JP3304326B2 - エンジンのシール構造 - Google Patents
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダヘッドとシリンダブロックの二部材の間にメタルガス
ケットを挟持してシールするエンジンのシール構造に関
するものである。
ダヘッドとシリンダブロックの二部材の間にメタルガス
ケットを挟持してシールするエンジンのシール構造に関
するものである。
【０００２】より詳細には、ガスケット側に設けたビー
ドとエンジン部材側に設けたシール溝との組み合わせを
変化させることにより、シリンダボア用のシール面圧と
液体穴用のシール面圧をそれぞれに適正なものに調整し
て、シールを効果的に行うエンジンのシール構造に関す
る。
ドとエンジン部材側に設けたシール溝との組み合わせを
変化させることにより、シリンダボア用のシール面圧と
液体穴用のシール面圧をそれぞれに適正なものに調整し
て、シールを効果的に行うエンジンのシール構造に関す
る。
【０００３】
【従来の技術】自動車のエンジンのシリンダヘッドとシ
リンダブロック（シリンダボディ）の接合面をシールす
る場合に、ヘッドガスケットを間に挟持して、このヘッ
ドガスケットにより、燃焼ガス等をシールしている。
リンダブロック（シリンダボディ）の接合面をシールす
る場合に、ヘッドガスケットを間に挟持して、このヘッ
ドガスケットにより、燃焼ガス等をシールしている。
【０００４】このヘッドガスケットは、シリンダブロッ
ク等のエンジン部材の形状に合わせて製造されるが、ボ
ア用穴、水穴やオイル穴等の液体穴、ボルト穴等が形成
されており、それぞれのシール対象穴に対して様々なシ
ール手段が設けられている。
ク等のエンジン部材の形状に合わせて製造されるが、ボ
ア用穴、水穴やオイル穴等の液体穴、ボルト穴等が形成
されており、それぞれのシール対象穴に対して様々なシ
ール手段が設けられている。
【０００５】このシール手段においては、同じエンジン
部材間で同じガスケットで行うシールであっても、対象
とする穴によって要求されるシール性能には大きな差異
がある。つまり、ボア用穴では、シリンダ内の高温且つ
高圧の燃焼ガスをシールする必要があり、一方、液体穴
では、比較的低温であり、しかも気体用では無く液体用
のシールが要求される。
部材間で同じガスケットで行うシールであっても、対象
とする穴によって要求されるシール性能には大きな差異
がある。つまり、ボア用穴では、シリンダ内の高温且つ
高圧の燃焼ガスをシールする必要があり、一方、液体穴
では、比較的低温であり、しかも気体用では無く液体用
のシールが要求される。
【０００６】一方、このヘッドガスケットは、エンジン
の軽量化および製造コストの低減の要請から、多数の金
属板を積層した積層タイプから、一枚乃至二枚の金属板
で形成する単純な構造のメタルガスケットとなって来て
いる上に、エンジン自体も軽量小型高出力エンジンを指
向しているため、このエンジンが小型化されシリンダボ
ア間の距離が狭くなって来ている。
の軽量化および製造コストの低減の要請から、多数の金
属板を積層した積層タイプから、一枚乃至二枚の金属板
で形成する単純な構造のメタルガスケットとなって来て
いる上に、エンジン自体も軽量小型高出力エンジンを指
向しているため、このエンジンが小型化されシリンダボ
ア間の距離が狭くなって来ている。
【０００７】そのため、シール手段として採用できるビ
ードやグロメットやシム等を、多数枚の積層タイプのよ
うに組み合わせて使用することは難しい上に、シール手
段のために使用可能な面積も減少してきているので、単
純化した効果的なシール手段を使用する必要がある。
ードやグロメットやシム等を、多数枚の積層タイプのよ
うに組み合わせて使用することは難しい上に、シール手
段のために使用可能な面積も減少してきているので、単
純化した効果的なシール手段を使用する必要がある。
【０００８】また、軽量化のために、小型エンジンで
は、エンジン部材がアルミ製となり、従来の鋳鉄製エン
ジンに比較して剛性が低く、また傷付き易くなってきて
いる上に、エンジンの高出力化により必要なシール面圧
が高くなってきているために、弾力性のない折り返しや
グロメット等のシール手段は、アルミ製のエンジン部材
を傷付けるので、使用できなくなってきている。
は、エンジン部材がアルミ製となり、従来の鋳鉄製エン
ジンに比較して剛性が低く、また傷付き易くなってきて
いる上に、エンジンの高出力化により必要なシール面圧
が高くなってきているために、弾力性のない折り返しや
グロメット等のシール手段は、アルミ製のエンジン部材
を傷付けるので、使用できなくなってきている。
【０００９】そのため、軽量小型高出力エンジンのシー
ル構造に、弾力性があり隙間の変動に対する追従性が良
い円弧形状のビードや幅狭のビードを、シール対象穴の
周囲に一重で配置する構成にならざるを得ない場合が多
く、図８に示すような構成となる。
ル構造に、弾力性があり隙間の変動に対する追従性が良
い円弧形状のビードや幅狭のビードを、シール対象穴の
周囲に一重で配置する構成にならざるを得ない場合が多
く、図８に示すような構成となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術の場合においては、一重のビード43Ｃａ，43Ｃｂ
の凸部とエンジン部材２Ｃ，３Ｃ側の平坦面とが一重の
線状Ｓで接触及び当接することになり、ビードとエンジ
ン部材とが当接するシールラインの数はボア用穴周囲で
も、液体穴周囲でも、両方とも同じになるので、それぞ
れのシール対象穴に最適なシール性能を付与することが
難しいという問題がある。
来技術の場合においては、一重のビード43Ｃａ，43Ｃｂ
