JP6357055B2

JP6357055B2 - 内燃機関のシール構造

Info

Publication number: JP6357055B2
Application number: JP2014171732A
Authority: JP
Inventors: 聡樽井; 渉三百田; 日出夫山路
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: JP2016044653A

Description

本発明は、内燃機関のシール構造に関する

内燃機関においては、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとが、シール部材を介して互いに結合されたシール構造が採用されている。特許文献１には、従来のシール構造の一例が開示されている。このシール構造Ｘにおいては、図３に示すように、カムシャフト９８との干渉を回避するために、シール部材９０の前方部位の中央部９１が、天側にシフトした配置とされている。また、シール部材９０の天側に位置する中央部９１の両側には、一対の傾斜部９２を介して地側に位置する一対の地側部９３が設けられている。さらに、シール部材９０には、これらの一対の地側部９３から後方に延びる一対の側方部９４が設けられている。また、前記シリンダヘッドおよび前記シリンダヘッドカバーには、このような形状とされたシール部材を挟持する形状とされたシール面が各々に形成されている。

たとえば、内燃機関の小型化によってカムシャフト９８同士の間隔が相対的に大きい構成となる場合、シール部材９０の中央部９１の長さが相対的に長くなる。一方、シール部材９０の各屈曲部同士が重なることは好ましくない。このため、傾斜部９２や地側部９３が側方へと追いやられる。このため、内燃機関の小型化が阻害されうる。また、前記シリンダヘッドと前記シリンダヘッドカバーとは、ボルトによってシール部材９０を挟圧するように結合されることが一般的である。このボルトは、側方に追いやられたシール部材９０の地側部９３からさらに側方に退避した位置に設けられる。この結果、当該ボルトがさらに側方に位置することとなり、内燃機関の組み立て時などに他の部材と干渉するおそれがある。

特許第４６７７２８３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、内燃機関の小型化を図りつつ、適切にシールすることが可能な内燃機関のシール構造を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される内燃機関のシール構造は、シリンダヘッドカバーと、カムシャフトが延びる方向である第１方向において互いに結合されたシリンダヘッドおよびタイミングチェーンカバーとが、前記第１方向とは直角である第２方向においてシール部材を介して結合された内燃機関のシール構造であって、前記タイミングチェーンカバーは、前記第１方向一方端に設けられた前記カムシャフトを挿通させる開口、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも直角である第３方向に延びており前記第２方向視において前記開口と重なる前方シール面、該前方シール面の前記第３方向両端から前記第１方向他方側へと延びる一対の天側シール面、該一対の天側シール面の前記第１方向他方端から前記第１方向他方側に向かうほど前記第２方向において前記天側シール面から離間するように傾斜した一対の傾斜シール面、および該一対の傾斜シール面の前記第１方向他方端から前記第１方向他方側へと延びる一対の地側シール面を有しており、前記シリンダヘッドは、前記一対の地側シール面と面一とされた後方シール面を有しており、前記シリンダヘッドカバーは、前記タイミングチェーンカバーの前記前方シール面、前記一対の天側シール面、前記一対の傾斜シール面、前記一対の地側シール面、および前記シリンダヘッドの前記後方シール面とともに、前記シール部材を挟持するヘッド側シール面を有することを特徴としている。

本発明によれば、前記タイミングチェーンカバーの前記第１方向前方において前記前方シール面が前記第３方向全長にわたって設けられている。そして、前記一対の天側シール面および前記一対の傾斜シール面は、前記前方シール面よりも前記第２方向後方に配置されており、前記前方シール面に対して前記第３方向に隣接する配置ではない。このため、前記カムシャフトや前記機能部品の配置などによって前記前方シール面を相対的に長くしても、前記天側シール面および前記傾斜シール面が前記第３方向側方へと飛び出すように追いやられることがない。この結果、内燃機関の小型化を図りつつ、前記シリンダヘッドと前記タイミングチェーンカバーとの結合や前記シリンダヘッドおよび前記タイミングチェーンカバーと前記シリンダヘッドカバーとの結合の気密性を適切に保つことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る内燃機関のシール構造の一例を示す要部側面図である。本発明に係る内燃機関のシール構造の一例を示す要部斜視図である。従来のシール構造の一例を示す要部斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る内燃機関のシール構造の一例を示している。本実施形態のシール構造Ａは、シリンダヘッドカバー１、シリンダヘッド２、タイミングチェーンカバー３、カムシャフト４、シール部材５１，５２およびボルト６６，６７を備えている。

図１は、シール構造Ａの要部側面図であり、図２は、シール構造Ａの要部斜視図である。なお、図２においては理解の便宜上、シリンダヘッドカバー１を想像線で示し、シール部材５２を省略している。また、図示されたボルト６６およびボルト６７以外にも、シリンダヘッドカバー１、シリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３を互いに結合するためのボルトなどの結合機構が適宜採用されるが、理解の便宜上省略している。これらの図において、ｘ方向が本発明で言う第１方向に相当し、ｚ方向が本発明で言う第２方向に相当し、ｙ方向が本発明で言う第３方向に相当する。また、「前」、「後」、「天」、「地」などの語は、本発明における構成要素の相対的な位置関係を表現するために便宜的に用いられる語であり、いずれかの構成要素の絶対的な姿勢等が限定されるものではない。さらに、本実施形態においては、本発明の主旨を明瞭に説明する便宜により、内燃機関の構造を適宜簡略化しており、いくつかの構成要素を省略している。

