WO2010007911A1 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cylinder head gasket. More specifically, the present invention relates to a cylinder head gasket that is sandwiched between a cylinder head and a cylinder block having a cylinder bore, and a substrate having a combustion chamber hole formed at the position of the cylinder bore and a seal plate. About.
- the cylinder block of the engine is slightly elastically deformed by the explosion pressure in the combustion chamber during engine operation.
- the open deck type cylinder block in which a water jacket is formed around a plurality of cylinder bores arranged in series and the water jacket is opened on the upper surface of the cylinder block, compared to a cylinder block that is not an open deck type.
- the elastic deformation on the cylinder bore side is larger than that of the water jacket. This elastic deformation is relatively large between adjacent bores of the cylinder block, and in the worst case, there is a risk of cracking.
- the elastic deformation causes the cylinder head gasket and the cylinder block to move between the cylinder head gasket and the cylinder block.
- rubbing occurs between the laminated plates and the substrate and the sealing plate, and the sealing performance of the portion is lowered.
- the present invention provides a cylinder head gasket that can suppress the elastic deformation of the cylinder block as much as possible and maintain good sealing performance for a long period of time.
- the invention of claim 1 is a cylinder head gasket in which a substrate and a seal plate, which are sandwiched between a cylinder block and a cylinder block having a cylinder bore, and have a combustion chamber hole at the position of the cylinder bore, are laminated.
- a fixing member is fixed to the substrate around the combustion chamber hole, and an engagement hole for engaging the fixing member is formed in the seal plate so that the engagement hole is engaged with the fixing member, and the cylinder
- the fixing member is sandwiched between the head and the cylinder block.
- the fixing member provided around the combustion chamber hole can be sandwiched between the cylinder head and the cylinder block, the cylinder head and the cylinder block are not provided with the fixing member via the fixing member.
- deformation of the cylinder block due to the explosion pressure of the engine can be suppressed, so that cracking of the cylinder block due to the deformation can be prevented, and between the cylinder head gasket and the cylinder block, and between the cylinder head gasket and the cylinder.
- FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II in FIG.
- FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III in FIG. 1.
- Sectional drawing in the part similar to FIG. 2 which shows 5th Example of this invention.
- Sectional drawing in the part similar to FIG. 3 which shows 5th Example of this invention.
- the cylinder head gasket 1 of the present embodiment is sandwiched between the cylinder head 2 and the cylinder block 3 to seal between them.
- the cylinder block 3 includes four cylinder bores 4 arranged in series on a straight line, and a water jacket 5 is formed around each cylinder bore 4 so as to surround them. The water jacket 5 is opened on the upper surface of the cylinder block 3.
- the cylinder head gasket 1 includes one metal substrate 10 and two metal first seal plates 11 and second seal plates 12 disposed on the cylinder head 2 side of the substrate 10. And a single metal third seal plate 13 disposed on the cylinder block 3 side of the substrate 10, and the cylinder bore 4 of the cylinder block 3 is provided on the substrate 10 and the seal plates 11 to 13, respectively.
- Four combustion chamber holes 14 are formed so as to match the above.
- a plurality of bolt holes 15 for inserting fastening bolts (not shown) and blow-by holes 16 through which blow-by gas is circulated are formed in the substrate 10 and the seal plates 11 to 13, respectively. It is.
- a metal shim plate 17 formed in a ring shape so as to surround the combustion chamber hole 14 is provided between the first seal plate 11 and the second seal plate 12, respectively.
- the shim plate 17 is arranged for each cylinder bore 4.
- the ring-shaped shim plates 17 arranged for each cylinder bore 4 are integrally connected to each other at an intermediate position of each cylinder bore 4, thereby improving the ease of assembly.
- the shim plate 17 may be manufactured separately.
- the upper first seal plate 11 and the lower second seal plate 12 arranged on the cylinder head 2 side of the substrate 10 are respectively formed with full beads 11a and 12a within a range where they overlap with the ring-shaped shim plate 17.
- a full bead 11 a formed on the upper first seal plate 11 in contact with the cylinder head 2 is formed so as to protrude toward the cylinder head 2.
- the full beads 12 a formed on the lower second seal plate 12 in contact with the substrate 10 are formed so as to protrude toward the substrate 10.
- the third seal plate 13 arranged on the cylinder block 3 side of the substrate 10 is also formed with full beads 13a protruding toward the substrate 10, and each of the full beads 11a to 13a has an endless combustion chamber hole 14 respectively. It is formed so as to surround the shape.
- Each surface of the first seal plate 11 to the third seal plate 13 is coated with a coating material 18 such as a fluorine or nitrile rubber or elastomer material.
- the coating material 18 is provided for the purpose of improving the adhesion and sealing properties with the counterpart material, respectively, and in order to ensure slipperiness and non-adhesiveness as required, the coating material 18 is used.
- a top coat such as graphite or wax may be applied to the surface of
- a plurality of metal fixing members 21 (A to C) and 22 are respectively provided at required positions surrounding the combustion chamber holes 14. (A to C) are fixed by spot welding.
- the first seal plate 11 to the third seal plate 13 are provided with engagement holes 23 for engaging the fixing members 21 and 22, respectively. It is.
- the shim plate 17 is disposed closer to the combustion chamber hole 14 than the fixed member 21.
- the material of the fixing members 21 and 22 it is desirable to use a stainless material in order to prevent corrosion of the metal contact portion, but the material is not limited to this, and an appropriate material may be used as necessary. it can.
- the engagement hole 23 can be formed by press work in the same manner as the bolt hole 15 and the blow-by hole 16.
- adhesion by a heat-resistant adhesive such as polyimide or inorganic may be employed in addition to spot welding.
