JPS627957A - 冷媒流のオリフイスを備えたヘツドガスケツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ックの上面とエン
ジンのシリンダーヘッドの底面との間の接合部をシール
するために使用される型式のヘッドガスケットに関する
。特に１本発明は。

ブロックとヘッドとの間に介装して使用されるとき（以
下単に使用時という）、シリンダーブロックに形成され
たシリンダー空間と寸法、数。

位置を対応せしめた比較的大きな円形シリンダー用切欠
部を一列に有すると共に、使用時に。

接合されるシリンダーブロックとヘッドとの両面に形成
された冷媒用孔、潤滑剤用孔、ボルト用孔と寸法及び位
置を対応せしめた複数の孔を有しているガスケットに関
する。

〔従来の技術とその問題点〕

エンジンのヘッドガスケットは、従来、エンジンの潤滑
剤、冷媒、シリンダーの燃焼ガスのために、ブロックと
ヘッドとの間のシールを形成するだけでなく、多くの機
能を果たしてきた。

これらの機能は、ヘッドガスケットが設計されるべき特
定のエンジン毎に特有のものとされる傾向があった８例
えば、米国特許第２，１８８゜８７６号は、エンジンブ
ロック及びヘッドの特定区域を通る所望の冷媒流を得る
ために、ヘッドガスケットの開口の寸法を変化させる技
術を開示している。特に、この米国特許が開示するエン
ジン用シリンダーヘッドは、冷媒がエンジンの前端でシ
リンダーブロックに進入し、シリンダーヘッド−側の長
手方向中央点の部分にてエンジンから排出され、燃焼室
の回りを略均等な温度にし、均等な冷却効果を与えるよ
うに設計されている。このようにするために、この米国
特許は、冷媒の入口からのヘッドとブロックとの間の流
路の距離を考慮するばかりでなく。

エンジンの成る部分が他の部分とは異なる冷却条件を有
する事実を考慮している。特に、各燃焼室のそれぞれの
側に対応する段階に於いて（四気筒の場合は五段階）、
ヘッドは、冷媒の流れが部分から部分へ且つ各部分内で
均衡を保つよう番こ取り扱われている。

然しながら、この内燃機関の冷却方法は、実施する場合
の複雑さに加えて、燃料噴射装置のような燃料供給機構
及び弁装置が通常シリンダーヘッドに配置されており、
当該冷却方法で冷媒を循環させることには、実際的な制
限があるという事実を考慮していない（この米国特許第
２．１８８，８７６号は、エンジンシリンダーに装備さ
れる燃料供給手段及び弁を開示していない）。

米国特許第４，２８４，０３７号は、シリンダーブロッ
クの一例に互いに隣接して配置された冷媒供給マニホー
ルド及び冷媒収集マニホールドと、ブロックのマニホー
ルドの近くに取付けられ接続される冷媒ポンプとを有す
る内燃機関の冷媒機構を示している。各シリンダーのた
めに、ブロックには別々の流路が形成されており、冷媒
を供給マニホールドからシリンダーを回ってヘッドへ導
き、ヘッドを横切って噴射装置及び弁に隣接し、ヘッド
から下降してブロックの収集マニホールドに流す。

ヘッドを通る冷媒のそれぞれの流路は、概ね分離してお
り１種々の流路に接続する流路の寸法は、各流路の流量
を調節し、弁装置を備えることによって種々のシリンダ
ーに沿って均等な熱移動パターンを得るように設計され
ており。

前記弁装置に関して、各シリンダーに対して二個の弁が
ヘッドの長手軸にあり、他の二個はこの軸に対して垂直
線にある。冷媒がヘッドを横切って真直ぐに流れるのを
妨げるような隔壁を伴って、この装置は、冷媒を噴射装
置へ或いは該噴射装置から、対を成す弁間に於いて４５
度の角度で強制的に流動させるもので、冷媒は噴射装置
を通過した後、排出通路の上下を流れる。

