WO2017069198A1

WO2017069198A1 - 隙間部材、内燃機関

Info

Publication number: WO2017069198A1
Application number: PCT/JP2016/081111
Authority: WO
Inventors: 鈴木　元; 吉栖　博史
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-04-27
Also published as: EP3351784A1; JP6655348B2; US20180306099A1; KR20180065020A; US10619557B2; JP2017078392A; EP3351784A4; EP3351784B1; CN108431393B; CN108431393A

Abstract

エンジン（１０）は、シリンダライナ（２１）と、シリンダブロック（２０）と、シリンダヘッド（３０Ａ）と、シール部（４１Ａ）と、隙間部材（５０）と、を備える。シール部（４１Ａ）は、シリンダライナ（２１）の外周側を取り囲むように設けられ、シリンダブロック（２０）とシリンダヘッド（３０Ａ）との間をシールする。隙間部材（５０）は、シール部（４１Ａ）よりも内周側でシリンダヘッド（３０Ａ）とシリンダライナ（２１）の内周側端面との隙間を埋め、シール部（４１Ａ）よりもヤング率が低い材料で形成されている。

Description

隙間部材、内燃機関

　この発明は、隙間部材、内燃機関に関する。
　本願は、２０１５年１０月２２日に、日本に出願された特願２０１５－２０７８７４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　天然ガス、都市ガス等の気体燃料（燃料ガス）を燃焼させて運転するガスエンジンが知られている。このガスエンジンは、高効率且つ高出力を得ることができる。そのため、ガスエンジンは、主に常用・非常用の発電用エンジン、建設機械用エンジン、船舶、鉄道等に搭載されるエンジン等に幅広く利用されている。

　特許文献１には、予混合燃焼方式の副室式ガスエンジンが記載されている。この特許文献１に記載されたガスエンジンは、主燃焼室内でピストンが圧縮上死点近くになり、主燃焼室内の燃料ガスが圧縮されると、副室内に供給された燃料ガスが、副室に備えた点火プラグのスパークにより点火される。これによって副室から火炎が発生し、この火炎が、副室に設けられた口金から主燃焼室内へと噴出する。すると、この火炎によって主燃焼室内の混合気が点火される。

　ガスエンジンは、一般に、シリンダブロック（クランクケース）と、シリンダヘッドと、を備えている。シリンダブロックには、シリンダヘッドに向かって開口し、ピストンを収容する孔が形成されている。この孔の内部には、ピストンとの摺動面を形成する円筒状のシリンダライナが取り付けられている。シリンダヘッドは、シリンダブロックにボルト等によって締結されて、その際に上記シリンダブロックの開口部を塞ぐ。このシリンダヘッドと、シリンダライナと、ピストンとに囲まれる空間が、上記混合気が供給される主燃焼室となっている。

　シリンダブロックとシリンダヘッドとの間には、主燃焼室を封止するガスケット等のシール部材が設けられている。シール部材は、一般に、シリンダライナよりも外周側のシリンダブロック、またはシリンダライナと、シリンダヘッドとの間に挟み込まれて配置される。シール部材は、シリンダヘッドとシリンダブロックとを締結するボルトの軸力によって、シリンダヘッドとシリンダブロックとに挟み込まれて押圧され、高いシール性を発揮する。

