JPH10184447A - シリンダヘッドカバーの取付け構造 - Google Patents

シリンダヘッドカバーの取付け構造

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JPH10184447A
JPH10184447A JP34285296A JP34285296A JPH10184447A JP H10184447 A JPH10184447 A JP H10184447A JP 34285296 A JP34285296 A JP 34285296A JP 34285296 A JP34285296 A JP 34285296A JP H10184447 A JPH10184447 A JP H10184447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder head
head cover
mounting structure
lubricating film
fastening
Prior art date
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Pending
Application number
JP34285296A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kikuchi
▲隆▼司 菊池
Teru Ogawa
輝 小川
Yoshio Fuwa
良雄 不破
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10184447A publication Critical patent/JPH10184447A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006Camshaft or pushrod housings

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱膨張率の異なるシリンダヘッドカバーとシ
リンダヘッドとの間のスティックスリップによる音の発
生を解消する。 【解決手段】 マグネシウム合金のシリンダヘッドカバ
ー2とアルミニウム合金のシリンダヘッド1の締結面2
a、1aの何れか一方または両方に、固体潤滑剤を含む
熱硬化性樹脂の潤滑皮膜5を形成して、締結面2a、1
a間の熱膨張差をスティックスリップを生じることなく
滑らせるようにし、音の発生をなくした。潤滑皮膜5構
造のため、摩耗および塑性変形が少なく、ボルトゆるみ
を生じさせないかまたは生じさせにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダヘッドカバーの、シリンダヘッドカバーと材質が異な
るシリンダヘッドへの取付け構造に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平4−255555号公報は、互い
に材質の異なるシリンダヘッドカバーとシリンダヘッド
との取付け構造を開示している。そこでは、マグネシウ
ム製シリンダヘッドカバーと鋳鉄製シリンダヘッドとの
間に補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたSMCからな
るガスケット過剰圧縮防止用位置決めプレートを設け、
材質の異なるシリンダヘッドとの接触によるシリンダヘ
ッドカバーの電食を防止するとともにシリンダヘッドか
らの振動伝達を抑制している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシリン
ダヘッドカバーのシリンダヘッドへの取付け構造にはつ
ぎの問題がある。すなわち、シリンダヘッドカバーとシ
リンダヘッドとの間に材質が異なることにより熱膨張差
が生じると、位置決めプレートとシリンダヘッドヘッド
またはシリンダヘッドカバーとの間にスティックスリッ
プ(あるところまでは摩擦力でスティックしているが熱
膨張差による力が摩擦力にうちかつと突然スリップを生
じる現象)が生じ、異音が発生する(バキッ、バキッと
いう音)ことがある。本発明の目的は、異音発生を防止
することができる、熱膨張率の異なるシリンダヘッドカ
バーのシリンダヘッドへの取付け構造を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 熱膨張率の異なる金属材料からなるシリンダヘ
ッドとシリンダヘッドカバーとの間にガスケットを介在
させ、締結手段によりシリンダヘッドカバーをシリンダ
ヘッドに締結したシリンダヘッドカバーの取付け構造に
おいて、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの何
れか一方または両方の締結面に、固体潤滑剤を含む熱硬
