JP2010090945A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドガスケットのフルビードの基板からの立ち上がり部分に亀裂が生じる危険性を低減する。
【解決手段】シリンダヘッドガスケットは、積層させた少なくとも３枚のガスケット基板１１〜１３を備えており、各ガスケット基板は、各燃焼室孔２の周囲にそれぞれフルビード１１ａ〜１３ａを備えている。隣接するガスケット基板１１、１２の各フルビード１１ａ、１２ａは互いに離隔する方向に膨出させてあり、それらフルビードの間に増圧板１４と厚さ調整板１５とのいずれか一方を介在させ、また他のガスケット基板１３とこれに隣接するガスケット基板との間に上記増圧板１４と厚さ調整板１５とのいずれか他方を介在させてある。
【選択図】図２

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、積層させた少なくとも３枚のガスケット基板を備え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、積層させた少なくとも３枚のガスケット基板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させる増圧板と、ガスケット厚さを調整する厚さ調整板とを備えたものが知られている（例えば特許文献１の図４参照）。
上記各ガスケット基板はそれぞれ燃焼室孔の周囲にフルビードを備えており、２枚のガスケット基板は、上記フルビードを互いに離隔する方向に向けた状態で、直接積層重合されている。また上記厚さ調整板と増圧板は直接重合された状態で、上記２枚のガスケット基板と、その他のガスケット基板との間に介在されている。
上述した従来のシリンダヘッドガスケットにおいては、それぞれ燃焼室孔の周囲にフルビードを備えた少なくとも３枚のガスケット基板を積層しているので、その積層された少なくとも３つのフルビードによって、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間の開きに対する追従性を向上させることができる。
また、上記厚さ調整板の厚さを調整することによりシリンダヘッドガスケットの厚さを調整して、エンジンの燃焼室の容積を容易に調整することができ、また上記増圧板の厚さを調整して、燃焼室孔の周囲の面圧をそれよりも外側の部分の面圧よりも高くして、燃焼室孔の周囲におけるシール性能の向上を図ることができる。
特開２００８−１４３３４号公報

しかしながら２枚のガスケット基板を、上記フルビードを互いに離隔する方向に向けた状態で直接積層重合させると、各フルビードの基板からの立ち上がり部分の歪が大きくなって互いに大きく擦れるようになることから、その部分に亀裂が生じる危険性が高くなることが判明した。
また従来のシリンダヘッドガスケットにおいては、上記増圧板と厚さ調整板とは直接重合された状態となっているので、両者の間の密着性やシール性を向上させためには、いずれか一方の接触面に密着性やシール性を向上させることができるコーティング材を施さなければならず、その分コストアップとなっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、フルビードの立ち上がり部分における亀裂の発生を抑制することができ、しかも増圧板や厚さ調整板にコーティング材を施すことなく密着性やシール性を向上させることができる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、積層させた少なくとも３枚のガスケット基板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させる増圧板と、ガスケット厚さを調整する厚さ調整板とを備え、上記各ガスケット基板は、各燃焼室孔の周囲にそれぞれフルビードを備えているシリンダヘッドガスケットにおいて、
隣接する第１ガスケット基板のフルビードと第２ガスケット基板のフルビードとを互いに離隔する方向に膨出させるとともに、これらガスケット基板のフルビードの間に上記増圧板と厚さ調整板とのいずれか一方を介在させ、さらにこれらのガスケット基板に第３ガスケット基板を積層して、第３ガスケット基板とこれに隣接するガスケット基板との間に上記増圧板と厚さ調整板とのいずれか他方を介在させたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、互いに離隔する方向に膨出する第１ガスケット基板のフルビードと第２ガスケット基板のフルビードとの間に上記増圧板又は厚さ調整板が介在されているので、それらフルビードが直接積層重合されることがなく、それによって後の解析結果で示すように、各フルビードの基板からの立ち上がり部分の歪の発生を抑制して、その部分に亀裂が生じる危険性を低減することができる。
また各ガスケット基板には一般に相手材との密着性やシール性を向上させるコーティング材が施されているので、上記増圧板と厚さ調整板とを各ガスケット基板の間に介在することにより、増圧板や厚さ調整板にコーティング材を施すことなく各ガスケット基板のコーティング剤を利用して、安価に密着性やシール性を向上させることが可能となる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、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、図示しないシリンダブロックとシリンダヘッド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。
上記シリンダヘッドガスケット１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つの燃焼室孔２を備えており、また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３や、冷却水が流通する複数の冷却水孔４や、潤滑油が流通する図示しない複数の潤滑油孔等を備えている。

