| 【発明の名称】 |
シール構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】重森 貴文
【氏名】駒井 弘和
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| 【要約】 |
【課題】安価にして信頼性の高いシール構造を提供する。
【解決手段】シール部材(10)を介して二つの部材が締結部材(20)によって締結され、少なくとも一方の部材が板金部材(6)からなるシール構造において、締結部材を挿通すべく板金部材に形成された挿通部(8)の近傍に、締結部材を塑性変形させることにより他の部材(4)に向け突出する突部(9)を形成するようにしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シール部材を介して二つの部材が締結部材によって締結され、少なくとも一方の部材が板金部材からなるシール構造であって、前記締結部材を挿通すべく前記板金部材に形成された挿通部と、前記締結部材を塑性変形させることにより前記挿通部の近傍に他の部材に向け突出して形成された突部と、を備えることを特徴とするシール構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二つの部材のシール構造に係り、詳しくは、エンジンのシリンダヘッドとロッカカバーのシール構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】エンジンでは、シリンダヘッド上に動弁機構が設けられており、これを保護するために、シリンダヘッドにはロッカカバーが載置されている。ところで、動弁機構には、カムシャフト等の各部品の潤滑を目的として、潤滑油が供給されており、ロッカカバーは、この潤滑油がカムシャフト等の各部品の高速作動により周囲に飛散するのを防止する機能も有している。
【０００３】さらに、ロッカカバー内側の空間（以下、ロッカ室という）には、一般に、シリンダとピストン間の隙間から漏洩するブローバイガスが導かれるようにされており、ロッカカバーは、このブローバイガスが周囲に漏れないようにする役割も有している。このようなことから、潤滑油やブローバイガスのエンジン外部への漏洩を完全に防止する必要があり、ロッカ室を密閉状態にすべく、シリンダヘッドとロッカカバー間にはシール部材を介装するようにしている。例えば、シリンダヘッドと対向するロッカカバーの周縁フランジ部に断面矩形の溝を形成し、予め該溝に合うように成型した弾性を有する環状のシール部材（ガスケット）を当該溝に嵌合させ、ロッカカバーをシリンダヘッドにボルト等の締結部材で締結しながら押圧することで該シール部材を圧縮してシリンダヘッドに密着させシールする方法が公知である。
【０００４】しかしながら、このようにシール部材を圧縮変形させてシール性を得るようなシール構造では、圧縮変形により溝からはみ出したシール部材が溝の縁部によって破断されたり、弾性域を越えるような圧縮力がシール部材に付加されることにより経時的にシール部材のへたり（疲労により弾性が失われる現象）が発生してシール性が損なわれるおそれがあり好ましいことではない。また、ロッカカバーのボルト等の締結部が撓んで変形したり破損したりするおそれもある。
【０００５】そこで、鋳造部材あるいは樹脂部材のロッカカバーにおいて、ロッカカバーのフランジ部に設けられたボルトボスの一部を突出させて座面を形成し、当該座面をシリンダヘッドと当接させることでロッカカバーのフランジ部とシリンダヘッドとをシール部分において所定量離間させ、これによりシール部材が弾性域を越えて圧縮されないようにしてシール性能を確保する技術が実開平１−１１８１４６号公報等に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一方、ロッカ室内では上述したようにブローバイガスと潤滑油とが混在しているため、通常ロッカ室にはこれらブローバイガスと潤滑油とを分離する気液分離室が設けられている。ところが、上記のように鋳造部材あるいは樹脂部材からなるロッカカバーでは、このような気液分離室を一体成形することは困難であり、また別体としても結合が容易でなく製造コストがかかり好ましいことではない。
【０００７】このようなことから、ロッカカバーを板金部材で製造する技術が実用新案登録第２５３９８４７号公報等に開示されている。このように板金部材を用いるようにすれば、塑性変形により成形した複数の板金部材どうしを溶接等することでロッカカバーを高剛性とし、さらに容易に気液分離室を形成することができ、またロッカカバーを全体として安価に製造することができる。
