JP4251063B2 - 樹脂部材の締結構造及びそれを用いたエンジン - Google Patents

Description

本発明は、２つの部材間に配置された樹脂部材をそれらの部材にそれぞれ締結する樹脂部材の締結構造、及びその締結構造を用いたエンジンに関するものである。

シリンダの周囲にウォータジャケットを有するシリンダブロックとして、そのウォータジャケットとする部位を外側壁によって囲んだものが知られている。こうしたシリンダブロックでは、軽量化の観点から、そのシリンダブロックの一部を樹脂材料によって形成することが望ましい。そこで、シリンダブロックをシリンダブロック本体と外側壁とに分割し、シリンダブロック本体を金属材料によって形成し、外側壁を樹脂材料によって形成することが考えられる。この場合、例えばシリンダブロック本体は、載置面を有するスカート部と、少なくとも一部がそのスカート部の載置面から突出するシリンダ部とによって構成される。このシリンダブロック本体のシリンダ部上にはガスケットを介してシリンダヘッドが配置される。外側壁は、スカート部及びシリンダヘッド間に配置されて、ウォータジャケットとなる部位を囲む。こうした構成では、外側壁をスカート部及びシリンダヘッドに締結するために、例えば次の締結構造を採ることが考えられる。外側壁及びシリンダヘッドにおいて、シリンダ部の周囲の複数箇所には、ボルト挿通孔がそれぞれシリンダ部の中心軸に平行に設けられる。また、シリンダブロック本体においてボルト挿通孔に対応する箇所にはねじ穴が設けられる。そして、ボルト挿通孔を通じてシリンダヘッド及び外側壁に挿通されたヘッドボルトがねじ穴に螺入される。ヘッドボルトが締付けられることにより、外側壁がスカート部及びシリンダヘッドの両方に締結される。

なお、関連する技術として、例えば特許文献１には、樹脂材料からなる一対のコネクタをボルトによって相互に嵌合させるようにしたボルト締付型コネクタが記載されている。この技術では、嵌合相手側のコネクタに袋ナットからなる金属インサートが埋設される。そして、嵌合側のコネクタに挿通されたボルトが金属インサートに螺入される。このボルトが締付けられることにより嵌合側コネクタが嵌合相手側のコネクタに嵌合される。
特開平９−１８０８１２号公報

ところが、前述したエンジンでは、樹脂材料からなる外側壁の強度は、金属からなるシリンダブロック本体やシリンダヘッドの強度に比べて低い。このため、ヘッドボルトを締付けてゆくと、外側壁が圧縮変形され、これに伴いシリンダヘッドにおけるシリンダの周辺部分が低くなるように撓み、シリンダ部とシリンダヘッドとの間の面圧が低下する。そして、この面圧が燃焼ガスをシールするために必要な値よりも低くなると、シールを確実に行うことが困難となる。

こうした面圧の低下という不具合は、前述したエンジンに限らず、金属等の強度の高い材料からなる一対の部材間に樹脂部材を配置し、この樹脂部材を両部材に締結する構造を採った以下の場合にも同様にして起こり得る。すなわち、基部上に突部を有する第１部材と、突部の先端面に当接される第２部材と、基部及び第２部材間に配置される樹脂部材とを備え、その樹脂部材を第１及び第２部材に締結する場合である。

なお、特許文献１で袋ナットを金属インサートとして用いているのは、仮に嵌合相手側のコネクタにねじ穴を直接設けると、ボルトの締付けによりねじ穴が破壊されるおそれがあることから、専らこれを防ぐためである。特許文献１では、上述した一対の部材間に配置された樹脂部材を締結する場面に適用することまで想定されていない。従って、こうした想定外の場面に適用されると、樹脂部材のねじ穴の破壊を防ぐことはできるものの、ボルトの締付けに伴う圧縮により樹脂部材が変形して面圧が低下するのを抑制する効果は得られない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂部材の変形に起因する２部材間での面圧低下を抑制することのできる樹脂部材の締結構造及びそれを用いたエンジンを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、基部上に突部を有する第１部材と、前記突部の先端面に直接又は間接的に当接される第２部材と、前記基部及び前記第２部材間に配置され、かつそれらの第１及び第２部材よりも強度の低い樹脂材料又は樹脂複合材料にて形成された樹脂部材とを備え、その樹脂部材を前記基部及び前記第２部材に締結する締結構造であって、内周面の少なくとも両端部に雌ねじを有し、その両端部を前記樹脂部材の前記基部及び前記第２部材との当接面にそれぞれ開放させた状態で同樹脂部材内に埋設される金属インサートと、前記基部に対し前記樹脂部材とは反対側から挿通されて、前記金属インサートの一端部から螺入される第１ねじ部材と、前記第２部材に対し前記樹脂部材とは反対側から挿通されて、前記金属インサートの他端部から螺入される第２ねじ部材とを備えるものであるとする。

