JP2006090146A - シリンダヘッドカバーの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール性を確保して長期に亘って使用できる軽量で安価なシリンダヘッドカバーを提供する。
【解決手段】 カバー本体３の外面に可撓性補強部材３７をカバー本体３を横断するように配置する。補強部材３７の両端部をボルト４１によりカバー本体３のフランジ部５とともにシリンダヘッド２５のフランジ部２９に共締めする。補強部材３７の中間部をカバー本体３の外面と当接又は微小の隙間をあける。カバー本体３の熱膨張時にカバー本体３の中間部の浮き上がりを補強部材３７により規制する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、シリンダヘッドカバーの取付構造の改良に関し、詳しくは、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの間のシール対策に関するものである。

特許文献１には、シリンダヘッドカバーを樹脂製基材の表面に金属プレートを一体に接合した強化構造とし、このシリンダヘッドカバーの外周縁部をシリンダヘッドにボルトで取り付けるようにした取付構造が開示されている。

また、特許文献２には、樹脂製又は金属製のシリンダヘッドカバーの外周縁部をダイヤフラムや皿バネ等を用いてシリンダヘッドに押し付けることにより、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに両者間のシールを保持して取り付けるようにした取付構造が開示されている。
特開平１０−９０５２号公報（第２頁、図３） 特開平８−１１４１５４号公報（第３頁、図２）

しかし、上記の特許文献１では、金属プレートを板金加工によりシリンダヘッドカバーの形状に成形しなければならず、さらに、この成形した金属プレートを成形型にセットして型内に樹脂を射出することでシリンダヘッドカバーを一体成形しているため、製作費が嵩むとともに重量が増大することになる。また、シリンダヘッドカバーはエンジン駆動により高温雰囲気に晒されるため、樹脂（基材）と金属（金属プレート）との熱膨張差により金属プレートが基材から剥離して使用に耐えなくなるおそれもある。

一方、特許文献２では、ダイヤフラムや皿バネ等が必要な分だけ部品点数が増加して高価になる。さらに、シリンダヘッドカバーは、常時、全体に亘ってシリンダヘッドに押し付けられているため、特にシリンダヘッドカバーが樹脂製の場合、高温雰囲気下で剛性等の機械的性質が早期に劣化すると、シール性が低下して長期使用に耐えることができなくなる。

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シール性を確保して長期に亘って使用できる軽量で安価なシリンダヘッドカバーを提供することである。

上記の目的を達成するため、この発明は、シリンダヘッドカバーの外周縁部をボルトでシリンダヘッドに締結するタイプにおいて、シリンダヘッドカバーの熱膨張による変形を規制する手段を設けたことを特徴とする。

具体的には、この発明は、樹脂製カバー本体の外周縁部をエンジンのシリンダヘッドに載置して上記外周縁部をボルトで上記シリンダヘッドに締結することにより、上記カバー本体をシリンダヘッドに取り付けるようにしたシリンダヘッドカバーの取付構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記カバー本体の外面には可撓性補強部材がカバー本体を横断するように配置され、上記補強部材の両端部は上記ボルトによりカバー本体の外周縁部とともに上記シリンダヘッドに共締めされ、かつ補強部材の中間部は上記カバー本体の外面と当接又は微小の隙間をあけており、カバー本体の熱膨張時に該カバー本体の中間部の浮き上がりを上記補強部材により規制するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、シリンダヘッドには点火プラグ取付孔が貫通形成されるとともに該点火プラグ取付孔に対応する箇所のカバー本体に点火プラグ挿入孔が形成され、上記カバー本体の点火プラグ挿入孔に対応する箇所は凹陥して当該凹陥部底面が上記シリンダヘッドに当接又は近接し、上記凹陥部底面とシリンダヘッドとの間にシール材が上記点火プラグ挿入孔を囲むように介在されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、エンジン冷間時、補強部材の中間部から両端にかけての領域はカバー本体の外面と隙間をあけていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、補強部材及びカバー本体の少なくとも一方には、上記補強部材をカバー本体に仮止めする仮止め手段がカバー本体の膨張収縮を許容可能に設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、補強部材の中間部は、カバー本体の外面と当接又は微小の隙間をあけていてカバー本体に負荷を掛けず、カバー本体の耐久性を長期に亘って確保することができる。また、エンジン駆動による高温雰囲気下でカバー本体の中間部が熱膨張により浮き上がろうとするのを上記補強部材により規制し、カバー本体とシリンダヘッドとの間のシール性を確保してシリンダヘッド内のオイルが外部に洩れるのを防止することができる。しかも、補強部材の両端部をボルトによりカバー本体の外周縁部とともにシリンダヘッドに共締めするだけでよいので、特許文献１のような金属プレートや特許文献２のようなダイヤフラム及び皿バネ等が不要で、軽量で安価なシリンダヘッドカバーとすることができる。

