JP2023101076A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関において、エンジンカバーの帯電を抑制する。【解決手段】 内燃機関１は、導電性のシリンダヘッド３と、シリンダヘッドに結合されたヘッドカバー５と、シリンダヘッドに結合された燃料ポンプ１１と、ヘッドカバー及び燃料ポンプに対向するように配置されたエンジンカバー３０とを有する。燃料ポンプは、シリンダヘッドに結合された導電性のポンプケース１２を有する。エンジンカバーは、ポンプケースに接触した遮音材３１を有する。ヘッドカバーとエンジンカバーとの間に、点火プラグ２１の外端及び点火プラグに電力を供給するワイヤハーネス２２が配置されてもよい。遮音材は、ウレタンフォームによって形成されてもよい。ヘッドカバーは、複数の係止凸部３５を有し、エンジンカバーは、遮音材に結合されると共に係止凸部に着脱可能に結合する複数の非導電性のグロメット３８を有してもよい。【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンカバーを備えた内燃機関に関する。

特許文献１は、ウレタンフォーム製のカバー本体と、ウレタン樹脂系塗料によってカバー本体の表面に形成された表皮層と、カバー本体に設けられ、ヘッドカバーに設けられた取付ピンに結合する取付部材とを有するエンジンカバーを開示している。取付部材は、熱可塑性ウレタンエラストマーによって形成されている。このようなエンジンカバーは、構造が簡素であるため、軽量化やコストダウンにおいて有利である。

国際公開第２０１４／０４２１５７号

しかし、ウレタンフォーム等の樹脂材料によって形成されたヘッドカバーは静電気を帯び易いという問題がある。特に、取付部材やヘッドカバーを絶縁性の材料によって形成した場合、静電気が逃げる経路がないため、エンジンカバーが一層帯電し易いという問題がある。また、エンジンカバーとヘッドカバーとの間には、点火プラグに電力を供給するためのハーネスが配置されるため、エンジンカバーに静電気が発生し易いという問題がある。静電気は、燃料噴射装置及び点火プラグに悪影響を与えることが知られている。

本発明は、以上の背景に鑑み、内燃機関において、エンジンカバーの帯電を抑制することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、内燃機関（１）であって、導電性のシリンダヘッド（３）と、前記シリンダヘッドに結合されたヘッドカバー（５）と、前記シリンダヘッドに結合された燃料ポンプ（１１）と、前記ヘッドカバー及び前記燃料ポンプに対向するように配置されたエンジンカバー（３０）とを有し、前記燃料ポンプは、前記シリンダヘッドに結合された導電性のポンプケース（１２）を有し、前記エンジンカバーは、前記ポンプケースに接触した遮音材（３１）を有する。

この態様によれば、エンジンカバーに発生する静電気はポンプケースを介してシリンダヘッドに流れるため、エンジンカバーの帯電を抑制することができる。

上記の態様において、前記ヘッドカバーと前記エンジンカバーとの間に、点火プラグ（２１）の外端及び前記点火プラグに電力を供給するワイヤハーネス（２２）が配置されてもよい。

この態様によれば、エンジンカバーは点火プラグ及びワイヤハーネスを外部から隠すことができる。エンジンカバーの近くにワイヤハーネス及び点火プラグが配置されても、エンジンカバーがポンプケースを介してシリンダヘッドに接続されているため、エンジンカバーの帯電が抑制される。

上記の態様において、前記遮音材は、ウレタンフォームによって形成されてもよい。

この態様によれば、遮音材の構造を簡素にすることができる。

上記の態様において、前記ヘッドカバーは、複数の係止凸部（３５）を有し、前記エンジンカバーは、前記遮音材に結合されると共に前記係止凸部に着脱可能に結合する複数の非導電性のグロメット（３８）を有してもよい。