更に、排出口はヘッドの排気マニホールド側に比較的近
接し、排気通路は比較的短いので、これにより、加熱排
気は可能な限り迅速にヘッドから移動する。

然しなから、全部のシリンダー弁が長手方向の延長線に
配置され、一対の近接した弁が各シリンダーに設けられ
、冷媒供給マニホールド及び収集マニホールｌ’とけ反
対の弁側に噴射装置が配置されているようなエンジンに
対して、前記のエンジン冷却機構を適用するとき、諸問
題が生じる１例えば、横行流路を形成することができず
、横方向に配置した噴射装置が、シリンダーブロックか
ら上昇した後にヘッドを横切ってくる流れによる弁の冷
却を妨害する。噴射装置が流れを部分的に遮蔽するから
である。他方。

（重量及びスペース条件を最小にする目的のために）エ
ンジンを最もコンパクトな形にすると。

その他の条件も配慮すれば、冷媒が分配され易いように
種々の部品を配置することができなくなる０以上のよう
に、従来、一対の弁と燃料噴射装置を有するエンジンに
於いて最適な冷媒流を得るという問題を克服したヘッド
ガスケットの技術は、未だに提案されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は２本出願人が本特許出願と同日付で特許出願し
た「内燃機関の冷却装置」に係る発明（優先権主張に係
る米国特許出願も同日付である米国特許出願第７４９．
７４３号に係る発明）に記載された内燃機関に使用する
ヘッドガスケットに関する。

本発明の目的は、ヘッドガスケットの開口の寸法を種々
変化させ、エンジンブロックとヘッドとの特定の区域を
通る所望の冷媒流を形成させ、一対の弁を有し且つ両弁
間で該弁の横倒に燃料噴射装置を配置させたエンジンに
於いて最適の冷媒流を生じさせるように設計することに
ある。

本発明の別の目的は、一列の比較的大きな円形シリンダ
ー用切欠部を有すると共に、該円形シリンダー用切欠部
に比べて比較的小さく、使用時、数と位置がシリンダー
ブロック及びシリンダーヘッドの面に形成された冷媒通
路に対応するような複数個の孔を有し、これらの孔は８
前記一列の円形シリンダー用切欠部の第一の横倒に沿っ
て延びる第一列に配置され、この第一列の孔の全てが略
同−面積を有し且つシリンダーブロック及びヘッドに形
成された冷媒取入れ通路に従って円形シリンダー用切欠
部のそれぞれの一つに位置的に関連して成り、前記第一
列の孔に対して円形シリンダー用切欠部の横方向反対側
に沿って延びる第二列の孔を有し、この第二列の孔は、
シリンダーブロック及びヘッドに形成された冷媒の出口
通路に対応する位置で各円形シリンダー用切欠部の長手
方向両側に側面する一対の孔を形成するようにされてお
り。

第二列の孔の各月の一方の孔は、該第二列の孔の各月の
他方の孔より面積が大きく、中間部の一対の円形シリン
ダー用切欠部間の点の第一側にある第二列の大型孔と小
型孔は、第二列の第一端部へ向かうに従って面積がそれ
ぞれ次第に増大し、前記中間点の他側にある大型小型孔
は。

第二列の第二端部、即ち反対端部へ向かって面積がそれ
ぞれ次第に小さくなるようにされて成るヘッドガスケッ
トを提供することである。

更に本発明によれば、第二列の対を成す孔に於いて、そ
の第二列の全長に沿って大型孔と小型孔を交互に配置し
、各月の孔の小型孔がそれぞれの隣接対の隣りあう大型
孔より小さくなるようにされている。

更に本発明によれば、前記第−及び第二列の孔に加えて
、第一列の孔より横方向内側で２円形シリンダー用切欠
部の第一側に配置した第三列の孔を有するガスケットが
提供され、該第三列の孔は全て寸法が同しで、しかも第
二列の孔の最小孔より小さく、シリンダーブロック及び
ヘッドに形成された第二冷媒出口通路に対応して配置さ
れる。

