(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージャケットに形成された貫通孔に、ＥＧＲガスの流路をなす伝熱パイプを備えた部材であるＥＧＲ流路部材を圧入して貫設する構成のシリンダヘッドであって、
前記ＥＧＲ流路部材と、前記貫通孔との間に、
前記シリンダヘッドを構成する材質の線膨張係数に比して小さく、かつ、
前記貫通孔に圧入される範囲における前記ＥＧＲ流路部材を構成する材質の線膨張係数に比して大きい線膨張係数を有する材質からなる円環状のシール部材を介設する、
ことを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記ＥＧＲ流路部材には、
前記ＥＧＲ流路部材の軸心方向に対する前記シール部材の圧入位置を規制する規制部が備えられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
【請求項３】
前記貫通孔には、
前記貫通孔の軸心方向に対する前記シール部材の圧入位置を規制する規制部が備えられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
【請求項４】
前記シール部材は、
前記貫通孔の内径に比して大きい外径で、かつ、前記ＥＧＲ流路部材の外径に比して小さい内径であり、
前記ＥＧＲ流路部材を、前記シール部材を介設した状態で前記貫通孔に対して圧入することにより、前記貫通孔とシール部材との径の差および前記ＥＧＲ流路部材とシール部材との径の差に応じて生じる圧入方向に直交する方向への締結力と、前記貫通孔および前記ＥＧＲ流路部材に対する前記シール部材の摩擦係数との積として求められる該シール部材の圧入方向に対する摩擦力を、
前記ＥＧＲ流路部材が膨張したときに生じる圧入方向に対する応力に比して大きくする、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
【請求項５】
前記シール部材は、
線膨張係数が異なり、かつ、孔径が異なる複数のリングを略同心円状に積層してなる積層リングとして構成する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
【請求項６】
前記積層リングは、
半径方向のより外側を構成するリングの線膨張係数が、
半径方向のより内側を構成するリングの線膨張係数に比して大きい、
ことを特徴とする請求項５に記載のシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドの技術に関し、より詳しくは、ウォータージャケット内にＥＧＲ通路を備える構造のシリンダヘッドの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダヘッドのウォータージャケット内にＥＧＲガスの流路となる伝熱パイプを貫設する技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
特許文献１に開示された従来技術のように、ウォータージャケット内に伝熱パイプを設けることにより、エンジンを冷却するための冷却水でＥＧＲガスの冷却も行うことができるため、ＥＧＲクーラーの構成を簡素化することができる。
しかしながら、このような構造のシリンダヘッドでは、シリンダヘッドにおける伝熱パイプの貫通部からの水漏れが問題となっていた。
そこで、シリンダヘッドに伝熱パイプを貫設する場合において、伝熱パイプの貫通部からの水漏れを防止するための技術が検討されており、例えば、以下に示す特許文献２にその技術が開示され公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４９６０６号公報
【特許文献２】特開２００７−２２４７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に開示されている従来技術では、ウォータージャケット内に貫設される伝熱パイプを、ＥＧＲバルブのフランジと、排気管から延設されるＥＧＲパイプのフランジで挟持するとともに、高温時に伝熱パイプの途中に設けられたベローズ状の弾性部により生じさせる弾性力で、伝熱パイプを各フランジに押圧することによって、シール性を確保する構成としているため、シール性を確保するための構造が複雑であり、コストの増大を招いていた。
【０００５】
伝熱パイプをシリンダブロックに貫設するための最も簡易な構成は、シリンダヘッドに形成した孔に伝熱パイプを圧入する構成であり、このような構成がコスト低減の面でも有利である。
