JP2012002128A - 樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がりを効果的に防止することができる樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造を提供する。
【解決手段】樹脂製シリンダヘッドカバー１２は外周部にフランジ部１４を有し、該フランジ部１４がシリンダヘッド１１上にガスケットを介して複数のボルト１６で締め付け固定されている。この場合、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４上に金属製フレーム１９を載せた状態でボルト１６を締め付け固定するように構成されている。この金属製フレーム１９には、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４に設けられているボルト挿通用の締結孔１５と対応する位置にボルト挿通用の共締孔２１が設けられている。さらに、金属製フレーム１９は、その外周部にシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４の外周面に係止される折り曲げ係止片２０が下方へ曲げ形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用エンジンのシリンダヘッドを覆う樹脂製シリンダヘッドカバーに関し、特に樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がりを抑え、潤滑油やブローバイガスの漏れを防止することができる樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造に関する。

シリンダヘッドカバーはエンジンのシリンダヘッドを覆い、潤滑油やブローバイガスの漏れを防止したり、カム機構部を保護したりするようになっている。このシリンダヘッドカバーは、ポリアミド樹脂等の合成樹脂又はアルミニウム等の金属で有蓋四角筒状に形成され、その開口端部にはフランジ部が設けられている。該フランジ部には複数のボルト締結孔が透設され、それらのボルト締結孔にボルトを挿通してシリンダヘッドのねじ孔に螺合することにより、シリンダヘッドカバーがシリンダヘッドに固定されている。

かかるシリンダヘッドカバーが金属製である場合には寸法精度が高く、高温にも耐え得る一方、切削加工、孔加工等の機械加工が必要で、製造コストが嵩むという欠点があった。これに対して、シリンダヘッドカバーが樹脂製である場合には加工が容易で、製造コストを抑えることができる一方、金属製のものと比較して耐熱性が低く、強度や気密性が低いという欠点があった。このため、樹脂製シリンダヘッドカバーにおいては、そのような欠点を解消する工夫がなされている。

例えば特許文献１に記載された樹脂製シリンダヘッドカバーでは、金属製の補強部材が使用されている。すなわち、樹脂製シリンダヘッドカバーの下部外周部には、金属製の補強部材として矩形状に折曲げられた枠体と、該枠体には間隔を隔ててＵ字状に外方へ膨出させた複数の締結補強部とがインサート成形されて構成されている。

特開２００１−１５２９６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている樹脂製シリンダヘッドカバーでは金属製の補強部材がインサート成形によって設けられることから、複雑な成形型を用意し、その成形型内の所定位置に金属製の補強部材をインサートした状態で成形型内に溶融樹脂を射出して成形しなければならない。このため、樹脂製シリンダヘッドカバーの製造が煩雑であるとともに、溶融樹脂の射出圧で金属製の補強部材が変形するおそれがある。

加えて、シリンダヘッドと樹脂製シリンダヘッドカバーのフランジ部との間にはガスケットが介装されてシール性能が確保されているが、金属製の補強部材がインサートされている樹脂製シリンダヘッドカバーはエンジンの振動等によりその樹脂と金属製インサートとの間が剥離しやすい。従って、ガスケットの反力によりフランジ部が浮き上がりを生ずるおそれがある。

そこで、本発明の目的とするところは、簡易な構成で樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がりを効果的に防止することができる樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造では、外周部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダヘッド上にガスケットを介してボルトで締め付け固定された樹脂製シリンダヘッドカバーであって、そのフランジ部上に金属製フレームを載せた状態でボルトを締め付け固定するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造は、請求項１に係る発明において、前記金属製フレームには、前記フランジ部に設けられているボルト挿通用の締結孔と対応する位置にボルト挿通用の共締孔が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記金属製フレームは平板状に形成され、その外周部には前記フランジ部の外周面に係止される係止片が折り曲げ形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記金属製フレームには、シリンダ内のポンプの上方位置に樹脂製シリンダヘッドカバーを跨ぐように架橋帯が架設されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造は、請求項１から請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記金属製フレームには、樹脂製シリンダヘッドカバーの本体外周部に係止される立ち上がり部が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造は、請求項１から請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記金属製フレームは、ボルトによる締め付け部以外の部位においてかしめ付けにより前記フランジ部上に固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明における樹脂製シリンダヘッドカバーは、そのフランジ部上に金属製フレームを載せた状態でボルトを締め付け固定するように構成されている。このため、ボルトによる締め付け後には樹脂製シリンダヘッドカバーのフランジ部がガスケットの反力により浮き上がろうとしてもその動きが金属製フレームで規制され、フランジ部の変形が抑制される。

従って、本発明の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造によれば、樹脂製シリンダヘッドカバーのフランジ部上に金属製フレームを載せるという簡易な構成で樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がりを効果的に防止することができる。

