(57)【要約】【課題】オープンデッキタイプのエンジンのシリンダブロックのシリンダボアを形成する円筒部の上面における面圧分布を適切な分布にして、シリンダボア変形を低減すると共に座屈を抑制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。【解決手段】シリンダボア用孔２の周縁部において、折り返し部１２を有する第１金属基板１０と、この折り返し部１２内のその一部２１を挿入した第２金属基板２０と、第１金属基板１０と第２金属基板２０との間のビード板３０とを積層し、シリンダブロック６０のシリンダボア６１を形成する内筒部６２の外周位置６２ａにおいて、前記第１金属基板１０と前記ビード板３０と中間板４０と前記第２金属基板とを積層すると共に、両位置における各積層板の板厚の合計を一致させて構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンデッキタイプのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持されてシール機能を発揮し、第１金属基板をシリンダボア用孔の周縁部に折り返し部を形成すると共に、該折り返し部内に、第２金属基板を内周側平坦部を挿入して該第２金属基板を配置し、該第２金属基板を、前記内周側平坦部の外周側に第１ハーフビードを設けると共に、該第１ハーフビードの外周側平坦部を前記折り返し部側に配置して形成し、更に、前記折り返し部内で、前記第２金属基板の前記内周側平坦部と前記第１金属基板との間に、前記第１金属基板側に凸となる第１フルビードを有する円環状のビード板を積層して配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、
前記第１ハーフビードの傾斜部の外周側端部をシリンダブロックのシリンダボアを形成する内筒部の外周位置よりも内周側に配置すると共に、前記ビード板の外周側端部を前記内筒部の外周位置又はその近傍まで延長して前記ビード板を形成し、更に前記第１ハーフビードの外周側に中間板の平坦部を配置して、前記第１フルビードの位置における各金属構成板の板厚の合計と、前記ビード板の前記外周側端部の位置における各金属構成板の板厚の合計とを一致させ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】
前記シリンダブロックの前記内筒部の外周側において第２ハーフビードを設けると共に、前記内筒部の周囲に形成される冷却水通路の外側壁面より外周側に第３ハーフビードを設け、前記第２ハーフビードと前記第３ハーフビードとの間が前記第１金属基板側にあるように前記中間板を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】
前記第１金属基板の折り返し部と反対側に第３金属基板を積層すると共に、該第３金属基板において、前記第１フルビードに対向して第２フルビードを互いに凸側が対向するように設け、更に、前記第２ハーフビードと前記第３ハーフビードに対向して、第４ハーフビードと第５ハーフビードを、前記第４ハーフビードと前記第５ハーフビードとの間が前記第２金属基板側にあるように設けたことを特徴とする請求項２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、オープンデッキタイプのエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックと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）等のエンジン部材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、エンジンをシリンダブロックの形態で分けると、シリンダブロックにおけるシリンダヘッドとの接合面に冷却水通路が無いクローズドタイプのエンジンと、シリンダブロックにおけるシリンダヘッドとの接合面が冷却水通路として開いているオープンデッキタイプのエンジンとがある。図１０に示すように、オープンデッキタイプのエンジンの場合には、エンジンブロック６０のシリンダヘッドに近い部分に冷却水通路（ウォータージャケット）６２があり、冷却性能の面と軽量化の面で有利で、かつ、開口部があるので製造が容易となる。
【０００４】
このオープンデッキタイプのエンジン用のシリンダヘッドガスケットに関係して、シリンダブロックの円筒部と冷却水通路の外側を成す外壁部との両方に亙って介挿される基板のシリンダ孔の内周に沿ってグロメットを設け、シリンダスリーブより内側に形成されるグロメットの最大厚さ部によりシリンダボアの燃焼ガスのシールを行うと共に、冷却水通路を隔てた両側に形成した段差ビードにより冷却水をシールす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。）。
【０００５】
