JPS59113372A

JPS59113372A - シリンダ・ヘツド・ガスケツト

Info

Publication number: JPS59113372A
Application number: JP22022582A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Akita; 宏明秋田
Original assignee: YUUSAN GASKET KK
Current assignee: YUUSAN GASKET KK
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1984-06-30

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】〔技術分野〕本発明は、エンジンのシリンダ・ヘッド（以下、単にヘ
ッドと言う）とシリンダ・ブロック（以下、単にブロッ
クと言う）との間ＩＪ介験されるシリンダ・ヘッド・ガ
スケットに関する。

〔従来技術〕

近年、エンジンは高馬力化、高回転化の傾向にあり、こ
の傾向は、燃焼圧力の増大および熱的負荷の増大を・ｂ
ｋらしている。また同時に、近年、エンジン番ま軽量化
の傾向にあり、この傾向はヘッドおよびブロックの剛性
の低下をもたらしている。

このため、ヘッドおよびブロックにおける燃焼圧力にＪ
：る４７．ｊ　造的変形および熱的９　？ｉｉｉににる
熱変形は、まずます１曽大している。

第１図は、前記構造的変形によるヘッドおよびブロック
の動きを示したものである。この図において、１はヘッ
ド、２はシリンダ・ヘッド・ガスケット、３はブロック
であり、矢印Ａは燃焼圧力ににるシリンダ・ボアの拡大
、矢印Ｂは燃焼圧力によるヘッド１の動き、矢印Ｃは燃
焼圧力によるボルト（ヘッド１をブロック３に取りイ・
」けるためのボルトであり、図示していない）上の応力
、ヘッド１とブロック３との間のギャップの拡大、およ
びシーリング応力の減少、矢印１〕はヘッド面の動きを
それぞれ示ず。

他方、第２図は、ヘッド１おにびブロック３の熱変形を
示したものであり、矢印Ｅはシール・ギャップの垂直変
化、矢印Ｆはガスケット２の水平方向の動き、矢印Ｇは
シリンダの熱膨張、ト１はヘッド面の撓みを示す。

このような環境条件下においては、シリンダ・ヘッド・
ガスケットは、ヘッドおよびブロックに単純に静的に接
触するのではなく、動的に接触することとなる。したが
って、その環境条件は極めて苛酷なものとなっている。

しかるに、従来は、一般に、第１図に例示されるような
、鋼板の両面に非金属材料のシート状材を圧着してなる
シリンダ・ヘッド・ガスケットが多用されていた。第１
図の従来のシリンダ・ヘッド・ガスケットの構造をさら
に詳しく説明すると、ガスケット本体４は、両面に爪５
を打ち抜かれた鋼板６と、この鋼板６の両面に圧着され
たシート状材７とからなり、前記シー１〜状材７はゴム
と石綿との混合物からなる。そして、前記ガスケット本
体４のうち、シリンダ孔８の周辺部分には、エンジンの
シリンダ内の燃焼ガスをシールするためのグロメット９
が、該周辺部分の両面を挾むようにして装着されている
。

また、ガスケット本体４のうち・の、水孔または油孔１
０の周辺には、液状ガスケット１１が塗布されている（
なお、水孔または油孔１０に、ゴム製のリングを嵌合す
ることもある）。

このような従来のシリンダ・ベッド・ガスケットにおい
ては、（イ）グロメット９装着部に大きな応力が作用すると、
シート状材７が圧縮弾性限度を越えてしまうので、第６
図の曲線Ｐに示されるように、グＯメット９装着部全体
としτも圧縮弾性限度を越えてしまう。その結果、シー
リング応力の低下、シーリング・ギャップの拡大、ひい
てはガス漏れおよびグロメット９の破損へと発展しやす
い。

（ロ）多大な熱角荷が掛ることにより、グロメット９装
肴部において、シート状材７がクリープを起こしやづく
、これによってもガス漏れを発生しやずい。

（ハ）水孔ａ３よび油孔１０の周辺部分は、シールが不
十分になりがちであるので、前記のように液状ガスケッ
ト１１を塗布したり、ゴム製のリングを装着していたが
、これらの作業は手間が掛り、シリンダ・ヘッド・ガス
ケットの生産性を低下させる。また、液状ガスケット１
１を塗布覆る場合には、必ずしも満足すべきシール効果
を得ることができない。

