JP2011169278A - エンジンのシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】合わせ部に液状ガスケットを確実に充填保持することができるエンジンのシール構造を提供する。
【解決手段】シリンダブロック２と、そのシリンダブロック２に第１シール部材７ａを介して組付けられるシリンダヘッド１と、組付けられたシリンダブロック２およびシリンダヘッド１に第２シール部材８ａを介して組付けられるチェーンカバー３と、を備え、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との合わせ部１１の外面側に、液状ガスケット１３を充填保持する保持凹部Ａを形成してある。
【選択図】図３

Description

本発明は、シリンダブロックと、そのシリンダブロックに第１シール部材を介して組付けられるシリンダヘッドと、組付けられた前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに第２シール部材を介して組付けられるチェーンカバーとを備えたエンジンのシール構造に関する。

一般に、シリンダブロック、シリンダヘッド、およびチェーンカバーの組付け方法として以下のようなものがある。

シリンダブロックの上向き接合面とシリンダヘッドの下向き接合面との間に第１シール部材としての固体ガスケットを挟んで、シリンダブロックにシリンダヘッドを組付ける。これにより、シリンダブロックとシリンダヘッドとの隙間を塞ぐ。

チェーンカバーの横向き接合面に第２シール部材としての液状ガスケットを塗布し、組付けられたシリンダブロックおよびシリンダヘッドにチェーンカバーを組付ける。

このとき、チェーンカバーの横向き接合面に塗布された液状ガスケットは、シリンダブロックの横向き接合面およびシリンダヘッドの横向き接合面に接触して、チェーンカバーと、シリンダブロックおよびシリンダヘッドとの隙間を塞ぐ。このようにして、シリンダブロック、シリンダヘッド、およびチェーンカバーを、シール性を確保しつつ組付けている。

しかし、エンジン作動時には、シリンダブロックおよびシリンダヘッドの壁部が高温の燃焼ガスに曝される。特に、シリンダヘッドはシリンダブロックに較べて高温になり易く、熱膨張し易い。このため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間でエンジン長手方向の相対変位が生じて、シリンダブロックとシリンダヘッドとチェーンカバーとの合わせ部におけるチェーンカバーの横向き接合面と、シリンダブロックの横向き接合面との間に隙間が生じることがある。このとき、隙間に充填された液状ガスケットが過大な引張変形を受けて、液状ガスケットのシール性が損なわれることがある。

さらに、エンジン作動時には、シリンダヘッドやシリンダブロックの材質、或いは、固体ガスケットの形状の違いにより、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱膨張の程度に差が生じる。このため、シリンダヘッドの横向き接合面やシリンダブロックの横向き接合面に対して固体ガスケットのチェーンカバーの側の端面が引退して、合わせ部におけるシリンダヘッドの下向き接合面とシリンダブロックの上向き接合面との間に隙間が生じることがある。このとき、隙間に充填された液状ガスケットが過大な引張変形を受けて、液状ガスケットのシール性が損なわれることがある。

このような問題を解消すべく、従来のエンジンのシール構造では、シリンダブロックとシリンダヘッドとチェーンカバーとの合わせ部におけるシリンダブロックの内面側の隅角部に、液状ガスケットを充填保持する保持凹部としての切欠部を形成してあるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−１８８３７５号公報

この従来技術においては、シリンダブロックの上向き接合面とシリンダヘッドの下向き接合面との間に固体ガスケットを挟んで、シリンダブロックにシリンダヘッドを組付け、チェーンカバーの横向き接合面に、チェーンカバーとシリンダブロックおよびシリンダヘッドとの隙間を塞ぐのに必要な量よりも少し多めの液状ガスケットを塗布し、組付けられたシリンダブロックおよびシリンダヘッドにチェーンカバーを組付ける。

このとき、チェーンカバーの横向き接合面に塗布された液状ガスケットが、シリンダブロックの横向き接合面およびシリンダヘッドの横向き接合面に接触して、チェーンカバーとシリンダブロックおよびシリンダヘッドとの隙間を塞ぐとともに、チェーンカバーとシリンダブロックおよびシリンダヘッドとの隙間からはみ出た余分な液状ガスケットがシリンダブロックの切欠部に押し込み充填される。

エンジン作動時において、合わせ部におけるチェーンカバーの横向き接合面とシリンダブロックの横向き接合面との間やシリンダヘッドの下向き接合面とシリンダブロックの上向き接合面との間に隙間が生じたとしても、切欠部に充填された液状ガスケットがそれら隙間に回り込む。これにより、液状ガスケットのシール性を維持することができる。

