JPH089489Y2 - シリンダヘッド用複合ガスケット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの接合面間に装着するシリンダヘッドガスケットに
関するものである。

（従来の技術） フック付き鉄板等の金属芯材層の両面に膨脹黒鉛を主
体とする耐熱コンパウンド或いは耐熱性高弾性繊維と耐
熱性ゴム等の耐熱性充填材とを主体とする耐熱コンパウ
ンドを被覆した耐熱コンパウンド層を設けた軟質材ガス
ケットから成り、シリンダボアの周縁に金属グロメット
を施したシリンダヘッドガスケットは以前から実用され
ている。

また、弾性を有する金属板から成り、シリンダボア、
油孔、水孔等のシール部の周りにシール部を囲繞しシー
ルするビードを設けたシリンダヘッド用金属板ガスケッ
トも既に実用されている。シリンダヘッド用の金属板ガ
スケットには、通常、複数枚の金属板を積層した積層型
金属ガスケットが用いられている。シール部を囲繞する
ビードの形状には種々の断面形状（例えば断面円弧状）
の凹凸状ビードと傾斜面から成る段差ビードとがあり、
ステンレス板等の弾性を有する金属板に上記のビードの
何れか或いはこれらを適宜に組合せたビードが形成され
ている。

更に、シリンダボア、油孔、水孔等の周りに上記した
ビードのような変形加工部を有する金属板の両側に、上
記したような耐熱コンパウンドから成る軟質材ガスケッ
ト（芯材層を有しない）或いは前記した芯材層の両側に
上記したような耐熱コンパウンドを被覆した軟質材ガス
ケットを積層した組み合わせ積層ガスケットが特公昭49
-1326号により既に知られている。

（考案が解決しようとする課題） 前記した金属グロメットを有する軟質材ガスケットか
ら成るシリンダヘッドガスケットにおいては、シリンダ
ボア周縁の金属グロメットによってシリンダボア周縁部
分のガスケットの厚さが厚くなるので、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、ボル
ト締結をしたときに、シリンダボア周縁のグロメット部
に大きな荷重が加わり、その反力として同部において大
きな面圧を生じる。従って高圧力のガスのリークを防止
することができる。しかし、その反面水孔、油孔の周縁
に加わる荷重が比較的小さくなり、水孔、油孔周りをシ
ールするガスケットの面圧が小さくなるので水、油のシ
ールに難がある。エンジン駆動中における爆発内圧によ
るシリンダヘッド接合面の変位、振動或いは熱歪による
接合面の変形に基づく面圧の変動もあり、水、油の漏れ
を生じる危険がある。このため水孔、油孔にハトメ、ラ
バーリングを装着したり、水孔、油孔の周辺にシールコ
ンパウンドを塗布することによりシール力を補うことが
多いが必ずしも満足し得るものではない。

一方、前記した積層金属ガスケットから成るシリンダ
ヘッドガスケットにおいては金属板の板厚、ビードの形
状等を適当に選ぶことにより、水孔、油孔を囲繞しシー
ルするビードのバネ定数、復元量等を適切に設定できる
ので、水孔、油孔のシールを有利、適切に行うことがで
きる。しかし、シリンダボア内の高圧ガスのシールにつ
いては、シリンダボアを囲繞するビードだけではボルト
締結時のシリンダボア周りにおける面圧が不足し、高圧
ガスのシールに難がある。このためビードの内側すなわ
ちシリンダボア側にシム或いは金属板の折り返し等によ
り形成したストッパを設け、シリンダボア周りの面圧を
高めている。しかし、これらのリジッドなストッパは弾
性的な圧縮量及び復元量が小さく上記したようなシリン
ダヘッド接合面の変位に対し追従することが困難であ
る。

本考案は、従来のシリンダヘッドガスケットにはそれ
ぞれ上述のような難点が存在することに鑑み、シリンダ
ボア周り、水孔、油孔周りの全てにわたって難点のない
シール性能にすぐれたシリンダヘッド用ガスケットを提
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） 本考案のシリンダヘッド用複合ガスケットは、フック
付き鉄板等の金属芯材層の両側に耐熱コンパウンド層を
被覆した軟質ガスケット基材の片側或いは両側に油孔お
よび水孔を囲繞する傾斜面から成る段差ビードを設けた
弾性金属板を積層すると共に、上記の軟質ガスケット基
材のシリンダボアの周縁に金属グロメットを設けたこと
を特徴とする。

