(57)【要約】【課題】プラグチューブがヘッド本体と別体に構成されたシリンダヘッドにおいて、シール状態を良好に保持する。【解決手段】プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとの間に、プラグチューブ２の外周側から内周側に向けて漸次寸法が大となる隙間７が形成されるように、前記底面２ａがテーパ面に構成され、かつ前記底面２ａと前記上面５ａとの間の隙間に液体ガスケット１が充填されている。【選択図】  図１
2009133219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を上面側から囲むように配置されると共に点火プラグ取付孔が開設された燃焼室天井壁の上面に、有底管形状で底面部に点火プラグ挿通孔を有するプラグチューブを着座状態で固定し、プラグチューブの側周外方にウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドにおいて、
プラグチューブの底面と燃焼室天井壁の上面との間に、プラグチューブの外周側から内周側に向けて漸次寸法が大となる隙間が形成されるように、前記底面および前記上面のいずれか一方、または両者がテーパ面に構成され、かつ前記底面と前記上面との間の隙間に液体ガスケットが充填されている
ことを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記隙間は、前記プラグチューブの底面側がテーパ面に形成されることにより構成されることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッド。
【請求項３】
前記隙間のテーパ角は、燃焼に伴い前記燃焼室天井壁が変形した場合に、前記プラグチューブの底面と前記燃焼室天井壁の上面とが前記液体ガスケットを介して接する角度である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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッド本体とは別体のプラグチューブを備え、このプラグチューブの側周外方にウォータージャケットが構成されるシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグを収納するプラグチューブをシリンダヘッドのヘッド本体と一体形成した場合、その点火プラグを取り囲む側壁を薄く形成することは加工技術上容易ではない。よって、側壁を厚く形成せざるを得ない分だけ重量が増してしまうこととなり、エンジンの軽量化が妨げられる。また、プラグチューブをヘッド本体と一体形成する場合、構造が複雑となり、製造コストが高くなるという問題も含んでいる。
【０００３】
そこで、従来のシリンダヘッドでは、プラグチューブを別体に構成されることが行われている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
図５に、点火プラグ収納部としてのプラグチューブが、ヘッド本体とは別体に構成されたシリンダヘッドの従来例を示す。
【０００５】
図５に示す従来のシリンダヘッドは、燃焼室４０を上面側から囲むように配置されると共に点火プラグ取付孔８０が開設された燃焼室天井壁５０の上面５０ａに、有底管形状で底面部２０ｂに点火プラグ挿通孔２０ｃを有するプラグチューブ２０を着座状態で固定し、プラグチューブ２０の側周外方にウォータージャケット３０が形成されている。
【０００６】
プラグチューブ２０内には点火プラグ６０が収納され、その先端部が前記点火プラグ取付孔８０に螺着されている。プラグチューブ２０の底面２０ａおよび燃焼室天井壁５０の上面５０ａは共に平坦面に構成され、両者間には接着剤を兼ねる液体ガスケット１０が充填されている（図５では、プラグチューブ２０の底面２０ａにのみ液体ガスケット１０を塗布したように図示しているが、これは後述する従来例の作用説明の便宜上のことであり、実際には前記底面２０ａと前記上面５０ａとの間に液体ガスケット１０が充填されている。）。
【０００７】
このように、プラグチューブ２０がヘッド本体と別体に構成されるので、プラグチューブ２０の加工が容易となり、点火プラグ６０を囲む側壁部分の肉厚を薄く加工することができる。これにより、シリンダヘッドの軽量化を図ることが可能となる。
【特許文献１】実開昭６３−１６０３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、燃焼室天井壁５０は、エンジン動作状態において、燃焼圧や熱膨張の影響により、僅かではあるが、上方凸形状に変位する。
【０００９】
このように燃焼室天井壁５０に変形が生じると、プラグチューブ２０の底面２０ａにおける外周部と燃焼室天井壁５０の上面５０ａとが離開し、両者間に図５に示すような隙間７０が生じる。
【００１０】
図５において、二点鎖線部分はエンジンの非動作時の状態を、実線部分は動作時の状態を、夫々示している。
【００１１】
この図５に示すように、エンジンの動作時には、上方向きの矢印で示したように、爆発による燃焼圧が燃焼室天井壁５０に加わる。そして、燃焼室天井壁５０は、僅かではあるが、点火プラグ取付孔８０周辺の部分が反り上がるように変形する。これにより、燃焼室天井壁５０の上面５０ａとプラグチューブ２０の底面２０ａとの間に外周側に向け漸次寸法が大となる隙間７０が生じる。また、エンジン動作時の熱により、熱膨張も加わり、前記隙間７０はさらに拡大する。なお、図５は、現象を模式的に説明するために隙間７０の寸法を、誇張表示している。実際には、この隙間７０のテーパ角は０．５°〜１．０°程度である。
【００１２】