しかし、チェーンカバーの横向き接合面に液状ガスケットを塗布し、組付けられたシリンダブロックおよびシリンダヘッドにチェーンカバーを組付けるだけでは、液状ガスケットが切欠部に確実に充填されない虞があった。

また、シリンダブロックの外面側に切欠部を形成してあるため、実際に液状ガスケットが切欠部に十分に充填されているか否かを確認できなかった。

本発明の目的は、合わせ部に液状ガスケットを確実に充填保持することができるエンジンのシール構造を提供する点にある。

本発明のエンジンのシール構造の第１特徴構成は、シリンダブロックと、そのシリンダブロックに第１シール部材を介して組付けられるシリンダヘッドと、組付けられた前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに第２シール部材を介して組付けられるチェーンカバーと、を備え、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドと前記チェーンカバーとの合わせ部の外面側に、液状ガスケットを充填保持する保持凹部を形成した点にある。

本構成によれば、シリンダブロックに第１シール部材を介してシリンダヘッドを組付け、組付けられたシリンダブロックおよびシリンダヘッドに第２シール部材を介してチェーンカバーを組付ける。シリンダブロック、シリンダヘッド、およびチェーンカバーを組付けた後に、保持凹部に液状ガスケットを充填する。これにより、液状ガスケットを合わせ部に対して確実に充填塗布することができる。

さらに、保持凹部を備えていることで、ここに液状ガスケットを充填する際に、液状ガスケットが良好に保持され、液状ガスケットが保持凹部から垂れるのを防止することができる。また、液状ガスケットの塗布範囲を容易に把握できるので、塗布作業が簡単になり、保持凹部に液状ガスケットを充填したことを確認することができる。加えて、必要に応じて保持凹部に液状ガスケットを再充填することも可能である。

本発明の第２特徴構成は、前記保持凹部の形成面が、前記合わせ部を取り囲む状態に連続して形成した点にある。

本構成によれば、エンジン作動時等に、合わせ部におけるチェーンカバーとシリンダブロックとの間や、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシール性が損なわれることがあったとしても、保持凹部に充填された液状ガスケットが合わせ部の周囲を完全にシールしているから、合わせ部のシール効果を高めることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記保持凹部が、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドと前記チェーンカバーとの外面から突出する堤部を、前記合わせ部を取り囲む状態に形成して構成した点にある。

本構成によれば、シリンダブロックとシリンダヘッドとチェーンカバーとの外面から堤部を突出させて保持凹部を形成すると、これら部材間の突合せ部の対向面積を維持しつつ、さらに各部材の表面上に液状ガスケットによるシール部を形成することができる。よって、合わせ部のシール効果が更に高まる。

本発明の第４特徴構成は、前記堤部を連続して形成してある点にある。

本構成のように、堤部を連続して形成することで、例えばスクレーパ等を用いて、合わせ部の隙間に液状ガスケットを押し込む場合でも、液状ガスケットが堤部の外部に漏れ出ることがない。その結果、液状ガスケットが密充填され、合わせ部のシール効果をさらに高めることができる。

ここで、堤部が連続して形成されるとは、堤部同士が完全に当接している状態を含むことは勿論のこと、その他にも、上記のごとく、液状ガスケットを押し込み充填する場合に、堤部同士の隙間から液状ガスケットが漏れ出ない程度に堤部同士の間隔が近接している状態をも含む。

本発明の第５特徴構成は、前記堤部の上面が、同一平面上に位置する点にある。

本構成によれば、堤部の上面が、同一平面上に位置するので、スクレーパ等を堤部の上面に当てつつ滑らせて、液状ガスケットを堤部の上面と同じ高さに均すことによって、合わせ部の隙間に液状ガスケットを容易に押し込むことができる。さらに、堤部が、液状ガスケットを保持する機能を有するだけでなく、液状ガスケットを塗布したり、不要な液状ガスケットを掻き取る際のガイド機能も有するため、所定量の液状ガスケットを充填し易くなる。さらに、液状ガスケットを塗布したり、不要な液状ガスケットを掻き取る際に、第１シール部材を傷つけることが無い。

第１実施形態におけるエンジンの要部を示す斜視図である。 第１実施形態における堤部に液状ガスケットを充填した状態を示す側面図である。 第１実施形態におけるエンジンの組付け手順の各工程を示す図である。 第２実施形態におけるエンジンの組付け手順の各工程を示す図である。