特開２０１０－１５０９８３号公報

　上述した内燃機関においては、シール部材を正しく挟み込むために、特にシール部材よりも内周側の位置でシリンダヘッドとシリンダライナとが直接突き当たらないようになっている。そのため、シリンダヘッドと、シリンダライナとの間に、僅かな隙間（クリアランス）が形成されてしまう。
　とりわけ予混合燃焼方式の場合、燃焼室に供給される混合気の一部がシリンダヘッドとシリンダライナとの間の隙間に入り込む可能性が有る。このように混合気の一部がシリンダヘッドとシリンダライナとの間の隙間に入り込むと、主燃焼室内の混合気が着火した際に、シリンダヘッドとシリンダライナとの間の隙間に入り込んだ混合気まで火炎が到達せずに、シリンダヘッドとシリンダライナとの隙間に入り込んだ混合気が未燃焼の状態になってしまう可能性がある。
　さらに、上記隙間には、シリンダライナの内壁面を潤滑するための潤滑油が入り込む場合がある。この隙間に入り込んだ潤滑油は、混合気と共に燃焼して、異常燃焼の原因になってしまう可能性が有る。
　つまり、上述したエンジンにおいては、未燃分の混合気の存在や、潤滑油の燃焼により、更なる燃費向上や低エミッション化が困難になってしまうという課題がある。
　さらに、上述したエンジンにおいて、シリンダヘッドとシリンダライナとの間に隙間が形成されないようにシール部材をシリンダライナの内周側に配置しようとすると、シリンダライナの内周側の部分にボルトの軸力が作用して、シリンダライナが破損する可能性がある。
　この発明は、更なる燃費向上、および、低エミッション化を図ることが可能であるとともに、シリンダライナの破損を抑制できる隙間部材、内燃機関を提供することを目的とする。

　この発明の第一態様によれば、隙間部材は、シリンダライナと、シリンダ本体と、シリンダヘッドと、シール部と、を備える内燃機関に用いられる。シリンダライナは、内部でピストンが往復動する筒状に形成されている。シリンダ本体は、シリンダライナが取り付けられている。シリンダヘッドは、シリンダ本体と対向して設けられ、シリンダライナの開口部を閉塞する。シール部は、開口部の外周側を取り囲むように設けられ、シリンダ本体およびシリンダライナの少なくとも一方とシリンダヘッドとの間をシールする。隙間部材は、シール部よりも内周側でシリンダヘッドとシリンダライナとの隙間に配置されて、シール部よりもヤング率が低い材料で形成されている。

　隙間部材が、シール部よりも内周側でシリンダヘッドとシリンダライナとの隙間に配置されることで、この隙間に燃料が入り込むことを抑制できる。これによって、内燃機関における燃料燃焼時に、隙間に入り込んだ燃料が燃焼せずに残ってしまうことや、隙間に潤滑油が入り込んで異常燃焼を誘発することを抑制できる。
　さらに、隙間部材は、シール部よりもヤング率が低い。そのため、シリンダ本体とシリンダヘッドとをボルト等で締結することによる押圧力が作用した場合、シール部で生じる反発力の方が、隙間部材が挟み込まれることで発生する反発力よりも大きくなる。これにより、シリンダ本体とシリンダヘッドとを締結する締結力を、隙間部材ではなく、主にシール部を介して作用させることができる。そのため、上記締結力によりシリンダライナにせん断力が作用することを抑制してシリンダライナの破損を低減できる。

　この発明の第二態様によれば、第一態様に係る隙間部材は、前記内燃機関が、前記シリンダライナと前記シリンダヘッドと前記ピストンとで囲まれることで画成される燃焼室に、燃料と空気とが混合された混合気が供給されるようにしてもよい。
　予め燃料と空気とが混合された混合気が燃焼室に供給されるガスエンジン等の内燃機関においては、シリンダヘッドとシリンダライナとの隙間に混合気が入り込みやすい。このような構成において、隙間に隙間部材が配置されることで、混合気が隙間に入り込むことを抑制できる。

　この発明の第三態様によれば、第一又は第二態様に係る隙間部材は、前記シリンダヘッドと前記シリンダライナとの隙間に応じた形状に成形されていてもよい。
　このように構成することで、予め成形した隙間部材をシリンダヘッドとシリンダライナとの間に挟み込めばよく、内燃機関の組立性を高めることができる。

