| 【発明の名称】 |
シール構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】重森 貴文
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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】弾性を有するシール部材を介して締結される二つの部材の対向面の少なくとも一方に溝を形成し、シール部材が該溝の内部に維持された状態で上記二つの部材を締結するシール構造において、当該溝は断面三角形をしており、最深部を一方に偏倚させるようにしている。つまり、溝を「へ」の字形状にしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弾性を有するシール部材を介して締結される二つの部材の対向面の少なくとも一方に溝を形成し、前記シール部材が該溝の内部に維持された状態で前記二つの部材を締結するシール構造であって、前記溝は断面三角形であり、最深部が一方に偏倚してい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】さらに、溝の断面形状を左右非対称とし、シール部材の一側に圧縮応力を集中させるようにしてシール性能を高めたシール構造が実開平６４−１４９６０号公報等に開示されている。しかしながら、このように断面矩形の深溝に予め成型されたシール部材の突起を嵌合させて非対称の急傾斜二面にて圧縮変形させてシール性を得るようなシール構造では、溝とシール部材との合いが悪いような場合等において、ロッカカバーとシール部材間に隙間が発生し、ロッカ室を密閉状態に維持できないおそれがあり、また、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るおそれもあり好ましいことではない。さらに、シール性を良好とするには平面でシール部材を直角方向に押す平面押しが好ましいが、上記構造では押圧力が低下してシール性が悪化するおそれもある。
【０００５】そこで、ロッカカバーの周縁フランジ部を平面とし、該平面に塗布硬化形成ガスケット（ＣＩＰＧ；Cured In-Place Gasket）等を塗布して硬化させ、ロッカカバーをシリンダヘッドに締結部材で締結しながら押圧することで当該塗布硬化形成ガスケットを圧縮によりシリンダヘッド上面に密着させシールする方法が実用化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ロッカカバーの周縁フランジ部を平面として塗布硬化形成ガスケットを用いる方法では、ロッカカバー或いはシリンダヘッドと塗布硬化形成ガスケット間に隙間を発生させないようにできる一方、塗布硬化形成ガスケットが、ロッカカバー或いはシリンダヘッドの少なくとも一方に確実に接着されていないと、ロッカ室内の圧力の変化によって周縁フランジ部の適正位置からずれてしまうという問題がある。このように塗布硬化形成ガスケットがずれると、ロッカ室の気密性が損なわれ、潤滑油やブローバイガスが外部に漏洩してしまい好ましいことではない。
【０００７】そこで、これを防止するため、ロッカカバーの周縁フランジ部或いはこれと対向するシリンダヘッドのいずれか一方にプライマ塗料を塗布（プライマ処理）し、これにより塗布硬化形成ガスケットをロッカカバー或いはシリンダヘッドに確実に接着することがあるが、プライマ塗料を塗布することは材料費、作業工数の増加によるコストアップに繋がり、また接着性も該塗布形態に左右されて品質的に不安定要因が含まれることになり好ましいことではない。
【０００８】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。
【０００９】
【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、弾性を有するシール部材を介して締結される二つの部材の対向面の少なくとも一方に溝を形成し、シール部材が該溝の内部に維持された状態で上記二つの部材を締結するシール構造において、当該溝は断面三角形をしており、最深部を一方に偏倚させるようにしている。つまり、溝を「へ」の字形状にしている。
【００１０】従って、弾性を有するシール部材を断面三角形の溝の最深部に沿わせるように付することで溝内に良好にシール部材が保持されることになるとともに、溝の断面三角形の最深部を一方に偏倚させることで、断面三角形の他方に傾斜の緩やかな面を形成でき、当該溝を形成した部材のシール部材に対する有効な押圧面を増やすようにして、最も押圧力の高い平面押しとほぼ同様の押圧力を得ることができ、高いシール性が得られる。
【００１１】さらに、シール部材はその弾性から上記傾斜が緩やかな面の作用により最深部側へ向かう内向力を伴った押圧力を発生しており、当該押圧力中の内向力は最深部及び偏倚させた一方の側の傾斜が急な面で確実に受け止められるので、シール部材は溝内にずれないよう矯正されて保持される。また、この内向力を伴った押圧力は、最深部側からの漏洩物のシール部面浸透を押し返す作用をも有している。即ち、最深部側からの圧力が加わるとシール部材が二つの部材間で変形してくさびのように機能することになり、さらにシール性が向上する。