請求項２に係る発明によれば、カバー本体の点火プラグ挿入孔に対応する箇所の凹陥部が浮き上がらず、点火プラグ挿入孔周りのシール性を確保することができる。

請求項３に係る発明によれば、カバー本体の熱膨張を補強部材の中間部から両端にかけての領域とカバー本体の外面との間の隙間により吸収し、カバー本体の破損や変形等を防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、補強部材をカバー本体に仮止めした状態でエンジン組付工程に搬入でき、搬入作業性と組付作業性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図４はエンジンのシリンダヘッドカバー１を示し、図１及び図２はこのシリンダヘッドカバー１が適用された一実施形態に係る取付構造を示す。

上記シリンダヘッドカバー１は耐熱性の樹脂製であり、内部に空間１３を有する矩形皿状のカバー本体３を備え、このカバー本体３の四隅のうちの１箇所にはオイル注入用の円筒部４が一体に突設されている。また、上記カバー本体３には、外周縁部を構成するフランジ部５が外側方に一体に張り出し形成されている。該フランジ部５の四隅と長辺側の各々２箇所には、半円形膨出部７が所定間隔をあけて膨出形成され、これら膨出部７にはボルト挿通孔７ａがそれぞれ形成されている。上記カバー本体３はフランジ部５及び膨出部７よりも薄肉で全体に均一な厚みに形成され、カバー本体３の外面には、３個の平面視矩形の凹陥部９が短辺側中央に位置して長辺に沿って縦列に等間隔に凹設されている。その結果、カバー本体３の内面には、３個の矩形の凸部１１が上記各凹陥部９に対応して等間隔に突設されている。上記各凹陥部９底面（各凸部１１先端面）には点火プラグ挿通孔１５が形成され、該点火プラグ挿通孔１５の周りには環状のシール溝１７が形成され、該シール溝１７にはシール材としての例えばゴム製のＯリング１９が装着されている。一方、上記フランジ部５の裏面にも環状のシール溝２１がカバー本体３を取り囲むように形成され、該シール溝２１にもシール材としての例えばゴム製のＯリング２３が装着されている。

上記シリンダヘッドカバー１は、フランジ部５をエンジンのシリンダヘッド２５に載置して該シリンダヘッド２５に取り付けられる。このシリンダヘッド２５はＡｌ合金等の軽金属製であり、上記カバー本体３と平面視で略同じ形状に形成されるとともに凹所３３を有するブロック状のシリンダヘッド本体２７を備えている。該シリンダヘッド本体２７には、外周縁部を構成するフランジ部２９が外側方に一体に張り出し形成され、該フランジ部２９の四隅と長辺側の各々２箇所には、半円形膨出部３０が上記カバー本体３の各膨出部７に対応して所定間隔をあけて膨出形成され、これら膨出部３０にはネジ孔３０ａが形成されている。上記シリンダヘッド本体２７には、３個の平面視矩形の凸部３１が上記各凹陥部９底面（各凸部１１先端面）に対応して短辺側中央に位置して長辺に沿って等間隔に突設されている。また、上記空間１３及び凹所３３にはエンジンの動弁機構（図示せず）を収容するようになっている。上記各凸部３１には点火プラグ取付孔３５がシリンダヘッド本体２７底面を貫通するように形成され、上記カバー本体３の点火プラグ挿通孔１５が上記点火プラグ取付孔３５に対応している。そして、シリンダヘッドカバー１（カバー本体３）をシリンダヘッド２５に取り付けた状態で、カバー本体３の各凹陥部９底面（各凸部１１先端面）がシリンダヘッド２５の各凸部３１上面に当接又は近接し、上記各凹陥部９底面と各凸部３１上面との間にＯリング１９が上記点火プラグ挿入孔１５を囲むように介在されている。なお、点火プラグＰが、カバー本体３の点火プラグ挿入孔１５から挿入されてシリンダヘッド２５の点火プラグ取付孔３５に取り付けられた状態を図２に仮想線で示す。この点火プラグＰは、下端側の外周面に雄ネジ部ｐ１を有し、該雄ネジ部ｐ１を点火プラグ取付孔３５内周面の雌ネジ部３５ａに螺合させることで点火プラグ取付孔３５に取り付けられるようになっている。

