JPH0614624U - ライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ライナ１の破損や変形を防止しつつ、シール性
確保を図ると同時に、エンジンの性能を向上させる。 【構成】第一、第二の金属薄板１８、２２を重ね合わせ
る。第二の金属薄板２２の折り返し部２３にコイルリン
グ１１を抱持し、このコイルリング１１の弾力により鍔
部５を抑え付ける。第一の金属薄板１８に形成したボア
孔１９の周縁部に第一の突条２０を形成する。この第一
の突条２０を、ライナ１の上端面とシリンダヘッドの下
面との間で押圧する。この第一の突条２０により、ライ
ナ１の上端面とシリンダヘッドの下面との間に燃焼室内
のガスが入りにくくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係るライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットは、自動 車用エンジンのシリンダブロックの上面とシリンダヘッドの下面との間に挟持し て、両面間の気密及び液密を保持する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンのシリンダブロックの上面とシリンダヘッドの下面との間にはシリン ダヘッドガスケットを挟持して、シリンダ室内で発生する高圧の燃焼ガスや、シ リンダブロックとシリンダヘッドとの間で流通する冷却水や潤滑油が外部に漏洩 するのを防止している。一方、シリンダブロックを構成する材料選定の自由度を 向上させる事等を目的として、シリンダブロックに形成したシリンダ孔の内側に 円筒状のライナを嵌装し、このライナの内側にピストンを嵌装する事も、一般的 に行なわれている。又、この様にライナを使用する場合に、ライナの外周面とシ リンダ孔の内周面との間に、冷却水が流通するジャケットを設けて、このライナ を冷却する事も行なわれている。

【０００３】 図５は、この様にライナの外周面とシリンダ孔の内周面との間にジャケットを 設けた、所謂ウェットライナタイプのシリンダブロックの部分断面図である。ラ イナ１は、シリンダブロック２に形成したシリンダ孔３の内径寸法Ｒよりも小さ な外径寸法Ｄ（Ｒ＞Ｄ）を有する。又、上記シリンダ孔３の上端開口部には段部 ４を、このシリンダ孔３の全周に亙り設け、上記ライナ１の上端部外周縁に形成 した鍔部５を、この段部４に嵌合させている。

【０００４】 この様にシリンダ孔３の内側にライナ１を装着したシリンダブロック２の上面 とシリンダヘッドの下面との間には、シリンダヘッドガスケットを挟持して、上 記ライナ１内側のシリンダ室内で発生する高圧の燃焼ガスや、シリンダブロック ２とシリンダヘッドとの間で流通する冷却水や潤滑油が外部に漏洩するのを防止 するが、十分なシール性を確保すると共に、上記ライナ１が破損するのを防止す る為には、次の点を考慮する必要がある。

【０００５】 先ず第一の注意点として、前記段部４と鍔部５とが重なり合っている部分で、 この鍔部５の上面を押圧しなければならない。段部４の内周縁よりも直径方向内 側（図５の右側）に寄った部分で上記鍔部５の上面を強く押した場合、この鍔部 ５の下面と上記ライナ１の外周面との連続部６に大きな応力が働き、この連続部 ６から亀裂が発生し易くなる。又、鍔部５の上面を十分に強く押圧しないと、こ の鍔部５上面とシリンダヘッド下面との間の気密保持が不十分となるだけでなく 、この鍔部５の下面と段部４の上面との当接圧が不足して、ライナ１外周面とシ リンダ孔３内周面との間のジャケット７内に存在する水が外部に漏出する。

【０００６】 第二の注意点として、段部４の高さ寸法ｈと鍔部５の高さ寸法ｈ´とが多少異 なった場合でも、上記鍔部５の上面を押圧する力が大きく変動しない様にする必 要がある。即ち、上記両高さ寸法ｈ、ｈ´は同じになる様に、各部分４、５を造 るが、不可避的な製造誤差により、両高さ寸法ｈ、ｈ´に差が生じる事がある。 シリンダヘッドガスケットがこの差を吸収出来ない構造である場合、段部４の高 さ寸法ｈに比べて鍔部５の高さ寸法ｈ´が大きくなると、鍔部５の上面を押圧す る力が過大となり、反対に段部４の高さ寸法ｈに比べて鍔部５の高さ寸法ｈ´が 小さくなると、鍔部５の上面を押圧する力が過小となる。