- the fixing members 21 and 22 are arranged at positions inside the water jacket 5 formed so as to surround the cylinder bores 4, and the cylinder head gasket 1 is connected to the cylinder head 2 and the cylinder block 3. When sandwiched in between, the fixing member 21 fixed to the upper surface side of the substrate 10 contacts the cylinder head 2, and the fixing member 22 fixed to the lower surface side of the substrate 10 contacts the cylinder block 3. .
- each of the first seal plate 11 to the third seal plate 13 is connected to the fixing members 21 and 22 via the engagement holes 23, and the shim plate 17 is also connected to the fixing member 21 via the outer end face thereof. Therefore, relative displacement between the substrate 10 and the seal plates 11 to 13 and 17 is also suppressed.
- the plurality of fixing members 21 and 22 are arranged so as to surround each combustion chamber hole 14 as described above.
- the fixing members 21 ⁇ / b> A and 22 ⁇ / b> A arranged at the outer positions on both sides in the series direction are formed in an arc shape so as to surround the combustion chamber hole 14.
- the fixing members 21B and 22B arranged at both side positions orthogonal to the straight line for each cylinder bore 4 are also formed in an arc shape so as to surround the combustion chamber hole 14, respectively.
- the fixing members 21C and 22C arranged adjacent to each other between the adjacent cylinder bores 4 and 4 are formed in a V shape along the adjacent cylinder bores 4 and 4.
- transformation at the time of engine operation of the cylinder block 3 which has the said structure becomes large comparatively between the cylinder bores 4 and 4 which adjoined generally, and is comparatively small in other positions. Therefore, among the fixing members 21C and 22C arranged adjacent to each other between the adjacent cylinder bores 4 and 4, the thickness of one fixing member 21C is set to be thicker than the other fixing members 21A and 21B ( (See FIGS. 3 and 2). Accordingly, the cylinder head 2 and the cylinder block 3 are locally and strongly connected to each other in the portion of the fixing member 21C having a large thickness with a higher surface pressure than the other portions.
- the thickness of each one fixing member 21C is set to be thicker than the other fixing members 21A and 21B.
- the thickness of the fixing member 22C may be set thicker than the other fixing members 22A and 22B. Or you may set the thickness of both fixing member 21C, 22C thicker than the other fixing members 21A, 21B, 22A, 22B.
- FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
- the thickness of the fixing member 21 is varied so as to be suitable for each arrangement location. Are different. That is, in this embodiment, instead of increasing the thickness, the width W1 of the fixing members 21C and 22C arranged adjacent to each other between the adjacent cylinder bores 4 and 4 is set to the other fixing members 21A, 22A, 21B and 22B. Is set narrower than the width W2.
- the cylinder head 2 and the cylinder block 3 have higher surface pressures in the portions of the fixing members 21C and 22C that are narrower than those in the other portions, whereby the cylinder head 2 and It is possible to effectively suppress local deformation of the cylinder block 3 while keeping the overall fastening force with the cylinder block 3 small.
- FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
- the thickness and width of the fixing member 21 are varied so as to be suitable for the respective arrangement locations.
- the fixing members 21A, 22A, 21B, and 22B at positions where the thickness is thin or wide are omitted. That is, in this embodiment, the fixing members 21C and 22C are provided adjacent to each other between the adjacent cylinder bores 4 and 4, but the series direction of the four cylinder bores 4 arranged in series provided in each of the above embodiments.
- the fixing members 21A and 22A serving as outer positions and the fixing members 21B and 22B in the direction orthogonal to the series direction are omitted. Even in such a configuration, deformation between the cylinder bores 4 and 4 that are particularly likely to be deformed can be suppressed, so that local deformation of the cylinder block 3 can also be suppressed.
- the same effect as described above may be obtained by changing the hardness of the fixing member 21. That is, while the hardness of the fixing members 21C and 22C adjacent between the adjacent cylinder bores 4 and 4 is set to be hard, the fixing members 21A and 22A which are the outer positions in the series direction of the four cylinder bores 4 arranged in series are set. The hardness and the hardness of the fixing members 21B and 22B in the direction orthogonal to the series direction may be set to be relatively soft. Even with such a hardness setting, it is possible to suppress the deformation by increasing the surface pressure at a location where deformation is particularly likely to occur, so that local deformation of the cylinder block 3 can also be suppressed.
- the surface pressure between the adjacent cylinder bores 4 and 4 is made higher than the surface pressure of other portions, so that deformation between the adjacent cylinder bores 4 and 4 is suppressed.
- the surface pressure of the fixing members 21C and 22C adjacent to each other between the adjacent cylinder bores 4 and 4 is set to be the largest, and the fixing members 21A and 22A that are the outer positions in the series direction of the four cylinder bores 4 arranged in series are arranged.
- One of the surface pressure and the surface pressure of the fixing members 21B and 22B in the direction orthogonal to the series direction may be set to an intermediate size, and the other may be set to a small size.
- the surface pressure obtained by each fixing member 21 may be set so as to obtain an optimum surface pressure according to the degree of deformation of the engine.
- each fixing member 21 may be set to be the same. That is, FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
- the thickness, width and hardness of each fixing member 21 are the same.
- the fixing members 21C and 22C adjacent to each other between the cylinder bores 4 and 4 and the fixing members 21B and 22B adjacent to the fixing members 21C and 22C in the clockwise direction around the cylinder bore 4 are provided. Are integrally formed continuously.
- the fixing member that is integrally continued in this manner is indicated by reference numeral (21 C + 21 B).
- the other fixing members 21A and 22A that are the outer positions in the series direction of the four cylinder bores 4 arranged in series, and the remaining fixing members 21B and 22B that are not integrally connected to the fixing members 21C and 22C, respectively, It is provided independently.
