JPH0495669A

JPH0495669A - 金属製シリンダヘッドガスケット

Info

Publication number: JPH0495669A
Application number: JP2211262A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kitamura; 猛志北村; Shiro Kawai; 志郎河合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-27
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2789798B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は金属製シリンダヘッドガスケットに係り、特に
二枚の弾性基板を積層してなる構造を有する金属製シリ
ンダヘッドガスケットに関する。

〔従来の技術〕

一般にシリンダブロックとシリンダヘッド間には、燃焼
室内で発生するガスの漏洩を防止するために金属製シリ
ンダヘッドガスケット（以下、単に金属ガスケットとい
う）か配設されている。この金属ガスケットにも種々の
構造のものか提案されているが、その一つとして二枚（
或いはそれ以上）の弾性基板を積層すると共に、燃焼室
孔の周縁にビードを形成してなる構造の金属ガスケット
がある。

従来における二枚の弾性基板を積層した構造を有する金
属ガスケットとしては、特開昭６４−６５６３号公報及
び実開昭６３−８４４６２号公報に示されるものがあっ
た。

第８図は特開昭６４−６５６３号公報に示された金属ガ
スケット１の概略構成図である。この金属ガスケット１
は、第１の弾性金属基板２のビード頂部３ａと、第２の
弾性金属基板４のヒート頂部５ａとか、夫々他の弾性金
属基板２．４に形成されたビード３，５の根本部分に合
致した構造となっていた。よって、各弾性金属基板２，
４を組付けた状態で各ビード３，５は並設された構造と
なる。

また、第９図は実開昭６３−８４４６２号公報に示され
た金属ガスケット６の概略構成図であるか、この金属ガ
スケット６も前記した金属ガスケット１と似た構造を有
するが、各ビード７．８間の離間寸法か広く設定されて
いる。

一方、第１Ｏ図に示されるように、各弾性金属基板９．
ＩＯに形成されたビー）”ＩＩ、１２のビード頂部１１
ａ、１２ａを一致するよう対向配設した構造の金属ガス
ケット】３もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、第８図及び第９図に示される金属ガスケット
１，６ては、ビード３，５及びビード７゜８が並列して
配された構造であるため、シリンダブロックとシリンダ
ヘッド間に金属ガスケットｌ。

６が配設された時に圧縮される圧縮量はビート３５．７
．８の一段分（各図にｔて示す）となり、この圧縮量は
小さくなる。このため、シリンダブロックとシリンダヘ
ッド間の間隙変化にし、ビート３，５，７．８の弾性変
形が追随できずシール性か低下するという課題があった
。

また、上記構成の金属ガスケット１，６ては、所定のシ
ール性能を実現するためには、シール幅を設計的に大き
く取らなければならないため（少なくともビート幅の１
．５倍）、シール幅の狭いエンジンに対しては適用する
ことが出来ないという課題もあった。

一方、第１Ｏ図に示される金属ガスケット１３ては、ビ
ード頂部１１ａ、１２ａか小さな面て当接しているため
、各弾性金属基板９．ＩＯ間にずれか生じた場合、ビー
１”１１．１２は歪んで圧縮されてしまい、面圧が不均
一になりシール性か低下するという課題かあった。また
、この構成の金属ガスケット１３では、ビート１１．１
２か縦に２段に配設された構造であるため圧縮量は大き
くなるか、各ビード１１．１２の圧縮変形を抑制するも
のがないため、シリンダブロックとシリンダヘッドの締
結荷重相当の変形を生しる。このため、各ビート１１．
１２に生じる応力か高く、各ヒート１１．１２に亀裂が
発生するおそれかあるという課題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ビート
の圧縮量を大きくでき且つシリンダブロックとシリンダ
ヘッド間の間隙変化に対し良好な追随性を有する金属製
シリンダヘッドガスケットを提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明では、断面山形形状
を有し、燃焼室孔を環状に取り巻くよう形成された第１
のビードが設けられた第１の弾性基板と、同じく断面山形形状を有し、燃焼室孔を環状に取り巻く
よう形成された第２のビードか設けられた第２の弾性基
板とよりなり、上記第１及び第２の弾性基板を上記第１及び第２のビー
ドか対向するよう積層した構成の金属製シリンダヘッド
ガスケットにおいて、上記第１及び第２のビートか有するビード頂部を、各ビ
ードの幅方向の中央位置に対して偏心した位置に配し、且つ、ビード頂部を偏心させることにより第１及び第２
のビードに形成される傾斜の小さな傾斜面同士を部分的
に重なり合わせた構成としてなることを特徴とするもの
である。

