JP3898791B2

JP3898791B2 - シリンダヘッドガスケット

Info

Publication number: JP3898791B2
Application number: JP00363897A
Authority: JP
Inventors: 周前田; 弘佐々木; 一郎内藤
Original assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Current assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2017-01-13
Also published as: JPH10196792A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシリンダヘッドガスケットに関するものであり、詳しくは、燃焼室用穴の周りにストッパー部を内蔵する凸形ビードを備えたシリンダヘッドガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室用穴及びボルト穴を備える単一もしくは複数の金属板からなる金属ガスケットにおいて、金属板の少なくとも１層に燃焼室用穴を包囲しシールするビードを設けるとともに、該ビードよりも燃焼室用穴側の位置に該ビードの圧縮を制限するストッパー部を金属板の折り返し部或いはシム板等により形成することは既によく知られている。かかるシリンダヘッド用金属ガスケットにおいては、ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着し締付けたときに、前記ストッパー部がビードの全屈すなわちビードが平らになるまで完全に圧縮されるのを防止し、また燃焼室内のガス圧に基づき反復繰り返されるビードの圧縮、復元の変形の大きさを制限するので、ガスケットの長期使用中にビードにへたりや損傷を生じるのを防止することができる。
【０００３】
本願の出願人は上記のように作用するストッパー部を備える金属ガスケットとして、燃焼室用穴を包囲しシールする凸形ビードの凹部の深さの一部を硬質合成樹脂例えばエポキシ樹脂で充填した金属ガスケット、殊にビードの凹部に充填した硬質合成樹脂層の充填高さをボルト穴に近接する部位においては低くし、ボルト穴から離隔する部位においては高くした金属ガスケットを特願平８−３８７８７号において提案した。
【０００４】
上記出願に係る金属ガスケットにおいては、ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着して締付けたとき、圧縮されたビードは凹部に充填された硬質合成樹脂層により支えられるので、ビードの高さが該樹脂層の充填高さよりも低くなるようにビードが圧縮されることはない。すなわちビードの凹部に充填された硬質合成樹脂層がビードの圧縮を制限するストッパー部として機能し、該金属ガスケットは凸形ビード自身の内部にストッパー部を備え、ビードと別個にこれと並列するストッパー部を設けることを必要としない。
【０００５】
従って、ビードよりも燃焼室用穴側に折り返し部やシム板等により形成したストッパー部を備え、燃焼室用穴の周りにストッパー部とビードとが並列し、この並列する両者において高いシール面圧を生じさせる従来のシリンダヘッドガスケットに較べると、前記出願に係る金属ガスケットにおいてはビードの凹部に充填された硬質合成樹脂層によるガスケットの厚さ増大効果とビードの弾性力とがビード部分に集中するので、燃焼室用穴周りのシール線の面圧が高くなり、しかもエンジンの燃焼室の直ぐ周縁にストッパー部による高い面圧が加わらないので燃焼室を変形させるおそれが少ない利点がある。
【０００６】
また該ガスケットはストッパー部を設けるための専用の場所を必要としないので、エンジンのコンパクト化の傾向に有利に対応できる利点がある。更に該ガスケットはストッパー部の高さすなわち硬質合成樹脂層の充填高さをボルト穴からの距離に応じて変化させることが容易であり、ストッパー部の高さを上記のように変化させた場合は、ビードによるシール線の面圧を燃焼室用穴の周りにおいて均等化できる利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、燃焼室用穴を包囲する凸形ビードの内部すなわち凹部に充填したエポキシ樹脂等の硬質合成樹脂層からなるストッパー部を備えた前記出願の金属ガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着し締付けたときに、前記硬質合成樹脂層がシリンダヘッドもしくはシリンダブロックの接合面に当接していると、エンジンの運転中におけるシリンダヘッド及びシリンダブロックの振動並びにエンジンの運転および停止に伴うシリンダヘッド及びシリンダブロックの熱的な膨張収縮に基づいて硬質合成樹脂層がこれに当接する接合面により擦られ、摩耗して長期使用中にストッパー部の機能が損なわれまた、硬質合成樹脂層が与えるガスケットの厚さ増大効果が減少し、シール面圧を低下させるおそれがある。更に、前記出願の金属ガスケットにおいては燃焼室用穴を包囲するビードのバネ力が充填された硬質合成樹脂のために減少するので、これを補償しバネ力を向上させる構造とすることが望まれることがある。