- FIGS. 7 and 8 show a fifth embodiment of the present invention.
- the shim plate 117 in this embodiment is wider than the shim plate 17 in the first embodiment. is there. That is, the shim plate 117 according to the present invention extends from the combustion chamber hole 14 to a position beyond the fixing member 21 and is sandwiched between the fixing member 21 and the substrate 10, for example, by spot welding.
- the substrate 10 is integrally fixed to each other.
- the second seal plate 12 is interposed between the shim plate 117 and the substrate 10, a part of the shim plate 117 projects through the engagement hole 23 formed in the second seal plate 12.
- the fixing member 21 is located inside the protruding portion 117a.
- the shim plate 117 can be fixed to the substrate 10 as follows, for example. That is, first, the second seal plate 12 and the flat shim plate 117 are stacked on the upper surface of the substrate 10, and in this state, the fixing member 21 is placed at a required position of the shim plate 117, and the substrate 10 The fixing member 22 is disposed at a required position on the lower surface. In this state, both the fixing members 21 and 22 are strongly sandwiched with the substrate 10 interposed therebetween, thereby deforming a part of the shim plate 117 and projecting through the engagement hole 23 formed in the second seal plate 12. To adhere to the substrate 10. In this state, the fixing member 21 is positioned inside the protruding portion 117a.
- both the fixing members 21 and 22 are spot-welded to the substrate 10 in this state, the both fixing members 21 and 22 and the shim plate 117 are integrally fixed to the substrate 10. After this, the first seal plate 11 and the third seal plate 13 are stacked.
- the fixing member 21 is brought into close contact with the substrate 10 to deform a part of the shim plate 117 to form the protruding portion 117a.
- a protrusion 117 a may be formed in advance at a required position of the shim plate 117 and fixed to the substrate 10 together with the fixing member 21. In this case, it becomes easy to fix using an adhesive.
- an uneven surface with a sharp tip is formed on the contact surface of each fixing member 21 with the cylinder head 2 and the contact surface with the cylinder block 3.
- the cylinder head 2 and the cylinder block 3 are engaged with each other, and the slip between each fixing member 21 and the cylinder head 2 and the cylinder block 3 is suppressed, thereby preventing the local deformation of the cylinder block 3 more effectively. can do.
- a coating material having a high friction coefficient is provided on the contact surface with the cylinder head 2 and the contact surface with the cylinder block 3 in each fixing member 21, the same effect can be expected.
- FIG. 9 shows a modification of the fifth embodiment.
- the corners of the contact surface that contacts the cylinder head 2 in each fixing member 21 and the contact that contacts the cylinder block 3 are shown.
- Arc portions R are respectively formed at the corners of the surface.
- Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
- the arc portion R may be formed only at the corner portion of the contact surface and the other contact surface may be formed flat, or the arc portion R of the corner portion may be formed.
- the entire contact surface may be formed in a convex curved surface so that the central portion in the radial direction of the combustion chamber hole 14 on the contact surface protrudes slightly.
