(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダブロック、シリンダヘッド間に設けられるヘッドガスケットであって、
前記シリンダブロックのボア周辺部に対応する部分のうち、排気側の部分に第１の部分を備えるとともに、その他の部分に第２の部分を備え、
前記第１の部分のうち、前記シリンダヘッド側の部分に第１の断熱材を設けるとともに、前記シリンダブロック側の部分に第１の高熱伝導材を設け、
前記第２の部分を第２の高熱伝導材で形成し、
前記第１および第２の部分の間に第２の断熱材をさらに設けたヘッドガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッドガスケットに関し、特に熱伝導性を高めたヘッドガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは、シリンダブロック、シリンダヘッド間に設けられるヘッドガスケットの熱伝導性を高めることがある。特許文献１では、ヘッドガスケットのうち、燃焼室の周囲の部分に高熱伝導材からなる熱交換部を設けた火花点火式内燃機関が開示されている。
【０００３】
またエンジンでは、排気ポートの断熱性を高めることがある。特許文献２では、表層部の内側を中空の空気断熱層とした二重殻構造を成す鋳鉄製の排気ポート部品を、シリンダヘッドの鋳造時に鋳ぐるみして埋設することで形成した排気ポートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８０９６１号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６はヘッドガスケット１０Ｘを介したシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２間の伝熱についての説明図である。（ａ）はポイントＰ１からＰ４までにおける伝熱の方向を示す。（ｂ）はポイントＰ１からＰ４までにおけるシリンダブロック５１およびシリンダヘッド５２の温度傾向を示す。
【０００６】
ポイントＰ１は、シリンダブロック５１のボア周辺部のうち、吸気側の部分に対応する位置を示す。ポイントＰ２およびＰ４は、シリンダブロック５１のボア周辺部のうち、隣り合うボアとの間（ボア間）の部分に対応する位置を示す。ポイントＰ３は、シリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分に対応する位置を示す。ヘッドガスケット１０Ｘは、シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分全体に高熱伝導材１０１を備えたガスケットである。（ａ）では、ヘッドガスケット１０Ｘの要部（シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分）をシリンダブロック５１とともにシリンダヘッド５２側から示している。
【０００７】
（ａ）に示すように、シリンダブロック５１はブロック側ウォータジャケット（以下、Ｗ／Ｊと称す）５１１を備えている。ブロック側Ｗ／Ｊ５１１はシリンダ５１ａの壁部をなすボア周辺部に隣接して設けられている。ブロック側Ｗ／Ｊ５１１は流通する冷却水でボア周辺部の冷却を促進する。これに対し、ヘッドガスケット１０Ｘは次のようにしてボア周辺部の冷却をさらに促進する。
【０００８】
すなわち、ポイントＰ１、Ｐ２およびＰ４では、（ｂ）に示すようにシリンダブロック５１のほうがシリンダヘッド５２よりも温度が高くなる傾向がある。このため、ヘッドガスケット１０Ｘは、（ａ）に示すようにポイントＰ１、Ｐ２およびＰ４でシリンダブロック５１からシリンダヘッド５２への伝熱を促進する。そしてこれにより、ボア周辺部の冷却をさらに促進する。
【０００９】
ところが、ポイントＰ３では、（ｂ）に示すようにシリンダヘッド５２のほうがシリンダブロック５１よりも温度が高くなる傾向がある。これは、シリンダヘッド５２がポイントＰ３で高温の排気ガスの影響を受けるためである。
【００１０】
このため、ヘッドガスケット１０Ｘを設けた場合には、（ａ）に示すようにポイントＰ３でシリンダヘッド５２からシリンダブロック５１への伝熱が促進されることがある。そしてこれにより、ポイントＰ３でシリンダブロック５１の温度が上昇することがある。一方、これに対してポイントＰ３は、シリンダブロック５１において筒内に流入した吸気が当たる部分となる。このため、ヘッドガスケット１０Ｘを設けた場合には、例えば高負荷運転時に吸気の温度上昇を招く結果、ノッキングが発生することがある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み、ノッキングを好適に改善可能なヘッドガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はエンジンのシリンダブロック、シリンダヘッド間に設けられるヘッドガスケットであって、前記シリンダブロックのボア周辺部に対応する部分のうち、排気側の部分に第１の部分を備えるとともに、その他の部分に第２の部分を備え、前記第１の部分のうち、前記シリンダヘッド側の部分に第１の断熱材を設けるとともに、前記シリンダブロック側の部分に第１の高熱伝導材を設け、前記第２の部分を第２の高熱伝導材で形成し、前記第１および第２の部分の間に第２の断熱材をさらに設けたヘッドガスケットである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ノッキングを好適に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１のエンジンの概略構成図である。