【０００７】 上記力が過大になると、鍔部５を介してライナ１の断面形状が微妙に変化して 、このライナ１の内周面とピストンの外周面との接触状態が不適となり、エンジ ンオイルの消費量が増えたり、ライナ１の内周面にスカッフと呼ばれる擦傷が発 生したり、更に著しい場合にはライナ１の内周面とピストンの外周面とが焼き付 く恐れがある。反対に、上記力が過小になると、鍔部５上面とシリンダヘッド下 面との間の気密保持が不十分となり、しかも鍔部５の下面と段部４の上面との当 接圧が不足して、ライナ１外周面とシリンダ孔３内周面との間のジャケット７内 に存在する水が外部に漏出する。

【０００８】 この様な注意点を考慮して、十分なシール性を確保すると共に、上記ライナ１ が破損するのを防止するシリンダヘッドガスケットとして、特公昭６０−２２１ ８４号公報には、図６に示す様な構造のシリンダヘッドガスケットが記載されて いる。

【０００９】 この従来から知られたシリンダヘッドガスケットは、複数枚の金属薄板８、８ を積層したガスケット本体９にボア孔１０を形成すると共に、このボア孔１０の 内側に、コイルリング１１を包んだグロメット１２を装着して成る。鍔部５は、 ライナ１の上端部から少し下方に寄った部分に形成し、シリンダヘッドガスケッ トの使用時に上記コイルリング１１及びグロメット１２は、この鍔部５の上面と シリンダヘッド１４の下面との間で弾性的に圧縮する。

【００１０】 上記コイルリング１１及びグロメット１２を弾性的に圧縮して弾性変形させた 場合、変形量を或る範囲に規制すれば、これらコイルリング１１及びグロメット １２から上記鍔部５に加えられる押圧力（弾性反発力）がほぼ一定になる。そこ で、製作誤差に伴なう鍔部５の厚さ寸法と段部４の高さ寸法との差に拘らず、上 記変形量が上記範囲に納まる様に、上記厚さ寸法並びに高さ寸法を規制すると共 に、上記コイルリング１１及びグロメット１２の弾性を規制すれば、上記鍔部５ を段部４に押圧する力を常に適正値に出来る。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットは、上記特公昭 ６０−２２１８４号公報に記載された考案が有する効果を確保したまま、製作工 程を複雑化する事なく、取扱性を向上させ、更にシリンダヘッドガスケットを組 み込んだエンジンの性能向上を図るものである。

【００１２】 上記公報に記載されたシリンダヘッドガスケットの場合、ガスケット本体９と グロメット１２とが独立している為、このシリンダヘッドガスケットをシリンダ ブロック２の上面とシリンダヘッド１４の下面との間に装着する迄の間、両部材 ９、１２同士が互いに分離しない様に考慮する必要があり、取扱性が悪くエンジ ンへの組み付け作業が面倒になる。この為上記公報には、グロメット１２をガス ケット本体９にのり付けする事が記載されているが、別々に造ったグロメット１ ２とガスケット本体９との心合わせをした後、両部材１２、９同士をのり付けす る作業は面倒で、シリンダヘッドガスケットの製作工程を複雑化する為、好まし くない。

【００１３】 又、エンジンの運転時にライナ１の内側に存在する燃焼室１５内で発生する高 圧の燃焼ガスの漏洩防止は、上記コイルリング１１及びグロメット１２の装着部 で図られる。言い換えれば、上記燃焼室１５からこの装着部迄の間に存在する環 状の空間１６内には、燃焼室１５内に存在する気体が進入する。従って、上記空 間１６の容積が大きい場合には、エンジンの圧縮比がその分低下して、性能向上 を図れなくなる他、空間１６内に進入した未燃ガスが不完全燃焼し、排出ガス中 に含まれる有害成分の量が多くなる等の問題を生じる。

