JP6201662B2 - 内燃機関および内燃機関のカバー取付構造 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関および内燃機関のカバー取付構造に関し、特に、内燃機関本体とその側方に取り付けられるカバー部材との間に配置されたシール部材を備えた内燃機関および内燃機関のカバー取付構造に関する。
従来、内燃機関本体と内燃機関本体に取り付けられるカバー部材との間に配置されたシール部材を備えた内燃機関などが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、上方に開口する開口部を有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの開口部を上方から覆うようにシリンダヘッドに取り付けられるカムカバー(カバー部材)とを備えた内燃機関であって、シリンダヘッドの開口端面とカムカバーの外縁部との間にガスケット(シール部材)が配置される密閉構造が開示されている。この特許文献1に記載の内燃機関における密閉構造では、カムカバーの外縁部に沿って形成された溝部にガスケットの根元部が嵌め込まれた状態でカムカバーがシリンダヘッドに重ねられることにより、カムカバーの溝部から露出するガスケットの先端部(シール部分)をシリンダヘッドの開口端面に接触させている。これにより、上下方向に対向するシリンダヘッドの開口端面とカムカバーの外縁部との間に、隙間が生じないように構成されている。
上記特許文献1に記載された内燃機関における密閉構造では、上下方向に対向するシリンダヘッドの開口端面とカムカバーの外縁部との間にガスケットが挟み込まれるため、シリンダヘッドが振動してもガスケットは位置ずれを起こさない。
しかしながら、たとえば、シリンダヘッド(内燃機関本体)の上下方向に延びた垂直面(側壁)に形成された開口部をカバー部材を用いて側方から塞ぐような場合には、水平方向(内燃機関本体の側方)に対向する内燃機関本体の開口端面とカバー部材の外縁部との間にシール部材が挟み込まれるため、内燃機関本体の振動などに起因してシール部材のシール部分が下方向にずれ動く虞があると考えられる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、内燃機関本体の側方にカバー部材を取り付ける場合であっても内燃機関本体とカバー部材との間のシール性を十分に確保することが可能な内燃機関および内燃機関のカバー取付構造を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における内燃機関は、内燃機関本体の潤滑油を用いる動弁系タイミング部材を覆うように内燃機関本体の側方に取り付けられるカバー部材と、内燃機関本体とカバー部材との間に配置され、内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材とを備え、シール部分の少なくとも一部は、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有する。
この発明の第1の局面による内燃機関では、上記のように、内燃機関本体とカバー部材との間に配置され、内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材を備え、シール部分の少なくとも一部は、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有することによって、内燃機関本体の上下方向に延びた垂直面(側壁)に形成された開口部をカバー部材を水平方向に対向させて側方から塞ぐ場合においても、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有するシール部分がシール部材に含まれているので、シール面のうち内燃機関本体の振動やカバー部材の自重に起因してシール部材がずれてシール性が低下しやすいような箇所(シール領域)においても、シール部分が重力下方向にずれ動く(ずり落ちる)のが防止される。すなわち、内燃機関本体のシール面に対してシール性の保たれる位置にシール部分を配置し続けることができる。これにより、内燃機関本体の側方にカバー部材を取り付ける場合であっても内燃機関本体とカバー部材との間のシール性を十分に確保することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、カバー部材がシール部材を介して内燃機関本体の側方に取り付けられた状態において、シール部材が弾性変形した場合に、内燃機関本体のシール面から受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有するように、シール部分の少なくとも一部が変形を起こすように構成されている。このように構成すれば、シール部材がシール面上で弾性変形を伴って所定形状に押し潰された際に内燃機関本体のシール面から受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるようにシール部分を変形させることができるので、シール部分が重力下方向にずれ動く(ずり落ちる)のを容易に防止することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、シール部分の形状は、内燃機関本体のシール面の垂線に対して非対称な鋸歯状の凹凸形状か、または、内燃機関本体のシール面に対して交差する方向に延びるスリットを有する形状を含む。このように構成すれば、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるシール部分をシール部材に容易に設けることができる。
この場合、好ましくは、非対称な鋸歯状の凹凸形状を有するシール部分の各々の鋸歯部分は、下方端部に向かうにしたがって内燃機関本体側への張り出す量が増加する断面形状を有する。このように構成すれば、シール部分の各々の鋸歯部分において、下方端部に向かうにしたがって内燃機関本体側への張り出す量が増加する断面形状を利用して内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分を容易に大きくさせることができる。
上記シール部分の形状が鋸歯状の凹凸形状かまたはスリットを有する形状を含む構成において、好ましくは、鋸歯状の凹凸形状またはスリットを有する形状は、重力が働く下方向に交差する方向に延びるように形成されており、シール部材のシール部分は、上下方向に延びる第1シール部分と、上下方向に交差する方向に延びる第2シール部分とを含み、第2シール部分の少なくとも一部に、重力が働く下方向と交差する方向に延びる鋸歯状の凹凸形状またはスリットを有する形状が設けられている。このように構成すれば、重力が働く下方向と交差する方向に延びる鋸歯状の凹凸形状またはスリットを有する形状を上下方向に交差する方向に延びる第2シール部分に形成した場合には、重力が働く下方向と交差する方向に延びる鋸歯状の凹凸形状またはスリットを有する形状を上下方向(重力が働く下方向)に延びる第1シール部分に形成する場合と異なり、潤滑油が鋸歯状の凹凸形状またはスリットを有する形状を介して漏れ出ることがないので、シール領域全体のシール性を確保しつつ、このシール領域からシール部材(第2シール部分)が重力下方向にずり落ちるのを有効に防止することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、シール部材のシール部分のうち、内燃機関本体のシール面から受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状が設けられている部分は、この形状が設けられていない部分よりも大きいシール幅を有する。