上記シリンダヘッドガスケット１は、図２に示すように、３枚の相互に積層された金属製ガスケット基板１１、１２、１３と、これらのガスケット基板の間に介在された１枚の増圧板１４と、１枚の厚さ調整板１５とを備えている。
上記３枚のガスケット基板１１〜１３は、図示しない下方のシリンダブロック側から上方のシリンダヘッドにむけて順次その順番で積層させている。
これらガスケット基板１１〜１３は、アルミニウム系合金や鋳鉄等からなるシリンダブロックおよびシリンダヘッドよりも硬度の高いばね性を有する素材、例えば、ステンレスやＳＥＣＣ等のような素材からなっており、全域が同一厚さに形成されている。

上記増圧板１４は平板状の金属板から成り、下方のシリンダブロック側となるガスケット基板１１と中間のガスケット基板１２との間に介在されている。
この増圧板１４は、燃焼室孔２の周囲の面圧を高めるために設けられており、図１の破線で示すように、シリンダヘッドガスケット１の燃焼室孔２の周囲に設けられている。そして増圧板１４の厚さを適宜に設定することによって、燃焼室孔２の周囲の面圧をそれよりも外側の部分の面圧よりも高くして、燃焼室孔２の周囲におけるシール性能の向上を図ることができるようにしてある。

他方、上記厚さ調整板１５は平板状の金属板からなり、上方のシリンダヘッド側となるガスケット基板１３と中間のガスケット基板１２との間に介在されている。
この厚さ調整板１５と上記３枚の金属製ガスケット基板１１〜１３とはほぼ同一の輪郭形状を有しており、厚さ調整板１５の厚さを適宜に設定することによって、シリンダヘッドガスケット１の厚さを調整してエンジンの燃焼室の容積を調整することができるようになっている。

上記増圧板１４を挟んで対向する２枚のガスケット基板１１，１２には、燃焼室孔２を囲むフルビード１１ａ、１２ａを形成してあり、両フルビード１１ａ，１２ａは増圧板１４を挟んで互いに離隔する方向に膨出している。より具体的には、下方のガスケット基板１１のフルビード１１ａはシリンダブロック側（下方側）へ断面山形に膨出し、また上方のガスケット基板１２のフルビード１２ａは、シリンダヘッド側（上方側）へ断面山形に膨出している。
そして上記増圧板１４は、燃焼室孔２から両フルビード１１ａ、１２ａを僅かに越えた位置まで伸びている。
また各ガスケット基板１１、１２には、上記燃焼室孔２を囲むフルビード１１ａ、１２ａの外側位置に、各フルビード１１ａ、１２ａと同一方向に膨出するハーフビード１１ｂ、１２ｂを形成してある。

他方、厚さ調整板１５を挟んで中間のガスケット基板１２に対向する上方のガスケット基板１３にも、燃焼室孔２を囲むフルビード１３ａを形成してあり、このフルビード１３ａは、中間のガスケット基板１２のフルビード１２ａと互いに近接する方向に膨出している。すなわち、このガスケット基板１３のフルビード１３ａはシリンダブロック側（下方側）へ断面山形に膨出している。
そして上記ガスケット基板１３にも、上記燃焼室孔２を囲むフルビード１３ａの外側位置に、該フルビード１３ａと同一方向に膨出するハーフビード１３ｂを形成してある。