この態様によれば、エンジンカバーのヘッドカバーへの取り付け作業を容易にすることができる。

上記の態様において、前記グロメットは、ゴムによって形成されてもよい。

この態様によれば、グロメットの構造を簡素にすることができる。

上記の態様において、前記ヘッドカバーは、ポリアミド合成樹脂によって形成されてもよい。

この態様によれば、エンジンカバーの帯電が抑制されているため、ヘッドカバーに比較的帯電し易い材料を使用することができる。

上記の態様において、前記燃料ポンプは、動弁機構を構成するカムシャフト（８）に連結されるポンプ駆動軸（１４）と、前記ポンプ駆動軸に対して直交する方向に延び、前記ポンプ駆動軸に設けられたカム（１５）によって往復動するプランジャ（１６）とを有し、前記ポンプケースは、前記ポンプ駆動軸を回転可能に支持すると共に、前記シリンダヘッドに結合された第１ケース（１８）と、前記第１ケースに結合されると共に、前記プランジャを往復動可能に支持する第２ケース（１９）とを有し、前記第２ケースは、前記第１ケースから前記エンジンカバー側に延び、前記遮音材は前記第２ケースに接触してもよい。また、前記第２ケースは、円筒形の外形を有し、前記遮音材は、前記第２ケースの外周面に当接してもよい。

この態様によれば、第２ケースが第１ケースからエンジンカバー側に延びているため、遮音材がポンプケースに容易に接触することができる。

上記の態様において、前記遮音材は、前記第２ケースの前記外周面の一部を受容する、円弧状断面の受容溝（５６）を有してもよい。

この態様によれば、遮音材と第２ケースとの接触が維持され易くなる。

上記の態様において、前記受容溝は、前記第２ケースの軸方向における端面（５７）に対向する端壁（５８）を有してもよい。

この態様によれば、第２ケースに対する遮音材の移動を抑制することができる。

以上の構成によれば、内燃機関において、エンジンカバーの帯電を抑制することができる。

実施形態に係る内燃機関の斜視図 内燃機関のヘッドカバー及び燃料ポンプを示す平面図 エンジンカバーの断面図（図２のIII－III断面図） 第１係止凸部の断面図 第２係止凸部の断面図

以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関について説明する。図１に示すように、内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に結合されたシリンダヘッド３と、シリンダブロック２の下部に結合されたオイルパン４と、シリンダヘッド３の上部に結合されたヘッドカバー５とを有する。

シリンダブロック２は、シリンダヘッド３に向けて開口した少なくとも１つのシリンダと、シリンダの下部に接続し、オイルパン４に向けて開口したクランクケースとを有する。シリンダには、ピストンが往復動可能に受容されている。クランクケースにはクランクシャフト７が回転可能に支持されている。ピストンは、コンロッドを介してクランクシャフト７に結合されている。クランクシャフト７の延在方向における一方側を第１側、他方側を第２側とする。本実施形態では、クランクシャフト７は左右方向に延在し、第１側が右側、第２側が左側に対応する。

シリンダヘッド３の下部には、シリンダに接続する燃焼室が形成されている。シリンダヘッド３には、燃焼室に接続する吸気ポート及び排気ポートが接続されている。本実施形態では、吸気ポートが燃焼室からシリンダヘッド３の後面に延び、排気ポートが燃焼室からシリンダヘッド３の前面に延びている。シリンダヘッド３とヘッドカバー５との間には動弁室が形成されている。動弁室には、吸気ポートに設けられた吸気バルブと排気ポートに設けられた排気バルブとを駆動する動弁機構が設けられている。動弁機構は、クランクシャフト７と平行に設けられた少なくとも１つのカムシャフト８を有する。カムシャフト８の第１側の端部は、タイミングチェーンによってクランクシャフト７の第１側の端部と連結されている。シリンダブロック２及びシリンダヘッド３の第１側の端部には、チェーンカバー９が取り付けられている。クランクシャフト７の第１側の端部、カムシャフト８の第１側の端部、及びタイミングチェーンは、チェーンカバー９に覆われている。