【０００８】しかしながら、板金部材でロッカカバーを製造する場合、板厚が一定であるために、鋳造部材あるいは樹脂部材のように肉厚を変えて上記座面を一体に成形することはできず、当該座面を形成することは困難である。そこで、このような場合、実開平４−５７６５３号公報に開示されるように、スペーサを用いてシール部材の圧縮高さを規制することも可能であるが、この工法では別途スペーサを設けなければならず、部品及び工数の増加により製造コストが増大することになり、板金部材を用いて製造コストを削減するという当初の目的に反し好ましいことではない。
【０００９】本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、安価にして信頼性の高いシール構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、請求項１の発明では、シール部材を介して二つの部材が締結部材によって締結され、少なくとも一方の部材が板金部材からなるシール構造において、締結部材を挿通すべく板金部材に形成された挿通部の近傍に、締結部材を塑性変形させることにより他の部材に向け突出する突部を形成するようにしている。
【００１１】従って、締結部材で板金部材を他方の部材に締結する際、所定高さを有する突部が他の部材と当接することとなり、板金部材を用いながら簡単な構造にしてシール部材が二つの部材間で弾性域を越えて圧縮されないようになり、圧縮によりはみ出したシール部材が破断されたりシール部材にへたりが発生したりしてシール性が損なわれることが好適に防止され、また、ロッカカバーのボルト等の締結部が変形したり破損したりすることも防止され、安価にして信頼性の高いシール構造が実現可能とされる。
【００１２】例えば、当該シール構造をエンジンのロッカカバーとシリンダヘッド間に適用するようにし、ロッカカバーを板金部材とすれば、塑性変形により成形した複数の板金部材どうしを溶接等することでロッカ室内に容易に気液分離室を形成することが可能とされるとともに、ロッカカバーとシリンダヘッド間のシール性が十分に確保されて潤滑油やブローバイガスの外部への漏洩が確実に防止される。これにより安価にして信頼性の高いロッカカバーのシール構造が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。先ず、第１の実施形態について説明する。図１を参照すると、本発明に係るシール構造が適用されるエンジン１が示されている。
【００１４】このエンジン１は、例えばＯＨＣ（オーバヘッドカム）型のガソリンエンジンであり、シリンダブロック２には、シリンダヘッド４が載置され締結されており、該シリンダヘッド４には、点火プラグや吸排気バルブ、ロッカアーム、カムシャフト等の動弁機構が設けられている。そして、同図に示すように、シリンダヘッド４には、これら点火プラグや動弁機構を保護するべくロッカカバー６が載置されており、当該ロッカカバー６はボルト等によりシリンダヘッド４に締結されている。尚、ロッカカバー６は、ここでは防錆処理鋼板等の板金部材が使用されている。
【００１５】ところで、上記動弁機構には、エンジン1内に設けられた油路を通って潤滑油が供給されており、当該潤滑油はカムシャフトの高速回転によって周囲に飛散する。従って、ロッカカバー６は当該飛散する潤滑油を外部に漏らさないようにする機能も有している。さらに、ロッカカバー６内方側の空間、即ちロッカ室１２にはシリンダとピストン間の隙間から漏れるブローバイガスが吸気系に送られる前に一時的に貯留されるようにされており、ロッカカバー６は当該ブローバイガスを外部に漏らさない役割も有している。
【００１６】このようなことから、ロッカ室１２は密閉されている必要があり、シリンダヘッド４とロッカカバー６との間にはガスケット１０（シール部材）が介装されている。これにより、シリンダヘッド４とロッカカバー６間の隙間がシールされ、ロッカ室１２の気密性が確保されている。以下、本発明に係るシリンダヘッド４とロッカカバー６間のシール構造について詳しく説明する。
【００１７】図２を参照すると、図１の矢視Ａ方向から視た詳細図が示されており、さらに、図３を参照すると、図２のＢ−Ｂ線に沿う第１の実施形態に係る断面が示されている。これらの図に示すように、シリンダヘッド４上面と対向するロッカカバー６の外板６ａの周縁には、フランジ７が外方向に延びて形成されており、当該フランジ７には、ボルト（締結部材）２０を挿通させシリンダヘッド４に締結させる挿通孔（挿通部）８が穿設されている。
