(57)【要約】【課題】  ビードを適切な部分に配置することにより、エンジンのシリンダボアの変形を抑制できるシリンダヘッドガスケットを提供する。【解決手段】  単数又は複数の金属構成板から構成されるシリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｆの前記金属構成板のいずれかにおいて、各ボルト穴４の周囲を取り巻くボルト穴用ビード２１を設けると共に、隣接する前記ボルト穴用ビード２１を相互に連結する押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂを設けて構成し、更には、前記押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂを、ガスケット１Ｂ，１Ｄ，１Ｆの外側方向に凸となり、該押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの中間点２２Ａｍ，２２Ｂｍが最も外側となる弧形状に形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数又は複数の金属構成板から構成されるシリンダヘッドガスケットの前記金属構成板のいずれかにおいて、各ボルト穴の周囲に該ボルト穴を取り巻くボルト穴用ビードをそれぞれ設けると共に、隣接する前記ボルト穴用ビードを相互に連結する押圧力調整ビードを設けたことを特徴とするシリンダヘッドガスケット。
【請求項２】
前記押圧力調整ビードを、ガスケットの外側方向に凸となり、該押圧力調整ビードの中間点が最も外側となる弧形状に形成した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。
【請求項３】
前記各押圧力調整ビードの中央部分にうねりビードを配置し、該うねりビードを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分より大きくして形成した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。
【請求項４】
シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部に配設した押圧力調整ビードのみにおいて、該押圧力調整ビードの中央部分にうねりビードを配置し、該うねりビードを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分より大きくし、長手方向両端部のシリンダのボア変形を抑制するように構成した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。
【請求項５】
前記押圧力調整ビードのうねりビードの部分のビード幅を、他の部分のビード幅と異なる幅に形成したことを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項６】
前記押圧力調整ビードと前記ボルト穴用ビードとを連結せずに、前記押圧力調整ビードと前記ボルト穴用ビードと間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のシリンダヘッドガスケット。
【請求項７】
前記押圧力調整ビード又は前記ボルト穴用ビードの少なく一方を、ビードで形成する代わりに、圧縮性を有するシムを配設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のシリンダヘッドガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドやシリンダブロック等の二つの部材の間に挟持してシールを行うシリンダヘッドガスケットに関し、より詳細には、シリンダボアの変形を抑制できるシリンダヘッドガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッドガスケットは、自動車のエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）の間に挟まれた状態で、ヘッドボルトにより締結され、燃焼ガス、オイル、冷却水等の流体をシールする役割を持っている。
【０００３】
一方、最近、燃費向上や公害対策強化に伴い、自動車用エンジンの小型化への移行が高まりつつある。この小型エンジンにおいては、低燃費化がエンジン開発の焦点になっているが、その中において、ピストンリングとシリンダの摩擦抵抗を減少させることにより、燃費向上が図られている。
【０００４】
この摩擦抵抗の原因の一つに、シリンダボアの変形がある。通常、エンジン構造によって、ボア変形の大小や形態は異なるが、ガスケットを装着した場合に、ボア変形が増幅される現象は、エンジンの構造にかかわりなく、共通して起こるものである。
【０００５】
特に、シリンダブロックがオープンデッキタイプのエンジンが、小型アルミエンジンを中心に普及しており、このエンジンは生産性が良好な特質を有しているため、生産コストの関係から、小型アルミエンジンの主流を占めるようになってきている。
【０００６】
しかしながら、このウォータージャケットのシリンダヘッドとの接合面が開いているタイプのオープンデッキタイプのエンジンでは、締結ボルトにより、ガスケットを締め付けると、図１３に示すように、シリンダの上部において、長手方向両端のシリンダボア（ＮＯ．１とＮＯ．４）が外側に対向している三方方向に引っ張られて伸びる三角おむすび形の変形を生じ、中央側に配置されているシリンダボア（ＮＯ．２とＮＯ．３）が幅方向に、すなわち、外側に対向している二方方向に引っ張られて伸びるたまご形の変形をする。
【０００７】
これは、オープンデッキタイプのシリンダブロックでは、シリンダボアを取り囲んで形成されている冷却水用の水穴がシリンダ上部に開口部を持っているので、ガスケット装着時に、締結ボルトを締め付けると、このボルト穴側が強く押圧されるため、上側を支持するものが無いシリンダ壁が、ボルト穴側、即ち、水穴のある方向に倒れる傾向にあることによる。
【０００８】
このシリンダボア変形の抑制のための対策が、エンジン構造やガスケット構造でそれぞれの状態に応じてなされており、このボア変形量の増幅を如何に抑制するかが、シリンダヘッドガスケットにおいて重要な課題の一つになっている。
【０００９】
