JP5160313B2 - シリンダヘッドカバー - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドに装着されるシリンダヘッドカバーに係り、合成樹脂製の外殻部に、オイルコントロールバルブのバルブケースがインサート成形されて、外殻部に対してバルブケースが強固に固着されたシリンダヘッドカバーに関する。

従来、エンジンのシリンダヘッドの上に装着されるシリンダヘッドカバーは、その外殻部を合成樹脂で形成することにより、軽量化されている。そして、その合成樹脂製の外殻部に対し、オイルコントロールバルブを装着するためのバルブケースを組み込んだり、バルブケースをインサートして外殻部を成形したりして、バルブケースと外郭部とを一体化したシリンダヘッドカバーが提案されている。

特許文献１には、外殻部に対するバルブケースの組み付けを容易にした取付構造が開示されている。その構造によれば、外殻部にバルブケースを仮止めした後、バルブケースのボス部を通るボルトによりカムキャップにバルブケースを固定し、同時にそのボルトを用い、前記ボス部の外周の嵌合筒体を介して外殻部とバルブケースとを固定するようになっている。また、シリンダヘッドカバー内のオイルが嵌合筒体の内面を伝って外部へ漏れないように嵌合筒体とボス部との間にＯリングが装着されている。そのＯリングは、嵌合筒体が外殻部に溶着されるときに押圧されて、嵌合筒体の下端面とバルブケースの上面との間で挟持されている。

特許文献２には、外殻部とバルブケースとの間に溝部を設け、その溝部内に配置した接着剤によってオイルの漏出を防止する取付構造が開示されている。即ち、この取付構造においては、図１３に示すように、シリンダヘッドカバー１を形成する合成樹脂製の外殻部３とバルブケース２とが一体化されている。そして、バルブケース２にはボルト締結部５が形成され、ボルト６によりバルブケース２は外殻部３と共にカムキャップ４に固定されている。ボルト締結部５の外周に突設されたフランジ部４１の上面には環状の溝部４０が形成されている。そして、バルブケース２をインサートするシリンダヘッドカバー１の成形に先立ち、この溝部４０に接着剤を塗布しておけば、接着剤は射出された合成樹脂に押し流されることがない。従って、固化した合成樹脂とバルブケース２とが接着剤を介して接合され、ボルト締結部５の近傍において、バルブケース２と外殻部３との接合部分からオイルが外部へ漏出することが防止されるようになっている。
特開２００７−１００６５７号公報（［要約］を参照） 特開２００７−１０７４７９号公報（［特許請求の範囲］、［図６］、［図７］を参照）

ところが、特許文献１に開示されている取付構造においては、外殻部にバルブケースを仮止めできる等の優れた組み付け性があるものの、嵌合筒体の端面でＯリングを押圧した状態に保ちつつ、嵌合筒体と外殻部との溶着をしなければならない煩雑さが伴うものとなっている。

また、特許文献２において、フランジ部４１の外周面４２に接合している外殻部３の接合面４３は、合成樹脂が固化する際の成形収縮により、合成樹脂の射出直後における外周面４２との密着状態からわずかに浮き上がることが起こり得る。そして、エンジン稼動時の高温環境と、エンジン停止時の常温環境とが交互に繰り返されれば、接合面４３の外周面４２からの浮き上がり状態が下面側の接合部４４から奥へ進行することがある。すると、溝部４０における接着剤に繰返し応力が作用して、やがては接着剤が破壊され、その破壊された部分を通ってオイルが外部へ漏出する虞がある。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、シリンダヘッドカバーを形成する合成樹脂製の外殻部を成形する際、バルブケースをインサート成形して外殻部と一体化しても、合成樹脂の成形収縮による外殻部とバルブケースとの接合面間の隙間の発生を防止できるシリンダヘッドカバーを提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載のシリンダヘッドカバーの発明は、オイルコントロールバルブの本体が収容される円筒状の収容部と、その収容部の外側に形成されたフランジ部とを有する金属製のバルブケースと、合成樹脂製の外殻部とを備え、バルブケースをインサートして外殻部を成形したシリンダヘッドカバーにおいて、前記バルブケースと外殻部との間には、その外殻部がバルブケースから剥離することを防止するための剥離防止手段を設け、前記フランジ部全体を前記外殻部に埋設するとともに、該フランジ部に形成された貫通孔内に前記外殻部を構成する合成樹脂を充填して、前記フランジ部を覆う合成樹脂が前記貫通孔において表裏連結することにより、前記剥離防止手段が構成されたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリンダヘッドカバーにおいて、前記バルブケースには、そのバルブケースをシリンダヘッドに固定するためのボルト用の挿通孔を形成し、前記貫通孔をその挿通孔の周囲に形成したことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のシリンダヘッドカバーにおいて、前記剥離防止手段を、前記収容部の端部と外殻部の端部との間に設け、収容部の内外の少なくとも一方から収容部の剥離を防止するようにしたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のシリンダヘッドカバーにおいて、前記収容部の端部全体を外殻部により包被することにより収容部の端部を内外から把持して収容部の剥離を防止するようにしたことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のシリンダヘッドカバーにおいて、前記収容部の端部に貫通孔を形成し、外殻部を構成する合成樹脂が前記貫通孔内に充填されたことを特徴とするものである。

