JPH1061771A - 金属ガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダヘッドとシリンダブロックの合わせ面
に介挿した金属ガスケットが、シリンダスリーブの陥
没、燃焼室周辺のシリンダヘッドの変形、副燃焼室を有
するシリンダヘッド等の変形を生じないように荷重を調
整すると共に、シリンダヘッドとシリンダブロックとを
ボルトで締付けた際に生じる合わせ面の隙間を埋めるよ
うにする。 【解決手段】内燃機関のシリンダヘッド15とシリンダブ
ロック13の合わせ面に介挿してボルト19で締結される金
属ガスケットにおいて、硬質基板を一枚またはそれ以上
有し、いずれかの硬質基板3の燃焼室孔5周りに該燃焼室
孔の周縁からシリンダブロック13の冷却水通路16の内周
に至る幅を有する副板4を重合して接着すると共に、基
板3と副板4の重合箇所に燃焼室孔14を囲繞するビード3a
を形成したことにより、ボルト19の締付時における副板
4の荷重分布が副板4の外周にて最大となり、その内周に
至って次第に小となり、さらにボルト19の締付箇所から
遠ざかるに従って拡大する合わせ面の隙間を基板3のビ
ード3aによって埋めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダヘッドとシリンダブロックの合わせ面に介挿する金属
ガスケットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５に、従来の金属ガスケットを内燃
機関のシリンダヘッドとシリンダブロックの合わせ面に
介挿した断面状況を示す。

【０００３】この図に示すように、シリンダブロック３
０の内周にはシリンダスリーブ３１が設けてある。金属
ガスケット３３は、副板３４の燃焼室孔３５の周りにグ
ロメット３６を嵌合すると共に、このグロメット３６の
外周の副板３４の上下面に弾性基板３８、３８を重ね、
各弾性基板３８の燃焼室４１側と外周側とにハーフビー
ド３９を形成したものである。

【０００４】このような金属ガスケット３３において
は、グロメット３６の厚さを弾性基板３８、３８の厚さ
よりも厚く形成してシリンダヘッド４０とシリンダブロ
ック３０間の一次シールを成すストッパとして作用させ
てあり、その外周のハーフビード３９が二次シールを成
すようにしてある。

【０００５】従って、このような金属ガスケット３３に
よれば、燃焼室４１周りに作用する荷重分布をグロメッ
ト３６に集中させるようにしたため、シリンダースリー
ブ３１の上面に余分な荷重が加わって、このシリンダス
リーブ３１を下方へ陥没させるという問題点があったの
である。

【０００６】また、アルミ製シリンダヘッド４０の燃焼
室近傍が燃焼室４１からの熱の影響によって軟化して陥
没するように変形するという問題点もあった。

【０００７】図１６及び１７は、従来からディーゼルエ
ンジンに使用されている副燃焼室４３を備えたエンジン
のシリンダヘッド４４とシリンダブロック４５の合わせ
面に従来の金属ガスケット４６を介挿した断面状況を示
す図である。

【０００８】その構成は、シリンダヘッド４４の下部に
ホットプラグ４７を埋め込み、このホットプラグ４７に
形成された副燃焼室４３を、通路４８を経てシリンダブ
ロック４５の主燃焼室４９に連通させたものであり、副
燃焼室４３に送られた濃い混合ガスを着火させ、これを
火種として主燃焼室４９内の薄い混合ガスを安定して燃
焼させるようにしてある。従って、副燃焼室４３は主燃
焼室４９の近傍となるシリンダヘッド４４の下部に設け
られている。

【０００９】このような副燃焼室付きエンジンに適用し
た従来の金属ガスケット４６は、第一基板５０と第二基
板５１の二層に重合してあり、第一基板５０に形成され
た燃焼室孔５２の周縁にグロメット５３を装着して、グ
ロメット５３の荷重（図１６において黒塗りの矢印で示
す）を増大させることにより、シリンダヘッド４４とシ
リンダブロック４５をボルト５４で締めつけた際に生じ
る両者間の隙間をグロメット５３でシールするようにし
てある。