シリンダヘッドカバー１は、内燃機関のｚ方向天側に位置しており、カムシャフト４などを天側から覆っている。シリンダヘッドカバー１は、ヘッド側シール面１１を有している。ヘッド側シール面１１は、シリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３に設けられた後述するシール面とともにシール部材５１を挟持する面である。

タイミングチェーンカバー３は、内燃機関のｚ方向地側に位置しており、またシリンダヘッド２に対してｘ方向前方に位置している。タイミングチェーンカバー３は、たとえばカムシャフト４を駆動するタイミングチェーン（図示略）、チェーンスプロケット（図示略）を収容するものである。

タイミングチェーンカバー３には、２つの開口３０が形成されている。２つの開口３０は、タイミングチェーンカバー３のｘ方向前方端の壁部に形成されている。各開口３０は、カムシャフト４に接続される機能部品４１の前端部をタイミングチェーンカバー３の前方外部に突出するように挿通させるために設けられている。２つの開口３０は、ｙ方向に並んで配置されている。機能部品４１は、カムシャフト４の前端部に接続されており、たとえば可変バルブ機構を構成するための部品であるが、これに限定されるものではない。

また、タイミングチェーンカバー３は、前方シール面３１、一対の天側シール面３２、一対の傾斜シール面３３および一対の地側シール面３４を有している。

前方シール面３１は、ｙ方向に延びておりｚ方向視において開口３０と重なる。より具体的には、前方シール面３１は、ｙ方向に平行に延びており、ｘｙ平面をなしており、ｚ方向天側を向いている。

一対の天側シール面３２は、前方シール面３１のｙ方向両端から第１方向後方側へと延びている。より具体的には、各天側シール面３２は、ｘ方向に平行に延びており、ｘｙ平面をなしており、ｚ方向天側を向いている。また、前方シール面３１と一対の天側シール面３２との間には、屈曲部が存在する。

一対の傾斜シール面３３は、一対の天側シール面３２のｘ方向後方端からｘ方向後方側に向かうほどｚ方向において天側シール面３２から地側に離間するように傾斜している。より具体的には、各傾斜シール面３３は、ｙ方向に対して直角であり、ｘ方向およびｚ方向のいずれに対しても傾斜している。そして、各傾斜シール面３３は、斜め後方上方を向く面とされている。また、各天側シール面３２と各傾斜シール面３３との間には、屈曲部が存在する。

一対の地側シール面３４は、一対の傾斜シール面３３のｘ方向後方端からｘ方向後方側へと延びている。より具体的には、各地側シール面３４は、各天側シール面３２に対してｚ方向地側に位置している。各地側シール面３４は、ｘ方向に平行に延びており、ｘｙ平面をなしており、ｚ方向点側を向いている。

シリンダヘッド２は、後方シール面２２を有している。後方シール面２２は、一対の地側シール面３４と面一とされている。より具体的には、後方シール面２２は、ｘｙ平面をなし、ｚ方向天側を向いており、ｚ方向における位置が一対の地側シール面３４と略一致している。本実施形態においては、後方シール面２２は、ｚ方向視コの字形状とされているが、これは、内燃機関の構造を簡略化して示した便宜によるものであり、後方シール面２２は、様々な形状を取りうる。

シリンダヘッド２とタイミングチェーンカバー３とは、シール部材５２を介してｘ方向において結合されている。より具体的には、シリンダヘッド２には起立シール面２５が形成されており、タイミングチェーンカバー３には起立シール面３５が形成されている。

起立シール面２５は、ｚ方向に起立した面であり、ｘ方向前方を向いている。起立シール面３５は、ｚ方向に起立した面であり、ｘ方向後方を向いている。起立シール面２５と起立シール面３５との間に、シール部材５２が挟まれている。シール部材５２は、ゴムや樹脂、または液状ガスケットなどからなるものであり、シリンダヘッド２とタイミングチェーンカバー３との結合部分の気密性を高めるものである。

また、シリンダヘッド２とタイミングチェーンカバー３には、一対の前後締結部２７と一対の前後締結部３７とが形成されており、ボルト６７によってシール部材５２を挟圧するように結合されている。なお、図示されたボルト６７以外にも、シリンダヘッド２とタイミングチェーンカバー３とを強固かつ確実に結合するために、ボルト６７と類似の締結機構が適所に設けられている。

シリンダヘッドカバー１のヘッド側シール面１１は、タイミングチェーンカバー３の前方シール面３１、一対の天側シール面３２、一対の傾斜シール面３３、一対の地側シール面３４、およびシリンダヘッド２の後方シール面２２とともに、シール部材５１を挟持しうる３次元的な形状とされている。シール部材５１は、ゴムや樹脂などからなるものであり、シリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３との結合部分の気密性を高めるものである。シール部材５１は、上述した形状とされたヘッド側シール面１１、前方シール面３１、一対の天側シール面３２、一対の傾斜シール面３３、一対の地側シール面３４、および後方シール面２２に適切に圧接しうるように、３次元的な形状に形成されている。