【図２】ヘッドガスケットの要部を示す図である。
【図３】ヘッドガスケットの側面図である。
【図４】ヘッドガスケットの熱の流れについての説明図である。
【図５】実施例２のエンジンの概略構成図である。
【図６】ヘッドガスケットを介したシリンダブロック、シリンダヘッド間の伝熱についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１はエンジン５０Ａの概略構成図である。エンジン５０Ａは火花点火式内燃機関であり、シリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、点火プラグ５４と、吸気弁５５と、排気弁５６と、ヘッドガスケット１０Ａとを備えている。
【００１７】
シリンダブロック５１にはシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａにはピストン５３が設けられている。シリンダブロック５１にはヘッドガスケット１０Ａを介してシリンダヘッド５２が設けられている。すなわち、ヘッドガスケット１０Ａはシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２間に設けられている。シリンダ５１ａ、シリンダヘッド５２およびピストン５３は、燃焼室Ｅを形成している。シリンダヘッド５２には、燃焼室Ｅの上部中央に臨むようにして点火プラグ５４が設けられている。
【００１８】
シリンダヘッド５２には燃焼室Ｅに吸気を導く吸気ポート５２ａと、燃焼室Ｅからガスを排出する排気ポート５２ｂが形成されている。また、吸気ポート５２ａを開閉する吸気弁５５と、排気ポート５２ｂを開閉する排気弁５６とが設けられている。
【００１９】
シリンダブロック５１には、ブロック側Ｗ／Ｊ５１１が設けられている。ブロック側Ｗ／Ｊ５１１は、シリンダ５１ａの周辺部に設けられている。具体的にはブロック側Ｗ／Ｊ５１１は、シリンダ５１ａの壁部をなすボア周辺部に隣接するようにして吸気側および排気側に設けられている。
【００２０】
シリンダヘッド５２には、ヘッド側Ｗ／Ｊ５２１から５２４までが設けられている。ヘッド側Ｗ／Ｊ５２１は吸気ポート５２ａの周辺部に、ヘッド側Ｗ／Ｊ５２２は排気ポート５２ｂの周辺部に、ヘッド側Ｗ／Ｊ５２３は点火プラグ５４の周辺部にそれぞれ設けられている。また、ヘッド側Ｗ／Ｊ５２４は吸排気弁５５、５６間や、その他の部分を冷却するために設けられている。
【００２１】
図２はヘッドガスケット１０Ａの要部を示す図である。図３はヘッドガスケット１０Ａの側面図である。図２では、ヘッドガスケット１０Ａの要部をシリンダブロック５１とともにシリンダヘッド５２側から示している。図３では、図２に示す矢印に沿って見たヘッドガスケット１０Ａの一部Ｒを示している。
【００２２】
図２に示すように、ヘッドガスケット１０Ａは、シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分のうち、排気側の部分に第１の部分１１を備えるとともに、その他の部分に第２の部分１２を備えている。第２の部分１２は具体的には、シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分のうち、第１の部分１１および後述する第２の断熱材１３を除く部分となっている。
【００２３】
図３に示すように、第１の部分１１は第１の断熱材１１１と第１の高熱伝導材１１２と基板１１３とを備えている。第１の断熱材１１１と第１の高熱伝導材１１２とは、基板１１３にコーティングされている。第１の断熱材１１１は例えばゴムであり、第１の高熱伝導材１１２は例えば銅やグラファイトである。また、基板１１３は例えばＳＵＳである。
【００２４】
第１の部分１１は、次のようにして形成されている。すなわち、まず、表面に第１の断熱材１１１をコーティングした基板１１３をベースとして、反対側の面に第１の断熱材１１１をコーティングするとともに基板１１３を積層する。そして、積層した基板１１３の表面に第１の高熱伝導材１１２をコーティングするとともに、基板１１３を積層する。さらに、積層した基板１１３の表面に第１の熱伝導材１１２をコーティングする。
【００２５】
ヘッドガスケット１０Ａではこのようにして第１の部分１１のうち、シリンダヘッド５２側の部分（表面）に第１の断熱材１１１を設けている。また、シリンダブロック５１側の部分（表面）に第１の高熱伝導材１１２を設けている。
【００２６】
第２の部分１２は、第２の高熱伝導材１２１で形成されている。第２の高熱伝導材１２１は例えば鉄、アルミ、銅などを基材とするカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の複合材である。部分１１、１２の間には、さらに第２の断熱材１３が設けられている。第２の断熱材１３は例えばゴムである。第２の断熱材１３は部分１１、１２間に形成される隙間を埋めるようにコーティングすることで設けられている。