【００１８】挿通孔８は、所謂バーリング孔とされており、当該挿通孔８の外周縁には、起立して孔の軸線に平行に延びる立ちフランジ（突部）９が所定高さｈを有して形成されている。尚、この立ちフランジ９は、外板６ａを単純にポンチ抜きして挿通孔８を穿設することで同時に得られるものであり、加工が極めて容易であって低コストである。
【００１９】また、図３に示すように、ロッカカバー６内方側の空間は、実際には内板６ｂによって上下に二分されており、詳しくは、内板６ｂの外周縁が外板６ａに溶接されており、その上部室はブローバイガスと潤滑油とを分離する気液分離室１１とされており、下部室がロッカ室１２とされている。気液分離室１１には、複数のフィンが設けられており、当該気液分離室１１では、飛散する潤滑油が当該フィンに衝突し滴化することでブローバイガスが分離されるようにされている。
【００２０】そして、図３に示すように、上記ガスケット１０がフランジ７の挿通孔８よりもロッカ室１２寄りの部分とシリンダヘッド４上面との間に圧縮された状態で介装されている。ここに、ガスケット１０は、例えば上述した塗布硬化形成ガスケット（ＣＩＰＧ等）、即ち、塗布時には接着性を有したゲル状である一方、空気中である程度時間が経過すると弾性を有するラバー状に変化する性質を備えたガスケットとされている。
【００２１】従って、実際には、予めロッカカバー６側に、フランジ７に沿い材料断面積が所定値で一定となるようにして当該ガスケット１０を塗布しておき、当該ガスケット１０がラバー状になった時点でロッカカバー６をシリンダヘッド４上面に載置する。これにより、ガスケット１０が図示のようにフランジ７とシリンダヘッド４上面との間に介装された状態とされる。尚、材料断面積の所定値に基づくガスケット１０の材料径は、上記立ちフランジ９の所定高さｈよりも若干大きめに設定されている。
【００２２】以下、このように構成された当該シール構造の作用効果について説明する。上述したように、フランジ７に穿設された挿通孔８の外周縁には、所定高さｈの立ちフランジ９が形成されており、ガスケット１０の材料径は、当該所定高さｈよりも若干大きめとされている。従って、ロッカカバー６をシリンダヘッド４上面に載置し、ロッカカバー６をシリンダヘッド４にボルト２０で締結すると、フランジ７がガスケット１０をシリンダヘッド４上面に押圧しながら立ちフランジ９の先端がシリンダヘッド４上面に当接することになる。
【００２３】これにより、ガスケット１０は、ロッカカバー６のフランジ７によって必要以上にシリンダヘッド４上面に押圧され圧縮することがなくなり、過度に変形することがなくなり、経時的にへたりが発生することが防止される。故に、ガスケット１０は、弾性を有した状態のまま、シール性が損なわれることなく安定したシール性能が良好に保持されることとなる。
【００２４】つまり、ロッカカバー６を板金部材で構成し、ボルト２０の挿通孔８をバーリング孔として挿通孔８の外周縁に立ちフランジ９を形成することで、低コストでありながら信頼性の高いシール構造を実現することができる。次に、第２の実施形態について説明する。尚、ここでは、上記第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００２５】図４を参照すると、図１の矢視Ａ方向から視た詳細図が示されており、さらに、図５を参照すると、図４のＣ−Ｃ線に沿う第２の実施形態に係る断面が示されている。これらの図に示すように、当該第２の実施形態においても、上記第１の実施形態の場合と同様に、ロッカカバー６の外板６ａの周縁のフランジ７には、ボルト２０を挿通させシリンダヘッド４に締結させる挿通孔８が穿設されている。
【００２６】しかしながら、当該第２の実施形態では、挿通孔８の外周に、深絞りによるビード（突部）１４が所定高さｈを有して十字状等に形成されている。このビード１４は、外板６ａを単純にプレス加工時に深絞りするものであるため、上述のバーリング加工よりも所定高さｈの確保が容易でありながらバーリング加工と同様に低コストである。
【００２７】そして、このように挿通孔８の外周にビード１４を形成した場合においても、上記第１の実施形態と同様、ロッカカバー６をシリンダヘッド４にボルト２０で締結すると、フランジ７がガスケット１０をシリンダヘッド４上面に押圧しながらビード１４の先端がシリンダヘッド４上面に当接することになる。これにより、ガスケット１０は、やはり上記同様、過度に変形することがなくなり、経時的にへたりが発生することが防止され、弾性を有した状態のまま、シール性が損なわれることなく安定したシール性能が良好に保持されることとなる。
