JP2006242071A - シリンダブロック、シリンダブロックのシール方法及びシール用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な作業を行うことなくシリンダライナ及び外壁間を確実にシールする。
【解決手段】シリンダライナ２１と外壁１４との間の空間を、ウォータジャケット用空間２６と、クランク室２７側に開口する空隙部２８とに仕切る。空隙部２８にてシリンダライナ２１及び外壁１４間をシールするシール部２９を形成する。この形成に際しては、シール用治具３１の閉鎖部３３を空隙部２８に挿入して開口を閉鎖することにより、液状シール剤を封入するための封入用空間を形成する。シール用治具３１の注入部３５を通じて液状シール剤を封入用空間に注入し、空気を同シール用治具３１の排出部３６から排出させる。空気の排出後、開閉弁３７を閉弁させて排出部３６を閉鎖させる一方、液状シール剤の注入を継続する。液状シール剤が加圧状態となったところで注入を停止し、液状シール剤を硬化させる。この硬化によりシール部２９が形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シリンダライナと外壁とを備え、それらの間にウォータジャケット用空間を有するシリンダブロックに関するものである。また、本発明は、シリンダブロックにシール部を形成してシリンダライナ及び外壁間をシールするシリンダブロックのシール方法、及びシール部の形成に好適なシリンダブロックのシール用治具に関するものである。

シリンダブロックは、エンジンの骨格をなす部品であり、ピストンを往復動可能に収容するシリンダ、シリンダ等を適切な温度に保つために冷却水を循環させるウォータジャケット等を有する。こうしたシリンダブロックとして、例えば特許文献１には、シリンダライナと、そのシリンダライナを囲む外壁を有するシリンダブロック本体とに分割されたタイプが記載されている。この分割型シリンダブロックでは、シリンダライナの外面と外壁の内面との間に形成される空間がウォータジャケット用空間とされる。そして、このウォータジャケット用空間を流れる冷却水の漏出を抑制するために、シリンダライナ及び外壁間がシールされる。

このシールのために、上記特許文献１では、シリンダライナのクランク室側端部にフランジ及び嵌合部が形成され、この嵌合部がシリンダブロック本体の嵌合孔に嵌合される。シリンダライナのフランジ又は嵌合部とシリンダブロック本体との間に、嵌合孔を全周にわたって囲む単一のシール部材が介在される。

また、上記シール部材に代えて、液状シール剤（液体ガスケット）を用いてシールを行う技術が、例えば特許文献２に記載されている。これは、上ケース及び下ケースからなる上下分割式のクランクケースと、上下両ケースに跨って設けられるサイドカバーとについて、それら３部材の合わせ部（三方合わせ部）をシールする技術である。上下両ケース間と、上ケース及びサイドカバー間と、下ケース及びサイドカバー間とにそれぞれ液状シール剤が介在される。さらに、上下両ケースの側面には、同上下両ケース間の液状シール剤を横切るように液溜まり用凹部が形成されている。

上記液状シール剤を用いたシールに際しては、上ケースの下面及び下ケースの上面にそれぞれ液状シール剤が塗布され、それら上下両ケースが重ねられてボルト等によって相互に締結される。続いて、上下両ケースの側面の液溜まり用凹部及びその周辺部分に液状シール剤が充填されるとともに、サイドカバーの取付面に液状シール剤が塗布される。上下両ケースの側面にサイドカバーが重ねられ、ボルト等によりサイドカバーが上ケース及び下ケースに締結される。この締結に際し、液溜まり用凹部内に溜められた液状シール剤が、上下両ケース間や、上下両ケース及びサイドカバー間に供給される。
特開２００２−９７９９７号公報（第５−６頁、図１、図３） 特開２０００−１４５９７２号公報（第４頁、図１）

ところが、予め形成された単一の長いシール部材を用いてシールを行うシリンダブロック（特許文献１）では、シリンダライナの嵌合部をシリンダブロック本体の嵌合孔に嵌合する際に、その嵌合孔の周りのシール部材が捩れたり曲ったりすることのないように、同シール部材の装着状態を厳密に管理する必要があり、シールのための作業が複雑化する。

また、液状シール剤を用いてシールを行う技術（特許文献２）では、隣合う部材同士を、それぞれ液状シール剤が塗布された面を対向させて重ね合せる構成のため、僅かな隙間等に液状シール剤が入り込まず、十分にシールがなされないおそれがある。なお、液溜まり用凹部には液状シール剤を溜めておく作用があるにすぎず、上記の不具合は依然として解消されない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複雑な作業を行うことなくシリンダライナ及び外壁間を確実にシールすることのできるシリンダブロック、シリンダブロックのシール方法及びシール用治具を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、シリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外壁とを備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られたシリンダブロックであり、前記空隙部に加圧状態で封入された液状シール剤を硬化させることにより形成され、前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールするシール部を備えるとする。

上記の構成を有するシリンダブロックでは、シリンダライナが外壁によって囲まれている。外壁の内面の一部がシリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、シリンダライナ及び外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られている。そして、シール部によってシリンダライナ及び外壁間がシールされている。

このシール部は、空隙部に液状シール剤を封入し硬化させたものである。そのため、シール部の形成（液状シール剤が注入されてから硬化するまで）の過程で、捩れや曲りが発生するおそれがない。従って、シール部材をシリンダブロック本体の所定箇所に配置した状態でシリンダライナを組込む場合（特許文献１に相当）とは異なり、捩れたり曲ったりすることのないように液状シール剤の状態を厳密に管理する作業が不要である。

また、上記シール部は、空隙部に液状シール剤を加圧状態で封入したうえで硬化させたものであり、外壁とシリンダライナとの重なり部分等の僅かな隙間にも入り込んだ状態で形成されている。そのため、シリンダライナ及び外壁のそれぞれに予め液状シール剤を塗布しておき、シリンダライナを外壁に組付けたり、さらには液溜まり用凹部を設けて液状シール剤を溜めたりする場合（特許文献２に相当）に比べ、シリンダライナ及び外壁間のシール性を高めることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記空隙部はクランク室側に開口しており、前記液状シール剤は、前記開口がシール用治具の閉鎖部により閉鎖された状態で前記空隙部に封入されたものであるとする。

