JP2018138773A - 車両用内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車用内燃機関のエンジンカバーにより覆われたプラグトップコイルの過熱を防止する。【解決手段】 プラグトップコイル１２を支持するヘッドカバー１１の上面がエンジンカバー２０で覆われており、ヘッドカバー１１の上面にプラグトップコイルカバー１７を固定することで、エンジンカバー２０およびプラグトップコイルカバー１７間に上側通路２２が形成されるとともに、ヘッドカバー１１およびプラグトップコイルカバー１７間に下側通路２１が形成される。下側通路２１はヘッドカバー１１に設けられた第１壁部１３ａ，１３ｂとプラグトップコイルカバー１７に設けられた第２壁部１７ｄ，１７ｅとにより構成されるラビリンス２３を備えるので、高温の空気はプラグトップコイル１２に臨む下側通路２１を流れ難くなり、プラグトップコイル１２から離れた上側通路２２を流れ易くなるため、高温の空気との接触によるプラグトップコイル１２の過熱が抑制される。【選択図】 図３

Description

本発明は、プラグトップコイルを支持するヘッドカバーの上面をエンジンカバーで覆った車両用内燃機関に関する。

自動車のエンジンルームに搭載された内燃機関のヘッドカバーの周辺には種々の配管や配線等が配置されるため、ボンネットフードを開いたときに見える内燃機関の美観が低下する問題がある。そこで内燃機関のヘッドカバーの上面に意匠を施したエンジンカバーを取り付けて配管や配線等を覆い隠すことで、内燃機関の外観をすっきりさせて美観を高めることが行われている。内燃機関のヘッドカバーには点火プラグに接続されたプラグトップコイルが支持されているため、ヘッドカバーに取り付けたエンジンカバーによりプラグトップコイルが覆われることになる。

ところで、エンジンカバーは内燃機関が発生する騒音を遮って車室に伝達しないようにする機能も有しているが、エンジンカバー自体が振動して騒音の原因とならないように、エンジンカバーはヘッドカバーにゴムブッシュを介して弾性支持されているため、エンジンカバーの外周とヘッドカバーとの間に隙間が発生することが避けられない。また内燃機関の周辺には排気管やターボチャージャのような高温の排気系部品が配置されるため、これらの排気系部品により加熱された高温の空気が前記隙間からエンジンカバーの内部に侵入すると、自己の発熱で高温になり易いプラグトップコイルが高温の空気に接触して更に加熱されてしまい、その耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。そこでエンジンカバーの先端を延ばして遮熱をしようとしても、エンジンカバーがリジッドに固定できないため、走行中にエンジンカバーが動いてしまい、熱の流入を防げないという問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動車用内燃機関のエンジンカバーにより覆われたプラグトップコイルの過熱を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、プラグトップコイルを支持するヘッドカバーの上面をエンジンカバーで覆った車両用内燃機関であって、前記ヘッドカバーの上面にプラグトップコイルカバーを固定することで、前記エンジンカバーおよび前記プラグトップコイルカバー間に上側通路が形成されるとともに、前記ヘッドカバーおよび前記プラグトップコイルカバー間に前記プラグトップコイルに臨む下側通路が形成され、前記下側通路は前記ヘッドカバーに設けられた第１壁部と前記プラグトップコイルカバーに設けられた第２壁部とにより構成されるラビリンスを備えることを特徴とする車両用内燃機関が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記内燃機関はシリンダ列線が車幅方向に沿うように横置きに搭載されて前記ヘッドカバーの前方側に排気系部品が配置されており、前記ラビリンスは前記プラグトップコイルよりも前方側に位置することを特徴とする車両用内燃機関が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記第１壁部は前記ヘッドカバーの上面に***するブリーザチャンバの壁部であり、前記第２壁部は前記第１壁部よりも外側に位置することを特徴とする車両用内燃機関が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項３の構成に加えて、前記プラグトップコイルカバーの後方端は、前記プラグトップコイルの上方において前記上側通路側に屈曲する屈曲部を備えることを特徴とする車両用内燃機関が提案される。