本発明の実施形態においてシリンダヘッド上に樹脂製シリンダヘッドカバーが固定された状態を示す要部斜視図。 （ａ）は図１の２ａ−２ａ線における断面図、（ｂ）は図１の２ｂ−２ｂ線における断面図。 本発明の別例を示し、（ａ）は架橋帯を有する金属製フレームを示す要部斜視図、（ｂ）は架橋帯を有する金属製フレームを示す平面図。 本発明の別例を示し、（ａ）は内周部に立ち上がり部を有する金属製フレームを示す要部斜視図、（ｂ）は内周部に立ち上がり部を有する金属製フレームを示す要部断面図。 本発明の別例を示し、ボルトによる締結部以外の部位にかしめ部を有する金属製フレームを示す平面図。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、自動車用エンジンのシリンダヘッド１１上に取付けられる樹脂製シリンダヘッドカバー（以下、単にシリンダヘッドカバーともいう）１２は、その本体１３が有蓋四角筒状に形成され、その下端部外周にはフランジ部１４が延出されている。シリンダヘッド１１はアルミニウム、アルミニウム合金等の金属により形成され、樹脂製シリンダヘッドカバー１２はポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）等のエンジニアリングプラスチックにより形成されている。

シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４には複数（各辺に２個ずつ）の円孔状の締結孔１５が貫通形成され、それぞれボルト１６が挿通されるように構成されている。該フランジ部１４は、各ボルト１６の締結部において外方へ平面円弧状に膨出形成されている。また、フランジ部１４の内周側下面には環状の嵌着穴１７が凹設され、該嵌着穴１７にはガスケット１８が嵌着されてシリンダヘッド１１とシリンダヘッドカバー１２との間のシール性が確保されるようになっている。

シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４上には、シリンダヘッドカバー１２の本体１３周囲を取り囲むように平面四角環状をなす金属製フレーム１９が載置されている。該金属製フレーム１９は平板状に形成され、前記ボルト１６の締結部がシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４の膨出部分に対応するように平面円弧状に膨出形成されている。また、金属製フレーム１９の外周部におけるボルト１６締結部分以外の部位にはシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４の外周面に係止される折り曲げ係止片２０が下方へ曲げ形成されている。

この金属製フレーム１９は、例えばプレス加工により成形される。金属製フレーム１９には、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４に設けられているボルト挿通用の締結孔１５と対応する位置にボルト挿通用の共締孔２１が設けられている。図２（ａ），（ｂ）に示すように、金属製フレーム１９はガスケット１８の反力が作用する直上部位を覆って補強できるように構成されている。

そして、シリンダヘッドカバー１２上に金属製フレーム１９を載せた状態で、ボルト１６を共締孔２１及び締結孔１５に挿通してその雄ねじ部１６ａをシリンダヘッド１１の雌ねじ孔２２に螺合することにより、シリンダヘッドカバー１２がシリンダヘッド１１に締め付け固定されるように構成されている。金属製フレーム１９はシリンダヘッド１１と同様にアルミニウム等の剛性を有する金属材料により形成され、シリンダヘッドカバー１２と共にシリンダヘッド１１に締め付けられたときシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４を上から規制することにより、フランジ部１４の浮き上がりを抑制することができるようになっている。

上記のように構成された樹脂製シリンダヘッドカバー１２の作用について説明する。
図１に示すように、シリンダヘッドカバー１２をシリンダヘッド１１に組付ける場合には、シリンダヘッド１１上にシリンダヘッドカバー１２を、ガスケット１８がシリンダヘッドカバー１２の嵌着穴１７に嵌着された状態で被せる。次いで、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４上に金属製フレーム１９を、その折り曲げ係止片２０がフランジ部の１４外周面に係止されるようにして載せる。その状態で、ボルト１６を上方から金属製フレーム１９の共締孔２１及びフランジ部１４の締結孔１５に挿通し、その雄ねじ部１６ａをシリンダヘッド１１の雌ねじ孔２２に螺合して工具で締め付ける。この締結操作を複数のボルト１６について順に実施する。このようにして、シリンダヘッドカバー１２がシリンダヘッド１１に締め付け固定される。

シリンダヘッド１１上に固定されたシリンダヘッドカバー１２は、そのフランジ部１４上に金属製フレーム１９が共締めされていることから、図２（ｂ）の二点鎖線に示すようにシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４がガスケット１８の反力を受けて浮き上がる動きを金属製フレーム１９の平板部分で規制することができる。加えて、金属製フレーム１９の外周には折り曲げ係止片２０が垂下され、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４の周囲を覆うように構成されていることから、図２（ｂ）の二点鎖線に示すようなフランジ部１４の浮き上がりを抱えるように抑えることができる。

