JP5178600B2 - シリンダボアのシール構造及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダブロックに形成される穴（シリンダボアという）のシール構造及び方法に関する。

従来、ウォータジャケットの底部に対応する部位に、シリンダライナに張り出し部が設けられていると共にシリンダブロックに段部が設けられており、張り出し部の段部による支持部位でシール剤によりウォータジャケット底部がシールされているものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−１６２５３９号公報

しかしながら、上記の従来技術では、ウォータジャケット底部が熱硬化性樹脂等のシール剤でシールされているが、シール剤によりシールすることは煩雑であると共にシールの信頼性が低下するという問題がある。

ところで、シリンダボアの内面は、ピストンが往復運動するため摩擦低減、耐磨耗性向上、及び耐焼付け性向上が必要となる。そのため、シリンダボアの内面に真空プロセスにて例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等が形成される。この場合、コーティングを行う際のスループットを向上するためには、真空にする空間を最小限にする必要がある。即ち、コーティング対象であるシリンダボアの内面だけを真空にする。このとき、シリンダブロックにおけるシリンダヘッド側は機械加工により平滑化されており、この平面上でＯリングを圧縮する方法により容易にシールすることができるのに対して、クランクシャフト側は次のような問題によりクランクシャフト側をシールするのにシリンダヘッド側と同様の方法を採用することができないという問題がある。

クランクシャフト側をシールするためには、以下の方法が考えられるが、それぞれ問題を有している。

第１に、ロアーブロック締結面は機械加工されておりＯリングによりシールするための平滑面があるが、ロアーブロック締結面でシールした場合には、シリンダボアの内面以外の場所にもコーティングがされていまい材料の歩留まりやスループットが悪化してしまうという問題がある。

第２に、シリンダボアから下方にロアーブロック締結面まで延びる下端穴にＯリングによりシールすることが考えられるが、下端穴の内面は機械加工されておらず鋳肌であるためＯリングによりシールすることができない問題がある。

第３に、Ｏリングによりシールする場合、Ｏリングは一定以上の力で圧縮されシールする部品の機械加工面に密着する必要がある。シリンダボアの内面をシールするためには、シール材を上下のハウジングで挟んでＯリングを拡張した状態でシリンダボアに挿入することが考えられるが、下端穴の径がシリンダボアの径に対して小さいためロアーブロック締結面側からシリンダボアにＯリングを挿入できないという問題がある。

第４に、シリンダブロック締結面側からハウジングで挟んでＯリングを拡張した状態にしたものを挿入することが考えられるが、Ｏリングはシリンダボアの内面を摺動して表面の清浄性が損なわれコーティング膜密着性が低下する或いは表面が傷つく可能性があるという問題がある。

本発明は、シリンダボアの内面を使用して高信頼性でシールすることができるシリンダボアのシール構造及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダヘッドが締結されるシリンダヘッド締結面が上端に形成され、シリンダボアがシリンダヘッド締結面から所定の距離鉛直下方に形成され、下端部には、前記シリンダボアの径と比較して小さな径で前記シリンダボアとの境目で段差を有するように前記シリンダボアと連通して前記段差から鉛直下方に前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面まで延びる下端穴が形成されるシリンダブロックと、前記シリンダボアと連通して前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面に固定される第１ベース部材と、前記下端穴の内面を覆うと共に前記シリンダボアの内面に隣接しリング状に形成され前記第１ベース部材に固定される第２ベース部材と、前記第２ベース部材の上面に載置されると共に前記シリンダボアの内面に接するリング状のシール材と、前記シール材の上端に接すると共に前記シリンダボアの内面に隣接する上部と、前記シール材の内側に接する下部とを有し、前記第２ベース部材に固定される第３ベース部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２ベース部材の上面に載置されると共にシリンダボアの内面に接するリング状のシール材と、シール材の上端に接すると共にシリンダボアの内面に隣接する上部と、シール材の内側に接する下部とを有し、第２ベース部材に固定される第３ベース部材とを備えるため、シリンダボアの内面を使用してシリンダボアを高信頼性でシールすることができる。