（ニ）水孔および油孔１０の周辺のシールを４−分にす
るため、ボルトの締め付は力を大きくづると、ボルト周
辺部においてシート状材７に過大な荷重が作用し、その
圧縮弾性限度を越えてしまい、ガスケット本体４が破壊
してしまう。

等の種々の欠点があった。

また、近年、シリンダ・ヘッド・ガスケット以外のガス
ケットとして、鋼板の両面にゴム単体の薄い層を被覆し
たガスグツトが使用されるようになつＣきた。

しかし、この種の従来のガスケットでは、フランジ等の
接合面の剛性が小さい場合および締め付は力が大きい場
合には、前記ゴム層が圧縮弾性限度を越えて横流れ（フ
ロー）し、１へルクダウンヲ増大せしめていた。また、
これに付随して、前記接合面の熱変形または構造的変形
（熱的負荷に基づかない変形）が増大し、漏れを引き起
こすことがしＩＪ’　Ｌ、ばあっだ。さらに、鋼板に被
覆されている層がゴム！１１体の層であるため、耐熱温
石限界は、通常では１５０’ｃｆ２度であり、高）品の
環境下では使用できないという欠点もあった。

（発明の目的〕本発明は、このような事情に鑑みてなされノｃもので、
非常に大きな応カ°１ｂ１熱的負荷が掛る苛酷な環境条
件下でも、安定して、優れたガスシール性能を維持する
ことができるとともに、ボルトの締め付は力を大きくす
ることなく、水孔ｃ６よび油孔の周辺のシールを良好に
維持することができ、しかも生産性を向上することがで
きるシリンダ・ヘッド・ガスケットを提供することを目
的とする。

（発明の１１−１成）上述のような目的を達成する本発明によるシリンダ・ヘ
ッド・ガスケットは、金属板に、石綿等の圧縮性繊組と
ゴム等のエラストマーとの混合物からなる薄い層を被覆
してなるガスケット本体と、このガスケット本体に貫邂
された水孔、油孔およびシリンダ孔と、前記ガスケット
本体に、プレス加工により、前記水孔および前記油孔の
周囲を囲むように形成された突起と、前記ガスケット本
体のうちの、前記シリンダ孔の周辺に装着された金属製
のグロメットとを有してなるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示ず実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

第４図および第５図は、本発明の一実施例を示す。本実
施例において、ガスケット本体１２は、鋼板等の金属板
１３と、この金属板１３の両面に被覆された石綿とゴム
との混合物からなる薄い層（以下、被覆材層と白う）１
４とからなる。ここで、前記被覆材層１４の厚さは、例
えば、片面で１５０〜２００μ程度とされる。

前記ガスケット本体１２には、シリンダ孔１５と、冷却
水を通過さＶるための水孔１６と、潤滑油を通過させる
ための油孔１７とが貫通されている。前記ガスケット本
体１２のうちの、シリンダ孔１５の周辺部分には、ステ
ンレス鋼等の金属製のグロメット１８が、該周辺部分の
両面を挾むようにして装管されている。また、前記ガス
ケット本体１２のうちの、水孔１６、油孔１７の周辺の
部分には、それぞれ、これらの孔１６．１７の周囲を囲
むようにして、横断面円弧状、かつ上方から見て環状の
突起１９．２０が、プレス加工により形成されている（
なお、突起１９の断面は、第５図に示されるが、突起２
０の断面形状も、突起１９のそれと全く同様である）。

なお、前記被覆材層１４におけるゴムと石綿との混合比
・率は、例えば、ゴム１車岳部に対して石綿５小ｈｉ部
以上とすることが好ましく、石綿の比率がそれにり少な
くなると、突起１９．２０をプ１ノス加工したどきに、
被ｉｔａ層１４がυ１れてしまう。最も好ましいゴムと
石綿との混合比率は、ゴム１重Ｆｉ１部に対して石綿７
！Ｆｗ部程痕である。

このシリンダ・ヘッド・ガスケットにおいては、グロメ
ット１８装着部に存在する非金属材料は、被覆材層１４
のみであり、該グロメット１８装着部の他の部分（グロ
メット１８−３よび金属板１３）は、全て金属である。