このシリンダヘッドガスケットにおいては、冷却水通路とシリンダボアの間における冷却水のシール対策として段差ビードが設けられているが、シリンダブロックの内筒部の上面において、内周側の厚みが大きく、外周側の厚みが小さいため、大きな押圧力が加わると内周側に大きな面圧が加わり、押圧力の適正化を図ることができず、また、内筒部の上部が内側に傾斜させるモーメントが作用してシリンダボアを変形させるという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−２８１２９０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、オープンデッキタイプのエンジンに使用するシリンダヘッドガスケットにおいて、シリンダブロックのシリンダボアを形成する円筒部の上面における面圧分布を適切な分布にして、シリンダボア変形を低減すると共に座屈を抑制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、オープンデッキタイプのシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に挟持されてシール機能を発揮し、第１金属基板をシリンダボア用孔の周縁部に折り返し部を形成すると共に、該折り返し部内に、第２金属基板を内周側平坦部を挿入して該第２金属基板を配置し、該第２金属基板を、前記内周側平坦部の外周側に第１ハーフビードを設けると共に、該第１ハーフビードの外周側平坦部を前記折り返し部側に配置して形成し、更に、前記折り返し部内で、前記第２金属基板の前記内周側平坦部と前記第１金属基板との間に、前記第１金属基板側に凸となる第１フルビードを有する円環状のビード板を積層して配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第１ハーフビードの傾斜部の外周側端部をシリンダブロックのシリンダボアを形成する内筒部の外周位置よりも内周側に配置すると共に、前記ビード板の外周側端部を前記内筒部の外周位置又はその近傍まで延長して前記ビード板を形成し、更に前記第１ハーフビードの外周側に中間板の平坦部を配置して、前記第１フルビードの位置における各金属構成板の板厚の合計と、前記ビード板の前記外周側端部の位置における各金属構成板の板厚の合計とを一致させて構成する。この構成によれば、大きな押圧力がシリンダヘッドガスケットに加わった時に、内筒部の内周側と外周側の板厚の合計が同じとなるので、内筒部の内周側と外周側の押圧力を均等化でき、内筒部で発生する応力の最適化を図ることができる。
【０００８】
また、上記のシリンダヘッドガスケットで、前記シリンダブロックの前記内筒部の外周側において第２ハーフビードを設けると共に、前記内筒部の周囲に形成される冷却水通路の外側壁面より外周側に第３ハーフビードを設け、前記第２ハーフビードと前記第３ハーフビードとの間が前記第１金属基板側にあるように前記中間板を形成すると、冷却水通路に対するシール性能を向上させることができる。
【０００９】
更に、上記のシリンダヘッドガスケットで、前記第１金属基板の折り返し部と反対側に第３金属基板を積層すると共に、該第３金属基板において、前記第１フルビードに対向して第２フルビードを互いに凸側が対向するように設け、更に、前記第２ハーフビードと前記第３ハーフビードに対向して、第４ハーフビードと第５ハーフビードを、前記第４ハーフビードと前記第５ハーフビードとの間が前記第２金属基板側にあるように設けると、この第３金属基板により、シリンダボア及び冷却水通路に対するシール性能を、更に向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、折り返し部内のビード板の外周側を、オープンデッキタイプのエンジンのシリンダブロックの内筒部（ブロックライナー）の外周位置まで延長して、内筒部の内周側と外周側の押圧力を均等化しているので、内筒部に加わるシール面圧及び内筒部で発生する応力の最適化を図ることができる。その結果、内筒部の歪みを低減でき、座屈も抑制できる。また、内筒部に作用する上面を内側に傾斜させるモーメントが少なくなるので、シリンダボア変形を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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１０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、シリンダライナ、水穴、ビードの大きさ、形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。
【００１２】
図２〜図９に示すように、本発明に係る実施の形態のシリンダヘッドガスケット１、１Ａは、多気筒エンジン用のオープンデッキタイプ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。