　この発明の第四態様によれば、内燃機関は、シリンダライナと、シリンダ本体と、シリンダヘッドと、シール部と、を備えている。シリンダライナは、内部でピストンが往復動する。シリンダ本体は、前記シリンダライナが取り付けられている。シリンダヘッドは、前記シリンダ本体と対向して設けられ、前記シリンダライナの開口部を閉塞する。シール部は、前記開口部の外周側を取り囲むように設けられ、前記シリンダ本体および前記シリンダライナの少なくとも一方と前記シリンダヘッドとの間をシールする。前記シール部よりも内周側で前記シリンダヘッドと前記シリンダライナとの隙間には、第一態様から第三態様の何れか一つの態様に係る隙間部材が配置されている。
　このように構成することで、隙間部材をシリンダヘッドとシリンダライナとの間に挟み込んでシリンダヘッドとシリンダブロックとを締結すれば、シリンダ本体とシリンダヘッドとを締結する締結力を、隙間部材ではなく、主にシール部を介して作用させることができる。そのため、上記締結力によりシリンダライナにせん断力が作用することを抑制してシリンダライナの破損を低減できる。これにより、内燃機関における燃費向上、および、低エミッション化が実現できる。

　上述した隙間部材、内燃機関によれば、更なる燃費向上、および、低エミッション化を図ることが可能であるとともに、シリンダライナの破損を抑制できる。

この発明の第一実施形態に係る内燃機関のシリンダヘッド周辺の構成を示す沿う断面図である。上記内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合構造を示す拡大断面図である。この発明の第二実施形態に係る内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合構造を示す拡大断面図である。上記内燃機関の変形例の構成を示す断面図である。

　以下、この発明の実施形態に係る隙間部材、内燃機関を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
　図１は、この発明の実施形態に係るガスエンジンのシリンダヘッド周辺の構成を示すシリンダ中心軸に沿う断面図である。
　図１に示すように、エンジン（内燃機関）１０は、シリンダブロック（シリンダ本体）２０と、シリンダヘッド３０Ａと、副室部材４０と、を少なくとも備えている。この実施形態におけるエンジン１０は、天然ガス、都市ガス等の気体燃料（燃料ガス）を燃焼させて運転するガスエンジンである。この実施形態におけるエンジン１０は、さらに、発電設備などに用いられる定置型の副室式ガスエンジンである。

　シリンダブロック２０には、シリンダヘッド３０Ａに対向するヘッド面２０ｆに開口する孔２０ｈが形成されている。孔２０ｈの内側には、円筒状のシリンダライナ２１が配置されている。
　シリンダライナ２１は、フランジ部２１ｆを一体に備えている。フランジ部２１ｆは、シリンダヘッド３０Ａに近い側の一端２１ａに形成されている。フランジ部２１ｆは、さらに、シリンダライナ２１の中心軸Ｃを中心とした外周側（以下、単に外周側と称する）に向かって拡径するように形成されている。シリンダブロック２０は、孔２０ｈの開口周縁に収容溝２０ｍを備えている。収容溝２０ｍは、シリンダライナ２１のフランジ部２１ｆを収容する環状に形成されている。シリンダライナ２１は、シリンダブロック２０の収容溝２０ｍにフランジ部２１ｆを収容することで、シリンダブロック２０に対して位置決めされている。

　シリンダライナ２１は、その内部に、ピストン２２を収納している。このピストン２２は、シリンダライナ２１にガイドされて、シリンダライナ２１の中心軸Ｃの延びる方向（以下、これをシリンダ軸方向と称する）に直線的に往復動可能となっている。ピストン２２は、コンロッド２３を介して、クランクケース（図示せず）内に収容されたクランクシャフト２４に連結されている。

　コンロッド２３は、ピン２５を介してピストン２２に回動自在に連結されている。コンロッド２３は、さらに、ピン２６を介してクランクシャフト２４に回動自在に連結されている。これらにより、シリンダライナ２１内でシリンダ軸方向にピストン２２が直線運動すると、このピストン２２の直線運動がコンロッド２３によってクランクシャフト２４に伝達されてクランクシャフト２４の回転運動に変換される。

