特許 7218685 内燃機関構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-30

(45)【発行日】2023-02-07

(54)【発明の名称】内燃機関構造

(51)【国際特許分類】

   F02F 1/00 20060101AFI20230131BHJP

【ＦＩ】

F02F1/00 J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019130079

(22)【出願日】2019-07-12

(65)【公開番号】P2021014821

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】松本 洋

(72)【発明者】

【氏名】真田 雅規

【審査官】鶴江 陽介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０９０７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５９４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ １／００ －１／４２

Ｆ０２Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定され、単数のシリンダまたは複数のシリンダを有する、内燃機関構造において、
複数の前記ボルトは、
吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、
単数のシリンダまたは複数のそれぞれのシリンダにおいて、該シリンダの中心軸線から最も近い前記排気側ボルトまでの距離である排気側締結距離が、
該シリンダの中心軸線から最も近い前記吸気側ボルトまでの距離である吸気側締結距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。

【請求項2】

シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定され、単数のシリンダを有する、内燃機関構造において、
複数の前記ボルトは、
吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、
隣り合う２個の前記排気側ボルトの間の距離である排気側ボルト間距離が、隣り合う２個の前記吸気側ボルトの間の距離である吸気側ボルト間距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。

【請求項3】

シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定され、複数のシリンダを有する、内燃機関構造において、
複数の前記ボルトは、
吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、吸気ポート側から排気ポート側へ向かう方向に見てシリンダと重ならない位置にあるとともにシリンダの中心軸線に対して排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、
直列に配置された複数のシリンダにおける一方端の側の前記シリンダの近傍で隣り合う２個の前記排気側ボルトの間の距離と、
直列に配置された複数のシリンダにおける他方端の側の前記シリンダの近傍で隣り合う２個の前記排気側ボルトの間の距離と、
のそれぞれの距離であるそれぞれの排気側ボルト間距離が、
直列に配置された複数のシリンダにおける一方端の側の前記シリンダの近傍で隣り合う２個の前記吸気側ボルトの間の距離と、
直列に配置された複数のシリンダにおける他方端の側の前記シリンダの近傍で隣り合う２個の前記吸気側ボルトの間の距離と、
のそれぞれの距離であるそれぞれの吸気側ボルト間距離よりも長く設定されている、
内燃機関構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関構造に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関（エンジン）は、一般にシリンダヘッドがヘッドボルトによりシリンダブロックに対して固定されて、燃焼室内の気密性を確保するために、シリンダヘッドの下端面とシリンダブロックの上端面の間にヘッドガスケットが挟まれている。

【0003】

この内燃機関では、燃焼室内で発生する熱によるシリンダヘッド、シリンダブロック、ヘッドガスケット、ヘッドボルト等の燃焼室周辺の部品の熱膨張と、燃焼による燃焼室内の圧力上昇により、燃焼室周辺の部品において大きな応力が発生する。

【0004】

また、内燃機関の排気ポート側の温度は、吸気ポート側の温度よりも非常に高くなり、シリンダヘッドとシリンダブロックにおける温度も排気ポート側が吸気ポート側と比べて高くなる。これにより、シリンダヘッドとシリンダブロックにおいて吸気ポート側より排気ポート側の燃焼室周辺の部品の熱膨張量が大きくなり、吸気ポート側の燃焼室周辺の部品の応力よりも排気ポート側の燃焼室周辺の部品の応力が大きくなる。この吸気ポート側と排気ポート側の間の応力の差により、燃焼室周辺の部品（例えば、ヘッドガスケット）に変形や偏摩耗が生じる場合がある。このような燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避するため、種々の方法が提案されている。

【0005】

例えば特許文献１には、シリンダの上方の円周状の縁部に、剛性を備えた補強リングを設けているエンジンが記載されている。この補強リングにより、シリンダの上方の円周状の縁部が、熱による膨張・燃焼による圧力に対して不均一に変形することを抑制し、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

【0006】

また特許文献２には、ヘッドボルトの冷間締め付け時（内燃機関が常温時）における吸気ポート側のヘッドボルトのシリンダブロックへの締付軸力（締め付けトルク）を、排気ポート側の締付軸力よりも大きく設定しているシリンダヘッド締結構造（内燃機関構造に相当）が記載されている。このシリンダヘッド締結構造では、冷間締め付け時の吸気ポート側の締付軸力を排気ポート側の締付軸力よりも大きく設定することで、内燃機関運転時における吸気ポート側と排気ポート側の締付軸力をほぼ同一にし、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合わせ面における面圧（圧力）を均一にし、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

