| 【発明の名称】 |
エンジンのシール構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】蜷川 浩
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| 【要約】 |
【課題】ガスケットのせり出しを防止すると共に，シリンダヘッドとシリンダブロックの間のシール耐久性に優れたエンジンのシール構造を提供すること。
【解決手段】シリンダヘッド３と，複数の気筒５０を有するシリンダブロック５と，両者の間に配設したガスケット２とよりなる。上記ガスケット２は，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５との間を連通させる複数のガスケット孔２０を有する母材２１と，上記ガスケット孔２０の周縁をシールする断面Ｕ字状のグロメット２３とよりなる。また上記シリンダブロック５とシリンダヘッド３との少なくとも一方には，上記気筒５０の開口部５１の周縁に突出した突起部５３を設けている。かつ上記ガスケット２のグロメット２３の内周面２３１は，上記突起部５３の外周面５３９に対向配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シリンダヘッドと，複数の気筒を有するシリンダブロックと，両者の間に配設したガスケットとよりなるエンジンのシール構造において，上記ガスケットは，上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間を連通させる複数のガスケット孔を有する母材と，上記ガスケット孔の周縁をシールする断面Ｕ字状のグロメットとよりなり，また上記シリンダブロックとシリンダヘッドとの少なくとも一方には，上記気筒の開口部の周縁に突出した突起部を設けてなり，かつ上記ガスケットのグロメットの内周面は，上記突起部の外周面に対向配置されていることを特徴とするエンジンのシール構造。
【請求項２】 請求項１において，上記突起部は，上記複数の気筒のうち，両端に位置する気筒の開口部に配設してあることを特徴とするエンジンのシール構造。
【請求項３】 請求項１又は２において，上記突起部は，気筒の内壁に配設したシリンダライナーによって形成されていることを特徴とするエンジンのシール構造。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，上記突起部は，環状に設けてあることを特徴とするエンジンのシール構造。
【請求項５】 請求項１〜３のいずれか一項において，上記突起部は，間隔を置いて複数個設けてあることを特徴とするエンジンのシール構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【技術分野】本発明は，シリンダヘッド，シリンダブロック，及び両者間に配設したガスケットによって構成したエンジンのシール構造に関し，特にシリンダブロックの気筒の開口部に突起部を設けたエンジンのシール構造に関する。
【０００２】
【従来技術】従来，エンジンのシール構造として，次のシール構造が知られている。図９〜図１２に示すごとく，上記シール構造９は，シリンダヘッド３と，複数の気筒９５０を有するシリンダブロック９５と，ガスケット２とよりなる。該ガスケット２は，ガスケット孔２０を有する母材２１と，グロメット２３と，ワイヤリング２２とよりなる。
【０００３】また，上記グロメット２３は，その一端２３３を上記シリンダヘッド３と上記ワイヤリング２２，上記母材２１によって挟持されており，その他端２３５を上記シリンダブロック９５と上記ワイヤリング２２，上記母材２１によって挟持されている。また，上記グロメット２３は，上記シリンダヘッド３及びシリンダブロック９５に対して摺動可能に配設されている。
【０００４】なお，上記ガスケット孔２０は，上記グロメット２３を介して，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５，及びピストン７５によって閉塞されたボア７（図２参照）に配設されている。また，上記ガスケット２はヘッドボルト（図２参照）によって，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５との間に固定されている。そして，上記シール構造９は，上記ヘッドボルトの軸力（締結力）によって，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５との間をシールしている。
【０００５】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のシール構造９においては，次の問題がある。即ち，上記ガスケット２は，エンジンの運転時に，加熱，冷却されて伸縮する。特に，上記ガスケット２の変形量は，その長手方向において大きくなる。例えば，上記ガスケット２が熱膨張した時には，図１０，図１１に示すごとく，上記ガスケット２のガスケット孔２０の位置がずれてしまい，上記シリンダブロック９５の気筒９５０の位置に対応しなくなる。また，図示しないが，上記ガスケット２が収縮した時にも，同様に上記ガスケット孔２０と気筒９５０との位置ずれが生じる。
