JPH08240149A - 内燃機関のガス圧シール構造 - Google Patents
内燃機関のガス圧シール構造Info
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- JPH08240149A JPH08240149A JP4197595A JP4197595A JPH08240149A JP H08240149 A JPH08240149 A JP H08240149A JP 4197595 A JP4197595 A JP 4197595A JP 4197595 A JP4197595 A JP 4197595A JP H08240149 A JPH08240149 A JP H08240149A
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- Japan
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- cylinder liner
- cylinder
- seal portion
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼室の無駄容積を減少させて燃焼条件の改
善を図ると共に、過大な応力によるシリンダライナーの
変形を防止し、併せてエンジンの小型・軽量化に寄与す
ることができる内燃機関のガス圧シール構造を提供する
こと。 【構成】 シリンダボアに鍔付シリンダライナー12を嵌
合した内燃機関において、前記シリンダライナー12の鍔
部12ａの高さを、この鍔部12ａが没入するシリンダブロ
ック11に形成した段部11ａの高さよりも低く形成し、こ
の鍔部12ａの位置に第１のシール部Ｓ1 を形成すると共
に、前記鍔部12ａの外周側に第１のシール部Ｓ1 よりも
面圧の高い第２のシール部Ｓ2 を形成した。
善を図ると共に、過大な応力によるシリンダライナーの
変形を防止し、併せてエンジンの小型・軽量化に寄与す
ることができる内燃機関のガス圧シール構造を提供する
こと。 【構成】 シリンダボアに鍔付シリンダライナー12を嵌
合した内燃機関において、前記シリンダライナー12の鍔
部12ａの高さを、この鍔部12ａが没入するシリンダブロ
ック11に形成した段部11ａの高さよりも低く形成し、こ
の鍔部12ａの位置に第１のシール部Ｓ1 を形成すると共
に、前記鍔部12ａの外周側に第１のシール部Ｓ1 よりも
面圧の高い第２のシール部Ｓ2 を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダヘッドとピスト
ン頂面との間に生じる無駄容積を減少させることによ
り、燃焼の改善を図ると共に、ヘッドガスケットのシー
ル面圧によるシリンダライナーの変形を防止した内燃機
関のガス圧シール構造に関するものである。
ン頂面との間に生じる無駄容積を減少させることによ
り、燃焼の改善を図ると共に、ヘッドガスケットのシー
ル面圧によるシリンダライナーの変形を防止した内燃機
関のガス圧シール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関のガス圧シール構造を図
７に示す。シリンダブロック１のシリンダボアには、シ
リンダライナー２が嵌合しており、また、シリンダライ
ナー２の鍔部2aの下面2bは、シリンダブロック１に形成
された段部1aの上面1bに当接して、位置決めされるよう
になっている。更に、シリンダライナー２の内周面2cに
は、ピストン３のリング溝3aに嵌合されたピストンリン
グ４が摺接しており、燃焼ガスのクランク室への吹き抜
けを防止している。
７に示す。シリンダブロック１のシリンダボアには、シ
リンダライナー２が嵌合しており、また、シリンダライ
ナー２の鍔部2aの下面2bは、シリンダブロック１に形成
された段部1aの上面1bに当接して、位置決めされるよう
になっている。更に、シリンダライナー２の内周面2cに
は、ピストン３のリング溝3aに嵌合されたピストンリン
グ４が摺接しており、燃焼ガスのクランク室への吹き抜
けを防止している。
【０００３】一方、シリンダブロック１のデッキ面1cと
シリンダヘッド５の下面5aとの間には、ヘッドガスケッ
ト６が挟持されており、このヘッドガスケット６の燃焼
室穴周縁部6aは、シリンダライナー２の鍔部2aの上面2d
と、シリンダヘッド５の下面5aとの間に挟持されるよう
になっている。そして、シリンダライナー２の鍔部2aの
高さは、シリンダブロック１に形成された段部1aの高さ
よりも高くなっているため、鍔部2aがシリンダブロック
１のデッキ面1cよりも上方に突出する形状となってい
る。
シリンダヘッド５の下面5aとの間には、ヘッドガスケッ
ト６が挟持されており、このヘッドガスケット６の燃焼
室穴周縁部6aは、シリンダライナー２の鍔部2aの上面2d
と、シリンダヘッド５の下面5aとの間に挟持されるよう
になっている。そして、シリンダライナー２の鍔部2aの
高さは、シリンダブロック１に形成された段部1aの高さ
よりも高くなっているため、鍔部2aがシリンダブロック
１のデッキ面1cよりも上方に突出する形状となってい
る。
【０００４】このような構造により、ヘッドボルトの締
め付けによってヘッドガスケット６が圧縮される際、鍔
部2aにおいて最大のシール面圧Ｐ1 が発生し、デッキ面
1cには、これよりも低いシール面圧Ｐ2 が発生するよう
に構成されている。
め付けによってヘッドガスケット６が圧縮される際、鍔
部2aにおいて最大のシール面圧Ｐ1 が発生し、デッキ面
1cには、これよりも低いシール面圧Ｐ2 が発生するよう
に構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室のス
キッシュクリアランスＣは、製作公差や運転中の変形を
見込んで必要最小限の隙間をとるのが一般的であり、ク
ランク半径、コンロッド大小端センターピッチ、ピスト
ン圧縮高さ、ブロック上部高さ、ガスケット厚さ等の各