の凸部とエンジン部材２Ｃ，３Ｃ側の平坦面とが一重の
線状Ｓで接触及び当接することになり、ビードとエンジ
ン部材とが当接するシールラインの数はボア用穴周囲で
も、液体穴周囲でも、両方とも同じになるので、それぞ
れのシール対象穴に最適なシール性能を付与することが
難しいという問題がある。
【００１１】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、エンジンのシリン
ダヘッドとシリンダブロックの接合面をメタルガスケッ
トでシールする場合に、シリンダボア用穴と液体穴に対
して、それぞれのシール性能に合ったシールライン数や
シール面圧を設定して適切なシールをすることができ
る、シール性能が良く耐久性に富むエンジンのシール構
造を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は、エンジンのシリン
ダヘッドとシリンダブロックの接合面をメタルガスケッ
トでシールする場合に、シリンダボア用穴と液体穴に対
して、それぞれのシール性能に合ったシールライン数や
シール面圧を設定して適切なシールをすることができ
る、シール性能が良く耐久性に富むエンジンのシール構
造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
シール構造は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
ロックの間をシールするメタルガスケットのシリンダボ
ア用穴の周囲に第１ビードを、液体穴の周囲に第２ビー
ドをそれぞれ形成すると共に、前記メタルガスケットを
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に挟持
して組み立てた時に、前記第１ビードの凸部と前記第２
ビードの凸部とをそれぞれ収容し該凸部と当接する第１
シール溝と第２シール溝とを、前記シリンダヘッド側及
び前記シリンダブロック側に形成したシール構造又は、
そのどちらか一方に形成したシール構造であって、次の
ように構成される。
シール構造は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
ロックの間をシールするメタルガスケットのシリンダボ
ア用穴の周囲に第１ビードを、液体穴の周囲に第２ビー
ドをそれぞれ形成すると共に、前記メタルガスケットを
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に挟持
して組み立てた時に、前記第１ビードの凸部と前記第２
ビードの凸部とをそれぞれ収容し該凸部と当接する第１
シール溝と第２シール溝とを、前記シリンダヘッド側及
び前記シリンダブロック側に形成したシール構造又は、
そのどちらか一方に形成したシール構造であって、次の
ように構成される。
【００１３】１）上記エンジンのシール構造であって、
前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧と、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧との間に差異を生じさせるべく、
前記第１ビードと前記第２ビードをビードの形状又は大
きさを変化させて形成すると共に、前記第１シール溝と
前記第２シール溝の形状又は大きさを変化させて形成す
る。
前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧と、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧との間に差異を生じさせるべく、
前記第１ビードと前記第２ビードをビードの形状又は大
きさを変化させて形成すると共に、前記第１シール溝と
前記第２シール溝の形状又は大きさを変化させて形成す
る。
【００１４】２）上記エンジンのシール構造であって、
前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧よりも高くなるように、前記第１
ビードと前記第２ビードをビードの形状及び大きさを同
じにして形成すると共に、前記第１シール溝と前記第２
シール溝の形状又は大きさを変化させて形成する。
前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧よりも高くなるように、前記第１
ビードと前記第２ビードをビードの形状及び大きさを同
じにして形成すると共に、前記第１シール溝と前記第２
シール溝の形状又は大きさを変化させて形成する。
【００１５】３）又は、上記エンジンのシール構造であ
って、前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生
するシール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝
との間に発生するシール面圧よりも高くなるように、前
記第１シール溝と前記第２シール溝を同じ形状及び大き
さに形成すると共に、前記第１ビードと前記第２ビード
の形状又は大きさを変化させて形成する。
って、前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生
するシール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝
との間に発生するシール面圧よりも高くなるように、前
記第１シール溝と前記第２シール溝を同じ形状及び大き
さに形成すると共に、前記第１ビードと前記第２ビード
の形状又は大きさを変化させて形成する。