【0007】

また特許文献３には、排気ポート側のヘッドボルトの線膨張係数を吸気ポート側のヘッドボルトの線膨張係数よりも大きく設定しているシリンダヘッド固定構造（内燃機関構造に相当）が記載されている。このシリンダヘッド固定構造では、排気ポート側と吸気ポート側との間の温度差による排気ポート側のヘッドボルトと吸気ポート側のヘッドボルトの変位量の差を吸収し、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００３－１９３９０７号公報

【文献】特開昭６２－１０１８７１号公報

【文献】実開平３－１２７０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献１に記載のエンジンでは、シリンダの上方に補強リングを取り付ける必要があり構造が複雑になる。

【0010】

また、特許文献２に記載のシリンダヘッド締結構造では、排気ポート側と吸気ポート側において同一の形状のヘッドボルトが図に記載されている。このため作業者が、吸気ポート側のヘッドボルトに対して排気ポート側用の締付軸力を用いて締め付け、又は、排気ポート側用のヘッドボルトに対して吸気ポート側用の締付軸力を用いて締め付ける、誤組み付けの可能性がある。

【0011】

また、特許文献３に記載のシリンダヘッド固定構造では、排気ポート側と吸気ポート側において同一の形状のヘッドボルトが図に記載されている。このため作業者が、排気ポート側用のヘッドボルトを取り違えて吸気ポート側のシリンダブロックに固定し、又は、吸気ポート側用のヘッドボルトを取り違えて排気ポート側のシリンダブロックに固定する、誤組み付けの可能性がある。

【0012】

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、シリンダブロックとシリンダヘッドに挟まれたガスケットにおける、吸気ポート側の応力分布（圧力分布）と排気ポート側の応力分布（圧力分布）との差をより低減するとともに、シンプルな構造で、かつ、誤組み付けを防止できる、内燃機関構造を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するため、第１の発明は、シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定され、単数のシリンダまたは複数のシリンダを有する、内燃機関構造において、複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、単数のシリンダまたは複数のそれぞれのシリンダにおいて、該シリンダの中心軸線から最も近い前記排気側ボルトまでの距離である排気側締結距離が、該シリンダの中心軸線から最も近い前記吸気側ボルトまでの距離である吸気側締結距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

【0014】

次に、第２の発明は、シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下端面の間にガスケットが挟み込まれ、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドが、複数のボルトを用いて所定トルクにて前記ガスケットを押しつぶすように固定されている、内燃機関構造において、複数の前記ボルトは、吸気側に取り付けられた複数の吸気側ボルトと、排気側に取り付けられた複数の排気側ボルトと、に分けられており、隣り合う２個の前記排気側ボルトの間の距離である排気側ボルト間距離が、隣り合う２個の前記吸気側ボルトの間の距離である吸気側ボルト間距離よりも長く設定されている、内燃機関構造である。

【発明の効果】

【0015】

第１の発明によれば、複数の排気側ボルトと複数の吸気側ボルトのそれぞれの締め付けトルクを同一にした場合、内燃機関停止時（常温時）での排気側ボルトにおけるガスケットへの圧力（応力）を吸気側ボルトにおけるガスケットへの圧力（応力）よりも小さくすることができる。これにより、単数のシリンダまたは複数のそれぞれのシリンダにおいて、内燃機関運転時（高温時）での排気側ボルトにおけるガスケットへの圧力（応力）と吸気側ボルトにおけるガスケットへの圧力（応力）との差をより低減することができる。従って、燃焼室周辺の部品（例えば、ヘッドガスケット）の変形や偏摩耗を回避することができる。また、排気側ボルトの配置を変更するだけで別途機構等を設ける必要がないため、シンプルな構造で、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避し、かつ、誤組み付けを防止できる。

【0016】

第２の発明によれば、複数の排気側ボルトと複数の吸気側ボルトのそれぞれの締め付けトルクを同一にした場合、内燃機関停止時（常温時）での排気側ボルトにおけるガスケットの圧力（応力）を吸気側ボルトにおけるガスケットの圧力（応力）よりも小さくすることができる。これにより、内燃機関運転時（高温時）での排気側ボルトにおけるガスケットの圧力（応力）と吸気側ボルトにおけるガスケットの圧力（応力）との差をより低減することができる。従って、燃焼室周辺の部品（例えば、ヘッドガスケット）の変形や偏摩耗を回避することができる。また、排気側ボルトの配置を変更するだけで別途機構等を設ける必要がないため、シンプルな構造で、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避し、かつ、誤組み付けを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】内燃機関（エンジン）の分解斜視図である。