ここで、第１部材及び第２部材としては、例えば請求項２に記載の発明によるように、金属材料により形成したものを用いることができる。
上記請求項１及び２に記載の発明の構成によると、樹脂部材を第１及び第２部材に締結する際には、基部及び第２部材間に樹脂部材を配置する。この樹脂部材では、金属インサートが埋設されていて、その金属インサートの両端部が、樹脂部材の基部及び第２部材との当接面において開放されている。次に、基部に対し樹脂部材とは反対側から第１ねじ部材を挿通し、その第１ねじ部材を金属インサートの一端部から螺入させる。この第１ねじ部材を締付けると、金属インサート及び基部が相互に圧接されて、金属インサート及び樹脂部材には基部側に引張られる力が作用する一方で、その反作用として基部には金属インサート及び樹脂部材側に引張られる力が作用する。

また、第２部材に対し樹脂部材とは反対側から第２ねじ部材を挿通し、その第２ねじ部材を金属インサートの他端部から螺入させる。この第２ねじ部材を締付けると、金属インサート及び第２部材が相互に圧接されて、金属インサート及び樹脂部材には第２部材側に引張られる力が作用する一方で、その反作用として第２部材には金属インサート及び樹脂部材側に引張られる力が作用する。

ところで、第１及び第２ねじ部材の螺入の対象となる雌ねじは、樹脂部材ではなく金属インサートに設けられている。この金属インサートは金属製の管からなり樹脂部材よりも高い強度を有している。このため、第１及び第２ねじ部材の締付けによる引張り力が作用した場合には、樹脂部材に直接雌ねじが形成されている場合に比べ、雌ねじを含めて金属インサートが変形しにくい。これに伴い、第２部材の樹脂部材側への撓み量が少なくなり、その撓みに起因する突部及び第２部材間の面圧低下が抑制される。

特に、第１ねじ部材の締付けにより金属インサート及び樹脂部材に加わる引張り力の向きは、第２ねじ部材の締付けにより金属インサート及び樹脂部材に加わる引張り力の向きとは逆である。従って、これらの引張り力は互いに打消すように作用し、結果として金属インサート及び樹脂部材の内部で発生する応力は小さくなる。このため、両ねじ部材の締付けによる金属インサート及び樹脂部材の変形はより一層起こりにくくなる。

このように、請求項１及び２に記載の発明によれば、樹脂部材の変形に起因する面圧の低下を抑制することができる。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記金属インサートは貫通孔を有する金属製の管により形成されており、前記雌ねじは前記金属インサートの内周面に同金属インサートの全長にわたって形成されているとする。

上記の構成によると、金属インサートは貫通孔を有する管により構成されていて、内部で仕切られていない。このため、雌ねじ形成のために金属インサートの内周面を切削する際には切粉が発生するが、金属インサートの一端部から圧縮空気を吹付ける等することで他端部から簡単に排出させることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記樹脂部材の前記第１部材に対する第１位置決め部、及び前記樹脂部材の前記第２部材に対する第２位置決め部の少なくとも一方をさらに備えるものであるとする。

上記の構成によると、樹脂部材の第１及び第２部材への締結に先立ち、第１位置決め部により樹脂部材の第１部材に対する位置決めを行い、同樹脂部材を第１部材に迅速にかつ正確に組合わせることができる。また、第２位置決め部により樹脂部材の第２部材に対する位置決めを行い、同樹脂部材を第２部材に迅速かつ正確に組合わせることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記第１位置決め部は、前記基部の前記樹脂部材側の面に設けられた第１凹部と、前記樹脂部材の前記基部側の面に設けられて前記第１凹部に嵌合される第１突部とを備えるものであるとする。

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記基部には、前記第１ねじ部材が挿通される第１ねじ挿通孔が設けられており、前記第１凹部は前記第１ねじ挿通孔の前記樹脂部材側端部に設けられ、前記第１突部は管状をなし、かつ前記金属インサートの前記基部側端部に設けられているとする。