このように構成すれば、重力下方向へのずり落ちを防止するためのシール部分の長さ(シール幅)を大きくすることができるので、その分、内燃機関本体のシール面においてシール部材が重力下方向にずれ動く(ずり落ちる)のを効果的に抑制(防止)することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、カバー部材は、内燃機関本体に取り付けられる取付部を含み、カバー部材の取付部は、シール部材を介して内燃機関本体に対して所定の取付高さで離間した状態で、所定の取付高さを維持可能な締結部材により内燃機関本体に取り付けられている。このように構成すれば、所定の取付高さ(カバー部材の取付部と内燃機関本体との離間間隔)を維持可能な締結部材を用いて内燃機関本体に対するカバー部材の離間間隔を適切に保つことができるとともに、この状態で、内燃機関本体とカバー部材との隙間に最適な形状となって押し潰されたシール部材を配置することができる。すなわち、潰ししろが不足したり過剰であったりすることなくシール部材が配置されるので、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなる最適な形状にシール部材(シール部分)を維持することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、カバー部材の内燃機関本体に対する取付面は、同一平面状に周状に形成されており、カバー部材の同一平面状の取付面に、シール部材が配置されている。このように構成すれば、内燃機関本体に対するカバー部材の取付面を単一の面に抑制することができるので、カバー部材に取付面が複数にわたって存在する場合と比較して、簡素な形状に保ったまま軽量化(重量低減化)と剛性確保とが共に図られたカバー部材を得ることができる。また、カバー部材に剛性が得られる分、取付面の平行度および平面度を適正に保つことができるので、本発明のシール部材を用いて内燃機関本体にカバー部材を取り付けた場合のシール性を高く維持することができる。
上記カバー部材の内燃機関本体に対する取付面が同一平面状に周状に形成される構成において、好ましくは、同一平面状の取付面は、カバー部材の外周部に沿って周状に連続して形成されている。このように構成すれば、同一平面状の取付面がカバー部材の外周部に沿って周状に連続して設けられる分、カバー部材に対して内燃機関本体に対する締結力を偏在させることなく均等に加えることができる。すなわち、内燃機関本体のシール面に対するシール部分の押圧力がカバー部材の外周部に沿って万遍なく加えられるので、シール部材の耐久性も確保されて内燃機関本体とカバー部材との間のシール性を長期に渡って確保することができる。
上記同一平面状の取付面がカバー部材の外周部に沿って周状に連続して形成される構成において、好ましくは、カバー部材は、カバー部材の外周部に沿って周状に設けられたフランジ状部を含み、同一平面状の取付面は、フランジ状部に形成されている。このように構成すれば、同一平面状でかつ周状となるような取付面をカバー部材に容易に設けることができる。
この場合、好ましくは、同一平面状の取付面が形成されたフランジ状部は、動弁系タイミング部材を取り囲むように周状に設けられている。このように構成すれば、内燃機関本体の潤滑油が供給されて駆動される動弁系タイミング部材よりも外側の部分において内燃機関本体に対するカバー部材の同一平面状の取付面を配置することができるので、動弁系タイミング部材の動作に起因してカバー部材の内側領域にまで飛散する潤滑油が、カバー部材とのシール面を超えて内燃機関本体の外部に漏れ出すのを容易に回避することができる。
上記第1の局面による内燃機関において、好ましくは、カバー部材は、樹脂製である。このように構成すれば、シール部材自体に高いシール性が確保されているので、部品の軽量化(重量低減化)を目的として樹脂材料を用いてカバー部材を構成して樹脂製のカバー部材を内燃機関本体に取り付ける場合であっても、内燃機関本体とカバー部材との間に高いシール性を実現することができる。したがって、潤滑油の外部への漏れに対する高いシール性を確保しつつ、内燃機関の軽量化を容易に図ることができる。
この発明の第2の局面における内燃機関のカバー取付構造は、内燃機関本体の潤滑油を用いる動弁系タイミング部材を覆うように内燃機関本体の側方に取り付けられるカバー部材と、内燃機関本体とカバー部材との間に配置され、内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材とを備え、シール部分の少なくとも一部は、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有する。
この発明の第2の局面による内燃機関のカバー取付構造では、上記のように、内燃機関本体とカバー部材との間に配置され、内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材を備え、シール部分の少なくとも一部は、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有することによって、内燃機関本体の上下方向に延びた垂直面(側壁)に形成された開口部をカバー部材を水平方向に対向させて側方から塞ぐ場合においても、内燃機関本体のシール面から受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有するシール部分がシール部材に含まれているので、シール面のうち内燃機関本体の振動やカバー部材の自重に起因してシール部材がずれてシール性が低下しやすいような箇所(シール領域)においても、シール部分が重力下方向にずれ動く(ずり落ちる)のが防止される。すなわち、内燃機関本体のシール面に対してシール性の保たれる位置にシール部分を配置し続けることができる。これにより、内燃機関本体の側方にカバー部材を取り付ける場合であっても内燃機関本体とカバー部材との間のシール性を十分に確保することができる。
なお、本出願では、上記第1の局面による内燃機関において、以下のような構成も考えられる。
(付記項)
すなわち、上記第1の局面による内燃機関において、シール部分の形状は、シール部分の幅方向における一方端部から他方端部にわたって形成されている。このように構成すれば、シール部分の一部のみならずシール部分の幅方向に沿った全ての領域が重力下方向にずれ動くことなくシール部材を内燃機関本体のシール面に対するシール性の保たれる位置に配置することができるので、内燃機関本体とカバー部材との間のシール性をより確実に確保することができる。
すなわち、上記第1の局面による内燃機関において、シール部分の形状は、シール部分の幅方向における一方端部から他方端部にわたって形成されている。このように構成すれば、シール部分の一部のみならずシール部分の幅方向に沿った全ての領域が重力下方向にずれ動くことなくシール部材を内燃機関本体のシール面に対するシール性の保たれる位置に配置することができるので、内燃機関本体とカバー部材との間のシール性をより確実に確保することができる。
本発明によれば、上記のように、内燃機関本体の側方にカバー部材を取り付ける場合であっても内燃機関本体とカバー部材との間のシール性を十分に確保することが可能な内燃機関および内燃機関のカバー取付構造を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
まず、図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態によるエンジン100の構成について説明する。なお、以下では、クランクシャフト40の延びる方向をX方向とし、水平面内でクランクシャフト40に直交する方向をY方向とし、シリンダ3aの延びる方向をZ方向(上下方向)として説明を行う。また、X−Y平面が水平面である。
