JPH05332454A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビードの突出側の外周に沿って配設するシー
ル部材に対し、ビードの外周に沿って略均等の面圧を確
保する。 【構成】 基板１０の燃焼室孔１１回りに複数のボルト
孔１２を穿設し、この周囲にビード１３を突出形成する
と共に、ビード１３の突出側の外周に沿ってシール部材
１６を配設する。この場合において、ボルト孔１２近傍
部分のシール部材１６は、少くとも一部がビード１３上
にあってビード１３の頂部に近接した位置に配設し、相
互に隣接するボルト孔１２，１２間に位置する部分のシ
ール部材１６はビード１３の頂部から離隔した位置に配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダヘッ
ドとシリンダブロックとの間に介装するシリンダヘッド
ガスケットに関し、特に金属製の基板に燃焼室孔を穿設
しその周囲にビードを形成すると共に、ビードの外周に
沿ってシール部材を配設するシリンダヘッドガスケット
に係る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットに
関し、近時は金属製の板材から成るシリンダヘッドガス
ケットが注目されている。例えば、金属製の基板に燃焼
ガスが通過する複数の燃焼室孔を穿設し、各々の燃焼室
孔の周囲にビードを形成して接合部材に対し高い面圧を
確保し得るようにしたものが知られている。

【０００３】このようなシリンダヘッドガスケットに関
し、例えば実開昭６４−８５５６号公報には、ビードの
水孔側のつけ根部に軟質のシール部材を配設し水の浸透
による腐食を防止するようにしたシリンダヘッドガスケ
ットが開示されている。また、実開平１−１４１３５４
号公報にもビードの周囲に沿ってその全周又は一部に耐
熱性の弾性部材層を形成したシリンダヘッド用金属ガス
ケットが開示されている。更に、実公平２−３５０８６
号公報には、金属ガスケット基板のビード部分の頂部、
基部に作用する相手面の接触面圧の大小に応じて密封材
料の塗着の厚み、幅を変更し、密封材料をスクリーン印
刷法で塗着することによりビード部分の所期のシール圧
を維持し、高価な密封材料を節約することが提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記実開昭６４−８５
５６号公報に記載のシリンダヘッドガスケットにおいて
は、ビードのつけ根部即ち裾縁にシール部材が設けられ
ているので燃焼ガスに対してシール性が向上するもの
の、ビードに沿って略均等の面圧を確保することが望ま
れる。特に、シリンダヘッドガスケットは燃焼室孔の周
囲に複数のボルト孔が穿設され、これらを介して挿通さ
れるボルトによってシリンダヘッドとシリンダブロック
の間に緊締されるものであるので、ボルト孔近傍部分は
他の部分に比し大きな軸力が加えられ面圧が大となる。
換言すれば、シリンダヘッドとシリンダブロックの間隙
はビードの内周側より外周側が小さくなるが、この差は
相互に隣接するボルト孔間に位置する部分よりボルト孔
近傍部分の方が大となる。従って、シリンダヘッドガス
ケットにおいては、これが装着される内燃機関のシリン
ダヘッド及びシリンダブロック間の締結力の分布に応じ
た面圧分布とする必要がある。

【０００５】前掲の実公平２−３５０８６号公報には、
ビード部分に付着する密封材料の厚さ等を変更してビー
ド部分の所期のシール圧を維持する旨記載されている
が、ビードの外周に設けるシール部材自体に対する面圧
分布の均一化を図ったものではなく、また上述のような
シリンダヘッドガスケットに対する締結力の分布に応じ
て対応がなされたものでもない。

【０００６】そこで、本発明は金属製の基板に燃焼ガス
が通過する燃焼室孔を穿設し燃焼室孔の周囲にビードを
形成すると共に、ビードの突出側の外周に沿ってシール
部材を配設するシリンダヘッドガスケットにおいて、シ
ール部材に対しビードの外周に沿って略均等の面圧を確
保することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、金属製の基板に燃焼ガスが通過する燃焼
室孔を穿設すると共に、該燃焼室孔回りに複数のボルト
孔を穿設し、前記燃焼室孔の周囲にビードを突出形成す
ると共に、該ビードの突出側の外周に沿ってシール部材
を配設するシリンダヘッドガスケットにおいて、前記ボ
ルト孔近傍部分の前記シール部材を、少くとも一部が前
記ビード上にあって前記ビードの頂部に近接した位置に
配設し、相互に隣接する前記ボルト孔間に位置する部分
の前記シール部材を前記ビードの頂部から離隔した位置
に配設することとしたものである。

