JPH0346661B2 - - Google Patents
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- JPH0346661B2 JPH0346661B2 JP62018878A JP1887887A JPH0346661B2 JP H0346661 B2 JPH0346661 B2 JP H0346661B2 JP 62018878 A JP62018878 A JP 62018878A JP 1887887 A JP1887887 A JP 1887887A JP H0346661 B2 JPH0346661 B2 JP H0346661B2
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- bead
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- beads
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines
- F02F11/002—Arrangements of sealings in combustion engines involving cylinder heads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、内燃機関のシリンダーブロツクとシ
リンダーヘツドとの接合部等をシールする金属製
ガスケツトに係り、特に燃焼室のガスシール性の
耐久的な維持と、ビードのへたりと亀裂に対する
改善を意図する金属シリンダーヘツドガスケツト
に関するものである。
リンダーヘツドとの接合部等をシールする金属製
ガスケツトに係り、特に燃焼室のガスシール性の
耐久的な維持と、ビードのへたりと亀裂に対する
改善を意図する金属シリンダーヘツドガスケツト
に関するものである。
（従来の技術）
従来のシリンダーヘツドガスケツトは、一般的
に薄板金属バネ材に波形状のビードを設け、この
弾性と、金属薄板の表裏に塗布したフツ素ゴムな
どの耐熱性表面処理機能材の密着性の作用で高
温、高圧の燃焼ガスシール機能を維持させてい
る。
に薄板金属バネ材に波形状のビードを設け、この
弾性と、金属薄板の表裏に塗布したフツ素ゴムな
どの耐熱性表面処理機能材の密着性の作用で高
温、高圧の燃焼ガスシール機能を維持させてい
る。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし近年の高性能エンジンではターボ仕様、
DOHC化、爆発圧の増加、エンジンの小型軽量
化などで、ガスケツトがさらされる環境はますま
す厳しくなつてきており、その結果、運転時にシ
リンダーブロツクとシリンダーヘツド間の間隔が
相対的に変化することによりビードに加わる変位
が増大し、シールすべきビード部がつぶれてへた
り面圧が低下し、シール維持が出来ずガス漏れが
生じる。
DOHC化、爆発圧の増加、エンジンの小型軽量
化などで、ガスケツトがさらされる環境はますま
す厳しくなつてきており、その結果、運転時にシ
リンダーブロツクとシリンダーヘツド間の間隔が
相対的に変化することによりビードに加わる変位
が増大し、シールすべきビード部がつぶれてへた
り面圧が低下し、シール維持が出来ずガス漏れが
生じる。
また前記の薄板金属バネ材は通常、硬度が
Hv430〜500という硬い材質を使用しているため
とビード加工時の残留応力の影響で、上記の変位
の増大により亀裂が発生する。
Hv430〜500という硬い材質を使用しているため
とビード加工時の残留応力の影響で、上記の変位
の増大により亀裂が発生する。
これらの問題の解決策としてビード形状又は模
様を工夫するとか、金属板の積層枚数を増すとか
がなされているが、その効果としては確実なもの
ではない。
様を工夫するとか、金属板の積層枚数を増すとか
がなされているが、その効果としては確実なもの
ではない。
而して一般にガス漏れをおこす原因は、内燃機
関エンジンの運転中のシリンダーヘツドとシリン
ダーブロツクの爆発する燃焼ガスの圧力による各
気筒ごとの上下運動と、熱による歪みがシリンダ
ーヘツドボルトにより締付されたシリンダーヘツ
ドガスケツトの各場所ごと、各時間ごと、そして
運転条件による異なつた複雑に変化する応力を与
え、その応力がガスケツトを弾性的に変形し、燃
焼ガス、冷却水、潤滑油の内圧に抵抗してシール
機能を果すものであるが、ガスケツト材質の劣化
又は弾性範囲をこえた変形により、ボルト応力の
緩和、ガスケツトのへたりを起すためにガス漏れ
を起すことになる。
関エンジンの運転中のシリンダーヘツドとシリン
ダーブロツクの爆発する燃焼ガスの圧力による各
気筒ごとの上下運動と、熱による歪みがシリンダ
ーヘツドボルトにより締付されたシリンダーヘツ
ドガスケツトの各場所ごと、各時間ごと、そして
