JPS6055704B2

JPS6055704B2 - シリンダ・ヘツド・ガスケツト

Info

Publication number: JPS6055704B2
Application number: JP3742381A
Authority: JP
Inventors: テレンス・ピ−タ−・ニコルソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1985-12-06
Also published as: JPS57153944A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、シリンダ、ヘッド・ガスケットに関し、特
に、いわゆる乾式のシリンダ・ボア・ライナを有する内
燃機関のシリンダ・ブロックとシリンダ・ヘッドとの間
の継手のシールを主に意図したシリンダ・ヘッド・ガス
ケットに関する。

乾式ライナ圧縮点火機関におけるシリンダ・ブロックと
シリンダ・ヘッドとの継手をシールするためには、従来
、複合金属（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｔａｌ）と石綿と
を層状に重ねて構成したガスケットを使用するのが一般
的であつた。しかしながら、この型式の最近の高出力機
関においては、特に機関が圧力チャージ（ｐｒｅｓｓｕ
ｒｅｃｈａｒｇｅ）あるいはターボ・チャージ（ｔｕｒ
ｂｏ−ｃｈａｒｇｅ）され、非常に大きな楯動が生じる
場合には、そのようなガスケットの使用によつて漏洩を
防ぐシールを提供することは大きな困難性があつた。こ
のこととは別に、複合金属と石綿とを層状に重ねて構成
したガスケットは次のような問題点を含んでいる。（１
）石綿の熱絶縁特性のために、機関における過度に高ι
ルたがつて最も望ましくない熱勾配を避けるのが不可能
になる。

（２）複合ガスケットが押しつぶされると、シリンダ・
ヘッドとシリンダ、ブロックとを不良に湾曲せしめ、加
熱および冷却サイクル中に永久的な個定を生じせしめる
主要な原因となる。

（３）非常に高い締付け荷重が必要である。

（４）締付けがゆるんでしまつた場合の再締付け用す
え付ボルトが必要である。このことは非常に費用のかか
る作業となる。（５）不必要に過度な締付け荷重はシリ
ンダ・ボアを大きく変形させる原因となる。

このような従来の実情においてガスケットによつて達成
されるべき基本的な課題は、ボルトで相互に締付けられ
、かつ大きな振動、高い熱勾配、絶えまなく変化する圧
力サイクル・モードにさらされる、実質的に室状の二つ
の構造体間におけるガス経路、水路、オイル経路を漏洩
なしにシールすることである。

実質的に室状の二つの構造体をボルトで締めて固定した
構造体とすることによりシールされた構造体とする考え
方は根本的に問題がある。

という・のは、そのようにシールされた構造体は株間が
作動状態におかれた時に、活発に振動する構造体となる
からである。このことは、適当なガスケットは実質的な
大きさの弾性を有していなければならないということを
示している。しかしながら、このことだけでは充分では
なく、他の二つの要因が非常に重要である。

すなわち、（１）不当に高い締付け荷重を避けること、および、（
２）ガスケットのできる限り広い面積にわたつて熱を能
率的に拡散せしめること、である。

上記（１）を達成するためには、締付け荷重は、シリン
ダ●ヘッドおよびシリンダ・ブロックの面の全表面に広
けて加えるのではなく、厳密に限定された一部分に集中
して加えるべきである。

すなわち、高密度荷重（ＨｉｇｈｕｎｉｔｌＯａｄｉｎ
ｇ）とすべきである。このことは、ガスケットは波形形
態のものであることが効果的であることを示している。
しかしながら、そのようなガスケットは、弾性と、高密
度荷重特性と、良好な熱伝達特性とを有しているが、実
験の結果、弾性量は不充分であることが認められた。二
倍の大きさの締付け荷重を必ずしも必要とすることなし
に、弾性量を二倍にしようとする試みにおいて、相互に
背面合せした状態に取りつけられた二つの波形ガスケッ
トを使用して試験が行われた。試験の結果、締付け荷重
は２０ないし２５％増大することが認められたが、これ
は充分に満足されるものではない。鋼性スペーサ・プレ
ートによつて分離した上述のような二つの波形ガスケッ
トから成るサンドウイツチ構造体を用いて試験がさらに
行われた。しかしながら、充分に弾性を得ることに関す
る限り、その結果．は、スペーサ・プレートを軟鋼製の
ものあるいは硬鋼製のものにするに関係なく、背面合せ
された鋼性スペーサ・プレートをはさまないガスケット
の場合に比べて良くも悪くもなかつた。この発明は上述
のような事情に鑑みなされたも．のであり、その目的は
、広い面積にわたつて熱を能率的に拡散させることがで
き、不当に高い締付け荷重を必要とすることなく、押し
つぶされることなく、しかも再締付け用すえ付ボルトを
必要とすることのない、ボルトで相互に締付けられた実
，質的に室状の二つの構造体間における継手のシールを
意図したシリンダ・ヘッド・ガスケットを提供すること
である。

