WO2017086469A1 - シリンダヘッドガスケット - Google Patents

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得徳 柳
侑己 中川
高紀 安齋
中嶋　光康
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    • F16J15/0818—Flat gaskets
    • F16J2015/0868—Aspects not related to the edges of the gasket

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder head gasket, and more particularly to a cylinder head gasket capable of suppressing the heat conduction in the surface direction of the gasket.
  • An engine such as a motor vehicle has a cylinder block having a cylinder bore and a cylinder head provided thereon.
  • a cylinder head gasket is mounted between the cylinder block and the cylinder head to seal between the two.
  • the cylinder block becomes extremely hot.
  • the cylinder head gasket transfers the heat of the cylinder block to the cylinder head, thereby reducing the temperature difference between the cylinder block and the cylinder head, suppressing the generation of stress due to the temperature difference between the two, and achieving stable sealing. I try to maintain it.
  • the heat transferred from the cylinder block to the cylinder head gasket is particularly hot around the bore holes formed correspondingly to the cylinder bores in which the mixture burns, and becomes lower as it is separated from the bore holes.
  • a high thermal conductivity peripheral member having high thermal conductivity has been integrated by welding or the like at the peripheral portion of the bore hole of the metal plate constituting the cylinder head gasket.
  • a cylinder head gasket has been proposed in which the heat around the bore hole is actively conducted to the cylinder head and the temperature difference between the cylinder block and the cylinder head can be made uniform early (Patent Document 1).
  • the engine is required to further improve the combustion efficiency and tends to be higher in temperature. Therefore, it is required to more efficiently reduce the temperature difference between the cylinder block and the cylinder head by efficiently transmitting the heat of the cylinder block to the cylinder head.
  • the inventors of the present invention have found out the following new problems as a result of intensive studies on a technique for efficiently thermally transferring the heat of the cylinder block to the cylinder head when the cylinder head gasket is interposed.
  • the heat of the cylinder block is transmitted not only to the cylinder head through the cylinder head gasket, but also the heat transmitted from the bore hole is also transmitted to the surface direction of the cylinder head gasket.
  • the heat conduction in the surface direction of the cylinder head gasket reduces the efficiency of heat conduction to the cylinder head side, and contributes to the impediment of making the temperature difference between the cylinder block and the cylinder head uniform early.
  • this invention makes it a subject to provide the cylinder head gasket which can suppress the heat conduction of the surface direction of a gasket.
  • a cylinder head gasket interposed between a cylinder block and a cylinder head of an engine comprising: At least one bored plate in which a bore hole corresponding to the cylinder bore of the cylinder block is formed, and a main plate arranged to surround the bored plate.
  • a cylinder head gasket characterized in that the bored plate and the main plate are separated without being in contact with each other and connected via a heat insulating member.
  • An intermediate plate corresponding to a water jacket provided around the cylinder bore, between the main plate and the bored plate, The main plate, the intermediate plate and the bored plate are separated without contacting each other,
  • the cylinder head gasket according to claim 1 wherein the main plate, the intermediate plate, and the bored plate are connected to each other through a heat insulating member.
  • the cylinder head gasket according to claim 1 or 2 wherein the heat insulating member is formed of a rubber-like elastic material. 4.
  • the cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 6, characterized in that 8.
  • a cylinder head gasket interposed between a cylinder block and a cylinder head of an engine comprising: At least one bored plate in which a bore hole corresponding to the cylinder bore of the cylinder block is formed, and a main plate arranged to surround the bored plate.
  • the cylinder head gasket, wherein the bored plate and the main plate are connected via a heat insulating member and a metal bridge member.
  • 9. 9 The cylinder head gasket according to claim 8, wherein at least one bridge member is provided per one bored plate. 10.
  • a cylinder head gasket that can suppress the heat conduction in the surface direction of the gasket and can reduce the temperature distribution.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (ii)-(ii) in FIG. 1 showing the cylinder head gasket shown in FIG. 1 interposed between the cylinder block and the cylinder head.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a cylinder head gasket according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line (ii)-(ii) in FIG. 1
  • FIG. 3 is (iii) in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line (iii)
  • FIG. 4 shows a state in which the cylinder head gasket shown in FIG. 1 is mounted between the cylinder block and the cylinder head along the line (ii)-(ii) in FIG.
  • FIG. 4 shows a state in which the cylinder head gasket shown in FIG. 1 is mounted between the cylinder block and the cylinder head along the line (ii)-(ii) in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a cylinder head gasket according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line (ii)-(ii) in FIG. 1
  • FIG. 3 is (iii) in FIG.
  • the cylinder head gasket 1 is a gasket mounted between the cylinder block 100 and the cylinder head 200 of the engine.
  • the cylinder head gasket 1 may have at least the bored plate 3 and the main plate 5. In this case, the bored plate 3 and the main plate 5 are separated without being in contact with each other.
  • an intermediate plate 4 corresponding to a water jacket provided around the cylinder bore is provided between the main plate 5 and the bored plate 3.
  • the main plate 5, the intermediate plate 4 and the bored plate 3 are separated without contacting each other.
  • the bored plate 3 has at least one bore 31 provided corresponding to the cylinder bore of the cylinder block 100.
  • the bored plate 3 is formed in a ring shape around a bore 31 corresponding to a cylinder bore 101 formed in the cylinder block 100.
  • the bored plates 3 are provided corresponding to the number of cylinder bores 101. In the present embodiment, since the number of the cylinder bores 101 is four, four plates with bored holes 3 are provided corresponding to the number.