【０００６】上記のごとく，上記ガスケット２の変形により，上記ガスケット２の一部が上記ボア７内へ突出した状態（以下，「せり出し」）になると，上記ピストン７５の上部が上記ガスケット２の一部に接触して，上記ガスケット２のグロメット２３を損傷するおそれがある。また，さらに損傷が進むと，該グロメット２３の破片が上記ボア７内に落下して，上記ピストン７５及びシリンダブロック９５を損傷することも考えられる。
【０００７】また，上記ガスケット２のグロメット２３は，上記シリンダヘッド３及びシリンダブロック９５に対して摺動可能に配設されている。そのため，エンジンの運転時に，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５とが加熱，冷却されて伸縮し，両者間にせん断力が働くと，上記グロメット２３は，次のように摺動することがある。
【０００８】例えば，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５とが冷却されて収縮すると，図１２（Ａ）に示すごとく，上記シリンダヘッド３は左側へ，上記シリンダブロック９５は右側へ相対的にずれると共に，両者間の間隙が狭くなる場合がある。この場合，上記グロメット２３は上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５に引きずられて，その他端２３５側に引き込まれた状態で変形する。
【０００９】そして，上記冷却後，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック９５とが加熱されて熱膨張すると，図１２（Ｂ）に示すごとく，上記シリンダヘッド３と上記シリンダブロック９５は，上記と逆方向の動きをする。このとき，両者間の間隙は若干広くなるので，上記グロメット２３は，その一端２３３側に引き込まれることがない。そのため，上記グロメット２３は変形したままの状態となる。これにより，上記グロメット２３の変形によっても，上記グロメット２３が上記ボア７内へ突出した状態となり，上記と同様，「せり出し」が発生してしまう。なお，上記グロメット２３の変形が著しい場合，上記グロメット２３が損傷して，シール不良が生じることもある。
【００１０】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ガスケットのせり出しを防止することができ，シリンダヘッドとシリンダブロックの間のシール耐久性に優れたエンジンのシール構造を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，シリンダヘッドと，複数の気筒を有するシリンダブロックと，両者の間に配設したガスケットとよりなるエンジンのシール構造において，上記ガスケットは，上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間を連通させる複数のガスケット孔を有する母材と，上記ガスケット孔の周縁をシールする断面Ｕ字状のグロメットとよりなり，また上記シリンダブロックとシリンダヘッドとの少なくとも一方には，上記気筒の開口部の周縁に突出した突起部を設けてなり，かつ上記ガスケットのグロメットの内周面は，上記突起部の外周面に対向配置されていることを特徴とするエンジンのシール構造にある。
【００１２】本発明において最も注目すべきことは，上記シリンダブロックとシリンダヘッドとの少なくとも一方には上記突起部を設け，該突起部の外周面と上記ガスケットのグロメットの内周面とを対向配置していることである。
【００１３】次に，本発明の作用につき説明する。本発明のエンジンのシール構造においては，上記ガスケットのグロメットよりも内周側に上記突起部を位置させている。また，該突起部の外周面は，上記ガスケットのグロメットの内周面と対向している。そのため，エンジンの運転時に，上記ガスケットが冷却，加熱されて変形（伸縮）しようとしても，上記突起部の外周面に上記グロメットの内周面が当接するので，上記ガスケットの変形は抑制される。
【００１４】また，上記シリンダヘッドとシリンダブロックとが冷却，加熱されて，上記グロメットが両端のどちらか一方に引き込まれた状態で変形しようとしても，上記突起部の外周面に上記グロメットの内周面が当接するので，上記グロメットの変形も抑制される。それ故，上記シール構造は，上記突起部によって，上記ガスケット及びグロメットの変形を防止し，上記ガスケットが上記突起部よりも内周側に突出することを規制するので，上記ガスケットの「せり出し」を防止することができる。また，上記シリンダヘッドとシリンダブロックの間のシール耐久性を向上することができる。
【００１５】なお，上記突起部の高さは，上記ガスケットの厚さの１０％〜５０％以下であることが好ましい。この場合には，上記エンジンの運転時に，上記シリンダヘッドとシリンダブロックとが冷却，加熱されて伸縮し，両者間の間隙が狭くなっても，例えば，上記シリンダブロックに設けた上記突起部が，上記シリンダヘッドに当接することを防止することができる。また，上記シリンダヘッドに設けた上記突起部が，上記シリンダブロックに当接することを防止することができる。なお，上記突起部の高さが，上記ガスケットの厚さの１０％未満である場合には，上記ガスケットのグロメットが，上記突起部を乗り越えて上記ボア内へせり出すおそれがある。
【００１６】次に，請求項２の発明のように，上記突起部は，上記複数の気筒のうち，両端に位置する気筒の開口部に配設してあることが好ましい。この場合には，上記両端に位置する気筒は，上記ガスケットの長手方向にあたるので，上記ガスケットの変形量が特に大きくなるところである（図１０，１１参照）。そのため，この両端の気筒の開口部に，上記ガスケットの変形を防止する上記突起部を設けることで，より効果的に上記ガスケットの「せり出し」を防止することができる。
