(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
シリンダブロックとシリンダヘッドを含むエンジン本体部と、上記エンジン本体部の四周の一端面にシール部材を介して組み付けられるチェーンケースと、上記エンジン本体部およびチェーンケースの双方の上面側または下面側に跨るかたちでシール部材を介して組み付けられるカバー部材と、を含む上記三者の接合部でのシール構造であって、
上記エンジン本体部およびチェーンケースの双方の上面側または下面側に跨って閉ループ状に配置されて上記カバー部材との間に圧締保持されるカバー側シール部材と、
上記チェーンケースが装着されるエンジン本体部の一端面のうち左右両端部に配置されて上記チェーンケースとの間に圧締保持されるケース側シール部材と、
上記チェーンケースのうちエンジン本体部に対する接合面とカバー部材に対する接合面とに跨って形成されていて、カバー部材に対する接合面と平行な受け面を含む受容凹部と、
上記ケース側シール部材の長手方向の一端部に一体に形成されていて上記受容凹部に嵌合保持されるとともに、自由状態ではカバー部材に対する接合面よりもカバー部材側に突出していて、且つカバー部材と対向する端面が平坦な突き合わせ面となっている極太の接続ブロック部と、
を備えていて、
上記エンジン本体部とチェーンケースおよびカバー部材の三者を接合して組み付けた状態では、上記接続ブロック部の突き合わせ面にカバー側シール部材が圧接して双方のシール部材同士が接続されるようになっていることを特徴とする内燃機関のシール構造。
上記ケース側シール部材のうち接続ブロック部を除いた一般部は、チェーンケースのうちエンジン本体部に対する接合面に上記受容凹部と連続するように形成された保持溝に嵌合保持されているとともに、
上記ケース側シール部材の一般部および接続ブロック部のうちエンジン本体部と対向する部分には相互に連続するシールビードが形成されていて、
上記接続ブロック部に形成されたシールビードのうち少なくとも平坦な突き合わせ面に近い部分では二つのシールビード同士が互いに離間していて、それら二つのシールビード同士の間の空間が液体ガスケットの溜まり部として機能するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシール構造。
上記接続ブロック部には、平坦な突き合わせ面に臨むように液体ガスケットの溜まり部として機能する溝部が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の内燃機関のシール構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載された構造では、エンジン本体部とチェーンケースとの間に介装されるガスケットが例えばゴム材料と金属材料との複合構造のものとなるため、コストアップが余儀なくされる。
【0007】
また、特許文献2に記載された構造では、エンジン本体部とチェーンケースとの間に介装されるガスケットがゴム等の単一材料にて形成されているためにコスト的には有利になるものの、カバー部材であるヘッドカバーまたはオイルパンとの締結力に対してガスケットの受け面を有していないため、ガスケットは単にその長手方向で圧縮変形を受けるだけそれに伴う反力が不足することがあり、シール面圧の増大化を図るにも自ずと限界があった。
【0008】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、エンジン本体部とチェーンケースとの間に介装されるシール部材がゴム系材料等の単一材料製のものであっても、カバー部材であるヘッドカバーまたはオイルパン側に付帯するシール部材とのシール面圧を十分に確保できるようにしたシール構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドを含むエンジン本体部と、上記エンジン本体部の四周の一端面にシール部材を介して組み付けられるチェーンケースと、上記エンジン本体部およびチェーンケースの双方の上面側または下面側に跨るかたちでシール部材を介して組み付けられるカバー部材と、を含む上記三者の接合部でのシール構造であって、上記エンジン本体部およびチェーンケースの双方の上面側または下面側に跨って閉ループ状に配置されて上記カバー部材との間に圧締保持されるカバー側シール部材と、上記チェーンケースが装着されるエンジン本体部の一端面のうち左右両端部に配置されて上記チェーンケースとの間に圧締保持されるケース側シール部材と、上記チェーンケースのうちエンジン本体部に対する接合面とカバー部材に対する接合面とに跨って形成されていて、カバー部材に対する接合面と平行な受け面を含む受容凹部と、上記ケース側シール部材の長手方向の一端部に一体に形成されていて上記受容凹部に嵌合保持されるとともに、自由状態ではカバー部材に対する接合面よりもカバー部材側に突出していて、且つカバー部材と対向する端面が平坦な突き合わせ面となっている極太の接続ブロック部と、を備えているものとした。
