JP4075351B2 - エンジンのシール構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシール構造に関し、より詳しくは、シリンダヘッドとウォータージャケットを有するシリンダブロックとの間に金属ガスケットを設けたエンジンのシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのシリンダブロックとして、該シリンダブロックの表面に開口するとともにシリンダボアを囲繞して冷却水を流通させるウォータージャケットを有するシリンダブロックは、周知である。
この種のエンジンのシール構造においても、通常のエンジンのシール構造と同様に、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間にガスケットを挟持させて両者間をシールするようにしている。
しかしながら、上記シリンダブロックの表面に開口するウォータージャケットを設けたシリンダブロックにおいては、その剛性が低くなるため、シリンダボアが熱膨張や燃焼圧力によってインテーク又はエキゾースト側に変形し易くなり、ピストンとの関係でオイル消費の増大や摺動抵抗の増大を招く危険性があった。これは、特にアルミ製のシリンダブロックで顕著となっていた。
このため従来、上記ガスケットに、上記ウォータージャケットに沿ってシリンダブロック側に突出する断面コ字形の凸状部を設け、この凸状部を上記ウォータージャケット内に嵌合させるようにしたシール構造が提案されている（特開平１１−２９４２５４号公報）。
上記シール構造によれば、ガスケットに設けた凸状部がシリンダブロックのウォータージャケット内に嵌合しているので、シリンダボアが熱膨張や燃焼圧力によってインテーク又はエキゾースト側に変形するのを抑制することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記凸状部でシリンダボアがインテーク又はエキゾースト側に変形するのを抑制するためには、該凸状部を精度よくウォータージャケット内に嵌合させる必要があり、少なくともウォータージャケットのシリンダボア側の周壁面と上記凸状部のシリンダボア側の周壁面とがきつく密着していないと、凸状部でシリンダボアの変形を抑制することができなくなる。
また、鋳造やダイカストで製造されるシリンダブロックにおいては、必要とされる精度を出すためにシリンダブロックに対し切削等の追加加工を施さなければならない。それと共に、上記ガスケットでは、上記凸状部を非常に精度良く製造しなければならないので、コストが非常に高いものとなっていた。
本発明はこのような問題に鑑み、構成が簡単で、安価に製造することができるエンジンのシール構造を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載のシール構造は、シリンダヘッドと、シリンダブロックの表面に開口するとともにシリンダボアを囲繞して冷却水を流通させるウォータージャケットを有するシリンダブロックと、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されて両者間をシールするガスケットとを備えたエンジンのシール構造において、
上記ガスケットに、上記ウォータージャケットに沿って該ウォータージャケット内に突出する突出部を設け、この突出部は、ウォータージャケットの内部から外部にシリンダボア側に向けて斜めに伸び、かつウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触する内側接触面を有し、
また上記突出部は、上記ガスケットがエンジンに組み込まれる前はシリンダヘッド側に突出しており、該ガスケットがエンジンに組み込まれるとシリンダヘッドによって押圧されてシリンダブロック側に突出することを特徴とするものである。
【０００５】
また、請求項２に記載のシール構造は、シリンダヘッドと、シリンダブロックの表面に開口するとともにシリンダボアを囲繞して冷却水を流通させるウォータージャケットを有するシリンダブロックと、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されて両者間をシールするガスケットとを備えたエンジンのシール構造において、
上記ガスケットにおけるシリンダブロックと接触するシリンダブロック側接触面の摩擦係数を、シリンダヘッドと接触するシリンダヘッド側接触面の摩擦係数よりも大きく設定するとともに、該ガスケットに、上記ウォータージャケットに沿って該ウォータージャケット内に突出する突出部を設け、この突出部は、ウォータージャケットの内部から外部にシリンダボア側に向けて斜めに伸び、かつウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触する内側接触面を有し、
また上記突出部は、上記ガスケットがエンジンに組み込まれる前はシリンダヘッド側に突出しており、該ガスケットがエンジンに組み込まれるとシリンダヘッドによって押圧されてシリンダブロック側に突出することを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１に記載のエンジンのシール構造によれば、上記突出部は、ガスケットがエンジンに組み込まれるとシリンダヘッドによって押圧されてシリンダブロック側に突出するようになり、その突出部の内側接触面は、ウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触しているため、シリンダが熱による変形をしようとしても、シリンダブロックは上記突出部の内側接触面によってその変形が規制されることになる。