- arc portions R are formed at all corners of each fixing member 21 of the fifth embodiment.
- the cylinder head 2 and the cylinder block 3 may be applied only to the fixing member 21 that contacts any one of the three. Further, it is obvious that the same effect can be obtained even if the arc portion R is formed at the corner portion of each fixing member 21 in the other embodiments, not limited to the fifth embodiment.
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Abstract
シリンダヘッドガスケット(1)は、シリンダヘッド(2)とシリンダボア(4)を有するシリンダブロック(3)との間に挟持されるようになっており、上記シリンダボア(4)の位置に燃焼室孔(14)を穿設した基板(10)とシールプレート(11~13)とを積層した構成となっている。上記基板に、上記燃焼室孔の周囲において固定部材(21、22)を固着してあり、上記シールプレートに固定部材が係合する係合孔(23)を形成して該係合孔を固定部材に係合させてある。そして、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとによって固定部材を挟持させている。上記固定部材を介してシリンダヘッドとシリンダブロックとを強固に連結することができるので、エンジンの爆発圧力によるシリンダブロックの変形を抑制することができ、それによってシール性の低下を防止することができる。
Description
本発明はシリンダヘッドガスケットに関し、より詳しくは、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設した基板とシールプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットに関する。
従来、シリンダヘッドガスケットとして、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設した基板と複数枚のシールプレートとを積層したものは周知である(例えば特許文献1)。
エンジンのシリンダブロックは、エンジン運転時の燃焼室内の爆発圧力によって僅かに弾性変形されるようになる。特に、直列に配置した複数のシリンダボアの周囲にウォータージャケットを形成し、該ウォータージャケットをシリンダブロックの上面に開口させたオープンデッキ型のシリンダブロックにおいては、オープンデッキ型ではないシリンダブロックに比較して、上記ウォータージャケットよりもシリンダボア側の弾性変形が大きくなる。
この弾性変形は、シリンダブロックの隣接するボア間において相対的に大きくなり、最悪の場合には亀裂が生じる危険性があった。
そして、上述した従来周知のシリンダヘッドガスケットを、シリンダボア周囲の弾性変形が相対的に大きなエンジンに適用すると、その弾性変形によってシリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間、あるいは積層重合された基板とシールプレートとの間にこすれが生じ、その部分のシール性が低下するという問題があった。
本発明はそのような事情に鑑み、上記シリンダブロックの弾性変形を可及的に抑制して、良好なシール性を長期間維持することができシリンダヘッドガスケットを提供するものである。
この弾性変形は、シリンダブロックの隣接するボア間において相対的に大きくなり、最悪の場合には亀裂が生じる危険性があった。
そして、上述した従来周知のシリンダヘッドガスケットを、シリンダボア周囲の弾性変形が相対的に大きなエンジンに適用すると、その弾性変形によってシリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間、あるいは積層重合された基板とシールプレートとの間にこすれが生じ、その部分のシール性が低下するという問題があった。
本発明はそのような事情に鑑み、上記シリンダブロックの弾性変形を可及的に抑制して、良好なシール性を長期間維持することができシリンダヘッドガスケットを提供するものである。
すなわち請求項1の発明は、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設した基板とシールプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記基板に、上記燃焼室孔の周囲において固定部材を固着するとともに、上記シールプレートに固定部材が係合する係合孔を形成して該係合孔を固定部材に係合させ、かつ上記シリンダヘッドとシリンダブロックとによって固定部材を挟持したことを特徴とするものである。
上記基板に、上記燃焼室孔の周囲において固定部材を固着するとともに、上記シールプレートに固定部材が係合する係合孔を形成して該係合孔を固定部材に係合させ、かつ上記シリンダヘッドとシリンダブロックとによって固定部材を挟持したことを特徴とするものである。
上記構成によれば、燃焼室孔の周囲に設けた固定部材をシリンダヘッドとシリンダブロックとによって挟持することができるので、その固定部材を介してシリンダヘッドとシリンダブロックとを、該固定部材の無い従来に比較して、より強固に連結することができる。
これによりエンジンの爆発圧力によるシリンダブロックの変形を抑制することができるので、その変形によるシリンダブロックの亀裂を防止することができるとともに、シリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間、あるいは基板とシールプレートとの間にこすれが生じることを抑制することができ、したがってそのこすれに起因するシール性の低下を防止することができる。
これによりエンジンの爆発圧力によるシリンダブロックの変形を抑制することができるので、その変形によるシリンダブロックの亀裂を防止することができるとともに、シリンダヘッドガスケットとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドガスケットとシリンダヘッドとの間、あるいは基板とシールプレートとの間にこすれが生じることを抑制することができ、したがってそのこすれに起因するシール性の低下を防止することができる。
以下図示実施例について本発明を説明すると、図2において、本実施例のシリンダヘッドガスケット1は、シリンダヘッド2とシリンダブロック3との間に挟持されてそれらの間をシールするようになっている。
上記シリンダブロック3は、図1に示す実施例では、一直線上に直列に配置された4つのシリンダボア4を備えており、各シリンダボア4の周囲にそれらを囲繞するようにウォータージャケット5が形成され、このウォータージャケット5は、シリンダブロック3の上面に開口している。
上記シリンダブロック3は、図1に示す実施例では、一直線上に直列に配置された4つのシリンダボア4を備えており、各シリンダボア4の周囲にそれらを囲繞するようにウォータージャケット5が形成され、このウォータージャケット5は、シリンダブロック3の上面に開口している。
上記シリンダヘッドガスケット1は、図2に示すように、1枚の金属製基板10と、この基板10のシリンダヘッド2側に配置した2枚の金属製第1シールプレート11および第2シールプレート12と、上記基板10のシリンダブロック3側に配置した1枚の金属製第3シールプレート13とを備えており、これら基板10と各シールプレート11~13にはそれぞれ、上記シリンダブロック3のシリンダボア4に合わせて穿設した4つの燃焼室孔14を形成してある。