々の製作公差が累積しても、ピストン３がシリンダヘッ
ド５に干渉しないだけのクリアランスが確保できるよう
に考慮する必要がある。
キッシュクリアランスＣは、製作公差や運転中の変形を
見込んで必要最小限の隙間をとるのが一般的であり、ク
ランク半径、コンロッド大小端センターピッチ、ピスト
ン圧縮高さ、ブロック上部高さ、ガスケット厚さ等の各
々の製作公差が累積しても、ピストン３がシリンダヘッ
ド５に干渉しないだけのクリアランスが確保できるよう
に考慮する必要がある。
【０００６】更に加えて、上記した公差よりもバラツキ
の大きい、シリンダブロック１に形成する段部1aの高さ
や、シリンダライナー２の鍔部2aの高さの製作公差もあ
るため、結果的に燃焼室の無駄容積が大きくなり、未燃
焼領域が大きくなると共にスキッシュの生成が悪化する
等、燃焼条件が悪化して、出力の低下や燃費の悪化、排
気ガスの悪化等の不具合を招く要因となる。
の大きい、シリンダブロック１に形成する段部1aの高さ
や、シリンダライナー２の鍔部2aの高さの製作公差もあ
るため、結果的に燃焼室の無駄容積が大きくなり、未燃
焼領域が大きくなると共にスキッシュの生成が悪化する
等、燃焼条件が悪化して、出力の低下や燃費の悪化、排
気ガスの悪化等の不具合を招く要因となる。
【０００７】また、鍔部2aがデッキ面1cよりも突出して
いることから、ヘッドガスケット６によって生じるシー
ル面圧が鍔部2aに集中し、シリンダライナー２に過度な
応力が作用することになり、シリンダライナー２の変形
を招くという問題がある。更に、シリンダライナー２の
鍔部2aの位置に主なシール面圧を発生させる構造である
ため、鍔部2aの幅をある程度大きくする必要がある。そ
のため、鍔部2aの幅に相当する肉厚がシリンダブロック
１側に必要となり、その結果、ボアピッチが必要以上に
拡大されることとなるので、エンジンの大型化及び重量
増加を招くという問題がある。
いることから、ヘッドガスケット６によって生じるシー
ル面圧が鍔部2aに集中し、シリンダライナー２に過度な
応力が作用することになり、シリンダライナー２の変形
を招くという問題がある。更に、シリンダライナー２の
鍔部2aの位置に主なシール面圧を発生させる構造である
ため、鍔部2aの幅をある程度大きくする必要がある。そ
のため、鍔部2aの幅に相当する肉厚がシリンダブロック
１側に必要となり、その結果、ボアピッチが必要以上に
拡大されることとなるので、エンジンの大型化及び重量
増加を招くという問題がある。
【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みて、燃焼室の
無駄容積を可及的に減少することにより、燃焼条件の改
善を図ることができると共に、シリンダライナーに過大
な応力が作用することを防止することにより、シリンダ
ライナーの変形を防止し、併せてエンジンの小型・軽量
化に寄与することができる内燃機関のガス圧シール構造
を提供することを目的とするものである。
無駄容積を可及的に減少することにより、燃焼条件の改
善を図ることができると共に、シリンダライナーに過大
な応力が作用することを防止することにより、シリンダ
ライナーの変形を防止し、併せてエンジンの小型・軽量
化に寄与することができる内燃機関のガス圧シール構造
を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関のガス圧シール構造は、シリン
ダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内燃機関にお
いて、前記シリンダライナーの鍔部の高さを、この鍔部
が没入するシリンダブロックに形成した段部の高さより
も低く形成し、この鍔部の位置に第１のシール部を形成
すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシール部よりも
面圧の高い第２のシール部を形成したものである。
の本発明に係る内燃機関のガス圧シール構造は、シリン
ダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内燃機関にお
いて、前記シリンダライナーの鍔部の高さを、この鍔部
が没入するシリンダブロックに形成した段部の高さより
も低く形成し、この鍔部の位置に第１のシール部を形成
すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシール部よりも
面圧の高い第２のシール部を形成したものである。
【００１０】また、前記鍔部のシリンダブロックと接触
する部分の幅が、シリンダライナーの本体部の外径に対
して、 2.5％以下となるようにして、前記鍔部と段部と
の接触面積を必要最小限にすることにより、この接触面
にシール面圧を集中させ、前記鍔部と段部との間に第３
のシール部を形成すると好ましい。尚、第３のシール部
を形成する場合には、鍔部と段部のそれぞれの接触面を
平滑に研磨加工しておくと好ましい。
する部分の幅が、シリンダライナーの本体部の外径に対
して、 2.5％以下となるようにして、前記鍔部と段部と
の接触面積を必要最小限にすることにより、この接触面
にシール面圧を集中させ、前記鍔部と段部との間に第３
のシール部を形成すると好ましい。尚、第３のシール部
を形成する場合には、鍔部と段部のそれぞれの接触面を
平滑に研磨加工しておくと好ましい。
【００１１】また、前記ガスケットとしては、金属積層
形ガスケット、グラファイトガスケット等を使用するこ
とができ、金属積層形ガスケットの場合には、シリンダ
ブロックの段部周辺のデッキ面に主シール部を配置し、
シリンダライナーの鍔部に対応する位置に副シール部を
配置するように、ビードやシムを使用してシール面圧を
調整すると好ましい。
形ガスケット、グラファイトガスケット等を使用するこ
とができ、金属積層形ガスケットの場合には、シリンダ
ブロックの段部周辺のデッキ面に主シール部を配置し、
シリンダライナーの鍔部に対応する位置に副シール部を
配置するように、ビードやシムを使用してシール面圧を