　シリンダヘッド３０Ａは、シリンダブロック２０のヘッド面２０ｆにボルト（図示せず）等により締結されている。これにより、シリンダヘッド３０Ａは、シリンダライナ２１の一端２１ａの開口部２１ｏを閉塞している。シリンダヘッド３０Ａのシリンダブロック２０側を向く面には、シリンダライナ２１の中心軸Ｃに直交する平坦状、あるいは半球面状、湾曲面状をなすルーフ面３１が形成されている。このルーフ面３１は、シリンダライナ２１に対向する領域に形成されている。
　上述したシリンダライナ２１と、シリンダヘッド３０Ａのルーフ面３１と、ピストン２２と、によって、主燃焼室（燃焼室）３３が画成されている。

　シリンダヘッド３０Ａには、吸気ポート３４、排気ポート３５が、形成されている。これら吸気ポート３４と排気ポート３５とは、それぞれシリンダライナ２１の中心軸Ｃを中心として周方向に間隔をあけて形成されている。吸気ポート３４、排気ポート３５の主燃焼室３３側の端部３４ａ，３５ａは、ルーフ面３１に開口して主燃焼室３３に面している。

　吸気ポート３４は、混合ガス供給源（図示無し）に連通している。この混合ガス供給源によって、吸気ポート３４には、空気と燃焼ガスとが予め混合された予混合ガスが供給可能となっている。
　吸気ポート３４には、主燃焼室３３に近い側の端部３４ａに、吸気弁３６が設けられている。吸気弁３６は、弁駆動機構（図示無し）により閉位置から開位置に変位可能とされている。吸気弁３６を閉位置から開位置に変位させることで、混合ガス供給源から供給された混合ガスが、吸気ポート３４から主燃焼室３３へと供給される。

　排気ポート３５は、排気ガス流路（図示無し）に接続されている。排気ポート３５には、主燃焼室３３に近い側の端部３５ａに、排気弁３７が設けられている。排気弁３７を弁駆動機構（図示無し）により閉位置から開位置に変位させることで、主燃焼室３３で燃焼した排気ガスが、主燃焼室３３から排気ポート３５を経て、排気ガス流路を介して外部に排出される。

　副室部材４０は、副室ホルダ４２と、副室口金４３と、を備えている。
　副室ホルダ４２は、シリンダヘッド３０Ａ内に設けられている。副室ホルダ４２の中心軸は、シリンダライナ２１の中心軸Ｃの延長線上に設けられている。
　副室口金４３は、シリンダヘッド３０Ａのルーフ面３１の中心から主燃焼室３３内に突出するよう設けられている。副室口金４３は、中空に形成され、その内部空間が副室４１になっている。この副室４１には、外部から燃料ガスが供給される。

　副室ホルダ４２には、点火プラグ４５が設けられている。この点火プラグ４５で火花放電することで、外部から副室４１内に供給された燃料ガスを着火燃焼させ、火炎を発生させる。この点火によって発生する火炎は、副室口金４３から主燃焼室３３に噴出される。この火炎により、主燃焼室３３内に吸気ポート３４（図１参照）を通して供給された混合ガスが着火して燃焼する。すると、シリンダライナ２１内でピストン２２がシリンダライナ２１のシリンダ軸方向に直線往復運動し、エンジン１０が駆動される。

　次に、上述したシリンダブロック２０とシリンダヘッド３０Ａとのシール構造について説明する。
　図２は、上記内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合構造を示す拡大断面図である。
　図２に示すように、シリンダライナ２１は、外周側端面２１ｐと、内周側端面２１ｑと、を有している。外周側端面２１ｐと、内周側端面２１ｑとは、シリンダ軸方向でシリンダヘッド３０Ａ側を向く。外周側端面２１ｐ、内周側端面２１ｑは、それぞれシリンダライナ２１の中心軸Ｃに直交するよう形成されている。

　外周側端面２１ｐは、シリンダライナ２１の外周側、すなわち中心軸Ｃから遠い位置に設けられている。言い換えれば、外周側端面２１ｐは、少なくともフランジ部２１ｆのシリンダヘッド３０Ａ側を向く面を含むように形成されている。内周側端面２１ｑは、シリンダライナ２１の内周側、すなわち中心軸Ｃに近い位置に設けられている。言い換えれば、内周側端面２１ｑは、フランジ部２１ｆよりも中心軸Ｃに近い位置に形成されている。内周側端面２１ｑは、外周側端面２１ｐよりも、シリンダヘッド３０Ａ側に突出した位置に形成されている。これら外周側端面２１ｐと内周側端面２１ｑとの間には、シリンダ軸線方向に延びる段差部２１ｒが形成されている。