上記の構成を有するシリンダブロックでは、シリンダライナ及び外壁の各クランク室側の端部が相互に離間していて、空隙部がクランク室側に開口している。しかし、シール部の形成に際し、上記開口をシール用治具の閉鎖部によって閉鎖することで、液状シール剤の封入用空間を確実に形成することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記外壁には、同外壁の外部と前記空隙部とを連通させる注入部が設けられており、前記液状シール剤は前記注入部を通じて前記空隙部に封入されたものであるとする。

上記シリンダブロックでは、空隙部に液状シール剤を注入するために、同液状シール剤の注入部が必要となる。この点、請求項３に記載の発明では、外壁に注入部が設けられていて、この注入部により外壁の外部と空隙部とが連通されている。そのため、注入部を液状シール剤の通路とすることで、外壁外部の液状シール剤を、注入部を通じて空隙部に加圧状態で注入することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記外壁には、同外壁の外部と前記空隙部とを連通させる排出部が設けられており、前記液状シール剤は、前記空隙部の空気を前記排出部を通じて排出させた状態で同空隙部に封入されたものであるとする。

上記シリンダブロックでは、空隙部に液状シール剤を加圧状態で封入するために、同空隙部の空気を排出させることが重要であり、そのために空気の排出部が必要となる。この点、請求項４に記載の発明では、外壁に排出部が設けられていて、この排出部により外壁の外部と空隙部とが連通されている。そのため、排出部を空気の通路とすることで、上記空隙部への液状シール剤の注入に伴い、空隙部の空気を、同排出部を通じて外壁の外部へ排出させ、同液状シール剤を確実に空隙部に加圧状態で封入することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記液状シール剤は、前記シール用治具の前記閉鎖部に設けられた注入部を通じて前記空隙部に封入されたものであるとする。

上記シリンダブロックでは、開口がシール用治具の閉鎖部によって閉鎖された空隙部に液状シール剤を注入するために、同液状シール剤の注入部が必要となる。この点、請求項５に記載の発明では注入部が閉鎖部に設けられている。そして、液状シール剤が注入部を通じて空隙部に封入されて硬化されている。そのため、上記注入部を、シリンダブロックの構成部品、例えば外壁に別途設けなくてもすむ。

請求項６に記載の発明では、請求項２又は５に記載の発明において、前記液状シール剤は、前記空隙部の空気を、前記シール用治具の前記閉鎖部に設けられた排出部を通じて排出させた状態で、同空隙部に封入されたものであるとする。

上記シリンダブロックでは、開口がシール用治具の閉鎖部によって閉鎖された空隙部に液状シール剤を加圧状態で封入するために、同空隙部の空気を排出させることが重要であり、そのために空気の排出部が必要となる。この点、請求項６に記載の発明では排出部が閉鎖部に設けられている。そして、空隙部の空気を排出部を通じて排出させた状態で、液状シール剤が空隙部に封入されて硬化されている。そのため、上記注入部を、シリンダブロックの構成部品、例えば外壁に別途設けなくてもすむ。

請求項７に記載の発明では、シリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外壁とを備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られたシリンダブロックに適用され、前記空隙部にて前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールするシール部を形成するシリンダブロックのシール方法であって、前記空隙部を閉鎖することにより液状シール剤の封入用空間を形成し、同封入用空間に液状シール剤を加圧状態で封入し、その後に同液状シール剤を硬化させることにより前記シール部を形成するものとする。

上記シリンダブロックでは、シリンダライナが外壁によって囲まれている。外壁の一部がシリンダライナに重ねられていて、シリンダライナ及び外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られている。

このシリンダブロックにおいて、シリンダライナ及び外壁間をシールするシール部を空隙部に形成する場合には、上記空隙部を閉鎖することにより液状シール剤の封入用空間を形成する。この封入用空間に液状シール剤を加圧状態で封入する。この封入した液状シール剤が硬化すると空隙部にシール部が形成される。

そのため、上記請求項１に記載の発明と同様、シール部の形成の過程で捩れや曲りが発生することのないように液状シール剤の状態を厳密に管理する作業が不要である。また、上記加圧状態での封入により、外壁とシリンダライナとの重なり部分等の僅かな隙間にも液状シール剤を入り込ませることができる。そのため、上記請求項１に記載の発明と同様、シリンダライナ及び外壁間のシール性を高めることができる。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、注入部を通じて前記封入用空間に前記液状シール剤を注入するとともに、同封入用空間の空気を排出部を通じて排出させ、前記空気の排出後に前記排出部を閉鎖する一方で前記液状シール剤の注入を継続するものとする。

上記シール方法によれば、シール部の形成に際し、注入部を通じて封入用空間に液状シール剤を注入する。この注入に伴い、封入用空間の空気が排出部を通じて排出される。そして、封入用空間の空気が排出された後に排出部を閉鎖する。この閉鎖により、排出部における空気及び液状シール剤の通過が遮断される。一方で、上記排出部の閉鎖後も、液状シール剤の封入用空間への注入を継続する。従って、上記排出部を閉鎖した状態で液状シール剤の注入を継続することにより、封入用空間の液状シール剤を確実に加圧することができる。この加圧により、液状シール剤を、外壁とシリンダライナとの重なり部分等の僅かな隙間にも入り込ませて、シリンダライナ及び外壁間のシール性を高めることができる。

請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の発明において、前記封入用空間の前記液状シール剤が加圧状態となることを条件に前記液状シール剤の注入を停止するものとする。

上記シール方法によれば、排出部を閉鎖した後にも液状シール剤を封入用空間に注入し続けることで液状シール剤が加圧状態となると、同液状シール剤の注入を停止する。この停止により、液状シール剤の不要な注入が抑制される。