調整すると好ましい。
【００１２】
【作 用】本発明の内燃機関のガス圧シール構造は以上
の構成を有しており、最も高いシール性能を発揮する第
２のシール部は、シリンダブロックに形成する段部の高
さのバラツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラ
ツキの影響を受けずに済むので、スキッシュクリアラン
スを設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がな
くなり、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとす
ることができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、
燃焼条件を改善することができる。
の構成を有しており、最も高いシール性能を発揮する第
２のシール部は、シリンダブロックに形成する段部の高
さのバラツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラ
ツキの影響を受けずに済むので、スキッシュクリアラン
スを設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がな
くなり、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとす
ることができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、
燃焼条件を改善することができる。
【００１３】また、鍔部の位置に形成した第１のシール
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、総合的なシール性能は十分
に確保できるので、シリンダライナーに過剰な応力が掛
かることを防止でき、シリンダライナーの変形を防止し
て、ブローバイガスを減少させることができる。また、
前記鍔部の幅を狭く形成した場合には、シリンダブロッ
ク側に必要な肉厚は、鍔部の幅に対応して従前に比して
小さくなるので、ボアピッチを小さくすることができ、
エンジンの小型・軽量化に寄与することができると共
に、この鍔部の下面と前記段部の上面との間に形成され
る第３のシール部により、第１のシール部を補助するシ
ール面圧を得ることができる。
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、総合的なシール性能は十分
に確保できるので、シリンダライナーに過剰な応力が掛
かることを防止でき、シリンダライナーの変形を防止し
て、ブローバイガスを減少させることができる。また、
前記鍔部の幅を狭く形成した場合には、シリンダブロッ
ク側に必要な肉厚は、鍔部の幅に対応して従前に比して
小さくなるので、ボアピッチを小さくすることができ、
エンジンの小型・軽量化に寄与することができると共
に、この鍔部の下面と前記段部の上面との間に形成され
る第３のシール部により、第１のシール部を補助するシ
ール面圧を得ることができる。
【００１４】
【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図１に示す実施例１において、シリンダブロ
ック11のシリンダボア上端周縁には、段部11ａが形成さ
れており、このシリンダボアに嵌合するシリンダライナ
ー12の鍔部12ａの下面12ｂが、前記段部11ａの上面11ｂ
に当接して、上下方向の位置が決められるようになって
いる。また、シリンダライナー12の内周面12ｃには、ピ
ストン13のリング溝13ａに嵌合されたピストンリング14
が摺接している。
説明する。図１に示す実施例１において、シリンダブロ
ック11のシリンダボア上端周縁には、段部11ａが形成さ
れており、このシリンダボアに嵌合するシリンダライナ
ー12の鍔部12ａの下面12ｂが、前記段部11ａの上面11ｂ
に当接して、上下方向の位置が決められるようになって
いる。また、シリンダライナー12の内周面12ｃには、ピ
ストン13のリング溝13ａに嵌合されたピストンリング14
が摺接している。
【００１５】一方、シリンダライナー12の鍔部12ａの上
面12ｄと、シリンダヘッド15の下面15ａとの間には、ヘ
ッドガスケット16の燃焼室穴周縁部16ａが挟持されるよ
うになっており、ここにシール面圧Ｐ1 を生ずる第１の
シール部Ｓ1 を配し、更に、シリンダブロック11のデッ
キ面11ｃとシリンダヘッド15の下面15ａとの間には、前
記鍔部12ａの外周側にシール面圧Ｐ2 を生ずる第２のシ
ール部Ｓ2 を配している。
面12ｄと、シリンダヘッド15の下面15ａとの間には、ヘ
ッドガスケット16の燃焼室穴周縁部16ａが挟持されるよ
うになっており、ここにシール面圧Ｐ1 を生ずる第１の
シール部Ｓ1 を配し、更に、シリンダブロック11のデッ
キ面11ｃとシリンダヘッド15の下面15ａとの間には、前
記鍔部12ａの外周側にシール面圧Ｐ2 を生ずる第２のシ
ール部Ｓ2 を配している。
【００１６】尚、シリンダライナー12の鍔部12ａの高さ
は、シリンダブロック11に形成された段部11ａの高さよ
りも低くなっているため、鍔部11ａがシリンダブロック
11のデッキ面11ｃから下方に数十μｍ程度引っ込む形状
となり、ヘッドガスケット16によって生じる面圧の分布
は、第１のシール部Ｓ1 における面圧Ｐ1 よりも、第２
のシール部Ｓ2 における面圧Ｐ2 の方が大きく、この第
２のシール部Ｓ2 において最大となるように構成されて
いる。
は、シリンダブロック11に形成された段部11ａの高さよ
りも低くなっているため、鍔部11ａがシリンダブロック
11のデッキ面11ｃから下方に数十μｍ程度引っ込む形状
となり、ヘッドガスケット16によって生じる面圧の分布
は、第１のシール部Ｓ1 における面圧Ｐ1 よりも、第２
のシール部Ｓ2 における面圧Ｐ2 の方が大きく、この第
２のシール部Ｓ2 において最大となるように構成されて
