JPH09196178A

JPH09196178A - 金属製シリンダーヘッドガスケット

Info

Publication number: JPH09196178A
Application number: JP587096A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kubouchi; 憲治窪内; Yuji Fukui; 雄二福居; Kunitoshi Inoue; 国利井上; Hiroshi Kamimura; 浩上村; Tomoyoshi Uogairi; 智義魚返
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】三枚構成の金属製シリンダーヘッドガスケッ
トにより、ビード基板の応力変動及びグロメット部分に
作用する曲げ応力の軽減、ビード部及びグロメット部の
破損、シール性能の低減を防止して、安定したシール性
を長期維持可能とすることにある。【解決手段】並列する燃焼室用穴(1) の開口縁に沿っ
て、燃焼室用穴(1) 、(1) 間と両端部ではフルビード(F
1)となり、これに連続する各燃焼室(1) 回りではハーフ
ビード(H) に変化する形態の基板ビード(2) を形成し
た、0.3mm 厚、SUS301 3/4H製のビード基板(3) と、並
列する燃焼室用穴(4) の開口縁に沿ってフルビード(F2)
からなる調整板ビード(5) を形成した、0.6mm 厚、SECC
製の調整板(6) と、前記燃焼室用穴(1) 、(4) より小径
の燃焼室用***(7) を並列しその周縁に沿ってフルビー
ド(F3)からなるグロメット板ビード(11)を設けた、0.15
mm厚、SUS 304 製のグロメット板(8) とを、各ビードが
重なるように順次積層し、燃焼室用穴(4) の開口周縁
を、グロメット板(8) の燃焼室用***(7) の開口周縁に
より抱持固定した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、特に多
気筒内燃機関のシリンダーヘッドとシリンダーブロック
の接合面をシールするために使用する金属製シリンダー
ヘッドガスケット、更に詳しくは、燃焼室用穴のそれぞ
れの周縁に沿いビード部を輪郭状に形成した弾性金属板
からなる二枚のビード基板とグロメット板を積層した金
属製シリンダーヘッドガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の内燃機関は高出力化、高温化とと
もに軽量化される傾向にあって、従来の鋳物に代替し
て、シリンダーヘッド、シリンダーブロックの両方又は
シリンダーヘッドのみをアルミニウム製としているが、
このような剛性の低い材料を使用した場合、稼働に際し
て、シリンダーヘッドとシリンダーブロックの剛性が低
下し易く、両者の相対的変移が大きくなる傾向にある。

【０００３】このような内燃機関を構成するシリンダー
ヘッドとシリンダーブロックの接合部には、シリンダー
ヘッドとシリンダーブロックとのデッキ面をシールすべ
くビードを形成した金属製シリンダーヘッドガスケット
を使用し、ボルト等の締結手段の結合力によりデッキ面
に弾性的なシール線を形成して、シールを果たしてい
る。

【０００４】しかし、金属製シリンダーヘッドガスケッ
トを介してシリンダーブロックにシリンダーヘッドを締
結用ボルトによって締結した際に、ボルト締結力によっ
てシリンダーヘッドが湾曲し、特に燃焼室回りの間隙が
大きくなり、歪みが生じるものである。このような間隙
の形成と歪みの発生は、燃焼ガスがリークして、接合部
に介装されている金属製シリンダーヘッドガスケットを
汚損したり、含有した物質の堆積によりシール性が低下
したり、また、使用時に燃焼ガス圧力や機関熱の影響で
燃焼室回りのデッキ面間隙が拡縮することにより、金属
製シリンダーヘッドガスケットのビードにヘタリを生
じ、ボルト締結力を減少させ金属製シリンダーヘッドガ
スケットのシール効果を低減させる等の不都合があっ
た。