本発明は、基本的には、従来のへソＦガスケット形成方
法に従って、従来のへソドガスケソト形成材料で構成さ
れたヘッドガスケットで成るが、そのヘッドガスケット
の孔は、シリンダーヘッドとシリンダーブロックとの間
の流れに対してオリフィス機能を行うために利用され。

ガスケットそれ自体の構成方法に関して特別の工程を必
要とせず、開口のパターンや寸法は前述の同日特許出願
に説明したようなエンジン内での冷却効果を最適にする
ように設計される。

本発明のこれらの目的及びその他の目的、構成及び効果
は２本発明に基づ〈実施例を示した図面に関する以下の
説明から一層明らかになるであろう。

〔実　施　例〕

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。前述のよ
うに２本発明は、同時に出願した［内燃機関の冷却装置
」と題する発明に於いて記述したエンジンに使用するガ
スケットに関するものであり、該出願中の説明を参考に
することができる。

エンジンは、シリンダーブロック１０を有し。

該ブロック中には９例えば、六個のシリンダー空間１２
が形成され、シリンダーライナー１４が嵌合される（図
面には一個のライナーだけを示している）、シリンダー
ヘッドは、排気弁及び吸気弁を配置し、シリンダーブロ
ックのボルト孔２０とヘッドのボルト孔１８を貫通する
ボルトによりブロック１０の頂部に取付けられる。

従来のように、ブロック１０の頂面とシリンダ一ヘッド
１６の底面との間の接合部をシールするために、ヘッド
ガスケットが使用され、該ガスケットは符号２２で示し
ている。

ブロック１０の長さに沿って延びる分配マニホールドへ
冷媒が分配され、冷媒は、該マニホールドからインティ
ク孔２４より、シリンダーヘッドに形成された一連のイ
ンティク孔（図示せず）を介してシリンダーヘッド内へ
と上昇する。ヘッドへ流入する流れの大部分は、該ヘッ
ドの内部を横切って横方向へ移動し、ヘッドに形成され
た出口孔（図示せず）により形成される出口通路を通っ
て排出される。前記出口孔はブロックＩＯの上面に形成
された出口孔２６と合致する。流れの第二部分は、シリ
ンダーへラド１６の底面にある第二出口孔とブロック１
０の上面に形成された第二出口孔２８とにより形成され
る第二出口通路へ、直接に、エンジンの長手方向に向か
ってインティク通路から移動する。第１図のブロック１
０の上面に示す矢印は。

シリンダーヘッド１６に関して、シリンダーブロック１
０への流れと、シリンダーブロック１０からの流れとを
示している。

出口孔２６の全部（及びシリンダー空間１′１６にある
対応孔２図示せず）は、同し司法を有し、最適の流通面
積に対して大きい寸法を有する。同様に、小型の第二出
口孔２８とシリンダー１６にある線孔に対応する出口孔
もまた互いに等しい寸法に作られ、しかも最適の流ｊｍ
面積に対して大きい寸法を有する。シリンダーヘッドを
通る冷媒の流れに均衡を持たせるために。

本発明によるヘッドガスケット２２は、第２図のへノド
ガスケット２２についで説明するように、シリンダーヘ
ッド月６とシリンダーブロック１０との間を延びる流路
にオリフィスを形成するために使用される。

直列穴気筒エンジンのへノドガスケット２２は、比較的
大きな円形切欠部３２ａ〜３２ｆを有し、これらの切欠
部は、ガスケットがブロックとヘッドとの間に装着して
使用されるとき。

