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JP2002013640A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

シリンダヘッドガスケット

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Publication number
JP2002013640A
JP2002013640A JP2000195914A JP2000195914A JP2002013640A JP 2002013640 A JP2002013640 A JP 2002013640A JP 2000195914 A JP2000195914 A JP 2000195914A JP 2000195914 A JP2000195914 A JP 2000195914A JP 2002013640 A JP2002013640 A JP 2002013640A
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JP
Japan
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bead
sealing material
cylinder head
head gasket
resistant sealing
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Pending
Application number
JP2000195914A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimichi Okazaki
義路 岡崎
Takashi Nanba
隆 難波
Kenji Matsumoto
健治 松本
Yoshitaka Tanaka
義孝 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uchiyama Manufacturing Corp
Original Assignee
Uchiyama Manufacturing Corp
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Publication date
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines
    • F02F11/002—Arrangements of sealings in combustion engines involving cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
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    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F16J15/0825—Flat gaskets laminated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ゴム材の特性にあった配置をなしてビード形
状を組み合わせ、もって高い密封性能を低価格で実現す
ることの出来るシリンダヘッガスケットを提供すること
を目的としている。 【解決手段】 ビードの設けられた弾性金属板１からな
るシリンダヘッドガスケットＡであって、前記弾性金属
板１の燃焼室開口部Ａ１にはフルビードを、通孔Ａ２の
周辺にはハーフビードを設け、このフルビードへ耐熱性
シール材２ａを、ハーフビードへは耐水・耐油性シール
材２ｂをそれぞれコーティングせしめる。これにより均
質な締め圧力を得、劣化を防ぎ応力緩和を防止する。

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
ッドに用いる金属製のガスケット材に関しており、特に
バネ鋼の薄板にビードを形成したシリンダヘッドガスケ
ットに関する。
【０００２】
【従来技術の内容】従来、弾性を有する金属板に断面凸
状またはステップ状からなるビードを形成し、該ビード
によって内燃機関の例えば、シリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの接合面を効率よくシールする金属製のシリ
ンダヘッドガスケットが提案され実用に付されている。
そしてその表面にはシール性をより高めるためにゴム材
を基材とするシール用弾性材をコーティングしているの
が一般的である。（例えば特開昭６３-９６３５９号公
報）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年エ
ンジンの小型軽量化によるエンジン自体の剛性低下と、
排気ガス対策のためにエンジン機関の温度上昇が問題と