  • the middle plate 4 corresponds to the water jacket 102 provided around the cylinder bore 101 of the cylinder block 100, and is arranged to close the upper side of the water jacket 102.
  • the intermediate plate 4 is formed of a single plate disposed between the bored plate 3 and the main plate 5 and is formed to surround the outer periphery of each bored plate 3 disposed inside. .
  • an appropriate number of passage holes 41 for circulating the cooling water in the water jacket 102 are formed.
  • the main plate 5 is arranged to surround the bored plate 3 in a mode without the intermediate plate 4.
  • the main plate 5 is formed of one plate formed so as to surround the outer periphery of the intermediate plate 4 and constitutes the outermost periphery of the cylinder head gasket 1. That is, all bored plates 3 and the intermediate plate 4 are disposed inside the main plate 5.
  • the main plate 5 is formed with an appropriate number of bolt holes 51 for inserting a bolt shaft when the cylinder head 200 is bolted to the cylinder block 100, and an appropriate number of passage holes 52 for circulating oil. ing.
  • a seal portion 53 made of a rubber-like elastic material having a bead is provided at the peripheral portion of each flow path hole 52.
  • the rubber-like elastic material constituting the seal portion 53 include NBR (nitrile rubber), ACM (acrylic rubber), HNBR (hydrogenated nitrile rubber), FKM (fluororubber) and the like.
  • the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 are all flat. No seal bead or the like is formed on any of the plates.
  • a metal material can be used as a material which forms each plate 3,4,5.
  • a metal material aluminum, copper or copper alloy, iron or iron alloy, stainless steel (SUS) etc. are mentioned, for example. From the viewpoint of enhancing the thermal conductivity, aluminum, copper or a copper alloy is preferable, and further, from the viewpoint of manufacturing the gasket, aluminum is preferable.
  • Each plate 3, 4, 5 may be formed of the same material, but may be formed of different materials.
  • the bored plate 3 near the cylinder bore 101 and the intermediate plate 4 have higher heat than the main plate 5 farthest from the cylinder bore 101
  • the cylinder head 200 needs to be conducted.
  • the bored plate 3 and the intermediate plate 4 are preferably formed of a material having a thermal conductivity higher than that of the main plate 5.
  • the material having high thermal conductivity is preferably made of, for example, aluminum, copper, or a copper alloy.
  • adjacent bored plate 3 and intermediate plate 4, intermediate plate 4 and main plate 5 are not in contact with each other but separated and separated by a predetermined distance as described above. .
  • the bored plate 3 and the intermediate plate 4, and the intermediate plate 4 and the main plate 5 are connected to each other via the heat insulating members 6 and 7.
  • the bored plates 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 are integrated.
  • the heat insulating member 6 is provided across the plates 3 and 4 so as to integrally connect the outer peripheral end face 3a of each bored plate 3 and the inner peripheral end face 4a of the intermediate plate 4 respectively.
  • the heat insulating member 7 is provided across the plates 4 and 5 so as to integrally connect the outer peripheral end surface 4 b of the intermediate plate 4 and the inner peripheral end surface 5 a of the main plate 5.
  • the intermediate plate 4 and the main plate 5 are integrally connected by the heat insulating members 6 and 7, these heat insulating members 6 and 7 can be used to Thermal conduction across the plates 3, 4, 5 is interrupted.
  • the heat of each plate 3 with bore holes which becomes the highest temperature, is blocked by the heat insulating member 6 and is hardly transmitted to the intermediate plate 4. Further, the heat of the intermediate plate 4 is also blocked by the heat insulating member 7 and is hardly transmitted to the main plate 5.
  • the heat insulating members 6, 7 can connect the adjacent bored plates 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5, and thermally insulate between the adjacent bored plates 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 And the material which can prevent the heat conduction of the surface direction of cylinder head gasket 1.
  • a specific material is not particularly limited, a rubber-like elastic material is preferable from the viewpoint of being inexpensive and easy to form.
  • the heat insulating members 6 and 7 made of a rubber-like elastic material are shown.
  • Specific rubber-like elastic materials used for the heat insulating member 6 include FKM (fluorinated rubber), VMQ (silicone rubber) and the like.
  • NBR nitrile rubber
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • FKM fluororubber
  • the rubber-like elastic materials (the heat insulating members 6, 7 and the sealing portion 53) used for the cylinder head gasket 1 are all particularly from the viewpoint of combining the integral molding and the manufacturing conditions (secondary vulcanization). It is preferable to use FKM (fluorinated rubber) that can cope with FKM (fluorinated rubber)
  • seal beads 61 and 71 on the respective heat insulating members 6 and 7 made of a rubber-like elastic material. As a result, it is not necessary to form the bead by bending the plate, and the cylinder head gasket 1 having the bead can be easily configured.
  • the seal beads 61 respectively project on the front and back of the heat insulating member 6 and are formed so as to surround the bored plate 3.
  • the seal bead 71 is formed so as to project on the front and back of the heat insulating member 7 and to surround the intermediate plate 4.
  • the heat insulating members 6, 7 are made of rubber-like elastic material and the seal beads 61, 71 are integrally formed on the heat insulating members 6, 7, the cylinder head is bolted to the cylinder block with the cylinder head gasket 1 interposed therebetween.
  • the bolt fastening load fastening torque
  • the seal beads 61 and 71 made of a rubber-like elastic material are compressed to enable sealing.
