JP2015148225A - 可変圧縮比エンジン用ブーツシール - Google Patents

Abstract

【課題】 破れ及び皺のない内側層を有する可変圧縮比エンジン用のブーツシールを提供する。
【解決手段】 ブーツシール３は、シリンダ取付部３２と、クランクケース取付部３３と、これらの間を連結する連結部３１とを有するブーツ本体３０と、シリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３の少なくとも一方に配設され貫通穴３４ｃ、３８ｃを有する剛性プレート３４，３８と、を備える。ブーツ本体は、ゴム材料を射出成形してなる外側層３０ｂと、外側層よりも内側に配設されフッ素系ゴムからなる内側層３０ａとからなる。外側層の射出ゲート８２ｃ、８２ｄは、外側層における剛性プレートに対向する部分に位置している。剛性プレートの少なくとも貫通穴を形成した部分の外面及び内面の双方が、射出ゲートから供給されたゴム材料により被覆されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可変圧縮比エンジン用ブーツシールに関する。

車両の走行状態に応じて混合気の圧縮比を変化させる可変圧縮比エンジンが知られている。可変圧縮比エンジンによると、低負荷時に圧縮比を高くすることでトルクを引き出すことができ、高負荷時に圧縮比を低くすることでノッキングを抑制することができる。

エンジンの圧縮比を変化させる技術として、シリンダブロックとクランクケースとの少なくとも一方を移動させて両者の相対位置を変化させることで、ピストンの上下動に伴うシリンダ内の燃焼室の最大容積と最小容積の比率、即ち圧縮比を変化させている。

ここで、エンジン内のピストンとシリンダの隙間から燃焼室の混合気が漏出しクランクケース等に漏れ出す場合がある。漏出した混合気は、一般にブローバイガスと呼ばれ、未燃焼の燃料を含んでいる。ブローバイガスは、クランクケース内のクランクルームを通じて吸気管に還流される。

しかし、上記のようにシリンダブロックとクランクケースとの相対位置が変化すると、シリンダブロックとクランクケースとの間からブローバイガスやエンジンオイルなどがエンジン外部に流出し飛散して、エンジン周りを汚染したり、エンジン周りの金属部品を腐食させたりするなどの問題が生じる。

そこで、従来、特許文献１に開示されているように、ゴム２層構造を有する伸縮可能な筒状ブーツシールで、シリンダブロックとクランクケースとの間を覆うことが提案されている。このブーツシールは、外側層がエチレンアクリルゴムからなり、内側層がフッ素系ゴムからなる。耐熱性、耐油性及び耐薬品性に優れたフッ素系ゴムを内側層に用いることで、ブーツシールがブローバイガスに晒されてもブーツシールの劣化を防止できる。

しかしながら、低コスト化のために内側のフッ素系ゴム層を薄くしている。薄いフッ素系ゴムを成形型に入れて外側にエチレンアクリルゴムを射出成形すると、フッ素系ゴム層の射出ゲートに近い部分は射出圧が高く破れを生じやすく、フッ素系ゴム層における溶融材料が合流する部分は、皺が生じやすい。フッ素系ゴム層に破れが生じた場合には、破れた部分を通じて外側層のゴムにブローバイガスが接触して、外側層のゴムの耐久性を低下させることになる。

また、特許文献２には、２層構造のインストルメントパネルを射出成形で形成する方法が開示されている。成形型のキャビティに表皮を配置し、発泡樹脂を射出成形する。この特許文献２の技術でも、表皮に射出圧が加わり、特許文献１と同様に表皮に破れや皺が生じるおそれがある。

特開２０１２−２０２３７１号公報 特開平１１−１８８７５７号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、破れ及び皺のない内側層を有する可変圧縮比エンジン用ブーツシールを提供することを課題とする。

（１）本発明の可変圧縮比エンジン用ブーツシールは、シリンダブロックとクランクケースとの相対位置を変化させて燃焼室の容積を変化させる可変圧縮比エンジンに取り付けられると共に前記シリンダブロックと前記クランクケースとの間を覆う可変圧縮比エンジン用ブーツシールであって、前記シリンダブロックに固定されるシリンダ取付部と、前記クランクケースに固定されるクランクケース取付部と、前記シリンダ取付部と前記クランクケース取付部との間を連結する連結部とを有するブーツ本体と、前記シリンダ取付部及び前記クランクケース取付部の少なくとも一方に配設され貫通穴を有する剛性プレートと、を備えてなり、前記ブーツ本体は、ゴム材料を射出成形してなる外側層と、前記外側層よりも内側に配設されフッ素系ゴムからなる内側層とからなり、前記外側層の射出ゲートは、前記外側層における前記剛性プレートに対向する部分に位置しており、前記剛性プレートの少なくとも前記貫通穴を形成した部分の外面及び内面の双方が、前記射出ゲートから供給されたゴム材料により被覆されていることを特徴とする。

ブーツ本体の内面側は、フッ素系ゴムからなる内側層で形成されている。フッ素系ゴムは、耐熱性、耐油性、耐薬品性に優れる材料である。このため、ブーツシールの内面が、ブローバイガスに晒されても、ブーツシールの劣化を抑制することができる。

ブーツ本体の外側層は、フッ素系ゴム以外の材質を用いている。ブーツシール全体でのフッ素系ゴムの使用量を少なくすることができ、ブーツシールのコストを低く維持することができる。