【００１４】 この為前記公報に記載された構造の場合、ライナ１の上端部１７をシリンダブ ロック２の上面よりも突出させて、上記空間１６の容積を小さくする様にしてい る。しかしながら、上記上端部１７をシリンダブロック２の上面から突出させた 場合、シリンダブロック２の搬送中に、この上端部１７が他の部分と衝突して、 上記ライナ１を傷め易いだけでなく、製作誤差を考えた場合に、上記空間１６の 容積を十分に小さくする事が難しい。

【００１５】 何となれば、上記上端部１７の上端面とシリンダヘッド１４の下面とが直接当 接する事は確実に防止しなければならない。これは、両面が直接当接した場合、 シリンダブロック２とシリンダヘッド１４との結合に伴なって、上記ライナ１に 対し下方に向く過大な力が加わり、鍔部５が破損する為である。従って、製作誤 差に拘らず、上記上端部１７のシリンダブロック２の上面からの突出量が、前記 ガスケット本体９の圧縮状態に於ける厚さ寸法よりも小さくなる様に、各部の寸 法を規制しなければならない。この結果、上記上端部１７の突出量は、安全性を 考慮してあまり大きく出来ず、上記空間１６の容積も或る程度大きくなってしま う。

【００１６】 本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットは、上述の様な 事情に鑑みて考案されたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットは、少なくとも 第一の金属薄板と第二の金属薄板とを重ね合わせて成り、シリンダ孔の内側にラ イナを嵌装したシリンダブロックの上面とシリンダヘッドの下面との間のシール 保持を図るべく、第一の金属薄板をシリンダヘッドの下面に、第二の金属薄板を シリンダブロックの上面に、それぞれ対向させた状態で使用される。

【００１８】 この様に使用される本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケ ットは、上記第一の金属薄板の一部で、上記ライナの上端開口部に整合する位置 に形成された、このライナの内径とほぼ一致する直径を有するボア孔と、このボ ア孔の周囲で上記ライナの上端面内周寄り部分と対向する部分に、全周に亙って 形成された突条と、上記第二の金属薄板の一部で上記ボア孔の周囲部分を１８０ 度以上折り返す事により、上記第一の金属薄板と反対側に突出する状態で、上記 ボア孔と同心に形成された、ボア孔よりも大径の折り返し部と、この折り返し部 に抱持された中空のシール環とを備える。そして、使用時に於いてこのシール環 を、上記ライナの上端部に設けた鍔部外周縁の凹部に進入させる。

【００１９】

【作用】

上述の様に構成される本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガス ケットの使用時に於いては、中空のシール環が弾性的に圧縮されるが、未だ内部 に空間が残った状態となる。この為、ライナの鍔部を弾性的に押圧する力をほぼ 一定に規制する事が出来て、ライナの破損防止並びにシリンダ孔周囲のシール性 確保を確実に行なえる。

【００２０】 又、使用時に於いては第一の金属薄板に形成された突条が、ライナの上端面と シリンダヘッドの下面との間で弾性的に圧縮される。この為、ライナの内側に存 在する燃焼室と外部との連通は、上記突条部分で遮断される。従って、上記ライ ナの上端面とシリンダヘッドの下面との間に存在し、上記燃焼室内の気体が進入 し得る空間の容積が小さくなる。

【００２１】

【実施例】

図１〜２は本考案の第一実施例を示している。本考案のライナ付エンジン用メ タルシリンダヘッドガスケットを装着するエンジンのシリンダブロック２に形成 したシリンダ孔３の内側には、ライナ１を装着している。このライナ１の上端面 は、（製作誤差の範囲内で）上記シリンダブロック２の上面と同一平面上に位置 させている。即ち、上記ライナ１の上端部外周面に形成した鍔部５を、上記シリ ンダ孔３の上端部内周面に形成した段部４に嵌合させて、上記シリンダ孔３の内 側にライナ１を支持している。又、シリンダ孔３の内周面とライナ１の外周面と の間には、冷却水を循環させるジャケット７を形成している。更に、上記鍔部５ の上面外周部分には凹部１３を形成している。