（実施例） 以下、図面に基づき本考案のシリンダヘッド用複合ガ
スケットの実施例を詳細に説明する。

第１図は本考案のガスケットの一部切開平面図であ
り、第２図および第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図およ
びＢ−Ｂ線断面図である。１は軟質ガスケット基材であ
って、フック付き鉄板等の金属芯材層２の両側に膨脹黒
鉛を主体とする耐熱コンパウンド層３或いは例えばアラ
ミド繊維等の耐熱性高弾性繊維とブタジエン−アクリル
ニトル共重合体ゴム等の耐熱性充填材とを主体とする耐
熱コンパウンド層３を被覆して成るものである。４は軟
質ガスケット基材１の片側に積層された弾性金属板であ
る。軟質ガスケット基材１および弾性金属板４は、それ
ぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの接合面
と同様な形状を有し、シリンダボア６、油孔７、水孔
８、ボルト孔９が設けられている。軟質ガスケット基材
１のシリンダボア６の周縁には金属グロメット５が施さ
れ、弾性金属板４のシリンダボア６、油孔７、水孔８の
周りには傾斜面から成る段差ビード10、11、および12が
それぞれの孔を囲繞するように形成されている。13はガ
スケットの取扱を容易にするため軟質ガスケット基材１
と弾性金属板４とを一体的に結合するクランプ部であ
る。ａおよびｂは各段差ビードの傾斜面の頂部および基
部を示すものである。

上記した構成の本考案のガスケットをシリンダヘッド
の接合面とシリンダブロックの接合面との間に弾性金属
板４側がシリンダヘッドの接合面に接するように装着し
てボルト締めをしたとき、シリンダボアの周縁には金属
グロメット５の厚みが付加されていることにより大きな
荷重が加わり、シリンダボア内の高圧のガスをシールす
るに充分な大きな面圧を生じる。また、弾性金属板４に
形成された段差ビード10、11および12の傾斜面の頂部ａ
および基部ｂはシリンダヘッドの接合面に押圧されて比
較的大きな面圧を生じ、基部ｂの面圧は軟質ガスケット
基材１に伝達され、軟質ガスケット基材の対応部分に比
較的大きな面圧を生じさせる。

第４図〜第７図は、それぞれ異なる他の実施例を示す
断面図であり、第１図のＡ−Ａ線断面図に相当する断面
図を示している。

第４図に示す実施例は、金属グロメット５が軟質ガス
ケット基材１と弾性金属板４とが密着積層されたシリン
ダボア周縁を包覆するように設けられていることと、弾
性金属板４にはシリンダボア６を囲繞する段差ビードを
設けていないこととが第２図に示した実施例の場合と異
なっている。第５図に示す実施例においては軟質ガスケ
ット基材および弾性金属板のシリンダボア周縁を包覆す
る金属グロメット５の内部に外径が軟質ガスケット基材
の厚さにほぼ等しい金属ワイヤリング14が設けられてい
る。弾性金属板４のシリンダボア部縁辺は上記ワイヤリ
ング14上まで延長され、金属グロメット５がこの延長さ
れた縁辺部をも覆って施されている。金属ワイヤリング
14は、ガスケットが接合面に装着され、ボルトにより締
め付けられたとき、該ワイヤリングに直接接する又は弾
性金属板の延長縁辺を介して接する金属グロメット部分
に更に高い面圧を生じさせることができる。金属グロメ
ット内に装着する金属ワイヤリングを並列する２本の金
属ワイヤリングとすることもできる。また、このような
金属ワイヤリングは上記した第２図の実施例、後記の第
６図、第７図の実施例にも適用できる。

第６図に示す実施例は第４図に示した実施例と異な
り、弾性金属板にシリンダボアを囲繞する段差ビード1
0、10が二重に設けられている。第７図には軟質ガスケ
ット基材１の両側に、段差ビード10、10、11および図に
は表われていないが12を備えた弾性金属板を積層してい
る実施例を示している。従ってこの場合にはシリンダヘ
ッド側およびシリンダボア側のそれぞれにおいて段差ビ
ードの頂部ａおよび基部ｂが接合面により押圧され、押
圧された頂部ａおよび基部ｂに比較的大きな面圧が生じ
る。