一方、このシリンダヘッドガスケットにおいて、シール機能を犠牲にしないで圧縮抵抗を増加させる手段の一つとして、平面視で波形の波形ビード（うねりビード：蛇行状ビード）により、シリンダボア周りやその他のシール穴のシール性能を向上させている金属ガスケットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このシリンダヘッドガスケットにおいては、シリンダボアの変形の問題には触れていない。
【特許文献１】特開平１１−２８０５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ビードを適切な部分に配置することにより、エンジンのシリンダボアの変形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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明に係るシリンダヘッドガスケットは、単数又は複数の金属構成板から構成されるシリンダヘッドガスケットの前記金属構成板のいずれかにおいて、各ボルト穴の周囲に該ボルト穴を取り巻くボルト穴用ビードをそれぞれ設けると共に、隣接する前記ボルト穴用ビードを相互に連結する押圧力調整ビードを設けて構成される。
【００１２】
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記押圧力調整ビードを、ガスケットの外側方向に凸となり、該押圧力調整ビードの中間点が最も外側となる弧形状に形成して構成する。  更に、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記各押圧力調整ビードの中央部分にうねりビードを配置し、該うねりビードを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分より大きくして形成する。
【００１３】
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部に配設した押圧力調整ビードのみにおいて、該押圧力調整ビードの中央部分にうねりビードを配置し、該うねりビードを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分より大きくし、長手方向両端部のシリンダのボア変形を抑制するように構成する。
【００１４】
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記押圧力調整ビードのうねりビードの部分のビード幅を、他の部分のビード幅と異なる幅に形成して構成する。
【００１５】
そして、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、クローズドデッキタイプのエンジンを対象とし、水穴のシールを考える必要がない場合には、前記押圧力調整ビードと前記ボルト穴用ビードとを連結せずに、前記押圧力調整ビードと前記ボルト穴用ビードと間に隙間を設けて構成する。
【００１６】
シリンダボア変形に影響を与えるものとして、ボルト配置、締付力、シリンダの構造などがあるが、本発明では、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、ガスケットのビード構造及び配置により緩和させて、シリンダボア変形を抑制しようとするものである。すなわち、シリンダボア変形に大きい影響を及ぼす締結ボルトの根本が配置されるボルト穴の周囲にボルト穴用ビードを配置し、この隣接するボルト穴用ビードを押圧力調整ビードで連結し、これらのボルト穴用ビードと押圧力調整ビードの圧縮抵抗により、シリンダボア変形を抑制しようとするものである。
【００１７】
また、更に、これらのビードの形状の一部をうねりビード形状に変えることにより、より大きな圧縮抵抗を得ると共に、部分的に圧縮抵抗に大小関係を設けることにより、よりきめ細かく押圧力（圧縮力）を均一化するように分散して、シリンダボア変形をより効果的に抑制しようとするものである。すなわち、変形の大きな箇所であるガスケットの外周側部分に、うねりビードを部分的に設け、他のビード部分より圧縮抵抗を強化して、シリンダ上部に作用する部分的な過大荷重を調整して、より荷重を均等配分する。これにより、過大荷重によってシリンダボア変形が大きくなり易い箇所のシリンダボア変形を是正するものである。
【００１８】
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記押圧力調整ビード又は前記ボルト穴用ビードの少なく一方を、ビードで形成する代わりに、圧縮性を有するシムを配設して構成する。この圧縮性を有するシム、即ち、押圧力調整板としては、シリコンやフッ素等の合成樹脂を塗布したもの等を用いることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、ビードを適切な部分に配置することにより、シリンダボア周囲の押圧力を均等化できるので、エンジンのシリンダボアの変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を参照して本発明に係るシリンダヘッドガスケットの実施の形態について説明する。なお、図１〜図６は、模式的な説明図であり、構成をより理解し易いように、シリンダボア用穴の大きさ、ビードの大きさ、うねりビード等の寸法を実際のものとは異ならせて、誇張して示している。
【００２１】
本発明に係るシリンダヘッドガスケットは、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロック（シリンダボディ）のエンジン部材の間に挟持されるメタルガスケットであって、シリンダボアの高温・高圧の燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の冷却水やオイル等の流体をシールする。
【００２２】
このシリンダヘッドガスケットは、多気筒エンジン用のシリンダヘッドガスケットであり、軟鋼板、ステンレス焼鈍材（アニール材）、ステンレス調質材（バネ鋼板）等で形成される金属構成板（金属基板）を単数又は複数有して構成される。また、シリンダブロック等のエンジン部材の形状に合わせて製造され、図１〜図６に示すようなシリンダボア（燃焼室用穴）２Ａ，２Ｂ、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴３、締結ヘッドボルト用のヘッドボルト穴４等が形成される。また、シリンダボア用穴２Ａ，２Ｂの周囲に図示しないがフルビード等のシール手段を設けて構成される。
【００２３】