【図2】図１のＩＩで示された領域におけるガスケットの詳細を説明する斜視図である。

【図3】シリンダヘッドとシリンダブロックの間のガスケットにかかる圧力（応力）の状態を説明する断面の概略図である。

【図4】エンジン動作時（高温時）とエンジン停止時（常温時）におけるボアビード部における線圧（圧力）の分布を説明する図である

【図5】ガスケットにおける排気側締結距離と吸気側締結距離との関係を説明する図である。

【図6】第１の実施形態のガスケットのボアビード部における線圧（圧力）の分布を説明する図である。

【図7】ガスケットにおける排気側ボルト間距離と吸気側ボルト間距離との関係を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明を適用した実施形態の内燃機関（エンジン）１について、図面を用いて説明する。なお、図中にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている場合、各軸は互いに直交しており、Ｘ軸方向は複数である４個の気筒（シリンダ）が直列に配置されている方向を示し、Ｙ軸方向は排気ポート側から吸気ポート側へ向かう方向を示し、Ｚ軸方向は鉛直上方に向かう方向を示している。

【0019】

●［本実施形態における内燃機関（エンジン）１（図１）］
図１は、内燃機関（エンジン）１の分解斜視図である。図１で示すように、内燃機関１は、シリンダヘッド３０が吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４（ヘッドボルト）によりシリンダブロック１０に対して固定されて、シリンダブロック３０の上端面とシリンダヘッド３０の下端面の間にガスケット２０（２０Ａ、２０Ｚ）（ヘッドガスケット）が挟まれている。内燃機関１は、例えば複数である４気筒（４個のシリンダＣ１～Ｃ４（Ｃ））を有する内燃機関である。

【0020】

シリンダブロック１０には、ヘッドボルトを締結する締結孔として、Ｙ軸方向の両側の縁部において、吸気ポート側の縁部においてボルト締結孔１２Ａ～１２Ｅ（１２）のそれぞれが、排気ポート側の縁部においてボルト締結孔１４Ａ～１４Ｅ（１４）のそれぞれが、Ｘ軸方向に沿って設けられている。また、ガスケット２０（２０Ａ、２０Ｚ）には、ヘッドボルトが挿通されるボルト孔として、Ｙ軸方向の両側の縁部において、吸気ポート側にはボルト孔２２Ａ～２２Ｅ（２２）のそれぞれが、排気ポート側にはボルト孔２４Ａ～２４Ｅ（２４）のそれぞれが、Ｘ軸方向に沿って設けられている。

【0021】

ガスケット２０は、吸気側ボルト４２のそれぞれがボルト締結孔１２のそれぞれに対し所定トルクで締め付け固定され、排気側ボルト４４のそれぞれがボルト締結孔１４のそれぞれに対して所定トルクで締め付け固定されることで、押しつぶされるようにシリンダブロック１０とシリンダヘッド３０との間に挟み込まれている。なお、所定トルクは、吸気ガス、排気ガスがシリンダの内部から外部へ漏れ出ることがなく気密性を確保できる程度にガスケット２０を押しつぶすことができる締め付け力を発生させる締め付けトルク値である。

【0022】

●［ガスケット２０Ｚ（２０）の詳細（図２）］
図２は、図１のＩＩで示された領域のガスケット２０Ｚ（２０）の詳細を説明する斜視図である。なお、ガスケット２０Ｚにおけるボルト孔２２、ボルト孔２４の位置は、従来のガスケットのボルト孔の位置を示している。なお、対称軸線ＪＫ１は、シリンダ孔ＣＨのシリンダの中心軸線ＣＰを通り、ＸＹ平面に沿う直線である。

【0023】

ガスケット２０Ｚ（２０）には、シリンダＣ２、Ｃ３（図１参照）の上方側の開口のそれぞれに連通するシリンダ孔ＣＨ２、ＣＨ３がそれぞれ設けられている。シリンダ孔ＣＨ２、ＣＨ３（ＣＨ）のそれぞれの円周状の縁部において、径方向の断面形状として上方の側に突出するボアビード部２６が周方向に沿って設けられている。

【0024】

ボルト孔２２Ｃとボルト孔２４Ｃのそれぞれは、対称軸線ＪＫ１に対して、吸気ポート側と排気ポート側のそれぞれにおいて対称となる位置に設けられている。ボルト孔２２Ｄとボルト孔２４Ｄのそれぞれは、ボルト孔２２Ｃとボルト孔２４Ｃのそれぞれと同様に設けられている。

【0025】

●［ガスケット２０Ｚ（２０）にかかる圧力（線圧）（図３、図４）］
図３と図４を用いて、ガスケット２０Ｚ（２０）にかかる圧力の状態を説明する。図３は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド３０の間に挟まれたガスケット２０Ｚ（２０）にかかる圧力の状態を説明する断面の概略図である。なお、断面は、燃焼室１５、吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４を含む断面である。