このように上記従来例では、エンジン動作時の燃焼室天井壁の上方凸形状の変形により、プラグチューブの底面外周部が、燃焼室天井壁の上面から相対的に浮き上がるため、前記底面と前記上面との間に充填した液体ガスケットが前記底面外周部において剥がれ易くなり、シール性が損なわれるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するために、プラグチューブをヘッド本体とは別体に構成したシリンダヘッドにおいて、シール状態を良好に保持してシリンダヘッドの信頼性を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、燃焼室を上面側から囲むように配置されると共に点火プラグ取付孔が開設された燃焼室天井壁の上面に、有底管形状で底面部に点火プラグ挿通孔を有するプラグチューブを着座状態で固定し、プラグチューブの側周外方にウォータージャケットが形成されたシリンダヘッドにおいて、プラグチューブの底面と燃焼室天井部の上面との間に、プラグチューブの外周側から内周側に向けて漸次寸法が大となる隙間が形成されるように、前記底面および前記上面のいずれか一方、または両者がテーパ面に構成され、かつ前記底面と前記上面との間の隙間に液体ガスケットが充填されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明は上記構成を有し、プラグチューブの底面の外周側と燃焼室天井壁の上面との間に予め隙間がとってあるので、エンジン動作時の燃焼圧等による燃焼室天井壁の変形は、プラグチューブの底面の外周側に存在する隙間をなくす方向に生じる結果、エンジン動作時において、前記底面と前記上面との間に充填した液体ガスケットは圧縮するように変形せしめられ、シール性が損なわれることは無い。従って前記底面と前記上面との間に充填した液体ガスケットによるシール性を良好に維持することができる。
【００１６】
前記隙間は、前記プラグチューブの底面側がテーパ面に形成されることにより構成されることが好適である。
【００１７】
このように、プラグチューブの底面のみにテーパ面を構成するようにすれば、加工の容易なプラグチューブ側においてのみの加工で前記隙間を形成することが可能となり、好適である。
【００１８】
前記隙間のテーパ角は、燃焼に伴い前記燃焼室天井壁が変形した場合に、前記プラグチューブの底面と前記燃焼室天井壁の上面とが前記液体ガスケットを介して接する角度とすることが好適であるが、具体的には０．５°〜１．０°となるように形成すれば好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、プラグチューブの底面と燃焼室天井壁上面との間に介在させた液体ガスケットのシール信頼性を長期にわたって良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るシリンダヘッドの実施の形態につき、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００２１】
図１、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るシリンダヘッドを示している。
【００２２】
本実施形態のシリンダヘッドも、従来例と同様、燃焼室４を上面側から囲むように配置されると共に点火プラグ取付孔８が開設された燃焼室天井壁５の上面５ａに、有底管形状で底面部２ｂに点火プラグ挿通孔２ｃを有するプラグチューブ２を着座状態で固定し、プラグチューブ２の側周壁２ｄの外方にウォータージャケット３が形成されている。
【００２３】
プラグチューブ２内には点火プラグ６が収納され、その先端部６ａが前記点火プラグ取付孔８に螺着されている。プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとの間には接着剤を兼ねる液体ガスケット１が充填されている（図１では、プラグチューブ２の底面２ａにのみ液体ガスケット１を塗布したように図示しているが、これは後述する本発明の作用説明の便宜上のことであり、実際には前記底面２ａと前記上面５ａとの間に液体ガスケット１が充填されている。なお図３、図４も同様である。）。
【００２４】
図２において、１１はヘッド本体１２に一体に形成したプラグチューブ支持筒部であり、この支持筒部１１にプラグチューブ２が嵌挿されて保持される。そしてこの支持筒部１１とプラグチューブ２の側周壁２ｄとの間のシール性を確保するためのオーリング１３がプラグチューブ２の凹溝部２ｅ内に配設されている。
【００２５】
本実施形態は、図１、図２に示すように、プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとの間に、プラグチューブ２の外周側から内周側に向けて漸次寸法が大となる隙間７が形成されるように、プラグチューブ２の底面２ａがテーパ面に構成されていることに特徴を有している。燃焼室天井壁５の上面５ａは、従来例と同様に平坦面に構成されている。
【００２６】
前記隙間７は、説明の便宜上図１において誇張して大きく表現したものであり、実際には僅かなものである。そして、この隙間７には、ＦｉＰＧ等の液体ガスケット１が充填されている。
【００２７】
図１に示すように、プラグチューブ２の底面２ａと、燃焼室天井壁５の上面５ａとの間の隙間７は、プラグチューブ２の底面２ａがテーパ面に形成されていることにより、点火プラグ挿通孔２ｃ側が前記上面５ａに対して上方に開くように形成されている。そしてこの隙間７を形成するテーパ角θ１は０．８°に選定されている。本発明でいうテーパ面は、図示例のような完全な円錐面のみならず、若干湾曲した円錐面に準ずるものをも含む。
【００２８】
次に、エンジンの動作時における本発明の作用を説明する。
【００２９】