以上のように構成された実施形態のシリンダヘッドカバー１２により発揮される効果について以下にまとめて説明する。
(1) 本実施形態の樹脂製シリンダヘッドカバー１２は、そのフランジ部１４がその上に金属製フレーム１９を載せた状態でボルト１６を締め付け固定するように構成されている。このため、ボルト１６による締め付け後においてシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４がガスケット１８の反力に基づいて浮き上がろうとしても金属製フレーム１９で規制され、フランジ部１４の変形が抑制される。

従って、本実施形態のシリンダヘッドカバー１２の浮き上がり防止構造によれば、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４上に金属製フレーム１９を載せるという簡易な構成でシリンダヘッドカバー１２の浮き上がりを効果的に防止することができる。その結果、ボルト１６締結部間のピッチを長くすることができ、ボルト１６の個数を減少させることができるとともに、ボルト１６の締結に要する工数を削減することができる。

(2) 前記金属製フレーム１９には、シリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４に設けられているボルト挿通用の締結孔１５と対応する位置にボルト挿通用の共締孔２１が設けられている。このため、ボルト１６によりシリンダヘッドカバー１２をシリンダヘッド１１に締め付け固定するときに、金属製フレーム１９を同時に締め付け固定することができる。

(3) 前記金属製フレーム１９は平板状に形成され、その外周部にはシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４の外周面に係止される折り曲げ係止片２０が下方へ曲げ形成されている。このため、シリンダヘッドカバー１２の浮き上がり時に折り曲げ係止片２０がフランジ部１４の外周面の動きを規制し、シリンダヘッドカバー１２の浮き上がりを一層効果的に防止することができる。

(4) 前記金属製フレーム１９は、従来のようなインサート成形ではなく、プレス加工により製作することができることから、複雑な装置を必要とせず、金属製フレーム１９を容易に得ることができるとともに、溶融樹脂の射出による金属製フレーム１９の変形が生ずるおそれもない。

なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 図３（ａ），（ｂ）に示すように、金属製フレーム１９にはシリンダ内に設けられた吸気用又は掃気用のポンプ２３の上方位置にシリンダヘッドカバー１２の本体１３を跨ぐように架橋帯２４を架設することもできる。このように構成した場合、ポンプ２３の振動に基づくボルト１６の緩みによるフランジ部１４の浮き上がりを架橋帯２４で有効に抑えることができる。

・ 図４（ａ），（ｂ）に示すように、金属製フレーム１９には、シリンダヘッドカバー１２の本体１３外周部に係止される立ち上がり部２５を設けることもできる。この場合、金属製フレーム１９を補強することができ、フランジ部１４の浮き上がりをさらに有効に防止することができる。

・ 図５に示すように、金属製フレーム１９は、ボルト１６による締め付け部以外の部位においてかしめ付け部２６によりシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４上に固定することもできる。この場合、ボルト１６による締め付け固定とかしめ付け部２６による締め付け固定により、シリンダヘッドカバー１２をシリンダヘッド１１に強固に連結したり、ボルト１６による締め付け固定の箇所を減らしたりすることができる。

・ 前記金属製フレーム１９の折り曲げ係止片２０を省略し、金属製フレーム１９の構成を簡易にすることも可能である。
・ 前記金属製フレーム１９の折り曲げ係止片２０に挿通孔を設け、その挿通孔にボルトを挿通してシリンダヘッドカバー１２のフランジ部１４に設けたねじ孔に螺合するように構成し、金属製フレーム１９をフランジ部１４に一層強固に締結することもできる。

１１…シリンダヘッド、１２…シリンダヘッドカバー、１３…本体、１４…フランジ部、１５…締結孔、１６…ボルト、１８…ガスケット、１９…金属製フレーム、２０…折り曲げ係止片、２１…共締孔、２３…ポンプ、２４…架橋帯、２５…立ち上がり部、２６…かしめ付け部。

Claims (6)

1. 外周部にフランジ部を有し、該フランジ部がシリンダヘッド上にガスケットを介してボルトで締め付け固定された樹脂製シリンダヘッドカバーであって、
   そのフランジ部上に金属製フレームを載せた状態でボルトを締め付け固定するように構成されていることを特徴とする樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。
2. 前記金属製フレームには、前記フランジ部に設けられているボルト挿通用の締結孔と対応する位置にボルト挿通用の共締孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。
3. 前記金属製フレームは平板状に形成され、その外周部には前記フランジ部の外周面に係止される係止片が折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。
4. 前記金属製フレームには、シリンダ内のポンプの上方位置に樹脂製シリンダヘッドカバーを跨ぐように架橋帯が架設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。
5. 前記金属製フレームには、樹脂製シリンダヘッドカバーの本体外周部に係止される立ち上がり部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。
6. 前記金属製フレームは、ボルトによる締め付け部以外の部位においてかしめ付けにより前記フランジ部上に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の樹脂製シリンダヘッドカバーの浮き上がり防止構造。

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