JP2012112453A - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

【解決手段】シリンダヘッドガスケット２を構成する表面にコーティングＣの形成された第２ガスケット基板１２と、第２ガスケット基板１２の表面に設けられたシム１４とは溶接により固定され、第２ガスケット基板１２におけるシム１４を固定した面とは反対側の面において、第２ガスケット基板１２とシム１４との溶接部分にはコーティングＣを形成せず、溶接によって溶接部分に形成される突起に面圧が集中させない。
【効果】溶接部分におけるシール性の悪化を防止することができる。
【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、詳しくはシリンダボアの位置に穿設された燃焼室孔を有するとともに表面にコーティングの形成された基板と、該基板の表面に溶接されて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットに関する。

従来、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されてシリンダボア内で発生する燃焼ガスをシールするシリンダヘッドガスケットが知られており、このようなシリンダヘッドガスケットにおいて、シリンダボアを囲繞する燃焼室孔の穿設された基板と、該基板の表面に固定されたシムとを備えたものが知られている。
このようなシリンダヘッドガスケットとして、上記基板の表面にコーティングの形成されたものが知られており、また上記基板とシムとを溶接により固定したものも知られている（特許文献１、２）。

特開２００１−２４１５５１号公報 国際公開ＷＯ２００８／０８４７１８号公報

ここで、上記基板とシムとを溶接すると、基板とシムとの溶接部分が溶けて盛り上がるため、上記基板における上記シムの固定された面の反対側の面に突起が形成されることとなる。
その結果、上記溶接部分を覆うように形成されたコーティング層が、上記突起によってシリンダヘッドまたはシリンダブロック側に突出してしまうため、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すると、この突出部分に面圧が集中してしまい、本来面圧が必要となる燃焼室孔周辺のシール性を悪化させるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は基板とシムとを溶接したシリンダヘッドガスケットにおいて、溶接部分におけるシール性の悪化を防止することが可能な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、本発明にかかるシリンダヘッドガスケットは、シリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置に穿設された燃焼室孔を有するとともに表面にコーティングの形成された基板と、該基板の表面に溶接されて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
上記基板における上記シムを固定した面とは反対側の面における、上記基板とシムとの溶接部分に上記コーティングを形成しないことを特徴としている。

上記発明によれば、上記基板における上記シムを固定した面とは反対側の面については、上記基板とシムとの溶接部分にコーティングを形成しないため、溶接部分に形成される突起によって上記コーティング層が突出しないようにすることができる。
その結果、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場合に、上記溶接部分に面圧が集中してしまうのを抑制でき、本来面圧が必要となる燃焼室孔周辺のシール性を良好なものとすることができる。

本実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの平面図。 図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図。 第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。 第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケットの断面図。

以下、図示実施例について説明すると、図１はエンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドの間に介装されて、これらをシールするシリンダヘッドガスケット１の平面図を示し、図２は図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図を示している。
上記シリンダヘッドガスケット１には、エンジンのシリンダボアの位置に設けられた燃焼室孔２と、シリンダヘッドとシリンダブロックを締結するための締結ボルトの挿通されるボルト孔３と、冷却液の流通する水孔４と、潤滑油の流通する油孔５とがそれぞれ穿設されている。
そして図２に示すように、上記シリンダヘッドガスケット１は、シリンダブロックに接触する第１ガスケット基板１１と、シリンダヘッドに接触する第２ガスケット基板１２と、これら第１、第２ガスケット基板１１，１２の間に設けられた中間基板１３と、上記第２ガスケット基板１２と中間基板１３との間に設けられたリング状のシム１４とから構成されている。

上記第１、第２ガスケット基板１１，１２は、それぞれ上記シリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面とほぼ一致する形状を有しており、各燃焼室孔２を無端状に囲繞するフルビード１１ａ，１２ａと、上記フルビード１１ａ，１２ａのさらに外周を無端状に囲繞するハーフビード１１ｂ、１２ｂとが形成されている。
また上記第１、第２ガスケット基板１１，１２は、例えば厚さ０．２〜０．２５ｍｍ程度のＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等から製造され、このうち第1ガスケット基板１１については、その表面および裏面にそれぞれ厚さ１５〜３０μｍ程度の厚さで耐熱ゴム等からなるコーティングＣが形成されている。
そして、上記第1ガスケット基板１１のフルビード１１ａおよびハーフビード１１ｂは、それぞれ上記シリンダブロックに向けて突出するとともに、上記第２ガスケット基板１２のフルビード１２ａおよびハーフビード１２ｂは上記シリンダヘッドに向けて突出するようになっている。