エンジンブロック１０のシリンダー空間１２と。

寸法、数１位置に於いて５一致する。２６個のボルト孔
３０は１寸法及び位置に於いて、シリンダーブロック１
０及びシリンダーヘッド１６に形成されたボルト孔と一
致する。へ・ノドガスケット２２は、また、潤滑剤の流
路に対応する孔や、その他のエンジンの構成部材、又は
付属部材の取付孔を有しており、これらは本発明の特徴
と関連しないので説明しない。

円形切欠部３２ａ〜３２ｆの列の第一側に沿って第一列
の比較的小さい孔３４が延設されている。これらの孔３
４は、ガスケットをブロックとヘッドとの間で使用する
とき（以下単に使用時という）、その位置１寸法、形状
が５ブロツク１０の冷媒インティク孔２４及びへ・ノド
１６のこれと対応する孔に合致する。この点に関し、孔
３４の全ては、同寸同形であり、長孔状とされ、線孔３
４とシリンダー空間３２との間のガスケット部分が幅を
増大する方向には線孔の幅を増大するので、ヘッドガス
ケットの強度に悪影響を与えることなく、線孔を通って
伝達される流量を最大にする。この目的のために。

図示の形状は、シリンダーヘッド及びシリンダーブロッ
クに対応孔が形成されていることから。

特に効果的であることが判明する。即ち、孔３４は２例
えば７．５龍半径の半円形の小端部と。

８龍半径の半円形の大端部と９両端部間の１０鰭の台形
移行部分とを有する。

第一列の孔３４から円形切欠部３２ａ〜３２ｆの横方向
反対側には、第二列の孔、即ち、対を成す孔３６ａ　〜
３６ｆ及び３８ａ　〜３８ｆから成る孔群が設けられて
いる。対を成す孔３６及び３８は、各円形切欠部３２の
長手方向両側に位置し、その位置は、使用時、シリンダ
ーブロック１０の孔２６と、ヘッド１６に形成された対
応する孔とによって形成された冷媒出口通路に対応する
。この第二列の孔３６．３８は。

シリンダーヘッドからシリンダーブロックへの出口通路
に対してオリフィス機能を発揮し、ブロック１０とヘッ
ド１６の孔２６の寸法が等しいにも拘わらず、冷媒の流
れを平衡にする。この目的のために、各月の孔３６．３
８のうち。

一方の孔３６の方が各月の他方の孔３８よりも面積を大
とされる。

更に１例えば、一対の中間にある円形切欠部３２ｂと３
２Ｃの間の点を成す位置■で冷媒が分配マニホールドへ
流入し、エンジンの端部りの位置で冷媒が排出マニホー
ルドから流出するようにしたエンジンに於いて、前記１
位置の第一側にある大型孔は、１位置から離れる方向に
向かって次第に面積が増大しく大型孔３６ｃから大型孔
３６ｆまで寸法が次第に増大する）。

１位置の他側にある大型孔は、１位置から離れるに従っ
て面積が減少するものである。

同様に、１位置の反対側にある小型孔３８も。

前記大型孔と同様に、１位置から離れる方向へ向かって
大きさがそれぞれ増減するような孔のグループを形成す
る。他方、１位置の両側にある一対の開口３６ｂ・３８
ｂと３６ｃ・３８Ｃは、近似していて、必ずしも正確に
等しくなくてもよい、この点に関し、下記の表は、■位
置に分配マニホールドへの冷媒の流入口を有し。

その前端部に（矢印りで示す）分配マニホールドの出口
を有する前述の例に示すような直列六気筒ヂーゼルエン
ジンの場合、最適であることが分かったオリフィス孔の
寸法を示す。

〔表　１〕　単位龍 シリンダー了し　　大径オリフィス　開口直径　　小径
オリフィス　開口直径３２ａ　　　　　　　　　７．　
３５　　　　　　　　　　　　６．　７４３２ｂ　　　
　　　　　　７．　９５　　　　　　　　　　　　７．
　　１９３２ｃ　　　　　　　　　７．　９４　　　　
　　　　　　　　７．　　１８３２ｄ　　　　　　　　
　９．６　　　　　　　　　　　　　　８．２７３２ｅ
　　　　　　　１０．６６　　　　　　　　　　　　８
　、８５３２ｆ　　　　　　　　１０．８４　　　　　
　　　　　　　８．９４この表から分かるように、各月
の孔３６．３８の小さい孔は、それぞれの隣接する対の
うちの隣接する大型孔よりも小さい、孔３６．３８は全
部孔３４よりも小さい。

