(57)【要約】【課題】シリンダボア用穴周囲において十分なシール性能を発揮できると共に、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】シリンダボア用穴２周囲において、第１金属構成板１０を折り返し部１１を有して形成し、前記第１金属構成板１０に積層した第２金属構成板２０に、前記第１金属構成板１０側を凸とするフルビード２１を対向して形成し、該フルビード２１の凸部２１ａを前記折り返し部１１の端部１１ａの内周側に配置したシリンダヘッドガスケット１であって、前記折り返し部１１の内側に少なくとも一枚以上の副板３０，４０を挿入配置する。更には、前記第２金属構成板２０のシリンダボア用穴２周囲の板厚ｔ２を前記折り返し部１１の厚みｔｇの半分ｔｈよりも小さく形成する。【選択図】図１
2008111540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア用穴周囲において、第１金属構成板を折り返し部を有して形成し、前記第１金属構成板に積層した第２金属構成板に、第１金属構成板側を凸とするフルビードを対向して形成し、該フルビードの凸部を前記折り返し部の端部の内周側に配置すると共に、前記折り返し部の内側に少なくとも一枚以上の副板を挿入配置し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】
前記第２金属構成板を前記第１金属構成板の折り返し部側に積層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】
前記第２金属構成板のシリンダボア用穴周囲の板厚を前記折り返し部の厚みの半分よりも小さく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】
前記折り返し部の内側に、前記折り返し部の端部の内周側において平坦な副板と、前記折り返し部の端部の内周側においてフルビードを有するリング状の副板とを挿入配置したことを特徴とする請求項１、２、又は３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、両側の部材の熱変形等の外的要因により、擦られてズレを発生するような時であっても、ボア先端部における面圧の上昇を抑制できて、部材で発生する圧痕等を軽減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】
また、最近のエンジンの軽量小型化により、エンジンの低剛性化が進み、シリンダヘッドガスケットのシーリングにおいて、シール性能を確保しようとシリンダボアの直近部分に大きなシール面圧を与えると、エンジン部材が低剛性であるため、シリンダボアが変形してしまうという問題がある。このシリンダボアの変形があると、ビードや折り返し部等のシール手段が十分に機能しなくなり、適正なシール性能を得ることができなくなる。
【０００４】
一方、積層枚数が少なく、使用鋼材量を減少させ、ガスケット全体の厚さも薄くなると共に、シリンダー口縁部の締め圧を最も高くして十分なシール性能を発揮できるように、シリンダー口縁部において、副板を直接折り返して幅の広い折り返し部（グロメット部）を形成すると共に、副板を挟持する２枚の主板に副板側が凸となるフルビードを設けて、このフルビードを折り返し部に衝合させたメタルガスケットが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
しかしながら、このシリンダヘッドガスケットでは、シリンダー口縁部が最も締め圧（シール圧）が高くなるため、シリンダボア変形が促進されるという問題を解決できない。また、折り返し部が直接折り返され、折り返し部の折り返し径が小さいため、クラックが発生し易いという問題もある。
【特許文献１】特開平８−１２１５９７号公報
【特許文献２】特開平１０−２１３２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、シリンダボア用穴周囲において十分なシール性能を発揮できると共に、エンジンの部材で発生するシリンダボア用穴周囲における圧痕等を軽減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】
【０００７】