【0010】
その上で、上記エンジン本体部とチェーンケースおよびカバー部材の三者を接合して組み付けた状態では、上記接続ブロック部の突き合わせ面にカバー側シール部材が圧接して双方のシール部材同士が接続されるようになっていることを特徴とするものである。
【0011】
なお、上記自由状態とは、チェーンケースに対してカバー部材であるヘッドカバーまたはオイルパンの圧締締結力が作用していない状態を言う。
【0012】
ここで、ケース側シール部材によるシール面圧を高めて、さらなるシール性の向上を図る上では、ケース側シール部材の一般部および接続ブロック部のうちエンジン本体部と対向する部分には相互に連続するシールビードが形成されていることが望ましい。特に、接続ブロック部では、液体ガスケットとの併用に備えて、接続ブロック部に付帯する二つのシールビード同士の間の空間が液体ガスケットの溜まり部として機能するようになっていることが望ましい。
【0013】
さらに、上記シールビードの有無にかかわらず、上記接続ブロック部には、平坦な突き合わせ面に臨むように液体ガスケットの溜まり部として機能する溝部が形成されていても良い。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ケース側シール部材の極太の接続ブロック部をチェーンケースに形成された受容凹部の受け面で受けるかたちとして、カバー部材側に突出している接続ブロック部の平坦な突き合わせ面にカバー側シール部材を圧接させて双方のシール部材同士を接続するようにしているので、双方のシール部材同士のシール面圧を十分に高くすることができてそのシール性能の向上が図れるほか、ケース側シール部材はゴム等の単一可撓性材料にて形成されたもので済むので、コスト的にも有利となる。
【0015】
また、ケース側シール部材のうちエンジン本体部と対向する部分にはシールビードが形成されていると、そのケース側シール部材のシール面圧を一段と高くすることができるほか、接続ブロック部では上記シールビードを有効利用することで液体ガスケットの溜まり部として機能する空間が形成されることになるので、液体ガスケットを併用する場合に、特に双方のシール部材同士の圧接による接続部おいて、双方のシール線の連続性確保が容易となる。
【0016】
さらに、ケース側シール部材だけでなくカバー側シール部材にもシールビードが形成されている場合に、カバー側シール部材の二つのシールビード同士の離間距離が接続ブロック部の二つのシールビード同士の離間距離内に納まるように設定されていると、双方のシール部材同士の圧接による接続部において両者のシール面圧を一段と高くすることができるほか、双方のシール線の連続性が一段と良好なものとなる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1〜7は本発明に係る内燃機関のシール構造を実施するためのより具体的な形態を示し、特に
図1,2は内燃機関の概略構造を模式的に示した分解斜視図を示している。
【0019】
図1に示すように、シリンダブロック1aとシリンダヘッド1bは図示を省略したメタルガスケットを介して接合部1cにて接合されていて、エンジン本体部1を構成している。このエンジン本体部1の四周のうちフロント側となる一端面には、回転伝達のために当該エンジン本体部1に付帯しているタイミングチェーン(図示省略)を覆うべく、左右一対のケース側シール部材としてのケース側ガスケット2を介して、チェーンケース(フロントカバーとも言う。)3が接合される。エンジン本体部1およびチェーンケース3の上面側には、カバー側シール部材としての閉ループ状のカバー側ガスケット4を介してカバー部材であるヘッドカバー5が接合される。同様に、エンジン本体部1およびチェーンケース2の下面側には、カバー側シール部材としての閉ループ状のカバー側ガスケット6を介してカバー部材であるオイルパン7が接合される。
【0020】
そして、エンジン本体部1、チェーンケース3、ヘッドカバー5およびオイルパン7の四者が正しく接合されてボルト締結にて組み付けられた時には、エンジン本体部1とチェーンケース3との間に介装されている一対のケース側ガスケット2の上端部が、エンジン本体部1とヘッドカバー5との間に介装される閉ループ状のカバー側ガスケット4と突き合わされて相互に接続され、同様に、ケース側ガスケット2の下端部が、閉ループ状のカバー側ガスケット6と突き合わされて相互に接続されることになる。
【0021】
なお、上記チェーンケース3およびヘッドカバー5としては樹脂製のものが採用されているが、軽金属等の金属製のものであっても良い。また、各ガスケット2,4,6としては、例えば耐熱性、耐油性に優れたゴム系材料製のものが使用され、必要に応じて液体ガスケットが併用される。さらに、