また、図1に示すように、上記基板10と各シールプレート11~13には、図示しない締結ボルトを挿通するための複数のボルト孔15と、ブローバイガスを流通させるブローバイ孔16をそれぞれ穿設してある。
また、図1に示すように、上記基板10と各シールプレート11~13には、図示しない締結ボルトを挿通するための複数のボルト孔15と、ブローバイガスを流通させるブローバイ孔16をそれぞれ穿設してある。
さらに図2に示すように、上記第1シールプレート11と第2シールプレート12との間には、それぞれ燃焼室孔14を囲むようにリング状に形成した金属製シムプレート17を設けてあり、このシムプレート17は各シリンダボア4毎に配置してある。
上記各シリンダボア4毎に配置したリング状のシムプレート17は、各シリンダボア4の中間位置で相互に一体的に連結してあり、それによって組み立ての容易性を向上させている。しかしながらシムプレート17は、それぞれ別体に製造してもよい。
上記各シリンダボア4毎に配置したリング状のシムプレート17は、各シリンダボア4の中間位置で相互に一体的に連結してあり、それによって組み立ての容易性を向上させている。しかしながらシムプレート17は、それぞれ別体に製造してもよい。
上記基板10のシリンダヘッド2側に配置した上方の第1シールプレート11と下方の第2シールプレート12には、リング状のシムプレート17と重合する範囲内でそれぞれフルビード11a、12aを形成してあり、シリンダヘッド2に当接される上方の第1シールプレート11に形成したフルビード11aは、シリンダヘッド2に向けて突出するように形成してある。
他方、基板10に当接される下方の第2シールプレート12に形成したフルビード12aは、基板10に向けて突出するように形成してある。
そして、基板10のシリンダブロック3側に配置した第3シールプレート13にも基板10に向けて突出するフルビード13aを形成してあり、上記各フルビード11a~13aは、それぞれ各燃焼室孔14を無端状に囲むように形成してある。
他方、基板10に当接される下方の第2シールプレート12に形成したフルビード12aは、基板10に向けて突出するように形成してある。
そして、基板10のシリンダブロック3側に配置した第3シールプレート13にも基板10に向けて突出するフルビード13aを形成してあり、上記各フルビード11a~13aは、それぞれ各燃焼室孔14を無端状に囲むように形成してある。
上記第1シールプレート11ないし第3シールプレート13の各表面には、フッ素、ニトリル系等のゴム又はエラストマーの材料などのコーティング材18をコーティングしてある。
上記コーティング材18は、それぞれ相手材との密着性、シール性を向上させる目的で設けたものであるが、さらに必要に応じて、すべり性や非粘着性を確保するために、上記コーティング材18の表面にグラファイトやワックスなどのトップコートを施してもよい
上記コーティング材18は、それぞれ相手材との密着性、シール性を向上させる目的で設けたものであるが、さらに必要に応じて、すべり性や非粘着性を確保するために、上記コーティング材18の表面にグラファイトやワックスなどのトップコートを施してもよい
次に、上記基板10の上下両面には、図1、図2に示すように、それぞれ燃焼室孔14を囲む所要の位置に、複数の金属製からなる固定部材21(A~C)、22(A~C)をスポット溶接により固着してあり、他方、上記第1シールプレート11ないし第3シールプレート13には、各固定部材21、22を係合させるための係合孔23を穿設してある。またシムプレート17は、上記固定部材21よりも燃焼室孔14側に配置してある。
上記固定部材21、22の材料としては、金属接触部の腐食を防止するためにはステンレス材を用いることが望ましいがこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜の材料を用いることができる。また上記係合孔23は、ボルト孔15やブローバイ孔16と同様にプレス加工によって形成することができる。
上記各固定部材21、22を基板10に固着する手段としては、スポット溶接のほか、ポリイミド系、無機質系などの耐熱性を有する接着剤による接着を採用してもよい。
上記各固定部材21、22は、それぞれのシリンダボア4を囲繞するように形成した上述のウォータージャケット5の内側となる位置に配置してあり、シリンダヘッドガスケット1をシリンダヘッド2とシリンダブロック3との間に挟持した際には、基板10の上面側に固定した固定部材21がシリンダヘッド2に接触し、また基板10の下面側に固定した固定部材22がシリンダブロック3に接触するようにしてある。
上記固定部材21、22の材料としては、金属接触部の腐食を防止するためにはステンレス材を用いることが望ましいがこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜の材料を用いることができる。また上記係合孔23は、ボルト孔15やブローバイ孔16と同様にプレス加工によって形成することができる。
上記各固定部材21、22を基板10に固着する手段としては、スポット溶接のほか、ポリイミド系、無機質系などの耐熱性を有する接着剤による接着を採用してもよい。
上記各固定部材21、22は、それぞれのシリンダボア4を囲繞するように形成した上述のウォータージャケット5の内側となる位置に配置してあり、シリンダヘッドガスケット1をシリンダヘッド2とシリンダブロック3との間に挟持した際には、基板10の上面側に固定した固定部材21がシリンダヘッド2に接触し、また基板10の下面側に固定した固定部材22がシリンダブロック3に接触するようにしてある。
したがって、シリンダヘッドガスケット1をシリンダヘッド2とシリンダブロック3との間に挟持した際には、上方の固定部材21に接触するシリンダヘッド2と、下方の固定部材22に接触するウォータージャケット5の内側のシリンダブロック3とは、金属製の固定部材21、22と金属製の基板10とを介して強固に連結されるようになる。
これにより、特にウォータージャケット5よりも内側となるシリンダブロック3がシリンダボア4側の爆発圧力によってボア4の半径方向外方に湾曲されるのを抑制することが可能となる。
また、各第1シールプレート11ないし第3シールプレート13は、係合孔23を介して固定部材21、22に連結されており、シムプレート17もその外側の端面を介して固定部材21に連結されるので、基板10や各シールプレート11~13、17間の相対的なズレも抑制されるようになる。
これにより、特にウォータージャケット5よりも内側となるシリンダブロック3がシリンダボア4側の爆発圧力によってボア4の半径方向外方に湾曲されるのを抑制することが可能となる。
また、各第1シールプレート11ないし第3シールプレート13は、係合孔23を介して固定部材21、22に連結されており、シムプレート17もその外側の端面を介して固定部材21に連結されるので、基板10や各シールプレート11~13、17間の相対的なズレも抑制されるようになる。
上記複数の固定部材21、22は、上述したようにそれぞれ各燃焼室孔14を囲むように配置してあり、図1に示す実施例においては、一直線上に直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向両側となる外側位置に配置した固定部材21A、22Aは、それぞれ燃焼室孔14を囲むように円弧状に形成してある。
また、各シリンダボア4毎の上記一直線とは直交方向となる両側位置に配置した固定部材21B、22Bも、それぞれ燃焼室孔14を囲むように円弧状に形成してある。
他方、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cは、その隣接するシリンダボア4、4に沿わせてV字状に形成してある。
また、各シリンダボア4毎の上記一直線とは直交方向となる両側位置に配置した固定部材21B、22Bも、それぞれ燃焼室孔14を囲むように円弧状に形成してある。