〔作用〕上記構成とされた金属製シリンダヘッドガスケットによ
れば、ビート頂部が偏心した位置にあり、これにより形
成される傾斜の小なる傾斜面同士か接するため、ビード
の幅を特別大きく取らなくても第１及び第２のビードの
重なり面積を大きくすることができ、第１及び第２の弾
性基板にずれが発生しても各ビードが歪んで圧縮される
ようなことはない。

また、第１及び第２の弾性基板に形成された各ビードが
部分的に重なり合うため、総圧縮量は一枚のビード圧縮
量より大きくとれるため、間隙追随性を向上させること
かできる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面と共に説明する。

第１図は本発明の一実施例である金属ガスケット２０（
金属ガスケットと略称する）の部分縦断面図である。同
図において、２１は第１の弾性基板であり、また２２は
第２の弾性基板である。この第１及び第２の弾性基板２
１．２２は共にステンレス製のばね板より形成されてお
り、両基板２１．２２を重ね合わせることにより金属ガ
スケット２０は構成される。尚、図中２３は燃焼室孔を
示している。

また、第２図は金属ガスケット２０の平面図を示してい
る（尚、上記の第１図は第２図におけるＡ−Ａ線に沿う
断面図である）。同図に示されるように、金属ガスケッ
ト２０には、シリンダブロックとシリンダヘッド間に装
着された状態においてボルトが挿通されるボルト孔２６
．冷却水を通す冷却水孔２７．潤滑油を通す潤滑油孔２
８゜そして燃焼室孔２３等が形成されている。また、燃
焼室孔２３を取り囲むようにビード２４．２５が形成さ
れている。

再び第１図に戻り説明する。第１の弾性基板２１には燃
焼室孔２３を環状に取り巻くように山形形状の第１のビ
ード２４が形成されている。また、第２の弾性基板２２
にも同様に、燃焼室孔２３を環状に取り巻くように山形
形状の第２のビード２５が形成されている。この第１及
び第２の弾性基板２１．２２は、同図に示されるように
重ね合わされて一つの金属ガスケット２０を形成してい
る。

第１及び第２のビード２４．２５は、本実施例では上下
対称な形状とされている。また、各ビード２４，２５の
山形形状は、各ビード頂部２４ａ。

２５ａがビード２４．２５の幅方向の中央位置に対して
偏心した位置にあるよう構成されている。

即ち、ビード２４，２５の幅寸法をＷとし、またビード
２４，２５の一縁部（図中、矢印Ｘで示す部位）からビ
ード頂部２４ａ、２５ａまでの寸法をＷとした場合、ｗ
＜（Ｗ／２）となるようビート２４．２５の山形形状は
構成されている。

この構成とすることにより、ビード２４．２５には、傾
斜の小さな傾斜面２４ｂ、２５ｂと、傾斜の大きな傾斜
面２４ｃ、２５ｃとが形成されるとになる。

上記のように、金属ガスケット２０は第１及び第２の弾
性基板２１．２２を重ね合わせることにより構成される
が、この際、各ビード２４．２５の傾斜の小さな傾斜面
２４ｂ、２５ｂ同士が重なり合うよう各弾性基板２１．
２２は重ね合わされる。また、傾斜面２４ｂ、２５ｂは
その全体が重なり合うのではなく、部分的に重なり合う
よう構成されている。従って、傾斜面２４ｂ、２５ｂの
重なり合った部分（以下、この部分を重畳部という）の
長さをｄとすると、ｄ＜（Ｗ−Ｗ）となる。