しかしながら、伝熱パイプをシリンダブロックに圧入する構成では、伝熱パイプが高温になったときに、シリンダブロックと伝熱パイプの膨張量の差に起因して隙間が生じるため、水漏れするという課題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、シリンダブロックに対して伝熱パイプを圧入して貫設する構成としつつ、貫通部からの水漏れを確実に防止することができるシリンダブロックを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、ウォータージャケットに形成された貫通孔に、ＥＧＲガスの流路をなす伝熱パイプを備えた部材であるＥＧＲ流路部材を圧入して貫設する構成のシリンダヘッドであって、前記ＥＧＲ流路部材と、前記貫通孔との間に、前記シリンダヘッドを構成する材質の線膨張係数に比して小さく、かつ、前記貫通孔に圧入される範囲における前記ＥＧＲ流路部材を構成する材質の線膨張係数に比して大きい線膨張係数を有する材質からなる円環状のシール部材を介設するものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ＥＧＲ流路部材には、前記ＥＧＲ流路部材の軸心方向に対する前記シール部材の圧入位置を規制する規制部が備えられるものである。
【００１０】
請求項３においては、前記貫通孔には、前記貫通孔の軸心方向に対する前記シール部材の圧入位置を規制する規制部が備えられるものである。
【００１１】
請求項４においては、前記シール部材は、前記貫通孔の内径に比して大きい外径で、かつ、前記ＥＧＲ流路部材の外径に比して小さい内径であり、前記ＥＧＲ流路部材を、前記シール部材を介設した状態で前記貫通孔に対して圧入することにより、前記貫通孔とシール部材との径の差および前記ＥＧＲ流路部材とシール部材との径の差に応じて生じる圧入方向に直交する方向への締結力と、前記貫通孔および前記ＥＧＲ流路部材に対する前記シール部材の摩擦係数との積として求められる該シール部材の圧入方向に対する摩擦力を、前記ＥＧＲ流路部材が膨張したときに生じる圧入方向に対する応力に比して大きくするものである。
【００１２】
請求項５においては、前記シール部材は、線膨張係数が異なり、かつ、孔径が異なる複数のリングを略同心円状に積層してなる積層リングとして構成するものである。
【００１３】
請求項６においては、前記積層リングは、半径方向のより外側を構成するリングの線膨張係数が、半径方向のより内側を構成するリングの線膨張係数に比して大きいものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、シリンダブロックに対してＥＧＲ流路部材を圧入して貫設する構成としつつ、ＥＧＲ流路部材と貫通孔の隙間から冷却水が漏れることを防止できる。
【００１６】
請求項２においては、シール部材によるシール性を確実に確保できる。
【００１７】
請求項３においては、シール部材によるシール性を確実に確保できる。
【００１８】
請求項４においては、シール部材によるシール性を確実に確保できる。
【００１９】
請求項５においては、シール性を確実に確保できるシール部材を簡易に構成することができる。
【００２０】
請求項６においては、シール部材によるシール性をより確実に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを示す断面模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを示す斜視模式図。
【図３】ＥＧＲ流路部材の貫通孔に対する組み付け状態を示す模式図、（ａ）シール部材を介設して圧入する場合を示す断面模式図、（ｂ）シール部材を介設せずに直接圧入する場合を示す断面模式図。
【図４】シール部材を積層リングの態様とする場合を示す模式図、（ａ）ＥＧＲ流路部材の貫通孔に対する組み付け状態を示す断面模式図（ｂ）同じく正面模式図。
【図５】積層リングをｎ層のリング部材で構成する場合を示す断面模式図。
【図６】各リング部材の圧入深さが均一でない場合を示す断面模式図。
【図７】各リング部材の圧入深さを均一とした場合を示す断面模式図、（ａ）円筒カップに規制部を設けた場合を示す模式図、（ｂ）貫通孔に規制部を設けた場合を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドについて、図１および図２を用いて説明をする。
シリンダヘッドは、エンジンにおいて、シリンダブロックの上部に配置される部品であって、吸気ポートおよび排気ポート等が形成されるとともに、動弁機構を支持する役割等を果たす部位である。また、一般的にシリンダヘッドの肉厚内部には、該シリンダヘッドを冷却する冷却水を流通させるための流路（ウォータージャケット）が形成されている。