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、シリンダボア用穴周囲において、第１金属構成板を折り返し部を有して形成し、前記第１金属構成板に積層した第２金属構成板に、第１金属構成板側を凸とするフルビードを対向して形成し、該フルビードの凸部を前記折り返し部の端部の内周側に配置すると共に、前記折り返し部の内側に少なくとも一枚以上の副板を挿入配置して構成される。
【０００８】
この構成によれば、折り返し部の内側に副板を挿入配置することにより、折り返し部の厚みを厚くできるので、折り返し部の曲率が大きくなり、クラックの発生を防止できる。
【０００９】
上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第２金属構成板を前記第１金属構成板の折り返し部側に積層して構成する。この構成は、第２金属構成板の積層位置が、折り返し部の無い側から、折り返し部の有る側に変化した構成となるが、上記と同様な効果を奏することができる。
【００１０】
上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第２金属構成板のシリンダボア用穴周囲の板厚を前記折り返し部の厚みの半分よりも小さく形成して構成される。この構成により、シリンダボア用穴の周辺において大きな締め付け力が発生したときでも、シリンダボア用穴の周縁部では、第２金属構成板の端部が折り返し部の丸み部分側に入り込んで、シリンダボアの周縁部に過大なシール圧が加わらなくなるので、シリンダボアの変形を抑制できる。
【００１１】
上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記折り返し部の内側に、前記折り返し部の端部の内周側において平坦な第１副板と、前記折り返し部の端部の内周側においてビードを有するリング状の第２副板とを挿入配置して構成すると、第１副板と第２副板により、折り返し部の厚みを調整でき、更に、第２副板のビードにより、折り返し部の圧縮性を増加でき、折り返し部のへたりを防止できる。
【００１２】
また、第２金属構成板の凸部と第２副板のビードの凸部（第１金属構成板との接触部）とを、平面視で同じ位置にすると、より大きなシール圧を発生することができ、また、平面視でこの２つをずれる位置にすると、最大シール圧を小さくしながら比較的大きなシール圧の領域を幅広く設けることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、シリンダボア用穴周囲において十分なシール性能を発揮できると共に、各々のシリンダボア用穴の周縁部におけるシール圧を小さく抑えることにより、エンジンのシリンダボアの変形を抑制できる。
【００１４】
特に、シリンダヘッドやシリンダブロックの熱変形等の外的要因により、シリンダヘッドガスケットの上面側と下面側とが擦られてズレを起こすような時であっても、ボア先端部における面圧の上昇を抑えることができ、シリンダヘッドやシリンダブロックに発生する圧痕等を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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４は、模式的な説明図であり、構成をより理解し易いように、板厚、シリンダボア用穴の大きさ、折り返し部の大きさ、ビードの大きさ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。
【００１６】
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。
【００１７】
このシリンダヘッドガスケットは、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、シリンダボア用穴（燃焼室用穴）、冷却水やエンジンオイルの循環のための液体穴、締結ヘッドボルト用のボルト穴等が形成される。
【００１８】
最初に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、この第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１は、２枚の金属構成板１０，２０と、３枚の副板３０，４０，５０とからなる。この第１金属構成板１０は、ステンレス焼鈍材で形成され、第２金属構成板２０はステンレスバネ鋼板で形成される。また、第１副板３０は軟鋼板又はステンレス焼鈍材で形成され、フルビード４１を有する第２副板４０はステンレス調質材で形成される。更に、ハーフビード５１を有する第３副板５０はステンレス焼鈍材で形成される。
【００１９】