　シリンダヘッド３０Ａは、シリンダライナ２１の内周側端面２１ｑ、外周側端面２１ｐのそれぞれに対向する内周側対向面３１ｑ、外周側対向面３１ｐを備えている。内周側対向面３１ｑ、外周側対向面３１ｐは、それぞれ中心軸Ｃに直交するよう形成されている。内周側対向面３１ｑは、ルーフ面３１の外周側に形成されている。外周側対向面３１ｐは、内周側対向面３１ｑよりも外周側に形成されている。外周側対向面３１ｐは、内周側対向面３１ｑよりもシリンダライナ２１側に突出した位置に形成されている。これら内周側対向面３１ｑと外周側対向面３１ｐとの間には、シリンダ軸線方向に延びる段差部３１ｒが形成されている。内周側対向面３１ｑと外周側対向面３１ｐとの段差部３１ｒの高さは、外周側端面２１ｐと内周側端面２１ｑとの段差部２１ｒの高さよりも小さくなっている。

　シリンダライナ２１とシリンダヘッド３０Ａとの間には、ガスケット（シール部）４１Ａが設けられている。このガスケット４１Ａは、シリンダライナ２１の開口部２１ｏの外周側を取り囲むように配置されている。より具体的には、ガスケット４１Ａは、シリンダライナ２１の外周側端面２１ｐと、シリンダヘッド３０Ａの外周側対向面３１ｐとの間をシールするように、これら外周側端面２１ｐと外周側対向面３１ｐとに挟み込まれている。ガスケット４１Ａは、シリンダヘッド３０Ａとシリンダブロック２０とを締結するボルト（図示無し）の軸力によって、フランジ部２１ｆと共に、シリンダヘッド３０Ａとシリンダブロック２０とによって挟み込まれている。これによりガスケット４１Ａは、僅かに圧縮変形して、高いシール性を発揮している。

　内周側端面２１ｑと内周側対向面３１ｑとの間には、僅かな隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは、ガスケット４１Ａを挟んで組込んだときにシリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１とが直接突き当たらないような寸法で、且つ、消炎距離である例えば１ｍｍ以下の寸法に設定されている。

　エンジン１０は、この隙間Ｓに配置される隙間部材５０を備えている。
　隙間部材５０は、隙間Ｓの形状に応じた形状で形成されている。より具体的には、隙間部材５０は、シリンダ軸方向から見たときに、シリンダライナ２１の内周側端面２１ｑに沿って周方向に連続する円環状に形成されている。さらに、この実施形態における隙間部材５０は、隙間Ｓとほぼ同等の厚さを有した中実の帯状（言い換えればシート状）に形成されている。この実施形態における隙間部材５０は、成形する際に隙間Ｓと同等の厚さで形成されている。しかし、このように形成された隙間部材５０は、熱膨張が生じること、及び、ボルトで締め付けることにより、内周側対向面３１ｑと、内周側端面２１ｑとによって僅かに押し潰されるようにして配置されている。