いる。
【００１７】この実施例１において使用しているヘッド
ガスケット16は、繊維系またはグラファイト材を使用し
た材料シート16ｂの両面を薄い鉄板などの金属板16ｃで
覆ったサンドイッチタイプのものであり、シリンダブロ
ック11とシリンダヘッド15との間に挟持された状態で、
シリンダライナー12はヘッドガスケット16によって上下
方向の動きを押さえられる。
ガスケット16は、繊維系またはグラファイト材を使用し
た材料シート16ｂの両面を薄い鉄板などの金属板16ｃで
覆ったサンドイッチタイプのものであり、シリンダブロ
ック11とシリンダヘッド15との間に挟持された状態で、
シリンダライナー12はヘッドガスケット16によって上下
方向の動きを押さえられる。
【００１８】シリンダ内の燃焼ガスのシールは、１次的
にヘッドガスケット16とシリンダヘッド15の間、及びヘ
ッドガスケット16とシリンダライナー12の間、即ち第１
のシール部Ｓ1 で行われ、２次的にヘッドガスケット16
とシリンダヘッド15の間、及びヘッドガスケット16とシ
リンダブロック11の間、即ち第２のシール部Ｓ2 で行わ
れる。
にヘッドガスケット16とシリンダヘッド15の間、及びヘ
ッドガスケット16とシリンダライナー12の間、即ち第１
のシール部Ｓ1 で行われ、２次的にヘッドガスケット16
とシリンダヘッド15の間、及びヘッドガスケット16とシ
リンダブロック11の間、即ち第２のシール部Ｓ2 で行わ
れる。
【００１９】また、本実施例では、シリンダライナー12
の鍔部12ａの幅Ｗ1 を、シリンダライナー12の本体部12
ｅの外径ｄに対して、 2.5％以下となるように形成する
ことにより、図７に示す従来のものに比して小さくして
いる。これにより、鍔部12ａとシリンダブロック11の段
部11ａとの相対的な接触面積を小さくして、この部分に
シール面圧を集中させることができ、鍔部12ａの下面12
ｂと段部11ａの上面11ｂとの間に第３のシール部Ｓ3 を
形成して、これが第１のシール部Ｓ1 の補助機能を果た
すように構成している。
の鍔部12ａの幅Ｗ1 を、シリンダライナー12の本体部12
ｅの外径ｄに対して、 2.5％以下となるように形成する
ことにより、図７に示す従来のものに比して小さくして
いる。これにより、鍔部12ａとシリンダブロック11の段
部11ａとの相対的な接触面積を小さくして、この部分に
シール面圧を集中させることができ、鍔部12ａの下面12
ｂと段部11ａの上面11ｂとの間に第３のシール部Ｓ3 を
形成して、これが第１のシール部Ｓ1 の補助機能を果た
すように構成している。
【００２０】本実施例では、締め付け前のヘッドガスケ
ット16全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール部
Ｓ1 におけるヘッドガスケット16の厚みをｔ1 、締め付
け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット16
の厚みをｔ2 とすると、図２に示すように、第１のシー
ル部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生じ
る反力（シール面圧）はＰ1 となるのに対して、第２の
シール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ2 となり、ここに
生じる反力（シール面圧）はＰ2 となり、Ｐ1よりも大
幅に大きくなる。
ット16全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール部
Ｓ1 におけるヘッドガスケット16の厚みをｔ1 、締め付
け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット16
の厚みをｔ2 とすると、図２に示すように、第１のシー
ル部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生じ
る反力（シール面圧）はＰ1 となるのに対して、第２の
シール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ2 となり、ここに
生じる反力（シール面圧）はＰ2 となり、Ｐ1よりも大
幅に大きくなる。
【００２１】上記した図２のヘッドガスケット16の歪み
と反力の関係からも明らかな通り、第１のシール部Ｓ1
における曲線の傾きは緩やかであるので、歪みｔ1 のバ
ラツキがあったとしても、反力のバラツキは比較的に小
さく、一方、第２のシール部Ｓ2 における曲線の傾きは
急であるので、歪みｔ2 のバラツキによる反力のバラツ
キは比較的に大きくなる。従って、ヘッドガスケット16
の位置ズレなどの要因による歪み量の変化の影響を受け
易い第１のシール部Ｓ1 においては、上記バラツキが小
さくなるので、シール面圧の分布は安定し、ヘッドガス
ケット16の位置ズレの許容量を大きくすることができる
わけである。
と反力の関係からも明らかな通り、第１のシール部Ｓ1
における曲線の傾きは緩やかであるので、歪みｔ1 のバ
ラツキがあったとしても、反力のバラツキは比較的に小
さく、一方、第２のシール部Ｓ2 における曲線の傾きは
急であるので、歪みｔ2 のバラツキによる反力のバラツ
キは比較的に大きくなる。従って、ヘッドガスケット16
の位置ズレなどの要因による歪み量の変化の影響を受け
易い第１のシール部Ｓ1 においては、上記バラツキが小
さくなるので、シール面圧の分布は安定し、ヘッドガス
ケット16の位置ズレの許容量を大きくすることができる
わけである。
【００２２】また、本実施例では、ヘッドガスケット16
に当接する部分におけるシリンダライナー12の鍔部12ａ
の上面12ｄの高さを、シリンダブロック11のデッキ面11
ｃの高さよりも低くしたので、シリンダブロック11とシ
リンダヘッド15の間隔は、第２のシール部Ｓ2 における
圧縮後のヘッドガスケット16の厚さにより規定されるこ
ととなる。