【００１２】これにより、簡単な構造でありながらもプライマ処理を施すことなく安価にして信頼性の高いシール構造が実現される。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、ロッカカバー側に溝を設け、且つロッカカバー内方側、即ちロッカ室寄りに断面三角形の溝の最深部を偏倚させるようにすれば、当該溝の断面三角形の他方の緩い傾斜部分でシール部材を押圧することでシール性が確保されるとともに、押圧力中の内向力が傾斜の急な面により確実に受け止められてシール部材がロッカカバーとシリンダヘッド間に安定して保持され、特にシール部材がロッカ室内にずれ落ちるようなことが確実に防止される。
【００１３】また、ロッカ室側寄りに断面三角形の溝の最深部が偏倚していると、ロッカ室内の圧力が上昇した場合にシール部材が溝の傾斜の緩いロッカカバー外側にずれようとすることになるが、このとき、シール部材をロッカ室側に押し戻すような押圧力が発生してシール性が向上することになり、ロッカ室内の圧力上昇にも拘わらず、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。
【００１４】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。
【００１５】
【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。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。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、例えば成形自在なアルミ鋳造合金製である。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】図２を参照すると、図１のＡ−Ａ線に沿う断面が示されている。同図に示すように、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のシリンダヘッド４上面と対向する面７ａには、断面三角形の溝８がフランジ７の全周に亘って形成されている。
【００１９】同図に示すように、溝８の深さａは、それほど深いものではなく、例えば、溝８の幅ｂとの比（ａ／ｂ）は、０．１〜０．１７程度である。そして、溝８の最深部８ａはロッカカバー６の内方側、即ちロッカ室１２側に偏倚している。つまり、溝８は、最深部８ａをロッカカバー６の内方側に位置させて「へ」の字形状に形成されている。
【００２０】そして、溝８の最深部８ａに沿うようにして上記ガスケット１０がフランジ７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の溝８の最深部８ａ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。
【００２２】ところで、同図に示すように、フランジ７には所定の間隔で且つガスケット１０と干渉しないようにして所定高さの複数の突起９が突設されており、当該突起９は、ロッカカバー６がシリンダヘッド４上面に載置されたときにシリンダヘッド４上面と当接するようにされている。ここで、所定高さはガスケット１０の材料径よりも十分に小さい値に設定されている。これにより、ロッカカバー６がボルト等によりシリンダヘッド４に締結されても、ガスケット１０が過度に圧縮されて材料割れや破断等を起こすことが防止される。
【００２３】尚、図４に示すように、突起９を特に設けず、溝８の外周側平面及び内周側平面によってロッカカバー６とシリンダヘッド４とが当接するような構成であってもよい。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、ガスケット１０は、ロッカカバー６に形成されたフランジ７の溝８の最深部８ａに沿うようにしてロッカカバー６とシリンダヘッド４間に介装されている。
【００２４】つまり、ガスケット１０は、ロッカカバー６側においては、最深部８ａからロッカカバー６内方側、即ちロッカ室１２側に延びる急斜面８ｂ及びロッカカバー６外方側に延びる緩斜面８ｃと当接している。このようにガスケット１０が急斜面８ｂと緩斜面８ｃとに当接していると、硬化したガスケット１０は、緩斜面８ｃにより発生する内向力によってロッカ室１２側に押されるものの急斜面８ｂによって確実に阻止され、ロッカ室１２側には移動できず、最深部８ａ位置に矯正され安定して保持される。ロッカ室１２内の圧力が大気圧よりも小さくなり、ガスケット１０が大気圧によってロッカ室１２側に押された場合にも、ガスケット１０は、溝８の最深部８ａ位置に良好に保持され、ロッカ室１２側に脱落してしまうことが好適に防止される。
【００２５】また、ガスケット１０が緩斜面８ｃと当接しているので、フランジ７に溝８の無いフラットな面の場合と略同様に、フランジ７がガスケット１０を押圧する押圧面が十分に確保されている。つまり、ロッカカバー６がボルト等によってシリンダヘッド４に締結されると、フランジ７がガスケット１０を押圧するのであるが、このようにフランジ７のガスケット１０に対する有効な押圧面が十分に確保されていると、最も押圧力の高い平面押しとほぼ同様の押圧力が得られ、ガスケット１０が良好に圧縮されて当該ガスケット１０の弾性力により十分な圧着力が発生し、ロッカカバー６とガスケット１０間及びシリンダヘッド４とガスケット１０間において高いシール性が得られる。