上記第２ガスケット基板１２には、上記シム１４が溶接により固定されており、該シム１４が溶接される中間基板１３側の面には上記コーティングＣが形成されておらず、その反対側となるシリンダヘッド側の面には上記コーティングＣが形成されている。
上記シム１４は、例えば厚さ０．０５〜０．１５ｍｍ程度のＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４等からなるリング状の部材となっており、上記シム１４の内周端は上記燃焼室孔２を形成するとともに、外周端は上記第２ガスケット基板１２に形成されたフルビード１２ａの外周側の縁部よりもさらに外側に位置し、シム１４全体が上記フルビード１２ａと重合するようになっている。
そして、上記第２ガスケット基板１２とシム１４とは、レーザ溶接などの手段によって無端状に溶接されており、この溶接位置は上記フルビード１２ａのさらに外側に位置している。
このように第２ガスケット基板１２とシム１４とを溶接すると、シム１４が溶接される側とは反対側の面には、溶接により溶接側の金属が溶けて固まる際に材料の収縮による基板の曲がりが発生し、結果として高さ１５μｍ程度の突起ｐが形成されることとなる。
そして上記第２ガスケット基板１２における、シム１４が溶接される側とは反対側の面のコーティングＣは、上記溶接部分つまり上記突起ｐの形成される部分については形成しないようになっている。
この第２ガスケット基板１２のコーティングＣについては、あらかじめ上記溶接部分に該当する部分にマスキングを施し、その後第２ガスケット基板１２にコーティングＣを形成したら、上記マスキングを除去して形成することができ、もしくは第２ガスケット基板１２の全面にコーティングＣを形成した後、上記溶接部分に該当する部分のコーティングＣを除去することも可能である。
そして、このようにして第２ガスケット基板１２にコーティングＣを施したら、上記第２ガスケット基板１２とシム１４とを上記燃焼室孔２の位置を合わせながら重合させ、上記溶接位置において溶接すればよい。

上記中間基板１３は、上記第１、第２ガスケット基板１１，１２とほぼ一致する形状を有するとともに、上記フルビード１１ａ，１２ａやハーフビード１１ｂ、１２ｂの形成されていない平板状の部材となっており、ＳＥＣＣ等からなる厚さ０．２〜１．０ｍｍ程度の鋼板から製造されている。
この中間基板１３における第２ガスケット基板１２側の面には、上記コーティングＣが形成されるとともに、上記シム１４が嵌合する凹部１３ａが形成されている。
上記凹部１３ａに上記シム１４が嵌合すると、該シム１４の上部が中間基板１３の表面に若干突出するようになっており、本実施例では該シム１４の突出量が燃焼室孔２の周方向で変化するようになっている。
具体的に説明すると、上記中間基板１３における凹部１３ａの板厚を、図１に示すボルト孔３に接近した位置Ａが最も薄くなるように形成し、そこから燃焼室孔２間などのボルト孔３より離れた位置Ｂに向けて、徐々に板厚が厚くなるように形成するようになっている。
そして、最も厚い燃焼室孔２間の位置Ｂと、最も薄いボルト孔３に近接した位置Ａとにおける上記凹部１３ａの板厚の差は、５〜５０μｍ程度の範囲内で設定することができる。
なお、凹部１３ａにおける中間基板１３の板厚を、ボルト孔３に接近した外周側が燃焼室孔２側の内周側よりも薄く形成するように、燃焼室の径方向に板厚を増減してもよい。

上記構成を有するシリンダヘッドガスケット１によれば、上記シリンダブロックとシリンダヘッドとによって挟持した際に、上記フルビード１１ａ，１２ａが変形して上記シリンダブロックおよびシリンダヘッドに密着するため、シリンダボア内で発生した燃焼ガスを良好にシールすることができる。
このとき、上記フルビードと重合した位置に上記シム１４が設けられていることから、該シム１４によって上記フルビード１１ａ，１２ａに作用する面圧を高くすることができ、よりよいシール性能を得ることができる。
ここで、上記第２ガスケット基板１２と上記シム１４とは溶接され、第２ガスケット基板１２におけるシム１４の溶接された面とは反対側の面には、溶接部分に突起ｐが形成されることとなるが、この溶接部分にはコーティングＣが形成されていない。
特に本実施例の場合、上記突起ｐの高さが１５μｍであるのに対し、上記コーティングＣの厚さは１５〜３０μｍとなっているため、溶接部分の突起ｐがコーティングＣより突出しないようになっている。
したがって、シリンダヘッドガスケットをシリンダブロックとシリンダヘッドとによって挟持した場合に、上記コーティングＣが変形したとしても、上記突起ｐがコーティングＣより突出しないか、もしくはほとんど突出しないため、上記突起ｐにはほとんど面圧が作用しないこととなる。
これにより、上記フルビード１２ａに面圧を集中させることができ、上記フルビード１２ａによるシール性を損なわずに、良好なシール性を得ることが可能となっている。