そして上記内側接触面は、ウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触すればよいため、従来に比較して突出部を容易に製造することができ、したがって低コストでシリンダボアの変形を抑制することが可能となる。
【０００７】
また請求項２に記載のエンジンのシール構造によれば、請求項１の発明と同等の作用効果が得られることに加えて、シリンダボアが熱によって変形されようとしても、ガスケットのシリンダブロック側接触面の摩擦係数は大きく設定してあるため、これに接触しているシリンダブロックはガスケットに対して滑ることが抑制され、それによってシリンダボアの変形が抑制される。
他方、ガスケットのシリンダヘッド側接触面の摩擦係数は小さく設定してあるため、シリンダヘッドの変形による力がガスケットにかかっても、シリンダヘッドとガスケットは互いに滑ることができるため、ガスケットに過度の変形の力が及ぶことはない。したがって、ガスケットを可及的に元の形状のままに維持することができる。
その結果、ガスケットのシリンダヘッド側接触面とシリンダブロック側接触面とに摩擦係数が異なる設定を施すだけで、低コストでシリンダボアの変形を抑制することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について説明すると、図１および図２において、エンジンは図示しないシリンダヘッドと、図示してあるシリンダブロック２（図２）とを有しており、このシリンダヘッドとシリンダブロック２との間には、金属製のガスケット基板３を主要な構成要素とするガスケット１が挟持されている。
上記ガスケット基板３は、シリンダボア４に合わせて穿設した複数の燃焼室孔５と、図示しない締結ボルトを挿通するための複数のボルト孔６と、潤滑油を流通させる油孔７と、各燃焼室孔５を囲繞してシリンダブロック２側に突出する半円型のボアビード８とを備えており、各燃焼室孔５の周囲には、上記ボアビード８が突出する側にそれぞれ溶接によって金属製リング状のシム９を取付けている。
さらに、上記シリンダブロック２には、上記シリンダボア４を囲繞して冷却水を循環させるためのウォータージャケット１０が設けられており、このウォータージャケット１０はシリンダブロック２の上面に開口している。またこのとき、上記ボアビード８は、燃焼室孔５とウォータージャケット１０との間の位置に形成されて燃焼室孔５を囲むようになっている。
【０００９】
そして本実施例においては、上記ガスケット基板３におけるシリンダブロック２側となるシリンダブロック側接触面３Ａと、これとは反対側のシリンダヘッド側となるシリンダヘッド側接触面３Ｂには、シリンダブロック側接触面３Ａの摩擦係数がシリンダヘッド側接触面３Ｂの摩擦係数よりも大きくなるようなコーティングを施してある。
より具体的には、上記シリンダブロック側接触面３Ａには金属粉又はタルクを混練したコーティングを施してあり、またシリンダヘッド側接触面３Ｂにはグラファイト、Ｍｏ又はワックスを塗布してある。
このとき、上記シム９に対しても、シリンダブロック２と接するシリンダブロック側接触面９Ａには上記シリンダブロック側接触面３Ａと同じコーティングを施してある。
なお、上記コーティングのほかに、あるいはそのコーティングとともに、シリンダブロック側接触面３Ａやシム９のシリンダブロック側接触面９Ａにおける表面粗さをあらかじめ粗く設定したり、条痕等の加工を施すことによってシリンダブロック側接触面３Ａの摩擦係数がシリンダヘッド側接触面３Ｂの摩擦係数よりも大きくなるように設定してもよい。
【００１０】
以上の構成を有するガスケット１は、図示しないシリンダヘッドとシリンダブロック２との間に挟持されて両者間をシールするとともに、上記ウォータージャケット１０の開口部１０ａをシールするようになる。
この状態において、シリンダボア４がその内部の燃焼圧力や熱膨張の影響を受けると、各シリンダボア４の外周にはウォータージャケット１０があるのでシリンダブロック２の上記シリンダボア４に隣接した部分の剛性が低くなり、その部分が局部的にインテーク又はエキゾースト側に変形しようとするようになる。
これにより、例えばシリンダブロック２の上記シリンダボア４に隣接した部分が図２の右側に変形しようとした場合には、ガスケット基板３とシム９におけるシリンダブロック側接触面３Ａ，９Ａの大きな摩擦係数によりシリンダブロック２とガスケット基板３は互いに滑りにくくなっているので、ガスケット１もシリンダブロック２の変形の力によって図示右側に向かって移動されようとする。
しかしながら、上記ガスケット１はシリンダボア４から相対的に離れた位置に設けたボルト孔６に挿通された図示しないボルトを介してシリンダヘッドとシリンダブロック２によって固定されているため、このガスケット１は上記右側への局部的な移動が規制されるようになる。その結果、シリンダブロック２の一部を局部的に変形させる力はガスケット１によって規制され、それによりシリンダボア４の変形が抑制される。
他方、シリンダヘッドが熱膨張してガスケット基板３との間に熱膨張の差が生じたような場合には、ガスケット基板３のシリンダヘッド側接触面３Ｂの摩擦係数は小さく設定されているので、ガスケット基板３とシリンダヘッドは互いに滑ることができ、それによってシリンダヘッドやガスケット１に過度の変形の力が及ぶことはない。したがって、ガスケット１やシリンダヘッドを可及的に元の形状のままに維持することができる。
【００１１】
さらに実施例では、上記ガスケット基板３に、ガスケット１がエンジンに組み込まれる前は、シリンダヘッド側に向けて連続的に突出する断面半円形の突出部１２’を設けたものである。この突出部１２’の幅Ｗ１はウオータージャケット１０の幅Ｗ２よりも狭くなっており、かつウオータージャケット１０の中央部に位置するように設けてある。