運転条件による異なつた複雑に変化する応力を与
え、その応力がガスケツトを弾性的に変形し、燃
焼ガス、冷却水、潤滑油の内圧に抵抗してシール
機能を果すものであるが、ガスケツト材質の劣化
又は弾性範囲をこえた変形により、ボルト応力の
緩和、ガスケツトのへたりを起すためにガス漏れ
を起すことになる。
金属ガスケツトの場合、シールすべきループは
波形状のビードが圧縮された上下頂点に形成され
るが、圧力的にも熱的にも負荷の大きい燃焼ガス
についていえば、運転初期には十分シールされて
いても、シリンダーヘツドとシリンダーブロツク
間の相対的間隔が次第に大きくなるにつれてビー
ドがつぶれ、特にボルトの締付力が弱くなり、熱
の厳しい燃焼室シリンダーボアー間およびボルト
から遠いボルトスパン間からガスが漏れ始めると
いつた問題点があつた。
波形状のビードが圧縮された上下頂点に形成され
るが、圧力的にも熱的にも負荷の大きい燃焼ガス
についていえば、運転初期には十分シールされて
いても、シリンダーヘツドとシリンダーブロツク
間の相対的間隔が次第に大きくなるにつれてビー
ドがつぶれ、特にボルトの締付力が弱くなり、熱
の厳しい燃焼室シリンダーボアー間およびボルト
から遠いボルトスパン間からガスが漏れ始めると
いつた問題点があつた。
（発明の目的）
前記のような問題点を解決するために、本発明
は、最近の高性能エンジンに対応できるよう、ガ
ス漏れ、ビード部のへたり、亀裂を防止して、耐
久性、信頼性の高い金属製シリンダーヘツドガス
ケツトを提供せんとするものである。
は、最近の高性能エンジンに対応できるよう、ガ
ス漏れ、ビード部のへたり、亀裂を防止して、耐
久性、信頼性の高い金属製シリンダーヘツドガス
ケツトを提供せんとするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の金属シリンダーヘツドガスケツトは、
以下の様な構成である。
以下の様な構成である。
即ち、調整板２の両面に、表面処理５を施した
断面視波形状のビード９を形成したビード基板
１，１を対称的に積層して、このビード９の弾性
により列設されたシリンダーボアー８，８の周囲
のシールの維持を果す金属シリンダーヘツドガス
ケツトにおいて、各ビード基板１，１のビード９
の外周であつて、少なくとも、シリンダーボアー
８，８間に形成される、調整板２とビード９，９
に囲まれた上下の凹部４を確保して、該凹部４に
ビードのへたり防止のためのストツパー機能を有
する金属薄板３を部分的に介在固定させた構成と
したのである。
断面視波形状のビード９を形成したビード基板
１，１を対称的に積層して、このビード９の弾性
により列設されたシリンダーボアー８，８の周囲
のシールの維持を果す金属シリンダーヘツドガス
ケツトにおいて、各ビード基板１，１のビード９
の外周であつて、少なくとも、シリンダーボアー
８，８間に形成される、調整板２とビード９，９
に囲まれた上下の凹部４を確保して、該凹部４に
ビードのへたり防止のためのストツパー機能を有
する金属薄板３を部分的に介在固定させた構成と
したのである。
（実施例）
本発明は、弾性金属板に断面視波形状のビード
９を形成してビード９の弾性によりシールの維持
を果す金属シリンダーヘツドガスケツトにおい
て、調整板２の両面にフツ素ゴム等の表面処理５
を施した断面視波形状のビード９を有するビード
基板１，１を配置し、調整板２とビード基板１の
ビード９，９に挟まれた凹部４に金属薄板３を介
在させた構成である。
９を形成してビード９の弾性によりシールの維持
を果す金属シリンダーヘツドガスケツトにおい
て、調整板２の両面にフツ素ゴム等の表面処理５
を施した断面視波形状のビード９を有するビード
基板１，１を配置し、調整板２とビード基板１の
ビード９，９に挟まれた凹部４に金属薄板３を介
在させた構成である。
ビード基板１は硬度Hv450のステンレス鋼板製
で断面が波形状で、そのビード基板１の両面に、
約15ミクロン程度のフツ素ゴムを塗布して表面処
理５を施したものを使用し、ビード幅は2.5mm、
ビード高さ0.25mm、初期面圧800Kg／cm2とした。
で断面が波形状で、そのビード基板１の両面に、
約15ミクロン程度のフツ素ゴムを塗布して表面処
理５を施したものを使用し、ビード幅は2.5mm、
ビード高さ0.25mm、初期面圧800Kg／cm2とした。
金属薄板３の厚さは、ビード９の凹部４の高さ
より低く、耐久的にシール機能を保証する厚さ
で、実際にはエンジンの挙動に依つて設計的に決
められるものであるが、一般的には10〜200ミク
ロンの範囲にある。
より低く、耐久的にシール機能を保証する厚さ
で、実際にはエンジンの挙動に依つて設計的に決
められるものであるが、一般的には10〜200ミク
ロンの範囲にある。
金属薄板３はステンレス等の金属薄板でビード
基板１または調整板２に接着剤等により固定して
使用する。