【００２８】つまり、ロッカカバー６を板金部材で構成し、ボルト２０の挿通孔８の外周にビード１４を形成することでも、低コストでありながら信頼性の高いシール構造を実現することができる。次に、第３の実施形態について説明する。尚、ここでも、上記第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００２９】図６を参照すると、図１の矢視Ａ方向から視た詳細図が示されており、さらに、図７を参照すると、図６のＤ−Ｄ線に沿う第３の実施形態に係る断面が示されている。これらの図に示すように、当該第３の実施形態においても、上記第１の実施形態の場合と同様に、挿通孔８は、所謂バーリング孔とされており、当該挿通孔８の外周縁には、起立して孔の軸線に平行に延びる立ちフランジ（突部）９が所定高さｈを有して形成されている。
【００３０】また、当該第３の実施形態でも、図７に示すように、ロッカカバー６内方側の空間は、内板１６によって上下に二分されており、やはりその上部室はブローバイガスと潤滑油とを分離する気液分離室１１とされており、下部室がロッカ室１２とされている。しかしながら、上記第１の実施形態の場合と異なり、内板１６の外周縁にはロッカカバー６のフランジ７に平行に延びてフランジ１６ａが形成されており、当該内板１６は、溶接されることなく外板６ａの内方側に嵌装されている。さらに、フランジ１６ａには立ちフランジ９貫通のための逃げ孔１７が穿設されている。
【００３１】そして、図７に示すように、ガスケット１８がフランジ７の挿通孔８よりもロッカ室１２寄りの部分とフランジ１６ａ上面との間に圧縮された状態で介装されており、さらに、ガスケット１９がガスケット１８に沿うようにしてフランジ１６ａ下面とシリンダヘッド４上面との間に圧縮された状態で介装されている。つまり、当該第３の実施形態では、ロッカカバー６のフランジ７とシリンダヘッド４上面との間において、ガスケット１８とガスケット１９でフランジ１６ａを挟むようにして内板１６が支持されている。
【００３２】これにより、当該第３の実施形態の場合にも、立ちフランジ９の作用により上記第１の実施形態の場合と同様の安定したシール性能が得られることになり、さらに、この場合には、内板１６を外板６ａに溶接する必要がなくなるために、外板６ａに内板１６を予めサブアッセンブリしておかなくてもよくなり、故に溶接工数、溶接電力を低減するとともに部品納入荷姿をコンパクトにすることが可能となり、さらに低コスト化を図りながら信頼性の高いシール構造を実現することができることとなる。
【００３３】次に、第４の実施形態について説明する。尚、ここでは、上記第３の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８を参照すると、図１の矢視Ａ方向から視た詳細図が示されており、さらに、図９を参照すると、図８のＥ−Ｅ線に沿う第４の実施形態に係る断面が示されている。
【００３４】これらの図に示すように、当該第４の実施形態においても、上記第３の実施形態の場合と同様に、内板１６の外周縁にはロッカカバー６のフランジ７に平行に延びてフランジ１６ａが形成され、内板１６は溶接されることなく外板６ａの内方側に嵌装され、またガスケット１８とガスケット１９でフランジ１６ａを挟むようにして内板１６が支持されている。
【００３５】しかしながら、当該第４の実施形態では、上記第３の実施形態の場合と異なり、内板１６のフランジ１６ａには、挿通孔２２が形成されており、該挿通孔２２は所謂バーリング孔とされており、挿通孔２２の外周縁には挿通孔２２の軸線にほぼ平行に延びる立ちフランジ２３が所定高さｈ／２を有して形成されている。さらに、外板６ａのフランジ７には、挿通孔２２とほぼ同心で且つ当該挿通孔２２よりも大径にして挿通孔８’が形成されており、該挿通孔８’もやはりバーリング孔とされており、挿通孔８’の外周縁には挿通孔８’の軸線にほぼ平行に延びる立ちフランジ９’がやはり所定高さｈ／２を有して形成されている。
【００３６】そして、図９に示すように、立ちフランジ９’の先端部がフランジ１６ａと当接し、立ちフランジ２３の先端部がシリンダヘッド４上面と当接している。これにより、当該第４の実施形態の場合にも、立ちフランジ２３及び立ちフランジ９’の作用により上記第３の実施形態の場合と同様の安定したシール性能が得られることになり、さらに、この場合には、内板１６がシリンダヘッド４上面と外板６ａとに接触して固定されているため、内板１６の振動による騒音等を低減できるとともに、内板１６の振動に伴うガスケット１８，１９の耐久性の低下をも防止できることになる。