【００１６】４）シール溝に関するより具体的な構造と
しては、前記第１シール溝を前記第２シール溝より浅く
形成する。
しては、前記第１シール溝を前記第２シール溝より浅く
形成する。
【００１７】５）あるいは、ビードに関するより具体的
な構造としては、前記第１ビードの高さを前記第２ビー
ド（45Ｂ）より高く形成する。
な構造としては、前記第１ビードの高さを前記第２ビー
ド（45Ｂ）より高く形成する。
【００１８】６）更に、上記エンジンのシール構造にお
いて、前記第１ビードと前記第１シール溝とが当接して
発生するシールライン数が、前記第２ビードと前記第２
シール溝とが当接して発生するシールライン数よりも多
くなるように、前記第１ビードと前記第２ビードをビー
ドの形状又は大きさを変化させるか、あるいは、前記第
１シール溝と前記第２シール溝の形状又は大きさを変化
させて形成する。
いて、前記第１ビードと前記第１シール溝とが当接して
発生するシールライン数が、前記第２ビードと前記第２
シール溝とが当接して発生するシールライン数よりも多
くなるように、前記第１ビードと前記第２ビードをビー
ドの形状又は大きさを変化させるか、あるいは、前記第
１シール溝と前記第２シール溝の形状又は大きさを変化
させて形成する。
【００１９】以上の構成によれば、シリンダボア用穴や
液体穴等の要求されるシール性能が異なる二種類以上の
シール対象穴に対して、ビードの形状及び大きさ、ある
いは、シール溝の形状及び大きさを変えることにより、
ビードとシール溝との接触及び当接する部位を変化させ
ることが可能であり、この当接部位を変化させることに
よりシール面圧やシールライン数等を比較的自由に調整
することができる。
液体穴等の要求されるシール性能が異なる二種類以上の
シール対象穴に対して、ビードの形状及び大きさ、ある
いは、シール溝の形状及び大きさを変えることにより、
ビードとシール溝との接触及び当接する部位を変化させ
ることが可能であり、この当接部位を変化させることに
よりシール面圧やシールライン数等を比較的自由に調整
することができる。
【００２０】つまり、シリンダボア用穴周囲では、高圧
・高温の燃焼ガスをシールするため、高い圧力のシール
ラインが必要であり、また、シールライン数も多く必要
であるが、一方、液体穴周囲では冷却水や循環油等をシ
ールするため、比較的低い圧力のシールラインでよく、
また、シールライン数もそれほど多くは必要としない。
・高温の燃焼ガスをシールするため、高い圧力のシール
ラインが必要であり、また、シールライン数も多く必要
であるが、一方、液体穴周囲では冷却水や循環油等をシ
ールするため、比較的低い圧力のシールラインでよく、
また、シールライン数もそれほど多くは必要としない。
【００２１】これらの要求されるシール性能が異なるシ
ールに対して、例えば、片方のビードを高く形成、また
は、シール溝深さを浅く形成すれば、シール面圧を高め
ることができる。また、シールライン数に対しては、ビ
ード形状の変化、例えば、台形と円弧や、シール溝形状
の変化、例えば、台形と矩形により、前者のシールライ
ン数を後者のシールライン数よりも多くすることができ
る。
ールに対して、例えば、片方のビードを高く形成、また
は、シール溝深さを浅く形成すれば、シール面圧を高め
ることができる。また、シールライン数に対しては、ビ
ード形状の変化、例えば、台形と円弧や、シール溝形状
の変化、例えば、台形と矩形により、前者のシールライ
ン数を後者のシールライン数よりも多くすることができ
る。
【００２２】従って、以上の構成によれば、各シール対
象穴に必要なシール面圧や必要なシールライン数を発生
させることが比較的簡単にできるので、要求されるシー
ル面圧やシールライン数が異なるシリンダボア用穴と水
穴・油穴等の液体穴のシールに対して、それぞれに適し
たシール性能を付与できる。
象穴に必要なシール面圧や必要なシールライン数を発生
させることが比較的簡単にできるので、要求されるシー
ル面圧やシールライン数が異なるシリンダボア用穴と水
穴・油穴等の液体穴のシールに対して、それぞれに適し
たシール性能を付与できる。
【００２３】なお、上述した本発明の構成は、メタルガ
スケットの積層板の数が単数の時に特に有効であるが、
積層板の数が複数ある場合においても効果を奏し、ビー
ドの形状や大きさ、シール溝の形状や大きさ等も、要求
されるシール性能によって適宜、選択することができ
る。
スケットの積層板の数が単数の時に特に有効であるが、
積層板の数が複数ある場合においても効果を奏し、ビー
ドの形状や大きさ、シール溝の形状や大きさ等も、要求
されるシール性能によって適宜、選択することができ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明のエ
ンジンのシール構造の実施の形態について説明する。
ンジンのシール構造の実施の形態について説明する。
【００２５】図１〜図３に示すように、本発明に係るエ
ンジンのシール構造は、エンジンのシリンダヘッド２と
シリンダブロック（シリンダボディ）３との間にメタル
ガスケット４を挟持して、シリンダボア22の高温・高圧
の燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の液
体通路24，34の冷却水やオイル等の液体をシールするも
のである。
ンジンのシール構造は、エンジンのシリンダヘッド２と
シリンダブロック（シリンダボディ）３との間にメタル
ガスケット４を挟持して、シリンダボア22の高温・高圧
の燃焼ガス、及び、冷却水通路や冷却オイル通路等の液
体通路24，34の冷却水やオイル等の液体をシールするも
のである。
【００２６】なお、図１〜図８は、模式的な説明図であ