【００１０】ところが、このグロメット５３が、ホット
プラグ４７の下面に位置する状態でボルト５４を締結す
ると、グロメット５３の荷重がホットプラグ４７の下面
に押圧して、ホットプラグ４７を図８の矢印で示す方向
に傾けてしまい、さらには主燃焼室４９からの爆発圧力
や燃焼熱の影響によって、図９に示すように、ホットプ
ラグ４７の傾きを拡大し、シリンダヘッド４４の周辺面
を変形するという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するために成されたもので、シリンダヘッドと
シリンダブロックの合わせ面に介挿した金属ガスケット
が、シリンダスリーブの陥没、燃焼室周辺のシリンダヘ
ッドの変形、副燃焼室を有するシリンダヘッド等の変形
を生じないように荷重を調整すると共に、シリンダヘッ
ドとシリンダブロックとをボルトで締付けた際に生じる
隙間（ボルト締結位置から遠ざかるに従って拡大する合
わせ面の隙間）を埋めるようにした金属ガスケットを提
供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の金属ガスケットは、内燃機関のシリンダヘ
ッドとシリンダブロックの合わせ面に介挿してボルト締
結される金属ガスケットにおいて、硬質基板を一枚また
はそれ以上有し、いずれかの硬質基板の燃焼室孔周りに
該燃焼室孔の周縁から前記シリンダブロックの冷却水通
路の内周に至る幅を有する副板を重合して接着すると共
に、前記基板と前記副板の重合箇所に前記燃焼室孔を囲
繞するビードを形成したことにより、前記ボルトの締付
時における前記副板の荷重分布が該副板の外周にて最大
となり、その内周に至って次第に小となり、さらに前記
ボルトの締付箇所から遠ざかるに従って拡大する前記合
わせ面の隙間を前記基板のビードによって埋めるように
したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００１４】（実施例１）図１は本発明における実施例
１の金属ガスケットの分解斜視図である。図２は図１の
Ａ−Ａ線位置に相当する結合後の金属ガスケットの断面
図である。図３は図２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の合わせ面に介挿した荷重分布状
況を示す断面図である。図４乃至図１１は実施例１に関
連した金属ガスケットの他の実施例を示す図である。

【００１５】この実施例は、複数の燃焼室５が連続的に
形成されたオープンデッキ型の各燃焼室５の内周にシリ
ンダスリーブ１２（図３参照）を設けたシリンダブロッ
ク１３とシリンダヘッド１５の合わせ面に本発明による
金属ガスケットを介挿した例を示すものである。

【００１６】図１において、この金属ガスケットは、硬
質金属板によって形成した上側基板２と下側基板３を有
し、これらの上側基板２と下側基板３の間に副板４を配
して、該副板４を後述するように下側基板３に接着する
ようにしてある。

【００１７】上側基板２と下側基板３には、シリンダブ
ロック１３とシリンダヘッド１５の形成状況に応じて、
燃焼室孔５、オイル孔６、冷却水孔７、ボルト孔８等が
形成され、これらの基板２、３は、その外周付近をリベ
ット９で固定して図２に示すように接合される。

【００１８】図２において、副板４は下側基板３の燃焼
室孔５の周縁からシリンダブロック１３の冷却水通路１
６の内周に至る範囲でこの下側基板３の上面に重合して
接着してあり、これらの下側基板３と副板４の重合箇所
に燃焼室孔５を囲繞するビード３ａ、４ａを形成すると
共に上側基板２の同位置にもビード２ａを形成してあ
る。

【００１９】このビード２ａ、３ａの形状は、燃焼室孔
５側に直線部２ｃ、３ｃを有する非対称の円弧形として
あり、このビード２ａ、３ａの形成部がシリンダスリー
ブ１２の上面に作用しないように、夫々のビード２ａ、
３ａの内周を平坦部１１としてある。

【００２０】なお、図２に示すように、燃焼室孔５の外
周近傍には複数の冷却水孔７（図１参照）が形成され、
上側基板２の外周近傍に沿って段差状のビード２ｂが形
成してある。

【００２１】さらに、上側基板２の両面にはゴム被覆１
８を施すと共に、下側基板３には下面のみにゴム被覆１
８を施してある。

【００２２】このような構成により、図３に示すよう
に、シリンダヘッド１５とシリンダブロック１３を結合
するためのボルト１９をこれらの外周付近（図３のボル
ト１９から延長した一点鎖線で示す位置）で締付けた場
合、副板４が均等な厚さであってもボルト１９の近接位
置ほどボルト１９の締付け力が大となるため、副板４に
よる荷重分布Ｗは、冷却水通路１６の内周側が最大荷重
Ｆ１を有し、それから遠ざかるに従って徐々に減少して
燃焼室孔５の周縁にて最小荷重Ｆ２を有する。