【０００８】前記シリンダヘッドガスケットにおいて、
相互に隣接する前記ボルト孔間に位置する部分の前記シ
ール部材の厚さを、前記ボルト孔近傍部分の前記シール
部材の厚さより大に設定するとよい。

【０００９】

【作用】上記の構成になるシリンダヘッドガスケット
を、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に介装
し、所定の締付力を以って両者を締結すると、ビードが
圧縮されて変形し、この圧縮変形されたビードの弾性復
元力によりシリンダヘッド及びシリンダブロックに対す
る所定の面圧が確保されると共に、シール部材が何れか
一方に密着し、両者間がシールされる。この場合におい
て、ボルト孔近傍部分のシール部材は、少くとも一部が
ビード上にあってビードの頂部に近接した位置に配設さ
れ、相互に隣接するボルト孔間に位置する部分のシール
部材はビードの頂部から離隔した位置に配設されている
ので、ビードの外周に沿って略均等の面圧が得られる。

【００１０】更に、相互に隣接するボルト孔間に位置す
る部分のシール部材の厚さが、ボルト孔近傍部分のシー
ル部材の厚さより大に設定されておれば、シリンダヘッ
ドガスケットに加えられる締結力が締結部に集中する場
合にも容易に追従し、略均等の面圧が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１乃至図４は本発明の一実施例に係る、多気筒
内燃機関のシリンダヘッド３とシリンダブロック４との
間に介装されるシリンダヘッドガスケット１を示すもの
で、弾性金属板、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ）の基
板１０を有し、この基板１０に気筒数に対応する数、例
えば直列四気筒の内燃機関用として四個の燃焼室孔１１
が直線上に穿設されている。また、基板１０には複数の
冷却水孔１７及び潤滑油孔１８が穿設され、燃焼室孔１
１の周囲に複数のボルト孔１２が穿設されている。

【００１２】更に、各燃焼室孔１１回りには、ビード１
３が形成されている。このビード１３は各燃焼室孔１１
の全周に亘り夫々同一幅に形成されているが、隣接する
燃焼室孔１１，１１間に位置する部分では合流して一つ
のビードとなっている。ボルト孔１２は各燃焼室孔１１
の周囲に略均等な間隔で例えば計十個形成され、各々に
締結ボルト（図示せず）が挿通され、図７及び図８に示
すようにシリンダヘッド３とシリンダブロック４の間に
緊締される。

【００１３】ビード１３の突出側の外周裾縁から燃焼室
孔１１に至るまでの基板１０の平坦面には、所定幅の真
円の金属環、例えばステンレス鋼板のスペーサ、所謂シ
ムリング１４が接合されている。シムリング１４は、そ
れ自体によるシール機能を確保するに充分な所定幅に設
定されると共に、ビード１３の高さより薄く設定され、
例えばパルス駆動のレーザ溶接機により全周に亘り実質
的に連続して基板１０に溶接される。これにより、シム
リング１４の全周に図１に示すように溶接部１５が形成
される。

【００１４】そして、ビード１３の突出側の外周に沿っ
て、例えば加硫フッ素系ゴムのシール部材１６が配設さ
れている。即ち、シール部材１６は、ボルト孔１２近傍
部分（図４の燃焼室孔１１に対する中心角ａの範囲にあ
る部分）の内周端が図１に示すようにビード１３上にあ
って、図４に一点鎖線の円で示すビード１３の頂部に近
接した位置（図１のビード１３の頂部から距離Ｓａの位
置）となるように付着されている。また、隣接するボル
ト孔１２，１２間に位置する部分（図４の中心角ｃの範
囲にある部分）のシール部材１６は、図３に示すように
その内周端がビード１３の外周裾縁（ビード１３の頂部
から距離Ｓｃの位置）となるように付着され、ビード１
３の頂部から離隔した位置に配設されている。