まず、図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態によるエンジン100の構成について説明する。なお、以下では、クランクシャフト40の延びる方向をX方向とし、水平面内でクランクシャフト40に直交する方向をY方向とし、シリンダ3aの延びる方向をZ方向(上下方向)として説明を行う。また、X−Y平面が水平面である。
本発明の第1実施形態による自動車用のエンジン100は、図1に示すように、カムカバー1、シリンダヘッド2、シリンダブロック3およびクランクケース4を含むアルミニウム合金製のエンジン本体10を備えている。また、ガソリン機関からなるエンジン100は、エンジン本体10のX2側の側端部10aに取り付けられるとともにタイミングチェーン5およびその周辺を覆う樹脂製のタイミングチェーンカバー20(以降、TCC20と称する)と、シリンダヘッド2の上側(Z1側)にカムカバー1を介して取り付けられる樹脂製のヘッドカバー30とを備えている。なお、エンジン100は、本発明の「内燃機関」の一例であり、エンジン本体10は、本発明の「内燃機関本体」の一例である。また、タイミングチェーンカバー(TCC)20は、本発明の「カバー部材」の一例である。
シリンダヘッド2の内側上方には、カムシャフト6およびバルブ機構(図示せず)などが配置されている。シリンダヘッド2の下方(Z2側)に接続されるシリンダブロック3の内部には、ピストン(図示せず)がZ方向に往復動するシリンダ3a(破線で示す)が形成されている。また、シリンダヘッド2には、シリンダブロック3に形成された複数(4つ)のシリンダ3aのそれぞれに吸気を導入する吸気装置(図示せず)が接続されている。また、シリンダブロック3の下方(Z2側)に接続されるクランクケース4の内部には、ピストンおよびコンロッドを介して回転可能に接続されたクランクシャフト40が配置されている。なお、図1においては、クランクシャフト40を概略棒形状に図示しているが、実際には、クランクシャフト40は、各シリンダ3aの直下において回転軸が偏心されたクランクピンとこのクランクピンを挟み込むバランスウェイトとがクランクジャーナルに接続されて一体構成されている。
クランクケース4の下部(Z2側)には、エンジンオイル(以降、単にオイルと称する)を溜めるオイル溜め部4aが設けられている。オイルは、図示しないオイルポンプによりオイル溜め部4aからエンジン本体10の上部に汲み上げられてカムシャフト6やピストン外周面などの摺動部を潤滑にした後、自重により落下してオイル溜め部4aに戻される。なお、オイル(エンジンオイル)は、本発明の「潤滑油」の一例である。
エンジン本体10は、開口部11を有する。開口部11は、Z方向が長手方向でかつY方向が短手方向となって矩形形状に形成されており、Z1側のカムカバー1からZ2側のクランクケース4に亘って側端部10aに形成されている。また、側端部10aは、開口部11の外縁部に沿って周状に形成された取付部10bを有している。取付部10bは、カムカバー1からクランクケース4に亘って同一平面状でかつ周状に形成されたシール面10cを有している。
開口部11近傍のエンジン本体10の内部においては、クランクシャフト40に取り付けられたクランクシャフトタイミングスプロケット41と、カムカバー1の内側に組み込まれたカムシャフト6を駆動するためのカムシャフトタイミングスプロケット42とが、タイミングチェーン5によって繋がれている。なお、タイミングチェーン5、カムシャフト6、クランクシャフトタイミングスプロケット41およびカムシャフトタイミングスプロケット42は、本発明の「動弁系タイミング部材」の一例である。
TCC20は、エンジン本体10の側端部10aの平面形状に重なるように形成された凹状の本体部21と、本体部21の外周部に沿って周状にかつフランジ状に形成された取付部22とを含む。本体部21は、Y−Z平面に拡がる底面部21aと、底面部21aからX1方向に延びるとともに底面部21aを取り囲む枠状の側壁部21bとを有している。そして、フランジ状の取付部22は、側壁部21bの底面部21aとは反対側の端部から本体部21の外側方向に拡がるように設けられている。また、取付部22は、周状に形成された平坦な取付面22aを有しており、取付部22には所定の間隔を隔てて取付面22aを厚み方向に貫通する複数の貫通孔22bが設けられている。貫通孔22bは、取付部22における4つの角部と、隣接する角部間に1箇所または2箇所設けられている。なお、取付部22は、本発明の「フランジ状部」の一例である。
TCC20を裏面側(エンジン本体10(図1参照)が取り付けられる側)から矢印X2方向に見た場合、図2に示すように、取付部22の取付面22aには取付部22に沿って1本の環状の溝部22cが形成されている。溝部22cは、深さ方向(X方向)において2段階の溝幅を有しており、溝部22cには、後述するシール部材50(図4参照)の基部51(図4参照)側が嵌め込まれるように構成されている。
本体部21の下部側(Z2側)でかつY方向の中央部近傍には、底面部21aを貫通するボス部23が形成されている。ボス部23の内周面23aには、オイルシール7が圧入されている。オイルシール7は、内周面がクランクシャフト40(図1参照)の外周面に対して摺動可能に接触している。また、オイルシール7によって、クランクケース4(図1参照)内のオイルがクランクシャフト40の外周面を伝ってエンジン本体10(図1参照)の外部に漏れ出ないように構成されている。
ここで、第1実施形態では、図1に示すように、TCC20のボス部23にクランクシャフト40のX2側の前端部40aが挿通された状態で、周状の取付部22を周状の取付部10bにX方向に対向させるようにしてTCC20がエンジン本体10に取り付けられるように構成されている。
詳細には、エンジン本体10の取付部10b(シール面10c)には、TCC20の貫通孔22bの形成位置および形成間隔に対応するように複数の固定穴10d(たとえばネジ穴)が設けられている。そして、TCC20を開口部11に手前側(X2側)から被せた状態で段付ボルト90を各々の貫通孔22bを介して固定穴10dに締め込むことにより、TCC20が開口部11近傍に配置されたタイミングチェーン5やカムシャフト6などの動弁系タイミング部材を覆うようにしてエンジン本体10の側方に固定される。なお、段付ボルト90は、本発明の「締結部材」の一例である。
また、第1実施形態では、TCC20は、環状のシール部材50を間に挟み込んだ状態でエンジン本体10の側方に取り付けられている。以下に、シール部材50を用いたTCC20の取付構造を詳細に説明する。
シール部材50は、弾性を有する材料からなり、図4および図5に示すように、継ぎ目なく環状に形成されるとともに2段階の幅を有する基部51と、基部51の幅広部51aを延長して一体的に形成されたシール部分52a(図4参照)およびシール部分52b(図5参照)とによって構成されている。なお、シール部分52aおよびシール部分52bは、それぞれ、本発明の「第1シール部分」および「第2シール部分」の一例である。
シール部材50は、長手方向(側端部10aの上下方向)とこれに直交する短手方向(水平方向)とでその断面構造が異なる。シール部材50の長手方向の断面構造としては、図4に示すように、基部51の幅広部51aに平坦面からなる先端部53aを有するシール部分52aが接続されている。また、TCC20の取付面22aよりも突出する部分がシール部分52aであり、シール部分52aは、幅Waを有している。シール部分52aは、図2においては、TCC20の取付面22aのうち、Y1側とY2側との各々で上下方向に延びる領域Aに対応して装着される部分である。なお、図4は、図2においてシール部材50が上下方向に延びる領域Aの溝部22cに取り付けられた場合の110−110線に沿った断面構造を示している。なお、シール部分52aの先端部53aは、本発明の「形状が設けられていない部分」の一例である。