基板１または調整板２に接着剤等により固定して
使用する。
調整板２は硬度Hv150で厚さ0.9mmの亜鉛鍍金
鋼板を使用した。
鋼板を使用した。
そこで従来製品即ち、金属薄板を使用しないビ
ード型ガスケツトと本発明ガスケツトを、自動車
用デイーゼルエンジン４気筒、2400c.c.ターボ付
き、Pmaxが120Kg／cm2シリンダーヘツド、シリ
ンダーブロツクは共に鋳鉄製、締付時の厚さ1.5
mm波形状ビード基板１を使用し、ビード基板は硬
度Hv450のステンレス鋼板0.25mmで、その両面に
15ミクロンのフツ素ゴムを塗布したものを使用
し、ビード幅は2.5mmビードの高さ0.25mm、初期
の面圧800Kg／cm2、調整板２は硬度Hv150で厚さ
0.9mmの亜鉛鍍金鋼板のものを使用し、200時間全
負荷耐久実験をした結果、従来型のものでは、シ
リンダーヘツドボルトのトルク損失はなかつた
が、燃焼室間からガス漏れがみられ、またビード
の高さを測定したところ、燃焼室間は他の燃焼室
周りに比べて約30ミクロン低くなつていることが
判明した。
ード型ガスケツトと本発明ガスケツトを、自動車
用デイーゼルエンジン４気筒、2400c.c.ターボ付
き、Pmaxが120Kg／cm2シリンダーヘツド、シリ
ンダーブロツクは共に鋳鉄製、締付時の厚さ1.5
mm波形状ビード基板１を使用し、ビード基板は硬
度Hv450のステンレス鋼板0.25mmで、その両面に
15ミクロンのフツ素ゴムを塗布したものを使用
し、ビード幅は2.5mmビードの高さ0.25mm、初期
の面圧800Kg／cm2、調整板２は硬度Hv150で厚さ
0.9mmの亜鉛鍍金鋼板のものを使用し、200時間全
負荷耐久実験をした結果、従来型のものでは、シ
リンダーヘツドボルトのトルク損失はなかつた
が、燃焼室間からガス漏れがみられ、またビード
の高さを測定したところ、燃焼室間は他の燃焼室
周りに比べて約30ミクロン低くなつていることが
判明した。
これはビードのへたりであり、これによりビー
ド部のシール必要面圧が低下して燃焼ガスが漏れ
たものである。
ド部のシール必要面圧が低下して燃焼ガスが漏れ
たものである。
ところが本願発明品によれば、ボルトトルクの
損失は５％あつたが、燃焼室間からの燃焼ガスの
漏れは認められず、燃焼室間とそれ以外の燃焼室
周りのビード高さの差は認められず、ビードのへ
たりも生じていなかつた。
損失は５％あつたが、燃焼室間からの燃焼ガスの
漏れは認められず、燃焼室間とそれ以外の燃焼室
周りのビード高さの差は認められず、ビードのへ
たりも生じていなかつた。
また本発明の実施例２として第５図に示すよう
に、シリンダーボアー間とシリンダーボアーとヘ
ツドボルトスパン間上部に前記のビード基板１の
ビード９，９に挟まれた凹部４に金属薄板３を接
着剤で固着したものを、前記と同一条件のもとで
使用した結果、この場合もボルトトルクの損失は
５％あつたが、燃焼室間からの燃焼ガスの漏れは
認められず、燃焼室間とそれ以外の燃焼室周りの
ビード高さの差は認められず、ビードのへたりも
生じていなかつた。
に、シリンダーボアー間とシリンダーボアーとヘ
ツドボルトスパン間上部に前記のビード基板１の
ビード９，９に挟まれた凹部４に金属薄板３を接
着剤で固着したものを、前記と同一条件のもとで
使用した結果、この場合もボルトトルクの損失は
５％あつたが、燃焼室間からの燃焼ガスの漏れは
認められず、燃焼室間とそれ以外の燃焼室周りの
ビード高さの差は認められず、ビードのへたりも
生じていなかつた。
さらに本発明の実施例３として、第６図に示す
様にシリンダーボアーとヘツドボルトスパンの周
辺部及び前記のビード基板１のビード９，９には
挟まれた凹部４に夫々金属薄板３を接着剤で固着
した構成で、同一の条件で実験したが、結果は第
１，２と同じであつた。
様にシリンダーボアーとヘツドボルトスパンの周
辺部及び前記のビード基板１のビード９，９には
挟まれた凹部４に夫々金属薄板３を接着剤で固着
した構成で、同一の条件で実験したが、結果は第
１，２と同じであつた。
上記の試験結果により、本発明の実施例１乃至
３の場合には燃焼室間からの燃焼ガスの漏れ、ビ
ードのへたり、ビード亀裂が生じないことが判明
した。
３の場合には燃焼室間からの燃焼ガスの漏れ、ビ
ードのへたり、ビード亀裂が生じないことが判明
した。
（発明の作用効果）
本発明は、調整板２の両面に、表面処理５を施
した断面視波形状のビード９を形成したビード基
板１，１を対称的に積層して、このビード９の弾
性により列設されたシリンダーボアー８，８の周
囲のシールの維持を果す金属シリンダーヘツドガ
スケツトにおいて、 各ビード基板１，１のビード９の外周であつ
て、少なくとも、シリンダーボア８，８間に形成
される、調整板２とビード９，９に囲まれた上下
の凹部４を確保して、該凹部４にビードのへたり
防止のためのストツパー機能を有する金属薄板３
を部分的に介在固定したから、この金属薄板３