　この隙間部材５０は、シリンダヘッド３０Ａ、シリンダライナ２１、およびガスケット４１Ａよりも柔軟で、ヤング率が低い材料で形成されている。隙間部材５０は、主燃焼室３３内における予混合ガスの燃焼による温度上昇に耐えうる耐熱性を有している。ガスケット４１Ａのヤング率と、隙間部材５０のヤング率との比率は、１対０．００１から１対０．７の範囲とするものとしても良い。
　隙間部材５０の材料は、主燃焼室３３内の温度及びシリンダライナ２１への力の流れにより選択される。
　主燃焼室３３内の温度が３００℃以下の場合、ガスケット４１Ａのヤング率と隙間部材５０のヤング率との比率は、１対０．００１から１対０．０１の範囲とするものとしても良い。主燃焼室３３内の温度が３００℃以上の場合、ガスケット４１Ａのヤング率と隙間部材５０のヤング率との比率は、１対０．０１から１対０．７の範囲とするものとしても良い。主燃焼室３３内の温度が３００℃以下の場合は、３００℃以上の場合に比べ、ヤング率の低い樹脂系材料が選択される。主燃焼室３３内の温度が３００℃以上の場合は、３００℃以下の場合に比べ、ヤング率の高い金属系材料が選択される。これらにより、隙間部材５０は予混合ガスの燃焼による温度上昇に耐えうる耐熱性を有し、ガスケット４１Ａよりも内周側のシリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１との隙間に燃料が入り込むことを抑制する。さらに、内燃機関における燃料燃焼時に、隙間に入り込んだ燃料が燃焼せずに残ってしまうことや、隙間に潤滑油が入り込んで異常燃焼を誘発することを抑制する。加えて、シリンダ本体２０とシリンダヘッド３０Ａとを締結する締結力を、隙間部材５０ではなく、主にガスケット４１Ａを介して作用させることができる。そのため、上記締結力によりシリンダライナ２１にせん断力が作用することを抑制してシリンダライナ２１の破損を低減できる。

　例えば、この実施形態において、ガスケット４１Ａは、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）材（ヤング率：２０５［ＧＰａ］）である。主燃焼室３３内における予混合ガスの燃焼による隙間部材５０の温度上昇は、例えば２００℃である。
　この場合、隙間部材５０としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：４フッ化エチレン樹脂、ヤング率：０．５３～０．５８［ＧＰａ］、最高使用温度２６０℃）等の樹脂系材料、銅（ヤング率：１３０［ＧＰａ］、最高使用温度１０００℃）、錫（ヤング率：５０［ＧＰａ］、最高使用温度２３０℃）等の金属系材料で形成することができる。
　これ以外にも、隙間部材５０を形成する樹脂系材料としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ヤング率：０．５４～０．６４［ＧＰａ］、最高使用温度２６０℃）、金属系材料としては、亜鉛（ヤング率：１０８）、アルミニウム合金（ヤング率：６９～７６）、鉛（ヤング率：１６．１）等を用いることができる。

　上述した第一実施形態のエンジン１０、隙間部材５０によれば、ガスケット４１Ａよりも内周側でシリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１の内周側端面２１ｑとの隙間Ｓを隙間部材５０で埋めることで、この隙間Ｓに燃料や潤滑油が入り込むことを抑制できる。これによって、主燃焼室３３における燃料燃焼の際に、隙間Ｓに入り込んだ燃料が燃焼せずに残ってしまうことや、隙間Ｓに入り込んだ潤滑油が燃焼して異常燃焼が生じることを抑制できる。その結果、エンジン１０における燃費向上および低エミッション化を図ることができる。
　ここで、エンジン１０は、予混合燃焼方式であるため、予め燃料と空気とが混合された混合気が主燃焼室３３に供給される。この場合、シリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１との隙間Ｓに混合気が特に入りやすい。そのため、隙間Ｓを隙間部材５０で埋めることで、混合気に含まれる燃料が隙間Ｓに入り込むことを抑制できる。その結果、効率よくエンジン１０の燃費向上、および、低エミッション化を図ることができる。

　さらに、隙間部材５０は、ガスケット４１Ａよりもヤング率が低い。これにより、シリンダブロック２０とシリンダヘッド３０Ａとをボルト等で締結することによって押圧力が作用した場合、ガスケット４１Ａで生じる反発力を、隙間部材５０で発生する反発力よりも大きくすることができる。そのため、シリンダブロック２０とシリンダヘッド３０Ａとの締結力は、隙間部材５０ではなく、主にガスケット４１Ａを介してシリンダブロック２０に作用させることができる。その結果、上記締結力によってシリンダライナ２１のフランジ部２１ｆにせん断力が作用することを抑制してシリンダライナ２１の破損を低減できる。