【００２６】また、図３を参照すると、ロッカ室１２内の圧力が大気圧よりも高くなってガスケット１０がロッカカバー６外方側に押された場合の状況が示されている。同図に示すように、ロッカ室１２内の圧力が大気圧よりも高くなるような場合には、ガスケット１０は緩斜面８ｃに沿ってロッカカバー６外方側に移動しようとし、ガスケット１０がフランジ７から剥離しているような場合には、ガスケット１０は緩斜面８ｃに沿ってロッカカバー６外方側に僅かながら移動する。
【００２７】しかしながら、この際、同図に示すように、フランジ７とシリンダヘッド４間の隙間は緩斜面８ｃの存在によりロッカカバー６外方側にいくにつれて小さくなっており、ガスケット１０はシリンダヘッド４上面に沿う方向に延びて幅が広がることとなる。このようにガスケット１０の幅が広がるよう変形することは、つまり、フランジ７がガスケット１０を押圧する有効な押圧面が増大するとともに、ガスケット１０の弾性力によってガスケット１０のフランジ７やシリンダヘッド４との圧着力が増強されることを意味する。即ち、ロッカ室１２内の圧力が大気圧よりも高くなりガスケット１０がロッカカバー６外方側に押されると、ガスケット１０がフランジ７とシリンダヘッド４上面との間でくさびのように機能して潤滑油やブローバイガスのシール部面浸透を押し返す働きをすることになり、シール性が向上するのである。これにより、ロッカ室１２内の圧力の上昇に拘わらず、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。
【００２８】以上のように、本発明のシール構造では、最深部８ａをロッカカバー６の内方側に位置させて「へ」の字形状に形成された断面三角形の溝８をフランジ７の全周に亘って形成するようにしており、これにより常に高いシール性を確保するとともにロッカ室内の圧力変化に拘わらずガスケット１０を溝８にずれなく良好に保持可能である。従って、本発明によれば、プライマ処理を施すことなく安価にして信頼性の高いロッカカバー６及びシリンダヘッド４間のシール構造を得ることができることになる。
【００２９】つまり、本発明に係る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、ロッカカバー側に溝を設け、且つロッカカバー内側寄りに断面三角形の溝の最深部を偏倚させることにより、当該溝の断面三角形の他方の緩い傾斜部分でシール部材を良好に押圧してシール性を確保できるとともに、押圧力中の内向力を傾斜の急な面で確実に受け止めてシール部材をロッカカバーとシリンダヘッド間に安定して保持でき、さらに、ロッカ室内の圧力が上昇しシール部材が溝の傾斜の緩いロッカカバー外側にずれようとするときにおいてシール部材をロッカ室側に押し戻すような押圧力を発生させてさらにシール性を高めることが可能となり、ロッカ室内の圧力上昇にも拘わらず、潤滑油やブローバイガスの外部への漏洩を確実に防止することができる。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を得ることができることになる。
【００３０】
【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、弾性を有するシール部材を介して締結される二つの部材の対向面の少なくとも一方に断面三角形であって最深部を一方に偏倚させた「へ」の字形状の溝を形成したので、溝の断面三角形の他方の側に傾斜の緩やかな面を形成でき、当該溝を形成した部材のシール部材に対する有効な押圧面を増やすようにして最も押圧力の高い平面押しとほぼ同様の押圧力を得ることができ、高いシール性を得ることができるとともに、押圧力中の内向力を最深部及び偏倚させた一方の側の傾斜の急な面で確実に受け止めることができ、シール部材を溝内にずれないよう矯正して保持することができる。また、最深部側からの圧力が上昇すると、シール部材が二つの部材間で変形し、くさびのように機能して最深部側からの漏洩物のシール部面浸透を押し返す働きをすることになり、極めて高いシール性を確保することができる。これにより、簡単な構造でありながらもプライマ処理を施すことなく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。
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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２１日（１９９９．１０．２１） |
| 【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２００１−１２４２１１（Ｐ２００１−１２４２１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９９７５１ |
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