請求項１０に記載の発明では、シリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外壁とを備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間が、ウォータジャケット用空間とクランク室側に開口する空隙部とに仕切られたシリンダブロックに適用され、前記空隙部にて前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールすべく、液状シール剤を加圧状態で硬化させてなるシール部を形成するためのシリンダブロックのシール用治具であって、前記シール部の形成に際し、前記空隙部に挿入されて同空隙部の開口を閉鎖することにより前記液状シール剤の封入用空間を形成する閉鎖部を備えるとする。

上記の構成を有するシール用治具によれば、閉鎖部がシリンダブロックの空隙部に挿入されると、その開口が閉鎖される。
従って、シリンダライナ及び外壁の各クランク室側の端部が相互に離間していて、空隙部がクランク室側に開口しているシリンダブロックにあっては、シール部の形成に際し、シール用治具の閉鎖部を空隙部に挿入することで、液状シール剤を封入するための閉空間（封入用空間）を形成することができる。この封入用空間に液状シール剤を加圧状態で封入し硬化させると、空隙部には、シリンダライナ及び外壁間をシールするシール部が形成される。

そのため、請求項１０に記載の発明によると、上述した請求項１又は７に記載の発明と同様の作用効果が得られる。すなわち、シール部の形成の過程で、捩れや曲りが発生することのないように液状シール剤の状態を厳密に管理する作業が不要である。また、上記加圧状態での封入により、外壁及びシリンダライナ等の僅かな隙間にも液状シール剤を入り込ませ、シリンダライナ及び外壁間のシール性を高めることができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の発明において、前記閉鎖部には、前記封入用空間に前記液状シール剤を注入するための注入部が設けられているとする。
上記の構成を有するシール用治具によれば、シリンダブロックの空隙部に閉鎖部が挿入されると開口が閉鎖されて、封入用空間が形成される。この封入用空間は、閉鎖部に設けられた注入部を通じて封入用空間の外部と連通する。そのため、注入部を液状シール剤の通路とすることで、液状シール剤を注入部を通じて封入用空間に注入し、空隙部に加圧状態で封入させることができる。

請求項１２に記載の発明では、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記閉鎖部には、前記封入用空間の空気を排出させるための排出部が設けられているとする。
上記の構成を有するシール用治具によれば、シリンダブロックの空隙部に閉鎖部が挿入されると開口が閉鎖されて、封入用空間が形成される。この封入用空間は、閉鎖部に設けられた排出部を通じて封入用空間の外部と連通する。そのため、排出部を空気の通路とすることで、上記空隙部への液状シール剤の注入に伴い、封入用空間の空気を、同排出部を通じて排出させ、同液状シール剤を確実に空隙部に加圧状態で封入することができる。

請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の発明において、前記排出部の下流側には、前記液状シール剤の非通過時に開弁し、通過に伴い閉弁する開閉弁が設けられているとする。

上記の構成を有するシール用治具によれば、同治具によって開口が閉鎖された空隙部に液状シール剤が注入されているものの、同液状シール剤が未だ開閉弁に到達していない場合には、開閉弁が開弁される。この開弁により排出部が開放され、空気や液状シール剤の通過が可能となる。そのため、注入部を通じて封入用空間に液状シール剤を注入すると、その注入に伴い、封入用空間の空気が排出部を通じて排出される。そして、液状シール剤が排出部から流出して開閉弁に到達すると、同開閉弁が閉弁される。この閉弁により排出部が閉鎖されて、空気や液状シール剤の通過が遮断される。従って、この閉弁後も液状シール剤の封入用空間への注入を継続することで、封入用空間の液状シール剤を加圧することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を多気筒レシプロエンジンに用いられるシリンダブロックに具体化した第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。レシプロエンジンは、ピストンの往復運動をクランク機構によって回転運動に変換して、出力軸であるクランクシャフトを回転させるタイプのエンジンである。

図１及び図２に示すように、シリンダブロック１１は、スカート部１３、外壁１４及びシリンダライナ２１を備えて構成されている。これらのスカート部１３及び外壁１４は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の比較的比重の小さな金属材料によって形成されている。これに対し、シリンダライナ２１は、鋳鉄等の耐摩耗性に優れた金属材料によって形成されている。

スカート部１３の下端部には、クランクシャフトを回転可能に支持するためのジャーナル部１６が設けられている。スカート部１３は、その下側に取付けられるクランクケース、オイルパン等とともに、クランク室２７を形成する。

外壁１４は、スカート部１３の上側にガスケット（図示略）等を介して配置されている。外壁１４は、上下両面が開放されたほぼ四角枠状をなしている。外壁１４の内面の下側部分には、同外壁１４の他の部分（上側部分、中間部分）よりも厚みの大きな肉厚部１７が形成されている。

シリンダライナ２１は、気筒毎のライナ本体２２と、全てのライナ本体２２に共通のアッパデッキ部２３とを備える。各ライナ本体２２は、上下両端が開放された円筒状をなしており、１列に並べられた状態で配置されている。各シリンダライナ２１の内部空間は、ピストン（図示略）を往復動可能に収容するためのシリンダボア２４を構成する。各シリンダボア２４においてピストンよりも上側の空間は、燃料及び空気の混合気を燃焼するための燃焼室（図示略）となる。

各ライナ本体２２の外面の上側部分及び中間部分には、同ライナ本体２２の他の部分（下側部分）よりも厚みの大きな肉厚部２５が形成されている。アッパデッキ部２３はほぼ平板状をなし、全てのライナ本体２２の上端外側に一体に設けられている。なお、アッパデッキ部２３及びライナ本体２２は別々の部材によって形成されたものであってもよい。この場合には、アッパデッキ部２３を各ライナ本体２２の上端部に連結する構造が別途必要となる。

