(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドガスケットの中に埋め込んだセンサでシリンダヘッドとシリンダブロック間の挙動振幅を測定してシリンダヘッドガスケットのシール性能を予測する評価方法であって、前記シリンダヘッドガスケットが使用されるシリンダヘッド及び／又はシリンダブロックの構造に起因して前記挙動振幅に特徴のある１又は２以上の測定部位を選び、所定負荷条件の下での前記測定部位の前記挙動振幅を、予め規定した経過時間の間に少なくとも３回測定し、該測定された前記測定部位の挙動振幅によって前記シリンダヘッドガスケットのシール性能を予測評価する場合、前記測定された測定部位の挙動振幅について、１回目の測定時の挙動振幅に対して２回目以後の測定時の挙動振幅が増大し続けない限り前記シリンダヘッドガスケットのシール性能は良好であると予測することを特徴とするシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法。
【請求項２】
前記予め規定した経過時間の間に少なくとも３回とは、第１回目がエンジン運転開始後１時間以内、第２回目が１０〜２０時間経過後、第３回目が５０〜１００時間経過後であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
シリンダヘッドとシリンダブロック間に介装されるシリンダヘッドガスケットの、例えば燃焼ガスシール性能や水・油シール性能等を予測する評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンに装着されるシリンダヘッドガスケットは、エンジンに応じて種々のものがあり、その形状は、当該エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックに装着される面形状に対応して様々である。
このようなガスケットについて、従来から行われているシール性能評価方法は、当該ガスケットが装着されたエンジンを、ある負荷条件下で数百時間に渡って稼動させる耐久試験、或いは、当該エンジンを実車に組み込んで、所定距離数を走行させる実車試験などの中途時や終了後に、目視によって燃焼ガス洩れや水・油洩れがあるかないかをチェックする方法が採られている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような評価方法は、基本的には耐久試験や実車試験などの結果からその性能評価の良否を判定するものであり、これらの試験には、その結果を得るまでに長時間を要する。したがって、このような評価方法では、その性能評価の良否を得るのに長時間を要してしまうために、開発・改変されるエンジンに対してその都度シリンダヘッドガスケットを試作し、試作したシリンダヘッドガスケットの全てを短時間で評価することは事実上不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、短時間でシール性能を予測評価できるシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法は、シリンダヘッドガスケットの中に埋め込んだセンサ（例えば、渦電流式のギャップセンサや静電容量式の変位センサ、圧電素子式の圧力センサなど）でシリンダヘッドとシリンダブロック間の挙動振幅を測定してそのシール性能、例えば燃焼ガス洩れや水・油洩れなどを予測する評価方法であり、シリンダヘッドガスケットが使用されるシリンダヘッド及び／又はシリンダブロックの構造に起因して上記挙動振幅に特徴のある１又は２以上の測定部位、例えばボア周りに配されるボルト間の部位などを選び、所定負荷条件の下でのこの測定部位の上記挙動振幅を、予め規定した経過時間、例えば１００〜２００時間の間に少なくとも３回測定し、測定された測定部位の挙動振幅によって当該シリンダヘッドガスケットのシール性能を短時間で予測評価する場合、前記測定された測定部位の挙動振幅について、１回目の測定時の挙動振幅に対して２回目以後の測定時の挙動振幅が増大し続けない限り前記シリンダヘッドガスケットのシール性能は良好であると予測するようにしたものである。
所定負荷条件は、最大馬力点又は最大トルク点で稼動継続する場合、また、最大馬力点又は最大トルク点を含めた所定負荷パターンを繰り返す場合などエンジン機種によって適宜選定される。
【０００６】
上記請求項１に係るシール性能予測評価方法の、測定された測定部位の挙動振幅については、１回目の測定時の挙動振幅に対して２回目以後の測定時の挙動振幅が増大し続けない限り当該シリンダヘッドガスケットのシール性能は良好であると予測して、短時間で評価できるようにしたものである。
より具体的には、１回目の測定時の挙動振幅に対して２回目以後の測定時の挙動振幅が増大し続けない態様として、３回目以後の測定時の挙動振幅が２回目の測定時の挙動振幅と同じ場合、或いはまた、２回目の測定時の挙動振幅が１回目の測定時の挙動振幅に対して増大しても、３回目以後の測定時の挙動振幅が、２回目の測定時の挙動振幅と同じ場合及び２回目の測定時の挙動振幅に対し減少する場合などがある。
