JPH0128216B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、副燃焼室式内燃機関用の金属積層形
ヘツドガスケツトの改良に関し、更に詳しくは副
燃焼室部分に位置するガスケツト部分のシール性
及び耐久性を向上した金属積層形ヘツドガスケツ
トを提供するものである。

〔従来技術〕

副燃焼室式内燃機関においては、第１図に示す
ようにシリンダヘツド１の下面に開口した燃焼室
穴にホツトプラグ２を設け、このホツトプラグに
設けた通気穴３を除いて前記燃焼室穴を閉止して
副燃焼室４を構成している。

結局シリンダヘツド１とホツトプラグ２とは別
体で構成されて組立てられている関係上、ホツト
プラグ２の下面２ａが第１図に示すようにシリン
ダヘツド１の下面１ａより少し（＋ｔ）だけ突出
したり第２図に示すように（−ｔ）だけ窪んだ状
態で圧入されている場合が多い。

また、副燃焼室式内燃機関を組立てた時点で
は、ホツトプラグ２の下面２ａとシリンダヘツド
の１の下面１ａとが一致していても、内燃機関を
運転中にホツトプラグ２が凹んで取付け部分に段
差（ｔ）を生ずることがある。何れにしてもホツ
トプラグ２の下面２ａとシリンダヘツド１の下面
１ａとの間には段差（ｔ）が生ずることを避ける
ことが困難である場合が多い。

通常シリンダヘツドガスケツトにアスベスト系
ガスケツト又はグラフアイト系ガスケツトを用い
る場合は、その圧縮性によつて前記段差（ｔ）を
吸収して、シールに支障のない状態にすることは
極めて容易である。

然し、薄い金属板を積層して構成した金属積層
形のヘツドガスケツト（スチールラミネートガス
ケツト）の場合には、前記のような段差を吸収す
るのに十分な圧縮性を有していないので面圧が極
端に不均一となつてシール上支障が生ずる。

この現象を更に図面を参照して説明するに、 第３図は従来の金属積層形ヘツドガスケツトの
一部を示す平面図であつて、ヘツドガスケツト１
０には燃焼室穴１１とボルト穴１２と水穴１３と
オイル穴１４とプツシユロツド穴１５が設けられ
ている。そして部分Ｍは、副燃焼室４の下部に設
けてあるホツトプラグ２の下面２ａが接触して圧
縮される部分である。

第４図は第３図におけるＸ−Ｘ断面図であつ
て、ヘツドガスケツト１０は上板Ａと下板Ｂと、
これらの間に挿入される中板Ｃ，Ｄ，Ｅ・と、ワ
イヤリングＦより構成されている。また副燃焼室
４を構成するホツトプラグ２の下面２ａが位置す
る部分Ｍには、第４図に示すように補強板Ｇを積
層してガスのシール性を向上しているのが現状で
ある。

第１図に示すようにホツトプラグ２の下面２ａ
がシリンダヘツド１の下面１ａより突出している
場合には、ガスケツト１０装着時にその突出して
いる部分が極端に圧縮力を受けるため過剰に面圧
が発生して前記ガスケツトの部分Ｍが破壊した
り、又はホツトプラグ２がセラミツク製等のよう
に脆い材料によつて製作されている場合にはそれ
自身が損傷を受けることが多かつた。

一方、第２図に示すようにホツトプラグ２の下
面２ａがシリンダヘツド１の下面１ａより窪んで
設けられている場合には、ホツトプラグ２の下面
２ａによつて生ずる面圧が不足するので、局所ガ
ス漏れの原因となる等、ホツトプラグ２の燃焼室
穴への挿入状態に係わる金属積層形ヘツドガスケ
ツトの不都合を生じていた。

そこで前記不都合を解消する手段として、金属
積層形ガスケツトの中板に設けたシリンダ穴の周
囲を囲み、該シリンダ穴をシールする主ビード
と、前記中板のホツトプラグを囲む部位に設けた
補助ビードとによつてガス洩れを防止するように
した考案を実開昭53−87311号として出願してい
る。即ちこの先行技術によれば、ホツトプラグを
配置した部分の主ビードから燃焼ガスが洩れて
も、前記補助ビードで洩れを防止することが可能
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