【００２３】
図１および図２に示す如く、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１には、シリンダヘッド１自身を冷却するための冷却水を流通させるためのウォータージャケット２が形成されている。
尚、本実施形態では、シリンダヘッド１の材質をアルミニウムとしている。
【００２４】
そして、ウォータージャケット２の形成方向（即ち、冷却水の流れ方向）に対して略直交する向きに、複数の伝熱パイプ４・４・・・（本実施形態では６本）が互いに平行となる向きに配置されている。
尚、本実施形態では、伝熱パイプ４が断面視において略長円状の形態を有する扁平管である場合を例示しているが、本発明に係るシリンダヘッドは、伝熱パイプの形態によって限定されるものではない。
【００２５】
各伝熱パイプ４・４・・・の各両端部は、略円筒形のカップ状部材である円筒カップ５・５によって集合されており、伝熱パイプ４・４・・・および円筒カップ５・５により、ＥＧＲガスの流路を形成するための一体的なサブアッシーであるＥＧＲ流路部材３を構成している。
尚、本実施形態では、各伝熱パイプ４・４・・・の各両端部を集合させるカップ状部材（即ち、円筒カップ５・５）を略円筒形に構成する場合を例示しているが、本発明に係るシリンダヘッドにおける各伝熱パイプを集合させるためのカップ状部材の形状を略円筒形に限定するものではなく、例えば、矩形状や楕円状の断面形状を有するカップ状部材であってもよい。
【００２６】
また、シリンダヘッド１におけるウォータージャケット２を形成する対面した二つの各壁部には、ウォータージャケット２の内部にＥＧＲ流路部材３を貫設するための孔であって、同一軸心上に配置された貫通孔１ａ・１ａが形成されている。
そして、各貫通孔１ａ・１ａに各円筒カップ５・５を圧入することによって、ＥＧＲ流路部材３をシリンダヘッド１に組み付ける構成としている。
尚、本実施形態では、円筒カップ５の材質をステンレス（ＳＵＳ３０４等）としている。
【００２７】
そしてさらに、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１では、各貫通孔１ａ・１ａに各円筒カップ５・５を圧入するに際して、各貫通孔１ａ・１ａと各円筒カップ５・５の間にシール部材６・６を介設する構成としている。
【００２８】
シール部材６は略円環状の部材であって、貫通孔１ａの内径と円筒カップ５の外径の差に比して大きい厚みで形成されており、貫通孔１ａと円筒カップ５によって形成される隙間に圧入されている。
尚、本実施形態では、シール部材６の材質を、シリンダヘッド１の材質（本実施形態ではアルミニウム）の線膨張係数αＨよりも小さく、かつ、円筒カップ５の材質（本実施形態ではステンレス）の線膨張係数αＣよりも大きい線膨張係数αＳを有する材質としている。
【００２９】
ここで、シリンダヘッドに対するＥＧＲ流路部材の組み付け状態について、図３〜図７を用いて、さらに詳細に説明をする。
図３（ａ）には、貫通孔１ａ・１ａとＥＧＲ流路部材３の間にシール部材６を介設した状態で、ＥＧＲ流路部材３を貫通孔１ａ・１ａに対して圧入する本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１を例示しており、図３（ｂ）には、貫通孔１ａ・１ａに対して直接ＥＧＲ流路部材３を圧入する構成のシリンダヘッド２１を例示している。
尚、以下の説明において、「常温時」とは、ＥＧＲ流路部材にＥＧＲガスが流通しておらず、シリンダヘッドおよびＥＧＲ流路部材の温度が気温に近い温度で安定しているときを意味しており、「昇温時」とは、ＥＧＲ流路部材にＥＧＲガスが流通して、シリンダヘッドおよびＥＧＲ流路部材の温度がＥＧＲガス温度に近い温度で安定しているときを意味している。
【００３０】
まず、貫通孔１ａ・１ａに対して直接ＥＧＲ流路部材３を圧入する構成のシリンダヘッド２１の組み付け状態について、説明をする。
図３（ｂ）に示すように、シリンダヘッド２１において、円筒カップ５の常温時の外径はφＢ１であり、貫通孔２１ａの常温時の内径はφＣ１である。また、常温時における貫通孔２１ａに対する円筒カップ５の締めしろをδ１としている。
即ち、常温時において、円筒カップ５は、圧入前には（φＢ１＋２×δ１）であった外径を、外径φＢ１まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ１だけ縮小した状態で）貫通孔２１ａに圧入されている。
尚、ここでいう「締めしろ」とは、貫通孔に圧入されるもの（円筒カップやシール部材）が、圧入の際に縮小される量（外径の変化量）を意味している（以下同じ）。
【００３１】