に当接する部分におけるシリンダライナー12の鍔部12ａ
の上面12ｄの高さを、シリンダブロック11のデッキ面11
ｃの高さよりも低くしたので、シリンダブロック11とシ
リンダヘッド15の間隔は、第２のシール部Ｓ2 における
圧縮後のヘッドガスケット16の厚さにより規定されるこ
ととなる。
【００２３】従って、従前の如く、シリンダブロック11
に形成する段部11ａの高さや、シリンダライナー12の鍔
部12ａの高さの製作公差の影響を排除することができ、
その分だけスキッシュクリアランスＣを削減することが
できるので、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができ、燃焼条件の改善を図ることができる。また、本
実施例では、第２のシール部Ｓ2 が主シール部となり、
第１のシール部Ｓ1 が副シール部となるので、第１のシ
ール部Ｓ1 に大きなシール面圧を作用させる必要がなく
なり、その結果、第１のシール部Ｓ1 に位置するシリン
ダライナー12に過大な応力が作用することが無いので、
シリンダライナー12の変形を防止し、ピストン13とシリ
ンダライナー12との間のクリアランスを一定に保つこと
ができ、ブローバイガスを低減することができる。
に形成する段部11ａの高さや、シリンダライナー12の鍔
部12ａの高さの製作公差の影響を排除することができ、
その分だけスキッシュクリアランスＣを削減することが
できるので、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができ、燃焼条件の改善を図ることができる。また、本
実施例では、第２のシール部Ｓ2 が主シール部となり、
第１のシール部Ｓ1 が副シール部となるので、第１のシ
ール部Ｓ1 に大きなシール面圧を作用させる必要がなく
なり、その結果、第１のシール部Ｓ1 に位置するシリン
ダライナー12に過大な応力が作用することが無いので、
シリンダライナー12の変形を防止し、ピストン13とシリ
ンダライナー12との間のクリアランスを一定に保つこと
ができ、ブローバイガスを低減することができる。
【００２４】更に、シリンダライナー12の鍔部12ａの幅
Ｗ1 を、従前のものに比して小さくしているので、シリ
ンダブロック11側に必要な肉厚は、鍔部12ａの幅に対応
して必要最小限となるので、ボアピッチを小さくするこ
とができ、それ故、エンジンの小型・軽量化に寄与する
ことができる。次に、本発明の実施例２について図３を
参照して説明する。この実施例では、上述のサンドイッ
チタイプのものに代えて、金属積層形のヘッドガスケッ
ト26を使用している他は、実施例１と同様な構造であ
る。尚、この図は、ヘッドボルトの締結前、即ちヘッド
ガスケット26の圧縮前の状態を示している。
Ｗ1 を、従前のものに比して小さくしているので、シリ
ンダブロック11側に必要な肉厚は、鍔部12ａの幅に対応
して必要最小限となるので、ボアピッチを小さくするこ
とができ、それ故、エンジンの小型・軽量化に寄与する
ことができる。次に、本発明の実施例２について図３を
参照して説明する。この実施例では、上述のサンドイッ
チタイプのものに代えて、金属積層形のヘッドガスケッ
ト26を使用している他は、実施例１と同様な構造であ
る。尚、この図は、ヘッドボルトの締結前、即ちヘッド
ガスケット26の圧縮前の状態を示している。
【００２５】この実施例２で使用したヘッドガスケット
26は、燃焼室穴周縁部26ａにおいて上板27を折り返し、
折り返し部27ａの内側に下板28に形成したビード28ａが
当接するように積層して、このビード28ａの位置に第１
のシール部Ｓ1 を形成すると共に、折り返し部27ａより
も外周側の上板27と下板28との間に、それぞれビード29
ａ，30ａを形成した中板29，30を介装して、これらのビ
ード29ａ，30ａの位置に第２のシール部Ｓ2 を形成した
ものである。
26は、燃焼室穴周縁部26ａにおいて上板27を折り返し、
折り返し部27ａの内側に下板28に形成したビード28ａが
当接するように積層して、このビード28ａの位置に第１
のシール部Ｓ1 を形成すると共に、折り返し部27ａより
も外周側の上板27と下板28との間に、それぞれビード29
ａ，30ａを形成した中板29，30を介装して、これらのビ
ード29ａ，30ａの位置に第２のシール部Ｓ2 を形成した
ものである。
【００２６】また、図４に示す本発明の実施例３は、実
施例２と同様に金属積層形ガスケットを使用した例であ
り、ヘッドガスケット36の構造以外は実施例１，２と同
様である。この実施例では、下板37を燃焼室穴周縁部36
ａにおいて上方に折り返して第２のシール部Ｓ2 まで延
長し、平板状の中板38の下方に、２つのビード39ａ，39
ｂを形成した別の中板39を積層すると共に、前記中板38
の上方に、前記ビード39ａ，39ｂと対称になるような２
つのビード40ａ，40ｂを形成した上板40を積層したもの
である。
施例２と同様に金属積層形ガスケットを使用した例であ
り、ヘッドガスケット36の構造以外は実施例１，２と同
様である。この実施例では、下板37を燃焼室穴周縁部36
ａにおいて上方に折り返して第２のシール部Ｓ2 まで延
長し、平板状の中板38の下方に、２つのビード39ａ，39
ｂを形成した別の中板39を積層すると共に、前記中板38
の上方に、前記ビード39ａ，39ｂと対称になるような２
つのビード40ａ，40ｂを形成した上板40を積層したもの
である。
【００２７】また、この実施例の場合は、第１のシール
部Ｓ1 に配置するビード39ａ，40ａの弾性係数と、第２
のシール部Ｓ2 に配置するビード39ｂ，40ｂの弾性係数
とを変えることにより、それぞれ異なるシール面圧を生
じさせ、第２のシール部Ｓ2に生じるシール面圧Ｐ
2 を、第１のシール部Ｓ1 に生じるシール面圧Ｐ1 より
も大きくしている。
部Ｓ1 に配置するビード39ａ，40ａの弾性係数と、第２
のシール部Ｓ2 に配置するビード39ｂ，40ｂの弾性係数
とを変えることにより、それぞれ異なるシール面圧を生