但し、上記のように挙動振幅の推移に加えてその絶対値にも留意する必要があり、「１回目の測定時の挙動振幅に対して２回目以後の測定時の挙動振幅が増大し続けない限り」と言っても当初から挙動振幅の絶対値が所定値以上のものについては当該予測評価が当てはまらない場合がある。尚、当該所定値は、ガスケットに応じて異なっていることはもちろんである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係るシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法は、予め規定した経過時間の間に少なくとも３回とは、第１回目がエンジン運転開始後１時間以内、第２回目が１０〜２０時間経過後、第３回目が５０〜１００時間経過後であるようにしたものである。
ガスケットの特性として加熱後２２時間程度でその変形が概ね安定するという基準がある（ＡＳＴＭＦ１０４−３８）。この基準及び経験則に照らして、エンジン運転開始後１０〜２０時間経過後は、ガスケット素材の変形が概ね安定する時期である一方、エンジン運転開始後１時間以内に当初の７０％程度の変形が形成されることに鑑み、第１回目及び第２回目の測定時期を上述の時期に設定し、第３回目を、それ以降で振動などの影響によって変形が増大していくものか否かを判定する適宜な時期としてエンジン運転開始後５０〜１００時間経過後に設定するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法に係る実施の形態を説明する。
本シール性能予測評価方法は、シリンダヘッドガスケットの中に埋め込んだセンサでシリンダヘッドとシリンダブロック間の挙動振幅を測定することによってそのシール性能を予測評価するものであるが、測定部位の挙動振幅には、シリンダヘッドガスケットが使用されるシリンダヘッドやシリンダブロックの構造に起因した特徴が認められる。即ち、ある構造のシリンダヘッドやシリンダブロックでは、ある測定部位の挙動振幅が顕著であり、また、別の構造のシリンダヘッドやシリンダブロックでは、別の測定部位の挙動振幅が顕著であることが認められる。そこで、本シール性能予測評価方法では、シリンダヘッドやシリンダブロックの構造に起因した特徴が認められる測定部位、即ち、挙動振幅が顕著である部位を理論的及び／又は実験的に選定し、所定負荷条件の下における当該部位での挙動振幅の、予め規定した経過時間の間の測定結果に基づき、これに使用されるシリンダヘッドガスケットのシール性能を予測評価するものである。
【０００９】
本シール性能予測評価方法の第１の実施の形態について図１及び２を参照して説明する。
本方法によって予測評価する対象のシリンダヘッドガスケット１は、図１に示す形態のもので、１８００ｃｃディーゼルエンジン（以下、エンジンＡと言う）に用いられるものである。このエンジンＡでは、そのシリンダブロックのシリンダボア周り、とりわけ、燃焼ガスの排気側でブロック中央よりのシリンダに位置する、当該ブロックとシリンダヘッドとの締付けボルト（図示せず）間の部位、本ガスケット１では部位Ｐにおいて挙動振幅が顕著に表れ、ここでの振幅の推移によって本ガスケット１のシール性能、即ち、燃焼ガス洩れの有無を予測評価できる。
【００１０】
そこで、本ガスケット１の部位Ｐにセンサ（図示せず）を埋め込み、センサからのデータ信号を、本実施の形態では、最大馬力点を含めた所定負荷パターンの下で、エンジンＡの運転開始から１００時間の間に、第１回目が運転開始してから１０分経過後に、第２回目が１０時間経過後に、第３回目が１００時間経過後にそれぞれ測定し、これら測定結果に適宜な処理を施して挙動振幅の値を得る。このようにして得られた挙動振幅の推移曲線が図２に表されている。
ところで、図２には、３つの挙動振幅曲線ａ，ｂ，ｃが表示されているが、これらの曲線ａ，ｂ，ｃは、任意にエンジンＡを３基選び、各エンジンＡについての上記測定によって得られた推移曲線である。
本方法では、これら曲線ａ，ｂ，ｃから次のようにしてシール性能、即ち、燃焼ガス洩れの有無を予測評価する。
【００１１】
曲線ａの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値はやや増加しているものの、第３回目の測定値は第２回目の測定値とほぼ同じで安定しており、このような推移曲線を示すものについては、以後のエンジン稼動においても燃焼ガス洩れの問題が生ずることはないと予測評価する。しかるに、曲線ｂの推移は、第１回目の測定に対し第２回目の測定値が、第２回目の測定値に対し第３回目の測定値がいずれも増大しており、このような推移曲線を示すものについては、以後のエンジン稼動においてシール性能に問題が生ずると予測評価することができ、実際、第３回目の測定時点で、燃焼ガス洩れが認められた。また、曲線ｃの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値は大きく増大し、この時点で燃焼ガス洩れが認められたために、この時点でエンジン稼動を停止している。ところで、上記曲線ａついては、エンジンＡの運転開始から２００時間経過後においても燃焼ガス洩れが生ずることはなかった。
【００１２】
本シール性能予測評価方法の第２の実施の形態について図３及び４を参照して説明する。
本方法によって予測評価する対象のシリンダヘッドガスケット２は、図３に示す形態のもので、５０００ｃｃディーゼルエンジン（以下、エンジンＢと言う）に用いられるものである。このエンジンＢにおいても、そのシリンダブロックのシリンダボア周り、とりわけ、燃焼ガスの排気側でブロック中央よりのシリンダに位置する、当該ブロックとシリンダヘッドとの締付けボルト（図示せず）間の部位、本ガスケットスケット２では部位Ｑにおいて挙動振幅が顕著に表れ、ここでの振幅の推移によってシール性能、即ち、燃焼ガス洩れの有無を予測評価できる。
【００１３】