【００１３】
これらのシリンダヘッドガスケット１、１Ａが用いられるオープンデッキタイプのエンジンでは、図１及び図１０に示すように、シリンダブロック６０は、シリンダボア６１が形成されている円筒部（ブロックライナー）６２と、外壁部６３とから形成される。また、この内筒部６２と外壁部６３により冷却水通路（ウォータージャケット）６４が形成される。また、外壁部６３には、水穴６５やオイル穴６６や締結ボルト用のボルト穴６７が設けられ、円筒部６２にも水穴６５が設けられている。
【００１４】
また、円筒部６２には、シリンダボア６１側にシリンダスリーブ（シリンダライナ）６２ａが嵌合している。このシリンダスリーブ６２ａは、耐磨耗性、耐焼き付き性、耐熱性、強度に優れている特殊鋳鉄で形成され、円筒部６２と外壁部６３は、軽量性に優れているアルミ合金で形成される。
【００１５】
このオープンデッキタイプのエンジンのシリンダブロック６０では、シリンダヘッドとの接合面において冷却水通路６４が開口しているので、剛性の維持が難しくボア変形し易いが、冷却性能面で有利であり、また、鋳造し易い。
【００１６】
図２〜図５に示すように、第１実施の形態のシリンダヘッドガスケット１は、第１金属基板（第１表面板）１０、第２金属基板（第２表面板）２０、ビード板３０、中間板４０を有して構成される。この第１及び第２金属基板１０、２０やビード板３０、中間板４０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。特に第１金属基板１０には耐熱性や耐腐食性に優れた材料であるアニール材を使用し、また、ビード板３０には弾力性に優れた材料であるバネ材を使用する。
【００１７】
また、これらの金属基板１０，２０，４０は、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）２、冷却水の循環のための水（図示しない）、潤滑油の循環のためのオイル穴（図示しない）、締結ヘッドボルト用のヘッドボルト穴（図示しない）等が形成される。
【００１８】
図２〜図５に示すように、この第１表面板１０をシリンダボア用穴２の周縁部に折り返して曲がり部１１と折り返し部（フランジ部）１２を形成すると共に、この折り返し部１２内に、第２表面板２０の内周側平坦部２１を挿入して第２表面板２０を配置する。この第２表面板２０では、内周側平坦部２１の外周側に、外周側に行くに伴い折り返し部１２側に開く第１ハーフビード２２を設けて、この第１ハーフビード２２の外周側平坦部２３が面厚方向に関して折り返し部側１２に配置されるように形成する。
【００１９】
また、折り返し部１２内において、第２金属基板２０の内周側平坦部２１と第１金属基板１０との間に、円環状のビード板３０を積層して配置する。このビード板３０は、第１表面板１０側に凸となる第１フルビード３１を有して形成される。
【００２０】
更に、外周側平坦部２３と第１金属基板１０との間に、中間板４０を配置する。この中間板４０には、内周側から外周側に行くに伴い第２金属基板２０側から第１金属基板１０側に開くように傾斜した第２ハーフビード４２を設けると共に、冷却水通路６４の外周側即ち外壁部６３の上側に内周側から外周側に行くに伴い第１金属基板１０側から第２金属基板１０側に開くように傾斜した第３ハーフビード４４を設ける。この第２ハーフビード４２の内周側に形成された内周側平坦部４１は第１ハーフビード２２の外周側に配置される。
【００２１】
これらの構成によれば、折り返し部１２により、燃焼ガスが第２金属基板２０やビード板３０に接触するのを防止できるので、第１金属基板１０には耐熱性や耐腐食性に優れた材料を使用し、第２金属基板２０やビード板には弾力性に優れた材料を使用することができる。従って、それぞれの材料の特性を活かした組み合わせでガスケット１を構成できる。その結果、シール性、耐熱性、耐腐食性、耐久性等の各種性能に優れたガスケットにすることができる。
【００２２】
また、第１ハーフビード２２を設けているため、第１ハーフビード２２の内周側平坦部２１を折り返し部１２の内側に収めやすくなり、内筒部５２の鍔部の幅が狭い場合でも、折り返し部１２内に第２金属基板２０の一部である内周側平坦部２１を挿入できるので、折り返し部１２の弾力性の向上と内周側平坦部２１のストッパ機能による亀裂発生防止を図ることができる。
【００２３】
そして、本発明においては、図１〜図５に示すように、第１ハーフビード２２の傾斜部の外周側端部をシリンダブロック６０のシリンダボアを形成する内筒部６２の外周位置６２ｂよりも内周側に配置すると共に、ビード板３０の外周側端部３０ａを、内筒部６２の外周位置６２ａ（図１〜図３）又はその近傍まで（図４及び図５）延長してビード板３０を形成する。更に第１ハーフビード２２の外周側に中間板４０の平坦部４１を配置して、第１フルビード３１の位置における各金属構成板１０、３０、２０、１０の板厚の合計と、内筒部６２の外周位置６２ｂにおける各金属構成板１０、３０、４０、２０の板厚の合計とを一致させて構成する。