  • the bolt fastening load can be reduced, there is also an effect that the bore deformation can be suppressed. That is, when the bolt fastening load is large, a strong compressive load is applied to the bore portion of the cylinder block, the bore cylinder is distorted, and as a result, the friction of the piston increases, which may cause a decrease in fuel consumption.
  • the seal beads 61 and 71 are not metal beads but rubber-like elastic material, compression of the rubber-like elastic material forms a good sealing state even if the bolt fastening load is reduced. be able to. For this reason, generation
  • the required rigidity of the engine block can be lowered, weight reduction and cost reduction of the engine block can be expected.
  • the heat insulating members 6 and 7 made of a rubber-like elastic material are disposed between the outer peripheral end face 3 a of the bored plate 3 and the inner peripheral end face 4 a of the intermediate plate 4, and the outer peripheral end face 4 b of the intermediate plate 4 and the main plate 5.
  • the respective plates 3 with bores, the intermediate plate 4 and the main plate 5 are integrally connected by being separately baked over the peripheral end face 5a.
  • the heat insulating members 6 and 7 having the seal beads 61 and 71 have the thickness of the plate 3 with a bored hole, the intermediate plate 4 and the main plate 5 over the entire circumference of the seal beads 61 and 71 on the inner peripheral side or outer peripheral side. It is preferable to have thin portions 62 and 72 formed thin. When the seal beads 61, 71 are compressed between the cylinder block 100 and the cylinder head 200 by the thin portions 62, 72, the deformed seal beads 61, 71 are accommodated in the thin portions 62, 72.
  • the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 are collectively referred to as the plate if necessary.
  • middle plate 4 these are named generically and they are only called a plate as needed.
  • the thin portion 62 is formed on the inner peripheral side of each seal bead 61, and the thin portion 72 is formed on the outer peripheral side of the seal bead 71. Since each seal bead 61, 71 is easily deformed so as to fall toward the thin portion 62, 72 when compressed, as shown in FIGS. 2 and 3, the seal bead 61 has an outer peripheral side, a seal bead In 71, the inner peripheral side is the inclined surfaces 61a and 71a, respectively.
  • each heat insulating member 6 7 at least a portion disposed between the adjacent bored plates 3, 3, specifically, the heat insulating member 6 connecting the bored plates 3 and the intermediate plate 4; As shown in FIG. 2, it is preferable to form a lightening portion 63 penetrating the front and back of the gasket at a portion disposed between the adjacent bored plates 3, 3.
  • two lightening portions 63 including the lightening portion 63 between the adjacent bored plates 3, 3 are formed.
  • the portion of the heat insulating member 6 disposed between the bored plates 3, 3 is also exposed to high temperature at all times, so it is a portion with high heat load.
  • the through holes 63 form an air layer to exhibit a heat insulating effect. For this reason, the heat load of the heat insulation member 6 can be reduced, and the durability of the heat insulation member 6 can be improved.
  • the lightening part 63 is partially provided in the site
  • the most preferable cylinder head gasket 1 having the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 has been exemplified, but in order to solve the problems of the present invention, It suffices to have a plate. Therefore, it may only have the bored plate and the main plate outside the bored plate, and may further have four or more types of plates. The same applies to the other embodiments described later.
  • the bored plate, the intermediate plate, and the main plate are connected via a heat insulating member and a metal bridge member.
  • a second embodiment of the present invention will be described.
  • the description of the first embodiment is incorporated into the same configuration as that of the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of a cylinder head gasket according to the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along line (vi)-(vi) in FIG. 5, and FIG. (Vii)-(vii) of FIG.
  • the difference between the cylinder head gasket 1 and the first embodiment is that the heat insulating member is provided between the bored plate 3 and the intermediate plate 4 or between the bored plate 3 and the intermediate plate 4 and the main plate 5. Not only that, the heat insulating members 6 and 7 are connected to the metal bridge members 8 and 9 respectively.
  • metal bridge members 8 and 9 are integrally connected to bored plate 3 and intermediate plate 4, intermediate plate 4 and main plate 5, and have adjacent bored holes.
  • the plate 3 and the intermediate plate 4 are connected, and the intermediate plate 4 and the main plate 5 are connected. That is, the bored plate 3 and the main plate 5 are continuous with the bridge members 8 and 9 interposed therebetween.
  • the bridge members 8 and 9 can be integrally formed by press forming together with the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5.
  • the bridge members 8 and 9 are formed separately from the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 and joined to the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5. May be
  • the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 are integrated members before the assembly of the cylinder head gasket, thereby reducing the number of parts. It can be done. Furthermore, handling is easy without the relative positional relationship between the bored plate 3, the intermediate plate 4 and the main plate 5 changing. The absence of changes in the relative positional relationship facilitates assembly and manufacture of the cylinder head gasket.
  • At least one bridge member 8, 9 is provided per one bored plate 3.
  • the number of the bridge members 8 and 9 should be as small as possible. By reducing the number of heat transfer from the bored plate 3 to the intermediate plate 4 and the main plate 5 by reducing the number of the bridge members 8 and 9, the bored plate 3 and the intermediate plate before assembling the cylinder head gasket 4 and the main plate 5 can be integrated.
  • the bridge members 8 and 9 be provided at places where movement such as opening and sliding between the cylinder block 100 and the cylinder head 200 is small, that is, four places near the bolt holes 51 or the like.
  • the bridge members 8 and 9 are preferably covered by rubber members 60 and 70.