が、ビード９の圧縮変形を途中で拘束することに
なり、ビード９のへたりを防止する。
した断面視波形状のビード９を形成したビード基
板１，１を対称的に積層して、このビード９の弾
性により列設されたシリンダーボアー８，８の周
囲のシールの維持を果す金属シリンダーヘツドガ
スケツトにおいて、 各ビード基板１，１のビード９の外周であつ
て、少なくとも、シリンダーボア８，８間に形成
される、調整板２とビード９，９に囲まれた上下
の凹部４を確保して、該凹部４にビードのへたり
防止のためのストツパー機能を有する金属薄板３
を部分的に介在固定したから、この金属薄板３
が、ビード９の圧縮変形を途中で拘束することに
なり、ビード９のへたりを防止する。
即ち、金属薄板３を配置したことにより、ビー
ド９の高さは金属薄板の高さ以下にはならない。
ド９の高さは金属薄板の高さ以下にはならない。
従つて、シリンダーヘツド６とシリンダーブロ
ツク７間の相対的間隔が過度に大きくなつてもビ
ード９がつぶれたり亀裂を生じることがなく優れ
たシール機能を持つ弾性がビード９部分に残され
る。
ツク７間の相対的間隔が過度に大きくなつてもビ
ード９がつぶれたり亀裂を生じることがなく優れ
たシール機能を持つ弾性がビード９部分に残され
る。
前記の金属薄板３はシリンダーヘツド６とシリ
ンダーブロツク７間の相対的間隔が大きくなり易
いシリンダーボアー８，８間またはシリンダーボ
アー８の周りのボルトスパン間の各々またはその
双方に板厚を変えて配置することができ、ボルト
締付力のガスケツトへの配分を相対的にバランス
させることにより、ビード９による燃焼ガスシー
ル機能を向上させ且つ平均化し、全気筒の燃焼ガ
スシール機能を確保することができる。
ンダーブロツク７間の相対的間隔が大きくなり易
いシリンダーボアー８，８間またはシリンダーボ
アー８の周りのボルトスパン間の各々またはその
双方に板厚を変えて配置することができ、ボルト
締付力のガスケツトへの配分を相対的にバランス
させることにより、ビード９による燃焼ガスシー
ル機能を向上させ且つ平均化し、全気筒の燃焼ガ
スシール機能を確保することができる。
特にビードの亀裂は、ビードが燃焼圧の繰り返
しにより叩かれる現像からビードがへたつて行く
ことにより発生するが、本発明においては、金属
薄板３がストツパー的役割を果すことになり、ビ
ード９の弾性的振幅が小さくなり、結果として、
相対的変位量の変化を押えることになり、ビード
９の亀裂を防止するものである。
しにより叩かれる現像からビードがへたつて行く
ことにより発生するが、本発明においては、金属
薄板３がストツパー的役割を果すことになり、ビ
ード９の弾性的振幅が小さくなり、結果として、
相対的変位量の変化を押えることになり、ビード
９の亀裂を防止するものである。
更にガスケツト機能の一つに不当に高い締付け
荷重を避けることが大切であるが、この問題を解
決するためにも本発明は有効な結果をもたらしめ
ている。
荷重を避けることが大切であるが、この問題を解
決するためにも本発明は有効な結果をもたらしめ
ている。
即ち、従来シール性に問題が残るのは、初期の
面圧を高くするのであるが、本発明の場合、金属
薄板が、ビードのへたり防止のストツパーとなる
ために、経時的へたりを考慮することなく初期の
面圧を低くおさえることが出来るので、耐久的な
シール性が保証されるために、ビード部へ集中す
る面圧値も軽減されてシリンダーヘツドおよびシ
リンダーボアーの歪みを少くできる。
面圧を高くするのであるが、本発明の場合、金属
薄板が、ビードのへたり防止のストツパーとなる
ために、経時的へたりを考慮することなく初期の
面圧を低くおさえることが出来るので、耐久的な
シール性が保証されるために、ビード部へ集中す
る面圧値も軽減されてシリンダーヘツドおよびシ
リンダーボアーの歪みを少くできる。
また金属薄板３をビード９の周囲全周ではなく
部分的に配設使用するから、全周にリング状で使
用する場合のように、打抜き形成時に中央部にロ
スを生じることがなく、材料費が節約できるとと
もに打抜き型が小型となつて、ガスケツトの製作
の経済性を高めることができる。
部分的に配設使用するから、全周にリング状で使
用する場合のように、打抜き形成時に中央部にロ
スを生じることがなく、材料費が節約できるとと
もに打抜き型が小型となつて、ガスケツトの製作
の経済性を高めることができる。
第１図は従来の金属シリンダーヘツドガスケツ
トの平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線における
一部省略の拡大端面図、第３図は本発明の金属シ
リンダーヘツドガスケツトの平面図、第４図は第
３図のＢ−Ｂ線における一部省略の拡大端面図、
第５図、第６図は本発明の他の実施例を示す金属
シリンダーヘツドガスケツトの平面図である。 １……ビード基板、２……調整板、３……金属