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は燃焼室用穴の周りを包囲しシールする凸形ビードの凹部に充填した硬質合成樹脂層からなるストッパー部を備えたシリンダヘッドガスケットにおいて、前記硬質合成樹脂層がシリンダヘッドもしくはシリンダブロックの接合面により擦られて摩耗する危険をなくし、また燃焼室用穴をシールするビードのバネ力を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の金属ガスケットは、少なくとも燃焼室用穴とボルト穴とを備える弾性金属板を少なくとも２層積層してなり、第１の金属板が燃焼室用穴を包囲しかつガスケットの外側へ突出する凸形ビードを備えるとともに、該ビードの凹部に該凹部の深さの一部を充填する硬質合成樹脂層からなり該ビードの圧縮を制限するストッパー部を備え、第２の金属板が第１の金属板の前記ビードに対応する位置において燃焼室用穴を包囲しかつ該ビードの突出方向と同一方向に突出する凸形ビードを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のシリンダヘッドガスケットにおいては、上記のとおり、第１の金属板の燃焼室用穴周りの凸形ビードの凹部にストッパー部を構成する硬質合成樹脂層が充填されているので、該ビードが位置する部分は他の部分に較べてガスケットの厚さが厚くなっている。従って、該ビード部には厚さ増大効果による高いシール面圧とビードの弾性力による高いシール面圧とが重畳し集中する。これに加えて、第２の金属板の凸形ビードが第１の金属板の前記ビードに対応する位置に配設され、第１の金属板の前記ビードの突出方向と同一方向に突出するので、第１の金属板のビードのバネ力と第２の金属板のビードのバネ力とが重畳される。従って、本発明のガスケットをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着し締付けたとき、燃焼室用穴の周りにきわめて高い面圧のシール線が形成される。
【００１１】
そして本発明においては第２の金属板は第１の金属板のビードの凹部側に積層されているので、該ビードの凹部内に充填された硬質合成樹脂層からなるストッパー部は第１金属板と第２の金属によって覆われ、シリンダヘッドもしくはシリンダブロックの接合面に当接することがない。従って、ストッパー部を構成する硬質合成樹脂層が接合面により擦られ、摩耗する危険がない。
【００１２】
ストッパー部を構成する硬質合成樹脂層のビード凹部への充填高さを調整することは後記するように比較的容易である。従って本発明のガスケットにおいてはストッパーの高さすなわち硬質合成樹脂層の充填高さを位置により調整し、ボルト穴から離隔する位置におけるストッパー部の高さをボルト穴に近接する位置におけるストッパー部の高さより高くするように調整することが比較的容易に実現できる。そして、このようにストッパー部の高さをボルト穴からの距離に応じて調整することにより燃焼室用穴周りのシール面圧を均等化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を実施例の図面に基づき以下に説明する。図１は本発明の実施例のシリンダヘッドガスケットの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線による拡大断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。ただし、図１は図面を簡単化するために冷却水通路穴、オイル通路穴及びこれらをシールするビード等の図示を省略している。また、図１は金属板１の表面にシール材層を被覆していない状態で示している。各図において同一の符号は同一の部分を示している。
【００１４】
本発明によるシリンダヘッドガスケットＧはエンジンの燃焼室に整合する位置及び形状に設けられた燃焼室用穴３及びシリンダヘッドをシリンダブロックに締結するボルトを挿通するボルト穴４並びに図示を省略した冷却水通路穴、オイル通路穴及びこれらをシールするビード等を備え、ステンレス鋼板等の弾性金属板からなり厚さが例えば０．２〜０．３ｍｍの第１及び第２の金属板１及び２を積層して構成されている。
【００１５】
第１の金属板１は前記燃焼室用穴３の周りにこれを包囲しシールする断面形状山形の凸形ビード５を備え、該ビード５はガスケットの外側へすなわちシリンダヘッド（図の上方側）へ向かって突出している。ビードの高さは例えば８０〜２００μｍである。該ビード５の凹部５１には、硬質合成樹脂層すなわち応力を受けても殆ど圧縮されずまた変形しない或いは僅かしか圧縮されずまた僅かしか変形しない合成樹脂層例えばエポキシ樹脂層が凹部５１の深さの一部を埋めるように充填され、凸型ビード５の圧縮を制限するストッパー部６を構成している。
【００１６】
硬質合成樹脂層の凹部５１への充填はエポキシ樹脂等の液状コーティング材を凹部５１に塗布もしくは注入し、これを硬化させることにより容易に行うことができる。硬質合成樹脂層の充填高さすなわちストッパー部６の高さはビード５の全長にわたりほぼ一定であってもよいが、ボルト穴４からの距離に応じてストッパー部６の高さを変え、図２及び図３に示すように、ボルト穴４から離隔する位置（例えばＡ−Ａ線と交わる位置）におけるストッパー部６の高さｈ₁をボルト穴４に近接する位置（例えばＢ−Ｂ線と交わる位置）におけるストッパー部６の高さｈ₂よりも高くすることが望ましい。このようにストッパー部６の高さをボルト穴４からの距離に応じて調整することにより、シール面圧を燃焼室用穴周りにおいて均等化できる。
【００１７】
上記のストッパー部６の高さの調整は具体的には、例えば、８０〜２００μｍのビード高さに対して、ボルト穴に近接する位置におけストッパー部６の高さは３０〜６０μｍの範囲に、ボルト穴から離隔する位置におけるストッパー部６の高さは凹部５１の深さを越えない範囲で７０〜１９０μｍの範囲に選ばれる。ただし、燃焼室用穴３の周り全体にわたって凸形ビード５が弾性的変形を確保できるようにストッパー部６の高さは凹部５１の深さすなわちビード５の高さよりも少なくとも１０μｍ低くするのが好ましい。