これに対して、シール部材50の短手方向(側端部10aの水平方向)の断面構造としては、図5に示すように、基部51の幅広部51aに接続されるシール部分52bは、幅方向(この場合はZ方向である)の上側(Z1側)端部から下側(Z2側)端部にわたって鋸歯形状を複数回(4回)連続的に繰り返して凹凸形状に形成された先端部53bを有している。ここで、先端部53bは、エンジン本体10(二点鎖線で示す)のシール面10cの垂線L1(一点鎖線)に対してZ方向に非対称な鋸歯状(4段に重なった庇状)の凹凸形状を有している。この場合、先端部53bを構成する各々の鋸歯部54bは、シール部分52bのZ2側となる下方端部に向かうにしたがってシール面10c側へX1方向に張り出す張出量Dが増加する断面形状を有する。また、シール部分52bの先端部53bは、図5に示した断面形状を有したまま、水平方向に互いに平行でかつ連続的に延びる4条の鋸歯部54bにより構成されている。また、シール部分52bは、幅Wbを有している。シール部分52bは、図2においては、TCC20の取付面22aのうち、Z1側とZ2側との各々で水平方向に延びる領域Bに対応して装着される部分である。なお、図5は、図2においてシール部材50が水平方向に延びる領域Bの溝部22cに取り付けられた場合の120−120線に沿った断面構造を示している。なお、先端部53bは、本発明の「鋸歯状の凹凸形状」の一例であり、鋸歯部54bは、本発明の「鋸歯部分」の一例である。また、シール部分52bの先端部53bは、本発明の「内燃機関本体のシール面から受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状が設けられている部分」の一例である。また、張出量Dは、本発明の「張り出す量」の一例である。また、4段の鋸歯部54bは、本発明の「鋸歯状の凹凸形状」の一例であり、先端部53bが有する「鋸歯状の凹凸形状」は、TCC20の自重に応じて設定され得る。すなわち、鋸歯状の凹凸形状は、シール面10cから受ける上方向の反力を利用してTCC20の意図しない重力下方向への移動を抑制するか、または、そのような反力の大きさに設定可能な形状であればよい。
シール部材50は、全体として、周状の取付面22aから突出するシール部分52a(図4参照)およびシール部分52b(図5参照)を介して、TCC20と対向するエンジン本体10の周状のシール面10cに接触している。すなわち、エンジン本体10のシール面10cとTCC20の取付面22aとの間にシール部材50が配置されており、シール部材50は、段付ボルト90(図1参照)の締め込みともに先端部53aを含むシール部分52aおよび先端部53bを含むシール部分52bがそれぞれX1方向に押し潰された状態となって溝部22cの部分とシール面10cとに密着されている。この場合、図1に示すように、TCC20(取付部22)の領域A(図2参照)に対応して配置されるシール部分52aは、上下方向に延びるシール面10cのシール領域10eに対して接触するとともに、TCC20(取付部22)の領域B(図2参照)に対応して配置されるシール部分52bは、水平方向に延びるシール面10cのシール領域10fに対して接触する。
ここで、第1実施形態では、図6に示すように、4条の鋸歯部54bを有するシール部分52bがX1方向に押し潰されることによって、シール部分52bは、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状に変形した状態でシール面10c(シール領域10f)に接触するように構成されている。換言すると、シール部材50は、シール部分52bの部分が弾性変形した場合に、シール部分52bの先端部53bが変形を起こすことによってシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状(図6に図示している形状)に保たれるように構成されている。したがって、短手方向(水平方向)に延びるシール部材50の部分を介してTCC20を離間距離H1を有してエンジン本体10に固定した状態では、段付ボルト90の締結力により変形されるシール部分52bは、変形とともにその先端部53bが下方向ではなく常に上方向(Z1方向)にずれようとするような力が内部に作用した状態で、その変形形状を保ち続けながらシール面10cのシール領域10fに接触(密着)している。なお、離間距離H1は、本発明の「所定の取付高さ」の一例である。
また、TCC20がシール部材50を介して段付ボルト90(図6参照)により定寸締めされてエンジン本体10に取り付けられた状態でエンジン100が始動された場合、エンジン本体10は小刻みに振動する。この際、シール部材50を介して離間距離H1を有して浮かされた状態のTCC20は、シール部材50の弾性変形に伴ってエンジン本体10に対するX方向の位置が微小な振幅(振動幅)を有して周期的に変化(増減)される。すなわち、図7に示すように、TCC20のX方向の振動(微細な往復移動)は、シール部分52bをX1方向に押し潰す力を繰り返し増減させる。シール部分52bは、離間距離H1が相対的に広い瞬間となる状態C1と、離間距離H1が状態C1に対して相対的に狭い瞬間となる状態C2との間で形状変形が繰り返される。この際、シール部分52bは、シール面10cから周期的に増減を繰り返すような反力を受ける。
この場合も、先端部53bに形成された4条の鋸歯部54bが、シール面10cの垂線L1(一点鎖線)に対してZ方向に非対称な鋸歯状の凹凸形状を有しているので、シール部分52bには、シール面10cから受ける反力のうち下方向(Z2方向)に向かう反力成分よりも上方向(Z1方向)に向かう反力成分が大きくなるような力が内部に作用する。したがって、TCC20が小刻みに振動する際も、常に、押し潰されたシール部分52bには先端部53b(4条の鋸歯部54b)が上方向にずれようとする力が強弱を繰り返しながら内部に作用している。言い換えると、短手方向(水平方向)に延びるシール部材50の部分は、シール部分52bがTCC20の小刻みな振動に起因してシール面10cから少なくとも下方にずり落ちることはなく常に自己が上方向に引き上がろうとしながらシール面10c上でその動的な変形形状を保ち続けてシール面10cのシール領域10fに接触している。
このように、エンジン100では、始動中および停止期間中に関係なく、シール部材50の短手方向(水平方向)に延びるシール部分52bが、対応する水平方向に延びるシール面10cの部分から上方向にずれようとする潜在的な力を内部に持ち合わせた状態でシール面10cのシール領域10fに接触している。
なお、平坦面からなる先端部53aを含むシール部分52a(図4参照)においては、段付ボルト90(図1参照)の締結力によりシール部分52aが変形してもシール部分52b(図6参照)が内在するような上方向(Z1方向)へずれる力は内部に作用しない。たとえ、シール部分52aが上下方向に延びるシール面10cのシール領域10eを下方向にずれたとしても、シール部分52aのずれる方向とシール面10cの延びる方向とが同じなのでシール性は保たれる。また、シール部材50の隅部において、シール部分52aとシール部分52bとが継ぎ目なく接続されている。また、平坦面状のシール部分52aは、シール部分52bが離間距離H1にてX1方向に潰れた状態と同様に離間距離H1を有してX1方向に潰れるような突出量(X方向)に元々形成されている。これにより、シール部分52aとシール部分52bとの継ぎ目部分においてもオイルが漏れ出ないように構成されている。
