JP7192684B2

JP7192684B2 - 内燃機関構造

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Publication number: JP7192684B2
Application number: JP2019126982A
Authority: JP
Inventors: 健太郎山下; 洋松本; 雅規真田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2039-07-08
Also published as: JP2021011859A; WO2021005979A1

Description

本発明は、内燃機関構造に関する。

内燃機関（エンジン）は、一般にシリンダヘッドがヘッドボルトによりシリンダブロックに対して固定されて、燃焼室内の気密性を確保するために、シリンダヘッドの下端面とシリンダブロックの上端面の間にヘッドガスケットが挟まれている。

内燃機関では、燃焼室内で発生する熱によるシリンダヘッド、シリンダブロック、ヘッドガスケット、ヘッドボルト等の燃焼室周辺の部品の熱膨張と、燃焼による燃焼室内の圧力上昇により、燃焼室周辺の部品に大きな応力が発生する。

また、内燃機関の排気ポート側の温度は、吸気ポート側の温度よりも非常に高くなり、シリンダヘッドとシリンダブロックにおける温度も排気ポート側が吸気ポート側と比べて高くなる。これにより、シリンダヘッドとシリンダブロックにおいて吸気ポート側より排気ポート側の燃焼室周辺の部品の熱膨張量が大きくなり、吸気ポート側の燃焼室周辺の部品の応力よりも排気ポート側の燃焼室周辺の部品の応力が大きくなる。この吸気ポート側と排気ポート側の間の応力の差により、燃焼室周辺の部品（例えば、ヘッドガスケット）に変形や偏摩耗が生じる場合がある。このような燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避するため、種々の方法が提案されている。

例えば特許文献１には、シリンダの上方の円周状の縁部に、剛性を備えた補強リングを設けているエンジンが記載されている。この補強リングにより、シリンダの上方の円周状の縁部が、熱による膨張・燃焼による圧力に対して不均一に変形することを抑制し、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

また特許文献２には、ヘッドボルトの冷間締め付け時（内燃機関が常温時）における吸気ポート側のヘッドボルトのシリンダブロックへの締付軸力（締め付けトルク）を、排気ポート側の締付軸力よりも大きく設定しているシリンダヘッド締結構造（内燃機関構造に相当）が記載されている。このシリンダヘッド締結構造では、冷間締め付け時の吸気ポート側の締付軸力を排気ポート側の締付軸力よりも大きく設定している。これにより、内燃機関運転時における吸気ポート側と排気ポート側の締付軸力をほぼ同一にし、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合わせ面における面圧（圧力）を均一にし、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

また特許文献３には、排気ポート側のヘッドボルトの線膨張係数を吸気ポート側のヘッドボルトの線膨張係数よりも大きく設定しているシリンダヘッド固定構造（内燃機関構造に相当）が記載されている。このシリンダヘッド固定構造では、排気ポート側と吸気ポート側との間の温度差による排気ポート側のヘッドボルトと吸気ポート側のヘッドボルトの変位量の差を吸収し、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

特開２００３－１９３９０７号公報特開昭６２－１０１８７１号公報実開平３－１２７０６１号公報

しかし、特許文献１に記載のエンジンでは、シリンダの上方に補強リングを取り付ける必要があり構造が複雑になる。

また、特許文献２に記載のシリンダヘッド締結構造では、排気ポート側と吸気ポート側において同一の形状のヘッドボルトが図に記載されている。このため作業者が、吸気ポート側のヘッドボルトに対して排気ポート側用の締付軸力を用いて締め付け、又は、排気ポート側用のヘッドボルトに対して吸気ポート側用の締付軸力を用いて締め付ける、誤組み付けの可能性がある。

また、特許文献３に記載のシリンダヘッド固定構造では、排気ポート側と吸気ポート側において同一の形状のヘッドボルトが図に記載されている。このため作業者が、排気ポート側用のヘッドボルトを取り違えて吸気ポート側のシリンダブロックに固定し、又は、吸気ポート側用のヘッドボルトを取り違えて排気ポート側のシリンダブロックに固定する、誤組み付けの可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、シリンダブロックとシリンダヘッドに挟まれたガスケットにおける、吸気ポート側の応力分布（圧力分布）と排気ポート側の応力分布（圧力分布）との差をより低減するとともに、シンプルな構造で、かつ、誤組み付けを防止できる、内燃機関構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定されている、内燃機関構造において、複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、前記ガスケットには、対向しているシリンダの形状に沿う孔部であるガスケット孔部が形成されており、前記ガスケット孔部の周囲には、対向している前記シリンダの形状に沿って前記シリンダヘッドの側に突出するヘッド側ボアビード部が形成されており、それぞれの前記排気側ボルトが前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの排気側ボルト・ヘッド力点から、前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所においてそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点に最も近い位置となるそれぞれの排気側シリンダヘッド作用点までにおいて、前記シリンダヘッドに設けられた空洞部であるヘッド側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの排気側ヘッド熱伝達距離と、それぞれの前記吸気側ボルトが前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの吸気側ボルト・ヘッド力点から、前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所においてそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点に最も近い位置となるそれぞれの吸気側シリンダヘッド作用点までにおいて、前記シリンダヘッドに設けられた前記ヘッド側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの吸気側ヘッド熱伝達距離と、を有しており、それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離は、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関構造であって、それぞれの前記排気側シリンダヘッド作用点から、対応するそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点までの前記シリンダヘッド内、及び、それぞれの前記吸気側シリンダヘッド作用点から、対応するそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点までの前記シリンダヘッド内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される前記ヘッド側空洞部であるヘッド側ジャケット部がそれぞれ形成されており、前記排気側シリンダヘッド作用点から前記ヘッド側ジャケット部までの前記シリンダヘッドの実体部の肉厚である排気側ヘッド・ジャケット肉厚が、前記吸気側シリンダヘッド作用点から前記ヘッド側ジャケット部までの前記シリンダヘッドの実体部の肉厚である吸気側ヘッド・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定されていることで、それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る内燃機関構造であって、前記シリンダヘッドの下端面からそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点までの距離であるそれぞれの排気側ヘッド締結距離が、前記シリンダヘッドの下端面からそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点までの距離であるそれぞれの吸気側ヘッド締結距離よりも長く設定されていることで、それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第４の発明は、上記第１の発明～第３の発明のいずれか１つに係る内燃機関構造であって、前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布と、前記内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布との差が低減するように前記排気側ヘッド熱伝達距離及び前記吸気側ヘッド熱伝達距離の長さが調整されている、内燃機関構造である。