孔寸法の決定と配置により、ヘッド又はブロックの何れ
の孔も複雑でなく、その寸法を出すのに費用をかけるこ
ともなく、前述の本出願と同日でなした出願に示したエ
ンジンの冷却効果を最適にすることが可能となった。

前述の同日出願の発明に使用されている冷媒機構は、ま
た、ヘッドに温点が生しるのを防ぐために補助冷媒流を
流している。この流れを生しさせ、これに適切に均衡を
保たせるために。

ガスケットに第三列を成す孔４０を形成する。

これらの孔４０は、全部同一寸法を有し、最小孔３６よ
りも小さい（例えば表１に於いて最小のオリフィス孔３
８ａの直径が６．７４龍であるのに対し４＊ｎの直径で
ある）、これらの孔４０は、使用時、線孔がブロックの
孔２８とヘッド１６の対応孔とにより、シリンダーブロ
ック。

シリンダーヘッドに形成される第二冷却出口通路に対応
して配置されるように位置付けられている。然しながら
、孔４０は孔２８よりも小さいのでオリフィスの機能を
発揮する。

第２図は、孔３４，３６．３８．４０の相対的位置付け
を示している。特に、大型孔３６がそれぞれのインティ
ク孔３４と長手方向に整列され、インティク孔３４と同
じシリンダー切欠部３２側に位置する孔４０は、孔３４
の列に対して横方向に内側の位置で各小型孔３８と長手
方向に整列して並んでいる１本発明のガスケット２２は
、従来のヘッドガスケット形成法に従って、しかも従来
のヘッドガスケット形成材料で構成される。更に、シリ
ンダーヘッドとブロックとの間の流れに対してオリフィ
ス機能を行うようにヘッドガスケット２２の孔を使用す
るには、ガスケット自体の構成について特殊な工程を必
要としない。

〔発明の効果〕

本発明により構成したガスケットは、広範囲の内燃機関
に適用でき、エンジンも構成し易く。

ヘッドとブロックの対応孔を正確にドリル穿孔する必要
なくして、ヘッドガスケットに於いてヘッドからブロッ
クまでの通路にオリフィスを構成するので、均等かつ有
効な冷却を得ることができる。更に、ヘッドからブロッ
クまでの通路にオリフィスを形成するためにヘッドガス
ケットを使用する場合、困難なくオリフィス孔の寸法の
調整が可能となり、特定エンジンに対する実際のエンジ
ンの作動条件を好ましいものとする。更にまた１本発明
によるガスケットは。

等しい寸法の通路を通って、又は単に次第に寸法が小さ
くなるような通路を通って冷媒を通過させるような既存
のエンジンを、ブロック及び／又はヘッドの機械仕上げ
のやり直しをする必要なくして２本発明のガスケットに
より達成された均衡を保つ有効な流れのものに転換する
ために使用することができる。