また、第1実施形態では、X1方向に押し潰された際に上方向へずれる力を内部に作用させるシール部分52bの幅Wb(図5参照)は、シール部分52bが設けられずに変形時に上方向へずれる力を内部に作用させる必要のないシール部分52aの幅Wa(図4参照)よりも大きく構成されている(幅Wb>幅Waである)。これについては、シール部分52bは先端部53bが先の尖った鋸歯部54bを有するので、平坦面からなる先端部53aに対してシール面10cに対する接触面積が元々少ないため、シール部分52bをより大きな幅Wbに形成して変形後(シール後)の接触面積を確保するためである。
また、第1実施形態では、図6に示すように、離間距離H1を維持可能な段付ボルト90を用いてTCC20がエンジン本体10に取り付けられている。ここで、段付ボルト90は、工具(図示せず)が係合される頭部91と、離間距離H1を規定するための太径部92と、太径部92よりも縮径されたネジ部93とを含んでいる。段付ボルト90を貫通孔22bを介して固定穴10dに締め込んだ際、太径部92とネジ部93との段差部94の端面が取付部10b(シール面10c)に円周状に突き合わされることによって、シール面10cから頭部91の下面までの太径部92の高さH2が一義的に決められた定寸締め状態になる。そして、TCC20は、エンジン本体10との間にシール部材50が挟み込まれることによって取付部22が離間距離H1に浮かされた状態で固定されている。シール部材50は、シール部分52bの部分がX1方向に所定量(適正量)だけ押し潰されることによって取付部22をX2方向に押し出して頭部91の下面に押し当てている。
また、図1に示すように、TCC20の外部においては、クランクシャフト40の前端部40aには、クランクプーリ(図示せず)が回転可能に取り付けられている。そして、エンジン100に取り付けられる冷却水循環用のウォータポンプや車内空調用のコンプレッサなどの補機類は、クランクプーリに掛けられたベルトにより駆動される。また、クランクシャフト40の後端部40bは、変速機などからなる動力伝達部(図示せず)に接続されている。第1実施形態におけるエンジン100およびシール部材50を含むTCC20まわりの構造は、上記のように構成されている。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、第1実施形態では、上記のように、エンジン本体10とTCC20との間に配置され、エンジン本体10のシール面10cに当接するシール部分52aおよびシール部分52bを含むシール部材50を備え、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状(図6に図示している形状)を有するようにシール部分52bの先端部53bを構成する。これにより、エンジン本体10の上下方向に延びた垂直面(側端部10a)に形成された開口部11をTCC20を水平方向に対向させて側方から塞ぐ場合においても、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有するシール部分52bがシール部材50に含まれるので、環状を有するシール面10cのうちエンジン本体10の振動やTCC20の自重に起因してシール部材50がずれてシール性が低下しやすいような箇所(水平方向に延びたシール面10cのシール領域10f)においても、シール部分52bが重力下方向にずれ動くのが防止される。すなわち、エンジン本体10のシール面10cに対してシール性の保たれる位置にシール部分52bを配置し続けることができる。これにより、エンジン本体10に対してTCC20を水平方向に対向させて取り付ける場合であってもエンジン本体10とTCC20との間のシール性を十分に確保することができる。
また、第1実施形態では、TCC20がシール部材50を介してエンジン本体10の側方に取り付けられた状態において、シール部材50が弾性変形した場合に、エンジン本体10のシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状(図6に図示している形状)を有するように、シール部分52bの先端部53bが変形を起こすように構成する。これにより、シール部材50がシール面10c上で弾性変形を伴ってX1方向に押し潰された際にエンジン本体10のシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるようにシール部分52bを変形させることができるので、シール部分52bが重力下方向(矢印Z2方向)にずれ動くのを容易に防止することができる。
また、第1実施形態では、シール部分52bの形状は、エンジン本体10のシール面10cの垂線L1に対して非対称で、かつ、重力が働く下方向と交差する下斜め方向に延びる鋸歯部54bを4条設けることによって凹凸形状を有して構成された先端部53bを含む。これにより、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるシール部分52bを、シール部材50に容易に設けることができる。
また、第1実施形態では、シール部分52bの各々の鋸歯部54bは、シール部分52bのZ2側となる下方端部に向かうにしたがってエンジン本体10側への張出量Dが増加する断面形状を有する。これにより、シール部分52の各々の鋸歯部54bにおいて、下方端部に向かうにしたがってエンジン本体10側への張出量Dが増加する断面形状を利用してエンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分を容易に大きくさせることができる。
また、第1実施形態では、シール部材50は、上下方向(Z方向)に延びるシール部分52aと、水平方向(Y方向)に延びるシール部分52bとを含む。そして、シール部分52bの先端部53bに対して重力が働く下方向と交差する方向に延びる鋸歯部54bからなる凹凸形状に形成する。これにより、重力が働く下方向と交差する斜め下方向に延びる鋸歯部54bを水平方向に延びるシール部分52bに形成した場合には、この鋸歯部54bを上下方向(重力が働く下方向)にシール部分52aに形成する場合と異なり、オイル(潤滑油)が鋸歯部54bからなる先端部53bを介して外部に漏れ出ることがないので、シール領域10eおよび10f全体のシール性を確保しつつ、シール領域10fからシール部材50(シール部分52b)が重力下方向にずり落ちるのを有効に防止することができる。
また、第1実施形態では、シール部材50のうち、エンジン本体10のシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような鋸歯形状の先端部53bが設けられているシール部分52bの幅Wbは、この形状が設けられていないシール部分52aの幅Waよりも大きい。これにより、重力下方向へのずり落ちを防止するためのシール部分52bの長さ(シール幅Wb)を大きくすることができるので、その分、エンジン本体10のシール面10cにおいてシール部材50が重力下方向にずれ動く(ずり落ちる)のを効果的に抑制(防止)することができる。
また、第1実施形態では、TCC20は、エンジン本体10に取り付けられる取付部22を含み、シール部材50を介してエンジン本体10に対して離間距離H1で離間した状態で、TCC20の取付部22を、離間距離H1を維持可能な段付ボルト90によりエンジン本体10に取り付けるように構成する。これにより、離間距離H1を維持可能な段付ボルト90を用いてエンジン本体10に対するTCC20の離間間隔を適切に保つ定寸締めができるとともに、この状態で、エンジン本体10とTCC20との隙間に最適な形状となって押し潰されたシール部材50を配置することができる。すなわち、潰ししろが不足したり過剰であったりすることなくシール部材50が配置されるので、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなる最適な形状にシール部材50(シール部分52b)を維持することができる。