図４に示すように、各ライナ本体２２は外壁１４によって囲まれた空間に収容されている。この収容状態では、アッパデッキ部２３が外壁１４上に載置されている。外壁１４におけるシリンダライナ２１の水平方向の位置調整がなされたうえで、シリンダライナ２１が外壁１４に対しノックピン等（図示略）によって連結されている。これらのシリンダライナ２１及び外壁１４によってブロック構成体１５が構成されている。このブロック構成体１５では、ライナ本体２２の肉厚部２５の一部が、外壁１４の肉厚部１７の上に重ねられている。このようにして、外壁１４の内面の一部がシリンダライナ２１の外面の一部に重ねられている。両肉厚部１７，２５の重なり部分では、肉厚部１７の上面が肉厚部２５の下面に接近又は接触している。そして、上記重なり部分により、シリンダライナ２１及び外壁１４間の空間が上下に２つに仕切られている。

肉厚部１７よりも上側の空間、すなわちライナ本体２２の肉厚部２５及び外壁１４間であって、アッパデッキ部２３と肉厚部１７とによって挟まれた空間はウォータジャケット用空間２６をなしている。このウォータジャケット用空間２６には、外壁１４、シリンダライナ２１等を冷却するための冷却水が流される。また、ライナ本体２２及び外壁１４の肉厚部１７間であって、肉厚部２５よりも下側の空間は、クランク室２７側に開口した空隙部２８をなしている。この空隙部２８は、ウォータジャケット用空間２６よりもシリンダライナ２１の中心線Ｌに近い箇所に位置する。

ここで、ブロック構成体１５では、上述したようにシリンダライナ２１が、そのアッパデッキ部２３において外壁１４上に載置され、自身の肉厚部２５において外壁１４の肉厚部１７上に重ねられる構成を採っている。この構成では、肉厚部２５及び肉厚部１７が互いに密着するのが望ましいが、加工精度のばらつき等により両肉厚部１７，２５の間に僅かな隙間が生ずるおそれがある。そこで、シリンダライナ２１及び外壁１４間、特に、両肉厚部１７，２５の重なり部分の隙間をシールして、ウォータジャケット用空間２６からの冷却水の漏出を防止するためのシール構造が必要となる。このシール構造として、図４において二点鎖線で示すシール部２９が、上記両肉厚部１７，２５間、及び空隙部２８の上部に設けられている。このシール部２９は、後述するシール方法に従い、空隙部２８に加圧状態で封入された液状シール剤を硬化させることにより形成されたものである。

上記のように構成されたブロック構成体１５は、上記スカート部１３に対し、ボルト等の締結部品（図示略）によって締結される。さらに、上記ブロック構成体１５及びスカート部１３を備えてなるシリンダブロック１１上にはシリンダヘッド（図示略）が配置される。このシリンダヘッドは、アッパデッキ部２３に挿通されたボルト等の締結部品によって外壁１４に締結される。

次に、シリンダブロック１１に上記シール部２９を形成するシール方法について説明する。この方法の実施に際しては、図３及び図４に示すように、専用のシール用治具３１が用いられる。シール用治具３１は、平板状の基板３２と、その基板３２上に設けられた閉鎖部３３とを備えている。閉鎖部３３は、上記空隙部２８の下端開口に対応した形状を有している。閉鎖部３３は、シール部２９の形成に際し空隙部２８に挿入されて開口を塞ぐことにより、図５及び図６に示すような、液状シール剤４１を封入するための封入用空間３４を形成する。基板３２の下面において閉鎖部３３に対応する箇所には、液状シール剤４１の注入装置３８を接続するための接続部３９が設けられている。

閉鎖部３３及び基板３２には、封入用空間３４に液状シール剤４１を注入するための注入部３５と、封入用空間３４の空気を排出させるための排出部３６とがそれぞれ設けられている。これらの注入部３５及び排出部３６は、いずれも閉鎖部３３、基板３２等にあけられた孔によって構成されている。注入部３５の上端は閉鎖部３３の上端面で開口し、下端は接続部３９の下端面で開口している。また、排出部３６の上端は閉鎖部３３の上端面で開口し、下端は基板３２の下面で開口している。

なお、本実施形態では閉鎖部３３が基板３２と一体形成されているが、両者３２，３３は別部材によって構成されたものであってもよい。また、本実施形態では、注入部３５及び排出部３６は、シリンダブロック１１の幅方向（気筒配列方向に直交する方向）について、ほぼ相対向する箇所に設けられているが、これ以外の箇所に設けられてもよい。

基板３２の下面であって排出部３６の出口に対応する箇所には、電磁バルブ等からなる開閉弁３７が設けられている。開閉弁３７は、液状シール剤４１が通過したかどうかを検出するセンサ（図示略）を備えており、このセンサの検出結果に基づき開閉する。ここでは、開閉弁３７は、センサが液状シール剤４１の通過を検出しないとき、すなわち、液状シール剤４１が排出部３６から流出していないときには開弁する。また、開閉弁３７は、センサが液状シール剤４１の通過を検出すること、すなわち、液状シール剤４１が排出部３６から流出することをもって閉弁する。

上記シール用治具３１を用いてシール部２９を形成する場合には、図４に示すように、閉鎖部３３が空隙部２８の下方に位置するように、ブロック構成体１５の下方にシール用治具３１を配置する。シール用治具３１を上昇させて、閉鎖部３３を、開口を通じて空隙部２８に挿入する。この挿入を、図５に示すように、基板３２の上面が外壁１４及びライナ本体２２の各下端面に接触するまで行う。閉鎖部３３の挿入により空隙部２８の開口が塞がれて封入用空間３４が形成される。

このようにして形成された封入用空間３４は、注入部３５を通じてシール用治具３１よりも下方の空間に連通している。そのため、注入部３５を液状シール剤４１の通路とすることで、液状シール剤４１を、注入部３５を通じて封入用空間３４に注入することが可能である。

