JPS58210342A - 内燃機関用ヘツドガスケツト - Google Patents

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】 本発明は内燃機関用へラドガスケットの改良に関し、直
噴式ディーゼル機関等の内燃機関におけるピストンの上
死点時において、シリンダヘッドとピストン頂部とのト
ップクリアランスをできるだけｇ少して燃焼不完全ボリ
ューム、いわゆるデッドボリュームを少なくすることの
できる燃焼室の壁面の一部を形成するヘッドガスケット
の構造に関するものである。

従来の直噴式ディーゼル機関等の内燃機関においては、
ピストンの頂部とシリンダヘッドの下面との間に配設さ
れるヘッドガスケツｌの締付時の厚さのバラツキや、ピ
ストン、ピストンピン、コンロッド、クランクシャフト
等の寸法上のトレランスの積算誤差を考慮した場合、ト
ップクリアランスは０．６〜１．０ｍ程度に取るのが普
通である。

第１図は内ｔＭ機関の燃焼室の部分を示す断面図で、シ
リンダ１　（シリンダボディ）の上面にヘッドガスケッ
ト２を介在させてシリンダヘッド３を積層し、これらの
全体をボルトで締（すけて一体としている。このシリン
ダ１のボア１ａの内部にはピストン４が挿入され、更に
前記シリンダヘッド３に燃料噴射弁５が設けられて、燃
焼室６内に燃料をｌ］ｉ射するようになフている。

前記のようにシリンダヘッド３の下面とピストン４の上
面との闇にトップクリアランスが必然的に生じていると
Ｄて示した部分が燃焼不完全部分、すなわちデッドボリ
ュームとなり、このデッドボリュームの大きさに応じて
圧Ｈｒ”Ｊが低下すると共に燃焼効率の向上を妨げてお
り、不完全燃焼を生じ、排気を悪化する欠点がありだ。

従フて、機関の燃焼効率を向上するためにはこのデッド
ボリュームＤの部分をできるだけ厘少することが望まし
いことは明らかである。

特に、小排気量の直噴式ディーゼル機関においては、前
記したデッドボリュームＤが存存することによる弊害が
著しく、排気スモークの増大、および機関出力の低下の
原因となりている。

本発明は前記従来の内燃横開、特にディーゼル機関の有
する欠点である燃焼室のデッドボリュームをできるだけ
減少させることを目的とするものであって、この燃焼室
内に突出してピストンの上死点位置においてピストンと
シリンダヘッドの下面との間で押圧されて前記デッドボ
リュームを厘少させることのできるヘッドガスケットを
提供するものである。

前記目的をｙＩＦ＆するために本発明の構成は、内ｍａ
ｗのシリンダヘッドとシリングとの闇に設けられるヘッ
ドガスケットであって、このヘッドガスケットは、ガス
ケット本体とこれに積層されたスペーサーとからなり、
このスペーサーの一部はシリングボア内に突出するよう
に威フており、この突出する部分に突起部が形成されて
ピストンの頂部とシリングヘッドの下面との闇で押圧さ
れて変形してピストンの頂部とシリンダヘッドとの間の
間隙を縮小するように構成されていることを特徴とする
内燃機関用へラドガスケットである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の実施例を示すヘッドガスケットの平面
図、第３図はその要部を断面して示す斜視図である。

ヘッドガスケットＧは、通常の材料からなるガスケット
本体１０とこれに積層されたスペーサー１１とから横陵
されている。

このガスケット本体１０にはシリングボア１ａに相当す
る穴１ｂが設けられ、この穴１ｂの内部に突出して前記
スペーサー１１の一部が覗いて設けられている。このス
ペーサー１１とガスケット本体１０とは燃焼室６に設け
た燃料嗜射弁５や吸、排気弁の機能を妨げない“ように
これらの部品の位置に穴１２を設けると共に通常のへラ
ドガスケット２と同様にボルト用の穴１３や通水用の穴
１４および測滑油通過用の穴１５等が設けられている。