上記請求項５に記載の発明の構成によると、樹脂部材の第１部材に対する位置決めを行う場合には、樹脂部材の基部側の面に設けられた第１突部を、基部の樹脂部材側の面に設けられた第１凹部に嵌合させる。特に、請求項６に記載の発明では、金属インサートの基部側端部に設けられた管状の第１突部を、第１ねじ挿通孔の樹脂部材側端部に設けられた第１凹部に嵌合させる。こうした簡単な作業を行うだけで、樹脂部材を第１部材に迅速かつ正確に組合わせることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記第２位置決め部は、前記第２部材の前記樹脂部材側の面に設けられた第２凹部と、前記樹脂部材の前記第２部材側の面に設けられて前記第２凹部に嵌合される第２突部とを備えるものであるとする。

また、請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記第２部材には、前記第２ねじ部材が挿通される第２ねじ挿通孔が設けられており、前記第２凹部は前記第２ねじ挿通孔の前記樹脂部材側端部に設けられ、前記第２突部は管状をなし、かつ前記金属インサートの前記第２部材側端部に設けられているとする。

上記請求項７に記載の発明の構成によると、樹脂部材の第２部材に対する位置決めを行う場合には、樹脂部材の第２部材側の面に設けられた第２突部を、第２部材の樹脂部材側の面に設けられた第２凹部に嵌合させる。特に、請求項８に記載の発明では、金属インサートの第２部材側端部に設けられた管状の第２突部を、第２ねじ挿通孔の樹脂部材側端部に設けられた第２凹部に嵌合させる。こうした簡単な作業を行うだけで、樹脂部材を第２部材に迅速かつ正確に組合わせることができる。

請求項９に記載の発明では、載置面を有するスカート部、及び少なくとも一部が前記スカート部の載置面から突出するシリンダ部を有するシリンダブロック本体と、前記シリンダ部の先端面に直接又は間接的に当接した状態で配置されるシリンダヘッドと、前記スカート部及び前記シリンダヘッド間に配置されて、ウォータジャケットとする部位を囲む外側壁とを備えるエンジンであり、前記スカート部を前記基部とし、前記シリンダ部を前記突部とし、前記シリンダブロック本体を前記第１部材とするとともに、前記シリンダヘッドを前記第２部材とし、さらに前記外側壁を前記樹脂部材とし、請求項１〜８のいずれか１つに記載の樹脂部材の締結構造を用いて前記外側壁を前記シリンダブロック本体及び前記シリンダヘッドに締結するものであるとする。

上記構成によると、外側壁をスカート部及びシリンダヘッドに締結する際には、スカート部及びシリンダヘッド間であって、シリンダ部の回りに外側壁を配置する。次に、スカート部に対し外側壁とは反対側から第１ねじ部材を挿通し、その第１ねじ部材を金属インサートの一端部から螺入させる。この第１ねじ部材を締付けると、金属インサート及びスカート部が相互に圧接されて、金属インサート及び外側壁にはスカート部側に引張られる力が作用する一方で、その反作用としてスカート部には金属インサート及び外側壁側に引張られる力が作用する。

また、シリンダヘッドに対し外側壁とは反対側から第２ねじ部材を挿通し、その第２ねじ部材を金属インサートの他端部から螺入させる。この第２ねじ部材を締付けると、金属インサート及びシリンダヘッドが相互に圧接されて、金属インサート及び外側壁にはシリンダヘッド側に引張られる力が作用する一方で、その反作用としてシリンダヘッドには金属インサート及び外側壁側に引張られる力が作用する。

ところで、第１及び第２ねじ部材の螺入の対象となる雌ねじは、外側壁よりも強度の高い金属製の管からなる金属インサートに設けられている。このため、第１及び第２ねじ部材の締付けによる引張り力が作用しても金属インサートは変形しにくい。従って、シリンダヘッドにおいてシリンダ部の周辺部分は外側壁側へ撓みにくく、シリンダ部及びシリンダヘッド間の面圧が抑制される。

特に、第１ねじ部材の締付けにより金属インサート及び外側壁に加わる引張り力の向きは、第２ねじ部材の締付けにより金属インサート及び外側壁に加わる引張り力の向きとは逆である。従って、これらの引張り力は互いに打消すように作用し、結果として金属インサート及び外側壁の内部で発生する応力は小さくなる。このため、第１及び第２ねじ部材の締付けによる金属インサート及び外側壁の変形はより一層起こりにくくなる。