じさせ、第２のシール部Ｓ2に生じるシール面圧Ｐ
2 を、第１のシール部Ｓ1 に生じるシール面圧Ｐ1 より
も大きくしている。
【００２８】上記実施例２，３の場合も、実施例１の場
合と同様に、ヘッドガスケット26，36に当接するシリン
ダライナー12の鍔部12ａの上面12ｄの高さを、シリンダ
ブロック11のデッキ面11ｃの高さよりも低くしたので、
シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さや、シリ
ンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の影響を受
けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができるので、燃焼を改善することができる。
合と同様に、ヘッドガスケット26，36に当接するシリン
ダライナー12の鍔部12ａの上面12ｄの高さを、シリンダ
ブロック11のデッキ面11ｃの高さよりも低くしたので、
シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さや、シリ
ンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の影響を受
けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少すること
ができるので、燃焼を改善することができる。
【００２９】また、前記同様に鍔部12ａの幅Ｗ1 を小さ
く形成することにより、鍔部12ａの下面12ｂと段部11ａ
の上面11ｂとの間に、第１のシール部Ｓ1 の補助機能を
果たす第３のシール部Ｓ3 を形成しているので、十分な
ガス圧シール機能を保持しながらも、第１のシール部Ｓ
1 に位置するシリンダライナー12に過大な応力が作用す
ることを防止でき、シリンダライナー12の変形を防止す
ることができる。更に、シリンダライナー12の鍔部12ａ
の幅Ｗ1 を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、
エンジンの小型・軽量化を図ることができる。
く形成することにより、鍔部12ａの下面12ｂと段部11ａ
の上面11ｂとの間に、第１のシール部Ｓ1 の補助機能を
果たす第３のシール部Ｓ3 を形成しているので、十分な
ガス圧シール機能を保持しながらも、第１のシール部Ｓ
1 に位置するシリンダライナー12に過大な応力が作用す
ることを防止でき、シリンダライナー12の変形を防止す
ることができる。更に、シリンダライナー12の鍔部12ａ
の幅Ｗ1 を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、
エンジンの小型・軽量化を図ることができる。
【００３０】次に図５に基づき、本発明の実施例４のガ
ス圧シール構造の説明をする。図中のヘッドガスケット
46は圧縮前の状態を示しており、この実施例では下板47
を折り返して、折り返し部47ａを第１のシール部Ｓ1 の
みならず第２のシール部Ｓ2にまで達するように延長
し、第２のシール部Ｓ2 に位置するビード48ａを形成し
た上板48を燃焼室穴周縁部46ａにおいて折り返し部47ａ
の内側に積層し、更に、第１のシール部Ｓ1 の位置に対
応するビード49ａと第２のシール部Ｓ2 の位置に対応す
るビード49ｂを備えた中板49を、上板48と下板47との間
に積層し、折り返し部47ａの外周側の上板48と中板49の
間に別の中板50を積層したものである。
ス圧シール構造の説明をする。図中のヘッドガスケット
46は圧縮前の状態を示しており、この実施例では下板47
を折り返して、折り返し部47ａを第１のシール部Ｓ1 の
みならず第２のシール部Ｓ2にまで達するように延長
し、第２のシール部Ｓ2 に位置するビード48ａを形成し
た上板48を燃焼室穴周縁部46ａにおいて折り返し部47ａ
の内側に積層し、更に、第１のシール部Ｓ1 の位置に対
応するビード49ａと第２のシール部Ｓ2 の位置に対応す
るビード49ｂを備えた中板49を、上板48と下板47との間
に積層し、折り返し部47ａの外周側の上板48と中板49の
間に別の中板50を積層したものである。
【００３１】この実施例では、締め付け前のヘッドガス
ケット46全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール
部Ｓ1 におけるヘッドガスケット46の厚みをｔ1 、締め
付け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット
46の厚みをｔ2 とすると、図６に示すように、第１のシ
ール部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生
じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ1 上のＰ1 となるの
に対して、第２のシール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ
2 となり、ここに生じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ
2 上のＰ2 となり、同一の曲線上では得られないシール
面圧の組み合わせとなる。
ケット46全体の厚みをｔ0 、締め付け後の第１のシール
部Ｓ1 におけるヘッドガスケット46の厚みをｔ1 、締め
付け後の第２のシール部Ｓ2 におけるヘッドガスケット
46の厚みをｔ2 とすると、図６に示すように、第１のシ
ール部Ｓ1 における歪みはｔ0 −ｔ1 となり、ここに生
じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ1 上のＰ1 となるの
に対して、第２のシール部Ｓ2 における歪みはｔ0 −ｔ
2 となり、ここに生じる反力（シール面圧）は、曲線Ｌ
2 上のＰ2 となり、同一の曲線上では得られないシール