次に、第５の発明は、シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定されている、内燃機関構造において、複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、前記ガスケットには、対向しているシリンダの形状に沿う孔部であるガスケット孔部が形成されており、前記ガスケット孔部の周囲には、対向している前記シリンダの形状に沿って前記シリンダブロックの側に突出するブロック側ボアビード部が形成されており、それぞれの前記排気側ボルトが前記シリンダブロックを前記シリンダヘッドの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの排気側ボルト・ブロック力点から、前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所においてそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点に最も近い位置となるそれぞれの排気側シリンダブロック作用点までにおいて、前記シリンダブロックに設けられた空洞部であるブロック側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの排気側ブロック熱伝達距離と、それぞれの前記吸気側ボルトが前記シリンダブロックを前記シリンダヘッドの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの吸気側ボルト・ブロック力点から、前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所においてそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点に最も近い位置となるそれぞれの吸気側シリンダブロック作用点までにおいて、前記シリンダブロックに設けられた前記ブロック側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの吸気側ブロック熱伝達距離と、を有しており、それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離は、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第６の発明は、上記第５の発明に係る内燃機関構造であって、それぞれの前記排気側シリンダブロック作用点から、対応するそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点までの前記シリンダブロック内、及び、それぞれの前記吸気側シリンダブロック作用点から、対応するそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点までの前記シリンダブロック内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される前記ブロック側空洞部であるブロック側ジャケット部がそれぞれ形成されており、前記排気側シリンダブロック作用点から前記ブロック側ジャケット部までの前記シリンダブロックの実体部の肉厚である排気側ブロック・ジャケット肉厚が、前記吸気側シリンダブロック作用点から前記ブロック側ジャケット部までの前記シリンダブロックの実体部の肉厚である吸気側ブロック・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定されていることで、それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第７の発明は、上記第５の発明または第６の発明に係る内燃機関構造であって、前記シリンダブロックの上端面からそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点までの距離であるそれぞれの排気側ブロック締結距離が、前記シリンダブロックの上端面からそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点までの距離であるそれぞれの吸気側ブロック締結距離よりも長く設定されていることで、それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

次に、第８の発明は、上記第５の発明～第７の発明のいずれか１つに係る内燃機関構造であって、前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布と、前記内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布との差が低減するように前記排気側ブロック熱伝達距離及び前記吸気側ブロック熱伝達距離の長さが調整されている、内燃機関構造である。

第１の発明によれば、排気側ヘッド熱伝達距離が、吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている。これにより、内燃機関の運転時に吸気ポート側よりも排気ポート側が高い温度となった際、より長い排気側ヘッド熱伝達距離にて排気側の熱膨張量が緩和され、ガスケットに対する吸気ポート側の圧力分布と排気ポート側の圧力分布との差をより低減することができる。また、新たな部品を追加等する必要がないので、非常にシンプルな構造にて実現できる。さらに、吸気ポート側と排気ポート側で、ボルトの材質が異なる訳ではなく、締め付けトルクが異なる訳でもなく、同じ材質のボルトを、同じ締め付けトルクで締め付けることができるので、誤組み付けを防止することができる。

第２の発明によれば、排気側シリンダヘッド作用点からヘッド側ジャケット部までのシリンダヘッドの実体部の排気側ヘッド・ジャケット肉厚を、吸気側シリンダヘッド作用点からヘッド側ジャケット部までのシリンダヘッドの実体部の吸気側ヘッド・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定する。これにより、排気側ヘッド熱伝達距離を、吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定する。従って、複雑な構造を必要とすることなくシンプルな構造にて、排気側ヘッド熱伝達距離を吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長くすることを、容易に実現できる。

第３の発明によれば、シリンダヘッドの下端面から排気側ボルト・ヘッド力点までの排気側ヘッド締結距離を、シリンダヘッドの下端面から吸気側ボルト・ヘッド力点までの吸気側ヘッド締結距離よりも長く設定する。これにより、排気側ヘッド熱伝達距離を、吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定する。従って、複雑な構造を必要とすることなくシンプルな構造にて、排気側ヘッド熱伝達距離を吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長くすることを、容易に実現できる。

第４の発明によれば、排気側ヘッド熱伝達距離を、吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定するにあたり、具体的な長さを適切に決めることができる。

第５の発明によれば、排気側ブロック熱伝達距離が、吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている。これにより、内燃機関の運転時に吸気ポート側よりも排気ポート側が高い温度となった際、より長い排気側ブロック熱伝達距離にて排気側の熱膨張量が緩和され、ガスケットに対する吸気ポート側の圧力分布と排気ポート側の圧力分布との差をより低減することができる。また、新たな部品を追加等する必要がないので、非常にシンプルな構造にて実現できる。さらに、吸気ポート側と排気ポート側で、ボルトの材質が異なる訳ではなく、締め付けトルクが異なる訳でもなく、同じ材質のボルトを、同じ締め付けトルクで締め付けることができるので、誤組み付けを防止することができる。

第６の発明によれば、排気側シリンダブロック作用点からブロック側ジャケット部までのシリンダブロックの実体部の排気側ブロック・ジャケット肉厚を、吸気側シリンダブロック作用点からブロック側ジャケット部までのシリンダブロックの実体部の吸気側ブロック・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定する。これにより、排気側ブロック熱伝達距離を、吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定する。従って、複雑な構造を必要とすることなくシンプルな構造にて、排気側ブロック熱伝達距離を吸気側ブロック熱伝達距離よりも長くすることを、容易に実現できる。