シリンダヘッド３は、導電性を有する金属によって形成されている。シリンダヘッド３は、例えばアルミニウム合金によって形成されている。ヘッドカバー５は、樹脂材料によって形成されているとよい。ヘッドカバー５は、非導電性の材料から形成されているとよい。ヘッドカバー５は、例えばポリアミド合成樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂材料によって形成されているとよい。シリンダヘッド３は、アース線によって車体フレーム又は車載バッテリのマイナス端子に接続されているとよい。

図１及び図２に示すように、シリンダヘッド３の第２側の端部には、燃料ポンプ１１が設けられている。燃料ポンプ１１は、燃料タンク内の燃料をインジェクタに圧送する。インジェクタは、燃焼室又は吸気ポートに向けて燃料を噴射する。燃料は、ガソリン、軽油等の公知の液体燃料であってよい。

燃料ポンプ１１は、シリンダヘッド３に結合された導電性のポンプケース１２を有する。ポンプケース１２は、導電性を有する金属によって形成されているとよい。ポンプケース１２は、例えばステンレスや鋳鉄等によって形成されているとよい。ポンプケース１２は、ボルト等の締結部材によってシリンダヘッド３に締結されているとよい。ポンプケース１２は、シリンダヘッド３と接触し、電気的に接続されている。他の実施形態では、ポンプケース１２の一部がシリンダヘッド３と一体に形成されてもよい。燃料ポンプ１１は、公知のプランジャポンプ（ピストンポンプ）であってよい。

図３に示すように、本実施形態では、燃料ポンプ１１は、カムシャフト８に連結されるポンプ駆動軸１４と、ポンプ駆動軸１４に対して直交する方向に延び、ポンプ駆動軸１４に設けられたカム１５によって往復動するプランジャ１６とを有する。ポンプケース１２は、ポンプ駆動軸１４を回転可能に支持すると共に、シリンダヘッド３に結合された第１ケース１８と、第１ケース１８に結合されると共に、プランジャ１６を往復動可能に支持する第２ケース１９とを有する。ポンプ駆動軸１４は、カムシャフト８と同軸に連結され、カムシャフト８と一体に回転する。ポンプ駆動軸１４は、カムシャフト８と一体に形成されてもよい。プランジャ１６の往復動によって燃料タンク内の燃料がインジェクタに圧送される。

第２ケース１９は、円筒形の外形を有する。第２ケース１９は、第１ケース１８から上方に延びているとよい。本実施形態では、第２ケース１９は、上方かつ後方に傾斜して延びている。第２ケース１９の上端部は、シリンダヘッド３の上端縁よりも上方に突出しているとよい。第１ケース１８及び第２ケース１９は、それぞれ導電性を有する金属によって形成され、互いに電気的に接続している。

ヘッドカバー５の上部には、少なくとも１つの点火プラグ２１の上端部が配置されている。点火プラグ２１は、上下に延び、燃焼室に配置された下端を有する。点火プラグ２１の上端部のそれぞれは、ワイヤハーネス２２と接続されている。ワイヤハーネス２２は、点火プラグ２１に電力を供給する。複数のワイヤハーネス２２の中間部は、ハーネスカバー２３に受容され、互いに束ねられている。ハーネスカバー２３は、ヘッドカバー５の上面に結合されている。ハーネスカバー２３は、例えば、それぞれの点火プラグ２１の後方を左右方向に延びると共に、左右の端部から前方に向けて延びているとよい。

図１に示すように、ヘッドカバー５の上方にはエンジンカバー３０が配置されている。エンジンカバー３０は、面が上下を向く板状に形成され、左右に延びている。エンジンカバー３０は、ヘッドカバー５及び燃料ポンプ１１に対向するように配置されている。エンジンカバー３０の第２側（左側）の端部は、シリンダヘッド３の左端よりも左方に突出し、燃料ポンプ１１の上方に配置されている。エンジンカバー３０の前後幅は、概ねヘッドカバー５の前後幅と同じ大きさに形成されている。エンジンカバー３０は、上方から見て略長方形に形成されているとよい。

図３に示すように、エンジンカバー３０は、遮音材３１を有する。遮音材３１は、ウレタンフォーム等の非導電性の材料によって形成されている。遮音材３１は、例えばポリエーテル系ポリウレタンの発泡材であるとよい。遮音材３１の外面には、表皮材が設けられてもよい。表皮材は、ウレタン樹脂等の樹脂材のフィルム又はシートによって形成されるとよい。