【0026】

図３において、エンジン停止時（常温時）において、シリンダブロック１０に所定トルクで固定されたボルトに生じる力は、吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４のそれぞれにおいて同一の力である力ＦＴのみとなる。この力ＦＴそれぞれに応じた圧力が、吸気側ボルト４２と排気側ボルト４４のそれぞれの側のボアビード部２６に加えられる。

【0027】

エンジン動作時（高温時）では、吸気ポート側よりも排気ポート側の温度が非常に高くなり、シリンダブロック１０とシリンダヘッド３０の熱による膨張量も吸気ポート側よりも排気ポート側が大きくなる。これにより、排気ポート側において熱膨張により生じる力である力ＦＨｅｘ（圧力）は、吸気ポート側において熱膨張により生じる力である力ＦＨｉｎ（圧力）よりも大きくなる（ＦＨｅｘ＞ＦＨｉｎ）。従って、所定トルクにより生じる力と温度により生じる排気ポート側での力の合計である力Ｆｅｘ（＝力ＦＴ＋力ＦＨｅｘ）は、吸気ポート側での力の合計である力Ｆｉｎ（＝力ＦＴ＋力ＦＨｉｎ）よりも大きくなる（Ｆｅｘ＞Ｆｉｎ）。また力Ｆｉｎにより生じる吸気ポート側のボアビード部２６へ加えられる圧力を圧力Ｐｉｎとし、排気ポート側のボアビード部２６へ加えられる圧力は圧力Ｐｅｘとすると、圧力Ｐｅｘは、ボルト（４２、４４）からシリンダの中心軸線ＣＰまでの距離が同じであるため、圧力Ｐｉｎよりも大きくなる（Ｐｅｘ＞Ｐｉｎ）。

【0028】

［ガスケット２０Ｚ（２０）にかかる線圧（応力）の分布（図４）］
図４は、エンジン動作時（高温時）とエンジン停止時（常温時）における、ボアビード部２６（図３参照）における線圧（Ｎ／ｍｍ）（応力）の分布を実験等により求めた結果の例を説明する図である。また、線圧（応力）の分布とガスケットにおけるボルト孔の位置との相対的な関係を明確にするため、例としてシリンダＣ４に対するボルト孔（２２Ｅ、２２Ｄ、２４Ｅ、２４Ｄ）の位置を図４に重ねて示した。図４は、ボアビード部２６（図５参照）における線圧（Ｎ／ｍｍ）の分布を示すレーダーチャートであり、ボアビード部２６（図５参照）の周方向に沿った線圧（Ｎ／ｍｍ）の分布を示している。円の中心（チャート中心）は線圧０を示し、それぞれの円は線圧の大きさ（線圧Ｐｒ１～Ｐｒ４）を示し、中心側（チャート中心）から外側へ向かうに従って大きくなる（線圧０＜線圧Ｐｒ１＜線圧Ｐｒ２＜線圧Ｐｒ３＜線圧Ｐｒ４）。

【0029】

点線で示された線圧分布ＲＴＺはエンジン停止時（常温時）における線圧分布であり、実線で示された線圧分布ＨＴＺはエンジン動作時（高温時）における線圧分布である。なお、線圧分布（Ｎ／ｍｍ）は、ボアビード部２６に加えられる圧力によりボアビード部２６内に生じる応力の単位長さ当たりの大きさを示している。

【0030】

図４に示すように、線圧分布ＲＴＺにおいて、ボアビード部２６内の線圧（応力）は、所定トルクにより生じる力による圧力によりボルト孔２２Ｅ、２２Ｄ、２４Ｅ、２４Ｄが設けられている近傍のボアビード部２６内が他の場所よりも大きくなる分布を示している。線圧分布ＲＴＺにおいて、エンジン停止時（常温時）では熱膨張により生じる力がないため、ボアビード部２６内の線圧（応力）の分布は、排気ポート側と吸気ポート側との間に大きな差を生じていない。一方、線圧分布ＨＴＺにおいて、エンジン動作時（高温時）では熱膨張により生じる力があるため、ボアビード部２６内の線圧（応力）の分布は、排気ポート側が吸気ポート側よりも大きくなる。

【0031】

●［第１の実施形態のガスケット２０Ａ（２０）の排気側締結距離と吸気側締結距離（図５、図６）］
図５は、ガスケット２０Ａ（２０）における排気側締結距離ｄ２１、ｄ２３、ｄ２１Ａ、ｄ２３Ａと吸気側締結距離ｄ１１、ｄ１３との関係を説明する図である。

