JPH09250393A - 往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの密封構造およびその密封構造の組付け方法。 - Google Patents

往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの密封構造およびその密封構造の組付け方法。

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JPH09250393A
JPH09250393A JP8326526A JP32652696A JPH09250393A JP H09250393 A JPH09250393 A JP H09250393A JP 8326526 A JP8326526 A JP 8326526A JP 32652696 A JP32652696 A JP 32652696A JP H09250393 A JPH09250393 A JP H09250393A
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cylinder head
ring
gasket
internal combustion
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Takamasa Onda
隆雅 恩田
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダとシリンダヘッドとをガスケットを
介して相互に着脱自在に結合する往復型内燃機関におい
て、大きな密封効果を発揮させるシリンダとシリンダヘ
ッドとの密封構造を提供することにある。 【解決手段】 シリンダブロック３におけるシリンダス
リーブ８のシリンダ孔10のシリンダヘッド当接側端部に
は、シリンダ孔10の内周面より前記シリンダヘッド４と
の当接端面８ａに向かってその内径が次第に拡大する切
欠き傾斜面たる切欠き円錐面34が形成されるとともに、
前記シリンダブロック３およびシリンダヘッド４に介装
される軟鋼またはステンレス鋼製の無端リング状ガスケ
ット35のシリンダ側外周部には、前記シリンダ孔10の切
欠き円錐面34に密接しうる先細傾斜面たる先細円錐面36
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダとシリン
ダヘッドとをガスケットを介して相互に着脱自在に結合
する往復型内燃機関において、大きな密封効果を発揮さ
せるシリンダとシリンダヘッドとの密封構造およびその
組付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】シリンダとシリンダヘッドとが組立・分解
自在に結合される往復型内燃機関において、シリンダお
よびシリンダヘッドに介装されて、両者を気密に密封す
るガスケットには、石綿のような不燃性繊維を織成した
板状基板の外表面を薄金属板で被覆したセミメタリック
ガスケットや、薄金属板においてシリンダ孔に対応した
開口に沿いビードが１条または複数条同心状に形成され
たメタルガスケットがあった（実開平５−７３３６０号
公報参照）。
【０００３】またシリンダ端面にシリンダ孔より大径の
環状溝を同芯状に形成し、横断面形状が円形の金属製無
端リングを該環状溝に嵌装した往復型内燃機関もあった
（実開昭５９−６０３６５号公報参照）。
【０００４】
【解決しようとする課題】セミメタリックガスケットで
は、素材を複数種類必要とするとともに構造が複雑であ
るので、生産性が低く、コスト高であり、また基板が熱
良導体でないので、シリンダヘッドの熱がシリンダへ伝
達され難く、燃焼室のシリンダヘッド側壁面が高温とな
って、異常燃焼を起こし易かった。
【０００５】また実開平５−７３３６０号公報記載の薄
金属板製メタルガスケットでは、密封性を確保するため
には、実公平６−３７２３８号公報に示されるように、
複数板必要として、コストダウンが困難であり、内燃機
関の高出力化に適応すべく、シリンダとシリンダヘッド
とを相互に緊締する締付けボルトの締付け力を高めるに
は、締付け歪の増大により、ガスケット面の平坦度と各
部の寸法精度に制約があった。
【０００６】そしてセミメタリックガスケットも薄金属
板製メタルガスケットも、密封性確保のために、シリン
ダとシリンダヘッドとの合わせ面の剛性を必要とする結
果、シリンダとシリンダヘッドとの肉厚が厚くなり、内
燃機関の軽量化が困難であった。
【０００７】さらに実開昭５９−６０３６５号公報記載
のものでは、金属製無端リングの周面に加えられる直径
方向の圧縮力による該無端リングの変形量は、初期状態
では比較的大きいが、変形が進むにつれて急激に変形増
加量が低下するため、前記無端リングの太さのばらつ