シリンダ取付部及びクランクケース取付部の少なくとも一方には剛性プレートが固定されている。シリンダ取付部及びクランクケース取付部の少なくとも一方に剛性プレートが固定されることで、シリンダ取付部及びクランクケース取付部の少なくとも一方は、高い剛性をもつことになり、シリンダブロック又は／及びクランクケースへの取り付け強度が高くなる。

外側層を形成するために、成形型のキャビティに予め内側層となるフッ素系ゴムを成形型のキャビティにインサートした状態で、射出ゲートからキャビティにゴム材料が供給される。外側層成形用の射出ゲートは、外側層における剛性プレートに対向する部分に位置している。外側層の射出成形の際に、射出ゲートから供給されたゴム材料は、剛性プレートに当たる。剛性プレートにゴム材料が当たることで、ゴム材料の射出圧が低減又は分散される。このため、内側層が外側層成形用のゴム材料から受ける射出圧が低減され、内側層のズレや破れを防止できる。

射出ゲートから供給されたゴム材料は、剛性プレートの貫通穴を通じて剛性プレートの貫通穴を形成した部分の外面及び内面の一方から他方に回り込む。ここで、シリンダ取付部及びクランクケース取付部の内面及び外面のうち内面は、ブーツシールの径方向内側に向く連結部の内周面に連続している面をいう。シリンダ取付部及びクランクケース取付部の外面は、シリンダ取付部及びクランクケース取付部の内面と反対側の面をいう。剛性プレートの内面は、連結部の内周面に連続しているシリンダ取付部又は／及びクランクケース取付部の内面に対向している面をいう。剛性プレートの外面は、シリンダ取付部又は／及びクランクケース取付部の外面に対向している面をいう。剛性プレートの内面及び外面は外側層により被覆されている。剛性プレートの内面は、外側層を挟んで、内側層に向いている。

剛性プレートの少なくとも貫通穴を形成した部分の外面及び内面の双方が、外側層を構成するゴム材料により被覆されている。剛性プレートに形成された貫通穴には、外側層を構成するゴム材料が入り込んでいる。このため、剛性プレートが、外側層に確実に固定される。内側層となるフッ素系ゴムは、剛性プレートの貫通穴を通じて剛性プレートの外面側から内面側に回り込んできたゴム材料により押さえ込まれる。このため、内側層は、射出の際の比較的早い段階でゴム材料により保持される。内側層がゴム材料の射出圧で移動することが抑えられる。

このように、剛性プレートでゴム材料の射出圧が軽減され、内側層が射出工程の比較的早い段階でゴム材料により保持される。このため、内側層に破れや皺が発生しにくくなる。

（２）前記射出ゲートは、前記外側層における前記剛性プレートの前記貫通穴が開口していない部分に形成されていることが好ましい。

射出ゲートから射出されたゴム材料は、剛性プレートに当たり、射出圧を低下させた上で、剛性プレートに沿って流れる。剛性プレートの貫通穴には、射出圧が低下されたゴム材料が進入する。ゴム材料は、貫通穴を通じて剛性プレートの内面と内側層との間の隙間に低圧で流れ込む。フッ素系ゴムは、ゴム材料の流動により位置ズレをすることがなく、また破れることもない。

（３）前記外側層における前記剛性プレートの前記貫通穴と対向する部分の内面は、前記内側層が対面していることが好ましい。

外側層の射出成形のときに、外側層を形成するゴム材料は、貫通穴を通じて剛性プレートの内面側に回り込む。貫通穴を通じて剛性プレートの内面側に回り込んだゴム材料は、内側層を成形型のキャビティを囲む型面に押さえ込む。内側層は、ゴム材料の流動により位置ズレをすることがない。

貫通穴に流れ込むゴム材料は、射出ゲートから供給されて剛性プレートに当たって射出圧が低減されている。貫通穴を通じて剛性プレートの内面側に回り込んだゴム材料は、比較的射出圧が小さく、フッ素系ゴムに破れを発生させることもない。

（４）前記剛性プレートの周縁部は、前記連結部に向けて屈曲された当て部が形成されており、前記外側層における前記当て部と対向する部分には前記射出ゲートが位置していることが好ましい。

射出ゲートから供給されたゴム材料は、剛性プレートの周縁部に形成された当て部に当たる。ゴム材料の一部は、剛性プレートに沿って流れてシリンダ取付部及びクランクケース取付部の少なくとも一方を形成する。ゴム材料の他の一部は、連結部に向けて流れる。当て部の連結部に対する向きや角度を調整することで、シリンダ取付部及びクランクケース取付部の少なくとも一方を形成する部分に流れるゴム材料の流量と、連結部を形成する部分に流れるゴム材料の流量を調整することができる。射出ゲートから供給されたゴム材料を、成形型のキャビティ全体にすばやく且つ均一に流すことができる。

（５）前記内側層は、前記フッ素系ゴムを射出成形してなることが好ましい。
例えば、特開２０１２−２０２３７１号公報に開示されているように、フッ素系ゴムからなるシートを型面に巻きつけることにより内側層を形成する場合には、シートの巻き始めと巻き終わりを重ねて内側層を形成する。この場合、重なり代が狭く、巻き始めと巻き終わりの間に隙間が生じるおそれがある。ブローバイガスが隙間から進入して外側層の劣化の原因となる。そこで、内側層を射出成形することにより、内側層を隙間のない薄膜状に形成することができる。ブローバイガスによる劣化を抑制でき、また、ブーツシールの低コスト化を図ることができる。

（６）前記内側層の内面は、凹凸部を有することが好ましい。内側層の凹凸部が成形型のキャビティの型面に嵌合するため、内側層の位置ズレを生じることを防止できる。内側層の皺や破れを確実に防止できる。