また、傾斜面２４ｂ、２５ｂ同士を部分的に重ねた構成
とすることにより、金属ガスケット２０の総圧縮量（こ
の総圧縮量は各弾性基板２１゜２２間の離間距離Ｈに対
応する）は、ビード２４゜２５の各高さ寸法りよりも大
きくなり、またビート頂部２４　ａ、　　２５　ａを一
致させた場合（第１Ｏ図のような場合）の高さ寸法２Ｘ
ｈよりも小さくなる。

続いて上記構成を有する金属ガスケット２ｏの作用につ
いて以下説明する。

前記したように、各ビード頂部２４ａ、２５ａかビード
２４，２５の幅方向の中央位置に対して偏心した位置に
あり、且つ傾斜の小さな傾斜面２４ｂ、２５ｂが部分的
に重なり合うよう構成されている。このため、ビード輻
Ｗを特に大きくとらなくても、各ビード２４．２５の重
畳部ｄを大きく確保することかてき、各弾性基板２１．
２２にずれが発生しても各ビード２４．２５が歪んでし
まうようなことはない。よって、ビード２４゜２５の配
設位置に生じる面圧は均一化しシール性を向上させるこ
とができる。

また、金属ガスケット２０の総圧縮量Ｈは、ビード２４
．２５の各ひとつの高さ寸法りよりも大きくなるため、
ｒＷＩ隙追随性を良好とすることかできる。即ち、金属
ガスケット２０は総圧縮量Ｈに渡って変形てきるため、
シリンダブロックとシリンダヘッド間に生じる間隙が温
度変化により大きく変化しても、これに追随して金属ガ
スケット２０は変形しすため、これによってもシール性
を向上することかできる。

第３図（Ａ）は、ボルト締め付は前におけるシリンダブ
ロック２９とシリンダヘッド３０間に金属ガスケット２
０か介装された状態を示している。

また、第３図（Ｂ）はボルト締め付は後における金属ガ
スケット２０を、面圧分布と共に示している。金属ガス
ケット２０はビード頂部２４ａ。

２５ａか偏心した特殊形状を有しているため、同図（Ｂ
）に示されるように、圧縮時においては各ビード２４，
２５に圧縮により形成される細かな複数のビードか重な
り合いながら変形してゆ（。

よって、各ビード２４．２５は互いの圧縮を抑制し合い
、またシリンダブロック２９とシリンダヘッド３０との
接触面積も増加し、面圧か均一化するため、シール性が
向上する。

一方、第４図は締め付は時において金属ガスケット２０
に印加される荷重方向を示している。

同図において、Ｆはガスケット締め付は荷重であり、ｆ
、は各ビード２４，２５かかみ合おうとする力であり、
またｆ、は各ビード２４，２５に垂直に加わる垂直面圧
を示している。ヒート２４゜２５は前記のように、傾斜
面２４ｂ、２５ｂか部分的に重なり合った構造となって
おり、よって同図に示されるようにガスケット締め付は
荷重Ｆは、重畳部において分力される。この分力の内、
ｆ。

は、各ビート２４．２５をかみ合わせよう作用する力と
なり、この力ｆｈにより各弾性基板２１゜２２のずれの
発生を防止することかできる。

また、各ビード２４．２５の重畳部ｄの寸法は、燃焼室
孔２３の周囲において同一寸法とする必要はなく、場所
により変化させることもてき、この構成とすることによ
り、燃焼室孔２３の周囲におけるビード２４，２５の面
圧の均一化を図ることができる。これについて、第５図
乃至第７図を用いて説明する。