そして、第１金属構成板１０は、シリンダボア用穴２の周囲において、折り返して折り返し部１１を有して形成する。第２金属構成板２０を第１金属構成板１０に折り返し部１１の無い側で積層して構成するが、この第２金属構成板２０には、第１金属構成板１０側（内側）を凸とするフルビード２１を設け、このフルビード２１の凸部２１ａは折り返し部１１の端部１１ａの内周側に配置する。
【００２０】
また、折り返し部１１の内側に第１副板３０と第２副板４０を挿入配置する。この第１副板３０は折り返し部１１の端部１１ａの内周側においては平坦に形成される。また、第２副板４０は折り返し部１１の端部１１ａの内周側においてフルビード４１を有するリング状の板として形成される。平面視で、この第２副板４０の内周側の端部４０ａは第１副板３０の内周側の端部３０ａと同じ位置とし、この第２副板４０の外周側の端部４０ｂは折り返し部１１の端部１１ａと同じ位置とする。この副板３０，４０の挿入配置により、折り返し部１１の厚みｔｇを厚くできるので、折り返し部１１の丸み部分１１ｂの曲率が大きくなり、クラックの発生を防止できる。更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【００２１】
更に、図２に示すように、第２金属構成板２０のシリンダボア用穴２の周囲の板厚ｔ２を折り返し部１１の厚みｔｇの半分ｔｈよりも小さくする。つまり、ｔ２＜ｔｈ（＝ｔｇ／２）とする。なお、折り返し部１１の内側への副板３０，４０の挿入配置により、折り返し部１１の厚みｔｇが厚くなるので、容易に、第２金属構成板２０のシリンダボア用穴２の周囲の板厚ｔ２をそれぞれ折り返し部１１の厚みｔｇの半分ｔｈよりも小さくすることができるようになる。
【００２２】
また、水穴３の周辺部においては、第２金属構成板２０はハーフビード２２とハーフビード２３を有して構成される。このハーフビード２３の凸の向きは、第２副板４０のフルビード４１の凸部４１ａと同じ方向に形成される。また、第３副板５０には、ハーフビード２３とは逆の向きのハーフビード５１が形成される。この２つのハーフビード２３，５１は平面視で同じ位置になるように配置される。つまり、各ハーフビード２３，５１の各傾斜部が平面視で重なり合うように配置される。また、第３副板５０のシリンダボア用穴２の周辺部側の端部５０ａは、折り返し部１１の端部１１ａより外周側となるように形成される。
【００２３】
従って、シリンダボア用穴２の周辺部においては、第１金属構成板１０の折り返し部１１の丸み部分１１ｂと、第２金属構成板２０の端部２０ａとが揃い、水穴３の周縁部においては、第１及び第２の金属構成板１０，２０の各端部１０ｂ，２０ｂと、第１副板３０と第３副板５０の各端部３０ｂ，５０ｂとが揃うことになる。
【００２４】
そして、上記の構成のシリンダヘッドガスケット１によれば、厚みの関係により、シリンダボア用穴２の周辺において大きな締め付け力が発生したときでも、シリンダボア用穴２の周縁部では、第２金属構成板２０の端部２０ａが折り返し部１１の丸み部分１１ｂ側に入り込むので、シリンダボア用穴２の周縁部には大きな面圧が発生せず、その外周側で最大面圧が発生することになる。その結果、エンジンのシリンダボアの周縁部に過大なシール圧が加わらなくなるので、シリンダボアの変形を抑制できる。即ち、各々のシリンダボア用穴２の周縁部における面圧の最大値を小さく抑えることにより、各シリンダボアの変形を防止する。なお、この折り返し部１１の幅やビード２１，４１の形状や大きさは実験や計算などから得られた面圧分布から求めることができる。
【００２５】
また、大きな締め付け力が加わらない時には、折り返し部１１とフルビード２１により、シリンダボアの周縁部にも適度なシール圧が加わり、更に、その外周側のフルビード２１によって形成されるシールラインによってシール圧が加わるので、優れたシール性能を発揮することができる。
【００２６】
また、第１副板３０と第２副板４０により、折り返し部１０の厚みｔｇを調整でき、更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【００２７】
また、第２金属構成板２０のフルビード２１の凸部２１ａと、第２副板４０のフルビード４１の凸部（第１金属構成板との接触部）４１ａとを、平面視で同じ位置にすると、より大きなシール圧を発生することができ、また、平面視でこの２つをずれる位置にすると、最大シール圧を小さくしながら比較的大きなシール圧の領域を幅広くすることができる。
【００２８】
