(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
長手方向の一端部に、基準シール面に対し立ち上がったアーチ部を有し、上記基準シール面に沿った側縁フランジ部から上記アーチ部に連続してガスケットが装着され、該ガスケットにより相手側部材との間のシールを行う合成樹脂製の内燃機関のシリンダヘッドカバーにおいて、
上記アーチ部においては、上記基準シール面から上記アーチ部が立ち上がるアーチ付け根部に、それぞれ相手側部材に対する固定点となる第1,第2ボルトボス部が設けられているとともに、幅方向について第1,第2ボルトボス部の中間となる位置に、相手側部材に対する固定点となる第3ボルトボス部が設けられており、
円筒状をなす上記第3ボルトボス部は、上記ガスケットが下縁に装着されるガスケット支持壁の外側に接続されており、
天井壁が上記ガスケット支持壁よりも長手方向外側へ延長されており、
上記ガスケット支持壁よりも長手方向外側の位置に、上記第1ボルトボス部と上記第3ボルトボス部とをアーチ部の正面視において直線的に連結するように上記天井壁からアーチ部の内周側へ向けて張り出した補強リブを有し、
上記補強リブは、アーチ部の平面視において直線状に延びており、円筒状をなす上記第3ボルトボス部の外側部分に接続されている、ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
上記補強リブは、アーチ部の平面視において、上記第1ボルトボス部側の端部が上記ガスケット支持壁に接続され、かつ、上記第3ボルトボス部側が長手方向外側となるように斜めに延びている、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー。
上記第3ボルトボス部は、幅方向について上記第1ボルトボス部と上記第2ボルトボス部との間のほぼ中心に位置している、ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー。
上記第2補強リブは、アーチ部の平面視において直線状に延びており、円筒状をなす上記第3ボルトボス部の外側部分に接続されている、ことを特徴とする請求項3または4に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のアーチ部においては、ガスケットが湾曲した形で配設され、各部でガスケットに垂直な方向にシール反力が発生するので、合成樹脂製のシリンダヘッドカバーの場合、アーチ部周囲の変形が大きくなり易く、シール性の確保が困難である。
【0005】
特に、近年、カムシャフト端部に設けられる可変動弁機構用アクチュエータなどとの関係でより大きなアーチ部が必要となる傾向にあるが、このような大きなアーチ部を有する場合には、シールに必要な剛性確保のためにシリンダヘッドカバーを金属製とせざるを得ず、合成樹脂製のシリンダヘッドカバーにおいて大きなアーチ部を設けることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、長手方向の一端部に、基準シール面に対し立ち上がったアーチ部を有し、上記基準シール面に沿った側縁フランジ部から上記アーチ部に連続してガスケットが装着され、該ガスケットにより相手側部材との間のシールを行う合成樹脂製の内燃機関のシリンダヘッドカバーにおいて、
上記アーチ部においては、上記基準シール面から上記アーチ部が立ち上がるアーチ付け根部に、それぞれ相手側部材に対する固定点となる第1,第2ボルトボス部が設けられているとともに、幅方向について第1,第2ボルトボス部の中間となる位置に、相手側部材に対する固定点となる第3ボルトボス部が設けられており、
円筒状をなす上記第3ボルトボス部は、上記ガスケットが下縁に装着されるガスケット支持壁の外側に接続されており、
天井壁が上記ガスケット支持壁よりも長手方向外側へ延長されており、
上記ガスケット支持壁よりも長手方向外側の位置に、上記第1ボルトボス部と上記第3ボルトボス部とをアーチ部の正面視において直線的に連結するように上記天井壁からアーチ部の内周側へ向けて張り出した補強リブを有し、
上記補強リブは、アーチ部の平面視において直線状に延びており、円筒状をなす上記第3ボルトボス部の外側部分に接続されている、ことを特徴としている。
【0007】