動作時には、従来例の説明時に図５に矢印で示したように、燃焼室天井壁５に燃焼圧が加わり、点火プラグ取付孔８側の部分がプラグチューブ２の底面２ａ側へ持ち上げられるように撓む。本実施の形態では、点火プラグ取付孔８側に向け隙間７の寸法が大となるように構成されているので、エンジン動作時においてこの液体ガスケット１が充填された隙間７において燃焼室天井壁５の上面５ａの中央部とプラグチューブ２の底面２ａとは互いに接近するようになり、液体ガスケット１が剥がされるようなことはない。ここで、隙間７が僅かでも設けられていれば、燃焼室天井壁５の変位による悪影響を軽減することはできるが、この隙間７の範囲内に燃焼室天井壁５の変位量のすべてが納まるように設定すると、好適である。
【００３０】
すなわち、プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとのなす角（テーパ角）は、燃焼圧又は熱膨張により燃焼室天井壁５が最も上方に変位した場合であっても、前記底面２ａと前記上面５ａとの間に液体ガスケット１が介在する状態が保持され、且つ、燃焼室天井壁５が上記変位から元の位置に戻る際においても、液体ガスケット１が、前記底面２ａ又は前記上面５ａから引き剥がされ、両者間に空隙を生じたりすることなく液体ガスケット１が元の状態に戻り、同様に、プラグチューブ２の底面２ａとの間に液体ガスケット１が介在する状態が保持される角度に設定されることが好適である。このように、隙間７のテーパ角は、燃焼に伴い燃焼室天井壁５がプラグチューブ２の底面２ａ側（本実施例では、上方）に変位した場合に、その底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとが液体ガスケット１を介して接する角度に設定されているため、プラグチューブ２の底面２ａが燃焼室天井壁５の上面５ａによって押し上げられることを防止できる。
【００３１】
なお、本実施例では、液体のガスケットを用いるため、上記隙間７が開き過ぎる構成は望ましくない。そこで、プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとがそれぞれストレート形状に形成された本実施例では、燃焼室天井壁５が変位した場合に、プラグチューブ２の底面２ａと燃焼室天井壁５の上面５ａとがほぼ平行となる程度に、テーパ角による開き角が抑えられる。このように上記隙間７が開き過ぎないよう必要最小限にテーパ角が設定されているため、最も開度が大きい、燃焼室天井壁５の変位及び膨張前の状態からも、上記隙間７に液体ガスケット１が良好に充填された状態で保持され、液体ガスケット１によるシール性が好適に確保される。このテーパ角は、実際には、θ１が０．５°〜１．０°程度に設定されればよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るシリンダヘッドを図３に示す。
【００３３】
本実施の形態では、図１に示した第１の実施の形態とは異なり、プラグチューブ２として、底面２ａが平坦な、従来と同様のものが用いられている。一方、燃焼室天井壁５の上面５ａには、点火プラグ取付孔８側へ向かうにつれて、プラグチューブ２の底面２ａとの間の隙間７の寸法が大となるようなテーパ面２１が形成されている。
【００３４】
このような構成を用いれば、第１の実施の形態に示した場合と同様に、液体ガスケット１のシールの信頼性を向上させることが可能になると共に、プラグチューブ２としては汎用のものを用いることが可能である。なお、前記テーパ面２１のテーパ角θ２は、第１実施形態の場合と同様、０．５°〜１．０°が好適である。
【００３５】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係るシリンダヘッドを図４に示す。
【００３６】
本実施の形態では、プラグチューブ２の底面２ａと、燃焼室天井壁５の上面５ａのいずれともテーパ面としている。このように、第１および第２の実施の形態で示した例におけるテーパ角θ１とθ２とを共に設けるように組み合わせて構成することも可能である。この場合にはθ１＋θ２が０．５°〜１．０°であるようにすれば好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、プラグチューブをヘッド本体とは別体に構成したシリンダヘッドに対し、そのシールの信頼性を向上するために適用すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシリンダヘッドの点火プラグ取付孔周辺を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシリンダヘッドを示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るシリンダヘッドの点火プラグ取付孔周辺を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るシリンダヘッドの点火プラグ取付孔周辺を拡大して示す断面図である。
【図５】従来例のシリンダヘッドの点火プラグ取付孔周辺を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    液体ガスケット
２    プラグチューブ
２ａ  底面
２ｂ  底面部
２ｃ  点火プラグ挿通孔
３    ウォータージャケット
４    燃焼室
５    燃焼室天井壁
５ａ  上面
７    隙間
８    点火プラグ取付孔
θ１、θ２、θ３  テーパ角
【図１】
2009133219.tif 000003
【図２】
2009133219.tif 000004
【図３】
2009133219.tif 000005
【図４】
2009133219.tif 000006
【図５】
2009133219.tif 000007