【００２２】 例えば厚さが０．３mm程度のステンレス鋼のばね材により造られた第一の金属 薄板１８には、上記ライナ１の上端開口部に合わせて、円形のボア孔１９を形成 している。そして、このボア孔１９の周囲に、第一、第二の突条２０、２１を、 互いに同心に形成している。各突条２０、２１は、それぞれ内外１対の平坦面同 士を傾斜面で連続させて成る、所謂ダイヤフラム型のものとしている。そしてこ の内の第一の突条２０を上記ライナ１の上端面内周寄り部分に、第二の突条２１ を上記シリンダブロック２の上面でシリンダ孔３の周囲部分に、それぞれ対向さ せている。

【００２３】 一方、上記第一の金属薄板１８の下面には、例えば厚さが０．２mm程度のステ ンレス鋼により造られた、第二の金属薄板２２を添着している。この第二の金属 薄板２２の一部で、上記第一の金属薄板１８に形成したボア孔１９の周囲部分に は、この周囲部分を上記第一の金属薄板１８と反対側に凡そ１８０度折り返す事 により、断面Ｕ字形の折り返し部２３を形成している。この折り返し部２３は、 上記ボア孔１９よりも大径で、このボア孔１９と同心に形成されており、使用時 には上記鍔部５上面の凹部１３に進入する。

【００２４】 更に、上記折り返し部２３の内側には、中空のシール環であるコイルリング１ １を抱持している。このコイルリング１１は、弾性を有する金属細線を密着巻き してコイルばね状とし、その両端部同士を結合して全体をリング状としたもので ある。この様なコイルリング１１は、前述した公報にも記載されている様に、弾 性的に圧縮して弾性変形させた場合に変形量を或る範囲に規制すれば、弾性反発 力をほぼ一定に出来る。

【００２５】 上述の様に構成される本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガス ケットの使用時に於いては、第一の突条２０がライナ１の上端面とシリンダヘッ ド１４の下面との間で、第二の突条２１がシリンダブロック２の上面とシリンダ ヘッド１４の下面との間で、それぞれ弾性的に圧縮されるのと同時に、折り返し 部２３並びにこの折り返し部２３内に抱持されたコイルリング１１が、凹部１３ の底面とシリンダヘッド１４の下面との間で弾性的に圧縮される。

【００２６】 但し、上記コイルリング１１は完全に押し潰される事はなく、使用時に於いて もコイルリング１１の内部には空間が残った状態となる。この為、ライナ１の鍔 部５を弾性的に押圧する力をほぼ一定に規制する事が出来る。又、上記凹部１３ は鍔部５の外周寄り部分に形成されており、従って上記コイルリング１１の弾性 に基づいてこの鍔部５を押圧する力は、シリンダ孔３上端部に形成した段部４に よって確実に支えられる。言い換えれば、上記力の作用点が、上記段部４から直 径方向内方に外れる事がない。

【００２７】 この為、ライナ１の鍔部５に無理な力が加わる事がなくなって、このライナ１ の破損防止並びにライナ１の変形防止を確実に図れる。又、シリンダヘッドガス ケットの下面と鍔部５の上面との当接圧、鍔部５の下面と段部４の上面との間の 当接圧が、何れも十分なものとなる。この為、燃焼室１５内の燃焼ガスが外部に 漏洩する事の防止、並びにジャケット７内の冷却水が外部に漏洩する事の防止を 確実に図れる。

【００２８】 又、使用時に於いては、上記第一の金属薄板１８に形成された第一の突条２０ が、図２に示す様にライナ１の上端面とシリンダヘッド１４の下面との間で弾性 的に圧縮される。この為、ライナ１の内側に存在する燃焼室１５と外部との連通 は、上記第一の突条２０部分で遮断される。従って、上記ライナ１の上端面とシ リンダヘッド１４の下面との間に存在し、上記燃焼室１５内の気体が進入し得る 空間１６の容積は、図２に斜格子で示した断面三角形の部分のみとなり、この空 間１６の容積を極く小さく出来る。しかも、使用時に於いても上記第一の突条２ ０が完全に押し潰される事はない為、上記鍔部５の上端面に過大な押圧力が作用 する事はない。尚、前記第二の突条２１は、ボア孔１９周囲の気密保持をより確 実にする機能を有する。