【００２３】また、上記のボルト１９の締結によって、
シリンダヘッド１５とシリンダブロック１３の合わせ面
の隙間は、ボルト１９の締結位置から遠ざかるに従って
拡大し、燃焼室１４付近で最大の隙間を有することとな
る。

【００２４】本発明においては、この隙間を上側基板２
と下側基板３に設けたビード２ａ、３ａの荷重ｆ１、ｆ
２によって補充し、燃焼室１４からの燃焼ガスの吹き抜
けをシールするようにしてある。

【００２５】なお、上側基板２の外周近傍に設けたビー
ド２ｂは、荷重ｆ３を有し、これがシリンダヘッド１５
とシリンダブロック１３の外周付近における合わせ面の
隙間をシールすることができる。

【００２６】また隣設されたボルト１９、１９間（図１
の隣設する任意のボルト孔８、８に対応する）において
も夫々のボルト１９から遠ざかるに従ってシリンダヘッ
ド１５とシリンダブロック１３の合わせ面の隙間が拡大
するため、この隙間の幅に応じてビード２ａ、３ａの高
さを調整することができる。

【００２７】なお、本発明においては、副板４を下側基
板３の燃焼室孔５の周縁から冷却水通路１６の内周に至
る範囲で設けてあるため、図３に示すように、シリンダ
スリーブ１２の上面にも副板４の荷重が作用する。ちな
みに、この副板４の内周をシリンダスリーブ１２の外周
に形成すると、シリンダブロック１３の上面に副板４の
荷重が集中するため、シリンダブロック１３の上面が部
分的に陥没するおそれがある。

【００２８】ところが、上記のように副板４の最小荷重
Ｆ２側の荷重がシリンダスリーブ１２の上面にも分散的
に作用することによって、シリンダブロック１３の陥没
とシリンダスリーブ１２の陥没を同時に防止することが
可能となっている。

【００２９】また、副板４の最大荷重Ｆ１が燃焼室１４
から遠い側に作用するため、燃焼室１４の熱作用を直接
受けるシリンダヘッド１５の燃焼室近傍の変形をも回避
することができる。

【００３０】このような副板４を有する基板３の作成方
法としては、ビード成形前の基板３に基板３より軟質な
副板４を接着した後に上記のビード３ａ、４ａを一括し
て形成するか、基板３にビード３ａを形成する一方で、
硬質の副板４にビード４ａを形成してから両者を接着す
るようにしてもよい。

【００３１】このような構成によれば、副板４のビード
４ａの形状が基板３のビード３ａの形状に合致するた
め、副板４のずれを防止するという利点もある。

【００３２】副板４として使用する金属板の硬度は、副
板４のビード４ａにいかなる大きさの弾性力を付与する
かによる。即ち、基板２、３のビード２ａ、３ａだけで
はビード荷重が不足している場合に、副板４に使用する
金属板の硬度を選択して、副板４のビード４ａで不足の
ビード荷重を補うようにするとよい。

【００３３】以下、実施例１の金属ガスケットの変更例
を説明する。

【００３４】図４に示す金属ガスケットは、図２の金属
ガスケットの上下を逆にしたもので、上側基板２の内側
に副板４を上記の範囲で重ねて接着すると共に、副板４
と上側基板２の重合箇所と下側基板３の燃焼室孔５周り
にビード２ａ、３ａ、４ａを形成したものである。

【００３５】これらのビードの形状としては、図２の金
属ガスケットと同様に、燃焼室孔５側に直線部２ｃ、３
ｃを有する非対称の円弧形ビードとしてある。また、図
５に示す金属ガスケットは、図２の金属ガスケットのビ
ード形状を変更したものであり、冷却水孔７側に直線部
２ｃ、３ｃを有する非対称の円弧形ビードとしてある。

【００３６】このような図４（または図２）及び図５の
ビード形状は、双方とも非対称形であるが、図４におい
ては、ビード高さが冷却水孔７寄りに大とされているた
め、副板４の最大荷重Ｆ１をより強くすることができ
る。また、図５においては、ビード高さが燃焼室孔５寄
りに大とされているため、ボルト１９の締結時に、燃焼
室１４側においてより拡大するシリンダヘッド１５とシ
リンダブロック１３の合わせ面の隙間を効果的に埋める
ことができる。