そこで、本ガスケット２の部位Ｑにセンサを埋め込み、センサからのデータ信号を、本実施の形態では、最大馬力点を含めた所定負荷パターンの下で、エンジンＢの運転開始から１００時間の間に、第１回目が運転開始してから２０分経過後に、第２回目が１０時間経過後に、第３回目が１００時間経過後にそれぞれ測定し、これら測定結果に適宜な処理を施して挙動振幅の値を得る。このようにして得られた挙動振幅の推移曲線が図４に表されている。尚、図４には、３つの挙動振幅曲線ｌ，ｍ，ｎが表示されているが、これらの曲線ｌ，ｍ，ｎは、上記同様に任意にエンジンＢを３基選び、各エンジンＢについての上記測定によって得られた推移曲線である。
【００１４】
これら曲線ｌ，ｍ，ｎからシール性能、即ち、燃焼ガス洩れの有無を予測評価すると、曲線ｌの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値はやや減少し、第３回目の測定値は第２回目の測定値とほぼ同じで安定しており、このような推移曲線を示すものについては、以後のエンジン稼動においても燃焼ガス洩れの問題が生ずることはないと予測評価する。同様に、曲線ｍの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値は減少し、第３回目の測定値は第２回目の測定値とほぼ同じで安定しており、この曲線ｍは上記曲線ｌと比較して振幅の絶対値がやや大きいが、その絶対値が２．５〜３μｍであるので、以後のエンジン稼動においても燃焼ガス洩れの問題が生ずることはないと予測評価する。しかるに、曲線ｎの推移は、第１回目の測定に対し第２回目の測定値が、また、第２回目の測定値に対し第３回目の測定値がいずれも増加しており、このような推移曲線を示すものについては、以後のエンジン稼動においてシール性能に問題が生ずると予測評価する。実際、上記曲線ｌ，ｍついては、エンジンＢの運転開始から２００時間経過後においても第３回目の測定値が保持されており、燃焼ガス洩れは生じていなかった。しかし、上記曲線ｎは、エンジンＢの運転開始から２００時間経過後の測定値が、第３回目の測定値より増加しており、また、この時点で燃焼ガス洩れが生じていた。
【００１５】
本シール性能予測評価方法の第３の実施の形態について図５及び６を参照して説明する。
本方法によって予測評価する対象のシリンダヘッドガスケット３は、図５に示す形態のもので、２０００ｃｃディーゼルエンジン（以下、エンジンＣと言う）に用いられるものである。このエンジンＣでは、当該エンジンＣの端部、本ガスケット３では部位Ｒの油孔周りにおいて挙動振幅が顕著に表れ、ここでの振幅の推移によってシール性能、即ち、油洩れの有無を予測評価できる。
【００１６】
そこで、本ガスケット３の部位Ｒにセンサを埋め込み、センサからのデータ信号を、本実施の形態では、最大馬力点を含めた所定負荷パターンの下で、エンジンＣの運転開始から１００時間の間に、第１回目が運転開始してから１５分経過後に、第２回目が１０時間経過後に、第３回目が１００時間経過後にそれぞれ測定し、これら測定結果に適宜な処理を施して挙動振幅の値を得る。このようにして得られた挙動振幅の推移曲線が図６に表されている。尚、図６には、２つの挙動振幅曲線ｐ，ｑが表示されているが、これらの曲線ｐ，ｑは、上記同様に任意にエンジンＣを２基選び、各エンジンＣについての上記測定によって得られた推移曲線である。
【００１７】
これら曲線ｐ，ｑからシール性能、即ち、油洩れの有無を予測評価すると、曲線ｐの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値はやや増加しているものの、第３回目の測定値は第２回目の測定値とほぼ同じで安定しており、以後のエンジン稼動においても油洩れの問題が生ずることはないと予測評価する。しかるに、曲線ｑの推移は、第１回目の測定値に対し第２回目の測定値が、また、第３回目の測定値は第２回目の測定値に対しいずれも増加しており、以後のエンジン稼動においてシール性能に問題が生ずると予測評価する。実際、上記曲線ｐついては、エンジンＣの運転開始から２００時間経過後においても第３回目の測定値が保持されており、油洩れは生じていなかった。しかし、上記曲線ｑは、エンジンＣの運転開始から２００時間経過後の測定値が、第３回目の測定値より更に増加しており、また、この時点で油洩れが生じていた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のシリンダヘッドガスケットのシール性能予測評価方法によれば、短時間でシール性能を予測評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態に用いられるシリンダヘッドガスケットの概略構成図である。
【図２】  図１のガスケットの振幅推移曲線図である。
【図３】  第２の実施の形態に用いられるシリンダヘッドガスケットの概略構成図である。
【図４】  図３のガスケットの振幅推移曲線図である。
【図５】  第３の実施の形態に用いられるシリンダヘッドガスケットの概略構成図である。
【図６】  図５のガスケットの振幅推移曲線図である。
【符号の説明】
１，２，３          シリンダヘッドガスケット
Ｐ，Ｑ，Ｒ          測定部位
【図１】
0004714349.tif 000002
【図２】
0004714349.tif 000003
【図３】
0004714349.tif 000004
【図４】
0004714349.tif 000005
【図５】
0004714349.tif 000006
【図６】
0004714349.tif 000007