なっており、前者の剛性低下では締付けによりシリンダ
ブロックが歪み易くガスケットに均質な締め圧力を加え
難いものとなり、また後者の排気ガス対策のためのエン
ジン機関の温度上昇では、排気側と吸気側とでは著しく
温度差が生じ、この温度差によってシリンダヘッドの接
合部に熱歪が現れシール部の面圧に部分的差異が発生す
る。この状態に至るとその表面に設けた前記のゴム材を
基材とするシール用弾性材は熱による劣化で応力緩和を
起こしシールするに必要な復元力を大幅に減少させるも
ので、これを解消するために耐熱性の高いゴム材を用い
れば製品価格を大きく上昇させるものとなり現実的でな
いものとなっている。
【０００４】本発明はこのような欠点に鑑みなされたも
のであって、ゴム材の特性にあった配置をなし、ビード
形状を選択して高い密封性能を発揮することの出来る金
属製のシリンダヘッガスケットを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明を図面を基にして
詳しく説明すると、図２に示すように、内燃機関用のシ
リンダヘッドとシリンダブロック間に装着されるビード
の設けられた弾性金属板１とシール材からなるシリンダ
ヘッドガスケットＡであって、前記弾性金属板１の燃焼
室開口部Ａ１と水孔または油孔等の通孔Ａ２の周辺にそ
れぞれ別個に突出するビードを設け、この燃焼室開口部
１のビードＡ１の両面へフッ素ゴムを主原料とする耐熱
性シール材２ａをコーティングせしめると共に、前記通
孔Ａ２のビード１ｂの両面へ無機質繊維とゴム材からな
る耐水・耐油性シール材２ｂをコーティングせしめたこ
とを特徴としている。また、ここでの燃焼室開口部１の
ビード２ａは断面凸状をなすフルビードに形成し、前記
通孔Ａ２のビード２ｂは断面ステップ状をなすハーフビ
ードに形成することを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明でなるシリンダヘッドガス
ケットＡは前記のように燃焼室開口部Ａ１と通孔Ａ２の
周辺とにそれぞれ別個に設けたビードへそれぞれ最適な
特性を持つゴム材からなるシール材をコーティング配置
したものであり、燃焼室開口部Ａ１のビード１ａにはフ
ッ素ゴムを主原料とする耐熱性シール材２ａを、通孔ａ
２のビード１ｂへは無機質繊維とゴム材からなる耐水・
耐油性シール材２ｂを設けている。
【０００７】前記した耐熱性シール材２ａは、フッ素ゴ
ムを主原料としており、これに膨張黒鉛とか有機繊維、
無機繊維または有機充填剤、無機充填剤あるいは合成樹
脂材のいずれかを混合して形成される。このフッ素ゴム
は常用で２３０℃、最大では２５０℃に耐え得る優れた
耐熱性を有するものの高価であり、以下に示す材料を混
合してその性能を低下させることなく製品価格を抑えて
いる。その中で膨張黒鉛は、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、
あるいは熱分解黒鉛に強酸化剤を作用させて形成し、酸
化雰囲気では５００℃、無酸化雰囲気では２０００℃と
極めて耐熱性に優れた素材であって、ここでこれらを混
合して凸状のビード１ａに掛かる部分へ局部的に用いる
ことで耐熱性能と低価格化の両立を図ることができる。
また、有機繊維としては、ロックウール、アラミド繊
維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊
維などが採用でき、無機繊維としてはガラスファイバー
とかチタン酸カリウムなどが用いられる。さらに、有機
充填剤では、カーボンブラックが挙げられ、無機充填剤
ではシリカ、クレー、あるいは炭酸カルシウムが挙げら
れる。そして合成樹脂材では、ポリアミドイミド、ＰＴ
ＦＥ（ポリ テトラ フルオロ エチレン）などから選
択できる。
【０００８】一方、耐水・耐油性シール材２ｂのゴム材
は、ＮＢＲ（二トリルブタジエンラバー）が一般的に用
いられるが、他に例えば、アクリルゴム、シリコンゴ
ム、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどが選択さ
れ、これに混合する無機質繊維としては、ガラス、セラ
ミック、岩綿、鉱滓綿、溶融石英、ウイスカー、ボロ
ン、炭素、金属などからなるアスベストを除く繊維材を
用い、有機質繊維としては、ポリアミド系、ポリオレフ
ィン系、ポリエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポ
リビニルアルコール系などを選択して求められる性能に
応じる。
【０００９】なお、弾性金属板１へ圧縮による局部面圧
を高めるために設けるビードの形成においては、高圧・
高温に曝される燃焼室開口部Ａ１ではバネ特性を活かす
ために断面凸状のフルビードのビード１ａを形成し、ま
た前記通孔Ａ２のビード１ｂでは面圧調整のためにステ
ップ状をなすハーフビードに形成することが勧められ
る。このようなビード１ａ、１ｂに設けるシール材は、