【００３７】さらに、図６に示す金属ガスケットは、左
右対称の円弧形ビードとしてあり、図４と図５のビード
形状の中間的な効果を有するものである。

【００３８】図７に示す金属ガスケットは、図４の金属
ガスケットの上側基板２と下側基板３の中間にスペーサ
板１７を介挿すると共に、上側基板２と下側基板３の両
側の外周付近に段差ビード２ｂ、３ｂを形成したもの
で、金属ガスケット全体の厚さをこのスペーサ板１７の
厚さ調節によって変化させることができる。

【００３９】この金属ガスケットにおいて、副板４は上
側基板２の内側に設けてあるが、副板４を下側基板３の
内側に設けるようにしてもよい。

【００４０】また、図８に示すように、副板４を上側基
板２と下側基板３の両方に設けるようにしてもよい。

【００４１】さらに、図９乃至図１１に示す金属ガスケ
ットは、一枚の硬質基板２’に上記と同様の範囲で副板
４を接着して、金属ガスケット全体の厚さを薄く形成す
るようにしたものである。

【００４２】このうち図９の金属ガスケットは、基板
２’の下面に副板４を接着し、この基板２’と副板４の
重合箇所に燃焼室孔５を囲繞するビード２’ａ、４ａを
形成し、さらに基板２’の外周に沿って副板４’を接着
し、この外周箇所にも段差状のビード２’ｂ、４’ｂを
形成してある。

【００４３】この図９の金属ガスケットにおいて、燃焼
室孔５側の副板４の厚さを外周側の副板４’の厚さより
も厚くすることにより、図２のような副板４の効果、即
ちシリンダヘッドとシリンダブロックをボルト締結した
際の副板の最大荷重を冷却水通路の内周側に作用させる
ことができ、ボルト締結位置から遠方側に拡大する合わ
せ面の隙間をビード２ａ’によって埋めることができ
る。

【００４４】また、図１０の金属ガスケットは、基板
２’の形状は図９と同様であるが、燃焼室孔５側の副板
４と外周側の副板４’の接着位置を基板２’の上面側と
してある。

【００４５】さらに、図１１の金属ガスケットは図９の
金属ガスケットの外周側の副板４’を設けないようにし
たものである。

【００４６】なお、図７乃至図１１における金属ガスケ
ットのビードは、すべて燃焼室孔５側に直線部を有する
非対称の円弧形状としてあるが、図４乃至図６で示した
ように、冷却水孔７側に直線部を有する非対称、あるい
は対称円弧と形状としてもよい。

【００４７】また、図９乃至図１１の金属ガスケットに
おいて、ゴム被膜１８は、基板２’の副板４または４’
を設けていない面に施し、副板４を設けた側はこの副板
４の外面に設けると共に、これと同じ側の基板２’には
冷却水通路１６の内周まで設けるようにする。

【００４８】このうち、図９と図１１の金属ガスケット
においては、基板２’の冷却水通路１６側のゴム被膜１
８がこの冷却水通路１６に露出することがないため、冷
却水によるゴム剥れを生じない。

【００４９】（実施例２）図１２は本発明の実施例２に
関する金属ガスケットの平面図である。図１３は図１２
の二点鎖線Ｃで示す円形部分の拡大図である。図１４は
図１２のＢ−Ｂ線位置に相当する実施例２の金属ガスケ
ットを副燃焼室付きエンジンに適用した部分断面図であ
る。

【００５０】この実施例は、図１４に示すように、ディ
ーゼルエンジン等に使用される副燃焼室２０を備えたシ
リンダヘッド２１とシリンダブロック２２の合わせ面
に、本発明による金属ガスケットを適用した例である。

【００５１】この実施例の金属ガスケットは、図２の金
属ガスケットと同様に、二枚の弾性基板２、３をリベッ
ト９で接合し、下側基板３の内面に副板４を接着し、該
副板４の重合範囲は燃焼室孔５の周縁から冷却水通路１
６の内周までとしてある。

【００５２】また、燃焼室孔５周りのビードは二重の段
差ビード２ｄ、２ｅ、３ｄ、３ｅを設けて両者のビード
間に平坦面１１’を設けてあるが、ボルト１９の締結
（この図１４においても、図３と同様に金属ガスケット
の外周付近で締結される）時に最大荷重を発揮する副板
４の冷却水孔７側に設けられたビード２ｅ、３ｅは副燃
焼室２０のホットプラグ２３を回避した位置に形成し
て、ホットプラグ２３の変形を防止すると共に、ボルト
１９の締結時に最大の隙間幅を有する燃焼室２４側のビ
ード２ｄ、３ｄによってこの隙間を埋めるようにしてあ
る。