化性樹脂からなる潤滑皮膜を形成したシリンダヘッドカ
バーの取付け構造。 (2) 前記シリンダヘッドカバーはマグネシウム合金
からなり、前記シリンダヘッドはアルミニウム合金から
なる(1)記載のシリンダヘッドカバーの取付け構造。 (3) 前記潤滑皮膜の固体潤滑剤はポリテトラフルオ
ロエチレンからなり、前記熱硬化性樹脂はポリアミドイ
ミド樹脂からなる(1)記載のシリンダヘッドカバーの
取付け構造。 (4) 前記潤滑皮膜が前記ポリテトラフルオロエチレ
ンを10〜70重量%含む(1)または(3)記載のシ
リンダヘッドカバーの取付け構造。
【0005】上記(1)のシリンダヘッドカバーの取付
け構造では、熱硬化性樹脂に固体潤滑剤を含有させてい
るので、潤滑皮膜がシリンダヘッドとシリンダヘッドカ
バーとの締結面間の熱膨張差を、スティックスリップを
生じさせることなく円滑に滑らせて吸収することがで
き、スティックスリップ発生時に生じていた異音が生じ
なくなる。また、潤滑皮膜の摩耗、摩耗によるボルトの
ゆるみも生じない。上記(2)のシリンダヘッドカバー
の取付け構造では、シリンダヘッドカバーにマグネシウ
ム合金を、シリンダヘッドにアルミニウム合金を使用す
ることができ、エンジンの軽量化における材料選定の自
由度が大きい。上記(3)のシリンダヘッドカバーの取
付け構造では、固体潤滑剤にポリテトラフルオロエチレ
ンを、熱硬化性樹脂にポリアミドイミド樹脂を用いるこ
とにより、締結時に大きな面圧がかかる潤滑皮膜に必要
とされる耐摩耗性と潤滑性の両方が得られる。上記
(4)のシリンダヘッドカバーの取付け構造では、ポリ
テトラフルオロエチレンの含有量を10〜70重量%と
したので、潤滑皮膜の摩耗が抑制され、潤滑皮膜は長期
の使用に有効に機能する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明実施例のシリンダヘッドカ
バーの取付け構造を図1、図2を参照して説明する。図
1、図2に示すように、互いに熱膨張率の異なる金属か
らなるシリンダヘッド1と、シリンダヘッドカバー2と
は、それらの間にガスケット3を介在させ、締結手段
(ボルト)4により互いに締結される構造となってい
る。シリンダヘッドカバー2は、たとえば、マグネシウ
ム合金からなり、シリンダヘッド1は、たとえば、アル
ミニウム合金からなる。
【0007】シリンダヘッド1のその上端部に複数のね
じ穴(図では1つのみを示してある)6が互いに間隔を
おいて形成されている。シリンダヘッドカバー2は平面
視がほぼ四角形状で下方に開放している。シリンダヘッ
ドカバー2の下端周縁にはフランジ7が一体成形されて
いる。このフランジ7の下面には溝8が形成されてお
り、そこに合成ゴム製のガスケット3が嵌入されてい
る。フランジ7にはボス部9が、複数互いに間隔をおい
て、側方にかつ外側に突出させて形成されている。この
ボス部9にボルト4が挿通するボルト穴10が穿設され
ている。ボス部9の下面は、取付け時にガスケット3に
過剰の圧縮力がかからないように、フランジ下面より下
方に位置させてある。ただし、ガスケット非締付状態で
は、ボス部9の下面はガスケット3の下面より上方に位
置する。ボルト4はボルト10穴を挿通してねじ穴6に
ねじ込まれており、これによってシリンダヘッドカバー
2がシリンダヘッド1に締結される。締結時には、ボス
部9の下面と、シリンダヘッド1の上面のうちボス部9
の下面と当たる部分とが当接するので、ボス部9の下面
はシリンダヘッドカバー2の締結面2aを構成し、シリ
ンダヘッド1の上面のうちボス部9の下面と当たる部分
はシリンダヘッド1の締結面1aを構成する。
【0008】シリンダヘッドカバー2の締結面2aとシ
リンダヘッド1の締結面1aの何れか一方または両方に
(図示例ではシリンダヘッドカバー2の締結面2aのみ
に)、固体潤滑剤を含む熱硬化性樹脂からなる潤滑皮膜
5が形成されている。潤滑皮膜5は締結面2a(または
締結面1a、または締結面2aと締結面1aの両方)の
うち、ボルト4のまわりの部分の少なくとも一部に形成
されればよい。ただし、締結面全面に形成されてもよ
い。
【0009】潤滑皮膜5の固体潤滑剤は、ポリテトラフ
ルオロエチレンであることが望ましい。固体潤滑剤をポ
リテトラフルオロエチレンとすることにより、ボルト締
結面という非常に高面圧下でも相手材に移着膜を形成す
るため、金属との直接接触が無くなり、摩耗の進行を抑
制し長期間にわたって良好な滑りを確保することができ
る。ポリテトラフルオロエチレンの添加量は、移着膜を
形成できる10%から、潤滑皮膜5の強度を維持できる
70%の間であることが望ましい。図3は、スラスト試
験機を用いて潤滑皮膜5の性能を評価した結果である。
試験条件は、面圧を20MPa、滑り速度を0.01m
/sec、温度を室温、潤滑油無し、時間を30分、相
手材をAC2B、膜厚を15μmとした。図3より、ポ
リテトラフルオロエチレンの添加量が10%より少なく