面圧の組み合わせとなる。
【００３２】本実施例の場合も、前記実施例１〜３と同
様に、シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さ
や、シリンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の
影響を受けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少
することができるので、燃焼を改善することができる。
また、シリンダライナー12に過大な応力が作用すること
が無いので、シリンダライナー12の変形を防止すること
ができ、更に、シリンダライナー12の鍔部12ａの幅Ｗ1
を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、エンジン
の小型・軽量化を図ることができる。
様に、シリンダブロック11に形成する段部11ａの高さ
や、シリンダライナー12の鍔部12ａの高さの製作公差の
影響を受けずに済み、燃焼室の無駄容積を可及的に減少
することができるので、燃焼を改善することができる。
また、シリンダライナー12に過大な応力が作用すること
が無いので、シリンダライナー12の変形を防止すること
ができ、更に、シリンダライナー12の鍔部12ａの幅Ｗ1
を小さくできるので、ボアピッチを短縮して、エンジン
の小型・軽量化を図ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の内燃機関のガス圧シール構造
は、シリンダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内
燃機関において、前記シリンダライナーの鍔部の高さ
を、この鍔部が没入するシリンダブロックに形成した段
部の高さよりも低く形成し、この鍔部の位置に第１のシ
ール部を形成すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシ
ール部よりも面圧の高い第２のシール部を形成したの
で、以下の効果を奏することができる。
は、シリンダボアに鍔付シリンダライナーを嵌合した内
燃機関において、前記シリンダライナーの鍔部の高さ
を、この鍔部が没入するシリンダブロックに形成した段
部の高さよりも低く形成し、この鍔部の位置に第１のシ
ール部を形成すると共に、前記鍔部の外周側に第１のシ
ール部よりも面圧の高い第２のシール部を形成したの
で、以下の効果を奏することができる。
【００３４】スキッシュクリアランスが、シリンダヘッ
ド、ヘッドガスケット、シリンダブロックの位置関係で
決まることとなり、シリンダライナーの位置が関与しな
くなるので、最も高いシール性能を発揮する第２のシー
ル部は、シリンダブロックに形成する段部の高さのバラ
ツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラツキの影
響を受けずに済む。従って、スキッシュクリアランスを
設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がなくな
り、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとするこ
とができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、燃焼
条件を改善することができる。
ド、ヘッドガスケット、シリンダブロックの位置関係で
決まることとなり、シリンダライナーの位置が関与しな
くなるので、最も高いシール性能を発揮する第２のシー
ル部は、シリンダブロックに形成する段部の高さのバラ
ツキや、シリンダライナーの鍔部の高さのバラツキの影
響を受けずに済む。従って、スキッシュクリアランスを
設定する際に、これらのバラツキを見込む必要がなくな
り、従前よりも小さなスキッシュクリアランスとするこ
とができ、燃焼室の無駄容積を可及的に減少させ、燃焼
条件を改善することができる。
【００３５】また、鍔部の位置に形成した第１のシール
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、これらを合わせると総合的
なシール性能は十分に確保できるので、シリンダライナ
ーに過剰な応力が掛かることを防止でき、シリンダライ
ナーの変形を防止して、ブローバイガスを減少させるこ
とができる。
部において発生する面圧は、第２のシール部において発
生する面圧より小さくても、これらを合わせると総合的
なシール性能は十分に確保できるので、シリンダライナ
ーに過剰な応力が掛かることを防止でき、シリンダライ
ナーの変形を防止して、ブローバイガスを減少させるこ
とができる。
【００３６】また、前記鍔部の幅を狭く形成して、この
鍔部の下面と前記段部の上面との間に第３のシール部を
形成した場合には、シリンダブロック側に必要な肉厚
は、鍔部の幅に対応して従前に比して小さくなるので、
ボアピッチを小さくすることができ、エンジンの小型・
軽量化に寄与することができる。
鍔部の下面と前記段部の上面との間に第３のシール部を
形成した場合には、シリンダブロック側に必要な肉厚
は、鍔部の幅に対応して従前に比して小さくなるので、
ボアピッチを小さくすることができ、エンジンの小型・
軽量化に寄与することができる。
【図１】本発明の実施例１における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。
ール構造を示す断面図である。
【図２】実施例１の第１のシール部と第２のシール部の
シール面圧の関係を示す曲線図である。
シール面圧の関係を示す曲線図である。
【図３】本発明の実施例２における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。
ール構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。