他方、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cは、その隣接するシリンダボア4、4に沿わせてV字状に形成してある。
ところで、上記構成を有するシリンダブロック3のエンジン運転時の変形は、一般に隣接するシリンダボア4、4の間で相対的に大きくなり、その他の位置で相対的に小さくなっている。
そこで、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cの内、各一方の固定部材21Cの厚さを、その他の固定部材21A、21Bよりも厚く設定してある(図3、図2参照)。
したがって、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、厚さの厚い上記固定部材21Cの部分においてその他の部分よりもより高い面圧で局部的に強固に連結されるようになり、それによってシリンダヘッド2とシリンダブロック3との全体の締結力を小さく保ちながら、シリンダブロック3の局部的な変形をより効果的に抑制することが可能となる。
そして、シリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することができれば、それに起因して生じるシリンダブロック3と第3シールプレート13との間のこすれや、シリンダヘッド2と第1シールプレート11との間のこすれ、或いは第1シールプレート11と第2シールプレート12との間、第2シールプレート12と基板10との間、基板10と第3シールプレート13との間などのこすれを抑制することができ、そのこすれに起因して生じるシール性の低下を防止することができる。
なお、上記実施例では固定部材21C、22Cの内、各一方の固定部材21Cの厚さを、その他の固定部材21A、21Bよりも厚く設定してあるが、これとは逆に、各他方の固定部材22Cの厚さを、その他の固定部材22A、22Bよりも厚く設定してもよい。或いは、両方の固定部材21C、22Cの厚さを、その他の固定部材21A、21B、22A、22Bよりも厚く設定してもよい。
そこで、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cの内、各一方の固定部材21Cの厚さを、その他の固定部材21A、21Bよりも厚く設定してある(図3、図2参照)。
したがって、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、厚さの厚い上記固定部材21Cの部分においてその他の部分よりもより高い面圧で局部的に強固に連結されるようになり、それによってシリンダヘッド2とシリンダブロック3との全体の締結力を小さく保ちながら、シリンダブロック3の局部的な変形をより効果的に抑制することが可能となる。
そして、シリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することができれば、それに起因して生じるシリンダブロック3と第3シールプレート13との間のこすれや、シリンダヘッド2と第1シールプレート11との間のこすれ、或いは第1シールプレート11と第2シールプレート12との間、第2シールプレート12と基板10との間、基板10と第3シールプレート13との間などのこすれを抑制することができ、そのこすれに起因して生じるシール性の低下を防止することができる。
なお、上記実施例では固定部材21C、22Cの内、各一方の固定部材21Cの厚さを、その他の固定部材21A、21Bよりも厚く設定してあるが、これとは逆に、各他方の固定部材22Cの厚さを、その他の固定部材22A、22Bよりも厚く設定してもよい。或いは、両方の固定部材21C、22Cの厚さを、その他の固定部材21A、21B、22A、22Bよりも厚く設定してもよい。
図4は本発明の第2実施例を示したもので、上記実施例では固定部材21の厚さをそれぞれの配置箇所に好適なように異ならせたものであるが、本実施例はその幅を異ならせたものである。
すなわち本実施例においては、厚さを厚くする代わりに、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cの幅W1を、その他の固定部材21A、22A、21B、22Bの幅W2よりも狭く設定してある。
したがって本実施例では、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、幅の狭い上記固定部材21C、22Cの部分において、その他の部分よりもより局部的に面圧が高くなり、それによってシリンダヘッド2とシリンダブロック3との全体の締結力を小さく保ちながら、シリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することが可能となる。
すなわち本実施例においては、厚さを厚くする代わりに、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて配置した固定部材21C、22Cの幅W1を、その他の固定部材21A、22A、21B、22Bの幅W2よりも狭く設定してある。
したがって本実施例では、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、幅の狭い上記固定部材21C、22Cの部分において、その他の部分よりもより局部的に面圧が高くなり、それによってシリンダヘッド2とシリンダブロック3との全体の締結力を小さく保ちながら、シリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することが可能となる。
図5は本発明の第3実施例を示したもので、上記実施例では固定部材21の厚さや幅をそれぞれの配置箇所に好適なように異ならせているが、本実施例は上記実施例における厚さの薄い位置や、幅の広い位置の固定部材21A、22A、21B、22Bを省略したものである。
すなわち本実施例においては、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて固定部材21C、22Cを設けてあるが、上記各実施例において設けた、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aと、その直列方向と直交する方向の固定部材21B、22Bとは省略してある。
このような構成においても、特に変形が生じやすいシリンダボア4、4間の変形を抑制することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を抑制することができる。
すなわち本実施例においては、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させて固定部材21C、22Cを設けてあるが、上記各実施例において設けた、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aと、その直列方向と直交する方向の固定部材21B、22Bとは省略してある。
このような構成においても、特に変形が生じやすいシリンダボア4、4間の変形を抑制することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を抑制することができる。
なお、図示しないが、固定部材21の硬さを変えることによって、上述と同等の作用効果を得るようにしてもよい。すなわち、隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させた固定部材21C、22Cの硬さを硬く設定する一方、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aの硬さと、その直列方向と直交する方向の固定部材21B、22Bの硬さは、相対的に柔らかく設定すればよい。
このような硬さの設定によっても、特に変形が生じやすい箇所における面圧を高くしてその変形を抑制することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を抑制することができる。