  • the material of the rubber members 60 and 70 may be the same as the rubber-like elastic material mentioned in the heat insulating members 6 and 7 in the first embodiment described above. By covering these rubber members 60 and 70, there is an effect of reinforcing the bridge members 8 and 9.
  • the intermediate plate 4 and the bored plate 3 are separated without contact with each other, and they are connected via the heat insulating member, Heat transfer can be suppressed.
  • the plates 3, 4 and 5 are separated, there remains a problem that positioning and assembly of the plates 3, 4 and 5 in the rubber baking become complicated.
  • Cylinder head gasket 3 Plate with bore 3a: Outer peripheral end face 31: Bore hole 4: Intermediate plate 4a: Inner peripheral end face 4b: Outer peripheral end face 41: Channel hole 5: Main plate 5a: Inner peripheral end face 51: Bolt hole 52: flow passage hole 53: seal portion 6: heat insulation member 61: seal bead 61a: inclined surface 62: thin wall portion 63: thin portion 7: heat insulation member 71: seal bead 71a: inclined surface 72: thin wall portion 8: bridge member 9: Bridge member 60: Rubber member 70: Rubber member

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Abstract

本発明は、ガスケットの面方向の熱伝導を抑制できるようにしたシリンダヘッドガスケットを提供することを課題とし、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるシリンダヘッドガスケット１であって、前記シリンダブロックのシリンダボアに対応するボア孔３１が形成された少なくとも１つのボア孔付きプレート３と、前記ボア孔付きプレート３を取り囲むように配置されるメインプレート５とを備え、前記ボア孔付きプレート３及び前記メインプレート５は、互いに接することなく分離され、断熱部材７を介して連結されていることで解決される。

Description

シリンダヘッドガスケット
　本発明はシリンダヘッドガスケットに関し、詳しくは、ガスケットの面方向の熱伝導を抑制できるようにしたシリンダヘッドガスケットに関する。
　自動車等のエンジンは、シリンダボアを有するシリンダブロックと、その上に設けられるシリンダヘッドとを有している。シリンダブロックとシリンダヘッドとの間にはシリンダヘッドガスケットが装着され、両者の間をシールしている。
　エンジンは、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内で混合気を燃焼させるため、シリンダブロックが極めて高温になる。シリンダヘッドガスケットは、このシリンダブロックの熱をシリンダヘッドに伝えることで、シリンダブロックとシリンダヘッドとの温度差を少なくし、両者間の温度差に起因する応力の発生を抑え、安定したシール性の維持を図るようにしている。
　シリンダブロックからシリンダヘッドガスケットに伝わる熱は、混合気が燃焼するシリンダボアに対応して形成されたボア孔の周辺が特に高温になり、ボア孔から離れるに従って低くなる。このため、従来、シリンダヘッドガスケットを構成する金属プレートのボア孔の周縁部に、熱伝導性の高い高熱伝導性の周縁部材を溶接等で一体化していた。これによりボア孔周辺の熱をシリンダヘッドに積極的に伝導させ、シリンダブロックとシリンダヘッドとの温度差を早期に均一化できるようにしたシリンダヘッドガスケットが提案されている（特許文献１）。
特開２０１１－１４４９１２号公報
　近年、エンジンは燃焼効率のさらなる向上が求められ、より高温化する傾向にある。このため、シリンダブロックの熱をシリンダヘッドに効率良く伝達することで、シリンダブロックとシリンダヘッドとの温度差をより効率的に低減することが求められている。
　本発明者は、シリンダヘッドガスケットを介在させた場合に、シリンダブロックの熱をシリンダヘッドへ効率的に熱伝導する技術について鋭意検討したところ、次のような新たな課題を見出した。
　すなわち、シリンダブロックの熱は、シリンダヘッドガスケットを介してシリンダヘッドに伝達されるだけでなく、ボア孔から伝達された熱がシリンダヘッドガスケットの面方向にも伝達される。
　このシリンダヘッドガスケットの面方向の熱伝導は、シリンダヘッド側への熱伝導の効率を低下させ、シリンダブロックとシリンダヘッドとの温度差の早期均一化を妨げる一因となる。
　そこで、本発明は、ガスケットの面方向の熱伝導を抑制できるシリンダヘッドガスケットを提供することを課題とする。
　本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
　上記課題は、以下の各発明によって解決される。
　１．エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットであって、
　前記シリンダブロックのシリンダボアに対応するボア孔が形成された少なくとも１つのボア孔付きプレートと、前記ボア孔付きプレートを取り囲むように配置されるメインプレートとを備え、
　前記ボア孔付きプレート及び前記メインプレートは、互いに接することなく分離され、断熱部材を介して連結されていることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