ール構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４における内燃機関のガス圧シ
ール構造を示す断面図である。
ール構造を示す断面図である。
【図６】実施例４の第１のシール部と第２のシール部の
シール面圧の関係を示す曲線図である。
シール面圧の関係を示す曲線図である。
【図７】従来の内燃機関のガス圧シール構造を示す断面
図である。
図である。
11 シリンダブロック 11ａ 段部 11ｂ 段部の上面 12 シリンダライナー 12ａ 鍔部 12ｂ 鍔部の下面 Ｓ1 第１のシール部 Ｓ2 第２のシール部 Ｓ3 第３のシール部
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダボアに鍔付シリンダライナーを
嵌合した内燃機関において、前記シリンダライナーの鍔
部の高さを、この鍔部が没入するシリンダブロックに形
成した段部の高さよりも低く形成し、この鍔部の位置に
第１のシール部を形成すると共に、前記鍔部の外周側に
第１のシール部よりも面圧の高い第２のシール部を形成
した内燃機関のガス圧シール構造。 - 【請求項２】 前記鍔部の幅を狭く形成して、この鍔部
の下面と前記段部の上面との間に第３のシール部を形成
したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のガス
圧シール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197595A JPH08240149A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 内燃機関のガス圧シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197595A JPH08240149A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 内燃機関のガス圧シール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240149A true JPH08240149A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12623204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197595A Pending JPH08240149A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 内燃機関のガス圧シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017200714A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | Caterpillar Inc. | Cylinder liner with chamfer and anti-polishing cuff |
| US11428189B1 (en) | 2021-05-12 | 2022-08-30 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
| US11898488B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-02-13 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4197595A patent/JPH08240149A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017200714A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | Caterpillar Inc. | Cylinder liner with chamfer and anti-polishing cuff |
| CN109154249A (zh) * | 2016-05-16 | 2019-01-04 | 卡特彼勒公司 | 带有倒角和防抛光套袖的气缸套 |
| GB2565956A (en) * | 2016-05-16 | 2019-02-27 | Caterpillar Inc | Cylinder liner with chamfer and anti-polishing cuff |
| GB2565956B (en) * | 2016-05-16 | 2021-08-11 | Caterpillar Inc | Cylinder liner with chamfer and anti-polishing cuff |
| CN109154249B (zh) * | 2016-05-16 | 2021-12-24 | 卡特彼勒公司 | 带有倒角和防抛光套袖的气缸套 |
| US11428189B1 (en) | 2021-05-12 | 2022-08-30 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
| US11898488B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-02-13 | Caterpillar Inc. | Piston bowl geometry, cuff and top land interaction for reduced hydrocarbons, improved combustion efficiency, and piston temperature |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040526 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050125 |