【0032】

ガスケット２０Ａ（２０）は、シリンダＣ１～Ｃ４（Ｃ）のシリンダ孔であるシリンダ孔ＣＨ１～ＣＨ４と、Ｙ軸方向の両側の縁部において、吸気ポート側にはボルト孔２２Ａ～２２Ｅ（２２）が、排気ポート側にはボルト孔２４ＡＡ～２４ＥＡ（２４）が、Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ設けられている。

【0033】

ボルト孔中心Ｐ１１、Ｐ１３のそれぞれはボルト孔２２Ａ、２２Ｃのそれぞれのボルト孔の中心位置を示し、ボルト孔中心Ｐ２１Ａ、Ｐ２３Ａのそれぞれはボルト孔２４ＡＡ、２４ＣＡのそれぞれのボルト孔の中心位置を示している。

【0034】

図５で示すシリンダの中心軸線ＣＰ１～ＣＰ４のそれぞれを通るＹ軸方向に沿った直線でガスケット２０Ａ（２０）を５個の領域に区切り、その区切られた領域を用いて詳細に説明する。内側領域ＭＡ１～ＭＡ３は、ガスケット２０Ａ（２０）の端部側を含まない領域であり、隣接する２個のシリンダにかかる領域である。端部側領域ＴＡ１、ＴＡ２は、ガスケット２０Ａ（２０）の端部側を含む領域であり、１個のシリンダにのみかかる領域である。

【0035】

内側領域ＭＡ１～ＭＡ３は、シリンダ孔に対するボルト孔の配置がそれぞれ同一であるため、内側領域ＭＡ２を用いて詳細に説明する。内側領域ＭＡ２は、シリンダＣ２、Ｃ３のシリンダ孔ＣＨ２、ＣＨ３のそれぞれのシリンダの中心軸線ＣＰ２、ＣＰ３と、ボルト孔２２Ｃ、２４ＣＡを含んでいる。なお、シリンダの中心軸線ＣＰ３については、内側領域ＭＡ２がボルト孔２２Ｃ、２４ＣＡの中心を通る直線に対して対称であるため、説明を省略する。

【0036】

ボルト孔２４Ｃは、従来のガスケットにおける排気ポート側のボルト孔を表し、対称軸線ＪＫ１に対して、吸気ポート側のボルト孔２２Ｃと対称となる位置に設けられている。ボルト孔２４ＣＡは、第１の実施形態のガスケット２０Ａにおける排気ポート側のボルト孔を表し、ボルト孔２４Ｃの位置からＹ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動させた位置に設けられている。なお、所定の距離は、移動させたボルト孔により生じる圧力が気密性を確保できる程度に近傍のボアビード部を変形させることができる範囲内である。

【0037】

ボルト孔２４Ｃは、従来のガスケットにおける排気ポート側のボルト孔であり、対称軸線ＪＫ１に対して、吸気ポート側のボルト孔２２Ｃと対称となる位置に設けられている。ボルト孔２４ＣＡは、第１の実施形態のガスケット２０Ａにおける排気ポート側のボルト孔であり、対称軸線ＪＫ１に対して、ボルト孔２４Ｃの位置からＹ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動させた位置に設けられている。

【0038】

吸気側締結距離ｄ１３は、シリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近いボルト孔２２Ｃまでの距離である。具体的には、シリンダの中心軸線ＣＰ２からボルト孔２２Ｃの中心であるボルト孔中心Ｐ１３までの距離である。なお、吸気側ボルト４２（図１参照）がボルト孔２２Ｃに挿通されるため、吸気側締結距離ｄ１３は、シリンダＣ２における、シリンダＣ２のシリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近い吸気側ボルトまでの距離に相当する。

【0039】

排気側締結距離ｄ２３は、シリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近いボルト孔２４Ｃまでの距離であり、吸気側締結距離ｄ１３と同じである。具体的には、シリンダの中心軸線ＣＰ２からボルト孔２４Ｃの中心であるボルト孔中心Ｐ２３までの距離である。なお、排気側ボルト４４（図１参照）がボルト孔２４ＣＡに挿通されるため、排気側締結距離ｄ２３は、シリンダＣ２おける、シリンダＣ２のシリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近い排気側ボルトまでの距離に相当する。

【0040】

排気側締結距離ｄ２３Ａは、シリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近いボルト孔２４ＣＡまでの距離である。具体的には、シリンダの中心軸線ＣＰ２からボルト孔２４ＣＡの中心であるボルト孔中心Ｐ２３Ａまでの距離である。なお、排気側ボルト４４（図１参照）がボルト孔２４ＣＡに挿通されるため、排気側締結距離ｄ２３Ａは、シリンダＣ２おける、シリンダＣ２のシリンダの中心軸線ＣＰ２から最も近い排気側ボルトまでの距離に相当する。ボルト孔２２Ｃとボルト孔２４Ｃが対称軸線ＪＫ１に対して、対称の位置に設けられているため、排気側締結距離ｄ２３Ａと吸気側締結距離ｄ１３は同じである。