り、メタルガスケトの板厚やビードやシール溝の寸法及
び縦横比も実際のものとは異ならせて、シール部分を誇
張して示すことにより、より理解し易いようにしてい
る。
り、メタルガスケトの板厚やビードやシール溝の寸法及
び縦横比も実際のものとは異ならせて、シール部分を誇
張して示すことにより、より理解し易いようにしてい
る。
【００２７】この本発明の実施の形態のエンジンのシー
ル構造は、図１に示すように、メタルガスケット４の二
枚の構成板41ａ，41ｂのシリンダボア用穴42の周囲に、
シリンダボア用穴用の環状の第１ビード43ａ，43ｂを設
け、又、このシリンダボア用穴用の第１ビード43ａ，43
ｂの外側に配置された水穴やオイル穴などの液体穴44の
周囲に、この液体穴用の第２ビード45ａ，45ｂを設けて
構成する。
ル構造は、図１に示すように、メタルガスケット４の二
枚の構成板41ａ，41ｂのシリンダボア用穴42の周囲に、
シリンダボア用穴用の環状の第１ビード43ａ，43ｂを設
け、又、このシリンダボア用穴用の第１ビード43ａ，43
ｂの外側に配置された水穴やオイル穴などの液体穴44の
周囲に、この液体穴用の第２ビード45ａ，45ｂを設けて
構成する。
【００２８】また、ガスケット４を挟持するシリンダヘ
ッド２やシリンダブロック３のエンジン部材側には、組
み立てた時に、これらの第１ビード43ａ，43ｂ及び第２
ビード45ａ，45ｂをそれぞれ収容する環状の第１シール
溝23ａ，33ｂと第２シール溝25ａ，35ｂを設ける。
ッド２やシリンダブロック３のエンジン部材側には、組
み立てた時に、これらの第１ビード43ａ，43ｂ及び第２
ビード45ａ，45ｂをそれぞれ収容する環状の第１シール
溝23ａ，33ｂと第２シール溝25ａ，35ｂを設ける。
【００２９】更に、シリンダボア用穴22のシールに必要
な面圧分布と液体穴24のシールに必要な面圧分布が異な
るので、それに合わせてそれぞれの適正な面圧分布が得
られるように、この第１ビード43ａ，43ｂと第２ビード
45ａ，45ｂ、第１シール溝23ａ，33ｂと第２シール溝25
ａ，35ｂを、以下に述べるような幾つかの組み合わせで
形成する。
な面圧分布と液体穴24のシールに必要な面圧分布が異な
るので、それに合わせてそれぞれの適正な面圧分布が得
られるように、この第１ビード43ａ，43ｂと第２ビード
45ａ，45ｂ、第１シール溝23ａ，33ｂと第２シール溝25
ａ，35ｂを、以下に述べるような幾つかの組み合わせで
形成する。
【００３０】先ず、第１の組み合わせでは、図１に示す
ように、第１及び第２シール溝の形状又は大きさと、第
１及び第２ビードの形状又は大きさの双方を変えて形成
する。
ように、第１及び第２シール溝の形状又は大きさと、第
１及び第２ビードの形状又は大きさの双方を変えて形成
する。
【００３１】この構成により、第１ビードと第１シール
溝との間に発生するシール面圧と、第２ビードと第２シ
ール溝との間に発生するシール面圧との間に差異が生
じ、このビードとシール溝の双方を変える場合には、よ
りきめ細やかな面圧調整を行うことができる。
溝との間に発生するシール面圧と、第２ビードと第２シ
ール溝との間に発生するシール面圧との間に差異が生
じ、このビードとシール溝の双方を変える場合には、よ
りきめ細やかな面圧調整を行うことができる。
【００３２】つまり、シリンダボア用穴22周囲では、高
圧・高温の燃焼ガスをシールするため、高い圧力のシー
ルラインを形成し、また、シールライン数も多くなるよ
うに形成し、一方、液体穴24周囲では冷却水や循環油等
をシールするため、比較的低い圧力のシールラインを形
成し、また、シールライン数も少なくなるように形成す
る。
圧・高温の燃焼ガスをシールするため、高い圧力のシー
ルラインを形成し、また、シールライン数も多くなるよ
うに形成し、一方、液体穴24周囲では冷却水や循環油等
をシールするため、比較的低い圧力のシールラインを形
成し、また、シールライン数も少なくなるように形成す
る。
【００３３】次に、第２の組合わせでは、図２に示すよ
うに、第１及び第２ビードの形状及び大きさを同じにし
て形成する共に、第１及び第２シール溝の形状又は大き
さを変えて形成する。
うに、第１及び第２ビードの形状及び大きさを同じにし
て形成する共に、第１及び第２シール溝の形状又は大き
さを変えて形成する。
【００３４】この図２に例示した一枚構造のメタルガス
ケット４Ａでは、第１ビード43Ａと第２ビード45Ａを共
に半円形状で形成し、幅Ｗ１と幅Ｗ２を同じに、又、高
さＨ１と高さＨ２を同じにして形成し、第１シール溝23
Ａと第２シール溝25Ａは、幅Ｘ１と幅Ｘ２を同じにして
いるが、深さＤ１を深さＤ２よりも浅く形成する。
ケット４Ａでは、第１ビード43Ａと第２ビード45Ａを共
に半円形状で形成し、幅Ｗ１と幅Ｗ２を同じに、又、高
さＨ１と高さＨ２を同じにして形成し、第１シール溝23
Ａと第２シール溝25Ａは、幅Ｘ１と幅Ｘ２を同じにして
いるが、深さＤ１を深さＤ２よりも浅く形成する。
【００３５】この構成により、第１ビード43Ａと第１シ
ール溝23Ａとで発生する面圧を、第２ビード45Ａと第２
シール溝45Ａとで発生する面圧より高くできる。
ール溝23Ａとで発生する面圧を、第２ビード45Ａと第２
シール溝45Ａとで発生する面圧より高くできる。
【００３６】この図２の場合には、ビード43Ａ，45Ａが
同一形状及び同一の大きさとなるので、メタルガスケッ
ト４Ａ用のプレス形の制作が容易となり、シール面圧の
差はエンジン部材２側のシール溝23Ａ，25Ａの形状又は
寸法で調整することになる。
同一形状及び同一の大きさとなるので、メタルガスケッ
ト４Ａ用のプレス形の制作が容易となり、シール面圧の