なお、実施の形態のブリーザチャンバ１３の上壁１３ａおよび前壁１３ｂは本発明の第１壁部に対応し、実施の形態のプラグトップコイルカバー１７の前壁１７ｄおよび上壁１７ｅは本発明の第２壁部に対応し、実施の形態のターボチャージャ２４は本発明の排気系部品に対応する。

請求項１の構成によれば、プラグトップコイルを支持するヘッドカバーの上面がエンジンカバーで覆われており、ヘッドカバーの上面にプラグトップコイルカバーを固定することで、エンジンカバーおよびプラグトップコイルカバー間に上側通路が形成されるとともに、ヘッドカバーおよびプラグトップコイルカバー間にプラグトップコイルに臨む下側通路が形成されるので、内燃機関の周辺の高温の空気がエンジンカバーの内部に侵入すると、その高温の空気は上側通路および下側通路を流れようとする。このとき、下側通路はヘッドカバーに設けられた第１壁部とプラグトップコイルカバーに設けられた第２壁部とにより構成されるラビリンスを備えるので、高温の空気はプラグトップコイルに臨む下側通路を流れ難くなり、プラグトップコイルから離れた上側通路を流れ易くなるため、高温の空気との接触によるプラグトップコイルの過熱が抑制される。しかもプラグトップコイルカバーはエンジンカバーとは別部材で構成され、かつエンジンカバーに固定されることなくヘッドカバーに固定されるので、既存のヘッドカバーおよび／またはエンジンカバーを設計変更せずにそのまま使用することが可能となり、ヘッドカバーおよび／またはエンジンカバーの製造コストの上昇およびエンジンカバーの美観の低下を回避することができる。

また請求項２の構成によれば、内燃機関はシリンダ列線が車幅方向に沿うように横置きに搭載されてヘッドカバーの前方側に排気系部品が配置されており、ラビリンスはプラグトップコイルよりも前方側に位置するので、高温の排気系部品により加熱された走行風をラビリンスで遮ってプラグトップコイルに届き難くすることで、ラビリンスによるプラグトップコイルの過熱防止効果を一層有効に発揮させることができる。

また請求項３の構成によれば、第１壁部はヘッドカバーの上面に***するブリーザチャンバの壁部であり、第２壁部は第１壁部よりも外側に位置するので、ヘッドカバーに既存のブリーザチャンバの第１壁部をそのまま利用してラビリンスを構成することが可能となり、ヘッドカバーにラビリンスを構成するための特別の壁部を設ける場合に比べて製造コストを削減することができる。

また請求項４の構成によれば、プラグトップコイルカバーの後方端は、プラグトップコイルの上方において上側通路側に屈曲する屈曲部を備えるので、その屈曲部でプラグトップコイルカバーの剛性および強度を高めることができるだけでなく、上側通路を前方から後方に流れる高温の走行風をプラグトップコイルカバーの屈曲部でプラグトップコイルから遠ざかる方向に偏向させることで、プラグトップコイルの温度上昇を一層確実に防止することができる。

内燃機関のヘッドカバーの上面図。 ヘッドカバー、プラグトップコイルカバーおよびエンジンカバーの分解斜視図。 図１の３−３線断面図。

以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自動車用の直列４気筒内燃機関は、４個のシリンダを結ぶシリンダ列線Ｌが車幅方向に沿うように、エンジンルームに横置きに搭載されており、その車体前方側にターボチャージャ２４のような排気系部品が配置され、その車体後方側に吸気マニホールド２５やスロットルバルブ２６のような吸気系部品が配置される。

ガラス繊維を含んだ合成樹脂製のヘッドカバー１１の上壁１１ａには、シリンダ列線Ｌに沿って４個のプラグトップコイル１２…が支持されており、これらのプラグトップコイル１２…はシリンダヘッドに設けられた４個の点火プラグ（不図示）にそれぞれ接続され、点火プラグの放電に必要な高電圧を発生する。