即ち前記出願の先行技術は、ホツトプラグとシ
リンダヘツドとの段差に対し対策を講じたのであ
り、単に主ビードから洩れたガスがホツトプラグ
部分から外部に洩れ出ることを防止するものであ
る。しかも、ホツトプラグにガスケツトの表面を
バランスよく密着させることはできない。即ち、
ホツトプラグとシリンダヘツドとの境目などから
のガス洩れを長期間にわたり防止することができ
ないという問題がある。

ところで、内燃機関の運転中にホツトプラグが
変形するなどのために、燃焼ガスが該プラグ下面
に洩れ出た場合、該下面全面に燃焼ガスが回るよ
うになると燃焼室容積が増大したと同様に作用す
る。この問題は、特に圧縮比によつて機関の性能
が変化するデイーゼルエンジンでは大きい。した
がつて前記出願の先行技術は、前記理由によつて
この機関性能低下を長期にわたり防止することは
困難である。

本発明は、前記問題に着目して成されたもので
あり、前記従来の副燃焼室式内燃機関の金属積層
形ヘツドガスケツトの有する欠点を解消するため
に考えられたものであつて、ホツトプラグの取付
け部分に段差が生じても、ホツトプラグを配置し
た部分にガスケツト表面が密着して良好なシール
性能を得ることのできる金属積層形ヘツドガスケ
ツトを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するための本発明の金属積層
形ヘツドガスケツトの構成は、シリンダヘツドの
下部にホツトプラグを挿入して構成した副燃焼室
式内燃機関における金属積層形ヘツドガスケツト
であつて、少なくとも前記ホツトプラグに対応す
る部分にわたつて、前記ガスケツトの構成金属板
を複数条膨出させて凹凸状弾性部を設け、該弾性
部によつて前記ガスケツトの表面板を前記ホツト
プラグに押し付けるごとくしたことを特徴として
いる。

前記弾性部を設けるには、直線状ないし曲線状
のビード状膨出部を複数状並べて設けたり、線状
のビード状膨出部を縦横に交差させて設けるなど
として形成することができる。要はホツトプラグ
の下面にガスケツトの表面板を押し付けるように
する。また該弾性部は、ホツトプラグの周囲のシ
リンダヘツド下面にも延長して設けてもよい。

〔作用〕

前記弾性部は、ホツトプラグ下面とシリンダヘ
ツド下面とに段差が生じても、両面にわたりガス
ケツトの表面板を密着させることができ、前記段
差により発生するシール性能の低下を防止して、
長期間にわたり所定のシール性能を発揮させるこ
とができる。

〔実施例〕 次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第５図は本発明に係るヘツドガスケツトの要部
を示す断面図で、本質的な構造は従来のガスケツ
トと同様であるが、中板Ｃには第１図の副燃焼室
４を構成するホツトプラグ取付け位置に相当する
部分Ｍの個所に弾性部１８が形成されている。

この弾性部１８は、第６図に示すようにビード
状の凹凸１９を形成したり、第７図に示すように
格子状の凹凸２０を形成する。尚、第６図に示す
ビード状の凹凸は通常３〜６本程度である。

第１２図は最適な凹凸の一例を示しており、ビ
ード状の凹凸１９の間に平坦部１９ａを設けたも
のである。

凹凸は薄い金属板をプレス加工によつて形成さ
れた一種の襞であるので、この凹凸の高さ、間隔
が必要以上に大きいとヘツドガスケツトを内燃機
関に取付けた際に凹凸がホツトプラグを確実に保
持できず、シール性が悪化する場合も生ずるので
これを防止する意味で前記のように凹凸の間に平
坦部を設けることが有効である。

しかし、この平坦部１９ａの面積が大きくなる
に従つて弾性部としての機能が低下するので、ヘ
ツドガスケツトを形成する金属板の厚さ、強度、
凹凸の形状、凹凸の大きさ等を考慮してこの平坦
部１９ａの面積を設計するのが良い。

前記のように中板Ｃに凹凸１９，２０を施すこ
とによつてその部分に圧縮性を持つ弾性部１８を
構成している。

第８図は第６図に示したヘツドガスケツト１０
を内燃機関のシリンダヘツド１とシリンダボデイ
２５の間に設けた状態を示している。

前記のように副燃焼室４の下面に相当するヘツ
ドガスケツトの部分Ｍに第６，７図に示したよう
な加工を施すことによつて弾性部１８を形成して
圧縮性が与えられているので、第８図に示すよう
にホツトプラグ２の下面２ａが少しだけ突出して
いる場合であつても、また第９図に示すようにホ
ツトプラグ２の下面２ａが少し窪んでいてもその
状態に応じて弾性部１８の変形量で吸収され、適
度の面圧が得られると共に良好なシールを得るこ
とができる。