ても70%より多くても潤滑皮膜の摩耗が増加すること
がわかる。また、ポリテトラフルオロエチレンを使わず
に二硫化モリブデンを使用した場合も潤滑皮膜が摩耗し
てしまうことから、ポリテトラフルオロエチレンの、他
の材料に対する有効性がわかる。
【0010】熱硬化性樹脂は使用環境によって選定する
が、ポリアミドイミド樹脂とすることによって耐摩耗
性、耐食性が有利となる。また、ポリアミドイミド樹脂
もポリテトラフルオロエチレンも電気絶縁材であるか
ら、潤滑皮膜5は電気絶縁膜であり、異種金属であるシ
リンダヘッドカバーとシリンダヘッド間の電食を防止す
る機能も持つ。
【0011】潤滑皮膜5の厚さは、耐摩耗性(寿命)か
ら5μm以上は必要であり、塑性変形やへたりの面で3
0μm以下であることが望ましい。潤滑皮膜5が30μ
m以下であるため、潤滑皮膜5の摩耗、塑性変形が殆ど
なく、潤滑皮膜5の摩耗、塑性変形が生じるとそれに伴
って生じるボルト締結力の低下も見られない。図5は、
本発明実施例の潤滑皮膜5と、比較例としての、潤滑皮
膜を形成しないもの、座金を締結面間に配置したもの、
における摩耗、塑性変形を試験してみた結果を示してい
る。図5から明らかなように、何もつけないもの、金属
座金およびナイロン(ナイロンは商標名)製座金には、
摩耗や塑性変形が発生しており、長期使用した場合、ボ
ルト締結力が低下する可能性があることに対し、本発明
実施例の潤滑皮膜5は、ほとんど摩耗、塑性変形が見ら
れない。このことから、本発明実施例の潤滑皮膜5は優
れた滑り特性を長期間維持できることがわかる。
【0012】つぎに、作用を説明する。本発明実施例で
は、締結面1a、2aの何れか一方または両方に潤滑皮
膜5を形成したことによって、シリンダヘッドカバー2
の締結面2aとシリンダヘッド1の締結面1aとの間の
滑りがよくなり、シリンダヘッドカバー2とシリンダヘ
ッド1間に熱膨張差が生じても、締結面1a、2a間の
スティックスリップが生じなくなり、スティックスリッ
プが生じた場合にそれと同時に発する異音も生じなくな
る。
【0013】図4はエンジンの冷熱サイクル試験におい
て、スティックスリップに伴なう音の発生を調べたもの
である。本発明実施例品の潤滑皮膜5は、熱硬化性樹脂
としてポリアミドイミド、固体潤滑材としてポリテトラ
フルオロエチレンが1:1となる樹脂液をエアースプレ
ーによりコーティングした後、220°C×30分間、
焼成を行ったものを使用した。膜厚は15μmとした。
比較として、金属座金(ステンレス、銅)、ナイロン
(商標名)製座金、および何も付けないものを示す。図
4から明らかなように、何もつけないものと金属座金
は、比較的初期から音の発生が見られるが、潤滑皮膜5
とナイロン(商標名)製座金には、最後まで音の発生が
無かった。ただし、ナイロン(商標名)製座金の場合に
は、図4に示すように、摩耗や塑性変形が発生するの
で、ボルト締結力の低下の可能性があるのに対し、潤滑
皮膜5の場合には、摩耗や塑性変形が無い。
【0014】その他の作用、たとえば、シリンダヘッド
カバーとシリンダヘッド間の、電食防止作用、振動伝達
防止作用は、程度の差こそあれ、従来型の樹脂座金と同
様にある。また、ボス部9の下面をフランジ7の下面よ
り下方にしたこと、そして締結面1a、2aの何れか一
方または両方に潤滑皮膜5を形成したこと、により、シ
リンダヘッドカバー2の側壁とボス部9連結部に働く応
力が低減されるという作用もある。これを図6を参照し
てさらに説明するとつぎの通りである。シリンダヘッド
カバー2をシリンダヘッド1上にのせてボルト4をしめ
ていくと、締結面1a、2a間に隙間がある間はガスケ
ット3を支点として荷重Bがボス部つけね部11の外面
に曲げの引張応力を生じ、応力腐蝕(応力と腐蝕の両方
がかかった時の耐久性の低下)を進行させるように作用
する。しかし、ボルト4をさらに締めて締結面1a、2
a同士が当たると荷重Cが働いてボス部つけね部11の
外面に曲げの圧縮応力を生じ、荷重Bによる曲げの引張
応力を相殺して、応力腐蝕の問題が軽減される。
【0015】
【発明の効果】請求項1のシリンダヘッドの取付け構造
によれば、潤滑皮膜を熱硬化性樹脂に固体潤滑剤を含有
させたものから構成しているので、潤滑皮膜がシリンダ
ヘッドとシリンダヘッドカバーとの締結面間の熱膨張差
を、スティックスリップを生じさせることなく円滑に滑
らせて吸収することができ、スティックスリップ発生時
に生じていた異音が生じなくなる。また、潤滑皮膜構成
のため、潤滑皮膜の摩耗、摩耗によるボルトのゆるみも
生じない。請求項2のシリンダヘッドの取付け構造によ
れば、シリンダヘッドカバーにマグネシウム合金を、シ
リンダヘッドにアルミニウム合金を使用することがで
き、エンジンの軽量化における材料選定の自由度が大き
い。請求項3のシリンダヘッドの取付け構造によれば、
固体潤滑剤にポリテトラフルオロエチレンを、熱硬化性