内側層に形成される凹凸部は、内側層を成形型の内面に保持し得るものであればその形状は問わないが、例えば、シボ面、ローレット加工により形成された凹凸部などが挙げられる。凹凸部の凹凸の深さが大きく、又は、凹凸のピッチが小さいほど、型面への嵌合が大きくなり、内側層の位置ズレの観点からは好ましいが、過剰に大きすぎると、離型性が悪化するおそれがある。このため、例えば、凹凸部の凹凸の深さ（凹凸の高さ方向の差異）は、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましい。凹凸部の凹凸のピッチは、０．１〜１０ｍｍであることがよい。

本発明においては、外側層の射出ゲートは、外側層における剛性プレートに対向する位置に形成されており、剛性プレートの少なくとも貫通穴を形成した部分の外面と内面とは外側層を構成するゴム材料で被覆されている。このため、破れ及び皺のない内側層を有する可変圧縮比エンジン用ブーツシールを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る、図２のＡ−Ａ矢視線に沿って切断した、可変圧縮比エンジン用のブーツシールの断面図である。 第１の実施形態に係る、可変圧縮比エンジン用のブーツシールの斜視図である。 第１の成形型の断面図である。 上型を取り去った状態の、第１の成形型の平面説明図である。 第２の成形型の断面図である。 第２の成形型のシリンダ取付部を形成する部分の拡大断面図である。 第２の成形型のクランクケース取付部を形成する部分の拡大断面図である。 ＡＥＭ材料の流れを説明するために、内芯に固定された剛性プレートの斜視図である。 変形例としての、内芯に固定された剛性プレートの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る、可変圧縮比エンジン用のブーツシールの断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る、シリンダヘッドガスケットと一体に形成された可変圧縮比エンジン用のブーツシールの平面図である。 第３の実施形態に係る、図１１のＢ方向から見た可変圧縮比エンジン用のブーツシールの側面図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態に係る可変圧縮比エンジン用ブーツシールは、図１に示すように、シリンダブロック１とクランクケース２との相対位置を上下方向に変化させて圧縮比を変化させる可変圧縮比エンジンに設けられ、シリンダブロック１とクランクケース２との間の間隙１０を覆うブーツシール３である。

シリンダブロック１は、略矩形状を呈しており、略箱形状のクランクケース２の中に配置されている。シリンダブロック１は、クランクケース２に対して上下方向に移動可能とされている。シリンダブロック１の外周面１ｃは、隙間１０を介して、クランクケース２の内周面２ｃと対向している。この隙間１０には、燃焼室から漏出したブローバイガスが流通している。

図１、図２に示すように、シリンダブロック１には、１つの円筒部１ａが配設されている。円筒部１ａは、シリンダを構成しており、ピストンが上下方向に移動可能に配置されている。円筒部１ａの上部には、ピストンの頂面と後述のシリンダヘッド１１の下面との間に燃焼室が形成されている。空気と燃料との混合気の圧縮、爆発、排出、吸気の燃焼サイクルが繰り返されることにより、燃焼室の容積の増減が繰り返される。ピストン上死点時と下死点時の燃焼室の容積の比率は、圧縮比といわれる。

クランクケース２は、略箱形状を呈しており、その内部のクランクルーム（図略）には、シリンダブロック１の下部が上下動可能に挿入されている。クランクケース２の上部は、シリンダブロック１を囲むように四角枠形状を呈している。クランクケース２のクランクルームには、円筒部１ａの配設位置と対応する位置にピストンが配設されている。シリンダブロック１は、図略のカム軸などの移動手段によりクランクケース２に対して上下方向に移動される。クランクケース２に対するシリンダブロック１の移動量の幅は、例えば、０〜１５ｍｍ程度である。シリンダブロック１がクランクケース２に対して上下方向に移動されると、これに伴い、シリンダブロック１の円筒部１ａとピストンとシリンダヘッド１１の下面との間に形成された燃焼室の圧縮比も変動される。燃焼室の圧縮比を増減させることで、エンジンにより生じる駆動トルクが調整される。

図１に示すように、シリンダブロック１の上部には、ＳＵＳ（ステンレス）製のシリンダヘッドガスケット５を介設させて、シリンダヘッド１１が配置されている。

シリンダヘッドガスケット５は、シリンダブロック１とシリンダヘッド１１とで挟持されることで、シリンダブロック１とシリンダヘッド１１との間をシールしている。シリンダヘッドガスケット５は、シリンダブロック１の平坦な上面と略同一寸法の矩形板状を呈している。シリンダヘッドガスケット５は、厚さ０．２〜０．３ｍｍの外側メタルプレート５１と、厚さ０．５〜０．７ｍｍの中間メタルプレート５２と、厚さ０．２〜０．３ｍｍの内側メタルプレート５３を、順に積層してかしめにより一体化されてなる。外側メタルプレート５１、中間メタルプレート５２及び内側メタルプレート５３は、いずれもＳＵＳ（ステンレス）材料からなる。

図２に示すように、シリンダヘッドガスケット５は、シリンダブロック１の円筒部１ａの数に対応する数のピストン用開口５ａと、シリンダブロック１、ブーツシール３、及びシリンダヘッド１１をボルトで固定するためのボルト穴５ｂと、エンジンの冷却系統のシリンダ周辺部材に対応する水穴５ｅと、潤滑系統のシリンダ周辺部材に対応するオイル穴５ｆとが形成されている。