したがって、グロメット１８装着部に非常に大きな応力
が作用しても、圧縮弾性限度を越えるのは被覆材層１４
のみであり、かつこの被覆材層１４は薄い層であるので
、圧縮弾性限度を越えたとしても、グロメット装着部１
８全体としては実質的な影響はない。ｔなわち、グロメ
ット１８装着部全体としては、第６図の曲線Ｑに示され
るように、非常に大ぎな応力を受けても圧縮弾性限度を
越えることがない。それ故、クロメ装着−１８装着部に
非常に大きな応力が作用しても、従来のようにシーリン
グ応力の低下、シーリング・ギャップの拡大、ひいては
ガス漏れおよびグロメット１８の破損等を招くことがな
い。

また、多大な熱負荷が川ることにより、被覆材層１４が
クリープを起こしたとしても、前述のように、被覆材層
１４は曹い層であるため、グロメット１８装着部全体と
してはその影響を受けることがないので、ガス漏れを発
生することらない。

また、このシリンダ・ヘッド・ガスケットでは、突起１
９．２０が８Ωけられていることにより、ヘッドおにひ
ブ［１ツクに対Ｊる接触面積が制限されるので、小さく
Ｔポル］〜締めｆ−１け力で、水孔１６および油孔１７
の周囲において十分な接触圧が得られる。したがって、
小さなポル１へ締め付は力で、水孔１６おＪ：び油孔１
７の周辺を極めて良好にシールすることができる。

また、被覆材層１４がゴム単体ではなく、石綿とゴムと
の）ｎ合物からなるため、仮にボルト孔２１の周）２２
部に大ぎな応ツノが集中したとしても、該部分において
、被覆材層１４が圧縮弾性限度を越えて横流れし、トル
ク保持力を低下さけることがない。

また、上）！１１のように？／！！　ｍ　’ｔＡ層１４
がゴム単体ではなく、石綿とゴムとの混合物からなるた
め、高温の環境下においても支障を生じることがない。

また、仮に、金属板１３をゴム単体の層で被覆覆るもの
どＪると、金属板１３が非常に薄いならば、突起１９．
２０をプレス加］：により形成することが可能であるが
、実際には、シリンダ・ヘッド・ガスケットとして必要
な強度を維持するため、金属板１３にはある程度の厚さ
が必要である（例えば鋼板の場合、ｏ、ａｍｍ程度）の
で、前記プレス加工を行うと、前記ゴム層が割れてしま
う。しかるに、このシリンダ・ヘッド・ガスケットでは
、被覆材層１４がゴム単体ではなく、石綿とゴムとの混
合物からなるため、前述のように、その混合比率を適当
に選択すれば、突起１９．２０を、プレス加工によって
何ら支障なく形成Ｊることができる。

そして、突起１９．２０はプレス加工により形成される
ので、従来のように水孔および油孔の周辺に液状ガスケ
ットを塗布したり、ゴム製のリングを装着したりする場
合に・比べ、シリンダ・ヘッド・ガスケットの生ｒ性を
向上させることができる。

第７図は、本発明の他の実施例を示し、グロメット１８
をワイヤリング２２およびガスケット本体１２に装着し
たものである。なお、他の構成は前記実施例の場合と同
様である。（前記実施例の３５３２合と同一の構成要素
は、同一符号をもって示している）。

このようにグロメット１８内にワイヤリング２２が収容
されるようにすると、ワイヤリング２２に応力が集中Ｊ
ることにより、グロメット１８とシリンダ・ヘッド・ガ
スケットおよびブロックとの接触面１１′１が制限され
、その接触圧を高めることができるので、ガスシーリン
グ特性を一層向上さけることができる。

なａ３、前記各実施例では、被覆材層を石綿とゴムとの
混合物により４ｊ４成しているが、本発明においては、
石綿の代りにケブラ（商品名、デュポン社製）等の他の
種の圧縮１ｉ繊維を、また前記ゴムの代りに伯の杆のエ
クス１〜マーを、それぞれ用いてもよいことｔまムうま
でしない。

〔発明の効果〕

以上のにうに本発明によるシリンダ・ヘッド・ガスケッ
トは、金属板の両面に、石綿等の圧縮性繊維とゴム等の
１ラストマーとの混合物の薄い層を被覆してガスケット
本体を構成し、このガスケット本体のシリンダ孔の周）
９部分に金属製のグロメットを装着するとともに、水孔
および油孔の周囲を囲む突起をプレス加工によって形成
したことにより、（イ）グロメット装着部に非常に大きな応力が作用して
も、グロメット装着郡全体としては圧縮弾性限度を越え
ることがないので、従来のようにシーリング応力の低下
、シーリング・ギャップの拡大、ひいてはガス漏れおよ
びグロメッ１〜の破損等を招（ことがない。