第７の発明によれば、シリンダブロックの上端面から排気側ボルト・ブロック力点までの排気側ブロック締結距離を、シリンダブロックの上端面から吸気側ボルト・ブロック力点までの吸気側ブロック締結距離よりも長く設定する。これにより、排気側ブロック熱伝達距離を、吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定する。従って、複雑な構造を必要とすることなくシンプルな構造にて、排気側ブロック熱伝達距離を吸気側ブロック熱伝達距離よりも長くすることを、容易に実現できる。

第８の発明によれば、排気側ブロック熱伝達距離を、吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定するにあたり、具体的な長さを適切に決めることができる。

内燃機関を構成しているシリンダブロック、ガスケット、シリンダヘッドの分解斜視図である。図１のＩＩで示された領域におけるガスケットの詳細を説明する斜視図である。ガスケットの全体の外観の例を説明する平面図である。図３に示すガスケットの一部の拡大図である。シリンダブロック、ガスケット、シリンダヘッドがボルトにて組み付けられた状態の内燃機関を、図４に示すＶ－Ｖの位置にて切断した断面図であり、第１の実施の形態の内燃機関構造と、第２の実施の形態の内燃機関構造と、を説明する図である。第１の実施の形態の内燃機関構造にて、排気側ヘッド・ジャケット肉厚を、吸気側ヘッド・ジャケット肉厚よりも薄肉にすると、排気側ヘッド熱伝達距離が、吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長くなることを説明する模式図である。第２の実施の形態の内燃機関構造にて、排気側ブロック・ジャケット肉厚を、吸気側ブロック・ジャケット肉厚よりも薄肉にすると、排気側ブロック熱伝達距離が、吸気側ブロック熱伝達距離よりも長くなることを説明する図である。本実施の形態の内燃機関構造の場合のボアビード部の線圧分布の例を説明する図である。従来の内燃機関構造の場合のボアビード部の線圧分布の例を説明する図である。

以下に、本発明の内燃機関構造を適用した内燃機関（エンジン）１について、図面を用いて説明する。なお、図中にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている場合、各軸は互いに直交しており、Ｘ軸方向はシリンダが直列に配置されている方向（水平方向）を示し、Ｙ軸方向は排気ポート側から吸気ポート側へ向かう方向（水平方向）を示し、Ｚ軸方向は鉛直上方に向かう方向を示している。なお、以降の説明では、「吸気ポート側」と「吸気側」は同じであり、「排気ポート側」と「排気側」は同じである。

●［本実施形態における内燃機関（エンジン）１（図１）］
図１は、内燃機関（エンジン）１を構成しているシリンダブロック１０、ガスケット２０、シリンダヘッド３０、の分解斜視図である（ピストン、クランクシャフト等は省略している）。なお本実施の形態の説明では、直列４気筒の内燃機関を例として説明する。図１で示すように、内燃機関１は、シリンダヘッド３０が吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４（ヘッドボルト）によりシリンダブロック１０に対して固定されている。そして、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍとシリンダヘッド３０の下端面３０Ｍの間にガスケット２０（ヘッドガスケット）が挟み込まれている。複数のボルト（ヘッドボルト）は、吸気側に取り付けられる複数の吸気側ボルト４２と、排気側に取り付けられる複数の排気側ボルト４４と、に分けられている。

シリンダブロック１０には、Ｚ軸方向に延びる（４個の）シリンダ１０Ｃが形成されている。またシリンダブロック１０には、ヘッドボルトを締結する締結孔として、吸気ポート側の縁部に沿ってボルト締結孔１２Ａ～１２Ｅ（１２）のそれぞれが設けられており、排気ポート側の縁部に沿ってボルト締結孔１４Ａ～１４Ｅ（１４）のそれぞれが設けられている。

ガスケット２０には、対向するシリンダ１０Ｃの形状に沿う孔部であるガスケット孔部２０Ｃが形成されている。またガスケット２０には、ヘッドボルトが挿通されるボルト孔として、ボルト締結孔１２Ａ～１２Ｅのそれぞれに対応させてボルト孔２２Ａ～２２Ｅ（２２）のそれぞれが設けられており、ボルト締結孔１４Ａ～１４Ｅのそれぞれに対応させてボルト孔２４Ａ～２４Ｅ（２４）のそれぞれが設けられている。

シリンダヘッド３０には、ヘッドボルトを挿通する挿通孔として、ボルト締結孔１２Ａ～１２Ｅのそれぞれに対応させてボルト挿通孔３２Ａ～３２Ｅ（３２）のそれぞれが設けられており、ボルト締結孔１４Ａ～１４Ｅのそれぞれに対応させてボルト挿通孔３４Ａ～３４Ｅ（３４）のそれぞれが設けられている。

ガスケット２０は、吸気側ボルト４２のそれぞれがボルト締結孔１２のそれぞれに対して所定トルクで締め付けられて固定され、排気側ボルト４４のそれぞれがボルト締結孔１４のそれぞれに対して所定トルクで締め付けられて固定されている。これにより、ガスケット２０は、押しつぶされるようにシリンダブロック１０とシリンダヘッド３０との間に挟み込まれている。なお、所定トルクは、吸気ガス、排気ガスがシリンダの内部から外部へ漏れ出ることがなく気密性を確保できる程度にガスケット２０を押しつぶすことができる締め付け力を発生させる締め付けトルク値である。

●［ガスケット２０の詳細（図２、図３）］
図２は、図１のＩＩで示された領域のガスケット２０の詳細を説明する斜視図であり、図３は、ガスケット２０の全体の平面図を示している。対称軸線ＪＫ１は、図３に示すガスケット孔部２０Ｃ１、２０Ｃ２、２０Ｃ３、２０Ｃ４の中心軸線ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４を通り、ＸＹ平面（ガスケット２０の表面）に沿う直線である。図３に示すように、ガスケット２０には、対向しているシリンダ１０Ｃ（図１参照）の形状（円形状）に沿う孔部であるガスケット孔部２０Ｃ（２０Ｃ１～２０Ｃ４）が形成されている。

