(57)【要約】【課題】  シリンダボア用穴の直近の周囲に発生するシール面圧を低減して、エンジン部材に圧痕が生じるのを防止でき、低剛性のエンジンにおいても十分なシール性能を発揮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の周囲を折り返して折り返し部１１を形成した第１金属板１０に、第２金属板２０を積層すると共に、ビード３１を有するリング状板３０を前記第１金属板１０の前記折り返し部１１内に配置したシリンダヘッドガスケット１において、前記ビード３１をハーフビードで形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ穴の周囲を折り返して折り返し部を形成した第１金属板に、第２金属板を積層すると共に、ビードを有するリング状板を前記第１金属板の前記折り返し部内に配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、前記ビードをハーフビードで形成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】
シリンダ穴の周囲を折り返して折り返し部を形成した第１金属板に、第１ハーフビードを有する第２金属板を前記折り返し部に前記第１ハーフビードの先端部分を入り込ませると共に、前記第１ハーフビードの段差部分が前記折り返し部の外側になるように積層すると共に、第２ビードを有するリング状板を、前記第１ハーフビードの先端部分と前記第１金属板との間に配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第２ビードをハーフビードで形成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３】
前記第１ハーフビードの段差部分の外周側において、前記第２金属板と前記第１金属板との間に第３ハーフビードを有する第３金属板を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。
【請求項４】
前記第１金属板の折り返し部の反対側の部分に、前記リング状板のハーフビードの外側平坦部に当接するようにフルビードを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に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、内燃機関のシリンダヘッドと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するものである。
【背景技術】
【０００２】
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）の接合面をシールする場合に、金属製のシリンダヘッドガスケットを間に挟持して燃焼ガスや冷却水や潤滑オイル等をシールしている。
【０００３】
このシリンダヘッドシリンダの中に、図１３に示すように、シール対象穴７Ｙの周囲を囲む折り返し部を有し、この折り返し部の内側に、リング状の厚さ調整用シム１３Ｙを挟着すると共に、この厚さ調整用シム１３Ｙにシール面圧を高めるためのフルビード１３Ｙａを形成した金属積層ガスケット１Ｙが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。      
【０００４】
しかしながら、この折り返し部の内側に、フルビード１３Ｙａを有するリング状板１３Ｙを収容したガスケット１Ｙの場合は、ガスケット１Ｙが強い圧縮力を受けた場合に、リング状板１３Ｙが図７に示すように変形するため、リング状板１３Ｙの内周先端部１３Ｙｂが第１金属板３Ｙに当接するため、この部分に発生する面圧が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
特に、最近のエンジンの軽量小型化の結果、エンジンの低剛性化が進んでいるので、シリンダヘッドガスケットのシーリングにおいて、シール性能を確保するためにシリンダ穴の直近の周囲部分に大きなシール面圧を与えると、低剛性のエンジン部材のシリンダボアの周囲に圧痕が生じて、この圧痕から燃焼ガスが漏れが易くなり、適正なシール性能を得ることが難しくなる。
【特許文献１】特許３１１３６４２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、シリンダ穴の直近の周囲に発生するシール面圧を低減して、エンジン部材に圧痕が生じるのを防止でき、低剛性のエンジンにおいても十分なシール性能を発揮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、シリンダ穴の周囲を折り返して折り返し部を形成した第１金属板に、第２金属板を積層すると共に、ビードを有するリング状板を前記第１金属板の前記折り返し部内に配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、前記ビードをハーフビードで形成する。
【０００８】
また、シリンダ穴の周囲を折り返して折り返し部を形成した第１金属板に、第１ハーフビードを有する第２金属板を前記折り返し部に前記第１ハーフビードの先端部分を入り込ませると共に、前記第１ハーフビードの段差部分が前記折り返し部の外側になるように積層すると共に、第２ビードを有するリング状板を、前記第１ハーフビードの先端部分と前記第１金属板との間に配置したシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第２ビードをハーフビードで形成する。