（ロ）多大な熱負荷が掛ることにより、被覆材層がクリ
ープを起こしたとしても、グロメット装着郡全体として
はイの影響を受【ノることがないので、ガス漏れを発生
することがない。

（ハ）突起が設けられていることにより、水孔および油
孔の周囲において」−分な接触圧が得られるので、小さ
なボルト締め付は力で、水孔おにび油孔の周辺を極めて
良好にシールすることができる。

（ニ）被ｒｄ４Ａ層がエラス］・マー単体ではなく、圧
縮性繊維とエラストーマ−との混合物からなるので、仮
にボルト孔の周辺部に大きな応力が集中したとしても、
該部分にａ３いて、被覆材層が圧縮弾性限度を越えで横
流れし、トルク保持力を低下させることがない。

（ホ）上）ｔ［のように被ｋＴｉ　Ｕ　Ｇがエラストマ
ー単体ではなく、圧縮性繊維とエラストマーとの混合物
からなるので、裔−出御の環境下においても支障を生じ
ることが”ない。

（へ）上述のにうに被覆材層がエラストマー単体ではな
く、圧縮性繊維とエラストマーとの混合物から／Ｙるの
で、突起を、プレス加工によって何ら支障なく形成する
ことができる。

（ト）突起をプレス加工で形成することにより、水孔お
にび油孔の周辺に液状ガスケットを塗布したり、ゴｌへ
りのリングを装着したりする必要がなくなるので、シリ
ンダ・ヘッド・ガスケットの生産性を向上させることが
できる。

等の優れた効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘッドおよびブ１コックの燃焼圧力による動き
を示す説明図、第２図はヘッドおよびブロックの熱変形
を示す説明図、第３図は従来のシリンダ・ヘッド・ガス
ケットをポリ断面図、第４図は本発明によるシリンダ・
ヘッド・ガスケットの一実施例を示す平面図、第５図は
第４図のｖ−ｖ線における断面図、第６図は前記第３図
の従来のシリンダ・ヘッド・ガスケットおよび前記実施
例におけるグロメット装着部の圧縮応力と歪みとの関係
を示す圧縮応力−歪線図、第７図は本発明の他の実施例
を示す断面図である。１２・・・ガスケット本体、・１３・・・金属板、１４
・・・被覆材層、１５・・・シリンダ孔、１６・・・水
孔、１７・・・油孔、１８・・・グロメット、１９．２
０・・・突起。特許出願人　　ニーリンガスケット株式会社代理人　　
　　弁理士　　　大　森　　車箱１図第２図手続補正書昭和５８年５月２乙日特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿１、事件の表示昭和５７年特許願第２２０２２５号２、発明の名称シリンダ・ヘッド・ガスケット３、補正をする者事件との関係　　　特許出願人スシトシデシオＮＺｆ３レイ７５キ住　　所　　静岡県駿東郡小山町−色３０５番地氏　名
（名称）　　ニーサンガスケット株式会社４、代理人７、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄８、補正の内容１〉明細書第３ページ第１０行の「第１図」を「第３図
」と補正する。２）明細書第３ページ第１０行の「第１図」を「この第
３図Ｊと補正する。３）明細書第４ページ第１６行の「熱負荷」を「熱的負
荷」と補正する。４）明細書第８ページ第１行の「油孔１７」の次に［と
、ボルト孔２１］を挿入する。５）明細書第９ページ第１７行の「熱負荷Ｊを「熱的負
荷」と補正する。６）明細書第１３ページ第１３行の「熱負荷」を「熱的
負荷」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

金属板に、圧縮性Ｉｔ（ＩｔとＪラストマーとの混合物
からむる薄い層を被覆してなるガスケット本体と、この
ガスケット本体に貫通された水孔、油孔およびシリンダ
孔と、前記ガスケット本体に、プレス加工により、前記
水孔および前記油孔の周囲を囲むように形成された突起
と、前記ガスケット本体のうちの、前記シリンダ孔の周
辺に装着された金属製のグロメットとを有してなるシリ
ンダ・ヘッド・ガスケット。