(57)【要約】【課題】鋳造物からなるエンジン部品に対して、より良好なシール性を付与することのできるエンジンのシール構造を提供する。【解決手段】鋳造物からなるエンジン部品のシール構造で、シール面にプレスによる塑性変形が施され、同シール面に部分的に段差（２１、４１）が形成される。この塑性変形により、シール面近傍付近の鋳巣欠陥などが圧壊されるとともに、形成された段差（２１、４１）によりシール面におけるシール性が確保される。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造物からなるエンジン部品のシール面に施されるエンジンのシール構造であって、
前記シール面が部分的に段差をもつ態様でプレスによる塑性変形が施されてなる
ことを特徴とするエンジンのシール構造。
【請求項２】
前記鋳造物からなるエンジン部品がエンジンのシリンダブロックであり、前記部分的な段差は、シリンダボアの周辺部に円環状に設けられてなる
請求項１に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は、ウォータジャケットとなる溝がそのシール面に開口されたオープンデッキ型のシリンダブロックからなり、前記部分的な段差は、前記ウォータジャケットとなる溝の外周縁部に沿うかたちで更に環状に設けられてなる
請求項２に記載のエンジンのシール構造。
【請求項４】
前記鋳造物からなるエンジン部品がエンジンのシリンダヘッドであり、前記部分的な段差は、燃焼室に対応する部分の周辺部に円環状に設けられてなる
請求項１に記載のエンジンのシール構造。
【請求項５】
前記シリンダヘッドが搭載されるシリンダブロックは、ウォータジャケットとなる溝がそのシール面に開口されたオープンデッキ型のシリンダブロックからなり、前記部分的な段差は、前記シリンダヘッドの前記シリンダブロックにおけるウォータジャケットとなる溝の外周縁部に対向するかたちで更に環状に設けられてなる
請求項４に記載のエンジンのシール構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンのシール構造において、
前記部分的な段差は、その延設される方向に直交する断面が略三角波形状に形成されてなる
ことを特徴とする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、エンジンのシール構造に係り、詳しくは鋳造物からなるエンジン部品の接合面に適用して有益なシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとのシール構造においてシール性を向上させる技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１では、ボアを有するシリンダブロックと燃焼室を有するシリンダヘッドとのそれぞれの当接面に例えばフライス加工等による仕上げ加工を施した後に、ボア周辺部又は燃焼室周辺部に同心円状に更にフライス加工を施すことにより、ボア又は燃焼室と同心円となる無端状の加工痕を形成し、これによってシール性の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００２−８９３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記エンジンを構成するシリンダブロックやシリンダヘッドは一般に、アルミニウム等を鋳造して形成されており、このような鋳造物の内部には通常、冷却条件などの種々の要因により生じた鋳巣が存在している。このため、上記特許文献１に記載されるように、シリンダブロックのボア周辺部又はシリンダヘッドの燃焼室周辺部にフライス加工を施すと、シリンダブロック又はシリンダヘッド内部の鋳巣が表出してしまうことともなる。そして、このように鋳巣がシール部に表出するようなことがあれば、そのシール性の低下も避けられないものとなる。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、鋳造物からなるエンジン部品に対して、より良好なシール性を付与することのできるエンジンのシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段、及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、鋳造物からなるエンジン部品のシール面に施されるエンジンのシール構造であって、前記シール面が部分的に段差をもつ態様でプレスによる塑性変形が施されてなることをその要旨とする。
【０００６】
上記構造によれば、プレスによる塑性変形として、鋳造物からなるエンジン部品のシール面に部分的に段差(凹凸)が形成されることから、この形成される段差部分では、同シール面の表面あるいはその近傍に鋳巣等の欠陥があったとしてもこれが圧壊され、こうした欠陥も自ずと除去されるようになる。そして、こうした欠陥が圧壊された段差が上記シール面に形成されることで、該シール面における各種流体に対するシール性も良好に確保されるようになる。しかも、このようなプレス加工を通じて上記シール面のシール性が確保されるため、同シール面に対する前述したフライス加工等の精密加工を割愛することができるようにもなる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造において、前記鋳造物からなるエンジン部品がエンジンのシリンダブロックであり、前記部分的な段差は、シリンダボアの周辺部に円環状に設けられてなることをその要旨とする。