【0041】

排気側締結距離ｄ２３Ａは、シリンダの中心軸線ＣＰ２から離れる方向であるＹ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動した位置に設けられ、排気側締結距離ｄ２３よりも長くなるため、吸気側締結距離ｄ１３よりも長く設定される。つまり、排気ポート側のボルト孔２４ＣＡとボアビード部２６の間の距離は、吸気ポート側のボルト孔２２Ｃとボアビード部２６の間の距離よりも長くなるように設定される。

【0042】

端部側領域ＴＡ１、ＴＡ２は、シリンダ孔に対するボルト孔の配置がそれぞれ同一であるため、端部側領域ＴＡ１を用いて詳細に説明する。端部側領域ＴＡ１は、シリンダ孔ＣＨ１のシリンダの中心軸線ＣＰ１と、ボルト孔２２Ａ、２４ＡＡを含んでいる。

【0043】

ボルト孔２４Ａは、従来のガスケットにおける排気ポート側のボルト孔を表し、対称軸線ＪＫ１に対して、吸気ポート側のボルト孔２２Ａと対称となる位置に設けられている。ボルト孔２４ＡＡは、第１の実施形態のガスケット２０Ａにおける排気ポート側のボルト孔を表し、ボルト孔２４Ａの位置からシリンダの中心軸線ＣＰ１（シリンダ孔ＣＨ１の中心）から径方向外側へ向かって所定の距離移動させた位置に設けられている。なお、所定の距離は、移動させたボルト孔により生じる圧力が気密性を確保できる程度に近傍のボアビード部を変形させることができる範囲内である。

【0044】

吸気側締結距離ｄ１１は、シリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近いボルト孔２２Ａまでの距離である。具体的には、リンダの中心軸線ＣＰ１からボルト孔２２Ａの中心であるボルト孔中心Ｐ１１までの距離である。なお、吸気側ボルト４２（図１参照）がボルト孔２２Ａに挿通されるため、吸気側締結距離ｄ１１は、シリンダＣ１における、シリンダＣ１のシリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近い吸気側ボルトまでの距離に相当する。

【0045】

排気側締結距離ｄ２１は、シリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近いボルト孔２４Ａまでの距離である。具体的には、リンダの中心軸線ＣＰ１からボルト孔２４Ａの中心であるボルト孔中心Ｐ２１までの距離である。なお、排気側ボルト４４（図１参照）がボルト孔２４Ａに挿通されるため、排気側締結距離ｄ２１は、シリンダＣ１おける、シリンダＣ１のシリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近い排気側ボルトまでの距離に相当する。

【0046】

排気側締結距離ｄ２１Ａは、シリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近いボルト孔２４ＡＡまでの距離である。具体的には、シリンダの中心軸線ＣＰ１からボルト孔２４ＡＡの中心であるボルト孔中心Ｐ２１Ａまでの距離である。なお、排気側ボルト４４（図１参照）がボルト孔２４ＡＡに挿通されるため、排気側締結距離ｄ２１Ａは、シリンダＣ１おける、シリンダＣ１のシリンダの中心軸線ＣＰ１から最も近い排気側ボルトまでの距離に相当する。ボルト孔２２Ａとボルト孔２４Ａが対称軸線ＪＫ１に対して、対称の位置に設けられているため、排気側締結距離ｄ２１Ａと吸気側締結距離ｄ１１は同じである。

【0047】

排気側締結距離ｄ２１Ａは、シリンダの中心軸線ＣＰ１（シリンダ孔ＣＨ１の中心）から径方向外側へ向かって所定の距離移動した位置に設けられ、排気側締結距離ｄ２１よりも長く設けることで、吸気側締結距離ｄ１１よりも長く設定される。つまり、排気ポート側のボルト孔２４ＡＡとボアビード部２６の間の距離は、吸気ポート側のボルト孔２２Ａとボアビード部２６の間の距離よりも長くなるように設定される。

【0048】

［ガスケット２０Ａ（２０）にかかる線圧（応力）の分布（図６）］
図６は、エンジン停止時（常温時）におけるガスケット２０Ａ（２０）のボアビード部２６における線圧の分布を説明する図である。なお、ボルト孔２４ＥＡ、２４ＤＡのそれぞれの位置が追加で重ねられている点を除き図４と同じであるため、詳細な図の軸等の説明については省略する。