【０００５】このような不都合を解消するために、例え
ば、特開昭６４−７３１５７号公報により開示されてい
るように、ボアの周縁に沿いビードを形成した弾性金属
板からなる二枚のビード基板の間に、シリンダーヘッド
側をグロメット板としシリンダーブロック側を中間板と
して積層し、該グロメット板の内周縁をシリンダーブロ
ック側へ折返して、中間板の内周縁を包持した構成とす
ることにより、燃焼室周りに生ずるデッキ面間隙を補償
してビードの機能劣化を防止するとともに、ビード部位
におけるビード基板のばね力の均一化を図り、シール性
と耐久性を向上させるようにした構成の金属製シリンダ
ーヘッドガスケット（先行技術１）や、実開平４−３４
５６２号公報により開示されているように、並列する燃
焼室用穴を有し、該燃焼室用穴に沿ってビードを形成し
た弾性金属板からなる二枚のビード基板の間に、中間板
をサンドイッチに積層した金属製シリンダーヘッドガス
ケットにおいて、シリンダーブロック側となるビード基
板と中間板とを、グロメット板をシリンダーヘッド側へ
折返して包持固定するとともに、中間板に、ビード基板
のビードに沿ってシリンダーヘッド側へ凸となる中間板
ビードを形成した構成の金属製シリンダーヘッドガスケ
ット（先行技術２）が公知となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術１、２は
いずれも四枚の積層構成であることから、三枚の積層構
成の金属製シリンダーヘッドガスケットに比べ、材料的
にも製作的にもコストアップの原因となるだけでなく、
特に先行技術１では、グロメット板の内周縁をシリンダ
ーブロック側へ折り返して、中間板の周縁を包持した構
成であるため、これを両側のビード基板により挟着し且
つシリンダーヘッドとシリンダーブロック間で全屈状態
に圧縮すると、シリンダーブロック側へ折り返したグロ
メット板の折返し部が、全て片側のビード部のシムとし
て作用する結果、シリンダーブロック側のビード基板に
対して、シリンダーヘッド側のビード基板の応力振巾が
大きくなり、又グロメット部に大きな曲げ応力及び応力
振巾が発生するためグロメット板及びシリンダーヘッド
側のビードに亀裂やヘタリを招来していた。

【０００７】また先行技術２でも、シリンダーヘッド側
のビード基板のビードと中間板のビードとが頂部で接し
ているため、負荷時に不安定になり易く、やはりシール
性能の低減及びビード部の亀裂が発生し易い点に解決す
べき課題があった。

【０００８】本発明は、前記先行技術１、２が、シリン
ダーヘッド、シリンダーブロックのボア間とこれに連続
するボア回りでは、剛性に高低の差があるにも関わら
ず、ボア間とボア回わりのビード構成を同一としている
ことから、前記剛性の差により生じるシリンダーヘッ
ド、シリンダーブロックの歪みに金属製シリンダーヘッ
ドガスケットが順応せず、依然として充分なシール性の
確保や、ビードのヘタリ及び亀裂の防止を解消すること
ができない点に着眼してなされたものであって、材料的
にも、製作的にも有利な三枚の積層構成の金属製シリン
ダーヘッドガスケットにより、ビード基板の応力変動及
びグロメット部分に作用する曲げ応力を軽減し、ビード
部及びグロメット部の破損、シール性能の低減を防止し
て、安定したシール性を長期にわたって維持することの
できる安価な金属製シリンダーヘッドガスケットを提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の金属製シリンダ
ーヘッドガスケットは、並列する燃焼室用穴(1) の周囲
に沿って基板ビード(2) を形成した弾性金属板からなる
ビード基板(3) と、並列する燃焼室用穴(4) の周囲に沿
って調整板ビード(5) を形成した弾性金属板からなる調
整板(6) と、前記燃焼室用穴(1) 、(4) より小径の燃焼
室用***(7) を並列して形成したグロメット板(8) と
を、各ビード(2) 、(5) 部分が上下に重なるように順次
積層し、調整板(6) の燃焼室用穴(4) の開口縁部を、グ
ロメット板(8) の燃焼室用***(7) の開口縁部で抱持固
定して、並列するボア(10)を形成した金属製シリンダー
ヘッドガスケットＧにおいて、前記ビード基板(3) の基
板ビード(2) は、少なくとも燃焼室用穴(1) 、(1) 間で
はフルビード(F1)であるが、これに連続する各燃焼室用
穴(1) 回りではハーフビード(H) に変形（フルビードと
は山形の断面形状のものであり、ハーフビードとはステ
ップ状の断面形状のものをいう。・・以下、同じ）した
構成とし、また前記調整板(6) の調整板ビード(5) は、
燃焼室用穴(4) の全周にフルビード(F2)で構成し、さら
に、グロメット板(8) に、前記調整板ビード(5) に重な
るフルビード(F3)で形成したグロメット板ビード(11)を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】なお、ビード基板の応力変動及びグロメッ
ト部分に作用する曲げ応力の軽減、ビード部及びグロメ
ット部の破損、シール性能の低減の防止等をより向上さ
せ、安定したシール性を長期にわたって維持させるため
に、前記基本構成に下記構成のいずれか又は全部を具備
させる。

