(57)【要約】【課題】シリンダボアの変形を抑制することが可能なエンジンのシール構造を提供する。【解決手段】シリンダヘッド１０と、シリンダボア２１の周囲を囲むように配置されシール面２０ａに開口したウォータジャケット２２が形成されたシリンダブロック２０と、の間をシールするためのエンジン１のシール構造は、ウォータジャケット２２より外周側におけるシール面１０ａ、２０ａ間をシールするガスケット４０と、ウォータジャケット２２より内周側に形成された第２のリング溝２５に挿入されたＯリング７０と、第２のリング溝２５より内周側におけるシール面２０ａに形成された第１のリング溝２４に挿入されたシールリング５０及びスプリング６０と、を備え、ウォータジャケット２２より内周側におけるシール面１０ａ、２０ａ間に、シリンダボア２１に開口している隙間２３が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにおいてシリンダヘッドとシリンダブロックとの間をシールするためのエンジンのシール構造であって、
前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間をシールする第１の密封手段を備え、
前記第１の密封手段より内周側における前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間に、前記エンジンのシリンダボアに開口した隙間が形成されているエンジンのシール構造。
【請求項２】
前記第１の密封手段は、ガスケットを含む請求項１記載のエンジンのシール構造。
【請求項３】
前記シリンダブロックには、前記シリンダボアの周囲を囲むように配置され前記シール面に開口したウォータジャケットが形成され、
前記第１の密封手段は、前記ウォータジャケットより外周側における前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間をシールし、
前記隙間は、前記ウォータジャケットより内周側における前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間に形成されており、
前記ウォータジャケットより内周側における前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間をシールする第２の密封手段をさらに備えた請求項１又は２記載のエンジンのシール構造。
【請求項４】
前記ウォータジャケットより内周側における前記シリンダブロックのシール面又は前記シリンダヘッドのシール面に、前記シリンダボアと実質的に同心円状の第１のリング溝が形成されており、
前記第２の密封手段は、シールリングを含み、
前記シールリングは、前記第１のリング溝内に、当該第１のリング溝の中心軸方向に沿って移動可能に挿入されている請求項３記載のエンジンのシール構造。
【請求項５】
前記ウォータジャケットより内周側で且つ前記第１のリング溝より外周側における前記シリンダブロックのシール面又は前記シリンダヘッドのシール面に、前記シリンダボアと実質的に同心円状の第２のリング溝が形成されており、
前記第２の密封手段は、Oリングをさらに含み、
前記Oリングは、前記第２のリング溝に挿入されている請求項４記載のエンジンのシール構造。
【請求項６】
前記第２の密封手段は、前記シールリングを前記シリンダヘッド又は前記シリンダブロックに向かって押圧する押圧手段をさらに含む請求項４又は５記載のエンジンのシール構造。
【請求項７】
前記Oリングに、当該Oリングの内周側の一部を切り欠いた切欠部が形成されており、
前記シリンダブロックに、前記切欠部を介して、前記隙間と前記シリンダブロックの下端とを連通させるドレン孔が形成されている請求項５又は６記載のエンジンのシール構造。
【請求項８】
前記エンジンに、複数の前記シリンダボアが隣接して形成され、
隣接する前記第２のリング溝同士が連結して形成されており、
当該第２のリング溝に挿入されるＯリングが一体に形成されている請求項１〜７の何れかに記載のエンジンのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにおいてシリンダヘッドとシリンダブロックとの間をシールするエンジンのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダヘッドのシール面とシリンダブロックのシール面との間に挟装されたガスケットによりシリンダヘッドとシリンダブロックとの間をシールするエンジンのシール構造が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなシール構造は、シリンダヘッドとシリンダブロックとをヘッドボルトにより締結して、各シール面とガスケットとの間の面圧を増大させることにより、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間をシールしている。そのため、ヘッドボルトによる締結荷重や、シリンダヘッドとヘッドボルトの熱膨張量の差から生じる軸力変動により、シリンダボアが変形する場合がある。シリンダボアが変形すると、シリンダボアの真円度が著しく低下するので、オイル消費量の増大や燃費の悪化を招来する。
【特許文献１】特開２００２−９８２３２号公報