周知のように、金属ガスケットの面圧はボルト締め付は
位置近傍で大きく、これから離れるに従い小さくなる。

よって、ビード２４，２５の重畳部ｄの寸法を全周にわ
たり同一寸法とすると、面圧の分布は第７図（Ａ）に示
されるような分布となる。この構成ては、ボルト締め付
は位置から離間した位置における面圧か小さいため、こ
の部分からガスの漏洩か発生するおそれかある。

そこで、ビード２４，２５の重畳部ｄの寸法をボルト締
め付は近傍位置と、これから離間した位置とで変化させ
、ビード２４，２５の実質的なバネ定数を変化させるこ
とにより、面圧の均一化を図る構成としてもよい。

具体的には、第５図に矢印Ａ−Ａで示すボルト締め付は
位置から離間するに従い、ビード２４゜２５の重畳部の
寸法を第６図（Ａ）に示すように小さい値ｄ、とし、実
質的にバネ定数を大きくすることにより面圧を大きく設
定する。また、第５図に矢印Ｂ−Ｂで示すボルト締め付
は位置近傍位置では、ビート２４．２５の重畳部の寸法
を第６図（Ｂ）に示すように大きい値ｄ４とし、実質的
にバネ定数を小さくすることにより面圧を小さく設定す
る。この構成とすることにより、各ビート２４．２５の
燃焼室孔２３近傍の面圧は、第７図（Ｂ）に示されるよ
うに全周にわたり均一化し、各ヒー）”２４．２５の配
設位置全体にわたりシール性も均一化することかできる
。

尚、上記した実施例では第１及び第２の弾性基板２１．
２２に形成される各ヒー）”２４．２５の形状を上下で
対称形状としたか、これに限るものではなく、上下で非
対称の形状としてもよい。この非対称部分を適宜配設す
ることにより、局所的にシール性に強弱を設けることが
でき、よりシール部位に対応した適切なシールを実現す
ることもできる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、ビードの幅を特別大きく
取らなくても第１及び第２のビードの重なり面積を大き
くすることができるため、第１及び第２の弾性基板にず
れか発生しても各ビードが歪んで圧縮されるようなこと
はない。

また、第１及び第２の弾性基板に形成された各ビードか
部分的に重なり合うため、総圧縮量は一枚のビード圧縮
量より大きくとれるため、間隙追随性を向上させること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である金属ガスケットの部分
縦断面図、第２図は本発明の一実施例である金属ガスケ
ットの平面図、第３図はシリンダブロックとシリンダヘ
ッド間に金属ガスケットか介装された状態を示す図、第
４図は締め付は時において金属ガスケットに印加される
荷重方向を示す図、第５図乃至第７図は燃焼室孔の周囲
におけるビードの面圧の均一化を図る構成を説明するだ
めの図、第８図乃至第１０図は従来における金属ガスケ
ットの構成を説明するための図である。２０・・・金属ガスケット、２Ｉ・・・第１の弾性基板
、２２・・・第２の弾性基板、２３・・・燃焼室孔、２
４・・・第１のビード、２４ａ、２５ａ・・・ビード頂
部、２４ｂ、２５ｂ・・・傾斜面、２５・・・第２のビ
ード。特許出願人　トヨタ自動車株式会社第１図第３図（Ａ）り１第２図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】断面山形形状を有し、燃焼室孔を環状に取り巻くよう形
成された第１のビードが設けられた第１の弾性基板と、同じく断面山形形状を有し、燃焼室孔を環状に取り巻く
よう形成された第２のビードか設けられた第２の弾性基
板とよりなり、該第１及び第２の弾性基板を該第１及び第２のビードが
対向するよう積層した構成の金属製シリンダヘッドガス
ケットにおいて、該第１及び第２のビードが有するビード頂部を、各ビー
ドの幅方向の中央位置に対して偏心した位置に配し、且つ、該ビード頂部を偏心させることにより該第１及び
第２のビードに形成される傾斜の小さい傾斜面同士を部
分的に重なり合わせた構成としてなることを特徴とする
金属製シリンダヘッドガスケット。