また、第1実施形態では、TCC20のエンジン本体10に対する取付部22の取付面22aは、同一平面状に周状に形成されており、TCC20の同一平面状の取付面22aに設けられた溝部22cに沿って基部51を嵌め込んでシール部材50を配置する。これにより、エンジン本体10に対するTCC20の取付部22の取付面22aを単一の面に抑制することができるので、TCC20に取付面22aが複数にわたって存在する場合と比較して、簡素な形状に保ったまま軽量化(重量低減化)と剛性確保とが共に図られたTCC20を得ることができる。また、TCC20に剛性が得られる分、取付面22aの平行度および平面度を適正に保つことができるので、このシール部材50を用いてエンジン本体10にTCC20を取り付けた場合のシール性を高く維持することができる。
また、第1実施形態では、同一平面状の取付面22aを、TCC20の外周部(側壁部21bの底面部21aとは反対側の端部)に沿って周状に連続して形成するように構成する。これにより、同一平面状の取付面22aがTCC20の外周部に沿って周状に連続して設けられる分、TCC20に対してエンジン本体10に対する段付ボルト90の締結力を偏在させることなく均等に加えることができる。すなわち、エンジン本体10のシール面10cに対するシール部分52aおよび52bの押圧力がTCC20の外周部となる取付部22に沿って万遍なく加えられるので、シール部材50の耐久性も確保されてエンジン本体10とTCC20との間のシール性を長期に渡って確保することができる。
また、第1実施形態では、取付部22をTCC20の外周部に沿って周状に設けられたフランジ状に形成する。そして、フランジ状を有する取付部22に、同一平面状の取付面22aを設ける。これにより、同一平面状でかつ周状となるような取付面22aをTCC20に容易に設けることができる。
また、第1実施形態では、同一平面状の取付面22aが形成された取付部22を、タイミングチェーン5、カムシャフト6、クランクシャフトタイミングスプロケット41およびカムシャフトタイミングスプロケット42などの動弁系タイミング部材を取り囲むように周状に設ける。これにより、エンジン本体10のオイル(エンジンオイル)が供給されて駆動される上記した動弁系タイミング部材よりも外側の部分においてエンジン本体10に対するTCC20の同一平面状の取付面22aを配置することができるので、動弁系タイミング部材の動作に起因してTCC20の内側領域にまで飛散するオイルが、TCC20とのシール面10cを超えてエンジン本体10の外部に漏れ出すのを容易に回避することができる。
また、第1実施形態では、TCC20は、樹脂製である。これにより、シール部材50自体に高いシール性が確保されているので、部品の軽量化(重量低減化)を目的として樹脂材料を用いてTCC20を構成して樹脂製のTCC20をエンジン本体10に取り付ける場合であっても、エンジン本体10とTCC20との間に高いシール性を実現することができる。したがって、オイルの外部への漏れに対する高いシール性を確保しつつ、エンジン100の軽量化を容易に図ることができる。
また、第1実施形態では、シール部分52bにおける鋸歯形状の先端部53bを、シール部分52bの幅方向(Z方向)における上端部から下端部にわたって連続的に形成する。これにより、シール部分52bの一部のみならずシール部分52bの幅方向(Z方向)に沿った全ての領域が重力下方向にずれ動くことなくシール部材50をエンジン本体10のシール面10c(シール領域10f)に対するシール性の保たれる位置に配置することができるので、エンジン本体10とTCC20との間のシール性をより確実に確保することができる。
(第2実施形態)
次に、図1、図6、図8および図9を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、側端部10aの水平方向(Y方向)に延びるシール面10cのみならず上下方向(Z方向)に延びるシール面10c(図1参照)に対しても、先端部253aを鋸歯状に形成したシール部分252aを接触させるようにシール部材250を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
次に、図1、図6、図8および図9を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、側端部10aの水平方向(Y方向)に延びるシール面10cのみならず上下方向(Z方向)に延びるシール面10c(図1参照)に対しても、先端部253aを鋸歯状に形成したシール部分252aを接触させるようにシール部材250を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
本発明の第2実施形態によるエンジンにおいては、シール部材250を用いてTCC20がエンジン本体10に取り付けられる。シール部材250は、短手方向(水平方向)にシール部分52b(図5参照)を有する一方、図8に示すように、長手方向(上下方向)にはシール部分252aを有している。なお、図8には、シール面10c(図1参照)側からX2方向に沿って見た場合のシール部分252aの表面状態を示している。すなわち紙面奥側にZ方向(上下方向)に延びる基部51が存在する。なお、シール部分252aは、本発明の「第1シール部分」の一例である。
シール部分252aは、幅Wa(Y方向)を有して鋸歯形状に形成された先端部253aを有している。ここで、先端部253aは、図8に示すように、矢印Z2方向に繰り返される鋸歯形状(谷部から頂部を経て次の谷部までの鋸歯形状)の位相が互いにZ方向に約半分(1つの鋸歯部254aのZ方向の長さの半分)だけずらされた第1列〜第5列の合計5列がY方向に順次接続された表面形状を有している。したがって、各列の谷部(傾斜部の最も低い部分)は、隣接する列の鋸歯の傾斜部の側面に突き当たって谷部が終端する。これにより、各列にY方向(水平方向)に延びる谷部(谷部の幅=Wa/5)が形成されていても、シール部分252a全体として見た場合、各々の谷部(傾斜部の最も低い部分)は、シール部分252aの幅方向(Y方向)に沿って一方側(Y1側)から他方側(Y2側)には貫通されていない。なお、先端部253aは、本発明の「鋸歯状の凹凸形状」の一例であり、鋸歯部254aは、本発明の「鋸歯部分」の一例である。また、シール部分252aの先端部253aは、本発明の「内燃機関本体のシール面から受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状が設けられている部分」の一例である。
したがって、第2実施形態では、図9に示すように、Z方向に繰り返し設けられた複数の鋸歯部254aを有するシール部分252aが段付ボルト90の締結力によりX1方向に押し潰されることによって、シール部分252aは、エンジン本体10のシール面10c(シール領域10e)から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状に変形した状態で、シール面10cのシール領域10eに接触する。なお、図9の断面形状は、図8の220−220線断面(第5列目)を示しており、他の第1列〜第4列に関しても、各列に対応するシール部分252aの部分は、図9と同様にX1方向に変形される。