円筒カップ５を締めしろδ１で貫通孔２１ａに圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ１とし、円筒カップ５と貫通孔２１ａとの間の摩擦係数をμ１とするとき、円筒カップ５と貫通孔２１ａとの間で生じる圧入方向に対する摩擦力Ｆ１は、以下に示す数式１のように表される。
【００３２】
【数１】
0005625980.tif 000002
【００３３】
そして、ＥＧＲ流路部材３の圧入方向に作用する応力をＦｘと規定すると、以下の数式２を満たす限り、貫通孔２１ａに対して円筒カップ５が変位することがない。
【００３４】
【数２】
0005625980.tif 000003
【００３５】
ここで、常温時においては、ＥＧＲ流路部材３は、圧入方向に伸長することがなく、応力Ｆｘ≒０となっているため、貫通孔２１ａに対して円筒カップ５が変位することはない。
即ち、常温時においては、円筒カップ５と貫通孔２１ａとの間におけるシール性が確保されており、円筒カップ５と貫通孔２１ａとの間から水漏れが生じることはない。
【００３６】
一方、ＥＧＲ流路部材３に高温のＥＧＲガスが流通した場合（即ち、昇温時）、ＥＧＲ流路部材３は熱膨張して、圧入方向に向けて伸長するとともに、円筒カップ５の外径がφＢ１からφＢ２に拡大する。また、シリンダヘッド２１も熱膨張するため、貫通孔２１ａの内径が、φＣ１からφＣ２に拡大する。
また、昇温時における貫通孔２１ａに対する円筒カップ５の締めしろをδ２としている。
【００３７】
即ち、昇温時において、円筒カップ５は、圧入されていない場合には（φＢ２＋２×δ２）であった外径を、外径φＢ２まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ２だけ縮小した状態で）貫通孔２１ａに圧入されている。
【００３８】
円筒カップ５を締めしろδ２で貫通孔２１ａに圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ２とするとき、昇温時におけるＥＧＲ流路部材３の圧入方向に対する摩擦力Ｆ２は、以下に示す数式３のように表される。
【００３９】
【数３】
0005625980.tif 000004
【００４０】
ここで、常温時の摩擦力Ｆ１と、昇温時の摩擦力Ｆ２を比較する。
シリンダヘッド２１の材質をアルミニウムとして、そして、円筒カップ５の材質をステンレス（ＳＵＳ３０４等）とした場合、シリンダヘッド２１を構成するアルミニウムの線膨張係数αＨの方が円筒カップ５を構成するステンレスの線膨張係数αＣに比して大きい。
このため、昇温時には、貫通孔２１ａの内径の変化（φＢ１からφＢ２への拡大量）が、円筒カップ５の外径の変化（φＣ１からφＣ２への拡大量）に比して大きくなるため、昇温時における締めしろδ２は、常温時における締めしろδ１に比して必ず小さくなる（即ち、δ２＜δ１）。
【００４１】
そして、昇温時において締めしろδ２とした場合の締結力Ｐ２は、常温時において締めしろδ１とした場合の締結力Ｐ１に比して小さくなり（即ち、Ｐ２＜Ｐ１）、昇温時の摩擦力Ｆ２は、常温時の摩擦力Ｆ１に比して小さくなる（即ち、Ｆ２＜Ｆ１）。
即ち、昇温時には、常温時に比して貫通孔２１ａに対してＥＧＲ流路部材３が変位しやすい状態となっている。
【００４２】
また、昇温時には、ＥＧＲ流路部材３の熱膨張により圧入方向への伸長が生じるため、圧入方向への応力Ｆｘが発生する。
以下に示す数式４の関係が成立しているときには、貫通孔２１ａに対して円筒カップ５が変位することはない。
一方、以下に示す数式４の関係が成立していないときには、貫通孔２１ａに対して円筒カップ５が変位して、貫通孔２１ａと円筒カップ５の間に微小な隙間が生じるため、その隙間から水漏れが生じる。
【００４３】
【数４】
0005625980.tif 000005
【００４４】
例えば本実施形態のように、シリンダヘッド２１の材質をアルミニウムとして、円筒カップ５の材質をステンレス（ＳＵＳ３０４）とする場合、常温時において、円筒カップ５が貫通孔２１ａに圧入可能な外径となるように締めしろを設定すると、昇温時において応力Ｆｘに抗するのに必要な締めしろが確保できなくなって、上記数式４の関係を満たすことができないことが経験的に判明している。
【００４５】
即ち、貫通孔２１ａ・２１ａに対して直接ＥＧＲ流路部材３を圧入する構成のシリンダヘッド２１では、ＥＧＲ流路部材３と貫通孔２１ａとの隙間におけるシール性を確実に確保することが困難である。
【００４６】
次に、貫通孔１ａ・１ａとＥＧＲ流路部材３の間にシール部材６を介設した状態で、ＥＧＲ流路部材３を圧入する本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１の組み付け状態について、説明をする。