このように、請求項９に記載の発明によれば、外側壁の変形に起因するシリンダヘッド及びシリンダ部間の面圧の低下を抑制することができる。

以下、本発明の樹脂部材の締結構造を、複数のシリンダの周囲にウォータジャケットを有するエンジンに具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、エンジンはシリンダブロック１１と、その上にガスケット１２を介して配置されるシリンダヘッド１３とを備えている。図２に示すように、シリンダブロック１１は、シリンダブロック本体１４及び外側壁１５を備えて構成されている。

シリンダブロック本体１４はシリンダブロック１１の多くの部分を占めるものであり、下部に位置するスカート部１６と、列をなすように配置され、かつ各々の少なくとも一部（上部）がスカート部１６から上方へ突出する複数のシリンダ部１７とを備えている。これらのスカート部１６及びシリンダ部１７の大部分は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の比重が小さく、強度の高い金属材料を用い、ダイカスト、中圧鋳造、低圧鋳造等の鋳造法によって一体に形成されている。ここで、シリンダブロック本体１４は第１部材に相当し、シリンダヘッド１３は第２部材に相当する。また、外側壁１５は樹脂部材に相当し、スカート部１６は基部に相当し、シリンダ部１７は突部に相当する。

図６に示すように、シリンダブロック本体１４には、エンジンの出力軸であり、かつ複数のクランクジャーナル１８を有するクランクシャフト１９が配置されている。クランクシャフト１９の下側であって、クランクジャーナル１８に対応する箇所にはそれぞれクランクキャップ２１が配置されている。そして、シリンダブロック本体１４の下端部及びクランクキャップ２１にそれぞれ取付けられた滑り軸受２２，２３を通じてクランクジャーナル１８がシリンダブロック本体１４及びクランクキャップ２１に回転自在に支持されている。

図４に示すように、各シリンダ部１７には、上下両端が開放された円筒状のシリンダライナ２４が鋳込まれている。各シリンダライナ２４は、鋳鉄等の耐摩耗性に優れた金属材料によって形成されている。各シリンダライナ２４がシリンダ部１７内に鋳込まれた状態では、各シリンダライナ２４の内部空間は、ピストンリングの装着されたピストン（図示略）を往復動可能に収容するためのシリンダボア２５を構成する。各シリンダボア２５においてピストンよりも上側の空間は、燃料及び空気の混合気を燃焼するための燃焼室（図示略）の一部を構成する。

スカート部１６の上面であって全てのシリンダ部１７を囲む箇所には、各シリンダ部１７の中心軸Ｌに直交する載置面２６が形成されている。
図２に示すように、外側壁１５はウォータジャケットとする部位２７を囲むものであり（図６〜図８参照）、シリンダ部１７の配列方向に細長い略四角環状をなしている。外側壁１５の下面１５ａ及び上面１５ｂは、いずれも各シリンダ部１７の中心軸Ｌに直交するように形成されている。こうした外側壁１５は、その全体が樹脂材料又は樹脂複合材料によって形成されている。樹脂複合材料としては、例えばガラス繊維、カーボン繊維等による繊維強化樹脂が挙げられる。そして、載置面２６に当接した状態で外側壁１５がスカート部１６上に載置されている。

さらに、外側壁１５上及びシリンダ部１７上にはガスケット１２を介してシリンダヘッド１３が配置される。従って、シリンダブロック本体１４、外側壁１５、ガスケット１２及びシリンダヘッド１３を上記のように配置した状態では、外側壁１５がスカート部１６及びシリンダヘッド１３（ガスケット１２）によって挟み込まれる。

この外側壁１５をシリンダブロック本体１４及びシリンダヘッド１３に締結するために次の構造が採用されている。外側壁１５において、各シリンダ部１７の周囲の複数箇所（図２及び図３では１つのシリンダ部１７に対し４箇所）には、金属製の管からなる金属インサート２８がそれぞれシリンダ部１７の中心軸Ｌに平行に埋設されている。図５に示すように、各金属インサート２８の内部は貫通孔となっており、途中で仕切られていない。各金属インサート２８の上下両端部は、外側壁１５の上面１５ｂ及び下面１５ａにおいてそれぞれ開放されている。ここで、上面１５ｂは外側壁１５のシリンダヘッド１３（ガスケット１２）との当接面に相当し、下面１５ａは外側壁１５のスカート部１６との当接面に相当する。各金属インサート２８の内周面には、その金属インサート２８の略全長にわたって雌ねじ２９が形成されている。