　２．前記メインプレートと前記ボア孔付きプレートとの間に、前記シリンダボアの周囲に設けられたウォータージャケットに対応する中間プレートを有し、
　該メインプレートと該中間プレートと該ボア孔付きプレートは、互いに接することなく分離されており、
　該メインプレートと該中間プレートと該ボア孔付きプレートは、各々断熱部材を介して連結され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ガスケット。
　３．前記断熱部材は、ゴム状弾性材料によって形成され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ガスケット。
　４．前記ボア孔付きプレートと前記中間プレートは、前記メインプレートよりも熱伝導性の高い材料によって形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載のシリンダヘッドガスケット。
　５．前記断熱部材に、シールビードが一体形成されていることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
　６．前記断熱部材は、前記シールビードの内周側又は外周側に、前記プレートの厚みよりも薄く形成された薄肉部を有していることを特徴とする請求項５記載のシリンダヘッドガスケット。
　７．前記断熱部材の部位であって、前記ボア孔付きプレートと、これに隣接するボア孔付きプレートとの間で、シリンダボアからの熱によってより高温になる部位に、ガスケットの表裏に貫通する肉抜き部を形成したことを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
　８．エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットであって、
　前記シリンダブロックのシリンダボアに対応するボア孔が形成された少なくとも１つのボア孔付きプレートと、前記ボア孔付きプレートを取り囲むように配置されるメインプレートとを備え、
　前記ボア孔付きプレート及び前記メインプレートは、断熱部材及び金属製のブリッジ部材を介して連結されていることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
　９．前記ブリッジ部材は、１枚のボア孔付きプレートあたりに少なくとも１本が設けられていることを特徴とする請求項８記載のシリンダヘッドガスケット。
　１０．前記ブリッジ部材は、ゴム部材によって被覆されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のシリンダヘッドガスケット。
　１１．前記断熱部材は、ゴム状弾性材料であることを特徴とする請求項８又は９に記載のシリンダヘッドガスケット。
　１２．前記断熱部材に、シールビードが一体形成されていることを特徴とする請求項８～１１の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
　１３．前記断熱部材は、前記シールビードの内周側又は外周側に、前記プレートの厚みよりも薄く形成された薄肉部を有していることを特徴とする請求項１２記載のシリンダヘッドガスケット。
　１４．前記断熱部材の部位であって、前記ボア孔付きプレートと、これに隣接するボア孔付きプレートとの間で、シリンダボアからの熱によってより高温になる部位に、ガスケットの表裏に貫通する肉抜き部を形成したことを特徴とする請求項８～１３の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
　本発明によれば、ガスケットの面方向の熱伝導を抑制でき、温度分布を低減できるシリンダヘッドガスケットを提供することができる。
本発明に係るシリンダヘッドガスケットの一例を示す平面図 図１中の(ii)－(ii)線に沿う断面図 図１中の(iii)－(iii)線に沿う断面図 図１に示すシリンダヘッドガスケットがシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装された状態を図１中の(ii)－(ii)線に沿って示す断面図 本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第２の実施形態を示す平面図 図５中の(vi)－(vi)線に沿う断面図 図５中の(vii)－(vii)線に沿う断面図
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
〔第１の実施形態〕
　この実施形態は、ボア孔付きプレート、中間プレート、メインプレートが互いに接することなく分離され、断熱部材を介して連結されている形態である。
　図１は、本発明に係るシリンダヘッドガスケットの一例を示す平面図、図２は、図１中の(ii)－(ii)線に沿う断面図、図３は、図１中の(iii)－(iii)線に沿う断面図、図４は、図１に示すシリンダヘッドガスケットがシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に装着された状態を図１中の(ii)－(ii)線に沿って示す断面図である。
　シリンダヘッドガスケット１は、エンジンのシリンダブロック１００とシリンダヘッド２００との間に装着されるガスケットである。
　シリンダヘッドガスケット１は、少なくともボア孔付きプレート３とメインプレート５を有していればよい。この場合、ボア孔付きプレート３及びメインプレート５は、互いに接することなく分離されている。
　本実施形態においては、メインプレート５とボア孔付きプレート３との間に、シリンダボアの周囲に設けられたウォータージャケットに対応する中間プレート４が設けられる。この態様において、メインプレート５と中間プレート４とボア孔付きプレート３は、互いに接することなく分離されている。
　ボア孔付きプレート３は、シリンダブロック１００のシリンダボアに対応して設けられるボア孔３１を少なくとも１つ有している。
　ボア孔付きプレート３は、シリンダブロック１００に形成されているシリンダボア１０１に対応するボア孔３１の周囲にリング状に形成されている。このボア孔付きプレート３はシリンダボア１０１の数に対応して設けられている。本実施形態では、シリンダボア１０１の数が４個であるため、ボア孔付きプレート３は、その数に対応して４枚設けられている。
　中間プレート４は、シリンダブロック１００のシリンダボア１０１の周囲に設けられたウォータージャケット１０２に対応し、該ウォータージャケット１０２の上方を塞ぐように配置されている。この中間プレート４は、ボア孔付きプレート３とメインプレート５との間に配置された１枚のプレートからなり、内側に配置される各ボア孔付きプレート３の外周を取り囲むように形成されている。中間プレート４には、ウォータージャケット１０２内の冷却水を流通させるための適宜数の流路孔４１が形成されている。