【0049】

点線で示された線圧分布ＲＴＺは従来のガスケット２０Ｚにおけるボアビード部２６（図２参照）の線圧分布であり、実線で示された線圧分布ＲＴＡは第１の実施形態のガスケット２０Ａにおけるボアビード部２６（図５参照）の線圧分布である。

【0050】

図６に示す線圧分布ＲＴＺは、図４で示した線圧分布ＲＴＺと同じである。線圧分布ＲＴＡは、エンジン停止時（常温時）のボアビード部２６（図５参照）内の線圧（応力）の分布であり、排気側締結距離を吸気側締結距離よりも長く設定することで、排気ポート側のボアビード部の線圧（応力）が吸気ポート側のボアビード部の線圧（応力）より小さい分布を示している。このように、エンジン停止時（常温時）における排気ポート側のボアビード部２６の線圧（応力）を小さくすることで、エンジン動作時（高温時）の吸気ポート側の応力分布と排気ポート側の線圧分布（応力分布）との差をより低減することができる。

【0051】

●［第２の実施形態のガスケット２０Ｂの排気側ボルト間距離と吸気側ボルト間距離（図７）］
図７は、第２の実施形態のガスケット２０Ｂにおける排気側ボルト間距離と吸気側ボルト間距離との関係を説明する斜視図である。第２の実施形態のガスケット２０Ｂは、第１の実施形態のガスケット２０Ａ（２０）が４気筒の内燃機関のガスケットであるのに対して１気筒（単数のシリンダ）の内燃機関のガスケットである点で相違する。なお、対称軸線ＪＫ２は、シリンダ孔ＣＨ５のシリンダの中心軸線ＣＰ５を通り、ＸＹ平面に沿う直線である。

【0052】

ボルト孔２２Ｆとボルト孔２４Ｆのそれぞれは、従来のガスケットにおけるボルト孔を表している。ボルト孔２２Ｆとボルト孔２４Ｆのそれぞれは、対称軸線ＪＫ２に対して、吸気ポート側と排気ポート側のそれぞれにおいて対称となる位置に設けられている。ボルト孔２２Ｇとボルト孔２４Ｇのそれぞれは、ボルト孔２２Ｆとボルト孔２４Ｆのそれぞれと同様に設けられている。

【0053】

ボルト孔２４ＦＡは、第２の実施形態のガスケット２０Ｂにおける排気ポート側のボルト孔を表し、ボルト孔２４Ｆの位置からＸ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動させた位置に設けられている。ボルト孔２４ＧＡは、第２の実施形態のガスケット２０Ｂにおける排気ポート側のボルト孔を表し、ボルト孔２４Ｇの位置からＸ軸方向に沿って所定の距離移動させた位置に設けられている。

【0054】

吸気側ボルト間距離ｗ１は、隣り合う２個のボルト孔２２Ｆ、２２Ｇの間の距離である。具体的には、ボルト孔２２Ｆ、２２Ｇのそれぞれの中心であるボルト孔中心ＰＢ１１とボルト孔中心ＰＢ１２との間の距離である。なお、吸気側ボルトがボルト孔２２Ｆ、２２Ｇに挿通されるため、吸気側ボルト間距離ｗ１は、隣り合う２個の吸気側ボルトの間の距離に相当する。

【0055】

排気側ボルト間距離ｗ２は、隣り合う２個のボルト孔２４ＦＡ、２４ＧＡの間の距離である。具体的には、ボルト孔２４ＦＡ、２４ＧＡのそれぞれの中心であるボルト孔中心ＰＢ２１Ａとボルト孔中心ＰＢ２２Ａとの間の距離である。なお、排気側ボルトがボルト孔２４ＦＡ、２４ＧＡに挿通されるため、排気側ボルト間距離ｗ２は、隣り合う２個の吸気側ボルトの間の距離に相当する。

【0056】

排気側ボルト間距離ｗ２は、ボルト孔２４ＦＡがボルト孔２４Ｆの位置からＸ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動した位置に設けられボルト孔２４ＧＡがボルト孔２４Ｇの位置からＸ軸方向に沿って所定の距離移動した位置に設けられることで、吸気側ボルト間距離ｗ１よりも長く設定される。