上記各ガスケット基板１１〜１３の上下の各表面には、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１６をコーティングしてある。
上記コーティング材１６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１６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
他方、各ガスケット基板１１〜１３の間に介在される増圧板１４と厚さ調整板１５の表面にはコーティング材を施していないが、増圧板１４はガスケット基板１１、１２の各コーティング材１６を介してそれぞれのガスケット基板１１、１２に密着されるようになるので、それぞれの間の密着性、シール性を確保することができる。
同様に、厚さ調整板１５はガスケット基板１２、１３のコーティング材１６を介してそれぞれガスケット基板１２、１３とに密着されるようになるので、それぞれの間の密着性、シール性も確保することができる。

前述したように、２枚のガスケット基板の燃焼室孔を囲むフルビードを、互いに離隔する方向に向けて直接積層重合させた場合には、各フルビードの立ち上がり部分の歪が大きくなって互いに擦れることからその部分に亀裂が生じる危険性が高くなるが、本実施例のようにガスケット基板１１とガスケット基板１２との間に増圧板１４を介在させ、互いに離隔する方向に膨出するフルビード１１ａと１２ａとが直接積層重合されるのを防止すると、各フルビード１１ａ、１２ａの立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃに亀裂が生じる危険性を低減することができる。
図３は上記立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃについてＣＡＥ解析を行った結果を示すもので、○印が図２に示す立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃの解析結果を示している。
また、●は比較例の解析結果を示すもので、この比較例は、図４に示すように、図２に示す増圧板１４をガスケット基板１１、１２の間から取り外し、この増圧板１４を厚さ調整板１５の下面に積層させることにより、互いに離隔する方向に膨出するガスケット基板１１のフルビード１１ａとガスケット基板１２のフルビード１２ａとを直接積層重合させている。

図３の解析結果から理解されるように、○印で示す本発明品においては、上記立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃにおける振幅歪と平均歪とも、●印で示す比較例よりも小さくなっており、耐疲労性が向上してその立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃにおける亀裂の発生を抑制することができる。
また、図４に示す比較例の場合、増圧板１４と厚さ調整板１５とが直接積層されているので、両者間の密着性、シール性を確保するためには、いずれか一方の接触面に上述したコーティング材１６を施す必要があり、その分コストアップにつながっていた。
これに対し、本実施例の場合には、増圧板１４と厚さ調整板１５とはコーティング材１６を備えているガスケット基板１１〜１３の間に介在されているため、増圧板１４と厚さ調整板１５とにコーティング材１６を施すことなく、安価に良好な密着性とシール性とを確保することができる。

図５は本発明の第２実施例を示したもので、本実施例は、上記第１実施例における増圧板１４と厚さ調整板１５とを入れ替えたものである。
すなわち本実施例では、増圧板１４は中間のガスケット基板１２と上方のガスケット基板１３との間に介在させてあり、厚さ調整板１５は下方のガスケット基板１１と中間のガスケット基板１２との間に介在させてある。
その他の構成は、第１実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には同一の符号を付して示してある。
本実施例においても、第１ガスケット基板１１のフルビード１１ａと第２ガスケット基板１２のフルビード１２ａとの間に厚さ調整板１５が介在されて両フルビード１１ａ、１２ａが直接積層されていないので、それらの立ち上がり部分１１ｃ、１２ｃにおける振幅歪や平均歪を比較例よりも小さくすることができ、それによってその部分の亀裂の発生を抑制することができる。
また、増圧板１４と厚さ調整板１５とにコーティング材１６を施すことなく、良好な密着性とシール性とを確保することができる。

図６は本発明の第３実施例を示したもので、上記第１実施例では３枚のガスケット基板１１〜１３のうち、互いに離隔する方向に膨出するフルビード１１ａ、１２ａを下側のシリンダブロック側に配置していたが、本実施例ではそれを上方のシリンダヘッド側に配置したものである。
すなわち本実施例においては、そして上方の２枚のガスケット基板１２、１３とに、互いに離隔する方向に膨出するフルビード１２ａ、１３ａを形成してある。より具体的には、中間のガスケット基板１２のフルビード１２ａはシリンダブロック側（下方側）へ断面山形に膨出し、また上方のガスケット基板１３のフルビード１３ａは、シリンダヘッド側（上方側）へ断面山形に膨出している。
そして、両フルビード１２ａ、１３ａの間に増圧板１４を介在させている。