本発明において、前記シール材は、径方向断面が下方に向けて開口を有する凹状に形成されていることが好ましい。

この好ましい形態によれば、シリンダボア内を真空にする場合に、シール材内部の空気がシリンダボア内の空気に対して高圧となりシール材が膨張するのでシリンダボアを高気密状態でシールすることができる。

また、本発明は、シリンダヘッドが締結されるシリンダヘッド締結面が上端に形成され、シリンダボアがシリンダヘッド締結面から所定の距離鉛直下方に形成され、下端部には、前記シリンダボアの径と比較して小さな径で前記シリンダボアとの境目で段差を有するように前記シリンダボアと連通して前記段差から鉛直下方に前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面まで延びる下端穴が形成されるシリンダブロックに、前記シリンダボアと連通して前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面に固定される第１ベース部材を固定する工程と、前記下端穴の内面を覆うと共に前記シリンダボアの内面に隣接しリング状に形成され前記第１ベース部材に固定される第２ベース部材をシリンダヘッド側から挿入して固定する工程と、前記第２ベース部材の上面に載置されると共に前記シリンダボアの内面に接するリング状のシール材をシリンダヘッド側から挿入して載置する工程と、前記シール材の上端に接すると共に前記シリンダボアの内面に隣接する上部と、前記シール材の内側に接する下部とを有し、前記第２ベース部材に固定される第３ベース部材をシリンダヘッド側から挿入して固定する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２ベース部材の上面に載置されると共にシリンダボアの内面に接するリング状のシール材をシリンダヘッド側から挿入して載置する工程と、シール材の上端に接すると共にシリンダボアの内面に隣接する上部と、シール材の内側に接する下部とを有し、第２ベース部材に固定される第３ベース部材をシリンダヘッド側から挿入して固定する工程とを備えるため、シリンダボアの内面を使用してシリンダボアを高信頼性でシールすることができる。

本発明において、前記シール材は、径方向断面が下方に向けて開口を有する凹状に形成されていることが好ましい。

この好ましい形態によれば、シリンダボア内を真空にする場合に、シール材内部の空気が膨張してシリンダボアを高気密状態でシールすることができる。

本発明が適用されるシリンダブロックを示す上面図である。 本発明に係るシリンダボアのシール構造が作成される手順を示す図である。 図２のＡ部拡大図である。

図１に示すように、本発明が適用されるシリンダブロック１０は、シリンダヘッドが締結されるシリンダヘッド締結面１２が上端に形成されると共にロアーブロックが締結されるロアーブロック締結面１４が下端に形成され、シリンダボア１６がシリンダヘッド締結面１２から所定の距離鉛直下方に形成され、下端部には、シリンダボア１６の径と比較して小さな径でシリンダボア１６との境目で段差１８ａを有するようにシリンダボア１６と連通して段差１８ａから鉛直下方にロアーブロック締結面１４まで延びる下端穴１８が形成されている。

次に、図２を参照して、本発明に係るシリンダボア１６のシール構造が作成される手順について説明する。

図２（ａ）は、シリンダブロック１０の横断面図である。図２（ａ）を参照して、シリンダブロック１０には、４個のシリンダボア１６が形成されている。シリンダボア１６及び下端穴１８は円筒状に形成されている。

まず、図２（ｂ）を参照して、シリンダボア１６と連通してロアーブロック締結面１４に固定される第１ベース部材２０を固定する。

次いで、図２（ｃ）を参照して、下端穴１８の内面を覆うと共にシリンダボア１６の内面に隣接しリング状に形成され第１ベース部材２０に固定される第２ベース部材２２をシリンダヘッド側から挿入して固定する。

そして、図２（ｄ）を参照して、第２ベース部材２２の上面に載置されると共にシリンダボア１６の内面に接するリング状のシール材２４をシリンダヘッド側から挿入して載置する。

その後、図２（ｅ）を参照して、シール材２４の上端に接すると共にシリンダボア１６の内面に隣接する上部２６と、及びシール材２４の内側に接する下部２８とを有し、第２ベース部材２２に固定される第３ベース部材３０をシリンダヘッド側から挿入して固定する。