図６〜図８に示すように、シリンダブロック本体１４及びクランクキャップ２１において金属インサート２８に対応する箇所には、第１ねじ部材としての第１ボルト３１が下方から挿通される第１ねじ挿通孔３２がそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド１３及びガスケット１２において各金属インサート２８に対応する箇所には、第２ねじ部材としての第２ボルト３３が上方から挿通される第２ねじ挿通孔３４がそれぞれ設けられている（ガスケット１２の第２ねじ挿通孔３４については図２参照）。

さらに、図８及び図９に示すように、外側壁１５のシリンダブロック本体１４に対する第１位置決め部Ｐ１、及び外側壁１５のシリンダヘッド１３に対する第２位置決め部Ｐ２がそれぞれ２箇所以上設けられている。各第１位置決め部Ｐ１は、スカート部１６の外側壁１５側の面（載置面２６）に設けられた第１凹部３５と、外側壁１５のスカート部１６側の面（下面１５ａ）に設けられて第１凹部３５に嵌合される第１突部３６とを備える。本実施形態では、第１凹部３５は、第１ねじ挿通孔３２の外側壁１５側端部（上端部）に設けられている。第１凹部３５は第１ねじ挿通孔３２と同軸上に設けられ、かつその第１ねじ挿通孔３２よりも大径状をなす凹所により構成されている。また、第１突部３６は金属インサート２８のスカート部１６側端部（下端部）に対し圧入等の方法により取付けられた円管材により構成されている。

一方、各第２位置決め部Ｐ２は、シリンダヘッド１３の外側壁１５側の面（下面）に設けられた第２凹部３７と、外側壁１５のガスケット１２及びシリンダヘッド１３側の面（上面１５ｂ）に設けられてガスケット１２を通じて第２凹部３７に嵌合される第２突部３８とを備える。本実施形態では、第２凹部３７は第２ねじ挿通孔３４の外側壁１５側端部（下端部）に設けられている。第２凹部３７は第２ねじ挿通孔３４と同軸上に設けられ、かつその第２ねじ挿通孔３４よりも大径状をなす凹所により構成されている。また、第２突部３８は金属インサート２８のシリンダヘッド１３側端部（上端部）に圧入等の方法により取付けられた円管材により構成されている。

上記の締結構造を用いて外側壁１５をシリンダブロック本体１４及びシリンダヘッド１３に締結する際には、まず、図３に示すようにシリンダブロック本体１４の載置面２６上に外側壁１５を載置する。この際、各第１位置決め部Ｐ１における第１突部３６を対応する第１凹部３５に嵌合させる（図８参照）。全ての第１位置決め部Ｐ１についてこの作業を行い、外側壁１５をスカート部１６の載置面２６に当接させると、外側壁１５がスカート部１６の所定位置に正確に配置される。この状態では、第１ねじ挿通孔３２が金属インサート２８と同一直線上に位置する。また、図３に示すように外側壁１５がシリンダ部１７を取り囲み、シリンダ部１７及び外側壁１５間に、ウォータジャケットとする部位（空間）２７が形成される。

次に、全てのシリンダ部１７及び外側壁１５上に図２に示すガスケット１２及びシリンダブロック１１を順に載置する。この際、ガスケット１２及びシリンダヘッド１３の外側壁１５に対する位置決めを行う場合には、図８に示すように各第２位置決め部Ｐ２における第２突部３８を対応するガスケット１２の第２ねじ挿通孔３４を通じて第２凹部３７に嵌合させる。全ての第２位置決め部Ｐ２についてこの作業を行い、ガスケット１２を介してシリンダヘッド１３を全てのシリンダ部１７及び外側壁１５に間接的に当接させると、ガスケット１２及びシリンダヘッド１３が外側壁１５の所定箇所に正確に配置される。この状態では、第２ねじ挿通孔３４が金属インサート２８と同一直線上に位置する。また、ウォータジャケットとする部位２７がガスケット１２及びシリンダヘッド１３によって上方から閉鎖される。

続いて、図６に示すようにシリンダブロック１１の下方からクランクキャップ２１、シリンダブロック本体１４等に設けられた第１ねじ挿通孔３２を通じて第１ボルト３１を挿通し、この第１ボルト３１を金属インサート２８の下端部から螺入させる。この第１ボルト３１を締付けると、金属インサート２８及びスカート部１６が相互に圧接されて、金属インサート２８及び外側壁１５にはスカート部１６側（下側）に引張られる力が作用する一方で、その反作用としてスカート部１６には金属インサート２８及び外側壁１５側（上側）に引張られる力が作用する。