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、シリンダボアの変形を抑制することが可能なエンジンのシール構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、エンジンにおいてシリンダヘッドとシリンダブロックとの間をシールするためのエンジンのシール構造であって、前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間をシールする第１の密封手段を備え、前記第１の密封手段より内周側における前記シリンダヘッドのシール面と前記シリンダブロックのシール面との間に、前記エンジンのシリンダボアに開口した隙間が形成されているエンジンのシール構造が提供される。
【０００５】
本発明では、第１の密封手段より内周側におけるシリンダヘッドのシール面とシリンダブロックのシール面との間に、シリンダボアに開口している隙間を形成する。
【０００６】
これにより、ヘッドボルトによる締結荷重や、シリンダヘッドとヘッドボルトの熱膨張量の差から生じる軸力変動が、シリンダブロックのシリンダボア近傍の部位に直接加わらないので、シリンダボアの変形を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は本発明の実施形態に係るエンジンのシール構造を示す要部断面図、図２は本発明の実施形態におけるシリンダブロックのシール面を示す平面図、図３は本発明の実施形態におけるシールリングを示す斜視図、図４は本発明の実施形態におけるスプリングを示す斜視図である。
【０００９】
先ず、本発明の実施形態におけるエンジン１について説明する。このエンジン１は、自動車用の内燃機関であり、図１に示すように、吸気ポートや排気ポート（何れも不図示）等が形成されたシリンダヘッド１０の下部に、複数のシリンダボア２１が形成されたシリンダブロック２０が取り付けられており、さらにシリンダブロック２０の下部にオイルパン（不図示）が取り付けられている。そして、このエンジン１は、シリンダヘッド１０の吸気ポートを介して供給された混合気を、シリンダヘッド１０と、シリンダボア２１と、ピストンリング８１を有するピストン８０と、により囲まれた燃焼室９０で燃焼させて、シリンダボア２１に対してピストン８０を摺動させることが可能となっている。
【００１０】
シリンダブロック２０には、図１及び図２に示すように、シリンダボア２１の周囲を囲むように設けられ、シール面２０ａに開口するウォータジャケット２２が形成されている。このウォータジャケット２２内に冷却水を流すことにより、エンジン１の稼働に伴って高温となるシリンダブロック２０やシリンダヘッド１０を冷却することが可能となっている。
【００１１】
次に、本発明の実施形態に係るエンジン１のシール構造について説明する。
【００１２】
本実施形態に係るエンジン１のシール構造は、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との間をシールするためのものであり、図１に示すように、ウォータジャケット２２より外周側におけるシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との間をシールするガスケット４０を備えている。また、ウォータジャケット２２より内周側におけるシリンダヘッド１０のシール面１０ａとシリンダブロック２０のシール面２０ａとの間には、シリンダボア２１に全周に亘って開口している所定間隔の隙間２３が形成されている。
【００１３】
本実施形態では、ガスケット４０が、ヘッドボルト３０によるシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との締結荷重Ｐを受けることにより、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との間からウォータジャケット２２の冷却水が外部に漏洩するのを防止している。
【００１４】
また、本実施形態では、隙間２３を形成することにより、ヘッドボルト３０による締結荷重や、シリンダヘッド１０とヘッドボルト３０の熱膨張量の差から生じる軸力変動が、シリンダブロック２０におけるシリンダボア２１近傍の部位に直接加わることを抑制して、シリンダボア２１の変形を防止することが可能となっている。
【００１５】
さらに、本実施形態では、図１及び図２に示すように、ウォータジャケット２２より内周側におけるシリンダブロック２０のシール面２０ａに第１のリング溝２４が形成されている。この第１のリング溝２４は、シリンダボア２１と実質的に同心円状に形成されている。
【００１６】
この第１のリング溝２４内には、図１に示すように、燃焼室９０で発生した燃焼ガスをシールするためのシールリング５０と、当該シールリング５０の下方に位置しているスプリング６０と、が挿入されている。シールリング５０は、第１のリング溝２４の中心軸方向に沿って移動可能に挿入されている。スプリング６０は、シールリング５０をシリンダヘッド１０に向かって押圧している。
【００１７】
本実施形態では、シールリング５０を第１のリング溝内にその中心軸方向に沿って移動可能に挿入することにより、温度変化によるシリンダボアの熱膨張・収縮や軸力変動に伴って隙間２３が変動しても、シールリング５０が移動してシールするので、燃焼ガスの漏洩を安定して防止することが可能となっている。
