での面圧が低くシールが不十分になるという問題がある。
一方、引用文献２におけるシリンダヘッドガスケットのように、インナー板の先端を折り曲げた構成とすると、燃焼室孔周辺ではインナー板の板厚２枚分の厚さを確保できるものの、それ以外の部分では板厚１枚分の厚さしか確保することができず、また折り曲げた部分が変形してインナー板の板厚の管理が困難となることから、面圧の調整が困難であるといった問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は燃焼室孔周辺およびフルビードの部分においてより適切な面圧を得ることが可能なシリンダヘッドガスケットを提供するものである。

すなわち、本発明におけるシリンダヘッドガスケットは、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持され、燃焼室孔を囲繞するフルビードが形成された複数枚のガスケット基板と、これらガスケット基板の間に設けられたインナー板と、上記インナー板と上記ガスケット基板との間に設けられて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記シムを上記インナー板の表面における上記ガスケット基板のフルビードと重合する位置に設け、
さらに上記シムが設けられたインナー板の表面における上記シムと燃焼室孔との間の位置に、上記シムよりも板厚の厚いリング状のストッパ板を上記シムとは別個に設け、
上記シム及びストッパ板は、上記インナー板の表面に溶接されており、
また上記インナー板における上記シムおよびストッパ板を設けた上記表面とは反対側の裏面であって、かつ上記シムおよびストッパ板と重合する位置に、当該インナー板の板厚を減少させて形成した段差部を設け、
さらに上記ガスケット基板およびインナー板にはシリンダブロックとシリンダヘッドとを締結するための締結ボルトを挿通させるボルト孔が穿設され、
上記インナー板の段差部の深さを、ボルト孔に接近した位置で深く形成し、そこからボルト孔より離れた位置に向けて、徐々に浅くなるように形成したことを特徴としている。

上記発明によれば、上記シムと燃焼室孔との間に、上記シムよりも板厚の厚いリング状のストッパ板を設けたことで、燃焼室孔の燃焼ガスを上記ストッパ板によってシールしつつ、上記シムによってフルビードの部分における面圧を確保することができる。
しかも、上記シムとストッパ板との板厚を個別に設定できることから、燃焼室孔周辺およびフルビードの部分のそれぞれで適切な面圧を得ることが可能となっている。
また上記インナー板における上記シムおよびストッパ板を設けた上記表面とは反対側の裏面であって、かつ上記シムおよびストッパ板と重合する位置に、当該インナー板の板厚を減少させて形成した段差部を設け、
さらに上記ガスケット基板およびインナー板にはシリンダブロックとシリンダヘッドとを締結するための締結ボルトを挿通させるボルト孔が穿設され、上記インナー板の段差部の深さを、ボルト孔に接近した位置で深く形成し、そこからボルト孔より離れた位置に向けて、徐々に浅くなるように形成してあるので、締結ボルトを締結した際における周方向の面圧を均一になるように調整することができる。

本実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの平面図。 シリンダヘッドガスケットの断面図。 第２実施例を示すシリンダヘッドガスケットの断面図。 第３実施例を示すシリンダヘッドガスケットの断面図。 第４実施例を示すシリンダヘッドガスケットの断面図。 第５実施例を示すシリンダヘッドガスケットの断面図。

以下、図示実施例について説明すると、図１はエンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドの間に挟持されて、これらをシールするシリンダヘッドガスケット１の平面図を示し、図２は図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図を示している。
上記シリンダヘッドガスケット１には、エンジンのシリンダボアの位置に設けられた燃焼室孔２と、シリンダヘッドとシリンダブロックを締結するための締結ボルトの挿通されるボルト孔３と、冷却液の流通する水孔４と、潤滑油の流通する油孔５とがそれぞれ穿設されている。
そして図２に示すように、上記シリンダヘッドガスケット１は、シリンダブロックに接触する第１ガスケット基板１１と、シリンダヘッドに接触する第２ガスケット基板１２と、これら第１、第２ガスケット基板１１，１２の間に設けられたインナー板１３と、上記第１ガスケット基板１１とインナー板１３との間に設けられたリング状のシム１４と、上記シム１４と燃焼室孔２との間に設けられたリング状のストッパ板１５とから構成されている。