図２に示すように、ガスケット孔部２０Ｃの周囲には、対向しているシリンダ１０Ｃ（図１参照）の形状（円形状）に沿ってシリンダヘッド３０（図１参照）の側に突出するヘッド側ボアビード部２１Ａ（図２、図５参照）が周方向に沿って連続的に設けられている。またガスケット孔部２０Ｃの周囲には、対向しているシリンダ１０Ｃ（図１参照）の形状（円形状）に沿ってシリンダブロック１０（図１参照）の側に突出するブロック側ボアビード部２１Ｂ（図５参照）が周方向に沿って連続的に設けられている。

図３に示すように、吸気ポート側のボルト孔２２Ａと、排気ポート側のボルト孔２４Ａは、対称軸線ＪＫ１に対して線対称となる位置に設けられている。同様に、ボルト孔２２Ｂとボルト孔２４Ｂ、ボルト孔２２Ｃとボルト孔２４Ｃ、ボルト孔２２Ｄとボルト孔２４Ｄ、ボルト孔２２Ｅとボルト孔２４Ｅは、それぞれ対称軸線ＪＫ１に対して線対称となる位置に設けられている。

上述したように、内燃機関の暖機後（高温時）では、排気ポート側の温度（例えば６００［℃］程度）は、吸気ポート側の温度（例えば１００［℃］程度）よりも非常に高い。このため、排気側と吸気側の熱膨張量の差により、ガスケットの吸気側の線圧分布と排気側の線圧分布との差が大きく、ガスケットが変形したり偏摩耗したりする可能性がある。そこで、以下に説明する本実施の形態の内燃機関構造では、暖機後（高温時）の吸気ポート側の線圧分布と、暖機後（高温時）の排気ポート側の線圧分布と、の差をより小さくする。つまり、暖機後（高温時）において、吸気側の線圧分布と、排気側の線圧分布と、を対称軸線ＪＫ１に対してほぼ線対称となるようにする。

●［第１の実施の形態（図５、図６）］
次に図５、図６を用いて、第１の実施の形態の内燃機関構造について説明する。第１の実施の形態では、シリンダヘッド３０の構造を工夫することで、暖機後（高温時）の吸気ポート側の線圧分布と、暖機後（高温時）の排気ポート側の線圧分布と、の差をより小さくする。ここで、図４は、図３に示すガスケット２０におけるガスケット孔部２０Ｃ４の周囲の拡大図を示している。そして図５は、図１に示すシリンダブロック１０、ガスケット２０、シリンダヘッド３０が、吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４にて組み付けられた状態の内燃機関１を、図４に示すＶ－Ｖの位置にて切断した断面図を示している。

図５に示すように、ガスケット２０は、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍと、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍと、の間に挟み込まれている。そしてシリンダブロック１０とシリンダヘッド３０は、内燃機関の冷間時（常温時）において所定トルクで締め付けられた複数の吸気側ボルト４２（図１参照）と複数の排気側ボルト４４（図１参照）にて、ガスケット２０を押しつぶすように固定されている。ガスケット２０には、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍから、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍに向かう力と、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍから、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍに向かう力が、掛けられている。

図５において、排気側ボルト４４が、シリンダヘッド３０をシリンダブロック１０の側に押し付ける押付力を付与している個所を排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１とする。また、吸気側ボルト４２が、シリンダヘッド３０をシリンダブロック１０の側に押し付ける押付力を付与している個所を吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１とする。

また図５において、ガスケット２０のヘッド側ボアビード部２１Ａと、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍと、の接触個所において、排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１に最も近い位置を排気側シリンダヘッド作用点２０Ｂ１（図４参照）とする。また、ガスケット２０のヘッド側ボアビード部２１Ａと、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍと、の接触個所において、吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１に最も近い位置を吸気側シリンダヘッド作用点２０Ａ１（図４参照）とする。

そして図５において、排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１から、排気側シリンダヘッド作用点２０Ｂ１までにおいて、シリンダヘッド３０に設けられた空洞部であるヘッド側空洞部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを除いた実体部での最短経路の距離を排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１とする。また図５において、吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１から、吸気側シリンダヘッド作用点２０Ａ１までにおいて、ヘッド側空洞部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを除いた実体部での最短経路の距離を吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１とする。なお、ヘッド側空洞部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される（循環される）ヘッド側ジャケット部である。

また図５において、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍから排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１までの距離を排気側ヘッド締結距離ＳＢ１とする。また、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍから吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１までの距離を吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１とする。

また図５において、排気側シリンダヘッド作用点２０Ｂ１から、対応する排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１までのシリンダヘッド３０内、及び、吸気側シリンダヘッド作用点２０Ａ１から、対応する吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１までのシリンダヘッド３０内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流れるヘッド側空洞部３０Ｃ（ヘッド側ジャケット部）が形成されている。そして排気側シリンダヘッド作用点２０Ｂ１からヘッド側空洞部３０Ｃ（ヘッド側ジャケット部）までのシリンダヘッド３０の実体部の肉厚を排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１とする。また吸気側シリンダヘッド作用点２０Ａ１からヘッド側空洞部３０Ｃ（ヘッド側ジャケット部）までのシリンダヘッド３０の実体部の肉厚を吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１とする。

図５に示す例では、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１＝吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１に設定されているが、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１に設定されている。これにより、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１が、吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長く設定されている。

ここで図６に示す模式図は、排気側ボルト・ヘッド力点４０Ｂ１の位置と、吸気側ボルト・ヘッド力点４０Ａ１の位置が同じ位置、かつ、排気側シリンダヘッド作用点２０Ｂ１の位置と、吸気側シリンダヘッド作用点２０Ａ１の位置が同じ位置の場合において、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１とした際の、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１と吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１の長さの違いを示している。この図６の模式図からわかるように、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１の場合では、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１は、吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長くなる。なお、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１（図５参照）を、吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１（図５参照）よりも長くした場合は、説明するまでもなく、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１が、吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長くなる。