き、前記環状溝の深さ誤差、シリンダおよびシリンダヘ
ッドの当接面の平面度の狂いを前記無端リングの変形で
充分に吸収することができず、これら無端リング、環状
溝、シリンダおよびシリンダヘッドの当接面の加工精度
を極めて高い水準に維持しなければ、シリンダとシリン
ダヘッドとの当接部を確実に密封することができなかっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段および効果】本発明は、こ
のような難点を克服した往復型内燃機関の改良に係り、
シリンダとシリンダヘッドとにガスケットが介装された
状態にて、緊締固定手段により該シリンダとシリンダヘ
ッドとが相互に引寄せられてシリンダとシリンダヘッド
とが密封される往復型内燃機関において、 前記緊締固
定手段により前記シリンダおよびシリンダヘッドを介し
て挟圧されるリング状ガスケットにそのリング周方向に
沿う圧縮力が導入されるように、該リング状ガスケット
外周面に先細傾斜面が形成されるとともに、該リング状
ガスケットの先細傾斜面に密接しうる傾斜面が前記シリ
ンダまたはシリンダヘッドに形成されたことを特徴とす
るものである。
【０００９】本発明は前記したように構成されているの
で、前記緊締固定手段により、前記シリンダとシリンダ
ヘッドとを相互に引寄せるように両者に力を加えると、
該シリンダおよびシリンダヘッドに介装されたリング状
ガスケットは、その先細傾斜外周面と、前記シリンダま
たはシリンダヘッドの傾斜面との相対的な摺動によって
該シリンダまたはシリンダヘッドの傾斜面奥部に圧入さ
れて、前記リング状ガスケットの先細傾斜面と前記シリ
ンダまたはシリンダヘッドの傾斜面とに楔力による大き
な法線力が発生し、両傾斜面がその法線力によって相互
に強く圧接されて、両傾斜面間の密封性が増大し、また
前記リング状ガスケットに当接する前記シリンダヘッド
またはシリンダの当接面が正確な平面からずれて例えば
波打つように形成されていたとしても、これらシリンダ
ヘッドまたはシリンダの当接面の凹凸に対応して前記リ
ング状ガスケットは適正に弯曲して、該リング状ガスケ
ットと前記シリンダヘッドまたはシリンダとの当接面が
該リング状ガスケットの全周に亘り相互に緊密に当接
し、この部分での密封性も増大する。このため、内燃機
関の運転時に発生する高圧燃焼ガスが該シリンダおよび
シリンダヘッド間から漏洩することが確実に阻止され
る。
【００１０】また本発明においては、高温高圧燃焼ガス
が触れるシリンダとシリンダヘッドとの当接面を前記リ
ング状ガスケットでもって密封したため、該シリンダお
よびシリンダヘッド内の冷却水通路を密封するガスケッ
トを、前記高温高圧燃焼ガス密封用のリング状ガスケッ
トに対して別体に構成することができ、その結果、前記
冷却水密封用ガスケットを耐熱性は低くても弾性に富ん
だ軟質材料で構成して、高い水密性を保持させることが
できる。
【００１１】さらに本発明では、シリンダとシリンダヘ
ッドとで画成された燃焼室を密封するガスケットが細い
リング状であるため、シリンダとシリンダヘッドとの当
接面を拡大する必要がなく、内燃機関内の小型軽量化を
推進することができる。
【００１２】さらにまた前記リング状ガスケットが無端
状である場合には、高圧燃焼ガスが発生する機関運転時
において、前記無端リング状ガスケットは、高温の燃焼
ガスの熱を集中的に受けて、傾斜面が形成されているシ
リンダまたはシリンダヘッドに比べ大きく熱膨張しよう
とし、該無端リング状ガスケツの先細傾斜面とシリンダ
またはシリンダヘッドの傾斜面とに大きな圧接力が発生
し、密封性が一段と向上する。
【００１３】また請求項２記載のように本発明を構成す
ることにより、前記請求項１記載の発明と同様作用効果
を奏することができる。
【００１４】さらに請求項３記載のように本発明を構成
することにより、シリンダとシリンダヘッドとの当接部
分の相対的な位置ずれがあっても、前記シリンダヘッド
の平面状端面、またはシリンダの平面状端面が前記リン
グ状ガスケットの平面状端面と常に密接することができ
て、高い密封性を保持することができる。
【００１５】さらにまた請求項４記載のように本発明を
構成することにより、各シリンダを孔開口部を囲む密封
部分の巾を狭くして、各シリンダ孔相互の間隔を縮小で
きるので、往復型内燃機関の小型・軽量化を図ることが
できる。
【００１６】しかも、請求項４記載の発明を水冷式往復
型内燃機関に適用することにより、各シリンダ孔を囲ん
だウォータジャケットの開口部の内縁と外縁とをそれぞ
れ密封するガスケットを、各シリンダ孔開口部を密封す
るガスケットと別体に構成することができるので、前記
ウォータジャケット密封用ガスケットに弾力性に富んだ
軟質ガスケットを用いることができ、冷却系の密封性も
容易に確保することができる。
【００１７】また請求項５記載のように本発明を構成す