また、封入用空間３４は、排出部３６を通じてシール用治具３１よりも下方の空間に連通している。そのため、排出部３６を空気の通路とすることで、上記封入用空間３４への液状シール剤４１の注入に伴い、同封入用空間３４の空気を、排出部３６を通じて排出させることが可能である。

ここで、液状シール剤４１を封入用空間３４に注入する前の段階では、液状シール剤４１が排出部３６に達しておらず、従って開閉弁３７を通過したことがセンサによって検出されず、開閉弁３７は開弁している。そのため、注入装置３８を接続部３９に接続して作動させ、図７に示すように、注入部３５を通じて封入用空間３４に液状シール剤４１を注入すると、その注入に伴い封入用空間３４の空気が押出され、排出部３６を通じて排出される。

液状シール剤４１が封入用空間３４の隅々まで行きわたると、封入用空間３４のほとんどの空気が排出される。さらに、液状シール剤４１が注入されると、液状シール剤４１が排出部３６から流出する。この液状シール剤４１が開閉弁３７を通過したことがセンサによって検知されると、開閉弁３７が閉弁される。この閉弁により排出部３６が閉鎖されて、同排出部３６での空気及び液状シール剤４１の流通が遮断される。一方で、上記開閉弁３７の閉弁後も液状シール剤４１の封入用空間３４への注入を継続する。この注入継続により、図８に示すように、封入用空間３４における液状シール剤４１の充填密度が高くなる。液状シール剤４１の一部が、両肉厚部１７，２５の重なり部分における微少な隙間にも入り込み、同隙間が埋められる。このようにして液状シール剤４１が封入用空間３４に加圧状態で封入される。

そして、封入用空間３４の液状シール剤４１が確実に加圧状態になった後に、注入装置３８の作動を止めて液状シール剤４１の注入を停止する。例えば、開閉弁３７の閉弁後、液状シール剤４１の注入の継続時間を計時し、その継続時間が所定の値になったところで液状シール剤４１の注入を停止する。この停止後、しばらく放置することにより液状シール剤４１を硬化させ、その後に、図９に示すように、シール用治具３１を下降させて空隙部２８から閉鎖部３３を抜出す。この抜出しに伴い、それまで閉鎖されていた空隙部２８のクランク室２７側の開口が開放される。空隙部２８の上半部には、液状シール剤４１を硬化させてなるシール部２９が残り、このシール部２９によって、外壁１４及びシリンダライナ２１間がシールされる。

以上詳述した第１実施形態によれば、シリンダブロック１１、シール方法、シール用治具３１について、それぞれ次の効果が得られる。
＜シリンダブロック１１について＞
（１）ブロック構成体１５の空隙部２８に液状シール剤４１を封入して硬化させたものをシール部２９としている。そのため、シール部２９の形成（液状シール剤４１が注入されてから硬化するまで）の過程で、捩れや曲りが発生するおそれがない。従って、シール部材をシリンダブロック本体の所定箇所に配置した状態でシリンダライナを組込む技術（特許文献１に相当）とは異なり、捩れたり曲ったりすることのないように液状シール剤４１の状態を厳密に管理する作業が不要である。

（２）空隙部２８に液状シール剤４１を加圧状態で封入したうえで硬化させたものをシール部２９としている。このシール部２９が形成されたシリンダブロック１１では、密度の高い状態で液状シール剤４１が空隙部２８に充填されている。両肉厚部１７，２５間の僅かな隙間にも液状シール剤４１が入り込んでいる。そのため、液状シール剤が塗布されたシリンダライナを、同じく液状シール剤が塗布された外壁に組付けたり、さらには液溜まり用凹部を設けて液状シール剤を溜めたりする技術（特許文献２に相当）比べ、シリンダライナ２１及び外壁１４間、特に両肉厚部１７，２５の重なり部分のシール性を高めることができる。

（３）ブロック構成体１５では、シリンダライナ２１及び外壁１４の各クランク室２７側の端部が相互に離間していて、空隙部２８がクランク室２７側に開口している。これに対し、本実施形態では、シール用治具３１を用い、その閉鎖部３３を開口から空隙部２８に挿入している。この挿入により空隙部２８の開口を塞ぎ、液状シール剤４１を封入するための封入用空間３４を確実に形成することができる。

（４）開口がシール用治具３１の閉鎖部３３によって閉鎖された空隙部２８に液状シール剤４１を注入するためには、同液状シール剤４１の注入部が必要となる。この点、第１実施形態では、注入部３５をシール用治具３１に設けている。そのため、上記注入部３５をシリンダブロック１１の構成部品、例えば外壁１４に設けなくてもすむ。

（５）開口がシール用治具３１の閉鎖部３３によって閉鎖された空隙部２８に液状シール剤４１を加圧状態で封入するためには、同空隙部２８に空気が残らないようにすることが重要であり、そのために空気の排出部が必要となる。この点、第１実施形態では排出部３６をシール用治具３１に設けている。そのため、上記注入部３５を、シリンダブロック１１の構成部品、例えば外壁１４に別途設けなくてもすむ。

＜シール方法について＞
（６）空隙部２８のクランク室２７側の開口をシール用治具３１の閉鎖部３３によって閉鎖して封入用空間３４を形成し、この封入用空間３４に液状シール剤４１を封入し、その後に同液状シール剤４１を硬化させることによりシール部２９を形成している。

そのため、上記（１）と同様、シール部２９の形成の過程で、捩れや曲りが発生することのないように液状シール剤４１の状態を厳密に管理する作業が不要である。
（７）空隙部２８に液状シール剤４１を加圧状態で封入するようにしている。この封入により、空隙部２８における液状シール剤４１の充填密度を高め、両肉厚部１７，２５間等の僅かな隙間にも液状シール剤４１を入り込ませることができる。そのため、上記（２）と同様、シリンダライナ２１及び外壁１４間、特に両肉厚部１７，２５の重なり部分のシール性を高めることができる。