それぞれ耐熱性シール材２ａと耐水・耐油性シール材２
ｂを配置するが、前記燃焼室開口部Ａ１のビード１ａ
と、前記通孔Ａ２のビード１ｂとを、そのゴム材質、繊
維材、配合割合、硬度あるいは厚み寸法が表裏面でそれ
ぞれ異なる配置とすることも可能であり、例えば表裏面
で硬度あるいは厚みを異にせしめるとか、配合量を異な
らせるなどさまざまな組み合わせを実現でき種々の要求
に適切に応じられる汎用性の高い構造となっている。
【００１０】前記のようにして形成されたシリンダヘッ
ドガスケットＡは、図１で示すように単数で装着される
状態で説明したが、その他に図３で示すような前記ビー
ド１ａ、１ｂのそれぞれがぴったり重なる二枚の順列重
ね、あるいは図４のように前記ビード１ａ、１ｂのそれ
ぞれが逆形状で重なる逆列重ね等の複数枚を積層して配
置せしめることも実施可能であり、さまざまな要求に対
応できる汎用性を有している。
【００１１】また、断面凸状のビード１ａへ設ける耐熱
性シール材２ａ及び断面ステップ状のビード１ｂに設け
る耐水・耐油性シール材２ｂのコーティングにおいて
は、マスキングを用いての塗布成形またはスクリーン印
刷あるいは転写印刷などによるプリント成形によって形
成するのが効率的であり作業的にも容易で勧められる
が、これらに拘り限定するものでない。
【００１２】
【発明の効果】本発明の弾性金属板へそれぞれ別個に設
けたビードとシール材のコーティングによって、締付け
によるシリンダブロックの歪みに対してシリンダヘッド
ガスケットＡに均質な締め圧力を与え、過大な温度差に
あってもシール部の面圧を一定に保つものとなる。ま
た、ゴム材の特性にあった配置をなすことで劣化を防ぎ
応力緩和を防止するとともに、復元力となじみ性を長期
間維持する。このように、高価なフッ素ゴムを用いてい
てもシールするに必要な部分へ必要量設けることで事足
りるので製品価格を大巾に低下せしめることができ、ま
た軽量化に果たす役割も大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ シリンダヘッドガスケット １ 弾性金属板 Ａ１ 燃焼室開口部 Ａ２ 通孔 １ａ フルビード １ｂ ハーフビード ２ａ 耐熱性シール材 ２ｂ 耐水・耐油性シール材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義孝 岡山県赤磐郡赤坂町大苅田1106−11内山工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA12 BA01 EA07 EA08 EA15 EA17 EA27 EA30 EA32 EA48 FA01 FA07 FA11 FA13 HA06 HA17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビードを設けた弾性金属板とシール材か
    らなる内燃機関用のシリンダヘッドガスケットにおい
    て、前記弾性金属板の燃焼室開口部と通孔の周辺にそれ
    ぞれビードを設け、前記燃焼室開口部のビードの両面へ
    耐熱性シール材をコーティングせしめると共に、前記通
    孔のビードの両面へ耐水・耐油性シール材をコーティン
    グせしめた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】 前記耐熱性シール材は、フッ素ゴムを主
    原料として、膨張黒鉛、有機繊維、無機繊維、有機充填
    剤、無機充填剤、あるいは合成樹脂材のいずれかを混合
    してなることを特徴とする請求項１のシリンダヘッドガ
    スケット。
  3. 【請求項３】 前記耐水・耐油性シール材は、無機質あ
    るいは有機質繊維とゴム材からなることを特徴とする請
    求項１のシリンダヘッドガスケット。
  4. 【請求項４】 前記燃焼室開口部のビードは断面凸状を
    なすフルビードであり、前記通孔のビードは断面ステッ
    プ状をなすハーフビードであることを特徴とする請求項
    １のシリンダヘッドガスケット。
  5. 【請求項５】 前記燃焼室開口部のビードに設ける耐熱
    性シール材と、前記通孔のビードに設ける耐水・耐油性
    シール材とを、そのゴム材質、繊維材、配合割合、硬度
    あるいは厚み寸法が表裏面でそれぞれ異なる配置とせし
    めることを特徴とする請求項１ないし２ないし３のシリ
    ンダヘッドガスケット。
  6. 【請求項６】 前記燃焼室開口部のビードの両面へ耐熱
    性シール材と、前記通孔のビードの両面へ耐水・耐油性
    シール材のコーティングされたシリンダヘッドガスケッ
    トを複数枚積層せしめることを特徴とする請求項１ない
    し２ないし３ないし４ないし５のシリンダヘッドガスケ
    ット。
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