ることにより、前記シリンダ孔表面およびシリンダヘッ
ドの下面の凹凸に対応して、前記リング状ガスケット表
面の軟質金属薄膜層が局部的に容易に変形でき、かつ前
記シリンダ孔およびシリンダヘッド下面と前記リング状
ガスケット表面と当接面間の摩擦が軽減できる結果、シ
リンダとシリンダヘッドとの当接部の密封性が向上す
る。
【００１８】さらに請求項６記載のように本発明を構成
することにより、前記リング状ガスケット表面と、該リ
ング状ガスケットに当接するシリンダ孔表面およびシリ
ンダヘッド下面との摩擦を大巾に低下できるため、シリ
ンダとシリンダヘッドとの当接部の密封性をさらに一層
向上させることができる。
【００１９】さらにまた請求項７記載のように本発明を
構成することにより、請求項６記載の発明における効果
をより確実に達成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１ないし図９に図示され
た本発明の一実施形態について説明する。空冷頭上弁式
単気筒４サイクル内燃機関１は、図示されない自動二輪
車に、クランクシャフト７が車巾方向に指向するように
搭載され、アルミニウムまたはアルミニューム合金製ク
ランクケース２上にこれと同様の材質のシリンダブロッ
ク３、シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５
が順次重ねられ、これらを上方から下方に向かって貫通
する４本のボルト６でもって、クランクケース２、シリ
ンダブロック３、シリンダヘッド４およびシリンダヘッ
ドカバー５は相互に一体に結合されている（なお図１に
おいて、シリンダブロック３の貫通したボルト６の延長
線上にシリンダヘッドカバー５に隣接したボルト６が位
置していないのは、シリンダブロック３の右断面は、ク
ランクシャフト７やカムシャフト22を通る断面と異なっ
た個所で裁断されているためである）。
【００２１】またクランクシャフト７はクランクケース
２に回転自在に枢支され、シリンダブロック３には耐摩
耗性と機械的強度の高い鋳鉄製のシリンダスリーブ８
が、シリンダブロック３の鋳造時に、車体前方に向かっ
て一体に鋳込まれ、該シリンダスリーブ８の外周には、
該シリンダスリーブ８の中心軸方向付着力を高めるため
の周方向突条９がシリンダスリーブ中心軸方向に亘り所
定間隔毎に隆設され、該シリンダスリーブ８のシリンダ
孔10には上下に摺動自在にピストン11が嵌装され、該ピ
ストン11のピストンピン12とクランクシャフト７のクラ
ンクピン13とにコネクティングロッド14の両端が回転自
在に枢着されており、シリンダヘッド４の下面中央の略
半球状凹面15とシリンダブロック３のシリンダ孔10とピ
ストン11の頂面11ａとで画成される燃焼室16にて、ピス
トン11の上死点近傍で間欠的に点火プラグ17でもって点
火生成される燃焼ガスにより、ピストン11が下方へ押圧
され、その押圧力によりクランクシャフト７は回転駆動
されるようになっている。
【００２２】さらにシリンダ４の上下側（図２では左右
側）に、クランクシャフト７に対し、直交した平面に沿
い、大径の吸気ポート18とこれにより小径の排気ポート
19が形成され、該吸気ポート18および排気ポート19の燃
焼室側開口に大径の吸気バルブ20および小径の排気バル
ブ21がそれぞれ開閉可能に設けられている。
【００２３】しかして略半球状凹面15を前記吸気ポート
18および排気ポート19の中心を通る面で切断した略半円
状円弧上に、大径の吸気バルブ20および小径の排気バル
ブ21の拡頭部両端が位置するように、該吸気バルブ20お
よび排気バルブ21を配置すると、図２に図示されるよう
に吸気バルブ20の中心線と排気バルブ21の中心線との交
点は、シリンダ孔10の中心線上に位置し、かつ吸気バル
ブ20の中心線とシリンダ孔10の中心線とのなす角θ
1 と、排気バルブ21の中心線とシリンダ孔10の中心線と
のなす角θ2 とには、吸気バルブ20の拡頭部の径が排気
バルブ21の拡頭部の径に比べて大きいため、 θ1 ＞ θ2 なる関係が成立する。
【００２４】その結果、吸気バルブ20の頂端は、シリン
ダ孔10の中心線に接近する個所に位置するとともに、排
気バルブ21の頂端は、シリンダ孔10の中心線から離れる
個所に位置する。そしてカムシャフト22は、吸気バルブ
20および排気バルブ21の各頂端から等距離の個所、すな
わち、シリンダ孔10の中心線からδだけ排気バルブ21寄
にオフセットされて、図１に図示されるように、ベアリ
ング23, 24を介してシリンダヘッド４に回転自在に枢着
されている。
【００２５】さらにまた図２に図示されるように、カム
シャフト22に対して、上下（図では左右）に等距離離れ
た個所にて、ロッカアームシャフト25,26 が車巾方向に
指向してシリンダヘッド４に貫通支持され、該ロッカア