また、シリンダヘッド１３の上方から、そのシリンダヘッド１３、ガスケット１２等に設けられた第２ねじ挿通孔３４に第２ボルト３３を挿通し、その第２ボルト３３を金属インサート２８の上端部から螺入させる。この第２ボルト３３を締付けると、金属インサート２８及びシリンダヘッド１３がガスケット１２を介して相互に圧接されて、金属インサート２８及び外側壁１５にはシリンダヘッド１３側（上側）に引張られる力が作用する一方で、その反作用としてシリンダヘッド１３には金属インサート２８及び外側壁１５側（下側）に引張られる力が作用する。

ここで、第１及び第２ボルト３１，３３の螺入の対象となる雌ねじ２９は、外側壁１５自体ではなく金属インサート２８に設けられている。この金属インサート２８は金属製の管からなり樹脂材料又は樹脂複合材料によって形成された外側壁１５よりも高い強度を有している。このため、第１及び第２ボルト３１，３３の締付けによる引張り力が作用した場合、外側壁１５に雌ねじ２９が直接形成されている場合に比べ、雌ねじ２９を含めて金属インサート２８は変形しにくい。これに伴い、シリンダヘッド１３におけるシリンダ部１７の周辺部分の外側壁１５側（下側）への撓み量が少なくなり、シリンダ部１７及びシリンダヘッド１３（ガスケット１２）間の面圧低下が抑制される。

特に、第１ボルト３１の締付けにより金属インサート２８及び外側壁１５に加わる引張り力の向き（下向き）は、第２ボルト３３の締付けにより金属インサート２８及び外側壁１５に加わる引張り力の向き（上向き）とは逆である。従って、これらの引張り力は互いに打消すように作用し、結果として金属インサート２８及び外側壁１５の内部で発生する応力は小さくなる。このため、第１及び第２ボルト３１，３３の締付けによる金属インサート２８及び外側壁１５の変形はより一層起こりにくくなる。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）内周面の少なくとも両端部に雌ねじ２９を有する金属インサート２８を、樹脂材料又は樹脂複合材料からなる外側壁１５に埋設し、その金属インサート２８の上下両端部を、外側壁１５の上面１５ｂ及び下面１５ａにそれぞれ開放させている。そして、シリンダブロック本体１４の下方からクランクキャップ２１及びスカート部１６に挿通させた第１ボルト３１を金属インサート２８の下端部から螺入させるとともに、シリンダヘッド１３の上方からそのシリンダヘッド１３及びガスケット１２に挿通させた第２ボルト３３を金属インサート２８の上端部から螺入させるようにしている。

このため、シリンダヘッド及び外側壁に挿通されたヘッドボルトをシリンダブロック本体のねじ穴に螺入させた場合や、シリンダヘッド（又はシリンダブロック本体）に挿通されたボルトを外側壁に埋設された袋ナットに螺入させたりした場合とは異なり、金属インサート２８及び外側壁１５の変形を起こりにくくすることができる。その結果、外側壁１５が圧縮変形してシリンダヘッド１３の周辺部が下方へ撓むのを抑制することができる。その結果、シリンダ部１７及び外側壁１５と、シリンダヘッド１３（ガスケット１２）との間の面圧の低下を抑制することができる。

（２）金属インサート２８を金属製の円管によって形成し、その内周面に金属インサート２８の全長にわたって雌ねじ２９を形成している。この金属インサート２８は貫通孔を有しており、内部で仕切られていない。このため、雌ねじ２９の形成のために金属インサート２８の内周面を切削する際には切粉が発生するが、金属インサート２８の一端部から圧縮空気を吹付ける等して他端部から簡単に排出させることができる。

（３）第１位置決め部Ｐ１を、スカート部１６の上面（載置面２６）に設けられた第１凹部３５と、外側壁１５の下面１５ａに設けられた第１突部３６とによって構成している。特に、第１凹部３５を、第１ねじ挿通孔３２の上端部に設けられ、かつ同第１ねじ挿通孔３２よりも大径状をなす凹所によって構成し、第１突部３６を、金属インサート２８の下端部に取付けられた管材により構成している。このため、第１突部３６を第１凹部３５に嵌合させるという簡単な作業を行うだけで、外側壁１５をシリンダブロック本体１４に迅速かつ正確に位置決めした状態で組合わせることができる。

