(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製のヘッドカバーの取付孔の孔周壁部とこれに嵌合する取付部材との間に環状のシール部材を介装したヘッドカバーのシール構造において、
上記孔周壁部に対するシール部材の挿入方向を下方向とすると、
上記孔周壁部は、筒部と、この筒部の下端より径方向内方へ張り出したフランジ部と、を有し、
上記シール部材は、上記孔周壁部に対するシール部材の挿入方向に沿う略筒状の中央脚部と、この中央脚部の上端から外周側に折り返されて、上記中央脚部との間に所定の間隙を隔てて配置された外側脚部と、を有し、
この外側脚部は、下側先端の突部と上側の大径部との間に、これら突部及び大径部よりも径方向寸法の小さい小径部が設けられ、
上記シール部材を孔周壁部へ挿入方向に差し込むことによって、上記突部がフランジ部を乗り越えて、上記大径部が筒部に密接するとともに、上記小径部がフランジ部に密接して、上記シール部材が孔周壁部へ着脱可能に組み付けられることを特徴とするヘッドカバーのシール構造。
【請求項２】
上記シール部材の内部には補強用の芯材が埋設され、この芯材が、軸方向についてシール部材と孔周壁部との密接部分の全長にわたって延在していることを特徴する請求項１に記載のヘッドカバーのシール構造。
【請求項３】
上記突部の外周下面側コーナー部と、上記フランジ部の内周上面側コーナー部と、の少なくとも一方に、傾斜又は湾曲するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドカバーのシール構造。
【請求項４】
上記シール部材と取付部材とのシール部分の上方を覆うダストカバーをシール部材へ差し込むことによって、上記ダストカバーがシール部材へ強固に組み付けられるように、上記ダストカバーの外周に金属製の筒状部が設けられるとともに、上記シール部材の内周に、上記筒状部が嵌合する嵌合溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドカバーのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の合成樹脂製のヘッドカバーの取付孔と燃料噴射弁や点火プラグ等の取付部材との間にシール部材を介装したヘッドカバーのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３に記載されているように、エンジンのヘッドカバー（ロッカカバーとも呼ばれる）には、ディーゼルエンジンにおける燃料噴射弁やガソリンエンジンにおける点火プラグのような筒状の取付部材が組み付けられる複数の取付孔が貫通形成されており、この取付孔の孔周壁部と取付部材との隙間をオイルシールのようなシール部材で液密にシールするようになっている。
【特許文献１】実開平４−１１７２９３号公報
【特許文献２】実開平６−３４１５３号公報
【特許文献３】特開２００４−０５２７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ヘッドカバーを合成樹脂製とした場合、アルミ合金等の金属製のヘッドカバーに比して、軽量化や低コスト化を図れる一方、シール部材の組付精度や組付剛性の確保が困難であり、エンジンからの振動等によってシール部材の位置ずれや脱落を招くおそれがある。その対策として、振動溶着等によりシール部材をヘッドカバーへ確実に固着すると、一度固着した後にシール部材をヘッドカバーから取り外すことができず、例えば組付時にシール部材が傷ついたような場合にも、シール部材単品での交換ができなくなるといった不具合がある。また、適宜な留め金やブラケットを用いてシール部材をヘッドカバーに強固に固定することも考えられるが、この場合、部品点数が増加するとともに重量増加や大型化を招き、また、組付作業が繁雑となるという不具合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、合成樹脂製のヘッドカバーの取付孔の孔周壁部とこれに嵌合する取付部材との間に環状のシール部材を介装したヘッドカバーのシール構造において、
