(57)【要約】【課題】３個以上のシリンダを持つエンジンのシリンダボアの変形、及び、シリンダヘッド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】３個以上のシリンダボア用穴２を有する単数又は複数の金属構成板１０，２０から構成されるシリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｄであって、前記金属構成板１０，２０のいずれかに、各シリンダボア用穴２の周囲を折り返した折り返し部１１とビード２１の少なくとも一方を設け、前記折り返し部１１と前記ビード２１の少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴４間は幅狭く形成すると共に、該シリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｄの長手方向両端部側では、ボルト穴４間であっても幅広く形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個以上のシリンダボア用穴を有する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であって、前記金属構成板のいずれかに、各シリンダボア用穴の周囲を折り返した折り返し部とビードの少なくとも一方を設け、前記折り返し部と前記ビードの少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴間は幅狭く形成すると共に、該シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部側では、ボルト穴間であっても幅広く形成することを特徴とする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ための、３個以上のシリンダボア用穴を有する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、最近は、エンジンの軽量化が進み、エンジンの低剛性が一層促進されてきているが、この低剛性化に起因して、エンジンの各箇所で変形が増大する状況にある。中でも、シリンダヘッドの長手方向の反りが問題となっている。
【０００４】
このシリンダヘッドの反りは、エンジンの長手方向の左右両端部を受け持つボルトの締め付け領域が、他の箇所より小さくなっているにも係わらず、この両端部のボルト締め付け力は他の部分より大きくなっていることに起因する。そして、軽量化が進んだ低剛性シリンダヘッドでは、この現象が一層顕著に表面化してきており、特に、直列６気筒一体型ヘッドでは、シリンダヘッドの長さが長いだけにその影響が大きい。
【０００５】
シリンダヘッドが長手方向に反るとエンジンの両端（フロント側及びリア側）のシリンダボア変形が、他のシリンダより大きくなるという現象が発生する。このシリンダの変形はオイル上がりの原因や、シリンダ内の摩擦抵抗の増大と燃費の悪化など、エンジンにとって不都合を生じさせるので、シリンダヘッドの反りは解決すべき重要な問題となっている。
【０００６】
例えば、シリンダブロックがオープンデッキタイプのエンジンの場合では、図１１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】
このシリンダヘッドの反りに対する対策が、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、その一つに、シリンダヘッドガスケットの両端部の圧縮抵抗を他の部分より増加させることにより、シリンダヘッドの反りを緩和できることが知られている。
【０００８】
一方、圧縮抵抗の増減に関して、単独のシリンダ穴（シリンダボア用穴）を有する金属積層形ガスケットにおいて、締付け荷重の均一化を図り、シリンダブロック側のボア変形を抑止するために、第二母材構成板を第一母材構成板側に折り返してシリンダ穴を構成する折り返し部を設け、該折り返し部の折り返し幅を、締付けボルトの近傍部分より前記締付ボルトより離開した部分を幅狭くした金属積層形ガスケットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
しかしながら、このシリンダヘッドガスケットは、単数のシリンダボア用穴を有するガスケットに関するものであるため、３個以上のシリンダボア用穴を有するガスケットの長手方向の変形の問題には触れておらず、多気筒のシリンダヘッドの反りの緩和に対応できない。
【特許文献１】特開平１１−３６９８０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、３個以上のシリンダを持つエンジンのシリンダボアの変形、及び、シリンダヘッド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、３個以上のシリンダボア用穴を有する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であって、前記金属構成板のいずれかに、各シリンダボア用穴の周囲を折り返した折り返し部とビードの少なくとも一方を設け、前記折り返し部と前記ビードの少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴間は幅狭く形成すると共に、該シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部側では、ボルト穴間であっても幅広く形成して構成する。
【００１２】
このビード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、シリンダボア用穴の周囲をシールす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。この組合せの場合は、その内の少なくとも一つのビードが上記の構成であれば、本発明に含まれる。また、折り返し部とビードの両方を設けた時であっても、少なくとも一方が上記の構成であればよい。また、このビード又はこれらのビードは、折り返し部の内側に入っていてもよく、入っていなくてもよい。つまり、折り返し部とビードの位置関係は限定されない。更に、折り返し部とビードは通常は別の金属構成板に形成されるが、同一の金属構成板に形成される場合であってもよい。
【００１３】
本発明では、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、ボルト穴近傍のみならず、大きな荷重が加わるガスケットの長手方向両端部において、ガスケットの折り返し部、又は、ビードを幅広く形成し、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、この広い領域で受けることにより緩和させて、シリンダボアの変形を抑制すると共に、シリンダヘッドの反り変形も抑制しようとするものである。
【００１４】
すなわち、折り返し部とビードの少なくとも一方を、締結ボルトが配置されるボルト穴の近傍では幅広く形成し、隣接するボルト穴の間では幅狭く形成して、各々のシリンダボア用穴の周囲における面圧を均等化して、各シリンダボアの変形を防止する。それと共に、変形の大きな箇所であるガスケットの長手方向の外側部分において、折り返し部とビードの少なくとも一方を、幅広く形成して他のシール部分より圧縮抵抗を強化して、より荷重を均等配分する。これにより、シリンダヘッドの反り変形を防止するものである。なお、この折り返し部やビードの幅の大小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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシリンダヘッドガスケットによれば、折り返し部とビードの少なくとも一方を、ボルト穴近傍は幅広く、ボルト穴間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケットの長手方向両端部側では、ボルト穴間であっても幅広く形成することにより、シリンダボア周囲の押圧力をより均等化して、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と共に、シリンダヘッドに加わる荷重を均等化して、エンジンのシリンダヘッドの反り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】
【００１６】
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、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。
【００１７】