排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１が吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長い場合、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１が吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１と同じ場合と比較して、排気側の熱膨張量が緩和される。また、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１により、薄肉の排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１のほうが剛性が低くなる。

以上の説明では、図４に示すＶ－Ｖの位置（ボルト孔２４Ｄとボルト孔２２Ｄの位置）の例で説明したが、同様の位置は複数ある（例えば、ボルト孔２４Ｅとボルト孔２２Ｅの位置）。従って、それぞれの排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１は、それぞれの吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長く設定されている。

●［第１の実施の形態の内燃機関構造の場合の線圧分布（図８）］
図８は、上述した第１の実施の形態の内燃機関構造の場合の線圧分布の例を示している。図８は、図４に示すガスケット孔部２０Ｃ４の周囲のヘッド側ボアビード部２１Ａの線圧分布の例を示しており、第１の実施の形態の内燃機関構造における、ガスケット２０のヘッド側ボアビード部２１Ａに掛けられている線圧を計測（あるいはシミュレーション）した例を示している。図８において、点線にて示す線圧分布は内燃機関の冷間時（常温時）の線圧分布である本願常温線圧分布ＲＴＡを示し、実線にて示す線圧分布は内燃機関の暖機後（高温時）の線圧分布である本願暖機後線圧分布ＨＴＡを示している。なお、排気側ボルトと吸気側ボルトは、内燃機関の冷間時（常温時）において、同一の締め付けトルクにて締め付けられている。

また、線圧（応力）の分布とガスケットにおけるボルト孔の位置との相対的な関係を明確にするため、例としてシリンダに対するボルト孔（２２Ｅ、２２Ｄ、２４Ｅ、２４Ｄ）の位置を図８に重ねて示している。図８は、ヘッド側ボアビード部２１Ａにおける線圧［Ｎ／ｍｍ］の分布を示すレーダーチャートであり、ヘッド側ボアビード部２１Ａ（図４、
図５参照）の周方向に沿った線圧［Ｎ／ｍｍ］の分布を示している。図８において、円の中心（中心軸線ＣＰ４の位置）は線圧０を示し、それぞれの円は線圧の大きさ（線圧Ｐｒ１～Ｐｒ４）を示し、中心（中心軸線ＣＰ４の位置）から外側へ向かうに従って大きくなる（線圧０＜線圧Ｐｒ１＜線圧Ｐｒ２＜線圧Ｐｒ３＜線圧Ｐｒ４）。

図８からわかるように、第１の実施の形態の内燃機関構造により、冷間時（常温時（例えば２５［℃］時））の本願常温線圧分布ＲＴＡでは、排気ポート側（対称軸線ＪＫ１よりも上側）の線圧分布は、吸気ポート側（対称軸線ＪＫ１よりも下側）の線圧分布よりも線圧が小さい。しかし、暖機後（高温時）の本願暖機後線圧分布ＨＴＡでは、対称軸線ＪＫ１に対して、排気ポート側（対称軸線ＪＫ１よりも上側）の線圧分布と、吸気ポート側（対称軸線ＪＫ１よりも下側）の線圧分布は、ほぼ線対称の線圧となり、差が小さくなっている。従って、ガスケット２０の偏摩耗や変形を抑制することができる。

以上に説明した第１の実施の形態では、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１＝吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１、かつ、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１、に設定した例を説明した。しかし、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１＞吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１、かつ、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＝吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１、と設定してもよい。あるいは、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１＞吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１、かつ、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＜吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１、と設定してもよい。これにより、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１を、吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長く設定することができる。

また、ガスケット２０のヘッド側ボアビード部２１Ａと、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍと、の接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布（図８に示す本願暖機後線圧分布ＨＴＡにおける対称軸線ＪＫ１の上側）と、内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布（図８に示す本願暖機後線圧分布ＨＴＡにおける対称軸線ＪＫ１の下側）と、の差が低減するように、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１及び吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１の長さが調整されている。なお、前記の「線圧分布の差が低減するように」とは、図８に示す本願暖機後線圧分布ＨＴＡの排気側（対称軸線ＪＫ１の上側）を、対称軸線ＪＫ１にて折り返した際、本願暖機後線圧分布ＨＴＡの吸気側と、排気側とが、より一致して重なった状態に近づくように、という意味である。なお、線圧分布の差が低減するように、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１及び吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１の長さを調整することは、実物を用いた実験や、シミュレーション等にて行うことができる。

●［第２の実施の形態（図５、図７）］
次に図５、図７を用いて、第２の実施の形態の内燃機関構造について説明する。第２の実施の形態では、シリンダブロック１０の構造を工夫することで、暖機後（高温時）の吸気ポート側の線圧分布と、暖機後（高温時）の排気ポート側の線圧分布と、の差をより小さくする。

図５に示すように、第１の実施の形態と同様、ガスケット２０は、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍと、シリンダヘッド３０の下端面３０Ｍと、の間に挟み込まれている。そしてシリンダブロック１０とシリンダヘッド３０は、内燃機関の冷間時（常温時）において所定トルクで締め付けられた複数の吸気側ボルト４２（図１参照）と複数の排気側ボルト４４（図１参照）にて、ガスケット２０を押しつぶすように固定されている。

図５において、排気側ボルト４４が、シリンダブロック１０をシリンダヘッド３０の側に押し付ける押付力を付与している個所（排気側ボルト４４とシリンダブロック１０との締結個所）を排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２とする。また、吸気側ボルト４２が、シリンダブロック１０をシリンダヘッド３０の側に押し付ける押付力を付与している個所（吸気側ボルト４２とシリンダブロック１０との締結個所）を吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２とする。