（作用）
本発明のシリンダヘッドカバーにおいては、合成樹脂を用いて外殻部を成形するに際してバルブケースがインサートされて、外殻部とバルブケースとが一体化されている。バルブケースは、外殻部と共にシリンダヘッドに固定されているカムキャップにボルトで締結されている。そのボルト締結部の外周面に突設されたフランジ部には貫通孔が形成されるように構成すれば、フランジ部が外殻部に埋設されるとき、その貫通孔は合成樹脂により充填される。従って、フランジ部を覆う合成樹脂が貫通孔において表裏連結して、外殻部は強固にフランジ部に接合することになり、合成樹脂が成形収縮してもフランジ部との接合面に隙間を生じることが防止される。また、外殻部とバルブケースとの間に熱膨張率の差があっても、外殻部とフランジ部との接合面に隙間を生じることが防止される。

また、バルブケースの収容部の端部と外殻部の端部との間において、収容部の端部全体が外殻部により包被されるようにすれば、収容部の端部は内外から把持されて収容部の剥離が防止される。そのとき、収容部の端部に貫通孔を形成すれば、外殻部を構成する合成樹脂が貫通孔内に充填されて、収容部の端部はより確実に把持されるようになる。

本発明によれば、合成樹脂の成形収縮及び合成樹脂と金属との熱膨張率の相違により外殻部とバルブケースの接合面に隙間が生じることが防止されるシリンダヘッドカバーを提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化したシリンダヘッドカバー１の実施形態を図１〜５を用いて説明する。なお、従来技術と同一の構成については、その説明において用いた同一の符号を用いるものとする。

図１に示すように、エンジン３０のシリンダブロック（シリンダヘッドを含む）の上部にはシリンダヘッドカバー１が固定されている。図２に示すように、シリンダヘッドカバー１の外殻部３は、耐熱性の合成樹脂により一体に成形されている。このシリンダヘッドカバー１は射出成形され、その外殻部３には、金属よりなるバルブケース２がインサートされて一体化されている。バルブケース２の円筒状をなす収容部２ａの外周には凹溝２ｈが形成され、外殻部３の成形時にこの凹溝２ｈ内に合成樹脂が充填されることにより、外殻部３とバルブケース２とが位置ずれしないように固定されている。

前記バルブケース２の収容部２ａの外端（図２の左端）の開口部２ｉの内周には、円環状の凹部２ｊが形成されている。シリンダヘッドカバー１の外殻部３には、収容部２ａの開口部２ｉの外端側に突出する円環状の突出部３ｈが形成されている。突出部３ｈの内端縁には、収容部２ａの内周側において凹部２ｊ内へ軸方向に進入する円筒状の進入部３ｉが形成されている。そして、この進入部３ｉと外殻部３との間において、収容部２ａの開口部２ｉ側の端部が内外から挟持されている。

前記収容部２ａ内にはオイルコントロールバルブのバルブ本体２１が、その収容部２ａの開口部２ｉ側から挿入されることにより組み付けられている。バルブケース２の開口部２ｉ側おいて、突出部３ｈの進入部３ｉの内周面とバルブ本体２１の外周面との間に介在されるように、バルブ本体２１の外周にはシールリング２４が取り付けられている。バルブ本体２１の外周面には、オイル孔２３を有する複数のオイル溝２２が形成されている。そして、バルブケース２に対するバルブ本体２１の組み付け状態において、突出部３ｈの進入部３ｉの内方端部が、最外側に位置するオイル溝２２よりも外側に配置されるように構成されている。