【００２７】
高熱伝導材１１２、１２１には、ヘッドガスケット１０Ａのうち、シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分以外の部分を構成するガスケット材よりも熱伝導率が高い材料を適用できる。第２の断熱材１３は、部分１１、１２間のうち、少なくとも第１の部分１１が備える第１の高熱伝導材１１２と、第２の部分１２との間に設けることができる。断熱材１１１、１３間や、高熱伝導材１１２、１２１間では、同じ材料を適用してもよい。
【００２８】
次にヘッドガスケット１０Ａの作用効果について説明する。図４はヘッドガスケット１０Ａの熱の流れについての説明図である。ヘッドガスケット１０Ａは、第１の部分１１に第１の断熱材１１１を備えている。このため、シリンダヘッド５２のうち、排気側の部分の温度が排気ガスの影響で高まっても、破線の矢印および×印で模式的に示すようにシリンダヘッド５２からシリンダブロック５１への伝熱を抑制できる。そしてこれにより、シリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分の温度上昇を抑制できる。
【００２９】
また、ヘッドガスケット１０Ａは第１の部分１１に第１の高熱伝導材１１２を備えている。このため、第１の断熱材１１１があっても、矢印で模式的に示すようにシリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分からブロック側Ｗ／Ｊ５１１に熱を逃がすことができる。そしてこれにより、ヘッドガスケット１０Ａは排気側の部分の冷却を促進できる。
【００３０】
また、ヘッドガスケット１０Ａは第２の部分１２を第２の高熱伝導材１２１で形成している。このため、矢印で模式的に示すようにシリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分以外の部分で、シリンダブロック５１からシリンダヘッド５２への伝熱を促進できる。そしてこれにより、シリンダブロック５１のボア周辺部の冷却を促進できる。
【００３１】
また、ヘッドガスケット１０Ａは第２の断熱材１３を備えている。このため、破線の矢印および×印で模式的に示すように、第１の高熱伝導材１１２を介して第２の高熱伝導材１２１からシリンダブロック５１に熱が伝わることも抑制できる。結果、これによっても、シリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分の温度上昇を抑制できる。そしてこれらにより、ノッキングを好適に改善できる。
【実施例２】
【００３２】
図５はエンジン５０Ｂの概略構成図である。エンジン５０Ｂは、ヘッドガスケット１０Ａの代わりにヘッドガスケット１０Ｂを備える点と、第３の断熱材２０をさらに備える点以外、エンジン５０Ａと実質的に同一である。ヘッドガスケット１０Ｂは、前述したヘッドガスケット１０Ｘと同一のものであり、高熱伝導材１０１には例えば第２の高熱伝導材１２１と同様の材料を適用できる。第３の断熱材２０は、排気ポート５２ｂのうち、シリンダブロック５１側の部分に設けられている。第３の断熱材２０は例えば樹脂をコーティングすることで設けることができる。
【００３３】
次にエンジン５０Ｂの作用効果について説明する。エンジン５０Ｂでは、第３の断熱材２０が、破線の矢印および×印で模式的に示すように排気ガスからシリンダヘッド５２の排気側、且つ排気ポート５２ｂよりもシリンダブロック５１側の部分に熱が伝わることを抑制する。そしてこれにより、当該部分の温度上昇を抑制する。このためエンジン５０Ｂは、矢印で模式的に示すようにシリンダブロック５１のボア周辺部のうち、排気側の部分からシリンダヘッド５２への伝熱を促進できる。結果、シリンダブロック５１のボア周辺部に対応する部分全体に高熱伝導材１０１を設けたヘッドガスケット１０Ｂを備えた場合でも、ノッキングを好適に改善できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
ヘッドガスケット      １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｘ
高熱伝導材            １０１
第１の部分            １１
第１の断熱材          １１１
第１の高熱伝導材      １１２
第２の部分            １２
第２の高熱伝導材      １２１
第２の断熱材          １３
第3の断熱材          ３０
エンジン              ５０Ａ、５０Ｂ
シリンダブロック      ５１
シリンダヘッド        ５２
【図１】
0005516305.tif 000002
【図２】
0005516305.tif 000003
【図３】
0005516305.tif 000004
【図４】
0005516305.tif 000005
【図５】
0005516305.tif 000006
【図６】
0005516305.tif 000007