（８）シール部２９の形成に際し、シール用治具３１の注入部３５を通じて封入用空間３４に液状シール剤４１を注入することにより、同封入用空間３４の空気を排出部３６を通じて排出させる。そして、封入用空間３４から空気が排出されて液状シール剤４１が排出部３６から流出すると、開閉弁３７を閉弁させて排出部３６を閉鎖する。この閉鎖により、排出部３６を通じた空気及び液状シール剤４１の排出を遮断する。一方で、上記開閉弁３７の閉弁による排出部３６の閉鎖後も、液状シール剤４１の封入用空間３４への注入を継続するようにしている。従って、上記の排出部３６を閉鎖した状態での液状シール剤４１の注入継続により、封入用空間３４の液状シール剤４１を確実に加圧することができる。この加圧により、液状シール剤４１を僅かな隙間にも入り込ませ、両肉厚部１７，２５の重なり部分を含む、シリンダライナ２１及び外壁１４間のシール性を高めることができる。

（９）上記開閉弁３７の閉弁後、所定時間が経過するまでは液状シール剤４１の注入を継続し、所定時間が経過した時点で同注入を停止するようにしている。このようにすることで、液状シール剤４１を確実に空隙部２８に加圧状態で封入することができる。また、上記タイミングでの注入停止により、液状シール剤４１の不要な注入を抑制することができる。

＜シール用治具３１について＞
（１０）シール用治具３１として、ブロック構成体１５の空隙部２８に対応する形状を有する閉鎖部３３を備えたものを用いている。この閉鎖部３３がシリンダブロック１１の空隙部２８に挿入されると、その空隙部２８のクランク室２７側の開口が閉鎖される。

そのため、上記シール用治具３１を用い閉鎖部３３を空隙部２８に挿入することで、同空隙部２８の開口を閉鎖して、液状シール剤４１を封入するための封入用空間３４を確実に形成することができる。

従って、上記封入用空間３４に液状シール剤４１を加圧状態で封入し、硬化させることにより、空隙部２８に、シリンダライナ２１及び外壁１４間をシールするシール部２９を形成することができ、上述した（１），（２），（６），（７）と同様の効果が得られる。

すなわち、シール部２９の形成の過程で、捩れや曲りが発生することのないように液状シール剤４１の状態を厳密に管理する作業が不要となる。また、加圧状態での封入により、空隙部２８における液状シール剤４１の充填密度を高め、外壁１４及びシリンダライナ２１間の僅かな隙間にも液状シール剤４１を入り込ませてシール性を高めることができる。

（１１）ブロック構成体１５の空隙部２８に閉鎖部３３が挿入されると、上述したように開口が閉鎖されて、封入用空間３４が形成される。第１実施形態では、この封入用空間３４の内外を連通させる注入部３５をシール用治具３１（基板３２、閉鎖部３３、接続部３９）に設けている。そのため、注入部３５を液状シール剤４１の通路とすることで、液状シール剤４１を注入部３５を通じて封入用空間３４に注入し、空隙部２８に加圧状態で封入させることができる。

（１２）封入用空間３４の内外を連通させる排出部３６を、シール用治具３１（基板３２、閉鎖部３３）に設けている。そのため、排出部３６を空気の通路とすることで、上記封入用空間３４への液状シール剤４１の注入に際し、封入用空間３４の空気を、同排出部３６を通じて排出させ、同液状シール剤４１を確実に空隙部２８に加圧状態で封入することができる。

（１３）排出部３６の下流側に開閉弁３７を設けている。この開閉弁３７は、封入用空間３４に空気が残っていて液状シール剤４１が排出部３６から流出していないときには開弁する。そのため、注入部３５を通じて封入用空間３４に液状シール剤４１を注入することで、封入用空間３４の空気を排出部３６を通じて排出させることができる。

また、上記開閉弁３７は、封入用空間３４から空気が排出されて、液状シール剤４１が排出部３６から流出して開閉弁３７を通過することをもって閉弁し、排出部３６を閉鎖する。そのため、この閉弁後も液状シール剤４１の封入用空間３４への注入を継続することで、同液状シール剤４１を空隙部２８に加圧状態で封入することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について図１０〜図１３を参照して説明する。
第２実施形態におけるシリンダブロック１１では、図１０に示すように、外壁１４に注入部５１及び排出部５２が設けられている。これらの注入部５１及び排出部５２は、いずれも外壁１４の肉厚部１７に貫通された孔によって構成されている。これらの孔の外端は、外壁１４の外面にて開口し、内端は肉厚部１７の内面にて開口している。従って、シリンダライナ２１が外壁１４に組込まれたブロック構成体１５では、空隙部２８がこれらの注入部５１及び排出部５２によって外壁１４の外部と連通する。なお、第２実施形態では、注入部５１及び排出部５２は、シリンダブロックの幅方向（気筒配列方向に直交する方向）について、ほぼ相対向する箇所に設けられているが、これ以外の箇所に設けられてもよい。

一方、シール用治具３１は、基板３２及び閉鎖部３３を備えている点で第１実施形態と共通するが、注入部３５、排出部３６及び開閉弁３７が設けられていない。上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号を付して説明を省略する。

上記シール用治具３１を用いてブロック構成体１５にシール部２９（図１３参照）を形成する場合には、図１０に示すように、閉鎖部３３が空隙部２８の下方に位置するように、ブロック構成体１５の下方にシール用治具３１を配置する。シール用治具３１を上昇させて、閉鎖部３３を、クランク室２７側の開口から空隙部２８に挿入する。この挿入を、図１１に示すように、基板３２の上面が外壁１４及びライナ本体２２の各下端面に接触するまで行う。この閉鎖により空隙部２８の開口が塞がれて、封入用空間３４が形成される。

このようにして形成された封入用空間３４は注入部５１を通じて外壁１４の外部と連通している。そのため、注入部５１を液状シール剤４１の通路とすることで、外壁１４の外部の液状シール剤４１を、同注入部５１を通じて封入用空間３４に注入することが可能である。また、封入用空間３４は排出部５２を通じて外壁１４の外部と連通している。そのため、排出部５２を空気の通路とすることで、上記封入用空間３４への液状シール剤４１の注入に伴い、同封入用空間３４の空気を、排出部５２を通じて排出させることが可能である。