【０００８】
上記構造によれば、上述したプレスによる塑性変形として形成され、鋳巣等の欠陥が圧壊された段差(凹凸)部が、シリンダブロックのシール面のうちの特にシリンダボア周辺部に円環状に設けられるようになる。これにより、シリンダボア周辺部においてシールの対象となる燃焼ガス等に対しても的確なシール性が確保されるようになる。また、ガスケットを介してこのシリンダブロックにシリンダヘッドが組み付けられる場合であれ、同ガスケットとして、平板状の簡易かつ安価なものを用いることができるようになる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構造において、前記シリンダブロックは、ウォータジャケットとなる溝がそのシール面に開口されたオープンデッキ型のシリンダブロックからなり、前記部分的な段差は、前記ウォータジャケットとなる溝の外周縁部に沿うかたちで更に環状に設けられてなることをその要旨とする。
【００１０】
上記構造によれば、上述したプレスによる塑性変形として形成され、鋳巣等の欠陥が圧壊された段差(凹凸)部が、シリンダブロックのシール面のうちの特にウォータジャケットとなる溝の外周縁部にも環状に設けられるようになる。これにより、ウォータジャケット外周縁部において、シールの対象となる冷却水等に対しても的確なシール性が確保されるようになる。またこの場合もガスケットを介してこのシリンダブロックにシリンダヘッドが組み付けられる場合であれ、同ガスケットとして、平板状の簡易かつ安価なものを用いることができるようになる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の構造において、前記鋳造物からなるエンジン部品がエンジンのシリンダヘッドであり、前記部分的な段差は、燃焼室に対応する部分の周辺部に円環状に設けられてなることをその要旨とする。
【００１２】
上記構造によれば、上述したプレスによる塑性変形として形成され、鋳巣等の欠陥が圧壊された段差（凹凸）部が、シリンダヘッドのシール面のうちの特に燃焼室に対応する部分の周辺部に円環状に設けられるようになる。これにより、燃焼室に対応する部分の周辺部においてシールの対象となる燃焼ガス等に対しても的確なシール性が確保されるようになる。また、ガスケットを介してこのシリンダヘッドがシリンダブロックに組み付けられる場合であれ、同ガスケットとして、平板状の簡易かつ安価なものを用いることができるようになる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構造において、前記シリンダヘッドが搭載されるシリンダブロックは、ウォータジャケットとなる溝がそのシール面に開口されたオープンデッキ型のシリンダブロックからなり、前記部分的段差は、前記シリンダヘッドの前記シリンダブロックにおけるウォータジャケットとなる溝の外周縁部に対向するかたちで更に環状に設けられてなることをその要旨とする。
【００１４】
上記構造によれば、上述したプレスによる塑性変形として形成され、鋳巣等の欠陥が圧壊された段差（凹凸）部が、シリンダヘッドのシール面のうちの特にウォータジャケットとなる溝の外周縁部に対向する部分にも環状に設けられるようになる。このため、請求項３に記載の構造と同様に、ウォータジャケット周辺部においてシールの対象となる冷却水等に対しても的確なシール性が確保されるようになる。またこの場合も、ガスケットを介してこのシリンダヘッドがシリンダブロックに組み付けられる場合であれ、同ガスケットとして、平板状の簡易かつ安価なものを用いることができるようになる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載のいずれかの構造において、前記部分的な段差は、その延設される方向に直交する断面が略三角波形状に形成されてなることをその要旨とする。
【００１６】
上記構造によれば、上記部分的な段差(凹凸)の断面が略三角波形状に形成されるため、より効率的にシール面の面圧を高めることができるようになる。すなわち、小さな締圧力によっても十分なシール性を得ることができ、ひいては、過剰な締圧力に起因するエンジン部品としての変形、歪みなどを防止することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
以下、この発明に係るエンジンのシール構造の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係るエンジンのシール構造が適用される、一般的な直列４気筒式のエンジン１の構成を示したものである。この図１に示されるように、エンジン１は、大きくはシリンダブロック２とシリンダヘッド４とを有している。また、これらシリンダブロック２とシリンダヘッド４との間には、シール部材であるガスケット３が配設されている。