また図５において、ガスケット２０のブロック側ボアビード部２１Ｂと、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍと、の接触個所において、排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２に最も近い位置を排気側シリンダブロック作用点２０Ｂ２（図４参照）とする。また、ガスケット２０のブロック側ボアビード部２１Ｂと、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍと、の接触個所において、吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２に最も近い位置を吸気側シリンダブロック作用点２０Ａ２（図４参照）とする。

そして図５において、排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２から、排気側シリンダブロック作用点２０Ｂ２までにおいて、シリンダブロック１０に設けられた空洞部であるブロック側空洞部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２を除いた実体部での最短経路の距離を排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２とする。また図５において、吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２から、吸気側シリンダブロック作用点２０Ａ２までにおいて、ブロック側空洞部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２を除いた実体部での最短経路の距離を吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２とする。なお、ブロック側空洞部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２は、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される（循環される）ブロック側ジャケット部である。

また図５において、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍから排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２までの距離を排気側ブロック締結距離ＳＢ２とする。また、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍから吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２までの距離を吸気側ブロック締結距離ＳＡ２とする。

また図５において、排気側シリンダブロック作用点２０Ｂ２から、対応する排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２までのシリンダブロック１０内、及び、吸気側シリンダブロック作用点２０Ａ２から、対応する吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２までのシリンダブロック１０内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流れるブロック側空洞部１０Ａ２、１０Ｂ２（ブロック側ジャケット部）が形成されている。そして排気側シリンダブロック作用点２０Ｂ２からブロック側空洞部１０Ｂ２（ブロック側ジャケット部）までのシリンダブロック１０の実体部の肉厚を排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２とする。また吸気側シリンダブロック作用点２０Ａ２からブロック側空洞部１０Ａ２（ブロック側ジャケット部）までのシリンダブロック１０の実体部の肉厚を吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２とする。

図５に示す例では、排気側ブロック締結距離ＳＢ２＝吸気側ブロック締結距離ＳＡ２に設定されているが、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２に設定されている。これにより、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２が、吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長く設定されている。

ここで図７に示す模式図は、排気側ボルト・ブロック力点４０Ｂ２の位置と、吸気側ボルト・ブロック力点４０Ａ２の位置が同じ位置、かつ、排気側シリンダブロック作用点２０Ｂ２の位置と、吸気側シリンダブロック作用点２０Ａ２の位置が同じ位置の場合において、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２とした際の、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２と吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２の長さの違いを示している。この図７の模式図からわかるように、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２の場合では、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２は、吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長くなる。なお、排気側ブロック締結距離ＳＢ２（図５参照）を、吸気側ブロック締結距離ＳＡ２（図５参照）よりも長くした場合は、説明するまでもなく、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２が、吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長くなる。

排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２が吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長い場合、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２が吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２と同じ場合と比較して、排気側の熱膨張量が緩和される。また、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２により、薄肉の排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２のほうが剛性が低くなる。

以上の説明では、図４に示すＶ－Ｖの位置（ボルト孔２４Ｄとボルト孔２２Ｄの位置）の例で説明したが、同様の位置は複数ある（例えば、ボルト孔２４Ｅとボルト孔２２Ｅの位置）。従って、それぞれの排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２は、それぞれの吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長く設定されている。

●［第２の実施の形態の内燃機関構造の場合の線圧分布（図８）］
第２の実施の形態の場合も、第１の実施の形態と同様の、図８に示す線圧分布を得ることができる。なお図８の線圧分布についてはすでに説明しているので説明を省略する。

以上に説明した第２の実施の形態では、排気側ブロック締結距離ＳＢ２＝吸気側ブロック締結距離ＳＡ２、かつ、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２、に設定した例を説明した。しかし、排気側ブロック締結距離ＳＢ２＞吸気側ブロック締結距離ＳＡ２、かつ、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＝吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２、と設定してもよい。あるいは、排気側ブロック締結距離ＳＢ２＞吸気側ブロック締結距離ＳＡ２、かつ、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＜吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２、と設定してもよい。これにより、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２を、吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長く設定することができる。

また、ガスケット２０のブロック側ボアビード部２１Ｂと、シリンダブロック１０の上端面１０Ｍと、の接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布（図８に示す本願暖機後線圧分布ＨＴＡにおける対称軸線ＪＫ１の上側）と、内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布（図８に示す本願暖機後線圧分布ＨＴＡにおける対称軸線ＪＫ１の下側）と、の差が低減するように、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２及び吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２の長さが調整されている。なお、前記の「線圧分布の差が低減するように」とは、本願暖機後線圧分布ＨＴＡの排気側（対称軸線ＪＫ１の上側）を、対称軸線ＪＫ１にて折り返した際、本願暖機後線圧分布ＨＴＡの吸気側と、排気側とが、より一致して重なった状態に近づくように、という意味である。なお、線圧分布の差が低減するように、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２及び吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２の長さを調整することは、実物を用いた実験や、シミュレーション等にて行うことができる。

●［従来の内燃機関構造の場合の線圧分布（図９）］
図９は、従来の内燃機関構造の場合における線圧分布の例を示している。なお、従来の内燃機関構造とは、図５に示す構造に対して、排気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＢ１＝吸気側ヘッド・ジャケット肉厚ＴＡ１、かつ、排気側ヘッド締結距離ＳＢ１＝吸気側ヘッド締結距離ＳＡ１にて、排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１＝吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１、に設定された構造である。かつ、排気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＢ２＝吸気側ブロック・ジャケット肉厚ＴＡ２、かつ、排気側ブロック締結距離ＳＢ２＝吸気側ブロック締結距離ＳＡ２にて、排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２＝吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２、に設定された構造である。

図９は、従来の内燃機関構造における、ガスケットのヘッド側ボアビード部に掛けられている線圧を計測（あるいはシミュレーション）した例を示している。図９において、点線にて示す線圧分布は内燃機関の冷間時（常温時）の線圧分布である従来常温線圧分布ＲＴＺを示し、実線にて示す線圧分布は内燃機関の暖機後（高温時）の線圧分布である従来暖機後線圧分布ＨＴＺを示している。なお、排気側ボルトと吸気側ボルトは、内燃機関の冷間時（常温時）において、同一の締め付けトルクにて締め付けられている。