図1では、シール構造に直接関係のないエンジン本体部1の内部構造、動力伝達系および補機類等については図示を省略している。
【0022】
図2は
図1におけるエンジン本体部1とチェーンケース3およびケース側ガスケット2の関係を拡大した図であって、また、
図3は
図2の要部を別の方向から見た拡大図を、
図4は
図3のチェーンケース3とヘッドカバー5との接合状態での要部断面図であって、
図5のB−B線断面に相当する拡大図を示している。さらに、
図5は
図3のA−A線に沿った断面図を示している。
【0023】
図2〜4に示すように、エンジン本体部1の左右両側にはチェーンケース3側に向かって突出するフランジ部1dが形成されていて、このフランジ部1dのうちチェーンケース3と対向する端面がそのチェーンケース3と突き合わされる接合面となっている。また、フランジ部1dには先に述べたボルト締結のための複数のねじ孔1eが形成されている。他方、チェーンケース3の周縁部には上部フランジ部3aおよびサイドフランジ部3bがそれぞれ形成されていて、上部フランジ部3aの上面がヘッドカバー5と突き合わされる接合面として、サイドフランジ部3bのうちエンジン本体部1と対向する端面がそのエンジン本体部1と突き合わされる接合面として、それぞれ機能するようになっている。そして、チェーンケース3の上部フランジ部3aにはヘッドカバー5とのボルト締結のためのインサートナット8aが埋設された複数のボルト孔3cが、サイドフランジ部3bにはエンジン本体部1とのボルト締結のためのカラー8bが埋設された複数のボルト孔3dがそれぞれ形成されている。これにより、エンジン本体部1とチェーンケース3とが不図示のボルトにて締結されるとともに、それらのエンジン本体部1およびチェーンケース3に対して上面側からヘッドカバー5が同じく不図示のボルトにて締結される。
【0024】
なお、図示を省略しているが、チェーンケース3の下部ではエンジン本体部1側に向かって内向きのフランジ部が形成されていて、このフランジ部の下面がオイルパン7と突き合わされる接合面となっている。そして、ボルト締結されたエンジン本体部1とチェーンケース3に対してその下面側からオイルパン7が不図示のボルトにて締結される。
【0025】
チェーンケース3のサイドフランジ部3bのうちエンジン本体部1に対向する接合面には、
図3,5に示すように、上下方向に沿ってケース側ガスケット2のための保持溝9が形成されている。保持溝9は
図3に示すように上端部で略L字状に屈曲していて、この保持溝9にケース側ガスケット2が嵌合保持されている。また、
図3,5に示すように、保持溝9の上端部では当該保持溝9の一部の溝幅および溝深さ共に部分的に拡大化されていて、エンジン本体部1に対する接合面およびヘッドカバー5に対する接合面がそれぞれ開放された略角孔状の受容凹部10が形成されている。この受容凹部10の底面は、
図5に示すように、ヘッドカバー5に対する接合面と平行で且つ平坦な受け面10aとなっている。
【0026】
他方、上記保持溝9の嵌合保持されることになるケース側ガスケット2は、
図3のほか、その要部を拡大した
図6に示すように、全体としては長尺紐状のものであって、上端部ではその端末部12が一般部11からほぼ直角に屈曲していて略L字状をなしているととに、一般部11および端末部12共に断面形状が頭部12aと脚部12bとで変形T字状をなしている。端末部12のうち
図5の受容凹部10に相当する部分では、当該端末部12に比べて極太の角柱状の接続ブロック部13が一体に形成されていて、この接続ブロック部13は受容凹部10に嵌合保持される。極太の接続ブロック部13を含む端末部12および一般部11のうちエンジン本体部1に対するシール面には、
図4に示すように、それらの端末部12および一般部11間で互いに連続するように二条のシールビード14a,14bが形成されている。なお、接続ブロック部13では、二条のシールビード14a,14bから分岐するかたちで同じく二条のシールビード16a,16bが形成されている。
【0027】
さらに、上記接続ブロック部13の下面および上面共に互いに平行な平坦面となっていて、接続ブロック部13の下面は
図5に示すように受容凹部10側の受け面10aに対する着座面として機能する一方、接続ブロック部13の上面はカバー側ガスケット4と突き合わされる平坦な突き合わせ面13aとして機能するようになっている。
【0028】
そして、
図7はエンジン本体部1とチェーンケース3とを接合して組み付けた状態を示していて、先の
図3のほか
図7に示すように、エンジン本体部1に対しケース側ガスケット2を介してチェーンケース3を接合し、且つそれらのエンジン本体部1およびチェーンケース3に対してヘッドカバー5を接合していない状態では、エンジン本体部1の上面と面一状態となったチェーンケース3側のヘッドカバー5に対する接合面から接続ブロック部13の先端部が予め設定してある突出m(例えば、数ミリ程度)だけ突出するようになっている。