ヘッドカバー１１の内部にはプラグトップコイル１２…を前後から挟むように車幅方向に延びる前後のブリーザチャンバ１３，１４が形成されており、これらのブリーザチャンバ１３，１４の上壁１３ａ，１４ａはヘッドカバー１１の上壁１１ａから上方に一段高く***する。前側のブリーザチャンバ１３の右端に隣接する位置に、内燃機関の内部にオイルを注入するためのオイル注入口を閉塞するオイルフィラーキャップ１５が、ヘッドカバー１１の上壁１１ａから上方に突出するように設けられる。また前側のブリーザチャンバ１３の車幅方向中間部の後壁に隣接する位置から、オイルレベルゲージ１６の上端が上方に突出する。

ヘッドカバー１１の上方を覆うプラグトップコイルカバー１７は合成樹脂製の板状部材であり、その下面の４カ所に設けられたボス部１７ａ…を上から下に貫通する４本のボルト１８…，１９でヘッドカバー１１に締結される。プラグトップコイルカバー１７は後側の２個のボス部１７ａ，１７ａを除く大部分がシリンダ列線Ｌよりも前側に位置しており、特に♯１シリンダに対応する部分が前方に大きく張り出し、そこにオイルフィラーキャップ１５が嵌合する円形の開口１７ｂが形成されるとともに、この開口１７ｂに隣接する位置にオイルレベルゲージ１６の上端が嵌合する切欠き１７ｃが形成される。

ヘッドカバー１１およびプラグトップコイルカバー１７の上方を覆うエンジンカバー２０は、ヘッドカバー１１の平面形状よりも大きい合成樹脂製の板状部材であり、ヘッドカバー１１に対して弾性的にフローティング支持される。すなわち、プラグトップコイルカバー１７をヘッドカバー１１に締結する４本のボルト１８…，１９のうちの３本のボルト１８…の頭部からそれぞれピン１８ａ…が上向きに突出しており、これらのピン１８ａ…の先端がエンジンカバー２０の下面に設けた３個のゴムブッシュ（不図示）にそれぞれ嵌合し、かつシリンダヘッドに設けた１本のピン（不図示）が エンジンカバー２０の下面に突設したボス部２０ａの内部に設けた１個のゴムブッシュ（不図示）に嵌合することで、エンジンカバー２０はプラグトップコイルカバー１７にもヘッドカバー１１にも直接接触しないようにフローティング支持される。

エンジンカバー２０は、プラグトップコイルカバー１７の開口１７ｂに重なる円形の開口２０ｂと、プラグトップコイルカバー１７の切欠き１７ｃに重なる四角形の開口２０ｃとを備えており、円形の開口２０ｂからオイルフィラーキャップ１５が露出し、四角形の開口２０ｃからオイルレベレルゲージ１６が露出する。

エンジンカバー２０の上面には文字や図形で意匠が施されており、ヘッドカバー１１の周辺に配置された配管や配線等を覆い隠すことで、内燃機関の外観をすっきりさせて美観が高める機能を有するだけでなく、内燃機関が発生する騒音を遮って車室に伝達しないようにする機能も有している。仮にエンジンカバー２０がヘッドカバー１１に強固に締結されていると、エンジンカバー２０自体が膜面振動を起こして騒音を大きくする可能性があるが、それをゴムブッシュを介して弾性的に支持したことにより、エンジンカバー２０の膜面振動が防止される。

♯２〜♯４シリンダのプラグトップコイル１２…は前後のブリーザチャンバ１３，１４に挟まれた谷間に隠れるが、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の前方には前側のブリーザチャンバ１３の右端およびオイルフィラーキャップ１５に挟まれた空間αが形成され、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の後方には後側のブリーザチャンバ１４の右端よりも外側の空間βが形成される。

図３は、内燃機関のヘッドカバー１１、プラグトップコイルカバー１７およびエンジンカバー２０を♯１シリンダのプラグトップコイル１２の近傍でシリンダ列線Ｌに対して直角に切断した断面図であり、図中左側が前方（排気側）であり、図中右側が後方（吸気側）である。