図１、図２に示すように、外側メタルプレート５１及び内側メタルプレート５３の外周縁部、各ピストン用開口５ａの周縁部、ボルト穴５ｂの周縁部、及び水穴５ｅの周縁部、及びオイル穴５ｆの周縁部には、それぞれ、リング状をなすシール凸部５ｃがプレス加工により形成されている。外側メタルプレート５１に形成されたシール凸部５ｃは下方に突出し、内側メタルプレート５３に形成されたシール凸部５ｃは上方に突出している。外側メタルプレート５１に形成されたシール凸部５ｃと内側メタルプレート５３に形成されたシール凸部５ｃとで、中間メタルプレート５２を挟持することで、各シール凸部５ｃが上下方向に弾性変形して、シリンダブロック１とシリンダヘッド１１との間が確実にシールされる。

ブーツシール３は、ブーツ本体３０と、剛性プレート３４，３８とを備えている。ブーツ本体３０は、矩形筒状をなすゴム２層成形体である。ブーツ本体３０は、シリンダブロック１に固定されるシリンダ取付部３２と、クランクケース２に固定されるクランクケース取付部３３と、シリンダ取付部３２とクランクケース取付部３３との間を連結する連結部３１とを有する。

連結部３１は、軸方向（上下方向）の両端から中央に向けて径方向内側に縮径する形状をなし、軸方向に伸縮可能である。連結部３１の軸方向の一端（上端）には、シリンダ取付部３２が一体化されており、連結部３１の軸方向の他端（下端）には、クランクケース取付部３３が一体化されている。

シリンダ取付部３２は、連結部３１の上端に連結され、連結部３１の上端から径方向内側に延設されている。クランクケース取付部３３は、連結部３１の下端に連結され、連結部３１の下端から径方向外側に延設されている。

ブーツ本体３０は、外側層３０ｂと、外側層３０ｂよりも内面側に配設された内側層３０ａとからなる。

ブーツ本体３０の連結部３１、シリンダ取付部３２、及びクランクケース取付部３３の外側は、外側層３０ｂにより形成されている。ブーツ本体３０の連結部３１、シリンダ取付部３２、及びクランクケース取付部３３の内側は、内側層３０ａにより形成されている。

外側層３０ｂは、ゴム材料からなり、本実施形態ではエチレンアクリルゴム（ＡＥＭ）を用いる。外側層３０ｂをＡＥＭで構成したが、これに限定されず、ＡＣＭ（アクリルゴム）、シリコーンゴムなどのゴムや、熱可塑性エラストマーを用いても良い。

内側層３０ａは、フッ素系ゴムからなる。フッ素系ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム(ＦＫＭ)、テトラフルオロエチレン-プロピレン系ゴム(ＦＥＰＭ)、テトラフルオロエチレン-パープルオロビニルエーテル系ゴム(ＦＦＫＭ)、又はこれらの共重合体の中から選択して用いることができる。これらの中でも、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）がよい。本実施形態においては、内側層３０ａとして、フッ素系ゴムの中のＦＫＭを用いる。内側層３０ａは、シリンダ取付部３２、クランクケース取付部３３、及び連結部３３の外側層３０ｂの内面側の全体を被覆している。内側層３０ａの厚みは、シリンダ取付部３２、クランクケース取付部３３、及び連結部３１において、０．５ｍｍである。

剛性プレート３４，３８は、それぞれブーツ本体３０のシリンダ取付部３２、クランクケース取付部３３に埋設されている。シリンダ取付部３２に埋設されている剛性プレート３４は、厚さ０．５〜０．７ｍｍのＳＵＳ製のメタルプレートであり、矩形リング形状を呈している。剛性プレート３４の外面（上面）３４ｘ及び内面（下面）３４ｙは、幅１４〜１６ｍｍにわたって、ブーツ本体３０のシリンダ取付部３２の外側層３０ｂにより被覆されている。剛性プレート３４の外面（上面）３４ｘを被覆する外側層３０ｂの厚みは２〜５ｍｍである。剛性プレート３４の内面（下面）３４ｙを被覆する外側層３０ｂの厚みは２〜５ｍｍである。剛性プレート３４の内側周縁部は、シリンダ取付部３２の外側層３０ｂから内側に突出して、シリンダヘッドガスケット５の外側周縁部に近接して配置されている。剛性プレート３４の外側周縁部は、下方に９０°屈曲させた当て部３４ｄを有する。剛性プレート３４の中央近傍の平面部には、上下方向に貫通した複数個の貫通穴３４ｃが全周にわたって形成されている。

クランクケース取付部３３に埋設されている剛性プレート３８は、厚さ４〜１０ｍｍのアルミニウム製のメタルプレートであり、矩形リング形状を呈している。剛性プレート３８の外面（上面）３８ｘ及び内面（下面）３８ｙは、幅８〜３０ｍｍにわたって、ブーツ本体３０のクランクケース取付部３３の外側層３０ｂにより被覆されている。剛性プレート３８の外面（上面）３８ｘを被覆する外側層３０ｂの厚みは１．５ｍｍである。剛性プレート３８の内面（下面）３８ｙを被覆する外側層３０ｂの厚みは１ｍｍである。剛性プレート３８の内側周縁部は、クランクケース取付部３３の外側層３０ｂの内周部に位置している。剛性プレート３８の外側周縁部は、クランクケース取付部３３の外側層３０ｂの外周部から外側に突出している。剛性プレート３８の外側周縁部は、周方向に間隙的に締結用のボルト穴３８ａが形成されている。ボルト２９をボルト穴３８ａ及びクランクケース２に形成されたネジ部に締め付けることで、ブーツシール３がクランクケース２に固定されている。