図９からわかるように、従来の内燃機関構造では、冷間時（常温（例えば２５［℃］）時）である従来常温線圧分布ＲＴＺは、吸気ポート側（図９における対称軸線ＪＫ１よりも下側）と、排気ポート側（図９における対称軸線ＪＫ１よりも上側）とは、対称軸線ＪＫ１に対してほぼ線対称となっており、差が小さい（吸気側と排気側との差が小さい）。これは、排気側ボルトと吸気側ボルトは、内燃機関の冷間時（常温時）において、同一の締め付けトルクにて締め付けられていることに起因している。なお、ボルト孔２２Ｅ、２２Ｄ、２４Ｅ、２４Ｄの近傍の線圧は、他の場所の線圧よりも大きくなる傾向がある。

しかし、図９からわかるように、従来の内燃機関構造では、暖機後（高温時）である従来暖機後線圧分布ＨＴＺは、吸気ポート側も排気ポート側も線圧が増加するが、排気ボート側の増加度合いが、吸気ポート側の増加度合いよりも大きい。内燃機関の暖機後では、吸気ポート側の内燃機関の温度（例えば１００［℃］程度）に対して、排気ポート側の内燃機関の温度（例えば６００［℃］程度）のほうが非常に高くなる。従って、シリンダブロック、シリンダヘッドでは、吸気側の熱膨張量よりも排気側の熱膨張量のほうが大きくなり、吸気側ボルトの熱膨張量よりも排気側ボルトの熱膨張量のほうが大きくなる。このため、図９からわかるように、従来の内燃機関構造では、暖機後（高温時）である従来暖機後線圧分布ＨＴＺは、吸気ポート側（図９における対称軸線ＪＫ１よりも下側）よりも、排気ポート側（図９における対称軸線ＪＫ１よりも上側）のほうが全体的に線圧が高くなる。これにより、各部分の相対的な熱膨張量の差が発生してガスケットとシリンダヘッド（またはガスケットとシリンダブロック）の接触個所が偏摩耗したり、ガスケットに掛けられる線圧の差によるガスケットの変形等が発生したりする可能性があるので、好ましくない。

●［本願の効果］
以上に説明したように、第１の実施形態の内燃機関構造では、シリンダヘッド３０の構造を工夫して、図５に示す排気側ヘッド熱伝達距離ＸＢ１を、吸気側ヘッド熱伝達距離ＸＡ１よりも長く設定する。これにより、ガスケット２０のヘッド側ボアビード部２１Ａにかかる吸気側の線圧分布と、排気側の線圧分布と、の差を小さくすることが可能となり、燃焼室周辺の部品（例えばガスケット２０）の変形や偏摩耗を回避することができる。また、吸気側ボルトと排気側ボルトを、同じ材質、同じ締め付けトルクとしているので、誤組み付けを防止できる。

また、第２の実施形態の内燃機関構造では、シリンダブロック１０の構造を工夫して、図５に示す排気側ブロック熱伝達距離ＸＢ２を、吸気側ブロック熱伝達距離ＸＡ２よりも長く設定する。これにより、ガスケット２０のブロック側ボアビード部２１Ｂにかかる吸気側の線圧分布と、排気側の線圧分布と、の差を小さくすることが可能となり、燃焼室周辺の部品（例えばガスケット２０）の変形や偏摩耗を回避することができる。また、吸気側ボルトと排気側ボルトを、同じ材質、同じ締め付けトルクとしているので、誤組み付けを防止できる。

本発明の内燃機関構造は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、本発明の内燃機関構造は、４気筒に限定されず、単数のあるいは複数の気筒を有する内燃機関に適用できる。

本実施の形態にて説明した内燃機関構造は、一般車両、産業車両、発電システム等、種々の用途、種々の燃料の内燃機関に適用することができる。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１内燃機関
１０シリンダブロック
１０Ａ１、１０Ａ２ブロック側空洞部（ブロック側ジャケット部）
１０Ｂ１、１０Ｂ２ブロック側空洞部（ブロック側ジャケット部）
１０Ｃシリンダ
１０Ｍ上端面
１２、１２Ａ～１２Ｅボルト締結孔
１４、１４Ａ～１４Ｅボルト締結孔
２０ガスケット（ヘッドガスケット）
２０Ｃ、２０Ｃ１～２０Ｃ４ガスケット孔部
２０Ａ１吸気側シリンダヘッド作用点
２０Ｂ１排気側シリンダヘッド作用点
２０Ａ２吸気側シリンダブロック作用点
２０Ｂ２排気側シリンダブロック作用点
２１Ａヘッド側ボアビード部
２１Ｂブロック側ボアビード部
２２、２２Ａ～２２Ｅボルト孔
２４、２４Ａ～２４Ｅボルト孔
３０シリンダヘッド
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃヘッド側空洞部（ヘッド側ジャケット部）
３０Ｍ下端面
３２、３２Ａ～３２Ｅボルト挿通孔
３４、３４Ａ～３４Ｅボルト挿通孔
４０Ａ１吸気側ボルト・ヘッド力点
４０Ｂ１排気側ボルト・ヘッド力点
４０Ａ２吸気側ボルト・ブロック力点
４０Ｂ２排気側ボルト・ブロック力点
４２吸気側ボルト（ヘッドボルト）
４４排気側ボルト（ヘッドボルト）
ＣＰ１～ＣＰ４中心軸線
ＪＫ１対称軸線
ＨＴＡ本願暖機後線圧分布
ＲＴＡ本願常温線圧分布
ＨＴＺ従来暖機後線圧分布
ＲＴＺ従来常温線圧分布
ＳＡ１吸気側ヘッド締結距離
ＳＢ１排気側ヘッド締結距離
ＳＡ２吸気側ブロック締結距離
ＳＢ２排気側ブロック締結距離
ＴＡ１吸気側ヘッド・ジャケット肉厚
ＴＢ１排気側ヘッド・ジャケット肉厚
ＴＡ２吸気側ブロック・ジャケット肉厚
ＴＢ２排気側ブロック・ジャケット肉厚
ＸＡ１吸気側ヘッド熱伝達距離
ＸＢ１排気側ヘッド熱伝達距離
ＸＡ２吸気側ブロック熱伝達距離
ＸＢ２排気側ブロック熱伝達距離