【００２９】 次に、図３は本考案の第二実施例を示している。本実施例の場合、中空のシー ル環として、上述した第一実施例に於けるコイルリング１１に代えて、３枚の金 属薄板２４、２５、２６を重ね合わせて成るシール環２７を使用している。又、 第二の金属薄板２２に形成した折り返し部２３は凡そ３６０度折り返す事で、上 記シール環２７を完全に包み込んでいる。このシール環２７を圧縮した場合も、 上記コイルリング１１と同様に、圧縮量を一定範囲に規制する事で、弾性反発力 をほぼ一定に出来る。その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と同様である 。

【００３０】 更に、図４は本考案の第三実施例を示している。本実施例の場合、第二の金属 薄板２２の一部を、一度第一の金属薄板１８と反対側に向けクランク型に折り曲 げてから１８０度折り返して、折り返し部２３を形成し、この折り返し部２３の 内側にコイルリング１１を装着している。本実施例の場合、仮にジャケット７（ 図１）内の冷却水が漏出した場合でも、この冷却水がコイルリング１１に触れる 事を防止出来る。その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と同様である。

【００３１】

【考案の効果】

本考案のライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットは、以上に述べ た通り構成され作用する為、ライナの破損や変形を確実に防止しつつ、シリンダ 孔周囲のシール性を確保出来、しかも燃焼室内の気体が進入する空間の容積を十 分に小さくして、エンジンの性能向上や排出ガス中の有害成分の低減化を図れる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す部分縦断面図。

【図２】使用状態を示す、図１のＡ部に相当する断面
図。

【図３】本考案の第二実施例を、第一実施例との変更点
のみを取り出して示す部分縦断面図。

【図４】本考案の第三実施例を示す、図３と同様の図。

【図５】ライナを組み込んだシリンダブロックの部分縦
断面図。

【図６】従来のシリンダヘッドガスケットの１例を示す
部分縦断面図。

【符号の説明】

１ ライナ ２ シリンダブロック ３ シリンダ孔 ４ 段部 ５ 鍔部 ６ 連続部 ７ ジャケット ８ 金属薄板 ９ ガスケット本体 １０ ボア孔 １１ コイルリング １２ グロメット １３ 凹部 １４ シリンダヘッド １５ 燃焼室 １６ 空間 １７ 上端部 １８ 第一の金属薄板 １９ ボア孔 ２０ 第一の突条 ２１ 第二の突条 ２２ 第二の金属薄板 ２３ 折り返し部 ２４、２５、２６ 金属薄板 ２７ シール環

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第一の金属薄板と第二の金属
   薄板とを重ね合わせて成り、シリンダ孔の内側にライナ
   を嵌装したシリンダブロックの上面とシリンダヘッドの
   下面との間のシール保持を図るべく、第一の金属薄板を
   シリンダヘッドの下面に、第二の金属薄板をシリンダブ
   ロックの上面に、それぞれ対向させた状態で使用される
   ライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケットで
   あって、上記第一の金属薄板の一部で、上記ライナの上
   端開口部に整合する位置に形成された、このライナの内
   径とほぼ一致する直径を有するボア孔と、このボア孔の
   周囲で上記ライナの上端面内周寄り部分と対向する部分
   に、全周に亙って形成された突条と、上記第二の金属薄
   板の一部で上記ボア孔の周囲部分を１８０度以上折り返
   す事により、上記第一の金属薄板と反対側に突出する状
   態で、上記ボア孔と同心に形成された、ボア孔よりも大
   径の折り返し部と、この折り返し部に抱持された中空の
   シール環とを備え、使用時に於いてこのシール環を、上
   記ライナの上端部に設けた鍔部外周縁の凹部に進入させ
   る、ライナ付エンジン用メタルシリンダヘッドガスケッ
   ト。