この発明のシリンダ●ヘッド●ガスケットは、外側に向
つて膨出している波形輪部部の形成されている金属性の
一対の外側プレートと、前記一対の外側プレート間に配
置された金属性の内側プレートと、を含み、前記内側プ
レートは軟質金属性の中央層とこの軟質金属性の中央層
の各表面にそれぞれ接合あるいは一体形成された硬質金
属性の表面層とを含んている。

硬質金属性表面層が軟質金属性中央層に接合あるいは一
体成形されていることにより得られる効果は、高密度荷
重点におい１て軟質金属性中央層か横方向に移動するの
が防止されることである。絶体的なものではないが、各
外側プレートに形成される波形輪部部は、この出願と同
一の出願人による英国特許出願第４３５０／７８号明細
書に開示された形態のものであることが好ましい。

すなわち英国特許出願第４３５０／７８号明細書に開示
されている各外側プレートには外側に向つて膨出してい
る二連波形断面の輪部部が形成されている。この二連波
形輪部部を構成している二連の波形部の頂点を含む第１
の面とこの第１の面に平行てかつ二つの波形部の相互間
に形成される溝の基底における外側プレートの底面を含
む面との間の距離は第１の面と外側プレートの、内側プ
レートに接する面との間の距離より実質的に小さくなつ
ている。金属性内側プレートは理想的には、各側にばね
鋼層がろう付けあるいははんだ付けされた軟鋼層から成
るものであることが好ましい。しかしながらこれは商業
的生産に対しては経済的な処置てはない。そこで、軟鋼
性中央層を焼なましおよび軟化した後にその軟鋼性中央
層をわずかに再圧延することによつて硬質の表面層を形
成することが好ましい。以下、図面を参照しながらこの
発明の一実施例について説明する。

図面に示されかつこれから述べるシリンダ・ヘッド・ガ
スケットは、ターボ・チャージャを備えた６シリンダ乾
式ライナ圧縮点火機関のシリンダ●ブロックおよびシリ
ンダ●ヘッド間の継手をシールするために意図されたも
のである。

第３図、第４図および第５図に明確に示されているよう
に、この実施例におけるガスケットは、厚さ約０．３８
１順（イ）．０１５インチ）の一対の外側プレート１と
その相互間に配置された厚さ約０．７８７Ｔｎ（４）．
０３１インチ）の内側プレート２を具備して成つている
。外側プレート１は、冷間圧延された軟鋼の光輝焼なま
し度ＱＳ４のものである。内側プレート２は、光輝焼な
ましされかつ軟化された軟鋼製のものである。内側プレ
ート２は、しかしながら、表皮圧延（ＳｋｉｎｒＯＩｌ
ｌｎｇ）作業にさらされてその各表面に硬質金属性の表
面層（図示せず）が形成されている。この硬質金属性表
面層は、ガスケットの効率に主に寄与する特性を有する
ものである。ガスケットには全体に、厚さ約０．０２５
悶（４）．００１インチ）の銅層（図示せず）が被覆さ
れる。外側プレート１には、異なる二つの波形輪部部３
，４が外側に向つて膨出して形成されている。波形輪部
部３の伸長路が第１図において、また波形輪部部４の伸
長路が第２図において、それぞれ一点鎖線で示されてい
る。第１図および第２図の一点鎖点は、それぞれ波形輪
部部３および４の波形部の頂点の伸長路すなわち軌跡を
示している。第１図および第５図を参照して述べると、
一方の波形輪部部３、すなわち、ガスケットの各側縁に
沿つて形成されている波形輪部部３は単一の■形波形部
５から成つている。