差はエンジン部材２側のシール溝23Ａ，25Ａの形状又は
寸法で調整することになる。
【００３７】また、第３の組み合わせは、図３に示すよ
うに、第１及び第２シール溝の形状及び大きさを同じに
して形成する共に、第１及び第２ビードの形状又は大き
さを変えて形成する。
うに、第１及び第２シール溝の形状及び大きさを同じに
して形成する共に、第１及び第２ビードの形状又は大き
さを変えて形成する。
【００３８】この図３に例示した一枚構造のメタルガス
ケット４Ｂを使用した場合では、第１ビード43Ｂと第２
ビード45Ｂを、共に半円形状で形成するが、第１ビード
43Ｂの幅Ｗ１と高さＨ１を、第２ビード45Ｂの幅Ｗ２と
高さＨ２よりそれぞれ大きく形成し、第１シール溝23Ｂ
と第２シール溝25Ｂの形状及び大きさを同じ（Ｘ１＝Ｘ
２，Ｃ１＝Ｃ２，Ｄ１＝Ｄ２）に形成する。
ケット４Ｂを使用した場合では、第１ビード43Ｂと第２
ビード45Ｂを、共に半円形状で形成するが、第１ビード
43Ｂの幅Ｗ１と高さＨ１を、第２ビード45Ｂの幅Ｗ２と
高さＨ２よりそれぞれ大きく形成し、第１シール溝23Ｂ
と第２シール溝25Ｂの形状及び大きさを同じ（Ｘ１＝Ｘ
２，Ｃ１＝Ｃ２，Ｄ１＝Ｄ２）に形成する。
【００３９】この構成により、第１ビード43Ｂと第１シ
ール溝23Ｂとで発生する面圧が、第２ビード45Ｂと第２
シール溝45Ｂとで発生する面圧より高くなる。
ール溝23Ｂとで発生する面圧が、第２ビード45Ｂと第２
シール溝45Ｂとで発生する面圧より高くなる。
【００４０】この図３の場合には、エンジン部材２側の
シール溝23Ｂ，25Ｂが同一形状及び同一の大きさとなる
ので、エンジン部材２の制作が容易となり、シール面圧
の差はメタルガスケット４Ｂのビード43Ｂ，45Ｂの形状
又は寸法で調整することになる。
シール溝23Ｂ，25Ｂが同一形状及び同一の大きさとなる
ので、エンジン部材２の制作が容易となり、シール面圧
の差はメタルガスケット４Ｂのビード43Ｂ，45Ｂの形状
又は寸法で調整することになる。
【００４１】以上の構成のシール構造によれば、ビード
43Ｂ，45Ｂの形状及び大きさ、性状あるいは、シール溝
23Ａ，25Ａの形状及び大きさ、性状を変えることによ
り、ビード43Ａ，45Ａ（43Ｂ，45Ｂ）とシール溝23Ａ，
25Ａ（23Ｂ，25Ｂ）との当接部位が変化し、この当接部
位の変化に伴うシール面圧（接触面圧）を調整すること
ができるので、各シール対象穴22，24に必要なシール面
圧やシールライン数を形成することが比較的簡単にでき
る。
43Ｂ，45Ｂの形状及び大きさ、性状あるいは、シール溝
23Ａ，25Ａの形状及び大きさ、性状を変えることによ
り、ビード43Ａ，45Ａ（43Ｂ，45Ｂ）とシール溝23Ａ，
25Ａ（23Ｂ，25Ｂ）との当接部位が変化し、この当接部
位の変化に伴うシール面圧（接触面圧）を調整すること
ができるので、各シール対象穴22，24に必要なシール面
圧やシールライン数を形成することが比較的簡単にでき
る。
【００４２】従って、必要なシール面圧の異なるシリン
ダボア用穴22と水穴やオイル穴等の液体穴24をシールす
るのに、それぞれに適したシール性能を付与でき、エン
ジン剛性の低いエンジンにおいても良好なシールが得ら
れる。
ダボア用穴22と水穴やオイル穴等の液体穴24をシールす
るのに、それぞれに適したシール性能を付与でき、エン
ジン剛性の低いエンジンにおいても良好なシールが得ら
れる。
【００４３】次に、ビードとシール溝との関係につい
て、より詳細に検討してみる。
て、より詳細に検討してみる。
【００４４】これらのシール溝23ａ，33ｂ，25ａ，35ｂ
の形状は、図４に示すような四角形状Ｃ１、三角形状Ｃ
２、多角形状Ｃ３、台形形状Ｃ４、半円形状Ｃ５、円弧
形状Ｃ６、楕円形状Ｃ７、ドーム形状Ｃ８、四角形の中
央に突出部を有する形状Ｃ９など多様な形状を適宜採用
することができる。
の形状は、図４に示すような四角形状Ｃ１、三角形状Ｃ
２、多角形状Ｃ３、台形形状Ｃ４、半円形状Ｃ５、円弧
形状Ｃ６、楕円形状Ｃ７、ドーム形状Ｃ８、四角形の中
央に突出部を有する形状Ｃ９など多様な形状を適宜採用
することができる。
【００４５】また、第１ビード43ａ，43ｂ及び第２ビー
ド45ａ，45ｂの形状についても、図５に示すような半円
形状Ｂ１、円弧形状Ｂ２、楕円形状Ｂ３、三角形状Ｂ
４、台形形状Ｂ５、波形形状Ｂ６等やその他の形状を適
宜採用することができる。
ド45ａ，45ｂの形状についても、図５に示すような半円
形状Ｂ１、円弧形状Ｂ２、楕円形状Ｂ３、三角形状Ｂ
４、台形形状Ｂ５、波形形状Ｂ６等やその他の形状を適
宜採用することができる。
【００４６】これらのビードＢｉ（Ｂ１，Ｂ５）とシー
ル溝Ｃｉ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５）との当接の様子を
図６に例示するが、ビードＢｉとシール溝Ｃｉとの組み
合わせにより、これらの当接部位Ｓで形成するシールラ
インの数が増加することが分かる。また、これらの当接
部位（シールライン）Ｓの隣にシール溝Ｃｉの周壁とビ
ードＢｉの凸部で囲まれた空間部Ｅが形成される様子も
分かる。
ル溝Ｃｉ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５）との当接の様子を
図６に例示するが、ビードＢｉとシール溝Ｃｉとの組み
合わせにより、これらの当接部位Ｓで形成するシールラ
インの数が増加することが分かる。また、これらの当接
部位（シールライン）Ｓの隣にシール溝Ｃｉの周壁とビ
ードＢｉの凸部で囲まれた空間部Ｅが形成される様子も
分かる。
【００４７】また、一例として、図７に、押圧力の差に