【００１１】（１）ビード基板(3) の燃焼室用穴(1) 、
(1) の間部分に形成したフルビード(F1)からなる基板ビ
ード(2) を、該基板ビード(2) の立ち上がり根元ライン
(9)を所定幅(W) だけ直線に形成する。（２）グロメット板(8) による調整板(6) の抱持幅を、
ボア(10)、(10)間で広くし、これに連続するボア(10)の
回りでは狭くする。（３）調整板(6) のグロメット板(8) による抱持面の厚
みを、ボア(10)、(10)間で厚くし、これに連続するボア
(10)回りでは押し潰して薄くする。（４）ビード基板(3) と調整板(6) 及びグロメット板
(8) の各積層密着面及びシリンダーヘッド及びシリンダ
ーブロックに接する各面に、耐熱性ゴム又は樹脂を塗布
する。

【００１２】

【作用】上記した本発明に係る金属製シリンダーヘッド
ガスケットは、シリンダーヘッド、シリンダーブロック
のボア(10)、(10)間とこれに連続するボア(10)回りで異
なる剛性の高低差に対応して、ビード基板(3) の基板ビ
ード(2) の形状を、燃焼室用穴(1) 、(1) 間ではフルビ
ード(F1)であるが各燃焼室(1) 回りではハーフビード
(H) に変形させ、また前記調整板(6) の調整板ビード
(5) を、燃焼室用穴(1) の全周をフルビード(F2)とする
とともに、グロメット板(8) には、前記調整板ビード
(5) に重なるフルビード(F3)で形成したグロメット板ビ
ード(11)を設けることによって、シール面圧分布が適正
化され、しかも、調整板ビード(5) ヘタリ防止と、シー
ル性能の長期維持が可能となるだけでなく、グロメット
板(8) で調整板(6) を抱持することにより、ビード基板
(3) 及び調整板(6) のビードに対してグロメット折り返
し部がストッパー機能を発揮して全屈状態を回避するこ
とができることから、さらに長期にわたって効果的なシ
ール性を維持するように作用する。

【００１３】

【発明の実施の形態】及び

【実施例】図１は本発明に係る金属製シリンダーヘッド
ガスケットの部分平面図、図２は実施例１であって、図
１のＡ−Ａ線における分解断面図、図３は図１のＢ−Ｂ
線における拡大端面図、図４は図１のＣ−Ｃ線における
拡大端面図、図５は実施例２であり、図１のＤで示すボ
ア(10)、(10)間の拡大平面図、図６は実施例３であり、
シリンダーヘッド側のビード基板(3) を除去した状態を
示すボア(10)の回り部分の平面図、図７は実施例４であ
って、図１のＡ−Ａ線位置での拡大断面図である。

【００１４】（第１実施例）図１乃至図４に示した金属
製シリンダーヘッドガスケットは、並列する燃焼室用穴
(1) の開口縁に沿って基板ビード(2) を形成した、0.3m
m 厚、SUS 301 3/4H製のビード基板(3) と、並列する燃
焼室用穴(4) の開口縁に沿って調整板ビード(5) を形成
した、0.6mm 厚、SECC製の調整板(6) と、前記燃焼室用
穴(1) 、(4)より小径の燃焼室用***(7) を並列して形
成した、0.15mm厚、SUS 304 製のグロメット板(8) と
を、順次積層し、調整板(6) の燃焼室用穴(4) の開口周
縁を、グロメット板(8) の燃焼室用***(7) の開口周縁
のシリンダーヘッド側への折り返しにより抱持固定し、
並列するボア(10)を形成するにおいて、前記ビード基板
(3) の基板ビード(2) を、図２乃至図４に示したよう
に、燃焼室用穴(1) 、(1) 間と両端部ではフルビード(F
1)であるが、これに連続する各燃焼室(1) 回りではハー
フビード(H) に変形した構成とし、また前記調整板(6)
の調整板ビード(5) はフルビード(F2)で構成し、また、
グロメット板(8) に、前記調整板ビード(5) に重なるフ
ルビード(F3)で形成したグロメット板ビード(11)を設け
て、ボア(10)、(10)間（図３）及び両端部（図４）で
は、基板ビード(2) のフルビード(F1)と調整板ビード
(5) のフルビード(F2)及びグロメット板ビード(11)のフ
ルビード(F3)とが重なり、それ以外の部分では、ハーフ
ビード(H) とフルビード(F2)及びフルビード(F3)とが重
なるように積層された構成である。