上記の構成では、第1ボルトボス部と第3ボルトボス部との間において、ガスケット支持壁と該ガスケット支持壁よりも長手方向(シリンダヘッドカバーの長手方向)外側に位置する補強リブと天井壁とによってボックス状の構造が形成される。そして、アーチ部の内周側に張り出した補強リブは、アーチ部の正面視において第1ボルトボス部と第3ボルトボス部とを直線的に連結している。従って、第1ボルトボス部と第3ボルトボス部との間でガスケットのシール反力に対する剛性が高くなり、良好なシール性が得られる。
【0008】
好ましい一つの態様では、上記補強リブは、アーチ部の平面視において、上記第1ボルトボス部側の端部が上記ガスケット支持壁に接続され、かつ、上記第3ボルトボス部側が長手方向外側となるように斜めに延びている。これにより、平面視において略三角形をなすボックス状の構造が構成される。
【0009】
本発明においては、上記補強リブは、少なくとも第1ボルトボス部と第3ボルトボス部との間に設けられるが、さらに第2ボルトボス部と第3ボルトボス部との間に同様の補強リブを設けることも可能である。
【0010】
また、好ましい一つの態様では、上記第2ボルトボス部から上記第3ボルトボス部に至る第2補強リブが上記天井壁からアーチ部の内周側へ向けて張り出しており、上記第2ボルトボス部から上記第3ボルトボス部に至る第3補強リブが上記天井壁からアーチ部の外周側へ向けて張り出している。
【0011】
すなわち、このものでは、第2ボルトボス部と第3ボルトボス部との間については、比較的張り出し量が少ない第2補強リブと第3補強リブとを組み合わせることで、シール反力に対する剛性が確保される。これにより、アーチ部を正面から見たときの実質的な開口部の大きさを過度に狭めることなくアーチ部全体の剛性確保が可能となる。
【0012】
好ましい一つの態様では、上記第2補強リブは、アーチ部の平面視において直線状に延びており、円筒状をなす上記第3ボルトボス部の外側部分に接続されている。これにより、第1ボルトボス部側の補強リブと同様に、第2補強リブとガスケット支持壁と天井壁とによってボックス状の構造が形成される。
【0013】
一つの態様では、上記第3ボルトボス部は、幅方向について上記第1ボルトボス部と上記第2ボルトボス部との間のほぼ中心に位置する。
【発明の効果】
【0014】
この発明によれば、合成樹脂製シリンダヘッドカバーで問題となるアーチ部におけるガスケットのシール反力に対する剛性が向上し、アーチ部のシール性が向上する。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1は、一実施例のシリンダヘッドカバー1と内燃機関のシリンダヘッド2およびフロントカバー3との位置関係を概略的に示したものであり、シリンダヘッド2はシリンダブロック4の上面に固定されており、シリンダヘッド2とシリンダブロック4との両者に跨って、前端面に金属製のフロントカバー3が取り付けられている。このフロントカバー3は、カムシャフト前端の円盤状の可変動弁機構用アクチュエータ5を前方から覆うようにシリンダヘッド2上面よりも上方へ突出しており、このフロントカバー3によって、図示せぬタイミングチェーンが走行する空間つまりチェーン室が形成されている。シリンダヘッドカバー1は、シリンダヘッド2の上面を覆うように取り付けられているが、前端部はフロントカバー3の上方にまで延びており、フロントカバー3の上縁に取り付けられている。
【0018】
図2〜
図4は、シリンダヘッドカバー1を示している。このシリンダヘッドカバー1は、ポリアミドなどの硬質合成樹脂を用いて一体に成形したものであって、全体として略矩形の皿状をなし、周縁部にガスケット装着溝11が設けられているとともに、このガスケット装着溝11に隣接して複数個のボルトボス部12(個々には符号12a,12b…等として示す)が設けられており、かつ中央部に、4個の点火プラグ挿入孔13が一列に並んで配置されている。すなわち、この実施例のシリンダヘッドカバー1は、直列4気筒内燃機関用のものであって、気筒列方向に沿った方向(
図2のX方向)が「長手方向」に相当し、気筒列方向と直交する方向(
図2のY方向)が「幅方向」に相当する。なお、本明細書において「前」とは基本的に
図2のX方向の左方を意味し、「後」とは基本的に