よるビードＢｉのシール溝Ｃｉ内における変形の様子を
模式的に示す。図７（ａ）は、組み合わせ直前を示し、
（ｂ）から（ｅ）側に移るに連れて押圧力が増加し、こ
の押圧力の増加に伴いビードＢｉが変形し、シールライ
ンＳとそれに隣接する空間部Ｅを増加させ、より堅固な
シール手段となる様子を模式的に示している。
よるビードＢｉのシール溝Ｃｉ内における変形の様子を
模式的に示す。図７（ａ）は、組み合わせ直前を示し、
（ｂ）から（ｅ）側に移るに連れて押圧力が増加し、こ
の押圧力の増加に伴いビードＢｉが変形し、シールライ
ンＳとそれに隣接する空間部Ｅを増加させ、より堅固な
シール手段となる様子を模式的に示している。
【００４８】なお、このビードとシール溝とを組合わせ
た構成の効果は次のようなものである。
た構成の効果は次のようなものである。
【００４９】エンジン側のシリンダヘッド２やシリンダ
ブロック３の接合面に、メタルガスケット４に形成した
第１及び第２ビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂをそれぞれ
収容する第１及び第２シール溝23，33，25，35を設けて
構成し、ビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂとシール溝23，
33，25，35の周壁との接触及び押圧により、シールライ
ンを多重に形成するので、このシールラインの多重化に
より、シール対象である燃焼ガス及び冷却水やオイル等
の液体の漏出を防止できる。
ブロック３の接合面に、メタルガスケット４に形成した
第１及び第２ビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂをそれぞれ
収容する第１及び第２シール溝23，33，25，35を設けて
構成し、ビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂとシール溝23，
33，25，35の周壁との接触及び押圧により、シールライ
ンを多重に形成するので、このシールラインの多重化に
より、シール対象である燃焼ガス及び冷却水やオイル等
の液体の漏出を防止できる。
【００５０】また、万一、シールラインが劣化し、シー
ル対象の流体が漏出した場合でも、この流体をシール溝
23，33，25，35の周壁とビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂ
との間の空間部Ｅを連結して作られる曲がりくねった流
路に導くことで、ラビリンス（迷路）のシール効果を発
揮でき、多量の流体が漏出するのを防止することができ
る。
ル対象の流体が漏出した場合でも、この流体をシール溝
23，33，25，35の周壁とビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂ
との間の空間部Ｅを連結して作られる曲がりくねった流
路に導くことで、ラビリンス（迷路）のシール効果を発
揮でき、多量の流体が漏出するのを防止することができ
る。
【００５１】更に、シールラインの多重化による当接面
積（接触面積）の増加と、シール溝23，33，25，35内の
周壁に接触することからビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂ
の変形量が少なくて済むので、ビード43ａ，43ｂ，45
ａ，45ｂのへたりを防ぐことができる。
積（接触面積）の増加と、シール溝23，33，25，35内の
周壁に接触することからビード43ａ，43ｂ，45ａ，45ｂ
の変形量が少なくて済むので、ビード43ａ，43ｂ，45
ａ，45ｂのへたりを防ぐことができる。
【００５２】そして、エンジン部材２，３側に加わる面
圧をシールラインの多重化により、分散させることがで
きるので、大きな面圧が加わるのを防止でき、アルミ製
のエンジン部材２，３側に発生する損傷を防止できる。
圧をシールラインの多重化により、分散させることがで
きるので、大きな面圧が加わるのを防止でき、アルミ製
のエンジン部材２，３側に発生する損傷を防止できる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエンジン
のシール構造によれば、シリンダボア穴用と液体穴用と
で、ビードの形状及び大きさ、あるいは、シール溝の形
状及び大きさを変えることにより、発生するシールライ
ン数や各シールラインにおけるシール面圧を調整するこ
とができるので、各シール対象穴に必要なシール面圧や
シールライン数を形成することが簡単にでき、適正なシ
ールを行うことができる。
のシール構造によれば、シリンダボア穴用と液体穴用と
で、ビードの形状及び大きさ、あるいは、シール溝の形
状及び大きさを変えることにより、発生するシールライ
ン数や各シールラインにおけるシール面圧を調整するこ
とができるので、各シール対象穴に必要なシール面圧や
シールライン数を形成することが簡単にでき、適正なシ
ールを行うことができる。
【図１】本発明に係るビード異形、シール溝異形の実施
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
【図２】本発明に係るビード同形、シール溝異形の実施
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
【図３】本発明に係るビード異形、シール溝同形の実施
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
の形態のエンジンのシール構造を示す模式的な図面であ
り、（ａ）は断面を含む斜視図であり、（ｂ）は断面図
である。