以下、本発明に係るエンジンのシール構造について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、エンジンの要部を示す斜視図である。図２は、堤部に液状ガスケットを充填した状態を示す側面図である。図３は、エンジンの組付け手順の各工程を示す図である。

（エンジン各部の構成）
図１に示すように、エンジンＥは、シリンダヘッド１と、シリンダブロック２と、チェーンカバー３とを設けて構成してある。シリンダヘッド１及びチェーンカバー３の上方には、シリンダヘッドカバー４が取り付けられている。シリンダブロック２及びチェーンカバー３の下方には、オイルパン５が取り付けられている。

前記チェーンカバー３は、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２に対する所定厚さの接続フランジ６を備えている。当該接続フランジ６には、連結用の取付ボルト座６ａを形成してある。シリンダヘッド１及びシリンダブロック２のチェーンカバー３に対する横向き接合面１ｂ，２ｂには、接続フランジ６の取付ボルト座６ａに対向するボルト穴（図示しない）を形成してある。

前記シリンダヘッド１、シリンダブロック２、およびチェーンカバー３は、金属のダイカスト鋳造品である。シリンダヘッド１およびチェーンカバー３は、軽量で熱伝導性が高いアルミニウム合金が好ましい。シリンダブロック２は、一般に、強度が大きく耐磨耗性が高い鋳鉄が用いられる。しかし、鋳鉄は、重量で熱伝導性が低いという問題がある。そこで、強度や耐磨耗性を維持しつつ軽量化および熱伝導性の向上を図るために、シリンダブロック２のシリンダ部分を鋳鉄のスリーブで構成し、他の部分をアルミニウム合金で構成したり、シリンダブロック２をアルミニウム合金で構成し、シリンダブロック２のシリンダ部分にめっき処理やプラズマコーティング処理を施してもよい。

図１〜図３に示すように、本発明によるエンジンのシール構造は、シリンダヘッド１が固体ガスケット７ａ（第１シール部材の一例）を挟んでシリンダブロック２の上部に接合された第１接合部７と、チェーンカバー３がＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）などの液状ガスケット８ａ（第２シール部材の一例）を挟んでシリンダブロック２およびシリンダヘッド１の側部に接合された第２接合部８とを備えている。

前記第１接合部７は、シリンダヘッド１の扁平な下向き接合面１ａとシリンダブロック２の扁平な上向き接合面２ａとの間に、固体ガスケット７ａを挟んで、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とを図示しないボルトで連結してある。

前記第２接合部８は、チェーンカバー３が備えている接続フランジ６の扁平な横向き接合面３ａと、シリンダヘッド１の扁平な横向き接合面１ｂ及びシリンダブロック２の扁平な横向き接合面２ｂとの間に、液状ガスケット８ａを挟んで、シリンダヘッド１及びシリンダブロック２とチェーンカバー３とを接続フランジ６の取付ボルト座６ａに挿通したボルトで連結してある。

エンジン作動時には、シリンダヘッド１の壁部等が高温の燃焼ガスに曝される。特に、シリンダヘッド１はシリンダブロック２に較べて高温になり易く、熱膨張し易い。このため、シリンダヘッド１とシリンダブロック２との間でエンジン長手方向の相対変位が生じて、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との合わせ部１１におけるチェーンカバー３の横向き接合面３ａと、シリンダブロック２の横向き接合面２ｂとの間に隙間が生じることがある。このとき、隙間に充填された液状ガスケット８ａが過大な引張変形を受けて、液状ガスケット８ａのシール性が損なわれることがある。

（保持凹部）
第１接合部７と第２接合部８とが出合う箇所には、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との合わせ部１１が形成されている。図１乃至図３には、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との外面に、合わせ部１１を取り囲む環状の堤部１２を突出形成して、液状ガスケット１３を充填保持する保持凹部Ａを構成した例を示す。

具体的には、チェーンカバー３の外面には、合わせ部１１を中心とする半円状の左側の堤部分１２ａが形成されている。シリンダヘッド１の外面の隅角部には、合わせ部１１を中心とする１／４円状の右上側の堤部分１２ｂが形成されている。シリンダブロック２の外面の隅角部には、合わせ部１１を中心とする１／４円状の右下側の堤部分１２ｃが形成されている。