第３図は第２図におけるＡ−Ａ線断面を示すものである
が、この図のように、スペーサー１１にはシリングボア
ｌａ内に突出した部分に突起部１６が襞状に並列して形
成されている。

第４図は第２の実権例に係るヘッドガスケツ）Ｇであり
て、スペーサー１１に小突起部１６ａがエンボス加工に
よフて多数形成されている。

第５図は第３図に示したヘッドガスケツ）Ｇの断面図で
あって、スペーサー１１の機能として（５） はその突起部１６（凹凸部）、の高さＨが、ピストンが
作動しない杖態、つまりピストンとシリンダヘッドの下
面によフて押圧されない初期の段階において、このピス
トンの頂部とシリンダヘッドの下面との闇に形成される
間隙よりも大きい値を有し、ピストンが作動した場合に
このスペーサー１１がピストンの頂部とシリンダヘッド
との闇で押圧されて変形する寸法にする必要がある。ま
たガスケット本体１ｏの厚さＴは前記高さＨとはソ同程
度である。

更に、前記スペーサー１１はピストン４の頂部とシリン
ダヘッド３との間で押圧された場合にピストン４あるい
はシリンダヘッド３に損傷を与えることなく変形が可能
であり、また、その変形後その形状を保持する程度の強
度を有すると共に、燃焼室内の高温に耐えるだけの耐熱
性と強度を有しなければならない。

従フて、スペーサー１１は０．２〜０．４　ｎｗｎ程度
の厚さｔを有するステンレスｌ１ｌｌｉｉ１耐熟綱板等
が璃している。

（６） 前記突起部１６は第３図に示すようにビード状あるいは
襞杖のものや第４図に示すようにエンボス状（小突起１
６ａの集合体）のもの等が遺しているが、要はピストン
の頂部によフて押圧されて変形する機能を有することが
必要である。

本発明に係るヘッドガスケツ）Ｇを構成するスペーサー
１１は、ピストン４の頂部に対向するようにｔ！ＡｔＡ
室内に突出して設けられてそこに生ずるデッドボリュー
ムを除去するものであるがこのスペーサ−１１自体でこ
のデッドボリュームを完全に除去することは困難である
。ｂＹフて、この要求に満足するためにスペーサー１１
の一部に突起部１Ｂ（あるいは凹凸部）を形成し、この
突起部１６をピストンにより押圧してこれを変形させ、
この突起部１６の表面に内燃機関が作動した際に発生し
たカーボンの微粒子が充填されて実質的に燃焼室内のデ
ッドボリュームを減少することができるのである。

この現象を考慮すると、突起部１６が小さくピストンに
よフてこの突起部が変形するのに充分な大きさを有して
いない場合であフても、この突起部１６によフてカーボ
ンが捕捉されてスペーサー１１の表面に付着した場合に
は本発明の効果を奏することが可能である。

従りてこのスペーサー１１に形成する突起部１６は、ピ
ストンによフて押圧された場合に簡単に変形するもので
あると共に、この突起部１６の闇にカーボンの微粒子が
充填され、この微粒子が板状に固化してスペーサー１１
の表面が平坦な板状になることが必要である。

なお　このスペーサー１１に形成する突起部１５（ある
いは小突起部１６ａ等）の山や谷の高さと幅は内燃機関
の大きさや製作許容誤差等から実験的に決定されるもの
である。

第６図は第３の実施例に係るヘッドガスケットＧの断面
を示すもので、スペーサー１１がガスケット本体１０の
下面に位置して積層されており、第５図のものと実質的
に同様な作用効果を奏するものである。

次に本発明に係るヘッドガスケットの使用例を説明する
。

第７１１ｉＱは本発明に係るヘッドガスケットＧをシリ
ンダ（シリンダボディ）１とシリングヘッド３との間に
挿入して締付けた状態を示すもので、このヘッドガスケ
ツ）Ｇは前記第５図に示すようにガスケット本体１０の
上面に金属板からなるスペーサー１１が積層されたもの
である。そして前記シリンダ１内に往復自在に設けたピ
ストン４の頂部でスペーサー１１に形成した突起部１５
を押圧する寸法となフている。