さらに、第２ガスケット基板１２に直接上記シム１４を溶接し、かつ上記中間基板１３には該シム１４の嵌合する上記凹部１３ａが形成されていることから、シリンダヘッドガスケット１の全体の厚さを薄くすることができる。
つまり、特許文献１のようにシムを固定するための別途の中間基板が不要となり、さらに上記凹部１３ａによってシリンダブロックとシリンダヘッドとの隙間と上記燃焼室孔２とによって形成される空間を極力小さくすることができるため、燃焼ガスの燃焼空間を少なくすることができ、エンジンの燃費向上を図ることができる。
また上記凹部１３ａの板厚は燃焼室孔２に沿って増減しており、上記シム１４はボルト孔３に接近した位置Ａで突出量が少なくなり、ボルト孔３より離れた位置Ｂに向けて徐々に突出量が大きくなるようになっている。
その結果、シリンダヘッドガスケット１をシリンダブロックとシリンダヘッドとでボルトにより締結した際に、ボルト孔３に接近した位置Ａに荷重が集中しないようにし、燃焼室孔２に沿って均等に荷重を分散させることが可能となっている。

図３は第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示しており、以下の説明において上記第１実施例に係るシリンダヘッドガスケット１と共通する部分についての説明は省略するものとする。
この第２実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例に係るシリンダヘッドガスケット１に対し、フルビード１５ａおよび図示しないハーフビードを備えた第３ガスケット基板１５を追加した構成を有している。
上記第３ガスケット基板１５は、上記第２ガスケット基板１２とシリンダヘッドとの間に挟持されるようになっており、この第３ガスケット基板１５のフルビード１５ａとハーフビードとは、上記第１、第２ガスケット基板１１、１２に形成したフルビード１１ａ，１２ａおよびハーフビード１１ｂ、１２ｂと同じ位置に設けられており、上記フルビード１５ａおよびハーフビードは上記第２ガスケット基板１２に向けて突出するようになっている。
そして、上記第１実施例と同様、上記シム１４は第２ガスケット基板１２に溶接されており、該第２ガスケット基板１２におけるシム１４の溶接された面とは反対側の面におけるコーティングＣは、シム１４との溶接部分の位置だけ形成されていないものとなっている。
上記構成を有するシリンダヘッドガスケット１によれば、上記第３ガスケット基板１５を設けることで第１実施例のシリンダヘッドガスケット１よりもさらに高いシール性能を得ることができ、かつ、第１実施例同様、上記シム１４の溶接位置に形成された突起ｐによるシール性の悪化を防止することが可能となっている。
なお、この第２実施例において、上記第３ガスケット基板１５をシリンダブロックと第１ガスケット基板１１との間に設ける構成としてもよい。

図４は第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１の断面図を示しており、以下の説明において上記第１実施例に係るシリンダヘッドガスケット１と共通する部分についての説明は省略するものとする。
この第３実施例にかかるシリンダヘッドガスケット１は、上記第１実施例に係るシリンダヘッドガスケット１に対し、上記第２ガスケット基板１２における上記シム１４の溶接される側の面にもコーティングＣを形成したものとなっている。
ここで、上記第２ガスケット基板１２における上記シム１４の溶接される側の面のコーティングＣは、上記シム１４の重合する位置以外に形成されるようになっており、第２ガスケット基板１２とシム１４との溶接を妨げないようになっている。
一方、第２ガスケット基板１２におけるシム１４の溶接された面とは反対側の面におけるコーティングＣは、上記第１実施例と同様、シム１４との溶接部分の位置だけ形成されていないものとなっている。
上記構成を有するシリンダヘッドガスケット１によれば、上記第２ガスケット基板１２における上記シム１４の溶接される側の面にもコーティングＣを形成することで、該コーティングＣによるシール性や追従性を得ることができる。

なお、上記第１〜第３実施例において、上記中間基板１３における凹部１３ａを形成しないことが可能であり、その他これら第１〜第３実施例の構成を適宜組み合わせることも可能である。

１ シリンダヘッドガスケット １２ 第２ガスケット基板
１３ 中間基板 １３ａ 凹部
１４ シム Ｃ コーティング
ｐ 突起

Claims (6)

1. シリンダブロックに形成されたシリンダボアの位置に穿設された燃焼室孔を有するとともに表面にコーティングの形成された基板と、該基板の表面に溶接されて上記燃焼室孔を囲繞するシムとを備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、
   上記基板における上記シムを固定した面とは反対側の面における、上記基板とシムとの溶接部分に上記コーティングを形成しないことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
2. 上記基板に上記シムとは反対側に突出するフルビードを設け、上記基板とシムとの溶接位置を上記フルビードに重合しない位置に設けた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. 上記コーティングの厚さを、上記溶接位置に形成された溶接による突起よりも厚くしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のシリンダヘッドガスケット。
4. 上記シムの固定された基板に対して、上記シムの固定された側の面に密着する中間基板を設け、
   該中間基板における上記シムと重合する位置に、該シムの嵌合する凹部を形成した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。
5. 上記中間基板における上記凹部の板厚を上記燃焼室孔の周方向に沿って増減させ、
   上記中間基板に穿設したボルト孔近傍における板厚を他の部分よりも薄くすることを特徴とする請求項４に記載のシリンダヘッドガスケット。
6. 上記中間基板における上記凹部の板厚を上記燃焼室孔の径方向に沿って増減させ、
   上記中間基板に穿設したボルト孔近傍となる位置において、上記凹部の外周の板厚を内周の板厚よりも薄くすることを特徴とする請求項４または請求項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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