以上のように構成されたシリンダヘッドカバー１においては、外殻部３の進入部３ｉとシールリング２４との係合により、バルブケース２とバルブ本体２１との間のシール性が保持される。このため、バルブケース２と外殻部３との間に隙間が生じたとしても、その隙間が外部と連通することを防止できる。

図３及び図４に示すように、前記バルブケース２は、その外側面１４に形成したボルト締結部５のボルト挿通孔５ａに通されたボルト６により、外殻部３と共に図示しないシリンダヘッドに固定したカムキャップ４に締結されている。ボルト締結部５の上面の座面８は、ボルト締結部５の上面部５ｂに突設され、外殻部３の上面部３ａよりも低い位置に配置されている。そのため、座面８の周囲の外殻部３は、座金７を介してボルト６の締結力を受けて弾性圧縮されることになる。

一方、図３及び図５に示すように、ボルト締結部５の上面部５ｂの外周には外方へ向かってフランジ部９が延出され、そのフランジ部９は外殻部３に埋設されている。また、そのフランジ部９には、その厚さ方向に複数の貫通孔１０が貫通され、フランジ部９を覆う合成樹脂がその貫通孔１０に流入して連結部１２を形成している。この連結部１２は、フランジ部９を覆う外殻部３のうち、上方からフランジ部９を覆う上側部１１と下方からフランジ部９を覆う下側部１３とを連結するものである。また、射出された合成樹脂が成形収縮する際に連結部１２も収縮するので、連結部１２に引き付けられて、上側部１１と下側部１３とがフランジ部９を挟持することになる。従って、貫通孔１０が剥離防止手段として作用し、フランジ部９に対する上側部１１の下面及び下側部１３の上面との密着状態はより確実に維持される。貫通孔１０は、ボルト挿通孔５ａの周囲に等間隔に配置されている。また、フランジ部９はバルブケース２の外側面１４に形成されている外周フランジ部１５に連結されている。

なお、本実施形態の外殻部３を形成する合成樹脂は、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等が好適に用いられるが、公知の耐熱性合成樹脂を適宜選択して用いることができる。また、本実施形態のバルブケース２はアルミ合金製である。

従って、上記実施形態のシリンダヘッドカバー１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ボルト締結部５の上面部５ｂから外方へ延出するフランジ部９を形成し、そのフランジ部９が外殻部３を形成する合成樹脂に埋設されるようにした。そして、フランジ部９に穿設された貫通孔１０に合成樹脂を流入させて連結部１２を形成した。そのため、フランジ部９は、連結部１２の成形収縮により引き付けられる上側部１１及び下側部１３により挟持されるので、フランジ部９を覆う合成樹脂とフランジ部９との間に隙間が形成されることが防止される。従って、外殻部３の成形においてインサートされて一体化され、ボルト締結部５近傍からオイルが外部へ漏出することが防止されたシリンダヘッドカバー１を提供することができる。

（２）上記実施形態では、フランジ部９において、ボルト締結部５の周囲に貫通孔１０を複数配置したので、ボルト締結部５近傍からオイルが外部へ漏出することが防止されたシリンダヘッドカバー１を提供することができる。

（３）上記実施形態では、座面８をその周囲の外殻部３の上面部３ａよりも低くしたので、座面８の周囲の外殻部３は、座金７を介してボルト６の締結力を受けて弾性圧縮される。そして、座金７は、ボルト締結部５の上面部５ｂに対して面圧力を作用する。従って、座面８周辺からオイルが外部へ漏出することが防止されるシリンダヘッドカバー１を提供することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化したシリンダヘッドカバー１の第２の実施形態を図６及び図７を用いて説明する。

図６及び図７に示すように、バルブケース２の円筒状に形成された収容部２ａの先端部分には、環状凹部２ｃの形成により、外側の第１環状突部２ｂと内側の第２環状突部２ｄとが形成されている。