【００１５】基板１０の長手方向端部側の部分（図４の
中心角ｂの範囲にある部分）のシール部材１６は、その
内周端が図２に示すように上記二位置の中間位置（ビー
ド１３の頂部から距離Ｓｂの位置）となるように付着さ
れている。更に、燃焼室孔１１，１１が相互に隣接する
中間部に対峙する部分、即ち図４に中心角ｃ′の範囲と
して示した部分のシール部材１６は、隣接するボルト孔
１２，１２間に位置する部分と同様、図３に示す位置に
付着されている。

【００１６】本実施例のシール部材１６の厚さは、上記
の例では、シムリング１４の厚さと同等か若干小さく均
一の厚さに設定されているが、シール部材１６の厚さが
円周方向で異なるように設定してもよい。即ち、隣接す
るボルト孔１２，１２間に位置する部分（図４の中心角
ｃの範囲にある部分）のシール部材１６の厚さを、ボル
ト孔１２近傍部分（図４の中心角ａの範囲にある部分）
のシール部材１６の厚さより大に設定するものである。
この場合には、シール部材１６のボルト孔１２近傍部分
の近接量と隣接するボルト孔１２，１２間に位置する部
分の離隔量の差を小さく設定できる軌跡とすることがで
きる。更には、ビード１３の外周に沿って一定量の材料
を供給してシール部材１６を形成すると、図６に示すよ
うに隣接するボルト孔１２，１２間に位置する部分のシ
ール部材１６の幅が、ボルト孔１２近傍部分のシール部
材１６の幅より狭くなる。もっとも、シール部材１６の
材料の供給量を調整し、全周に亘り同一幅となるように
形成してもよい。尚、図６の例では、隣接するボルト孔
１２，１２間に位置する部分のシール部材１６の厚さを
ボルト孔１２近傍部分のシール部材１６の厚さより大に
設定してある。更に、図６に中心角ｄで示した範囲の厚
さを上記二部分の厚さの中間の値に設定し、滑らかな面
を形成することとしてもよい。図４及び図６においてシ
ール部材１６の軌跡や幅が異なる部位のつなぎ部分（中
心角ａと中心角ｃとの間の部分）は徐々に変化させるよ
うにするとよい。

【００１７】尚、図示は省略したが、本実施例のシール
部材１６を付着する前に、基板１０及びシムリング１４
の全面に、加硫されたフッ素系ゴムから成る加硫ゴム層
を形成することが望ましい。更に、シリンダヘッド３及
びシリンダブロック４との接合時のシール性を確保すべ
く、シール部材１６、シムリング１４及び基板１０の全
表面に、加硫剤を含有していない非加硫ゴム、又は加硫
剤を含有しているが加硫処理が行われていない未加硫ゴ
ムを付着することとしてもよい。図４で近接量と離隔量
の差を大きく設定する場合において、シール部材１６の
ズレが懸念される場合には、シール部材１６が基板１０
側に強く密着するゴム材料を用いるとよい。隣接するボ
ルト孔１２，１２間に位置する部分を高くした場合はズ
レの心配が少なく、特に図６のように設定した場合には
シール部材１６のズレの心配が殆どないため通常の密着
力を有するゴム材料でも使用できる。

【００１８】上記のように構成されたシリンダヘッドガ
スケット１は、図７及び図８に示すようにシリンダヘッ
ド３及びシリンダブロック４間に介装され、締付力が加
えられるとビード１３が圧縮変形する。このとき、ビー
ド１３の高さはシムリング１４の厚さより大であるため
ビード１３はシムリング１４の厚さと等しくなるまで変
形し得るが、それ以上は変形しない。即ち、シリンダヘ
ッド３及びシリンダブロック４間が緊締され、シムリン
グ１４が圧縮されるに至ると、ビード１３の変形はそれ
以上進むことなく、その弾性復元力を以ってシリンダヘ
ッドガスケット１がシリンダヘッド３及びシリンダブロ
ック４に密着することとなる。

【００１９】しかも、上記シリンダヘッドガスケット１
に加えられる締結力の分布に応じてシール部材１６が配
設されているので、シリンダヘッドガスケット１のシー
ル部材１６に対しビード１３の外周に沿って実質的に均
等の面圧分布が得られ、安定したシール性が確保され
る。