【００１７】次に，請求項３の発明のように，上記突起部は，気筒の内壁に配設したシリンダライナーによって形成されていることが好ましい。この場合には，上記シリンダライナーの上端面を上記シリンダブロックの上端面よりも上記シリンダヘッド側へ突出させて配設することで，上記シリンダライナーの上端部を上記突起部とすることができる。そのため，上記突起部を容易に形成することができる。
【００１８】次に，請求項４の発明のように，上記突起部は，環状に設けてあることが好ましい。この場合には，より確実に上記ガスケットの「せり出し」を防止することができる。また，上記突起部の形成が容易である。
【００１９】次に，請求項５の発明のように，上記突起部は，間隔を置いて複数個設けてあることが好ましい。この場合にも，上記と同様に，上記ガスケットの「せり出し」を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施形態例１本発明の実施形態例にかかるエンジンのシール構造について，図１〜図５を用いて説明する。本例のシール構造は，図１〜図５に示すごとく，シリンダヘッド３と，複数の気筒５０を有するシリンダブロック５と，両者の間に配設したガスケット２とよりなる。上記ガスケット２は，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５との間を連通させる複数のガスケット孔２０（図５）を有する母材２１と，上記ガスケット孔２０の周縁をシールする断面Ｕ字状のグロメット２３と，該グロメット２３と上記母材２１との間に収納するワイヤリング２２とよりなる。
【００２１】また，上記シリンダブロック５には，上記気筒５０の開口部５１の周縁に上記シリンダヘッド３に向かって突出した突起部５３を設けてなり，かつ上記ガスケット２のグロメット２３の内周面２３１は，上記突起部５３の外周面５３９に対向配置されている。
【００２２】以下，順を追って説明する。上記シール構造１は，図１，図２に示すごとく，上記シリンダブロック５と，その上方に組付ける上記シリンダヘッド３と，両者間に介設する上記ガスケット２とによって構成されている。また，上記ガスケット２は，図３に示すごとく，４気筒用のガスケットであり，上記ガスケット２の母材２１は，４つの上記ガスケット孔２０（図５）を有している。また，上記シリンダブロック５は，４気筒用のシリンダブロックであり，直列に並んだ４つの上記気筒５０を有している。
【００２３】そして，図１に示すごとく，上記４つのガスケット孔２０の周縁において，上記ガスケット２の母材２１は，上記グロメット２３の両端を取付けるための段部を有している。また，上記ガスケット２のグロメット２３は，環状に形成されており，その両端によって，上記グロメット２３の段部を上下から挟持した状態で，上記ガスケット孔２０の周縁に配設されている。また，上記グロメット２３の内周面２３１は，上記グロメット２３の曲折した部分を示す。
【００２４】なお，上記母材２１はグラファイト等の非金属からなり，上記グロメット２３は金属からなる。また，図５に示すごとく，上記ガスケット２の母材２１は，多数のボルト孔２７と多数の冷却水孔２８とを有している。なお，図２において，符号５８は，冷却水路である。
【００２５】一方，図１，図２に示すごとく，上記気筒５０の開口部５１の周縁において，上記シリンダブロック５は，上記シリンダヘッド３に向かって突出した突起部５３を有している。上記突起部５３は，略正方形の断面形状を有しており，その高さｈは上記ガスケット２の厚さｔの５０％である。そして，この突起部５３の外周面５３９に，上記ガスケット２のグロメット２３の内周面２３１が対向配置されている。なお，上記突起部５３の外周面５３９の外径と，上記グロメット２３の内周面２３１の内径とは，略等しい。
【００２６】また，図３に示すごとく，上記突起部５３は，上記シリンダブロック５における４つの気筒５０の中，両端に位置する気筒５０の開口部５１に配設してある。また，図４に示すごとく，上記突起部５３は，上記シリンダブロック５の開口部５１の全周に設けられた環状の突起である。
【００２７】そして，図２に示すごとく，上記ガスケット２は，多数のボルト孔２７（図５）に締結用のヘッドボルト４を挿通し，これを螺着することによって，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５との間に組付け固定されている。これにより，上記シリンダブロック５の気筒５０は，上記シリンダヘッド３，ガスケット２，及びピストン７５によって閉塞されて，燃焼室であるボア７を形成している。
【００２８】そして，上記シール構造１は，上記ヘッドボルト４（図２）の軸力（締結力）によって，上記シリンダヘッド３とグロメット２３の上端との間に面圧を発生させると共に，上記グロメット２３の下端とシリンダブロック５との間に面圧を発生させることにより，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５との間をシールしている。
