| 【発明の名称】 |
シリンダヘッドガスケット |
| 【発明者】 |
【氏名】神野 修
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】シリンダヘッドガスケット１は、プレート１´と、このプレート１´に穿設した燃焼室孔２を囲む環状溝５と、この環状溝５内に嵌合される金属製のシム部３と、このシム部３よりも外方側で該シム部と同方向に突出するフルビード部４とを備えており、そして上記シム部３は、プレート１´対して断続的な溶接により取付けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 金属プレートに穿設した燃焼室孔を囲む環状溝と、この環状溝内に嵌合される環状のシム部と、このシム部よりも外方側で上記燃焼室孔を囲む環状のビード部とを備えるシリンダヘッドガスケットにおいて、上記金属プレートに、上記燃焼室孔を囲む環状の突出段部を形成するとともに当該突出段部の内側を上記環状溝とする一方、この環状溝内に嵌合される上記シム部を金属素材から形成するとともに当該シム部を金属プレートに対してその円周方向に断続的に溶接して取付けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
【請求項２】 上記ビード部は、金属プレートから一方に突出する突出段部の突出量と他方に突出するシム部の突出量との大きい方と同方向に突出す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。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンに用いられるシリンダヘッドガスケットに関し、より詳しくは燃焼室孔を囲むシム部を有するシリンダヘッドガスケットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリンダヘッドガスケットとしては、金属プレートに穿設した燃焼室孔の周囲の平坦部に環状の金属製シム部を溶接したものが一般的に知られている。また、シリンダヘッドガスケットとして、金属プレートに穿設した燃焼室孔を囲む環状溝と、この環状溝内に嵌合される環状のシム部と、このシム部よりも外方側で該シム部と同方向に突出する環状のビード部とを備えるものも知られている（特開平９−３１７８９０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のエンジンの高効率化に伴って燃焼温度も上昇してきているが、燃焼温度が上昇するとそれに伴ってエンジンの冷熱の差も大きくなるので、シリンダブロックとシリンダヘッドの熱膨張差も大きくなる。従って前者のように平坦部に金属製のシムを溶接するものにおいては、その取付け強度を確保するために、連続溶接や多重溶接を施さなければならない。しかしながらそのような溶接をすると製造コストの上昇もさることながら、溶接時の熱によってシム部およびプレート自体の歪みがひどくなり、シール性が非常に悪くなるとともに、エンジンへの組付時に不具合を生じることになる。また後者の公報ではシム部を樹脂素材としているので、燃焼温度が高くなると耐熱性に問題を生じる虞がある。本発明はそのような事情に鑑み、従来に比較して燃焼温度の高いエンジンに用いて好適なシリンダヘッドガスケットを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、従来のシリンダヘッドガスケットと同一の構成を有するシリンダヘッドガスケットにおいて、上記金属プレートに、上記燃焼室孔を囲む環状の突出段部を形成して当該突出段部の内側を上記環状溝とする一方、この環状溝内に嵌合される上記シム部を金属素材から形成するとともに当該シム部をプレートに対してその円周方向に断続的に溶接して取付けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
【０００５】上述した構成によれば、シム部は金属プレートに断続的に溶接されていても、当該シム部に作用する熱膨張差は環状溝の側壁によってある程度受け止められるようになるので、連続溶接または多重容接に比較して取付け強度の劣る断続的な溶接でも充分に対応することができる。その結果、連続溶接または多重溶接に比較してコストを低くすることができるし、また連続溶接または多重溶接に比較してシム部およびプレート自体の熱変形が小さくなるのでシール性を向上させることができる。また、金属素材からなるシム部は樹脂素材からなるシム部に比較して耐熱性が高いので、樹脂素材からなるシム部を用いていた従来のシリンダヘッドガスケットに比較して燃焼温度の高いエンジンに用いて好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を多気筒用のシリンダヘッドガスケット１に適用した実施例について説明する。図１において、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に接触する１枚のプレート１´（弾性金属板）より構成されており、このプレート１´には、それぞれエンジンのシリンダボアに合わせて穿設した燃焼室孔２と、図示しないボルト孔、および冷却水又は油が流通される水油孔がそれぞれ形成されている。上記ガスケット１は、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在され、上記締結ボルト孔を貫通するボルトによってシリンダブロックとシリンダヘッドとを一体に連結することによりそれらの間に挟持されて両者をシールするようになっている。