　さらに、隙間部材５０は、シリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１の内周側端面２１ｑとの隙間Ｓに応じた形状である円環状の帯状（シート状）に成形されている。このように構成することで、予め成形した隙間部材５０をシリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１との間に挟み込めばよく、エンジン１０の組立性を高めることができる。

（第二実施形態）
　次に、この発明に係る隙間部材、内燃機関の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と隙間部材の形状のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
　図３は、この発明の第二実施形態に係る内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの接合構造を示す拡大断面図である。
　図３に示すように、この実施形態におけるエンジン１０は、シリンダヘッド３０Ａの内周側対向面３１ｑとシリンダライナ２１の内周側端面２１ｑとの間の隙間Ｓを埋める隙間部材６０を備えている。

　この隙間部材６０は、シリンダヘッド３０Ａの内周側対向面３１ｑと、シリンダライナ２１の内周側端面２１ｑとの間に挟み込まれる帯状（言い換えればシート状）の円環状部６０ｃと、円環状部６０ｃの外周側に一体に形成された湾曲部６０ｗと、を一体に備えている。湾曲部６０ｗは、内周側端面２１ｑに沿う円環状部６０ｃの外周端部から屈曲して、段差部２１ｒに沿って延びている。この実施形態の隙間部材６０も、第一実施形態の隙間部材５０と同様に中実となっている。
　このような隙間部材６０は、円環状部６０ｃの外周側に湾曲部６０ｗを一体に備えた形状に、予め成形しておくものとしても良い。

　上述した第二実施形態のエンジン１０、隙間部材６０によれば、段差部２１ｒ、および、段差部３１ｒとの間の空間にも隙間部材６０が配置されるため、第一実施形態よりも更に燃料が入り込むスペースを低減できる。これによって、主燃焼室３３で燃料燃焼の際に、隙間Ｓに入り込んだ燃料が燃焼せずに残ってしまうことをより一層抑制できる。さらに、湾曲部６０ｗが形成されていることで、隙間Ｓに対する隙間部材６０の位置決めを容易に行うことができる。

　さらに、隙間部材６０は、シリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１の内周側端面２１ｑとの隙間Ｓに応じた形状に成形されている。このように構成することで、隙間Ｓを、より確実に埋めることができる。また、予め成形した隙間部材６０をシリンダヘッド３０Ａとシリンダライナ２１との間に挟み込めばよく、エンジン１０の組立性を高めることができる。

（第一、第二実施形態の変形例）
　第二実施形態では、シリンダヘッド３０Ａは、内周側対向面３１ｑと外周側対向面３１ｐとの間に段差部３１ｒを有していた。加えて、ガスケット４１Ａは、段差部３１ｒよりも外周側で、シリンダライナ２１の外周側端面２１ｐとシリンダヘッド３０Ａの外周側対向面３１ｐとの間に挟み込むようにした。しかし、この構成に限られるものではない。
　図４は、上記内燃機関の変形例の構成を示す断面図である。
　図４に示すように、シリンダヘッド３０Ｂは、ルーフ面３１の外周側を段差のない平面状部３９としてもよい。ガスケット４１Ｂは、シリンダライナ２１の外周側端面２１ｐと、このシリンダヘッド３０Ｂの平面状部３９との間に挟み込まれている。この場合、ガスケット４１Ｂは、図４に示すように、外周側端面２１ｐよりも更に外周側のシリンダブロック２０のヘッド面２０ｆまで延びていても良い。

（その他の変形例）
　この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
　例えば、エンジン１０の構成は、いかなるものであってもよい。上述した実施形態においては、エンジン１０がガスエンジンの場合について説明したが、この発明は、ガス以外の燃料を用いるエンジンにも適用できる。