【図４】本発明に係るシール溝の形状を例示する断面図
であり、（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ、三角形状、四角
形状、多角形状、台形形状、半円形状、円弧形状、楕円
形状、ドーム形状、四角形の中央に突出部を有する形状
のシール溝を示す。
であり、（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ、三角形状、四角
形状、多角形状、台形形状、半円形状、円弧形状、楕円
形状、ドーム形状、四角形の中央に突出部を有する形状
のシール溝を示す。
【図５】本発明に係るビードの形状を例示する断面図で
あり、（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、半円形状、円弧形
状、楕円形状、三角形状、台形形状、波形形状のビード
を示す。
あり、（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、半円形状、円弧形
状、楕円形状、三角形状、台形形状、波形形状のビード
を示す。
【図６】ビードとシール溝との当接の様子を例示する模
式図であり、（ａ）は半円形状のビードと四角形状のシ
ール溝を、（ｂ）は半円形状のビードと台形形状のシー
ル溝を、（ｃ）は半円形状のビードと三角形状のシール
溝を、（ｄ）は台形形状のビードと半円形状のシール溝
を示す。
式図であり、（ａ）は半円形状のビードと四角形状のシ
ール溝を、（ｂ）は半円形状のビードと台形形状のシー
ル溝を、（ｃ）は半円形状のビードと三角形状のシール
溝を、（ｄ）は台形形状のビードと半円形状のシール溝
を示す。
【図７】ビードとシール溝との当接の様子を例示する模
式図であり、（ａ）〜（ｅ）へ段階を追って押圧力を増
加した状態を示している。
式図であり、（ａ）〜（ｅ）へ段階を追って押圧力を増
加した状態を示している。
【図８】従来技術のエンジンのシール構造を示す模式的
な断面図である。
な断面図である。
２ シリンダヘッド ３ シリンダブロック ４ メタルガスケット 22 シリンダボア 23，23Ａ，23Ｂ，33 第１シール溝 24，34，44 液体穴 25，25Ａ，25Ｂ，35 第２シール溝 42 シリンダボア用穴 43ａ，43ｂ，43Ａ，43Ｂ 第１ビード 45ａ，45ｂ，45Ａ，45Ｂ 第２ビード Ｂｉ ビード Ｈｉ ビードの高さ Ｗｉ ビードの幅 Ｃｉ シール溝 Ｄｉ シール溝の深さ Ｘｉ シール溝の開口部の幅
Claims (6)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
ロックの間をシールするメタルガスケットのシリンダボ
ア用穴の周囲に第１ビードを、液体穴の周囲に第２ビー
ドをそれぞれ形成すると共に、前記メタルガスケットを
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に挟持
して組み立てた時に、前記第１ビードの凸部と前記第２
ビードの凸部とをそれぞれ収容し該凸部と当接する第１
シール溝と第２シール溝とを、前記シリンダヘッド側及
び前記シリンダブロック側に形成したシール構造又は、
そのどちらか一方に形成したシール構造であって、 前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧と、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧との間に差異を生じさせるべく、
前記第１ビードと前記第２ビードをビードの形状又は大
きさを変化させて形成すると共に、前記第１シール溝と
前記第２シール溝の形状又は大きさを変化させて形成し
たことを特徴とするエンジンのシール構造。 - 【請求項２】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
ロックの間をシールするメタルガスケットのシリンダボ
ア用穴の周囲に第１ビードを、液体穴の周囲に第２ビー
ドをそれぞれ形成すると共に、前記メタルガスケットを
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に挟持
して組み立てた時に、前記第１ビードの凸部と前記第２
ビードの凸部とをそれぞれ収容し該凸部と当接する第１
シール溝と第２シール溝とを、前記シリンダヘッド側及
び前記シリンダブロック側に形成したシール構造又は、
そのどちらか一方に形成したシール構造であって、 前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧よりも高くなるように、前記第１
ビードと前記第２ビードをビードの形状及び大きさを同
じにして形成すると共に、 前記第１シール溝と前記第２シール溝の形状又は大きさ
を変化させて形成したエンジンのシール構造。 - 【請求項３】 エンジンのシリンダヘッドとシリンダブ
ロックの間をシールするメタルガスケットのシリンダボ
ア用穴の周囲に第１ビードを、液体穴の周囲に第２ビー
ドをそれぞれ形成すると共に、前記メタルガスケットを
前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に挟持
して組み立てた時に、前記第１ビードの凸部と前記第２
ビードの凸部とをそれぞれ収容し該凸部と当接する第１
シール溝と第２シール溝とを、前記シリンダヘッド側及
び前記シリンダブロック側に形成したシール構造又は、
そのどちらか一方に形成したシール構造であって、 前記第１ビードと前記第１シール溝との間に発生するシ
ール面圧が、前記第２ビードと前記第２シール溝との間
に発生するシール面圧よりも高くなるように、前記第１