フライス加工により、チェーンカバー３の横向き接合面３ａ、シリンダヘッド１の下向き接合面１ａおよび横向き接合面１ｂ、シリンダブロック２の上向き接合面２ａおよび横向き接合面２ｂを面一にする。このため、左側の堤部分１２ａと右上側の堤部分１２ｂとの間には、チェーンカバー３の横向き接合面３ａとシリンダヘッド１の横向き接合面１ｂとの間隔ｄ１と同じ間隔が開くことになる。また、左側の堤部分１２ａと右下側の堤部分１２ｃとの間には、チェーンカバー３の横向き接合面３ａとシリンダブロック２の横向き接合面２ｂとの間隔ｄ２と同じ間隔が開くことになる。また、右上側の堤部分１２ｂと右下側の堤部分１２ｃとの間には、シリンダヘッド１の下向き接合面１ａとシリンダブロック２の上向き接合面２ａとの間隔ｄ３と同じ間隔が開くことになる。

このように、隣り合う堤部分１２ａ〜１２ｃ同士の間には夫々ある程度の隙間が存在する場合がある。しかし、これら隙間は非常にわずかであり、これら堤部分１２ａ〜１２ｃは実質的に周方向に連続して形成してある。

前記堤部１２は、リング状の上面１４と、円筒状の外周面１５と、円筒状の内周面１６とを備えている。堤部の上面１４が、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との外面と例えば平行な（上下方向に沿う）同一平面上に位置する。これにより、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との外面から堤部１２があまり突出しないようにしながら、外部の部品との干渉を抑制することができる。堤部１２の内方側には、液状ガスケット１３を塗布する円状の塗布面１７が形成されている。堤部１２の塗布面１７および内周面１５が、保持凹部Ａの形成面を構成する。

（エンジンの組付け手順）
図３に示すように、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とは、シリンダブロック２の上向き接合面２ａとシリンダヘッド１の下向き接合面１ａとの間に固体ガスケット７ａを挟んでボルトで連結接合する（図３（ａ）参照）。

チェーンカバー３の横向き接合面３ａに液状ガスケット８ａを塗布し、シリンダブロック２およびシリンダヘッド１とチェーンカバー３とをボルトで連結して接合する（図３（ｂ）を参照）。

このとき、チェーンカバー３の横向き接合面３ａに塗布された液状ガスケット８ａは、シリンダブロック２の横向き接合面２ｂおよびシリンダヘッド１の横向き接合面１ｂに接触する。

しかし、工作精度や組付け精度等によって合わせ部１１におけるチェーンカバー３とシリンダブロック２との間やシリンダヘッド１とシリンダブロック２との間にわずかな隙間が存在することがある。このとき、液状ガスケット１３を十分に充填できないことがある。

そこで、シリンダブロック２、シリンダヘッド１、およびチェーンカバー３を組付けた後に、堤部１２の内部に液状ガスケット１３を充填して、スクレーパ等を堤部１２の上面に当てつつ滑らせる（図３（ｃ），（ｄ）を参照）。これにより、合わせ部１１の隙間に液状ガスケット１３を押込充填することができる。その後、堤部１２の内部に充填した液状ガスケット１３が固化して、ボタン状のシール部材が合わせ部１１を取り囲む状態で形成される。これにより、エンジン作動時において、合わせ部１１のシール性が損なわれることがあったとしても、ボタン状のシール部材が合わせ部１１を取り囲んでその周囲を完全にシールしているから、合わせ部１１のシール効果を維持することができる。

〔第２実施形態〕
図４に、上記堤部とは異なる形態の保持凹部を例示する。この実施形態では、第１実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。

（保持凹部）
ここでは、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とチェーンカバー３との外面に、合わせ部１１を取り囲む四角錐状の切欠部２１を形成し、液状ガスケット１３を充填保持する保持凹部Ａを構成してある。

具体的には、チェーンカバー３の外面には、２つの三角状の傾斜面２２ａ，２２ｂを有する断面形状がＶ字状の切込部２２が形成してある。シリンダヘッド１の外面の隅角部には、１つの三角状の傾斜面２３ａを有する右上側の面取り部２３が形成してある。シリンダブロック２の外面の隅角部には、１つの三角状の傾斜面２４ａを有する右下側の面取り部２４が形成してある。傾斜面２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２４ａが四角錐状の切欠部２１の側面を構成してある。また、傾斜面２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２４ａが液状ガスケット１３を塗布する塗布面および保持凹部Ａの形成面を構成してある。これら切込部２２および面取り部２３，２４は、周方向に連続している。
隣り合う切込部２２および面取り部２３，２４同士の間には夫々隙間が存在する。しかし、これら隙間は非常にわずかである。