　さらに、上述した実施形態のガスエンジンは、発電設備などに用いられる定置型のガスエンジンを一例に説明したが、定置型のガスエンジンに限られない。
　さらに、予混合燃焼方式のエンジンを一例に説明したが、拡散燃焼方式のエンジンにもこの発明は適用可能である。この発明を予混合燃焼方式のエンジンに適用した場合には、拡散燃焼方式のエンジンよりも燃費向上や低エミッション化についてより大きな効果が得られる点で有利となる。

　さらに、上述した実施形態においては、シール部としてガスケット４１Ａ，４１Ｂを用いる場合について説明した。しかし、押し潰すことでシールできるものであればガスケットに限られない。例えば、シリンダヘッド３０Ａ（３０Ｂ）とシリンダライナ２１とを直接接触させてシールするようにしても良い。この場合、この発明のシール部のヤング率は、シリンダヘッド３０Ａ（３０Ｂ）およびシリンダライナ２１の各ヤング率よりも低いヤング率とすればよい。

　さらに、上述した実施形態においては、隙間部材５０を、シート状の材料から円環状に切り出して形成する場合を例示した。しかし、隙間部材５０の成形方法は、隙間部材５０によって隙間Ｓを少しでも埋めることができればよく、上述した成形方法に限られない。

　この発明は、隙間部材及び内燃機関に適用できる。隙間部材及び内燃機関にこの発明を適用することで、内燃機関の更なる燃費向上、および、低エミッション化を図ることが可能であるとともに、シリンダライナの破損を抑制できる。

１０　エンジン（内燃機関）
２０　シリンダブロック（シリンダ本体）
２０ｆ　ヘッド面
２０ｈ　孔
２０ｍ　収容溝
２１　シリンダライナ
２１ｆ　フランジ部
２１ｏ　開口部
２１ｐ　外周側端面
２１ｑ　内周側端面
２１ｒ　段差部
２２　ピストン
２３　コンロッド
２４　クランクシャフト
２５　ピン
２６　ピン
３０Ａ，３０Ｂ　シリンダヘッド
３１　ルーフ面
３１ｐ　外周側対向面
３１ｑ　内周側対向面
３１ｒ　段差部
３３　主燃焼室（燃焼室）
３４　吸気ポート
３４ａ　端部
３５　排気ポート
３５ａ　端部
３６　吸気弁
３７　排気弁
３９　平面状部
４０　副室部材
４１Ａ，４１Ｂ　ガスケット
５０，６０　隙間部材
６０ｃ　円環状部
６０ｗ　湾曲部

Claims

　内部でピストンが往復動する筒状のシリンダライナと、前記シリンダライナが取り付けられたシリンダ本体と、前記シリンダ本体と対向して設けられ、前記シリンダライナの開口部を閉塞するシリンダヘッドと、前記開口部の外周側を取り囲むように設けられ、前記シリンダ本体および前記シリンダライナの少なくとも一方と前記シリンダヘッドとの間をシールするシール部と、を備える内燃機関に用いられる隙間部材であって、
　前記シール部よりも内周側で前記シリンダヘッドと前記シリンダライナとの隙間に配置されて、前記シール部よりもヤング率が低い材料で形成されている隙間部材。
　前記内燃機関は、前記シリンダライナと前記シリンダヘッドと前記ピストンとで囲まれることで画成される燃焼室に、燃料と空気とが混合された混合気が供給される請求項１に記載の隙間部材。
　前記シリンダヘッドと前記シリンダライナとの隙間に応じた形状に成形されている請求項１又は２に記載の隙間部材。
　内部でピストンが往復動するシリンダライナと、
　前記シリンダライナが取り付けられたシリンダ本体と、
　前記シリンダ本体と対向して設けられ、前記シリンダライナの開口部を閉塞するシリンダヘッドと、
　前記開口部の外周側を取り囲むように設けられ、前記シリンダ本体および前記シリンダライナの少なくとも一方と前記シリンダヘッドとの間をシールするシール部と、を備え、
　前記シール部よりも内周側で前記シリンダヘッドと前記シリンダライナとの隙間に、請求項１から３の何れか一項に記載の隙間部材が配置された内燃機関。