これにより、TCC20をシール部材250を介して離間距離H1を有してエンジン本体10に固定(定寸締め)した状態では、段付ボルト90の締結力により、短手方向(水平方向)のみならず、長手方向(上下方向)に延びるシール部分252aは、X1方向への変形とともにその先端部253aが下方向ではなく常に上方向(Z1方向)にずれようとするような力が内部に作用した状態で、その変形形状を保ち続けてシール面10cに接触(密着)している。なお、第2実施形態によるエンジンのその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、第2実施形態では、シール部材250は、上下方向(Z方向)に延びるシール部分252aと、水平方向(Y方向)に延びるシール部分52bとを含み、シール部分52bのみならず、シール部分252aの先端部253aを、エンジン本体10のシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状に形成する。これにより、シール部材250の上下方向に延びるシール部分252aにおいて、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分を大きくさせることができるので、シール面10cが上下方向に延びた部分においてもシール部材250(シール部分252a)がシール面10cから下方にずれるのを確実に防止することができる。
また、第2実施形態では、矢印Z2方向に繰り返される鋸歯形状(谷部から頂部を経て次の谷部までの鋸歯形状)の位相が互いにZ方向に約半分(1つの鋸歯部254aのZ方向の長さの半分)だけずらされた第1列〜第5列の合計5列がY方向に順次接続された表面形状を有するようにシール部分252aの先端部253aを構成する。これにより、矢印Z2方向に繰り返される鋸歯形状を有するシール部分252aを使用してエンジン本体10の上下方向(Z方向)に延びるシール面10cをシールする場合においても、1つの鋸歯部254aの谷部がシール部分252aの幅方向(Y方向)に沿って一方側(Y1側)から他方側(Y2側)に水平方向に貫通することがないので、シール部分252aを使用してエンジン本体10とTCC20との間のシール性を確実に図ることができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
(第3実施形態)
次に、図2、図10および図11を参照して、第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、先端部53bを鋸歯形状に形成した上記第1実施形態のシール部材50とは異なり、先端部353bにスリット(切れ込み)354bを複数形成してシール部材350を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
次に、図2、図10および図11を参照して、第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、先端部53bを鋸歯形状に形成した上記第1実施形態のシール部材50とは異なり、先端部353bにスリット(切れ込み)354bを複数形成してシール部材350を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
本発明の第3実施形態によるエンジンにおいては、シール部材350を用いてTCC20がエンジン本体10に取り付けられる。シール部材350は、図10に示すように、短手方向(水平方向)に延びるシール部分352bを有する。また、シール部分352bは、幅方向(Z方向である)の上側(Z1側)から下側(Z2側)に向かって斜め下方向に延びる6本のスリット354bが形成された先端部353bを有している。この場合、各々のスリット354bは、エンジン本体10のY−Z平面からなるシール面10c(図11参照)に対してこのY−Z面をY軸まわりに回転させた面内方向に延びている。また、これにより、6本のスリット354bを含む先端部353bは、変形された場合にスリット354bが開いて凹凸形状が形成されるように構成されている。ここで、変形された場合の先端部353bの凹凸形状は、シール面10cから受ける上方向の反力を利用してTCC20の意図しない重力下方向への移動を抑制するか、または、そのような反力の大きさに設定可能な形状であればよい。なお、シール部分352bは、本発明の「第2シール部分」の一例である。
これにより、第3実施形態では、図11に示すように、先端部353bに6本のスリット354bが形成されたシール部分352bが段付ボルト90の締結力によりX1方向に押し潰されることによって、シール部分352bは、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような凹凸形状に変形した状態で、シール面10cのシール領域10fに接触する。換言すると、シール部材350は、シール部分352bの部分が弾性変形した場合に、シール部分352bの先端部353bが変形を起こすことによってシール面10cから受ける下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状(図11に図示している形状)に保たれるように構成されている。なお、第3実施形態によるエンジンのその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、第3実施形態では、上記のように、シール部分352bは、エンジン本体10のシール面10cに対して交差する方向で、かつ、幅方向(Z方向)の上側(Z1側)から下側(Z2側)に向かって斜め下方向に延びる6本のスリット354bが形成された先端部353bを有する。これにより、エンジン本体10のシール面10cから受ける反力のうち重力が働く下方向に向かう反力成分よりも上方向に向かう反力成分が大きくなるシール部分352bを、シール部材350に容易に設けることができる。その結果、エンジン本体10とTCC20との間のシール性をシール部材350を用いて十分に確保することができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、エンジン本体10のシール面10cの垂線L1に対して非対称な鋸歯部54bからなる凹凸形状を有する先端部53bをシール部分52bに設けるとともに、上記第3実施形態では、エンジン本体10のシール面10cに対して上側(Z1側)から下側(Z2側)に向かって斜め下方向に延びる6本のスリット354bが形成された先端部353bをシール部分352bに設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、シール面10cから受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりもその反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状(ずれを防止可能な形状)を有するようにシール部分を構成可能であるならば、シール面10cに接触して変形を起こす先端部が上記した形状以外の形状を有していてもよい。
また、上記第2実施形態では、シール部材250に関して鋸歯部254aが上下方向に列状に繰り返される部分を鋸歯形状の位相をずらして5列分水平方向に繋ぎ合わせてシール部分252aを一体的に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。水平方向に繋ぎ合わせる列数については、3列以上であれば5列以外であってもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、エンジン本体10の上下方向に延びた側端部10aに対してTCC20を水平方向に対向させて取り付ける際にシール部材50(250)、350を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ヘッドカバーをシリンダヘッド(カムカバー)に対して上方から取り付けるような場合であっても、開口部をシールするシール面の一部が垂直面であってかつ水平方向に細幅状に延びるような部分に対してシール部分52bまたはシール部分352bを有するシール部材を適用してもよい。このように、動弁系タイミング部材を覆うようにエンジン本体10に取り付けられるカバー部材であればTCC20以外のカバー部材の取付構造にも適用可能である。