（エンジンの組付け手順）
図４に示すように、シリンダブロック２の上向き接合面２ａとシリンダヘッド１の下向き接合面１ａとの間に固体ガスケット７ａを挟んで、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とをボルトで連結して接合する（図４（ａ）を参照）。

チェーンカバー３の横向き接合面３ａに液状ガスケット８ａを塗布し、シリンダブロック２およびシリンダヘッド１とチェーンカバー３とをボルトで連結して接合する（図４（ｂ）を参照）。
このとき、チェーンカバー３の横向き接合面３ａに塗布された液状ガスケット８ａは、シリンダブロック２の横向き接合面２ｂおよびシリンダヘッド１の横向き接合面１ｂに接触する。

シリンダブロック２、シリンダヘッド１、およびチェーンカバー３を組付けた後に、切欠部２１の内部に液状ガスケット１３を充填する（図４（ｃ），（ｄ）を参照）。

〔その他の実施形態〕
（１）上記各実施形態では、第１シール部材が固体ガスケット７ａで、第２シール部材が液状ガスケット８ａである構成を例示した。しかし、このような構成に限られるものではなく、第１シール部材が液状ガスケットで、第２シール部材が固体ガスケットであってもよく、第１シール部材および第２シール部材が液状ガスケットであってもよく、第１シール部材および第２シール部材が固体ガスケットであってもよい。さらに、液状のシール部材としては液状ガスケットに限られるものではなく、各種液状シール剤が適用可能である。

（２）隣り合う堤部分１２ａ〜１２ｃについては、隙間が大きく、堤部分１２ａ〜１２ｃが周方向に断続的に形成してあってもよい。これにより、隣り合う堤部分１２ａ〜１２ｃ同士の干渉を防止することができる。このとき、堤部１２の塗布面１７および堤部分１２ａ〜１２ｃの内方側の面が、保持凹部Ａの形成面を構成してある。

（３）上記第１実施形態では、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との外面に、環状の堤部１２を突出形成する構成を例示した。しかし、堤部１２の形状は、環状に限られるものではなく、多角形状に構成してもよく、形状は特に限定されない。

（４）上記第２実施形態では、シリンダブロック２とシリンダヘッド１とチェーンカバー３との外面に、四角錐状の切欠部２１を切り欠く構成を例示した。しかし、切欠部２１の形状は、四角錐状に限られるものではなく、多角錐体状や円錐状や半球状に構成してもよく、形状は特に限定されない。

（５）上記第１実施形態では、堤部の上面１４が、上下方向に沿う同一平面上に位置する構成を例示した。しかし、堤部の上面１４が、下方に向かうほど堤部の突出量が大きくなるように上下方向から傾斜する同一平面上に位置すれば、液垂れを一層防止し易くなる。

本発明は、シリンダブロックと、そのシリンダブロックに第１シール部材を介して組付けられるシリンダヘッドと、組付けられた前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに第２シール部材を介して組付けられるチェーンカバーとを備える各種のエンジンのシール構造に適応可能である。

１ シリンダヘッド
２ シリンダブロック
３ チェーンカバー
７ａ 第１シール部材
８ａ 第２シール部材
１１ 合わせ部
１２ 堤部
１３ 液状ガスケット
２１ 切欠部
Ａ 保持凹部

Claims (5)

1. シリンダブロックと、
   そのシリンダブロックに第１シール部材を介して組付けられるシリンダヘッドと、
   組付けられた前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに第２シール部材を介して組付けられるチェーンカバーと、を備え、
   前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドと前記チェーンカバーとの合わせ部の外面側に、液状ガスケットを充填保持する保持凹部を形成してあるエンジンのシール構造。
2. 前記保持凹部の形成面が、前記合わせ部を取り囲む状態に連続して形成してある請求項１に記載のエンジンのシール構造。
3. 前記保持凹部が、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドと前記チェーンカバーとの外面から突出する堤部を、前記合わせ部を取り囲む状態に形成して構成してある請求項２に記載のエンジンのシール構造。
4. 前記堤部を連続して形成してある請求項３に記載のエンジンのシール構造。
5. 前記堤部の上面が、同一平面上に位置する請求項３または４に記載のエンジンのシール構造。

Images