図2のX方向の右方を意味する。シリンダヘッドカバー1の前端部寄りの位置には、図示せぬオイルフィラーキャップが取り付けられるオイル注入口14が設けられている。
【0019】
図2,
図3において概ねオイル注入口14よりも図右側の部分は、上記のシリンダヘッド2上面を覆う部分であり、オイル注入口14よりも図左側の部分(つまりシリンダヘッドカバー1の前端部)はフロントカバー3の上方に位置する部分となる。そして、このシリンダヘッドカバー1の前端部は、
図4に示すように、フロントカバー3の上縁形状に対応してU字形ないし台形状に切り欠かれたアーチ部15となっている。
【0020】
つまり、シリンダヘッドカバー1の幅方向両側の側縁フランジ部21,21は、シリンダヘッド2の上面に相当する1つの平面からなる基準シール面P(
図4参照)に沿っており、アーチ部15は、上記基準シール面Pから上方へU字形ないし台形状に立ち上がった形となっている。周囲の計10個のボルトボス部12にはそれぞれ図示せぬボルトが挿通され、シリンダヘッド2ないしフロントカバー3へ締結されるが、
図2,
図3において符号12d,12e,12fで示す3個のボルトボス部12および符号12g,12h,12iで示す3個のボルトボス部12は、それぞれ上記の側縁フランジ部21,21に設けられており、かつシリンダヘッド2側に締結されている。これに対し、「第1ボルトボス部」に相当する符号12aで示すボルトボス部12、「第2ボルトボス部」に相当する符号12bで示すボルトボス部12、および、「第3ボルトボス部」に相当する符号12cで示すボルトボス部12は、フロントカバー3側に締結されている。
【0021】
上記ガスケット装着溝11には、
図5に示すように枠状に連続した形に成形されたゴム等の弾性材料からなるガスケット16が装着される。なお、
図4は、ガスケット16を装着した状態でアーチ部15を示しているが、
図3,
図7では、ガスケット16は装着されていない。このガスケット16は、各ボルトボス部12に配置されたボルトの締結によってシリンダヘッド2およびフロントカバー3とシリンダヘッドカバー1との間で狭圧され、これによってシリンダヘッドカバー1の全周がシールされる。
【0022】
なお、
図4および
図5から解るように、この実施例では、シリンダヘッドカバー1の後端部にも相対的に緩やかなアーチ部17を備えているが、この後端部は本発明の対象ではないので、その詳細な説明は省略する。ガスケット16は、
図5に示すように、予め所定形状に成形されており、シリンダヘッドカバー1前端のアーチ部15に対応するアーチ部16aおよびシリンダヘッドカバー1後端のアーチ部17に対応するアーチ部16bを備えている。
【0023】
図6および
図7は、シリンダヘッドカバー1前端部を拡大して示したものであり、以下、これらの
図6,
図7および
図4を用いて、前端のアーチ部15の構成をより詳細に説明する。
【0024】
図7に示すように、アーチ部15となるシリンダヘッドカバー1前端部では、下縁にガスケット装着溝11を備えたガスケット支持壁23がシリンダヘッドカバー1の幅方向に延びており、側縁フランジ部21,21から連続するガスケット装着溝11を構成している。このガスケット支持壁23の上端は、シリンダヘッドカバー1の天井壁24に接続されており、ガスケット支持壁23は、基準シール面Pと直交する方向に沿って天井壁24から突出している。そして、この実施例では、アーチ部15のU字形ないし台形状の切欠形状を規定するガスケット支持壁23の下縁(換言すればガスケット装着溝11)が、アーチ部15の正面視(
図4)において、シリンダヘッドカバー1前端部の天井壁24の湾曲形状に沿っており、つまり、天井壁24からのガスケット支持壁23の突出量は、アーチ部15の各部で略一定である。換言すれば、シリンダヘッドカバー1前端部の天井壁24の形状から許容される最大限の大きさにアーチ部15が設定されている。なお、内部に収容される可変動弁機構アクチュエータ5(
図8参照)との干渉回避のために、ガスケット支持壁23(ガスケット装着溝11)は幅方向の中間部で
図7の平面視に示すように僅かに屈曲しているが、これは本発明において本質的なことではなく、幅方向に沿って単純に直線状に延びる構成であってもよい。またガスケット支持壁23の後方(シリンダヘッドカバー1長手方向の後方)における天井壁24には、縦方向のリブと横方向のリブとを交差させてなる格子状リブ25が設けられている。