シリンダヘッドカバー１の外殻部３を成形する際、成形型内にインサートされたバルブケース２は、その大部分が外殻部３に埋設されるが、その時、第１環状突部２ｂは外殻部３を形成する合成樹脂により包被されて剥離防止手段となっている。また、環状凹部２ｃに合成樹脂が充填されて外殻部３の端部３ｄから後方（図の右側）へ突出する環状凸部３ｃが形成される。そして、環状凸部３ｃの先端部３ｂは環状凹部２ｃ内において全外周を埋設されているので、上下左右への移動が極めて困難な状態に置かれている。従って、外殻部３を形成する合成樹脂が成形収縮しても、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間にオイルの通過を許容する隙間は生じ難い。また、シリンダヘッドカバー１が加熱及び放冷されて、とバルブケース２との熱膨張率の差により、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間に繰り返し応力が作用しても、そこにオイルの通過を許容する隙間は生じ難い。

従って、上記実施形態のシリンダヘッドカバー１によれば、第１の実施形態の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（４）上記実施形態では、第１環状突部２ｂが外殻部３を形成する合成樹脂により包被されるようにした。また、第１環状突部２ｂと第２環状突部２ｄとの間の環状凹部２ｃを合成樹脂が充填するようにして環状凸部３ｃを形成した。そのため、環状凸部３ｃの先端部３ｂが反り返るようなことが防止され、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間にオイルの通過を許容する隙間が生じることが防止される。従って、外殻部３とバルブケース２との熱膨張率の差により、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間に繰り返し応力が作用しても、オイル漏れが防止されるシリンダヘッドカバー１を提供できる。

（第３の実施形態）
本発明を具体化したシリンダヘッドカバー１の第３の実施形態を図８及び図９を用いて説明する。なお本実施形態におけるバルブケース２は、第１環状突部２ｂに貫通孔２ｅが穿設された点が第２の実施形態と異なり、その他の部分は同一である。従って、その異なる分を中心に説明し、同一の部分の説明は省略する。

図８及び図９に示すように、第１環状突部２ｂの根元付近には第１環状突部２ｂの半径方向に向かう貫通孔２ｅが周方向において均等間隔の８ヶ所に穿設されている。外殻部３を形成する合成樹脂はその貫通孔２ｅに充填され、収容部２ａの外周面を覆う合成樹脂と環状凸部３ｃを形成する合成樹脂とを連結している。従って、外殻部３を形成する合成樹脂が成形収縮しても、外殻部３とバルブケース２との熱膨張率の差があっても、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間にオイルの通過を許容する隙間は生じ難い。

従って、上記実施形態のシリンダヘッドカバー１によれば、第１及び第２の実施形態の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（５）上記実施形態では、第１環状突部２ｂの根元付近に周方向の均等間隔の８ヶ所に貫通孔２ｅを穿設し、収容部２ａの外周面を覆う合成樹脂と環状凸部３ｃを形成する合成樹脂とが連結するようにした。そのため、外殻部３を形成する合成樹脂が成形収縮しても、また、外殻部３とバルブケース２との間に熱膨張率の差があっても、環状凸部３ｃと環状凹部２ｃとの間にオイルの通過を許容する隙間は生じ難い。従って、オイル漏れが防止されるシリンダヘッドカバー１を提供できる。

（第４の実施形態）
本発明を具体化したシリンダヘッドカバー１の第４の実施形態を図１０〜図１２を用いて説明する。

図１０に示すように、本実施形態の外殻部３の外周にはめっき処理をした鋼鉄製の環状板体２０が剥離防止手段として外嵌されている。この環状板体２０はシリンダヘッドカバー１の外殻部３を成形する際、バルブケース２と共に図示しない成形型にインサートされて外殻部３と共に一体に成形される。そして、環状板体２０の端面２０ｂ、外殻部３の端面３ｅ及びバルブケース２の端面２ｆが同一面に配置されており、外殻部３がバルブケース２の円筒状部２ｇの外周面から浮き上がることが防止されている。

環状板体２０の下側の一部は外殻部３を形成する合成樹脂に覆われている。そして、環状板体２０の内面と円筒状部２ｇの外周面との間を充填する合成樹脂と、外殻部３の立壁部３ｇを形成する合成樹脂とは、環状板体２０の３ヶ所に形成された孔２０ａを介して連結されている。また、外殻部３の側壁部３ｆは、図示しない成形型に環状板体２０がインサートされてもアンダーカット部を形成しないようにするための肉盛部分である。