上述のようにしてフローティング支持されたエンジンカバー２０はゴムブッシュの弾性変形によりヘッドカバー１１に対して僅かに相対移動するが、その際にヘッドカバー１１に接触しないようにエンジンカバー２０の外周部とヘッドカバー１１との間には隙間が形成される。またヘッドカバー１１およびプラグトップコイルカバー１７間には下側通路２１を構成する隙間が形成され、かつプラグトップコイルカバー１７およびエンジンカバー２０間には上側通路２２を構成する隙間が形成されており、車両が図中左側に前進走行したときに、ターボチャージャ２４等の排気系部品に接触して高温になった走行風がヘッドカバー１１およびエンジンカバー２０間の隙間をから下側通路２１および上側通路２２に流入する。

このとき、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の前方には前側のブリーザチャンバ１３の右端およびオイルフィラーキャップ１５に挟まれた空間αが形成され、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の後方には後側のブリーザチャンバ１４の右端よりも外側の空間βが形成されるため（図１参照）、エンジンカバー２０のへ内部に流入して前記空間α，βを流れる高温の走行風により、♯１シリンダのプラグトップコイル１２が加熱されて♯２〜♯４シリンダのプラグトップコイル１２…よりも高温になり易くなる。

しかしながら、下側通路２１の入口端において、前側のブリーザチャンバ１３の上下方向に延びる前壁１３ｂおよび前後方向に延びる上壁１３ａに、プラグトップコイルカバー１７の前端の上下方向に延びる前壁１７ｄおよび前後方向に延びる上壁１７ｅが対向しており、そこに略直角に折れ曲がったラビリンス２３が構成されるため、高温の走行風はラビリンス２３に阻止されて下側通路２１を流れ難くなり（図３の矢印Ａ参照）、その大部分が上側通路２２を流れるため、下側通路２１に臨む♯１シリンダのプラグトップコイル１２に高温の走行風が接触し難くなり、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の過熱による耐久性の低下が回避される。

しかも♯１シリンダのプラグトップコイル１２の近傍において、プラグトップコイルカバー１７の上壁１７ｅの図中右端に下向きに折り曲げられた屈曲部１７ｆおよび上向きに折り曲げられた屈曲部１７ｇが形成されるので、これらの屈曲部１７ｆ，１７ｇによってプラグトップコイルカバー１７の剛性が高められるだけでなく、特に上向きに折り曲げられた屈曲部１７ｇによって上側通路２２を流れる高温の冷却風が♯１シリンダのプラグトップコイル１２から遠ざかる方向に偏向されることで（図３の矢印Ｂ参照）、その高温の冷却風が♯１シリンダのプラグトップコイル１２に一層接触し難くなり、♯１シリンダのプラグトップコイル１２の過熱が一層確実に回避される。

以上のように、本実施の形態によれば、ヘッドカバー１１およびエンジンカバー２０間に流入した高温の走行風が特定のプラグトップコイル１２，１２に当たって過熱が発生する虞がある場合であっても、ヘッドカバー１１およびエンジンカバー２０間に配置したプラグトップコイルカバー１７により形成されるラビリンス２３により、前記特定のプラグトップコイル１２…に高温の走行風が当たり難くすることで、全てのプラグトップコイル１２…の温度を均一化して耐久性を確保することができる。

特に、シリンダ列線Ｌが車幅方向に沿うように内燃機関を横置きし、その前面側に高温の排気系部品を配置した場合には、高温の排気系部品に接触して温度上昇した高温の走行風がヘッドカバー１１およびエンジンカバー２０間に流入してプラグトップコイル１２…を過熱させる可能性が高くなるが、このような場合にプラグトップコイルカバー１７のラビリンス２３をプラグトップコイル１２…の前方（走行風の流れ方向の上流側）に配置することで、ラビリンス２３による過熱防止効果が顕著に発揮される。