【００４７】
貫通孔１ａにＥＧＲ流路部材３を圧入する場合、隣接する各部材間における線膨張係数の差が大きいほど、昇温時における締めしろの減少率が大きくなる。
即ち、隣接する各部材間における線膨張係数の差が大きいほど、昇温時における締結力の低下率が大きくなる。
そこで、本実施形態に係るシリンダヘッド１では、シリンダヘッド１と円筒カップ５の間に、シリンダヘッド１の線膨張係数αＨよりも小さく、かつ、円筒カップ５の線膨張係数αＣよりも大きい線膨張係数αＳを有する材質からなるシール部材６を介設して圧入することによって、昇温時における締結力の低下を抑制する構成としている。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、円筒カップ５の常温時の外径はφＢ３であり、貫通孔１ａの常温時の内径はφＣ１である。
また、円筒カップ５と貫通孔１ａに介設されるシール部材６の常温時の外径はφＥ１であり、内径はφＥ２である。
そして、常温時におけるシール部材６に対する円筒カップ５の締めしろをδ３としており、常温時における貫通孔１ａに対するシール部材６の締めしろをδ４としている。
【００４９】
即ち、常温時において、円筒カップ５は、圧入前には（φＢ３＋２×δ３）であった外径を、外径φＢ３まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ３だけ縮小した状態で）シール部材６に圧入されている。
また、常温時において、シール部材６は、圧入前には（φＥ１＋２×δ４）であった外径を、外径φＥ１まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ４だけ縮小した状態で）貫通孔１ａに圧入されている。
【００５０】
円筒カップ５を締めしろδ３でシール部材６に圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ３とし、円筒カップ５とシール部材６との間の摩擦係数をμ２とするとき、円筒カップ５とシール部材６との間で生じる圧入方向に対する摩擦力Ｆ３は、以下に示す数式５のように表される。
【００５１】
【数５】
0005625980.tif 000006
【００５２】
また、シール部材６を締めしろδ４で貫通孔１ａに圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ４とし、シール部材６と貫通孔１ａとの間の摩擦係数をμ３とするとき、シール部材６と貫通孔１ａとの間で生じる圧入方向に対する摩擦力Ｆ４は、以下に示す数式６のように表される。
【００５３】
【数６】
0005625980.tif 000007
【００５４】
そして、ＥＧＲ流路部材３の圧入方向に作用する応力をＦｘと規定すると、以下の数式７を満たす限り、貫通孔１ａに対して円筒カップ５およびシール部材６が変位することがない。
【００５５】
【数７】
0005625980.tif 000008
【００５６】
ここで、常温時においては、ＥＧＲ流路部材３は、圧入方向に伸長することがなく、応力Ｆｘ≒０となっているため、貫通孔１ａに対して円筒カップ５およびシール部材６が変位することはない。
即ち、常温時においては、円筒カップ５およびシール部材６と貫通孔１ａとの間におけるシール性が確保されており、円筒カップ５およびシール部材６と貫通孔１ａとの間から水漏れが生じることはない。
【００５７】
一方、ＥＧＲ流路部材３に高温のＥＧＲガスが流通した場合（即ち、昇温時）、ＥＧＲ流路部材３は熱膨張して、圧入方向に向けて伸長するとともに、円筒カップ５の外径がφＢ３からφＢ４に拡大する。
また、シール部材６の外径がφＥ１からφＥ３に拡大するとともに、内径がφＥ２からφＥ４に拡大する。
さらに、シリンダヘッド１も熱膨張するため、貫通孔１ａの内径が、φＣ１からφＣ２に拡大する。
また、昇温時におけるシール部材６に対する円筒カップ５の締めしろをδ５とし、昇温時における貫通孔１ａに対するシール部材６の締めしろをδ６としている。
【００５８】
即ち、昇温時において、円筒カップ５は、圧入されていない場合には（φＢ４＋２×δ５）であった外径を、外径φＢ４まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ５だけ縮小した状態で）シール部材６に圧入されている。
また、昇温時において、シール部材６は、圧入されていない場合には（φＥ３＋２×δ６）であった外径を、外径φＥ３まで縮小した状態で（即ち、半径を締めしろδ６だけ縮小した状態で）貫通孔１ａに圧入されている。
【００５９】