図２に示すように、ヘッドカバー５とエンジンカバー３０との間には、各点火プラグ２１、ワイヤハーネス２２、ハーネスカバー２３が配置されている。すなわち、エンジンカバー３０は、各点火プラグ２１、ワイヤハーネス２２、ハーネスカバー２３を上方から覆っている。

ヘッドカバー５は、複数の第１係止凸部３５を有する。第１係止凸部３５は、ヘッドカバー５の上面から上方に突出している。図４に示すように、第１係止凸部３５は、上方に延びる円筒部３６と、円筒部３６の外周面に設けられ、径方向外方に突出した係止部３７とを有する。エンジンカバー３０は、遮音材３１に結合されると共に第１係止凸部３５に着脱可能に結合する複数の第１グロメット３８を有する。第１グロメット３８は、第１係止凸部３５を受容する第１受容孔３９を有する。第１グロメット３８は、遮音材３１に埋め込まれているとよい。

ポンプケース１２は、少なくとも１つの第２係止凸部４１を有するとよい。第２係止凸部４１は、第１ケース１８の上面から上方に突出している。図５に示すように、第２係止凸部４１は、第１ケース１８に形成された雌ねじ孔４２に螺合するボルト部４３と、ボルト部４３の頭部４４から上方に延びる軸部４５と、軸部４５の先端に設けられた係止部４７とを有する。係止部４７は、球形に形成されているとよい。第２係止凸部４１は、金属又は樹脂材料によって形成されているとよい。エンジンカバー３０は、遮音材３１に結合されると共に第２係止凸部４１に着脱可能に結合する第２グロメット５１を有する。第２グロメット５１は、第２係止凸部４１の係止部４７を受容する第２受容孔５２を有する。第２グロメット５１は、遮音材３１に埋め込まれているとよい。

第２係止凸部４１のボルト部４３は、第１ケース１８に他の部材や装置を締結してもよい。本実施形態では、第２係止凸部４１のボルト部４３は、ワイヤハーネス２２を支持するためのハーネスホルダ４９を第１ケース１８に締結している。

第１グロメット３８及び第２グロメット５１は、可撓性を有する。第１グロメット３８及び第２グロメット５１は、非導電性の材料、具体的には遮音材３１よりも導電性が低い材料によって形成されている。第１グロメット３８及び第２グロメット５１は、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムやエラストマーによって形成されているとよい。

エンジンカバー３０の遮音材３１は、ポンプケース１２に接触している。遮音材３１は、ポンプケース１２の第２ケース１９の外周面に当接しているとよい。遮音材３１は、第２ケース１９の外周面の一部を受容する、円弧状断面の受容溝５６を有する。受容溝５６は、遮音材３１の下面に形成され、上方に向けて凹んでいる。受容溝５６は、第２ケース１９の軸方向における端面５７に対向する端壁５８を有する。

エンジンカバー３０の遮音材３１は、ヘッドカバー５に接触してもよい。エンジンカバー３０の遮音材３１は、ハーネスカバー２３に接触してもよい。

実施形態に係る内燃機関１によれば、エンジンカバー３０に発生する静電気はポンプケース１２を介してシリンダヘッド３に流れるため、エンジンカバー３０の帯電を抑制することができる。エンジンカバー３０は、点火プラグ２１及び点火プラグ２１に接続されたワイヤハーネス２２を覆い、点火プラグ２１及びワイヤハーネス２２を外部から隠すことができる。このように、エンジンカバー３０の近くに静電気を発生させ易いワイヤハーネス２２及び点火プラグ２１が配置されても、エンジンカバー３０がポンプケース１２を介してシリンダヘッド３に接続されているため、エンジンカバー３０の帯電が抑制される。