【0029】
図4は、チェーンケース3にヘッドカバー5を接合して組み付けた状態を示していて、同図に示すように、ヘッドカバー5の開口縁部のうちエンジン本体部1とチェーンケース3との接合面となる部分にも閉ループ状に保持溝15が形成されていて、この保持溝15にカバー側ガスケット4が嵌合保持される。このカバー側ガスケット4は、ケース側ガスケット2の一般部11と同様に、断面形状が変形T字状をなしていて、ヘッドカバー5の開口周縁部を取り囲むように全体として閉ループ状に形成されているとともに、エンジン本体部1やチェーンケース3に対するシール面には二条のシールビード4a,4bが形成されている。
【0030】
そして、
図4から明らかなように、エンジン本体部1やチェーンケース3に対しカバー側ガスケット2を介してヘッドカバー5を接合し、ボルト締結をもって組み付けた時には、エンジン本体部1とチェーンケース3との接合部では、ケース側ガスケット2における接続ブロック部13の平坦な突き合わせ面13aに対してカバー側ガスケット4がクロスするように乗り上げるとともに、接続ブロック部13が高さ方向で圧縮変形し、双方のガスケット2,4同士、ひいてはその双方のガスケット2,4のシール線同士が接続されるようになっている。なお、
図7において、エンジン本体部1およびチェーンケース3に対するカバー側ガスケット4のシール線を便宜的に一点鎖線Qで示している。
【0031】
その上で、
図4に示すように、カバー側ガスケット4に形成されている二条のシールビード4a,4b同士の離間距離は、ケース側ガスケット2の接続ブロック部13のうちエンジン本体部1に対するシール面に形成されている二条のシールビード16a,16b同士の離間距離内に納まるような大きさに予め設定されている。
【0032】
なお、詳細な図示は省略するが、エンジン本体部1およびチェーンケース3に対するオイルパン7の接合部においても、上記ヘッドカバー5側ととほぼ同様のシール構造となっている。
【0033】
したがって、本実施の形態によれば、ケース側ガスケット2の極太の接続ブロック部13を、
図5に示すチェーンケース3側の受容凹部10のうち受け面として機能する底面10aで受けるかたちとして、ヘッドカバー5側に向かって突出している接続ブロック部13を圧縮変形させながら、その接続ブロック部13の平坦な突き合わせ面13aにカバー側ガスケット4のシールビード4a,4bを圧接させて双方のガスケット2,5同士を接続するようにしているものである。
【0034】
そのため、例えばエンジン本体部1に対しチェーンケース3を組み付けた状態で、ヘッドカバー5に対するエンジン本体部1側の接合面とチェーンケース3側の接合面との間に微少な段差が発生するようなことがあっても、それらの段差にカバー側ガスケット4やケース側ガスケット2の接続ブロック部13を忠実に追従させることができることはもちろんのこと、双方のガスケット2,4同士のシール面圧を十分に高くすることができてそのシール性能の向上が図れるほか、ケース側ガスケット2はゴム等の単一可撓性材料にて形成されたもので済むので、コスト的にも有利となる。
【0035】
上記のような段差は、チェーンケース3として樹脂製のものを採用した場合に、チェーンケース3自体の成形時あるいは経時的な反りや変形により発生しやすいとされており、したがって、本実施の形態のシール構造は樹脂製のチェーンケース3を採用した場合に特に有効である。
【0036】
その上、ケース側ガスケット2およびカバー側ガスケット4のそれぞれのシール面にはシールビード14a,14b,16a,16bおよび4a,4bを形成してあることで、個々のガスケット2,4のシール面圧を高くできることに基づくシール性能の向上効果が一段と顕著となる。また、
図4に基づいて説明したように、カバー側ガスケット4の二条のシールビード4a,4bの離間距離を接続ブロック部13側の二条のシールビード16a,16bの離間距離内に納まるように設定してあることで、少なくとも接続ブロック部13の近傍で液体ガスケットを併用するような場合に、接続ブロック部13側の二条のシールビード16a,16b同士の間の空間を液体ガスケットの溜まり部として機能させることができるの。そのため、特にカバー側ガスケット4とケース側ガスケット2の接続ブロック部13との接続部において、双方のガスケット2,4のシール線の連続性確保がより確実に行われるようになる。
【0037】
図8〜12は本発明の第2〜第6の実施の形態として、
図6に示したケース側ガスケット2における接続ブロック部13の変形例を示している。なお、先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【0038】
図8に示した第2の実施の形態では、接続ブロック部13のうちエンジン本体部1に対するシール面に二条のシールビード16a,16bが形成されている点では