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。
【００１８】
このシリンダヘッドガスケットは、３気筒以上の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る。
【００１９】
図１〜図１０に示すように、このシリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｄには、シリンダボア用穴（燃焼室用穴）２、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ボルト穴４等が形成される。また、シリンダボア用穴２の周囲に、折り返し部１１やビード２１等のシール手段が構成される。
【００２０】
図１〜図３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、２枚の金属構成板１０，２０からなり、この金属構成板１０，２０の一つの第１金属構成板１０において、第２金属構成板２０のシリンダボア用穴２の周囲に折り返して折り返し部１１を設ける。図２に示すように、この折り返し部１１の内側において、第２金属構成板２０にシリンダボア用穴２を囲んだフルビード２１が設けられる。即ち、折り返し部１１の端部１１ａより内周側にフルビード２１が配置される。
【００２１】
このシリンダヘッドガスケット１Ａでは、図２に示す折り返し部１１の幅Ｂａを、ボルト穴４近傍は幅広く、ボルト穴４間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット１Ａの長手方向両端部側では、ボルト穴４間であっても幅広く形成する。この第１の実施の形態では、折り返し部１１の幅Ｂａは変化させるが、フルビード２１の幅（図３の斜線部分）Ｂｂ、即ち、図２のフルビード２１の第１金属構成板１１に接していない部分の距離Ｂｂは変化させない。この折り返し部１１の変化する幅ｂａは、シリンダヘッドガスケット１Ａにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
【００２２】
図４及び図５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では、第１の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａの折り返し部１１の幅Ｂａの変化に合わせて、フルビード２１の幅（図５の斜線部分）Ｂｂも、ボルト穴４近傍は幅広く、ボルト穴４間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット１Ｂの長手方向両端部側では、ボルト穴４間であっても幅広く形成する。この折り返し部１１の変化する幅ｂａ及びフルビード２１の変化する幅Ｂｂは、シリンダヘッドガスケット１Ｂにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
【００２３】
また、第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｃは、複数の金属構成板からなり、この金属構成板の一つの第１金属構成板１０において、第２金属構成板２０のシリンダボア用穴２の周囲に折り返して折り返し部１１を設ける。更に、図６に示すように、この折り返し部１１の端部１１ａの外周側において、第２金属構成板２０にシリンダボア用穴２を囲んでフルビード２１が設けられる。即ち、折り返し部１１の端部１１ａより外周側にフルビード２１が配置される。
【００２４】
図６〜図８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では、図６に示す折り返し部１１の幅Ｂａは一定で、フルビード２１の幅（図８の斜線部分）Ｂｂを、ボルト穴４近傍は幅広く、ボルト穴４間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット１Ｃの長手方向両端部側では、ボルト穴４間であっても幅広く形成する。この第３の実施の形態では、折り返し部１１の幅Ｂａは変化させずに、フルビード２１の幅Ｂｂを変化させる。このフルビード２１の変化する幅Ｂｂは、シリンダヘッドガスケット１Ｃにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
【００２５】
図９及び図１０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では、フルビード２１の幅（図１０の斜線部分）Ｂｂと共に、折り返し部１１の幅Ｂａも、ボルト穴４近傍は幅広く、ボルト穴４間は幅狭く形成すると共に、シリンダヘッドガスケット１Ｄの長手方向両端部側では、ボルト穴４間であっても幅広く形成する。但し、この場合は折り返し部１１の幅Ｂａが変化し、折り返し部１１の端部１１ａの位置が、第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｃとは異なってくるので、フルビード２１の位置及びフルビード２１の幅Ｂｂも第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ｃとは異なってくる。この折り返し部１１の変化する幅ｂａ及びフルビード２１の変化する幅Ｂｂは、シリンダヘッドガスケット１Ｄにおける所望の面圧分布に対して、実験や計算などから得られた面圧分布を参考に求めることができる。
【００２６】
上記の構成のシリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｄによれば、シリンダボア変形に大きい影響を及ぼす締結ボルトが配置される各ボルト穴４の周囲に、幅広の折り返し部１１又は幅広のフルビード２１が配置されるので、締結ボルトの締結によって発生する大きな押圧力をこれらにより緩和することができるので、ボルト穴４周辺に押圧力が集中することを防止できる。また、シリンダヘッドガスケット１Ａ〜１Ｄの長手方向両端部側では、幅広の折り返し部１１又は幅広のフルビード２１が配置されるので、シリンダ上部にかかる部分的過大荷重を、これらの幅広の折り返し部１１又は幅広のフルビード２１により、緩和させることができる。従って、シリンダボア変形及びシリンダヘッドの反り変形を抑制することができる。
【００２７】
そして、上記の第１及び第４の実施の形態のシリンダヘッドガスケット１Ａ、１Ｄの構成によれば、折り返し部の幅Ｂａとフルビード２１の幅Ｂｂの両方を変化させるので、これらによる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及びシリンダヘッドの反り変形対策を行うことができる。
【００２８】
なお、上記では、フルビード２１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）形状なども含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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３】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拡大平面図である。
【図４】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５】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拡大平面図である。
【図６】第３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７】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８】第３の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す部分拡大平面図である。
【図９】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１０】第４の実施の形態のシリンダヘッドガスケットを示す部分拡大平面図である。
【図１１】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】
【００３０】
１Ａ〜１Ｄ  シリンダヘッドガスケット
２  シリンダボア用穴
３  液体孔
４  ボルト孔
１０  第１金属構成板
１１  折り返し部
１１ａ  折り返し部の端部
２０  第２金属構成板
２１  ビード
Ｂａ  折り返し部の幅
Ｂｂ  ビードの幅
【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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