この発明の特徴として、上記カバー本体３の外面には、２枚の金属製の帯状可撓性補強部材３７が隣り合う凹陥部９間でカバー本体３を一方の長辺側から他方の長辺側へと横断するようにそれぞれ配置され、各々の補強部材３７の長手方向両端にはボルト挿通孔３７ａがそれぞれ形成されている。そして、上記補強部材３７は、長手方向中間部が上記カバー本体３側に湾曲し、該湾曲部がカバー本体３の外面と当接又は微小の隙間をあけるようにカバー本体３に組み付けられている。なお、補強部材３７は耐熱性を有するものであれば、樹脂製であってもよく、その枚数も２枚に限らず、３枚以上であってもよい。また、２枚の補強部材３７の両端部又は一端部を互いに連結して１枚物の補強部材にしてもよい。一方、上記カバー本体３の外面の隣り合う凹陥部９間に対応する箇所でかつ凹陥部９から両長辺側寄りには、補強部材３７の仮止め手段としての一対の係合突起３９が上記各補強部材３７を両側から挟むようにそれぞれ対向突設され、上記一対の係合突起３９先端には係合爪３９ａが互いに内向きに突設され、この一対の係合爪３９ａにより補強部材３７を上記一対の係合突起３９間に配置した状態で離脱しないようにカバー本体３に仮止めするとともに、カバー本体３の膨張収縮を許容可能なようになっている。なお、係合突起３９はカバー本体３の凹陥部９両側に一対ずつ突設したが、その数に特定されることなく二対ずつ突設してもよい。さらには、補強部材３７を挟んでその一方側に２個の係合突起３９を、他方側に１個の係合突起３９を突設してもよく、この場合、カバー本体３の凹陥部９両側で３個の係合突起３９が点対象になるようにすることが好ましい。

そして、上記シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２５に取り付けるには、補強部材３７を仮止めしたカバー本体３のシール溝１７，２１にＯリング１９，２３を嵌めた後、カバー本体３のフランジ部５をシリンダヘッド２５のフランジ部２９に載置して当接させ、カバー本体３の各凹陥部９底面（各凸部１１先端面）をシリンダヘッド２５の各凸部３１上面に当接させる。これにより、カバー本体３の点火プラグ挿通孔１５とシリンダヘッド２５の点火プラグ取付孔３５とが同一軸線上に連通するとともに、補強部材３７のボルト挿通孔３７ａとカバー本体３のボルト挿通孔７ａとシリンダヘッド２５のネジ孔３０ａとが同一軸線上に連通する。他のボルト挿通孔７ａとネジ孔３０ａとも同一軸線上に連通する。この状態で、上記ボルト挿通孔３７ａ，７ａ及びネジ孔３０ａにボルト４１を挿入螺合させるとともに、他のボルト挿通孔７ａ及びネジ孔３０ａにもボルト４１を挿入螺合させる。これにより、カバー本体３のフランジ部５がシリンダヘッド２５のフランジ部２９にボルト４１により締結される。また、補強部材３７のあるところでは、補強部材３７の両端部がボルト４１によりカバー本体３のフランジ部５とともにシリンダヘッド２５のフランジ部２９に共締めされ、かつ補強部材３７の長手方向中間部がカバー本体３の外面と当接又は微小の隙間をあけている。さらに、内側のＯリング１９がシリンダヘッド２５の凸部３１に圧接して点火プラグ挿通孔１５及び点火プラグ取付孔３５周りをシールしているとともに、外側のＯリング２３がシリンダヘッド２５のフランジ部２９に圧接してカバー本体３及びシリンダヘッド２５の両フランジ部５，２９間をシールしている。そして、エンジン駆動によるカバー本体３の熱膨張時に該カバー本体３の中間部の浮き上がりを上記補強部材３７により規制するようにしている。また、エンジン冷間時、上記補強部材３７の中間部から両端にかけての領域は、カバー本体３の外面と隙間Ｃをあけている。

このように、上記の実施形態では、補強部材３７をカバー本体３の外面に横断するように配置し、補強部材３７の両端部をボルト４１によりカバー本体３のフランジ部５とともにシリンダヘッド２５のフランジ部２９に共締めし、かつ補強部材３７の中間部がカバー本体３の外面と当接又は微小の隙間をあけるようにしたので、カバー本体３に負荷を掛けないようにしてカバー本体３の耐久性を長期に亘って確保することができる。