本実施形態のブーツシール３の製造方法を説明する。図３に示すように、内芯７１、外型７２、上型７３、及び下型７４とからなる第１の成形型７を準備する。内芯７１、外型７２，上型７３、及び下型７４は、それぞれブーツ本体３０の内側層３０ａの内面形状、外面形状、上面形状、下面形状に対応する形状の型面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａをもつ。型面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａにより囲まれた空間は、内側層３０ａの形状に相応した形状をもつキャビティ７０である。内芯７１の型面７１ａ及び下型７４の型面７４ａのうち連結部３１を形成する部分には、シボ加工、ローレット加工などにより形成された凹凸部７１ｂ、７４ｂを有する。凹凸部７１ｂ、７４ｂの深さは０．０５ｍｍであり、ピッチは５ｍｍである。

図４に示すように、外型７２は、内側層３０ａの周方向に複数に分割されていて、閉型したときに内側層３０ａの外面形状に対応する型面７２ａを形成する。複数の外型７２の型割面７２ｂは、矩形筒状の内側層３０ａの各辺の中央近傍に位置している。各型割面７２ｂには、図４のＸ印に示す位置に、それぞれ射出ゲート７２ｃ、７２ｄが配設されている。射出ゲート７２ｃは、キャビティ７０のシリンダ取付部３２を成形する部分に位置し、射出ゲート７２ｄはキャビティ７０のクランクケース取付部３３を成形する部分に位置している。

図３、図４に示すように、射出ゲート７２ｃ、７２ｄからキャビティ７０に、内側層３０ａの材料である未加硫のＦＫＭ材料を供給する。ＦＫＭ材料は、キャビティ７０の全体に充填されて内側層３０ａが形成される。内側層３０ａにおける、中芯７１及び下型７４の凹凸部７１ｂ、７４ｂと対向する部分には、深さ及びピッチを同じくする凹凸部７１ｂ、７４ｂと相応した形状の凹凸部３０ｄが形成される。キャビティ７０内の内側層３０ａを構成するＦＫＭ材料を、成形型７の全体の熱で加硫させる。

内側層３０ａが半加硫状態で成形型７を型開きする。上型７３を取り去り、外型７２を径方向外側に向けて後退させる。内芯７１の上部に設けたフック穴７１ｅに図略の吊り上げ具を係止させて、内側層とともに内芯７１を吊り上げ、第２の成形型８に移動する。

図５に示すように、第２の成形型８は、第１の成形型７で用いた内芯７１と、外型８２と、上型８３と、下型８４とを備えている。内芯７１、外型８２，上型８３、及び下型８４は、それぞれブーツシール３の内面形状、外面形状、上面形状、下面形状に対応する形状の型面７１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａをもつ。型面７１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａにより囲まれた空間は、ブーツシール３の形状に相応した形状をもつキャビティ８０である。

第２の成形型８の外型８２は、図４に示す第１の成形型７の外型７２と同様に、キャビティ８０の周方向に複数に分割されている。第２の成形型８の外型８２は、閉型したときにブーツシールの外面形状に対応する型面８２ａを有する。図４、図８に示すように、複数の外型８２の型割面８２ｂは、矩形筒状の外側層３０ｂの各辺の中央近傍に位置している。型割面８２ｂには、それぞれ射出ゲート８２ｃ、８２ｄが配設されている。図５に示すように、射出ゲート８２ｃは、キャビティ８０におけるシリンダ取付部３２を成形する部分に位置し、射出ゲート８２ｄはキャビティ８０におけるクランクケース取付部３３を成形する部分に位置している。

内芯７１を下型８４に固定した後に、キャビティ８０を囲む型面７１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａに剛性プレート３４，３８を固定する。剛性プレート３４は、キャビティ８０におけるシリンダ取付部３２を成形する部分に位置させ、剛性プレート３８は、キャビティ８０におけるクランクケース取付部３３を成形する部分に位置させる。

内芯７１に対して外型８２及び上型８３を型締めする。射出ゲート８２ｃ、８２ｄから未加硫のＡＥＭ材料を射出する。図５、図６に示すように、射出ゲート８２ｃから供給されたＡＥＭ材料は、キャビティ８０に供給されて、まず、剛性プレート３４の当て部３４ｄの射出ゲート８２ｃに対向する対向部３４ｆに当たる。ＡＥＭ材料は、対向部３４ｆから、当て部３４ｄの周方向、上方向、及び下方向に向けて流れる。当て部３４ｄの上方向に流れたＡＥＭ材料は、剛性プレート３４の外面３４ｘに沿って平面方向に流動し、その一部が剛性プレート３４の貫通穴３４ｃを通じて内面３４ｙ側に回り込む。貫通穴３４ｃを通じて剛性プレート３４の内面３４ｙ側に回り込んだＡＥＭ材料は、剛性プレート３４の内面３４ｙに沿って流れ、キャビティ８０のシリンダ取付部３２を形成する部分に充満する。これにより、キャビティ８０のシリンダ取付部３２を形成する部分に短時間でＡＥＭ材料が充満される。また、当て部３４ｄの下方向に流れるＡＥＭは、キャビティ８０の連結部３１を形成する部分に流れ込む。