シール溝と前記第２シール溝を同じ形状及び大きさに形
成すると共に、前記第１ビードと前記第２ビードの形状
又は大きさを変化させて形成したことを特徴とするエン
ジンのシール構造。 - 【請求項４】 前記第１シール溝を前記第２シール溝よ
り浅く形成したことを特徴とする請求項２記載のエンジ
ンのシール構造。 - 【請求項５】 前記第１ビードの高さを前記第２ビード
より高く形成したことを特徴とする請求項３記載のエン
ジンのシール構造。 - 【請求項６】 前記第１ビードと前記第１シール溝とが
当接して発生するシールライン数が、前記第２ビードと
前記第２シール溝とが当接して発生するシールライン数
よりも多くなるように、前記第１ビードと前記第２ビー
ドをビードの形状又は大きさを変化させるか、あるい
は、前記第１シール溝と前記第２シール溝の形状又は大
きさを変化させて形成したことを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載のエンジンのシール構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36907299A JP3304326B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | エンジンのシール構造 |
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| EP00128212A EP1113200B1 (en) | 1999-12-27 | 2000-12-22 | Sealing mechanism for internal combustion engine |
| DE60028523T DE60028523T2 (de) | 1999-12-27 | 2000-12-22 | Dichtungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36907299A JP3304326B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | エンジンのシール構造 |
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|---|---|
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Family
ID=18493492
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|---|---|---|---|
| JP36907299A Expired - Fee Related JP3304326B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | エンジンのシール構造 |
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| FR2887928A1 (fr) * | 2005-06-30 | 2007-01-05 | Renault Sas | Ensemble de deux pieces d'un moteur de vehicule automobile raccordees de maniere etanche par un joint plat metallique |
| DE102008011592B4 (de) | 2008-02-28 | 2015-01-08 | Federal-Mogul Sealing Systems Gmbh | Dichtelement für den Motorblock bzw. Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine |
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| CN108397380B (zh) * | 2018-03-15 | 2023-09-29 | 苏州金莱克精密机械有限公司 | 一种用于增压泵的密封装置及增压泵 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5275139A (en) * | 1993-02-09 | 1994-01-04 | Fel-Pro Incorporated | Method of sealing a high performance automotive engine and engine assembly |
| US5410997A (en) * | 1993-02-09 | 1995-05-02 | Fel-Pro Incorporated | High performance automotive engine gasket and method of sealing a high performance engine |
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- 1999-12-27 JP JP36907299A patent/JP3304326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2000-11-09 KR KR10-2000-0066389A patent/KR100389200B1/ko not_active IP Right Cessation
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