　メインプレート５は、中間プレート４がない態様では、ボア孔付きプレート３を取り囲むように配置される。
　またメインプレート５は、中間プレート４が存在する態様では、中間プレート４の外周を取り囲むように形成された１枚のプレートからなり、シリンダヘッドガスケット１の最外周を構成する。すなわち、全てのボア孔付きプレート３と中間プレート４は、このメインプレート５の内側に配置されている。メインプレート５には、シリンダヘッド２００をシリンダブロック１００に対してボルト止めする際のボルト軸を挿通させる適宜数のボルト孔５１と、オイルを流通させるための適宜数の流路孔５２が形成されている。
　各流路孔５２の周縁部には、ビードを有するゴム状弾性材料からなるシール部５３が設けられている。シール部５３を構成するゴム状弾性材料としては、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）等が挙げられる。
　本実施形態において、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５は何れも平板からなる。何れのプレートにもシールビード等は折り曲げ形成されていない。
　各プレート３、４、５を形成する材料としては、金属材料を用いることができる。金属材料としては、例えば、アルミニウム、銅又は銅合金、鉄又は鉄合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。熱伝導性を高める観点からは、アルミニウム、銅又は銅合金が好ましく、さらにガスケットの製造面からはアルミニウムが好ましい。
　また、各プレート３、４、５は同一の材料によって形成されていてもよいが、異なる材料によって形成してもよい。
　特に、シリンダブロック１００はシリンダボア１０１側が最も高温になることを考慮すると、シリンダボア１０１から最も遠いメインプレート５よりも、シリンダボア１０１に近いボア孔付きプレート３や中間プレート４の方が、より高い熱をシリンダヘッド２００に伝導させる必要がある。このため、本実施形態におけるシリンダヘッドガスケット１では、ボア孔付きプレート３や中間プレート４をメインプレート５よりも熱伝導性の高い材料で形成することが好ましい。熱伝導性の高い材料としては、例えばアルミニウム、銅、銅合金によって形成することが好ましい。
　これにより、最も高温になるシリンダボア１０１の周辺の熱を、シリンダヘッドガスケット１を介して一層効率良くシリンダヘッド２００に伝達することができる。
　本実施形態において、隣接する各ボア孔付きプレート３及び中間プレート４、中間プレート４及びメインプレート５は、前述の通り、互いに接しておらず、分離しており、所定の間隔で離間している。そして、これらボア孔付きプレート３及び中間プレート４、中間プレート４及びメインプレート５は、断熱部材６、７を介してそれぞれ連結されている。これにより、各ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５は一体化されている。
　断熱部材６は、各ボア孔付きプレート３の外周端面３ａと中間プレート４の内周端面４ａとの間をそれぞれ一体に連結するように、これらのプレート３、４間に亘って設けられている。また、断熱部材７は、中間プレート４の外周端面４ｂとメインプレート５の内周端面５ａとの間を一体に連結するように、これらのプレート４、５間に亘って設けられている。
　本実施形態のシリンダヘッドガスケット１は、各ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５が、断熱部材６、７によって一体に連結されているため、この断熱部材６、７によって、これらのプレート３、４、５に亘る面方向の熱伝導が遮断される。
　すなわち、最も高温となる各ボア孔付きプレート３の熱は、断熱部材６に遮られて中間プレート４に伝わりにくい状態にある。また、中間プレート４の熱も、断熱部材７に遮られてメインプレート５に伝わりにくい状態にある。
　従って、このシリンダヘッドガスケット１によれば、面方向の熱伝導が、各ボア孔付きプレート３内、中間プレート４内及びメインプレート５内に抑制され、これらのプレート３、４、５間に亘る熱伝導は防止される。このため、シリンダブロック１００からの熱は、シリンダヘッドガスケット１の厚み方向に速やかに伝達され、シリンダヘッド２００に効率良く伝達されるようになり、シリンダブロック１００とシリンダヘッド２００との温度差を早期に均一化することができる。
　断熱部材６、７は、隣接する各ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５を連結し得ると共に、隣接する各ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５間を断熱して、シリンダヘッドガスケット１の面方向の熱伝導を防止し得る材料によって形成される。具体的な材料は特に限定されないが、安価で成形が容易である観点から、ゴム状弾性材料が好ましい。本実施形態では、ゴム状弾性材料からなる断熱部材６、７を示している。
　断熱部材６に使用される具体的なゴム状弾性材料としては、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＶＭＱ（シリコーンゴム）等が挙げられる。
　また、断熱部材７に使用される具体的なゴム状弾性材料としては、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）ＦＫＭ（フッ素ゴム）等が挙げられる。
　なお、シリンダヘッドガスケット１に使用されるゴム状弾性材料（断熱部材６、７、シール部５３）は、一体成型することと、製造条件（２次加硫）を合わせる観点からすると、中でも、全てに対応できるＦＫＭ（フッ素ゴム）を使用することが好ましい。
　ゴム状弾性材料からなる各断熱部材６、７には、図２、図３に示すように、シールビード６１、７１を一体形成することが好ましい。これにより、プレートを折り曲げ形成してビードを形成する必要がなく、ビードを持つシリンダヘッドガスケット１を容易に構成することができる。
　シールビード６１は、断熱部材６の表裏にそれぞれ突出し、ボア孔付きプレート３を取り囲むように形成されている。また、シールビード７１は、断熱部材７の表裏にそれぞれ突出し、中間プレート４を取り囲むように形成されている。
　このように各断熱部材６、７がゴム状弾性材料からなり、この断熱部材６、７にシールビード６１、７１を一体形成した場合、このシリンダヘッドガスケット１を挟んでシリンダヘッドをシリンダブロックにボルトによって締結する際のボルト締結荷重（締結トルク）を小さくできる効果がある。すなわち、ボルト締結荷重を小さくしても、ゴム状弾性材料からなるシールビード６１、７１が圧縮されてシールが可能となる。