（４）第２位置決め部Ｐ２を、シリンダヘッド１３の下面に設けられた第２凹部３７と、外側壁１５の上面１５ｂに設けられた第２突部３８とによって構成している。特に、第２凹部３７を、第２ねじ挿通孔３４の下端部に設けられ、かつ同第２ねじ挿通孔３４よりも大径状をなす凹所によって構成し、第２突部３８を、金属インサート２８の上端部に取付けられた管材により構成している。このため、第２突部３８を第２凹部３７に嵌合させるという簡単な作業を行うだけで、外側壁１５をシリンダヘッド１３に迅速かつ正確に位置決めした状態で組合わせることができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・金属インサート２８の雌ねじ２９は、その金属インサート２８の内周面の少なくとも両端部に形成されていればよい。従って、雌ねじ２９は必ずしも金属インサート２８の全長にわたって形成されなくてもよく、例えば長さ方向中間部分に雌ねじのない箇所を設けてもよい。

・前記実施形態では、貫通孔を有する管材の内周面に雌ねじ２９を形成することで金属インサート２８としたが、内部空間が隔壁により上下２つの空間に仕切られた管材の内周面に雌ねじ２９を形成することで金属インサート２８としてもよい。この金属インサート２８をシリンダブロック１１の外側壁１５に埋設した場合、次の効果も期待できる。シリンダブロック本体１４の下側には通常オイルパンが取付けられ、このオイルパン内のオイルがエンジンの作動に伴い飛散する。そして、この飛散したオイルが表面張力により第１ねじ挿通孔３２と第１ボルト３１との隙間を通って上昇するおそれがある。しかし、その上昇は金属インサート２８の隔壁で遮断される。従って、この上昇するオイルが金属インサート２８内を通ってガスケット１２やシリンダヘッド１３に到達するのを阻止することができる。

・スカート部１６の上面（載置面２６）及び外側壁１５の下面１５ａであって、金属インサート２８が設けられた箇所とは異なる箇所に第１位置決め部Ｐ１を設けてもよい。この場合、例えば載置面２６及び下面１５ａの一方にノックピンを突出して設け、他方にノックピンを挿入するための位置決め穴を設けてもよい。

また、シリンダヘッド１３の下面及び外側壁１５の上面１５ｂであって、金属インサート２８が設けられた箇所とは異なる箇所に、前記と同様、ノックピン、位置決め穴等からなる第２位置決め部Ｐ２を設けてもよい。

・外側壁１５及びスカート部１６との間のシール性を確保するために、外側壁１５の締結前に、それらの外側壁１５の下面１５ａ及びスカート部１６の載置面２６の一方又は両方に、シリコン系シール材等の液体シール材を予め塗布しておいてもよい。

・前記実施形態とは異なる箇所の金属インサート２８に第１突部３６及び第２突部３８を取付けてもよい。この変更に係る態様の中には、第１及び第２突部３６，３８の取付け対象となる金属インサート２８が互いに異なる場合も含まれる。

・第１突部３６を金属インサート２８の下端部に代えて、スカート部１６における第１ねじ挿通孔３２の上端部に設けてもよい。この場合、第１凹部３５を金属インサート２８の下端部に設ける。

同様に、第２突部３８を金属インサート２８の上端部に代えて、シリンダヘッド１３における第２ねじ挿通孔３４の下端部に設けてもよい。この場合、第２凹部３７を金属インサート２８の上端部に設ける。

・第１突部３６及び第２突部３８の少なくとも一方を金属インサート２８と一体形成してもよい。
・第１位置決め部Ｐ１及び第２位置決め部Ｐ２の一方又は両方を省略してもよい。

・本発明の締結構造は、ガスケットを介さず、シリンダヘッドをシリンダ部の先端面に直接当接させた状態で配置するようにしたエンジンにも適用可能である。
・本発明は、前述した外側壁１５をスカート部１６及びシリンダヘッド１３に締結する構造以外の締結構造にも適用することができる。適用の対象となるのは、基部上に突部を有する第１部材と、突部の先端面に当接される第２部材と、基部及び第２部材間に配置される樹脂部材とを備え、その樹脂部材を基部及び第２部材に締結する締結構造である。

本発明を具体化した一実施形態について、外側壁をシリンダブロック本体及びシリンダヘッドに締結した状態を示す斜視図。 外側壁をシリンダブロック本体及びシリンダヘッドに締結する前の状態を示す分解斜視図。 シリンダブロック本体のスカート部上に外側壁を配置した状態を示す斜視図。 シリンダブロック本体の部分破断斜視図。 外側壁の部分破断斜視図。 図１を隣接するシリンダ部間で切断した状態を示す部分破断斜視図。 図６におけるＡ部を拡大して示す部分破断斜視図。 図６におけるＢ部（ただし、第１及び第２ボルトを除く）を拡大して示す部分破断斜視図。 金属インサートの部分破断斜視図。