【００１８】
ストッパー部６の高さをこのように調整するための硬質合成樹脂層の充填高さの調整は、例えば、エポキシ樹脂等の液状コーティング材のスクリーンコーティングを複数回行い、充填高さが高い部分のみ追加塗装する、或はディスペンサーによる塗布量の調整、部分的な複数回塗装等により比較的容易に行うことができる。
【００１９】
第２の金属板２は第１の金属板１の前記ビード５の凹部５１側に該凹部５１を覆うように積層されている。そして第２の金属板２は第１の金属板１の前記ビード５に対応する位置において燃焼室用穴３を包囲しこれをシールする凸形ビード７を備えている。該ビード７の突出方向は第１金属板のビード５の突出方向と同一方向であり、図の上方側すなわちシリンダヘッド側へ突出している。従ってビード７のバネ力とビード５のバネ力とが重なり合い、ビードのバネ力が増大する。ビード７の断面形状は金属板１の前記ビード５の断面形状とほぼ同一であってもよく、或はビード５とは異なる断面形状の凸形ビードであってもよい。
【００２０】
図の８は金属板１の外側表面１１並びに金属板２の外側表面２１及び内側表面２２に被覆されたシール材層で、ふっ素ゴム、シリコーン樹脂等の耐熱性かつ比較的柔軟なゴム及び合成樹脂からなり、シリンダヘッド及びシリンダブロックの接合面及び金属板１及び２の表面の傷、表面粗さ、歪み等の不整を補償するいわゆるミクロシールとして機能する。図ではビード５及び７とその両側部分だけにシール材層を被覆しているが、もっと広い範囲にわたり被覆しても差支えはない。
【００２１】
上記説明した本発明によるシリンダヘッドガスケットＧにおいては、金属板１の凸形ビード５の凹部５１にストッパー部６を構成する硬質合成樹脂層が充填されているので、ビード５が位置する部分は他の部分に較べてガスケットの厚さが厚く、しかも金属板２の凸形ビード７がビード５と同じ位置で同じ方向に突出し、ビード５のバネ力とビード７のバネ力とが重畳されるように配設されているので、ガスケットＧをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着し締付ければ、前記説明したとおり、燃焼室用穴３の周りにきわめて高い面圧のシール線が形成され、シール能力が大である。そして、ガスケットＧにおいては金属板１の凸形ビード５に内蔵されたストッパー部６を構成する硬質合成樹脂層が金属板１及び２に覆われているので、シリンダヘッドもしくはシリンダブロックの接合面により擦られ、摩耗する危険がない。
【００２２】
以上の説明においては金属板１のストッパー部６を内蔵する凸形ビード５及び金属板２の凸形ビード７がシリンダヘッド側（図の上方側）へ突出し、金属板２は凸形ビード５の凹部側であるシリンダブロック側（図の下方側）に積層されるものとして説明したが、逆に、金属板１及び２の凸形ビード５及び７がシリンダブロック側へ突出し、金属板２がシリンダヘッド側に配設されて金属板１の凸形ビード５のストッパー部６を構成する硬質合成樹脂層が充填された凹部５１を覆うように積層されてもよい。凸形ビード５及び７をシリンダヘッド及びシリンダブロックの何れの側に突出させるかはエンジンの構造、作動特性に応じて決めるのが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
上記説明したとおり、本発明のシリンダヘッドガスケットは下記の顕著な効果を奏する。すなわち本発明のガスケットにおいては燃焼室用穴を包囲する凸形ビード部分にガスケットの厚さ増大効果とビードの弾性力とが集中し集積されるので、燃焼室用穴周りに面圧がきわめて高いシール線が形成され、シール能力が大である。しかも、ストッパーを構成し、厚さ増大効果を与える硬質合成樹脂充填層が第１及び第２の金属板により覆われているので、シリンダヘッド及びシリンダブロックの接合面により擦られ、摩耗する危険がない。更に、ストッパー部の高さがボルト穴からの距離に応じて調整されているときは、シール面圧を燃焼室用穴周りにおいて均等化できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のガスケットの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。
【符号の説明】
３燃焼室用穴
５、７凸形ビード
５１凹部
６ストッパー部

Claims

弾性金属板から成り、燃焼室用穴を包囲する第１ビードを備えた第１金属板と、
弾性金属板から成り、第１ビードに対応する位置に第２ビードを備えた第２金属板と、を積層して構成され、
少なくとも燃焼室用穴とボルト穴とを備えた金属ガスケットであって、
第１ビードは、ビード底部側の凹部の深さの一部を充填する硬質合成樹脂から成るストッパー部を備えることにより、第２ビードに比べて変形能が小さくされており、
第１ビードの凹部の未充填部分に第２ビードの頂部が位置するように第１ビードと第２ビードとを積層したことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
前記ストッパー部の高さがボルト穴からの距離に応じて調整され、ボルト穴から離隔する位置におけるストッパー部の高さがボルト穴に近接する位置におるストッパー部の高さよりも高くされた請求項１に記載のシリンダヘッドガスケット。
硬質合成樹脂層がエポキシ樹脂からなる請求項１又は２記載のシリンダヘッドガスケット。