【００２０】即ち、ボルト孔１２近傍部分は締付力が大
であるため、図７に示すようにビード１３の外周裾縁か
ら外方に至るに従い、即ちビード１３から離隔しボルト
（図示せず）に近接するに従い（図７の左方から右方に
向けて）、シリンダヘッド３とシリンダブロック４の間
隙が小さくなる。これに対し、隣接するボルト孔１２，
１２間のようにボルトから離隔した位置では、図８に示
すように、ビード１３の外周裾縁におけるシリンダヘッ
ド３とシリンダブロック４の間隙は図７に比し大きくな
る。このように、ボルト孔１２近傍部分のシール部材１
６は、図７に示すように大きな間隙が維持され得るビー
ド１３の頂部に近接した位置に配設されているので、図
８に示す隣接するボルト孔１２，１２間に位置する部分
のシール部材１６と略均等の面圧が得られる。

【００２１】更に、ボルト孔１２近傍に締結力が集中し
ている場合には、図６の実施例のように、隣接するボル
ト孔１２，１２間に位置する部分のシール部材１６の厚
さをボルト孔１２近傍部分のシール部材１６の厚さより
大に設定すれば、シリンダヘッド３とシリンダブロック
４の間隙の差が大となっても容易に追従することができ
る。また、シール部材１６のビード１３側などへのズレ
の心配を殆どなくすことができる。

【００２２】尚、上記実施例において、シリンダヘッド
ガスケット１は一枚の基板１０によって構成されている
が、対称形状の他の一枚の基板（図示せず）を各々のビ
ードの頂部が当接するように配設し、両基板を接合する
こととしてもよい。この場合において、例えば一方の基
板にシムリング１４を固着し、他方の基板にシール部材
１６を設けるように構成するとよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明のシリ
ンダヘッドガスケットにおいては、ボルト孔近傍部分の
シール部材は、少くとも一部がビード上にあってビード
の頂部に近接した位置に配設され、相互に隣接するボル
ト孔間に位置する部分のシール部材はビードの頂部から
離隔した位置に配設されているので、シール部材に対し
ビードの外周に沿って略均等の面圧が得られ、安定した
シール性を確保することができる。

【００２４】更に、相互に隣接するボルト孔間に位置す
る部分のシール部材の厚さが、ボルト孔近傍部分のシー
ル部材の厚さより大に設定されたシリンダヘッドガスケ
ットによれば、シリンダヘッドガスケットに加えられる
締結力が締結部に集中する場合にも容易に追従すること
ができ、安定したシール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットのボルト孔近傍のビード周縁部の断面図である。

【図２】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットの長手方向端部側のビード周縁部の断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットの隣接するボルト孔間に位置するビード周縁部の断
面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットの長手方向に二分した部分の平面図である。

【図５】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットのシール部材配設部を拡大して示した平面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例に係るシリンダヘッドガス
ケットのシール部材配設部を拡大して示した平面図であ
る。

【図７】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットをシリンダヘッド及びシリンダブロック間に介装し
て締結した状態のボルト孔近傍部分の断面図である。

【図８】本発明の一実施例に係るシリンダヘッドガスケ
ットをシリンダヘッド及びシリンダブロック間に介装し
て締結した状態のボルト孔間に位置する部分の断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 基板 １１ 燃焼室孔 １２ ボルト孔 １３ ビード １４ シムリング １６ シール部材

フロントページの続き (72)発明者 新保 善一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中田 和哉 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の基板に燃焼ガスが通過する燃焼
   室孔を穿設すると共に、該燃焼室孔回りに複数のボルト
   孔を穿設し、前記燃焼室孔の周囲にビードを突出形成す
   ると共に、該ビードの突出側の外周に沿ってシール部材
   を配設するシリンダヘッドガスケットにおいて、前記ボ
   ルト孔近傍部分の前記シール部材を、少くとも一部が前
   記ビード上にあって前記ビードの頂部に近接した位置に
   配設し、相互に隣接する前記ボルト孔間に位置する部分
   の前記シール部材を前記ビードの頂部から離隔した位置
   に配設することを特徴とするシリンダヘッドガスケッ
   ト。
2. 【請求項２】 相互に隣接する前記ボルト孔間に位置す
   る部分の前記シール部材の厚さを、前記ボルト孔近傍部
   分の前記シール部材の厚さより大に設定することを特徴
   とする請求項１記載のシリンダヘッドガスケット。