【００３７】次に、第５の実施形態について説明する。尚、ここでは、上記第４の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１０を参照すると、図１の矢視Ａ方向から視た詳細図が示されており、さらに、図１１を参照すると、図１０のＦ−Ｆ線に沿う第５の実施形態に係る断面が示されている。
【００３８】これらの図に示すように、当該第５の実施形態においても、上記第３，４の実施形態の場合と同様に、内板１６の外周縁にはロッカカバー６のフランジ７に平行に延びてフランジ１６ａが形成され、内板１６は溶接されることなく外板６ａの内方側に嵌装され、またガスケット１８とガスケット１９でフランジ１６ａを挟むようにして内板１６が支持されている。
【００３９】しかしながら、当該第５の実施形態では、上記第４の実施形態の場合と異なり、内板１６のフランジ１６ａには挿通孔２２’が形成されており、挿通孔２２’の外周には、上記第２の実施形態と同様のビード２４が、例えば図１０に示すように３方向放射状に所定高さｈ／２を有して形成されている。さらに、外板６ａのフランジ７には、挿通孔２２’と同心となるよう挿通孔８が形成されており、該挿通孔８の外周にはビード１４’が、やはり３方向放射状に所定高さｈ／２を有して形成されている。これらビード２４、ビード１４’は、上記第２の実施形態と同様、単純にプレス加工時に深絞りするものであるため、バーリング加工よりも所定高さｈ／２の確保が容易でありながら低コストである。
【００４０】そして、図１１に示すように、ビード１４’がフランジ１６ａと当接し、ビード２４がシリンダヘッド４上面と当接している。尚、ビード１４’とビード２４とは、図１０に示すように、ビード１４’がビード２４に重ならず直接フランジ１６ａの面と当接するよう挿通孔中心回りに所定角度ずれて形成されている。これにより、当該第５の実施形態の場合にも、上記第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】尚、好ましくは、フランジ７あるいはフランジ１６ａには、ガスケット１０やガスケット１８あるいはガスケット１９をガイドし且つ位置決め作用を有する浅い溝を形成するようにしてもよく、これにより一層信頼性の高いシール構造が実現される。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請求項１のシール構造によれば、二つの部材のうちの少なくとも一方の部材を板金部材とし、締結部材を挿通すべく板金部材に形成された挿通部の近傍には、締結部材を塑性変形させることにより他の部材に向け突出する突部を形成するようにしたので、締結部材で板金部材を他方の部材に締結する際、所定高さを有する突部を他の部材と当接させるようにでき、板金部材を用いながら簡単な構造にしてシール部材が二つの部材間で弾性域を越えて圧縮されないようにでき、圧縮によりはみ出したシール部材が破断されたりシール部材にへたりが発生したりしてシール性が損なわれることを好適に防止でき、また、ロッカカバーのボルト等の締結部が変形したり破損したりすることも防止でき、安価にして信頼性の高いシール構造を実現することができる。
【００４３】従って、例えば、当該シール構造をエンジンのロッカカバーとシリンダヘッド間に適用するようにし、ロッカカバーを板金部材とすれば、塑性変形により成形した複数の板金部材どうしを溶接等することでロッカ室内に容易に気液分離室を形成することができるとともに、ロッカカバーとシリンダヘッド間のシール性を十分に確保して潤滑油やブローバイガスの外部への漏洩を確実に防止でき、安価にして信頼性の高いロッカカバーのシール構造を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２８日（１９９９．１０．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】長門 侃二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４２０７（Ｐ２００１−１２４２０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０６６９８ |
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