単一■形波形部５は全幅が約１．６００７７！７７！（
イ）．０６３インチ）であり、高さは、外側プレート１
の外側表面から測定した場合、約０．９４０ＴｎＩｎ（
イ）．０３７インチ）ないし約１．０１６７９！（４）
．０４０インチ）の範囲にあるものである。第２図を参
照すると、他方の輪部部牡すなわち各シリンダ・ボア開
口を囲んでいる波形輪部部４の伸長路が、一点鎖線で、
一つのシリンダ・ボア開口６に対して示されている。こ
の波形輪部部４は、第４図に示されているように、二連
■形波形断面のものであり、二連の波形部７，８から成
つている。この二連式Ｖ形外形は、先述の英国特許出願
第４３５０／７８号明細書に開示されたような形態のも
のである。すなわち、二連の波形部７，８の頂点９，１
０を含む第１の面とこの第１の面に平行でかつ二つの波
形部７，８の相互間に形成される溝１１の基底における
外側プレートの底面１２を含む面との間の距離“ＤＦ゛
は第１の面と外側プレート１の、内側プレート２に接す
る面との間の距離“゜ｄ２゛より実質的に小さくなつて
いる。この実施例では、二連の波形部７，８の総幅は約
３．１７５７１７７！（イ）．１２５インチ）であり、
二連の波形部７，８の頂点９，１０相互間の距離は約１
．６００？（イ）．０６３インチ）であり、間隔゜゜ｄ
丁゛は約０．７６２Ｔｆｎ（０．０３０インチ）である
。上述したように、上記実施例においては、内側プレー
ト２は、軟質金属性の中央層とこの中央層の各表面に形
成された硬質金属性の表面層とから成つている。

このような構成とすることにより、高密度荷重点におい
て軟質金属性中央層が横方向に移動するのが防止される
。さらにまた上記実施例では、外側プレート１には外側
に向つて膨出する二形態の波形輪部部３，４が形成され
ている。それにより、締付け荷重が波形輪部部３，４上
に加わることになり、シリンダ・ボアが大きく変形する
ことが防止される。さらにまた、シリンダ・ボア開口６
を囲む波形輪部部４が二連波形部７，８から成つている
。それにより、シリンダ・ブロックとシリンダ・ヘッド
との間の継手のシール機能を高めることができる。上述
のガスケットは、１２０１ｂＳ／Ｆｌ２の範囲の適度な
締付け荷重しか要求しない。

さらに、上述のガスケットがとりつけられ、１５Ｆ！Ｔ
ｆ間の循環試験にさらされ、ついで（４）時間の全出力
耐久試験にさらされた場合であつても、トルク損失は少
しも生じなかつた。内側プレート２の厚さは、ガスケッ
トに対して要求される弾性量に応じて変化され得るもの
であることは理解されたい。

また、ガスケットにおける波形輪部部、波形輪部部伸長
部、および寸法は、ガスケットがとりつけられる機関の
特定の動作要求に合致するように変更され得るものであ
る・ことも理解されたい。以上述べてきたことから明ら
かなように、この発明のガスケットにおいては、内側プ
レートが、軟質金属性の中央層とこの中央層の各表面に
形成された硬質金属性の表面層とから成つている。

こ・のような構成とすることにより、高密度荷重点にお
いて軟質金属性中央層か横方向に移動するのが防止され
る。さらにまたこの発明のガスケットにおいては、外側
プレートには外側に向つて膨出する二形態の波形輪部部
が形成されている。それにノより、締付け荷重が波形輪
部部上に加わることになり、シリンダ●ボアが大きく変
形することが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るシリンダ●ボア◆ガスゲットの
平面図、第２図は大径に開口しているシリンダ・ボアに
隣接するガスケットの一部分を示す図、第３図は第１図
に示すガスケットを第１図に示す矢印Ｅの方向に見た部
分図、第４図は第２図のＸ−Ｘ線における拡大断面図お
よび第５図は第１図のＹ−Ｙ線における拡大断面図であ
る。１・・・外側プレート、２・・・内側プレート。

Claims

【特許請求の範囲】

１外側に向つて膨出している波形輪郭部の形成されて
いる金属性の一対の外側プレートと、前記一対の外側プ
レート間に配置された金属性の内側プレートと、を含み
、前記内側プレートは軟質金属性の中央層とこの軟質金
属性中央層の各表面にそれぞれ接合あるいは一体形成さ
れた硬質金属性の表面層とを含んでいる、ことから成る
シリンダ・ヘッド・ガスケット。