また、上記実施例においてはいずれも、隣接するシリンダボア4、4の間の面圧をその他の部分の面圧よりも高めることによって、その隣接するシリンダボア4、4間の変形を抑制するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させた固定部材21C、22Cの面圧を一番大きく設定し、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aの面圧と、直列方向と直交する方向の固定部材21B、22Bの面圧とのいずれか一方を中間の大きさに、他方を小さく設定してもよい。
要するに、各固定部材21によって得られる面圧を、エンジンの変形度合いの大小に応じて、最適な面圧が得られるように設定すればよい。
このような硬さの設定によっても、特に変形が生じやすい箇所における面圧を高くしてその変形を抑制することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を抑制することができる。
また、上記実施例においてはいずれも、隣接するシリンダボア4、4の間の面圧をその他の部分の面圧よりも高めることによって、その隣接するシリンダボア4、4間の変形を抑制するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば隣接するシリンダボア4、4の間に隣接させた固定部材21C、22Cの面圧を一番大きく設定し、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aの面圧と、直列方向と直交する方向の固定部材21B、22Bの面圧とのいずれか一方を中間の大きさに、他方を小さく設定してもよい。
要するに、各固定部材21によって得られる面圧を、エンジンの変形度合いの大小に応じて、最適な面圧が得られるように設定すればよい。
他方、上述した各実施例とは異なり、エンジンによっては、各固定部材21の高さや幅、或いは硬さを同一に設定してもよい。すなわち図6は本発明の第4実施例を示したもので、本実施例においては、各固定部材21の厚さと幅、並びに硬さは同一となっている。
そして本実施例においては、シリンダボア4、4の間に隣接させた固定部材21C、22Cと、各固定部材21C、22Cに対して、シリンダボア4を中心とする時計方向に隣接する固定部材21B、22Bとを一体に連続させて形成したものである。図6では、このようにして一体に連続させた固定部材を、符号(21C+21B)として示してある。
その他の、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aと、上記固定部材21C、22Cに一体に連続されなかった残りの固定部材21B、22Bとは、それぞれ独立させて設けてある。
そして本実施例においては、シリンダボア4、4の間に隣接させた固定部材21C、22Cと、各固定部材21C、22Cに対して、シリンダボア4を中心とする時計方向に隣接する固定部材21B、22Bとを一体に連続させて形成したものである。図6では、このようにして一体に連続させた固定部材を、符号(21C+21B)として示してある。
その他の、直列に配置された4つのシリンダボア4の直列方向外側位置となる固定部材21A、22Aと、上記固定部材21C、22Cに一体に連続されなかった残りの固定部材21B、22Bとは、それぞれ独立させて設けてある。
図1の実施例においては、各固定部材21、22の厚さ、幅、硬さを同一とした場合であっても、合計32個の固定部材21、22を準備する必要があるが、図6の実施例の場合には20個の固定部材21、22を準備すればよく、その組立作業性を向上させることができる。
そして本実施例においても、各シリンダボア4の周囲において、上記各固定部材21によりシリンダヘッド2とシリンダブロック3とを強固に連結することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することが可能となる。
そして本実施例においても、各シリンダボア4の周囲において、上記各固定部材21によりシリンダヘッド2とシリンダブロック3とを強固に連結することができるので、やはりシリンダブロック3の局部的な変形を効果的に抑制することが可能となる。
さらに、図7、図8は本発明の第5実施例を示したもので、本実施例におけるシムプレート117は、上記第1実施例におけるシムプレート17に比較して、その幅を広くしてある。
すなわち本発明におけるシムプレート117は、燃焼室孔14から固定部材21を越えた位置まで伸びており、かつ固定部材21と基板10とによって挟持された状態で、例えばスポット溶接により、固定部材21と基板10とに相互に一体的に固着されている。
この際、シムプレート117と基板10との間には第2シールプレート12を介在させてあるので、シムプレート117の一部は、第2シールプレート12に形成した係合孔23内を貫通突出して基板10に固着されており、また上記固定部材21はその突出部117aの内側に位置している。
すなわち本発明におけるシムプレート117は、燃焼室孔14から固定部材21を越えた位置まで伸びており、かつ固定部材21と基板10とによって挟持された状態で、例えばスポット溶接により、固定部材21と基板10とに相互に一体的に固着されている。
この際、シムプレート117と基板10との間には第2シールプレート12を介在させてあるので、シムプレート117の一部は、第2シールプレート12に形成した係合孔23内を貫通突出して基板10に固着されており、また上記固定部材21はその突出部117aの内側に位置している。
上記シムプレート117は、例えば次のようにして基板10に固着することができる。
すなわち、先ず基板10の上面に第2シールプレート12と平面状に形成されたシムプレート117とを積層し、この状態でシムプレート117の所要位置に固定部材21を載置するとともに、基板10の下面の所要位置に固定部材22を配置する。
そしてこの状態で、両固定部材21、22を基板10を挟んで強く挟持し、それによってシムプレート117の一部を変形させながら、第2シールプレート12に形成した係合孔23内を貫通突出させて基板10に密着させる。この状態では、固定部材21はその突出部117aの内側に位置することになる。
次に、この状態のまま両固定部材21、22を基板10にスポット溶接すれば、基板10に両固定部材21、22及びシムプレート117が一体的に固着されることになる。なお、この後に、第1シールプレート11及び第3シールプレート13が積層されるようになる。
すなわち、先ず基板10の上面に第2シールプレート12と平面状に形成されたシムプレート117とを積層し、この状態でシムプレート117の所要位置に固定部材21を載置するとともに、基板10の下面の所要位置に固定部材22を配置する。
そしてこの状態で、両固定部材21、22を基板10を挟んで強く挟持し、それによってシムプレート117の一部を変形させながら、第2シールプレート12に形成した係合孔23内を貫通突出させて基板10に密着させる。この状態では、固定部材21はその突出部117aの内側に位置することになる。
次に、この状態のまま両固定部材21、22を基板10にスポット溶接すれば、基板10に両固定部材21、22及びシムプレート117が一体的に固着されることになる。なお、この後に、第1シールプレート11及び第3シールプレート13が積層されるようになる。
上記第5実施例では、固定部材21を基板10に密着させることによってシムプレート117の一部を変形させて突出部117aを形成するようにしているが、これに限定されるものではない。予めシムプレート117の所要位置に突出部117aを形成しておき、これを固定部材21とともに基板10に固着するようにしても良い。この場合には、接着剤を用いて固着することが容易となる、
なお、第5実施例は第1実施例を前提に説明したが、第2実施例ないし第4実施例を前提とすることができることは明らかである。
なお、第5実施例は第1実施例を前提に説明したが、第2実施例ないし第4実施例を前提とすることができることは明らかである。