【００１９】
また、図２は、このエンジン１の分解斜視構造を示したものである。
上記シリンダブロック２は、エンジン１の大部分を構成するエンジン部品であり、アルミニウム合金等の金属材料を鋳造することにより形成される鋳造物である。そして、このシリンダブロック２は、同図２に示されるように、下部にはスカート６を備え、その上部には円筒状の４つのシリンダ５を備える。これらシリンダ５の各内周面には鋳鉄製のシリンダライナ１０がそれぞれ鋳込まれており、それらシリンダライナ１０により、シリンダブロック２の上面に開口するシリンダボアがそれぞれ形成されている。また、シリンダ５のそれぞれの周囲にはシリンダボアを冷却するためのウォータジャケットとなる溝が形成され、シリンダブロック２の外壁面にはこの冷却水が流れるための冷却水口１４が設けられている。また、シリンダブロック２の上面は、シリンダボア周辺部を形成する内周デッキ面１６と、ウォータジャケットとなる溝よりも外周側を形成する外周デッキ面１３とからなり、これらデッキ面上にガスケット３が配設されることとなる。さらに、ウォータジャケットとなる溝は、その上部が開口されており、該開口を塞ぐようにして、ガスケット３のさらに上面にシリンダヘッド４が配設される。なお、シリンダブロック２の上面の所定位置には、シリンダの配列方向に沿う計１０箇所にボルト穴１１が設けられるとともに、図示しないブローバイ孔や、油孔等が設けられている。
【００２０】
一方、ガスケット３は上述のように、シリンダブロック２とシリンダヘッド４との間に配設される。このガスケット３は金属製で、略平板形状に形成されており、その底面がシリンダブロック２の上面と当接するように配設される。そして、シリンダブロック２のシリンダボア、ボルト穴１１、及び図示しないブローバイ孔、油孔にそれぞれ対応するように、ガスケット３には、燃焼室孔、ボルト挿通孔１２、及び図示しないブローバイ孔、油孔が設けられている。
【００２１】
また、シリンダヘッド４は、ガスケット３の上面に当接するようにシリンダブロック２の上部に配設され、エンジン上部を構成するエンジン部品である。このシリンダヘッド４は、シリンダブロック２と同様に、アルミニウム合金等の金属材料を鋳造することにより形成される鋳造物である。
【００２２】
以上のように、シリンダブロック２の上面である内周デッキ面１６及び外周デッキ面１３に、ガスケット３を介してシリンダヘッド４が載置され、その状態でシリンダブロック２とシリンダヘッド４とが図示しないボルト等によって一体に締結される。また、本実施の形態のシール構造が適用されるエンジン１では、そのウォータジャケットがシリンダブロック２の上面に開口して設けられるオープンデッキ型のシリンダブロックを採用している。
【００２３】
本実施の形態にかかるエンジンのシール構造は、これらシリンダブロック２とシリンダヘッド４との間におけるシール構造であり、以下、図３〜図５を併せ参照して、このシール構造について詳述する。
【００２４】
図３は、シリンダブロック２の平面構造について示したものである。この図３に示されるように、シリンダブロック２の上面には上述した４つのシリンダ５が設けられている。これら各々のシリンダ５の内周面によりシリンダボアが形成されている。また、これら各々のシリンダ５の周囲には、ウォータジャケット１５となる溝が形成されている。さらに、シリンダブロック２の上面のうち、シリンダボア周辺の上面を形成する内周デッキ面１６には、これら各々のシリンダボアを囲むように円環状に部分的な段差２１が設けられている。一方、シリンダブロック２の上面のうち、ウォータジャケット１５となる溝の外側を形成する外周デッキ面１３には、このウォータジャケット１５となる溝を囲むように環状に部分的な段差４１が設けられている。
【００２５】
図４は、これら段差２１及び段差４１の具体例として、図３のＡ−Ａ線に沿った断面構造を、プレス型とともに一部拡大して示したものである。次に、この図４に基づいて、上記段差２１及び段差４１を形成する方法について詳述する。
【００２６】
図４に示されるように、また上述したように、シリンダブロック２の上面のうち、内周デッキ面１６には部分的な段差２１が、また外周デッキ面１３には部分的な段差４１がそれぞれ形成される。
【００２７】
このうち、段差２１は、シリンダボア２８の周辺部に円環状に形成される。また、この段差２１の断面形状は、同図４に示されるように、その延設される方向に直交する断面が略三角波形状をなしている。そして、この段差２１は、これも図４に併せて示すように、先端の断面が略三角形の円環状の凸部２２ａを有するプレス型２２の押圧（殴打）により形成される。すなわち、このプレス型２２によって、シリンダブロック２の上面である内周デッキ面１６がこれと垂直な方向からプレスされると、同内周デッキ面１６は塑性変形して、プレス型２２の凸部２２ａの形状に対応する形状の円環状凹部２１ａが形成されると同時に、その周囲に円環状凸部２１ｂが形成される。このとき、これら円環状凹部２１ａ及び円環状凸部２１ｂが形成された内周デッキ面１６の周辺部に鋳巣欠陥等の表面欠陥があったとしても、こうした欠陥はプレスにより圧壊され、シール面での欠陥は自ずと除去されるようになる。このようにして、円環状凹部２１ａと円環状凸部２１ｂとからなる断面略三角波形状の段差２１が円環状に形成される。