また、図５、図７に示すように、射出ゲート８２ｄからキャビティ８０に供給されたＡＥＭ材料は、剛性プレート３８の外面３８ｘに当たり、流れ方向が変えられて、剛性プレート３８の外面３８ｘに沿って平面方向に流れる。剛性プレート３８の外面３８ｘを流れる途中でその一部が貫通穴３８ｃに入り、内面３８ｙ側に回り込む。ＡＥＭ材料は、剛性プレート３８の外面３８ｘと内面３８ｙの双方に素早く広範囲に流れ、キャビティ８０のクランクケース取付部３３を形成する部分に短時間でＡＥＭ材料が充満される。これにより、キャビティ８０のクランクケース取付部３３を形成する部分に短時間でＡＥＭ材料が充満される。また、ＡＥＭ材料の一部は、剛性プレート３８の平面方向を径方向内側に流れ、キャビティ８０の連結部３１を形成する部分に流れ込み、他方の剛性プレート３４の当て部３４ｄの下方向に流れるＡＥＭ材料と合流し、連結部３１を成形する。

キャビティ８０全体にＡＥＭ材料を充満させた後に、ＡＥＭ材料を金型８の温度で加硫させて外側層３０ｂを形成する。上型８３を取り去り、外型８２を外方向にスライドさせ、内芯７１を下型８４から取り外す。内芯７１の型面７１ａに保持されているブーツシール３を内芯７１から取り去る。以上により、ブーツシール３を得る。

図１に示すように、ブーツシール３は、上述した可変圧縮比エンジンに取り付けられる筒状のシール部材である。ブーツシール３は、軸方向の中心に向けて縮径していて、軸方向に伸縮可能である。このため、ブーツシール３は、シリンダブロック１とクランクケース２との相対移動に追従して変形し、シリンダブロック１とクランクケース２との間を気密にシールすることができる。

ブーツ本体３０の内面側は、フッ素系ゴムからなる内側層３０ａで形成されている。フッ素系ゴムは、耐熱性、耐油性、耐薬品性に優れる材料である。このため、ブーツシール３の内側面が、ブローバイガスに晒されても、ブーツシール３の劣化を抑制することができる。

また、ブーツ本体３０の外側層３０ｂは、フッ素系ゴム以外の安価な材質（ＡＥＭ材料）を用いている。このため、ブーツシール３全体でのフッ素系ゴムの使用量を少なくすることができ、ブーツシール３のコストを低く維持することができる。

シリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３には剛性プレート３４，３８が配設されている。剛性プレート３４，３８が配設されたシリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３の剛性が高くなり、シリンダブロック１やクランクケース２への取り付け強度が高くなる。

また、剛性プレート３４，３８に形成された貫通穴３４ｃ、３８ｃには、外側層３０ｂを構成するＡＥＭ材料が入り込んでいる。貫通穴３４ｃ、３８ｃに入り込んだＡＥＭ材料のアンカー効果により、剛性プレート３４，３８が、外側層３０ｂに確実に固定される。

図５、図６に示すように、外側層３０ｂを形成するために、成形型８のキャビティ８０に予め内側層３０ａをインサートして、外側層３０ｂ成形用の射出ゲート８２ｃ、８２ｄからＡＥＭ材料が供給される。この射出ゲート８２ｃ、８２ｄは、外側層３０ｂ成形用のキャビティ８０における剛性プレート３４，３８に対向する位置に形成されている。外側層３０ｂの射出成形の際に、射出ゲート８２ｃ、８２ｄからキャビティ８０に供給されたＡＥＭ材料は、剛性プレート３４，３８の射出ゲート８２ｃ、８２ｄと対向する対向部３４ｆ、３８ｆに当たる。剛性プレート３４，３８の対向部３４ｆ、３８ｆにＡＥＭ材料が当たることで、ＡＥＭ材料の射出圧が低減又は分散される。キャビティ８０にインサートされた内側層３０ａが、ＡＥＭ材料から受ける射出圧は、低減される。内側層３０ａの位置ズレや破れを防止できる。

射出ゲート８２ｃ、８２ｄから供給されたＡＥＭ材料は、剛性プレート３４，３８の貫通穴３４ｃ、３８ｃを通じて外面３４ｘ、３８ｘから内面３４ｙ、３８ｙに回り込む。これにより、剛性プレート３４，３８の少なくとも貫通穴３４ｃ、３８ｃを形成した部分の外面３４ｘ、３８ｘ及び内面３４ｙ、３８ｙの双方が、ＡＥＭ材料により被覆される。外側層３０ｂにおける貫通穴３４ｃ、３８ｃと対向する部分の内面は、内側層３０ａが対面している。内側層３０ａは、剛性プレート３４，３８の貫通穴３４ｃ、３８ｃから回り込んできたＡＥＭ材料により押さえ込まれる。このため、内側層３０ａは、外側層の射出の際の比較的早い段階でＡＥＭ材料により保持される。内側層３０ａが外側層用のＡＥＭ材料の射出圧で位置ズレすることが抑えられる。

射出ゲート８２ｃ、８２ｄは、剛性プレート３４，３８の外面３４ｘ、３８ｘに対面させて、貫通穴３４ｃ、３８ｃと対向する対向部３４ｆ、３８ｆを避けた位置に形成されている。このため、射出ゲート８２ｃ、８２ｄから射出されたＡＥＭ材料は、剛性プレート３４，３８の外面３４ｘ、３８ｘに当たり、剛性プレート３４，３８の外面３４ｘ、３８ｘに沿って流れる。剛性プレート３４，３８の貫通穴３４ｃ、３８ｃには、射出圧を低下された状態でＡＥＭ材料が進入する。ＡＥＭ材料は、貫通穴３４ｃ、３８ｃを通じて剛性プレート３４、３８の内面と内側層３０ａとの間の隙間に低圧で流れ込む。内側層３０ａは、ＡＥＭ材料の流動により位置ズレをすることがなく、また破れることもない。