そして、これらの構成により、シリンダヘッドやシリンダブロックの熱変形等の外的要因により、シリンダヘッドガスケット１の上面側と下面側とが擦られてズレを起こすような時であっても、ボア先端部における面圧の上昇を抑えることができ、シリンダヘッドやシリンダブロックに発生する圧痕等を軽減させることができる。
【００２９】
なお、上記では、フルビード２１，４１を断面形状が円弧形状のビードで説明したが、このビード形状は、本発明では特に限定されず、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）形状などであってもよい。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３及び図４に示すように、この第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａは、２枚の金属構成板１０，２０Ａと、３枚の副板３０，４０，５０とからなる。この第１金属構成板１０は、ステンレス焼鈍材で形成され、第２金属構成板２０Ａはステンレスバネ鋼板で形成される。また、第１副板３０は軟鋼板又はステンレス焼鈍材で形成され、フルビード４１を有する第２副板４０はステンレス調質材で形成される。更に、ハーフビード５１を有する第３副板５０はステンレス焼鈍材で形成される。
【００３１】
そして、第１金属構成板１０は、シリンダボア用穴２の周囲において、折り返して折り返し部１１を有して形成する。第２金属構成板２０Ａをこの第１金属構成板１０の折り返し部１１の有る側で折り返し部１１に積層して構成するが、この第２金属構成板２０Ａには、第１金属構成板１０側（内側）を凸とするフルビード２１Ａを設け、このフルビード２１Ａの凸部２１Ａａは折り返し部１１の端部１１ａの内周側に配置する。
【００３２】
また、折り返し部１１の内側に第１副板３０と第２副板４０を挿入配置する。この第１副板３０は折り返し部１１の端部１１ａの内周側においては平坦に形成される。また、第２副板４０は折り返し部１１の端部１１ａの内周側においてフルビード４１を有するリング状の板として形成される。平面視で、この第２副板４０の内周側の端部４０ａは第１副板３０の内周側の端部３０ａと同じ位置とし、この第２副板４０の外周側の端部４０ｂは折り返し部１１の端部１１ａと同じ位置とする。この副板３０，４０の挿入配置により、折り返し部１１の厚みｔｇを厚くできるので、折り返し部１１の丸み部分１１ｂの曲率が大きくなり、クラックの発生を防止できる。更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【００３３】
更に、図４に示すように、第２金属構成板２０Ａのシリンダボア用穴２の周囲の板厚ｔ２を折り返し部１１の厚みｔｇの半分ｔｈよりも小さくする。つまり、ｔ２＜ｔｈ（＝ｔｇ／２）とする。なお、折り返し部１１の内側への副板３０，４０の挿入配置により、折り返し部１１の厚みｔｇが厚くなるので、容易に、第２金属構成板２０Ａのシリンダボア用穴２の周囲の板厚ｔ２をそれぞれ折り返し部１１の厚みｔｇの半分ｔｈよりも小さくすることができるようになる。
【００３４】
また、水穴３の周辺部においては、第２金属構成板２０Ａはハーフビード２２Ａを有して構成される。このハーフビード２２Ａの凸の向きは、第２副板４０のフルビード４１の凸部４１ａと同じ方向に形成される。また、第３副板５０には、ハーフビード２２Ａとは逆の向きのハーフビード５１が形成される。この２つのハーフビード２２Ａ，５１は平面視で同じ位置になるように配置される。つまり、各ハーフビード２２Ａ，５１の各傾斜部が平面視で重なり合うように配置される。また、第３副板５０のシリンダボア用穴２の周辺部側の端部５０ａは、折り返し部１１の端部１１ａより外周側となるように形成される。
【００３５】
従って、シリンダボア用穴２の周辺部においては、第１金属構成板１０の折り返し部１１の丸み部分１１ｂと、第２金属構成板２０Ａの端部２０Ａａとが揃い、水穴３の周縁部においては、第１及び第２の金属構成板１０，２０Ａの各端部１０ｂ，２０Ａｂと、第１副板３０と第３副板５０の各端部３０ｂ，５０ｂとが揃うことになる。
【００３６】