次に、図３を参照して、シール材２４の作用について説明する。シール材２４は、シリンダボア１６、第２ベース部材２２、及び第３ベース部材３０に囲まれている。シール材は２４、径方向断面が下方に向けて開口を有する凹状に形成されている。

以上のように構成された本実施形態によれば、第２ベース部材２２の上面に載置されると共にシリンダボア１６の内面に接するリング状のシール材２４と、シール材２４の上端に接すると共にシリンダボア１６の内面に隣接する上部２６と、シール材２４の内側に接する下部２８とを有し、第２ベース部材２２に固定される第３ベース部材３０とを備えるため、シリンダボア１６の内面を使用してシリンダボア１６を高信頼性でシールすることができる。

また、シリンダボア１６内を真空にする場合に、シール材２４内部の空気がシリンダボア１６内の空気に対して高圧となりシール材２４が膨張するのでシリンダボア１６を高気密状態でシールすることができる。

尚、本実施形態のシリンダブロック１０では、ロアーブロックが締結されるロアーブロック締結面１４が下端に形成されているが、本発明はこのシリンダブロック１０に限られず、シリンダブロックにロアーブロックが一体に形成されている等のシリンダブロックに適用することができる。

１０…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド締結面、１４…ロアーブロック締結面、１６…シリンダボア、１８…下端穴、１８ａ…段差、２０…第１ベース部材、２２…第２ベース部材、２４…シール材、２６…上部、２８…下部、３０…第３ベース部材。

Claims (4)

1. シリンダヘッドが締結されるシリンダヘッド締結面が上端に形成され、シリンダボアがシリンダヘッド締結面から所定の距離鉛直下方に形成され、下端部には、前記シリンダボアの径と比較して小さな径で前記シリンダボアとの境目で段差を有するように前記シリンダボアと連通して前記段差から鉛直下方に前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面まで延びる下端穴が形成されるシリンダブロックと、
   前記シリンダボアと連通して前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面に固定される第１ベース部材と、
   前記下端穴の内面を覆うと共に前記シリンダボアの内面に隣接しリング状に形成され前記第１ベース部材に固定される第２ベース部材と、
   前記第２ベース部材の上面に載置されると共に前記シリンダボアの内面に接するリング状のシール材と、
   前記シール材の上端に接すると共に前記シリンダボアの内面に隣接する上部と、前記シール材の内側に接する下部とを有し、前記第２ベース部材に固定される第３ベース部材とを備えることを特徴とするシリンダボアのシール構造。
2. 請求項１記載のシリンダボアのシール構造において、
   前記シール材は、径方向断面が下方に向けて開口を有する凹状に形成されていることを特徴とするシリンダボアのシール構造。
3. シリンダヘッドが締結されるシリンダヘッド締結面が上端に形成され、シリンダボアがシリンダヘッド締結面から所定の距離鉛直下方に形成され、下端部には、前記シリンダボアの径と比較して小さな径で前記シリンダボアとの境目で段差を有するように前記シリンダボアと連通して前記段差から鉛直下方に前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面まで延びる下端穴が形成されるシリンダブロックに、前記シリンダボアと連通して前記シリンダヘッド締結面とは反対側の端面に固定される第１ベース部材を固定する工程と、
   前記下端穴の内面を覆うと共に前記シリンダボアの内面に隣接しリング状に形成され前記第１ベース部材に固定される第２ベース部材をシリンダヘッド側から挿入して固定する工程と、
   前記第２ベース部材の上面に載置されると共に前記シリンダボアの内面に接するリング状のシール材をシリンダヘッド側から挿入して載置する工程と、
   前記シール材の上端に接すると共に前記シリンダボアの内面に隣接する上部と、前記シール材の内側に接する下部とを有し、前記第２ベース部材に固定される第３ベース部材をシリンダヘッド側から挿入して固定する工程とを備えることを特徴とするシリンダボアのシール方法。
4. 請求項３記載のシリンダボアのシール方法において、
   前記シール材は、径方向断面が下方に向けて開口を有する凹状に形成されていることを特徴とするシリンダボアのシール方法。