円筒カップ５を締めしろδ５でシール部材６に圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ５とするとき、昇温時におけるＥＧＲ流路部材３の圧入方向に対する摩擦力Ｆ５は、以下に示す数式８のように表される。
【００６０】
【数８】
0005625980.tif 000009
【００６１】
また、シール部材６を締めしろδ６で貫通孔１ａに圧入したときに圧入方向に直交する向きに生じる力（反力）を締結力Ｐ６とするとき、昇温時におけるＥＧＲ流路部材３の圧入方向に対する摩擦力Ｆ６は、以下に示す数式９のように表される。
【００６２】
【数９】
0005625980.tif 000010
【００６３】
そして、ＥＧＲ流路部材３の圧入方向に作用する応力をＦｘと規定すると、以下の数式１０を満たす限り、昇温時において、貫通孔１ａに対して円筒カップ５およびシール部材６が変位することがない。
【００６４】
【数１０】
0005625980.tif 000011
【００６５】
ここで、常温時の各摩擦力Ｆ３・Ｆ４と、昇温時の各摩擦力Ｆ５・Ｆ６を比較する。
本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッド１では、シール部材６の材質を、その線膨張係数αＳが、シリンダヘッド１（アルミニウム）の線膨張係数αＨよりも小さく、かつ、円筒カップ５（ステンレス）の線膨張係数αＣよりも大きい材質によって構成するようにしている。
【００６６】
このため、昇温時には、シール部材６の内径の変化（φＥ２からφＥ４への拡大量）が、円筒カップ５の外径の変化（φＣ１からφＣ２への拡大量）に比して大きくなるため、昇温時における締めしろδ５は、常温時における締めしろδ３に比して必ず小さくなる。
しかしながら、この場合の締めしろの低減量（δ３−δ５）は、前述したシリンダヘッド２１における昇温時の締めしろの低減量（δ１−δ２）に比して小さくなる。
【００６７】
また、昇温時において締めしろδ５とした場合の締結力Ｐ５は、常温時において締めしろδ３とした場合の締結力Ｐ３に比して小さくなり、昇温時の摩擦力Ｆ５は、常温時の摩擦力Ｆ３に比して小さくなる。
しかしながら、この場合の摩擦力の低減量（Ｆ３−Ｆ５）は、前述したシリンダヘッド２１における昇温時の摩擦力の低減量（Ｆ１−Ｆ２）に比して小さくなる。
【００６８】
さらに、昇温時には、貫通孔１ａの内径の変化（φＣ１からφＣ２への拡大量）が、シール部材６の外径の変化（φＥ１からφＥ３への拡大量）に比して大きくなるため、昇温時における締めしろδ６は、常温時における締めしろδ４に比して必ず小さくなる。
しかしながら、この場合の締めしろの低減量（δ４−δ６）は、シリンダヘッド２１における昇温時の締めしろの低減量（δ１−δ２）に比して小さくなる。
【００６９】
また、昇温時において締めしろδ６とした場合の締結力Ｐ６は、常温時において締めしろδ４とした場合の締結力Ｐ４に比して小さくなり、昇温時の摩擦力Ｆ６は、常温時の摩擦力Ｆ４に比して小さくなる
しかしながら、この場合の摩擦力の低減量（Ｆ４−Ｆ６）は、シリンダヘッド２１における昇温時の摩擦力の低減量（Ｆ１−Ｆ２）に比して小さくなる。
【００７０】
そしてさらに、円筒カップ５とシール部材６をまとめた全体での各締めしろの低減量の合計（（δ３−δ５）＋（δ４−δ６））は、シリンダヘッド２１における昇温時の締めしろの低減量（δ１−δ２）に比して小さくなる。
この結果、円筒カップ５とシール部材６をまとめた全体での各摩擦力の低減量の合計（（Ｆ３−Ｆ５）＋（Ｆ４−Ｆ６））は、シリンダヘッド２１における昇温時の摩擦力の低減量（Ｆ１−Ｆ２）に比して小さくなる。
【００７１】
即ち、貫通孔１ａと円筒カップ５に間にシール部材６を介設した状態で、貫通孔１ａに円筒カップ５を圧入することによって、昇温時における摩擦力の低下を抑制することができる。
【００７２】
そして、昇温時には、ＥＧＲ流路部材３の熱膨張により圧入方向への伸長が生じるため、圧入方向への応力Ｆｘが発生する。
このため、上記数式１０の関係が成立していないときには、貫通孔１ａに対して円筒カップ５が変位する。
【００７３】
本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１では、シリンダヘッド１の線膨張係数αＨと円筒カップ５の線膨張係数αＣを考慮して、これに適した線膨張係数αＳを有する材質を選定するとともに、各締めしろδ３，δ４，δ５，δ６を調整したシール部材６を用いることによって、昇温時においても常に上記数式１０の関係を満足するように構成されている。