また、カバー本体３の熱膨張時にカバー本体３の中間部の浮き上がりを上記補強部材３７により規制するようにしたので、カバー本体３とシリンダヘッド２５との間（フランジ部５，２９間、点火プラグ挿通孔１５及び点火プラグ取付孔３５周り）のシール性を確保することができる。

しかも、補強部材３７の両端部をボルト４１によりカバー本体３のフランジ部５とともにシリンダヘッド２５のフランジ部５に共締めするだけでよいので、特許文献１のような金属プレートや特許文献２のようなダイヤフラム及び皿バネ等が不要で、軽量で安価なシリンダヘッドカバー１とすることができる。

さらに、エンジン冷間時、補強部材３７の中間部から両端にかけての領域とカバー本体３の外面との間に隙間Ｃをあけたので、この隙間Ｃによりカバー本体３の熱膨張を吸収してカバー本体３の破損や変形等を防止することができる。

加えて、カバー本体３に突設した一対の係合突起３９で補強部材３７を、カバー本体３の膨張収縮が許容可能なようにカバー本体３に仮止めしたので、補強部材３７をカバー本体３に仮止めした状態でエンジン組付工程に搬入でき、搬入作業性及び組付作業性を向上させることができる。

図５はこの発明の変形例を示す。この変形例では、補強部材３７の両端部下面にボルト挿通孔３７ａに対応して仮止め手段としての係合筒部３７ｂをそれぞれ一体に突設し、一方、カバー本体３のフランジ部５のボルト挿通孔７ａを上記の実施形態よりも大径にしてこのボルト挿通孔７ａに上記係合筒部３７ｂを嵌入することにより、カバー本体３の膨張収縮を許容可能に補強部材３７をカバー本体３に仮止めしている。そのほかは、上記の実施形態と同様に構成されているので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、この変形例では、上記の実施形態と同様の作用効果を奏することができるものである。

この発明は、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの間のシール対策として有用である。

図４のＩ−Ｉ線における断面図である。 図４のII−II線における断面図である。 この発明の一実施形態に係る取付構造において、補強部材をカバー本体に仮止めする係合突起部分を拡大して示す斜視図である。 この発明の一実施形態に係る取付構造に適用されるシリンダヘッドカバーの斜視図である。 変形例の取付構造においてボルト締結部分を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッドカバー
３ カバー本体
５ フランジ部（外周縁部）
９ 凹陥部
１５ 点火プラグ挿通孔
３５ 点火プラグ取付孔
１９ Ｏリング（シール材）
２５ シリンダヘッド
３７ 補強部材
３７ｂ 係合筒部（仮止め手段）
３９ 係合突起（仮止め手段）
４１ ボルト
Ｃ 隙間

Claims (4)

1. 樹脂製カバー本体の外周縁部をエンジンのシリンダヘッドに載置して上記外周縁部をボルトで上記シリンダヘッドに締結することにより、上記カバー本体をシリンダヘッドに取り付けるようにしたシリンダヘッドカバーの取付構造であって、
   上記カバー本体の外面には可撓性補強部材がカバー本体を横断するように配置され、
   上記補強部材の両端部は上記ボルトによりカバー本体の外周縁部とともに上記シリンダヘッドに共締めされ、かつ補強部材の中間部は上記カバー本体の外面と当接又は微小の隙間をあけており、
   カバー本体の熱膨張時に該カバー本体の中間部の浮き上がりを上記補強部材により規制するように構成されていることを特徴とするシリンダヘッドカバーの取付構造。
2. 請求項１に記載のシリンダヘッドカバーの取付構造において、
   シリンダヘッドには点火プラグ取付孔が貫通形成されるとともに該点火プラグ取付孔に対応する箇所のカバー本体に点火プラグ挿入孔が形成され、
   上記カバー本体の点火プラグ挿入孔に対応する箇所は凹陥して当該凹陥部底面が上記シリンダヘッドに当接又は近接し、上記凹陥部底面とシリンダヘッドとの間にシール材が上記点火プラグ挿入孔を囲むように介在されていることを特徴とするシリンダヘッドカバーの取付構造。
3. 請求項１又は２に記載のシリンダヘッドカバーの取付構造において、
   エンジン冷間時、補強部材の中間部から両端にかけての領域はカバー本体の外面と隙間をあけていることを特徴とするシリンダヘッドカバーの取付構造。
4. 請求項１又は２に記載のシリンダヘッドカバーの取付構造において、
   補強部材及びカバー本体の少なくとも一方には、上記補強部材をカバー本体に仮止めする仮止め手段がカバー本体の膨張収縮を許容可能に設けられていることを特徴とするシリンダヘッドカバーの取付構造。

Images