【００２９】次に，本例の作用につき説明する。本例のエンジンのシール構造１においては，図１，図２に示すごとく，上記ガスケット２のグロメット２３よりもボア７（内周）側に上記突起部５３を位置させている。また，該突起部５３の外周面５３９は，上記ガスケット２のグロメット２３の内周面２３１と対向している。そのため，エンジン（図示略）の運転時に，上記ガスケット２が冷却，加熱されて変形（伸縮）しようとしても，上記突起部５３の外周面５３９に上記グロメット２の内周面２３１が当接するので，上記ガスケット２の変形は抑制される。
【００３０】また，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５とが冷却，加熱されて，上記グロメット２３が両端のどちらか一方に引き込まれた状態で変形しようとしても，上記突起部５３の外周面５３９に上記グロメット２３の内周面２３１が当接するので，上記グロメット２３の変形も抑制される。それ故，上記シール構造１は，上記突起部５３によって，上記ガスケット２及びグロメット２３の変形を防止し，上記ガスケット２のグロメット２３が上記突起部５３よりもボア７側に突出することを規制するので，上記ガスケット２の「せり出し」を防止することができる。
【００３１】また，図３に示すごとく，上記突起部５３は，上記４つの気筒５０の中，上記ガスケット２の長手方向にあたり，上記ガスケット２の変形量が特に大きい両端の気筒５０に配設してある。そのため，この両端の気筒５０の開口部５１に，上記ガスケット２の変形を防止する上記突起部５３を設けることで，より効果的に上記ガスケット２の「せり出し」を防止することができる。また，内側に位置する２つの気筒５０の開口部５１には，上記突起部５３を設けなくてもよいので，上記シール構造１を，より簡単な構造にすることができる。
【００３２】また，図４に示すごとく，上記突起部５３は環状であるので，上記ガスケット２はどの方向からも上記ボア７内に突出できない。そのため，より確実に上記ガスケット２の「せり出し」を防止することができる。また，上記突起部５３の形成が容易である。
【００３３】また，上記グロメット２３の変形が抑制されることによって，上記グロメット２３の損傷を防止することができるので，上記グロメット２３の損傷を原因としたシール不良を防止することができる。そのため，上記シリンダヘッド３とシリンダブロック５の間のシール耐久性を向上することができる。
【００３４】実施形態例２本例は，図６に示すごとく，突起部５４を，間隔を置いて８個設けて形成したものである。その他は，実施形態例１と同様である。本例においても，実施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００３５】実施形態例３本例は，図７に示すごとく，実施形態例１の突起部５３の外周面５３９を傾斜させたものである。本例の突起部５５は，略直角三角形の断面形状を有している。なお，本例の突起部５５の高さＨは，上記突起部５３の高さｈと等しい。また，この突起部５５の外周面５５９には，上記ガスケット２のグロメット２３の内周面２３１が対向配置されている。その他は，実施形態例１と同様である。
【００３６】本例においては，上記外周面５５９が傾斜しているので，上記グロメット２３の内周面２３１が上記外周面５５９に当接する際，その接触面積を大きくすることできる。そのため，上記グロメット２３の損傷を防止することができるという効果を有する。その他は実施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００３７】実施形態例４本例は，図８に示すごとく，上記気筒５０の内壁に配設したシリンダライナー６によって突起部を形成している。その他は，実施形態例１と同様である。本例においては，上記シリンダライナー６の上端面６７を上記ガスケット５の厚みｔの５０％だけ，上記シリンダブロック５の上端面５７よりも上記シリンダヘッド３側へ突出させて配設することで，上記シリンダライナー６の上端部を突起部６３とすることができる。そのため，上記突起部６３を容易に形成することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００３８】その他，シリンダヘッド３において，気筒５０の開口部５１の周縁に対向する位置に，シリンダブロック５に向かって突出した上記突起部を設けてもよい。また，上記突起部は，シリンダブロック５とシリンダヘッド３の両方に設けることもできる。
【００３９】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，ガスケットのせり出しを防止することができ，シリンダヘッドとシリンダブロックの間のシール耐久性に優れたエンジンのシール構造を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２１８
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機製作所
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月１４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 祥泰
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０４００１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１０２９８０ |
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