他方、中間のガスケット基板１２と下方のガスケット１１との間には厚さ調整板１５を介在させてあり、この下方のガスケット１１のフルビード１１ａは、シリンダヘッド側（上方側）へ断面山形に膨出している。
その他の構成は、第１実施例と同様に構成してあり、同一又は相当部分には同一の符号を付して示してある。
本実施例においても、第１実施例と同等の作用効果が得られることは明らかである。

なお、上記第３実施例おいて、第２実施例と同様に増圧板１４と厚さ調整板１５とを入れ替えてもよい。

図７は本発明の第４実施例を示したもので、本実施例は、上記第１実施例の構成を基礎として、さらにその上に（シリンダヘッド側に）第２増圧板２４と第４枚目のガスケット基板２６Ａとを順次積層したものである。
すなわち本実施例では、上記第１実施例における上方のガスケット基板１３の上に第２増圧板２４を積層するとともに、第２増圧板２４の上に上記ガスケット基板２６Ａを積層したものである。
上記第２増圧板２４は第１増圧板１４と実質的に同一の構成を備えており、また第４枚目のガスケット基板２６Ａのフルビード２６Ａａと下方のガスケット基板１３のフルビード１３ａとは互いに離隔する方向に膨出するようになる。

図８は本発明の第５実施例を示したもので、本実施例は、上記第３実施例の構成を基礎として、さらにその上に（シリンダヘッド側に）第２厚さ調整板２５と第４枚目のガスケット基板２６Ｂとを順次積層したものである。
すなわち本実施例では、上記第３実施例における上方のガスケット基板１３の上に第２厚さ調整板２５を積層するとともに、第２厚さ調整板２５の上に上記ガスケット基板２６Ｂを積層したものである。
上記第２厚さ調整板２５は第１厚さ調整板１５と実質的に同一の構成を備えており、また上記第４枚目のガスケット基板２６Ｂのフルビード２６Ｂａとこれの下方のガスケット基板１３のフルビード１３ａとは互いに近接する方向に膨出するようになる。

上記第４実施例又は第５実施例のようにガスケット基板２６Ａ、２６Ｂや第２増圧板２４又は第２厚さ調整板２５を追加すれば、よりシール効果を向上させることができる。
なお上記第４実施例又は第５実施例において、上述した第２実施例と同様に増圧板１４、２４と厚さ調整板１５、２５の位置を入れ替えてもよい。

図９は本発明の第６実施例を示したもので、本実施例は、図８に示す第５実施例の構成から第２厚さ調整板２５を省略したものである。
前述したように、厚さ調整板１５、２５は、それぞれシリンダヘッドガスケット１の厚さを調整してエンジンの燃焼室の容積を調整するものであるから、複数枚設ける必要はなく１枚の厚さ調整板があればよい。したがって、第５実施例の厚さ調整板１５、２５は、いずれか一方を省略することができ、図示実施例ではシリンダヘッド側（上側）の第２厚さ調整板２５を省略してある。
他方、図７に示す第４実施例の増圧板１４、２４は、それぞれ燃焼室孔２の周囲の面圧を高めるために設けられるものであるから、やはり複数枚設ける必要はなく１枚の厚さ調整板があればよい。しかしながら、図７に示す第４実施例の第１増圧板１４は、互いに離隔する方向に膨出するフルビード１１ａ、１２ａが直接重合するのを防止しているので、これを省略することはできない。同様に、図７に示す第４実施例の第２増圧板２４は、互いに離隔する方向に膨出するフルビード１３ａ、２６Ａａが直接重合するのを防止しているので、やはり省略することはできない。

図１０は本発明の第７実施例を示したもので、本実施例は、上記第４実施例の構成を基礎として、さらにその上に（シリンダヘッド側に）第２厚さ調整板２５と第５枚目のガスケット基板２７Ａとを順次積層したものである。
すなわち本実施例では、上記第４実施例における第４枚目のガスケット基板２６Ａの上に第２厚さ調整板２５を積層するとともに、第２厚さ調整板２５の上に上記第５枚目のガスケット基板２７Ａを積層したものである。
そして上記第５ガスケット基板２７Ａのフルビード２７Ａａとガスケット基板２６Ａのフルビード２６Ａａとは互いに近接する方向に膨出するようになる。