【００５３】なお、この実施例２の金属ガスケットにお
いても、実施例１と同様にスペーサを設けたものや、一
枚の弾性基板によるもの等の様々な変更例が考えられ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属ガス
ケットによれば、硬質基板の燃焼室孔の周縁から冷却水
通路の内周までの範囲で副板を接着すると共に、基板の
燃焼室孔の周りにビードを形成したため、シリンダヘッ
ドとシリンダブロックの合わせ面にこの金属ガスケット
を介挿してボルト締結した際、副板の最大荷重を冷却水
通路の内周側に作用させ、同時にボルト締結位置から遠
方側にて拡大する上記合わせ面の隙間を燃焼室孔周りの
ビードによって埋めることができる。

【００５５】従って、シリンダスリーブを有するエンジ
ンの場合、従来のように副板の最大荷重がシリンダスリ
ーブの上面に作用しない状態、即ちシリンダスリーブの
陥没或は燃焼室近傍のシリンダヘッドの変形等を回避し
た状態で、燃焼室周りのシリンダヘッドとシリンダブロ
ックの最大隙間をビードによってシールすることが可能
となる。

【００５６】また、副燃焼室を有するディーゼルエンジ
ン等の場合、副板の最大荷重が副燃焼室のホットプラグ
の下面に作用しない状態、即ちホットプラグやその周辺
のシリンダヘッドの変形を回避した状態で、燃焼室周り
のシリンダヘッドとシリンダブロックの最大隙間をビー
ドによってシールすることが可能となる。

【００５７】さらに、本発明においては、基板のビード
とこれに接着した副板のビードが重合した状態にあるた
め、基板に対する副板のずれを防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関する金属ガスケットの分解
斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線位置に相当する完成された金属
ガスケットの断面図である。

【図３】実施例の金属ガスケットをシリンダヘッドとシ
リンダブロックの合わせ面に介挿した荷重状況を示す断
面図である。

【図４】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図５】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図６】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図７】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図８】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図９】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図１０】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図１１】実施例１の変更例を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施例２に関する金属ガスケットの
平面図である。

【図１３】図１２の二点鎖線Ｃで示す円形部分の拡大図
である。

【図１４】図１２のＢ−Ｂ線位置に相当する実施例２の
金属ガスケットを副燃焼室付きエンジンに適用した部分
断面図である。

【図１５】従来の金属ガスケットをシリンダスリーブ付
きのエンジンに適用した状況を示す断面図である。

【図１６】従来の金属ガスケットを副燃焼室付きエンジ
ンに適用した状況を示す断面図である。

【図１７】図１６の状況下において、従来の金属ガスケ
ットのグロメットが副燃焼室の構成部材をシリンダヘッ
ド側へ押し上げている状況を示す部分断面図である。

【符合の説明】

２、３…基板、 ２ａ、３ａ…基板のビード ２ｂ…段差状のビード ４…副板 ４ａ…副板のビード ５…燃焼室孔 ６…オイル孔 ７…冷却水孔 ８…ボルト孔 ９…リベット １１、１１’…平坦面 １２…シリンダスリーブ １３…シリンダブロック １４…燃焼室 １５…シリンダヘッド １６…冷却水通路 １８…ゴム被覆 １９…ボルト ２１…シリンダヘッド ２０…副燃焼室 ２２…シリンダブロック ２３…ホットプラグ ２４…燃焼室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブ
   ロックの合わせ面に介挿してボルト締結される金属ガス
   ケットにおいて、硬質基板を一枚またはそれ以上有し、
   いずれかの硬質基板の燃焼室孔周りに該燃焼室孔の周縁
   から前記シリンダブロックの冷却水通路の内周に至る幅
   を有する副板を重合して接着すると共に、前記基板と前
   記副板の重合箇所に前記燃焼室孔を囲繞するビードを形
   成したことにより、前記ボルトの締付時における前記副
   板の荷重分布が前記副板の外周にて最大となり、その内
   周に至って次第に小となり、さらに前記ボルトの締付箇
   所から遠ざかるに従って拡大する前記合わせ面の隙間を
   前記基板のビードによって埋めるようにしたことを特徴
   とする金属ガスケット。