このため、昇温時においても、円筒カップ５およびシール部材６が変位することがないため、水漏れが生じることを確実に防止することができる。
【００７４】
即ち、貫通孔１ａ・１ａとＥＧＲ流路部材３の間にシール部材６を介設した状態で、ＥＧＲ流路部材３を圧入する本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１では、ＥＧＲ流路部材３と貫通孔１ａとの隙間におけるシール性を確実に確保することができる。
【００７５】
即ち、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１は、ウォータージャケット２に形成された貫通孔１ａ・１ａに、ＥＧＲガスの流路をなす伝熱パイプ４・４・・・を備えた部材であるＥＧＲ流路部材３を圧入して貫設する構成であって、ＥＧＲ流路部材３（より詳しくは、円筒カップ５・５）と、貫通孔１ａ・１ａとの間に、シリンダヘッド１を構成する材質（本実施形態ではアルミニウム）の線膨張係数αＨに比して小さく、かつ、貫通孔１ａ・１ａに圧入される範囲におけるＥＧＲ流路部材３（即ち、円筒カップ５・５）を構成する材質（本実施形態ではステンレス）の線膨張係数αＣに比して大きい線膨張係数αＳ（即ち、αＨ＞αＳ＞αＣ）を有する材質からなる円環状のシール部材６を介設するものである。
このような構成により、ウォータージャケット２に形成された貫通孔１ａ・１ａにＥＧＲ流路部材３を貫通させて設ける構成のシリンダヘッド１において、ＥＧＲ流路部材３と貫通孔１ａ・１ａの隙間から冷却水が漏れることを防止できる。
【００７６】
ところで、先述した通り、隣接する各部材間における線膨張係数の差が大きいほど、昇温時における締結力の低下率が大きくなる。
そこで、本実施形態に係るシリンダヘッド１では、シール部材６を複数のリング部材を積層して構成される積層リングの態様とすることによって、より確実にシール性を確保することができる。
【００７７】
図４（ａ）（ｂ）に示す如く、シリンダヘッド１では、シール部材６を、複数（本実施形態では５個）のリング部材６ａ・６ａ・・・を積層してなる積層リング７の態様とすることができる。
積層リング７においては、各リング部材６ａ・６ａ・・・の各線膨張係数αＳを、貫通孔１ａにより近い外周側から順に、それぞれα１・α２・α３・α４・α５としており、これらの各線膨張係数は、以下に示す数式１１の関係を満たしている。
【００７８】
【数１１】
0005625980.tif 000012
【００７９】
さらに、最も外側のリング部材６ａの線膨張係数α１は、シリンダヘッド１の線膨張係数αＨに比して小さく、最も内側のリング部材６ａの線膨張係数α５は、円筒カップ５の線膨張係数αＣに比して大きい構成としている。
即ち、以下に示す数式１２の関係が成立している。
【００８０】
【数１２】
0005625980.tif 000013
【００８１】
このような構成により、隣接する部材間の膨張量の差を極力少なくし、昇温時における径変化の追従性を確保することによって、隣接する部材間で隙間が発生することをより確実に防止するようにしている。
即ち、シール部材６を積層リング７の態様としたシリンダヘッド１では、貫通孔１ａと円筒カップ５の間に介設される積層リング７の線膨張係数を緩やかに変化させていくことによって、貫通孔１ａ、円筒カップ５、および各リング部材６ａ・６ａ・・・間において微小な隙間が生じることが防止できる。
【００８２】
尚、本実施形態では、シール部材６を５本のリング部材６ａ・６ａ・・・を積層する構成の積層リング７を例示して説明をしているが、シール部材の積層数をこれに限定するものではない。隙間の大きさや、シリンダブロックおよび円筒カップの材質等に応じて最適な積層数を適宜選択することが可能である。
【００８３】
即ち、図５に示す如く、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１では、シール部材６を、ｎ層のリング部材６ａ・６ａ・・・からなる積層リング７の態様とすることができる。そして、各リング部材６ａ・６ａ・・・の各線膨張係数を、貫通孔１ａにより近い外周側から順に、それぞれα１・α２・・・αｎ−１・αｎとして、各線膨張係数α１・α２・・・αｎ−１・αｎが、以下に示す数式１３の関係を満たすように構成している。
【００８４】
【数１３】
0005625980.tif 000014
【００８５】
そして、各締めしろδｎに応じて生じる各締結力をＰｎ、各部材間における摩擦係数をμｎとするとき、各部材間で生じる摩擦力Ｆｎは、以下の数式１４で表される。
尚、ここでは、ｎを１以上の自然数としている。
【００８６】
【数１４】
0005625980.tif 000015
【００８７】