ームシャフト25,26 にロッカーアーム27,28 が揺動自在
に枢支され、図１に図示されるように、クランクシャフ
ト７にドライブスプロケット29が一体に嵌着され、該ド
ライブスプロケット29の倍の歯数のドリブンスプロケッ
ト30がカムシャフト22に嵌着され、該ドライブスプロケ
ット29およびドリブンスプロケット30にカムチエン31が
架渡されており、クランクシャフト７が２回転する毎
に、吸気バルブ20および排気バルブ21が所要のタイミン
グで１回開閉駆動されるようになっている。
【００２６】しかも図１に図示されるように、クランク
シャフト７の左側と右側とに発電機32とクラッチ33とが
それぞれ配設され、該クラッチ33は図示されないクラッ
チおよび変速機を介して後車輪に接続されている。
【００２７】また図３ないし図５に図示されるように、
シリンダブロック３におけるシリンダスリーブ８のシリ
ンダ孔10のシリンダヘッド当接側端部には、シリンダ孔
10の内周面より前記シリンダヘッド４との当接端面８ａ
に向かってその内径が次第に拡大する切欠き傾斜面たる
切欠き円錐面34が形成されるとともに、前記シリンダブ
ロック３およびシリンダヘッド４に介装される軟鋼また
はステンレス鋼製の無端リング状ガスケット35のシリン
ダ側外周部には、前記シリンダ孔10の切欠き円錐面34に
密接しうる先細傾斜面たる先細円錐面36が形成され、無
端リング状ガスケット35の巾ｗは無端リング状ガスケッ
ト35の外径Ｄに対して約2.23％、無端リング状ガスケッ
ト35の厚さｔは無端リング状ガスケット35の外径Ｄに対
して約3.13％の比率となるように無端リング状ガスケッ
ト35は構成されている。
【００２８】さらにまた無端リング状ガスケット35の先
細円錐面36がシリンダスリーブ８の切欠き円錐面34に軽
く当接するように、無端リング状ガスケット35がシリン
ダスリーブ８に嵌合された状態では、無端リング状ガス
ケット35の上端平面37はシリンダスリーブ８の当接端面
８ａよりも僅かに突出するような寸法関係に切欠き円錐
面34および無端リング状ガスケット35は形成されてお
り、ボルト６が強く緊締された状態において、無端リン
グ状ガスケット35の先細円錐面36はシリンダスリーブ８
の切欠き円錐面34に沿って摺動して、無端リング状ガス
ケット35の周方向圧縮力により、無端リング状ガスケッ
ト35の上端平面37がシリンダスリーブ８の当接端面８ａ
と略同じ高さとなる迄に、無端リング状ガスケット35が
シリンダスリーブ８の切欠き円錐面34内に圧入されるよ
うになっている。
【００２９】また前記シリンダスリーブ８の外周の前後
左右４個所に、ボルト６を挿通するためのボルト挿通孔
38を包囲する軸方向膨出部39が突設されている。
【００３０】さらに図２に図示されるように、吸気バル
ブ20側のロッカアームシャフト25と排気バルブ21側のロ
ッカアームシャフト26とは、シリンダ孔10の中心線Ｘと
平行でカムシャフト22の中心を通る中心線Ｙに対し相等
しい間隔αを存して配置されるように、ロッカアームシ
ャフト25, 26を枢支する枢支孔40, 41は、シリンダヘッ
ド４に形成され、図６に図示されるように、該枢支孔4
0, 41の内、ドリブンスプロケット30側すなわち車体左
側の軸支孔40L , 41L （40L のみ図示され、41Lは図示
されていない）は盲孔になっているとともに、ドリブン
スプロケット30と反対側すなわち車体右側の軸支孔4
0R , 41R （40R のみ図示され、41R は図示されていな
い）は、上方右側ボルト挿通孔38UR, 38UR（38URは図示
されず）と直交して右方へ開口している。
【００３１】また図７に図示されるように、左方のボル
ト挿通孔38UL, 38DL（図７は正面図であるので左右逆に
見える）は同一鉛直面上に配置されるとともに、右方の
ボルト挿通孔38UR, 38DRも同一鉛直面上に配置され、し
かも下方のボルト挿通孔38DL, 38DRも同一平面上に配置
されているが、上方のボルト挿通孔38UL, 38URでは、上
方左側のボルト挿通孔38ULの方が上方右側のボルト挿通
孔38URよりも僅かに上方に配置されている。
【００３２】さらに４本のボルト挿通孔38内，右上下の
ボルト挿通孔38UR，38DR内には潤滑油が通過し、左上の
ボルト挿通孔38ULはブリーザ通路に連通しているため、
この３本のボルト挿通孔38UR，38DR，38ULに挿通されて
いる３本のボルト６UR，６DR，６ULの頂部に螺合された
ナットは、頂端が丸い気水密性袋ナットであり、残りの
１本のボルト６DLの頂端に螺合されたナットは、通常の
ナットである。そしてシリンダブロック３およびシリン
ダヘッド４の合せ面における気水密性を必要とするボル
ト挿通孔38UR，38DR，38UL，およびカムチェーン室の開