【0025】
また、
図4から明らかなように、ボルトボス部12a(第1ボルトボス部)およびボルトボス部12b(第2ボルトボス部)は、それぞれアーチ部15が立ち上がるアーチ付け根部に配置されている。これらのボルトボス部12a,12bは、基準シール面Pに沿った高さ位置にある。一方、ボルトボス部12c(第3ボルトボス部)は、アーチ部15の中間部つまり幅方向について両ボルトボス部12a,12bの中間となる位置に設けられており、アーチ部15の最も高い頂部付近の位置をフロントカバー3に対し固定している。
【0026】
ここで、中央のボルトボス部12cは、円筒状をなしており、
図7に明らかなように、ガスケット支持壁23の外側面(シリンダヘッドカバー1長手方向の前方に向かう面)に接続されている。
【0027】
一方のボルトボス部12aと中央のボルトボス部12cとの間において、上記ガスケット支持壁23の前方には、板状をなす第1補強リブ27が位置しており、この第1補強リブ27とガスケット支持壁23との間を覆うように、天井壁24がシリンダヘッドカバー1長手方向の前方へ延長されている。上記第1補強リブ27は、シリンダヘッドカバー1長手方向に延長された天井壁24の前端縁から基準シール面Pと直交する方向に沿ってアーチ部15内周側に延びており、
図4に示すように、アーチ部15の正面視において、下方のボルトボス部12aと上方のボルトボス部12cとを直線的に連結するように、略三角形に張り出している。つまり第1補強リブ27の下縁27aは、アーチ部15の正面視において直線状であり、かつガスケット装着溝11よりもアーチ部15内周側に張り出している。
【0028】
さらに、
図7に示す平面視においては、上記第1補強リブ27は、シリンダヘッドカバー1幅方向(
図2の矢印Y方向)に対し僅かに傾いた直線に沿って延びており、下方のボルトボス部12a寄りの端部27bはガスケット支持壁23と実質的に合流した上でボルトボス部12aに接続されている。そして、上方のボルトボス部12c寄りの端部27cは、円筒状をなすボルトボス部12cの外側部分(シリンダヘッドカバー1長手方向の前側となる部分)に接続されている。つまり、円筒状をなすボルトボス部12cの180°離れた箇所に、ガスケット支持壁23および第1補強リブ27がそれぞれ接続されている。
【0029】
これにより、2つのボルトボス部12a,12cの間において、ガスケット支持壁23と第1補強リブ27と天井壁24との三者によってボックス状の構造が構成される。このボックス状の構造は、
図7の平面視においては、略三角形をなしている。
【0030】
一方、反対側のボルトボス部12bと中央のボルトボス部12cとの間においては、やはりガスケット支持壁23の前方に、第2補強リブ28が位置しており、この第2補強リブ28とガスケット支持壁23との間を覆うように、天井壁24がシリンダヘッドカバー1長手方向の前方へ延長されている。上記第2補強リブ28は、シリンダヘッドカバー1長手方向に延長された天井壁24の前端縁から基準シール面Pと直交する方向に沿ってアーチ部15内周側に突出しており、下方のボルトボス部12bと上方のボルトボス部12cとを連結している。但し、この第2補強リブ28の突出量(張り出し量)は、比較的小さく、
図4の正面視において、下縁28aがガスケット支持壁23の下縁とほぼ一致している。つまり湾曲した天井壁24から略一定の突出量でもって第2補強リブ28が突出している。
【0031】
図7に示す平面視においては、上記第2補強リブ28は、第1補強リブ27と同様に、シリンダヘッドカバー1幅方向(
図2の矢印Y方向)に対し僅かに傾いた直線に沿って延びており、下方のボルトボス部12b寄りの端部28bはガスケット支持壁23と実質的に合流した上でボルトボス部12bに接続されている。そして、上方のボルトボス部12c寄りの端部28cは、円筒状をなすボルトボス部12cの外側部分(シリンダヘッドカバー1長手方向の前側となる部分)に接続されている。つまり、第2補強リブ28の端部28cは、中央のボルトボス部12cを介して第1補強リブ27の端部28cと連続している。
【0032】