ここで、図６に示すように、貫通穴３４ｃ、３８ｃは、剛性プレート３４，３８の周方向に間隙的に複数配置されている。隣り合う貫通穴３４ｃ、３８ｃのピッチは、いずれも同じであるが、射出ゲート８２ｃ、８２ｄに近い近傍部分３４ｇ、３８ｇでは大きく、射出ゲート８２ｃ、８２ｄから遠い遠方部分３４ｈ、３８ｈ（例えばコーナー部近傍）は小さくしてもよい。遠方部分３４ｈ、３８ｈでのＡＥＭ材料の流速は、近傍部分３４ｇ、３８ｇよりも遅いため、遠方部分３４ｈ、３８ｈに小ピッチの貫通穴３４ｃ、３８ｃを配置することで、剛性プレート３４，３８の遠方部分３４ｈ、３８ｈでのＡＥＭ材料の外面３４ｘ、３８ｘと内面３４ｙ、３８ｙとの間の回り込みを迅速に行うことができる。このため、遠方部分３４ｈ、３８ｈを含めて、シリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３の全体を確実に成形することができる。遠方部分３４ｈ、３８ｈで、フッ素系ゴムの溶融材料が合流する。遠方部分３４ｈ、３８ｈでの溶融材料の回り込みが比較的速く、皺の発生を抑制できる。また、射出ゲート８２ｃ、８２ｄに近い近傍部分３４ｇ、３８ｇでは貫通穴３４ｃ、３８ｃの大きさを小さく、遠方部分３４ｈ、３８ｈでは貫通穴３４ｃ、３８ｃの大きさを大きくすることによっても、同様の効果が得られる。

剛性プレート３８に形成された貫通穴３８ｃは、外面３８ｘ近傍が拡径されていて、内面３８ｙ近傍よりも広く開口している。外面３８ｘからのＡＥＭ材料の進入が促進され、剛性プレート３８の内面３８ｙと内側層３０ａとの間の、約１ｍｍ程度と非常に狭い隙間にも、ＡＥＭ材料を素早く回り込ませることができる。

貫通穴３４ｃ、３８ｃを通じて剛性プレート３４，３８の内面３４ｙ、３８ｙ側に回り込んだＡＥＭ材料は、内側層３０ａを内芯７１の型面７１ａに押さえ込む。内側層３０ａは、ＡＥＭ材料の流動により位置ズレをすることがない。

シリンダ取付部３２に固定された剛性プレート３４の外周縁部は、連結部３１に向けて屈曲された当て部３４ｄが形成されている。外側層３０ｂにおける当て部３４ｄと対向する対向部３４ｆには射出ゲート８２ｃが配置される。射出ゲート８２ｃから供給されたＡＥＭ材料は、剛性プレート３４の外周縁部に形成された当て部３４ｄに当たる。ＡＥＭ材料の一部は、剛性プレート３４に沿って流れてシリンダ取付部３２を形成する。ＡＥＭ材料の他の一部は、連結部３１に向けて流れる。当て部３４ｄの連結部３１に対する向きや角度を調整することで、キャビティ８０のシリンダ取付部３２を形成する部分に流れるＡＥＭ材料の流量と、連結部３１を形成する部分に流れるＡＥＭ材料の流量を調整することができる。射出ゲート８２ｃから供給されたＡＥＭ材料を、キャビティ８０全体にすばやく且つ均一に流すことができる。

内側層３０ｂを射出成形することにより、薄く、且つ隙間のない膜状に形成することができる。ブーツシール３のブローバイガスによる劣化を抑制でき、また、ブーツシール３の低コスト化を図ることができる。

内側層３０ａを成形する際に、内芯７１の型面７１ａは凹凸部７１ｂを有する。内側層３０ａの内面には、凹凸部７１ｂに相応する凹凸部３０ｄが形成される。内側層３０ａを第２の成形型８のキャビティ８０にインサートし、ＡＥＭ材料を射出したとき、内側層３０ａの凹凸部３０ｄは、内芯７１の型面７１ａに対する位置ズレを防ぐ。このため、内側層３０ａの皺や破れを確実に防止できる。

本実施形態では、第２の成形型８の下型８４の連結部３１を形成する部分の型面８４ａには凹凸部は形成されていない。しかし、下型８４の連結部３１を形成する部分の型面８４ａに接している内側層３０ａの内面には凹凸面３０ｄが形成されている。このため、ＡＥＭ材料の流動による内側層３０ａの位置ズレを防止できる。なお、第２の成形型８の下型８４の連結部３１を形成する部分の型面８４ａには、凹凸部を形成してもよい。

または、内側層形成用の第１の成形型７の内芯７１及び下型７４の型面７１ａ、７４ａに凹凸部を形成しないで、外側層形成用の第２の成形型８の下型７４の型面７４ａに凹凸部を形成してもよい。この場合、内側層３０ａの内面には凹凸部は形成されないが、内側層３０ａの内面に接する外型８４の型面８４ａの凹凸部との嵌合により、内側層３０ａの位置ズレを防止できる。

本例においては、図８に示すように、剛性プレート３４，３８の遠方部分３４ｈ、３８ｈでのＡＥＭ材料の回り込みを迅速に行うため、遠方部分３４ｈ、３８ｈの貫通穴３４ｃ、３８ｃのピッチを近傍部分３４ｇ、３８ｇよりも狭くした。しかし、図９に示すように、遠方部分３４ｈ、３８ｈの貫通穴３４ｃ、３８ｃの径を近傍部分３４ｇ、３８ｇの貫通穴３４ｃ、３８ｃの径よりも大きくしてもよい。