また、上記第1〜第3実施形態では、ガソリン機関からなるエンジン100に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、クランクシャフトを有する内燃機関であるならば、ガソリン機関以外のガス機関(ディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどの内燃機関)に対して本発明を適用してもよい。また、自動車用以外のたとえば設備機器の駆動源(動力源)として設置されるような内燃機関に対して本発明を適用してもよい。
1 カムカバー
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
4 クランクケース
5 タイミングチェーン(動弁系タイミング部材)
6 カムシャフト(動弁系タイミング部材)
10 エンジン本体(内燃機関本体)
10a 側端部
10b 取付部
10c シール面
10e、10f シール領域
20 タイミングチェーンカバー(TCC)(カバー部材)
22 取付部(フランジ状部)
22a 取付面
40 クランクシャフト
41 クランクシャフトタイミングスプロケット(動弁系タイミング部材)
42 カムシャフトタイミングスプロケット(動弁系タイミング部材)
50、250、350 シール部材
52a、252a シール部分(第1シール部分)
52b、352b シール部分(第2シール部分)
53b、253a、353b 先端部(鋸歯状の凹凸形状)
54b、254a 鋸歯部(鋸歯部分、鋸歯状の凹凸形状)
90 段付ボルト(締結部材)
100 エンジン(内燃機関)
354b スリット
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
4 クランクケース
5 タイミングチェーン(動弁系タイミング部材)
6 カムシャフト(動弁系タイミング部材)
10 エンジン本体(内燃機関本体)
10a 側端部
10b 取付部
10c シール面
10e、10f シール領域
20 タイミングチェーンカバー(TCC)(カバー部材)
22 取付部(フランジ状部)
22a 取付面
40 クランクシャフト
41 クランクシャフトタイミングスプロケット(動弁系タイミング部材)
42 カムシャフトタイミングスプロケット(動弁系タイミング部材)
50、250、350 シール部材
52a、252a シール部分(第1シール部分)
52b、352b シール部分(第2シール部分)
53b、253a、353b 先端部(鋸歯状の凹凸形状)
54b、254a 鋸歯部(鋸歯部分、鋸歯状の凹凸形状)
90 段付ボルト(締結部材)
100 エンジン(内燃機関)
354b スリット
Claims (13)
- 内燃機関本体の潤滑油を用いる動弁系タイミング部材を覆うように前記内燃機関本体の側方に取り付けられるカバー部材と、
前記内燃機関本体と前記カバー部材との間に配置され、前記内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材とを備え、
前記シール部分の少なくとも一部は、前記内燃機関本体の前記シール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有する、内燃機関。 - 前記カバー部材が前記シール部材を介して前記内燃機関本体の側方に取り付けられた状態において、前記シール部材が弾性変形した場合に、前記内燃機関本体の前記シール面から受ける前記下方向に向かう反力成分よりも前記上方向に向かう反力成分が大きくなるような前記形状を有するように、前記シール部分の少なくとも一部が変形を起こすように構成されている、請求項1に記載の内燃機関。
- 前記シール部分の形状は、前記内燃機関本体の前記シール面の垂線に対して非対称な鋸歯状の凹凸形状か、または、前記内燃機関本体の前記シール面に対して交差する方向に延びるスリットを有する形状を含む、請求項1または2に記載の内燃機関。
- 前記非対称な鋸歯状の凹凸形状を有する前記シール部分の各々の鋸歯部分は、下方端部に向かうにしたがって前記内燃機関本体側への張り出す量が増加する断面形状を有する、請求項3に記載の内燃機関。
- 前記鋸歯状の凹凸形状または前記スリットを有する形状は、重力が働く下方向に交差する方向に延びるように形成されており、
前記シール部材の前記シール部分は、上下方向に延びる第1シール部分と、上下方向に交差する方向に延びる第2シール部分とを含み、
前記第2シール部分の少なくとも一部に、前記重力が働く下方向と交差する方向に延びる前記鋸歯状の凹凸形状または前記スリットを有する形状が設けられている、請求項3または4に記載の内燃機関。 - 前記シール部材の前記シール部分のうち、前記内燃機関本体の前記シール面から受ける前記下方向に向かう反力成分よりも前記上方向に向かう反力成分が大きくなるような前記形状が設けられている部分は、前記形状が設けられていない部分よりも大きいシール幅を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関。
- 前記カバー部材は、前記内燃機関本体に取り付けられる取付部を含み、
前記カバー部材の前記取付部は、前記シール部材を介して前記内燃機関本体に対して所定の取付高さで離間した状態で、前記所定の取付高さを維持可能な締結部材により前記内燃機関本体に取り付けられている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関。 - 前記カバー部材の前記内燃機関本体に対する取付面は、同一平面状に周状に形成されており、
前記カバー部材の同一平面状の前記取付面に、前記シール部材が配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の内燃機関。 - 前記同一平面状の前記取付面は、前記カバー部材の外周部に沿って周状に連続して形成されている、請求項8に記載の内燃機関。
- 前記カバー部材は、前記カバー部材の外周部に沿って周状に設けられたフランジ状部を含み、
前記同一平面状の前記取付面は、前記フランジ状部に形成されている、請求項9に記載の内燃機関。 - 前記同一平面状の前記取付面が形成された前記フランジ状部は、前記動弁系タイミング部材を取り囲むように周状に設けられている、請求項10に記載の内燃機関。
- 前記カバー部材は、樹脂製である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の内燃機関。
- 内燃機関本体の潤滑油を用いる動弁系タイミング部材を覆うように前記内燃機関本体の側方に取り付けられるカバー部材と、
前記内燃機関本体と前記カバー部材との間に配置され、前記内燃機関本体のシール面に当接するシール部分を含むシール部材とを備え、
前記シール部分の少なくとも一部は、前記内燃機関本体の前記シール面から受ける反力のうち重力が働く方向である下方向に向かう反力成分よりも重力が働く方向とは反対の上方向に向かう反力成分が大きくなるような形状を有する、内燃機関のカバー取付構造。
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