上記説明した各実施例においては軟質ガスケット基材
１の片側もしくは両側に設ける弾性金属板４は単板の弾
性金属板を示したが、必要に応じ複数枚の弾性金属板を
積層した積層金属板を用いることもできる。また、弾性
金属板はシリンダボア周縁まで延長していなくてもよ
い。ただし、この場合はシリンダボア周りにおけるガス
ケットの厚さが減少してシリンダボア周縁に施された金
属グロメットの前記機能が損なわれることがないように
調整板を挿入する等の厚さ調整を考慮する必要がある。
なお、軟質ガスケット基材の金属芯材層は上記したフッ
ク付き鉄板のほかに金属線を織成した金網を用いること
ができる。軟質ガスケット基材に適度の耐圧縮性、復元
性を与えるためにこの金属芯材層は不可欠なものであ
る。

（作用および考案の効果） 本考案のシリンダヘッド用複合ガスケットは、上記し
た通り、金属芯材層の両面に耐熱コンパウンド層を被覆
した軟質ガスケット基材の片側又は両側に、油孔および
水孔の周りに傾斜面から成る段差ビードを設けた弾性金
属板を積層し、シリンダボア周縁において軟質ガスケッ
ト基材に或いは軟質ガスケット基材と弾性金属板とに金
属グロメットを施しているので、シリンダボア周縁には
金属グロメットの厚さが付加され、この厚み付加効果に
より、ガスケットを接合面間に装着しボルト締結を行っ
たときに、シリンダボア周縁には大きな荷重が加わり、
シリンダボア内の高圧をシールするに充分な大きい面圧
を生じる。

また、弾性金属板に形成された油孔、水孔を囲繞する
傾斜面から成る段差ビードの頂部および基部は、ボルト
締結されたときに、接合面により押圧されて比較的大き
な面圧を生じさせ、しかも弾性金属板の板厚、ビードの
幅および高さ等を適当に選ぶことによりビードのバネ定
数を適当に選定できるので、その比較的大きな面圧を低
圧の油孔、水孔のシールに適した面圧に調整するのが容
易であり、本考案のガスケットにおいては油孔、水孔を
効果的にシールすることができる。また傾斜面から成る
段差ビードは、凹凸条ビードに較べても、弾性的復元量
が大きく、シリンダヘッド等の接合面の変位に対する追
従性がよく、次ぎに述べるように接合面に変位が生じた
ときの面圧の低下が少ない利点がある。

第８図は、本考案のガスケットの構成部分である軟質
ガスケット基材のシリンダボア周縁の金属グロメット部
（曲線イ）、グロメットを施していない軟質ガスケット
基材（曲線ロ）および弾性金属板の段差ビード部（曲線
ハ）について、これらを接合面間に挟みボルトで締め付
けたときの荷重と歪の関係を示す特性図である。シリン
ダヘッドガスケットにおいては高圧ガスをシールするシ
リンダボア周りではガスのリークを防止するに充分な面
圧を得るために、荷重ホ以上の大きな荷重を課す。一
方、水、油孔内は低圧であるから、水、油のリークを防
止する面圧も比較的小さくて済み、従って水孔、油孔を
シールする水孔、油孔周りのガスケット部分に課される
荷重はシリンダボア周りに加えられる荷重に較べて小さ
く、図の荷重トおよび荷重への間のような比較的低い荷
重が課される。

シリンダボア周りに必要な高荷重領域において、軟質
ガスケット基材のボア周縁のグロメット被覆部は荷重−
歪特性曲線が曲線イに示されているように比較的緩やか
である。この傾向は、金属グロメットが軟質ガスケット
基材のシリンダボア周縁だけでなく、弾性金属板のシリ
ンダボア周縁をも同時に包覆している場合においても、
本質的に変わらない。従って、エンジンの作動中におけ
る燃焼室内の爆発内圧によるシリンダヘッドの持ち上が
り、或いは熱応力によるシリンダヘッドの変形等により
シリンダヘッドの接合面が変位し歪がΔＨ変化した場合
でも、これによる荷重の変化ΔW₁は比較的小さい。すな
わち上記のような接合面の変位が生じても、高圧ガスの
リークを防止するに充分な大きさの面圧を生じさせ得る
荷重が維持される訳である。また、第２図や第６図等に
示すように弾性金属板４のシリンダボア周りにもビード
を設けた場合は、このビードの弾性的復元量が軟質ガス
ケット基材にシリーズに相加されるので、接合面の変位
に対してより良く追従できる。因に、弾性金属板のビー
ド部の荷重−歪特性曲線は、曲線ハに示されているよう
に、シリンダボア周りに必要な高荷重領域においては急
峻であり、歪がΔＨ変化した場合の荷重の変化ΔW₂が極
めて大きい。この傾向はビードを有する弾性金属板を積
層した積層金属ガスケットにおいても、またビードの内
側にシム或いは金属板の折り返し等のストッパを設けた
場合においても、本質的に変わらない。