図１１は本発明の第８実施例を示したもので、本実施例は、上記第５実施例の構成を基礎として、さらにその上に（シリンダヘッド側に）第２増圧板２４と第５枚目のガスケット基板２７Ｂとを順次積層したものである。
すなわち本実施例では、上記第５実施例における第４枚目のガスケット基板２６Ｂの上に第２増圧板２４を積層するとともに、第２増圧板２４の上に上記ガスケット基板２７Ｂを積層したものである。
そして上記第５ガスケット基板２７Ｂのフルビード２７Ｂａとガスケット基板２６Ｂのフルビード２６Ｂａとは互いに離隔する方向に膨出するようになる。

上記第７実施例又は第８実施例では第４、第５実施例に比較して更にガスケット基板２７Ａ、２７Ｂや第２増圧板２４又は第２厚さ調整板２５を追加しているので、より一層のシール効果を期待することができる。
なお上記第７実施例又は第８実施例において、上述した第２実施例と同様に増圧板１４、２４と厚さ調整板１５、２５との位置を入れ替えてもよい。
また図９の第６実施例に関連して説明したように、増圧板と厚さ調整板はそれぞれ１枚あればよいので、上記第７実施例又は第８実施例において、増圧板と厚さ調整板とを少なくとも１枚枚は残した上で、他の増圧板と厚さ調整板とを省略することができる。但し、互いに離隔する方向に膨出するフルビードが直接重合するのを防止している増圧板又は厚さ調整板は、省略することができないことは上述したとおりである。

本発明の第１実施例を示す平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図。 本発明品と比較品とについてのＣＡＥ解析結果図。 比較品を示す断面図。 本発明の第２実施例を示す断面図。 本発明の第３実施例を示す断面図。 本発明の第４実施例を示す断面図。 本発明の第５実施例を示す断面図。 本発明の第６実施例を示す断面図。 本発明の第７実施例を示す断面図。 本発明の第８実施例を示す断面図。

符号の説明

１ シリンダヘッドガスケット
２ 燃焼室孔
１１〜１３、２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ ガスケット基板
１１ａ〜１３ａ、２６Ａａ、２６Ｂａ、２７Ａａ、２７Ｂａ フルビード
１１ｃ、１２ｃ 立ち上がり部分
１４、２４ 増圧板
１５、２５ 厚さ調整板

Claims (5)

1. 積層させた少なくとも３枚のガスケット基板と、燃焼室孔の周囲の面圧を増加させる増圧板と、ガスケット厚さを調整する厚さ調整板とを備え、上記各ガスケット基板は、各燃焼室孔の周囲にそれぞれフルビードを備えているシリンダヘッドガスケットにおいて、
   隣接する第１ガスケット基板のフルビードと第２ガスケット基板のフルビードとを互いに離隔する方向に膨出させるとともに、これらガスケット基板のフルビードの間に上記増圧板と厚さ調整板とのいずれか一方を介在させ、さらにこれらのガスケット基板に第３ガスケット基板を積層して、第３ガスケット基板とこれに隣接するガスケット基板との間に上記増圧板と厚さ調整板とのいずれか他方を介在させたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記第３ガスケット基板のフルビードとこれに隣接するガスケット基板のフルビードとは、互いに近接する方向に膨出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。
3. 上記第１ないし第３ガスケット基板の上に、さらに第２増圧板と第２厚さ調整板とのいずれか一方が積層され、該第２増圧板と第２厚さ調整板とのいずれか一方の上に、第４ガスケット基板が積層さ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。
4. 上記第４ガスケット基板の上に、さらに第２増圧板と第２厚さ調整板とのいずれか他方が積層され、該第２増圧板と第２厚さ調整板とのいずれか他方の上に、第５ガスケット基板が積層されていることを特徴とする請求項３に記載のシリンダヘッドガスケット。
5. 上記各ガスケット基板の表面に、相手材との密着性シール性を向上させるコーティング材が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５のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。

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