【０００７】上記プレート１´は、上記燃焼室孔２を囲んでシリンダブロック側に突出するシム部３を有しており、これによりシム部３とシリンダブロック並びにシリンダヘッドとの接触面圧を局部的に高くしている。また上記プレート１´は、上記シム部３を囲んでこれと同方向に突出するフルビード部４を有しており、このフルビード部４の頂点部分４ａとシリンダヘッドとの接触面圧を高くするとともに、ビード部４の裾部分４ｂとシリンダブロックとの接触面圧を高くしている。そして、上記シム部３の突出量をフルビード部４の突出量よりも小さく設定しており、つまり剛性の高いシム部３により高い面圧を得る一方で、弾性の高いフルビード部４によるシリンダブロックとシリンダヘッドとの間隙変化に対する優れた追従性を確保しており、このとき上記シム部３はフルビード部４が完全に押し潰されるのを防止する働きも有している。
【０００８】しかして本実施例では、図２に拡大して示すように、上記環状溝５を燃焼室孔２の周囲の平坦部７をプレスして形成した環状の突出段部８内とする一方で、上記シム部３を、例えばステンレスからなる金属素材から形成するとともに、このシム部３を上記環状溝５内に嵌合させたものである。上記シム部３は、溶接によってプレート１´に取付け固定されており、このときシム部３は円周方向における所定位置が断続的に溶接されている。すなわち、シム部３とプレート１´では熱膨張が異なるとともに、シム部３が当接するシリンダブロックおよびプレート１´が当接するシリンダヘッドとの熱膨張も異なっているので、通常であればエンジンの冷熱に伴う熱膨張差に打ち勝つためにはシム部を円周方向に連続して、または半径方向に多重に溶接して充分な取付け強度を確保する必要があるが、このような連続または多重溶接は製造コストが高くなるとともに、また逆にシム部およびプレートが熱変形してしまいシリンダヘッドまたはシリンダブロックとの間でガス漏れを生じたり、エンジンへの組付時に不具合を生じる虞がある。しかしながら、上述した構成によれば連続または多重溶接に比較して強度の劣る断続的な溶接であってもシム部３に作用する熱膨張差は環状溝５の側壁５ａによってある程度受止められるので問題はない（なお図面上ではシム部３と側壁５ａとの間に間隙があるが、これは両者の隙間に浸透したコーティング剤Ｃの存在を分かり易くするためである）。したがって、以上の説明より理解されるように断続的な溶接であっても問題なく対応することができるので、連続または多重溶接する場合に比較して低コストに抑えることができるし、また連続または多重溶接する場合に比較してシム部およびプレートの熱変形が小さいのでシリンダヘッドまたはシリンダブロックとの間におけるシール性を向上させることができる。また本実施例では、上記環状溝５をプレス成形による突出段部８によって形成しているので、例えばビード部よりも内方側が全て平坦になるように切削により環状溝を形成する場合に比較してシム部の反対側における面圧を突出段部８により局部的に高くすることができるので、シム部３の反対側におけるシール性を向上させることができる。さらに本実施例では、プレート１´にシム部３を取付けた状態のシリンダヘッドガスケット１の両面全体にコーティング剤Ｃを塗付しており、これによりコーティング剤Ｃによってより確実にシム部３とプレート部１´との間から燃焼ガスが漏洩することを防止している。ところで本実施例では、上記シム部３の突出量Ｔ１を突出段部８の突出量Ｔ２よりも大きく設定するとともに、これに伴って上記ビード部４の突出方向を突出量の大きなシム部３と同方向としており、これによりビード部４が過度に圧縮されるのを防止して弾性が早期に損なわれることを防止している。なお、シム部３の突出量Ｔ１よりも突出段部８の突出量Ｔ２が大きい場合にはビード部４は突出段部８と同方向に突出するようになる。
【０００９】そして、また本実施例のシム部３によれば、樹脂素材からなるシム部に比較して耐熱性に優れており、より具体的には、シム部３に作用する温度はエンジンの種類等によっても異なるが約２００〜３００度近くになり、これは樹脂素材が熱的に耐えうる限界ぎりぎりのところであるのに対し、本シム部３であれば問題なく対応することができるので樹脂素材では熱的に苦しい燃焼温度の高いエンジンに用いて好適である。そしてさらに本シム部３は、樹脂素材からなるシム部に比較して精度よく形成することができ、より具体的には金属素材からなるシム部３は１ミクロン単位程度の精度で製造することができるのに対し、樹脂素材からなるシム部は１０ミクロン単位程度の精度でしか製造することができないので、精度が高い分よりシール性を向上させることができる。
【００１０】なお上記実施例では、シム部３とフルビード部４とをシリンダブロック側に向けて取付けるようにしているがこれに限定されるものではなく、シリンダヘッド側に向けて取付けるようにしてもよい。また上記実施例では、シリンダヘッドガスケット１の両面全体にコーティング剤Ｃを塗付していたがこれに限定されるものではなく、図３に示すように環状溝５とシム部３との隙間に局部的にコーティング剤Ｃを充填するようにしてもよい。