第１０図は第２の実施例に係るヘツドガスケツ
トの要部の断面図であるが、この実施例において
は、上板Ａに凹凸２２を形成して弾性部１８を形
成している。

第１１図は第３の実施例に係るヘツドガスケツ
トの要部の断面を示すものである。

この実施例においては、下板Ｂに凹凸２３を設
けて弾性部１８を形成したものである。その作用
効果は、第１、第２、第３の実施例共にほゞ同様
である。

弾性部１８は、副燃焼室４を構成するホツトプ
ラグ下面２ａとヘツド下面１ａとの段差に応じて
変形する機能を有することが必要であり、且つそ
の部分の燃焼ガスのシールを確実に行う機能を兼
ね備えていなければならない。

この弾性部１８を構成する凹凸は、弾性加工を
施す金属板の厚さ、凹凸の形状、凹凸の高さ、内
燃機関のヘツドガスケツトの締付荷重、ホツトプ
ラグの段差の度合等によつて最適のものを選定す
る必要がある。

また、弾性部１８を構成する凹凸加工を施す板
としては、ヘツドガスケツト１０を構成する板材
の内の何れのものであつてもよく、場合によつて
は、複数の板に凹凸加工を施してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の金属積層形ヘツド
ガスケツトは、シリンダヘツドの下部にホツトプ
ラグを挿入して構成した副燃焼室式内燃機関にお
ける金属積層形ヘツドガスケツトであつて、少な
くとも前記ホツトプラグに対応する部分にわたつ
て、前記ガスケツトの構成金属板を複数条膨出さ
せて凹凸状弾性部を設け、該弾性部によつて前記
ガスケツトの表面板を前記ホツトプラグに押し付
けるごとくした構成としたので次の効果を得るこ
とができる。

即ち、前記構成のガスケツトは、ホツトプラグ
の下面に位置する部分の金属板に前記凹凸加工を
施した弾性部を形成して、ホツトプラグ下面にガ
スケツト表面板を密着させてシリンダブヘツドと
ホツトプラグとの間に生じた段差をバランスよく
吸収することができる。

したがつて、ホツトプラグの挿入状態によつて
生じる面圧過剰または不足によるシール性能の不
足を解消することができる。更に前記弾性部がホ
ツトプラグをバランスよく支持するので、内燃機
関の運転によつてホツトプラグが変形しても、該
弾性部がこの変形に追従してガスケツトをホツト
プラグに密着させることができるのでシール性能
を長期間にわたり維持することができる。したが
つて副燃焼室式内燃機関の信頼性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はシリンダヘツドに設けた
副燃焼室の一部を構成するホツトプラグの装着状
態を示す断面図、第３図はヘツドガスケツトの要
部を示す平面図、第４図は従来のヘツドガスケツ
トの要部を示す断面図である。第５図は本発明第
１の実施例に係るヘツドガスケツトの要部を示す
断面図、第６図及び第７図は弾性部を構成する凹
凸の形状を示す斜視図、第８図および第９図は本
発明に係るヘツドガスケツトを装着した内燃機関
の要部を示す断面図である。第１０図及び第１１
図は第２および第３の実施例に係るヘツドガスケ
ツトの要部を示す断面図である。第１２図は弾性
部を構成する凹凸の他の形状を断面して示す斜視
図である。 １……シリンダヘツド、２……ホツトプラグ、
４……副燃焼室、１０……ヘツドガスケツト、１
１……燃焼室穴、１８……弾性部、１９，２０，
２２，２３……凹凸状弾性部、Ｍ……ホツトプラ
グに押圧される部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダヘツドの下部にホツトプラグを挿入
   して構成した副燃焼室式内燃機関における金属積
   層形ヘツドガスケツトであつて、少なくとも前記
   ホツトプラグに対応する部分にわたつて、前記ガ
   スケツトの構成金属板を複数条膨出させて凹凸状
   弾性部を設け、該弾性部によつて前記ガスケツト
   の表面板を前記ホツトプラグに押し付けるごとく
   した金属積層形ヘツドガスケツト。