　ボルト締結荷重を小さくできると、ボア変形を抑えることができる効果もある。すなわち、ボルト締結荷重が大きいと、シリンダブロックのボア部に強い圧縮荷重が掛かり、ボア円筒が歪み、結果としてピストンのフリクションが大きくなり、燃費低下の原因となるおそれがある。しかし、本実施形態によれば、シールビード６１、７１が金属ビードではなくゴム状弾性材料からなるため、ボルト締結荷重を小さくしても、ゴム状弾性材料の圧縮により良好なシール状態を形成することができる。このため、ボア円筒の歪みの発生を抑え、ピストンのフリクションが低減することにより、燃費向上を図ることができる。また、エンジンブロックの必要剛性を下げることも可能となるため、エンジンブロックの軽量化、低コスト化も期待できる。
　また、ゴム状弾性材料からなる断熱部材６、７は、ボア孔付きプレート３の外周端面３ａと中間プレート４の内周端面４ａとの間、中間プレート４の外周端面４ｂとメインプレート５の内周端面５ａとの間に亘ってそれぞれ焼付けられることによって、各ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５を一体に連結する。
　シールビード６１、７１を有する各断熱部材６、７は、シールビード６１、７１の内周側又は外周側の全周に亘って、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５の厚みよりも薄く形成された薄肉部６２、７２を有していることが好ましい。この薄肉部６２、７２により、シールビード６１、７１がシリンダブロック１００とシリンダヘッド２００との間で圧縮された際、変形したシールビード６１、７１は薄肉部６２、７２内に収容される。このため、断熱部材６、７の面方向の変形を抑制でき、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５が断熱部材６、７の面方向の変形によって変位することを抑制できる。
　本明細書では、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５を総称して、必要により、単にプレートと称する。なお、中間プレート４がなく、ボア孔付きプレート３及びメインプレート５の態様においても、これらを総称して、必要により、単にプレートと称する。
　本実施形態では、薄肉部６２は、各シールビード６１の内周側に形成され、薄肉部７２は、シールビード７１の外周側に形成されている。各シールビード６１、７１は、圧縮された際に薄肉部６２、７２に向けて倒れ込むように変形し易くするため、図２、図３に示すように、シールビード６１においては外周側、シールビード７１において内周側が、それぞれ傾斜面６１ａ、７１ａとなっている。
　断熱部材６、７のうち、少なくとも隣接するボア孔付きプレート３、３の間に配置される部位、具体的には、各ボア孔付きプレート３と中間プレート４とを連結する断熱部材６において、隣接するボア孔付きプレート３、３の間に配置される部位には、図２に示すように、ガスケットの表裏に貫通する肉抜き部６３を形成しておくことが好ましい。本実施形態では、各断熱部材６の薄肉部６２に、隣接するボア孔付きプレート３、３の間の肉抜き部６３を含む２つずつの肉抜き部６３を形成している。
　隣接するボア孔付きプレート３、３の間は、両側のシリンダボア１０１からの熱によって最も高温になる部位である。このため、ボア孔付きプレート３、３の間に配置される断熱部材６の部位も常に高温に晒されることから、熱負荷が高い部位となっている。断熱部材６において、この部位に表裏に貫通する肉抜き部６３を設けることにより、該肉抜き部６３が空気層を形成して断熱効果を発揮する。このため、断熱部材６の熱負荷を低減し、断熱部材６の耐久性を向上させることができる。
　肉抜き部６３は、熱負荷の高い部位に部分的に設けられるが、断熱部材６に限らず、必要に応じて断熱部材７にも設けてもよい。また、肉抜き部６３の数も特に限定されない。
　以上の実施形態では、ボア孔付きプレート３と中間プレート４とメインプレート５を有する最も好ましいシリンダヘッドガスケット１を例示したが、本発明の課題を解決する上では、断熱部材によって連結される複数のプレートを有していればよい。従って、ボア孔付きプレートとその外側のメインプレートを有するだけでもよく、さらに４種類以上のプレートを有するものでもよい。後述する他の実施形態においても同様である。
〔第２の実施形態〕
　この実施形態は、ボア孔付きプレート、中間プレート、メインプレートが、断熱部材及び金属製のブリッジ部材を介して連結されている形態である。
　以下、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前述の第１の実施形態と同一構成の部分は、第１の実施形態の説明を援用することとし、その説明を省略する。
　図５は、本発明に係るシリンダヘッドガスケットの第２の実施形態を示す平面図、図６は、図５中の(vi)－(vi)線に沿う断面図、図７は、図５中の(vii)－(vii)線に沿う断面図である。
　このシリンダヘッドガスケット１における第１の実施形態との相違は、ボア孔付きプレート３と中間プレート４の間、あるいはボア孔付きプレート３と中間プレート４とメインプレート５の各々の間が、断熱部材だけでなく、断熱部材６，７と金属製のブリッジ部材８、９によって連結されている点である。
　図５～図７に示すように、金属製のブリッジ部材８、９は、ボア孔付きプレート３及び中間プレート４、中間プレート４及びメインプレート５に一体的に連設され、隣接するボア孔付きプレート３と中間プレート４との間、及び、中間プレート４とメインプレート５との間を繋いでいる。すなわち、ボア孔付きプレート３とメインプレート５とは、ブリッジ部材８、９を介在して連続されている。
　ブリッジ部材８、９は、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５とともに、プレス成形により一体的に形成することができる。また、ブリッジ部材８、９は、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５とは別体に形成しておいて、これらボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５に接合してもよい。
　このようにブリッジ部材８、９を設けることにより、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５は、シリンダヘッドガスケットの組立前に一体化された部材となっており、部品点数の削減を図れる。更に、ボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５の相対位置関係が変化することなく、扱いが容易である。これらの相対位置関係の変化がないことにより、シリンダヘッドガスケットの組立製造が容易化される。