上記孔周壁部に対するシール部材の挿入方向を下方向とすると、
上記孔周壁部は、筒部と、この筒部の下端より径方向内方へ張り出したフランジ部と、を有し、
上記シール部材は、上記孔周壁部に対するシール部材の挿入方向に沿う略筒状の中央脚部と、この中央脚部の上端から外周側に折り返されて、上記中央脚部との間に所定の間隙を隔てて配置された外側脚部と、を有し、
この外側脚部は、下側先端の突部と上側の大径部との間に、これら突部及び大径部よりも径方向寸法の小さい小径部が設けられ、
上記シール部材を孔周壁部へ挿入方向に差し込むことによって、上記突部がフランジ部を乗り越えて、上記大径部が筒部に密接するとともに、上記小径部がフランジ部に密接して、上記シール部材が孔周壁部へ着脱可能に組み付けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
このような本発明によれば、シール部材を孔周壁部に差し込むことによって、凹凸が形成された孔周壁部の内周とシール部材の外周とが密接して、シール部材を孔周壁部へ軸方向や径方向にぐらつくことなく強固に組み付けることができる。このため、エンジンからの振動等による不用意な脱落や位置ずれを生じることがない。また、上記従来例のようにシール部材を溶着等によりヘッドカバー側へ固着していないので、組付後にシール部材をヘッドカバーから取り外すことが可能で、つまりシール部材単品での交換が可能である。更に、シール部材を孔周壁部へ取り付けるための留め金やブラケット等の部品を必要としないので、部品点数が少なく、軽量・小型化が図れるとともに、組立作業も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図３及び図４は、本発明の一実施例に係るシール構造が適用される直列４気筒エンジンのヘッドカバー１を単体で示している。このヘッドカバー１は、軽量かつ安価な合成樹脂材料により一体的に型成形されるもので、その周縁部に形成される複数のボルトボス部２に挿通・嵌合する複数の固定ボルト（図示省略）によって、シリンダヘッド（図示省略）の上部にヘッドガスケット（図示省略）を挟んで共締め固定される。このヘッドカバー１には、気筒列方向に沿って複数の取付孔３Ａが開口形成されており、この取付孔３Ａの孔周壁部３に、筒状の取付部材４が取り付けられる。この取付部材４は、例えばディーゼルエンジンにあっては高圧コモンレール式の燃料噴射弁であり、ガソリンエンジンにあっては点火プラグである。そして、この孔周壁部３と取付部材４との隙間を埋めてこの部分をシールするように、両者３，４間にシール部材としてのオイルシール１０（図１，図２参照）が介装され、このオイルシール１０によって、エンジンオイルが飛散するオイル雰囲気下にあるヘッドカバー１の内部が液密に隔成すなわちシールされる。
【０００７】
図１及び図２はオイルシール１０及びヘッドカバー１の取付孔３Ａの近傍の断面図である。本実施例では、オイルシール１０を挿入方向Ｆに沿って孔周壁部３へ差し込むことによって、このオイルシール１０が強固に孔周壁部３へ組み付けられるように、互いに密接する孔周壁部３の内周（面）とオイルシール１０の外周（面）とに、互いに嵌合する凹凸が形成されている。
【０００８】
なお、挿入方向Ｆは取付部材４，孔周壁部３及びオイルシール１０の軸方向に沿うものであり、本明細書での「上下」は、基本的に、図１で下向きの挿入方向Ｆを「下」方向とし、この挿入方向Ｆに沿う方向を「上下」方向として用いている。
【０００９】
ヘッドカバー１は、その大部分が所定厚さの一般壁部５により形成されている。このヘッドカバー１の各孔周壁部３は、一般壁部５より下方へ延びる略筒状の筒部６と、この筒部６の下端より径方向内方へ張り出したフランジ部７と、により構成されている。
【００１０】