そこで、注入装置３８を注入部５１に接続して作動させ、その注入部５１を通じて封入用空間３４に液状シール剤４１を注入する。この注入に伴い封入用空間３４の空気が押出され、排出部５２を通じて封入用空間３４の外へ排出される。

液状シール剤４１が封入用空間３４の隅々まで行きわたり、封入用空間３４からほとんどの空気が排出されて、液状シール剤４１が排出部５２から流出したところで、図１２に示す栓５３を排出部５２に差込む。この栓５３により排出部５２が塞がれて、同排出部５２での液状シール剤４１の流通が遮断される。一方で、上記栓５３による排出部５２の閉塞後も、しばらくの間、液状シール剤４１の封入用空間３４への注入を継続する。この注入継続により液状シール剤４１が加圧され、封入用空間３４における液状シール剤４１の充填密度が高くなる。液状シール剤４１が、肉厚部１７，２５の重なり部分における僅かな隙間にも入り込み、同隙間が埋められる。このようにして液状シール剤４１が封入用空間３４に加圧状態で封入される。

そして、封入用空間３４の液状シール剤４１が確実に加圧状態になった後に、液状シール剤４１の注入を停止する。例えば、栓５３による排出部５２の閉塞後、液状シール剤４１の注入の継続時間を計時し、その継続時間が所定の値になったところで液状シール剤４１の注入を停止する。液状シール剤４１の注入の停止後、図１２に示す栓５４を注入部５１に差込む。この差込みによっても液状シール剤４１が加圧される。そして、しばらく放置することにより、液状シール剤４１を硬化させる。この硬化によりシール部２９が形成されたところで、図１３に示すようにシール用治具３１を下降させて、空隙部２８から閉鎖部３３を抜出す。この抜出しに伴い、それまで閉鎖されていた空隙部２８のクランク室２７側の開口が開放される。空隙部２８の上半部にはシール部２９が残り、このシール部２９によって、外壁１４及びシリンダライナ２１間がシールされる。

なお、液状シール剤４１の硬化後に栓５４を注入部５１に差込むようにしてもよい。この場合、注入部５１に栓５４を差込むスペースが必要となる。そのため、このスペースを確保するために、例えば、注入装置３８の吐出口（図示略）を注入部５１内に挿入させた状態で、同注入装置３８を注入部５１に接続する。注入装置３８を作動させて、吐出口から液状シール剤４１を注入部５１を通じて封入用空間３４に注入する。封入用空間３４の液状シール剤４１が確実に加圧状態になった後に、注入装置３８の作動を止めて液状シール剤４１の注入を停止する。液状シール剤４１が硬化した後に、注入部５１から注入装置３８の吐出口を抜出す。この抜出しにより生じた注入部５１のスペースに栓５４を差込む。

従って、第２実施形態によると、上述した（１）〜（３），（６），（７），（１０）に加え、次の効果が得られる。
（１４）開口がシール用治具３１の閉鎖部３３によって閉鎖された空隙部２８に液状シール剤４１を注入するためには、同液状シール剤４１の注入部が必要となる。この点、第２実施形態では、外壁１４の外部と空隙部２８とを連通させる注入部５１を、その外壁１４に設けている。そのため、注入部５１を液状シール剤４１の通路とすることで、外壁１４外部の液状シール剤４１を、同注入部５１を通じて封入用空間３４に注入することができる。

（１５）開口がシール用治具３１の閉鎖部３３によって閉鎖された空隙部２８に液状シール剤４１を加圧状態で封入するためには、同空隙部２８の空気を排出させることが重要であり、そのために空気の排出部が必要となる。この点、第２実施形態では、外壁１４の外部と空隙部２８とを連通させる排出部５２を、その外壁１４に設けている。そのため、排出部５２を空気の通路とすることで、上記空隙部２８への液状シール剤４１の注入に際し、封入用空間３４の空気を、同排出部５２を通じて外壁１４の外部へ排出させることができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・封入用空間３４の大きさ（容積）は、空隙部２８に挿入される閉鎖部３３の深さによって決定される。封入用空間３４の大きさが変れば、シール部２９の大きさ（体積）が変って、シール性能が変化する。そこで、要求されるシール性能に応じて、シール用治具３１における閉鎖部３３の基板３２からの高さを種々変更してもよい。また、要求されるシール性能に応じて、閉鎖部３３の空隙部２８への挿入量（深さ）を種々変更してもよい。

・空隙部２８における液状シール剤４１の圧力を検出し、その検出された圧力が所定の判定値になることを条件に、液状シール剤４１の空隙部２８への注入を停止するようにしてもよい。この場合にも、封入用空間３４の液状シール剤４１を確実に加圧状態にすることができる。

また、判定値を種々変更することで、液状シール剤４１の加圧度合いを変え、封入用空間３４における液状シール剤４１の充填密度ひいてはシール性能を、所望のものとなるように調整することができる。

・注入部３５，５１及び排出部３６，５２の一方を外壁１４に設け、他方をシール用治具３１に設けてもよい。その一例を図１４に示す。この例では、注入部５１が外壁１４に設けられ、排出部３６がシール用治具３１に設けられている。

・本発明は、図１５に示すブロック構成体１５を有するシリンダブロックにも適用可能である。このブロック構成体１５では、ライナ本体２２の外面に凹部６１が設けられている。ライナ本体２２が外壁１４によって囲まれることにより、それらのライナ本体２２及び外壁１４間に空隙部２８が形成される。この空隙部２８は、上述した第１及び第２実施形態とは異なりクランク室２７側に開口していない。空隙部２８が液状シール剤４１の封入用空間３４となる。そのため、この場合には、シール用治具３１を用いずに、空隙部２８（封入用空間３４）に液状シール剤４１を封入することになる。