【００１５】（実施例２）前記実施例１の金属製シリン
ダーヘッドガスケットにおいて、ビード基板(3)の燃焼
室用穴(1) 、(1) 間に形成したフルビード(F1)の基板ビ
ード(2) が、図５に示すように、基板ビード(2) の立ち
上がり根元ライン(9) を所定幅(W) （15〜30mm程度）だ
け直線に形成した構成である。

【００１６】（実施例３）実施例１又は２の金属製シリ
ンダーヘッドガスケットにおいて、図６に示すように、
グロメット板(8) による調整板(6) の抱持幅(b₁)を、ボ
ア(10)、(10)間においては2.0 〜3.0 mmとし、これに連
続するボア(10)回りの抱持幅(b₂)においては前記抱持幅
(b₁)より狭い1.0 〜1.5 mmとした構成である。

【００１７】（実施例４）実施例１、２又は３の金属製
シリンダーヘッドガスケットにおいて、図７に示すよう
に、調整板(6) のグロメット板(8) による抱持面の厚み
(t₁)を、ボア(10)、(10)間においては素材積層厚の0.6
mmとし、これに連続するボア(10)回りの厚み(t₂)は押し
潰して0.550mm と薄くした構成である。

【００１８】なお各上記各実施例を説明するための図面
においては図示を省略したが、ビード基板(3) と調整板
(6) とグロメット板(8) の各積層密着面及びシリンダー
ヘッド及びシリンダーブロックに接する面に、耐熱性ゴ
ム又は樹脂（例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム等）
を塗布して、シリンダーヘッド、シリンダーブロック及
び各構成板相互の密着性を向上させ、各基板製作段階で
付いた傷の存在によるリークをも解消し、一層優れたシ
ール性を確保する場合もある。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係る金属製シリンダーヘッドガ
スケットは、ビード基板(3) の基板ビード(2) の形状
を、燃焼室用穴(1) 、(1) 間ではフルビード(F1)である
が各燃焼室(1) 回りではハーフビード(H) に変形させ、
また前記調整板(6) の調整板ビード(5) を、燃焼室用穴
(1) の全周をフルビード(F2)とするとともに、グロメッ
ト板(8) には、前記調整板ビード(5) に重なるフルビー
ド(F3)で形成したグロメット板ビード(11)を設けること
によって、ボア(10)、(10)間とこれに連続するボア(10)
回りで異なる剛性の高低差に対応してシール面圧分布が
適正化され、しかも、グロメット板ビード(11)によって
調整板ビード(5) のヘタリ防止が達成され、シールライ
ンの形成によるシール性能を向上させ、長期にわたって
維持することが可能となる。

【００２１】また、グロメット板(8) で調整板(6) を抱
持することにより、ビード基板(3)、調整板(6) 及びグ
ロメット板(8) の各ビードに対し、グロメット折り返し
部がストッパー機能を発揮し、全屈状態を回避すること
ができることから、効果的なシール性をより向上させ長
期にわたって維持することができ、三枚の積層構成の金
属製シリンダーヘッドガスケットでありながら、作用応
力のバランスが良く、比較的変位変動の大きいシリンダ
ーヘッド側のビード基板(3) の応力変動を軽減し、シー
ル性に優れた金属製シリンダーヘッドガスケットを安価
に提供することができる。

【００２２】なお請求項２に記載のように、ビード基板
(3) の燃焼室用穴(1) 、(1) の間部分に形成したフルビ
ード(F1)からなる基板ビード(2) が、該基板ビード(2)
の立ち上がり根元ライン(9) を所定幅(W) だけ直線に形
成した場合には、最も間隔の狭くなるボア(10)、(10)間
とこれに連続して徐々に間隔の広くなる部分の剛性に反
比例したフルビード(F1)が形成されて、ボア(10)、(10)
間とその近傍でのシール面圧分布が適正化されるように
なる。

【００２３】また請求項３に記載したように、グロメッ
ト板(8) による調整板(6) の抱持幅を、ボア(10)、(10)
間で広くし、これに連続するボア(10)の回りでは狭くし
た場合には、上記作用に加えボア(10)、(10)間の面圧が
分散されて平均的となり、より一層シール性が確保でき
る。