オイルシール１０は、その内部に金属製の芯材１１とスプリング１２とを内包した状態で、ゴム等の弾性材料により一体的に型成形される。このオイルシール１０は、挿入方向（軸方向）Ｆに沿う略筒状をなす中央脚部１３と、孔周壁部３に密接する外側脚部１４と、取付部材４の外周に密接する内側脚部１５と、を有し、これら脚部１３〜１５が断面略Ｓ字状に接続した形状を呈している。外側脚部１４は、中央脚部１３の径方向外側つまり外周側に所定の間隙１６を介して配置され、上側で中央脚部１３と接続し、その内部に補強用の芯材１１が軸方向Ｆのほぼ全長にわたって埋設されている。内側脚部１５は、中央脚部１３の径方向内側つまり内周側に所定の間隙１７を介して配置され、中央脚部１３と下側で接続しており、その上端部が内部に埋設されるスプリング１２によって取付部材４の外周に強く密接される。
【００１１】
そして、外側脚部１４には、筒状の小径部１９と、この小径部１９の上端より径方向外方へ張り出し、つまり小径部１９よりも径方向寸法が大きく設定された大径部１８と、小径部１９の下端より径方向外方へ突出する突部２０と、が形成されている。換言すると、大径部１８と突部２０との間に、フランジ部７が嵌合する溝形状の小径部１９が形成されている。
【００１２】
オイルシール１０の組付時には、オイルシール１０を挿入方向Ｆに沿って孔周壁部３へ強く挿入・差し込んでいくと、突部２０がフランジ部７を乗り越えて、図２に示すような組付状態となり、筒部６が大径部１８へ強く密着・嵌合するとともに、フランジ部７が小径部１９と強く密着・嵌合し、かつ、このフランジ部７の下端外周側のコーナー部が突部２０と強く密着する。つまり、大径部１８と小径部１９との段差面等を含めて、凹凸が形成された外側脚部１４の外周と孔周壁部３の内周とが実質的に隙間無く強く密接し、オイルシール１０が挿入方向Ｆや径方向にぐらつくことなく強固に孔周壁部３へ組み付けられ、エンジンからの振動等により脱落したり位置ずれを招くことはない。
【００１３】
上記の挿入・差込時に突部２０がこれより小径であるフランジ部７を良好に乗り越えることができるように、互いに突き当てられる突部２０の外周下面側コーナー部と、フランジ部７の内周上面側コーナー部と、には、それぞれ傾斜（又は湾曲）するテーパ面２０Ｂ，８が形成されている。
【００１４】
また、このようにオイルシール１０がヘッドカバー１に嵌合して組み付けられることから、組付後に交換等の理由によりヘッドカバー１から取り外すことが可能であり、この取り外し時の作業性を考慮して、つまりオイルシール１０を孔周壁部３から引き抜く際の荷重を軽減するように、突部２０の上面も傾斜（又は湾曲）するテーパ面２０Ａに形成されている。つまり、突部２０は上記２つのテーパ面２０Ａ，２０Ｂにより径方向へ略Ｖ字状に張り出した形状をなしている。
【００１５】
更に、所期の密着力つまり組付剛性を確保するために大径部１８は筒部６よりも径方向寸法が十分に大きく設定されている。このため、オイルシール１０の組付時に大径部１８が大きく弾性変形することとなり、この弾性変形による挿入力の過度な増加やいびつな変形態様となることを抑制・防止するために、大径部１８の上面には、大径部１８の弾性変形を許容・吸収するための凹溝２３が凹設されている。また、挿入作業性を考慮して、筒部６の内周上面側コーナー部と大径部１８の外周下面側コーナー部には、それぞれ傾斜又は湾曲するテーパ面２１，２２が形成されている。
【００１６】
なお、上述したテーパ面は、一般的な面取り部のような単にコーナー部分を僅かに丸めたものとは異なり、組付・取り外し時に必要な荷重等を考慮して所定の傾斜角度や曲率に設定されるものである。例えば突部２０の下側のテーパ面２０Ｂは軸方向Ｆに対して約３０度の緩く長い傾斜角度に設定されている。
【００１７】
また、孔周壁部３の内周に密接する外側脚部１４の外周には、主としてオイルシール１０の組付・取り外し時の荷重軽減のために、大径部１８，小径部１９及び突部２０を含むその全面にわたって、ドライワックス等の適宜な表面処理剤がコーティングされている。
【００１８】