　ブリッジ部材８、９は、１枚のボア孔付きプレート３当たりに少なくとも１本が設けられていることが好ましい。
　ブリッジ部材８、９の本数はなるべく少ないほうがよい。ブリッジ部材８、９の本数を少なくすることにより、ボア孔付きプレート３から中間プレート４及びメインプレート５への伝熱量を少なくしつつ、シリンダヘッドガスケットの組立前にボア孔付きプレート３、中間プレート４及びメインプレート５を一体化させておくことができる。
　ブリッジ部材８、９は、シリンダブロック１００とシリンダヘッド２００との間の口開きや摺動等の動きが少ない箇所、すなわち、ボルト孔５１の近傍の４箇所等に設けることが好ましい。
　ブリッジ部材８、９は、ゴム部材６０、７０によって被覆されていることが好ましい。これらゴム部材６０、７０の材質は、前述した第１の実施形態における断熱部材６、７で挙げられたゴム状弾性材料と同様のものを用いることができる。これらゴム部材６０、７０が被覆されていることにより、ブリッジ部材８、９を補強する効果がある。
　第１の実施形態のように、メインプレート５と中間プレート４とボア孔付きプレート３が互いに接することなく分離されており、それら各々を、断熱部材を介して連結する場合には、面方向の熱移動を抑制できる。しかし、その反面、各プレート３，４，５が分離しているが故に、ゴム焼き付けにおける各プレート３，４，５の位置決めや組み立てが煩雑となる課題が残る。
　これに対して、第２の実施形態は、プレート同士を連結する部分のうち、大部分が断熱部材６、７であり、ブリッジ部材８、９により連結されている部分は、ほんのわずかである。このため、第１の実施形態より断熱性は多少落ちたとしても、十分ガスケットの面方向の熱伝導を抑制でき、更に、位置決めや組み立てを容易化できる顕著な効果を発揮する。
　１：シリンダヘッドガスケット
　３：ボア孔付きプレート
　　３ａ：外周端面
　　３１：ボア孔
　４：中間プレート
　　４ａ：内周端面
　　４ｂ：外周端面
　　４１：流路孔
　５：メインプレート
　　５ａ：内周端面
　　５１：ボルト孔
　　５２：流路孔
　　５３：シール部
　６：断熱部材
　　６１：シールビード
　　６１ａ：傾斜面
　　６２：薄肉部
　　６３：肉抜き部
　７：断熱部材
　　７１：シールビード
　　７１ａ：傾斜面
　　７２：薄肉部
　８：ブリッジ部材
　９：ブリッジ部材
　６０：ゴム部材
　７０：ゴム部材

Claims (14)

  1. 　エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットであって、
    　前記シリンダブロックのシリンダボアに対応するボア孔が形成された少なくとも１つのボア孔付きプレートと、前記ボア孔付きプレートを取り囲むように配置されるメインプレートとを備え、
    　前記ボア孔付きプレート及び前記メインプレートは、互いに接することなく分離され、断熱部材を介して連結されていることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
  2. 　前記メインプレートと前記ボア孔付きプレートとの間に、前記シリンダボアの周囲に設けられたウォータージャケットに対応する中間プレートを有し、
    　該メインプレートと該中間プレートと該ボア孔付きプレートは、互いに接することなく分離されており、
    　該メインプレートと該中間プレートと該ボア孔付きプレートは、各々断熱部材を介して連結され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ガスケット。
  3. 　前記断熱部材は、ゴム状弾性材料によって形成され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ガスケット。
  4. 　前記ボア孔付きプレートと前記中間プレートは、前記メインプレートよりも熱伝導性の高い材料によって形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載のシリンダヘッドガスケット。
  5. 　前記断熱部材に、シールビードが一体形成されていることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
  6. 　前記断熱部材は、前記シールビードの内周側又は外周側に、前記プレートの厚みよりも薄く形成された薄肉部を有していることを特徴とする請求項５記載のシリンダヘッドガスケット。
  7. 　前記断熱部材の部位であって、前記ボア孔付きプレートと、これに隣接するボア孔付きプレートとの間で、シリンダボアからの熱によってより高温になる部位に、ガスケットの表裏に貫通する肉抜き部を形成したことを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
  8. 　エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるシリンダヘッドガスケットであって、
    　前記シリンダブロックのシリンダボアに対応するボア孔が形成された少なくとも１つのボア孔付きプレートと、前記ボア孔付きプレートを取り囲むように配置されるメインプレートとを備え、
    　前記ボア孔付きプレート及び前記メインプレートは、断熱部材及び金属製のブリッジ部材を介して連結されていることを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
  9. 　前記ブリッジ部材は、１枚のボア孔付きプレートあたりに少なくとも１本が設けられていることを特徴とする請求項８記載のシリンダヘッドガスケット。
  10. 　前記ブリッジ部材は、ゴム部材によって被覆されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のシリンダヘッドガスケット。
  11. 　前記断熱部材は、ゴム状弾性材料であることを特徴とする請求項８又は９に記載のシリンダヘッドガスケット。
  12. 　前記断熱部材に、シールビードが一体形成されていることを特徴とする請求項８～１１の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
  13. 　前記断熱部材は、前記シールビードの内周側又は外周側に、前記プレートの厚みよりも薄く形成された薄肉部を有していることを特徴とする請求項１２記載のシリンダヘッドガスケット。
  14. 　前記断熱部材の部位であって、前記ボア孔付きプレートと、これに隣接するボア孔付きプレートとの間で、シリンダボアからの熱によってより高温になる部位に、ガスケットの表裏に貫通する肉抜き部を形成したことを特徴とする請求項８～１３の何れかに記載のシリンダヘッドガスケット。
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