【００２８】
一方、段差４１は、ウォータジャケット１５となる溝の外周縁部に沿うかたちで、環状に形成される。この段差４１は、先端の断面が略三角形の環状の凸部４２ａを有するプレス型４２により形成される。すなわち、この段差４１も、前述の段差２１の形成方法と同様の方法により、シリンダブロック２の上面である外周デッキ面１３に、それぞれ環状凹部４１ａと環状凸部４１ｂとからなる断面略三角波形状の段差として形成される。
【００２９】
図５は、本実施の形態にかかるシール構造が適用されたシリンダヘッド４とシリンダブロック２との間のシール構造についてその断面構造を示したものであり、これも先の図３のＡ−Ａ線に沿った断面構造を一部拡大して示したものである。
【００３０】
この図５に示されるように、シリンダブロック２の上面にはガスケット３が配設され、そのさらに上面にシリンダヘッド４が配設されている。ここで、ガスケット３はボア孔３１が設けられた金属製のガスケット本体３０と、同ガスケット本体３０においてシリンダボア２８の外周に配設された環状の耐熱性シム３４とを備えている。また、シリンダブロック２において、シリンダボア２８の内壁のピストン２６（正確にはピストンリング２７）が摺動する部分には、前述した円筒形状のシリンダライナ１０が鋳込まれている。このシリンダライナ１０の内壁によりシリンダボア２８の内壁の一部が構成されている。すなわち、前記シム３４はこのシリンダライナ１０の上面３３とガスケット本体３０との間に設けられている。
【００３１】
そして、本実施の形態にかかるシリンダブロック２とシリンダヘッドとのシール構造においては、シリンダブロック２の上面に形成された上記段差２１のうち、上面に突出する円環状凸部２１ｂがガスケット３のガスケット本体３０の下側当接面３０ｂと当接する。また、これと同様に、上記段差４１のうち、上面に突出する環状凸部４１ｂがガスケット本体３０の下側当接面３０ｂと当接する。そして、さらにガスケット本体３０の上側当接面３０ａがシリンダヘッド４の底面３２と当接し、この状態でシリンダブロック２、ガスケット３、シリンダヘッド４が一体に締結固定される。このとき、円環状凸部２１ｂとガスケット本体３０、および環状凹部４１ａとガスケット本体３０との間の面圧が増大し、シリンダヘッド４とシリンダブロック２との間でのシール性が保持される。すなわち、シリンダボア２８周辺部に形成された円環状凸部２１ｂによって、エンジンの燃焼室２９からの燃焼ガス等のガス漏れが抑制されるとともに、ウォータジャケット１５からの水漏れが抑制されるようになる。また、ウォータジャケット外周縁部に形成された環状凸部４１ｂによって、ウォータジャケット１５からの水漏れが抑制されるようになる。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態に係るエンジンのシール構造によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）鋳造物からなるシリンダブロック２のシール面には、プレスによる塑性変形として部分的な段差（２１、４１）が形成される。このプレスにより、シール面の表面あるいは近傍に鋳巣等の欠陥があったとしても、これが圧壊され、こうした欠陥も自ずと除去されることから、シール面における各種流体に対するシール性が良好に確保されるようになる。また、これらのプレス加工によりシール面のシール性が確保されることにより、シール面に対するフライス加工等の精密加工を割愛することも可能となる。
【００３３】
（２）上記部分的な段差２１が、エンジンのシリンダボア２８周辺部に形成されることにより、燃焼室２９からの燃焼ガス等に対するシール性を確保することが可能となる。また、段差２１そのものは鋳造物からなり、耐熱性を有することから、熱的にも安定なシール構造を保持することができる。
【００３４】
（３）上記部分的な段差（２１，４１）がエンジンのウォータジャケット周辺部に形成されることにより、ウォータジャケット１５からの冷却水等に対するシール性を確保することができる。
【００３５】