以上１本発明に関連して種々の実施例を図示し説明した
が１本発明はそれらに限定されるものではなく、当業者
にとって多くの変形が可能であり、従って、上記に限定
されることな（特許請求の範囲内でなされる全ての変形
を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくヘッドガスケットを備えたエン
ジンの一部分の分解斜視図、第２図は本発明の１実施例
に係るヘッドガスケットを示す平面図である。 １０・・・シリンダーブロック、１２・・・シリンダー
空間、】４・・・シリンダーライナー、１６・・・シリ
ンダーヘッド、２２・・・ヘッドガスケット、２４・・
・インティク孔、２６・・・出口孔、２Ｂ・・・第二出
口孔、３０・・・ボルト孔、３２・・・シリンダー用切
欠部、３４・・・孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンのシリンダーブロック上面とシリンダーヘ
   ッド底面との間の接合部をシールするヘッドガスケット
   に於いて： シリンダーブロックに形成されたシリンダ ー空間と寸法・数及び位置を対応する一列の比較的大型
   の円形シリンダー用切欠部と、前記円形シリンダー用切
   欠部に比べて比較的小さくてシリンダーブロックとシリ
   ンダーヘッドとの両面に形成された冷媒通路と数及び位
   置を対応する複数の孔と、シリンダーブロックとシリン
   ダーヘッドの連結ボルト孔の寸法及び位置に従う孔とを
   有し； 前記複数の孔は、 前記円形シリンダー用切欠部の列の第一側 部に沿って延びる第一列の孔を有し、該第一列の孔は、
   全て略同じ面積とされ、前記円形シリンダー切欠部のそ
   れぞれ一つと位置的に関連され、シリンダーブロック及
   びヘッドに形成された冷媒入口通路に従って配置されて
   成り； 前記第一列の孔に対して円形シリンダー用 切欠部の横方向反対側に沿って延びる第二列の孔を有し
   、該第二列の孔は、シリンダーブロック及びヘッドに形
   成された冷媒出口通路に対応する位置で、各円形シリン
   ダー用切欠部の長手方向両側に側面する一対の孔を形成
   し、該第二列の孔の各対を成す一方の孔が、該第二列の
   孔の各対を成す他方の孔よりも面積を大とされて成り； 中間で対を成す前記円形シリンダー用切欠 部の間の点から、前記第二列の孔の内の大型孔が、該点
   の第一側で該第二列の第一端部へ向かって次第に面積を
   増大するものとされ、前記点の他方側の大型孔が、該点
   の反対側の第二端部へ向かって次第に面積を減少するも
   のとされ、前記点の両側の第二列の孔の小型孔が、それ
   ぞれ前記大型孔と同様の方向に面積を次第に増大・減少
   して成る； 冷媒流のオリフィスを備えたヘッドガスケ ット。 ２、第二列の孔の前記対を成す孔が、該第二列の全長に
   沿って、大型孔と小型孔とを交互に配置して成る特許請
   求の範囲第１項に記載の冷媒流のオリフィスを備えたヘ
   ッドガスケット。 ３、第二列の孔の各対を成す小型孔が、それぞれ近隣す
   る対の孔を成す大型孔よりも小とされて成る特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の冷媒流のオリフィスを備
   えたヘッドガスケット。 ４、第一列の孔を成す孔が、第二列の孔を成す孔よりも
   大とされて成る特許請求の範囲第１項、第２項又は第３
   項に記載の冷媒流のオリフィスを備えたヘッドガスケッ
   ト。 ５、第三列の孔を有し、該第三列の孔は、上記第一列の
   孔の横方向内側で上記円形シリンダー用切欠部の第一側
   に配置されて成り、該第三列の孔は、全て同一寸法とさ
   れ、上記第二列の孔のうちの最小の孔よりも小とされ、
   シリンダーブロックとヘッドに形成された第二冷媒出口
   通路に対応して配置されて成る特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項又は第４項に記載の冷媒流のオリフィス
   を備えたヘッドガスケット。 ６、第一列の孔を成す各孔が第二列の大型孔のそれぞれ
   と略長手方向に整列して配置され、第三列の孔を成す各
   孔が第二列の小型孔のそれぞれと長手方向に整列して配
   置されて成る特許請求の範囲第５項に記載の冷媒流のオ
   リフィスを備えたヘッドガスケット。 ７、第一列の孔を成す孔が第二列の孔を成す孔よりも大
   とされて成る特許請求の範囲第５項に記載の冷媒流のオ
   リフィスを備えたヘッドガスケット。