このように内ｔ！Ａｍ関を組立てた後にクランクを軽く
回転させることによって前記スペーサー１１の突起部１
６をピストン４の頂部とシリンダヘッド３の間において
押圧して前記突起部１６をピストン４の頂部に合わせて
変形させるのである。

前記のようにして内燃機関を組立だ後、これを作動させ
ると第８図に示したように燃焼ガス中に含まれているカ
ーボンの微粒子Ｃがピストン４で押圧されて変形した突
起部のＭ（あるいはスペーサーの表面）に付着して充填
され、内（９） 燃機関の作動中の熱や圧力・等によフて固定される。

前記のようにカーボンの微粒子がスペーサー１１の表面
に固定されると、このスペーサー１１の下面が平坦な状
態となり、そしてスペーサー１１に付着したカーボンの
微粒子は内燃機関が作動すると次第に強固になるのであ
たかもシリングヘッド３の下面が下がフた状態となり、
第１図に示したデッドボリュームＤが実質的に減少する
こととなるのである。

本発明に係るヘッドガスケットは、通常のへラドガスケ
ットと弾性変形する耐熱性のあるスペーサーとを積層し
、このスペーサーのシリンダボア内に突出する部分に突
起部を形成し、この突起部はピストンの押圧力によフて
容易に変形し、さらにこのスペーサーの表面に燃焼ガス
中のカーボンの微粒子が容易に付着するように構成した
ことを特徴とするものである。

このようにｔＭ？ｉｊ！されに本発明のへラドガスケッ
トは内Ｉｍ関に使用されて、ピストンが上列（１０） 点に１桿した際にピストンの上面とシリンダヘッドの下
面との間に形成される間隙を帰カバ少することが可能と
なり、その結果燃焼室内にデッドボリュームが生ずるの
を防止することができるので、圧ｌ１ｉＩ率が従来の内
燃機関に比較して著しく向上する。

従って、本発明に係るヘッドガスケットを有する内ｔ！
Ａ４１関は燃焼効率が向上し、排気ガス中の有害成分を
減少することができるのである。

前記のように、本発明に係るヘッドガスケットはシリン
ダボアの内部に突出する部分を変形可能とするようにス
ペーサーを設ければ良いので、通常のへラドガスケット
を多少変形すれば簡単にこれを実施することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の内燃機関の燃焼室に生ずるデッドボリュ
ームの説明図、第２図は本発明に係るヘッドガスケット
の平面図、第３図は前記第２図におけるＡ−Ａ断面斜視
図、第４図は別の実施例に係るヘッドガスケットの要部
を示す斜視図、第５図および第６図、は本発明に係るヘ
ッドガスケットの要部を示す断面図である。 第７図は内燃機関が作動前の杖態を示し、第８図は内ｔ
！Ａ４１開が作動して本発明に係るヘッドガスケットに
カーボンが付着した杖態を示す断面図である。 １・・シリンダ、２・・ヘッドガスケット、３・・シリ
ングヘッド、４・・ピストン、５・・燃料０！酎弁、６
・・凹部、 Ｄ・・デッドボリューム、 Ｇ・・ヘッドガスケット、 １０・・ガスケット本体、１１・・スペーサー、１６・
・突起部。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　　斎　　下　　和　　彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内ｍ機関のシリンダヘッドとシリンダとの闇にｉけられ
   るヘッドガス・ケ・ントであフて、このヘッドガスケッ
   トは、ガスケット本体とこれに積層されたスペーサーと
   からなり、このスペーサーの一部はシリンダボア内に突
   出し、この突出した部分に突起部が形成されており、こ
   の突起部はピストンの頂部とシリンダヘッドの下面との
   闇で押圧されて変形してピストンの頂部とシリンダヘッ
   ドとの間の間隙を縮小するように横蔵されていることを
   特徴とする内ｔ！Ａｍ関川へラ用ガスケツＦ０