【0057】

ボルト孔２４ＦＡは、ボルト孔２４Ｆの位置からＸ軸方向と反対方向に沿って所定の距離移動させるため、シリンダの中心軸線ＣＰ５（シリンダ孔ＣＨ５の中心）から離れる方向に移動させた位置に設けられている。同様にボルト孔２４ＧＡは、ボルト孔２４Ｇの位置からＸ軸方向に沿って所定の距離移動させるため、シリンダの中心軸線ＣＰ５（シリンダ孔ＣＨ５の中心）から離れる方向に移動させた位置に設けられている。つまり、排気ポート側のボルト孔２４ＦＡ、２４ＧＡとボアビード部２６の間の距離は、吸気ポート側のボルト孔２２Ｆ、２２Ｇとボアビード部２６の間の距離よりも長くなるように設定される。従って、第１の実施形態のガスケット２０Ａ（図５参照）と同様の効果を得ることができる。
●［本願の効果］

【0058】

以上に説明したように、第１の実施形態では、複数の排気側ボルト４４と複数の吸気側ボルト４２のそれぞれの締め付けトルクを同一にした場合、内燃機関停止時（常温時）での排気側ボルト４４におけるガスケットの圧力（応力）を吸気側ボルト４２におけるガスケット２０Ａ（２０）の圧力（応力）よりも小さくすることができる。これにより、内燃機関運転時（高温時）での排気側ボルト４４におけるガスケット２０Ａの圧力（応力）と吸気側ボルト４２におけるガスケット２０Ａの圧力（応力）との差をより低減することができる。従って、燃焼室周辺の部品（例えば、ガスケット２０Ａ（２０））の変形や偏摩耗を回避することができる。また、排気側ボルトの配置を変更するだけで別途機構等を設ける必要がないため、シンプルな構造で、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避し、かつ、誤組み付けを防止できる。

【0059】

また、第２の実施形態では、複数の排気側ボルト４４と複数の吸気側ボルト４２のそれぞれの締め付けトルクを同一にした場合、内燃機関停止時（常温時）での排気側ボルト４４におけるガスケット２０Ｂ（２０）への圧力（応力）を吸気側ボルト４２におけるガスケット２０Ｂへの圧力（応力）よりも小さくすることができる。これにより、内燃機関運転時（高温時）での排気側ボルト４４におけるガスケット２０Ｂへの圧力（応力）と吸気側ボルト４２におけるガスケット２０Ｂへの圧力（応力）との差をより低減することができる。これにより、燃焼室周辺の部品（例えば、ガスケット２０Ｂ（２０））の変形や偏摩耗を回避することができる。また、排気側ボルトの配置を変更するだけで別途機構等を設ける必要がないため、シンプルな構造で、燃焼室周辺の部品の変形や偏摩耗を回避し、かつ、誤組み付けを防止できる。

【0060】

本発明の内燃機関構造は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。特に、内燃機関の気筒数については本実施の形態で説明した１気筒（シリンダ）、４気筒（シリンダ）に限定されず、本発明の内燃機関構造は、単数のあるいは複数の気筒（シリンダ）を有する内燃機関に適用できる。

【0061】

図５において内側領域ＭＡ１～ＭＡ３のそれぞれと端部側領域ＴＡ１、ＴＡ２のそれぞれにおいて、シリンダ孔に対するボルト孔の配置がそれぞれ同一である例で説明したが、それぞれにおいてシリンダ孔に対するボルト孔の配置が異なるものでも良い。

【符号の説明】

【0062】

１ 内燃機関
１０ シリンダブロック
１２、１２Ａ～１２Ｅ ボルト締結孔
１４、１４Ａ～１４Ｅ ボルト締結孔
１５ 燃焼室
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｚ ガスケット（ヘッドガスケット）
２２、２２Ａ～２２Ｅ ボルト孔
２４、２４Ａ～２４Ｅ ボルト孔
２６ ボアビード部
３０ シリンダヘッド
４２ 吸気側ボルト（ヘッドボルト）
４４ 排気側ボルト（ヘッドボルト）
Ｃ、Ｃ１～Ｃ４ シリンダ
ＣＨ、ＣＨ１～ＣＨ４ シリンダ孔
ＣＰ、ＣＰ１～ＣＰ４ シリンダの中心軸線
ｄ１１、ｄ１３ 吸気側締結距離
ｄ２１、ｄ２３ 排気側締結距離
ｄ２１Ａ、ｄ２３Ａ 排気側締結距離
ＪＫ１、ＪＫ２ 対称軸線
ｗ１ 吸気側ボルト間距離
ｗ２ 排気側ボルト間距離
Ｐ１１、Ｐ１３ ボルト孔中心
Ｐ２１、Ｐ２３ ボルト孔中心
Ｐ２１Ａ、Ｐ２３Ａ ボルト孔中心
ＰＢ１１、ＰＢ１２ ボルト孔中心
ＭＡ１～ＭＡ３ 内側領域
ＴＡ１、ＴＡ２ 端部側領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】