【００１８】
シールリング５０は、図３に示すように、その一部を途切るような開放部５１が形成された環状部材である。このシールリング５０の開放部５１における一方の端部に、斜面から成る外側合わせ面５１ａが形成されており、他方の端部に、外側合わせ面５１ａと対称関係にある斜面から成る内側合わせ面５１ｂが形成されている。
【００１９】
このシールリング５０は、無負荷状態下では開放部５１で開いており、第１のリング溝２４に挿入する際には、図３の矢印Ｓ１、Ｓ２方向に負荷を懸けて合わせ面５１ａ、５１ｂ同士を密着させた状態で第１のリング溝２４に挿入する。このように挿入されたシールリング５０には、外側に広がろうとする弾性力が作用するので、シールリング５０の挿入面５２を第１のリング溝２４に密着させることが出来る。また、組立時のバラツキや熱膨張によるシリンダボア径の変動を開放部５１により許容することが出来るので、燃焼ガスの漏洩をより防止することが出来る。
【００２０】
スプリング６０は、図４に示すように、周方向に沿った断面形状を波形形状とした環状の弾性部材である。本実施形態では、シールリング５０をスプリング６０によりシリンダヘッド１０に向かって押圧することにより、シリンダヘッド１０やシリンダブロック２０が熱膨張・収縮しても、シールリング５０がシリンダヘッド１０のシール面１０ａを一定の荷重で密着してシールするので、燃焼ガスの漏洩をより安定して防止することが可能となっている。
【００２１】
さらに、本実施形態では、図１及び図２に示すように、ウォータジャケット２２より内周側で且つ第１のリング溝２４より外周側におけるシリンダブロック２０のシール面２０ａに第２のリング溝２５が形成されている。この第２のリング溝２５は、シリンダボア２１と実質的に同心円状に形成されている。また、本実施形態では、図２に示すように、隣接する第２のリング溝２５同士は連結して形成されている。
【００２２】
この第２のリング溝２５内には、ウォータジャケット２２の冷却水が燃焼室９０に漏洩するのを防止するためにＯリング７０が挿入されている。本実施形態では、図２に示すように、連結して形成された第２のリング溝２５に挿入されるＯリング７０が、連結部７２で環状Ｏリング同士を繋げるように一体に形成されている。Ｏリング７０を一体に形成することにより、隣接するシリンダボア間の間隔が狭い場合であってもシールリング５０及びＯリング７０を適切に配置することが出来る。
【００２３】
このＯリング７０には、当該Ｏリング７０の内周側の一部を切り欠いた切欠部７１が形成されている。また、シリンダブロック２０には、第２のリング溝２５の内周側底面から当該シリンダブロック２０の下端（不図示）に貫通したドレン孔２６が形成されている。このドレン孔２６により、Ｏリング７０に形成された切欠部７１を介して、シール面１０ａ、２０ａ同士の間に形成された隙間２３が、シリンダブロック２０とオイルパン（不図示）とにより形成されているクランクケース（不図示）に連通している。
【００２４】
このような切欠部７１とドレン孔２６とを形成することにより、燃焼室９０から隙間２３を介してシールリング５０に進入した燃焼ガス（図１におけるＧ１）が、シールリング５０とシリンダヘッド１０のシール面１０ａとの間を僅かに通過した場合であっても（図１におけるＧ２）、当該燃焼ガスをＯリング７０及びドレン孔２６を介してクランクケースに導くことが出来（図１におけるＧ３）、燃焼ガスＧ２がウォータジャケット２２に進入するのを防止することが可能となっている。
【００２５】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００２６】
例えば、上述の実施形態では、第１及び第２のリング溝をシリンダブロックのシール面に形成するように説明したが、本発明のおいては特にこれに限定されず、例えば、第１及び第２のリング溝をシリンダヘッドのシール面に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るエンジンのシール構造を示す要部断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態におけるシリンダブロックのシール面を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態におけるシールリングを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態におけるスプリングを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…エンジン
１０…シリンダヘッド
１０ａ…シール面
２０…シリンダブロック
２０ａ…シール面
２１…シリンダボア
２２…ウォータジャケット
２３…隙間
２４…第１のリング溝
２５…第２のリング溝
２６…ドレン孔
３０…ヘッドボルト
４０…ガスケット
５０…シールリング
５１…開放部
５１ａ、５１ｂ…合わせ面
５２…挿入面
５３…シール面
６０…スプリング
７０…Ｏリング
７１…切欠部
７２…連結部
８０…ピストン
８１…ピストンリング
９０…燃焼室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006177208.tif 000006