図１に示す第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａは、単数又は複数の金属構成板からなり、この金属構成板の一つの金属構成板１０において、シリンダボア変形に大きい影響を及ぼす締結ボルトの根本が配置される各ボルト穴４の周囲に、このボルト穴４を取り巻くボルト穴用ビード２１を設けると共に、この隣接するボルト穴用ビード２１を相互に連結する端部押圧力調整ビード２２Ａと側方押圧力調整ビード２２Ｂを設ける。
【００２４】
このボルト穴用ビード２１と押圧力調整ビード２２Ａ、２２Ｂを設ける構成により、ボルト穴用ビード２１が締結ボルトの締結によって発生する大きな押圧力を先ずボルト穴用ビード２１の圧縮性により緩和し、更に、これに連続する押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂによりガスケット１の全周に分散するので、ボルト穴４周辺に押圧力が集中することを防止でき、これにより、シリンダボア変形を防止することができる。
【００２５】
つまり、ガスケット１Ａのビード構造及び配置により、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、これらのボルト穴用ビード２１と押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの圧縮抵抗により、緩和させることができるので、シリンダボア変形を抑制することができる。
【００２６】
図２に示す第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｂは、第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａと同様に形成されるが、押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂを、ガスケット１Ａの外側方向に凸となり、この押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの中間点２２Ａｍ，２２Ｂｍが最も外側となる弧形状に形成する。
【００２７】
この第２の実施の形態の構成により、第１の実施の形態と同様な効果を奏することができ、更に、弧形状の押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂにより、オープンデッキタイプのエンジンの冷却水通路３０の外側にシールラインを形成することができるようになるので、よりシール性に優れたガスケットとなる。
【００２８】
図３に示す第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｃは、第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａと同様に形成されるが、各押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの中央部分にうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａを配置し、このうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分２２Ａｂ，２２Ｂｂより大きくして形成する。
【００２９】
図４に示す第４の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｄは、第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｂにおいて、第３の実施の形態と同様に、各押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの中央部分にうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａを配置し、このうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分２２Ａｂ，２２Ｂａより大きくして形成する。
【００３０】
この第３及び第４の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｃ，１Ｄによれば、各押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの中央部分、即ち、シリンダボア変形に大きく寄与する部分の圧縮抵抗を特に大きく構成しているので、シリンダボア変形をより効果的に抑制できる。
【００３１】
つまり、ガスケット１Ｃ，１Ｄの外周側部分の変形の大きな箇所において、この押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの形状の一部２２Ａａ，２２Ｂａを部分的にうねり（蛇行）形状に変えることにより、他のビード部分２２Ａｂ，２２Ｂｂより大きな圧縮抵抗を得ると共に、部分的に圧縮抵抗に大小関係を設ける。これにより、よりきめ細かく押圧力（圧縮力）を均一化するように分散して、シリンダ上部に作用する荷重を調整して、荷重を均等配分する。従って、過大荷重によってシリンダボア変形が大きくなり易い箇所のシリンダボア変形をより効果的に抑制することができる。
【００３２】
図５に示す第５の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｅは、第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａと同様に形成されるが、更に、シリンダヘッドガスケット１Ｅの長手方向両端部に配設した端部押圧力調整ビード２２Ａのみにおいて、この端部押圧力調整ビード２２Ａの中央部分にうねりビード２２Ａａを配置し、このうねりビード２２Ａａを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分、即ち、この端部押圧力調整ビード２２Ａのうねりビード２２Ａａ以外の部分２２Ａｂと、端部押圧力調整ビード２２Ａ以外の押圧力調整ビード２２Ｂの部分より大きくし、長手方向両端部のシリンダのボア変形を抑制するように構成する。
【００３３】