Claims

シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定されている、内燃機関構造において、
複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、
前記ガスケットには、対向しているシリンダの形状に沿う孔部であるガスケット孔部が形成されており、
前記ガスケット孔部の周囲には、対向している前記シリンダの形状に沿って前記シリンダヘッドの側に突出するヘッド側ボアビード部が形成されており、
それぞれの前記排気側ボルトが前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの排気側ボルト・ヘッド力点から、前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所においてそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点に最も近い位置となるそれぞれの排気側シリンダヘッド作用点までにおいて、前記シリンダヘッドに設けられた空洞部であるヘッド側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの排気側ヘッド熱伝達距離と、
それぞれの前記吸気側ボルトが前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの吸気側ボルト・ヘッド力点から、前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所においてそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点に最も近い位置となるそれぞれの吸気側シリンダヘッド作用点までにおいて、前記シリンダヘッドに設けられた前記ヘッド側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの吸気側ヘッド熱伝達距離と、
を有しており、
それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離は、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項１に記載の内燃機関構造であって、
それぞれの前記排気側シリンダヘッド作用点から、対応するそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点までの前記シリンダヘッド内、及び、それぞれの前記吸気側シリンダヘッド作用点から、対応するそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点までの前記シリンダヘッド内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される前記ヘッド側空洞部であるヘッド側ジャケット部がそれぞれ形成されており、
前記排気側シリンダヘッド作用点から前記ヘッド側ジャケット部までの前記シリンダヘッドの実体部の肉厚である排気側ヘッド・ジャケット肉厚が、
前記吸気側シリンダヘッド作用点から前記ヘッド側ジャケット部までの前記シリンダヘッドの実体部の肉厚である吸気側ヘッド・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定されていることで、それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項１または２に記載の内燃機関構造であって、
前記シリンダヘッドの下端面からそれぞれの前記排気側ボルト・ヘッド力点までの距離であるそれぞれの排気側ヘッド締結距離が、
前記シリンダヘッドの下端面からそれぞれの前記吸気側ボルト・ヘッド力点までの距離であるそれぞれの吸気側ヘッド締結距離よりも長く設定されていることで、それぞれの前記排気側ヘッド熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ヘッド熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関構造であって、
前記ガスケットの前記ヘッド側ボアビード部と前記シリンダヘッドの下端面との接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布と、前記内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布との差が低減するように前記排気側ヘッド熱伝達距離及び前記吸気側ヘッド熱伝達距離の長さが調整されている、
内燃機関構造。
シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定されている、内燃機関構造において、
複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、
前記ガスケットには、対向しているシリンダの形状に沿う孔部であるガスケット孔部が形成されており、
前記ガスケット孔部の周囲には、対向している前記シリンダの形状に沿って前記シリンダブロックの側に突出するブロック側ボアビード部が形成されており、
それぞれの前記排気側ボルトが前記シリンダブロックを前記シリンダヘッドの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの排気側ボルト・ブロック力点から、前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所においてそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点に最も近い位置となるそれぞれの排気側シリンダブロック作用点までにおいて、前記シリンダブロックに設けられた空洞部であるブロック側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの排気側ブロック熱伝達距離と、
それぞれの前記吸気側ボルトが前記シリンダブロックを前記シリンダヘッドの側へ押し付ける押付力を付与しているそれぞれの吸気側ボルト・ブロック力点から、前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所においてそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点に最も近い位置となるそれぞれの吸気側シリンダブロック作用点までにおいて、前記シリンダブロックに設けられた前記ブロック側空洞部を除いた実体部での最短経路の距離であるそれぞれの吸気側ブロック熱伝達距離と、
を有しており、
それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離は、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項５に記載の内燃機関構造であって、
それぞれの前記排気側シリンダブロック作用点から、対応するそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点までの前記シリンダブロック内、及び、それぞれの前記吸気側シリンダブロック作用点から、対応するそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点までの前記シリンダブロック内には、冷却用クーラントまたは潤滑油が流される前記ブロック側空洞部であるブロック側ジャケット部がそれぞれ形成されており、
前記排気側シリンダブロック作用点から前記ブロック側ジャケット部までの前記シリンダブロックの実体部の肉厚である排気側ブロック・ジャケット肉厚が、
前記吸気側シリンダブロック作用点から前記ブロック側ジャケット部までの前記シリンダブロックの実体部の肉厚である吸気側ブロック・ジャケット肉厚よりも薄肉に設定されていることで、それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項５または６に記載の内燃機関構造であって、
前記シリンダブロックの上端面からそれぞれの前記排気側ボルト・ブロック力点までの距離であるそれぞれの排気側ブロック締結距離が、
前記シリンダブロックの上端面からそれぞれの前記吸気側ボルト・ブロック力点までの距離であるそれぞれの吸気側ブロック締結距離よりも長く設定されていることで、それぞれの前記排気側ブロック熱伝達距離が、それぞれの前記吸気側ブロック熱伝達距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。
請求項５～７のいずれか一項に記載の内燃機関構造であって、
前記ガスケットの前記ブロック側ボアビード部と前記シリンダブロックの上端面との接触個所における、内燃機関の暖機後の排気側の線圧分布と、前記内燃機関の暖機後の吸気側の線圧分布との差が低減するように前記排気側ブロック熱伝達距離及び前記吸気側ブロック熱伝達距離の長さが調整されている、
内燃機関構造。