また、シリンダヘッドカバー１とタイミングチェーンカバー３とには一対の天地締結部1６と一対の天地締結部３６とが形成されている。一対の天地締結部１６，３６は、図２によく表れているように、一対の天側シール面３２のｙ方向外側に配置されている。そして、これらの天地締結部１６，３６が、ボルト６６によって締結されることにより、シリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３とは、シール部材５１を挟圧するように結合されている。なお、図示されたボルト６６以外にも、シリンダヘッドカバー１と、シリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３とを強固かつ確実に結合するために、ボルト６６と類似の締結機構が適所に設けられている。

カムシャフト４は、レシプロガソリンエンジン等の内燃機関におけるバルブ（図示略）の開閉を行う軸であり、全体としてｘ方向に延びている。本実施形態においては、一対のカムシャフト４がｙ方向に並んで配置されている。上述したように、カムシャフト４の前端部には、機能部品４１が接続されている。

次に、シール構造Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、タイミングチェーンカバー３のｘ方向前方において前方シール面３１がｙ方向全長にわたって設けられている。そして、一対の天側シール面３２および一対の傾斜シール面３３は、前方シール面３１よりもｚ方向後方に配置されており、前方シール面３１に対してｙ方向に隣接する配置ではない。このため、カムシャフト４や機能部品４１の配置などによって前方シール面３１を相対的に長くしても、天側シール面３２および傾斜シール面３３がｙ方向側方へと飛び出すように追いやられることがない。この結果、内燃機関の小型化を図りつつ、シリンダヘッド２とタイミングチェーンカバー３との結合やシリンダヘッド２およびタイミングチェーンカバー３とシリンダヘッドカバー１との結合の気密性を適切に保つことができる。

天地締結部３６が天側シール面３２に隣接するように設けられており、前後締結部３７は地側シール面３４に隣接するように設けられている。このため、天地締結部３６と、前後締結部３７とは、傾斜シール面３３のｚ方向寸法の分だけｚ方向において離間して配置されている。これにより、前後締結部３７と前後締結部２７とに挿通されたボルト６７を締結する際に、締結のための工具などが天地締結部３６やボルト６６などと干渉することを回避することができる。

仮に、天地締結部３６と前後締結部３７とがｚ方向において重なる配置であると、天地締結部３６または前後締結部３７のいずれかをｙ方向外側に大きく突出させるなどの方策により、上述した工具等の干渉を回避する必要がある。これに対し、本実施形態によれば、天地締結部３６と前後締結部３７とがｚ方向において離間しているため、これらをｙ方向外側に大きく突出するように配置する必要がない。これは、内燃機関の小型化に好ましい。

なお、一対の傾斜シール面３３は、このシール面に垂直な方向にシール面圧が作用するため、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に対してｘ方向にずらそうとする力が作用する。この力によるズレはシール面圧が弱まる方向に作用するため、例えば、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー１とは、ｘ方向の位置を決めるノックピン等により位置決めがなされる必要がある。

本発明に係る内燃機関のシール構造は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る内燃機関のシール構造の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａシール構造
１シリンダヘッドカバー
１１ヘッド側シール面
１６天地締結部
２シリンダヘッド
２２後方シール面
２５起立シール面
２７前後締結部
３タイミングチェーンカバー
３０開口
３１前方シール面
３２天側シール面
３３傾斜シール面
３４地側シール面
３５起立シール面
３６天地締結部
３７前後締結部
４カムシャフト
４１機能部品
５１，５２シール部材
６６，６７ボルト

Claims

シリンダヘッドカバーと、カムシャフトが延びる方向である第１方向において互いに結合されたシリンダヘッドおよびタイミングチェーンカバーとが、前記第１方向とは直角である第２方向においてシール部材を介して結合された内燃機関のシール構造であって、
前記タイミングチェーンカバーは、前記第１方向一方端に設けられた前記カムシャフトに接続される機能部品を挿通させる開口、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも直角である第３方向に延びており前記第２方向視において前記開口と重なる前方シール面、該前方シール面の前記第３方向両端から前記第１方向他方側へと延びる一対の天側シール面、該一対の天側シール面の前記第１方向他方端から前記第１方向他方側に向かうほど前記第２方向において前記天側シール面から離間するように傾斜した一対の傾斜シール面、および該一対の傾斜シール面の前記第１方向他方端から前記第１方向他方側へと延びる一対の地側シール面を有しており、
前記シリンダヘッドは、前記一対の地側シール面と面一とされた後方シール面を有しており、
前記シリンダヘッドカバーは、前記タイミングチェーンカバーの前記前方シール面、前記一対の天側シール面、前記一対の傾斜シール面、前記一対の地側シール面、および前記シリンダヘッドの前記後方シール面とともに、前記シール部材を挟持するヘッド側シール面を有することを特徴とする、内燃機関のシール構造。