そして、上記の構成のシリンダヘッドガスケット１Ａによれば、厚みの関係により、シリンダボア用穴２の周辺において大きな締め付け力が発生したときでも、シリンダボア用穴２の周縁部では、第２金属構成板２０Ａの端部２０Ａａが折り返し部１１の丸み部分１１ｂ側に入り込むので、シリンダボア用穴２の周縁部には大きな面圧が発生せず、その外周側で最大面圧が発生することになる。その結果、エンジンのシリンダボアの周縁部に過大なシール圧が加わらなくなるので、シリンダボアの変形を抑制できる。即ち、各々のシリンダボア用穴２の周縁部における面圧の最大値を小さく抑えることにより、各シリンダボアの変形を防止する。なお、この折り返し部１１の幅やビード２１Ａ，４１の形状や大きさは実験や計算などから得られた面圧分布から求めることができる。
【００３７】
また、大きな締め付け力が加わらない時には、折り返し部１１とフルビード２１Ａにより、シリンダボアの周縁部にも適度なシール圧が加わり、更に、その外周側のフルビード２１Ａによって形成されるシールラインによってシール圧が加わるので、優れたシール性能を発揮することができる。
【００３８】
また、第１副板３０と第２副板４０により、折り返し部１０の厚みｔｇを調整でき、更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【００３９】
また、第２金属構成板２０Ａのフルビード２１Ａの凸部２１Ａａと、第２副板４０のフルビード４１の凸部（第１金属構成板との接触部）４１ａとを、平面視で同じ位置にすると、より大きなシール圧を発生することができ、また、平面視でこの２つをずれる位置にすると、最大シール圧を小さくしながら比較的大きなシール圧の領域を幅広くすることができる。
【００４０】
そして、これらの構成により、シリンダヘッドやシリンダブロックの熱変形等の外的要因により、シリンダヘッドガスケット１の上面側と下面側とが擦られてズレを起こすような時であっても、ボア先端部における面圧の上昇を抑えることができ、シリンダヘッドやシリンダブロックに発生する圧痕等を軽減させることができる。
【００４１】
なお、上記では、フルビード２１Ａ，４１を断面形状が円弧形状のビードで説明したが、このビード形状は、本発明では特に限定されず、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）形状などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す部分断面図である。
【図２】図１の折り返し部の近傍を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す部分断面図である。
【図４】図３の折り返し部の近傍を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ    シリンダヘッドガスケット
２    シリンダボア用穴
１０    第１金属構成板
１１    折り返し部
１１ａ  折り返し部の端部
２０，２０Ａ    第２金属構成板
２１，２１Ａ    フルビード
２１ａ，２１Ａａ  フルビードの凸部
３０    第１副板
４０    第２副板
４１    フルビード
４１ａ  フルビードの凸部
５０    第３副板
ｔ２    第２金属構成板のシリンダボア用穴の周囲の板厚
【図１】
2008111540.tif 000003
【図２】
2008111540.tif 000004
【図３】
2008111540.tif 000005
【図４】
2008111540.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月11日(2007.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、第１副板３０と第２副板４０により、折り返し部１１の厚みｔｇを調整でき、更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、第１副板３０と第２副板４０により、折り返し部１１の厚みｔｇを調整でき、更に、第２副板４０のフルビード４１により、折り返し部１１の圧縮性を増加でき、折り返し部１１のへたりを防止できる。この第２副板４０のフルビード４１は通常はフルビードが用いられるが、ハーフビードでもよく、折り返し部１１のへたりを防止できるビードであればよい。また、幾つかのビードの組み合わせでも良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
そして、これらの構成により、シリンダヘッドやシリンダブロックの熱変形等の外的要因により、シリンダヘッドガスケット１Ａの上面側と下面側とが擦られてズレを起こすような時であっても、ボア先端部における面圧の上昇を抑えることができ、シリンダヘッドやシリンダブロックに発生する圧痕等を軽減させることができる。