【００１１】次に図４は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例では１枚のプレート１´と１つのシム部３で単層のシリンダヘッドガスケット１を構成していたが、本実施例では上下に配置した２枚のプレート１０１´、１１０と、上方側のプレート１０１´に形成した環状溝１０５内に取付け固定されるとともに両プレート１０１´、１１０に設けた環状溝１０５、１１１により挟持されるシム部１０３とから構成している。すなわち、上方側のプレート１０１´とシム部１０３は第１実施例と同一に形成されるとともに、下方側のプレート１１０はシム部を備えていない点を除けば上方側のプレート１０１´に対して上下対象となっている。なお上記シム部１０３は、第１実施例と同様にプレート１０１´に断続的に溶接される一方、該シム部１０３とこれを収容する環状溝１０５との間にはコーティング剤Ｃを充填してある。
【００１２】これにより、上記シリンダヘッドガスケット１０１をシリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持すると、図示を省略するが相互に当接する上方側のプレート１０１´のビード部１０４と下方側のプレート１１０のビード部１１２とが圧縮変形されるとともに、これに伴って上方側のプレート１０１´に設けたシム部１０３と下方側のプレート１１０に設けた環状溝１１１とが接近し、やがてこの環状溝１１１内にシム部１０３が収容されて該環状溝１１１の底部に圧接されるようになる。これにより、シム部材１０３は下方側のプレート１１０に対しては溶接されていないがこれを収容する環状溝１１１の作用によって実質的には溶接されているのに近い状態となる。したがって、本実施例の積層シリンダヘッドガスケット１０１でも、シム部を連続溶接する場合に比較して製造コストを低減することができるし、また樹脂製のシム部を用いる場合に比較して燃焼温度の高いエンジンに用いて好適であり、しかもシール性も向上させることができる。
【００１３】次に図５は本発明の第３実施例を示すものであり、すなわち本実施例では上記第２実施例のプレート１１０に設けていた環状溝１１１を省略して平坦としたものである。このような構成の積層シリンダヘッドガスケット２０１によれば、第２実施例のようにプレート１１０の環状溝１１１によってシム部１０３を受けるストッパ的な効果は無いが、それを除いては第２実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】次に図６は本発明の第４実施例を示すものであり、上記第３実施例ではシリンダヘッドガスケット２０１を２枚のプレート２０１´、２１０から構成していたが、本実施例ではプレート３０１´とプレート３１０との間に１枚のインナープレート３１３を配置したものである。上記インナープレート３１３の燃焼室孔の周囲は、シム部３０３と同方向に突出する突出段部３１３ａを形成してある。そして、上記突出段部３１３ａをシム部３０３の突出量と同一もしくはこれよりも僅かに小さく設定しており、これにより当該シリンダヘッドガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとで挟持した際にはシム部３０３とインナープレート３１３の突出段部３１３ａが圧接されるとともに、該インナープレート３１３の突出段部３１３ａとプレート３１０のフルビード部３０７よりも内方側部分が圧接するようになる。なお、それ以外の構成は第３実施例と同一に構成されている。本構成を有する第４実施例でも、上記第３実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】なお上記第１実施例ないし第４実施例におけるシム部の突出量を円周方向において異ならせてもよいことは勿論である。
【００１６】また上記第１実施例ないし第４実施例では、いずれもフルビード部であるがこれに限定されるものではなく、ハーフビード部としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の連続溶接または多重溶接に比較してコストを低くすることができるし、また連続溶接または多重溶接に比較してシム部およびプレート自体の熱変形が小さくなるのでシール性を向上させることができるし、またさらに樹脂素材からなるシム部を用いていた従来に比較して燃焼温度の高いエンジンに用いて好適な効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０７７９１
【氏名又は名称】大豊工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２１０８
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５５１（Ｐ２００１−２４１５５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−４９８６２（Ｐ２０００−４９８６２） |
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