【０００９】
そして、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第１ハーフビードの段差部分の外周側において、前記第２金属板と前記第１金属板との間に第３ハーフビードを有する第３金属板を設けて構成する。
【００１０】
更に、上記のシリンダヘッドガスケットにおいて、前記第１金属板の折り返し部の反対側の部分に、前記リング状板のハーフビードの外側平坦部に当接するようにフルビードを設けて構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、折り返し部内に配置されるリング状板のビードをハーフビードにしたので、シリンダ穴の直近の周囲に生じる面圧を低減し、エンジン部材のシリンダボア周辺に圧痕が生じて、シール性能が低下するのを防止できる。
【００１２】
また、このリング状板のハーフビードによりガスケットの折り返し部部分の復元性と耐クリープ性を確保でき、ボア部のシール性能のレベルアップを図ることができる。更に、ハーフビードを有するリング状板の形成及び配置は容易であるので、シリンダヘッドガスケットの生産が容易となり生産性が向上する等の製造性も確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、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図面を参照しながら説明する。
【００１４】
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）との間に挟持される金属積層型の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液体をシールする。
【００１５】
なお、図２〜図８，図１０〜図１３は、模式的な説明図であり、金属積層型ガスケット１の板厚やビードや面圧補強板等の寸法及び縦横比を実際のものとは異ならせて、シール部分を誇張して示すことにより、より理解し易いようにしている。
【００１６】
図１及び図２に示すように、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１は二枚の第１及び第２金属板１０，２０とリング状板３０で構成される。第１金属板１０及び第２金属板２０は、ステンレス焼鈍材（アニール材）や軟鋼板等で形成され、リング状板３０は、第１金属板１０等より剛性の低いスプリング材（バネ鋼板：ステンレス調質材）で形成される。
【００１７】
この金属板１０，２０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、図１に示すように、シリンダ穴２、冷却水用の水穴３、エンジンオイルの循環のためのオイル穴４、締結ボルト用のボルト穴５等が形成される。
【００１８】
そして、図２に示すように、第１金属板１０にシリンダ穴２の周囲を折り返して折り返し部１１を形成する。また、この折り返し部１１と重なり合わないように、この折り返し部１１の外側に、第２金属板２０を積層する。つまり、第２金属板２０のシリンダ穴２側にこの折り返し部１１の外周端１１ａより大きな内周端２０ａを持つ穴を形成する。更に、この第１金属板１０の折り返し部１１内にハーフビードで形成したビード３１を有するリング状板３０を配置する。また、第１金属板１０の折り返し部１１の反対側の部分で、ハーフビード３１の外側平坦部に当接するようにフルビード１２を設ける。
【００１９】
次に、第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケットについて説明する。
【００２０】
図１及び図３に示すように、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１Ａは二枚の第１及び第２金属板１０Ａ，２０Ａ，第３金属板（中間板）３０Ａとリング状板４０Ａで構成される。第１金属板１０Ａ、第２金属板２０Ａ及び第３金属板３０Ａは、ステンレス焼鈍材や軟鋼板等で形成され、リング状板４０Ａは、第１金属板１０Ａ等より剛性の低いスプリング材で形成される。
【００２１】
この金属板１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ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、図１に示すように、シリンダ穴２、冷却水用の水穴３、エンジンオイルの循環のためのオイル穴４、締結ボルト用のボルト穴５等が形成される。
【００２２】
そして、図３に示すように、第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａでは、第１金属板１０Ａにシリンダ穴２の周囲を折り返して折り返し部１１Ａを形成する。この第１金属板１０Ａに、第１ハーフビード２１Ａを有する第２金属板２０Ａを、折り返し部１１Ａ内に第１ハーフビード２１Ａの先端部分２１Ａａを入り込ませると共に、第１ハーフビード２１Ａの段差部分２１Ａｂが折り返し部１１Ａの外側になるように積層する。更に、ハーフビードで形成した第２ビード４１Ａを有するリング状板４０Ａを、第１ハーフビード２１Ａの先端部分２１Ａａと第１金属板１０Ａとの間に配置する。また、第１金属板１０Ａの折り返し部１１Ａの反対側の部分で、ハーフビード４１Ａの外側平坦部に当接するようにフルビード１２Ａを設ける。