さらに、上述したいずれの実施例においても、各固定部材21におけるシリンダヘッド2との接触面と、シリンダブロック3との接触面とに、例えば先端が尖った凹凸面を形成し、各凹凸面をシリンダヘッド2やシリンダブロック3に噛み込ませて、各固定部材21とシリンダヘッド2やシリンダブロック3との間のすべりを抑制し、それによってより効果的にシリンダブロック3の局部的な変形を防止することができる。
また、各固定部材21におけるシリンダヘッド2との接触面とシリンダブロック3との接触面とに摩擦係数の高いコート材を設けても、同様な作用効果を期待することができる。
また、各固定部材21におけるシリンダヘッド2との接触面とシリンダブロック3との接触面とに摩擦係数の高いコート材を設けても、同様な作用効果を期待することができる。
図9は、上記第5実施例の変形例を示したもので、この第6実施例は、各固定部材21におけるシリンダヘッド2と接触する接触面の角部と、シリンダブロック3と接触する接触面の角部とに、それぞれ円弧部Rを形成したものである。その他の構成は、第5実施例と同一に構成してある。
上記各固定部材21に円弧部Rを形成するに当たっては、接触面の角部のみに円弧部Rを形成してその他の接触面を平坦に形成してもよいし、或いは角部の円弧部Rに連続して、接触面における燃焼室孔14の放射方向の中央部分が僅かに突出するように、接触面全体を凸曲面に形成してもよい。
接触面の角部に円弧部Rを形成しない場合には、その角部がシリンダヘッド2やシリンダブロック3に強く密着されてシリンダヘッド2やシリンダブロック3に角部に沿った圧痕を生じさせてしまう危険性があったが、角部に円弧部Rを形成することによってその危険性を低減することができる。
なお、本実施例では第5実施例の各固定部材21における全ての角部に円弧部Rを形成しているが、シリンダヘッド2やシリンダブロック3の材質に応じて、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とのいずれか一方に接触する固定部材21だけに適用してもよい。また、第5実施例に限らず、その他の実施例における各固定部材21の角部に円弧部Rを形成しても、同等の作用効果が得られることは明らかである。
上記各固定部材21に円弧部Rを形成するに当たっては、接触面の角部のみに円弧部Rを形成してその他の接触面を平坦に形成してもよいし、或いは角部の円弧部Rに連続して、接触面における燃焼室孔14の放射方向の中央部分が僅かに突出するように、接触面全体を凸曲面に形成してもよい。
接触面の角部に円弧部Rを形成しない場合には、その角部がシリンダヘッド2やシリンダブロック3に強く密着されてシリンダヘッド2やシリンダブロック3に角部に沿った圧痕を生じさせてしまう危険性があったが、角部に円弧部Rを形成することによってその危険性を低減することができる。
なお、本実施例では第5実施例の各固定部材21における全ての角部に円弧部Rを形成しているが、シリンダヘッド2やシリンダブロック3の材質に応じて、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とのいずれか一方に接触する固定部材21だけに適用してもよい。また、第5実施例に限らず、その他の実施例における各固定部材21の角部に円弧部Rを形成しても、同等の作用効果が得られることは明らかである。
1 シリンダヘッドガスケット 2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック 4 シリンダボア
5 ウォータージャケット 10 基板
11~13 シールプレート 14 燃焼室孔
17、117 シムプレート 23 係合孔
21A、21B、21C、22A、22B、22C 固定部材
R 円弧部
3 シリンダブロック 4 シリンダボア
5 ウォータージャケット 10 基板
11~13 シールプレート 14 燃焼室孔
17、117 シムプレート 23 係合孔
21A、21B、21C、22A、22B、22C 固定部材
R 円弧部
Claims (12)
- シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとの間に挟持され、上記シリンダボアの位置に燃焼室孔を穿設した基板とシールプレートとを積層したシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記基板に、上記燃焼室孔の周囲において固定部材を固着するとともに、上記シールプレートに固定部材が係合する係合孔を形成して該係合孔を固定部材に係合させ、かつ上記シリンダヘッドとシリンダブロックとによって固定部材を挟持したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。 - 上記基板の両面に固定部材が設けられ、また上記基板の両面にシールプレートが設けられて、各シールプレートの係合孔がそれぞれの固定部材に係合していることを特徴とする請求項1に記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記固定部材は、上記燃焼室孔を囲む複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記燃焼室孔は一直線上に複数形成されており、上記固定部材は、隣接する両燃焼室孔のそれぞれに隣接する位置に設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記燃焼室孔は一直線上に複数形成されており、上記固定部材は、一直線上に複数形成された燃焼室孔の外側位置と、上記一直線と直交する位置と、隣接する両燃焼室孔のそれぞれに隣接する位置との複数箇所に、各燃焼室孔を囲むように設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記隣接する両燃焼室孔のそれぞれに隣接する位置に設けられた固定部材の厚さは、他の固定部材の厚さよりも厚く設定されていることを特徴とする請求項5に記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記隣接する両燃焼室孔のそれぞれに隣接する位置に設けられた固定部材の幅は、他の固定部材の幅よりも狭く設定されていることを特徴とする請求項5に記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記固定部材は、シリンダボアを囲繞するように形成されてシリンダブロックの表面に開口するウォータージャケットよりもシリンダボア側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記固定部材におけるシリンダヘッドと接触する接触面の角部と、シリンダブロックと接触する接触面の角部との少なくともいずれか一方の角部に、円弧部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記シールプレートは基板の一側に少なくとも2枚積層重合されて配置されており、かつ上記固定部材よりも燃焼室孔側で、両シールプレートの間にシムプレートが介在されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記シールプレートは基板の一側に少なくとも2枚積層重合されて配置されており、かつ両シールプレートの間に、上記燃焼室孔から固定部材を超えて伸びるシムプレートが介在され、該シムプレートの一部は、該シムプレートよりも基板側のシールプレートに形成された上記係合孔内を貫通突出して、上記固定部材と基板との間に挟持されてそれらに一体的に固着されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
- 上記固定部材よりも燃焼室孔側のシールプレートに、フルビードが形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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