従って、上記実施形態のシリンダヘッドカバー１によれば、第１〜第３の実施形態の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、環状板体２０が外殻部３を外嵌するようにした。そのため、外殻部３を形成する合成樹脂とバルブケース２を形成する金属との間に熱膨張率の差があっても、端面３ｅ付近の外殻部３がバルブケース２の円筒状部２ｇの外周面から浮き上がることが防止される。従って、円筒状部２ｇと外殻部３との間にオイルの通過を許容する隙間が生じ難いので、オイル漏れが防止されるシリンダヘッドカバー１を提供できる。

（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、座面８の周囲の上面部５ｂにシール部を設けていないが、その部分に環状の溝部を形成し、Ｏリング又は液状ガスケットなどを配置するようにしてもよい。
・上記実施形態では、ボルト６として六角ボルトを用いたが、ボルト６はこれに限らず六角穴付ボルトであってもよい。
・上記実施形態では、ボルト締結部５の外側の形状を半円筒状としたが、半円筒状に限らず角筒状としてもよい。
・上記第４の実施形態では、環状板体２０の３ヶ所に形成された孔２０ａを介して環状板体２０の内外面の合成樹脂を連結するようにしたが、孔２０ａの数は３ヶ所に限らず幾つであってもよい。また、孔２０ａはなくてもよい。

本発明のシリンダヘッドカバーの外殻部とエンジンとの関係を示す模式図。 第１実施形態におけるバルブケースにバルブ本体が挿入された状態を模式的に示す断面図。 第１実施形態におけるバルブケースがインサートされた外殻部のカムシャフトと平行な一部断面を示す模式図。 図１を正面図としたときのフランジ部近傍を示す平面図。 同じく、バルブケースのフランジ部近傍を示す平面図。 第２実施形態におけるバルブケースの収容部の軸方向に沿った一部断面を示す模式図。 図４のＡＡ矢視の一部断面図。 第３実施形態におけるバルブケースの収容部の軸方向に沿った一部断面を示す模式図。 図６のＢＢ矢視の一部断面図。 第４実施形態におけるバルブケースが一体成形された部分の外殻部を模式的に示す一部正面図。 第４実施形態におけるバルブケースが一体成形された部分の外殻部を模式的に示す一部左側面図。 図８のＣＣ矢視の一部断面図。 従来技術のバルブケースを一体化したシリンダヘッドカバーを模式的に示す断面図。

符号の説明

１…シリンダヘッドカバー、２…バルブケース、２ａ…収容部、２ｅ，１０…貫通孔、３…外殻部、３ｄ…端部、９…フランジ部。

Claims (5)

1. オイルコントロールバルブの本体が収容される円筒状の収容部と、その収容部の外側に形成されたフランジ部とを有する金属製のバルブケースと、合成樹脂製の外殻部とを備え、バルブケースをインサートして外殻部を成形したシリンダヘッドカバーにおいて、
   前記バルブケースと外殻部との間には、その外殻部がバルブケースから剥離することを防止するための剥離防止手段を設け、
   前記フランジ部全体を前記外殻部に埋設するとともに、該フランジ部に形成された貫通孔内に前記外殻部を構成する合成樹脂を充填して、前記フランジ部を覆う合成樹脂が前記貫通孔において表裏連結することにより、前記剥離防止手段が構成されたことを特徴とするシリンダヘッドカバー。
2. 前記バルブケースには、そのバルブケースをシリンダヘッドに固定するためのボルト用の挿通孔を形成し、前記貫通孔をその挿通孔の周囲に形成したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドカバー。
3. 前記剥離防止手段を、前記収容部の端部と外殻部の端部との間に設け、収容部の内外の少なくとも一方から収容部の剥離を防止するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダヘッドカバー。
4. 前記収容部の端部全体を外殻部により包被することにより収容部の端部を内外から把持して収容部の剥離を防止するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のシリンダヘッドカバー。
5. 前記収容部の端部に貫通孔を形成し、外殻部を構成する合成樹脂が前記貫通孔内に充填されたことを特徴とする請求項４に記載のシリンダヘッドカバー。

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