このように、ボルトボス部12b,12cの間においては、第2補強リブ28の突出量が比較的小さいものの、やはりガスケット支持壁23と第2補強リブ28と天井壁24との三者によってボックス状の構造が構成される。このボックス状の構造は、
図7の平面視においては、やはり略三角形をなしている。
【0033】
さらに、第2補強リブ28が位置するボルトボス部12b,12cの間においては、天井壁24の上面に、アーチ部15の外周側へ向けて張り出した第3補強リブ29が設けられている。この第3補強リブ29は、基準シール面Pと直交する方向に沿って天井壁24から略一定の突出量でもって突出しており、
図6に示す平面視においては、ボルトボス部12bの中心とボルトボス部12cの中心とを通る直線に沿って延びている。従って、仮に平面視において透視したとすると、ガスケット支持壁23と第2補強リブ28との2等分線にほぼ沿う位置に第3補強リブ29が設けられている。
【0034】
ここで、アーチ部15の中央に位置するボルトボス部12cは、本実施例では、2つのボルトボス部12a,12bの間のほぼ中心に位置している。つまり、シリンダヘッドカバー1幅方向における固定点のスパンとして、ボルトボス部12a,12c間のスパンと、ボルトボス部12b,12c間のスパンと、が実質的に等しい。例えば、両者のスパンの差が、ボルトボス部12a,12b間の総スパンの10%未満であり、実施例では、1%未満である。
【0035】
上記実施例の構成においては、アーチ部15の両側2点がボルトボス部12a,12bにおいて固定されることに加えて、アーチ部15の中間部がボルトボス部12cにおいて固定される。ガスケット16のシール反力はアーチ部15にほぼ放射状に作用するが、ボルトボス部12a,12cの間では、第1補強リブ27と天井壁24とガスケット支持壁23とによる上述したボックス状の構造によって梁としての剛性が高く得られ、シール反力に確実に対抗することができる。ボルトボス部12b,12cの間では、第2補強リブ28と天井壁24とガスケット支持壁23とによる上述したボックス状の構造ならびに天井壁24外周側の第3補強リブ29の協働によって梁としての剛性が高く得られ、シール反力に確実に対抗することができる。従って、アーチ部15の全周に亘って高いシール性が長期に亘って維持される。
【0036】
ここで、上述したように、シリンダヘッドカバー1幅方向についてボルトボス部12a,12c間のスパンと、ボルトボス部12b,12c間のスパンと、は実質的に等しい。このように総スパンの半分を占めるボルトボス部12a,12c間について、上記実施例では、第1補強リブ27が両ボルトボス部12a,12cをアーチ部15内周側で直線的に連結し、スパンの中間部での変形を効果的に阻止するので、シール反力に対し必要な剛性が確実に得られる。他方、総スパンの残りの半分を占めるボルトボス部12b,12c間については、アーチ部15内周側へ突出する第2補強リブ28が比較的小さなものとなっており、第1補強リブ27側に比較して、アーチ部15としての実質的な開口面が大きく確保される。従って、例えば
図8に示すように比較的大きな可変動弁機構用アクチュエータ5をボルトボス部12b寄りに僅かに片寄って配置することで、この比較的大きな可変動弁機構用アクチュエータ5を収容することが可能となる。つまり、上記実施例では、総スパンを2分し、一方の側を第1補強リブ27でもって確実に剛性確保し、かつ他方の側では第3補強リブ29と組み合わせることでアーチ部15内周側の第2補強リブ28を小型のものとすることで、可変動弁機構用アクチュエータ5に必要な開口面の大きさと剛性確保とを両立させているのである。
【0037】
また、
図7に示したように、中央の円筒状のボルトボス部12cに対し、第1補強リブ27および第2補強リブ28とガスケット支持壁23とは、180°異なる位置で接続している。従って、ボルト軸力が双方に分散して作用し、固定点として第1,第2補強リブ27,28とガスケット支持壁23の双方をより確実に固定することができる。
【0038】
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、シリンダヘッド2とフロントカバー3とを組み合わせたものが相手側部材となり、これらの上にシリンダヘッドカバー1が取り付けられるが、アーチ部15が取り付けられる部材がフロントカバー3以外の部材であってもよく、あるいはシリンダヘッド2の一部であってもよい。