また既存のヘッドカバー１１やエンジンカバー２０の形状を変更してラビリンス２３を形成することも考えられるが、そのようにするとヘッドカバー１１やエンジンカバー２０の設計変更により製造コストが大幅に上昇する問題がある。それに対し、本実施の形態によれば、既存のヘッドカバー１１やエンジンカバー２０をそのまま使用しながら、新たなプラグトップコイルカバー１７を追加するだけでプラグトップコイル１２…の過熱を防止できるので、製造コストの上昇を最小限に抑えることができる。

具体的には、ヘッドカバー１１に既存のブリーザチャンバ１３の前壁１３ｂおよび上壁１３ａをそのまま利用し、その外側（前方および上方）にプラグトップコイルカバー１７の前壁１７ｄおよび上壁１７ｅを対向させてラビリンス２３を構成したので、ヘッドカバー１１の設計変更が不要になって製造コストの上昇が最小限に抑えられる。

またプラグトップコイルカバー１７をヘッドカバー１１側ではなく、エンジンカバー２０側に締結することも考えられるが、そのようにするとネジのような締結部材がエンジンカバー２０の表面に露出してしまい、エンジンカバー２０の意匠性が低下する問題がある。それに対し、本実施の形態によれば、プラグトップコイルカバー１７をヘッドカバー１１側に締結したことにより、エンジンカバー２０の意匠性が低下するのを回避することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の内燃機関は実施の形態の直列多気筒内燃機関に限定されず、Ｖ型多気筒内燃機関等の他種の内燃機関であっても良い。

また本発明における上側および下側とは、鉛直方向上側および下側ではなく、内燃機関のクランクシャフト側を基準にしてヘッドカバー１１側を上側とし、その逆側を下側として定義される。

１１ ヘッドカバー
１２ プラグトップコイル
１３ ブリーザチャンバ
１３ａ 上壁（第１壁部）
１３ｂ 前壁（第１壁部）
１７ プラグトップコイルカバー
１７ｄ 前壁（第２壁部）
１７ｅ 上壁（第２壁部）
１７ｇ 屈曲部
２０ エンジンカバー
２１ 下側通路
２２ 上側通路
２３ ラビリンス
２４ ターボチャージャ（排気系部品）
Ｌ シリンダ列線

Claims (4)

1. プラグトップコイル（１２）を支持するヘッドカバー（１１）の上面をエンジンカバー（２０）で覆った車両用内燃機関であって、
   前記ヘッドカバー（１１）の上面にプラグトップコイルカバー（１７）を固定することで、前記エンジンカバー（２０）および前記プラグトップコイルカバー（１７）間に上側通路（２２）が形成されるとともに、前記ヘッドカバー（１１）および前記プラグトップコイルカバー（１７）間に前記プラグトップコイル（１２）に臨む下側通路（２１）が形成され、前記下側通路（２１）は前記ヘッドカバー（１１）に設けられた第１壁部（１３ａ，１３ｂ）と前記プラグトップコイルカバー（１７）に設けられた第２壁部（１７ｄ，１７ｅ）とにより構成されるラビリンス（２３）を備えることを特徴とする車両用内燃機関。
2. 前記内燃機関はシリンダ列線（Ｌ）が車幅方向に沿うように横置きに搭載されて前記ヘッドカバー（１１）の前方側に排気系部品（２４）が配置されており、前記ラビリンス（２３）は前記プラグトップコイル（１２）よりも前方側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の車両用内燃機関。
3. 前記第１壁部（１３ａ，１３ｂ）は前記ヘッドカバー（１１）の上面に***するブリーザチャンバ（１３）の壁部であり、前記第２壁部（１７ｄ，１７ｅ）は前記第１壁部（１３ａ，１３ｂ）よりも外側に位置することを特徴とする、請求項２に記載の車両用内燃機関。
4. 前記プラグトップコイルカバー（１７）の後方端は、前記プラグトップコイル（１２）の上方において前記上側通路（２２）側に屈曲する屈曲部（１７ｇ）を備えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の車両用内燃機関。