【００２４】
この構成により、大きな押圧力がシリンダヘッドガスケット１に加わった時に、内筒部６２の内周側と外周側の板厚の合計が同じとなるので、内筒部６２の内周側と外周側の押圧力を均等化でき、内筒部６２で発生する応力の最適化を図ることができる。この図１〜図３の構成のシリンダヘッドガスケット１を使用した実験結果により、従来の標準品に対して、歪振幅が４ヶ所の平均で約９％低減することが分かった。
【００２５】
なお、この板厚の例を上げれば、第１金属基板１０と中間板３０を板厚ｔ１で形成し、第２金属基板２０を板厚ｔ２＝１．２×ｔ１で、ビード板３０を板厚ｔ３＝０．６×ｔ１で形成する。
【００２６】
次に、第２実施の形態について説明する。図６〜図９に示すように、この第２実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａでは、第１実施の形態のシリンダヘッドガスケット１の構成に加えて、第１金属基板１０の折り返し部１２と反対側に第３金属基板５０を積層する。この第３金属基板５０において、第１フルビード３１に対向して第２フルビード５１を互いに凸側が対向するように設け、更に、第２ハーフビード４２と第３ハーフビード４４に対向して第４ハーフビード５３と第５ハーフビード５５を、第４ハーフビード５３と第５ハーフビード５５との間の平坦部５４が第２金属基板２０側にあるように設ける。
【００２７】
この第３金属基板を追加する構成により、第１フルビード３１に第２フルビード５１が重なり、第２ハーフビード４２と第３ハーフビード４４に第４ハーフビード５３と第５ハーフビード５５とがそれぞれ重なるので、これらの部分に発生するシール面圧を大きくすることができるので、シリンダボア６１及び冷却水通路６４に対するシール性能を、更に向上することができる。
【００２８】
なお、この板厚の例を上げれば、第１金属基板１０と中間板３０を板厚ｔ１で形成する。そして、第２金属基板２０を板厚ｔ２＝１．２×ｔ１で、ビード板３０を板厚ｔ３＝０．６×ｔ１で形成し、更に、第３金属基板５０をｔ４＝０．８×ｔ１で形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施の形態のシリンダヘッドガスケットの構成を説明するためのオープンデッキタイプのエンジンのシリンダブロックの部分上面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第１実施の形態の他のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＡ−Ａ断面図に相当する部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施の形態の他のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＡ−Ａ断面図に相当する部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する部分断面図である。
【図８】本発明の第２実施の形態の他のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＡ−Ａ断面図に相当する部分断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態の他のシリンダヘッドガスケットを示す、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する部分断面図である。
【図１０】オープンデッキタイプのエンジンのシリンダブロックの一例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１Ａ    シリンダヘッドガスケット
２    シリンダボア用穴（燃焼室用穴）
１０    第１金属基板
１２    折り返し部（フランジ部）
２０    第２金属基板
２１    第２金属基板の内周側平坦部
２２    第１ハーフビード
３０    ビード板
３１    第１フルビード
４０    中間板
４２    第２ハーフビード
４４    第３ハーフビード
５０    第３金属基板
５１    第２フルビード
５３    第４ハーフビード
５５    第５ハーフビード
６０    シリンダブロック
６１    シリンダボア
６２    円筒部（ブロックライナー）
６２ｂ  円筒部の外壁面
６３    外壁部
６４    冷却水通路（ウォータージャケット）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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