口縁には、シール用ゴムパッキンが介装されている。
【００３３】図１ないし図９に図示の実施形態は、前記
したように構成されているので、ボルト６を固く締付け
ると、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とは相互
に強く引寄せられて、シリンダブロック３とシリンダヘ
ッド４とに介装された無端リング状ガスケット35の先細
円錐面36がシリンダスリーブ８の切欠き円錐面34に沿っ
て摺動し、先細円錐面36と切欠き円錐面34との摩擦力を
無視すれば、スタッドボルト６の軸方向締付け力Ｐに対
し、切欠き円錐面34、先細円錐面36に生ずる法線力Ｎ
は、図１０に図示されるように、
【数１】Ｎ＝Ｐ／sin α… 式１ ただしαはシリンダ孔10の中心線に対する切欠き円錐面
34の傾斜角である。となり、先細円錐面36と切欠き円錐
面34との摩擦力Ｒを考慮すれば、
【数２】Ｎ＝Ｐ／（sin α＋tan λ・cos α）… 式２ ただしλは摩擦角でtan λは摩擦係数である。となり、
いずれの場合でも、切欠き円錐面34の法線力Ｎは、スタ
ッドボルト６の軸方向締付け力Ｐに比べて大きな値とな
り、切欠き円錐面34に対し先細円錐面36は強く圧接され
て、切欠き円錐面34、先細円錐面36間の密封性が増大す
る。
【００３４】またシリンダヘッド４の当接面４ａが正確
な平面から外れて凹凸に形成されていても、無端リング
状ガスケット35は細くて曲げ変形し易く、しかもシリン
ダスリーブ８の切欠き円錐面34に嵌合されている無端リ
ング状ガスケット35に何等の押込み力が作用していない
状態において無端リング状ガスケット35の上端平面37が
シリンダスリーブ８の当接端面８ａよりもεだけ上方へ
突出するように、切欠き円錐面34および無端リング状ガ
スケット35が形成されているため、シリンダヘッド４の
当接面４ａの凹凸に対応して無端リング状ガスケット35
は適切に弯曲して、無端リング状ガスケット35の上端平
面37とシリンダヘッド４の当接面４ａが無端リング状ガ
スケット35の全周に亘り相互に緊密に当接し、この上端
平面37と当接面４ａとの密封性も増大する。
【００３５】このように、無端リング状ガスケット35は
シリンダスリーブ８の切欠き円錐面34とシリンダヘッド
４の当接面４ａとに対して、緊密に当接して、両当接部
分の密封性が増大するため、単気筒４サイクル内燃機関
１の運転時に燃焼室16内に発生する高圧燃焼ガスがシリ
ンダブロック３のスリーブ当接端面８ａとシリンダヘッ
ド４の当接面４ａとの間から漏洩することが確実に防止
される。
【００３６】さらに高圧燃焼ガスが発生する機関運転時
においては、無端リング状ガスケット35は高温の燃焼ガ
スに触れて、その熱を集中的に受ける結果、シリンダヘ
ッド４やシリンダスリーブ８に比べて大きな熱膨張力が
発生し、シリンダスリーブ８の切欠き円錐面34と無端リ
ング状ガスケット35の先細円錐面36とに生ずる圧接力が
著しく増大し、密封性が一段と向上する。
【００３７】しかも、無端リング状ガスケット35は大き
く熱膨張しようとする反力をシリンダブロック３および
シリンダヘッド４より受けて、周方向に常に圧縮力が導
入されるため、引張りによる破断の惧れが全くない。
【００３８】特に本実形態のように単気筒４サイクル内
燃機関１は空冷であるため、密封部材は、無端リング状
ガスケット35のみで足り、構造が著しく簡略化されて、
大巾なコストダウンが可能となる。
【００３９】しかも燃焼室16を密封するガスケットは、
細い無端リング状ガスケット35であるため、シリンダブ
ロック３とシリンダヘッド４との当接面を広くする必要
がなく、単気筒４サイクル内燃機関１の小型軽量化を図
ることができる。
【００４０】図１ないし図９の本発明の一実施形態で
は、ボルト挿通孔38の周辺部はシリンダスリーブ８の厚
肉膨出部39内に一体化されているため、シリンダスリー
ブ８とシリンダブロック３の地金層との間の接合強度低
下や、相互干渉を回避しながら、シリンダスリーブ８を
太くしてシリンダ孔10の内径を増大し、単気筒４サイク
ル内燃機関１の出力増大を容易に推進することができ
る。
【００４１】このように単気筒４サイクル内燃機関１に
おいては、シリンダブロック３の形状、寸法やボルト挿
通孔38の間隔を変えないでよいため、従来生産に利用し
ていた金型や部品を変更する必要がなく、単気筒４サイ
クル内燃機関１の設計変更に伴なうコストアップを著し
く抑制することができる。
【００４２】またシリンダブロック３の形状、寸法を変
えずにシリンダ孔10の内径を増大することによって、シ
リンダブロック３の横断面積が減少し、スタッドボルト
６の締付け力によるシリンダブロック３の平均締付け圧
縮応力が増大しても、機械的強度の高いシリンダスリー
ブ８が、スタッドボルト６を囲むボルト挿通孔38の周辺