そして、昇温時に、ＥＧＲ流路部材３の伸長による応力Ｆｘが生じた場合に、各部材間における各摩擦力Ｆｎが、常に以下の数式１５を満足するように、シール部材６（積層リング７）の構成を調整している。
【００８８】
【数１５】
0005625980.tif 000016
【００８９】
このような構成により、昇温時に、ＥＧＲ流路部材３と貫通孔１ａとの間から水漏れが生じることをより確実に防止することができる。
【００９０】
即ち、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、シール部材６は、線膨張係数が異なり、かつ、孔径が異なる複数（ｎ層）のリング部材６ａ・６ａ・・・を略同心円状に積層してなる積層リング７として構成するものである。
このような構成により、シール性を確実に確保できるシール部材６を簡易に構成することができる。
【００９１】
また、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、積層リング７は、半径方向のより外側を構成するリング部材６ａの線膨張係数α１が、半径方向のより内側を構成するリング部材６ａの線膨張係数αｎに比して大きいものである。
このような構成により、シール部材６によるシール性をより確実に確保できる。
【００９２】
さらに、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、シール部材６は、貫通孔１ａの内径に比して大きい外径で、かつ、ＥＧＲ流路部材３の端部である円筒カップ５の外径に比して小さい内径であり、ＥＧＲ流路部材３を、シール部材６を介設した状態で貫通孔１ａに対して圧入することにより、貫通孔１ａとシール部材６との径の差およびＥＧＲ流路部材３とシール部材６との径の差に応じて生じる圧入方向に直交する方向への締結力Ｐｎと、貫通孔１ａおよび円筒カップ５に対するシール部材６の摩擦係数μｎとの積として求められる該シール部材６の圧入方向に対する摩擦力Ｆｎ（即ち、Ｆｎ＝μｎＰｎ）を、ＥＧＲ流路部材３が膨張したときに生じる圧入方向に対する応力Ｆｘに比して大きくする（即ち、Ｆｎ＞Ｆｘ）ものである。
このような構成により、シール部材６によるシール性を確実に確保できる。
【００９３】
ところで、シリンダヘッド１では、シール部材６の態様を、複数のリング部材６ａ・６ａ・・・を積層してなる積層リング７とすることができるが、この場合において、仮に、図６に示すように、各リング部材６ａ・６ａ・・・の圧入深さが一定でない状態になると、円筒カップ５に図６に示すようなモーメントＭが作用するため、各部材間において所期の締結力Ｐｎを得ることができない。
そこで、シリンダヘッド１では、各リング部材６ａ・６ａ・・・の圧入深さを均一にするための規制部を備える構成としている。
【００９４】
規制部の態様としては、図７（ａ）に示すように、円筒カップ５の端部において、外向きに鍔状の規制部５ａを設ける構成としたり、あるいは、図７（ｂ）に示すように、貫通孔１ａの端部において、内向きに鍔状の規制部１ｂを備える構成としたりすることが可能である。
【００９５】
そして、図７（ａ）（ｂ）に示すような各規制部５ａ・１ｂを備える構成とすることによって、シリンダヘッド１におけるシール部材６を複数のリング部材６ａ・６ａ・・・を積層して構成した場合においても、所期の締結力Ｐｎを確実に確保することができる。
【００９６】
即ち、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、ＥＧＲ流路部材３の端部である円筒カップ５には、ＥＧＲ流路部材３の軸心方向に対するシール部材６の圧入位置を規制する規制部５ａが備えられるものである。
あるいは、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッド１において、貫通孔１ａには、該貫通孔１ａの軸心方向に対するシール部材６の圧入位置を規制する規制部１ｂが備えられるものである。
このような構成により、シール部材６によるシール性を確実に確保できる。
【符号の説明】
【００９７】
１    シリンダヘッド
２    ウォータージャケット
３    ＥＧＲ流路部材
４    伝熱パイプ
５    円筒カップ
６    シール部材
７    積層リング
【図１】
0005625980.tif 000017
【図２】
0005625980.tif 000018
【図３】
0005625980.tif 000019
【図４】
0005625980.tif 000020
【図５】
0005625980.tif 000021
【図６】
0005625980.tif 000022
【図７】
0005625980.tif 000023