・上昇するシール用治具３１を利用し、封入用空間３４の液状シール剤４１を加圧するようにしてもよい。例えば、これを第１実施形態に適用する場合には、閉鎖部３３を空隙部２８に挿入してその開口を塞いだ状態（図５に相当する状態）とするとき、基板３２を外壁１４及びライナ本体２２の各下端面から下方へ若干離しておく。この状態で封入用空間３４に液状シール剤４１を注入し、液状シール剤４１が排出部３６から流出したところで、開閉弁３７を閉弁させて排出部３６を閉鎖する。そして、シール用治具３１を上昇させる。この上昇により封入用空間３４の容積が減少し、液状シール剤４１が加圧される。

本発明を具体化した第１実施形態におけるシリンダブロックの斜視図。 シリンダブロックの分解斜視図。 ブロック構成体及びシール用治具の斜視図。 シール部の形成に際し、ブロック構成体にシール用治具を装着する前の状態を示す断面図。 シール部の形成に際し、ブロック構成体にシール用治具を装着した状態を示す断面図。 液状シール剤の封入用空間を説明する斜視図。 シール部の形成に際し、封入用空間に液状シール剤を注入する状態を示す部分断面図。 シール部の形成に際し、封入用空間に液状シール剤を封入した状態を示す部分断面図。 シール部が形成されたブロック構成体からシール用治具を取外した状態を示す部分断面図。 本発明を具体化した第２実施形態において、ブロック構成体にシール用治具を装着する前の状態を示す断面図。 シール部の形成に際し、ブロック構成体にシール用治具を装着した状態を示す断面図。 シール部の形成に際し、封入用空間に液状シール剤を封入した状態を示す断面図。 シール部が形成されたブロック構成体からシール用治具を取外した状態を示す部分断面図。 ブロック構成体の別の形態を説明する断面図。 ブロック構成体の別の形態を説明する断面図。

符号の説明

１１…シリンダブロック、１４…外壁、１５…ブロック構成体、２１…シリンダライナ、２６…ウォータジャケット用空間、２７…クランク室、２８…空隙部、２９…シール部、３１…シール用治具、３３…閉鎖部、３４…封入用空間、３５，５１…注入部、３６，５２…排出部、３７…開閉弁、４１…液状シール剤。

Claims (13)

1. シリンダライナと、
   前記シリンダライナを囲む外壁と
   を備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られたシリンダブロックであり、
   前記空隙部に加圧状態で封入された液状シール剤を硬化させることにより形成され、前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールするシール部を備えることを特徴とするシリンダブロック。
2. 前記空隙部はクランク室側に開口しており、前記液状シール剤は、前記開口がシール用治具の閉鎖部により閉鎖された状態で前記空隙部に封入されたものである請求項１に記載のシリンダブロック。
3. 前記外壁には、同外壁の外部と前記空隙部とを連通させる注入部が設けられており、前記液状シール剤は前記注入部を通じて前記空隙部に封入されたものである請求項１又は２に記載のシリンダブロック。
4. 前記外壁には、同外壁の外部と前記空隙部とを連通させる排出部が設けられており、前記液状シール剤は、前記空隙部の空気を前記排出部を通じて排出させた状態で同空隙部に封入されたものである請求項１〜３のいずれか１つに記載のシリンダブロック。
5. 前記液状シール剤は、前記シール用治具の前記閉鎖部に設けられた注入部を通じて前記空隙部に封入されたものである請求項２に記載のシリンダブロック。
6. 前記液状シール剤は、前記空隙部の空気を、前記シール用治具の前記閉鎖部に設けられた排出部を通じて排出させた状態で、同空隙部に封入されたものである請求項２又は５に記載のシリンダブロック。
7. シリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外壁とを備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間がウォータジャケット用空間及び空隙部に仕切られたシリンダブロックに適用され、前記空隙部にて前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールするシール部を形成するシリンダブロックのシール方法であって、
   前記空隙部を閉鎖することにより液状シール剤の封入用空間を形成し、同封入用空間に液状シール剤を加圧状態で封入し、その後に同液状シール剤を硬化させることにより前記シール部を形成することを特徴とするシリンダブロックのシール方法。
8. 注入部を通じて前記封入用空間に前記液状シール剤を注入するとともに、同封入用空間の空気を排出部を通じて排出させ、前記空気の排出後に前記排出部を閉鎖する一方で前記液状シール剤の注入を継続する請求項７に記載のシリンダブロックのシール方法。
9. 前記封入用空間の前記液状シール剤が加圧状態となることを条件に前記液状シール剤の注入を停止する請求項８に記載のシリンダブロックのシール方法。
10. シリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外壁とを備え、前記外壁の内面の一部が前記シリンダライナの外面の一部に重ねられることにより、前記シリンダライナ及び前記外壁間が、ウォータジャケット用空間とクランク室側に開口する空隙部とに仕切られたシリンダブロックに適用され、前記空隙部にて前記シリンダライナ及び前記外壁間をシールすべく、液状シール剤を加圧状態で硬化させてなるシール部を形成するためのシリンダブロックのシール用治具であって、
    前記シール部の形成に際し、前記空隙部に挿入されて同空隙部の開口を閉鎖することにより前記液状シール剤の封入用空間を形成する閉鎖部を備えることを特徴とするシリンダブロックのシール用治具。
11. 前記閉鎖部には、前記封入用空間に前記液状シール剤を注入するための注入部が設けられている請求項１０に記載のシリンダブロックのシール用治具。
12. 前記閉鎖部には、前記封入用空間の空気を排出させるための排出部が設けられている請求項１０又は１１に記載のシリンダブロックのシール用治具。
13. 前記排出部の下流側には、前記液状シール剤の非通過時に開弁し、通過に伴い閉弁する開閉弁が設けられている請求項１２に記載のシリンダブロックのシール用治具。

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