次に、第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケットについて説明する。
【００２３】
図４に示すように、この第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｂは、第２の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａの構成に加えて、第１金属板１０Ｂと第２金属板２０Ｂとの間の第３金属板３０Ｂにおいて、第１ハーフビード２１Ｂの段差部分２１Ｂｂの外周側において、第３ハーフビード３１Ｂを設ける。
【００２４】
この構成によれば、シリンダヘッドガスケット１，１Ａ，１Ｂが強い圧縮力を受けた場合に、リング状板３０，４０Ａ，４０Ｂのハーフビード３１，４１Ａ，４１Ｂが図５〜図７に示すように、また、模式的には、図８に示すように変形するため、リング状板３０，４０Ａ，４０Ｂの内周先端部３０ａ，４０Ａａ，４０Ｂａが折り返し部１１，１１Ａ，１１Ｂ側に向いて第１金属板１０，１０Ａ，１０Ｂに当接しなくなり、この部分に発生する面圧が、図９に示すように変形するフルビードの場合よりも小さくなる。そのため、シリンダボア用穴２の直近部分に形成されるシールラインの面圧を低減でき、エンジン部材のシリンダボア周辺に圧痕が生じて、シール性能が低下するのを防止できる。
【００２５】
また、ガスケットの折り返し部部分の復元性と製造性と耐クリープ性を確保し、シリンダボア部のシール性能のレベルアップを図ることができる。
【実施例】
【００２６】
図４に示すように折り返し部内にハーフビード４１Ｂを設けた実施例と、図１０に示すようにハーフビードの代わりにフルビード４１Ｘを設けた比較例について数値計算によるヘッド側面圧分布の比較を行った。
【００２７】
解析条件としては、シリンダヘッドとシリンダブロック側を剛体と仮定し、全屈後１μｍまで強制圧縮した。この結果によれば、ビード圧縮時は、フルビードの比較例の場合は、図１１に示すようにフルビード４１Ｘの先端部４１Ｘａが跳ね上がり第１金属板１０Ｘに当接するように変形するのに対して、ハーフビードの実施例の場合は、図７に示すようにハーフビード４１Ｂの先端部４１Ｂａが折り返し部側を向いて第１金属板１０Ｂに当接しないように変形していることが分かる。このリング状板のビードの変形を模式的に示したのが、図８と図１２であり、それぞれ、ハーフビードの場合とフルビードの場合の変形を示す。
【００２８】
そして、図９に示すヘッド側の発生面圧の分布図から、シリンダ穴直近の面圧が、実施例では比較例より約１０％も低減されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る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】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の構成を示す断面を含む部分斜視図である。
【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の構成を示す断面を含む部分斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケットの構成を示す断面を含む部分斜視図である。
【図５】図２のシリンダヘッドガスケットの圧縮状態を示す部分断面図である。
【図６】図３のシリンダヘッドガスケットの圧縮状態を示す部分断面図である。
【図７】図４のシリンダヘッドガスケットの圧縮状態を示す部分断面図である。
【図８】リング状板のハーフビードの圧縮状態を模式的に示す部分断面図である。
【図９】実施例と比較例のヘッド側発生面圧の分布図である。
【図１０】比較例のシリンダヘッドガスケットの構成を示す断面を含む部分斜視図である。
【図１１】図１０のシリンダヘッドガスケットの圧縮状態を示す部分断面図である。
【図１２】リング状板のフルビードの圧縮状態を模式的に示す部分断面図である。
【図１３】従来技術のシリンダヘッドガスケットの構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，１Ａ、１Ｂ    シリンダヘッドガスケット
２    シリンダ穴
１０，１０Ａ，１０Ｂ    第１金属板
１１，１１Ａ，１１Ｂ    折り返し部
１２，１２Ａ，１２Ｂ    フルビード
２０，２０Ａ，２０Ｂ    第２金属板
２１Ａ，２１Ｂ    第１ハーフビード
２１Ａａ，２１Ｂａ    第１ハーフビードの先端部分
２１Ａｂ，２１Ｂｂ    第１ハーフビードの段差部分
３０    リング状板
３１    ハーフビード
３１ａ  ハーフビードの先端部
３０Ａ，３０Ｂ    第３金属板
３１Ｂ    第３ハーフビード
４０Ａ，４０Ｂ    リング状板
４１Ａ，４１Ｂ    第２ハーフビード
４１Ａａ，４１Ｂａ    第２ハーフビードの先端部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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