樹脂にポリアミドイミド樹脂を用いることにより、締結
時に大きな面圧がかかる潤滑皮膜に必要とされる耐摩耗
性と潤滑性の両方が確実に得られ、請求項1の効果が最
大に発揮される。請求項4のシリンダヘッドの取付け構
造によれば、ポリテトラフルオロエチレンの含有量を1
0〜70重量%としたので、潤滑皮膜の摩耗が抑制さ
れ、潤滑皮膜は長期の使用に有効に機能する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造の
部分拡大断面図である。
【図2】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造の
シリンダヘッドカバーの底面図である。
【図3】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造の
潤滑皮膜において固体潤滑剤の含有量および種類を変え
た場合の潤滑皮膜の摩耗量を示すグラフである。
【図4】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造と
他の構造との、エンジン冷熱サイクル時のスティックス
リップによる音発生を比較したグラフである。
【図5】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造と
他の構造との、エンジン冷熱サイクル時のボス部、座金
の摩耗、変形量を比較したグラフである。
【図6】本発明実施例のシリンダヘッドの取付け構造
の、力のかかり方を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 シリンダヘッドカバー 1a、2a 締結面 3 ガスケット 4 ボルト 5 潤滑皮膜 6 ねじ穴 7 フランジ 8 溝 9 ボス部 10 ボルト穴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱膨張率の異なる金属材料からなるシリ
    ンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間にガスケット
    を介在させ、締結手段によりシリンダヘッドカバーをシ
    リンダヘッドに締結したシリンダヘッドカバーの取付け
    構造において、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッド
    との何れか一方または両方の締結面に、固体潤滑剤を含
    む熱硬化性樹脂からなる潤滑皮膜を形成したことを特徴
    とするシリンダヘッドカバーの取付け構造。
  2. 【請求項2】 前記シリンダヘッドカバーはマグネシウ
    ム合金からなり、前記シリンダヘッドはアルミニウム合
    金からなる請求項1記載のシリンダヘッドカバーの取付
    け構造。
  3. 【請求項3】 前記潤滑皮膜の固体潤滑剤はポリテトラ
    フルオロエチレンからなり、前記熱硬化性樹脂はポリア
    ミドイミド樹脂からなる請求項1記載のシリンダヘッド
    カバーの取付け構造。
  4. 【請求項4】 前記潤滑皮膜が前記ポリテトラフルオロ
    エチレンを10〜70重量%含む請求項1または3記載
    のシリンダヘッドカバーの取付け構造。
JP34285296A 1996-12-24 1996-12-24 シリンダヘッドカバーの取付け構造 Pending JPH10184447A (ja)

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JP (1) JPH10184447A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6502559B2 (en) 1999-08-26 2003-01-07 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel vapor emission system
US7733599B2 (en) * 2005-08-26 2010-06-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Structure to prevent deformation of magnetic disk device housing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6502559B2 (en) 1999-08-26 2003-01-07 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel vapor emission system
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