図6と共通している。その上で、二条のシールビード16a,16b同士の間において、接続ブロック部13のシール面を一段掘り下げるようにして、平坦な突き合わせ面13aに臨む溝部17aを形成してあるとともに、接続ブロック部13のうちシール面とは反対側の背面側においても同様に二条のシールビード16a,16bとともに平坦な突き合わせ面13aに臨む溝部17bを形成したものである。
【0039】
接続ブロック部13に二条のシールビード16a,16bのみが形成されている場合、本来のシール機能を発揮する上でそれらのシールビード16a,16を多かれ少なかれ押し潰す必要があるので、先に説明したように双方のシールビード16a,16b同士の間の空間を液体ガスケットの溜まり部として機能させようとすると、溜まり部として十分な容量(容積)を確保できない可能性がある。その対策として、
図8のように、接続ブロック部13のシール面およびそれと反対側の背面に積極的に溝部17a,17bを形成することで、液体ガスケットの溜まり部として十分な容量を確保することができるようになる。
【0040】
図9に示す第3の実施の形態では、接続ブロック部13のシール面におけるシールビード18について、シールビード14a,14bとの連続性を確保しつつ略Y字状のものとして形成することで、平坦な突き合わせ面13aに近い部分でのみ二つのシールビード素片18a,18b同士が互いに離間していて、それら二つのシールビード素片18a,18b同士の間の空間を液体ガスケットの溜まり部として機能させるようにしたものである。
【0041】
この実施の形態では、シールビード18の下半部側では極太状のものとなっていることで相手側への圧接時に潰れ変形しにくくなり、その結果として、二つのシールビード素片18a,18b同士の間の空間を液体ガスケットの溜まり部として積極的に機能させることができる。
【0042】
図10に示す第4の実施の形態では、
図9と同様に、接続ブロック部13のシール面におけるシールビード18を略Y字状のものとして形成することで、平坦な突き合わせ面13aに近い部分でのみ二条のシールビード素片18a,18b同士が互いに離間していて、さらにそれらの二条のシールビード素片18a,18b同士の間に単一の突起部19を形成したものである。
【0043】
この実施の形態では、突起部19があることによって、それら二つのシールビード素片18a,18b同士の間に液体ガスケットの溜まり部として機能する空間をより確実に確保することができる。
【0044】
図11に示す第5の実施の形態では、
図6に示した構造を基本として、二条のシールビード16a,16bが形成されている接続ブロック部13のシール面について、それらの二条のシービード16a,16b同士の間であって且つ下半部のみに第3のシールビード20を加えたものである。
【0045】
この実施の形態では、二条のシールビード16a,16bに加えて第3のシールビード20があることにより、
図10に示した第4の実施の形態と同様に、それら二条のシールビード素片16a,16b同士の間に液体ガスケットの溜まり部として機能する空間をより確実に確保することができる。
【0046】
図12に示す第6の実施の形態では、
図9に示した構造を基本とした上で、平坦な突き合わせ面13aの両側部分のみを縦リブ21として残してそれ以外の平坦な突き合わせ面13aを相対的に低くすることで、実質的にその平坦な突き合わせ面13a上を液体ガスケットの溜まり部として機能させるようにしたものである。
【0047】
この実施の形態では、液体ガスケットの保有容量は大きくなるものの、カバー側ガスケット4と接続ブロック部13とのシール面圧が低くなるので、少なくとも接続ブロック部13の近傍での液体ガスケットの併用が必須となり、カバー側ガスケット4と接続ブロック部13とのシール線の連続性は液体ガスケットの存在に大きく依存することになる。
【0048】
図13,14は本発明の第7の実施の形態を示す図で、
図13は
図3と同じ状態の要部拡大図を、
図14は
図4と同じ状態の要部断面図をそれぞれ示している。なお、先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【0049】
図13,14から明らかなように、この実施の形態では、ケース側ガスケット22の一般部21の上端に直接的に極太状の接続ブロック部23が一体に接続形成されているとともに、その上端面がカバー側ガスケット4との平坦な突き合わせ面23aとなっている。その上で、接続ブロック部23および一般部21のシール面に
図3のようなシールビードが形成されておらず、それらのエンジン本体部1に対するシール面が単純な平坦面となっている点で先の第1の実施の形態と異なっている。
【0050】
この実施の形態では、先に述べたシールビードの有無を除いて先の第1の実施の形態と同様であるから、シールビードによる副次的な効果を除き第1の実施の形態と同様の効果が得られることになる。