の軸方向膨出部11と一体であって、その締付け力を該シ
リンダスリーブ８でもって充分に無理なく負担すること
ができる。
【００４３】さらにボルト挿通孔38の周辺部である軸方
向膨出部39がシリンダスリーブ８と一体であって、スタ
ッドボルト６と略同等の機械的強度および熱膨張係数を
有しているため、単気筒４サイクル内燃機関１の運転時
にシリンダブロック３およびスタッドボルト６が加熱さ
れても、シリンダスリーブ８とスタッドボルト６とに大
きな熱膨張差が生ずることがなく、シリンダスリーブ８
とスタッドボルト６に働く応力がそれ程増大しない。
【００４４】さらにまた図２に図示されるように、吸気
バルブ20側のロッカアームシャフト25と排気バルブ21側
のロッカアームシャフト26とは、カムシャフト22を通る
ボルト挿通孔38の中心線と平行な線に対して相等しい間
隔αを存して配置されているため、吸気バルブ20側のロ
ッカアーム27と排気バルブ21側のロッカアーム28とは、
同一形状、同一寸法でよく、しかも吸気バルブ20、排気
バルブ21の挟み角や吸気ポート18、排気ポート19も変更
する必要がなく、その結果、部品点数を削減してコスト
ダウンを図ることができる。
【００４５】しかも、図２に図示されるように、カムシ
ャフト22は、ボルト挿通孔38UL, 38 URとボルト挿通孔38
DL，38DRとにそれぞれ挿通されたスタッドボルト６UL,
６URとスタッドボルト６DL，６DRとの間隔の略中央に位
置するとともに、ロッカアームシャフト25とロッカアー
ムシャフト26はその延長線でスタッドボルト６UL, ６ UR
とスタッドボルト６DL，６DRとに交叉するように位置し
たため、カムシャフト22およびロッカアームシャフト2
5, 26にそれぞれ働くカム反力を略均等にこれらスタッ
ドボルト６UL, ６UR，６DL，６DRが負担することがで
き、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とシリンダ
ヘッドカバー５とは強固に安定して結合されうる。
【００４６】図１ないし図９に図示の実施形態では、リ
ング状ガスケットは、切れ目のない無端リング状ガスケ
ットであったが、切り口がリング 方向に対し直角の面
を有する合い口付きリング状ガスケットを用いてもよ
い。
【００４７】この合い口付きリング状ガスケットでは、
所定の長さの線材を、所要の断面形状に成型加工すると
ともにリング状に曲げ加工すればよいため、種々の大き
さのシリンダ孔10の径に適合したリング状ガスケットを
容易に製造することができるとともに、低コストで量産
することができる。なお、周長を無端リング状ガスケッ
トと略同一としておけば、組付け時に合い口が周方向圧
縮力により閉じ、閉じた後は無端リング状ガスケットと
同等の機能を有するものにできる。また、組付け時の作
業性の観点から、組付け前の自然状態で合い口隙間は略
閉じられた僅かなものとしておくことが望ましい。
【００４８】また前記実施形態では、シリンダスリーブ
８は鋳鉄製で、無端リング状ガスケット35は軟鋼製また
はステンレス鋼製であったが、この無端リング状ガスケ
ット35の表面に、金属材の薄膜として銅メッキ処理を施
したものを使用すると、相手材の凹凸形状に対応して銅
メッキ層が容易に変形しうるとともに摩擦係数が低下す
るため、図１１の、と、とに図示されるよう
に、燃焼室16内の燃焼ガス漏れ量（リーク量）は大巾に
減少する。そして銅メッキ処理を施したものを再利用し
ても、のようにガス漏れ量はそれ程増大せず、反復使
用が可能となり、経済的である。
【００４９】しかして無端リング状ガスケット35の上端
平面37を上方へ僅かに弯曲させたものに銅メッキ処理を
施した場合には、図１ないし図９の実施形態のように
平面である場合に比べて、ガス漏れ量は増大するが、銅
メッキ処理を施していない場合よりも、ガス漏れ量は
少ない。
【００５０】しかも合い口付きリング状ガスケットにお
いては、合い口を有するために図１１ののように、燃
焼ガス漏れ量が大きいが、銅メッキを施すと、無端リン
グ状ガスケットと同様に、シリンダ孔10の上端切欠き円
錐面34上を、合い口付きリング状ガスケットの先細円錐
面が滑って、密接しうるために、ガス漏れ量は著しく低
下する。なお、金属薄膜として本例では銅のメッキを示
したが、金属素材として軟質のもの、例えば錫、銀、亜
鉛等でも良い。また、滑り性の観点からすれば金属材の
薄膜形成に換え表面の面粗度向上によっても同様の効果
が得られる。
【００５１】さらに無端リング状ガスケット35をシリン
ダスリーブ８の切欠き円錐面34に嵌装する際に、無端リ
ング状ガスケット35の先細円錐面36と切欠き円錐面34と
に潤滑油の如き潤滑剤を塗布すると、１式および２式か
ら明らかなように、切欠き円錐面34と先細円錐面36との
間の法線力Ｎが増大し、密封性を一段と向上させること