他方、水孔、油孔周りの荷重領域においては軟質ガス
ケット基材単独の荷重−歪特性曲線は比較的緩やかであ
り、接合面の変位に基づく歪の変化Δｈに対する荷重の
変動ΔW₄の値自体は比較的小さいが、軟質ガスケット基
材に加わる荷重が小さいので、該荷重に対しての相対的
な変動値が大きく、水、油の漏れを生じることにもなり
易い。これに対して弾性金属板の段差ビードの上記荷重
領域における荷重−歪特性曲線は極めて緩やかであり、
Δｈに対する荷重の変動ΔW₃は軟質ガスケット基材の場
合よりも小さく、加わる荷重に対しての相対的な変動値
も充分に小さい。本発明の複合ガスケットにおいては、
水、油孔周りにおいて弾性金属板の上記段差ビードが軟
質材ガスケット基材に対してシリーズに付加されている
ので、前記したような接合面の変位が生じても面圧の変
化が少なく、水、油のリークを防止するに充分な面圧を
保持する。

本考案のシリンダヘッド用複合ガスケットは、以上説
明した通りであるから、下記の著大な効果を奏すること
ができる。

従来の軟質材ガスケットからなるシリンダヘッドガス
ケット及び金属ガスケットからなるシリンダヘッドガス
ケットそれぞれの難点を複合によって解消し、シリンダ
ボア周り、水孔、油孔周りの全てにわたって難点のな
い、優れたシール性能を有するシリンダヘッドガスケッ
トを得ることができる。

シリンダボア周りにおいては、高圧ガスをシールする
ために必要な高い面圧を金属グロメットの厚み効果によ
り確保することができ、しかも接合面の変位による歪の
変化に対しても面圧の低下が少ない利点があり、燃焼圧
によるシリンダヘッドの浮き上がりに追従できるので、
燃焼ガスの漏洩を防止できる。

更に、弾性金属板のシリンダボア周りにもビードを設
けることにより、接合面の大きい変位に対する追従性を
更に改善することもできる。

水孔、油孔周りにおいては、その荷重領域における荷
重−歪特定曲線が極めて緩やかで接合面の変位に対する
荷重の変動が極めて小さい弾性金属板の段差ビードが軟
質ガスケット基材上に積層されるので、水及び油のリー
クを防止するに充分な面圧を保持して接合面の大きな変
位によく追従することができる。

なお、前記した特公昭49-1326号により知られている
ビードのような変形加工部を有する金属板の両側に軟質
材ガスケットを積層した組み合わせ積層ガスケットは、
金属板の両側に軟質材があるので、基本的に従来の軟質
材ガスケットと同様な性格を有し、本考案におけるよう
な作用、効果を奏することができないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のガスケットの実施例の一部切開平面図
であり、第２図および第３図は第１図のＡ−Ａ線断面図
およびＢ−Ｂ線断面図である。第４図〜第７図はそれぞ
れ異なる他の実施例を示す断面図である。第８図は、本
考案の構成部分の荷重−歪特性を示す特性図である。 （符号の説明） 1:軟質ガスケット基材、2:金属芯材層、3:耐熱コンパウ
ンド層、4:弾性金属板、5:金属グロメット、6:シリンダ
ボア、7:油孔、8:水孔、10、11および12:段差ビード、1
4:金属ワイヤリング

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フック付き鉄板等の芯材層の両面に耐熱コ
   ンパウンド層を被覆した軟質ガスケット基材の少なくと
   も片側に、油孔、水孔の周りに傾斜面から成る段差ビー
   ドを設けた弾性金属板を積層すると共に、軟質ガスケッ
   ト基材のシリンダボア周縁に金属グロメットを設けたこ
   とを特徴とするシリンダヘッド用複合ガスケット。
2. 【請求項２】上記弾性金属板がシリンダボアの周りにも
   ビードを備えていることを特徴とする請求項（１）記載
   のシリンダヘッド用複合ガスケット。
3. 【請求項３】軟質ガスケット基材のシリンダボア周縁に
   設けられた金属グロメットが弾性金属板のシリンダボア
   周縁をも包覆していることを特徴とする請求項（１）又
   は（２）記載のシリンダヘッド用複合ガスケット。