上記第１、第２ガスケット基板１１，１２は、それぞれ上記シリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面とほぼ一致する形状を有しており、各燃焼室孔２を無端状に囲繞するフルビード１１ａ，１２ａが形成されている。
また上記第１、第２ガスケット基板１１，１２は、例えば厚さ０．２〜０．２５ｍｍ程度のＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等から製造され、また表面および裏面には必要に応じて図示しない耐熱ゴム等のコーティングが施されている。
上記第１ガスケット基板１１のフルビード１１ａは、それぞれ上記インナー板１３に向けて突出するとともに、上記第２ガスケット基板１２のフルビード１２ａも上記インナー板１３に向けて突出し、これらフルビード１１ａ，１２ａは重合する位置に形成されている。

上記インナー板１３は、上記第１、第２ガスケット基板１１，１２とほぼ一致する形状を有するとともに、上記フルビード１１ａ，１２ａの形成されていない平板状の部材となっており、ＳＥＣＣやＳＵＳ３０４等からなる厚さ０．２〜１．０ｍｍ程度の鋼板から製造されている。
そしてインナー板１３と第２ガスケット基板１２との間には、上記ストッパ板１５がシム１４と燃焼室孔２との間に設けられるように配置され、相互に重合しないよう同心円状に並行に設けられている。
上記シム１４の内周端および外終端は上記第１、第２ガスケット基板１１，１２に形成されたフルビード１１ａ，１２ａとの接触部分よりも内側ないし外側に位置しており、シム１４は上記フルビード１１ａ，１２ａと重合するようになっている。
また図２に示すようにストッパ板１５の外周端は必ずしもシム１４の内周端と接触する必要はなく、またその内周端は上記燃焼室孔２を形成するようになっている。

そして、上記シム１４およびストッパ板１５はＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等によって製造され、かつ上記ストッパ板１５の板厚が上記シム１４の板厚よりも厚くなるように設定されている。
本実施例では、シム１４の板厚を０．１ｍｍとした場合、ストッパ板１５の板厚を０．１５ｍｍとすることができ、ここではストッパ板１５の板厚をシム１４の板厚２枚分の板厚よりも薄く設定している。
なお、このシム１４およびストッパ板１５の板厚は任意に設定することができ、ストッパ板１５の板厚をシム１４の板厚２枚分の板厚と同じ板厚とすることも可能である。
そして上記シム１４およびストッパ板１５はレーザ溶接等の手段によりインナー板１３に溶接され、このうち上記シム１４の溶接位置は、上記フルビード１１ａ，１２ａとの接触位置よりも外周側に外れた位置となっている。

次に、上記インナー板１３における上記シム１４およびストッパ板１５と重合した位置には、当該シム１４およびストッパ板１５の設けられた表面とは反対側の裏面に、インナー板１３の板厚を減少させて形成した段差部１３ａが設けられており、当該段差部１３ａには上記第１ガスケット基板１１のフルビード１１ａが接触するようになっている。
そして、上記段差部１３ａの深さは、燃焼室孔２の周方向で変化するように形成され、具体的には図１に示すようにボルト孔３に接近した位置Ａで最も深く形成し、そこからボルト孔３より離れた位置Ｂに向けて、徐々に浅くなるように形成するようになっている。
例えば、最も浅い燃焼室孔２間の位置Ｂにおける段差部１３ａの深さと、最も深いボルト孔３に近接した位置Ａでの深さとの差は、５〜５０μｍ程度の範囲内で設定することができる。
なお、この段差部１３ａの深さについては、燃焼室孔２の径方向で変化するように形成してもよい。たとえば、上記ボルト孔３に近接した位置Ａにおいて、燃焼室孔２側の内周側を浅く、ボルト孔３側の外周側を深くすれば、燃焼室孔２の径方向におけるボルトによる締付荷重の均一化を図ることができる。