（４）上記部分的段差（２１、４１）の断面は略三角波形状に形成されている。このため、より効率的にシリンダブロック２のシール面の面圧を高めることができるようになる。すなわち、シリンダブロック２とシリンダヘッド４とは、小さな締圧力によっても十分にシール性を得ることができ、ひいては、過剰な締圧力に起因するエンジン部品としての変形、歪みなどの防止を図ることができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に、この発明に係るエンジンのシール構造の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態は、上記第１の実施の形態の同様に、シリンダブロック２とシリンダヘッド４との間にガスケット３が配設されてなるシール構造であるが、プレスより部分的な段差（２１、４１）を形成する場所が異なる。すなわち、第１の実施の形態では、シリンダブロック２の上面に部分的な段差（２１、４１）を形成したが、第２の実施の形態ではシリンダヘッド４の底面３２のガスケット本体３０と当接する面に形成する。そしてこのうち、段差２１についてこれを、シリンダブロック２のシリンダボア２８の周辺に対応する位置に円環状に形成する。また、段差４１についてこれを、シリンダブロック２のウォータジャケット１５となる溝の外周縁部に対応する位置に環状に形成する。その他、これら段差（２１、４１）の形成方法や、シール構造は前記第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
したがって、この第２の実施の形態に係るエンジンのシール構造によっても、先の図５に準じた構造が採用されることで、第１の実施の形態による前記（１）〜（４）の効果と同等、もしくはそれに準じた効果を得ることができるようになる。
【００３８】
（他の実施の形態）
なお、上記第１及び第２の実施の形態は、以下のような態様で実施することもできる。
・上記各実施の形態では、シール面に形成された部分的な段差（２１、４１）の断面が略三角波形状としたが、段差が凹凸形状を含んでいれば、その断面形状は任意である。
【００３９】
・上記各実施の形態では、シール面に形成された部分的な段差（２１、４１）の形状が、１つの円環状凹部２１ａと２つの円環状凸部２１ｂ、あるいは１つの環状凹部４１ａと２つの環状凸部４１ｂとがそれぞれ組み合わされた凹凸形状により形成されるとした。これに限らず、複数の突部を有するプレス型により、シール面に断面が略三角波形状からなる複数の段差部を形成するようにしてもよい。
【００４０】
・上記各実施の形態では、シール面に部分的な段差２１と部分的な段差４１とを併せて設けたが、他の手法によりシール性が確保される場合には、このうちの一方の段差についてはこれを割愛することもできる。
【００４１】
・上記各実施の形態では、上記段差２１と上記段差４１とをプレス型２２及びプレス型４２により同時にプレスすることにより形成することとしたが、これらの形成を別々におこなってもよい。
【００４２】
・上記各実施の形態では、部分的な段差２１を形成するためのプレス型２２と、部分的な段差４１を形成するためのプレス型４２とを別体としたが、これらは一体のプレス型にておこなうことも可能である。
【００４３】
・上記各実施の形態では、ガスケット３はシリンダボア２８外周部にシム３４を備えているが、上記段差２１によって十分なシール性を確保することができる場合には、シム３４の配設を省略することも可能である。
【００４４】
・上記各実施の形態において、シリンダブロック２とシリンダヘッド４とガスケット３との各当接面に、耐熱性のシール剤（例えば、シリコーン系シール剤など）を予め塗布するようにしてもよい。これにより、シール性をさらに高めることも可能となる。
【００４５】
・上記各実施の形態では、シリンダブロック２がオープンデッキ型からなるとしたが、本発明に係るエンジンのシール構造は、これに限らない任意の構造のシリンダブロックを備えるエンジンに適用することができる。
【００４６】
・上記各実施の形態においては、直列４気筒エンジンに本発明にかかるシール構造を適用する場合について言及したが、任意の形式のエンジンであっても本発明に係るシール構造を適用することはできる。また、そのシール対象も、前述したシリンダブロックとシリンダヘッドとの間には限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るシール構造の第１の実施の形態が適用されるエンジンについてその斜視構造を示す斜視図。
【図２】上記エンジンの分解斜視図。
【図３】同第１の実施の形態のシール構造が適用されるシリンダブロック側の構造についてその平面構造を示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図。
【図５】同第１の実施の形態のシール構造についてその断面構造を一部拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…ガスケット、４…シリンダヘッド、５…シリンダ、６…スカート、１０…シリンダライナ、１１…ボルト穴、１２…ボルト挿通孔、１３…外周デッキ面、１４…冷却水口、１５…ウォータジャケット、１６…内周デッキ面、２１…段差、２１ａ…円環状凹部、２１ｂ…円環状凸部、２２…プレス型、２２ａ…プレス凸部、２６…ピストン、２７…ピストンリング、２８…シリンダボア、２９…燃焼室、３０…ガスケット本体、３０ａ…当接面、３０ｂ…当接面、３１…ボア孔、３２…底面、３３…上面、３４…シム、４１…段差、４１ａ…環状凹部、４１ｂ…環状凸部、４２…プレス型、４２ａ…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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