更に、外側脚部１４には芯材１１が軸方向Ｆについて孔周壁部３との密接部分のほぼ全長にわたって延在しているために、十分に高い圧接力、ひいては組付剛性を確保することができる。しかも、小径部１９や突部２０が存在する外側脚部１４の下部と中央脚部１３との間には間隙１６が確保されているため、上記圧接力の影響が内側脚部１５のシール部分に悪影響を与えることが低減・回避されており、かつ、組付・取り外し時には突部２０が内側へ適宜に撓むことが可能である。
【００１９】
次に、このオイルシール１０に組み付けられるダストカバー３０について説明する。このダストカバー３０は、オイルシール１０の内側脚部１５の内周と取付部材４の外周とのシール部分に埃等が浸入することを防止するもので、このシール部分の上方を覆うように配設される。そして本実施例では、ダストカバー３０を挿入方向Ｆに沿ってオイルシール１０へ挿入・差し込むことによって、このダストカバー３０がオイルシール１０に強固に組み付けられるように構成されている。詳しくは、ダストカバー３０は、取付部材４の外周に当接する環状のシール部３１と、オイルシール１０の中央脚部１３の上部内周に嵌合して組み付けられる金属部３２と、により構成されている。この金属部３２は、金属材料により屈曲形成されており、シール部３１の外周が接続される環状の環状部３３と、最外周側に配置された筒状をなす筒状部３４と、を有している。中央脚部１３の上部内周側には、上記の筒状部３４が嵌合する嵌合溝部３５が凹設されるとともに、この嵌合溝部３５の上方に、径方向内方へ略Ｖ字状（断面三角形状）に張り出した突起部３６が形成されている。
【００２０】
上記の構成により、ダストカバー３０の組付時にはこのダストカバー３０をオイルシール１０へ挿入方向Ｆに差し込んでいくと、ダストカバー３０の最外周の筒状部３４が突起部３６を乗り越えて嵌合溝部３５に密着状態で嵌合し、このダストカバー３０が強固にオイルシール１０へ組み付けられ、エンジンからの振動等により脱落したり位置ずれを生じることはない。また、このような組付構造によって、振動溶着等による固着とは異なり、組付後にオイルシール１０からダストカバー３０を取り外すことが可能であり、ダストカバー３０のみの交換が可能で、コスト的に有利である。
【００２１】
特に本実施例では、ダストカバー３０の外周側の筒状部３４が嵌合する中央脚部１３の上部が、芯材１１が埋設された外側脚部１４との間に間隙（１６）のない厚肉・中実形状となっており、上記の芯材１１が軸方向Ｆについて筒状部３４の全長にわたって延在するように設定されているために、十分な圧縮圧力、ひいては組付剛性を確保することができる。また、突起部３６の内周面が上記の突部２０と同様に径方向へ略Ｖ字状に張り出した一対の傾斜面により構成されているために、ダストカバー３０の組付・取り外し時に、突起部３６を筒状部３４がスムーズに乗り越えさせることができ、その作業性が向上する。
【００２２】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例ではオイルシール１０の突部２０が全周にわたって設けられているが、適正な脱落防止力と組付・取り外し時に必要な荷重とのバランスを考慮して、突部を周方向に間欠的に形成して、その接触面積を調整するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係るシール構造を適用したオイルシールとヘッドカバーの取付孔の近傍を示す組付状態での断面図。
【図２】図１のオイルシールとヘッドカバーの取付孔の近傍を示す組付前の状態での断面図。
【図３】本実施例が適用されるヘッドカバーを単体で示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１…ヘッドカバー
３Ａ…取付孔
３…孔周壁部
４…取付部材
６…筒部
７…フランジ部
１０…オイルシール（シール部材）
１１…芯材
１８…大径部
１９…小径部
２０…突部
３０…ダストカバー
３４…筒状部
３５…嵌合溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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