薄板、４……凹部、５……表面処理、６……シリ
ンダーヘツド、７……シリンダーブロツク、８…
…シリンダーボアー、９……ビード。
トの平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線における
一部省略の拡大端面図、第３図は本発明の金属シ
リンダーヘツドガスケツトの平面図、第４図は第
３図のＢ−Ｂ線における一部省略の拡大端面図、
第５図、第６図は本発明の他の実施例を示す金属
シリンダーヘツドガスケツトの平面図である。 １……ビード基板、２……調整板、３……金属
薄板、４……凹部、５……表面処理、６……シリ
ンダーヘツド、７……シリンダーブロツク、８…
…シリンダーボアー、９……ビード。
Claims (1)
- １ 調整板２の両面に、表面処理５を施した断面
視波形状のビード９を形成したビード基板１，１
を対称的に積層して、このビード９の弾性により
列設されたシリンダーボアー８，８の周囲のシー
ルの維持を果す金属シリンダーヘツドガスケツト
において、各ビード基板１，１のビード９の外周
であつて、少なくとも、シリンダーボア８，８間
に形成される。調整板２とビード９，９に囲まれ
た上下の凹部４を確保して、該凹部にビードのへ
たり防止のためのストツパー機能を有する金属薄
板３を部分的に介在固定させたことを特徴とする
金属シリンダーヘツドガスケツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1887887A JPS63186950A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 金属シリンダ−ヘツドガスケツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1887887A JPS63186950A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 金属シリンダ−ヘツドガスケツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186950A JPS63186950A (ja) | 1988-08-02 |
| JPH0346661B2 true JPH0346661B2 (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=11983809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1887887A Granted JPS63186950A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 金属シリンダ−ヘツドガスケツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63186950A (ja) |
Families Citing this family (9)
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Citations (2)
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| JPS5947562A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-17 | Nippon Metal Gasket Kk | 金属ガスケツト |
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Family Cites Families (1)
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-
1987
- 1987-01-28 JP JP1887887A patent/JPS63186950A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947562A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-17 | Nippon Metal Gasket Kk | 金属ガスケツト |
| JPS62261761A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-11-13 | Nippon Metal Gasket Kk | 積層金属ガスケツト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63186950A (ja) | 1988-08-02 |
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