【００２４】さらに請求項４に記載したように、調整板
(6) のグロメット板(8) による抱持面の厚みを、ボア(1
0)、(10)間で厚くし、これに連続するボア(10)回りでは
押し潰して薄くした場合には、ボア(10)、(10)間のデッ
キ面間に生ずるシリンダーヘッドの変形分を補償してシ
ール性をより一層良好とする。

【００２５】また請求項５に記載したように、ビード基
板(3) と調整板(6) とグロメット板(8) の各積層密着面
及びシリンダーヘッド及びシリンダーブロックに接する
面に、耐熱性ゴム又は樹脂を塗布した場合には、シリン
ダーヘッド、シリンダーブロック及び各構成板相互の密
着性を向上させ、各基板製作段階で付いた傷の存在によ
るリークをも解消し、一層優れたシール性を確保するよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属製シリンダーヘッドガスケットの
部分平面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示し、図１のＡ−Ａ線に
おける分解断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線における拡大端面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線における拡大端面図である。

【図５】本発明の実施例２であって、図１のＤ部分の拡
大平面図拡大断面図である。

【図６】本発明の実施例３であってシリンダーヘッド側
のビード基板(3) を除去した状態のボア(10)回り部分の
平面図である。

【図７】本発明の実施例４であって、図１のＡ−Ａ線部
分の拡大断面図である。

【符号の説明】

(1) 、(4) 燃焼室用穴 (2) 基板ビード (3) ビード基板 (5) 調整板ビード (6) 調整板 (7) 燃焼室用*** (8) グロメット板 (9) 根元ライン (10) ボア (11) グロメット板ビード (F1)、(F2)、(F3) フルビード (H) ハーフビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上村浩東大阪市加納２丁目１番１号日本ガスケット株式会社内植村浩 (72)発明者魚返智義東大阪市加納２丁目１番１号日本ガスケット株式会社内魚返智義

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列する燃焼室用穴(1) の周囲に沿って
基板ビード(2) を形成した弾性金属板からなるビード基
板(3) と、並列する燃焼室用穴(4) の周囲に沿って調整
板ビード(5) を形成した弾性金属板からなる調整板(6)
と、前記燃焼室用穴(1) 、(4) より小径の燃焼室用***
(7) を並列して形成したグロメット板(8) とを、各ビー
ド(2) 、(5) 部分が上下に重なるように順次積層し、調
整板(6) の燃焼室用穴(4) の開口縁部を、グロメット板
(8) の燃焼室用***(7) の開口縁部で抱持固定して、並
列するボア(10)を形成した金属製シリンダーヘッドガス
ケットＧにおいて、前記ビード基板(3) の基板ビード(2) は、少なくとも燃
焼室用穴(1) 、(1) 間ではフルビード(F1)であるが、こ
れに連続する各燃焼室用穴(1) 回りではハーフビード
(H) に変形した構成とし、また前記調整板(6) の調整板
ビード(5) は、燃焼室用穴(4) の全周をフルビード(F2)
で構成し、さらに、グロメット板(8) に、前記調整板ビ
ード(5) に重なるフルビード(F3)で形成したグロメット
板ビード(11)を設けたことを特徴とする金属製シリンダ
ーヘッドガスケット。
【請求項２】ビード基板(3) の燃焼室用穴(1) 、(1)
の間部分に形成したフルビード(F1)からなる基板ビード
(2) が、該基板ビード(2) の立ち上がり根元ライン(9)
を所定幅(W) だけ直線に形成したものである請求項１記
載の金属製シリンダーヘッドガスケット。
【請求項３】グロメット板(8) による調整板(6) の抱
持幅を、ボア(10)、(10)間で広くし、これに連続するボ
ア(10)の回りでは狭くした請求項１又は２記載の金属製
シリンダーヘッドガスケット。
【請求項４】調整板(6) のグロメット板(8) による抱
持面の厚みを、ボア(10)、(10)間で厚くし、これに連続
するボア(10)回りでは押し潰して薄くした請求項１、２
又は３記載の金属製シリンダーヘッドガスケット。
【請求項５】ビード基板(3) と調整板(6) とグロメッ
ト板(8) の各積層密着面及びシリンダーヘッド及びシリ
ンダーブロックに接する面に、耐熱性ゴム又は樹脂を塗
布した請求項１、２、３又は４記載の金属製シリンダー
ヘッドガスケット。