（第２の実施形態）
本実施形態のブーツシールは、図１０に示すように、シリンダ取付部３２に固定された剛性プレート３４がシリンダヘッドガスケット５に一体に形成されている。シリンダヘッドガスケット５は、外側メタルプレート５１、中間メタルプレート５２及び内側メタルプレート５３を積層した３層構造からなる。このうちの中間メタルプレート５２の外周縁部の延長部分として、シリンダ取付部３２の剛性プレート３４が一体に形成されている。その他は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態においても、外側層３０ｂの射出ゲート８２ｃ、８２ｄは、外側層３０ｂにおける剛性プレート３４，３８に対向する位置に形成されている。剛性プレート３４，３８に形成された貫通穴３４ｃ、３８ｃを通じて、ＡＥＭ材料が、剛性プレート３４，３８の外面３４ｘ、３８ｘと内面３４ｙ、３８ｙとに行き渡ることで、剛性プレート３４，３８の外面３４ｘ、３８ｘと内面３４ｙ、３８ｙは外側層３０ｂにより被覆されている。このため、破れ及び皺のない内側層３０ａを有する可変圧縮比エンジン用のブーツシール３を提供することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態のブーツシールは、図１１、図１２に示すように、４気筒エンジンに取り付けられている。エンジンのシリンダブロックには、４つの円筒部が直列に配設されている。エンジンの上部を覆うシリンダヘッドガスケット５は、シリンダブロックの円筒部の数に対応する数のピストン用開口５ａと、シリンダブロック、ブーツシール３、及びシリンダヘッドをボルトで固定するためのボルト穴５ｂと、エンジンの冷却系統のシリンダ周辺部材に対応する水穴５ｅと、潤滑系統のシリンダ周辺部材に対応するオイル穴５ｆとを有する。

シリンダヘッドガスケット５は、外側メタルプレート５１、中間メタルプレート５２及び図略の内側メタルプレートを積層した３層構造からなる。このうちの中間メタルプレート５２の外周縁部の延長部分として、シリンダ取付部３２の図略の剛性プレートが一体に形成されている。第３の実施形態のその他の点は、第２の実施形態と同様である。

上記実施形態では、シリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３の双方に剛性プレート３４，３８を配設しているが、シリンダ取付部３２のみに剛性プレート３４を配設してもよいし、又はクランクケース取付部３３のみに剛性プレート３８を配設してもよい。

シリンダ取付部３２及びクランクケース取付部３３の双方に剛性プレート３４，３８を配設する場合にも、上記実施形態のように、双方の剛性プレートに貫通穴を形成してもよいが、一方の剛性プレートにのみ貫通穴を形成してもよい。

１：シリンダブロック、２：クランクケース、３：ブーツシール、５：シリンダヘッドガスケット、７：第１の成形型、８：第２の成形型、１０：隙間、１１：シリンダヘッド、３０：ブーツ本体、３０ａ；内側層、３０ｂ：外側層、３１：連結部、３２：シリンダ取付部、３３：クランクケース取付部、３４，３８：剛性プレート、３４ｃ，３８ｃ：貫通穴、３４ｄ：当て部、３４ｆ、３８ｆ：対向部、３４ｘ、３８ｘ：外面、３４ｙ、３８ｙ：内面、７１：内芯、７１ａ：型面、７１ｂ：凹凸部、７２，８２：外型、７２ｃ，７２ｄ，８２ｃ，８２ｄ：射出ゲート、７３，８３：上型、７４，８４：下型。

Claims (6)

1. シリンダブロックとクランクケースとの相対位置を変化させて燃焼室の容積を変化させる可変圧縮比エンジンに取り付けられると共に前記シリンダブロックと前記クランクケースとの間を覆う可変圧縮比エンジン用ブーツシールであって、
   前記シリンダブロックに固定されるシリンダ取付部と、前記クランクケースに固定されるクランクケース取付部と、前記シリンダ取付部と前記クランクケース取付部との間を連結する連結部とを有するブーツ本体と、
   前記シリンダ取付部及び前記クランクケース取付部の少なくとも一方に配設され貫通穴を有する剛性プレートと、を備えてなり、
   前記ブーツ本体は、ゴム材料を射出成形してなる外側層と、前記外側層よりも内側に配設されフッ素系ゴムからなる内側層とからなり、
   前記外側層の射出ゲートは、前記外側層における前記剛性プレートに対向する部分に位置しており、
   前記剛性プレートの少なくとも前記貫通穴を形成した部分の外面及び内面の双方が、前記射出ゲートから供給されたゴム材料により被覆されていることを特徴とする可変圧縮比エンジン用ブーツシール。
2. 前記射出ゲートは、前記外側層における前記剛性プレートの前記貫通穴が開口していない部分に形成されている請求項１記載の可変圧縮比エンジン用ブーツシール。
3. 前記外側層における前記剛性プレートの前記貫通穴と対向する部分の内面は、前記内側層が対面している請求項１又は２に記載の可変圧縮比エンジン用ブーツシール。
4. 前記剛性プレートの周縁部は、前記連結部に向けて屈曲された当て部が形成されており、前記外側層における前記当て部と対向する部分には前記射出ゲートが位置している請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン用ブーツシール。
5. 前記内側層は、前記フッ素系ゴムを射出成形してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン用ブーツシール。
6. 前記内側層の内面は、凹凸部を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン用ブーツシール。

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