エンジンカバー３０が、ウレタンフォームの遮音材３１と、遮音材３１の表面に設けられた表皮材と、遮音材３１に設けられた第１グロメット３８及び第２グロメット５１とによって構成されるため、構造が簡素である。第１グロメット３８に第１係止凸部３５が挿入され、第２グロメット５１に第２係止凸部４１が挿入されることによってエンジンカバー３０がヘッドカバー５に取り付けられるため、エンジンカバー３０のヘッドカバー５への取り付け作業が容易である。

ポンプケース１２の第２ケース１９が第１ケース１８からエンジンカバー３０側に延びているため、遮音材３１がポンプケース１２に容易に接触することができる。また、遮音材３１が第２ケース１９を受容する受容溝５６を有するため、遮音材３１と第２ケース１９との接触が維持され易くなる。受容溝５６の端壁５８が第２ケース１９の端面５７に対向しているため、第２ケース１９に対する遮音材３１の移動を抑制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、ポンプケース１２の一部は、エンジンカバー３０の受容溝５６に嵌合してもよい。ポンプケース１２の一部がエンジンカバー３０の下面に形成された凹凸を係止することによって、ポンプケース１２に対するエンジンカバー３０の位置が定まるとよい。

１ ：内燃機関
３ ：シリンダヘッド
５ ：ヘッドカバー
１１ ：燃料ポンプ
１２ ：ポンプケース
１８ ：第１ケース
１９ ：第２ケース
２１ ：点火プラグ
２２ ：ワイヤハーネス
２３ ：ハーネスカバー
３０ ：エンジンカバー
３１ ：遮音材
３５ ：第１係止凸部
３８ ：第１グロメット
４１ ：第２係止凸部
５１ ：第２グロメット
５６ ：受容溝
５７ ：端面
５８ ：端壁

Claims (10)

1. 内燃機関であって、
   導電性のシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドに結合されたヘッドカバーと、
   前記シリンダヘッドに結合された燃料ポンプと、
   前記ヘッドカバー及び前記燃料ポンプに対向するように配置されたエンジンカバーとを有し、
   前記燃料ポンプは、前記シリンダヘッドに結合された導電性のポンプケースを有し、
   前記エンジンカバーは、前記ポンプケースに接触した遮音材を有する内燃機関。
2. 前記ヘッドカバーと前記エンジンカバーとの間に、点火プラグの外端及び前記点火プラグに電力を供給するワイヤハーネスが配置されている請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記遮音材は、ウレタンフォームによって形成されている請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 前記ヘッドカバーは、複数の係止凸部を有し、
   前記エンジンカバーは、前記遮音材に結合されると共に前記係止凸部に着脱可能に結合する複数の非導電性のグロメットを有する請求項１～３のいずれか１つの項に記載の内燃機関。
5. 前記グロメットは、ゴムによって形成されている請求項４に記載の内燃機関。
6. 前記ヘッドカバーは、ポリアミド合成樹脂によって形成されている請求項１～５のいずれか１つの項に記載の内燃機関。
7. 前記燃料ポンプは、動弁機構を構成するカムシャフトに連結されるポンプ駆動軸と、前記ポンプ駆動軸に対して直交する方向に延び、前記ポンプ駆動軸に設けられたカムによって往復動するプランジャとを有し、
   前記ポンプケースは、前記ポンプ駆動軸を回転可能に支持すると共に、前記シリンダヘッドに結合された第１ケースと、前記第１ケースに結合されると共に、前記プランジャを往復動可能に支持する第２ケースとを有し、
   前記第２ケースは、前記第１ケースから前記エンジンカバー側に延び、
   前記遮音材は前記第２ケースに接触している請求項１～６のいずれか１つの項に記載の内燃機関。
8. 前記第２ケースは、円筒形の外形を有し、
   前記遮音材は、前記第２ケースの外周面に当接している請求項７に記載の内燃機関。
9. 前記遮音材は、前記第２ケースの前記外周面の一部を受容する、円弧状断面の受容溝を有する請求項８に記載の内燃機関。
10. 前記受容溝は、前記第２ケースの軸方向における端面に対向する端壁を有する請求項９に記載の内燃機関。

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