図６に示す第６の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｆは、第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｂと同様に形成されるが、更に、第５の実施の形態と同様に、シリンダヘッドガスケット１Ｆの長手方向両端部に配設した両端押圧力調整ビード２２Ａのみにおいて、両端押圧力調整ビード２２Ａの中央部分にうねりビード２２Ａａを配置し、このうねりビード２２Ａａを配置した部分の圧縮抵抗を他の部分、即ち、この両端押圧力調整ビード２２Ａのうねりビード２２Ａａ以外の部分２２Ａｂと、両端押圧力調整ビード２２Ａ以外の押圧力調整ビード２２Ｂの部分より大きくし、長手方向両端部のシリンダのボア変形を抑制するように構成する。
【００３４】
この第５及び第６の実施の形態の構成によれば、長手方向の両端部のみに、うねりビード２２Ａａを配置して、この部分２２Ａａの圧縮抵抗を他の部分２２Ａｂ，２２Ｂより大きくしているので、特に変形が大きくなり易い両端部のシリンダのボア変形を抑制できる。
【００３５】
そして、上記の第１〜第６の実施の形態の押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂのうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａの部分のビード幅を、他の部分のビード幅と異なる幅に形成することによって、更に、これらの押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂの圧縮抵抗の分布をよりきめ細かく変更することができ、より細かくエンジンブロックの構造に対応したシリンダボア変形対策を行うことができる。
【００３６】
また、このボルト穴用ビード２１や押圧力調整ビード２２Ａ、２２Ｂやうねりビード２２Ａａ，２２Ｂａのビード形状には、断面形状が、円弧形状、正弦形状（コサイン）、台形形状、三角形（山形）形状などが含まれ、うねりビード２２Ａａ，２２Ｂａの蛇行の形状（うねりの形状：平面しでの波形）には、例えば、平面視で、円弧形状、正弦形状（コサイン）、台形形状、三角形（山形）形状などが含まれ、蛇行の大きさには、うねりの長さ、うねりの幅などが含まれる。これらの構成を変化させることにより、ビード各部分の圧縮抵抗を変化できるので、より細かく面圧調整でき、シリンダボア変形を効果的に抑制できる。
【００３７】
そして、第７〜第１２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｇ〜１Ｌでは、上記の第１〜第６の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｆにおいて、押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂとボルト穴用ビード２１とを連結せずに、押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂとボルト穴用ビード２１と間に隙間を設けて構成する。
【００３８】
この構成によれば、水穴のシールを考える必要がないクローズドデッキタイプのエンジンを対象とした場合に、より単純な構成とすることができる。
【００３９】
また、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、押圧力調整ビード２２Ａ，２２Ｂ又はボルト穴用ビード２１の少なく一方を、ビードで形成する代わりに、圧縮性を有するシムを配設して構成する。この圧縮性を有するシムとしては、シリコンやフッ素等の合成樹脂を塗布したもの等を用いることができる。
【００４０】
この構成によれば、シムの材質や厚みや幅や塗り重ね数を変えることにより、容易にシムの圧縮抵抗をシム全体としても、シムの部分において局部的にも変えることができるので、よりきめ細かい押圧力調整ビードが可能となり、効果的にシリンダボア変形を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図２】第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図３】第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図４】第４の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図５】第５の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図６】第６の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図７】第７の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図８】第８の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図９】第９の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図１０】第１０の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図１１】第１１の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図１２】第１２の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す平面図である。
【図１３】シリンダボアの変形の計測結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１Ａ〜１Ｌ  シリンダヘッドガスケット
２  シリンダボア
２Ａ  端部シリンダボア
２Ｂ  中央側シリンダボア
３  液体孔
４  ボルト孔
１０  金属構成板
２１  ボルト穴用ビード
２２Ａ  押圧力調整ビード（端部押圧力調整ビード）
２２Ｂ  押圧力調整ビード（側方押圧力調整ビード）
２２Ａａ，２２Ｂａ  うねりビード
２２Ａｂ，２２Ｂｂ  非うねりビード部分
【図１】
2006207641.tif 000003
【図２】
2006207641.tif 000004
【図３】
2006207641.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006207641.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006207641.tif 000011
【図１０】
2006207641.tif 000012
【図１１】
2006207641.tif 000013
【図１２】
2006207641.tif 000014
【図１３】
2006207641.tif 000015