ができる。
【００５２】具体的には、銅メッキ処理を施した無端リ
ング状ガスケットの表面に潤滑剤を塗布した場合には、
図１２に図示されるように燃焼ガス漏れ量（リーク量）
は大巾に低下する。
【００５３】図１２に、無端リング状ガスケットの表面
に銅メッキ処理を施したものに対し、潤滑剤を塗布した
場合が示されており、図１２中に表示されたＷは、内燃
機関の通常の運転領域における平均ガス圧力の範囲であ
る。図中、は比較用に銅メッキ処理のみとし潤滑剤を
塗布しなかった場合、は金属潤滑剤（商品名モリコー
トを使用）を焼付処理した場合、は耐熱性潤滑油（ホ
ンダ純正オイルウルトラＵを使用した場合）をリングの
上面（シリンダヘッド当接面）に塗布した場合、は有
機シール剤（日本リークレス製ＬＲ−５１を使用）を全
面に塗布して乾燥させたものの場合、はと同じ潤滑
油をリング先細円錐面に塗布した場合である。図１２で
は、無端リング状ガスケットの表面に銅メッキ処理を施
してはいるが、そのメッキ表面に潤滑剤を塗布していな
い場合では、高圧になるに従いガス漏れ量が増大する
が、金属潤滑剤処理とすると漏れに対する改善がみら
れる。
【００５４】また無端リング状ガスケットの上面（シリ
ンダヘッド当接面）にのみシリコンオイルを塗布した場
合には、のように、ガス漏れ量が低下する。
【００５５】有機シール剤塗布の場合、さらに改善さ
れるが、ある程度以上のガス圧力から急激に漏れが増大
する。
【００５６】とは共に耐熱性潤滑油を塗布したもの
であり、塗布なしに比較し共に漏れ量の低減が得られる
が、リングのシリンダヘッド当接面に対して塗布するよ
りもリングの先細円錐面に塗布した場合に最も効果があ
り、この場合にはガス漏れ量が殆どないことがわかる。
【００５７】なお、先細円錐面の角度αは３０°〜６０
°程度であればよく、図１１ないし図１３に示した試験
結果はαが３０°のもので行った。
【００５８】図１３ないし図１４に図示の水冷頭上弁式
２気筒４サイクル内燃機関40や図１５ないし図１６に図
示の水冷頭上弁式４気筒４サイクル内燃機関53にも本発
明を適用することができ、この場合、ウォータジャケッ
ト51の周囲を囲むようにウォータシールガスケット52を
配置する必要があるが、ウォータシールガスケット52は
無端リング状ガスケット35と別体であるため、耐熱性は
劣っても弾力性に富んだゴムまたは軟質合成樹脂性のウ
ォータシールガスケット52を用いることにより、冷却水
に対しより完全な密封性を容易に確保することができ
る。また、２サイクル内燃機関にも空冷水冷を問わず適
用可能なことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリンダとシリンダヘッドとの密
封構造の一実施形態を図示した往復型内燃機関の縦断側
面図である。
【図２】図１のII−II線に沿って截断した横断正面図で
ある。
【図３】図１に図示の実施形態の無端リング状ガスケッ
トの横断正面図である。
【図４】図１に図示の実施形態のシリンダスリーブの当
接端部の縦断正面図である。
【図５】図１の要部拡大縦断側面図である。
【図６】図２および図７のVI−VI線に沿って截断した縦
断側面図である。
【図７】図２のVII −VII 矢視図である。
【図８】図２のVIII−VIII矢視図である。
【図９】図７のIX−IX線に沿って截断した縦断面図であ
る。
【図１０】シリンダスリーブの切欠き円錐面と無端リン
グ状ガスケットの先細円錐面に働く力の状態を図示した
説明図である。
【図１１】リング状ガスケットの表面にメッキ処理を施
していないものと、その表面に銅メッキ処理を施したも
のとにおいて、燃焼ガス圧力の増大に伴ない漏れ量（リ
ーク量）がどのように変化するかを図示した特性図であ
る。
【図１２】銅メッキ処理が施されたリング状ガスケット
の表面に、潤滑剤を塗布していない場合と、その表面に
潤滑剤を塗布した場合とにおいて、燃焼ガス圧力の増大
に伴ない漏れ量（リーグ量）がどのように変化するかを
図示した特性図である。
【図１３】本発明の他の実施形態の縦断側面図である。
【図１４】図１３のXIV −XIV 矢視図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態の縦断側面図で
ある。
【図１６】図１５のXVI −XVI 矢視図である。
【符号の説明】
１…単気筒４サイクル内燃機関、２…クランクケース、
３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリ
ンダヘッドカバー、６…スタッドボルト、７…クランク
シャフト、８…シリンダスリーブ、９…周方向突条、10
…シリンダ孔、11…ピストン、12…ピストンピン、13…
クランクピン、14…コネクティングロッド、15…略半球
状凹面、16…燃焼室、17…点火プラグ、18…吸気ポー