符号の説明

１３…シリンダヘッド（第２部材）、１４…シリンダブロック本体（第１部材）、１５…外側壁、１５ａ…下面（第１部材との当接面）、１５ｂ…上面（第２部材との当接面）、１６…スカート部（基部）、１７…シリンダ部（突部）、２６…載置面、２７…ウォータジャケットとする部位、２８…金属インサート、２９…雌ねじ、３１…第１ボルト（第１ねじ部材）、３２…第１ねじ挿通孔、３３…第２ボルト（第２ねじ部材）、３４…第２ねじ挿通孔、３５…第１凹部、３６…第１突部、３７…第２凹部、３８…第２突部、Ｐ１…第１位置決め部、Ｐ２…第２位置決め部。

Claims (9)

1. 基部上に突部を有する第１部材と、前記突部の先端面に直接又は間接的に当接される第２部材と、前記基部及び前記第２部材間に配置され、かつそれらの第１及び第２部材よりも強度の低い樹脂材料又は樹脂複合材料にて形成された樹脂部材とを備え、その樹脂部材を前記基部及び前記第２部材に締結する締結構造であって、
   内周面の少なくとも両端部に雌ねじを有し、その両端部を前記樹脂部材の前記基部及び前記第２部材との当接面にそれぞれ開放させた状態で同樹脂部材内に埋設される金属インサートと、
   前記基部に対し前記樹脂部材とは反対側から挿通されて、前記金属インサートの一端部から螺入される第１ねじ部材と、
   前記第２部材に対し前記樹脂部材とは反対側から挿通されて、前記金属インサートの他端部から螺入される第２ねじ部材と
   を備えることを特徴とする樹脂部材の締結構造。
2. 前記第１及び第２部材は金属材料により形成されている請求項１に記載の樹脂部材の締結構造。
3. 前記金属インサートは貫通孔を有する金属製の管により形成されており、前記雌ねじは前記金属インサートの内周面に同金属インサートの全長にわたって形成されている請求項１又は２に記載の樹脂部材の締結構造。
4. 前記樹脂部材の前記第１部材に対する第１位置決め部、及び前記樹脂部材の前記第２部材に対する第２位置決め部の少なくとも一方をさらに備える請求項１〜３のいずれか１つに記載の樹脂部材の締結構造。
5. 前記第１位置決め部は、前記基部の前記樹脂部材側の面に設けられた第１凹部と、前記樹脂部材の前記基部側の面に設けられて前記第１凹部に嵌合される第１突部とを備える請求項４に記載の樹脂部材の締結構造。
6. 前記基部には、前記第１ねじ部材が挿通される第１ねじ挿通孔が設けられており、
   前記第１凹部は前記第１ねじ挿通孔の前記樹脂部材側端部に設けられ、前記第１突部は管状をなし、かつ前記金属インサートの前記基部側端部に設けられている請求項５に記載の樹脂部材の締結構造。
7. 前記第２位置決め部は、前記第２部材の前記樹脂部材側の面に設けられた第２凹部と、前記樹脂部材の前記第２部材側の面に設けられて前記第２凹部に嵌合される第２突部とを備える請求項４に記載の樹脂部材の締結構造。
8. 前記第２部材には、前記第２ねじ部材が挿通される第２ねじ挿通孔が設けられており、
   前記第２凹部は前記第２ねじ挿通孔の前記樹脂部材側端部に設けられ、前記第２突部は管状をなし、かつ前記金属インサートの前記第２部材側端部に設けられている請求項７に記載の樹脂部材の締結構造。
9. 載置面を有するスカート部、及び少なくとも一部が前記スカート部の載置面から突出するシリンダ部を有するシリンダブロック本体と、
   前記シリンダ部の先端面に直接又は間接的に当接した状態で配置されるシリンダヘッドと、
   前記スカート部及び前記シリンダヘッド間に配置されて、ウォータジャケットとする部位を囲む外側壁と
   を備えるエンジンであり、
   前記スカート部を前記基部とし、前記シリンダ部を前記突部とし、前記シリンダブロック本体を前記第１部材とするとともに、前記シリンダヘッドを前記第２部材とし、さらに前記外側壁を前記樹脂部材とし、請求項１〜８のいずれか１つに記載の樹脂部材の締結構造を用いて前記外側壁を前記シリンダブロック本体及び前記シリンダヘッドに締結することを特徴とするエンジン。

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