上記構成を有するシリンダヘッドガスケット１によれば、上記シム１４と燃焼室孔２との間に上記ストッパ板１５を設け、さらに当該ストッパ板１５の板厚を上記シム１４の板厚よりも厚く設定したことにより、上記ストッパ板１５によって上記燃焼室孔２の周囲における面圧を確保し、かつ上記シム１４をフルビード１１ａ，１２ａに重合させたことで、フルビード１１ａ，１２ａの部分での面圧も確保することができる。
特に、シム１４とストッパ板１５とを個別に設けることで、これらの板厚を個別に設定できることから、上記燃焼室孔２の周囲での面圧と、フルビード１１ａ、１２ａの部分での面圧とを適切に設定することが可能となっている。
これに対し、上記引用文献２に記載されたようなインナー板の先端を折り曲げた構成では、面圧を当該インナー板の板厚２枚分もしくは１枚分で調整しなければならず、たとえばフルビードの部分での面圧を十分に確保できないという問題があった。
また、上記インナー板を折り曲げると、素材の伸び縮みによって当該折り曲げ部分が平坦にならず、板厚の管理が困難となり、このため燃焼室孔の全周において均一に面圧を得ることが難しいという問題もあった。
上記実施例では、シム１４とストッパ板１５とを並列に配置しているため、これらをそれぞれインナー板１３に溶接して固定することが可能となっており、例えばシムの表面にストッパ板を重合させ、これらシムとストッパ板とを一体的にインナー板１３に固定する場合よりも容易にこれらの固定を行うことができる。
次に、本実施例ではインナー板１３における上記シム１４とストッパ板１５とを設けた表面の反対側の裏面に上記段差部１３ａを設けることで、上記段差部１３ａとシム１４との重なりによる不具合を考慮する必要がなくなることから、製造時における精度管理を簡易にすることが可能となる。
さらに、上記段差部１３ａの深さを燃焼室孔２の周方向で変化させ、ボルト孔３に近接する位置Ａで最も深く、ボルト孔３から離れた位置Ｂが最も浅くなるように設定しているので、締結ボルトを締結した際における周方向の面圧を均一になるように調整することができる。

図３〜図６は本発明にかかる第２〜第５実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示している。なお、これらの実施例において第１実施例と共通する部分についての説明は省略する。
このうち図３、図４に示す第２、第３実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例におけるシリンダヘッドガスケット１に対して、シリンダブロック側もしくはシリンダヘッド側に別途第３ガスケット基板２１を設けた構成となっている。
上記第３ガスケット基板２１には、上記第１、第２ガスケット基板１１、１２のフルビード１１ａ、１２ａと重合する位置に、それぞれシリンダブロックまたはシリンダヘッド側に突出するフルビード２１ａが形成されている。
この第２、第３実施例のシリンダヘッドガスケットによれば、上記第３ガスケット基板２１および上記フルビード２１ａによって、より良好なシール性を得ることが可能となる。

次に、図５、図６に示す第４、第５実施例のシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例のシリンダヘッドガスケット１に対し、さらに第２ストッパ板２２を設けたものとなっている。
図５に示す第４実施例において、上記第２ストッパ板２２は上記シム１４よりも燃焼室孔２に対して外側に同心円上に設けられており、当該第２ストッパ板２２の板厚は内周側に隣接するシム１４の板厚よりも薄く設定されている。
この第４実施例において、上記インナー板１３の裏面に形成した段差部１３ａは、上記第２ストッパ板２２と重合する位置まで形成されている。
一方図６に示す第５実施例において、上記第２ストッパ板２２は上記シム１４と上記ストッパ板１５との間に同心円上に設けられており、当該第２ストッパ板２２の板厚は外周側に隣接するシム１４の板厚よりも厚く、かつ内周側に隣接するストッパ板１５の板厚よりも薄く設定されている。
上記第４、第５実施例によれば、上記シム１４、ストッパ板１５のほかに、さらに第２ストッパ板２２を設け、これらの板厚を燃焼室孔２から遠ざかるにつれて徐々に薄くなるように個別に設定することで、燃焼室孔２の周辺における面圧の調整をより細かに行うことが可能となっている。

１ シリンダヘッドガスケット ２ 燃焼室孔
１１ 第１ガスケット基板 １１ａ フルビード
１２ 第２ガスケット基板 １２ａ フルビード
１３ インナー板 １３ａ 段差部
１４ シム １５ ストッパ板

Claims (1)

1. シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持され、燃焼室孔を囲繞するフルビードが形成された複数枚のガスケット基板と、これらガスケット基板の間に設けられたインナー板と、上記インナー板と上記ガスケット基板との間に設けられて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記シムを上記インナー板の表面における上記ガスケット基板のフルビードと重合する位置に設け、
   さらに上記シムが設けられたインナー板の表面における上記シムと燃焼室孔との間の位置に、上記シムよりも板厚の厚いリング状のストッパ板を上記シムとは別個に設け、
   上記シム及びストッパ板は、上記インナー板の表面に溶接されており、
   また上記インナー板における上記シムおよびストッパ板を設けた上記表面とは反対側の裏面であって、かつ上記シムおよびストッパ板と重合する位置に、当該インナー板の板厚を減少させて形成した段差部を設け、
   さらに上記ガスケット基板およびインナー板にはシリンダブロックとシリンダヘッドとを締結するための締結ボルトを挿通させるボルト孔が穿設され、
   上記インナー板の段差部の深さを、ボルト孔に接近した位置で深く形成し、そこからボルト孔より離れた位置に向けて、徐々に浅くなるように形成したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。

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