ト、19…排気ポート、20…吸気バルブ、21…排気バル
ブ、22…カムシャフト、23…ベアリング、24…ベアリン
グ、25…ロッカアームシャフト、26…ロッカアームシャ
フト、27…ロッカアーム、28…ロッカアーム、29…ドラ
イブスプロケット、30…ドリブンスプロケット、31…カ
ムチエン、32…発電機、33…クラッチ、34…切欠き円錐
面、35…無端リング状ガスケット、36…先細円錐面、37
…上端平面、38…ボルト挿通孔、39…軸方向膨出部、4
0, 41…枢支孔、50…２気筒４サイクル内燃機関、51…
ウォータジャケット、52…ウォータシールガスケット、
53…４気筒４サイクル内燃機関。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダとシリンダヘッドとにガスケッ
    トが介装された状態にて、緊締固定手段により該シリン
    ダとシリンダヘッドとが相互に引寄せられてシリンダと
    シリンダヘッドとが密封される往復型内燃機関におい
    て、 前記緊締固定手段により前記シリンダおよびシリンダヘ
    ッドを介して挟圧されるリング状ガスケットにそのリン
    グ周方向に沿う圧縮力が導入されるように、該リング状
    ガスケット外周面に先細傾斜面が形成されるとともに、
    該リング状ガスケットの先細傾斜面に密接しうる傾斜面
    が前記シリンダまたはシリンダヘッドに形成されたこと
    を特徴とする往復型内燃機関におけるシリンダとシリン
    ダヘッドとの密封構造。
  2. 【請求項２】 シリンダとシリンダヘッドとにガスケッ
    トが介装されて該シリンダおよびシリンダヘッドが相互
    に着脱自在に結合される往復型内燃機関において、 前記ガスケットはリング状ガスケットであって、前記シ
    リンダのシリンダ孔におけるシリンダヘッド当接側端縁
    に配設され、該シリンダ孔のシリンダヘッド当接側端縁
    には、該シリンダ孔の内周面より前記シリンダヘッドと
    の当接面に向かってその内径が次第に拡大する切欠き傾
    斜面が形成されるとともに、前記リング状ガスケットの
    シリンダ側外周部には、前記シリンダ孔の切欠き傾斜面
    に密接しうる先細傾斜面が形成されたことを特徴とする
    往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの
    密封構造。
  3. 【請求項３】 前記リング状ガスケットの先細傾斜面が
    形成されていない側の該リング状端面は平面に形成さ
    れ、該リング状ガスケット平面状端面は、前記シリンダ
    ヘッドの平面状端面、またはシリンダの平面状端面に当
    接しうることを特徴とする前記請求項１または請求項２
    記載の往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッ
    ドとの密封構造。
  4. 【請求項４】 多気筒内燃機関であることを特徴とする
    前記請求項１、請求項２または請求項３記載の往復型内
    燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの密封構
    造。
  5. 【請求項５】 前記リング状ガスケットの表面に該ガス
    ケットの素材より軟質金属材の薄膜が形成されたことを
    特徴とする前記請求項１ないし請求項４いずれか記載の
    往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの
    密封構造。
  6. 【請求項６】 前記リング状ガスケットの表面に潤滑剤
    が塗布されたことを特徴とする前記請求項１ないし請求
    項５いずれか記載の往復型内燃機関におけるシリンダと
    シリンダヘッドとの密封構造。
  7. 【請求項７】 往復型内燃機関のシリンダにガスケット
    を介してシリンダヘッドを組付けるに当って、前記リン
    グ状ガスケットの表面に潤滑剤を塗布した後に、該リン
    グ状ガスケットを前記シリンダとシリンダヘッドとに介
    装し、該シリンダおよびシリンダヘッドとで前記リング
    状ガスケットを強く挟着することを特徴とする前記請求
    項１ないし前記請求項５いずれか記載の往復型内燃機関
    におけるシリンダとシリンダヘッドとの密封構造の組付
    け方法。
JP8326526A 1996-01-12 1996-12-06 往復型内燃機関におけるシリンダとシリンダヘッドとの密封構造およびその密封構造の組付け方法。 Pending JPH09250393A (ja)

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