本実施例では、エンジンの組み立ての際、上記突出部１２’はシリンダヘッドによって上方から押圧されるようになり、それによって図２の想像線で示すように、該突出部１２’はシリンダブロック２側に突出して、ここに突出部１２が成形されることになる。
この突出部１２は、ウォータージャケット１０の内部から外部にシリンダボア４側に向けて斜めに伸びる内側接触面１２ａと、ウォータージャケット１０の内部から外部にシリンダボア４とは反対側に向けて斜めに伸びる外側接触面１２ｂとを備えることになり、かつ上記内側接触面１２ａはウォータージャケット１０のシリンダボア側の周縁角部１０ｂに斜めに接触し、外側接触面１２ｂは、ウォータージャケット１０のシリンダボア４とは反対側となる周縁角部１０ｃに斜めに接触するようになる。
【００１２】
以上の構成を有するガスケット１は、上述したように、図示しないシリンダヘッドとシリンダブロック２との間に挟持されて両者間をシールするとともに、上記ウォータージャケット１０の開口部１０ａをシールするようになる。
このとき、上記突出部１２の内側接触面１２ａと外側接触面１２ｂとがそれぞれウォータージャケット１０の周縁角部１０ｂ、１０ｃに接触しているので、効果的にウォータージャケット１０の開口部１０ａをシールすることができる。
また上述したように、上記摩擦係数の差によりシリンダブロック２の一部が局部的に変形しようとすることを抑制することができるが、これと同時に、上記突出部１２の特に内側接触面１２ａがウォータージャケット１０の周縁角部１０ｂに接触しているので、シリンダブロック２の一部が局部的に変形しようとすることを上記内側接触面１２ａによっても抑制することができ、したがってより効果的に上記変形を抑制することができる。
さらに、上記突出部１２はその壁面が周縁角部１０ｂ、１０ｃに接触すればよいので、従来のように突出部１２を高精度に製造する必要はなく、低コストでガスケット１を製造することができる。
【００１３】
なお、上記実施例においては摩擦係数の異なるコーティングを施しているが、そのコーティングを省略してもよい。
さらに、上記実施例ではガスケット基板３が１枚で構成されているガスケット１について述べたが、複数枚のガスケット基板で構成されるガスケットに適用可能であることはいうまでもなく、また、上記実施例では各燃焼室孔５の周囲にボアビード８とシム９を組み合わせたシール構造としていたが、これに限定されるものではなく、適用するエンジンの種類に応じてビード、シム、グロメット等の各種シール手段を単独で若しくは組み合わせて用いればよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ウォータージャケットを有するシリンダブロックであっても、安価な構成により熱や圧力による変形を防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第1実施例を示す平面図。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１ 金属ガスケット ２ シリンダブロック
３ ガスケット基板 ３Ａ シリンダブロック側接触面
３Ｂ シリンダヘッド側接触面 １０ ウォータージャケット
１０ａ ブロック側開口部 １０ｂ、１０ｃ 周縁角部
１２ 突出部 １２ａ 内側接触面
１２ｂ 外側接触面

Claims (2)

1. シリンダヘッドと、シリンダブロックの表面に開口するとともにシリンダボアを囲繞して冷却水を流通させるウォータージャケットを有するシリンダブロックと、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されて両者間をシールするガスケットとを備えたエンジンのシール構造において、
   上記ガスケットに、上記ウォータージャケットに沿って該ウォータージャケット内に突出する突出部を設け、この突出部は、ウォータージャケットの内部から外部にシリンダボア側に向けて斜めに伸び、かつウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触する内側接触面を有し、
   また上記突出部は、上記ガスケットがエンジンに組み込まれる前はシリンダヘッド側に突出しており、該ガスケットがエンジンに組み込まれるとシリンダヘッドによって押圧されてシリンダブロック側に突出することを特徴とするエンジンのシール構造。
2. シリンダヘッドと、シリンダブロックの表面に開口するとともにシリンダボアを囲繞して冷却水を流通させるウォータージャケットを有するシリンダブロックと、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に挟持されて両者間をシールするガスケットとを備えたエンジンのシール構造において、
   上記ガスケットにおけるシリンダブロックと接触するシリンダブロック側接触面の摩擦係数を、シリンダヘッドと接触するシリンダヘッド側接触面の摩擦係数よりも大きく設定するとともに、該ガスケットに、上記ウォータージャケットに沿って該ウォータージャケット内に突出する突出部を設け、この突出部は、ウォータージャケットの内部から外部にシリンダボア側に向けて斜めに伸び、かつウォータージャケットのシリンダボア側の周縁角部に斜めに接触する内側接触面を有し、
   また上記突出部は、上記ガスケットがエンジンに組み込まれる前はシリンダヘッド側に突出しており、該ガスケットがエンジンに組み込まれるとシリンダヘッドによって押圧されてシリンダブロック側に突出することを特徴とするエンジンのシール構造。

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